DE720535C - Vergaser zur Katalyse von Kohlenwasserstoffen und anderen Brennstoffen, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents
Vergaser zur Katalyse von Kohlenwasserstoffen und anderen Brennstoffen, insbesondere fuer BrennkraftmaschinenInfo
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
8. MAI 1942
8. MAI 1942
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 46 c2 GRUPPE
B169055 I a/46 c-
Dmitry Balachowsky in Paris
Patentiert im Deutschen Reich vom 16. März 1935 an
Patenterteilung bekanntgemacht am 9. April 1942
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser zur Katalyse von Kohlenwasserstoffen
und anderen Brennstoffen, vorzugsweise zum Speisen von Brennkraftmaschinen. Es sind
bereits Vergaser für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Brennstoff mit einer
Erstluftmenge verschäumt wird, dieses Schaumgemisch einen beheizten Katalysator durchläuft und danach dieses Vorgemisch die
für die Verbrennung nötige Luft als Zweitluft erhält.
Die Erfindung bezweckt, die Vorrichtungen dieser Art zu verbessern, und kennzeichnet
sich hauptsächlich dadurch, daß die gegebenen-
ig falls ganz oder teilweise durch verbrannte Gase zu ersetzende Erstluftmenge, die nur
einen Bruchteil der Gesamtluftmenge ausmacht, dem Brennstoff in mindestens zwei
Durchtrittsöffnungen zugeführt wird, nämlieh als Emulgierungskift in einer Spritzmündung
und als eigentliche Erstluft oberhalb der Spritzmündung.
Dies hat den Vorteil, daß die Emulsionsluft zunächst den Brennstoff zu einem Schaum
aufrührt, der dann durch die eigentliche mit höherer Geschwindigkeit eintretende Erstluft
schnell und leicht in ein sehr homogenes Gemisch mit feinster Verteilung der Bestandteile
übergeführt wird, und daß hierzu trotzdem nur eine sehr geringe Gesamterstluftmenge
nötig ist. Diese geringe Erstluftmenige ermöglicht dann eine starke Beheizung des
Katalysators ohne Gefahr zu starker Vorverbrennung des Brenngemisches. Die Feinverteilung
des Brennstoffes in dem reichen Gemisch und die gleichzeitige gute Beheizung des Katalysators bewirken aber die bestmögliche
Aufbereitung des Brenngemisches in leicht verbrennbare Gase und leichte Kohlenwasserstoffe
mit einem geringsten Gehalt an schweren Polymerisationserzeugnissen.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung nebst weiteren
Aufbesserungen.
In der Zeichnung zeigen 4S
Abb. ι eine vereinfachte teilweise aufgeschnittene
Seitenansicht der gesamten Vorrichtung,
Abb. 2 und 3 in vergrößertem Maßstabe dargestellte Katalysatorrohre und einen
Mischer in Sonderausführungsformen,
Abb. 4 eine Abwandlung der Vorrichtung nach Abb. 1,
Abb. 5 eine Abwandlung zu Abb. 1.
In dem die Erstluft mit dem Brennstoff mischenden Emulsionsbereiter ist eine Spritzmündung
ι von einem Behälter 2 gleichbleibender Flüssigkeitshöhe gespeist und trägt
unten Öffnungen 3 für den Eintritt einer sehr kleinen Luftmenge, um danach eine weitere
sehr kleine Luftmenge, die eigentliche Erst-■ luft, durch Bohrungen 6 zugesetzt zu erhalten.
Diese beiden Luftmengen bilden die gesamte Erstluft oder chemische Aufbereitungs-_
luft zur Voroxydierung des Brennstoffes.
Zu besonders inniger Mischung tritt die Erstluft aus einem Filter 4 zu einer Kammer
5, deren obere Wand von Löchern 6 durchbrochen ist und unterhalb des Katalysators
7 liegt, von dem sie durch ein Zwischenstück getrennt ist, das von Kanälen zum '
Verteilen der Emulsionen durchbrochen ist. Der Abstand dieses Verteilers 8 gegenüber
der oberen Wand der Kammer 5 und dem Eintritt der Katalysatorrohre ist regelbar.
Der Katalysator besteht in bekannter Art
aus einer großen Zahl oberhalb der Kanäle 9 in zwei Platten 11 befestigter und durch die
bei 12 eintretenden und bei 13 abströmenden Auspuffgase des Motors beheizter Rohre.
Die Temperatür der Katalysatorroiire muß über ungefähr 250" bis 2800 liegen, am
besten bei 3000 bis 3500.
