DE1267908B

DE1267908B - Mit einer Heizvorrichtung kombinierter Abgasschalldaempfer

Info

Publication number: DE1267908B
Application number: DEP1267A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boysen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-09-11
Filing date: 1963-09-11
Publication date: 1968-05-09

Description

Mit einer Heizvorrichtung kombinierter Abgasschalldämpfer Die Erfindung betrifft einen mit einer Heizvorrichtung kombinierten Abgasschalldämpfer, insbesondere für luftgekühlte, im Heck eines Fahrzeugs angeordnete Brennkraftmaschinen, der durch Querwände in einzelne Kammern unterteilt ist, die durch mindestens einen Wärmetauschkanal in Längsrichtung durchsetzt werden.
Es sind Wärmetauscher ohne Kombination mit einem Schalldämpfer bekannt, bei denen zur Erhöhung des Wärmeaustausches Wirbelvorrichtungen in Form von Blechstreifen mit abwechselnd nach verschiedenen Seiten herausgebogenen Zungen vorgesehen sind. Auch ist es bekannt, bei einem Schalldämpfer, dessen Innenraum von den Abgasen und dessen Mantel von der zu beheizenden Frischluft durchströmt werden, die den Innenraum vom Mantel trennenden Wandungen mit in das Rauminnere vorstehenden Ausbuchtungen und Lappen zu versehen. Die Ausbuchtungen und Lappen sind hierbei an der einen Wand zweier dicht aufeinanderliegender Wandungen angeordnet, so daß sie jeweils nur von den Abgasen oder der Frischluft umspült werden.
Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, bei einfacher Herstellbarkeit des Schalldämpfers und hoher Wirksamkeit desselben einen besonders intensiven Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und dem die Heizeinrichtung durchströmenden Gas, insbesondere Frischluft, zu erhalten.
Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß der die Kammern des Schalldämpfers durchsetzende Wärmetauscherkanal in an sich bekannter Weise eine durchgehende Längswand mit nach beiden Seiten abwechselnd herausgeprägten Teilen aufweist, die das durchströmende Gas an die Kanalwand lenken, welche den Wärmetausch fördernde Einrichtungen aufweist, und daß diese Einrichtungen als ebenfalls an sich bekannte warzenförmige Eindrückungen ausgebildet sind.
Eine solche Einrichtung läßt sich durch einfache Verformung von Blechwandungen herstellen, indem sowohl die aus der Längswand herausgeprägten Teile als auch die warzenförmigen Eindrückungen durch Stanzen oder Drücken der Bleche erzeugt werden können. Für die Heizvorrichtung ist nur ein einziges, zum Abgasschalldämpfer zusätzliches Bauteil, nämlich der den Schalldämpfer durchsetzende Wärmetauscherkanal, vorhanden, wodurch auch der Zusammenbau und der Einbau der Einrichtung, insbesondere auch in die beengten Raumverhältnisse eines Fahrzeugs, erleichtert wird.
Durch die herausgeprägten Teile der Längswand werden auch die inneren Stromfäden der zu beheizenden Frischluft erfaßt und gegen die Außenwand des Wärmetauscherkanals gelenkt, deren die wärmetauschende Oberfläche vergrößernden warzenförmigen Eindrückungen dadurch beiderseits von den beiden wärmetauschenden, in Wirbelbewegung befindlichen Strömungsmitteln intensiv bespült werden und einen unmittelbaren Wärmeaustausch über ihre Wandungen vermitteln.
Dadurch, daß das zu beheizende Gas, also insbesondere Frischluft, mittels des Wärmetauscherkanals den Schalldämpfer durchsetzt, können die Abgase gleichmäßig von allen Seiten Wärme an das zu beheizende, durch die Abgase nach außen allseits isolierte Gas abgeben, ohne daß letzteres Wärme nach außen verlieren kann. Durch die Unterteilung des Schalldämpfers in einzelne Resonatorkammern werden die Abgase zugleich gezwungen, unter Stauwirkung in jeder der Kammern den Wärmetauscherkanal zu umströmen und dadurch den Wärmeaustausch zu verstärken. Insgesamt läßt sich dadurch eine besonders wirtschaftliche Bauweise des kombinierten Abgasschalldämpfers mit einer wirtschaftlichen Ausnutzung der Abgaswärme für Heizzwecke erreichen.
Eine weitere Verbesserung in vorstehendem Sinn ergibt sich, wenn die warzenförmigen Eindrückungen mindestens doppelreihig und gegeneinander versetzt in den Wärmetauscherkanal hineinragen und dadurch die Wirbelbewegung der wärmetauschenden Medien weiter erhöhen. Ein doppeltrapezförmiger Querschnitt des Wärmetauscherkanals ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anordnung der ablenkenden Teile der Längswand und der warzenförmigen Eindrückungen bei einer gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt vergrößerten wärmetauschenden Oberfläche und Herstellbarkeit aus zwei trapezförmigen Schalen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Im einzelnen zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen mit einer Heizvorrichtung kombinierten Abgasschalldämpfer, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-11 der F i g. 1, F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-111 der F i g. 1 in größerem Maßstab und F i g. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3.
Das Gehäuse 10 des Abgasschalldämpfers nach F i g.1 ist durch Querwände 11,12 und 13 in Kammern 14, 15, 16 und 17 unterteilt. Die mittleren Kammern 15 und 16 bilden die Abgaseintrittskammern, in die Eintrittsrohre 18 a und 18 b etwa tangential einmünden. Das Rohr 19 leitet die Abgase von der Kammer 16 zur Kammer 15, das Rohr 20 von dieser zur Kammer 17. Sie bilden mit den Volumen der Kammern 16 bzw. 15 Helmholtzresonatoren. Das Rohr 20 durchsetzt dabei die Kammer 16 ohne verbindende Öffnungen. Die Abführung der Abgase nach außen erfolgt mittels des Austrittsrohrs 21 aus der Kammer 17, wodurch ein dritter Helmholtzresonator gebildet ist. Das Austrittsrohr 21 durchsetzt dabei die Kammern 15 und 16 ohne verbindende Öffnungen zu diesen und vor Austritt aus dem Abgasschalldämpfer die mit absorbierendem Schluckstoff gefüllte Absorptionskammer 14. Im Bereich der Kammer 14 ist das Austrittsrohr 21 mit Lochung versehen.
Der Abgasschalldämpfer bzw. seine Kammern 14, 15, 16 und 17 werden von dem Wärmetauscherkanal 22 derart in Längsrichtung durchsetzt, daß die Eintrittsöffnung 23 und die Austrittsöffnung 24 außerhalb des Schalldämpfergehäuses 10 liegen.
F i g. 2 zeigt die Lage und Querschnittsform des Schalldämpfergehäuses 10, der Eintrittsrohre 18 a und 18 b, der Rohre 19 und 20, des Austrittsrohrs 21 und des Wärmetauscherkanals 22. Die Querwände 11, 12 und 13 sind mit entsprechenden Durchbrüchen an den Durchdringungsstellen der Rohre 19, 20, 21 und des Wärmetauscherkanals 22 versehen. Das Schalldämpfergehäuse 10 ist in entsprechender Weise mit Durchdringungsöffnungen für die Rohre 18 a, 18 b, 21 und des Wärmetauscherkanals 22 versehen.
Wie ersichtlich, treten die Abgase durch die Eintrittsrohre 18 a und 18 b infolge der tangentialen Anordnung derselben derart in die Kammern 15 und 16 ein, daß sie den Wärmetauscherkanal 22 in jeder dieser beiden Kammern etwa schraubenförmig umströmen, so daß sie auf möglichst langem Wege mit den Wänden des Kanals 22 in Berührung stehen. Ferner erfolgt der Übertritt der Gase aus dem Rohr 19 in das Rohr 20 innerhalb der Kammer 15 sowie aus dem Rohr 20 in das Rohr 21 innerhalb der Kammer 17 quer zum Wärmetauscherkanal22, was ebenfalls einen erhöhten Wärmeaustausch ermöglicht.
Der Wärmetauscherkana122 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei im Querschnitt trapezförmigen Schalen 25 und 26 gebildet, -die durch Schweißung gasdicht miteinander zu einem Kanal mit doppeltrapezförmigem Querschnitt verbunden sind. In den Begrenzungsflächen des Wärmetauscherkanals sind warzenförmige Eindrückungen 27 paarweise in zwei Reihen angeordnet, die quer zur Strömungsrichtung der Frischluft abwechselnd zueinander versetzt sind. Zur Verbesserung der Wärmeübergangsverhältnisse ist der Wärmetauscherkanal in seiner Trennungsebene in Längsrichtung mit einer durchgehenden Längswand versehen, aus der zungenartige Teile 29 bzw. 30 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen herausgeprägt sind. Durch das Herausprägen dieser zungenartigen Ablenkteile werden Wirbelbewegungen der Luft erzeugt, und es entstehen in der Längswand 28 öffnungen 31, durch die ein Ausgleich der turbulenten Frischluftströmung stattfinden kann. Die Luft wird hierbei jeweils gegen die warzenförmigen Eindrückungen abgelenkt, die innen von der Frischluft und außen von den Abgasen umspült werden. Die allgemeine Strömungsrichtung der Luft bleibt jedoch bei geradlinigem Verlauf des Wärmetauscherkanals erhalten, so daß trotz der erzeugten Turbulenz die Strömungswiderstände verhältnismäßig klein gehalten werden können. Der Luftdurchsatz wird erhöht und die Heizleistung zusätzlich günstig beeinflußt.

Claims

Patentansprüche: 1. Mit einer Heizvorrichtung kombinierter Abgasschalldämpfer, insbesondere für luftgekühlte, im Heck eines Fahrzeugs angeordnete Brennkraftmaschinen, der durch Querwände in einzelne Kammern unterteilt ist, die durch mindestens einen Wärmetauschkanal in Längsrichtung durchsetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauschkanal (22) in an sich bekannter Weise eine durchgehende Längswand (28) mit nach beiden Seiten abwechselnd herausgeprägten Teilen (29, 30) aufweist, die das durchströmende Gas an die Kanalwand lenken, welche den Wärmetausch fördernde Einrichtungen aufweist, ferner dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen als ebenfalls an sich bekannte warzenförmige Eindrückungen (27) ausgebildet sind.
2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die warzenförmigen Eindrückungen (27) mindestens doppelreihig und gegeneinander versetzt in den Wärmetauscherkanal (22) hineinragen.
3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauschkanal (22) doppeltrapezförmigen Querschnitt aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 680 070, 679 285, 637 898; deutsche Patentanmeldungen W 5396 I a/17 f (bekanntgemacht am 16. B. l951); L 8194 I a/46 c4 (bekanntgemacht am 18. 9. 1952); deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1718 796, 1683 014; schweizerische Patentschrift Nr. 290 699; USA.-Patentschrift Nr. 1658 047.