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Verfahren und Vorrichtung zum Nachverdampfen von schweren, aus dem
Ladegemisch einer Vergasermaschine ausgeschiedenen Brennstoffteilen Die Erfindung
bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Nachverdampfen von schweren, aus dem
Ladegemisch einer Vergasermaschine ausgeschiedenen Brennstoffteilen unter Anwendung
der fraktionierten Destillation im Gegenluftstrom.
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Wiederholt; Versuche des Erfinders haben zu erheblichen Verbesserungen
dieser Verfahrensweise geführt, hauptsächlich durch die Schaffung von Mitteln, durch
die selbsttätig progressive Verdampfung der bei verschiedenen Temperaturgraden siedenden
Fraktionen bewirkt wird, wie sie in den aus einem in einem beliebigen Vergas,-r
hergestellten vergasten Gemisch ausgeschiedenen Flüssigkeitströpfchen enthalten
sind. Ferner soll - und dies ist noch wesentlich wichtiger - Vorsorge getroffen
werden für die wirksame Verdampfung der höher siedenden Fraktionen des Petroleumrohöles
entweder allein oder in Verbindung mit .Mkohol, Wasser, Schieferöldestillat oder
anderen Ölen, gegebenenfalls unter Zusatz von für ,fiese Zwecke verwendbaren pflanzlichen
oder mineralischen Stoffen allein oder in verschiedenen Mischungen. In anderen Worten,
es soll erreicht werden, daß Brennstoffgemische auf Petroleumgrundlage, die einen
erheblichen Anteil an höher siedenden Fraktionen enthalten, mit Erfolg als Betriebsstoff
für Verbrennungsmaschinen benutzt werden können. Durch Anwendung des Erfindungsgegenstandes
soll ermöglicht werden, bei Zusatz von etwa 5o ooo billigem Brennstoff, der bisher
nicht für diesen Zweck verwendet «-erden konnte, zu den Motorbrennstoffen auf Petroleumgrundlage
einen erstklassigen Brennstoff zu erhalten und erhöhte Leistungen bei geringeren
Kosten zu erzielen und überdies den Kreis der zur Zeit für Verbrennungsmaschinen
verwendbaren Brennstoffe erheblich zu erweitern. Beispielsweise können auf diese
Weise bisher als zweitklassig oder geringwertig geltende flüssige Brennstoffe, von
denen i5 °,ö ihrer Bestandteile bis zu 9o° C destillieren, 30% der bei über i5o`
destillierariden Kerosinfraktionen des Rohpetroleums, in Verbindung mit 2o °,-,
neunzigprozentigen Alkohols und gor, Wasser zug,2-setzt werden. ' Außerdem
will das neue Verfahren für die Erhaltung der #chmicrenden Eigenschaften der der
Maschine zugeführten Schmieröle durch doppelte Filtration aller atmosphärischen
Luft sorgen, die der Maschine durch das Vergasersy stein oder durch die Saugleitung
des Kurbelgehäuses zuströmt. Hierdurch ist es möglich, noch leichtere Kolben zu
verwenden als bisher möglich, zusammen mit höheren Kompressionsverhältnissen infolge
der längeren Lebensdauer, die den Maschinenteilen durch das Nichtvorhandensein von
verschleißbewirkenden Staubteilen in dem Schmieröl ermöglicht wird. Die Verdünnung
im Kurbelgehäuse wird ebenfalls erheblich vermindert.
Desgleichen
werden eine Verminderung der Abnutzung und geringere Betriebskosten ermöglicht.
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Weitere bemerkbare Vorteile bei der Verwendung des Erfindungsgegenstandes
bestehen darin, daß durch die besondere Art der .Zuführung des zuzusetzenden Alkohols
zu dem brennbaren Gasgemisch die kennzeichnende detonationsverhindernde Eigenschaft
des Alkohols allein die Verwendung von noch höheren kompressionsgraden <ermöglichen
würde; und wenn gleichzeitig das neue Retortensystem verwendet wird, kann ein trockenes,
kaltes, vollständig verbrennbares Gasgemisch erzielt werden, das selbst ausgesprochene
detonationshindernde Eigenschaften besitzt. Die Gesamtheit der Erhöhung des Kompressionsverhältnisses
ermöglicht solche größeren Anteile, um einen ausgesprochenen Vorteil zu bilden.
Auch werden hierdurch noch größere Ersparnisse an flüssigen Kohlenwasserstoffen
ermöglicht.
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Mit dem Zusatz von Wasserstoff in der Form von Wasser durch Verwendung
der neuartigen Retortenanordnung soll die rasche Verbrennung der komprimierten Ladung
erhöht werden, -wodurch eine gesteigerte Leistung unter. Ersparnis :in dem auf jeden
Kolbenhub verbrauchten volumetrischen Gewicht des Brennstoffes erreicht und weitere
Ersparnisse gemacht werden sollen.