Jedes Katalysatorrohr besteht (Abb. 2) aus einem starren Außenrohr 14 aus demselben
Metall wie der übrige Teil der Vorrichtung, also vorzugsweise aus Stahl oder aus nicht oxydierbarer Bronze, und weiter aus
einem Innenrohr 15 aus katalysierendem Stoff. Das Innenrohr besteht vorzugsweise aus
einem Metall oder einer Legierung solcher Art und Zusammensetzungsbestandteile, wie
sie am besten der Art des Brennstoffes und der Temperatur des Katalysators entsprechen.
Dadurch ist mechanische Ermüdung der Katalysatorrohre, etwa durch Wärmedehnung, verhütet, und alle Kräfte werden in
den festen Außenrohren aufgenommen.
Das Ziel der Katalyse muß es sein, zuerst die schwersten Moleküle in leichtere Moleküle
zu spalten, von denen einige bei gewöhnlicher Temperatur gasförmig sind, und dann
folgt die Schaffung schwach oxydierter Erzeugnisse (organische Anhydride, Ketone,
Aldehyde usw.) und die möglichst vollständige überführung des frei gewordenen Kohlenstoffes
in Kohlenoxyd.
LTm diese beiden Wirkungen nacheinander zu erreichen, ist die Art des Katalysators am
Eintritt und Austritt der Katalysatorrohre 10 vorzugsweise verschieden, und zwar ist beispielsweise
am Eintritt eine Kupfer-Nickel-Legierung zum Spalten der schweren Moleküle
und am Austritt reines Kupfer, verchromtes Kupfer usw. zum Schaffen schwacher Voroxydierung vorhanden.
Die katalysierte Mischung kommt (Abb. 1)
durch ein Rohr 16 in einen Reiniger 17, und
zwar in dessen unteren Teil 18, wo sie durch Verlangsamung und Kühlung, hauptsächlich
infolge der aus dem großen Inhalt der Kammer 17 sich ergebenden Entspannung, die
schweren polymerisierten Bestandteile, die " stark kondensierbar sind, verliert, und zwar
- zugleich mit Tröpfchen flüssigen Brennstoffes und gegebenenfalls vom Gasstrom mitgerissenem
Staub. Diese Ablagerungen werden von Zeit zu Zeit durch einen Grundablaß 19
abgezogen.
Vom oberen Teil der Kammer 17 führen zwei Rohre 20, 21 von verschiedenen Durchmessern
die Mischung weiter. Diese brennbare Mischung ist bei der Temperatur des Motors und selbst bei den tieferen Temperaturen
der von ihr noch zu durchströmenden Vorrichtungsteile nicht kondensierbar.
Um dem Gasstrom etwa vorhandene Schwefelverbindungen und Fettsäuren oder
Mineralsäuren zu entziehen, kann die Kammer 17 eine Füllung 22 enthalten, etwa Eisenfeilspäne
und Soda oder Pottasche.
Mit Vorteil kann diese Kammer 17 auch benutzt werden, um die Gase zur Berührung
mit Stoffen zu bringen, die die Güte der vorbereiteten Mischung erhöhen, wie beispielsweise
mit Carbonylen, Anilin, mit wohlriechenden Bestandteilen usw., um die Detonationsfähigkeit,
den Rauch und den Auspuffgasgeruch des Motors zu beseitigen.
Endlich kann je nach der Sachlage diese Kammer mit Katalysatoren ausgerüstet sein,
wie beispielsweise Zinkchlorür, Aluminiumchlorür, um eine das Brenngemisch noch
weiter verbessernde zusätzliche Katalysierung herbeizuführen.
Schließlich kann der Reiniger 17 mit Heizvorrichtungen
versehen sein, beispielsweise durch die Auspuffgase des Motors und durch eine Elektrizitätsquelle.
Das weiträumige Rohr 20 des Reinigers 17 mündet (Abb. 1 und 3) bei 23 an dem L'mfang
eines VenturiiOhres 24, in dessen mittleren Teil eine Düse 25 die den größten Teil
der Gesamtluft bildende Zweitluft einführt. Das Venturirohr 24 ist am Ende eines Rohres
26 angebracht, das in das Ansaugrohr 27 des Motors mündet und eine äußere Drossel 28
sowie eine innere Drossel 29 enthält. Die Welle der äußeren Drossel 28 trägt einen
Daumen 30 mit Antrieb durch eine Stange 31 des Beschleunigerfußhebels und beherrscht
damit einen Rollenhebel 32, der auf der Welle der inneren Drossel 29 sitzt. Die Gestalt des
Daumens 30 ist so ausgebildet, daß sie für jede Geschwindigkeit die günstigsten Aufbereitungsverhältnisse
ergibt.
