DE69008080T2

DE69008080T2 - Verdampfungsvorrichtung für flüssigen Brennstoff.

Info

Publication number: DE69008080T2
Application number: DE69008080T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Hatanaka; Kenro Nakashima; Hideo Ohta
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: EP0415561A2; DE415561T1; DE69008080D1; EP0415561A3; JPH0384303A; EP0415561B1; US5113478A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs für die Erzeugung von verdampftem Kraftstoff durch Verdampfen eines für einen Verbrennungsmotor verwendeten flüssigen Kraftstoffs, wie in Anspruch 1 offenbart.
Eine in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigem Kraftstoff wurde bislang als die in den Verbrennungsmotor eingebaute beschrieben. In Fig. 2 weist eine Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigem Kraftstoff 20 einen Aufbau auf, bei dem eine Glühkerze 10, welche eine Glühkerze zum Verdampfen oder dergleichen ist, in ein aus Metall hergestelltes hohles Verdampfungsrohr, d.h. einen röhrenförmigen Körper 2 eingesetzt ist. An der äußeren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers 2 ist eine Anzahl von wärmeaufnehmenden Rippen 5 ausgebildet. Diese wärmeaufnehmenden Rippen 5 sind in Umfangsrichtung des röhrenförmigen Körpers 2 geformt. Der röhrenförmige Körper 2 ist an einem seiner Endbereiche mit einem Einspritzrohr 6 für verdampften Kraftstoff und mit einem Zuleitungsrohr 9 für flüssigen Kraftstoff an seinem anderen Endbereich versehen. Im röhrenförmigen Körper 2 ist die Glühkerze 10, welche eine als fester Heizkern ausgebildete Glühkerze ist, derart eingesetzt, daß sie einen Kraftstoffdurchtritt 8 bildet. Die Glühkerze 10 ist z.B. aus einem Teil aus Keramik oder Siliziumnitrid oder dergleichen gebildet, und sie weist einen Heizteil auf, bei welchem ein (in der Figur weggelassener ) aus Wolfram hergestellter Heizdraht eingelassen oder aufgedruckt ist. In dem in Strömungsrichtung vorderen Teil des Kraftstoffdurchtritts 8 ist ein Kraftstoffaustrittsteil 15 ausgebildet. Eine Eintrittsöffnung 14 für flüssigen Kraftstoff des Zuleitungsrohrs 9 für flüssigen Kraftstoffsteht mit dem Kraftstoffdurchtritt 8 in Verbindung. Im Sockel-Endteil der Glühkerze 10 ist ein Anschlußblock 11 vorgesehen. Eine Einspritzöffnung 7 des Einspritzrohrs 6 für verdampften Kraftstoff ist derart angeordnet, daß sie sich in einen Brennraum eines gewöhnlichen Verbrennungsmotors öffnet, wenn sie an diesen angesetzt ist. In der Figur zeigen Pfeile die Strömungsrichtung des Kraftstoffs an.
Eine Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigem Kraftstoff, welche in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 65213/1988 beschrieben ist, kann als eine übliche angeführt werden. Diese Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs ist dadurch gekennzeichnet, daß ein inneres Rohr mit wärmeabführenden Rippen, die an der inneren Umfangsfläche vorgesehen sind, in einen röhrenförmigen Körper, an dessen äußerer Umfangsfläche wärmeaufnehmende Rippen vorgesehen sind, eingesetzt und eingepreßt ist, wobei eine Glühkerze derart in das innere Rohr eingesetzt ist, daß ein Durchgang gebildet wird, ein Einspritzrohr für verdampften Kraftstoff an ein Ende des röhrenförmigen Körpers angesetzt ist und ein Kraftstoffzuleitungsrohr an das andere Ende des röhrenförmigen Körpers angesetzt ist. Bei dieser Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs verlaufen außerdem die wärmeabführenden Rippen, die an der inneren Umfangsfläche des inneren Rohrs vorgesehen sind, in Längsrichtung dieses inneren Rohrs, wobei das innere Rohr aus einem aus Metall bestehenden Mantel hergestellt und in einem Brennraum eines zu verwendenden Verbrennungsmotors angeordnet ist und außerdem die Glühkerze in dem Verbrennungsmotor als Glühkerze zur Verdampfung wirkt.