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Der durch die wirksame Ausnutzung des größeren Teils der Wärmeeinheiten
in den Kerosinfraktionen des Brennstoffes durch den Erfindungsgegenstand erzielte
Vorteil ist bemerkenswert; wenn jedoch die Abhetze in der Foren von Auspuffgas verwendet
wird, um die hohe latente Wärme zu liefern, die für die Umwandlung des Alkohols
in Dampf erforderlich ist, wird die Ersparnis an dem Petroleumbrennstoff erheblich
gesteigert.
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Ferner soll gemäß der Erfindung, während Perioden von langsamem Gang
der Maschine, wie beim Anlassen und beim Leerlauf, und wo niedrige Temperaturen,
wie z. B. solche unter 8° C, vorliegen, ein Sammeln der aus dem -Brennstoffstrom
ausgeschiedenen Flüssigkeitsteile in einem Auffangraum erfolgen, ehe er in die Retortenkammer
gelangt.
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Die so aufgefangene Flüssigkeit kann in einem besonderen Raum des
Hauptbr ennstoffbehälters aufgefangen werden oder langsam durch eine Düsenöffnung
der Retortenkaminer zugeführt werden. Durch ein solches Auffangen der Flüssigkeit
wird eine Verdünnung des Öls in dem Kurbelgehäuse vermindert.
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Das grundlegende Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß bei
einem Verfahren der oben erläuterten Art die Zufuhr von Zusatzluft selbsttätig erst
nach hinreichender Erwärmung der Wandungen eingeschaltet und dann in ihrer Menge
entsprechend dieser Wandungsterriperatur geregelt wird.
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Dieses Verfahren soll in einem Nachverdampfer zur Durchführung kommen,
der im wesentlichen aus einer von oben nach unten ansteigend beheizten, von der
Ladegemischleitung abgezweigten Retorte besteht, deren geneigter Boden mit einer
Stufenfolge kaskadenartig angeordneter Verdampfungsscha-1en, über die die abgeschiedenen
flüssigen Brennstoffanteile herabrinnen, besetzt ist und in deren Fußteil eine Zusatzluftleitung
einmündet.
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Die Wärmezufuhr zu diesen Retorten mußte bisher meist thermostatisch
geregelt werden, um soweit wie möglich eine gleichmäßige Hitze zu erhalten, die
für die Erzielung guter Ergebnisse jedoch zu einem solchen Grad erhöht werden mußte,
daß die am höchsten siedenden Fraktionen mit einem höheren Grad von Hitze verdampft
werden als nötig ist für die niedriger siedenden Fraktionen, mit dem Ergebnis, daß
die Temperatur in dein endgültigen Gemisch, wie es der Maschine zugeführt wird,
erhöht wird.
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Durch den Gegenstand der Erfindung wird die Notwendigkeit der thermostatischen
Regelung beseitigt und eine progressive Verdampfung in der Retorte bewirkt, Zwobei
sich die. Hitze in der Retorte über ihrem Grundriß verändert und wodurch von den
bei verschiedenen Temperaturgraden siedenden Fraktionen in den Flüssigkeitströpfchen
jede nur einem Grad von Hitze ausgesetzt wird, der für ihre Verdampfung notwendig
ist.
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Ein weiteres Hauptmerkmal der Erfindung besteht in der besonderen
Art der Alkoliolzuführ ung zu dem Nachverdampfer, wobei der Alkohol am Fuß der Retorte
eingeführt wird und damit zunächst zu den höher beheizten Teilen des Verdampfers
gelangt.
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Mit denn Alkohol können einzeln oder in verschiedenen Zusammenstellungen
Schieferöldestillate oder andere Öle, auch für solche Zwecke geeignete pflanzliche
oder mineralische Stoffe zugeführt werden, wodurch die Zerlegung der schweren oder
Dekathylreihen von Fraktionen in dem Kohlenwasserstoff des Brennstoffes unterstützt
werden soll.
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Weitere Merkmale der Erfindung sollen bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes aufgezeigt werden, die in der Zeichnung dargestellt sind;
es zeigen die Gesamtanordnung Abb. 1 und a von vorn und von der Seite, Abb. 3 und
:f die Retorte ein Längsschnitt und in Ansicht von oben, Abb. 5, 6 und 7 den Abscheider
von vorn, von der Seite und von oben, Abb. 8 eine Einzelheit des Abscheiders, Abb.
g, ro und fI den Luftregelschieber -für die Retorte, Abb. 12
und
13 den eigentlichen Schieber in Ansicht von oben und im Schnitt von der Seite, Abb.
1.4 und 15 das Innere des Schiebers im radialen und axialen Schnitt, Abb. 16 und
17 das Luftfilter im Schnitt von der Seite und im teilweisen Schnitt von oben, Abb.
18 das Ventil für die Zusatzluft. Abb. 1g den Ventilkörper, Abb20, 21 und 22 eine
abgeänderte Ausführungsform des Abscheiders gemäß Abb. 5 bis 7, wobei eine besondere
Auffangkammer für flüssigen Brennstoff angeordnet ist, Abb.23 einen Schnitt nach
1--x- der Abb. 22.
