(19)
(11) EP 0 220 384 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
06.05.1987  Patentblatt  1987/19

(21) Anmeldenummer: 86109919.0

(22) Anmeldetag:  19.07.1986
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F23D 11/44
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH FR GB IT LI LU NL SE

(30) Priorität: 26.07.1985 DE 3526866

(71) Anmelder: FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH GMBH
52425 Jülich (DE)

(72) Erfinder:
  • Förster, Siegfried, Dr.
    D-5110 Alsdorf (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verdampfer für flüssigen Brennstoff zur Erzeugung eines Brennstoff-Luft-Gemisches


    (57) Zur Erzeugung eines zündfähigen Brennstoff-Luft-Gemisches weist ein Verdampfer für flüssigen Brennstoff innerhalb eines Strömungsraumes (3) für Verbrennungsluft einen Verdunstungskörper auf, dessen von der Verbrennungsluft umströmte Oberfläche mit Brennstoff benetzbar ist. Als Verdunstungskörper dient eine umwälzbare Kugelschüttung (4), deren sich jeweils am Rande der Kugelschüttung befindende Kugeln (16a) mit temperierbaren Wänden (25) des Strömungsraumes (3) in wärmeleitender Verbindung stehen. Die Kugeln (16) der Kugelschüttung (4) werden in einer drehbar gelagerten Umwälzeinrichtung (19) bewegt. Zur Benetzung der Kugeln (16) mit Brennstoff dient die zum Strömungsraum (3) geführte Verbrennungsluft, die flüssigen Brennstoff in feiner Verteilung enthält. Der Verdampfer ist in Figur 1 schematisch dargestellt.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfer für flüssigen Brennstoff zur Erzeugung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mit einem Verdunstungskörper für den Brennstoff, der innerhalb eines Strömungsraumes für Verbrennungsluft angeordnet ist. Die von der Verbrennungsluft angeströmte Oberfläche des Verdunstungskörpers ist mit Brennstoff benetzt.

    [0002] Verdampfer dieser Art sind bekannt. So wird beispielsweise in DE-PS 31 22 770 eine Einrichtung zur Ausbildung eines zündfähigen Gemisches aus flüssigem Brennstoff und Verbrennungsluft beschrieben, bei der der Brennstoff von einer von Brennstoff benetzten Oberfläche in vorgewärmte Verbrennungsluft verdunstet, die an der Oberfläche vorbeiströmt. Dabei treten jedoch beispielsweise bei Verwendung von Heizöl als Flüssigbrennstoff an der Verdunstungsfläche Ablagerungen auf, die den Langzeitbetrieb des Verdampfers beeinträchtigen. Auch ist unter Berücksichtigung des sich auf dem Verdunstungskörper infolge Schwerkraftförderung bildenden Rieselfilms, dessen Verdunstungsoberfläche nicht ausreichend groß ausgebildet werden kann, die Lufttemperatur höher einzustellen, als es zur Vermeidung von Crackprodukten im Heizöl wünschenswert wäre. Schwierig ist es außerdem, den Austrag von vom Brennstoff-Luft-Gemisch mitgerissenen Brennstofftröpfchen zu vermeiden, um ein nur aus Brennstoffdampf und Verbrennungsluft zusammengesetzes Brennstoff-Luft-Gemisch und damit eine schadstoffarme Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu erreichen.

    [0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen Verdampfer für flüssigen Brennstoff zu schaffen, der bei großer Verdunstungsoberfläche auf kleinem Raum die Erzeugung eines in seiner Qualität gleichmäßigen Brennstoff-Luft-Gemisches gestattet.

