DE1601957A1 - Atomizing nozzles, in particular swirl nozzles for atomizing liquid fuels - Google Patents

Atomizing nozzles, in particular swirl nozzles for atomizing liquid fuels

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DE1601957A1 DE19681601957 DE1601957A DE1601957A1 DE 1601957 A1 DE1601957 A1 DE 1601957A1 DE 19681601957 DE19681601957 DE 19681601957 DE 1601957 A DE1601957 A DE 1601957A DE 1601957 A1 DE1601957 A1 DE 1601957A1
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Description

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. LUDEWIG · DIPL-PHYS. BUSE · 56 WUPPERTAL-BÄRMENPATENTANWÄLTE DIPL-ING. LUDEWIG DIPL-PHYS. BUSE 56 WUPPERTAL-BÄRMEN

1 R Π 1 Q R 7
513 lüUlijq/ Kennwort: "Membrandüse" 1 R Π 1 QR 7
513 lüUlijq / password: "Membrane nozzle"

Firma Parker-Hannifin Corporation, Cleveland / Ohio 44112, V.St.v.i* 17325 Euclid Avenue.Parker-Hannifin Corporation, Cleveland / Ohio 44112, V.St.v.i * 17325 Euclid Avenue.

Zerstäuberdüse, insbesondere Dralldüse zur Zerstäubung flüssiger Brennstoffe.Atomizer nozzle, in particular swirl nozzle for atomizing liquid fuels.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäuberdüse!}i Insbesondere eine Dralldüse zur Zerstäubung flüssiger Brennstoffe, mit im Düsenkörper angeordneten Flüssigkeitskanälen, die eine Wirbelkammer mit darin einmündenden Drallschlitzen und mit einer Auslassöffnung aufweisen, aus der die verwirbelte Flüssigkeit als ein Sprühnebel in hohl- konischer Gestalt austritt. Derartige, einen steigerungsfähigen Durchlass aufweisende Simplexdüsen sind bekannt, die stromaufwärts von ihrer einzelnen Düsenauslassöffnung ein Ventil mit veränderlichem Durchlassquerschnitt besitzen, womit die Auslassmenge aus der Düsenöffnung erhöht werden kann. Derartige Düsen werden beispielsweis zur Brenn stoffeinspritzung verwendet.The invention relates to an atomizer nozzle!} I In particular a swirl nozzle for atomizing liquid fuels, with liquid channels arranged in the nozzle body, which have a swirl chamber with swirl slots opening into it and with an outlet opening from which the swirled liquid as a spray in a hollow conical shape exit. Such simplex nozzles, which have a passage that can be increased, are known which have a valve with a variable passage cross-section upstream of their individual nozzle outlet opening, with which the outlet quantity from the nozzle opening can be increased. Such nozzles are used, for example, for fuel injection .

Um die erforderliche Beziehung zwischen Strömungsmenge und Druck zu erhalten ist es bei den SiraplexdUsen dieser Art erforderlich gewesen die anfänglichen Wirbelkanäle sehr klein auszubilden. So musste man z.B. den Querschnitt dieser Kanäle in der Düse in der Gröseenordnung von ofo5 mm (o,oo2 Zoll) bis o,i27 mn (ofoo5 Zoll) auslegen, üb eine Strömung von 3»5 l/h bis 4, 5 l/hIn order to obtain the required relationship between flow rate and pressure, it was necessary in the case of the Siraplex nozzles of this type to make the initial vortex canals very small. So it was necessary to, for example, the cross section of these channels in the nozzle in the Gröseenordnung o f o5 mm (o, oo2 inch) to o, interpret i27 mn (o f oo5 inches), üb a flow of 3 »5 l / h to 4 , 5 l / h