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Die flüssigen Teilchen der schwereren Brennstofffraktionen aus dem
vergasten Gemisch werden -auf den Wänden des Abscheiders A abgesetzt, dessen geflanschte
Eintrittsöffnung 7 an irgendeinen normalen Vergaser angeschlossen wird, wie sie
zur Verdampfung abgemessener Brennstoffmengen benutzt werden. Diese Brennstofftröpfchen
werden längs der Seitenwände des Abscheiders durch den Stoß des strömenden Brennstoffgemisches
weitergetrieben und durch Zusammenwirken der Schwerkraft und des Beharrungsvermögens
in eine Mischkammer 8 von annähernd halbkugeliger Form und erheblichem Querschnitt
getrieben, die in dem unteren Teil des Abscheiders ausgebildet ist. Von hier aus
gelangt der Brennstoff in die oberste einer Stufenfolge von Auffangschalen 9, die
quergerichtet in der vorzugsweise unter einem @N'inkel von etwa 4.5° zur Senkrechten
geneigten Sohle einer Retorte 1o angeordnet ist.
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Da die oberen Auffangschalen, die von erhebl_ichem Fassungsvermögen
sind, als Vorratsräume wirken und während des Arbeitens der Maschine gefüllt werden,
gelangen die schweren Fraktionen eines zusammengesetzten Kohlenwasserstoff-Brennstoff-Gemisches
schließlich durch selbsttätige Abscheidung und Überlaufen in eine Schale von geringerem
Querschnitt, die in einer tieferen und heißeren Stelle der Retorte liegt, und die
in diesem Augenblick den geeigneten Hitzegrad für die zweckmäßige Vergasung. dieser
Fraktion bietet.
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Um die genügende Menge von Abgashitze 1 e im Leerlauf und bei n langsamen
Gang der Maschine zu liefern, ist am untersten Ende der Retorte 1o eine in einer
waagerechten Ebene umlaufende Rinne 12 angeordnet, die rine erhebliche Wärilieaustauschfläche
bietet und eine mittlere, domartig aufgewölbte Kuphel 13 zurr Auffangen der ZV`ärme
umfaßt.
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Die Retorte 1o ist in einem länglichen Gehäuse 1d. untergebracht,
das aus einem Stück mit dem Auspuffrohr 14.a der Maschine gegossen sein kann und
am unteren Auslaßende zu einer kugelförmigen Expansionskammer 15 von erheblichen:
ntiergchnitt aufgC@veitet ist, rlie den Fuß der Retorte umhüllt. Unter dem Retcrtenfuß
ist in der Expansionskammer 15 eine Ablenkplatte 16 (Abb. 2) angeordnet, die mit
ihr aus einem Stück gegossen sein kann und so gestaltet ist, daß die größtmögliche
\-Ierige von expandierenden Auspuffgasen auf ihrem Wege nach dem Schalldämpferzuführungsrohr
durch den Auslaß 17 gegen die Unterseite der ringförmigen seichten Rinne 12 und
der Kuppel 13 in dem Retortenfuß abgelenkt wird und den größten Teil ihrer Hitze
während des Expandierens an die Rinne abgibt.
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Um die durch die Expansion der von der Maschine besonders bei geringer
Drehzahl abgegebenen Abgase freiwerdende Hitze besser ausnutzen und ausziehen zu
können, ist nach der Erfindung eine über der Expansionskammer 15 des Retortengehäuses
angeordnete Isolierung durch Luft, Holzkohle oder Bimsstein oder andere wärmeisolierende
Stoffe vorgesehen, indem sie von einem mit ihr aus einem Stück gegossenen Metallmantel
15a umhüllt ist, dessen Luftraum etwa zwei Drittel der Außenfläche der Kammer umhüllt
und eine Luftschicht bietet, die an keiner Stelle -zwischen der Außenwand der Kammer
und der Innenwand der Umhüllung weniger als 1j_, Zoll dick ist, Dieser Luftraum
besitzt nur eine einzige Öffnung 15b von kreisförmigem Querschnitt und % Zoll Durchmesser
nach der Außenluft. Diese Öffnung ist am untersten Ende der Hülle angeordnet und
kann nötigenfalls als Saugöffnung verwendet werden.
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Da die genaue Lage dieser Stelle von größter Hitzeleistung und der
Durchmesser der Expansionskammer 15 veränderlich sind, können, Mittel vorgesehen
sein, um die für den Leerlauf oder den langsamen Gang dienende Verdampfungsrinne
12 oder die umhüllende Kugel 15 an eine bestimmte Stelle von größter Hitze zu bringen,
indem je nach der besonderen Maschinengattung die Retorte verlängert oder verkürzt
und die Zahl der Verdampfungsschalen vergrößert oder verkleinert wird. Dies sichert
die wirksame Verdampfung dieser schweren Brennstofffraktionen bei der Geringstzahl
von Maschinenumläufen je Minute.