    [0004] Diese Aufgabe wird bei einem Verdampfer der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Als Verdunstungskörper im Strömungsraum dient eine umwälzbare Kugelschüttung, deren Temperatur durch Wärmeleitung von den Wänden des Strömungsraumes her eingestellt wird. Dabei stellt sich durch die Umwälzung der Kugelschüttung und die Wärmeübertragung auf die sich jeweils am Rande der Kugelschüttung in wärmeleitender Verbindung mit den temperierten Wänden des Strömungsraumes befindenden Kugeln eine rasche und gleichmäßige Erwärmung der Kugelschüttung ein. Die von der Kugelschüttung zur Verfügung gestellte große Verdunstungsoberfläche erlaubt darüber hinaus die Ausbildung verhältnismäßig dünner Brennstoffilme, die unter Vermeidung von übertemperaturen aufheizbar sind. Das Umwälzen der Kugeln bringt darüber hinaus eine ständige Bewegung und Verlagerung der Verdunstungskörper mit sich, so daß sich Schlierenströmungen vermeiden lassen, die zu ungleichmäßiger Ausbildung des Brennstoff-Luft-Gemisches führen.

    [0005] In weiterer Ausbildung der Erfindung ist im Strömungsraum eine Umwälzeinrichtung für die Kugeln der Kugelschüttung drehbar gelagert, Patentanspruch 2. Die Umwälzeinrichtung kann radial ausgerichtete oder auch in Schraubenlinien angeordnete Flügel aufweisen, die die Lage der Kugeln verändern und dafür Sorge tragen, daß die Kugeln wechselseitig mit den temperierten Wänden des Strömungsraumes in Berührung kommen und sich auf die für die Verdunstung des Brennstoffs gewünschte Temperatur einstellen.

    [0006] Zur Benetzung der Kugelschüttung mit Brennstoff ist es nach Patentanspruch 3 vorgesehen, in den Strömungsraum Verbrennungsluft einzuführen, die den flüssigen Brennstoff in feiner Verteilung enthält. Von der Verbrennungsluft wird der Brennstoff in die Kugelschüttung eingetragen. Der Brennstoff schlägt sich dort zumindest teilweise zunächst auf der Oberfläche der Kugeln nieder und wird dann durch Aufheizen von Brennstoff und Verbrennungsluft entsprechend dem dabei steigenden Partialdruck des Brennstoffs in die Verbrennungsluft verdunstet. Das sich dabei ausbildende Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt in vorteilhafter Weise sehr schadstoffarm.

    [0007] Verbrennungsluft und Brennstoff können dem Verdampfer in vorteilhafter Weise bei Umgebungstemperatur zugeführt werden. Die Verbrennungsluft und der von ihr in feiner Verteilung mitgeführte Brennstoff treten somit kalt im Eingangsbereich des Verdampfers ein. Damit das sich auf diese Weise während des Betriebszustandes einstellende Temperaturprofil im Verdampfer von Betriebsbeginn an auch schon in der Startphase vorhanden ist, weist der Verdampfer nach Patentanspruch 4 im Eingangsbereich für die Verbrennungsluft eine Kühlzone auf. Die Wände des Strömungsraumes werden im Eingangsbereich also von einem Kühlmittel gekühlt. Im übrigen sind die Wände des Strömungsraumes beheizt.

    [0008] Das im Strömungsraum gebildete Brennstoff-Luft-Gemisch wird aus dem Strömungsraum in eine Gemischkammer geleitet, die an ihrem Ausgang zur Brennkammer hin abschließbar ist. Es läßt sich so sowohl in der Startphase als auch beim Abschalten der Zugang von brennbarem Brennstoff-Luft-Gemisch zur Brennkammer vollständig absperren. Um gegebenenfalls vom Brennstoff-Luft-Gemisch mitgeführte, nicht verdampfte Brennstoffteilchen noch vor Eintritt in die Brennkammer abscheiden zu können, ist nach Patentanspruch 6 in der Gemischkammer eine Einrichtung zur Umlenkung des Brennstoff-Luft-Gemischstromes angeordnet. Bevorzugt wird diese Einrichtung vom Verschluß der Brennkammer bei dessen Offenstellung gebildet, Patentanspruch 7.

    [0009] Zur Beheizung der Wände des Strömungsraumes ist nach Patentanspruch 8 eine elektrische Heizung vorgesehen. Diese Heizung dient vor allem zum Vorheizen des Strömungsraumes in der Startphase bevor mit Brennstoff beladene Verbrennungsluft in den Strömungsraum eintritt. Während des Betriebes läßt sich der Strömungsraum nach Patentanspruch 9 vorteilhaft mit einem Teilstrom des Brennstoff-Luft-Gemisches beheizen, der aus der Gemischkammer entnommen und gezündet wird. Das Verbrennungsgas wird nach Wärmeaustausch mit den Wänden des Strömungsraumes in die Brennkammer abgeleitet. Es läßt sich alternativ dazu auch heißes Abgas zur Erwärmung des Strömungsraumes einsetzen, Patentanspruch 10. Bei Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches in einem Motor läßt sich hierzu das Motorabgas benutzen.

