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Verfahren zur Gaserzeugung, insbesondere für die Motoren von Kraftwagen
Die Gaserzeuger müssen, insbesondere wenn sie die Motoren von Kraftwagen speisen,
je nach den Schwankungen der von dem Motor geforderten Leistung erheblichen und
schnellen Änderungen in der Verausgabung des Gases gewachsen sein.
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Bei den gebräuchlichen Gaserzeugern ist die Verbrennungsfläche und
das Volumen der Reduktionszone hinsichtlich einer bestimmten Gasmenge ein für allemal
festgelegt.
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Es ergibt sich hieraus, daß bei schwacher Gasverausgabung die Verbrennungstemperaturen
abnehmen, und daß die Gaserzeugung nicht mehr gesichert ist, wenn man eine längere
Fahrt mit verringerter Gangart ausführt. Der Gaserzeuger ist dann nicht mehr in
der Lage, sofort wieder seine Tätigkeit aufzunehmen, wenn die von ihm angeforderte
Gaslieferung schnell zu wachsen beginnt. Hieraus ergibt sich dann weiter, daß das
Wiederinbetriebsetzen des Motors nicht so unabhängig erfolgen kann wie beispielsweise
mit einem flüssigen Brennstoff. Wenn man umgekehrt nach einer Fahrtperiode mit erhöhter
Gangart zu einer gemäßigteren Gangart übergeht, bedingt dies für das Gas eine augenblickliche
Anreicherung, welche den Gang des Motors ungünstig beeinflußt.
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Gemäß der Erfindung soll den genannten Mängeln dadurch abgeholfen
werden, daß man die Luft in Form einer pyramidenförmigen oder kegelförmigen Schicht,
je nach der Verwendung eines Gaserzeugerbehälters von quadratischem oder kreisförmigem
Querschnitt, in den Gaserzeuger einführt und die Lage dieser Schichten ändert.
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Bildet die betreffende Luftschicht beispielsweise einen Kegel, welcher
an der Spitze einen Winkel von 6o° - besitzt, und ist die Länge einer Erzeugenden
gleich D, gleich dem Durchmesser des Behälters, und H die Höhe des Kegels, so ist
die Seitenfläche des Kegels, welche die Verbrennungszone bildet:
während ein Gaserzeuger von gleichem Durchmesser bei Eintritt der Luft im ganzen
Querschnitt eine Verbrennungsfläche hat, also nur die Hälfte. Das Volumen
der durch die Kegelfläche begrenzten Reduktionszone ist
ist also ein Drittel des Volumens der zylindrischen Reduktionszone von gleicher
Höhe D und gleicher Höhe H.
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Wenn man Vorkehrungen trifft, um beispielsweise den öffnungswinkel
der kegelförmigen Luftschicht zu verändern, so wird es möglich, die Werte der genannten
Fläche und des genannten Volumens schnell der von dem Gaserzeuger in einem gegebenen
Augenblick angeforderten Gasmenge anzupassen.
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Das öffnen der verschiedenen Luftkanäle zur Herstellung einer kegelförmigen
Luftschicht kann durch das Pedal des Beschleunigers oder auch selbsttätig als Folge
der Druckänderung im Gaserzeuger gesteuert werden,
wobei dieses
Öffnen aber unabhängig hiervon noch durch den Fahrer beeinflußt werden kann, der
auf diese Weise seinen Gaserzeuger einer Bedarfsänderung anpassen kann entweder
für eine Erhöhung, wenn er weiß, daß er in Kürze eine Steigung erklimmen muß, oder
für eine Verringerung, wenn er am Ende einer Steigung oder einer Bahn, welche viel
Kraft verbraucht hat, anlangt.
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Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dar, und zwar ist Abb. i ein- schematischer Schnitt durch eine Ausführungsform
mit umgekehrter Verbrennung und zentralem Luftzuführtingsrohr, Abb. 4 ein Schnitt
durch einen Gaserzeuger von gleicher Art.
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Abb. z und 3 zeigen in vergrößertem Maßstabe einen Einzelteil dieses
Vergasers.
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Abb. 5 ist ein anderer schematischer Schnitt einer zweiten Ausführungsform
des Gaserzeugers.
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Abb. 6 zeigt einen Einzelteil dieser Ausführungsform.
