DE942603C - Treibgaserzeuger fuer druckmittelbetriebene Anlassmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Treibgaserzeuger für druckmittelbetriebene -Anlaßmotoren mit einem an einem Ende geschlossenen Flammrohr, das mit ringförmigem Zwischenraum innerhalb eines äußeren Gehäuses angebracht ist, an dem es sich mit seinem geschlossenen Ende abstützt, während sein offenes Ende in einer seinem äußeren Durchmesser entsprechenden Bohrung des anderen Gehäuseendes gleitfähig geführt ist.

Bei Gasturbinen wird der Brennstoff der Brennkammer bzw. dem Flammrohr allgemein durch übliche Zerstäuberdüsen, beispielsweise Wirbel- oder Sprühdüsen, zugeführt. Bei einer bekannten derartigen Zerstäuberdüse tritt das in axialer Richtung durch die Düse strömende Medium am Düsenende durch radiale Öffnungen in einen axial durch den Düsenkörper fließenden Luftstrom aus. Bei allen derartigen Düsen handelt es sich um mit besonderer Präzision bearbeitete Werkstücke, die einer sorgfältigen Überwachung bedürfen.

Es ist weiter ein Treibgaserzeuger bekannt, bei dem dem durch eine Einspritzdüse in das Flammrohr austretenden Brennstoff Primärluft durch kleine Öffnungen rings um diese Düse zugeführt wird. Zur Erreichung einer innigen Mischung von »5 Luft und zerstäubtem Brennstoff ist hier ein mit der. Düse verbundener Staukörper vorgesehen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für einen Treibgaserzeuger für Anlaßmotoren, bei dem es wegen der kurzzeitigen Benutzung weniger auf

den höchst erreichbaren Wirkungsgrad ankommt, eine einfache, aber dennoch wirksame Zerstäubungseinrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem geschlossenen. Ende des -Flammrohres eine zylindrische Vorkammer vorgesehen ist, die über wenigstens einen Kanal mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, der tangential in die Vorkammer einmündet, so mit der Druckluftzufuhr ίο in Verbindung steht, daß ein Teil der für die Verbrennung des Brennstoffes erforderlichen Druckluft durch diesen Kanal hindurchströmt, und daß zwischen den Enden dieser Kanäle "Dosiervorrichtungen angebracht sind, .durch die der Brennstoff, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht,, in diese Kanäle eintritt, wo er durch den Luftstrom' versprüht und so in zersprühtem Zustand in die Vorkammer getragen wird, in der eine Verwirbelung des Brennstoff-Luft-Gemisches stattfindet, das danach in das Flammrohr eintritt, in dem es mit der in bekannter Weise durch'Öffnungen im Flammrohr in den Brennraum eintretenden Lufft verbrannt wird. Eine weitere.Zerstäubung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die zylindrische Vorkammer gegen den Flammraum durch eine Blende mit scharfkantiger Öffnung abschließt, wobei der Durchmesser der Blendenöffnung kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Kammer.

Mit dieser Einrichtung ist eine einfache, aber dennoch 'höchst wirksame Zerstäubirngseinrichtung geschaffen, die sich durch besondere Betriebssicherheit und Einfachheit in der Herstellung auszeichnet. In den Zeichnungen ist

Fig. ι ein schematischer Gesamtplan einer erfindungsgemäßen Einrichtung und

Fig. 2 ein Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch die Brennkammer der Fig. i- nach der Ebene der Linie 2-2 in Fig. 3;

Fig. 3 und 4 sind Querschnitte nach den ■ Linien 3-3 und 4-4 der Fig. 2, und

Fig. 5 stellt in einem Teillängsschnitt eine abgewandelte Form der Brennkammer dar.

In der Konstruktion der Fig. 1 bis 4 ist 11 eine Brennkammer mit einem äußeren Gehäuse 12. An dessen geschlossenem Ende 13 ist unter Freilassung eines ringförmigen Mantelraumes in einem gewissen Abstand von der Außenwand 12 das geschlossene Ende 15 eines zylindrischen Flammrohres 16 fest angesetzt. Das gegenüberliegende Ende 17 des Flammrohres ist offen und gleitfääiig in einer im Vergleich zum Gehäuseinnendurchmesser engeren Bohrung 18 des Gehäuses 12 oder eines daran befestigten besonderen Bauteiles 19 geführt. Das Teil 19 kann in geeigneter Weise an den Einlaß 20 des Anlaßmotors 21 anges'chlosisen werden. Das geschlossene Ende 15 des Flammrohres 16 ist mit einer gleichachsigen zylindrischen Kammer 23 ausgestattet, die im folgenden als Wirbelkammer bezeichnet ist; ihr Durchmesser ist kleiner als der des Flammrohres. An dem einen Ende ist die Wirbelkammer nach dem Innern des Flammrohres offen; diese Öffnung ist scharfkantig und im Durchmesser kleiner als die Wirbelkammer.