    [0010] Zweckmäßig ist es, beim Eintragen des Brennstoffs in feiner Verteilung in die Verbrennungsluft, also noch vor Eintritt der mit Brennstoff beladenen Verbrennungsluft in den Strömungsraum, das Gemisch zu dosieren. Nach Patentanspruch 11 befindet sich deshalb vor dem Strömungsraum eine regulierbare Gemischdosierung. Bevorzugt besteht die Gemischdosierung aus gegeneinander verstellbaren Scheiben mit Durchströmöffnungen, die bei Verstellung der Scheiben ihren Durchtrittsquerschnitt für die Verbrennungsluft und den in feiner Verteilung eingetragenen Brennstoff verändern, Patentanspruch 12. Die Gemischdosierung ist in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft gesehen hinter einer Einspritzdüse für flüssigen Brennstoff angeordnet, Patentanspruch 13. Die Sprührichtung der Einspritzdüse ist gegen die Scheiben der Gemischdosierung gerichtet und versprüht den Brennstoff im überschuß. Zum Auffangen und Ableiten des überschüssigen Brennstoffes mündet im Bereich der Gemischdosierung eine Brennstoffableitung, Patentanspruch 14. Der überschüssige Brennstoff wird in den Brennstoffbehälter zurückgeführt. Zur Unterstützung der Gemischdosierung und um das benötigte Brennstoff-Luft-Gemisches rasch regeln zu können, ist die zum Strömungsraum geführte Verbrennungsluftmenge noch vor Zugabe von Brennstoff einstellbar, Patentanspruch 15.

    [0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung schematisch wiedergegeben ist. Die Zeichnung zeigt im einzelnen:

    Figur 1 Verdampfer im Längsschnitt gemäß Schnittlinie I/I nach Figur 2

    Figur 2 Querschnitt des Verdampfers gemäß Schnittlinie II/II nach Figur 1



    [0012] In der Zeichnung ist ein waagerecht angeordneter Verdampfer dargestellt mit einer Zuleitung 1 für Verbrennungsluft, einer Einspritzdüse 2 für flüssigen Brennstoff, einem von der Verbrennungsluft durchströmbaren Strömungsraum 3 mit einer Kugelschüttung 4, auf der sich ein in die Verbrennungsluft verdunstender Brennstoffilm bildet, sowie mit einer Gemischkammer 5 für das aus dem Strömungsraum 3 abziehende Brennstoff-Luft-Gemisch, das schließlich durch einen Flammenhalter 6 hindurch in eine Brennkammer 7 einströmt und dort gezündet wird. Die Zuleitung 1 für Verbrennungsluft mündet in eine Vorkammer 8, in der zwischen Einspritzdüse 2 und Eintritt zum Strömungsraum 3 eine Gemischdosierung 9 angeordnet ist. Die Gemischdosierung 9 besteht aus zwei Scheiben 10, 11 mit Durchströmöffnungen 12, 13, deren Durchtrittsquerschnitt mittels einer Verstelleinrichtung 14 veränderbar ist. Es läßt sich so die Menge des von der Verbrennungsluft in feiner Verteilung mitgeschleppten Brennstoffs auch bei konstantem Eintrag von Brennstoff über die Einspritzdüse 2 den gewünschten stöchiometrischen Bedingungen für die Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches entsprechend einstellen. Im Ausführungsbeispiel weist die Gemischdosierung 9 in ihrem Randbereich Schlitze 15 auf, durch die Verbrennungsluft auch bei geschlossenen Durchtrittsöffnungen 12, 13 in die Kugelschüttung 4 einströmen kann. Die Strömungswege der Verbrennungsluft in der Vorkammer 8 sind durch Strömungslinien a markiert.

