DE4310185C1 - Fuel-air mixer jet outlet - has supplementary micro-atomisation jet using compressed air, enhancing degree of mixt. and subsequent combustion process - Google Patents

Fuel-air mixer jet outlet - has supplementary micro-atomisation jet using compressed air, enhancing degree of mixt. and subsequent combustion process

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Abstract

An assembly to mix a gas or liquid fuel with air, has a single jet (1) equipped with a central inlet drill hole for the fuel, an inlet for the pressurised air, and an outlet (1/2) before a mixing chamber (4) where fuel and air collide at the centre. The improvement is that a micro-atomisation jet (2) has a central passage (3) for one medium positioned at the outlet (1/2); that the mixing chamber (4) is located immediately adjacent to the passage (3) and forms part of the microatomisation jet (2); and that compressed air passes through passages (6) in the micro-atomisation jet (2). Pref. compressed air may enter the mixing chamber (4) through a number of supply inlets. USE/ADVANTAGE - The assembly mixes a liquid fuel with air. The assembly provides a simple means by which the intensity of mixing is enhanced, hence improving the efficiency of the subsequent combustion process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermischung zweier fluider Medien, mit Merkmalen der im Oberbegriff des Anspruch 1 angegebenen Art.The invention relates to a device for mixing two fluid media, with features of the kind specified in the preamble of claim 1.

Bekannt sind in Verbindung mit Brennkraftmaschinen und Brennern die verschie­ densten Methoden, Luft mit Brennstoff so zu vermischen, daß eine der ge­ wünschten Zielsetzung, zum Beispiel hohe Leistung, niedriger Schadstoffausstoß, Geräuschemissionsminderung entsprechende Verbrennung erzielbar ist. Den be­ kannten Systemen haftet jedoch der Mangel an, daß regelmäßig nur begrenzt taugliche Maßnahmen vorhanden sind, um die für die Verbrennung notwendige Luft mit dem Brennstoff in günstiger Weise vermischen zu können. Bei direkt ein­ spritzenden Brennkraftmaschinen wird beispielsweise versucht, der in den Brenn­ raum einströmenden Luft eine Drallbewegung aufzuprägen und außerdem über eine Vielloch-Einspritzdüse den Brennstoff möglichst gleichmäßig verteilt in den Brennraum einzubringen, um dieses Ziel zu erreichen. Ähnlich wird bei Vergaser­ motoren versucht, im Saugrohr eine günstige Vermischung von Kraftstoff und Luft zu erreichen. Auch in Brennern wird üblicherweise versucht, durch entspre­ chende Zufuhr von Druckluft in die Brennzone eine brauchbare Verbrennung des Brennstoffes zu erzielen. Die Qualität der Verbrennung ist jedoch sehr stark ab­ hängig von der tatsächlich realisierbaren Zerstäubung des Brennstoffes und dem Grad der Vermischung mit Luft bzw. Sauerstoff. Diesbezüglich ergibt sich aus Sicht der bekannten Lösungen durch aus ein Verbesserungsbedarf.The various are known in connection with internal combustion engines and burners most methods to mix air with fuel so that one of the ge desired objective, for example high performance, low pollutant emissions, Noise reduction corresponding combustion can be achieved. The be Known systems, however, is liable for the lack that only regularly limited Suitable measures are in place to take the necessary for the combustion To be able to mix air with the fuel in a favorable manner. At direct one splashing internal combustion engines is attempted, for example, in the combustion to impart a swirling movement to the air flowing in and also via a multi-hole injector distributes the fuel as evenly as possible into the Bring combustion chamber to achieve this goal. The same applies to carburettors tried to find a favorable mixture of fuel and To reach air. In burners, too, an attempt is usually made to comply with appropriate supply of compressed air to the combustion zone a usable combustion of the To achieve fuel. However, the quality of the combustion is very bad depending on the actually feasible atomization of the fuel and the Degree of mixing with air or oxygen. In this regard, it follows from View of the known solutions from a need for improvement.

