DE9318544U1

DE9318544U1 - Wirbelkammerzerstäuber

Info

Publication number: DE9318544U1
Application number: DE9318544U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2003-12-04
Also published as: DE9402811U1

Description

3. Dezember 1993 93-0888 La-gh

Karl Rubenberger 85422 Erding

Wirbelkammer zerstäviber

Die Erfindung betrifft einen Wirbelkammerzerstäuber mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Mantel und diesen verschließende Stirnplatten, wobei in der einen Stirnplatte eine Eintrittsdüse und in der anderen Stirnplatte ein Auslaßrohr angeordnet ist, und wobei den Mantel mindestens zwei Stutzen durchsetzen, deren Mittellinien einen Abstand von der zu diesem etwa rechtwinklig verlaufenden Gehäuseachse aufweist.

Wirbelkammerzerstäuber dieser Art sind beispielsweise aus der EP-A-213 329 oder der DE 89 06 889 U bekannt. Diese bekannte Wirbelkammer kann beispielsweise als Vergaser einer Brennkraftmaschine oder als Zerstäuber eines Brenners oder eines Düsentriebwerks verwendet werden. Das durch die Eintrittsdüse in die Wirbelkammer eintretende Brennstofffluid wird mittels durch die Stutzen in die Wirbelkammer einströmende Luft, die einen zentrierten und konvergierenden Wirbel bildet, in kleine Kraftstofftröpfchen zerstäubt und fein verteilt. Der verwirbelte Brennstoff- Luftstrahl tritt durch das Auslaßrohr in die entsprechende Brennkammer beispielsweise einer Brennkraftmaschine oder eines beliebigen anderen Brenners ein. Gemäß der DE 89 06 889 U können die Wirbelbildung unterstützende Einbauten in dem Wirbelkammerzerstäuber vorgesehen sein. Bei den bekannten Wirbelkammerzerstäubern hat sich herausgestellt, daß

sich der in der Wirbelkammer bildende Wirbel auf das durch die Eintrittsdüse eintretende Fluid, d.h. den Brennstoff, forstsetzt. Das durch die Eintrittsöffnung bzw. Eintrittsdüse in die Wirbelkammer eintretende Fluid wird aufgrund des ihm bereits aufgeprägten Dralls am Übergang von der Eintrittsöffnung in den Wirbelkammerraum hierdurch weniger stark auf Scherung beansprucht. Das bedeutet, daß der eintretende Kraftstoff weniger gut dispergiert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Wirbelkammerzerstäuber derart weiterzubilden, daß die Dispergierung des in die Wirbelkammer eintretenden Fluids verbessert wird, d. h., daß kleinere Tröpfchen erzeugt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einem gattungsgemäßen Wirbelkanunerzerstäuber durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst. Demnach ist der Eintrittsdüse eine Wirbelerzeugunseinrichtung zugeordnet, die die eintretende Flüssigkeit in eine Rotation versetzt, die der Rotationsrichtung des im Gehäuse erzeugten Primärwirbels entgegengesetzt ist. Am Übergang von der Eintrittsöffnung der Einspritzdüse und dem Wirbelkammerraum trifft die Flüssigkeit, die in eine Drehbewegung versetzt ist, auf das Flüssigkeitsgasgemisch, das ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt ist, wobei die beiden Drehbewegungen aber entgegengesetzt sind. Hierdurch sind die Scherkräfte, die auf die eintretende Flüssigkeit einwirken an der Eintrittsöffnung der Einspritzdüse in die Wirbelkammer vergrößert und es wird eine feinere Dispersion der in den Wirbelraum eintretenden Flüssigkeit erreicht .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Wirbelkammerzerstäuber eine Wirbelerzeugungseinrichtung auf, die aus einem rotationssymmetischen Gehäuse mit einem Mantel und diesen verschließende Stirnplatten besteht, wobei an einer Stirnplatte ein Auslaß an-

geordnet ist, der in die Eintrittsdüse des Wirbelkammerzerstäubers übergeht und wobei an dem Mantel mindestens ein Stutzen ansetzt, dessen Mittellinie einen Abstand von der zu diesem etwa rechtwinklig verlaufenden Gehäuseachse aufweist.

Das Gehäuse der vorbeschriebenen Wirbelerzeugungseinrichtung kann rotationssymmetrisch ausgebildet sein und an den Mantel können zwei Stützen tangential angesetzt sein, wobei diese sich entsprechend gegenüberliegen. Über diese angesetzten Stutzen wird dann das Fluid, d. h. beispielsweise der Kraftstoff in das rotationssymmetrische Gehäuse eingespritzt, wo es aufgrund des tangentialen Einspritzens in Rotationsbewegung versetzt wird und unter Beibehaltung dieser Rotationsbewegung durch die Einspritzdüse hindurchtritt .

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Wirbelzerstäubungseinrichtung aus drallerzeugenden Einbauten bestehen. Hier sind beispielsweise Schaufeln, Leitbleche oder dergleichen geeignet, die in die Einspritzdüse integriert sind oder dieser vorgeschaltet sind.

Schließlich kann die Wirbelerzeugungseinrichtung zusätzlich eine wahlweise einschaltbare Heizung umfassen, durch die eingespritzte Flüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur aufheizbar ist. Hierdurch wird die Viskosität und damit auch die Tropfengröße der zu zerstäubenden Flüssigkeit beeinflußt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Seitenansicht eines Wirbelkammerzerstäubers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung.

Der Wirbelkanunerzerstäuber 10 gemäß Figur 1 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 12, das stinseitig durch mit diesem verbundene Stirnplatten 16, 18 verschlossen ist. In der Quermittelebene des Mantels 14 des Wirbelkammerzerstäubers 10 sind um 180° versetzt zwei Stutzen 24, 26 verbunden. Die Stutzen 24, 26 mündend tangential in dem Mantel 14 des Wirbelkammerzerstäubers 10 ein. Aufgrund der um 180° versetzen Anordnung der Stutzen 24, 26 verlaufen deren Mittellinien 28, 30 parallel zueinander. Die Mittellinien 28, 30 der Stutzen 24, 26 kreuzen die Gehäuseachse 32 des Wirbelkammerzerstäubers 10 rechtwinklig.

In der Stirnplatte 18 des Wirbelkammerzerstäubers mündet ein Auslaßrohr 22. In der gegenüberliegenden Stirnplatte 16 ist eine Eintrittsdüse 20 angeordnet. Die Mittellinien des Auslaßrohrs 22 und der Eintrittsdüse 20 fluchten mit der Gehäuseachse 32.

Der Eintrittsdüse 20 ist eine Wirbelerzeugungseinrichtung 34 vorgeschaltet, mittels der die in den Wirbelkammerzerstäuber eingespritzte Flüssigkeit in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Die Wirbelerzeugungseinrichtung 34 gemäß der hier vorgestellten Ausführungsform besteht aus einem Gehäuse mit zylindrischem Mantel 36, der endseitig durch mit diesem verbundenen Stirnplatten 38, 40 verschlossen ist. In der Quermittelebene des Mantels 36 der Wirbelerzeugungseinrichtung 34 sind ebenfalls um 180° versetzt zwei Stutzen 42, 44 verbunden. Die Stutzen 42, 44 münden tangential in den Mantel 36 der Wirbelerzeugungseinrichtung 34 ein. Aufgrund der um 180° versetzten Anordnung der Stutzen 42, 44 verlaufen deren Mittellinien 46, 48 parallel zueinander. Die Mittellinie der Wirbelerzeugungseinrichtung fluchtet mit der Mittellinie 32 des Wirbelkammerzerstäubers. Die Wirbelerzeugungseinrichtung 34 ist über eine Leitung 50 mit der Eintrittsdüse 20 verbunden.