In bestimmten Fällen ist der Reiniger 17, wie in Abb. 1, höher als die Venturirohre 24,
des Mischers angebracht; dies bietet den Vorteil, daß die reichen Gase^ die im al Ige-
meinen schwerer als Luft sind, leicht durch das Venturirohr ausströmen.
In anderen Fällen kann es zweckmäßig
sein, den Reiniger 17 innerhalb des Mischers anzubringen; denn es können Kondensationen
beim Mischen der reichen Gase mit der Zweitluft und dem Mischer eintreten, und
dann fallen diese Flüssigkeitsteile in den Reiniger, statt in den Motor mitgerissen zu
werden.
Das Ende des Rohres 26 ist durch einen abnehmbaren Teil 33 (Abb. 3) gebildet, der
das Venturirohr 24, die Düse 25 und die äußere Drossel 28 trägt und auf dem Rohr 26
durch eine Schraubenmutter 34 festgehalten ist, die an einem Gewindeteil 35 des abnehmbaren
Rohrstückes 33 angreift, indem dieser durch einen Schlitz 36 des festen Rohres 26
hindurchragt. Zum Abnehmen des Teiles 33 zwecks Reinigung genügt es, die Beschleunigerstange
31 vom Daumen 30 abzunehmen. Dieser beschriebene Mischer dient für den
gewöhnlichen Betrieb des Motors.
Das engere Rohr 21 des Reinigers 17 mündet
bei 37 (Abb. 3) in einen Leerlaufmischer 38, der dem Mischer für Regelbetrieb
gleich, aber in den Abmessungen kleiner ist. Dieser Mischer anündet bei 39 in das Rohr 26
oberhalb der inneren Drossel 29. Seine Liefermenge wird durch eine Drosselschraube 40
geregelt.
Bei einer Abwandlung der beschriebenen Vorrichtung gemäß Abb. 4 ist der Katalysator
in zwei gesonderte ungleiche Teile 41, 42 unterteilt, die beide in einen ebenfalls in
zwei Teile 43, 44 unterteilten Reiniger münden, von dessen Teilen das Regelbetriebsrohr2o
und das Leerlauf rohr 21 ausgehen.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, bei Leerlauf oder verringerter Leistung zum
Speisen eine geeignete Sonderdüse 55 (Abb. 4) zu benutzen, die kleinere Abmessungen als
die Vollbetriebsdüse besitzt.
Um das Starten und ein Wiederbeschleunigen des Motors beim Betrieb mit Schweröl
zu verbessern, kann die Vorrichtung zusätzlich noch einen Bezinvergaser 45 (Abb. 1)
aufweisen, dessen Vergaserrohr 46 in das Motoransaugrohr 27 mündet. Drosseln 47
und 48 sind durch Hebel 49, 50 und eine Stoßstange 51 verbunden und werden durch
eine (nicht dargestellte) Stange so angetrieben, daß entweder die Mischer für schweren
Brennstoff oder der Benzinvergaser an die Leitung 27 anschließbar ist.
Gemäß der Abwandlung nach Abb. 5 kann der Benzinvergaser 56, 57 unmittelbar an den
Reiniger 17 angeschlossen sein. Die Drosseln 47, 48 fallen, dann fort.
Gemäß der Abwandlung nach Abb. 6 ist die Spritzdüse 1 der Abb. 1 nebst ihren Luftzulässen 3 weiter verbessert, indem in die Düsen ein erweiterter Raum 60 mit einer Drosselklappe 61 eingeschaltet und ein Stellhebel 62 dieser Drosselklappe durch eine Hubstange 63 an den Beschleunigerhebel oder ein sonstiges passendes Regelglied angeschlossen ist. Unterhalb der Luftzulässe 3 ist wieder eine Schwimmerkammer 2 für Brennstoff angeschlossen.
Gemäß der Abwandlung nach Abb. 6 ist die Spritzdüse 1 der Abb. 1 nebst ihren Luftzulässen 3 weiter verbessert, indem in die Düsen ein erweiterter Raum 60 mit einer Drosselklappe 61 eingeschaltet und ein Stellhebel 62 dieser Drosselklappe durch eine Hubstange 63 an den Beschleunigerhebel oder ein sonstiges passendes Regelglied angeschlossen ist. Unterhalb der Luftzulässe 3 ist wieder eine Schwimmerkammer 2 für Brennstoff angeschlossen.