Desweiteren ist aus der DE 40 08 651 A1 eine Mischkammer zum Vermischen oder Zerstäuben zweier fließfähiger Medien bekannt, die ihrem Aufbau und ihrer Funktion nach nur als Dralldüse zu bezeichnen ist. Dies deshalb, weil die Eintritts­ öffnungen für das erste Medium in der Mischkammer von je einem federelasti­ schen Blech abgedeckt sind, das einen Spalt und eine spaltförmige Austrittsdüse zwischen sich und der Kammerwand bildet und dem Medium eine rotatorische Bewegung um die Achse der Mischkammer aufprägt. Eine besonders innige Ver­ mischung mit dem einstrahlig in die Mischkammer eingeleiteten anderen Medi­ um ist dabei nicht erzielbar, zumindest nicht im Sinne einer Zerstäubung des ei­ nen Mediums und einer günstigen Vermischung mit dem anderen Medium sowie einer gezielten Weiterleitung der gemischten Medien.Furthermore, DE 40 08 651 A1 describes a mixing chamber for mixing or Atomizing two flowable media known, their structure and their Function according to can only be described as a swirl nozzle. This is because the entry openings for the first medium in the mixing chamber each with a spring elastic The sheet metal are covered, the a gap and a gap-shaped outlet nozzle forms a rotational between the chamber wall and the medium Imprints movement around the axis of the mixing chamber. A particularly intimate Ver mixing with the other medium introduced into the mixing chamber in a single jet um cannot be achieved, at least not in the sense of atomizing the egg medium and a favorable mixture with the other medium as well a targeted forwarding of the mixed media.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Vermischung von Brennstoff und Luft zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine Aufbereitung des Brennstoffes in dem Sinne ermöglicht, daß die nachfolgende Verbrennung mit besseren Ergebnissen als bisher abläuft.It is therefore an object of the invention to provide a device for mixing To create fuel and air that can be processed with simple means Fuel in the sense that the subsequent combustion with better results than before.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im An­ spruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.This object is achieved by a device with the in the claim 1 marked features solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.Advantageous embodiments of this solution are ge in the dependent claims indicates.

Ein erster Vorteil aus Kostensicht ist jener, daß die Erfindung mit einer vergleichs­ weise einfachen Ein-Strahl-Düse auskommt, mithin beispielsweise im Falle von Brennstoffeinspritzvorrichtungen auf komplizierte und teure Mehrloch- Einspritzdüsen verzichtet werden kann. Mit besonderem Vorteil jedoch wird mit der dem Austrittsbereich der Ein-Strahl-Düse nachgeordneten Mikrozerstäuber­ düse eine sehr intensive Anreicherung des Brennstoffes mit Luft (Sauerstoff) so­ wie eine mikrofeine Zerstäubung des Brennstoffes erreicht. Dieses solchermaßen mit Luft angereicherte, mikrofein zerstäubte Brennstoff-Luft-Gemisch tritt dann unter Druck aus der Mikrozerstäuberdüse aus, zeichnet sich ferner durch eine ho­ he Zündwilligkeit verbunden mit hoher Energieausnutzung aus und ermöglicht letztendlich, wegen der Anreicherung der Brennstoffteilchen mit reichlich Luft (Sauerstoff) eine optimale Verbrennung. Durch eine entsprechende Regelung bzw. Einstellung der Drücke des Brennstoffs und der Luft besteht zudem auch die Möglichkeit, den Grad der Anreicherung und Zerstäubung zu steuern, was bei­ spielsweise auch über eine Lambda-Regelung geschehen kann.A first advantage from a cost perspective is that the invention compares with a wise simple single-jet nozzle, for example in the case of Fuel injectors on complicated and expensive multi-hole Injection nozzles can be dispensed with. With particular advantage, however, is with the micro-atomizer downstream of the outlet area of the single-jet nozzle a very intensive enrichment of the fuel with air (oxygen) how microfine atomization of the fuel is achieved. This way air-enriched, microfine atomized fuel-air mixture then occurs under pressure from the micro atomizer nozzle, is further characterized by a ho he willingness to ignite combined with high energy utilization and enables ultimately, because of the enrichment of the fuel particles with plenty of air (Oxygen) optimal combustion. Through an appropriate regulation or setting the pressures of the fuel and air also exists Possibility to control the degree of enrichment and atomization, which at for example, can also be done via a lambda control.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Lösung anhand mehrerer in der Zeich­ nung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Below is the solution according to the invention based on several in the drawing tion illustrated embodiments explained in more detail. In the drawing demonstrate:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, Fig. 1 a first embodiment of tung Vorrich according to the invention,

Fig. 2 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in anderer Anwendung, Fig. 2 shows the embodiment of FIG. 1 in a different application,

Fig. 3 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einer weiteren Anwen­ dung, Figure 3 dung. The embodiment of FIG. 1 in a further applicati,

Fig. 4, 5, 6 und 7 je eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung, Fig. 4, 5, 6 and 7 each show another embodiment of the invention Before direction,

Fig. 8 eine Ansicht der Mikrozerstäuberdüse aus Fig. 7 von hinten, und Fig. 8 is a view of the Mikrozerstäuberdüse in FIG. 7 from behind, and

Fig. 9 einen Schnitt durch die Mikrozerstäuberdüse gemäß Fig. 8 ent­ lang der dort eingetragenen Schnittlinie IX-IX. Fig. 9 shows a section through the micro atomizer nozzle of FIG. 8 ent along the section line IX-IX entered there.

In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile des besseren Ver­ ständnisses wegen mit gleichem Bezugszeichen angezogen.In the figures, the same or corresponding parts of the better Ver for the sake of the same reference number.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus der Kombination einer Ein- Strahl-Düse 1 mit einer sich an deren Austrittsbereich anschließenden Mikrozer­ stäuberdüse 2. Unter Ein-Strahl-Düse ist dabei eine solche zu verstehen, aus deren Düsenkörper 1/1 das über sie bereitgestellte Medium durch eine zentrale Aus­ gangsbohrung 1/2 austritt. Bei diesem Medium kann es sich je nach Anwendungs­ fall um flüssigen Brennstoff jedweder Art oder Druckluft handeln. Die Mikrozer­ stäuberdüse 2 kann ein- oder mehrteilig ausgebildet und vorne an der Ein-Strahl- Düse 1 angeschraubt oder zumindest teilweise in die Ein-Strahl-Düse, dort an de­ ren vorderem Ende integriert sein. Grundsätzlich kann somit die Ein-Strahl-Düse 1 zur Bereitstellung eines Brennstoffstrahles ausgebildet und mit einer Mikrozer­ stäuberdüse 2 kombiniert sein, die zur Zuspeisung mehrerer Druckluftstrahlen in den die Ein-Strahl-Düse 1 verlassenden Brennstoffstrahl dient. Alternativ hierzu kann die Ein-Strahl-Düse 1 grundsätzlich auch zur Bereitstellung eines Druckluft­ strahles ausgebildet und mit einer Mikrozerstäuberdüse 2 kombiniert sein, die zur Zuspeisung mehrerer Brennstoffstrahlen in den die Ein-Strahl-Düse 1 verlas­ senden Brennstoffstrahl dient.The device according to the invention consists of the combination of a single-jet nozzle 1 with a micro atomizer nozzle 2 adjoining its outlet region. One-jet nozzle is to be understood as one from whose nozzle body 1/1 the medium provided through it exits through a central outlet bore 1/2 . Depending on the application, this medium can be liquid fuel of any kind or compressed air. The micro atomizer nozzle 2 can be made in one or more parts and screwed to the front of the single-jet nozzle 1 or at least partially integrated into the single-jet nozzle, there at the front end. Basically, the single-jet nozzle 1 can thus be designed to provide a fuel jet and can be combined with a micro atomizer nozzle 2 , which is used to feed several compressed air jets into the fuel jet leaving the single-jet nozzle 1 . As an alternative to this, the single-jet nozzle 1 can in principle also be designed to provide a compressed air jet and be combined with a micro-atomizer nozzle 2 , which is used to feed several fuel jets into the fuel jet leaving the single-jet nozzle 1 .