    [0013] Die in die Vorkammer 8 eintretende Verbrennungsluft belädt sich hier mit Brennstoff, der von der Einspritzdüse 2 versprüht wird, und führt diesen in feiner Verteilung in den Strömungsraum 3 ein. Vom Brennstoffnebel wird die Oberfläche der Kugeln 16 der Kugelschüttung 4 benetzt. Es bildet sich auf den Kugeln ein sehr dünner Brennstoffilm aus. Die Kugelschüttung 4 wird im Strömungsraum 3 durch zwei entfernbare Frontplatten 17 gehalten, die den Strömungsraum in seinem Eingangsbereich 18 für Brennstoff und Verbrennungsluft sowie zur Gemischkammer 5 hin begrenzen. Die Frontplatten 17 sind netzartig ausgebildet und weisen Ausnehmungen mit öffnungsweiten auf, die geringer bemessen sind, als die Durchmesser der Kugeln 16.

    [0014] Mittels einer Umwälzeinrichtung 19 mit in die Kugelschüttung 4 hineinragenden Flügeln 20 werden die Kugeln 16 der Kugelschüttung 4 innerhalb des Strömungsraumes 3 umgewälzt. Die im Ausführungsbeispiel im zylindrischen Strömungsraum 3 koaxial angeordnete und drehbar gelagerte Umwälzeinrichtung 19 wird über ein Getriebe 21, das an einem Wellenstumpf 22 der Umwälzeinrichtung 19 außerhalb des Strömungsraumes 4 angesetzt ist, rotierend bewegt. Angetrieben wird die Umwälzeinrichtung 19 von einem außerhalb vom Verdampfergehäuse 23 angeordneten Elektromotor 24.

    [0015] Die Flügel 20 der Umwälzeinrichtung 19 sind im Ausführungsbeispiel radial gerichtet und eben ausgebildet. Sie sind versetzt zu einander derart angeordnet, daß die Kugeln bei Bewegung der Umwälzeinrichtung zwischen den Flügeln ausweichen können. Die axialen Flügellängen sind hierzu kürzer bemessen als die Ausdehnungen des Strömungsraumes. Statt radialer ebener Flügel lassen sich beispielsweise auch in Schraublinien angeordnete und schaufelförmig gekrümmte Flügel anbringen.

    [0016] Die umgewälzten Kugeln 16 kommen bei ihrer Bewegung im Strömungsraum 3 mit dessen Wänden 25 in Berührung und werden dabei auf die Wandtemperatur erwärmt. Die Wände 25 sind beheizt und nur im Eingangsbereich 18 des Strömungsraumes mittels eines Kühlmittels kühlbar. Hierzu umgibt den Eingangsbereich 18 eine Kühlmitmittelleitung 26, in die das Kühlmittel nach öffnen eines Absperrhahns 27 einleitbar ist. Gekühlt wird der Eingangsbereich 18 insbesondere bei Aufheizung der Wände 25 in der Startphase des Verdampfers. Die Temperatur im Eingangsbereich 18 läßt sich dann auf Umgebungstemperatur halten, auf einer Temperatur also, mit der im Betrieb die mit Brennstoff beladene Verbrennungsluft in den Strömungsraum eintritt.

    [0017] Zur Beheizung der Wände 25 des Strömungsraumes 3 ist einerseits eine elektrische Heizung 28 vorgesehen, die die Wände 25 vor Inbetriebnahme des Verdampfers auf Betriebstemperatur vorwärmt. Zur Beheizung während des Betriebes ist im Ausführungsbeispiel eine Verbrennung eines Teils des im Verdampfer erzeugten Brennstoff-Luft-Gemisches vorgesehen. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird über einen Bypass 29 aus der Gemischkammer 5 abgezogen und in einem den Strömungsraum 3 umgebenden Mantelraum 30 zwischen Wänden 25 und Verdampfergehäuse 23 gezündet. Im Bypass 29 ist eine im Ausführungsbeispiel als Schieber 31 ausgebildete Regelung für den Zustrom des Brennstoff-Luft-Gemisches zum Mantelraum 30 angeordnet. Das bei der Verbrennung erzeugte Verbrennungsgas wird nach Wärmeabgabe an die Wände 25 des Strömungsraumes, die zur Verbesserung des Wärmeüberganges Rippen 25' aufweisen, über eine Ableitung 32 in die Brennkammer 7 abgeführt.