Die Wirkung dieser zusätzlichen Drosselklappe besteht darin, daß die sonst im Augenblicke
einer Entlastung des Motors infolge der Massenträgheit des Brennstoffstromes eintretende
Brennstoffüberfüllung des Katalysators vermieden ist; das bedeutet noch sicherere
Rauchlosigkeit bei Schwerölbetrieb und verringerte ■ Verschmutzungsgefahr des Katalysators.
Außerdem ist beim Anfahren und Beschleunigen des Motors der im Raum 60 sich ansammelnde kleine Brennstoffvorrat
nützlich," denn er reichert in diesen Fällen die Emulsion an und ergibt dadurch eine energischere
Verbrennung.
Die oben angegebenen Einrichtungen für den Katalysator können in verschiedenen Industrien
zur Katalyse mit Flüssigkeit emulgierter oder auch nicht emulgierter gasähnlicher
Stoffe Anwendung finden, insbesondere zur industriellen Durchführung des Krackens go
von Schwerölen, wie beispielsweise Petroleum, oder der Kohlehydrierung. Der Behälterteil
16 oder 17 der Abb. 1 wird dann an eine Saugpumpe angeschlossen, um die Katalyse
bei Unterdrück durchzuführen und dadurch die Wirkung zu erhöhen.
Claims (6)
1. Vergaser für Brennkraftmaschinen, bei dem der Brennstoff mit einer Erstluftmenge
verschäumt wird, dieses Schauingemisch einen beheizten Katalysator durchläuft
und danach dieses Vorgemisch die für die Verbrennung nötige Luft als Zweitluft
erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls ganz oder teilweise durch verbrannte Gase zu ersetzende Er-stluftmenge,
die nur einen Bruchteil der Gesamtluftmenge ausmacht, dem Brennstoff in mindestens zwei hintereinandergeschalteten
Gruppen enger Durchtrittsöffnungen zugeführt wird, nämlich als Emulsionsluft in einem Spritzrohr und als eigentliche
Erstluft oberhalb des Spritzrohres.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einführen der
eigentlichen Erstluft zw'ei hintereinanderliegende gelochte Verteilerplatten (5, 8)
mit Öffnungen (6, 9) angeordnet sind, wobei zweckmäßig die Öffnungen (6) der
einen Verteilerplatte (5) gegen die Öffnungen (9) der anderen Verteilerplatte (8)
versetzt sind und der Abstand der beiden Verteilerplatten voneinander regelbar ist.
3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dessen Katalysator'rohre aus äußerem Mantel
und innerem Katalysator für den Gasdurchgang gebildet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Doppelrohre (14, 15) ganz aus Metall gebildet sind, und zwar
der Mantelteil (14) aus korrosionsfestem Metall, z. B. unoxydierbarer Stahl- oder
Bronzelegierung, und der innere Teil (15) aus katalytisch wirkendem, dichtem (nicht
porösem) Metall mit großer innerer Durchgangsweite für Oberflächenkatalysierung.
4. Vergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rohre (14)
innen auskleidenden Katalysatoren (15)
auf der Eintrittsseite des Vorgemisches aus einer Kupfer-Xickel-Legierung oder einem gleichartigen schweren Moleküle
aufspaltenden Katalvsatorstoff und an der Austrittsseite aus reinem oder verchromtem
Kupfer oder einem gleichartigen eine schwache Voroxydierung von Brennstoffmolekülen
bewirkenden Katalvsatorstoff bestehen.
5. Vergaser nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Katalysator und gegebenenfalls auch der Mischer in zwei gesonderte Teile (41, 42;
25, 38) unterteilt sind, nämlich einen für Regelbetrieb und einen für verminderte
Belastung, und zwar jeder Katalysator mit eigener Spritzdüse (1, 55), und das
Mischerrohr (26) für Regelbelastung mit einer Drosselklappe (29), hinter der das
Mischerrohr (39) für verminderte Belastung einmündet.
6. \rergaser nach einem der Ansprüche
ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (1) des Emulsionsbereiters
einen erweiterten Raum i6o) mit einer darin beweglichen Drosselklappe (61) enthält,
die durch ein Anschlußglied (63) beim Schließen der Gasdrossel geschlossen wird.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR442331X | 1934-03-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DEB169055D Expired DE720535C (de) | 1934-03-20 | 1935-03-15 | Vergaser zur Katalyse von Kohlenwasserstoffen und anderen Brennstoffen, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen |
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Family Applications After (1)
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GB (1) | GB442331A (de) |
NL (2) | NL47941C (de) |
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- 1935-03-15 DE DEB169055D patent/DE720535C/de not_active Expired
- 1935-03-15 DE DEB187105D patent/DE739518C/de not_active Expired
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- 1937-02-18 NL NL47941D patent/NL47941C/xx active
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