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(7,5 bis 9,5 pints pro Stunde) bei einem Druck von lo,5 kp/cm" (15o Pfund pro Quardatzoll) zu erhalten sowie 29,:; bis 36,4t l/h (63 bis 77 pints pro Stunde)bei 21 kp/cm (3oo Pfund pro Quadratzoll) zu bekommen sowie schliesslich 8o,7 bis 99 l/h '(171 bis 2o9 pints pro Stunde) bei einem Druck von 45,7 kp/cm (650 Pfund pro Quardatzoll) zu erhalten. Das Vorhandensein von Verunreinigungen in dem Brennstoff stellt ein Problem bei mit Düsen versehenen Einspritzanlagen dar. Der im Einspritzkopf sitzende Brennstoffverteiler besteht nämlich aus einem ringförmigen Rohr, an das die einzelnen Düsenfassungen angeschweißt sind, womit es schwierig und kostspielig wird in dieser Anlage alle Spuren von Schweißwerkstoff, Schlacke, Silbermetall und anderen Verunreinigungen vollständig zu beseitigen. Aus praktischen Gründen ist es nicht möglich feinste Filter in den jeweiligen Einzeldüsen einzubauen, um die schon einmal gefilterte Brennstoffmenge erneut zu filtrieren.(7.5 to 9.5 pints per hour) at a pressure of lo.5 kp / cm " (150 pounds per quarter inch) and 29,:; up to 36.4t l / h (63 to 77 pints per hour) at 21 kgf / cm (300 pounds per square inch) and finally 8o, 7 to 99 l / h '(171 to 2o9 pints per hour) at a pressure of 45.7 kgf / cm (650 pounds per quarter inch). The presence of impurities in the fuel poses a problem with me Injection systems provided with nozzles represent. The fuel distributor located in the injection head consists of an annular one Pipe to which the individual nozzle sockets are welded, making it difficult and expensive in this system all traces of welding material, slag, silver metal and to completely eliminate other impurities. For practical reasons it is not possible to use the finest filters to install the respective individual nozzles in order to filter again the amount of fuel that has already been filtered.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Zerstäubern der eingangs genannten Art dadurch aus, dass die Drallschlitze, die zur Wirbelkammer führen, eine verhältnismässig grosse lichte Veite aufweisen und bei einem Durchmesser am Umfang der Wirbelkammer in diese Kammer einmünden, der ein Vielfaches des Durchmessers der Düsenauslassöffnung beträgt, wobei die Düse gegenüber Funktionsstörungen oder Verstopfungen mittels Verunreinigungen in der zu zerstäubenden Flüssigkeit verhältnismässig unempfindlich gemacht ist.The present invention is distinguished from the known atomizers of the type mentioned in that the Swirl slots, which lead to the vortex chamber, have a relatively large clear width and a diameter open into this chamber at the circumference of the swirl chamber, which is a multiple of the diameter of the nozzle outlet opening, the nozzle against malfunctions or clogging relatively by means of impurities in the liquid to be atomized is made insensitive.

In den Zeichnungen und in der nachfolgenden Besohreibung ist die Erfindung in einem Ausftihrungsbelspiel dargestellt. In the drawings and in the following description, the invention is shown in an embodiment.

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- 3 Es zeigen:- 3 It show:

Fin;, i die Seitenansicht einer an einer Düsenfassung angebrachten Düse mit einem T :ilstück des Brennstoffverteilers oderFin ;, i the side view of a mounted on a nozzle socket Nozzle with a tee of the fuel distributor or

Düsenträgers,
Fig. 2 eine demgegenüber stark vergrösserte Schnittansicht derNozzle carrier,
FIG. 2 shows a greatly enlarged sectional view of FIG

Düse von Fig. 2 längs der Schnittlinie 2-2 von Fig. 1, Fig. 3 die Querschnittansicht der Düse längs der SchnittlinieThe nozzle of Fig. 2 along the section line 2-2 of Fig. 1, Fig. 3 shows the cross-sectional view of the nozzle along the section line

3—3 von Fig. 2 und
Fig. k ein typisches Diagramm der erfindungsgemässen Düse, das die Beziehung zwischen Druck und Strömungsmenge darstellt.3–3 of Figs
Fig. K is a typical diagram of the nozzle according to the invention, showing the relationship between pressure and flow rate.

Die Einspritzdüse 1 besteht aus einem Verbindungsstück 2, das übei* ein Gewinde mit einer Düsenfassung 3 eines Sprühdüsenträgers h verbunden ist, und einem Verschlussring 5, der zwischen der Fassung 3 und dem Verbindungsstück 2 angebracht ist. Das Verbindungsstück 2 besitzt einen erweiterten Brennstoffkanal 6, in dem ein grobes Sieb 7 angeordnet ist, um Teilchen von beispielsweise mehr als o,18 mm (o,oo7 Zoll) auszufiltrieren.The injection nozzle 1 consists of a connection piece 2 which is connected via a thread to a nozzle holder 3 of a spray nozzle carrier h , and a locking ring 5 which is attached between the holder 3 and the connection piece 2. The connector 2 has an enlarged fuel channel 6 in which a coarse screen 7 is arranged to filter out particles of, for example, more than 0.18 mm (0.07 inches).

Auf dem Verbindungsstück 2 ist eine Düsenkappe S aufgeschraubt, die mit dem Stirnende des Verbindungsstückes 2 eine Lochplatte 9, eine dünne metallische Membrau io sowie einen Abstandhalter Ii festklemmt. Der das Sieb 7 umgebende Halteflansch ist in einer Versenkung im Abstandhalter il angeordnet. Im zusammengebauten Zustand des Düsenkörpers mit durch Aufschrauben der Düsen-r kappe -·> festgeklemmten Teilen 9, Io und Il wird ein Hing 12 in Ausspjrunden im Vorbindungsstück 2 und in der Düsenkappo ·.-.■ .A nozzle cap S is screwed onto the connection piece 2, with the front end of the connecting piece 2 a perforated plate 9, a thin metallic Membrau io and a spacer Ii stuck. The retaining flange surrounding the sieve 7 is arranged in a countersink in the spacer 11. In the assembled Condition of the nozzle body by screwing on the nozzle r cap -> clamped parts 9, Io and Il becomes a Hing 12 in Rounding out in the pre-connecting piece 2 and in the nozzle cap · .-. ■.

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verforint, die.längs des Umfanges voneinander entfernt angeordnet sind. Damit ist ein Lösen der Kappe 8 verhindert.Verforint, die.long the circumference spaced apart are. Loosening of the cap 8 is thus prevented.

