DE4443770C2 - Vorrichtung zur Gemischbildung aus Brennstoff und Luft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ge­ mischbildung aus Brennstoff und Luft nach der Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere seit der Ölkrise werden enorme Anstrengungen unternommen, um den Brennstoffverbrauch von Verbrennungsmo­ toren und Ölheizkesseln herabzusetzen. Ferner hat die zu­ nehmende Schadstoffbelastung der Luft dazu geführt, daß immer mehr Kraftfahrzeuge mit eine Katalysator ausgerüstet werden, was mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist.

Aus DE 42 00 804 C1 ist bereits eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dabei wird der Brenn­ stoffleitung zwischen dem Brennstoffvorrat und der Förder­ pumpe über ein Drosselventil Luft zugeführt. Die bekannte Vorrichtung ist für einen Ölbrenner einer Heizungsanlage bestimmt, sie kann jedoch auch für eine Brennkraftmaschine zur Anwendung vorgesehen werden. Mit der bekannten Vorrich­ tung wird zwar eine Verringerung der Schadstoffemissionen erzielt, das Ausmaß der Verringerung läßt jedoch zu wün­ schen übrig; auch wird keine nennenswerte Herabsetzung des Brennstoffverbrauchs erzielt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Gemisch aus Brennstoff und Luft in der Brennstoffzufuhrleitung im Hinblick auf ei­ ne optimale Homogenität und damit eine deutliche Herabset­ zung des Brennstoffverbrauchs und eine deutliche Verringe­ rung der Schadstoffemissionen zu beeinflussen.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Vorrichtung erreicht. In den Ansprüchen 2 und 3 sind bevorzugte Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Dieselmotoren und Einspritz-Ottomotoren problemlos umgerüstet werden. Da­ zu wird die Vorrichtung lediglich in der Kraftstoffleitung zwischen Einspritzpumpe und den Einspritzdüsen eingebaut. Desgleichen ist bei Ölheizkesseln lediglich ein Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen der Ölbrennerpumpe und der Ölbrennerdüse vorzunehmen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine überra­ schend große Herabsetzung des Brennstoffverbrauchs erzielt. Bei einem Dieselfahrzeug, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet wurde, konnte in der Praxis eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von 13,5 l (Normalverbrauch) auf 7,3 l festgestellt werden, was einer Kraftstoffeinsparung von über 40% entspricht.

Zugleich weist ein Verbrennungsmotor, der mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung versehen ist, extrem niedrige Schadstoffemissionswerte auf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur auf die ge­ schilderten Verwendungsmöglichkeiten beschränkt, sondern allgemein anwendbar, wenn Brennstoff mit Luft mit maximaler Ausbeute verbrannt werden soll. Unter "Brennstoff" sind da­ bei flüssige Brennstoffe zu verstehen, also insbesondere auch Kraftstoff und Heizöl.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Er­ zeugung eines Brennstoff/Luft-Gemisches für einen Dieselmotor oder einen Einspritz-Ottomotor;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Er­ zeugung eines Brennstoff/Luft-Gemisches für einen Ölheizkessel.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Brenn­ stoff/Luft-Gemischs für einen Dieselmotor oder einen Ein­ spritz-Ottomotor gezeigt. Danach sind vier Laufräder 10 in einem Gehäuse 47 auf einer gemeinsamen Welle 48 angeordnet. Die Welle 48 ist in Ausnehmungen der Ankerplatten 17 ange­ ordneten Wälzlagern 18 an beiden Enden gelagert.

Jedes Laufrad 10 ist in einer Laufradkammer 49 angeordnet. Dazu ist das Gehäuse 47 in radial verlaufenden Teilungsebe­ nen geteilt. Jede Laufradkammer 49 ist an ihren beiden Stirnseiten mit einer Zwischenwand 50 versehen. Dadurch werden benachbarte Laufradkammern 49 voneinander getrennt. Die von der Welle 48 durchsetzten Zwischenwände 50 sind mit einer Dichtung 51 versehen, um die Welle 48 abzudichten.

Die Laufradwelle 48 wird entsprechend der vorstehend ge­ schilderten Ausführungsform durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben.

Obwohl in Fig. 1 nur für die zweite Kammer 49 von links dargestellt, weist jede der vier Kammern 49 eine Einspritz­ düse 52 und einen Auslaß 53 auf. Die Einspritzdüsen 52 sind als Rückschlagventile ausgebildet.

Die Einspritzdüsen 52 der vier Kammern 49 sind an eine nicht dargestellte Einspritzpumpe des Diesel- bzw. Ein­ spritz-Ottomotors angeschlossen.

Von dem Auslaß 53 jeder Kammer 49 führt eine nicht darge­ stellte Leitung zu der jeweiligen Einspritzdüse an einem der vier Zylinderköpfe des Motors, mit der das durch die Laufräder 10 erzeugte Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Brenn­ raum eingebracht wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die vier Gehäusesegmente mit jeweils einer Kammer 49 registerartig angeordnet. Die Segmente werden durch Zugstangen 54 zusammengehalten.

Gemäß Fig. 2 sind die Schaufeln 11 des Laufrades so ge­ wölbt, daß ihre in der mit dem Pfeil 12 bezeichneten Dreh­ richtung vordere Seite konkav ausgebildet ist. Die Schau­ feln 11 des Laufrades 10 verlaufen parallel zur Laufradwel­ le 48.

An der zur Laufradwelle 13 koaxialen zylindrischen Innen­ wand des Gehäuses 47 sind sich parallel zur Laufradwelle 48 erstreckende Vorsprünge vorgesehen, die um den Umfang des Laufrades 10 verteilte Prallkörper 14 bilden, die an der Innenwandung des zylindrischen Laufradgehäuses 9 befestigt sind.

Nach Fig. 3 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Er­ zeugung eines Brennstoff/Luft-Gemischs für einen nicht dar­ gestellten Ölheizkessel verwendet. Dabei ist ein Gehäuse 56 vorgesehen, das innen durch eine Zwischenwand 57 mit Durch­ trittsöffnungen 62 geteilt ist.

In dem in Fig. 3 linken Teil des Gehäuses 56 ist das Laufrad 10 auf einer Welle 58 angeordnet, deren eines Ende mit einem Wälzlager 18 in einer Ausnehmung in der Anker­ platte 17 gelagert ist, während ihr anderes Ende mit einem Wälzlager 59 an der Zwischenwand 57 gelagert ist. Die Welle 58 wird durch einen nicht dargestellten Elektromotor ange­ trieben.

Der in Fig. 3 rechte Teil des Gehäuses 56 bildet eine Druckkammer 60.

Das Heizöl F wird über ein am Gehäuse 56 im Bereich des Laufrades 10 angeordnetes, an die nicht dargestellte Pumpe des Ölbrenners angeschlossenes Elektromagnetventil 61 auf die Schaufeln 11 des Laufrades 10 gespritzt. Das gebildete Brennstoff/Luft-Gemisch M tritt durch Durchtrittsöffnungen 62 in der Zwischenwand 57 in den Druckraum 60, wo ein Druck von 10 bar und mehr aufgebaut wird, der wenigstens dem Druck der Ölbrennerpumpe entspricht.

Über ein Elektromagnetventil 63 tritt das Brennstoff/Luft-Ge­ misch aus der Druckkammer 60 aus und gelangt über eine nicht dargestellte Leitung zur Ölbrennerdüse.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Gemischbildung aus Brennstoff und Luft in einem Brennstoffsystem mit einem Brennstoffvorrat, von dem eine Brennstoffleitung unter Luftaufnahme zu einer Förderpumpe führt, welche mindestens eine Ein­ spritzdüse versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in einer Kammer (49) von einem rotierenden Schaufelrad (10) unter der Einwirkung des Luftanteils in ein homogenes Brennstoff-Luft-Gemisch versetzt wird und durch die Förderpumpe in einen beliebigen Brennraum eingespritzt wird.

2. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Dieselmotor oder Otto-Einspritzmotor dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaufelradkammer (49) in der Brenn­ stoffleitung stromab der Einspritzpumpe angeordnet ist.

3. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Ölbrenner einer Ölheizung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelradkammer in der Brennstoffleitung stromab der Ölbrennerpumpe angeordnet ist.