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Um eine gleichmäßige und stetige Förderung von Brennstoff aus den
oberen, dem Anlassen dienenden Schalen 9 nach den unteren bei normalem Gang betriebenen
Schalen der Retorte zu sichern, sind dünne Streifen von Drahtgaze 18 (Abb. 3) vorgesehen,
die durch ihre Kapillarwirkung langsam den flüssigen Inhalt der oberen Schale in-
die oberste der unteren eigentlichen Verdämpfungsschale abfließen lassen. Damit
die oberen Schichten der leichteren von den schweren Brennstofffraktionen,
die
durch .Schleuderkraft in der Scheidekammer 8 ausgeschieden sind, nicht übermäßiger
Hitze längere Zeit ausgesetzt sind, sondern unmittelbar verdampft werden, sind zwei
oder mehr Röhren aus Drahtgaze 19 an dem Eintrittsende der Retorte angeordnet, die
sich quer über die obere Reihe von Verdampfungsschalen erstrecken, derart, daß diese
Fraktionen von ihnen aufgefangen und einem stetigen Strom von heißer trockner Luft
ausgesetzt werden, die auf die äußere und innere Fläche der Gazerohre auftreffen.
Das Luftrohr 2o geht zu diesem Zweck von einer später zu beschreibenden Luftfilterkammer
21 aus -durch das Luftsteuerv entil 22, den Kanal 23 .und das Rohr 24 in den Fuß
der Retorte io. Diese Luftzuführung dient auch dazu, die Dämpfe von den schweren
Brennstofffraktionen stetig abzuführen, sobald sie von den Heizflächen der -unteren
Reihe der progressiven Verdampfungsschalen der Retorte aufsteigen, wobei sie gleichzeitig
diesen überreichen Brennstoffdämpfen die nötige Menge zusätzlicher Luft zuführen,
die für die Lieferung eines trockenen Gasgemisches notwendig ist.
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Zwei der Funktionen dieser Luftleitung 24, die einen lichten Durchmesser
von etwa '/,Zoll besitzt und nach dem Fuß der Retorte führt, bestehen darin,
daß durch den Zulaß der Luft der in einer Retorte dieser Art mit einem lang ausgedehnten
Körper und einer verengten Miindung bestehende Unterdruck vermindert wird, so daß
die Gefahr des »LTberschäumens« (frothing over) des Inhalts in die Misch- oder Kühlkammer
verhindert wird, wenn z. B. eine erhebliche Menge von flüssigem Brennstoff darin
vorhanden ist, so beim Anlassen der Maschine aus einem kalten Zustand, und daß.weiterhin
ein »Abschrecken« (cracking) der schweren Brennstofffraktionen bei einer späteren
V erfahrenstufe, wenn die Maschine mit voller Leistung läuft, verhindert wird.
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Diese Zusatzluft ist aber nicht erforderlich während des ersten Anlasseis,
besonders im Winter in kalten Gegenden. Die Retorte dient dann als Vorratsbehälter,
der die schweren Brennstofffraktionen aufnimmt und so in besonders hohem Maß die
Verdünnung im Kurbelgehäuse verhindert, bis die Maschine durch den Betrieb mit den
niedriger siedenden Fraktionen des verwendeten Gasolins angewärmt ist. Der Erfindungsgegenstand
liefert diese Zusatzluft zum Ausblasen der Retorte, wenn die Maschine ihre eigentliche
Arbeitstemperatur erreicht hat, selbsttätig auf thermostatischein Wege mittels eines
Steuerschiebers in dem Schiebergehäuse 22, das an dem Flansch 26 der-Retörte iö
befestigt ist und durch den inneren Luftkanal 23 in diesem Flansch mit I
dem nach dem Fuß .der Retorte führenden Rohr 24. verbunden ist.
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Im einzelnen ist dieser Steuerschieber (vgl. Abb. 9 bis i6) in folgender
Weise angeordnet. Seine Hauptteile sind das Gehäuse 22, der Deckel 27, der Drehschieher
28, thermostatische Spiralen 29 und die Hohlspindel 30. Der Schieber wirkt in folgender
Weise: Es besteht die Regel, daß beim Anlassen der kalten Maschine die Höchstgeschwindigkeit
der Luft über dem Brennstoffstrahl eines normalen Vergasers während des Saughubes
des Kolbens aufrechtzuerhalten ist, so daß die niedriger siedenden Brennstofffraktionen
vollständiger zerlegt und zerstäubt werden.
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Zu diesem Zweck darf keine Luft der Retoi-te oder der Mischkammer
des Systems zugeführt werden, ehe genügende Hitze in dem Motor erzeugt ist.