Daneben ist ein Verbrennungsmotor in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62108/1987 beschrieben. Dieser Verbrennungsmotor ist mit einem Verbrennungsrohr versehen, und eine Kraftstoffverdampfungseinrichtung, welche eine Düse zum Einspritzen von verdampftem Kraftstoff enthält, die sich ins Innere des Verbrennungsrohrs öffnet, sowie einen gitterförmigen Körper, der den Heizteil der Glühkerze für die Verdampfungswirkung der Kraftstoffverdampfungseinrichtung umgibt, ist in einem Zylindrischen Teil angeordnet, in welchen der Heizteil eingesetzt ist.
Es ist auch aus der US-A-2974723 bekannt, in einer Düse für eine Flüssigkraftstoff-Brennfackel einen festen porösen Teil vorzusehen, welcher die Verdampfungskammer ausfüllt, wobei der poröse Teil dazu dient, die Verdampfungsoberfläche auf ein Maximum zu vergrößern, und einen gesinterten Metallkern enthält.
Was jedoch die oben beschriebenen, in diesen Verbrennungsmotoren verwendeten Vorrichtungen zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs betrifft, kann nicht gesagt werden, daß dieser flüssige Kraftstoff ausreichend verdampft wird, obwohl er sicher und schnell bis zu einem gewissen Grad verdampft werden kann, und außerdem kann ein solcher sich der Verdampfung widersetzender Kraftstoff, wie z.B. ein Kraftstoff von schlechter Qualität, nicht ausreichend durch die Strahlungswärme des Brennraums verdampft werden. Überdies ist diese Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs derart ausgelegt, daß die Glühkerze normalerweise im Zustand regulärer Verbrennung des Verbrennungsmotors abgeschaltet ist, und daß die Wärmeenergie im Brennraum von den an der äußeren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers vorgesehenen wärmeaufnehmenden Rippen zum Kraftstoffdurchtritt in dem röhrenförmigen Körper geleitet wird, so daß der flüssige Kraftstoff verdampft wird, um einen verdampften Kraftstoff zu erzeugen, welcher aus dem Kraftstoffeinspritzrohr in den Brennraum geblasen wird.
Bei dieser Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs erfolgt die Wärmeleitung im röhrenförmigen Körper in einer Art von Kochwärmeleitung einer Zweiphasenströmung einer Dampfphase und einer flüssigen Phase, und wenn die Wärmeaufnahme vom Innern des Brennraums nicht gleichmäßig ist, tritt ein plötzliches Kochen an der Wandfläche, d.h. eine stoßweise Verbrennung, in welcher ein Kochen nur abrupt bei höheren Temperaturen als dem Siedepunkt beim Erhitzen einer Flüssigkeit erfolgt, an einem lokalisierten Bereich innerhalb des Rohrs ein. Folglich nimmt der Kraftstoff im mittleren Bereich eines Einloch-Durchgangs des Kraftstoffeinspritzrohrs die flüssige Phase an, wohingegen er im Umfangsbereich der Wandfläche dieses Einloch-Durchgangs den Zustand der Dampfphase annimmt. Insbesondere wenn die im röhrenförmigen Körper der Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs vorgesehene Glühkerze abgeschaltet wird, bildet sich an der Oberfläche der Glühkerze ein Flüssigkeitsfilm des flüssigen Kraftstoffs, und dieser Flüssigkeitsfilm erweist sich als der Verdampfung widerstrebend. Daneben strömt der flüssige Kraftstoff durch den am leichtesten passierbaren Teil des Durchgangs und wird vom Kraftstoffeinspritzrohr so wie er ist eingespritzt, ohne verdampft zu werden, und in gewissen Fällen werden Öltröpfchen stoßweise von dem Kraftstoffeinspritzrohr eingespritzt. Folglich wird die Wärmeleitung der Wärmeenergie zum nachfolgenden flüssigen Kraftstoff ungenügend, und die Verdampfungsfähigkeit des flüssigen Kraftstoffs verschlechtert sich, was für die Verbrennung unerwünscht ist und auch Ablagerung von Kohlenstoff innerhalb des röhrenförmigen Körpers verursacht und dergleichen.
