DE4137573C2 - Venturi-Mischer zum Mischen von Gas und Luft, insbesondere für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Venturi-Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Venturi-Mischer zum Mischen von Gas und Luft für einen Verbrennungsmotor, mit einem zentral in einem Rohrstück angeordneten Venturikörper, dem ein im Rohrstück vorgese­ hener Umfangsspalt zum Ansaugen des Gases in den Luftstrom des Rohrstückes zugeordnet ist, sind allgemein bekannt. Nachteilig bei derartigen Mischern ist, daß sie bei Gas mit stark schwankender Gasqualität, wie z. B. Deponiegas nur bedingt verwendet werden können. So können nur in Ver­ bindung mit einem Lambdaventil Gasqualitätsschwankungen im Bereich von ungefähr ± 8 Vol.% CH₄ abgedeckt werden.

In der DE 88 00 711 U1 ist ein derartiger Venturi-Mischer beschrieben, der zum Ausgleich stark schwankender Gasqua­ litäten ein den Umfangsspalt begrenzendes Rohrteilstück des Rohrstückes in dessen Achsrichtung verschiebbar auf­ weist. Synchron mit dem Rohrteilstück wird zugleich auch der Venturikörper verschoben. Hierdurch kann der Gasquer­ schnitt für Schwachgase sehr weit geöffnet werden. Je schwächer die Gase jedoch werden, desto weniger Luft benö­ tigen sie zur Erzeugung einer bestimmten Verbrennungswär­ me. Mit geringerer Luftmenge jedoch sinkt die Luftge­ schwindigkeit im engsten Querschnitt ab, wodurch die Saug­ dynamik des Venturiprinzips nachläßt.

Dies geht soweit, daß bei zu geringer Luftgeschwindigkeit (u. a. bei Teillast des Motors) der engste Querschnitt nicht gleichmäßig durchströmt wird. Der Mischer arbeitet dann falsch oder nicht zuverlässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Venturi- Mischer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem auch bei stark schwankenden Gasqualitä­ ten eine sichere und zuverlässige Funktion des Venturi-Mi­ schers gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst. Zunächst läßt sich durch den konischen Querschnitt des Venturikörpers in Verbindung mit dessen Verstellbarkeit der geringste Querschnitt zwi­ schen Venturikörper und Rohrstück beliebig variieren. Es ist daher möglich, das Querschnittsverhältnis zwischen Gaszutritt und Luftzutritt frei zu bestimmen. Dabei weist der Venturi­ körper in Längsrichtung gesehen im mittleren Bereich den größten Querschnitt auf und verjüngt sich von dort aus zu beiden Seiten konisch. Hierbei ist der Spalt gegenüber der Mitte zwischen dem größten Querschnitt des Venturikörpers und dessen zum Luftstrom gerichteter Spitze angeordnet.

In vorteilhafter Erweiterung der Erfindung wird der ver­ stellbare Venturikörper mit einem verstellbaren Spalt kom­ biniert. Hierzu ist in bekannter Weise ein den Spalt be­ grenzendes Rohrteilstück des Rohrstückes in dessen Achs­ richtung verschiebbar gelagert.

Zu dieser Kombination gibt es zwei verschiedene Aus­ führungsformen. In der ersten Ausführungsform sind das Rohrteilstück und damit der Spalt und der Venturikörper und damit der Querschnitt synchron über eine Spindel ver­ stellbar. In der zweiten Ausführungsform sind das Rohr­ teilstück und der Venturikörper unabhängig voneinander verstellbar.

Bei der ersten Ausführungsform mit der synchronen Ver­ stellung weist vorteilhafterweise die Spindel ein erstes Gewinde zur Verstellung des Rohrteilstückes und ein zwei­ tes Gewinde mit höherer Steigung als das erste Gewinde zur Verstellung des Venturikörpers auf. Vorteilhafterweise ist das zweite Gewinde dabei auf einer Bewegungsmutter ange­ ordnet, die auf der Spindel axial justierbar ist. Durch diese axial justierbare Bewegungsmutter läßt sich der Ven­ turi-Mischer vor der Inbetriebnahme nach den erforderli­ chen Gegebenheiten justieren.

Zweckmäßigerweise ist die Spindel gegen Verschmutzung ge­ schützt.

Für eine unabhängige Bewegung von Spalt und Venturikörper könnte die Spindel ein Zug- oder Druckstab sein und der Venturikörper mittels eines darüber geschobenen Rohres be­ wegt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend näher beschrieben. Die Fig. 1 und 2 zeigen je einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Venturi-Mischer, der das Prinzip mit unterschiedlich gestalteten Venturikörpern zeigt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Venturi-Mischer mit synchroner Verstellung des Venturikörpers und des Spaltes.