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Wenn der für die Normalwirkung des Motors benötigte Wärmegrad erzeugt
ist, was unter normalen Bedingungen ungefähr 2 Minuten nach dem Anlassen der Maschine
erfolgt, hat der Schieberspiegel 31, dessen Kanal 32 mit der Mündung des Kanals
23 sich deckt, durch seine innige Berührung mit dem Flansch 26 der Retorte io genügend
Wärme aufgenommen. Das Metall des Gehäuses 22 besteht vorzugsweise in einer Legierung
von 9o °,%. Kupfer, 9 % Zink und i °,/" Zinn, um bei der Erwärmung zii expandieren
und ein verstärktes Spiel zwischen dem vorzugsweise aus rostfreiem Stahl mit niederem
Expansionskoeffizienten hergestellten, dicht passenden Schieber 28 lind dem Gehäuse
22 zu schaffen, wodurch eine Beheizung der beiden Ausdehnungsspiralen 29 und ihre
erhebliche Expansion stattfindet. Diese sind an je einem Ende der Welle 3o befestigt,
wobei eine Spirale in Richtung des Uhrzeigers, die andere in entgegengesetzter Richtung
gerollt ist. Hierdurch wird der Schieber 22 langsam in Richtung entgegen dem 'Uhrzeiger
gedreht und legt hierbei den zu dem Luftzuführungsrohr 2o führenden Kanal 33 frei,
so daß die nötige Belüftung der überreichen Brennstoffdämpfe stattfinden kann, die
in der Retorte infolge der AnsammlLUig der schweren Brennstofffraktionen während,der
Anlaßperiode angesammelt wurden. Die Bemessung und Anordnung des Schlitzes 34 in
dem Schieber 28 ist derart, daß die Höchstmenge von Luft den schweren Brennstoffdämpfen
in der Retorte während der ersten zehn Minuten des Ganges der Maschine nach dem
Anlassen zugeführt wird, wenn aber die Dämpfe in den Hauptgemischstrom eingeführt
werden und der normale Arbeitszustand der Maschine erreicht ist, wird die weitere
Drehung des Schiebers 28 durch die verstärkte Expansion der Ausdehnungsspiralen
29 weiterhin die genaue und gleichmäßige
Strömung der Luft durch
die Retorte überwachen. Die Einregelung der genauen Luftzufuhr, die zur Erreichung
einer Höchstleistung notwendig ist, wird durch die Bedienung eines Absperrhahnes
35 erzielt, der in der Luftzulaßleitung 2o nahe ihrer Einmün-(lung in das Hauptfilterelement
21 angeordnet ist.
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Die Regelung der Wirkung der therniostatischen Spiralen 29 wird bewirkt
durch Einstellen des Bolzens 36, der in axialer Richtung (las Gehäuse 22 durchdringt,
und der die Schieberteile gegeneinanderdrückt. Die Grundplatte des Gehäuses 22 ist
an der Stirnfläche des Retortenflansches 26 mittels der Schrauben 37 befestigt.
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Die Regelung der Wirkung der thermostatischen Spiralen 29 wird erzielt
durch das anziehen oder Lösen des Bolzeng 36, dessen sechseckiger Kopf 36a in einem
Ende des hohlen Rohres 30 sitzt (vgl. Abb. 15); dieses Ende ist so
geformt, daß es über diesen Bolzenkopf paßt. Der Bolzen 36 geht frei, durch die
Stirnwand des Gehäuses 26 und ist mittels der Mutter 361' befestigt, und der Reibungswiderstand
des Bolzens gegen Drehbewegung ist proportional der Stärke des Anziehens der Mutter
36b.
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In den Luftkanal 23 mündet auch das Ablaufrohr 39 des Alkoholbehälters
d.o, so claß (las von ihm abgegebene Brennstoffgemisch auf :einem Wege zu der höchstbeheizten
Fußrinne 12 der Retorte richtig vorbeheizt und belüftet wird.
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Die schweren Dämpfe treffen beim Ausströmen aus der Retorte auf den
Hauptgasstrorn der zerstäubten, leichter siedenden Fraktionen in der Mischkammer
8 und werden finit ihnen heftig untermischt und ihnen ein-\-erleibt. Das Gemisch
tritt dann aus der \Ii#chkammer auf dem Wege zu der Maschin#-finit verminderter
Strömungsgeschwindigkeit in eine gekrünnnte Auslaßkammer .i2 des Abscheiden, A aus,
deren Querschnittsfläche dreimal größer ist als der der Durchtrittsöffnung de. Ab-scheiders
für das nasse Gemisch, die nach der Mischkammer 8 führt, von der an dieser Stelle
alle Flüssigkeitströpfchen in die 2\,Iüncltvng der Retorte geschleudert werden,
indem man rler Gemischstrom zwingt; eine scharfe Wendung auf einem Bcgen von 300-'
nach abwärts und aufwärts in einem Winkel von 4:5° zur Senkrechten auszuführen.
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Die geschwindigkeitsvermindernde Kammer _l.2 bildet einen Fänger für
alle Flüssigkeitströpfchen, die etwa beim langsamen Maschinenlauf und beim Anlassen
oder Leerlauf in dein Fiauptgasstrom verblieben sind, und nimmt im oberen Ende einen
Stutzen 43 der Misch-und Kühlkaminen 44 auf. der exzentrisch in ihre 17ü ndtitig
41 eingreift und mit eirie:ii doppelten kegeligen Rand versehen ist. Diese Kaininer
44 zum Mischen und Kühlen der Brennstoffdämpfe und der Zusatzluft hat die Form eines
halbkreisförmig gebogenen Rohres und besitzt größeres volunietrisches als ein einzelner
Arbeitszylinder des betriebenen Motors, dagegen geringeren Oberschnitt als (?ie
Geschwindigkeitsv erminderungskammer 4.2. Der ringförmige äußere Tropfrand 4.5,
der das untere Stirnende des Stutzens -1.3 umfaßt, lenkt alle Flüssigkeitstropfen
ab, die etwa auf der Außenwand dieses Stutzens bei langsam laufender Maschine. abgesetzt
worden sind.