Die Erfindung ist bestrebt, die oben angeführten Probleme zu lösen und eine Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs zu liefern, welche geeignet ist, Kraftstoff schnell zu verdampfen und den verdampften Kraftstoff in einen Brennraum zu blasen. Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs geschaffen, bestehend aus:
einem hohlen röhrenförmigen Körper, der an seinem Umfang eine Rippe für die Aufnahme von Außenhitze zum Verdampfen von flüssigem Kraftstoff enthält, wobei der röhrenförmige Körper einen Kraftstoffaustritt an einem Ende und eine Kraftstoffzufuhröffnung im Bereich seines anderen Endes aufweist;
einem Kraftstoffeinspritzrohr, von welchem ein Ende mit dem Kraftstoffaustritt des röhrenförmigen Körpers in Verbindung steht, und dessen anderes Ende mit einer Einspritzöffnung versehen ist;
einer am röhrenförmigen Teil angeordneten Glühkerze zum Verdampfen des flüssigen Kraftstoffs, wobei die Glühkerze einen in einem hohlen Teil des röhrenförmigen Körpers angeordneten Heizteil aufweist;
einem Kraftstoffdurchtritt, welcher zwischen einer Außenfläche der Glühkerze und einer Innenfläche des röhrenförmigen Körpers vorhanden ist; und
einem Kraftstoffzuleitungsrohr, das mit der Kraftstoffzufuhröffnung in Verbindung steht, durch welche der flüssige Kraftstoff in den im röhrenförmigen Körper ausgebildeten Kraftstoffdurchtritt geleitet wird;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs außerdem umfaßt:
einen offenzelligen Teil mit in sich verbundener Porosität, der aus einem Sintermetall hergestellt und im röhrenförmigen Körper angeordnet ist, wobei der offenzellige Teil zahlreiche untereinander in Verbindung stehende Poren aufweist, aus Metall hergestellt und einstückig zusammenhängend ist, um die Wärmeleitung durch denselben nicht zu behindern, und der offenzellige Teil einen in Berührung mit einer Innenfläche des röhrenförmigen Körpers stehenden hohlen röhrenförmigen Teil enthält, sowie einen in Berührung mit dem Kraftstoffaustritt des röhrenförmigen Körpers stehenden Endteil, der ein Sackende innerhalb des offenzelligen Teils bildet, wobei der Heizteil der Glühkerze derart angeordnet ist, daß er sich innerhalb des hohlen röhrenförmigen Teils des offenzelligen Teils in Längsrichtung und im Abstand von demselben erstreckt.
Der flüssige Kraftstoff wird im Anfangsstadium der Verbrennung bei einem Verbrennungsmotor schnell und zuverlässig unter Verwendung der eingebauten Glühkerze verdampft, wogegen in einem Stadium, bei welchem die Verbrennung im Verbrennungsmotor heftig abläuft, der flüssige Kraftstoff zur Erzeugung des verdampften Kraftstoffs schnell, zuverlässig und gleichmäßig durch die Wärmeenergie im Brennraum verdampft wird, welche von den in der äußeren Umfangsfläche vorgesehenen wärmeaufnehmenden Rippen aufgenommen und durch den offenzelligen Teil mit in sich verbundener Porosität geleitet wird, der aus einem Material mit zahlreichen untereinander verbundenen Poren und hervorragender Wärmeleitfähigkeit hergestellt und im röhrenförmigen Körper untergebracht ist. Außerdem wird der verdampfte Kraftstoff durch einen porösen Durchgang geführt, der von dem vorgenannten, in einem Kraftstoffaustrittsbereich des röhrenförmigen Körpers vorgesehenen offenzelligen Teil gebildet wird, in welchem die Wärme am leichtesten aufzunehmen ist, um die Gleichmäßigkeit der Verdampfung weiter zu verbessern und die stoßweise Bewegung der Flüssigkeitströpfchen im röhrenförmigen Körper zu vermeiden.
