Смеситель для газовых двигателей внутреннего горения Советский патент 1935 года по МПК F02M13/08 

В частном случае перевода на газообразное топливо двигателей, рассчитанных первоначально для работы на высококалорийном жидком топливе, приходится -решить целый комплекс вопросов о сохранении ими в той или иной мере расчетной мощности или, в виде дальнейшего развития задачи,-повышает ее.

Среди этих вопросов одно из не последних мест занимает решение проблемы приготовления рабочей смеси, вполне удовлетворяюш,ей условиям нужного дозирования и смешения компонентов.

Разумеется, что это положение должно быть отнесено не только к приспособляемым двигателям, но также и к проектируемым к постройке вновь, уже специально газовым.

Существующими конструкциями смесителей указанное разрешается не в полном объеме и, вероятно, в этом направлении возможны улучшения.

Если дозирование количеств газа и воздуха в смеси простейшим образом и вполне удовлетворительно решается применением механически управляемой дроссельной заслонки только для поступающего воздуха, то качество самого смешения обеих составляющих далеко от совершенства.

Одним из решающих параметров для однородной смеси является создание равномерного распределения необходимых и достаточных количеств газа во всем объеме смеси.

Для достижения этого эффекта необходимо затратить некоторое количество дополнительной работы. В этом случае рациональнее всего получить ее за счет работы всасывания и утилизировать инерционное движение газовых потоков в специальном приспособлении.

Конструктивно вопрос может быть решен различно, однако, наилучший результат достигается при соблюдении нескольких основных условий, а именно: не увеличивать чрезмерно сопротивления при проходе газов через смеситель какими-либо механически действующими частями, обеспечить с начала контакта возможно большие поверхности соприкосновения между газами, расположить потоки в условиях глубокого проникания их друг в друга и, наконец, временно на определенном пути всасывающего трубопровода привести их в турбулентное движение, что в высокой степени обеспечит взаимное перемешивание.

Очевидно, что совокупность осуществления этих условий вызовет некоторое увеличение в общем итоге потерь на сопротивление при всасывании.

Эти потери должно уменьшить за счет применения относительно невысоких сноростеи перемещения газов, выполнения стенок подводящих каналов вполне гладкими (малый коэфициант трения) и придания всем деталям удобообтекаемой формы, при отсутствии пространств, могущих вызвать вредное завихрение и другие пертурбации в потоках.

В предлагаемом смесителе для газовых двигателей внутреннего горения поставленная вышеуказанными условиями задача, по возможности, осуществлена посредством помещенной в узле распределительного тройника распределительной камеры с радиальными газовыми и осевыми воздушными каналами. Для снабжения двигателя карбурированной рабочей смесью, независимо от главного питания, отводной патрубок тройника снабжен боковой трубой, соединяющей его со вспомогательным карбуратором.

В видоизменении смесителя, с целью равномерного смешения газа и воздуха, применен один центральный осевой воздушный канал, снабженный винтообразной вставкой, с центрально направленными к нему устьями изогнутых газовых каналов.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез смесителя для газовых двигателей внутреннего горения; фиг. 2 - горизонтальный разрез по NN фиг. 1; фиг. 3-вертикальный разрез видоизменения смесителя; фиг. 4-горизонтальный разрез по ММ фиг. 3.

К общему всасывающему коллектору 7 двигателя приболчивается распределительный тройник смесителя. Установка тройника вызвана, как видно из схемы, только тем, что весь смеситель предполагается, в первую очередь, для двигателей, первоначальный запуск которых производится на легком жидком горючем, при посредстве вспомогательного карбуратора W, какой-либо из существующих систем, соединенного с патрубком боковой трубой /7, которой снабжен отводной патрубок 2 тройника.

К нижнему фланцу основной части тройника прикрепляется корпус распределительной камеры 5 смесителя, снабженный трубой 6 для подвода газа.

В корпус камеры 5 вставляется вполне плотно направляющий аппарат 4. При проходе через него отдельными струями,

с принудительной скоростью и направлением движения, компоненты смеси-газ и воздух - получают нужный стимул к удовлетворительному перемешиванию менаду собой.

Эта направляющая часть представляет собой цилиндрическую отливку, в которой проделаны два рода изогнутых каналов: осевые сквозные клапаны Ь, через которые поступает воздух, и открывающиеся по окружности радиальные каналы а для подвода газа (фиг. 1, 2).

Струи воздуха и газа проходят через каналы и получают обширную поверхность для тесного соприкосновения друг с другом и взаимного проникания и, кроме того, винтообразное направление движения предоставляет им условия для хорошего смешения около дроссельной заслонки 3 при дальнейшем продвижении к общему коллектору 7.

Количество поступающего газа предположено не регулируемым и расчетно соответствующим разным режимам работы двигателя.

Количество воздуха может изменяться путем прикрытия осевых каналов Ь поворотным щибером 7 обычного вида. Шибер 7 механически управляется рытчажком и закреплен в корпусе смесиеля гайкой 8.

Труба для подвода фильтрованного воздуха прикрепляется к смесителю посредством нарезки 9.

Раздельная работа смесителя и вспомогательного карбуратора 10 достигается применением газовой дроссельной заслонки 3 и заслонки в самом карбураторе.

Конфигурация каналов направляющего аппарата и их число выбирается в предположении представпения наименьшего сопротивления протеканию воздуха и газа. С этой целью внутренние поверхности их должны быть чрезвычайно гладки, предусмотрено отсутствие угловых мешков и краям стенок каналов придается удобообтекаемая форма.

В видоизменении смесителя, изображенном на фиг. 3 и 4, подвод газа производится по трубе J2 в камеру 75. Так .чак S условиях передвижных (транспортных) установок температура подводимого газа еще относительно высока, то наружные стенки газовой камеры 13 смесителя снабжены охлаждающими ребрами.

Из камеры 13 газ подводится к воздушному потоку при посредстве изогнутых каналов 14 число которых может быть различно. В настоящем случае их предположено четыре. Постоянное сечение каналов выбирается расчетно и зависит как от литража двигателя, так и от теплотворной способности газа.

Центрально направленные устья /5 каналов 14 открываются отверстиями в самой толще воздушного потока одного центрального осевого канала 19.

Воздух поступает по общей центральной трубе 16; количества его могут быть изменяемы заслонкою 17, управляемой механически. На пути между заслонкой и началом входа газа в центральном осевом воздушном канале /9 у ста на вливается направляющая винтообразная вставка 18, изогнутые лопасти которой сообщают воздуху винтообразное движение.

Количество всасываемой готовой смеси регулируется обычным дросселем 20.

Так как по смешении газ и воздух могут все еще иметь повышенную температуру, то стенки смесительной камеры 21 дополнительно охлаждаются.

Таким образом, наличие у обоих компонентов сложных инерционных движений, обеспечивающих энергичное и систематическое продвижение струй их яруг в друга с обширными поверхностями, гарантируют полноту процесса самого смешения.

В силу наличия относительно значительной длины направляющих деталей (каналов для газа, лопастей для воздуха), конечные направления движения газов по выходе из них являются в первый момент стойкими и только потом, по мере движения по смесительной камере, исчезают в общем потоке смеси.

Предмет изобретения.

1.Смеситель для газовых двигателей внутреннего горения, отличающийся применением распределительной камеры 5 с газовыми каналами а радиального и воздушными каналами b осевого сообщения, помещенной в узле распределительного тройника, отводной патрубок 2 которого снабжен боковой трубой 11, служащей для независимого от главного питания снабжения двигателя карбурированной рабочей смесью из вспомогательного карбуратора.

2.Видоизменение смесителя для газовых двигателей внутреннего горения по п. 1, отличающееся применением одного центрального осевого воздушного канала с винтообразной вставкой 18 и изогнутых газовых каналов 14 с центрально направленными устьями 75, с целью равномерного смешения газа и воздуха.

3.При смесителе по п. 1 применение поворотного шибера 7 для прикрытия каналов Ь.

фиг.З //