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Vorrichtung zur Umwandlung schwer flüchtiger Brennstoffe für den Betrieb
von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um flüssige Brennstoffe,
insbesondere schwer flüchtige Betriebsstoffe, unter Ausnutzung der Auspuffwärme
in einen gasförmigen, für den Betrieb von Brennkraftmaschinen geeigneten Zustand
umzuwandeln.
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Es sind bereits eins große Reihe von Vorrichtungen bekannt, um beispielsweise
Schweröle für den Betrieb von Brennkraftmaschinen in geeigneter Weise aufzubereiten.
In der Regel erfolgt die Aufbereitung derart, daß man den Brennstoff zerstäubt,
mit Primärluft mischt und ihn unter Einwirkung von Hitze zu einem Gas umzuwandeln
sucht. Die hierfür erforderliche Hitze wird entweder durch die Auspuffgase oder
durch sonstige zusätzliche Wärmequellen erzielt. Die Aufbereitung der Brennstoffe
selbst sucht man durch Beigabe von Wasserdampf oder sonstigen Katalysatoren zu beschleunigen.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist es jedoch bisher nicht gelungen, den Brennstoff
so zu zerlegen und ein so gleichmäßiges Gemisch zu schaffen, daß eine einwandfreie
Verbrennung unter allen Betriebsverhältnissen gewährleistet wird. Offenbar sind
die Mißerfolge darauf zurückzuführen, daß man versucht hat, den unaufgeschlossenen
Brennstoff mit Wasserdampf zu vermischen und erst dann in einem Erhitzungsvorgang
aufzuschließen.
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Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erwägung, daß man erst den
Brennstoff durch Wärmebehandlung in gewissem Umfang aufschließen muß und erst dann
die Mischung mit Luftwasserdampf vornehmen kann, und zwar diese auch immer nur stufenweise
und mit hoher Wärmezufuhr. Nur so kann eine genügende gleichmäßige Beschaffenheit
des Gemisches erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht nun aus einem von den Auspuffgasen
umströmten und erhitzten Raum, in dem der zugeführte Brennstoff aufgespalten wird,
und einem zweiten anschließenden ebenfalls von den Auspuffgasen erhitzten Mischraum,
in den eine Zuführungsleitung für die angefeuchtete Luft mündet. An diese beiden
Räume schließt sich eine ebenfalls von den Auspuffheizgasen auf dem weiteren Weg
umströmte Rohrschlange an, durch welche das in den beiden erstgenannten Räumen hergestellte
primäre Brennstoffluftdampfgemisch durchgeführt und weitererhitzt wird. Am untersten
Ende der Rohrschlange mündet eine Vorwärmzuführungsleitung für zusätzliche Frischluft.
Vor der Einmündung der noch weiter im Gegenstrom von den Auspuffgasen erhitzten
Rohrschlange für dieses Gemisch in die Maschine ist noch eine weitere Einrichtung
vorgesehen, durch welche dem Gemisch kalte Luft zugesetzt wird, um die richtige
Verdünnung des Gemisches zu erzielen. Da nun für die verschiedenen Erhitzungsvorgänge
ein erheblicher Wärmebedarf erforderlich ist, benutzt
man erfindungsgemäß
zweckmäßig die in den Auspuffgasen noch steckenden Energien nicht vollständig verbrannter
Brennstoffteile.
| In der Auspuffheizleitung ist eine Düse angeor |
| net, durch die die Auspuffgase, bevor sie die elx |
| erwähnten Heizkammern usw. erreicht hab , |
| strömen, wobei sie Luft über Durchtritt |
bohrungen, die an dem dieser Düse entsprechen=' den Umfangsteil der Auspuffleitung
angebracht sind, ansaugen und dadurch die in den Auspuffgasen noch befindlichen
unverbrannten Bestandteile nachträglich unter Wärmewirkung verbrannt werden.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung in beispielsweiser
Ausführungsform dargestellt.
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Abb. i zeigt die Vorrichtung an einem Motor angebaut im Schnitt, während
Abb. 2 'in größerem Maßstab die Mischdüse darstellt.
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In der Auspuffleitung 2 des Motors befinden sich die einzelnen Teile,
welche zur Herstellung des Brennstoffluftgemisches dienen, nämlich ein Überhitzerraum
io, ein Mischraum 12 sowie eine daran anschließende Rohrschlange 3, die allseits
von den heißen Auspuffgasen umströmt wird. Der umzuwandelnde schwer flüchtige Brennstoff
wird durch die Düse 6 zugeführt. Der Mischraum 12 steht in Verbindung mit einer
Vorrichtung 5 zur Feuchtigkeitsanreicherung der Primärluft, und zwar derart, daß
die durch die Öffnungen 17 eingesaugte Luft an dem feuchten Docht 14 entlang streichen
muß. Am unteren Ende der Rohrschlange 3 befindet sich eine weitere, ebenfalls von
Auspuffgasen erwärmte Rohrschlange 18, die die Aufgabe hat, einmal Frischluft zuzuführen,
zum andern, sich in der Rohrschlange abscheidendes Öl abzuführen. In der
Mischvorrichtung 7 wird das gebildete Brennstoffluftgemisch, um es auf die richtige
Dichte, Temperatur und das erforderliche Mischungsverhältnis zu bringen, mit weiterer
kalter Luft versetzt und gelangt von dort in den Saugstutzen des Motors.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist etwa folgende Zum Anfahren wird
zunächst der Motor mittels eines normalen Benzinvergasers g in Tätigkeit gesetzt.