Die Wirbelkammer 23 steht mit dem ringförmigen Mantelraum 27 zwischen. Flammrohr 16 und äußerem Gehäuse 12 durch mindestens einen Kanal 28 von relativ kleinem Durchmesser in Verbindung (vgl. Fig. 3); dieser mündet tangential in die Bohrung der Wirbelkammer ein. An einer Zwischen,-stelle steht dieser tangentiale Kanal 28 mit einem Querkanal 30 ■ in Verbindung, in dem sich eine D osier ungs vor richtung für den Brennstoff befindet. Diese ist bei 31 angedeutet und wird zweckmäßig gleich dazu benutzt, um das Flammrohr mit dem geschlossenen Ende das äußeren Gehäuses zu verbinden, beispielsweise zu verschrauben, wie es die Fig. 2 darstellt. Vorzugsweise ordnet man mehrere solche tangentiale Kanäle und Brennstoffdosierungsvorrichtungen an.

An diametral gegenüberliegenden Punkten 33 ist das äußere Gehäuse mit Einrichtungen versehen, .um den Mantelraum 27 mit einem Vorratsbehälter für Druckluft in Verbindung zu setzen, beispielsweise über ein Reduzierventil 3 4 mit einer Batterie Druckluftflaschen 3 5, wenn das HauptventÜ36 offen ist. Das Flammrohr 16 hat wenigstens einen Kranz von Löchern 38, die radial oder tangential darin angeordnet sind, um das Innere des Flammrohres mit dem Mantelraum 27 in Verbindung zu setzen. Wenn zwei oder mehr solcher tangentialen Lochkränze vorhanden sind, die sich mit Zwischenraum, über die axiale Länge des Flammrohres verteilen, so wird ihr Drehsinn· zweckmäßig, wie durch die Pfeile 39 in der Fig. 4 angedeutet wird, in jedem folgenden Kranz entgegengesetzt zum vorhergehenden angeordnet.

Die Anzahl der Lochkränze und die Zahl der Löcher in jedem Kranz richtet man in Einklang mit den Erfordernissein, der Verbrennung ein, je nachdem der Anlaßmotor mit einem Arbeitsmittel von relativ hoher oder niedriger Temperatur betrieben werden muß.

Die diametral entgegengesetzten Punkte 33 des Außenmantels sind nach Fig. 1 mit Rohrleitungen 40 verbunden, die in eine gemeinsame Leitung 41 einmündein, und diese steht mit einem Hauptventil 36 in Verbindung. Dieses ist ein pneumatisches Ventil," das geschlossen ist; wenn der Anlaßmotor nicht in Betrieb ist, und durch Luftdruck geöffnet wird, der aus einer Anzapf öffnung durch eine Leitung 43 aus dem Hauptvorrat entnommen und durch ein elektrisch betätigtes Ventü.44 geregelt wird. Der Schalter 46 für den Stromkreis dieses Ventils 44 kann auch dazu eingerichtet werden, einen Stromkreis eines Zündgenerators 48 für eine Zündkerze 47 zu schließen. Die Zündkerze kann gleichachsig in dem geschlossenen Ende des Außengebäuses angeordnet sein und in der Wirbelkammer zur Wirkung kommen; · sie kann aber auch wie in Fig. 5 angedeutet ist, durch das Außengehäuise 12 und den Mantelraum 27 hindurch in das Flammrohr 16 in der Nähe von dessen geschlossenem Ende führen. Flüssiger Brennstoff in einem geschlossenen Brennstoffbehälter 49 steht oben durch ein Rohr 50 mit der gemeinsamen Luftleitung 41 und unten durch eine Leitung 51 mit der · oder den Brennstoff-

dosierungsvorrichtungen in Verbindung. Dieser Brennstoffbehälter kann aus dem Hauptbrennstofftank der Kraftmaschine gespeist und nach Bedarf in irgendwelcher Weise automatisch aufgefüllt werden.

