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Brennstoffeinblaseventil für Verbrennungskraftmaschinen und für andere
Zwecke Für Einblaseventile von Verbrennungskraftmaschinen, die durch Öl oder andere
flüssige Brennstoffe einerseits und Preßluft anderseits gespeist werden, ist es
bekannt, Längsbohrungen des Ventilkörpers als Zuleitungen des Brennstoffes bzw.
der Einblaseluft zu verwenden. Es ist ferner bekannt, die beiden gleichzeitig im
gleichen Sinne zu betätigenden Einzelventile für Luft und Brennstoff durch eine
gemeinsame, zweckmäßig zentral liegende Ventilspindel antreiben zu lassen. Die erwähnten
Anordnungen gestatten jedoch nur eine verhältnismäßig mangelhafte Mischung bzw.
Vereinigung der beiden Speisekomponenten, so daß zum Teil nur ein grobes, mechanisches
Gemenge von Öltropfen und Luftbläschen die Folge ist. Insbesondere ist ständig damit
zu rechnen, daß der Brennstoff am Luftstrom vorbeitropft, bevor eine weitgehende
Zerstäubung eintreten kann. Es entsteht insbesondere bei geringer Belastung bzw.
Luftzufuhr oder in dünner Luft bei größeren Flughöhen eine mehr oder weniger unvollständige
Verbrennung, Brennstoffverluste und ein ungünstiger Wirkungsgrad.
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Erfindungsgemäß ist einebesondere,zweckmäßig geformte Zerstäuberkammer
vorgesehen., welche die erforderliche, äußerst feine Unterteilung des Brennstoffes
infolge der kreisenden Wirbelbewegung der Speisekomponenten gewährleistet. Die erzielte,
äußerst feine Verteilung in Nebel- bzw. Schleierform schließt Öl- bzw. Kraftverluste
aus und gestattet, Verbrennungskraftmaschinen mit Einblaseluft von verhältnismäßigniedrigemDruck
wirtschaftlich zu betreiben, da. das Öl noch genügend fein und gleichmäßig zerstäubt
wird.
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Auf beiliegenden Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand dargestellt.
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Abb. i zeigt den Zerstäuber im senkrechten Schnitt.
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Abb. 2 stellt das untere Ende des Zerstäubers aus Abb. i im Schnitt
und in vergrößertem Maßstabe dar.
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Abb. 3 stellt einen Teil des Zerstäubers im Schnitt mit offenem Ventil
dar.
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Abb. 4 ist ein Querschnitt nach Linie a-b der Abb. 2.
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Abb. 5 und 6 stellen Formänderungen des Auslaßventils dar.
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Abb.7 stellt eine Formänderung des unteren Endes des Zerstäubers dar.
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Zunächst sei auf Abb. i Bezug genommen.. i bezeichnet den Zylinderkopf
einer Verbren.-nungskraftmaschine (bzw. die vordere Platte eines Ofens). z bezeichnet
das Gehäuse des im Zylinderkopf sitzenden Zerstäubers. 3 bezeichnet eine vom Zerstäuber
2 äbnehmbare Kappe und 4 einen Falz für den Sitz der Kappe. Auf Kappe 3 selbst sitzt
drehbar der Steuerhebel 6, an dessen vorderem Ende, verstellbar mit Gegenmutter
8 gesichert, ein Schraubenbolzen 7 vorgesehen ist. In Kappe 3 ist ein Ventilstößel
g eingesetzt.
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Zwischen dem Zerstäubergehäuse und der Kappe 3 ist eine gewellte Membran
io eingespannt. Diese Membran wird zweckmäßig aus nachgiebigem oder federndem Material
hergestellt.
Durch die Mitte der Membran io hindurch geht eine Ventilspindel i i, die relativ
zur Membran mittels einer Mutter 12 und einer Gegenmutter 13 gehalten wird. Die
Mutter 12 besitzt geschlitzte Flügel 14, in welche die mit 15 bezeichneten, im Gehäuse
des Zerstäubers sitzenden Stifte 15 eingreifen, um die Mutter 12 beim Anzug der
Mutter 13 vor Drehung zu sichern. Der Stößel g ruht auf der Gegenmutter 13. Sobald
ein Druck auf den Stößel ausgeübt wird, werden die Membran io und die Ventilspindel
i i nach unten gedrückt. Anderseits wird ein unter der Membran io wirkender Druck
immer das Bestreben haben, die Ventilspindel zu heben.