Durch Anordnen des offenzelligen Teils mit in sich verbundener Porosität, welcher aus einem Material mit zahlreichen untereinander verbundenen Poren und hervorragender Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, an der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers und im Kraftstoffaustrittsteil dieses röhrenförmigen Körpers auf der Seite des Kraftstoffeinspritzrohrs wird der flüssige Kraftstoff veranlaßt, durch zahlreiche poröse Durchgänge des offenzelligen Teils zu fließen, welcher in Berührung mit dem Kraftstoffaustrittsteil und der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers angeordnet ist, wo die Wärme am leichtesten aufzunehmen ist, die Berührungsfläche des flüssigen Kraftstoffs mit der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers wird vergrößert, und demzufolge wird eine wärmeaufnehmende Fläche für die Aufnahme der Wärmeenergie vergrößert, so daß der flüssige Kraftstoff gleichmäßig, schnell und zuverlässig verdampft und insbesondere der flüssige Kraftstoff veranlaßt wird, zwangsläufig durch den offenzelligen Teil im Kraftstoffaustrittsteil des röhrenförmigen Körpers zu fließen, wenn er aus dem röhrenförmigen Körper in das Kraftstoffeinspritzrohr geblasen wird. Selbst wenn ein Flüssigkeitströpfchen vorhanden ist, wird es daher durch die zahlreichen miteinander in Verbindung stehenden Poren abgesondert, wodurch das Flüssigkeitströpfchen daran gehindert wird, aus dem Kraftstoffeinspritzrohr stoßweise ausgeblasen zu werden, wobei auch die Ablagerung von Kohlenstoff im Kraftstoffaustrittsteil aufgehalten, die Verbrennung mittels erleichterter Kraftstoffverdampfung stabil gestaltet und somit die Leistung des Verbrennungsmotors verbessert wird.
Selbst falls der auf der Oberfläche der im röhrenförmigen Körper angeordneten Glühkerze gebildete Flüssigkeitsfilm sich der Verdampfung widersetzt, wenn die Glühkerze abgeschaltet ist, wird dieser Kraftstoff in einen Zustand versetzt, bei dem ihm durch seinen Durchtritt durch die zahlreichen miteinander in Verbindung stehenden Poren des offenzelligen Teils mit in sich verbundener Porosität genügend Wärme zur Verdampfung übermittelt wird, und dadurch wird die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs erleichtert; mithin wird der aus dem Kraftstoffeinspritzrohr eingeblasene Kraftstoff ausreichend verdampft. Bei dieser Vorrichtung wird demzufolge der flüssige Kraftstoff, insbesondere der sich der Verdampfung widersetzende flüssige Kraftstoff, d.h. der Kraftstoff von geringer Qualität, wirksam und gleichmäßig verdampft, und der verdampfte Kraftstoff wird auch aus dem Kraftstoffeinspritzrohr stoßfrei in den Brennraum eingeblasen.
Die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs macht es möglich, den flüssigen Kraftstoffschnell, zuverlässig und gleichmäßig zu verdampfen und insbesondere den auf diese Weise verdampften Kraftstoff vollständig verbrennen zu lassen, das Auftreten von Phänomenen wie Ablagerung von Kohlenstoff aufgrund unvollkommener Verdampfung aufzuhalten und somit den verdampften Kraftstoff augenblicklich verbrennen zu lassen. Daher kann der Kraftstoff jederzeit schnell zum Zweck der Erhitzung zugeführt werden, der flüssige Kraftstoff kann in einer optimalen Menge über ein Kraftstoffzuleitungsrohr zu einem Kraftstoffversorgungsdurchgang geführt werden, um ordnungsgemäß den für die Verbrennung erforderlichen verdampften Kraftstoff zu erzeugen. Außerdem kann die Zufuhrmenge des flüssigen Kraftstoffs sowie das Ein- und Ausschalten der Glühkerze gesteuert werden, um den flüssigen Kraftstoff durch die Glühkerze im Anfangsstadium der Verbrennung zu verdampfen, und somit ist die Vorrichtung auch unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit äußerst interessant.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gemäß der Erfindung ist, und
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Beispiels einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs ist.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gemäß der Erfindung als Gesamtheit gezeigt und mit der Bezugszahl 1 bezeichnet. Die Vorrichtung 1 zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gemäß der Erfindung ist in einem (in der Figur nicht gezeigten) Verbrennungsmotor zur Verwendung innerhalb desselben untergebracht. Im Vergleich zu der unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs weist die Vorrichtung 1 zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs in dieser Ausführungsform den gleichen Aufbau auf wie die obengenannte, mit der Ausnahme daß ein offenzelliger Teil 3 mit in sich verbundener Porosität, der aus einem Material mit zahlreichen untereinander verbundenen Poren und hervorragender Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, im Kraftstoffaustrittsteil eines röhrenförmigen Körpers 2 vorgesehen ist, welcher im Befestigungsbereich eines am vorderen Ende des röhrenförmigen Körpers 2 angesetzten Kraftstoffeinspritzrohrs 6 und an der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers 2 angeordnet ist. Daher werden für die mit den Teilen der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gleichen Teile die gleichen Bezugszahlen zugeteilt, und überschneidende Beschreibungen werden unterlassen.
Bei der Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gemäß der Erfindung ist der offenzellige Teil 3 mit in sich verbundener Porosität in einem Kraftstoffdurchtritt 8 angeordnet, welcher innerhalb des röhrenförmigen Körpers 2 ausgebildet ist, und der offenzellige Teil 3 ist in einem Berührungszustand mit einem Kraftstoffaustrittsteil 15 des röhrenförmigen Körpers 2 auf der Seite des Kraftstoffeinspritzrohrs 6 und mit der inneren Umfangsfläche 13 des röhrenförmigen Körpers 2 angeordnet. Im äußeren Umfangsbereich dieses röhrenförmigen Körpers 2 sind wärmeaufnehmende Rippen 5 vorgesehen, welche Wärme zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs von außen, d.h. von einem Sekundärbrennraum aufnehmen, und ein Kraftstoffaustritt 12 ist an einem Endteil desselben ausgebildet, wobei eine Kraftstoffzufuhröffnung 14 auf der Seite seines andreren Endteils ausgebildet ist. Das Kraftstoffeinspritzrohr 6 ist in einem Endteil 18 an den im röhrenförmigen Körper 2 ausgebildeten Kraftstoffaustritt 12 angesetzt und mit einer Einspritzöffnung 7 versehen, aus welcher der im röhrenförmigen Körper 2 befindliche Kraftstoff nach außen geblasen wird.
Dieser offenzellige Teil 3 mit in sich verbundener Porosität weist zahlreiche untereinander verbundene Poren auf, welche zahlreiche Durchgänge in einer derartigen Anzahl bilden, daß keine nachteilige Auswirkung auf den Strömungszustand des flüssigen Kraftstoffs erzeugt wird, und er ist aus einem Material mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit wie z.B. einem Material aus Aluminiumpulver-Sinterlegierung hergestellt. Außerdem besteht der offenzellige Teil 3 aus einem sackendeartigen Endteil 4, der in Berührung mit dem Kraftstoffaustrittsteil 15 angeordnet ist, welcher den Verbindungssbereich des Kraftstoffeinspritzrohrs 6 mit dem röhrenförmigen Körper 2 darstellt, und aus einem hohlen, röhrenförmigen Teil, der in Berührung mit der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers 2 angeordnet ist. Zusätzlich ist eine Kraftstoffzufuhröffnung 17, welche mit der im röhrenförmigen Körper 2 ausgebildeten Kraftstoffzufuhröffnung 14 in Verbindung steht, im offenzelligen Teil 3 ausgebildet, und diese Kraftstoffzufuhröffnung 17 öffnet sich in den Kraftstoffdurchtritt 8. Eine Glühkerze 10 ist in den röhrenförmigen Körper 2 von seinem Endteil auf der dem Endteil, in welchem der Kraftstoffaustritt 12 des röhrenförmigen Körpers 2 ausgebildet ist, entgegengestzten Seite her eingesetzt. Ein Heizteil der Glühkerze 10 ist in Längsrichtung innerhalb des hohlen röhrenförmigen Teils des offenzelligen Teils 3 verlaufend angeordnet. Der zwischen dem röhrenförmigen Körper 2 und der Glühkerze 10 gebildete Kraftstoffdurchtritt 8 endet vor dem vorderen Ende der in den röhrenförmigen Körper 2 eingesetzten Glühkerze 10 und steht mit einem Einloch-Kraftstoffdurchgang 16 des Kraftstoffeinspritzrohrs 6 durch den Endteil 4 des offenzelligen Teils 3 in Verbindung. An die Kraftstoffzufuhröffnung 14 des röhrenförmigen Körpers 2 ist ein Kraftstoffzuleitungsrohr 9 für die Zufuhr des flüssigen Kraftstoffs zum Kraftstoffdurchtritt 8 angesetzt. Demzufolge wird der durch das Kraftstoffzuleitungsrohr 9 zugeführte Kraftstoff direkt durch die Kraftstoffzufuhröffnung 14 des röhrenförmigen Körpers 2 und die Kraftstoffzufuhröffnung 17 des offenzelligen Teils 3 zum Kraftstoffdurchtritt 8 geleitet.
Bei dieser Vorrichtung 1 zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs ist die innere Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers 2, in welcher der Endteil 4 des offenzelligen Teils 3 vorgesehen ist, normalerweise in einem Bereich angeordnet, in welchem die Wärme am leichtesten von außen her, d.h. vom Brennraum des Verbrennungsmotors aufzunehmen ist. Der durch den offenzelligen Teil 3 strömende Kraftstoff wird laufend in einen Zustand versetzt, in dem er zwangsläufig die unzähligen porösen Durchgänge passiert, welche aus zahlreichen untereinander in Verbindung stehenden Poren des offenzelligen Teils 3 gebildet sind. Folglich wird die von den wärmeaufnehmenden Rippen 5 des röhrenförmigen Körpers 2 aufgenommene Wärmeenergie in ausreichendem Umfang an den offenzelligen Teil 3 und dann auch in ausreichendem Umfang an den durch den offenzelligen Teil 3 strömenden flüssigen Kraftstoff weitergegeben. Demzufolge erreicht die Wärme den Mittelbereich des Kraftstoffs vollkommen, wodurch die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs weiterhin erleichtert wird, und der Kraftstoff wird daran gehindert, stoßweise aus dem Kraftstoffeinspritzrohr 6 nach außen, d.h. in den Brennraum geblasen zu werden.
Die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs gemäß der Erfindung weist den oben beschriebenen Aufbau auf, und sie arbeitet in folgender Weise.
Um den Betrieb der Vorrichtung 1 zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs verständlicher zu machen, wird die Beschreibung an einem Beispiel der Anwendung der Vorrichtung 1 zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs auf den Verbrennungsmotor durchgeführt.
Bei dieser Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs wird zunächst der Heizteil, d.h. ein Widerstandsdraht der Glühkerze 10, welche eine Glühkerze für die Verdampfung im röhrenförmigen Körper 2 ist, von einem Anschlußblock 11 mit Strom versorgt, so daß er erhitzt wird, wobei der von einer Kraftstoff-Förderpumpe gelieferte flüssige Kraftstoff aus dem Kraftstoff zuleitungsrohr 9 über die Kraftstoffzufuhröffnung 14 und die Kraftstoffzufuhröffnung 17 in den Kraftstoffdurchtritt 8 geleitet und in Berührung mit dem erhitzten Heizteil der Glühkerze 10 gebracht wird, so daß er verdampft wird. Anschließend strömt der verdampfte Kraftstoff vom Kraftstoffdurchtritt 8 durch die untereinander in Verbindung stehenden Poren im Endteil 4 des offenzelligen Teils 3 mit in sich verbundener Porosität, tritt vom Kraftstoffaustrittsteil 15 durch das Kraftstoffeinspritzrohr 6 und wird aus der Einspritzöffnung 7 in einen Primärbrennraum geblasen, in welchem eine Glühkerze zum Zünden des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Obwohl mit dem verdampften Kraftstoff zunächst gelegentlich einige wenige Öltröpfchen ausgeblasen werden, üben diese Öltröpfchen eine Funktion aus, indem sie die Zündung des verdampften Kraftstoffs äußerst stoßfrei gestalten, wenn er gezündet wird. Inzwischen wird Verbrennungsluft aus einem Luftansaugkanal des Verbrennungsmotors eingeleitet, durch einen Rundraum zwischen einem äußeren Rohrgehäuse und einem Verbrennungsrohr in Drehung versetzt und aus einer großen Anzahl von Lufteintrittsöffnungen, welche in dem aus Keramik hergestellten Verbrennungsrohr ausgebildet sind, in den Primärbrennraum und den Sekundärbrennraum eingeblasen. Ein Teil der in den Sekundärbrennraum eingeblasenen Verbrennungsluft wird durch einen ausgeschnittenen Durchgang, der eine Öffnung in einer Trennplatte darstellt, in den Primärbrennraum geleitet. Der verdampfte Kraftstoff und die Luft für die Verbrennung werden vermischt, um in einen homogenen Zustand zu gelangen, und der Kraftstoff mit dem auf diese Weise erzeugten Kraftstoff- Luftgemisch wird zur Zündung durch die Glühkerze gezündet und verbrannt. Daraufhin wird der verdampfte Kraftstoff gezündet und verbrannt, und während er mit der Verbrennungsluft vermischt wird, wird er in den Sekundärbrennraum ausgeblasen und darin vollständig verbrannt. Der verbrannte verdampfte Kraftstoff wird zu einem Verbrennungsgas, welches aus einer im Verbrennungsmotor ausgebildeten Verbrennungsgas-Ausströmöffnung zu einem Wärmetauscher oder dergleichen durch ein Verbrennungsgas-Ausströmrohr geleitet wird.