    [0018] Die Temperatur der Wände 25 wird so eingestellt, daß innerhalb der Kugelschüttung 4 eine für die vollständige Verdampfung des Brennstoffs ausreichende Temperatur erreicht ist. Zu einer gleichmäßigen Erwärmung aller Kugeln 16 im Strömungsraum 3 trägt insbesondere der ständige Ortswechsel jeder Kugel 16 in der Kugelschüttung 4 bei, wobei insbesondere die Kugeln 16a am Rande des Strömungsraumes, die die Wände 25 berühren, zum konvektiven Wärmetransport in die Kugelschüttung 4 hinein beitragen.

    [0019] In der dem Strömungsraum 3 nachgeschalteten Gemischkammer 5 ist als Platte eine Umlenkeinrichtung 33 für die Gemischströmung befestigt. Die Gemischströmung in der Gemischkammer 5 ist durch Strömungspfeile b markiert. Der Gemischstrom verläßt die Gemischkammer 5 am absperrbaren Ausgang 34 der Gemischkammer. Der Ausgang 34 ist mit einem Verschluß 35 verschließbar, der in Figur 1 in seiner geöffneten Stellung abgebildet ist. Zum öffnen und Schließen des Verschlusses 35 dient ein an einer Führung 36 angelenkter Hebelarm 37, der um ein ortsfestes Lager 38 schwenkbar ist. Der Hebelarm 37, der durch das Verdampfergehäuse 23 hindurchgeführt ist, ist gegenüber der Umgebung durch einen elastischen Balg 39 abgedichtet. Die im Ausführungsbeispiel vorhandene gesonderte Umlenkeinrichtung 33 kann auch entfallen, wenn zur Umlenkung des Brennstoff-Luft-Gemischstroms der Verschluß 35 der Gemischkammer 5 in geöffneter Stellung eingesetzt wird.

    [0020] Um zur Benetzung der Oberflächen der Kugeln 16 in der Kugelschüttung 4 ausreichend Brennstoff in feiner Verteilung in der Verbrennungsluft anbieten zu können, wird von der Einspritzdüse 2 Brennstoff im überschuß in der Vorkammer 8 versprüht. Der überschüssige Brennstoff wird von der Gemischdosierung 9 abgefangen und läuft im Ausführungsbeispiel von den Scheiben 10, 11 der Gemischdosierung zum Boden des Verdampfergehäuses 23 ab. An der tiefsten Stelle des Verdampfergehäuses 23 ist im Ausführungsbeispiel eine Brennstoffableitung 40 angeschlossen, die den überschüssigen Brennstoff in einen Brennstoffbehälter 41 zurückführt. Aus dem Brennstoffbehälter 41 wird der Brennstoff mittels einer Brennstoffpumpe 42 abgesaugt und zur Einspritzdüse 2 gefördert. Im Ausführungsbeispiel weist der Brennstoffbehälter 41 einen Zulauf 43 für frischen Brennstoff auf, der den Brennstoff in Abhängigkeit von der Höhe des Brennstoffspiegels im Brennstoffbehälter 41 selbsttätig nachfördert.

    [0021] Für einen Heizölbrenner mit einer Leistung zwischen 2 und 20 KW wurden im Strömungsraum 3 etwa 27.000 metallische Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 2 mm als Kugelschüttung eingesetzt. Die Länge des gefüllten Strömungsraumes betrug 60 mm, der äußere Durchmesser 70 mm, wobei der Manteldurchmesser der Umwälzeinrichtung, auf dem die in die Kugelschüttung reichenden Flügel 20 befestigt waren, nicht kleiner als 30 mm bemessen war. Der Strömungsraum wird so weit wie möglich mit Kugeln angefüllt, jedoch so, daß sich die Kugeln in ihrer Bewegungsfähigkeit gegenseitig nicht blockieren. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den von der Verbrennungsluft durchströmten Rinquerschnitt der Kugelschüttung zwischen Mantel der Umwälzeinrichtung 19 mit 100 Umdrehungen pro Minute gedreht.