Grundsätzlich weist die Mikrozerstäuberdüse 2 eine zentrale, sich an die Aus­ gangsbohrung 1/2 der Ein-Strahl-Düse 1 in koaxialer Verlängerung derselben an­ schließende Durchgangsbohrung 3 und eine Mischkammer 4 auf, die durch eine radiale Erweiterung der Durchgangsbohrung 3 gebildet ist. In dieser Mischkam­ mer 4 führen eingeleitete und dort zentrisch aufeinander treffende Brennstoff- und Luftstrahlen zu einer innigen Brennstoff-Luftvermischung und Brennstoff- Feinzerstäubung. Zu diesem Zweck sind in der Mikrozerstäuberdüse 2 ein Vorla­ geraum 5 und davon abgehende sowie in die Mischkammer 4 ausmündende Strahlkanäle 6 für das auszubringende Medium gegeben. Die Strahlkanäle 6 sind durch Bohrungen realisiert, die gleichmäßig um die Mischkammer 4 verteilt in diese ausmünden. Dabei können zwei, drei, vier, sechs oder acht Strahlkanäle 6 vorgesehen sein, wobei bei zwei Strahlkanälen 6 diese um 180°, bei drei Strahlka­ nälen 6 diese um 120°, bei vier Strahlkanälen 6 diese um 90°, bei sechs Strahlkanä­ len 6 diese um 60° und bei acht Strahlkanälen 6 diese um 45° winkelmäßig zuein­ ander versetzt sind. Dabei können die Strahlkanäle 6 und deren Austrittsöffnun­ gen so verlaufen, daß die in die Mischkammer 4 austretenden Medium-Strahlen den aus der Ein-Strahl-Düse austretenden und zentral in die Mischkammer 4 ein­ geleiteten Strahl dort im wesentlichen senkrecht treffen. Im Fall gemäß Fig. 5 bei­ spielsweise sind die Strahlkanäle 6 direkt radial in einer senkrechten Ebene zur Rotationsachse angeordnet. Im Fall gemäß Fig. 7, 8, 9 sind die Strahlkanäle 6 achsparallel zur Rotationsachse angeordnet und die aus diesen Strahlkanälen 6 austretenden Strahlen werden durch eine Kante der Mischkammer 4 senkrecht zur Rotationsachse hin umgelenkt. In einer weiteren Alternative können die Strahlkanäle 6 auch so verlaufen, daß die in die Mischkammer 4 austretenden Strahlen schräg nach vorne gerichtet auf den aus der Ein-Strahl-Düse 1 aus- und in die Mischkammer 4 eintretenden Strahl treffen, welche Ausführungsform in den Beispielen gemäß Fig. 1, 2, 3,4 und 5 gegeben ist.Basically, the micro atomizer nozzle 2 has a central, from the output bore 1/2 of the single-jet nozzle 1 in a coaxial extension of the same through closing bore 3 and a mixing chamber 4 , which is formed by a radial expansion of the through bore 3 . In this Mischkam mer 4 introduced and there centrally encountered fuel and air jets lead to an intimate fuel-air mixture and fuel atomization. For this purpose, a Vorla space 5 and outgoing and out into the mixing chamber 4 blasting channels 6 are given in the micro atomizer nozzle 2 for the medium to be dispensed. The jet channels 6 are realized by bores which open out into the mixing chamber 4 and are distributed uniformly around the latter. And wherein two, three, four, six or eight beam channels 6 be provided with 6, this 6, these by 120 °, wherein four beam channels 6, this len by 90 °, at six Strahlkanä 180 ° nälen at three Strahlka at two beam channels 6 these by 60 ° and with eight jet channels 6 these are offset at 45 ° from one another. The beam channels 6 and their Austrittsöffnun gene can extend so that the emerging into the mixing chamber 4 Medium-beams emerging from the single-jet nozzle and hit the center of the mixing chamber 4, a beam directed substantially perpendicularly there. In the case of FIG. 5, for example, the jet channels 6 are arranged directly radially in a plane perpendicular to the axis of rotation. In the case of FIG. 7, 8, 9, the beam channels 6 are arranged axially parallel to the rotation axis and the beam emerging from these passages 6 rays are deflected by an edge of the mixing chamber 4 perpendicular to the axis of rotation out. In a further alternative, the jet channels 6 can also run in such a way that the jets emerging in the mixing chamber 4 are directed obliquely towards the front and exit the jet coming out of the single-jet nozzle 1 and into the mixing chamber 4 , which embodiment is shown in the examples is given in Fig. 1, 2, 3,4 and 5.

Im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7 bis 9 ist die Mikrozerstäuberdüse 2 einteilig ausgebildet und weist ein Innengewinde 7, mit dem sie vorne an der Ein- Strahl-Düse 1 an einem dort gegebenen Außengewinde 8 aufgeschraubt ist, so­ wie einen Speisekanal mit Anschluß 12 für das in den Vorlageraum 5 einzuleiten­ de Medium auf.In the case of the exemplary embodiment according to FIGS. 7 to 9, the micro-atomizer nozzle 2 is formed in one piece and has an internal thread 7 with which it is screwed on to the front of the single-jet nozzle 1 on an external thread 8 provided there, such as a feed channel with connection 12 for the medium to be introduced into the template room 5 .