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Durch der, Flansch 46 der Misch- und Kühlkammer ..4., der auf den
Flansch der Geschwindigkeitsve rminderungskamnier 42 paßt, mündet an der Stelle
der größten Gaswirbehing ein Rohr .47 (Abb. i) zur Zuführung von Zusatzluft mit
Ratuntemperatur aus dem Luftfilter 21 ein. @ Die Steuerung dieser Zuführung erfolgt
durch die Umläufe der Maschine selbsttätig, derart, daß die etwa erforderliche Zusatzluft
bei jeder in Betracht kommenden Drehzahl gliefert wird, besonders bei den X ormalgeschwindigkeiten
zwischen 32 und 6:1. km je Stunde für ein Kraftfahrzeug. Für das Anlassen und für
die höchste Energieentfaltung werden bekanntlich reiche Gasgemische erfordert, während
aus Sparsamkeitsrücksichten bei Normalfahrgeschwindigkeiten arme Brennstoffluftgemische
verwendet «-erden.
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Die Anordnung des die Zusatzluft steuernden Ventils (Abb. _i8 und
i g) in dein Rohrstrang ¢7 ist iin einzelnen folgende: Die Hauptteile dieses Ventils
sind das Gehäuse .48, der Gehäusedeckel 49, der doppelt wirkende Ventilkörper 5o
mit Deckel 5 i. Der Ventilkörper 5o ist in das Gehäuse 48 so eingesetzt, daß er
sich darin unter dein Einfluß des Saugens der 'Maschine in leiden Richtungen drehen
kann und durch die Zahl der Kolbenhübe je Minute verschoben «erden kann.
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Die Drehbewegung wird veranlaßt durch den Durchtritt von Luft mit
verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch schraubenförmig in die Mantelfläche
des Ventilkörpers 52 eingeschnittene T@ititen 5o. Der Ventilkörper ist hohl und
vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen Leichtmetall ausgebildet und kann
durch Einfüllen von schwerem öl oder einem ähnlichen Stoff belastet werden, um (las
Tr ägheitsmonient der Ventilkörpermasse relativ zur Saugkraft des Motors zti regeln.
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Es ist bekannt, (laß bei langsamem Lauf und großem Energieaufwand
bei Verbrennungsmaschinen ziemlich reiche Brennstoffgemische erforderlich sind.
Normal liegt bei Personenkraftwagen die durchschnittliche Geschwindigkeit
zwischen
32 und 64. km je Stunde, und hier ist natürlich das Interesse an Brennstoffersparnissen
am größten. Deshalb soll bei rler praktischen Benutzung der Ventilkörper #o eingestellt
sein, daß das Ventil bei diesen normalen Betriebsgeschwindigkeiten sich öffnet und
eine hinreichende Menge Zusatzluft dein Hauptgasgemischstrom zuführt, wobei eine
Regelung mittels eines Absperrhahns 53 bewirkt werden kann, der in der Nähe des
Hauptluftfilters a1 in die Luftleitung .4; eingebaut ist, und den man öffnet, wenn
die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 32 km je Stunde erreicht und der abgestellt werden
kann, wenn die Geschwindigkeit 64 km je Stunde erreicht, z. B. bei Spitzenleistungen.
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Die Drehbewegung des doppelt wirkenden Ventilkörpers 5o hat noch den
Vorteil, daß die Paßflächen 54 dauernd selbsttätig sich selbst auf den in dem Gehäuse48
und dem Deckel 49 angeordneten Sitzflächen 55 einschleifen.
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Diese Sitzflächen werden zu diesem Zweck vorzugsweise aus einer ähnlichen
Aluminiumlegierung hergestellt, die aber einen höheren Anteil an Kupfer enthält.
Das Gehäuse und sein Deckel ,sind mit bei Vergasern üblichen Kupplungen nu, Bronze
oder ähnlichem Stoff ausgerüstet.
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Der Schraubdeckel 5 i besitzt einen Schlitz 56 zum Ansetzen des Schraubenziehers
auf der oberen Stirnfläche, um den inneren Hohlraum nach Einbringen der Belastungsflüssigkeit
dicht verschließen zu können. Die umlaufenden Schraubennuten 52 können der Zahl
und der Tiefe nach für jeden Sonderfall geändert werden.
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Die Gaswirbelung wird in vollem Umfang aufrechterhalten durch die
Anordnung und Ausbildung der Misch- und Kühlkammer 3i bis zur Lieferung eine. trockenen
kalten und homogenen brennbaren Gemisches nach der Maschine durch die nicht gezeigte
Auslaßöffiiung dieser Kammer, die bezüglich des Ouerschnitts übereinstimmt mit der
Einlaßi3ffnung 7 des Tropfeilabscheiders A, die an e=inen normalen Vergaser angeschlossen
ist.