Der Abstandhalter 11 besitzt mehrere ( im vorliegenden Falle vier) Höhlungen 14 mit verhältnismässig grosser Weite, die in axialer Richtung durch ihn hindurchgeführt sind. Diese Höhlungen 14 sind mit ihrem einen Ende mit einer Aussparung des Abstandhalters 11 in Verbindung, während ihr anderes Ende aussere und innere ringförmige Nuten 16, 17 schneidet, die auf der äusseren Stirnfläche des Abstandhalten 11 eingelassen sind. Die Hauptströmung des Brennstoffes ist die folgende: Der in der äusseren Hingnut 16 befindliche Brennstoff strömt durch Öffnungen 18 in der Membran Io hindurch und gelangt in eine Ringnut 19, die auf der Innenfläche der Lochplatte 9 eingeforrat ist. Zwischen dieser Ringnut 19 und einer Ausnehmung 21 auf der Innenfläche der Lochplatte 9 befindet sich eine ringförmige Rijipe 2o, in der tangential verlaufende Wirbelspalten 23 vorgesehen sind, von denen im vorliegenden Falle zwei Schlitze vorhanden sind. Durch diese erfährt der durch sie hindurchströmende Brennstoff eine Strudelbewegung, wenn er in die Umfangszone der Wirbelkammer gelangt, die durch die Ausnehmung 21 gebildet wird. Beim Durchströmen eines konischen Teiles 24 der Wirbelkammer 21 erhält der Brennstoff eine ausreichende Drallenergie, so dass der Brennstoff durch die Düsenöffnung 25 in der Gestalt einer dünnen konischen Schicht austritt, die einen Luftkern zwischen sich einsoh liesst. Beim Ausströmen dieser konischen Mantel schicht entlang einer danach folgenden konischen Lippo 26 nimmt sio ein Konisches SprühbildThe spacer 11 has several (in the present case four) cavities 14 with a relatively large width, which in are passed through it in the axial direction. These cavities 14 are at one end with a recess of the spacer 11 in connection, while its other end cuts outer and inner annular grooves 16, 17, the the outer end face of the spacer 11 are embedded. The main flow of fuel is the following: The fuel located in the outer hanging groove 16 flows through openings 18 in the membrane Io and enters an annular groove 19 which is cut into the inner surface of the perforated plate 9 is. Between this annular groove 19 and a recess 21 on the inner surface of the perforated plate 9 there is an annular one Rijipe 2o, in which tangentially extending vertebral gaps 23 are provided, of which two in the present case Slots are present. Through this, the fuel flowing through it experiences a vortex movement when it is in the peripheral zone of the vortex chamber passes through the recess 21 is formed. When flowing through a conical part 24 of the swirl chamber 21, the fuel receives a sufficient amount Swirl energy so that the fuel exits through the nozzle opening 25 in the form of a thin conical layer, that leaves a core of air between them. When flowing out this conical mantle layer along a thereafter following conical Lippo 26 sio takes a conical spray pattern

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- 5 an und zerteilt sich in kleine Tröpfchen der gewünschten Größe.- 5 and splits into small droplets of the desired size.

Der Weg der die Ausströmungsmenge erhöhenden zusätzlichen Strömung ist der folgende:The path of the additional flow increasing the outflow is the following:

Der Brennstoff tritt durch die Höhlungen 14 in die innere Ringnut 17 ein. Kommt es nun zu einem Druckaufbau bis zu einem vorbestimmten Wert, so wird die Membran Io von ihrem Sitz 27 weggebogen, womit eine Durchlassöffnung mit veränderlicher Fläche entsteht, wie sie bei hohem Druck und hohen Strömungsmengen erforderlich ist.The fuel passes through the cavities 14 into the inner annular groove 17 a. If there is now a pressure build-up up to a predetermined one Value, the membrane Io is bent away from its seat 27, thus creating a passage opening with a variable area arises as it is required at high pressure and high flow rates.

Der Sitz 27 besitzt vorzugsweise eine kegelstumpfförmige Gestalt, an der die Innenkante einer in der Membran befindlichen Öffnung 28 in linsenförmiger Berührung steht. Damit erhält man genau bestimmbare Werte darüber, wann die Membran die zusätzliche Strömung hindurchlässt. Ferner erhält man bei weiterer Druckzunahme eine fortschreitend weiter steigende Zusatzströmung. Beachtenswert ist es den Durchmesser des Sitzes 27 nur ein klein wenig grosser als die Membranöffnung 28 auszubilden, weil damit die Möglichkeit der Festklemmmg von Verunreinigungen herabgemindert ist, die durch das Sieb 7 hindurohgelangen.The seat 27 preferably has a frustoconical shape on which the inner edge of an opening located in the membrane 28 is in lenticular contact. So you get exactly determinable values about when the membrane lets the additional flow through. Furthermore, as the pressure increases further, one obtains a progressively increasing additional flow. It is noteworthy that the diameter of the seat 27 is only a small one to form a little larger than the membrane opening 28, because with it the possibility of debris getting stuck is reduced which pass through the sieve 7.

