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Verfahren zum Entspannen und Verdampfen von unter Druck bei gewöhnlicher
Temperatur flüssigen, ohne Druck gasförmigen Treibstoffen (Flüssiggase) Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entspannen und Verdampfen von unter Druck
bei normaler Außenlufttemperatur flüssigen, unter Außenluftdruck jedoch gasförmigen
Treibstoffen unter weiterer Zufuhr von Wärme im Entspannungsraum zum Betrieb von
Brennkraftmaschinen mit Gemischzuführungg.
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Da bei der notwendigen Entspannung und Verdampfung von sogenannten
Flüssiggasen eine nicht t' ZD t' unerhebliche Wärmernenge verbraucht wird, so muß
sie dem Flüssiggas an irgendeiner Stelle vor der Zumessung zugeführt werden. Meist
wird das Flüssiggas vor der Entspannung erwärmt, wobei jedoch der Übelstand vorhanden
ist, daß nur ein geringes Wärmegefälle gegenüber de-in üblicherweise auf Außenternperatur
befindlichen FlüssiTas zur Verfügung steht, z. B. bei Verwendung von Kühlwasser,
jedoch auch bei Verwendung von Auspuffgasen, deren Wärme, beim Anfahren nicht ausreicht,
um die Aufheizung sicherzustellen. Es ist infolgedessen der Vorschlag bekanntgeworden,
nach der: Entspan-, nung bzw. nach einer Teilentspannung die Erwärmung vorzunehmen
entweder in dem sogenannten Regler selbst oder in einem nachgeschaltete#n Verdampfer.
Ein hinreichendes Wärmegefälle liegt bei den tiefen ' Temperaturen des entspannten
Flüssiggases stets vor, so daß die Erfindung diese Art des Erwärmens benutzt.
Ein
solches Vorgehen hat aber den grundsätzlichen Nachteil, daß wohl an der für die
Zumessung der Treibgasmenge vorhandenen Querschnittsverengung Flüssigkeitsteilchen
nicht mehr vorhanden sind, daß aber in den Räumen und Leitungen zwischen diesem
Punkt und der Eintrittsstelle des Flüssigga,ses in den Regler (Entspannungsstelle)
Ansammlungen von Flüssigkeitströpfchen sich vorfinden, z. B. in Form eines Niederschlages
an den Wänden oder als Pfützen auf dem Boden, z. B. in den Vertiefungen des Reglers
oder der Leitungen bzw. in den Verdampfungsräumen. An sich würden solcheFlüssigkeitsansammlungen
dann nicht stören, wenn der Motor weiter und dauernd den gleichen Brennstoff-bedarf
;besitzt, so daß z. B. bei stationären Motoren keine übelstände durch solche Ansanimlungen
von noch flüssigen Treibgasen entstehen würden. Anders ist es jedoch bei dem Betrieb
von Motoren, die bestimmungsgemäß öfter abgestellt werden bzw. deren Treibstoffbedarf
sich verhältnismäßig häufig ändert. Wird z. B., wie das bei Brennkraftmaschinen
von Kraftfahrzeugen häufig der Fall ist, von Vollgas auf Leerlauf geschaftet, so
würden derartige Flüssigkeitsansammlungen sich infolge eines Nachverdampfens nach
Maßgabe der zugeführten Wärme äußerst unliebsam bemerkbar machen, da Treibstoff
in den Zylinder in unerwünscht hohem Maße gelangt und also ein überfettetes Gemisch
vorliegt, was nicht nur unwirtschaftlich ist, sondern auch zum Stehenbleiben der
Maschine führen kann.
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Man hat es nicht in der Hand, die Nachverdampfung solcher Flüssigkeitsansammlungen
zu verhindern. Denn den Räumen, in denen solche Flüssigkeitsansammlungen vorliegen,
wird ja Wärme zugeführt, die notwendigerweise zu dem Verdampfen der Flüssigkeitsansammlungen
führen muß (wenn nicht neues Flüssiggas diesen. Räumen zugeführt wird). Das durch
Nachverdampfen gebildete Gas strömt nicht nur in unerwünschtem Maße in den Arbeitszylinder
ein, sondern auch insbesondere beim Abschalten der Maschine in den Raum unter der
Motorhaube, so. daß gefährliche Gasansammlungen, abgesehen von unwirtschaftlichen
Verlusten, die Folge sind.
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Diese übelstände treten sowohl dann auf, wenn ein Verdampfungsraum
bzw. ein Verdampfungsaggregat dem eigentlichen Reglerraum nachgescha ' 1-tet
wird, als auch dann, wenn Verdampfer, und Regler miteinander verbunden werden, da
bisher lediglich davauf Rücksicht genommen wurde, daß die Ausbildung des Verdampfers
und die Beheizung des Verdampfers so gewählt wurden, daß keine Flüssigkeitströpfchen
mehr an der Stelle der Zumessung vorliegen.