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Alle dein Vergaser oder dem Motor unmittelbar zugeführte Luft wird
gefiltert bei der Durchströmung des Hauptnaßfilters 21, jedoch wird der Hauptluftstrom
zu dem Vergaser noch einmal gefiltert, indem er durch den Tropfenabscheider gemäß
der Erfindung hindurchgeht, da seine Wände mit Flüssigkeitströpfchen besetzt sind,
die ein wirksames Mittel bilden, um alle Fremdkörper aufzufangen, die etwa in den
Luftstrom gelangt sind. Von hier aus gelangen sie in die Retorte, von wo aus sie
in fester Form nicht in die 3Totorzvlinder gelangen können. Das .Hauptluftfilter
21 wirkt durch die Schleuderkraft und wird unter Verwendung von Ö1 oder einer ähnlichen
Flüssigkeit als Fänger für Fremdkörper, wie Straßenstaub o. dgl., verwendet, die
durch die Schleuderkraft gegen die Wände des spiraligen Leitkörpers beim Durchtritt
des Luftstromes aufgefangen werden.
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Vor ihrer Verwendung geht alle Betriebsluft für die Retorte 1o, für
die Belüftung des Kurbelgehäuses oder zum Ansaugen in die Maschine sowie die Zusatzluft
durch das Hauptfilter, das somit einen-wesentlichen Teil des Erfindungsgegenstandes
bildet.
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Das Hauptnaßfilter 2r besteht gemäß A,bb. 16 und 17 aus drei
Hauptteilen, dein Flüssigkeitsbehälter 51-, dem Leitkörper 58 und dem Deckel 59.
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Die Wirkungsweise dieses Filters ist folgende: Der Behälter 57 wird
auf etwa ein Drittel mit einem Gemisch von Mineralschmieröl und Kerosin in einem
Verhältnis von 3 : i gefüllt, worauf der als Leitkörper dienende Einsatz 58 eingesetzt
wird, bis die Tragflächen 6o auf der Unterseite seiner Deckplatte auf den Rändern
6 1 des Behälters 57 aufliegen, worauf sie mittels Schrauben 62 befestigt
werden. Wenn das Filter als Teil der Anlage gemäß der Erfindung eingebaut ist, wird
Luft durch die Löcher 63 in die Unterseite des Deckels 59 angesaugt und nach unten
geleitet durch den Stutzen 64. des Deckels, wobei der Luftstrom seine Höchstgeschwindigkeit
erreicht beim Durchtritt durch den Einlaßstutzen 65 des Leitkörpers 58, wo der Luftstrom
infolge des Auftreffens auf den Flüssigkeitsspiegel eine plötzliche scharfe Wendung
nach links macht, tvobei der größere Teil der schwereren Staubteile aus dem Luftstrom
in die Flüssigkeit eingeworfen wird.
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Es werden dann die leichteren Verunreinigungen durch die Schleuderkraft
an den senkrechten Wänden 58a des Leitkörpers 58 abgesetzt und von dem Flüssigkeitsgemisch
dadurch abgewaschen und aufgefangen, daß darin künstliche Wellen durch Wallungen
hervorgerufen werden, die durch Änderung des Luftdrucks infolge der Anordnung veränderlicher
Drosselöffnungen in dem Vergaser erzeugt werden. Die Geschwindigkeit des Luftstroms
beim Austritt aus der äußersten Windung des Leitkörpers 58 wird noch weiter herabgesetzt
in einer Art von Expans.ionskamtner 66, die an einer Seite des Behälters 57 abgezweigt
ist, und die einen letzten Fänger für Staubteilchen bildet, die etwa dein Filter
entgangen sein könnten.
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Auf der Decke dieser Kammer 66 sind die Austrittsröhren und Steuerhähne
angeordnet, die die Verbindung mit den übrigen Teilen
der Anläge
vermitteln. Alle Teile des Filters sind vorzugsweise aus leicht bearbeitbarer Aluminiumlegierung
hergestellt, so daß die Dichtungsflächen gut aufeinander passen. Der Flüssigkeitsspiegel
in dem Filter wird durch Abnehmen des Deckels 59 und Einschütten des nötigen
Brennstoffs durch den Stutzen 65 bewirkt. Die trichterförmige äußere Ausnehinung
67 in der Decke res Leitkörpers 58 bildet einen Fänger für die schwersten Staubteile
in dein L uftstroin, und die durch diese Ausnehmung gebilriete innere Gestaltung
des Leitkörpers erleichtert das Auffangen kleinerer sandiger Verunreinigungen. Die
besondere Atlsl;ildung des Filters fördert erheblich die Herabsetzung der bremsenden
Wirkung der Oberflächenreibung auf die strömende Luft, die bei einigen Formen von
Luftfiltern sehr erheblich ist.
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Wie bereits früher ausgeführt, wird die gesamte Betriebsluft der Maschine
durch das Hauptluftfilter geschickt, und es ist zu verstehen, daß der Durchtritt
von gefilterter Luft nach dein Saugrohr der Maschine seinerseits ein neues und besonderes
Merkmal der Erfindung ist. Ferner wird alles von dem Kurbelgehäuse in das Filter
zurückgespritze 0I darin aufgefangen und wirkt als weiteres flüssiges Mittel zum
Niederschlagen von Staub, der etwa nach der Austrittskammer des Filters gelangen
sollte.
