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Vorrichtung zum Vorwärmen und Nachverdampfen eines Gemisches aus Luft
und schweren Kohlenwasserstoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwärmen
und Nachverdampfen eines Gemisches aus Luft und schweren Kohlenwasserstoffen zwecks
Verbrennung in Motoren und Feuerungen verschiedener Art.
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Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen um ein beheiztes
S-förmiges Mittelrohr Scheiben angeordnet sind, die schräg angeordnete Durchbohrungen
haben. Die Scheiben liegen so aufeinander, daß die Durchbohrungen der nächsten Scheibe
gegen die der Barunterliegenden geneigt sind. Dadurch wird das um das Rohr strömende
Gemisch zu einem zickzackförmigen Wege gezwungen.
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Der durch Führung des Gemisches auf einem zickzackförmigen Weg erstrebte
Zweck der Durchwirbelung wird durch die bekannte Vorrichtung nur unvollkommen erreicht.
Dieser Nachteil ist durch die Erfindung in der Weise vermieden, daß der Strom des
Luftgasgemisches nicht nur auf einem zickzackförmigen Wege um das beheizte S-förmige
Mittelrohr geführt wird, sondern auch dabei abwechselnd Entspannungen und Verdichtungen
unterworfen wird. Durch die aufeinanderfolgenden Entspannungen und Verdichtungen
wird die Wirbelbildung in vorteilhafter Weise verstärkt.
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Erfindungsgemäß sind auf das S-förmige Mittelstück gezahnte Ringe
aufgesetzt, die mit wechselndem Spiel zwischen den Zähnen aufeinander folgen. Die
Ringe sind hinsichtlich ihrer Abstände und der Anordnung der Zähne derart gegeneinander
versetzt, daß das Gemisch zwischen den Zähnen aufeinanderfolgender Ringe Wirbel
bildet, indem es gleichzeitig einen mehrfach gewundenen Weg beschreibt und sich
abwechselnd durch verengte und erweiterte Teile bewegt.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung liegt in der Anordnung von
kegeligen Anschlußstücken, von denen der Eintrittsstutzen mit waagerechten Rippen
versehen ist, die die Strömung des Brennstoffluftgemisches nach seinem Eintritt
in die Vorrichtung brechen, derart, daß eine erste Trennung des gasförmigen Teiles
des Gemisches von den nicht verdampften, darin schwebenden Tröpfchen eintritt, während
der Austrittsstutzen mit schraubenförmigen Rippen versehen ist, die den Gasstrom
in wirbelnde Bewegung bringen, bevor er der Verbrauchsstelle zugeführt wird.
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Auf den Zeichnungen sind schematisch verschiedene Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Schnitt durch die erste Ausführungsform,
wobei einer der Zahnringe in Ansicht dargestellt ist.
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Die Abb. s, 3, q. stellen Abänderungen dar, bei denen die Zahnringe
der Abb. i durch Kegelstumpfteile ersetzt sind, die auf geeignete Arten übereinander
gesetzt sind.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem Mantel i von
zylindrischer oder beliebiger anderer geeigneter Form, der mit einem
(in
der Zeichnung nicht dargestellten) Wärmeschutzstoff gefüllt sein kann.
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Im Innern dieses zylindrischen Mantels ist ein Rohrstück 2 angeordnet,
durch das beim dargestellten Beispiel Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine
geleitet werden. Der Eintritt der Auspuffgase in das Rohrstück 2 kann mittels eines
Ventils 3 geregelt werden (Abb. i). Die Auspuffgase treten durch das Ansatzrohr
q. ein (Abb. _), das dem Mittelrohr 2 mehr oder weniger genähert werden kann, um
auf diese Weise die Heizung der Vorrichtung zu regeln. Die gleiche Einrichtung ist
bei dem Ansatzrohr 5 getroffen, das ebenfalls dem mittleren Rohrteil 2 mehr oder
weniger genähert werden kann, um die Verteilung der Wärme auf den Ringraum 7 und
das Rohr 2 zu regeln.
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Das Brennstoffluftgemisch wird durch das kegelige Anschlußstück 6
eingeführt, das mit ringförmigen Furchen oder Rippen 8 ausgerüstet sein kann, die
den Strom des Brennstoffluftgemisches nach seinem Eintritt in die Vorrichtung brechen;
um dadurch eine erste Trennung des gasförmigen Teiles des Gemisches von den nicht
verdampften, darin schwebenden Tröpfchen herbeizuführen.
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Um das Mittelrohr 2 sind gezahnte Ringe io derart übereinander angeordnet
(Abb. i), daß zwischen den einzelnen Ringen der so gebildeten Säule ein Spiel ii
bleibt, das von Fall zu Fall wechseln kann. Außerdem sind die aufeinanderfolgenden
Ringe um einen bestimmten Winkel gegeneinander versetzt, so daß die Zahnlücke des
einen Ringes ganz oder teilweise über einem Zahn des nächstunteren Ringes liegt.
Daher bewegt sich das zwischen den Zähnen der Ringe io durchströmende Brennstoffluftgemisch
abwechselnd durch verengte und erweiterte Teile.
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Infolge dieser Anordnung der Ringe io um das Mittelrohr 2. prallen
die in dem Brennstoffluftgemisch schwebenden Tröpfchen gegen die Zähne der Ringe,
wodurch sie zerstäuben und bei Berührung mit den durch die Auspuffgase oder eine
andere geeignete Wärmequelle hocherhitzten Zähnen verdampfen. Die so gebildeten
Dämpfe werden durch die im Brennstoffluftgemisch enthaltenen Gase oder Dämpfe fortgeführt;
beim Austritt aus der Vorrichtung sind sie so durcheinandergewirbelt, daß sie ein
vollkommen vergastes Gemisch bilden, in dem jedes Kohlenwasserstoffmolekül von der
für die Verbrennung erforderlichen Menge Luft oder Sauerstoff umgeben ist.
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Die Vorrichtung kann auch mit einem Brennstoffbehälter verbunden werden,
der mit dem äußeren Mantel i aus einem Stück besteht. In diesem Falle erhitzen die
durch die Vorrichtung fließenden Auspuffgase zunächst den zu vergasenden Kohlenwasserstoff,
um ihm vor seinem Eintritt in die Vorrichtung die gewünschte Beweglichkeit und Dichte
zu geben. Der Brennstoffbehälter kann unabhängig von der Vorrichtung ausgebildet
und durch die von diesem ausstrahlende Wärme beheizt werden. Zwischen dem Brennstoffbehälter
und der Vorrichtung kann zum Regeln der Erwärmung des Brennstoffbehälters eine Wärmeschutzschicht
von geeigneter Dicke oder eine passende Einrichtung, durch die der Abstand zwischen
dem Behälter und dem Mantel x der Vorrichtung verändert wird, angeordnet werden.
Bei gewissen Anwendungen, z. B. bei Flugzeugmotoren, wo die Umgebungstemperatur
mit der Höhe wechselt, läßt man zwischen dem Behälter und dem Außenmantel der Vorrichtung
eine Luftschicht von veränderlicher Dicke.
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Die in den Abb. 2, 3, q. dargestellte Ausführungsform unterscheidet
sich von der vorherbeschriebenen durch die Ausbildung der auf das Mittelrohr 2 aufgesetzten
Einzelteile und durch die Anordnung von Stutzen zum zusätzlichen Einleiten von Gasen
und Luft.
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In den Abb. 2, 3, q. werden die Teile, durch die das in der Vorrichtung
eingeführte Brennstoffluftgemisch getrieben wird, von Kegelstumpfen 17 gebildet,
die übereinander angeordnet sind und sich abwechselnd ihre großen und kleinen Grundflächen
zuwenden. Bei den Ausführungsformen nach den Abb.3 und q. zeigen die unteren vier
Reihen der Kegelstümpfe mit der kleinen Grundfläche nach oben.
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In der Ausführungsform nach Abb. 3 ist der zum Einleiten der vergasten
Kohlenwasserstoffe in die Verbrennungskraftmaschine oder in die Feuerung bestimmte
Austrittsstutzen 12 mit Schraubenrippen 21 ausgerüstet, die dem Brennstoffluftgemisch
eine kräftige Wirbelbewegung geben.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann nicht nur für den Betrieb
von Verbrennungskraftmaschinen und Feuerungen benutzt werden, sondern auch in allen
Zweigen der Technik, wo es auf die vollständige Mischung und Verdampfungflüssiger
Kohlenwasserstoffeankommt. Bei bestimmten Anwendungen kann es zweckmäßig sein, dem
zum Einleiten der vergasten Kohlenwasserstoffe in die Feuerung dienenden kegeligen
Austrittsstutzen ein abweichendes Profil zu geben, indem man den Stutzen mit seiner
weiten Öffnung nach unten richtet.