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In der Gehäusebohrung 16 des Zerstäubergeh,äuses wird die Führungshülse
17 gehalten, die am unteren Ende einen konischen Fuß. 18 besitzt. Die äußere konische
Fläche dieses Fußes ist bei ig in den konischen, im unteren Ende des Zerstäubergehänses
befindlichen Sitz genau eingepaßt. Gehalten wird die Hülse 17 mittels einer Mutter
30. Vor dem Brennstoffventil 2o zwischen der Führungshülse 17 und der im Gehäuse
2 befindlichen Bohrung 16 wird ein. Brennstoffzufuhrkanal von Ringquerschnitt 31,
der fast die Gesamtlänge des Ventilkörpers hat, vorgesehen.
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Am unteren Ende der Ventilspindel befindet sich das Brennstoffventil
2o. Der dazugehörige Sitz befindet sich im Innern des Fußes der Führungshülse 17.
Unterhalb des Ventilsitzes liegt der @ Mischraum 21. Er wird verschlossen durch
das Auslaßventil 22. Dieses Auslaßventil kann zugleich als Luftregelungsventil angesehen
werden, denn es regelt den Zugang der Luft zum Mischraum 21 sowie auch den Austritt
des zerstäubten Brennstoffes. Das Auslaßventi122 und das Brennstoffventil 2o sind
durch das untere Ende z3 der Ventilspindel i i miteinander verbunden. Die Mutter
24 soll beim Einstellen der Ventilspindel zum Halten derselben dienen und kann zugleich
dazu verwendet werden, das Auslaßventil auf der Ventilspindel zu befestigen, falls
dieser Ventilkörper mit Rücksicht auf etwaige Erneuerung als Teil für sich hergestellt
sein sollte. Es ergibt sich jetzt wohl ganz von selbst, daß der unter der Membran
1o wirkende Druck beide Ventile 2o und 22 gegen ihren Sitz zu halten sucht.
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In dem konischen, im unteren Ende des Zerstäub;ergehäuses befindlichen
Sitz ig wird ein gemeinsamer Ringraum 26 gebildet, der mit einer im oberen Teil.
des Zerstäube; gehäuses vorgesehenen Bohrung 27 durch die Einblaseluftleitung 28
in Verbindung gebracht ist. Des weiteren steht der gemeinsame Ringraum 26 reit dem
Mischraum 21 `über tangentiale Windformer oder Luftkanäle 29 in Verbindung (s. auch
Abb. 4). Der Durchmesser der Ventilspindel ist an einer Stelle unmittelbar über
dem Brennstoffventil 2o reingezogen, um eine Ringkammer 32 bilden zu können. Diese
Ringkammer steht mit dem Brennstoffzufuhrkanal31 über die Kanäle 33 in Verbindung.
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Druckluft wird in die schon einmal erwähnte Bohrung 27 über die Einblasehiftleitung
34 und nach unten zum gemeinsamen Ringraum 26 über die Einblaseluftleitung 28 geführt.
Die Luft nimmt ihren Weg weiter zum Mischraum--i, in welchen sie über die
zur Mischkammer tangential laufenden Windformer bzw. Luftkanäle 29 mit hoher Geschwindigkeit
einströmt. Demzufolge wird die Luft im Innern des Mischraumes Wirbel bilden. Öl
wird dem Kanal 35 und dem Brennstoffzufuhrkanal 3 i über Einlaß 36 zugeführt. Das
Öl strömt weiter über einen Kanal 33 zu der über dem Brennstoffventil 2o
befindlichen Kammer 32. Wenn das Brennstoffventil 2o durch eine entsprechende Bewegung
der Ventilspindel i i geöffnet wird, wird auch das Ventil ? 2 geöffnet. Die Luft
tritt, wie schon erwähnt, über die Luftkanäle 29 zum Mischraum 21. Das rings des
Ventils 2o in einer Schicht einströmende Öl wird in dem Mischraum--i durch die Luftströme
fein zerstäubt. Wird er Zerstäuber bei einer `Verbrennungs;-kraftmaschine verwendet.
