DE675221C - Brennstoffverdampfer fuer Brennkraftmaschinen mit vorzugsweise elektrischer Beheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennstoffverdampfer für Brennkraftmaschinen mit vorzugsweise elektrischer Beheizung, dessen beheizter und in die Luftz-uführungsleitung mündender Verdampferteil unterhalb des ßrennstoffspiegels mit einem Brennstoffvorratsbehälter in offener Verbindung steht und der insbesondere zum Erleichtern des Anlassens von Einspritzbrennkraftmaschinen dienen soll. Der Erfindungsgegenstand kann jedoch auch für andere Brennkraftmaschinen und auch zur Erzeugung eines zündfähigen Dampf-Luft-Gemisches im Dauerbetrieb benutzt werden. Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Art ist in die Brennstoffdampfleitung eine düsenartige Verengung eingeschaltet, durch die die durch Wärmezufuhr erfolgende Dampf entwicklung dem Brennstoffbedarf des Motors angepaßt werden soll.

Bei diesem Brennstoffverdampfer besteht jedoch die Gefahr, daß flüssiger Brennstoff in die Ansaugleitung gelangen kann, wenn sich . vor der Einmündungsstelle der Brennstoffdampfleitung größere Widerstände befinden,

as z. B. ein der Verstopfungsgefahr ausgesetzes Luftfilter, eine Drosselklappe o. dgl. In diesem Falle kann nämlich ein so starker Unterdruck entstehen, daß der im Vorratsbehälter befindliche flüssige Brennstoff durch den äußeren Luftdruck in die Ansaugleitung gedrückt wird. Bei der bekannten Ausführungsform kann also die Dampfentwicklung nicht mit Hilfe des in der Verengung entstehenden Staudruckes dadurch geregelt werden, daß je nach Erfordernis ein größerer oder kleinerer Teil der beheizten Oberfläche mit dem flüssigen Brennstoff- in Berührung kommt. Diese Regelungsart ist zwar grundsätzlich auch bei einem anderen bekannten Brennstoffverdampfer angewendet worden, jedoch war dieser Verdampfer, der eine düsenartige Verengung in der Brennstoffdampfleitung nicht besitzt, wegen der vorgenannten Schwierigkeiten nicht für die Anwendung bei Brennkraftmaschinen geeignet.

Die Erfindung ermöglicht, auch bei einem für Brennkraftmaschinen bestimmten Brennstoffverdampfer, dessen beheizter und in die Luftzuführungsleitung der Maschine mündender Verdampferteil unterhalb des Brennstoffspiegeis mit einem Vorratsbehälter in offener Verbindung steht, die Dampferzeugung durch Verändern der vom flüssigen Brennstoff benetzten Heizrohroberfläche zu regeln. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Wege des Brennstoffdampfes ein Strömungswiderstand angeordnet ist zur Erzeugung eines auf den Flüssigkeitsstand im Verdampfer einwirkenden Staudruckes und daß die Umgebung der oberhalb des höchsten im Vorratsbehälter sich einstellenden Brennstoffspiegels befindlichen und in die Luftleitung

der Brennkraftmaschine einmündenden Austrittsstelle der Brennstoffdampfleitung entweder, wenn der Vorratsbehälter eine Vei bindung mit der Außenluft aufweist, noch-.'ZjEtsätzlich ebenfalls mit der Außenluft od.fer zweckmäßig durch einen als Überlaufleitung;; dienenden Kanal, mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Hierdurch wird bewirkt, daß der Flüssigkeitsstand im Heizrohr allein abhängt vom Druck des Brennstoff dampf es, da der über dem Brennstoffspiegel im Vorratsbehälter herrschende Druck praktisch gleich dem Druck an der Mündung des Dampfrohres ist. Der beim Betrieb der Brennkraftmaschine veränderliche Druck in der Luftzuführungsleitung kann also nicht auf die Brennstoffzufuhr einwirken, und folglich kann nur eine durch-die Größe des Strömungswiderstandes eindeutig bestimmte Brennstoffdampfmenge in die Luft- bzw. Gemischzuführungswege der Maschine gelangen. Vor allem ist auch die Gefahr beseitigt, daß wesentliche Mengen des im Vorratsbehälter und im Heizrohr enthaltenen Brennstoffes in flüssigem Zustand in die Luftzuführungsleitung gelangen können, wenn in dieser Leitung ein starker Überdruck entsteht.