Wenn der Verbrennungsvorgang im Brennraum des Verbrennungsmotors heftig wird, geht der röhrenförmige Körper 2 der Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs 1 selbst dazu über, Strahlungswärme mittels einer großen Anzahl von am röhrenförmigen Körper 2 vorgesehenen wärmeaufnehmenden Rippen 5 aufzunehmen. In diesem Stadium wird die Stromversorgung des Widerstandsdrahts der Glühkerze 10, welche eine Glühkerze für die Verdampfung in der Vorrichtung 1 zum Verdampfen des flüssigen Kraftstoffs ist, unterbrochen. Danach erhält die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs 1 die Strahlungswärme vom Sekundärbrennraum des Verbrennungsmotors über die wärmeaufnehmenden Rippen 5, und die Strahlungswärme wird von der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers 2 durch Wärmeleitung zum offenzelligen Teil 3 geleitet und in den Kraftsoffdurchtritt 8 abgegeben. Außerdem wird die Strahlungswärme vom Sekundärbrennraum zu den wärmeaufnehmenden Rippen 5 geführt, und die meiste Wärmeenergie wird im Bereich des sackendeartigen Teils 4 des offenzelligen Teils 3 freigesetzt, der flüssige Kraftstoff wird durch diese Wärmeenergie verdampft, um zum verdampften Kraftstoff zu werden, und der auf diese Weise entstandene verdampfte Kraftstoff tritt durch die untereinander in Verbindung stehenden Poren des sackendeartigen Teils 4 des offenzelligen Teils 3 und wird aus dem Kraftstoffeinspritzrohr 6 in den Primärbrennraum eingeblasen. Falls es erwünscht ist, den flüssigen Kraftstoffselbst dann rasch zu verdampfen, wenn sich die Verbrennung heftig gestaltet, oder falls außerdem ein flüssiger Kraftstoff von einer Qualität verwendet wird, welche sich der Verdampfung widersetzt, kann die Stromversorgung des Widerstandsdrahts der Glühkerze 10 der Vorrichtung 1 zum Verdampfen des flüssigen Kraftstoffs selbstverständlich auch nicht unterbrochen und ihr Betrieb fortgesetzt werden. Außerdem ist es, wenn der Verbrennungszustand im Verbrennungsmotor schwach ist, auch möglich, den Widerstandsdraht der Glühkerze 10 unter Strom zu setzen und dadurch die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs zu beschleunigen.
Obwohl die an der äußeren Umfangsfläche des röhrenförmigen Körpers ausgebildeten wärmeaufnehmenden Rippen z.B. in Umfangsrichtung des röhrenförmigen Körpers angeordnet sind, brauchen sie nicht unbedingt in Umfangsrichtung des röhrenförmigen Körpers ausgebildet zu sein, sondern können natürlich auch in Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers ausgebildet sein. Außerdem kann das Kraftstoffeinspritzrohr je nach dem Aufbau des Verbrennungsmotors in verschiedenen Formen ausgeführt werden, obwohl es bei dieser Ausführungsform mit gebogener Form hergestellt ist. Obwohl das Kraftstoffzuleitungsrohr an den röhrenförmigen Körper im wesentlichen im rechten Winkel zu demselben angesetzt ist, beschränkt sich die Anschlußweise nicht immer auf die oben beschriebene, sondern es kann auch parallel angesetzt oder im röhrenförmigen Körper versenkt sein, und es kann je nach dem Aufbau des Verbrennungsmotors in verschiedenen Formen ausgeführt sein, wenn die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs an den Verbrennungsmotor angesetzt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs (1), bestehend aus:

einem hohlen röhrenförmigen Körper (2), der an seinem Umfang eine Rippe (5) für die Aufnahme von Außenhitze zum Verdampfen von flüssigem Kraftstoff enthält, wobei der röhrenförmige Körper (2) einen Kraftstoffaustritt (12) an einem Ende und eine Kraftstoffzufuhröffnung (17) im Bereich seines anderen Endes aufweist;

einem Kraftstoffeinspritzrohr (6), von welchem ein Ende mit dem Kraftstoffaustritt (12) des röhrenförmigen Körpers (2) in Verbindung steht und dessen anderes Ende mit einer Einspritzöffnung (7) versehen ist;

einer am röhrenförmigen Teil (2) angeordneten Glühkerze (10) zum Verdampfen des flüssigen Kraftstoffs, wobei die Glühkerze (10) einen in einem hohlen Teil des röhrenförmigen Körpers (2) angeordneten Heizteil aufweist;

einem Kraftstoffdurchtritt (8), welcher zwischen einer Außenfläche der Glühkerze (10) und einer Innenfläche des röhrenförmigen Körpers (2) vorhanden ist; und

einem Kraftstoffzuleitungsrohr (9), das mit der Kraftstoffzufuhröffnung (17) in Verbindung steht, durch welche der flüssige Kraftstoff in den im röhrenförmigen Körper (2) ausgebildeten Kraftstoffdurchtritt (8) geleitet wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs (1) außerdem umfaßt:

einen offenzelligen Teil (3) mit in sich verbundener Porosität, der aus einem Sintermetall hergestellt und im röhrenförmigen Körper (2) angeordnet ist, wobei der offenzellige Teil (3) zahlreiche untereinander in Verbindung stehende Poren aufweist, aus Metall hergestellt und einstückig zusammenhängend ist, um die Wärmeleitung durch denselben nicht zu behindern, und der offenzellige Teil (3) einen in Berührung mit einer Innenfläche (13) des röhrenförmigen Körpers (2) stehenden hohlen röhrenförmigen Teil enthält, sowie einen in Berührung mit dem Kraftstoffaustritt (12) des röhrenförmigen Körpers (2) stehenden Endteil (4), der ein Sackende innerhalb des offenzelligen Teils (3) bildet, wobei der Heizteil der Glühkerze (10) derart angeordnet ist, daß er sich innerhalb des hohlen röhrenförmigen Teils des offenzelligen Teils in Längsrichtung und im Abstand von demselben erstreckt.

2. Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs nach Anspruch 1, worin der offenzellige Teil (3) mit den untereinander in Verbindung stehenden Poren aus einer gesinterten Aluminiumlegierung hergestellt ist.

3. Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs nach Anspruch 1 oder 2, worin die Glühkerze (10) in den röhrenförmigen Körper (2) von dem Ende her eingesetzt ist, das demjenigen Ende des röhrenförmigen Körpers (2) gegenüberliegt, in welchem der Kraftstoffaustritt (12) aüsgebildet ist, wobei die Glühkerze (10) einen Anschluß (11) für die Zuleitung eines elektrischen Stroms zum Heizteil (10) aufweist und der offenzellige Teil (3) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit geformt ist und mit dem Heizteil (10) den Kraftstoffdurchtritt (8) umschließt, welcher Durchtritt (8) mit der Kraftstoffzufuhröffnung (17) des röhrenförmigen Körpers (2) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung zum Verdampfen eines flüssigen Kraftstoffs nach Anspruch 3, worin der offenzellige Teil (3) mit einem Kraftstoffdurchtritt versehen ist, welcher mit der Kraftstoffzufuhröffnung (17) des röhrenförmigen Körpers in Verbindung steht, wodurch der durch das Kraftstoffzuleitungsrohr (9) zugeführte Kraftstoff durch die Kraftstoffzufuhröffnung (17) des röhrenförmigen Körpers (2) und den Kraftstoffdurchtritt des offenzelligen Teils (3) fließt und direkt in den Kraftstoffdurchtritt (8) geleitet wird.