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Brennstoff- und Luftvorwärmer für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Vorwärmung von Brennstoffen und Luft für Verbrennungskraftmaschinen,
die bei beliebigen Brennstoffen, wie Alkohol, Benzin, Gasöl, Rohöl, leichten Kohlenwasserstoffen
u. d.1., Anwendung finden kann und besonders nützlich für die Erzielung einer wirksamen
Vergasung bei Verwendung schwerer Brennstoffe oder Brennstoffgemische ist, die gewöhnlich
bei üblichen Vergasern nicht Verwendung finden können.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer von den Abgasen
beheizten und der Zerstäubungsluft durchströmten Kammer, in der mehrere Brennstoffleitungen
vorgesehen sind, in denen der wahlweise verwendete Betriebsstoff mehr oder weniger
stark vorgewärmt werden kann.
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E s sind bereits Vorrichtungen zur Vorwärmung des Brennstoffes für
Brennkraftmaschinen bekannt. Diese gestatten jedoch nicht die wahlweise Benutzung
verschiedener Brennstoffe, da sie nicht mehrere Vorwärmeleitungen besitzen; der
Bereich der Vorwärmetemperatur, innerhalb dessen man die Vorrichtungen einem bestimmten
verwendeten Brennstoff anpassen kann, ist daher sehr eng begrenzt. Sie sind zudem
komplizierter und teurer Konstruktion.
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Diese Nachteile vermeidet die Vorwärmevorrichtung gemäß der Erfindung
durch An-Wendung mehrerer im Durchmesser, in der Länge und im Abstande von der erwärmten
Wandung voneinander verschiedener Brennstoffleitungen.
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In diesen Vorwärmeleitungen werden die einzelnen Bestandteile des
Brennstoffluftgemisches, nämlich der oder die Brennstoffe und die Verbrennungsluft,
zweckmäßig durch abgaserhitzte Leitungen getrennt, so hoch erhitzt, daß sie beim
Zusammentreffen und Vermischen im Vergaser Temperaturen besitzen, die den Optimaltemperaturen
für eine wirksame und wirtschaftliche Vergasung und Verdampfung entsprechen. Im
allgemeinen müssen Brennstoff oder Brennstoffgemische auf den Verdampfungspunkt,
zweckmäßig nicht darüber, erhitzt werden, während die Erhitzung der Luft nicht so
weit getrieben wird, daß dadurch eine unerwünschte Expansion der Luft hervorgerufen
wird, bevor diese in die Mischkammer des Vergasers gelangt. Es sollen aber Brennstoff
und Luft auf die höchstmögliche Temperatur erhitzt werden; diese Temperatur kann
nicht generell festgelegt werden, da sie wesentlich von der Art des verwendeten
Brennstoffes oder Brennstoffgemisches abhängt.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, die einzelnen Bestandteile
des explosiven Brennstoffluftgemisches so hoch zu erhitzen, daß beim Vermischen
miteinander
im Vergaser jeder Bestandteil des Brennstoffluftgemisches
ungefähr die günstigste Temperatur besitzt, die zur Vergasung oder Verdampfung erforderlich
ist, bevor das Gemisch in der Maschine verwendet wird. Zweckmäßig werden die einzelnen
Bestandteile des Brennstoftluftgemisches dadurch erhitzt, daß man sie durch Leitungen
hindurchfährt, die durch oder uin oder neben Leitungen oder Kammern hindurchgehen
oder angeordnet sind, durch welche die Auspuffgase der Verbrennungskraftmaschine
hindurchgehen. .
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung in vier Abbildungen dargestellt. Es zeigen: Fig. i einen Teillängsschnitt
durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie
2-2 in Fig. i, Fig. 3 eine Aufsicht gemäß Fig. i und Fig. ,4 einen Querschnitt nach
der Linie 4-4 in Fig. i.