Der Aufbau der Vorrichtung kann weiterhin wesentlich vereinfacht werden, wenn in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung die Wandungen des Heizrohres gleichzeitig als Heizwiderstand benutzt werden. Durch geeignete Auswahl eines Werkstoffes mit verhältnismäßig hohem elektrischen Widerstand und durch die Wahl geeigneter Rohrquerschnitte, Wandstärken und Heizrohrlängen kann erreicht werden, daß gerade die für die gewünschte Verdampferleistung und bzw. oder die zur Erzielung der zweckmäßigsten Überhitzungstemperatur erforderliche Stromstärke in den Rohrwandungen fließen kann. Diese Ausgestaltung empfiehlt sich auch schon aus dem Grunde, weil die für die Herstellung elektrischer Widerstände vorzugsweise in Frage kommenden Werkstoffe sich auch durch große Temperaturbeständigkeit und Korrosionsfestigkeit auszeichnen. Gegebenenfalls kann auch das Heizrohr selbst zur Erzeugung des Strömungswiderstandes benutzt werden durch Wahl eines Rohres von geeignetem Durchmesser und zweckentsprechender Länge oder mit Hilfe einer durch Verformung einer Wandungsstelle in ihm erzeugten Querschnittsverengung. Weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι einen BrennstoftVerdampfer in Verbindung mit einer Einspritzbrennkraft-,. maschine, \

;;ΐ _::,Abb. 2 eine zweckmäßige andere Ausfühiflungsform des Brennstoffverdämpfers. 'φ.^-Abb. 3 zeigt ebenfalls in Verbindung mit einer Einspritzbrennkraftmaschine eine weitere Ausführungsform eines Brennstoffverdampfers, die in der Abb. 4 vergrößert im Schnitt dargestellt ist. Beim Ausführungsbeispiel der Abb. 1 ist in eine mit einem Filter F versehene Luftzuführungsleitung L einer Brennkraftmaschine M ein am Ende mit einer Düse 11 versehenes Heizrohr 10 eingeführt. Das andere Ende dieses Heizrohres ist ein kurzes Stück nach aufwärts geführt und endet in einem mit einem Deckel 13 abgeschlossenen Vorratsbehälter 12, in den bis zu einer durch einen Überlauf 14 bestimmten Höhe Brennstoff eingefüllt wird. An dem Heizrohr 10 ist eine elektrische Heizwicklung 15 angebracht.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Wenn der Heizwicklung 15 Strom zugeführt wird, erwärmt sich das Heizrohr 10 und mit ihm die in diesem bis zur Höhe H reichende Brennstoffsäule. Der hierbei alsbald in reichlicher Menge sich entwickelnde Dampf wird an der Düse gestaut und drückt den Flüssigkeits- go spiegel im Heizrohr etwa bis zur Höhe H₁. Infolge des auf dem Dampf lastenden Druckes der Flüssigkeitssäule h tritt Dampf, der an der nicht von Brennstoff benetzten Heizzone getrocknet und schließlich überhitzt wird, mit großer Geschwindigkeit aus der Düse ti in die Luftzuführungsleitung. Läßt die Dampferzeugung nach, so tritt mehr Brennstoff in die Heizzone und verstärkt die Dampfbildung wieder, bei zu großer Dampflieferung wird der Brennstoff weiter aus der Heizzone herausgedrängt. Die Dampferzeugung regelt sich also vollkommen selbsttätig. In der Luftzuführungsleitung bildet sich nach kurzer Heizdauer ein sehr beständiges und vor allem zündfähiges Luft-Dampf-Gemisch, das bei Betätigung des Anlassers in die Zylinder gelangt, nach der Verdichtung in diesen sich leicht entzündet und die Maschine so lange betreibt, als die Heizvorrichtung 15 in Tätigkeit ist. Soll die Einrichtung lediglich für den Anlaßvorgang einer Einspritzbrennkraftmaschine benutzt werden, so kann der Vorratsbehälter 12 sehr klein bemessen werden; trotzdem braucht der Brennstoff nur in größeren Zeitabständen nachgefüllt zu werden. Zweckmäßig kann jedoch auch durch eine nicht dargestellte Fördervorrichtung Brennstoff im Überschuß dem Behälter 12 zugeführt werden. Auch in diesem Falle sorgt der Überlauf 14 dafür, daß der Brennstoffspiegel stets in der richtigen Höhe gehalten wird.

