DE924765C - Verfahren und Vorrichtung zur Zerstaeubung und gegebenenfalls Zuendung von Stoffen, z. B. von fluessigen Brennstoffen, durch elektrische Entladungen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Zerstaeubung und gegebenenfalls Zuendung von Stoffen, z. B. von fluessigen Brennstoffen, durch elektrische Entladungen

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DE924765C
DE924765C DEP31003D DEP0031003D DE924765C DE 924765 C DE924765 C DE 924765C DE P31003 D DEP31003 D DE P31003D DE P0031003 D DEP0031003 D DE P0031003D DE 924765 C DE924765 C DE 924765C
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/006Details

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Zerstäubung und gegebenenfalls Zündung von Stoffen, z. B. von flüssigen Brennstoffen, durch elektrische. Entladungen Die Erfindung bezieht sich auf die Zerstäubung und gegebenenfalls dabei bewirkte Entzündung von Stoffen, z. B. von flüssigen Brennstoffen, durch elektrische Entladungen in einer Kammer, aus deren Düsenöffnungen der in: der Kammer enthaltene Stoff durch die elektrische Energie herausgetrieben und dabei zerstäubt wird.
  • In dieser Weise arbeitende Vorrichtungen, in denen ein Hochspannungsfunke (5ooo bis 30 000 V) oder eine Reihe von Hochspannungsfunken zur Zerstäubung bzw. Entzündung von Brennstoffen benutzt wird, sind bekannt. Sie sind jedoch mit verschiedenen Mängeln behaftet. Für die gute Wirkung der Vorrichtung ist eine elektrische Entladung erwünscht, bei der die elektrische Energie in möglichst kurzer Zeit explosionsartig frei wird. Die mit den üblichen Hochspannungsapparaten erzielte induktive oder induktiv-kapazitative Entladung kann dieser Anforderung nicht entsprechen. Es ist auch bekannt, daß durch Verunreinigung der Elektroden, unter anderem durch Kohlenstoffniederschlag, wie auch durch einen derartigen Niederschlag auf der Isolation zwischen den Elektroden die Funkenentwicklun:g gehemmt wird. Auch sind an die Isolation der Hochspannungsapparate hohe Anforderungen zu stellen.
  • Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Sie besteht darin, daß die elektrische Energie durch eine periodische Entladung eines in einem induktionsarmen Stromkreis liegenden Kondensators über eine Kriechfunkenstrecke ausgelöst wird. Versuche des Erfinders, haben gezeigt, daß für eine gute Zerstäubung und gegebenenfalls Entzündung die Spannung an der Funkenstrecke nicht höher als 300o Volt zu sein braucht und in vielen Fällen selbst beträchtlich tiefer liegen kann.
  • Die Kammer, aus der heraus der Stoff zerstäubt wird, im folgenden kurz Entladungskammer genannt, ist mit einer Funkenstrecke versehen, vorzugsweise einer Zündkerze, deren Elektroden in die Entladungskammer ragen, und in einer Kammerwand befinden sich eine oder mehrere mit der Umgebung in Verbindung stehende Öffnungen, aus welchen der Stoff zerstäubt wird und die gegebenenfalls mit selbsttätigen oder gesteuerten Abschlußorganen versehen sein können. Weiterhin ist an der Entladungskammer eine Leitung, durch welche der zu zerstäubende Stoff in die Entladungskammer gelangen kann, angeschlossen. Die Zuführung der Stoffe in die Entladungskammer kann in beliebiger Weise erfolgen, bei Flüssigkeiten und ähnlichen Stoffern z. B. mittels einer geeigneten Pumpe oder mittels, Überdruck in einem durch eine Leitung mit der Entladungskammer kommunizierenden Behälter oder von einem hoch aufgestellten Behälter aus, so daß die Flüssigkeit unter denn Einfluß der Schwerkraft in die Entladungskammer gelangen kann.
  • Die Abschlußorgaue, mit denen die Öffnungen, durch welche die Entladungskammer mit dem umgebenden Raum in Verbindung steht, gegebenenfalls ausgerüstet werden können, sind derart ausgeführt, daß sie die Öffnungen bei Überdruck in der Entladungskammer gegenüber dem Raum, in dem diese Öffnungen ausmünden, freigeben und bei Unterdruck schließen. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß der Stoff durch den im Raum z. B. durch Verdichtung oder Verbrennung entstehenden hohen Druck nicht öder nicht nennenswert in der Leitung zurückgedrängt wird.
  • Die Erfindung umfaßt auch Füll- und/oder Dosierorgane für den zu zerstäubenden Stoff, welche beim Betrieb der Vorrichtung selbsttätig arbeiten. Diese Füll- und/oder Dosierorgane werden zweckmäßig in der unmittelbaren Nähe der Entladungskammer angeordnet. Sie bestehen hauptsächlich aus einem geeignet ausgebildeten Rückschlagventil, das in einem erweiterten Teil -eines Kanals, durch den die Flüssigkeit -in die Entladungskammer gelangt, angebracht ist. Unter dem Einfluß des in der Flüssigkeitsleitung herrschenden Überdrucks (der von der Pumpe, von dem Überdruck in dem Flüssigkeitsbehälter oder von dem Druck der Flüssigkeitssäule infolge Hochstellung des Flüssigkeitsbehälters herrühren kann) oder unter dem Einfluß des Druckes einer Feder schließt das Rückschlagventil die Flüssigkeitszufuhr zu der Entladungskammer ab, wodurch ein Überfluten der Kammer verhindert wird. Beim Funkenübergang in der Entladungskammer steigt in ihr der Druck so an, daß das Rückschlagventil zurückgedrückt wird und in seiner äußersten Stellung die Mündung der Brennstoffzufuhrleitung in dem erweiterten Teil des Kanals, in dem sich das Ventil bewegt, abschließt. Hierdurch wird verhindert, daß die sich in der Entladungskammer entwickelnden Gase den Stoff aus der Zuleitung zurück -drängen. Hat darauf der Druck in der Entladungskammer genügend abgenommen, so geht das Ventil in seine ursprüngliche Stellung zurück. Während dieser letzten Bewegung aber wird teilweise dadurch, daß die Flüssigkeit unter Druck steht, teilweise durch die Pumpwirkung des Ventils eine genau zu dosierende Menge der Flüssigkeit in die Entladungskammer gebracht, wonach der Vorgang sich wiederholen kann.
  • Es ist zweckmäßig, den Brennstoff der Entladungskammer durch die Zündkerze hindurch zuzuführen, wobei dann die Zündkerze mit geeigneten Kanälen versehen ist. Diese Kanäle können geradlinig odeir schraubenförmig sein. Die letztere Ausführung hat den Vorteil, einen großen Widerstand gegen das Zurückströmen des Stoffes in .dem Kanal zu bieten. Da das Entleeren des Kanals hierdurch verhindert wird, kann in bestimmten Ausführungen, besonders in denjenigen, die mit niedriger Entladungsfrequenz arbeiten, das Rückschlagventil wegfallen. Falls jedoch ein Rückschlagventil benutzt wird, wird seine Lebensdauer verlängert, da die den plötzlichen Stoß des Ventils gegen die Mündung der Flüssigkeitsleitung verursachende Druckerhöhung durch den hohen Widerstand der schraubenförmigen Kanäle zwischen der Entladungskammer und dem Ventil gemildert wird.
  • Falls Brennstoffe, die nicht nur zerstäubt, sondern auch entzündet werden sollen, benutzt werden, wird die Entladungskammer derart bemessen, daß außer dem zu entzündenden Stoff auch eine gewisse Menge Luft, die zur Einleitung der Verbrennung dient, in der Entladungskammer anwesend ist. Die Energie des Funkens ist den Verhältnissen und den Eigenschaften der zu entzündenden Stoffe anzupassen; es hat sich aber gezeigt, daß mit einer Funkenenergie von etwa 1o Wattsekunden im allgemeinen günstige Ergebnisse erzielt werden.
  • Auch ist. es selbstverständlich möglich, den Brennstoff aus der Entladungskammer nur zu zerstäuben und den zerstäubten Brennstoff außerhalb der Entladungskammor durch geeignete, aber im übrigen beliebige Mittel zu entzünden. Dies kann zweckmäßig mittels eines gesonderten elektrischen Funkens geschehen.
  • Besonders günstige Ergebnisse werden erreicht mit einer Ausführungsform, wobei die -Hauptentladung des Kondensators durch einen über die Stirnfläche der Zündkerze zwischen den Elektroden auftretenden Kriechfunken eingeleitet wird.. Die Entladungszeit des Kondensators ist außerordentlich kurz, da die elektrische Energie fast explosionsartig in; der Entladungskammer zur Entfaltung kommt. Hierdurch wird erreicht, daß selbst bei verhältnismäßig niedrigen"Spannungen an der Funkenstrecke, welche beträchtlich geringer als 3000 Volt sein können, Entladungen, die- den Stoff sowohl mit Sicherheit zerstäuben als auch, wenn erwünscht, entzünden können, zustande gebracht werden.
  • Um die genannte Kriechentladung zu fördern, kann die Funkenstrecke aus durch festen Werkstoff getrennten Elektroden bestehen, wobei die Elektroden an der Stirnfläche des festen Werkstoffes ausmünden. Dieser Werkstoff kann halbleitend oder, falls es ein Nichtleiter ist, an seiner Stirnfläche mit einer halbleitenden Schicht versehen sein. Statt der genannten halbleitenden Schicht kann. auf der Stirnfläche .der Isolation ein Leiter in feinverteiltem Zustand in zweckmäßiger, aber im übrigen beliebiger Weise aufgebracht sein. Es ist auch möglich, als Isolator Werkstoffe zu benutzen, welche in ihrer der Entladungskammer zugewendeten Stirnfläche während des Gebrauches oder durch den Gebrauch halbleitend werden, oder die genannte Stirnfläche mit einer Schicht eines Werkstoffes zu versehen, der unter diesen Umständen halbleitend wird. Bei dem Zerstäuben bzw. Entzünden von Stoffen, die in der chemischen. Zusammensetzung Kohlenstoff enthalten, kann während des Gebrauches der Vorrichtung auf die Stirnfläche des Isolators zwischen dien Eielctroden sowie auch auf die Elektroden selbst eine Kohlenstoffschicht niedergeschlagen werden, die durch den Abbau des Stoffes infolge der Kriechentladung bzw. durch seine Verbrennung entsteht. Diese Schicht hat die Eigenschaft, mehr oder weniger leitend zu sein, wodurch die Vorrichtung besonders gut arbeitet, ohne daß besondere, obenerwähnte Maßnahmen hinsichtlich der Isolation angewandt zu werden brauchen. Wie bekannt, ist das Auftreten einer derartigen Kohlenstoffahlagerung an einer gewöhnlichen Hochspannungszündkerze unerwünscht, weil dadurch die Funkleistung zurückgeht oder ganz aufgehoben wird. In einer Zündkerze, die mit einer von einem Kriechfunken eingeleiteten KondensatoTentladung arbeitet, ist die genannte Kohlenstoffablagerung aber sehr günstig und gibt eine bedeutende Erhöhung der Auswirkung des Funkens.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei ein Brennstoff zerstäubt und entzündet wird, kann mit Vorteil für das Entzünden von anderen brennbaren oder explosiblen Stoffen benutzt werden. Eine derartige Vorrichtung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Es ist aber zweckmäßig, die Zündkerze mit der Entladungskammer zu einer Vorrichtung zu vereinigen, die als solche angebracht und ausgebaut werden kann. Auch ist es dabei zweckmäßig, den zu der Entzündung dienenden Brennstoff durch die Zündkerze hindurch der Entladungskammer zuzuführen, wie schon oben erwähnt ist. Dank dem Gebrauch der \Tiederspannung wird es möglich, dem die Elektroden voneinander trennenden Isolator eine sehr geringe Dicke zu geben, die in, vielen Fällen nicht mehr als i mm zu sein braucht. Dadurch wird es möglich, der Vorrichtung eine im wesentlichen zylindrische Außenform von sehr geringen Querabmessungen zu geben, so da,ß diese Vorrichtung sehr leicht eingebaut werden kann, z. B. selbst in bestehende Brenner, ohne daß der Brenner erheblich abgeändert zu werden braucht. Eine derartige Zündvorrichtung kann vorteilhaft axial in den Brenner eingebaut werden, und zwar so, daß ihr Kopfende his in den kalten Kern der Brennerflamme reicht, aber nicht darüber hinausragt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Brenner zu jeder Zeit schnell und mit Sicherheit gezündet werden kann, ohne daß die Form des Flammenkegels unigünstig beeinflußt wird, was bei den bis jetzt üblichen Zündvorrichtungen meistens der Fall ist. Auch wird dabei erreicht, daß die Lebensdauer der Zündvorrichtung erheblich verlängert wird, da diese nicht mit dem heißen Teil der Brennflamme in Berührung kommt.
  • Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen, wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, so daß auch andere Ausführungen möglich sind, die unter die Erfindung fallen.
  • Fig. i zeigt teilweise im Längsschnitt die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer der möglichen Ausführungen der elektrischen Verbindung; Fig. 2 zeigt ebenfalls teilweise im Längsschnitt eine Ausführung, wobei ein Stoff aus der Entladungskammer hinaus zerstäubt und von einer als eine elektrische Zündkerze ausgeführten besonderen Zündvorrichtung entzündet wird; Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung hauptsächlich wie in Fig. i, bei welcher nun auch eine mögliche Ausführung von Füll- und Dosierorganen angegeben ist; Fig. q. gibt im Längsschnitt eine andere Ausführungsform eines Dosierorgans wieder; Fig. 5 und 6 zeigen vereinfacht im Längsschnitt eine mögliche Ausbildung des Kopfendes der Funkenstrecke; Fig. 7 zeigt teilweise im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht eine der möglichen Ausführungen der als Zündkerze ausgeführten Funkenstrecke; Fig. 8, g, io, ii und 12 zeigen Querschnitte der Zündkerze mit darin angebrachten Zufuhrkanälen; Fig. 15 zeigt eine andere Ausführung der Zündkerze, in welcher der Mantel teilweise weggeschnitten ist, um die entsprechend Fig. i i angeordneten schraubenförmigen Kanäle zu zeigen; Fig. 13 zeigt teilweise im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht eine andere Ausführung der Zündkerze, die mit der Entladungskammer vereinigt ist; Fig. 14 zeigt vereinfacht im Längsschnitt einen Brenner mit der darin angebrachten Zündvorrichtung nach Fig. 13.
  • In Fig. i ist die Entladungskammer i teilweise durch einen hohl ausgeführten Körper 5 begrenzt, teilweise durch das wirksame Ende .4 der als Zündkerze ausgeführten Funkenstrecke. Die Entladungskammer ist mit Zerstäubungsöffnungen 2 und mit einem mit der Stoffzufuhrleitung verbundenen Kana13 versehen. Die Mittelelektrode der Zündkerze ist bei 6 an eine Leitung angeschlossen, die sie einerseits mit einem Kondensator 7 und andererseits mit einer Gleichstrom oder gleichgerichteten Wechselstrom liefernden Stromquelle verbindet. Die Außenelektrode der Zündkerze ist über die Masse des Körpers 5 und den Schalter 8 je nach seiner Stellung mit dem Kondensator 7 oder der Stromquelle 9 verbunden. Selbstverständlich kann der Unterbrecher 8 auch im Schnittpunkt der die Punkte 6, 7 und 9 verbindenden Leitungen liegen. In der punktiert angegebenen Stellung des Unterbrechers 8 wird der Kondensator aufgeladen, während in der mit ausgezogener Linie angegebenen Stellung des Unterbrechers der Kondensator sich über die Funkenstrecke entladet. Diese Entladung ist vollkommen oder nahezu aperiodisch, da im Stromkreis keine nennenswerte Selbstinduktion vorhanden ist.
  • Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Aufbau, doch mit dem Unterschied, - daß eine zweite Zündkerze io vorhanden ist, die den aus der Entladungskammer i heraus zerstäubten Stoff entzündet. Die Lage der Zündkerze io und der Zerstäubungsöffnungen 2 muß selbstverständlich so sein, daß der aus den Öffnungen 2 tretende zerstäubte Stoff durch denn Funken der Zündkerze io erfaßt wird.