Zum Vergleich der Düse nach der Erfindung mit bekannten Düsen zur Erlangung der gleichen Druck / Strömungs-Angaben seien die nachfolgenden Werte einander gegenübergestellt. Der grössere Durchmesser der Wirbelkammer 21 naoh der vorliegenden Erfindung, dae let 4,95 ■» |o,195 Zoll) gegenüber 2,16 mm (o,o85 Zoll) bei.In order to compare the nozzle according to the invention with known nozzles in order to obtain the same pressure / flow data, the following values are compared with one another. The larger diameter of the swirl chamber 21 naoh the present invention, dae let 4.95 ■ »| o 195 inches) compared to 2.16 mm (o O85 inch) in.

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bekannten Düsen macht es möglich die Einlassöffnung 29 mit etwa doppelter Weite auszubilden, das sind 3,o2 mm (o,12 Zoll) bis 3,3o ram (o,13 Zoll) gegenüber den bisher üblichen Werten νο,η -1,57 mm (o,o62 Zoll) bis 1,78 mm (o,o7o Zoll). Bei der vorliegenden Erfindung ist die Düsenauslassöffnung 25 mit o,71 mm (o,o28 Zoll) bis o,76 mm (o,o3o Zoll) im Durchmesser ausgebildet, entsprechend 1/6 bis ϊ^δ-ΐϊβ l/7 des Wirbelkammer-Durchmessers, wogegen bei den bekannten Ausführungen die Auslassöffnung bisher einen Durchmesser von l,ol mm (ο,ο^ο Zoll) bis I,o4t mm (o,o41 Zoll) aufwies, was annähernd 1/2 des Wirbelkammer-Durchmessers entspricht. Dementsprechend wurden bei den bekannten Ausführungen die Drallschlitze mit je o,o38 mm (o,ool5 Zoll) zu o,127 mm (o,oo5 Zoll) im Querschnitt ausgebildet, während bei der Düse nach der Erfindung jeder der Drallschlitze 23 einen Querschnitt von o,19 mm (o,oo75 Zoll) mal o,19 ram (o,oo75 Zoll) besitzt, womit die Durchlassfläche der Drallschlitze bei der Erfindung etwa 7|5 mal grosser als diejenige der bekannten Ausführungen ausgebildet ist.known nozzles makes it possible with the inlet opening 29 about twice the width, that is 3, o2 mm (o, 12 inches) up to 3.3o ram (0.13 inches) compared to the previously usual values νο, η -1.57 mm (0.062 inches) to 1.78 mm (0.07o inches). With the present In accordance with the invention, the nozzle outlet opening 25 is formed with a diameter of 0.71 mm (0.028 inches) to 0.76 mm (0.030 inches) in diameter, corresponding to 1/6 to ϊ ^ δ-ΐϊβ l / 7 of the vortex chamber diameter, whereas in the known designs the outlet opening so far a diameter of l, ol mm (ο, ο ^ ο inches) to I, o4t mm (o, o41 Inches), which is approximately 1/2 the swirl chamber diameter. Accordingly, in the known designs the swirl slits each o, o38 mm (o, oo5 inches) to o, 127 mm (o, oo5 inches) in cross-section, while in the case of the nozzle according to the invention, each of the swirl slots 23 has a cross section of o.19 mm (o, oo75 inches) by o.19 ram (o, oo75 inches), with which the passage area of the swirl slots in the invention about 7 | 5 times larger than that of the known versions is trained.

Zusätzlich zu der wesentlich gesteigerten Unempfindlichkeit der Düse 1 nach der Erfindung gegenüber Verunreinigungen in der strömenden Flüssigkeit, die sich, aus der vorerwähnten wesentlich grösseren Bemessung der Durchlasskanäle in der Düse er gibt, erhält man bei der erfindungsgenässen Düse 1 auch nooh eine beträohtliohe Verbesserung in der Qualität der Zerstäubung. Zum Beispiel erhält die Brennstoffzerstäubung bei Drücken bis zu Ik kp/ont (2oo Pfund pro Quadratzoll) einen In addition to the significantly increased insensitivity of the nozzle 1 according to the invention to impurities in the flowing liquid, which results from the above-mentioned much larger dimensioning of the passage channels in the nozzle, the nozzle 1 according to the invention also results in a considerable improvement in the quality of the atomization. For example, at pressures up to Ik kp / ont (2oo pounds per square inch), fuel atomization receives a

!•Inen Nebel von der Kategirie, die bei StrahleusflUssen! • In a mist of the category that occurs with streams

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erhalten wird, wenn der Druck sich dem Wert von 45,6 kp/cm (65o Pfund pro Quadratzoll) nähert. Während des Überganges beobachtete man eine Kombination von strahlförmiger und wirbelartiger Strömung, dies ist aber bei Düsen dieser Art allgemein üblich.is obtained when the pressure is 45.6 kgf / cm (65o pounds per square inch). During the transition, a combination of radial and vortex-like was observed Flow, but this is common practice with nozzles of this type.

Bezüglich der veränderlichen Zusatzströmung wurde bereits erwähnt, dass im unwirksamen Zustand der Membran die Merabrgrn-Öffnuug 2··! eine linienförmige Berührung entlang der Sitzfläche 27 aufweist. Damit hat jede der Düsen l^die an dem Düsenträger eingebracht ist. eine zueinander gleiche Strömungscharakteristik, weil es möglich ist die Dicke und die physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Membranen Io genau auszulegen und die beginnende Ausbiegung in ihrem eingebauten Zustand genau zu bestimmen« Alle Düsen 1 vermögen somit eine einheitliche Menge von Brennstoff bei fortschreitend wachsendem Druck in die Verbrennungskammer zu zerstäuben.With regard to the variable additional flow, it has already been mentioned that in the inactive state of the membrane the merabrgrn opening 2 ··! a linear contact along the seat surface 27 has. Each of the nozzles thus has those on the nozzle carrier is introduced. flow characteristics equal to each other because it is possible the thickness and the physical properties of the various membranes Io precisely and the incipient deflection in its installed state precisely to determine «All nozzles 1 are thus capable of a uniform Amount of fuel in the progressively increasing pressure Atomize combustion chamber.

Wie ersichtlich^ sind bei der Erfindung keine relativ zueinander gleitbaren Teile im zusätzlichen StrÖmungsweg vorgesehen. Sofern Verunreinigungen durch das Sieb 7 hindurchgelangen sollten, könnten diese die aufeinander gleitenden Teile der bekannten Düsen schnell verstopfen. Derartige Verunreinigungen können bei der erfindungsgemässen Düse nicht bei der Verbiegung der Membran Io vom Sitz 27 weg oder gegen ihn hin störend einwirken. Woil der Sitz 27 einen Durehmesser aufweist, der nur ein wenig grosser als dei' Durchmesser der Membranöffung" 28 ausgebildet ist, ist es unwahrscheinlich , dass die Schiatz -As can be seen, none are relative to one another in the invention Slidable parts provided in the additional flow path. Provided Impurities should pass through the sieve 7, these could the mutually sliding parts of the known Quickly clog nozzles. In the case of the nozzle according to the invention, such impurities cannot be caused by the bending of the Membrane Io act away from the seat 27 or interfere with it. Where the seat 27 has a diameter knife that only a little larger than the diameter of the membrane opening "28 trained, it is unlikely that the treasure -

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teilchen zwischen dem Sitz 27 und der Membran Io festgeklemmt werden. Dabei ist insbesondere die linienförmige Berührung zwischen der Sitzfläche 27 und der Membranöffnung Io von Bedeutung. Sollten aber dennoch einzelne Schmutzteilchen festgeklemmt sein, so sind diese von unbedeutender Wirkung für den Gesamtdurchfluss bei hohen Drücken, weil die Membranöffnung 28 einen verhältnismässig grossen Durchmesser aufweist. Dieser beträgt beispielsweise 2,o3 mm (0,08 Zoll).particles clamped between the seat 27 and the membrane Io will. The line-shaped contact is particularly important here between the seat 27 and the membrane opening Io of importance. If, however, individual dirt particles are stuck, they have no significant effect on the Total flow at high pressures because the membrane opening 28 has a relatively large diameter. This amounts to for example 2.03 mm (0.08 inches).

Die Figur h zeigt die bei der vorerwähnten Düse 1 festgestellton Meßwerte in einem Strömungs-Druck-Diagramm, die sich trotz der grossen Erhöhung der Weite der Drallschlitze 23 ergeben, die von bisher o,o38 min (o,ool5 Zoll) mal ofl3 mm (o,oo5 Zoll), die in eine Wirbelkammer mit. einem Durchmesser von 2,16 mm (o,o85 Zoll) einmünden, bei der erfindungsgemässen Düse auf o,19 mm (o,oo75 Zoll) mal o,19 mm (o,oo75 Zoll) erweitert worden sind, die nunmehr in eine Wirbelkammer von 4,95 mm (o,195 Zoll) Durchmesser eintreten.Figure h shows the measured values determined for the aforementioned nozzle 1 in a flow-pressure diagram, which result despite the large increase in the width of the swirl slots 23, which was previously o, o38 min (o, ool5 inches) times o f 13 mm (o, oo5 inches) in a vortex chamber with. a diameter of 2.16 mm (0.085 inches) open, in the nozzle according to the invention to 0.19 mm (0.075 inches) by 0.19 mm (0.075 inches), which now into a swirl chamber 4.95 mm (o.195 inches) in diameter.