Im Fall der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1, 2, 3,4 und 5 ist die Mikrozerstäu­ berdüse 2 zweiteilig ausgebildet und besteht aus einer Außenhülse 9 und einem Innenstück 10. Die Außenhülse 9 weist dabei ein Innengewinde 11 für die An­ schraubung an der Ein-Strahl-Düse 1 und einen Speisekanal mit Anschluß 12 für das in den Vorlageraum 5 einzuleitende Medium auf. Das Innenstück 10 weist die zentrale Durchgangsbohrung 3, die Mischkammer 4, den in Form wenigstens ei­ ner außen umlaufenden Ringnut gebildeten Vorlageraum 5 und die Strahlkanäle 6 auf. Das Innenstück 10 ist in Anbaulage der Mikrozerstäuberdüse 2 vorne an einer Schulter 13 der Außenhülse 9 sowie hinten an der vorderen Stirnfläche 14 der Ein-Strahl-Düse 1 abgestützt. Der Vorlageraum 5 ist dabei außen von der In­ nenwand 16 der Außenhülse 9 begrenzt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der sich an die Mischkammer 4 im Innenstück 10 vorn anschließende Durch­ trittskanal 15 in der Außenhülse 9 zusätzlich nach Art eines Venturirohres ausge­ bildet.In the case of the exemplary embodiments according to FIGS. 1, 2, 3, 4 and 5, the micro atomizer nozzle 2 is formed in two parts and consists of an outer sleeve 9 and an inner piece 10 . The outer sleeve 9 has an internal thread 11 for screwing on to the single-jet nozzle 1 and a feed channel with connection 12 for the medium to be introduced into the storage space 5 . The inner piece 10 has the central through hole 3 , the mixing chamber 4 , the storage space 5 formed in the form of at least one outer circumferential annular groove 5 and the jet channels 6 . The inner piece 10 is supported in the mounting position of the micro-atomizer nozzle 2 on the front on a shoulder 13 of the outer sleeve 9 and on the rear on the front end face 14 of the single-jet nozzle 1 . The storage space 5 is bounded on the outside by the inner wall 16 of the outer sleeve 9 . In the embodiment according to FIG. 4, the connection to the mixing chamber 4 in the inner piece 10 at the front is formed by an additional passage 15 in the outer sleeve 9 in the manner of a Venturi tube.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung besteht auch die Möglichkeit, wie aus Fig. 6 ersichtlich, die Mikrozerstäuberdüse 2 zumindest teilweise in die Ein- Strahl-Düse 1, dort in deren vorderen Endbereich zu integrieren. Dabei sind am vorderen Endbereich der Ein-Strahl-Düse 1 der in Form einer außen umlaufenden Ringnut realisierte Vorlageraum 5, die in koaxialer Verlängerung der Ausgangs­ bohrung 1/2 verlaufende Durchgangsbohrung 3, die Mischkammer 4 und die Strahlkanäle 6 der Mikrozerstäuberdüse 2 ausgebildet. Die solchermaßen gestal­ tete Ein-Strahl-Düse 1 ist in eine den Vorlageraum 5 außen begrenzende Aufnah­ mebohrung 17 eines Düsengehäuses bzw. Trägerorganes 18 eingeschraubt und vor sowie hinter dem Vorlageraum 5 durch Dichtungen 19, 20, die einen Austritt des Mediums aus letzteren verhindern, abgedichtet. Der Vorlageraum 5 ist an ei­ ne durch den Düsenkörper der Ein-Strahl-Düse 1 oder das Düsengehäuse bzw. Trägerorgan 18 gehenden Speisekanal 21 mit dem über die Strahlkanäle 6 auszu­ bringenden Medium versorgbar.In a further alternative embodiment, there is also the possibility, as can be seen from FIG. 6, of integrating the micro-atomizer nozzle 2 at least partially into the single-jet nozzle 1 , there in its front end region. In this case, at the front end region of the single-jet nozzle 1, the storage space 5 realized in the form of an outer circumferential annular groove 5 , the through-bore 3 extending in a coaxial extension of the outlet bore 1/2 , the mixing chamber 4 and the jet channels 6 of the micro-atomizer nozzle 2 are formed. The one-jet nozzle 1 designed in this way is screwed into a bore 17 of a nozzle housing or support member 18 which delimits the storage space 5 on the outside and is screwed in front of and behind the storage space 5 by seals 19 , 20 which prevent the medium from escaping from the latter, sealed. The storage space 5 is on egg ne through the nozzle body of the single-jet nozzle 1 or the nozzle housing or support member 18 outgoing feed channel 21 with the medium to be brought out via the jet channels 6 .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Brennkraftmaschinen verschiedenster Bauart oder Brennern für Haushalts- und Industriezwecke anwendbar. Die Aus­ führungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß Fig. 1, 2,4, 6 und 7 bis 9 sind sowohl in einem Brenner-System als auch einem Vergaser verwend­ bar, welch letzterer einem Ottomotor vorgeordnet ist. Die Druckluftzufuhr in die Mischkammer 4 kann dabei kontinuierlich oder durch eine spezielle Steuerein­ richtung getaktet sein. Die Brennstoffzufuhr in die Mischkammer 4 kann dabei freisaugend oder kontinuierlich oder durch eine spezielle Steuereinrichtung takt­ weise erfolgen. Die Ausführungsformen der Fig. 3 und 5 kommen in Verbindung mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung einer direkt einspritzenden Brennkraft­ maschine zur Anwendung, wobei die Brennstoffzufuhr in die Mischkammer 4 durch die taktweise gesteuerte Ventilnadel 1/3 der Ein-Strahl-Düse 1 und die Druckluftzufuhr in die Mischkammer 4 auf die Taktung der Düsennadel 1/3 abge­ stellt entsprechend taktweise durch eine Steuereinrichtung gesteuert erfolgt.The device according to the invention can be used in a wide variety of internal combustion engines or burners for household and industrial purposes. The imple mentation of the devices according to the invention according to FIG. 1, 2,4, 6 and 7 to 9 are both in a burner system and a carburetor verwend bar, the latter a gasoline engine is disposed upstream. The compressed air supply in the mixing chamber 4 can be clocked continuously or by a special Steuerein direction. The fuel supply to the mixing chamber 4 can be sucked free or continuously or cyclically by a special control device. The embodiments of FIGS. 3 and 5 are used in connection with the fuel injection device of a direct-injection internal combustion engine, the fuel supply into the mixing chamber 4 through the cyclically controlled valve needle 1/3 of the single-jet nozzle 1 and the compressed air supply into the mixing chamber 4 on the clocking of the nozzle needle 1/3 abge is controlled in accordance with the clock by a control device.