Um den Treibgaserzeuger in Betrieb zu setzen, schließt man den Schalter 46 und öffnet dadurch das Solenoidventil 44 und damit das pneumatische Ventil 36; gleichzeitig oder durch einen besonderen Schalter wird die Zündkerze in Tätigkeit gesetzt. Dadurch wird Druckluft in den Mantelraum 27 gefördert und ein Teil dieser Druckluft wird .durch die tangentialen Kanäle 28 geleitet, die mit der Wirbelkammer in Verbindung stehen. Durch den Druckabfall in den Kanälen 28 und den Druck, der über die Leitung 50 auf den Brennstoff im Behälter 49 geleitet wird, wird nun Brennstoff durch die Dosierungsöffnungen 31 in den Luftstrom geführt, der mit hoher Geschwindigkeit durch die Tangentialkanäle 28 eilt. So wird der Brennstoff auf seinem Wege zur Wirbelkammer zerstäubt, wo in dem so gebildeten Wirbel ein inniges Vermischen stattfindet. Wenn das gehaltvolle Gemisch in diesem Wirbel in das Flammrohr einströmt, so bewirkt die scharfkantige Öffnung 25 eine weitere Zerstäubung der Brennstoffteilchen in dem Gemisch und verhindert deren Verflüssigung.

Die Verbrennung erfolgt in dem Flammrohr; die erforderliche Verbrennungsluft wird aus dem Mantelraum 27 durch die Lochkränze 3 8 geleitet, und dadurch wird eine nochmalige gründliche Mischung dieser Verbrennungsluft mit dem aus der Wirbelkammer kommenden gehaltvollen Gemisch begünstigt, da die Luft diese Löcher 38 mit relativ hoher Geschwindigkeit durchströmt.

Es ist klar, daß die Regelung der Brennstoffmenge von der Größe der Dosierungsöffnungen 31 abhängt, die man je nach der speziellen Anwendung wählen kann. Es braucht auch die Druckluftzufuhr zu dem Mantelraum 27 nicht wie oben beschrieben zu erfolgen; in einigen Fällen mag eine einzelne Zuführung ausreichend sein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Treibgaserzeuger für druckmittelbetriebene Anlaßmotoren mit einem an einem Ende geschlossenen Flammrohr, das mit ringförmigem Zwischenraum innerhalb eines äußeren Gehäuses angebracht ist, an dem es sich mit seinem geschlossenen Ende abstützt, während sein offenes Ende in einer seinem Außendurchmesser entsprechenden Bohrung des anderen Gehäuseendes gleitfähig geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem geschlossenen Ende des Flammrohres (16) eine zylindrische Vorkamfher (23) vorgesehen ist, die über wenigstens einen Kanal (28) mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, der tangential in die Vorkammer einmündet, so mit der Druckluftzufuhr., in Verbindung steht, daß ein Teil der für die Verbrennung des Brennstoffes erforderlichen Druckluft durch diesen Kanal hindurchströmt, und daß zwischen den Enden dieser Kanäle D osier vorrichtungen (31) angebracht sind, durch die der Brennstoff, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht, in diese Kanäle eintritt, wo er durch den Luftstrom versprüht und so in zersprühtem Zustand in die Vorkammer getragen wird, in der eine Verwirbelung des Brennstoff-Luft-Gemisches stattfindet, das danach in das Flammrohr eintritt, in dem es mit der in bekannter Weise durch Öffnungen (38) im Flammrohr in den Brennraum eintretenden Luft verbrannt wird.
2. 2. Treibgaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Kammer (23) gegen den Brennraum durch eine Blende mit scharfkantiger Öffnung (25) abgegrenzt ist, wobei der Durchmesser der Blendenöffnung kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Kammer.
3. 3. Treibgaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle die Verbindung zwischen der Vorkammer und dem ringförmigen Zwischenraum (27) zwischen Flammrohr (16) und Außengehäuse (12) herstellen.

   Angezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschriften Nr. 269 303,

   französische Patentschriften Nr. 928867, 917884; britische Patentschriften Nr _v 619036, 616695;
   USA.-Patentschriften Nr. 2551276,' 2110 209; BWK Bd. 3, 1951, Nr. 3, Normblatt Entwurf DIN 2481 S. 8;

   The Motor Ship, Bd. 31, 1951, Nr. 371, S. 359; Gas and Oil Power, Bd. 45, 1950, S. 256.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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