Die Funktionsweise des hier im Ausführungsbeispiel dargestellten

Wirbelkammerzerstäubers 10 ist folgende:

Kraftstoff wird über die Stutzen 42 und 44 tangential in die Wirbelerzeugungseinrichtung 34 eingespritzt, so daß die eingespritzte Flüssigkeit innerhalb der Wirbelerzeugungseinrichtung eine Rotationsbewegung in Pfeilrichtung b gemäß der Figur ausführt. Der Kraftstoff tritt unter Beibehaltung des Dralls durch die Verbindungsleitung 50 und die Eintrittsdüse 20 in den eigentlichen Wirbelkammerzerstäuber ein. An der Eintrittsöffnung 52 in die Wirbelkammer des Wirbelkammerzerstäubers 10 trifft die in Pfeilrichtung b rotierende eingespritzte Flüssigkeit auf einen innerhalb der Hauptkammer in Pfeilrichtung a rotierendes Brennstoff-/Luftgemisch. Dieses wird dadurch erzeugt, daß über die Stutzen 26 und 24 Luft tangential in die Wirbelkammer eingeschossen wird und daß das innerhalb der Kammer befindliche Medium dadurch in Pfeilrichtung a in Rotation versetzt wird. Durch die gegensätzliche Drehrichtung entstehen im Bereich der Eintrittsöffnung 52 hohe Schwerkräfte, die zu einer besseren Dispergierung des eintretenden Kraftstoff führen. Das in der Wirbelkammer zerstäubte Kraftstoff-/Luftgemisch wird über das Auslaßrohr 32 ausgeleitet und beispielsweise der Brennkammer eines Verbrennungsmotors zugeführt.

Der Wirbelkammerzerstäuber kann in hier nicht dargestellter Art und Weise Strömungsbegünstigende Einbauten beinhalten, wie sie beispielsweise in der DE 89 06 889 U beschrieben sind.

Claims

3. Dezember 1993
93-0888 La-gh

Karl Rubenberger 85422 Erding

Wirbelkammerzerstäuber

Ansprüche

1. Wirbelkammerzerstäuber mit einem Gehäuse, bestehend aus einem
Mantel und diesen verschließende Stirnplatten, wobei in der einen Stirnplatte eine Eintrittsdüse und in der anderen Stirnplatte ein Auslaßrohr angeordnet ist, und wobei den Mantel mindestens zwei Stutzen durchsetzen, deren Mittellinien einen Abstand von der zu diesen etwa rechtwinklig verlaufenden Gehäuseachse aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Eintrittsdüse eine Wirbelerzeugungseinrichtung zugeordnet ist, die die eintretende Flüssigkeit in eine Rotation versetzt, die der Rotationsrichtung des im Gehäuse erzeugten Primärwirbels entgegengesetzt ist.

2. Wirbelkammerzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelerzeugungseinrichtung aus einem rotationssymmetrischen Gehäuse mit einem Mantel und diesen verschließende Stirnplatten besteht, wobei an einer Stirnplatte ein Auslaß angeordnet ist, der in die Eintrittsdüse übergeht, und daß an

dem Mantel mindesten ein Stutzen ansetzt, dessen Mittellinie einen Abstand von der zu diesem etwa rechtwinklig verlaufenden Gehäuseachse aufweist.

3. Wirbelkammerzerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Wirbelerzeugungseinrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet ist und daß an den Mantel zwei Stutzen tangential angesetzt sind.

4. Wirbelkammerzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelzerstäubungseinrichtung aus drallerzeugenden Einbauten, wie beispielsweise Schaufeln, Leitblechen oder dergleichen, besteht, die in der Eintrittsdüse integriert oder dieser vorgeschaltet sind.

5. Wirbelkammerzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelerzeugungseinrichtung zusätzlich eine wahlweise einschaltbare Heizung umfaßt, über die die eingespritzte Flüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur aufheizbar ist.