Die durch die ringförmige Öffnung mit veränderlicher Durchlassfläche zwischen dem Sitz 27 und der Membranöffnung 2" hindurchgelangende Zusatzströmung bewirkt eine im wesentlichem lineare Zunahme der Gesamtströmung bei wachsendem Druck. Die Zusatzströnmrag aus der ringförmigen Öffnung wird auch gegen die 'Basismitte des konischen Teiles 2k der Wirbelkammer glei-iet, wo «ler Brennstoff bereits eine hohe Verwirbelungsgeschwindig-Le:ΐ erreicht nat. Damit wird die woitero gute ZerstäubungCausing through the annular opening with a variable passage area between the seat 27 and the diaphragm aperture 2 "passing therethrough auxiliary flow linear in a substantial increase in the total flow with increasing pressure. The Zusatzströnmrag from the annular opening is also against the 'base center of the conical portion 2k of the vortex chamber moving -iet, where the fuel has already reached a high turbulence speed. This ensures good atomization

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bei zunehmendem Gesamtströmungsfluss gefördertpromoted with increasing total flow

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Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Zerstäuberdüse, insbesondere Dralldüse zur Zerstäubung flüssiger Brennstoffe, mit im. Düsenkörper angeordneten Flüssigkeitskanälen, die eine Wirbelkammer mit darin einmündenden Drallschlitzen und mit einer Auslassöffnung aufweisen, aus der verwirbelte Flüssigkeit als ein Sprühnebel in hohlkonischer Gestalt austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallschlitze (23) eine verhältnisraässig grosse lichte Weite aufweisen und bei einem Durchmesser am Umfang der Wirbelkammer (21) in diese Kammer einmünden, der ein Vielfaches des Durchmessers der Auslassöffnung (25) beträgt, wobei die Düse gegenüber Funktionsstörungen oder Verstopfungen mittels Verunreinigungen in der zu zerstäubenden Flüssigkeit verhältnisinässig unempfindlich gemacht ist.1. Atomizer nozzle, in particular swirl nozzle for atomizing liquid fuels, with im. Arranged nozzle body Liquid channels that have a vortex chamber with swirl slots opening into it and with an outlet opening, from which the swirled liquid emerges as a spray mist in a hollow conical shape, characterized in that that the swirl slots (23) a relatively have large clear width and open into this chamber at a diameter at the circumference of the vortex chamber (21), the is a multiple of the diameter of the outlet opening (25), the nozzle against malfunctions or blockages due to impurities in the liquid to be atomized is made relatively insensitive. 2. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskanäle im Düsenkörper eine um die Wirbelkammer (21) herumliegende, ringförmige Kammer (I9) mit einer zwischen den Kammern (I9, 21) angeordneten ringförmigen Rippe (2o) 2. Atomizer nozzle according to claim 1, characterized in that the liquid channels in the nozzle body have an annular chamber (I9) lying around the swirl chamber (21 ) with an annular rib (2o) arranged between the chambers (I9, 21) , aufweisen und die Drollsohlitze (23) unradial duroh die Rippe (2o) hindurohgelegt sind und auf die duroh die Schlitze aus. der ringförmigen Kammer (I9) in die Wirbelkammer (21) übergehende Flüeeigkeitiatröeung ein· Strudelbewegung ausüben. , and the Drollsohlitze (23) unradial duroh the rib (2o) are Hinduro and on the duroh the slots out. from the annular chamber (19) into the vortex chamber (21), exert a vortex movement. 109810/0529109810/0529 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 3. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer (21) eine gegen die Auslassöffnung (25) hin konvergierende konische Anströmungsflache (24)) besitzt,3. Atomizer nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the swirl chamber (21) has one against the outlet opening (25) converging conical inflow surface (24)), Ί. Zerstäuber-dtise nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wandung der Wirbelkammer (21) in axialem Abstand zur Auslassöffnung (25) angeordnet ist und von der einen Flächenseite einer flexiblen Membran (lo) gebildet ist, die eine zentrale, an einem Sitz ( 27) des Düsenkörpers angreifende Öffnung (28) trägt, wogegen die andere Flächenseite der Membran dem Flüssigkeitsdruck stromaufwärts der Drallschlitze (23) der Flüssigkeitskanäle ausgesetzt ist, wobei die Federelastizität der Membran derart bemessen ist, dass bei einer vorbestimmten Druckhöhe die Membran durch den auf sie einseitig wirkenden Druck von dem Sitz (27) unter Bildung einer ringförmigen Öffnung zum Durchlaß von Flüssigkeit in die Wirbelkammer (21) angehoben ist und als Parallelstrom zur Erhöhung der durch die Drallschlitze (23) in die Wirbelkammer (21) gelangenden Flüssigkeitsströmung beiträgt. Ί. Atomizer according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the inner wall of the vortex chamber (21) is arranged at an axial distance from the outlet opening (25) and is formed by one surface side of a flexible membrane (lo), which is a central , on a seat (27) of the nozzle body engaging opening (28), whereas the other surface side of the membrane is exposed to the liquid pressure upstream of the swirl slots (23) of the liquid channels, the resilience of the membrane is such that at a predetermined pressure level the The membrane is lifted by the pressure acting on it on one side from the seat (27) to form an annular opening for the passage of liquid into the swirl chamber (21) and as a parallel flow to increase the flow through the swirl slots (23) into the swirl chamber (21) Liquid flow contributes. 