DE102023114113A1

DE102023114113A1 - Abgasleitung

Info

Publication number: DE102023114113A1
Application number: DE102023114113.9A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Bierl
Original assignee: FEV Group GmbH
Current assignee: FEV Group GmbH
Priority date: 2022-06-09
Filing date: 2023-05-30
Publication date: 2023-12-14
Also published as: CN220667669U

Abstract

Abgasleitung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer inneren Rohrleitung (4) zum Führen eines Abgasstroms (A), wobei die innere Rohrleitung (4) zwei oder mehr ineinandergesteckte, innere Rohrleitungssegmente (6) aufweist, mit einer die innere Rohrleitung (4) umgebenden äußeren Rohrleitung (8), wobei die äußere Rohrleitung (8) zwei oder mehr äußere Rohrleitungsseg-mente (10) aufweist, wobei zwischen einer dem Abgasstrom (A) abgewandten, äußeren Mantelfläche (12) der inneren Rohrleitung (4) und einer der äußeren Mantelfläche (12) der inneren Rohrleitung zugewandten inneren Mantelfläche (14) der äußeren Rohrleitung (6) ein Luftspalt (16) gebildet ist, und wobei die äußere Rohrleitung (8) doppelwandig ausgebildet ist und einen Kühlspalt (18) zum Aufnehmen eines Kühlmediums aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasleitung für eine Verbrennungskraftmaschine.
Verbrennungsmotoren an Bord von Schiffen müssen erhöhte Sicherheitsanforderungen erfüllen. Dazu gehört, dass bestimmte Temperaturgrenzen für Oberflächentemperaturen nicht überschritten werden dürfen. Aus diesem Grund müssen beispielsweise abgasführende Systeme mit Isolierungen ausgestattet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Abgasleitung anzugeben. Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Abgasleitung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer inneren Rohrleitung zum Führen eines Abgasstroms, wobei die innere Rohrleitung zwei oder mehr ineinandergesteckte, innere Rohrleitungssegmente aufweist, mit einer die innere Rohrleitung umgebenden äußeren Rohrleitung, wobei die äußere Rohrleitung zwei oder mehr äußere Rohrleitungssegmente aufweist, wobei zwischen einer dem Abgasstrom abgewandten, äußeren Mantelfläche der inneren Rohrleitung und einer der äußeren Mantelfläche der inneren Rohrleitung zugewandten inneren Mantelfläche der äußeren Rohrleitung ein Luftspalt gebildet ist, und wobei die äußere Rohrleitung doppelwandig ausgebildet ist und einen Kühlspalt zum Aufnehmen eines Kühlmediums aufweist.
Durch die voranstehend beschriebenen Rohrleitungssegmente kann der Abgasstrom vollständig von dem Luftspalt isoliert bzw. separiert werden. Weiter kann der Abgasstrom vollständig von dem Kühlspalt isoliert bzw. separiert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment mit einem das jeweilige innere Rohrleitungssegment umgebenden äußeren Rohrleitungssegment verbunden ist, wobei ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment einen Flansch aufweist, der mit einem Flansch des das jeweilige innere Rohrleitungssegment umgebenden äußeren Rohrleitungssegments verbunden ist, insbesondere, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment ausschließlich im Bereich des Flanschs mit einem jeweiligen das innere Rohrleitungssegment umgebenden äußeren Rohrleitungssegment verbunden ist.
Eine weitestgehende mechanische Entkopplung der inneren Rohrleitung von der äu-ßeren Rohrleitung hat zudem den Vorteil, dass Wärmedehnungen der inneren Rohrleitung weder die Dichtigkeit der inneren Rohrleitung noch die Dichtigkeit der äußeren Rohrleitung beeinträchtigen. So kann eine robuste und unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig funktionierende und isolierende Abgasleitung angegeben werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Abgasleitung kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment mit einem das jeweilige innere Rohrleitungssegment umgebenden äußeren Rohrleitungssegment verschraubt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Flansch eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments mit einem Zylinderkopf verschraubbar ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Abgasleitung kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment einen im Wesentlichen geradlinig erstreckten Abschnitt hat, wobei benachbarte geradlinig erstreckte Abschnitte der inneren Rohrleitungssegmente Steckverbindungen ausbilden und überlappend angeordnet sind, wobei die Steckverbindungen insbesondere Formelemente, wir Stufen oder dergleichen, aufweisen. So kann eine einfache und kostengünstige gasdichte Verbindung angegeben werden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment einen gebogenen Abschnitt hat, der zur Verbindung mit einem Zylinderkopf vorgesehen ist und der in den jeweiligen geradlinig erstreckten Abschnitt des jeweiligen inneren Rohrleitungssegments mündet.
Gemäß einer Ausgestaltung der Abgasleitung kann vorgesehen sein, dass der geradlinig erstreckte Abschnitt eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments und der gebogene Abschnitt eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments einstückig gebildet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die äußeren Rohrleitungssegmente miteinander verschraubt sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der Abgasleitung kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges äußeres Rohrleitungssegment einen im Wesentlichen geradlinig erstreckten Abschnitt hat, ein jeweiliges äußeres Rohrleitungssegment einen gebogenen Abschnitt hat, der zur Verbindung mit einem zugeordneten inneren Rohrleitungssegment vorgesehen ist und der in den jeweiligen geradlinig erstreckten Abschnitt des jeweiligen äu-ßeren Rohrleitungssegments übergeht.
Es kann vorgesehen sein, dass der geradlinig erstreckte Abschnitt eines jeweiligen äußeren Rohrleitungssegments und der gebogene Abschnitt eines jeweiligen äußeren Rohrleitungssegments einstückig gebildet sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der Abgasleitung kann vorgesehen sein, dass der Abgasstrom vollständig von dem Luftspalt isoliert ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Abgasstrom vollständig von dem Kühlspalt isoliert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

1 eine erfindungsgemäße Abgasleitung in einer perspektivischen Ansicht;
2 die Abgasleitung aus 1 in einem Längsschnitt;
3 ein äußeres Rohrleitungssegment in einer perspektivischen Ansicht;
4 ein inneres Rohrleitungssegment und das äußere Rohrleitungssegment aus 3 in einer perspektivischen Ansicht;
5 innere Rohrleitungssegmente und äußere Rohrleitungssegmente in einer perspektivischen Ansicht;
6 innere Rohrleitungssegmente und äußere Rohrleitungssegmente in einer perspektivischen Ansicht;
7 innere Rohrleitungssegmente und äußere Rohrleitungssegmente in einer perspektivischen Ansicht;
8 innere Rohrleitungssegmente und äußere Rohrleitungssegmente in einer perspektivischen Ansicht;
9 innere Rohrleitungssegmente und äußere Rohrleitungssegmente in einer perspektivischen Ansicht;
10 die innere Rohrleitung ohne die äußere Rohrleitung in einer perspektivischen Ansicht.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Abgasleitung 2 für eine Verbrennungskraftmaschine. Vorliegend handelt es sich um eine Abgasleitung 2 für einen Schiffsmotor.
Die Abgasleitung 2 hat eine innere Rohrleitung 4 zum Führen eines Abgasstroms A. Die innere Rohrleitung 4 hat ineinandergesteckte, innere Rohrleitungssegmente 6 ( 2).
Wie dem Längsschnitt gemäß 2 zu entnehmen, hat die Abgasleitung 2 eine die innere Rohrleitung 4 umgebende äußere Rohrleitung 8, die äußere Rohrleitungssegmente 10 aufweist.
Zwischen einer dem Abgasstrom A abgewandten, äußeren Mantelfläche 12 der inneren Rohrleitung 4 und einer der äußeren Mantelfläche 12 der inneren Rohrleitung 4 zugewandten inneren Mantelfläche 14 der äußeren Rohrleitung 8 ist ein Luftspalt 16 gebildet.
Die äußere Rohrleitung 8 ist doppelwandig ausgebildet und weist einen Kühlspalt 18 zum Aufnehmen eines Kühlmediums auf.
Der Luftspalt 16 bildet einen die innere Rohrleitung 4 umfangsseitig umhüllenden Isolationsmantel, um eine Wärmeübertragung von dem Abgasstrom A in Richtung der äußeren Rohrleitung 8 und einer daran angrenzenden Umgebung U gering zu halten. Die gebogenen Pfeile des Abgasstroms A repräsentieren dabei aus Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine in die Abgasleitung 2 einströmende Abgase.
Der Kühlspalt 18 bildet einen die innere Rohrleitung 4 umfangsseitig unter einem Abstand umhüllenden Kühlmantel, um Wärme, die von dem Abgasstrom A über die innere Rohrleitung 4 und den Luftspalt 16 auf die äußere Rohrleitung 8 übertragen wird, abzuführen und auf diese Weise die äußere Rohrleitung 8 aktiv zu kühlen. Insbesondere ist der Kühlspalt 18 daher im fertig montierten Zustand mit einem Kühlkreislauf verbunden, um ein Kühlmedium entlang des Kühlspalt 18 zu zirkulieren.
Ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment 6 ist mit einem das jeweilige innere Rohrleitungssegment 6 umgebenden äußeren Rohrleitungssegment 10 verbunden. Hierzu weist ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment 6 einen Flansch 20 auf, der mit einem jeweiligen Flansch 22 des das jeweilige innere Rohrleitungssegment 6 umgebenden äußeren Rohrleitungssegments 10 verbunden ist.
Vorliegend sind ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment 6 und ein jeweils zugeordnetes, das innere Rohrleitungssegment 6 umfangsseitig umgebende äußere Rohrleitungssegment 10 ausschließlich im Bereich ihrer Flansche 20, 22 miteinander verbunden.
Die inneren Rohrleitungssegmente 6 und die äußeren Rohrleitungssegmente 10 sind miteinander verschraubt. Ein jeweiliger Flansch 20 eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments 6 ist mit einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors verschraubbar.
Ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment 6 hat einen im Wesentlichen geradlinig erstreckten Abschnitt 24. Die aneinandergereihten geradlinigen Abschnitte 24 bilden einen im Wesentlichen geradlinigen Strang 26, in dem Abgas aus den zugeordneten Zylinderköpfen gesammelt und abgeführt wird.
Die jeweiligen benachbart zueinander angeordneten Abschnitte 24 der inneren Rohrleitungssegmente 6 sind im Bereich von Steckverbindungen 28 miteinander überlappend angeordnet, wobei die Steckverbindungen 28 vorliegend stufenförmig ausgebildet sind.
Ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment 6 hat zudem einen gebogenen Abschnitt 30, der zur Verbindung mit einem Zylinderkopf vorgesehen ist und der in den jeweiligen geradlinig erstreckten Abschnitt 24 des jeweiligen inneren Rohrleitungssegments 6 mündet.
Ein jeweiliger geradlinig erstreckter Abschnitt 24 eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments 6 ist mit einem jeweiligen gebogenen Abschnitt 30 desselben inneren Rohrleitungssegments 6 einstückig gebildet.
Die äußeren Rohrleitungssegmente 10 sind miteinander verschraubt.
Ein jeweiliges äußeres Rohrleitungssegment 10 hat einen im Wesentlichen geradlinig erstreckten Abschnitt 32 und einen gebogenen Abschnitt 34, der zur Verbindung mit einem zugeordneten inneren Rohrleitungssegment 6 vorgesehen ist, und der in den jeweiligen geradlinig erstreckten Abschnitt 32 des betreffenden äußeren Rohrleitungssegments 10 übergeht. Ein jeweiliger geradlinig erstreckter Abschnitt 32 eines äußeren Rohrleitungssegments 10 und ein jeweiliger gebogener Abschnitt 34 desselben jeweiligen Rohrleitungssegments 10 sind einstückig miteinander gebildet.
Durch die voranstehend beschriebene Anordnung ist der Abgasstrom A vollständig von dem Luftspalt 18 isoliert bzw. separiert. Weiter ist der Abgasstrom A vollständig von dem Kühlspalt 18 isoliert bzw. separiert. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Rohrleitungssegmente 6, 10 ausschließlich im Bereich ihrer Flansche 20, 22 miteinander verbunden sind und keine weiteren Verbindungs- oder Fügestellen zwischen den Rohrleitungssegmenten 6, 10 vorliegen.
Die Entkopplung der inneren Rohrleitung 4 von der äußeren Rohrleitung 8 hat zudem den Vorteil, dass Wärmedehnungen der inneren Rohrleitung 4 weder die Dichtigkeit der inneren Rohrleitung 4 noch die Dichtigkeit der äußeren Rohrleitung 8 beeinträchtigen. So kann eine robuste und unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig funktionierende und isolierende Abgasleitung 2 angegeben werden.
Die 3 - 9 zeigen verschiedene Montagestadien der Abgasleitung 2 mit inneren Rohrleitungssegmenten 6 und äußeren Rohrleitungssegmenten 10.
Weiter zeigt 10 die innere Rohrleitung in einer Einzeldarstellung ohne die äußere Rohrleitung 8.

Claims

Abgasleitung für eine Verbrennungskraftmaschine, - mit einer inneren Rohrleitung (4) zum Führen eines Abgasstroms (A), - wobei die innere Rohrleitung (4) zwei oder mehr ineinandergesteckte, innere Rohrleitungssegmente (6) aufweist, - mit einer die innere Rohrleitung (4) umgebenden äußeren Rohrleitung (8), - wobei die äußere Rohrleitung (8) zwei oder mehr äußere Rohrleitungssegmente (10) aufweist, - wobei zwischen einer dem Abgasstrom (A) abgewandten, äußeren Mantelfläche (12) der inneren Rohrleitung (4) und einer der äußeren Mantelfläche (12) der inneren Rohrleitung zugewandten inneren Mantelfläche (14) der äußeren Rohrleitung (6) ein Luftspalt (16) gebildet ist, und - wobei die äußere Rohrleitung (8) doppelwandig ausgebildet ist und einen Kühlspalt (18) zum Aufnehmen eines Kühlmediums aufweist.
Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment (6) mit einem das jeweilige innere Rohrleitungssegment (6) umgebenden äußeren Rohrleitungssegment (10) verbunden ist, - wobei ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment (6) einen Flansch (20) aufweist, der mit einem Flansch (22) des das jeweilige innere Rohrleitungssegment (6) umgebenden äußeren Rohrleitungssegments (10) verbunden ist, insbesondere, - dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment (6) ausschließlich im Bereich des Flanschs (20) mit einem jeweiligen das innere Rohrleitungssegment (6) umgebenden äußeren Rohrleitungssegment (10) verbunden ist.
Abgasleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment (6) mit einem das jeweilige innere Rohrleitungssegment (6) umgebenden äußeren Rohrleitungssegment (10) verschraubt ist.
Abgasleitung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Flansch (20) eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments (6) mit einem Zylinderkopf verschraubbar ist.
Abgasleitung einen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment (6) einen im Wesentlichen geradlinig erstreckten Abschnitt (24) hat, - wobei benachbarte geradlinig erstreckte Abschnitte (24) der inneren Rohrleitungssegmente (6) Steckverbindungen (28) ausbilden und überlappend angeordnet sind, wobei die Steckverbindungen (28) insbesondere Formelemente, wir Stufen oder dergleichen, aufweisen.
Abgasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges inneres Rohrleitungssegment (6) einen gebogenen Abschnitt (30) hat, der zur Verbindung mit einem Zylinderkopf vorgesehen ist und der in den jeweiligen geradlinig erstreckten Abschnitt (24) des jeweiligen inneren Rohrleitungssegments (6) mündet.
Abgasleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geradlinig erstreckte Abschnitt (24) eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments (6) und der gebogene Abschnitt (30) eines jeweiligen inneren Rohrleitungssegments einstückig gebildet sind.
Abgasleitung einen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Rohrleitungssegmente (10) miteinander verschraubt sind.
Abgasleitung einen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein jeweiliges äußeres Rohrleitungssegment (10) einen im Wesentlichen geradlinig erstreckten Abschnitt (32) hat, - ein jeweiliges äußeres Rohrleitungssegment (10) einen gebogenen Abschnitt (34) hat, der zur Verbindung mit einem zugeordneten inneren Rohrleitungssegment vorgesehen ist und der in den jeweiligen geradlinig erstreckten Abschnitt des jeweiligen äußeren Rohrleitungssegments (10) übergeht, insbesondere, - dass der geradlinig erstreckte Abschnitt (32) eines jeweiligen äußeren Rohrleitungssegments (10) und der gebogene Abschnitt (34) eines jeweiligen äußeren Rohrleitungssegments (10) einstückig gebildet sind.
Abgasleitung einen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Abgasstrom (A) vollständig von dem Luftspalt (16) isoliert ist und/oder - der Abgasstrom (A) vollständig von dem Kühlspalt (18) isoliert ist