DE19502959C1 - Antrieb für Boote oder Schiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für Boote oder Schiffe mit einem Verbrennungsmotor und einer Abgasführung, deren Auslaß sich unterhalb der Wasserlinie befindet, wobei im Verlauf der Abgasführung oberhalb der Wasserlinie ein Katalysator vorgesehen ist.

Bei solchen Antrieben befindet sich der oder die Motoren innenbordseitig in einem Motorraum und die vom Verbrennungsmotor kommenden Abgase werden über eine Abgasführung (Auspuffrohr) nach außen abgeführt und treten dann unter der Wasseroberfläche aus, um die Geräuschemission zu dämpfen.

Durch die bereichsweise innerhalb des Motorraumes verlaufende Abgasführung und die davon abgestrahlte Wärme kommt es zu einer unerwünschten Aufheizung des Motorraumes und auch des Innenraumes. Um diese Aufheizung zu reduzieren ist es bereits bekannt, in die Abgasführung Kühlwasser einzuspritzen. Dies ist jedoch nur bei Motoren ohne Katalysator möglich.

Aus der DE 42 35 346 A1 ist ein Bootsmotor mit einem Katalysator bekannt, der direkt beim Abgas-Auslaß des Motors angebracht ist. Das Katalysatorgehäuse weist auf einer Seite einen Wasserkühlmantel auf, der zwar die Außentemperatur des Katalysatorgehäuses reduzieren kann, eine erhebliche, seitliche Wärmeabstrahlung ist damit aber nicht zu verhindern. In Anbetracht der vergleichsweise hohen, notwendigen Arbeitstemperatur von Katalysatoren ist eine solche Wasserkühlung auch problematisch, da sie ein schnelles Ansteigen der Katalysatortemperatur auf Betriebstemperatur behindert.

Aus der DE 43 01 286 A1 ist bereits ein Katalysatorelement für eine Schiffsantriebsvorrichtung bekannt, bei der die Durchtritts­ richtung der Abgase durch den Katalysator umgekehrt werden kann. Die bei einer innenbordseitigen Anordnung des Motors mit Katalysator auftretenden Probleme hinsichtlich der Aufheizung des Motorraumes und der innenliegenden Abgasführung sind hierbei nicht gelöst.

Bei Verbrennungsmotoren bildet sich in der Abgasführung eine Abgasströmungspulsation, die insbesondere bei niedrigen Drehzahlen zu starken Druck-Sog-Schwankungen in dem Auspuff führt. Dies hat zur Folge, daß insbesondere bei großvolumigen Motoren Wasser in den Auspuff eingesaugt und danach wieder ausgestoßen wird. Unter ungünstigen Umständen kann es auch zu sogenannten "Wasserrückschlägen" kommen, wenn Wasser über die Auslaßventile in den Motor gelangt, wobei es zu erheblichen Beschädigungen kommen kann.

Besonders problematisch ist dies bei Einsatz eines Katalysators in der Abgasleitung, weil der Katalysator während des Betriebes des Motors Temperaturen bis über 1000° Celsius erreichen kann und eindringendes Wasser explosionsartig zu einer Verdampfung führen würde.

Aus der US 46 01 666 ist bei einem Bootsantrieb eine drehzahl­ abhängig gesteuerte Umschaltung des Abgasstromes vorgesehen, wobei ein Umschaltventil vorgesehen ist, über das der Abgasstrom entweder über einen Unterwasserauslaß bei höherer Drehzahl oder aber über einen Überwasserauslaß in die umgebende Luft bei niedriger Drehzahl geführt wird. Dadurch soll die Geräuschemission innerhalb des Wassers bei niedrigen Drehzahlen reduziert werden. Da hierbei der Abgasstrom bei niedrigen Drehzahlen in die umgebende Luft geleitet wird, besteht nicht das Problem des Eindringens von Wasser in die Abgasleitung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs erwähnten Art mit verringerter Schadstoffemission zu schaffen, bei dem insbesondere das Eindringen von Wasser in die Abgasführung vermieden wird und bei dem auch ein starkes Aufheizen des Motorraumes und des Innenraumes durch die Abgasführung und den Katalysator vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Abgasführung zwischen dem Abgasauslaß des Motors und der Wasserlinie einen Anschluß für eine Belüftungsleitung aufweist, in der sich ein bei Unterdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck öffnendes und bei Überdruck geschlossenes Rückschlagventil befindet. Durch die Belüftungsleitung mit Rückschlagventil wird der in Verbindung mit dem Bootsmotor eingesetzte Katalysator wirksam vor eindringendem Wasser geschützt. Durch den Luftausgleich wird in dem Zeitabschnitt, wo im Auspuff Unterdruck herrscht, anstatt des wesentlich schwereren Wassers Luft angesaugt.

Die Belüftung des Auspuffs, um ein Eindringen von Wasser zu vermeiden, könnte zwar auch bei Abgasführungen ohne eingebauten Katalysator vorgesehen sein und würde hierbei sicher ein Eindringen von Wasser in den Auspuff oder in den Motor verhindern; besonders wichtig ist diese Maßnahme jedoch in Verbindung mit dem Einsatz eines Katalysators, da in den Katalysator eindringendes Wasser eine erhebliche Gefährdung darstellen würde, da der Katalysator während des Betriebes des Motors Temperaturen bis über 1000° Celsius erreichen kann und eindringendes Wasser explosionsartig zu einer Verdampfung führen würde. Dies wird durch die vorliegende Erfindung wirksam und auf einfache Weise verhindert.

Die Gefahr des Eindringens von Wasser in den Katalysator ist ohne die erfindungsgemäße Maßnahme auch deshalb besonders groß, weil sich dieser konzeptbedingt vergleichsweise nahe am Auslaßende des Auspuffs und damit auch nahe an der Wasseroberfläche befindet.

Aus der DE-AS 27 03 648 ist es bereits bekannt, ein frischluft­ zuführendes Luftrohr in das die Abgase führende Rohr münden zu lassen. Außerdem ist aus dieser Druckschrift eine in der Abgasführung angeordnete Klappe bekannt, die bei ausreichend hohem Abgasdruck öffnet und den Weg durch ein Beschleunigungsabteil für den Abgasstrom freigibt. Das frischluftzuführende Luftrohr dient zur Zumischung von Frischluft zu den Abgasen, um diese zu verdünnen. Die Abgasführung endet oberhalb der Wasserlinie, so daß hier das Problem des Wasseransaugens nicht besteht. Würde die Abgasführung unterhalb der Wasserlinie enden, wären wegen dem sich einstellenden Abgasüberdruck weder durch das Luftrohr noch durch die Klappe wirksame Maßnahmen gegen Eindringen von Wasser in die Abgasleitung vorhanden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, ist vorgesehen, daß in dem oberhalb der Wasserlinie und auslaßseitig des Katalysators befindlichen Bereich eine die Abgasführung bei Stillstand des Motors verschließende Klappe oder dergleichen vorgesehen ist.

Der Katalysator ist durch dieses Verschlußorgan zur Wasserseite hin abgedichtet und dadurch auch im Stillstand des Motors gegen Kondensatniederschläge geschützt.

Eine weitere Maßnahme sieht vor, daß der Katalysator einen mehrschichtigen Kühlmantel aufweist, der wenigstens eine unmittelbar an den Außenmantel des Katalysators anschließende Luftführung sowie wenigstens eine sich nach außen anschließende Kühlwasserführung aufweist.

Die bisherigen Maßnahmen zur Kühlung der Abgasführung, zum Beispiel durch Einspritzen von Kühlwasser in die Abgasführung oder das Isolieren der Abgasführung sind bei Einsatz eines Katalysators nicht mehr möglich oder reichen nicht mehr aus.

Die in Verbindung mit einem Katalysator verstärkt auftretende Wärmeentwicklung kann jedoch durch einen mehrschichtigen Kühlmantel wirksam nach außen hin abgeschirmt werden, so daß der Motorraum und der Bootsinnenraum auch bei Einsatz eines Katalysators nicht zusätzlich aufgeheizt werden. Versuche haben gezeigt, daß trotz der sehr hohen Arbeitstemperatur des Katalysators von zum Beispiel 900° Celsius die Außenmanteltemperatur des Kühlmantels mit Sicherheit unterhalb des vorgeschriebenen Grenzwertes von 90° Celsius bleibt.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Kühlmantel dreischichtig mit einem inneren, dem Katalysatoraußenmantel direkt benachbarten Luftkühlmantel, einem sich nach außen anschließenden Wasserkühlman­ tel sowie einem äußeren Feststoffisoliermantel aufgebaut ist.

Damit ist eine besonders wirksame Wärmedämmung insbesondere bei sehr großen Temperaturunterschieden zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich möglich.

Aus der DE 37 36 500 C2 ist zwar bereits eine Abgasführung mit einem Katalysator für einen Bootsmotor bekannt, bei der eine mehrschichtige Kühlung vorgesehen ist, jedoch weist diese Abgasführung keine Maßnahmen auf, mit denen ein Ansaugen von Wasser in die Abgasführung bei unterhalb der Wasserlinie endender Abgasführung, verhindert wird.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bootsantriebes mit Abgasführung,

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung eines Katalysators mit Kühlmantel,

Fig. 3 das auslaßseitige Ende eines Katalysators mit sich anschließender Abgasführung und Anschluß für eine Belüftungsleitung,

Fig. 4 den in Fig. 3 gezeigten Teilbereich der Abgasführung beziehungsweise des Katalysators im Querschnitt,

Fig. 5 bis 8 auslaßseitige Teilbereiche der Abgasführung beziehungs­ weise des Katalysators in unterschiedlichen Ansichten mit Verschlußklappe,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Abgasführung mit Belüftungseinrichtung und gesteuerten Rückschlagventilen in Doppelausführung,

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Durchtrittes für eine Lambdason­ de,

Fig. 11 eine Aufsicht eines Führungs- und Halteringes für ein Ende des Katalysators,

Fig. 12 eine Seitenansicht des in Fig. 11 gezeigten Führungs­ ringes,

Fig. 13 eine Längsschnittdarstellung einer Abgasführung im Bereich einer Trennstelle mit eingesetztem Katalysator und

Fig. 14 eine Darstellung etwa entsprechend Fig. 13, hier jedoch mit einer anderen Katalysator-Befestigung.

Fig. 1 zeigt eine teilweise schematische Darstellung eines Antriebes 1 für Boote oder Schiffe. Der dazu gehörende Verbrennungs­ motor ist schematisch als Funktionsblock 2 dargestellt und dessen Abgasauslässe 3 sind mit einer Abgasführung 4 verbunden, deren Auslaß 5 sich unterhalb der Wasserlinie 6 befindet.

In den Verlauf der Abgasführung 4 ist an einer in Gebrauchsstellung des Bootes oberhalb der Wasserlinie 6 befindlichen Stelle ein Katalysator 7 zur Schadstoffreduzierung eingesetzt. Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 2 bildet sich in der Abgasführung 4 eine Abgasströmungspulsation, die bei niedrigen Drehzahlen, insbesondere bei Leerlauf dazu führt, daß innerhalb der Abgasführung 4 abwechselnd ein Überdruck und ein Unterdruck entsteht. Mit dem Überdruck werden die Abgase unter die Wasserober­ fläche 6 gedrückt und bei dem Abgas-Auslaß 5 ausgestoßen. In der Unterdruckphase besteht bei bisherigen Abgasführungen das Problem, daß über den Auslaß 5 Wasser angesaugt wird.

Bei Einsatz eines Katalysators 7, der in der Regel aus Platzgründen auch vergleichsweise nahe mit seinem Auslaß 8 an der Wasserober­ fläche 6 montiert ist, würde eindringendes Wasser zu einer Beschädigung oder einer Zerstörung des Katalysators 7 führen. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß zwischen dem Abgasauslaß des Motors 2 und der Wasserlinie 6 an der Abgasführung 4 ein Anschluß 9 für eine Belüftungsleitung vorgesehen ist. Im Verlauf dieser Belüftungsleitung 10 befindet sich ein Rückschlagventil 11, das bei Unterdruck innerhalb der Abgasführung 4 öffnet und über eine Zuluftleitung 12 den Zutritt von Luft in die Abgasführung 4 ermöglicht. Somit wird in der Saugphase bei der Abgasströmungs­ pulsation das wesentlich leichtere Medium Luft anstatt Wasser angesaugt. Ein Eindringen von Wasser in den Katalysator während dieser Pulsation wird somit wirksam und sicher verhindert.

In Fig. 1 ist angedeutet, daß an das Rückschlagventil 11 und die Zuluftleitung 12 auch mehr als eine Belüftungsleitung 10 an­ geschlossen sein kann. Es genügt somit, wenn eine Belüftungsein­ richtung mit abgezweigten Belüftungsleitungen 10 zu mehreren Abgasführungen 4 vorhanden ist.

Zur Reduzierung der Wärmeemission im Bereich des Katalysators 7 ist um diesen herum ein mehrschichtiger Kühlmantel 13 vorgesehen. Mit diesem Kühlmantel wird erreicht, daß die Temperatur der Außenhülle einen Grenzwert von 90 Grad mit Sicherheit nicht übersteigt. Um das hohe Temperaturgefälle von ca. 1000° Celsius im Bereich des Katalysators und der Außenhülle des Kühlmantels 13 zu erreichen, ist der Kühlmantel mehrschichtig aufgebaut. Unmittelbar an den Katalysatoraußenmantel 14 schließt sich ein Luftkühlmantel 15 an. Daran anschließend ist ein Wasserkühlmantel 16 vorgesehen und nach außen hin schließt sich dann noch ein Feststoffisoliermantel 17 an.

Durch den mehrschichtigen Aufbau des Kühlmantels 13 werden die sehr hohen Katalysatortemperaturen stufenweise heruntergekühlt. Der unmittelbar zum Katalysator benachbarte Luftkühlmantel bewirkt dabei eine Abkühlung in dem Maße, daß das im sich nach außen anschließenden Wasserkühlmantel 16 geführte Kühlmedium nicht über den Siedepunkt erhitzt wird. Das Kühlwasser für den Kühlmantel 13 kann einlaßseitig des Katalysators in den koaxial die Ab­ gasführung 4 umschließenden Wasserkühlmantel 16 zugeführt werden, wie dies durch die Pfeile PF1 gekennzeichnet ist. Der Pfeil PF2 kennzeichnet die Abgase.

Auslaßseitig des Katalysators 7 mündet der Wasserkühlmantel 16 und auch der Luftkühlmantel 15 in die Abgasführung 4. In diesem Bereich ist der Katalysator innerhalb des Kühlmantels 13 verschieb­ bar geführt und dazu mit einem Rohrstutzen 18 etwa koaxial in einem mit der Abgasführung 4 verbundenen, Durchtrittsöffnungen 19 (vergleiche Fig. 11) aufweisenden Führungsring 20 geführt. Diese Schiebelagerung ist erforderlich, weil der Katalysator zwischen Umgebungstemperatur und Betriebstemperatur insbesondere seine Länge ändert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Übergangsbereich zwischen dem auslaßseitigen Ende des von dem Kühlmantel 13 umgebenen Katalysators 7. Das Übergangsteil dient zur Formanpassung des Katalysatoraus­ trittes an die Form der sich anschließenden Abgasführung 4. Häufig hat diese Abgasführung ein ovales Endstück, so daß auch das sich an den Katalysator anschließende Auslaßende eine entsprechende und damit passende Außenform haben muß. In der Unterseitenansicht gemäß Fig. 4 ist der Rohrstutzen 18 des Katalysators 7 erkennbar, der in dem Führungsring 20 geführt ist. Deutlich sind hier auch die Durchtrittsöffnungen 19 erkennbar.

Außenseitig stützt sich der Führungsring 20 an einem Abgasführungs­ rohr 21 ab. Um dieses Rohr herum ist nun zur Formanpassung ein ovaler Rohrabschnitt 22 angeordnet, der im weiteren Verlauf in Strömungsrichtung in die Abgasführung 4 übergeht. Zwischen dem Abgasführungsrohr und dem ovalen Rohrabschnitt 22 sind Verbindungen bzw. Verbindungsstege 23 als Stabilisatoren vorgesehen.

Der zwischen dem Abgasführungsrohr 21 und dem ovalen Rohrabschnitt 22 gebildete Zwischenraum, der in Abgasströmungsrichtung in die Abgasführung 4 zum Auslaß 5 hin übergeht, bildet einen Expansions­ raum, in den hier die Belüftung der Abgasführung mündet. Gut ist dabei der Anschluß 9 für die Belüftungsleitung 10 erkennbar.

Um den Katalysator auch bei Stillstand des Motors gegen Wasserdunst und Kondensatniederschläge zu schützen, was insbesondere bei Salzwasser von Bedeutung ist, sind die in Fig. 5 und 6 beziehungs­ weise 7 und 8 dargestellten Maßnahmen vorgesehen. Es ist dazu in einem oberhalb der Wasserlinie 6 und auslaßseitig des Katalysators 7 befindlichen Zwischenbereich ein die Abgasführung 4 bei Stillstand des Motors verschließende Klappe 25 vorgesehen. Diese Klappe wird während des Betriebes des Motors durch die Abgasströmung offen­ gehalten. Auch eine bei niedrigen Drehzahlen des Motors auftretende Abgasströmungspulsation führt nicht dazu, daß die Klappe 25 schließt, da dies durch Massenträgheit verhindert wird. Erst bei Stillstand des Motors und ausbleibendem Abgasdruck geht die Klappe 25 in Schließstellung.

Die Klappe 25 ist seitlich bei dem Rohrstutzen 18 des Katalysators 7 verschwenkbar gelagert und außenseitig im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 durch ein Schließgewicht 26 in Schließrichtung druckbeaufschlagt. Anstatt dieses Schließgewichtes 26 kann, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, auch eine Schließfeder 27 vorgesehen sein.

Bei einem ovalen Rohrabschnitt 22, wie er anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben wurde und der auch in den Fig. 5 und 8 vorgesehen ist, kann der Schließmechanismus - Schließgewicht 26, Schließfeder 27 - seitlich neben dem Rohrstutzen 28 in dem Zwischenraum 24 angeordnet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das Rückschlagventil 11 differenzdruckgesteuert, wobei der Ventilkörper 40 durch Schwerkraft in Schließstellung gehalten wird. Dies stellt eine einfache und betriebssichere Vorrichtung dar.

In bestimmten Fällen kann es erforderlich sein, daß als Rück­ schlagventil zum Beispiel elektromagnetisch betätigbare Ventile eingesetzt werden, so wie dies schematisch in Fig. 9 angedeutet ist. Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform für eine Doppel-Auspuff- Anlage und es sind hier die Zuluftleitungen 12, die Belüftungs­ leitungen 10 und Steuerventile 11a erkennbar. Außerdem sind noch Drucksensoren 28 vorgesehen, über die die in der Abgasführung 4 herrschenden Druckverhältnisse gemessen werden. Die Drucksensoren 28 und die Steuerventile 11a sind über Signalleitungen 29 und Steuerleitungen 30 mit einer Steuerelektronik 31 verbunden. Über diese Steuerelektronik 31 werden die Steuerventile 11a bei Unterdruck in der Abgasführung 4 geöffnet und bei Überdruck geschlossen. Außerdem kann über die Steuerelektronik 31 noch ein Schließen der Steuerventile 11a oberhalb einer vorgebbaren Motordrehzahl erfolgen, wo sich die Abgasströmungspulsation nicht mehr nachteilig auswirkt. Mit 32 sind noch Spannungsversorgungs­ leitungen bezeichnet.

Wie in Fig. 2 erkennbar, sind in dem Kühlmantel noch Durchtritts­ öffnungen 33 und 34 einerseits für eine Lambda-Sonde und anderer­ seits zur Abgasentnahme nach dem Katalysator vorgesehen. In der Durchtrittsöffnung 33 für die Lambda-Sonde ist eine Einsatz-Hülse 35 eingesetzt, die über spezielle Dichtungen mit den Wandungen des Wasserkühlmantels 16 und des Luftkühlmantels 15 verbunden ist. Mit dem zuströmseitigen Katalysatorstutzen 36 ist ein Anschlußstück 37 verschweißt, das seinerseits mit der Einsatzhülse 35 verschraubt ist.

Bei der Durchtrittsöffnung 34 für einen Abgassensor ist in der Außenwand eine Verschraubung 38 zum Verschließen dieser Durchtritts­ öffnung 34 und in der Katalysatorwand ein Führungsrohr 39 vorgesehen. Fig. 10 zeigt im Detail die für den Einsatz der Lambda­ Sonde vorgesehenen Einzelteile vor dem Verbinden miteinander. Insbesondere ist hierbei auch die Einsatzhülse 35 und das Anschlußstück 37 einzeln erkennbar.

Die Fig. 13 und 14 zeigen noch in die Abgasführung 4a eingebaute Katalysatoren 7a, 7b in einer zu Fig. 1 und 2 abgewandelten Ausführungsform. Diese Katalysatoren 7a, 7b sind in eine Ab­ gasführung 4a eingebaut, bei der bereits ein Wasserkühlmantel 16a vorhanden ist. Die Außenwand des Wasserkühlmantels 16a ist mit 41 und die Innenwand, die gleichzeitig auch das Abgasführungsrohr bildet, mit 42 bezeichnet.

Im Verlauf der Abgasführung 4a ist eine Trennstelle 43 vorgesehen, die sich in der Regel zwischen dem Abgaskrümmer und der weiterfüh­ renden Abgasführung befindet. Die dort befindlichen Enden der Abgasführung werden durch hier nicht dargestellte Stehbolzenver­ schraubungen zusammengehalten. Zur Verdeutlichung ist die Trennstelle in etwas auseinandergezogener Form dargestellt. Zu erkennen sind hierbei auch zwischen den Stirnenden der Abgasführung bzw. des Wasserkühlmantels 16a befindliche Dichtungen 44.

Bei solchen vorhandenen Abgasführungen mit ebenfalls bereits vorhandenem Wasserkühlmantel 16a ist nun, wenn es die Platzverhält­ nisse ermöglichen, vorgesehen, daß der Katalysator direkt in diesen Bereich der vorhandenen Abgasführung eingebaut wird. Der Katalysator ist dazu mit seinem Außendurchmesser so bemessen, daß zwischen seinem Außenmantel 14a und der Innenwand 42 des Abgasrohres ein Luft- bzw. Gaskühlmantel 15a gebildet ist. In Verbindung mit dem bereits vorhandenen Wasserkühlmantel 16a ist damit wiederum ein mehrschichtiger Kühlmantel 13a vorhanden. Somit werden auch hier die hohen Betriebstemperaturen des Katalysators stufenweise über den Luftkühlmantel 15a und den sich nach außen anschließenden, bereits vorhandenen Wasserkühlmantel 16a soweit reduziert, daß außenseitig am Kühlmantel 13a eine im zulässigen Bereich liegende Temperatur herrscht.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 weist der dort eingesetzte Katalysator 7a an seinem zuströmseitigen Ende einen ringförmigen Befestigungsflansch 45 auf, der im Bereich der Trennstelle 43 mit der Abgasführung, insbesondere dem inneren Abgasführungsrohr verbunden ist. Der Katalysator ist dabei nur an diesem einen Ende befestigt, so daß die bei den hohen Betriebstemperaturdifferenzen am Katalysator auftretenden Ausdehnungen sich nicht nachteilig auswirken.

Der mit dem Katalysator 7a verbundene Befestigungsflansch 45 steht radial über den Katalysatoraußenmantel 14a über und ist in einer stirnseitigen Ringnut 46 der das Abgasführungsrohr bildenden Innenwand 42 gelagert. Die Ringnut 46 und der dort eingesetzte Befestigungsflansch 45 sind so bemessen, daß der Katalysator zentriert innerhalb des Abgasführungsrohres mit Abstand zu diesem gehalten ist, damit zwischen Katalysator und vorhandenem Ab­ gasführungsrohr ein Luftspalt zur Bildung des Luftkühlmantels 15a vorhanden ist. Die axiale Tiefe der Ringnut 46 bzw. die Dicke des Befestigungsflansches 45 sind so bemessen, daß die Trennstelle 43 unbeeinflußt bleibt, d. h. daß nach dem Einsetzen des Katalysators die vorhandene Dichtung und auch die übrigen Teile unverändert eingesetzt werden können. Somit ist eine besonders kostengünstige Umrüstung auf Katalysatorbetrieb möglich.

Auch bei dieser Ausführungsform sind die bereits anhand der vorherigen Figuren beschriebenen Maßnahmen zum Schutz des Katalysators gegen eindringendes Wasser oder gegen eindringenden Wasserdampf einsetzbar.

Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform eines Katalysators 7b, bei der der ringförmige Befestigungsflansch 45 nicht an einem Ende, sondern im Verlauf der Längserstreckung, beispielsweise im mittleren Bereich des Katalysators mit diesem verbunden ist. Die Katalysator­ enden erstrecken sich hierbei einerseits in Richtung Motor bzw. Abgaskrümmer und andererseits in die von der Trennstelle 43 weiterführende Abgasführung. Auch hierbei ist gewährleistet, daß die beim Katalysator während des Betriebes auftretenden Wärmedehnun­ gen und damit auftretende Längenänderungen nicht behindert werden. Die Ringnut 46 kann auch in dem Stirnende des vom Motor kommenden Abgasführungsrohres vorgesehen sein, wie dies strichliniert in Fig. 14 angedeutet ist.

Die Lage des Befestigungsflansches 45 am Katalysator richtet sich in erster Linie nach den jeweils vorhandenen Platzverhältnissen und den Längen der sich von den Trennstellen 43 erstreckenden, geraden Abschnitte des Abgasführungsrohres. Der Befestigungsflansch 45 kann somit in Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten praktisch an beliebiger Stelle innerhalb der Längserstreckung des jeweils einzusetzenden Katalysators vorgesehen sein.

Erwähnt sei noch, daß an die Abdichtung zwischen Befestigungsflansch 45 und Abgasführungsrohr keine hohen Anforderungen gestellt werden, da über diese Stelle in den Luft- oder Gaskühlmantel 15a ein­ dringendes Abgas keine nachteiligen Auswirkungen hat. Bei der Ausführungsform nach Fig. 14 ist der obere Bereich des Luftkühlman­ tels (Gaskühlmantels) offen ausgebildet, so daß hier Abgas eindringen kann. Für den Kühlvorgang hat dies aber praktisch keine nachteiligen Auswirkungen, da nur sichergestellt sein muß, daß zwischen dem Katalysatoraußenmantel 14a und der Innenwand 42 des Abgasführungsrohres kein metallischer Kontakt besteht, um eine direkte Wärmeübertragung zu vermeiden.

Claims (14)

1. Antrieb für Boote oder Schiffe, mit einem Verbrennungsmotor und einer Abgasführung, deren Auslaß sich unterhalb der Wasserlinie befindet, wobei im Verlauf der Abgasführung oberhalb der Wasserlinie ein Katalysator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasführung zwischen dem Abgasauslaß (3) des Motors (2) und der Wasserlinie (6) einen Anschluß (9) für eine Belüftungsleitung (10) aufweist, in der sich ein bei Unterdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck öffnendes und bei Überdruck geschlossenes Rück­ schlagventil (11, 11a) befindet.

2. Antrieb insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberhalb der Wasserlinie (6) und auslaßseitig des Katalysators (7) befindlichen Bereich eine die Abgasführung (4) bei Stillstand des Motors verschließende Klappe (25) vorgesehen ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (7) einen mehrschichtigen Kühlmantel (13) aufweist, der wenigstens eine unmittelbar an den Außenmantel des Katalysators (7) anschließende Luftführung sowie wenigstens eine sich nach außen anschließende Kühlwasserfüh­ rung aufweist.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (11) Differenzdruck-gesteuert ist und insbesondere einen durch Schwerkraft in Schließstellung gehenden Ventilkörper (40) aufweist.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Rückschlagventil ein mit einer Steuerein­ richtung (31) verbundenes, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Ventil (11a) vorgesehen ist und daß an die Steuereinrichtung ein Drucksensor (28) zur Messung des Druckes innerhalb der Abgasführung (4) angeschlossen ist.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (11a) drehzahlabhängig gesteuert ist und oberhalb einer vorgebbaren Drehzahl des Motors geschlossen ist.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Belüftungsleitung (10) in Luftzuführrichtung hinter dem Rückschlagventil (11, 11a) Verbindungsleitungen zu mehreren Katalysatoren aufweist.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschluß (9) für die Belüftungsleitung (10) vor oder hinter dem Katalysator (7) und insbesondere außerhalb des Katalysator-Kühlmantels angeordnet ist.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auslaßseitig des Katalysators (7) befindli­ che, bei Stillstand des Motors die Abgasführung verschließende Klappe (25) verschwenkbar gelagert ist und daß ein die Klappe in Schließlage verschwenkender Antrieb, vorzugsweise ein Gewicht (26) und/oder eine Feder (27) vorgesehen ist.

10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kühlmantel (13) dreischichtig mit einem innerem, dem Katalysator-Außenmantel direkt benachbarten Luftkühlmantel (15), einem sich nach außen anschließenden Wasserkühlmantel (16) sowie einem äußeren Feststoffisolierman­ tel (17) aufgebaut ist.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Katalysator (7) innerhalb des Kühlmantels mit einem Ende, vorzugsweise seinem Auslaßende, verschiebbar mit der Abgasführung verbunden ist und daß dazu ein Rohr­ stutzen (18) des Katalysators (7) etwa koaxial in einem mit der Abgasführung verbundenen, Durchtrittsöffnungen (19) gegebenenfalls für das oder die Kühlmedien aufweisenden Führungsring (20) geführt ist.

12. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Kühlmantel Durchtrittsöffnungen (33, 34) mit darin gegebenenfalls befindlichen Einsatzhülsen (35, 39) oder dergleichen für eine Lambdasonde, für einen Abgassensor und dergleichen vorgesehen ist und daß zwischen den Ein­ satzhülsen und dergleichen und dem Kühlmantel oder der Abgasführung Wärmeausdehnungsbewegungen zulassende, ins­ besondere als Dichtungen ausgebildete Zwischenelemente vorgesehen sind.

13. Antrieb mit einem um die Abgasführung zumindest bereichsweise angeordnetem Wasserkühlmantel, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysa­ tor (7) in den mit dem Wasserkühlmantel versehenen Bereich der Abgasführung eingesetzt ist und mit seinem Außendurch­ messer so bemessen ist, daß zwischen seinem Außenmantel und der Innenwand des Abgasrohres ein Luftkühlmantel gebildet ist, und daß der Katalysator im Verlauf seiner Längser­ streckung, vorzugsweise an einem Ende, einen Befestigungs­ flansch aufweist, der im Bereich einer Abgasführungs- Trennstelle gehalten ist.

14. Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einem bei einer Abgasführungs-Trennstelle endenden Abgasrohrende eine vorzugsweise in Form einer stirnseitigen Ringnut gebildeten Aufnahme für den Be­ festigungsflansch des Katalysators vorgesehen ist.