Der Venturi-Mischer gemäß den Fig. 1 bis 3 besteht aus einem Rohrstück 2, in dessen Zentrum ein Venturikörper 3 angeordnet ist. Dem Venturikörper 3 zugeordnet ist im Rohrstück 2 ein Spalt 6, der das Rohrstück 2 von einem Rohrteilstück 7 abtrennt. Mit Pfeilen ist der Luftzutritt in das Rohrstück 2 und der Gaszutritt in den Spalt 6 ge­ kennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist der Venturikörper 3 im Venturimischer axial verstellbar gelagert und weist einen konischen Quer­ schnitt auf. Beispielhaft sind in den Fig. 1 und 2 zwei vorteilhafte Ausführungsformen des Venturikörpers gezeigt. In der Fig. 1 weist der Venturikörper 3 einen zum Luft­ strom gerichteten, nahezu halbkreisförmigen Querschnitt auf, der sich in Strömungsrichtung konisch verjüngt. Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Venturikör­ per 3 in Längsrichtung gesehen im mittleren Bereich den größten Querschnitt aufweist und sich von dort aus zu bei­ den Seiten hin konisch verjüngt.

In vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung ist der verstellbare Venturikörper mit einem an sich bekannten verstellbaren Spalt 6 kombiniert. Eine derartige vorteil­ hafte Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 3.

Mit 2 ist wiederum das Rohrstück bezeichnet, in dessen Zentrum der Venturikörper 3 angeordnet ist. Das Rohrteil­ stück 7 ist verschiebbar im Rohrstück 2 gelagert und be­ grenzt den Spalt 6. Zur Abdichtung liegt das Rohrteilstück 7 über Dichtungen 11 am Rohrstück 2 an. Zur Verstellung des Rohrteilstückes 7 sind sternförmig Stäbe 12 am Rohr­ teilstück 7 angeordnet, die mit einer Hülse 13 verbunden sind. Im Zentrum der Hülse ist eine Spindel 4 angeordnet, die in ein erstes Gewinde 8 der Hülse 13 angreift. Durch Verdrehen der Spindel 4 läßt sich über das Gewinde 8, die Hülse 13, das Rohrteilstück 7 und damit der Spalt 6 ver­ stellen.

Auf der Spindel außerhalb der Hülse 13 ist eine Bewegungs­ mutter 10 justierbar angeordnet, die auf der Außenseite ein zweites Gewinde 9 aufweist. Dieses zweite Gewinde 9 steht mit einem Gegengewinde des Venturikörpers 3 in Wirk­ verbindung. Der Venturikörper 3 umragt die Bewegungsmutter 10 und einen Teil der Hülse 13. Zur Abdichtung liegt der Venturikörper 3 über Dichtungen 14 an der Hülse 13 bzw. der Spindel 4 an.

Erfindungsgemäß weist das zweite Gewinde 9 eine höhere Steigung als das erste Gewinde 8 auf. Hierdurch läßt sich durch Verdrehen der Spindel 4 sowohl der Spalt 6 als auch der Venturikörper 3 in gewünschter Weise verstellen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Rohrteilstück 7 und der Venturikörper 3 unabhängig vonein­ ander verstellbar. Diese Ausführungsform ist in den Figuren nicht gezeigt.

Claims (7)

1. Venturi-Mischer zum Mischen von Gas und Luft, insbesondere für einen Verbrennungsmotor mit zwei Rohrteilstücken, die zwischen sich einen Umfangsspalt für den Durchtritt des ansaugbaren Gases aufwei­ sen, wobei das eine Rohrteilstück zur Änderung der Durchtrittsfläche des Umfangsspaltes axial verstellbar ist, und mit einem koaxial zu den Rohrteilstücken angeordneten und dem Umfangsspalt zugeordneten Venturikörper, der axial verstellbar ist und der in einem Teilbereich ei­ nen konischen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Querschnitt des Venturi­ körpers (3) sich im Bereich des Umfangsspaltes (6) befindet und daß die axiale Verstellung des Venturikörpers (3) und die axiale Verstellung des Rohrteilstückes (7) unterschiedlich voneinander erfolgen.

2. Venturi-Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteilstück (7) und damit der Umfangsspalt (6) und der Venturikörper (3) und damit der engste Quer­ schnitt synchron über eine Spindel (4) verstellbar sind.

3. Venturi-Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (4) ein erstes Gewinde (8) zur Verstellung des Rohrteilstückes (7) und ein zweites Gewinde (9) mit höherer Steigung als das erste Gewinde (8) zur Verstellung des Venturi­ körpers (3) aufweist.

4. Venturi-Mischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewinde (9) auf einer Be­ wegungsmutter (10) angeordnet ist, die auf der Spindel (4) axial justier­ bar ist.

5. Venturi-Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (4) gegen Verschmutzung geschützt ist.

6. Venturi-Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (4) ein mit dem Rohrteil­ stück (7) verbundener Zug- oder Druckstab ist und der Venturikörper an einem über die Spindel geschobenen Rohr befestigt ist.

7. Venturi-Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteilstück (7) und der Venturi­ körper (3) unabhängig voneinander verstellbar sind.