    [0022] Sollen ungünstige übertemperaturen der Kugeln insbesondere im Bereich der Wände 25 des Strömungsraumes vermieden werden, ist der Strömungsraum genügend lang auszubilden. Im Ausführungsbeispiel war die Temperatur der beheizten Wände nicht größer als etwa 230°C zur Einstellung einer Ausgangstemperatur des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Gemischkammer von etwa 190°C. Es ist notwendig, auch die Abmessungen der Umwälzeinrichtung 19, insbesondere deren Manteldurchmesser so einzurichten, daß sich auf der Oberfläche der Umwälzeinrichtung eine nur geringfügig niedrigere Temperatur als auf der Oberfläche der beheizten Wände des Strömungsraumes einstellt.

    [0023] In der erwärmten Kugelschüttung 4 stellt sich eine Temperatur ein, die unterhalb der Temperatur der beheizten Wände 25 liegt. Die Temperatur ist so bemessen, daß die maximal über die Gemischdosierung in die Kugelschüttung eintragbare Brennstoffmenge vollständig in die Verbrennungsluft verdampft. Durch das kontinuierliche Umwälzen der Kugeln 16 werden ein Verkoken des Brennstoffs und die Ausbildung von Ablagerungen auf den Kugelflächen und auf den Wänden 25 des Strömungsraumes 3 vermieden.

    [0024] Durch Umlenkung des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Gemischkammer 5 mit Hilfe der Umlenkeinrichtung 33 werden vom Brennstoff-Luft-Gemisch mitgerissene nicht verdampfte Brennstoffteile zurückgehalten. Erfahrungsgemäß ist dieser Anteil nicht verdampfter Brennstoffteile kleiner als 1 10-3 bezogen auf die insgesamt verdampfte Brennstoffmenge.

    [0025] Beim Kaltstart des Verdampfers wird die Kugelschüttung 4 bei verschlossenem Ausgang 34 der Gemischkammer 5 umgewälzt und mittels der elektrischen Heizung 28 über die Wände 25 erwärmt. Dabei kann durch Ansprühen der teilweise geöffneten Gemischdosierung 9 bereits Brennstoff in die Kugelschüttung eingetragen werden. Nach Erreichen einer zur Ausbildung des gewünschten Brennstoff-Luft-Gemisches ausausreichenden Temperatur im Strömungsraum 3 wird über einen Temperaturfühler 44, der in der Gemischkammer 5 vor der den Strömungsraum 3 abschließenden Frontplatte 17 angeordnet ist und eine Referenztemperatur zur Temperatur im Strömungsraum mißt, ein Signal an einen Regler 45 abgegeben, der über Steuergeräte 45', 45'' nacheinander ein Luftgebläse 46 in der Zuleitung 1 für die Verbrennungsluft einschaltet und den Verschluß 35 der Gemischkammer 5 öffnet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, während der Kaltstartphase bei Aufheizung des Strömungsraumes dessen Eingangsbereich 18 zu kühlen, um dort bereits in der Startphase eine Temperatur einzustellen, die dem späteren Betriebszustand des Verdampfers bei Eintritt der kalten mit Brennstoff beladenen Verbrennungsluft entspricht.

    [0026] Während des Betriebes des Verdampfers wird die elektrische Heizung 28 abgeschaltet und im Ausführungsbeispiel ersetzt durch Verbrennung eines Teils des Brennstoff-Luft-Gemisches. Es ist aber auch möglich, den Mantel des Strömungsraumes mit heißem Abgas zu erwärmen, das bei Betrieb eines Verbrennungsmotors vom Motorausgang entnommen wird. Beim Ausführungsbeispiel ist eine Zündung des Gemisches im Mantelraum 30 durch Zündung des Gemisches in der Brennkammer 7 möglich, da die Flamme aus der Brennkammer über die Abgasleitung 32 in den Mantelraum 30 zurückschlägt.