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Die Düse 11 reicht in eine an die Luftzuführungsleitung L angebrachte Ausbuchtung 16 hinein, in der eine weite Druckausgleichöffnung 17 angebracht ist. Durch diese wird verhütet, daß der Saugdruck, der unter Umständen bei einer Verstopfung des Filters F ziemlich hoch ansteigen kann, auf den Flüssigkeitsstand im Heizrohr einwirkt. Für den Dauerbetrieb der Maschine sind an der Oberseite des Zylinderblocks der Maschine M Einspritzdüsen D üblicher Bauart vorgesehen, denen der Brennstoff durch eine nicht, gezeichnete Einspritzpumpe zugeführt wird.

Das Ausführungsbeispiel der Abb. 2 unterscheidet sich zunächst dadurch von dem der Abb. i, daß das Heizrohr 20 keine Heizwicklung trägt, sondern selbst gleichzeitig als Heizwiderstand dient. Mit seinem unteren Teil ist das Heizrohr durch einen den Vorratsbehälter 22 und dessen unteren verjüngten Teil 23 durchsetzenden Schacht 25 geführt. Schachf 25 und Heizrohr 20 sind an einem in einen Isolator 26 eingesetzten Verbindungsstück 27 angebracht, das durch mehrere öffnungen 28 einen stets offenen Verbindungsweg zwischen dem Heizrohr und dem unteren Teil 23 des Vorratsbehälters enthält. Durch einen gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Bolzen 29 sind die Rohre 20 und 25 lösbar im Behälter 22 festgelegt, an dessen Deckel 30 sie in einem ebenfalls lösbar angebrachten Isolator 31 gehalten werden. Ein am Behälter 22 angebrachter Stutzen 32 steht mit einer Brennstoffördervorrichtung in Verbindung.

