DE1751863A1 - Detonationsverhuetende Vorrichtung fuer Verbrennungsmotore oder andere Abgase erzeugende Geraete und Maschinen - Google Patents

Description

Armand Rognon, Montreuil (oeine Saint-Denis), Frankreich

Detonationsverhutende Vorrichtung für Verbrennungsmotore oder andere Abgase erzeugende Gerüte und Maschinen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine detonationsverhutende Vorrichtung für alle Arten von Geräten oder Maschinen zu schaffen, aus denen Flammen oder Funken enthaltende Abgase von so hohen Temperaturen austreten, daß sie ungewollt Explosionen oder Detonationen in der Umgebungsatmosphäre hervorrufen können. Beispiele solcher Geräte oder Maschinen sind Verbrennungsmotore, insbesondere Liotore für Zugmaschinen zur Verwendung in J-;erp;//erken, in denen schlagende „etter vorkommen.

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Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen mit der das Abgas erzeugenden Einrichtung verbundenen Abgassammler und -kühler und eine Flammensperreinrichtung sowie einen Abgasnachkühler auf, die hintereinandergeschaltet sind.

V/eitere vorteilhafte Lerkmale einer bevorzugten AusfiihrunGsform bestehen darin,

daß die Flammensperreinrichtung zwischen dem Abgassamiüler und -kühler und dem Abgasnachkühler angeordnet ist,

daß die Flatjnensperreinrichtung an einem Ende des Abgassanimiers und -kühlers angeordnet is/b und einen sich in das Innere des Sammlers erstreckenden jiinlaßstutzen aufweist,

daß der Nachkühler eine doppelwandig^ Rohrleitung für das Abgas aufweist, die außen von einem oder mehreren Kühlströmen gekühlt wird, die durch natürlichen Zug hervorgerufen oder anderweitig erzeugt sind, daß den Kühlströmen ausgesetzte Abschnitte der beiden wandungen der Rohrleitung mit Kühlrippen, Prallblechen oder anderen großflächigen Wärmeaustausche lementen versehen sind,

daß bei einer abgewandelten Ausführung der 1! achkühler nicht nur mit von gasförmigem Kühlmittel beaufschlagten

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ILühlrip;oen, sondern auch nit einem von flüssigen Kühlmittel durchflossenen Kühlmantel versehen ist, daß der Nachkühler aus zwei einzelnen Bauelementen besteht, die von den zu kühlenden Gasen nacheinander durchströmt werden, während die zur Zahlung dieser Elemente verwendeten Kühlströme voneinander unabhängig sind,

daß die Achsen der beiden Bauelemente zueinander geneigt sind, beispielsweise unter einem /inkel von 90°, daß der Sammler durch ein flüssiges Kühlmittel, beispielsweise ,,asser, oder ein gasförmiges Kühlmittel, beispielsweise Luft, gekühlt ist, und daß der Sammler und/oder der Nachkühler und/oder die Einlaßzone der Flammensperreinrichtung einen ausbaubaren, nit Prallblechen versehenen Einsatz oder Einsätze aufweisen.

.»eitere Lerkmale der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden Teil der Beschreibung, in dem eine „Vusführungsform der Erfindung, die bei einem Verbrennungsmotor verwendet wird, anhand der Zeichnungen beschrieben ist. In den Zeichnungen zeigt oz\/. zeilen:

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Fig. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung, in der der Nachkühler im Längsschnitt gezeigt ist;

Fig. 2 eine gegenüber der in FJ gezeigten Ansicht um 90 versetzte Schnittansicht des Nachkühlers;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Abgassammler und die diesem nachgeschaltete detonationsverhütende Einrichtung;

Fig. 4- einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine Explosivdarstellung von

Teilen der detonationsverhütenden Einrichtung;

Fig. 6,

u. 8 Teilschnitte von drei verschiedenen Varianten eines Nachkühlers.

In dem in Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die detonationsfreie Abzugs- bzw. Auspuffvorrichtung aus den folgenden hintereinandergeschalteten Teilen: dem Auspuffgaesammler A, der detonationsverhütenden Einrichtung B und dem Nachkühler C für das Auspuffgas.

V/ie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Sammler A ein inneres Sammlerrohr 1 auf, in das die Auspuffstutzen der nicht gezeigten Zylinder eines Verbrennungsmotors

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einmünden. Das .Ganimlerrohr 1 ist von einem äußeren Gehäuse 3 umgeben, wobei zwischen Rohr und Gehäuse ein ringförmiger Kühlmantel für durch einen Einlaßstutzen 5 in. den Mantel eingeführtes und durch einen Auslaßstutzen 6 aus dem Mantel abgeführtes Kühlluft oder

/Kühlwasser
/vorgesehen ist.

Der zwischen den 'feilen 1 und 2 liegende oaimnelraum 7 und der ringförmige Kühlmantel 4 sind an einem Ende durch eine feste oder ausbaubare ./and 8 geschlossen, während am anderen Jinde dieser Teile nur der Kühlmantel 4 durch eine Ringwand 9 abgeschlossen und die Kammer 7 offen ist.

An dieser offenen iieite der Kammer ist die detonationsverhütende Einrichtung oder !Flammensperre B angeordnet, die aus einem zylindrischen Gehäuse 10 besteht, das mit d'-r Hingwand 9 mittels einer ringförmigen stirnwand 11 verbunden ist. An der stirnwand 11 ist ein in die offene oeite der Kammer 7 hineinragender Einlaßstutzen 12 angeordnet, der sich etwa über die halbe Länge der Kammer 7 erstreckt. Das Gehäuse 10 ist an seinem anderen Ende durch einen ausbaubaren Abschlußbauteil abgedeckt, der als Ganzes mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet ist.

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In dem auf diese V/eise begrenzten Hohlraum der Flammensperre B sind nebeneinander zwei Flammensperrkörper 14 eingebaut, die vorteilhafterweise aus Stapeln von untereinander durch Stehbolzen getrennten Scheiben bestehen, die den Durchlaß von Gasen gestattende, aber den Durchgang von explosionsverursachenden Stoffen usw. verhindernde enge Spalte aufweisen. Diese Stapel, die von den Gasen unter Zentrifugalwirkung durchströmt werden, sind in einem am 1.8.1966 vom Erfinder angemeldeten französischen Patent beschrieben.

Im Einlaßstutzen 12 ist vorteilhafterweise ein vorzugsweise auswechselbarer mit Prallwänden versehener Einsatz eingebaut, der zu einer Vorzerkleinerung von brennenden oder sehr heißen Teilchen dient, die von den Auspuffgasen mitgerissen werden und zu einer schnellen Verstopfung der Sperrkörper 14 führen könnten.

Der Abschlußbauteil 15 weist (siehe Fig. 5) vorzugsweise einen Gehäuseflansch 16 auf, der eine zum Einbau der Sperrkörper 14 in das Gehäuse 10 genügend große Öffnung hat. Die Sperrkörper 14 werden durch an der Stirnwand 11 befestigte Stangen 18 in ihrer Stellung gehalten, wobei der äußere der beiden Sperrkörper in einer kreisförmigen Ausnehmung einer Abschlußplatte 19 zentriert ist, die durch

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einen geeigneten Verschluß an die Außenfläche des Flansches 16 angedrückt wird. Das Andrücken der Platte an den Flansch 16 kann durch einen Bajonettverschluß 20 bewirkt werden, der eine Nabe mit mehreren vorspringenden Armen 20a hat, die durch Drehung des Verschlusses in Ausnehmungen 16a einrasten können, die an entsprechenden Vorsprüngen 16b des Flansches 16 vorgesehen sind. Die Nabe des Verschlusses ist mit einer Gewindebohrung 20b versehen, in die ein Gewindestopfen 21 einfaßt. Der Stopfen hat eine axiale Bohrung zur Aufnahme einer liutter 23, die auf eine den Stopfen 21 und die Platte 19 axial durchdringende am äußeren Sperrkörper befestigte Schraube 22 aufgeschraubt wird, um einen Axialdruck auf die Platte 19 auszuüben.

Die Gase, die das von den beiden Sperrkörpern 14 gebildete Filter durchströmt haben und in den zwischen dem Außenumfang dieser Körper und dem Gehäuse 10 begrenzten Ringraum der Flammensperre B eingetreten sind, gelangen über eine Verbindungsleitung 24 in den Nachkühler C.

Der Nachkühler C besteht im wesentlichen aus einer von einem Außenrohr 26 und einem Innenrohr 27 begrenzten ringförmigen Leitung 25· Das Außenrohr ist auf einem Teil seiner Länge mit nach außen vorspringenden, sich

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quer zu seiner Länge erstreckenden Kühlrippen 28 versehen, während am Innenrohr 27 an dessen Innenseite über einen Teil seiner Länge Längskühlrippen 29 vorgesehen sind.

Die ringförmige Leitung 25 ist an ihrer stromaufwärtigen Seite, an der die Verbindungsieitung 24 einmündet, mit einem kegelstumpfförmigen Verschluß 30 versehen. In Richtung auf ihr in GasStrömungsrichtung stromabwärts liegendes Ende erweitert sich der Querschnitt der Leitung 25 in der Nähe des Auslasses zur Atmosphäre in erheblichem Maße, damit sich die Auspuffgase, die sich bereits im Sammler A bei ihrer anfänglichen Abkühlung und dann bei ihrem Durchgang durch die Flammensperre B sowie beim Eintritt in den Nachkühler C etwas ausgedehnt hatten, endgültig entspannen können.

In den Figuren 1 und 2 ist der Nachkühler O ellbogenförmig abgekrümmt. Es versteht sich aber voiij. selbst, daß diese Ausgestaltung (die aus ästhetischen Gründen, wegen Raumknappheit oder der Notwendigkeit, die Abgase in einer bestimmten Richtung austreten zu lassen, oder aus anderen Gründen gewählt werden kann) auch beliebig anders sein und der nachkühler beispielsweise auch über seine ganze Länge geradlinig verlaufen kann.

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Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das mit den Kühlrippen 29 versehene Innenrohr 27 durch natürlichen Luftzug gekühlt (beispielsweise durch den Fahrwind, der bei der Fahrbev/egung eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Kraftfahrzeugs erzeugt wird). Jis sind aber auch andere Arten einer Kühlung möglich.

iio kann, wie in Fig. 6 gezeigt, der Kuhlluftstrom für die Kühlrippen 29 des Innenrohrs 27 des ITachkühlers G Λ durch einen Ventilator 31 erzeugt werden.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Nachkühler C 2 sind die Kühlrippen 29 durch Prallbleche 32 ersetzt, vvobei der diese Bleche beaufschlagende Kühlluftstrom ein natürlicher Luftzug oder ein künstlich erzeugter Luftstrom sein kann.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Nachkühler C 3 ist zur intensiveren Kühlung das Innenrohr 27 durch einen durch Doppelwände 34; 35 gebildeten Mantel ersetzt, durch den Kühlwasser 33 hindurchgeleitet wird. Die untere ,/and ist dabei mit sich in Längsrichtung erstreckenden Kühlrippen 3-> versehen, die zur Kühlung des Kühlwassers beitragen.

Aus dem beschriebenen Ausführungsbeispiel und seinen

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Varianten ist ersichtlich, daß mannigfache Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich sind, der ganz allgemein Einrichtungen umfaßt, die Detonieren und Knallen von ins Freie tretenden Abgasen von Kraftmaschinen, insbesondere Verbrennungsmotoren, verhindern sollen.

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Claims (1)

1. Ai

   Ansprüche

   1. Detonationsverhütende Vorrichtung, insbesondere für Verbrennungsmotore, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem mit der das Abgas erzeugenden Einrichtung verbundenen Abgassammler und -kühler (A) und aus einer Flammensperreinrichtung (B) sowie einem Abgasnachkühler (0) besteht, wobei alle diese drei Einrichtungen hintereinandergeschaltet sind.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dedurch gekennzeichnet, daii die Flammensperreinrichtung (B) zwischen dem Abgassammler und -kühler (A) und dem Abgasnachkühler angeordnet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammensperreinrichtung (B) an einem Ende des Abgassammlers und -kühlers (A) angeordnet ist und einen sich in das Innere des Sammlers erstreckenden Einlaßstutzen (12) aufweist.

   M-. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachkühler (G) eine doppelwandige Rohrleitung (25)

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   für das Abgas aufweist, die außen von einem oder mehreren Kühlströmen gekühlt wird, die durch natürlichen Zug hervorgerufen oder künstlich erzeugt sind.

   5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Kühlströmen ausgesetzte Abschnitte der beiden Vvandungen der Rohrleitung (25) mit Kühlrippen (28, 29), Frallblechen(32) oder anderen großflächigen .,ärmeaustauschelementen versehen sind.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Nachkühler (C 3) nicht nur mit von gasförmigem Kühlmittel beaufschlagten Kühlrippen (36), sondern auch mit einem von flüssigem Kühlmittel (35) durchflossenen Kühlmantel (33» 34) versehen ist.

   7· Vorrichtung nach Anspruch 1 und Ansprächen 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachkühler aus zwei einzelnen Bauelementen besteht, die von den zu kühlenden Gasen nacheinander durchströmt werden, während die zur Kühlung dieser Elemente verwendeten Kühlströme voneinander unabhängig sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, drdurch gekennzeichnet, daß die Achsen der beiden Bauelemente zueinander

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   geneigt sind, beispielsweise unter einem winkel von 90°.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (A) durch ein flüssiges Kühlmittel, beispielsweise ./asser, oder ein gasförmiges Kühlmittel, beispielsweise Luft, gekühlt ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (A) und/oder der Nachkühler (G) und/oder die Einlaßzone (12) der j'lammensperreinrichtung (B) einen ausbaubaren mit Prallblechen versehenen Einsatz oder Einsätze aufweisen.

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