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Erfindungsgemäß ;werden der Brennstoff oder die Bestandteile eines
Brennstoffgemisches durch Leitungen hindurchgeleitet, die so ausgebildet und in
einer erhitzten Kaminer angeordnet sind, daß der Brennstoff nach Durchgang durch
die Leitungen die erforderliche Temperatur angenommen hat. Eine besonders bevorzugte
Ausführungsform einer Vorrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, besteht
aus einer Kammer i, die um eine Abgasleitung 2 herum angeordnet ist. Der Teil 3
oder der größere Teil der Leitung 2, der innerhalb der Kammer i liegt, kann einen
größeren Durchmesser im Querschnitt besitzen, während der Austritt 4. der Leitung
a so ausgebildet ist, daß die Gase möglichst weit komprimiert werden, um die größtmöglichste
Wärmeabstrahlung der Auspuffgase durch die Wandung der Leitung 2 hindurch zu ermöglichen.
Dieser Auslaßstutzen .4 kann seitlich oder nach unten durch die Kammer i hindurchgehen.
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Die Leitungen für den Brennstoff oder die Brennstoffbestandteile sind
je nach der Art der verwendeten Brennstoffe in verschiedener Weise angeordnet. Bei
Schweröl kann die Zuführungsleitung 5 durch die Leitung 2 hindurchgehen oder, wie
in Fig. 2 dargestellt ist, in einem Ansatz 6 der Leitung 2 sitzen. Dieser Ansatz
6 kann fest mit der Wandung der Kammer i verbunden sein und kann gleichzeitig die
Aufgabe erfüllen, den Abstand und die Lage der Leitung :2 in der Kammer i zu sichern.
Bei leichtem Brennstoff, beispielsweise bei einer Mischung von Alkohol und Benzin,
kann die Zuführungsleitung 7 für den Brennstoff in Berührung mit oder in nächster
f"Tähe mit der Außenwand des erweiterten Teiles 3 der Auspuffgasleitung 2 durch
die Kammer i hindurchgehen. So kann beispielsweise die Brennstoffleitung 7 in einer
Nut 8 angeordnet sein, die sich in einer Längsrippe g befindet. Die Leitung 7 für
leichte Brennstoffe kann für noch leichtere Brennstoffe, wie Benzin, verwendet werden;
dann wird die Menge der Auspuffgase, die durch die Leitung 2 hindurchgehen, entsprechend
geregelt, beispielsweise durch eine Ventilklappe io, die durch einen Hebel i i verstellt
werden kann. Man kann aber auch für leichte Brennstoffe eine besondere Leitung 12
vorsehen, die durch die Kammer 13 hindurchgeht, welche die Auspuffgasleitung 2 umgibt
und mit Abstand von dieser Leitung angeordnet ist; die Erwärmung des leichten Brennstoffes
in der Leitung 12 erfolgt dann durch einen Strom erhitzter Luft, der durch die Kammer
13 hindurchgeht. Die Luft, die durch die Kammer 13 hindurchgeht, kann zur Vergasung
(Zerstäubung) verwendet werden; ihre Erhitzung wird ihrer Aufgabe entsprechend geregelt,
indem man entweder die Menge der durch die Kammer 13 hindurchgehenden Luft oder
der durch die Auspuffgasleitung 2 hindurchgehenden Auspuffgase entsprechend regelt.
Man kann aber auch einen Teil der Auspuffgase durch eine mit Ventil oder einem verwandelten
Regelkörper ausgerüstete Öffnung abtrennen, und zwar am oder in der Nähe des Eintrittsendes
der Auspuffgasleitung 2. Die Leitungen 5, 7 und 12 besitzen einen solchen Querschnitt,
eine solche Länge und sind so angeordnet, daß die durch sie hindurchgehenden Stoffe
die erforderliche Temperaturerhöhung erhalten. Die Temperaturen kann man aber auch
regeln durch Regelung der Durchgangsgeschwindigkeit der Brennstoffe oder Brennstoffbestandteile
durch die entsprechende Leitung oder Leitungen oder durch Regelung des Auspuffgasdurchganges
durch die Leitung 2 oder durch Regelung der der Kammer 13 zugeführten Luftgasmenge
oder durch beliebige Kombination mehrerer dieser Maßnahmen.
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Die Eintrittsenden der einzelnen Brennstoffleitungen können miteinander
verbunden sein, und es können Hähne vorgesehen sein, die die Zufuhr des Brennstoffes
zu einer bestimmten Leitung je nach Wunsch ermöglichen. Vorteilhaft wird die Kammer
13, die um die Leitung 2 für die Auspuffgase hindurch angeordnet ist, dem normalen
Luftdurchgang in ihrer Größe so angepaßt, daß die Luft auf die gewünschte Temperatur
erhitzt wird. Ist die Luft aber, die der Kammer i durch die Öffnungen 14 in der
Endplatte 15 zugeführt wird, der Gefahr der Überhitaming ausgesetzt, so kann durch
ein Ventil 16 -ider
einen anderen Regelkörper kalte Luft der aus
der Kammer i bei i; austretenden Luft zugesetzt werden, um die Lufttemperatur, falls
erforderlich, herabzusetzen, bevor die Lust mit dem verdampften Brennstoff oder
Brermstoffgemisch vermischt wird. Das Aa,-,trittsende 17 ist so angeordnet, daß
es mit der L uftzuführungsleitung des Vergasers verbunden werden kann. 18 ist ein
Hebel .:ur Verstellung des Ventils 16.
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Die oben beschriebenen Einrichtungen zur Regelung der Luft- und der
Brennstofftemperatur können getrennt eingestellt werden oder gegebenenfalls mit
der Drosselvorrichtung des Vergasers in beliebiger Weise so verbunden sein, daß
die Erhitzung der Luft oder des Brennstoffes von der Geschwindigkeit oder der Belastung
der Maschine in.gewisser Beziehung abhängig ist. Die Luftzuführungsöffnungen 1d.
können unter der Kontrolle beliebiger Ventile stehen.
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Durch die Einrichtung gemäß der 4 rfindung kann man die Verbrennungsluft
auf die erforderliche Temperatur bringen, bevor sie mit dem Brennstoff oder den
Brennstiffkomponenten vermischt wird, während diese durch die Heizvorrichtung so
hoch erhitzt worden sind, daß ihre Temperatur nahe beim oder am Verdampfungspunkt
des Brennstoffes oder der Brennstoffkomponenten liegt. Dadurch wird eine homogene
vollständige Verdampfung des Brennstoffes oder des Brennstoffgemisches und eine
wirksame Vergasung mit Sicherheit erzielt. Wie bereits ausgeführt wurde, ist es
auch möglich, die Temperaturen des Brennstoffluftgemisches so zu regeln, daß die
einzelnen Komponenten des Brennstoffluftgemisches bei ihrem Zusammentreffen zu einer
direkten Vergasung des Brennstoffes führen, bevor dieser der Maschine zugeführt
wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
So können beispielsweise die Brennstoff- und Luftleitungen gegenüber der Leitung
für die Auspuffgase in beliebiger anderer Weise angeordnet und ausgebildet, beispielsweise
in Schlangenform vorgesehen sein. So kann beispielsweise die Kammer i zylindrische
Form besitzen und mit Endplatten ausgerüstet sein, die zentral angeordnete Öffnungen
aufweisen, durch welche die Auspuffgasleitung und eine oder mehrere Brennstoffleitungen
hindurchgehen. Anstatt die Endplatte 15 mit Luftzutrittsöffnungen 1d. in
der beschriebenen Weise auszurüsten, kann die Endplatte auch mit anderen Einrichtungen,
beispielsweise Drahtnetz, ausgerüstet sein, um den Luftzutritt zur Kammer zu ermöglichen.
Die Kammer i kann auch in anderer Weise erhitzt werden, beispielsweise mittels eines
Mantels, durch den die Auspuffgase hindurchgehen. Man kann auch andere Wärmequellen
für die Erhitzung anwenden, beispielsweise elektrische Widerstandheizungen, die
eine genaue Regelung der Temperatur der einzelnen Komponenten des Brennstoffluftgemisches
ermöglichen.