Die durch eine Schraubspindel 35 regelbare Ausströmdüse 36 ist gegen eine Wanddurchbrechung 37 der Luftzuführungsleitung L gerichtet. Die Düse befindet sich in einer Kammer 38, die durch Druckausgleichsöffnungeri 39 mit der Außenluft in Verbindung steht. Da der Gesamtquerschnitt dieser Ausgleichsöffnungen wesentlich größer ist als der der Wanddurchbrechung 37, kann der Druck in der Luftzuführungsleitung L nicht auf die Düse bzw. das Innere des Heizrohres 20 einwirken. Um mit Sicherheit zu vermeiden, daß bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung Brennstoffdampf aus den Druckausgleichsöffnungen 39 ins Freie tritt, kann die Kammer 38 durch eine weite Leitung mit dem über dem Flüssigkeitsstand im Behälter 22 befindlichen Luftraum verbunden werden. In diesem Falle muß auch das Überlauf rohr 24 einen großen Querschnitt besitzen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die gleiche wie die der Abb. 1. Beim Ausführungsbeispiel der Abb. 3 und 4 ist das Heizrohr 20 mit der Düse 11 vollständig im Innern des Vorratsbehälters 22 angeordnet, der unmittelbar an der Luftzuführungsleitung L der Maschine M angebracht ist, so daß sein Luftraum mit der Leitung L in Verbindung steht. Wie Abb. 4 zeigt, ist der Brennstoffraum 40 von dem darüber befindlichen Luftraum durch eine Zwischenwand 41 getrennt, die von einer in der Luftzuführungsleitung L frei endigenden Überlaufleitung 42 durchbrochen wird. Der Brennstoff wird durch die öffnung 44 in den Brennstoffbehälter eingeführt, und zwar wird zur Nachfüllung des Brennstoffbehälters lediglich die geringe beim Betriebe der Einspritzpumpe P von einer der Einspritzdüsen D anfallende Leckölmenge benutzt, die durch eine im Anschlußstutzen 44 endigende Leckölleitung 43 dem Brennstoffraum zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsstück 27 metallisch mit dem Behälterunterteil 23 verbunden, der über die Luftzuführungsleitung L mit der Masse der Maschine in Verbindung steht. Die Stromzuführung erfolgt durch einen isoliert durch die Gehäusedecke geführten Halter 45, durch den das Ausströmende des Heizrohres 20 in der richtigen Lage festgelegt ist. Die den Strömungswiderstand bildende Verengung 46 befindet sich in dem stromdurchflossenen Teil des Heizrohres 20, d. h. in der Heizzone. In einer Einwölbung 35 der Behälterwandung ist bei dem vorliegenden Ausführüngsbeispiel ein Schauglas 34 angeordnet, durch das der Brennstoffstand im Behälter 22 beobachtet werden kann. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die gleiche wie die der vorher behandelten Ausführungsbeispiele.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Brennstoffverdampfer für Brennkraftmaschinen mit vorzugsweise elektrischer Beheizung, dessen beheizter und in. die Luftzuführungsleitung der Maschine mündender Verdampferteil unterhalb des Brennstoffspiegels -mit einem Brennstoffvorratsbehälter in offener Verbindung steht, insbesondere zum Anlassen von Einspritzbrennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des Brennstoffdampfes ein Strömungswiderstand (11, 36, 46) angeordnet ist zur Erzeugung eines auf den Flüssigkeitsstand im Verdampfer(io, 2o)einwirkenden Staudruckes, und daß die Umgebung der oberhalb des höchsten im Vorratsbehälter (12, 22) sich einstellenden Brennstoffspiegels befindlichen und in die Luftleitung einmündenden Austrittsstelle der Brennstoffdampfleitung entweder, wenn der Vorratsbehälter eine Verbindung zur Außenluft aufweist, noch zusätzlich ebenfalls mit der Außenluft oder, zweckmäßig durch einen als Überlauf leitung dienenden Kanal (42), mit dem Vorratsbehälter verbunden ist.
2. 2. Brennstoff verdampf er nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des Staudrucks dienende Strömungswiderstand (Verengung 46 in Abb. 4) in der Heizzone angeordnet ist.
3. 3. Brennstoffverdampfer nach Anspruch ι oder 2, bei dem die Umgebung der Mündung der Brennstoffdampfleitung ebenso wie der Vorratsbehälter mit der Außenluft verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mündung (36) der Brennstoffdampfleitung in einer Druckausgleichkammer (38) befindet, die mit der Luftzuführungsleitung (L) lediglich durch eine gleichzeitig zum Durchlaß des Brennstoffdampfstrahles dienende Öffnung (37) in Verbindung steht, die enger ist als der Gesamtquerschnitt der die Druckausgleichkammer mit der Außenluft verbindenden Öffnungen (39) (Abb.2).
4. 4. Brennstoffverdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr (20) im Innern eines den Vorratsbehälter .(22, 23) durchsetzenden und über den höchsten Flüssigkeitsstand reichenden Schachtes (25) angeordnet ist (Abb. 2 und 4).
5. 5. Brennstoff verdampf er nach Anspruch ι oder 2 je in Verbindung mit An-Spruch 4, bei dem der Brennstoffvorratsbehälter und die Brennstoffdampfleitung mit der Luftzuführungsleitung der Maschine in offener Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet^ daß der Brennstoffvorratsbehälter (22, 23, 40) unmittelbar an der Luftzuführungsleitung (L) angebracht ist und daß das vollständig in dem Vorratsbehälter untergebrachte Heizrohr (20) mittels eines gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Halters (45) an der Wandung des Vorratsbehälters festgelegt ist (Abb. 4).
6. 6. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des Brennstoffvorrats dienende Behälterteil (40) von dem Luftraum des Vorratsbehälters durch eine Zwischenwand (41) getrennt ist, in die der das Heizrohr umgebende Schacht (25) und eine in die Luftzuführungsleitung (L) einmündende Überlaufleitung (42) eingesetzt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen