DE910362C - Brennstoffspeisung fuer tragbare Vernebelungsgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffspeisung für tragbare, mit pulsierender Verbrennung meinem Helmholtzschen Resonator arbeitende Schwingbrenner, wie sie als Vernebelungsgeräte benutzt werden. Tragbare Geräte müssen leicht beweglich gestaltet werden, besonders wenn man ihr Auspuffrohr z. B. für die Zwecke des Pflanzenschutzes unmittelbar auf die einzunebelnden Sträucher, Baumkronen u. dgl. richten will. Aus diesem Grunde benötigen leicht

ίο bewegliche Schwingbrennergeräte einen Vergaser, dessen Wirkung weitgehend von seiner Lage im Raum unabhängig ist. Solche Vergaser sind an sich aus -der Luftfahrt bekannt. Sie arbeiten meist mit mehreren Schwimmern. Für den vorliegenden Zweck des leicht beweglichen Schwingbrennergerätes, wie sie beim Vernebeln gebraucht werden, werden diese Konstruktionen aber zu umfangreich und zu kostspielig.

Gemäß der Erfindung läßt sich eine für tragbare Vernebelungsgeräte ausreichend lageunabhängige Brennstoffspeisung dadurch erzielen, daß man den Verpuffungsdruck des Schwingbrenners über eine Rückstromdrossel auf den Luftraum des dicht abgeschlossenen, schwimmerl'osen Brennstoffbehälters überträgt, an dessen tiefste Stelle die Brennstoffleitung angeschlossen ist und dessen Brennstoffspiegel um eine Strecke unterhalb der hinter dem Lufteinlaßventil in die Brennkammer des Schwingbrenners mündenden Sprühdüse liegt, welche klein gegenüber der Wassersäule des in dem erwähnten

Luftraum erzeugten Überdruckes ist. Die erwähnte Rückstromdrossel kann dabei mittels einer Flüssigkeitsfalle vor einer Überschwemmung durch den Brennstoff geschützt werden.
Der Spitzendruck in der Brennkammer eines Schwingbrenners beträgt je nach Bemessung des Resonators etwa 0,5 bis 1,2 atü. Er läßt sich mittels eines Rückschlagventils nahezu in voller Höhe, aber auch schon durch einfache Strömungsführungen zu einem erheblichen Bruchteil auf den Luftraum des Brennstoffbehälters übertragen. Es lassen sich also in diesem Luftraum leicht Drücke von 100 bis 300 cm Wassersäule und mehr erzeugen, so daß der Brennstoff dann unter einem Druck zur Sprühdüse gefördert wird, welcher die durch Niveauänderungen des Brennstoffspiegels erzeugten hydrostatischen Druckschwankungen weit übersteigt/Denn zur Erzielung der notwendigen Transportsicherheit genügt es, den höchsten Stand des Brennstoffspiegeis 5 bis 8 cm unter die Düse zu legen, und für die Bevorratung eines tragbaren Gerätes reicht erne Tankhöhe von ι ο bis 15 cm, so daß durch Brennstoffverbrauch und Neigung des Tanks hydrostatische Druckänderungen von höchstens 20 cm Wassersäule entstehen können.

Für den Start muß man den betreffenden Überdruck in der Brennstoffkammer natürlich künstlich erzeugen. Man bedient sich hierbei am besten einer kleinen Handpumpe, die z. B. im Traggriff des Gerätes angeordnet werden oder deren Zylmder selbst als Traggriff dienen kann. Benutzt man als Rückstromdrossel ζ. B. ein unsymmetrisches Venturi, das der Rückströmung aus der Brennstoffkammer in den Resonanzraum einen zwar erhöhten, aber doch keinen unüberwindlichen Widerstand entgegensetzt, so wird der Schwingbrenner beim Einpumpen von Luft in den Brennstoffbehälter gleichzeitig über dies Venturi angeblasen. Dabei erhält man besonders günstige Startverhältnisse, wenn man die Brennstoffleitung in die engste Stelle dieses Venturis münden läßt, so daß das Venturi gleichzeitig als Sprühdüse für die Einführung des Brennstoffes in die Brennkammer des Schwingbrenners wirkt.

Die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, und zwar zeigt

Fig. ι die teilweise angeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen . Vernebelungsgerätes, Fig. 2 ein Schema der betriebsmäßigen Neigungswinkel dieses Gerätes und

Fig. 3 den vergrößerten Vertikalschnitt durch seinen Brennstoffbehälter und die unmittelbar anschließenden Teile.

Gemäß Fig. 1 führt die vom Nebelstofftank 1 kommende Leitung 2 unmittelbar in das Abgasrohr 3 des Schwingbrenners, dessen teilweise angeschnittene Brennkammer 4 rechts erkennbar ist und mit dem Brennsitoffbehälter 5 in Verbindung steht. Der Schwingbrenner saugt seine Brennluft über das Rückschlagventil 6 an. Er liegt innerhalb eines Mantels y, durch den der in Richtung des Pfeiles A austretende Abgasstrahl durch Injektorwirkung einen Luftstrom hindurchsaugt, dessen Stärke mittels der einstellbaren Drosselblende 8 geregelt werden kann.

Der Füllstutzen des Brennstoffbehälters 5 ist durch eine Schraubkappe 9 luftdicht verschlossen. Zu dem Luftraum des Brennstoffbehälters 5 führt die Druckleitung 10, welche an die Handpumpe 11 angeschlossen, ist, deren Zylinder gleichzeitig als Traggriff für das gesamte Gerät dient.

Im Gebrauch muß das Gerät aus der in Fig. 1 dargestellten Horizontallage H wahlweise in jede Zwischenstellung zwischen den in Fig. 2 dargestellten Grenzlagen N und S gebracht werden können. Die nach unten gerichtete Neigungslage Λ'' genügt für die Vernebelüng von Gruben; die nach oben weisende Steillage 5 ergibt sich beim Einnebeln von Baumkronen.

In allen diesen Lagen arbeitet der in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Brennstoffbehälter 5 einwandfrei. Zwischen seiner Luftkammer 12 und seinem Brennstoffraum 13 ist als Flüssigkeitsfalle eine Trennwand 14 und ein schwach geneigtes Verbindungsrohr 15 vorgesehen. In die Luftkammer 12 mündet einerseits die von der Handpumpe 11 kommende Druckleitung 10 über ein Rückschlagventil

16 sowie andererseits das unsymmetrische Venturi 17, welches die Verbindung mit der Brennkammer 4 des Schwingbrenners herstellt. Dieses Venturi 17 setzt der Strömung von der Luftkammer 12 zur Brennkammer 4 einen erheblich höheren Widerstand entgegen als der Strömung in umgekehrter Richtung; es wirkt daher als Rückstromdrossel im Sinne der Erfindung.

Der Brennstoff wird dem Raum 13 über die kalibrierte Düse 18 entnommen und über die Leitung 19, die das Absperrventil 20 enthält, dem Venturi

17 zugeführt, welches an seiner engsten Stelle mit radialen Bohrungen für den Brennstoffzufluß ausgerüstet ist. Die Wirkungsweise ist folgende: Zum Start wird zunächst die in die Brennkammer 4 hineinragende Glühkerze 21 (vgl. Fig. 1) aufgeheizt und hierauf die Handpumpe 11 betätigt, welche dann in der Luftkammer 12 einen Überdruck erzeugt. Dieser Überdruck treibt den Brennstoff in der Leitung· 19 nach oben (vgl. Fig. 3) und bläst gleichzeitig über das Venturi 17 den Schwingbrenner 3, 4 an, wobei der hochgetriebene Brennstoff im Venturi 17 von der durchströmenden Luft mitgerissen und in die Brennkammer 4 eingesprüht wird. Der Schwingbrenner springt daher sehr leicht an.

Sobald der Schwingbrenner in Betrieb ist, übertragen sich die Spitzendrücke der periodisch in seiner Brennkammer 4 erzeugten Verpuffungen über das Venturi 17 auf die Luftkammer 12. Da das Venturi 17 wegen seiner unsymmetrischen Gestalt dieser Aufladung der Luftkammer 12 einen wesentlich geringeren Widerstand entgegensetzt als ihrer Entladung während der Phasen des zwischenzeitlich in der Brennkammer 4 herrschenden Unterdruckes, stellt sich in der Luftkammer 12 ein mittlerer Überdruck von einigen 100 cm Wassersäule ein. Dieser Überdruck beträgt also ein Vielfaches der Druckdifferenz h, welche benötigt wird,

um den Brennstoff vom Niveau a-b bis zum Venturi 17 hochzuf ordern. Unter dem erwähnten Überdruck wird also das Maß der Brennstofförderung ausschließlich durch das Lumen der Kalibrierdüse 18 bestimmt, während es von der Lage des Brennstoffniveaus a-b praktisch unabhängig bleibt.

Wenn das Venturi \J während des Verpuff ungsvorganges von den Abgasen des Schwingbrenners in der Richtung zur Luftkammer 12 durchströmt wird, reißen diese Abgase natürlich ebenfalls Brennstoff aus der Leitung 19 mit. Hierdurch werden die betreffenden Abgase so stark gekühlt, daß die Verpuffungsflamme nicht in die , Luftkammer 12 durchzuschlagen vermag. Der mitgerissene Brennstoff kondensiert sich in der Luftkammer 12 und läuft über das Verbindungsrohr 15 in den Brennstoffraum 13 ab.

Man erkennt ohne weiteres, daß der in Fig. 3 in der Horizontallage H dargestellte Brennstoffbehälter sich in Richtung des Uhrzeigers um volle 90⁰ und in der entgegengesetzten Richtung um mindestens 6o° innerhalb der Zeichenebene schwenken läßt, ohne daß Brennstoff in die Luftkammer 12 oder Luft in die Düse 18 eindringt. Der Brenn-

»5 Stoffspiegel a-b kommt bei diesen extremen Schwenkungen in die Lage U^b₁ bzw. in die Lage a₂-b.₂. Dabei entstehen nur Veränderungen der hydrostatischen Drucksäule h. Diese sind jedoch, wie oben dargelegt, für die Brennstofförderung ohne praktische. Bedeutung, weil sie gegenüber dem in der Luftkammer 12 herrschenden Überdruck vernachlässigt werden können. Die Brennstoffspeisung des Schwingbrenners wird also durch die erwähnten Schwenkungen des Systems nicht merklich beeinflußt.

Um beim Neigen des Gerätes eine Überflutung des Venturis 17 durch den Brennstoff, der sich unter dem Abflußrohr 15 in der Luftkammer 12 sammelt (vgl. Fig. 3), in allen Lagen zu verhindern, ist dem Venturi 17 innerhalb dieser Kammer 12 ein Rohrstutzen 22 vorgeschaltet.

In der Praxis bemißt man den Brennstoffbehälter 5 zweckmäßig so, daß eine Füllung für etwa 30 Minuten Betrieb ausreicht. Öffnet man den Nachfüllstutzen (Kappe 9), so setzt der Schwingbrenner natürlich aus. Da man für das Nachfüllen kaum eine Minute benötigt, bleibt er jedoch während der Füllpause warm genug, um anschließend meist schon beim ersten Stoß der Handpumpe 11 wieder anzuspringen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Brermstoffspeisung für tragbare Vernebelungsgeiräte, bei denen der Nebelstoff durch die Abgase einer pulsierenden Verbrennung in einem als Helmholtzscheir Resonator ausgebildeten Schwingbrenner vernebelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verpuffungsdruck des Schwingbrenners (3,4) über eine Rückstromdrossel (17) auf den Luftraum (12) des dicht abgeschlossenein, schwimmerlosen Brennstoffbehälters (5) übertragen wird, an dessen tiefste Stelle die Brennstoffleitung (18, 19) angeschlossen ist und deren Brennstoffspiegel {a-b) um eine Strecke (Ji) unterhalb der hinter dem Lufteinlaßventil (6) in die Brennkammer (4) mündenden Sprühdüse (17) liegt, welche einem Bruchteil der Wassersäule des in dem erwähnten Luftraum

(12) erzeugten Überdruckes entspricht.

2. Varnebelungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (4) des Schwingbrenners (3, 4) mit dem Luftraum des Brennstoffbehälters (5) über ein asymmetrisches Venturi (17) verbunden ist, welches gleichzeitig als Rückstromdrossel für die Ladung der Luftkammer (12) und als Sprühdüse für die Einführung des Brennstoffes in die Brennkammer (4) dient.

3. Vemebelungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffbehälter (5) durch eine Trennwand (14) in eine Luftkammer (12) und eine Brennstoffkammer

(13) unterteilt ist, zwischen denen eine Flüssigkeitsfalle (15) liegt.

4. Vernebeluingsgerät nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Venturi (17) innerhalb der Luftkammer (12) ein Rohrstutzen (20) vorgeschaltet ist, welcher bei nach oben geneigtem Gerät (Strahlrichtung 5) eine Überflutung des Venturis (17) durch den in der Luftkammer (12) kondensierten Brennstoff verhindert.

5. Vernebelungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Handpumpe (11), welche für den Start einen Überdruck in der Luftkammer (12) des Brennstofrbehälters (5) erzeugt.

6. Vernebelungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Handpumpe (11) im Traggriff des Gerätes liegt (Fig. 1).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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