  • Fig.3 zeigt ebenfalls eine Ausführung nach Fig. i, doch nun mit Füll- und Dosierorganen:, die eine selbsttätige periodische Fühlung oder Entladungskammer bewirken. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird :durch die Leitung i i aus einem Behälter 17 der Entladungskammer zugeführt. Das Zuströmen wird durch Druckluftzufuhr mittels Leitung i9 in den Behälter bewirkt. Die Leitung i i kann zweckmäßig mit einem Absperrventil 16 versehen werden, das die Entladungskammer von dem Behälter abschließen kann. Zwischen dem, Behälter 17 und der Entladungskammer i, zweckmäßig möglichst nahe bei der Entladungskammer, ist eine die jedesmal in. die Entladungskammer gebrachte Menge Flüssigkeit selbsttätig dosierende Vorrichtung angebracht. Diese Vorrichtung besteht in der Hauptsache aus einer Ventilkammer 12 und einem Rückschlagventil 13, .das als. Kugelventil ausgeführt ist. In der igezeichneten Stellung schließt die Kugel 13 den Zufuhrkanal 3 .nach der Entladungskammer i ab, so,daß keine Verbindung zwischen dem Behälter 17 und der Entladungskammer i besteht. Bei der elektrischen Entladung in der Entladungskammer nimmt mit ihr der Druck plötzlich zu, wodurch die Kugel 13 zurückgedrückt wird und nun die M.ünidung 15 der Flüssigkeitsleitung i i abschließt. Sobald der Druck in der Entladungskammer wieder niedriger .als der Druck in der Leitung i i ;geworden ist, @geht die Kugel 13 unter dem Einfluß des Druckunterschiedes- wieder in die ursprüngliche Lage zurück. Da ,die Ventilkammer 12 einen größeren Durchmesser als die Kugel, hat, bestehet während der Bewegung der Kurgel 13 aus der Stellung 15 in die Stellung 14 eine direkte Verbindung zwischen der Flüssigkeitsleitung i i unkt dem Kanal 3, so ,daß in diesem Zeitabschnitt Flüssigkeit aus dem Behälter 17 nach der Entladungskammer i strömen kann. Die Menge der der Entladungskammer jedesmal zugeführten Flüssigkeit ist außer durch den Druck im Behälter 17 durch den Durchmesser der Leitung 14. und den des Kanals 3, durch die Hublänge .der Kugel 13 und durch den Unterschied im Durchmesser zwischen der Kugel und,der Ventilkammer 12 ibedingt. Diese sämtlichen Größen hat man -in .der Hand, wodurch eine genaue Dosierung der jeweils zugeführten Menge ermöglicht wird.
  • Fiig. q. zeigt eine andere Ausführungsform des Rüclcs,chlagventil.s"das .hier mit zwei kegelfÖrmigen Dichtungsflächen 2i und 22 zum Abschließen des Kanals 3 bei 1q. und der Leitung i i bei 15 versehen ist. Das Ventil wird in der gezeichneten Stellung durch eine Feder 23 auf den Sitz 14 gedrückt. Mehrere Führungsrippen 2,4 zentrieren das Ventil in .der Ventilkammer. Die Flüssigkeit kann in den Zwischenstellungen des, Ventils aus der Leitung i i durch die Ventilkammer 12 zwischen ,den Führungsrippen hindurch in den Kanal 3 strömen. k nnen ,das Ventil und die Ventilkammer .auch belieblig anders ausgeführt wenden.
  • Fig. 5 zeigt im Längsschnitt eine sehr vereinfachte Darstellung des Aufbaus, .der Funkenstrecke, die derart ausgeführt ist, daß die Hauptentladung des Kondensators von einer zwischen den Elektroden 25 und 26 auftretenden Kriechentladung eingeleitet wird. Hierzu enden die Elektroden an der Stirnfläche eines festen Trennkörpers 27, über dem die Entladung stattfinden kann. Dieser Körper 27 kann aus einem isolierenden Stoff oder, da mit verhältnismäßig niedrigen Spannungen gearbeitet wird, aus einem ;geeigneten Halbleiter bestehen.
  • Fig. 6 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, doch. mit dem Unterschied, daß der Isolierkörper 27 an seiner Stirnfläche mit einer dünnen Schicht eines Werkstoffes, der entweder hathleitend ist oder ,dies während des Gebrauches oder .durch den Gebrauch wird, oder mit einem auf ,den Körper 2:7 in zweckmäßiger, aber im übrigen beliebiger Weise in fein, verteiltem Zustand aufgebrachten Leiter versehen ist.
  • Fig. 7 stellt den Aufbau einer als Zündsterze ausgeführten Funkenstrecke nach Fig. 5 oder 6 dar. Die Zündkerze besteht hauptsächlich aus einer Mittelelektrode 29, die bei 6 an .die elektrische Leitung angeschlossen werden kann und die von einer verhältnismäßig dünnen isolierenden oder halbleitenden Schicht 30 (übereinstimmend mit 27 und 28 der Fig. 5 bzw. 6) umgeben ist. Die letztere ist wieder von der Außenelektrode 31, deren unteres Ende zweckmäßig mit einem Schraubgewinde versehen sein kann, umgeben. Wie schon,ohen erwähnt, kann es zweckmäßig sein, .den zu zerstäubenden Stoff durch die Zündkerze hindurch der Entladungskammer zuzuführen. Einige Ausführungen einer mit Zu.fuhrkanälen versehenen Zündkerze sind in Fig. 8 bis einschließlich 12 im Querschnitt angegeben. ' Fig.8 zeigt eine Zündkerze mit einer hohlen Mittalelektrode 29, so daß ein zentraler Kanal 32 vorhanden ist.
  • Nach Fig. 9 sind ein oder mehrere Zufuhrkanäle als an der Mittelelektrode 29 entlang verlaufende Hohlkehlen 33 ausgeführt, so daß die genannten Kanäle einerseits von der Mittelelektrode und andererseits von dem Isolationskörper begrenzt werden.
  • Fig. io zeigt eine ähnliche Ausführung, aber mnt dem Unterschied, daß die Zufuhrkanäle 34 hier an der Innenseite des Isolierkörpers 30 in diesem angeordnet sind.
  • Nach Fig. i i sind die Kanäle 35 in der Form von Hohlkehlen an dem Außenumfang des Isolierkörpers 3o angeordnet.
  • Fig. 12 zeigt eine Ausführung, worbei Kanäle 36 an der Innenseite der Außenelektrode 31 verlaufen. Diese letztere Ausführung .hat den Vorteil, daß der Isolierkörper 3o durch die in :der Entladungskammer i auftretenden Druckstöße nicht auf Zugig belastet werden kann, so daß eine Riß.bildung nicht zu befürchten ist. Ein Vorteil der Ausführungen nach Fig. i i und 12 ist, daß die Flüssigkeitsleitung nicht unter elektrischer Spannung steht, was bei den Ausführungen nach Fig. 8, 9 und io der Fall ist, und :daß die Leitung i i dementsprechend. nicht isoliert zu sein braucht.
  • Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Zündkerze mit schraubenförmig gewundenen Kanälen mit aus Fig. i i ersichtlichem Querschnitt. Die Kanäle können auch nach Fig. 9, io und 12 ebenfalls in Schraubenform ausgeführt werden.
  • Fig. 13 zeigt teilweise im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht eine Zündkerze mit Flüssigkeitskanälen nach Fig. 12. Die stiftförmige Mittelelektrode 29 kann bei 6 an die elektrische Leitung angeschlossen werden. Die Mittelelektrode ist von einem hauptsächlich als dünner, hohler Zylinder ausgeführten Isolierkörper 30 umgeben. Dieser wird von der ebenfalls. zylinderförmigen Außenelektrode 37 umfaßt, deren Kopfende 38 über die Stirnfläche des Isolierkörpers und der Mittelelektrode hinausragt und die Entladungskammer 39 .bildet, aus der Stoffe :durch eine oder mehrere Öffnungen 40 zerstäubt werden können. Die Außenelektrode 37 ist an die Masse q.1 angeschlossen und über :diese mit der elektrischen Leitung verbunden. An der Innenseite der Elektrode 37 sind Flüssigkeitskanäle 36 angebracht, die mit dem Zufuhrkanal 3 in Verbindung stehen. Dank den angewandten niedrigen Spannungen, wobei der Isolierkörper 30 nur eine sehr geringe Dicke zu haben braucht, ist es möglich, der Vorrichtung einen sehr geringen Außendurchmesser zu .geben. Infolgedessen kann :diese Vorrichtung zweckmäßig auch als eine Zündvorrichtung für Brenner benutzt werden.
  • In Fig. 14 ist ein derartiger Brenner vereinfacht mit einer zentral angeordneten Zündvorrichtung 42 im Längsschnitt dargestellt. 44 stellt den Brennstoff-, 45 den Verbrennunigsluftzufulirkanal des Brenners dar. Der Brenner wird mittels der Zündvorrichtung 42 ,gezündet, deren Kopfende .46 nicht aus :dem kalten Flammkern 47 herausragt.

Claims (18)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Zerstäubung und gegebenenfalls Zündung von. Stoffen, z. B. von flüssigen Brennstoffen, durch elektrische Entladungen in einer Kammer, aus deren Düsenöffnungen der inder Enttladungskammerenthaltene Stoff durch .die elektrische Energieherausgetrieben und dabei zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet, daß .die elektrische Energie durch eine aperiodische Entladung eines in einem induktionsarmen Stromkreis liegenden Kondensators über eine Kriechfunkenstrecke ausgelöst wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i zum Entzünden brennbarer Stoffe in der Entladungskammer, dadurch gekennzeichnet, :daß .außer dem zu entzündenden Stoff auch eine entsprechende Menge Verbrennungsluft in die Kammer eingeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an der Funk:enstrecke unterhalb eines 3000 Volt nicht oder nicht nennenswert übersteigenden Wertes bleibt. q..
  4. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2 zur Zündung eines Betriebsbrennstoffes, z. B. bei Brennern von Industrieöfen oder in Brennkammern von Strahltriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung des Betriebsbrennstoffes durch den in der Entladungskammer gezündeten Stoff erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in der Entladungskammer infolge der elektrischen Entladung eintretende Druckerhöhung Füll- und/oder Dosierorg:ane in den Leitungen, die den zu zerstäubenden Stoff :der Entladungskammer zuführen, betätigt werden.
  6. 6. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in einem induktionsarmen Stromkreis liegenden Kondensator (7), eine mit einer oder mehreren Düsenöffnungen versehene Entladungskammer, eine mit ihrer wirksamen Oberfläche in die Entladungskammer ragenden Kriechfunkenstrecke und durch Schaltorgane zur Umschaltung des Kondensators abwechselnd von dem Aufladestromkreis und in den Entladestromlcreis.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der oder den Düsenöffnungen der Entladungskammer Abschlußorgane vorgesehen sind, welche .die Düsenöffnungen bei Überdruck in der Entladungskammer gegenüber dem Raum, in dem die Düsenöffnungen ausmünden, freigeben und bei Unterdruck schließen. B.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Kriechfunkenstrecke, die aus Polen und einem die Pole trennenden Körper .besteht, an dessen Oberfläche sich der Kriechweg ausbildet.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, @daß der die Pole voneinander trennende Körper ein Isolator oder ein geeigneter Halbleiter ist. io.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Polen liegende Stirnfläche des Trennkörpers mit einer Schicht aus feinverteiltem Stoff versehen ist, der leitend oder halbleitend ist oder im Gebrauch halbleitend wird. i i.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zündkerzenartig ausgebildete Kriechfunkenstrecke aus einer etwa stiftförmigen Mittelelektrode, einer etwa zylindrischen Außenelektrode und einer zwischen den Elektroden vorhandenen Trennschicht besteht.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze mit hauptsächlich in ihrer Längsrichtung verlaufenden Kanälen zur Einführung des zu zerstäubenden Stoffes in die Entladungskammer versehen ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Kanäle schraubenförmig verlaufen. 1q..
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungskanal für den zu zerstäubenden Stoff durch eine zentrale Bohrung der Mittelelektrode gebildet wird.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch i2, da-durch gekennzeichnet, d.aß ein oder mehrere Zuführungskanäle zwischen der Isolation und der Mittelelektrode verlaufen.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Zuführungskanäle zwischen der Isolationsschicht und der Außenelektrode verlaufen.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungskammer und die Zündkerze in einem Bauteil vereinigt sind.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch. 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenelektrode über die Stirnfläche der Mittelelektrode und der Isolationsschicht hinaus verlängert und als Wandung der Entladungskammer ausgebildet ist. ig. Vorrichtung zur Ausführung .des Verfahrens nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Füll- und/oder Dosierorgane hauptsächlich aus einer Ventilkammer, die in oder hinter dem Zuführungskanal zur Entladungskammer liegt, und einem in der Ventilkammer angeordneten Rückschlagventil bestehen und, je nachdem die infolge des Druckes in der Entladungskammer auf das Ventil wirkende Kraft kleiner oder größer ist als die entgegengesetzt gerichteten, auf das Ventil wirkenden Kräfte, die Ventilkammer nach der Entladungskaimmer bzw. nach dem Zuführungskanal abgeschlossen wird und d.aß in .den Zwischenstellungen des Ventils der Zuführungskanal mit der Entladungskammer in Verbindung steht. 2o. Anordnung der Zündvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch bei. einem Brenner und ähnlichen Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung axial in den Brenner od. dgl. eingebaut ist und ihr Stirnende nicht aus dem kalten Kern der Flamme herausragt.
DEP31003D 1947-01-20 1949-01-06 Verfahren und Vorrichtung zur Zerstaeubung und gegebenenfalls Zuendung von Stoffen, z. B. von fluessigen Brennstoffen, durch elektrische Entladungen Expired DE924765C (de)

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