(in welchem Falle Zündung und Verbrennung intermittierend vor sich gehen), so erhält
die Ventilspindel i I
eine besondere Steuerung (Abb. i, 6 und g). Bei Betätigung
der Ventilspindel öffnet das Ventil 222, und sofort wird eine Entspannung des im
Mischraum vorhandenen Druckes eintreten. Zur gleichen Zeit wird das Brennstoffventil2o
öffnen und: Öl in einem dünnen Schleier zum Mischraum 21 gelangen lassen. Dieser
Ölschleier wird sofort durch die über die Luftkanäle 29 tangential mit hoher Geschwindigkeit
eintretenden Luftströme zerstäubt. Das Gemisch, bestehend aus Luft und Öl, verläßt
schließlich den Mischraum über das offene Ventil 22. Wird der Ventilstößel entlastet,
so wird der von unten her auf die Membran i i wirkende Druck, der ja größer ist
als der auf die beiden Ventile 2o und 22 zusammenwirkende Druck, ein Schließen der
Ventile bewirken. Ist das Auslaßventil22 geschlossen, so ist auch. das Brennstoffventil
2o geschlossen. Ferner kann dann keine Luft mehr in und durch die Mischkammer strömen,
da ja der Auslaß durch das Ventil 22 verschlossen ist. In dem Augenblick aber, wo
die Ventile durch Druck auf die Ventilspindel geöffnet werden, wird die in der Mischkammer
befindliche Luft in Bewegung kommen, und in diese bewegte Luft muß zugleich der
Ölschleier über das BrennstOffventil2o gelangen. Infolge der Tatsache,
daß
die bewegte Luft In tangentialer Richtung auf den Ölschleier trifft, das Gemisch
also beim Durchgang der Mischkammer noch weiterhin in Wirbelung gehalten wird, so
muß das Öl in äußerst feiner Verteilung von der Luft aufgenommen werden, so daß
letzten Endes ein Brennstoffluftgemisch gleich einem Ölnebel aus dem Ventil 22 ausströmt.
In welcher Form der Ölnebel über das Ventil 2 2 ausströmt, hängt von der Form der
Ventilöffnung ab. Bei Zerstäubern für Verbrennungskraftmaschinen wird das Ventil,
wie auf der Zeichnung dargestellt, ringförmig ausgeführt. Der Ölnebel wird dann
in Form eines Schleiers radial über das Ventil ausströmen. Für Öfen kann das Ventil
in .der gleichen Form verwendet werden, es könnte aber auch ein Ventil verwendet
werden, bei welchem der eigentliche Ventilkörper in der Ventilöffnung sitzt, wie
es z. B. bei einem Nadelventil der Fall ist.
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Der Austritt des Brennstoffschleiers wird durch einen Kranz 37 bestimmt
(vgl. Abb. i, 2, 3, 5, 6 und 7). Der Kranz befindet sich am Umfang des Ventils 22
oder des Ventils 38 in der Nähe der Austrittsöffnung. Gleich, ob der Kranz einen
Teil des Ventils oder des Ventilsitzes bzw. einen Teil der Wandung einer Öffnung
irgendwelcher Form bildet oder ob er unabhängig von dem Ventil und der Wand der
Öffnung angeordnet ist, immer sollte er im spitzen Winkel auslaufen, und ferner
soll der Außendurchmesser größer sein als der Außendurchmesser der nächstgelegenen
Teile des Zerstäubers. Der Ölschleier folgt der Fläche der Ventilöffnung sowie der
Fläche des am äußeren Rand befindlichen Kranzes. Diesen Kranz wird der Ölschleier
ohne nennenswerte Änderung der Richtung verlassen. Die Form des Kranzes bestimmt
die Richtung des Brennstoffaustritts. In waagerechter. Form, wie aus Abb. 6 ersichtlich,
wird ein annähernd horizontaler Schleier erzielt, während mit der aus Abb. 5 ersichtlichen
Form ein etwas nach unten gerichteter Brennstoffschleier erzielt wird.