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Das Entstehen von solchen Flüssigkeitsansammlungen wird nun nach der
Erfindung von vornherein dadurch vermieden, daß die Austrittsstelle(n) des Flüssiggases
aus dem in den Entspannungsraum mündenden Eintrittsventil möglichst in der Mitte
des Entspannungsrattmes ange.Qrdnet und möglichst allseitig von den zweckmäßig kugelförmig
ausgebildeten und von außen beheizten Wandflächen des Entspannungsraumes umgeben
ist (sind), auf die das Flüssig;gas aufgespritzt wird.
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Es ist notwendig, den die Entspannungsstelle umgebenden Flächen große
Wärmemengen zuzuführen, derart, daß die Aufheizung der auftreffenden Flüssigkeitsteilchen
rasch erfolgen kann, ohne einen so großen Wärmeentzug an den Wandungen, daß Flüssigkeitsansammlungen
sich bilden könnten. Zweckmäßig werden die die Entspannungsstelle umgebenden Wände
von außen in an sich bekannter Weise mit Kühlwasser oder den Abgasen der Maschine
beaufschlagt. Da die Flüssiggase auf die.. andere Seite dieser Wände geäpritzt werden,
so hat die Wärme lediglich den sehr kurzen Weg quer durch das Blech bei einem
sehr großen Wärmeleitungsquerschnitt zu durchfließen, und es ist also eine sehr
starke Wärmeübertragung gewährleistet. Wenn man eine Wärmeleitung längs der Heizbleche
vornehmen würde, so würde ein außerordentlich langer Wärmeleitungsweg vorliegen,
und der Querschnitt des Wärmeleitweges wäre dann außerordentlich gering, so daß
nicht genügend Wärme in ,der zur Verfügung stehenden, Zeit zugeführt werden kann.
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Zweckmäßig wird der- Verdampfungsraum so ausgebildet, daß möglichst
alle die Einspritzstellen umgebenden Flächen auf diese Weise zur Übertragung großer
Wärinemengen in kurzer Zeit ausgebildet sind, d. h. also, möglichst alle
umgebenden Flächen auf der anderen Seite vom Wärmemittel umspült werden.
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Bei der Formgebung werden zweckmäßig Vertiefungen, Sammelrinnen u.
dgl. vermieden, Das Einspritzventil wird so ausgebildet, daß möglichst die gesamte
eingeführte Flüssigkeitsmenge unmittelbar, bei verhältnismäßig kurzem Weg, ausgespritzt
wird auf die umgebenden wärmeübertragenden Flächen. Es ist zweckmäßig, die Einspritzstelle
in den Wärmeschwerpunkt des umgebenden Erhitzungsraumles anzuordnen. Zweckmäßig
wird der ausgespritzte Treibstoff in einzelne Strahlen unterteilt, so daß die wärmeübertragenden
Wände möglichst gleichmäßig belastet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnäng gemäß
der Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt einen Längsschnitt und die Abl>.:2 einen
Ouerschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgestalteten Verdampfungsraum.
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Das Gas tritt durch die Leitung i, die an ihrem unteren Teil den Düsenmund
2 trägt und verschlossen werden kann durch ein Dichtungsstück, z. B. Gummiblättchen
3, das sich in der verschiebbaren HÜlse 4 befindet, in den Verdampfungsraum
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aufgeteilt in verschiedene Strahlen über verschiedene Querbohrungen
9 in der Hülse so ein, daß diese Strahlen die umgebenden Flächen
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treffen. Diese Flächen sind auf der anderen Seite beaufschlagt durch ein
im Raum 7 fließendes Wärmernittel (die nicht gezeichnete Abdichtung zwischen
dem verschiebbaren Stück 4 und den Wänden des Raumes 5 kann auf bekannte
beliebige Weise erfolgen).
Durch das Aufspritz,-n des Flüssiggases
aüf Flächen, die zur Übertragung großer Wärmemengen befähigt sind, wird eine Ansammlung
der z# eingeführten Flüssigkeit an den Wänden oder auf dem Boden des Verdampfungsraumes
vermieden, und das Gas strömt aus dem Verdampfungsraum 5
ZD dann durch die
Leitung 8 ab, z. B. einem Verel dampfer zu, der auf bekannte Weise beheizt
ist und in dem etwa in der Schwebe befindliche Flüssigkeitsteilchen verdampft werden.
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Eine Gefahr, daß in einem nachgeschalteten üblichen Verdampfer sich
Flüssigkeitsniederschläge oder Pfützen infolge -Absetzens von Flüssigkeit aus den
schwebenden Tröpfchen bilden, ist nicht vorhanden bzw. gering, da, solche Flüssigkeitsansammlungen.
bei ungenügender Wärinezufuhr sich gerad-e an der Entspannungsstelle bilden. Denn
dort findet der Hauptwärmeentzug statt. Bei einer Anordnung ?n
gemäß der Erfindung
wird dies durch Zuführen der Hauptwärmemenge gerade an dieser Stelle vermieden.
Die Wärmebeelastung der Wände des nachgeschalteten Verdampfers ist demgegenüber
gering, so daß die Ausbildun,- dieser Verdampferteile nach dem Vorschlag gemäß der
Erfindung, d. li. die unmittelbare Bespülung der gasberührten Wände an der
anderen Seite mit dem Wärmernittel nicht notwendig ist.