Sobald der Motor 5 Minuten in Leerlauf oder bei sofortigem Start etwa i km gelaufen
ist, kann die Benzinzufuhr abgestellt und der Motor mit schwer flüchtigem Betriebsstoff
gefahren werden. Wird durch das übliche Fußgestänge das Schwerölzulaßventil 6 betätigt,
so tritt das Schweröl zunächst durch eine kalibrierte Düse in den Überhitzermantel
io, durch Leitrohr ii in das Mischstück 12, in das Luftzuführungsrohr 13 mündet.
Dieses wieder steht mit Vorrichtung 5 in Verbindung, die aus einem mit Wasser oder
sonstwie geeigneter Flüssigkeit gefüllten Unterteil besteht, in das ein Docht 14
hineinragt. Dieser reicht in dem Oberteil von 5 hinein,. der einerseits zum Luftdurchtritt
aus der Atmosphäre siebartig gelocht und andererseits
| einem Anschlu stutzen, 15 zur Zuführung |
| :#FVasserluftgemisches in dem Mischraum z2 |
| e n is |
| ',ki ' e t |
| @ Y der Betätigung des Schwerölzulaßventils 6 |
| fiät'sich gleichzeitig die Klappe 16 geöffnet und |
die Saugwirkung des Motors sich durch Schlange 3 fortgepflanzt, so daß durch die
in Abb. i dargestellten Bohrungen 17 Luft eingesaugt, mit feinstem Wasserdunst angereichert
und nach dem Mischraum 12 gesaugt wird. Das Schweröl hat sich inzwischen nach Durchgang
durch den Heizraum io schon aufgeschlossen und geht mit den. im Luftstrom enthaltenen
Wasserteilchen eine Reaktion ein, wodurch gewissermaßen in der Vorstufe die Bildung
eines permanenten Gases eingeleitet wird. Die durch die Beigabe des Luftwasserdampfgemisches
entzogene Wärme wird beim Durchströmen der inneren Rohrschlange dem werdenden Gase
wieder zugeführt. Darauf wird nach dem Durchgang des Primärgemisches durch die innere
Rohrschlange nochmals ein Kleinteil von heißer Luft zur raschen Umsetzung zugeleitet,
die weitere Aufbereitung erfolgt dann in der äußeren Rohrschlange. Die Schlange
18 wirkt als Lufterhitzer und gleichzeitig als Sicherung dafür, daß sich die Schlange
3 bei Stillstand des Motors, vielleicht infolge Undichtigkeit des Ölventils, nicht
mit Schweröl anfüllen kann, ein Umstand, der natürlich von gefährlicher Wirkung
beim Anlaufenlassen des Motors werden könnte.
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Das so gebildete Gasluftgemisch gelangt nunmehr in den Mischkörper
7. Dieser ist an seiner Stirnseite mit Bohrungen ig versehen, die von der Federplatte
2o abgeschlossen werden.
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Im Inneren ist dann weiter der von außen verstellbare Lufttrichter
21 sowie der den Gaszugang kalibrierende Kegel 22, der ebenfalls von außen zu bedienen
ist, angebracht.
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Diese Vorrichtung bezweckt, daß eine gewisse V oreilung des gebildeten
Gases vor der nachströmenden kalten Luft und zugleich noch eine weitgehendereDurchwirbelungmit
dieser erreicht wird. Da das Gemisch nunmehr von hinreichend gleichmäßiger Beschaffenheit
ist, braucht die hier in der Mischdüse zugesetzte Luft nicht vorerwärmt zu sein.
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Die Erhitzung der Räume, in denen die Bildung des Brennstoffluftgemisches
vor sich geht, kann dadurch noch gesteigert werden, daß den Auspuffgasen beim Austritt
aus dem Zylinder z Sauerstoff, z. B. in Form von atmosphärischer Luft, zugeführt
und mit den unverbrannten Bestandteilen der Auspuffgase verbrannt wird. Dies geschieht
dadurch, daß zwischen Auspuffflansch und Zylinderblock eine aus hitze- und korrosionsbeständigem
Material hergestellte Düse 23 angebracht und das Auspuffrohr :z am
Umfang
mit Löchern versehen ist, welche die Zuführung von mindestens 2o0/, Luft in die
Auspuffflamme gestatten.
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Durch die Saugwirkung, welche infolge der mit großer Geschwindigkeit
austretenden Abgase erzeugt wird, reichern sich die heißen Auspuffgase selbsttätig
mit Luft an, frischen lebhaft auf und verzehren gleichzeitig alle noch in ihnen
enthaltenen Kohlenoxyd- und Brennstoffrückstände, wodurch auch bei :Motoren mit
aus-' geschlagenen Kolben und Ventilen rauchfreier Auspuff gewährleistet wird. .
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Die durch diese Vorrichtung erzielte Temperaturerhöhung reicht mit
einem gewissen Sicherheitsüberschuß vollkommen aus; um den Motor auch im Leerlauf
mit dem schwer flüchtigen Betriebsstoff fahren zu können.