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Das die gefilterte Luft dein Kurbelgehäuse zuführende Rohr ist vorzugsweise
am unteren Ende finit einen: als Fangvorrichtung dienenden Knie ve r:elien, aus
dem alles überschüssige Ö1 oder gesammelte Staubteile abgezogen werden können.
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Eine besondere Ausführungsform des Tropfenabscheiders .4 zeigen die
Abb. 20, 21, 22 und 23. Sie bezieht sich auf die Vervollst;indigung dieser Vorrichtung
durch eine Äuffangkainnier zum Sammeln von Flüssigkeitströpfchen der schweren Brennstofffrakiionen
aus dein Gemischstrom während des Anlassens aus der Keilte oder einem Leerlauf der
Maschine.
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Von der ersten Ausführungsform des Tropfenabscheiders unterscheidet
sich der Abscüeider gemäß dieser Ausführungsform dadurch, daß der Flansch der Wirbelkammer
8 zusammen mit der waagerechten vorspringenden Wand 68 die Grundfläche eines stumpfkegeligen
Sammelraumes 69 bildet, der mit dein Tropfenflinger A durch einen Schlitz 7o in
Verbindung steht, der in dessen Bodenwand unter der Spitze des Ablenkers 71 angeordnet
ist. Der Schlitz 7o besitzt vorzugsweise Bcgenform und erstreckt sich auf ungefähr
'J, des Tropfenabscheiders an dieser Stelle. Die Wirkung dieses Schlitzes 7 o besteht
darin, daß er beim Anlassen in der Kalte, beim Leerlauf und beim- langsamen Gang
der Maschine die höher siedenden Brennstofffraktionen auffängt und in die Sammelkammer
65 überführt, wodurch sie von dem Eintritt in die Retorte io ausgeschlossen werden,
bis diese ihre volle Verdampfungstemperatur erreicht hat.
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Hierdurch wird ein Überschwemmen bei unregelmäßiger Verwendung der
Drossel-oder Stauvorrichtung des Vergasers und ein Überschäumen oder Stauen durch
plötzlichen Zulaß einer großen Menge von Dampf verhindert, der gebildet und zugeführt
wird, sobald die Retorte eine hinreichende Temperatur erzielt hat.
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.Tormal werden etwa 70 ccm aus dem Brennstoffgemisch vor der
Durchführung des Anlassens bei kaltem Wetter ausgeschieden; wenn man aber das Fassungsvermögen
der Sammelkammer aus Zoo ccm bemißt und sie vor dem Anlassen der Maschine mit schweren
Brennstofffraktionen füllt, so kann die Gesamtmenge später allmählich durch eine
geregelte Tropfdüse 7 ia abfließen, die in dem Flansch angeordnet ist, der an dem
Flansch 26 der Retorte io angeschraubt ist. Hierdurch wird der schwere Brennstoff
während einer verhältnismäßig langen Zeitspanne langsam in die Retorte eingeführt.
Die Länge dieser Zeit wird geregelt durch die Stellschraube72, die die Menge des
.jeweils abfließenden Brennstoffs im Hinblick auf die Betriebsbedingungen der Maschine
regelt.
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Wenn aber mehr als 200 ccm Brennstoff beim Anlassen der Maschine gesammelt
werden, fließt der Überschuß durch ein Überlaufrohr 73 von erheblicher Weite ab,
das ihn einem unter dem Schaltbrett des Wagens angeordneten Vorratsbehälter zuführt.
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Wenn aus irgendeinem Grunde es für vorteilhaft gehalten wird, den
Eintritt von schwereren oder höher siedenden Brennstofffraktionen in die Retorte
beim Anlassen vollständig zu verhindern, wird während dieser Zeit die Stellschraube
71 zugedreht, worauf der gesamte Brennstoffüberschuß dem Vorratsbehälter zufließt.
Dieser Behälter kann im Notfall benutzt werden oder sein Inhalt kann dem Hauptbrennstoffbehälter
zugeführt werden.
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Der Schlitz 70 ist so geformt und angeordnet, cfaß er nur die
unverdampften flüssigen Brennstofffraktionen bei geringen Geschwindigkeiten auffängt,
wo das Trägheitsmoment der Fraktionen gering ist. . Wird die Geschwindigkeit dieser
Brennstofffraktionen beispielsweise bei einer Umlaufgeschwindigkeit der Maschine
von Zoo Umläufen erhöht, so überspringen sie den Schlitz und gelangen restlos in
- die Retorte, um verdampft zu werden.
- -Durch. die neue -Einrichtung
kann bei 'allen Laufgeschwinc@igkeiten_der Maschine ein kaltes trockenes,- honmogenes
und vollständig vergastes Brennstoffgemisch der Maschine zugeführt' werden; wodurch
Verdünnung im Kurbelgehäuse unter allen atmosphärischen Bedingungen vermieden wird,
wobei- gleichzeitig die Reibungsverluste -vermindert werden, indem für das Schmieren-
öl von geringerer Viskosität -verwendet werden= kann als bisher.