5. Zerstäuberdüse nach Anspruch h% dadurch gekennzeichnet;, dass die zentrale Öffnung (2ü) in der Membran (lo) einen wesentlich grösseren Durchmesser als die Düsen- Auslassöffnung5. atomizer nozzle according to claim h % characterized; that the central opening (2ü) in the membrane (lo) has a much larger diameter than the nozzle outlet opening (25) aufweist, und ihre Sitzfläche (27) zur Leitung übt Flüssigkeitsströmung zur Mitte der Wirbelkammer (21) fiir-'i-" den entstehenden ringförmigen Durchlaß abgeschrägt ist«(25), and its seat (27) to the conduit exercises liquid flow to the center of the vortex chamber (21) for -'i- "the resulting annular passage is beveled" 109810/0529 · BAD 109810/0529 BAD 6. Zerstäuberdüse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sitz (27) radial entfernt liegende äussere Umfangszone der Membran (lo) zwischen Bauteilen des Düsenkörpers festgeklemmt ist und die Innenkante der Membranöffnung (28) im wesentlichen in linienförmiger Berührung mit der Sitzfläche (27) steht.6. Atomizer nozzle according to claim 4 or 5, characterized in that that the outer circumferential zone of the membrane (lo), which is located radially at a distance from the seat (27), is between components of the nozzle body is clamped and the inner edge of the membrane opening (28) is essentially in linear contact with the seat surface (27). 7. Zerstäuberdüese mit im Düsenkörper angeordneten Flüssige>keitskanälen, die eine Wirbelkammer einschliessen mit darin einmündenden Drallschlitzen und mit einer Auslassöffnung, aus der die verwirbelte Flüssigkeit als ein Sprühnebel in hohlkonischer Gestalt austritt, gekennzeichnet durch ein eine veränderliche Durchlassfläche bildendes Ventil im Inneren des Düsenkörpers neben der Wirbelkammer (21) bestehend aus einer eine zentrale Öffnung (28) aufweisenden flexiblen Membran (lo), die koaxial mit der Auslassöffnung (25) ausgerichtet ist, und aus einer mit dem Rand der MembratiT Öffnung (28) zusammenwirkenden Sitzfläche (27) wobei die federelastische Kenngrösse der Membran (lo) derart ausgebildet ist, dass bei einem vorbestimmten Anstieg des hinter ihr wirkenden Flüssigefceitsdruckes die Membran (io) von ihrer Sitzfläche abhebbar und unter Bildung einer ringförmigen Durchlassöffnung für den Hindurchtritt einer Flüssigkeitsströmung in die Wirbelkammer ausbiegbar ist, womit die durch die Drallschlitze (23) in die Wirbelkammer (2i) eintretende Strömung erhöht ist.7. Atomizer nozzle with liquid channels arranged in the nozzle body, which include a vortex chamber with swirl slots opening into it and with an outlet opening from which the swirled liquid emerges as a spray in a hollow conical shape, characterized by forming a variable passage area Valve in the interior of the nozzle body next to the swirl chamber (21) consisting of a central opening (28) flexible membrane (lo) coaxial with the outlet port (25) aligned, and off one with the edge of the membrane Opening (28) interacting seat surface (27) wherein the spring-elastic parameter of the membrane (lo) is formed in this way is that with a predetermined increase in the liquid fluid pressure acting behind it, the membrane (io) of its Seat can be lifted off and an annular passage opening is formed for the passage of a liquid flow can be bent out into the vortex chamber, so that the vortex chamber (2i) entering through the swirl slots (23) Flow is increased. 109810/05 29109810/05 29 8. Zerstäuberdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (lo) und ihre Sitzfläche (2?) eine Wandung der Wirbelkammer (21) bilden, die gegenüber der Düsenauslassöffnung (25) in axialem Abstand nach innen versetzt angeordnet ist.8. Atomizer nozzle according to claim 7, characterized in that the membrane (lo) and its seat (2?) a wall of the Form vortex chamber (21) which are arranged offset inwardly in relation to the nozzle outlet opening (25) at an axial distance is. 9. Zerstäuberdüse nach Anspruoh 8, dadurch gekennzeichnet, dass der atz (27) zur Lenkung der Flüssigkeitsströmung gegen die Mitte der Wirbelkammer (21) durch die beim Abheben der Membran entstehende ringförmige Öffnung abgeschrägte Leitflächen aufweist.9. Atomizer nozzle according to Anspruoh 8, characterized in that the etz (27) for directing the flow of liquid against the In the middle of the vortex chamber (21), the guide surfaces beveled by the annular opening that occurs when the membrane is lifted off having. 10. Zerstäuberdüse nach -Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, dass die in Entfernung vom Sitz (27) angeordnete Umfangszone der Meembran (lo) zwischen Bauteilen des Düsenkörpers eingeklemmt ist zur Auslenkung der Membran mit ihrem zwischen der zentralen Öffnung (28) und dieser Umgfangszone liegenden Bereich. 10. Atomizer nozzle according to claim 8 or 9 »characterized in that the peripheral zone of the measuring membrane (lo) arranged at a distance from the seat (27) is clamped between components of the nozzle body to deflect the membrane with its between the central opening (28) and this Perimeter area. 11. Zerstäuberdüse naoh Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, 11. Atomizer nozzle naoh claim Io, characterized in that dass der die abgeschrägten Leitflächen aufweisende Sitz (27) mit der Kante der Membranöffnung (28) im weseintHohen in linienförmiger Berührung steht. that the seat (27) having the bevelled guide surfaces is in linear contact with the edge of the membrane opening (28) in the essential height. 12» Düse zur Zerstäubung flüssiger■ Drssaaetoff© fö©8t©ti@rai asss ®in-em •Inen Brenesetofffetroraasiigsliaaal aufweisessdeia YertlBatsngestMofe j12 »Nozzle for atomizing liquid ■ Drssaetoff © fö © 8t © ti @ rai asss ®in-em • Inen Brenesetofffetroraasiigsliaaal aufweisessdeia YertlBatsngestMofe j fin«J? büleenf'tfriilgen Bists&äpp® ®o eiEsgi Söi© üos ?© attfok«s an β «Ikos1 goleolsten platttB i e I θ ι ι a s i s I i' it fin «J? büleenf'tfriilgen Bists & äpp® ®o eiEsgi Söi © üos ? © attfok «s an β « Ikos 1 goleolsten plattt B ie I θ ι ι asis I i 'it halter (H), die zwischen dem Verbindungsstück (2) und der Kappe (8) angeordnet sind, die Membran (lo) eine zentrale Öffnung (28) aufweist und mit ihrer radial davon entfernt liegender Umfangszone zwischen der Lochplatte (9) und dem "Abstandhalter eingespannt ist, der Abstandhalter (Ii) einen mittigen axialen Vorsprung zur Bildung einer Sitzfläche (27) trägt, gegen den der Innenrand der Membranöffnung sich im Ruhestand ansetzt ferner die Lochplatte (9) mit ihrer zentraler Auslassöffnung (25) in axialem Abstand von der Membran und dem Vorsprung entfernt angeordnet ist und mit der Membran eine Wirbelkammer (21) einschliesst, deren Umfangswandungen durch unradial verlaufende Drallschlitze (23) durchschnitten ist, ferner der Abstandhalter und die Lochplatte Kanäle (14, 19) aufweisen, die mit dem im Verbindungsstück angeordneten Kanal (29) zum Einlass der Flüssigkeitsströmung durch die Drallschlitze in die Wirbelkammer verbunden sind, um eine strudeiförmige Bewegung der Flüssigkeit beim Austritt aus der Auslassöffnung (25) in Form eines hohl- konischen Sprühnebels zu erhalten und schliesslich der Abstandhalter einen Kanal (ik) zur Verbindung des Kanals im Verbindungsstück aufweist, · * der in den radialen Baum (17) um den Vorsprung des Abstandhalters führt, worauf nach Anstieg des FltissigBitsdruekes auf einen vorbestimmten Wert die Membran von ihrem Sitz weggebogen wird und einen ringförmigen Durohlass für eine zusätzliche Brennstoffströmung zur Wirbelkammer und aus der Aus·» laseöffnung heraus bildet. holder (H), which are arranged between the connecting piece (2) and the cap (8), the membrane (lo) has a central opening (28) and with its circumferential zone located radially away from it between the perforated plate (9) and the " Spacer is clamped, the spacer (Ii) carries a central axial projection to form a seat (27), against which the inner edge of the membrane opening rests in the retirement, furthermore the perforated plate (9) with its central outlet opening (25) at an axial distance from the Membrane and the projection is arranged remotely and with the membrane encloses a vortex chamber (21), the circumferential walls of which are cut through by non-radial swirl slots (23), furthermore the spacer and the perforated plate have channels (14, 19) which are arranged with the in the connecting piece Channel (29) for the inlet of the liquid flow through the swirl slots into the vortex chamber are connected to a vortex-shaped movement of the liquid during Aust ride from the outlet opening (25) in the form of a hollow-conical spray mist and finally the spacer has a channel (ik) for connecting the channel in the connecting piece, which leads into the radial tree (17) around the projection of the spacer, whereupon, after the liquid bit pressure has risen to a predetermined value, the membrane is bent away from its seat and forms an annular durometer passage for additional fuel flow to the swirl chamber and out of the outlet opening. 13. Düse nacir Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer (21) einen gegenüber der Auslassöffnung (25) vielfachen Durchmesser aufweist und die Drallschlitze (23) einen verhältnismässig grossen Querschnitt zur Unempfindlichkeitsmachung der Düse gegenüber Punktionsstörungen oder Verstopfungen infolge Verunreinigungen in der zu zerstäubenden Flüssigkeit aufweisen.13. Nozzle according to claim 12, characterized in that the swirl chamber (21) has a multiple diameter compared to the outlet opening (25) and the swirl slots (23) have a relatively large cross-section to make it insensitive the nozzle against puncture problems or blockages due to impurities in the atomizer Have liquid. l'i. Zerstäuberdüse nach Anspruch 12 .oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung des Abstandhalters nur einen wenig grösseren Durchmesser als die Membranöffnung (28) besitzt und einen abgeschrägten Sitz (27) trägt, der im wesentlichen eine linienförmige Berührung mit dem Innenrand der Membranöffnung (28) aufweist.l'i. Atomizer nozzle according to Claim 12 or 13, characterized in that that the projection of the spacer is only slightly larger in diameter than the membrane opening (28) possesses and carries a beveled seat (27) which is in substantially linear contact with the inner edge of the Has membrane opening (28). 109810/0529109810/0529
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