    [0027] Beim Abstellen des Verdampfers wird der Verschluß 35 der Gemischkammer 5 verschlossen, wobei zunächst die Brennstoffzufuhr in die Vorkammer 8 nicht unterbrochen werden muß. Dies um den Strömungsraum 3 zu kühlen, wobei zusätzlich Kühlmittel zur Kühlung des Eingangsbereiches 18 des Strömungsraumes eingesetzt werden kann.

    [0028] Mit der einstellbaren Gemischdosierung ist der Betrieb des Vergasers bei unterschiedlichen Leistungen möglich. Auch ist zusätzlich durch eine Drosselklappe 47 in der Zuleitung 1 für Verbrennungsluft der Luftstrom veränderbar. Je nach eingestelltem Luftstrom wird der Durchlaßquerschnitt durch Verstellen der Scheiben der Gemischdosierung so reguliert, daß ein gleichbleibendes Verhältnis von Luftmenge und mitgeführter Brennstoffmenge eingehalten wird.


    Ansprüche

    1. Verdampfer für flüssigen Brennstoff zur Erzeugung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mit innerhalb eines Strömungraumes für Verbrennungsluft angeordnetem Verdunstungskörper, dessen von der Verbrennungsluft umströmte Oberflächen mit Brennstoff benetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdunstungskörper eine umwälzbare Kugelschüttung (4) dient, deren sich jeweils am Rande der Kugelschüttung befindende Kugeln (16a) mit temperierbaren Wänden (25) des Strömungsraumes (3) in wärmeleitender Verbindung stehen.
     
    2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsraum (3) eine die Kugeln (16) der Kugelschüttung (4) bewegende Umwälzeinrichtung (19) drehbar gelagert ist.
     
    3. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Benetzung der Kugelschüttung (4) mit Brennstoff von der zum Strömungsraum geführten Verbrennungsluft flüssiger Brennstoff in feiner Verteilung mitgeführt wird.
     
    4. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (25) des Strömungsraumes (3) im Eingangsbereich (18) der Verbrennungsluft zum Strömungsraum (3) eine Kühlzone (Kühlmittelleitung 26) aufweisen und im übrigen beheizbar sind.
     
    5. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strömungsraum (3) eine Gemischkammer (5) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (34) zur Brennkammer (7) hin abschließbar ist.
     
    6. Verdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gemischkammer (5) eine Einrichtung (33) zur Umlenkung des Brennstoff-Luft-Gemischstromes angeordnet ist.
     
    7. Verdampfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung (33) für den Brennstoff-Luft-Gemischstrom vom Verschluß (35) der Gemischkammer (5) in dessen geöffneter Stellung gebildet wird.
     
    8. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsraum zur Erwärmung elektrisch beheizbar ist.
     
    9. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung des Strömungsraumes (3) bei Betrieb ein Teilstrom des Brennstoff-Luft-Gemisches aus der Gemischkammer (5) entnommen und gezündet wird, und daß das Verbrennungsgas nach Wärmeaustausch mit den Wänden (25, 25') des Strömungsraumes (3) in die dem Verdampfer nachgeschaltete Brennkammer (7) geleitet wird.
     
    10. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erwärmung des Strömungsraumes (3) bei Betrieb heißes Abgas dient.
     
    11. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft gesehen vor dem Strömungsraum (3) eine regulierbare Gemischdosierung (9) angeordnet ist.
     
    12. Verdampfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischdosierung (9) gegeneinander verstellbaren Scheiben (10, 11) mit Durchtrittsöffnungen (12, 13) für Verbrennungsluft und Brennstoff aufweist, und daß die Durchtrittsöffnungen (12, 13) bei Verstellung von Scheiben (10, 11) ihren Durchtrittsquerschnitt verändern.
     
    13. Verdampfer nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischdosierung (9) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft zum Strömungsraum gesehen hinter einer Einspritzdüse (2) für flüssigen Brennstoff angeordnet ist.
     
    14. Verdampfer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Gemischdosierung (9) eine Brennstoffleitung (40) zum Auffangen und Ableiten überschüssigen Brennstoffs mündet.
     
    15. Verdampfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Strömungsraum (3) geführte Verbrennungsluftmenge vor Zugabe von Brennstoff einstellbar ist.
     




    Zeichnung










    Recherchenbericht