Ersichtlicherweise läßt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Variierung so­ wohl des Druckes und der Menge des Brennstoffes als auch eine Variierung des Druckes der in die Mischkammer 4 einzuspeisenden Druckluft zu, so daß hier­ durch gezielt der Grad der Vermischung von Brennstoff mit Luft und der Zerstäu­ bung des Brennstoffes regelbar ist, beispielsweise auch im Sinne der Herbeifüh­ rung eines bestimmten Brennstoff-Luft-Verhältnisses (Lambda-Regelung).Obviously, the device according to the invention allows a variation of the pressure and the amount of the fuel as well as a variation of the pressure of the compressed air to be fed into the mixing chamber 4 , so that here the degree of mixing of fuel with air and the atomization of the fuel are targeted can be regulated, for example also in the sense of bringing about a certain fuel-air ratio (lambda control).

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Vermischung zweier fluider Medien, wobei das erste Medi­ um ein Brennstoff und das zweite Medium Luft ist oder umgekehrt, mit ei­ ner Ein-Strahl-Düse, die eine zentrale Zutrittsbohrung für das unter Druck zugeführte erste Medium aufweist, mit einer zentralen Mischkammer, mit einer Zuleitung für das unter Druck zugeführte zweite Medium und mit ei­ ner Austrittsöffnung für das Brennstoff/Luft-Gemisch, wobei das erste Me­ dium und das zweite Medium in der Mischkammer zentrisch aufeinander treffen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikrozerstäuberdüse (2) vorge­ sehen ist, deren zentrale Durchgangsbohrung (3) für das erste Medium sich an den Austritt (1/2) der Ein-Strahl-Düse (1) anschließt, daß die Mischkam­ mer (4) sich an die zentrale Durchgangsbohrung (3) anschließt und in der Mikrozerstäuberdüse (2) ausgebildet ist und daß die Zuleitung für das zwei­ te Medium durch Kanäle (6) in der Mikrozerstäuberdüse (2) erfolgt.1. Device for mixing two fluid media, the first medium being a fuel and the second medium being air or vice versa, with a single-jet nozzle which has a central access bore for the first medium supplied under pressure, with a central one Mixing chamber, with a feed line for the second medium supplied under pressure and with an outlet opening for the fuel / air mixture, the first medium and the second medium meeting centrally in the mixing chamber, characterized in that a micro-atomizer nozzle ( 2 ) is seen, the central through hole ( 3 ) for the first medium at the outlet ( 1/2 ) of the single-jet nozzle ( 1 ) that the Mischkam mer ( 4 ) adjoins the central through hole ( 3 ) and is formed in the micro-atomizer nozzle ( 2 ) and that the supply line for the two-th medium through channels ( 6 ) in the micro-atomizer nozzle ( 2 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-Strahl- Düse (1) zur Bereitstellung eines Brennstoffstrahles und die Mikrozerstäu­ berdüse (2) für eine Zuspeisung mehrerer Druckluftstrahlen in den die Ein- Strahl-Düse (1) verlassenden und über die Durchgangsbohrung (3) in die Mischkammer (4) eingeleiteten Brennstoffstrahl ausgebildet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the single-jet nozzle ( 1 ) for providing a fuel jet and the micro-atomizing nozzle ( 2 ) for feeding a plurality of compressed air jets into and out of the single-jet nozzle ( 1 ) the through hole ( 3 ) is formed in the mixing chamber ( 4 ) introduced fuel jet. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-Strahl- Düse (1) zur Bereitstellung eines Druckluftstrahles und die Mikrozerstäuber­ düse (2) für eine Zuspeisung mehrerer Brennstoffstrahlen in den die Ein- Strahl-Düse (1) verlassenden und über die Durchgangsbohrung (3) in die Mischkammer (4) eingeleiteten Druckluftstrahl ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the single-jet nozzle ( 1 ) for providing a compressed air jet and the micro-atomizer nozzle ( 2 ) for feeding a plurality of fuel jets into the one-jet nozzle ( 1 ) and leaving the through hole ( 3 ) into the mixing chamber ( 4 ) is formed by a compressed air jet. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mikrozerstäuberdüse (2) die Mischkammer (4) durch eine radiale Erweiterung der zentralen Durchgangsbohrung (3) gebildet ist.4. Device according to one of claims 2 and 3, characterized in that in the micro atomizer nozzle ( 2 ), the mixing chamber ( 4 ) is formed by a radial expansion of the central through bore ( 3 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mikrozerstäuberdüse (2) ein Vorlageraum (5) und davon abge­ hende sowie in die Mischkammer (4) ausmündende Strahlkanäle (6) für das auszubringende Medium vorgesehen sind. 5. Device according to one of claims 2, 3 and 4, characterized in that in the micro-atomizer nozzle ( 2 ) a storage space ( 5 ) and abge starting and in the mixing chamber ( 4 ) opening out jet channels ( 6 ) are provided for the medium to be dispensed . 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlkanä­ le (6) gleichmäßig um die Mischkammer (4) verteilt in diese ausmünden, mithin
  • - bei zwei Strahlkanälen (6) diese um 180°,
  • - bei drei Strahlkanälen (6) diese um 120°,
  • - bei vier Strahlkanälen (6) diese um 90°,
  • - bei sechs Strahlkanälen (6) diese um 60°, und
  • - bei acht Strahlkanälen (6) diese um 45°
6. The device according to claim 5, characterized in that the Strahlkanä le ( 6 ) evenly distributed around the mixing chamber ( 4 ) open into this, consequently
  • - in the case of two jet channels ( 6 ), these by 180 °,
  • - with three jet channels ( 6 ) these by 120 °,
  • - with four jet channels ( 6 ), these by 90 °,
  • - With six beam channels ( 6 ) by 60 °, and
  • - With eight jet channels ( 6 ) this by 45 °
winkelmäßig zueinander versetzt sind.are angularly offset from one another. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlkanäle (6) so, daß die in die Mischkammer (4) austretenden Strahlen den zentral in die Mischkammer (4) eingeleiteten Strahl im wesent­ lichen senkrecht treffen, angeordnet sind.7. Device according to one of claims 5 and 6, characterized in that the beam channels (6) so that the emerging into the mixing chamber (4) beams meet the central introduced into the mixing chamber (4) beam in Wesent union perpendicularly, are arranged . 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlkanäle (6) so, daß die in die Mischkammer (4) austretenden Strahlen schräg nach vorn gerichtet auf den zentral in die Mischkammer (4) eingeleiteten Strahl treffen, angeordnet sind.8. Device according to one of claims 5 and 6, characterized in that the jet channels ( 6 ) are arranged so that the jets emerging in the mixing chamber ( 4 ) are directed obliquely forward onto the jet introduced centrally into the mixing chamber ( 4 ) are. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrozer­ stäuberdüse (2) einteilig ausgebildet ist und ein Innengewinde (7) aufweist, mit dem sie vorne an der Ein-Strahl-Düse (1) an einem dort gegebenen Au­ ßengewinde (8) aufgeschraubt ist.9. The device according to claim 5, characterized in that the micro atomizer nozzle ( 2 ) is formed in one piece and has an internal thread ( 7 ) with which it at the front of the single-jet nozzle ( 1 ) on a given external thread ( 8 ) is screwed on. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrozer­ stäuberdüse (2) zweiteilig ausgebildet ist und aus einer Außenhülse (9) und einem Innenstück (10) besteht, wobei die Außenhülse (9) ein Innengewin­ de (11) für Anschraubung an der Ein-Strahl-Düse (1) und einen Speisekanal mit Anschluß (12) für das in den Vorlageraum (5) einzuleitende Medium aufweist, und wobei das Innenstück (10) die zentrale Durchgangsboh­ rung (3), die Mischkammer (4), den in Form wenigstens einer außen umlau­ fenden Ringnut gebildeten Vorlageraum (5) und die Strahlkanäle (6) auf­ weist, und wobei das Innenstück (10) in Anbaulage vorne an einer Schul­ ter (13) der Außenhülse (9) sowie hinten an der vorderen Stirnfläche (14) der Ein-Strahl-Düse (1) abgestützt sowie der Vorlageraum (5) außen von der In­ nenwand (16) der Außenhülse (9) begrenzt ist.10. The device according to claim 5, characterized in that the micro atomizer nozzle ( 2 ) is formed in two parts and consists of an outer sleeve ( 9 ) and an inner piece ( 10 ), the outer sleeve ( 9 ) having an internal thread de ( 11 ) for screwing on the single-jet nozzle ( 1 ) and a feed channel with connection ( 12 ) for the medium to be introduced into the storage space ( 5 ), and wherein the inner piece ( 10 ), the central through hole ( 3 ), the mixing chamber ( 4 ), the storage space ( 5 ) and the jet channels ( 6 ) formed in the form of at least one outer circumferential groove, and the inner piece ( 10 ) in the installed position at the front of a school ter ( 13 ) of the outer sleeve ( 9 ) and at the rear of the front End face ( 14 ) of the single-jet nozzle ( 1 ) is supported and the storage space ( 5 ) on the outside by the inner wall ( 16 ) of the outer sleeve ( 9 ) is limited. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich an die Mischkammer (4) im Innenstück (10) vorn anschließender Durchtrittska­ nal (15) in der Außenhülse (9) nach Art eines Venturirohres ausgebildet ist.11. The device according to claim 10, characterized in that one of the mixing chamber ( 4 ) in the inner piece ( 10 ) at the front subsequent Durchgangska channel ( 15 ) in the outer sleeve ( 9 ) is designed in the manner of a Venturi tube. 12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrozer­ stäuberdüse (2) zumindest teilweise in die Ein-Strahl-Düse (1), dort in deren vorderen Endbereich integriert ist.12. The apparatus according to claim 5, characterized in that the micro atomizer nozzle ( 2 ) is at least partially integrated into the single-jet nozzle ( 1 ), there in its front end region. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Endbereich der Ein-Strahl-Düse (1) der in Form einer außen umlaufenden Ringnut realisierte Vorlageraum (5), die in koaxialer Verlängerung der Aus­ gangsbohrung (1/2) verlaufende Durchgangsbohrung (3), die Mischkam­ mer (4) und die Strahlkanäle (6) der Mikrozerstäuberdüse (2) ausgebildet sind, wobei die solchermaßen ausgestaltete Ein-Strahl-Düse (1) in eine den Vorlageraum (5) außen begrenzende Aufnahmebohrung (17) eines Düsen­ gehäuses bzw. Trägerorganes (18) eingeschraubt und vor sowie hinter dem Vorlageraum (5) durch Dichtungen (19, 20) abgedichtet ist, und wobei zum Vorlageraum (5) durch den Düsenkörper (1/1) der Ein-Strahl-Düse (1) oder das Düsengehäuse bzw. Trägerorgan (18) ein Speisekanal (21) für Zuleitung des über die Strahlkanäle (6) auszubringenden Mediums führt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that at the front end region of the single-jet nozzle ( 1 ) in the form of an outer circumferential annular groove realized template space ( 5 ), the in a coaxial extension of the output bore ( 1/2 ) extending through hole ( 3 ), the mixing chamber ( 4 ) and the jet channels ( 6 ) of the micro atomizer nozzle ( 2 ) are formed, the single jet nozzle ( 1 ) thus configured in a receiving bore ( 17 ) which delimits the storage space ( 5 ) on the outside Nozzle housing or support member ( 18 ) is screwed in and is sealed in front of and behind the storage space ( 5 ) by seals ( 19 , 20 ), and to the storage space ( 5 ) through the nozzle body ( 1/1 ) of the single-jet nozzle ( 1 ) or the nozzle housing or carrier member ( 18 ) leads a feed channel ( 21 ) for supplying the medium to be discharged via the jet channels ( 6 ). 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Ver­ wendung in Verbindung mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung einer direkt einspritzenden Brennkraftmaschine.14. Device according to claims 1 and 2, characterized by their Ver application in connection with the fuel injector one directly injecting internal combustion engine. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Vergaser, der einem Ottomotor vorgeordnet ist.15. The device according to one of claims 2 and 3, characterized by its Use in a carburetor upstream of a gasoline engine. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Brenner für Haushalts- oder Industriezwecke.16. The device according to one of claims 2 and 3, characterized by its Use in a burner for household or industrial use.
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