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Abb. 7 und 8 sind in vergrößertem Maßstabe Querschnitte nach Linie
A-A der Abb. 5. Bei der Ausführungsform gemäß Abb. i ist das Rohr i in der Achse
des Behälters ja des Gaserzeugers in einer gewissen Höhe oberhalb des Rostes z angeordnet.
Dieses Rohr besitzt. bei. dem gewährten Ausführungsbeispiel rei onzentrische Lufteinlassungsöffnungen.
Die Öffnungen einer jeden Reihe konvergieren zu einem bestimmten Punkte der Achse
hin, so daß die aus diesen öffnungen austretenden Luftstrahlen kegelförmige, koaxiale
Schichten bilden.
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Die der Achse des Rohres zunächstge-Iegenen Öffnungen ergeben eine
Verbrennungsfläche und ein Reduktionszonenvolumen, die der langsamen Fahrt entsprechen.
Was die anderen Öffnungen anbelangt, so wächst die Verbrennungsfläche in dem Maße,
als die Reihe der Öffnungen sich von der Achse entfernt; das Volumen der Reduktionszone
wächst entsprechend schneller.
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Der gewählte Winkel kann von i8o° bis o° variieren, d. h. von der
gewöhnlichen Verbrennungsebene bis zur zentralen und einzigen Luftdüse.
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Die Winkel ergeben folgende Verhältnisse: Winkel von iSo°: Minimale
Verbrennungsfläche und maximales Reduktionsvolumen; von i8o° bis 6o°: Erhöhung der
Verbrennungsfläche und Verringerung des Reduktionsvolumens; von 6o° bis o° : Verringerung
der Verbrennungszone und der Reduktionszone.
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Diese Änderungsskalen sind. von Wichtigkeit und können-ebensogut je
nach der Natur des Brennstoffes als nach der Gangart, welche von dem Gaserzeuger
angefordert wird, angewendet werden. , Um je nach Bedarf die eine oder andere der
Serien von Öffnungen des Rohres in Betrieb setzen zu können, kann man dieses Rohr
anordnen, wie aus Abb. z bis .4 hervorgeht. Das Rohr besitzt alsdann einen Windkasten
3, der durch ein quer zum Behälter des Gaserzeugers angeordnetes und dem Behälter
vollständig durchdringendes Rohr ,4 mit Luft gespeist wird. Der Kasten 3 besitzt
eine obere Kammer 3a, wo die Luft zutritt, und drei konzentrische untere Kammern
3b, 30 und 3d, in deren Boden je eine Reihe von Öffnungen mündet, die einen immer
größeren Umfang aufweisen, wenn man von der Mitte des Rohres zu seinem Umfang hingeht.
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Die beiden - äußersten Kammern 3b und 3e sind von der Kammer 3a durch
eine horizontale Zwischenwand getrennt, die mit Öffnungen versehen ist. Die zentrale
Kammer 3"
geht über diese Zwischenwand hinaus und ist mit ihrem nach oben
vorstehenden Teil mit seitlichen Öffnungen versehen. Auf diese nach oben vorstehenden
Teile ist eine Muffe 5a aufgeschraubt, die einen Flansch 5 besitzt, der sich auf
die obere Zwischenwand der Kammern 3b und 3e auflegt. Die Muffe 5a und der Flansch
5 sind mit Öffnungen versehen, die so angeordnet sind, daß sie bei Drehung die Kammern
3a, 3e und 3b mit der oberen Kammer 3a in Verbindung setzen.
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Der Antrieb des durch die Muffe 511 und ihren Flansch 5 gebildeten
Verteilers erfolgt unter Vermittlung einer Stange 6, die in einer Führung eines
Armes des Rohres 4 sich verschiebt und sich nach außen erstreckt. Diese Stange 6
ist durch eine Pleuelstange 7 mit einer Öse 5b der Muffe 511 verbunden. Eine Feder
8, die an einer anderen Öse der Muffe 5a befestigt ist, sucht den Verteiler beständig
in seine Stellung für langsame Vergasung zurückzubringen, für welche die Luft dem
Gaserzeuger nur durch die. Öffnungen der zentralen Kammer 3d des Rohres zugeführt
wird.
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Das erzeugte Gas tritt durch den Rost hindurch, gelangt zum Aschenfall
9 und verläßt den Gaserzeuger durch io.
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Bei der Ausführungsform nach Abb: 5 bis 8 wird das Rohr von einer
Ringkammer i i gebildet, welche die Kehle des Behälters des Gaserzeugers zwischen
der Verbrennungskammer 12 und der Reduktionskammer 13 umgibt. Auch dieses Rohr besitzt
drei Reihen von Öffnungen. Die Öffnungen 14 erzeugen waagerechte Luftstrahlen. Beiden
Öffnungen 15 bilden die Luftstrahlen mit der Senkrechten einen Winkel von 45°, während
bei den Öffnungen 16 die Luftstrahlen mit der Senkrechten einen Winkel von 6o° bilden.
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Ändert man die Reihe von Öffnungen, durch
«-elche
(lie Luft eingeführt wird, so ändert man auch das Voltunen der Reduktionszone, und
zwar schneller, als es bei der oben beschriebenen Anordnung mit Bezug auf dit Verbrennungsfläche
geschieht.
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Andererseits kann man, anstatt den Ko(ivergierungspunkt der Luftstrahlen
nach oben zu verschieben, d. h. zum Innern der Verbr, ennttngskariirner, die Öffnungen
des Rohres so anordnen, daß man den Konvergierungspunht der Luftstrahlen unter die
Ehene der waagerechten Öffnungen 14. verlegt. Anstatt (las Volumen der Reduktionszone
zu erhöhen, indem man von der Verwendung der Offntingen i-. zur Verwendung der Öffnungen
it) übergeht, verringert man im Gegenteil dieses Volumen, was bei gewissen Brennstoffen,
die wenig flüchtige Stoffe besitzen, vorteilhaft sein kann.
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Die Inbetriebsetzung der verschiedenen Reihen des Rohres i i wird
durch einen Verteiler geregelt, der die Gestalt eine: drehbaren Ringes 17 besitzt,
welcher mit Offnungen versehen ist und sich der Fläche des Rohre: anpaßt, wo die
Öffnungen münden. Abb. 6 veranschaulicht diese Wandung in eine Ebene abgewickelt
und läßt die Anordnung der Öffnungen 14., 15 und 16 erkennen.
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Der Ring 17 besteht aus einer Anzahl gleicher Teile 17a (Abb. 7 und
8), zwischen welchen ein Zwischenraum gelassen wird, dur hinreicht, um den Wirkungen
der Ausdehnung Rechnung zu tragen. Diese Teile 17" sind untereinander durch elastische
Befestigungsmittel verbunden. In Abb.7 bestehen dieselben aus unterbrochenen Ringen
18, und in Abb. 8 wird dieselbe Rolle von Spiralfedern i9 gespielt, welche die gesamten
Teile 17a umgeben. jeder Teil 17a ist mit Öffnungen 1; b versehen.
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Der Ring 17 kann von außen her eine Drehung erhalten, so= daß seine
Öffnungen 17b, die zunächst nur die waagerechten Öffnungen 1d., welche der langsamen
Fahrt entsprechen, freigeben (Stellung a in Abb.6). schließlich die Öffnungen 16
freigeben, welche der Höchstverausgabung des Gaserzeuger entsprechen (Stellung b
in Abb. 6).
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Zwischen diesen beiden äußersten Stellungen haben die Öffnungen 17b
die Öffliuligen 15 für Mittelfahrt freigegeben (Stellung c in Abb.6). Die Anordnung
der Öffnungen 14, 15, 16 ist eine solche, daß die eine dieser Reihe sich zu öffnen
beginnt, sobald die benachbarte Reihe sich zu schließen anfängt (Stellungen d und
c in Abb. 6). Infolge dieses Umstandes kann keine Unterbrechung in der Luftzufuhr
während der Bewegung des Verteilers 17 stattfinden.
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Der Verteiler kann wie die Muffe 5a lnit Flansch 5 in der ersten Ausführungsform
entweder durch das Beschleunigerpedal betätigt werden, wenn der Gaserzeuger auf
cinem Fahrzeug angebracht ist, oder selbstt', tig durch eine Vorrichtung, welche
die Änderung des Druckes im Innern des Gaserzeugers infolge der Änderung der Gangart
des Motors ausnutzt. Man kann beispielsweise den Verteiler durch einen Kolben oder
eine Membran betätigen, deren eine Fläche dem im Gaserzeuger herrschenden Druck
unterworfen ist. In allen Fällen dieser Zwangläut`igkeit ist es außerdem notwendig,
daß der Verteiler durch den Wagenführer gesteuert werden kann, damit er sich einem
Wechsel in .ler Gangart anpassen kann.