DD207121A3 - Einrichtung zum zusammenfuehren zweier abgasstroeme von verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorteilhafte Zusammenfuehrung der Abgasrohrleitungen von zwei oder mehreren gleichartigen Verbrennungskraftmaschinen, vorzugsweise in einem Schiffsschornstein. Es ist das Ziel der Erfindung, einen bedingt durch viele nach oben fuehrende Abgasrohrleitungen umfangreichen Schornstein in seinem Querschnitt zu verringern. Dabei ist es Aufgabe der Erfindung, dass die entsprechende Einrichtung bei relativ geringem Herstellungsaufwand eventuell auftretende unterschiedlichen Betriebsbedienungen der einzelnen Motoren gerecht wird. Die Loesung besteht darin, dass in ein Doppelduesenrohr 6 mit mittig angeordneter Trennwand 7 zwei symetrisch zueinander angeordnete, duesenfoermige, mit halbkreisfoermigen Oeffnugen versehene Abgasrohrleitungen in einem bestimmten Winkel einmuenden und dem Doppelduesenrohr 6 ein Diffusor 12 nachgeschaltet ist, an dem die gemeinsame Abgasrohrleitung 13 angeschlossen ist. Anzuwenden ist die Erfindung ueberall dort, wo mehrere Abgasrohrleitungen durch einen Schornstein geleitet werden und der Schornstein damit eine grosse Grundflaeche beansprucht,beispielsweise die freie Decksflaeche auf einem Fischereischiff.

Description

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a) Titel deT 3rfindung

Sinrichtung zuia Zusammenführen zweier Abgas ströme von Terorsnnungskraftmaschinen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Auf Schiffen werden die Abgasleitungen mehrerer gleichartiger Dieselmotoren in den Schornsteinen nach oben geführt. Diese Schornsteine sind beispielsweise auf Fischereifahrzeugen an Backbord- und Stauerbordseite angeordnet. Bei der unterbringung der Abgasleitungen in diesen Schornsteinen ist die Erfindung anzuwenden.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die direkte Zusammenführung zweier Abgasströme in Schornsteinen ist auf Schiffen bisher nicht bekannt. Bei mehreren gleichen Dieselmotoren werden die Abgasleitungen für jeden Dieselmotor gesondert durch den Schornstein nach außen geführt. Dadurch hat der Schornstein relativ große Dimensionen und nimmt daher - insbesondere bei doppelter Anordnung auf Fischereischiffen -. einen großen Anteil des freien Arbeitsdecks in Beschlag. Das ist natürlich nachteilig für die Ausführung der zahlreichen Fischersimanipulationen. Zwar gibt es bereits Zusammenführungen von Abgasrohrleitungen, sie ergeben jedoch wie beispielsweise bei der Injektordüse unterschiedliche Betriebsbedingungen für die einseinen Dieselmotore. So entstehen bei diesem Strahlapparat mit Hund- und Hundringstrahl unterschiedliche Saügwirkungen. Daher wird diese Art der Zusammenführting bei Kraftmaschinen nicht

15.FE8.1982*990513

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eingesetzt. Lediglich in HE 2328692 wird ein Strahlapparat' zur Erzeugung eines Unterdruckes zur Steuerung der Aufladeeinrichtung verwendet in der Form, daß düsenförmige 3ohrstücke in'einem Mischrohr enden« Bei Beaufschlagung aller Leistungen tritt hier jedoch ein hoher-Druckverlusu ein. Bekannt sind Zusankerführungen der Abgasströme der einzelnen Zylinder entsprechend der Zündfolge, so beispielsweise in SU₄59^590 und 3U 754093, wobei in letzterer auch Leitbleche zur allmählichen Vermischung der Teilströme angeordnet sind. Jedoch auch hier treten neben den hohen Fertigungskosten hohe Druckverluste auf. Bei Zusammenführungen von Abgasrohrleitungen in bekannter Weise - also ohne Zusatzeinrichtungen entsteht bei nur einem in Betrieb befindlichen Dieselmotor keine Saugwirkung in den anderen Abgasrohrleitungen und so können bei geöffneter Abgasrohrleitung Abgase von dem in Betrieb befindlichen Dieselmotor unerwünscht bis in den Maschinenraum eindringen. Somit finden alle bekannten Zusammenfuhrungea von Abgasströmen von Dieselmotoren in der Praxis keine breite Anwendung und der Schornstein ist damit sehr platzaufwendig·

d) Ziel der Erfindung

3s ist das Siel der Srfindung, einen bedingt'durch viele nach oben führende Abgasrohrleitungen umfangreichen Schornstein, insbesondere auf Schiffen, in seinem Querschnitt zu verringern, um somit mehr Platz auf dem freien Deck zu gewinnen.

e) Darlegung des Tiesens der Srfindung

Ausgehend von den bekannten Abgasrohrleit längsführungen bzw. -zusammenführungen mit ihren Nachteilen ist es Aufgabe der Srfindung, eine Einrichtung zum Zusammenführen zweier Abgasströme von 7erbrennungskraftmaschinen darzulegen, die bei relativ geringem Herstellungsaufwand eventuell auftretenden unterschiedlichen Betriebsbedingungen der einzelnen Motoren gerecht'wird.

Die Lesung der erfindungsgeinäBen Aufgabe besteht darin, daß in ein Dopce!düsenrohr mit mittig angeordneter Trennwand zv/ei symmetrisch, zueinander angeordnete, düsenfcrmige, mit halbkreisförmigen Öffnungen versehene Abgasroarleitungen in einem bestimmten V.'inkel einmünden und dem Doppeldüsenrohr ein Diffusor пасhgsseaaltet ist,

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an dem dia gemeinsame Abgasrohrleitung angeschlossen ist.

Die Sinmündung der beiden Abgasrohrleitiungan geschieht dabei symmetrisch unter einem Torzugswinkei von 30° zur Trennwand.im Doppeldüsenrohr.

Nach einem anderen Merkmal beträgt der Durchmesser der beiden Abgasrohrleitungen gleich 0,8 bis 0,9 mal den Durchmesser des Doppeldüsenrohres.

Sfach einem weiteren Merkmal beträgt der Durchmesser der gemeinsamen Abgasrohrleitung 1,25 mal den Durchmesser des Doppeldüsenrohres.

Nach noch einem weiteren Merkmal ist der Diffusor demontierbar und beträgt sein halber öffnungswinkel ca. 8 .

Nach noch einem anderen Merkmal sind beidseitig der Trennwand des Doppeldüsenrohres austauschbare Paßbleche angeordnet.

Wird diase erfindungsgemäJSe 3?inrichtung in Betrieb genommen, so wird ein Saugeffekt auf die Abgasrohrleitungen nicht in Betrieb befindlicher Dieselmotoren ausgeübt. Damit kann man Abgasrohrleitungen von Dieselmotoren unterschiedlicher Betriebsbedingungen zu einer gemeinsamen Abgasrohrleitung in einem Schornstein zusammenführen·

f) Ausführungsbeispiel

Die !rfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel naher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch in Jig. 1 das Gesamtsystem der Zusammenführung zweier Abgasrohrleitungen und Fig. 2 das Doppeldüsenrohr mit den symmetrisch angeordneten halbkreisförmigen Düsen.

Die Abgasrohrleitungen 1 und 2 der Dieselmotoren 3 und 4 werden mit den Planschen 5 an das Doppeldüsenrohr 6 angeschlossen. Das Doppeldüsenrohr 6 ist so ausgebildet, daß durch die Teilung des Düsenrohres 6 in der Mitte durch die Trennwand 7 zwei symmetrisch zueinander angeordnete und in einem Hohrstück mit dem Durchmesser d_D untergebrachte halbkreisförmige Düssn 8 und 9 Torliegen, über die die beiden Abgasströme zusammengeführt vjerden. Die beiden

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Anschlußrohre 10 und 11 der beiden Abgasleitungen werden zweckmäßigerweise unter einem Winkel von 30 zur Trennwand 7 an das Doppeldüsenroar angeschlossen, damit eine allmähliche Querschnittsänderung zum halbkreisförmigen Düsenquerschnitt erreicht wird. Das vorteilhafte Verhältnis der Hohrdurchmesser der Anschlußrohre 10,11 d,T zum Doppeldüsenrohr б d^ ist dabei«G,S bis 0,9· Dem Doppeldüsenrohr б ist ein Diffusor 12 nachgeschaltet, dessen halber Öffnungswinkel 8° beträgt. Das Durchmesserverhältnis Durchmesser gemeinsames Abgasrohr 18 ад/й-п Durchmesser des Doppe ldüsenr ohr es б soll ca. 1,25 betragen. Im Abstand von etwa 3,5 mal d. vom Doppeldüsenrohr 6 ist im gemeinsamen Abgasrohr 13 der Abgasschalldämpfer 15 eingebaut. An der gemeinsamen Trennwand- 7 sind an beiden Seiten Paßbleche 16 und 17 montiert, deren Größe variiert werden kann.

7»^rährend des Betriebes beider Dieselmotoren 3 und 4 mit gleicher Leistung werden beide Abgasvolumenströme über die beiden halbkreisförmigen Düsen 8 und9 zusammengeführt. Der gemeinsame Abgasstrom wird anschließend in dem Diffusor 12 auf die erforderliche Geschwindigkeit der nachfolgenden Abgasleitung 13 verzögert. Die Yermischungszone 14 beider halbkreisförmiger Gasstrahlen liegt in der Mitte der Abgasleitung 13.

Ist nur ein Dieselmotor 3 oder 4- in Betrieb, dann wird der aus der Düse 8 oder 9 austretende halbkreisförmige Gasstraal vom halben Hoiirumfang geführt· In der Mitte ergibt sich eine mit dem DoppeIdüsenrohrdurcamesser d^ wirkende Freistrahlfläche, die sich infolge der Strahlerweiterung zu. einer wirksamen elliptischen VermischungsfIache 14 zwischen dem Strahl und der umgebenden Luft ausbildet. An dieser Vermischungsflache 14 erfolgt der Snergieaustausch zwischen dem Gasstrahl und der Luft, wodurch die Luftteilcaen beschleunigt und vom Gasstrahl mitgerissen werden. Dadurch wird in der Abgasleitung 1 oder 2 des nicht in Betrieb befindlichen Dieselmotors 3 oder 4 ein Unterdruck und damit eine Saugwirkung erzeugt. Abgase des im Betrieb befindlichen Dieselmotors 3 oder 4 können damit nicht über die offene Abgas-· leitung 1 oder 2 des stillstehenden Dieselmotors in den Maschinenraum abströmen. Die Länge 1_ der Vermischungsfläche 14 des Gasstrahles beträgt l_s*3»5 d... Da der Abgasschalldämpfer 15 große Hohrleitungsdruckveriuste besitzt, ist es nicht z-.veck-

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mäßig, ihn so anzuordnen, daß dia Vermischung sf Iac Sie 14 in" den Abgasschalldämpfer 15 hineinreicht. Daher muß der Abstand des Abgasschalldämpfers 15 vom Doppeidüsenrohr б 1 > (0,8 bis 1) ·

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sein. Der halbkreisförmige Querschnitt der Düsen 3 und 9 muß so bemessen sein, daß die Geschwindigkeit c^ und damit die kinetische Snergie eines halbkreisförmigen Düsenstrahles eines Dieselmotors 3 oder 4 größer ist als die den der Düse 8 oder 9 nachfolgenden Druck- und Austrittsverlusten^Δρ +Δp^ der gemeinsamen Abgasleitung 13 entsprechende Energie (^ · c-,>^£Py +Δρ^) Die Veränderung des Düsenquerschnitts kann durch austauschbare Paßbleche 16 und 17 vorgenommen v/erdan, die an der Trennwand 7 im Doppeldüsenrohr 6 montiert sind. Da bei einer offenen Abgasleitung 1 oder 2 Luft aus dem Maschinenraum durch den aus der Düse 8 oder 9 austretenden Gasstrahl angesaugt wird, muß den dem Doppeldüsenrohr 6 nachfolgend auftretenden Druckverlusten Δ Py und Austrittsverjusten Δρ. eine Gasgeschwindigkeit au Grunde gelegt werden, die etwa einen 8-10%-ig höheren Abgasvolumenstrom V_Q eines Dieselmotors 3 oder 4 entspricht Väs (1,08 - 1,1) · V^. Somit ist eine Verkleinerung des Schornsteines ohne nachteilige Febenwirkungen bei Betrieb nur eines Dieselmotors 3 oder 4 ermöglicht .

Claims (3)

1. r ϊ ι η α α η ^ S а η S or u

   u c rl

   1. 3inj?ich.timg zum Zusammenführen zweier Abgasströme von 7erbrennungskraftmaschinen, bestehend aus zwei Hohrleitungen, die als eine gemeinsame !fahrleitung weitergeführt werden, dadurch. gekennzeichnet, daß in ein Doppeldüsenrohr (6) mit mittig angeordneter Trennwand (7) zwei entsprechend geformte düsenförmige mit halbkreisförmigen Cffnungen versehene Abgasrohrlaituiigen (1 ;2) in einem bestimmten Ѵ7іпкзі einmünden und dem Doppeldüsenrohr (6) ein Diffusor (12) nachgeschaltet ist, an dem die gemeinsame Abgasroarleitung (13) angeschlossen is

   t.
2. 2. Einrichtung zum Zusammenführen zweier Abgasströme von 7erbrennungskr aft maschinen mac а Рипкт; 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Abgasrohrleitungen (1 ;2) symme orisca zur Trennwand (7) unter einem 7orzugswinksi von 30° in das Doppeldüsenrohr (6) einmünden.

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   5» Sinrichtung zum Zusammenführen zweier Abgasströme von Verbrennungskraftmaschinen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichne t , daß der Diffusor (12) demontierbar ist und sein halber öffnungswinkel ca. 8° beträgt.
3. 6. Einrichtung zum Zusammenführen zweier Abgasströme von 7erbrennungskraftmaschinen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet , daß beidseitig der Trennwand (7) des Doppeldüsenrohres (6) austauschbare Paßbleche (16; 17) angeordnet sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen