DE2338041A1 - Schalldaempfer und nachbrenner in konstruktionseinheit - Google Patents

Description

Dr. Hans Karl Leistritz

D 7891 Küssaberg 2, Schulstr.7 24.7.73

Beschreibung

einer Patentanmeldung als Zusatz zur Anmeldung mit dem Aktenzeichen P 232O6E5.1 Bezeichnung : Schalldämpfer und Nachbrenner in Konstruktionseinheit.

Die technische Entwicklung der vergangenen beiden Jahrzehnte hat bei allen Verbrennungsmotoren zur Entwicklung von Schalldämpfern geführt, deren Verwendung in der Abgasführungsanlago zu besseren Leistungskurven führt, als wenn nur mit offenem Abgasrohr gefahren wird. Insbesondere bei Zweitaktmotoren ist das der Fall. Jener Teil der Abgasführungsanlage, der den Schalldämpfer beherbergt, ist zusammen mit einer geeigneten Längen- und QuerschnittsabstimEung des Rohres, das vorn föotorauslass zu ihm führt, nicht nur ein Schalldämpfungselement, sondern zugleich in ganz spezieller Veise ein leistungbildendes Element der Kotorenabstimmung geworden. Als die Aufgabe der Abgasreinigung hinzukam und thermische Nachbrenner mit Sitz in der gleichen Gasführungsanlage sich mehr und mehr als Lösung dieses Problems herausstellten, war für den Konstrukteur ein Konfliktsituation dadurch entstand en, 'dass jene konstruktive Formgebung, welche schalldämpfend und leistungsbildend ist, keineswegs zugleich für den Nachbrennvorgang geeignet ist. Lediglich die für den Nachbrennvorgang notwendigen Wärmetauschkamraern konnten bisher so gestaltet werden, dass sie zugleich für die Aufgabe der Schalldämpfung fördernd sind (vgl. die Offenlegungsschrift Nr. 1 751 985). Erst die Offenlegungsschrift Nr. 2 1C6 534 zeigte unmittelbar in der Konstruktion der Nachbrennkammer zugleich auch für typische Schalldämpfer seit langem bekannte Konstruktionen. Bisher völlig ungelöst war aber die Verwendung des Entspannungsraumes, der bei allen Schalldämpfern dem Abgasrohr folgt, sobald es in den Schalldämpfer eintritt, zugleich als Nachbrennkammer. Das hatte zur Folge, dass z.B. bei Motorradmotoren, die nach dem Zweitaktsystem ausgelegt sind, zwei groesvolumige Räume kurz hintereinander vorgesehen werden missten : der aeist mit einem sich konisch öffnenden Rohr beginnende Sntspannungsraum und danach - unter Zwischenschaltung anderer Konstruktionselemente - die etwa gleich grosse Nachbrennkaraiiier. Schon zur₍ Vermeidung der Wärmerückstrahlunf vom Nachbrenner auf den Motorauslass war dies bisher geboten. Die hiermit vorgelebte Konstruktion lrSft dieses Problem. Rein prinzipiell gesehen besteht ihr konstruktiver '/orzur t--r::tor.3 darin, dass die gleiche Raumeinh^it als leisturgsMlrv-nder Entspannungsraum und als Brennkammer dient. Das verkleinert die Gesaiatjjonstruk-

409886/0808

tion um etwa ein Drittel des bisherigen Raumbedarfs. Zveäterss ist die Tfäraierückstrahlung vom Nachbrenner zum Motorauslass dadurch in Grenzen gehalten, dasr svischen der Konstrulctionseinheit Entspannungsrauin/BrennrauKi und Motorauslassrohr die .vollständig in den Abgasstrom gelegte Sekundärluftvorwärmkammer angeordnet ist. Da sie mit Gebläseluft beschickt ist und diese Heissluft ständig stromabwärts Richtung Brennraum abgibt, ist sie ein ideales Zwischenelement, um den Motorau?;ia3s gegenüber der Nachbrennerwänne abzudecken. Hinzu kommt, dass auch das vorn Kotorauslass zum Nachbrenner/Sntspannungsraum führende Abgasrohr von einem Gebläseluftringraum umgeben ist und schon hierdurch einer systeinatisierbaren Wärmeabfuhr unterliegt. Während es bereits durch das französische Patent Nr. 1 336 918 des Anmelders bekannt geworden war, aa stromaufwärtigen Ende der Nachbrennkamrcer Abgas und Sekundärluft beieinanderliegend in mit ineinandergreifenden Teilstroii.bunde.ln bzw. Teilströmen, die von einem Ringschlitz uir-geben sind, auszuführen (Ansprüche 8 ff.), und wahrend dort auch bereits der Gebläseluftmantel als Quelle für diesen Luftbpdarf vorgesehen war (Ansprüche 5 und 50), ist es neu, die Se]cundärluftvon-;ärickarjii?er, welche die Basis für das Lufteinzugssy±stein der Brennkammer darstellt, vollständig in den Abgasstrom zu legen und zwar in jene Position zwischen Abgasrohr und BrermkamvUer/Entspannungsraum. In den folgenden Ansprüchen 1 bi3 5 sind die Einzelheiten dieser Konstruktion näher bezeichnet.

Trotz dieser Massnahinen gelangt vom Motorauslass her noch eine beträchlicho Schallenergie in die Nachbrennkanuiwr. Es musste deshalb die Konstruktion der NachbrennkaE-mer zur Anwendung gelangen, welche in sich selbst bereits schalldämpfende Elemente aufweist und auf welche oben bereits hingewiesen wurde (Offenlegungsschrift Kr. 2 106 534)· Die folgenden Ansprüche 6 und 7 bringen dies zum Ausdruck.

Schliesslich wird die Position der Sekundärluftvorwärnikammer im Abgacstrom dazu genutzt, längs durch sie hindurchgehend einen Abgas/Luft-Sjektor anzuordnen, sodass sich ein Sekundärlufteinbrinfungssystem ergibt, das eine Mischung zwischen Gebläselufteinbringung und (von d?r Breiiiikamser her gedacht) Luftinjektion durch die Strö-Bungsenergie des Abgases darstellt. Letzteres ist notwendig, uni die etwa stöchioKetrische Abgaa/Luf tmischung in eine spezielle Abhängigkeit zur Abgasmenge zu bringen.

»
Die Figur 1 zeigt die Gesamtkonstruktion in ihren Hauptelementen : die -SekunciärluftvorvärmkaEjner 3, umströmt vom einlaufenden Abgas, die Ur^ehrspülungsbrennica-^.-r .iiit den einander überlappenden Rohren 9 """"id 1? und d.Vi G^ribLÜ3oluft^antel 2. Fi;^r 2 i"t eine Darstellung von Anspruch 10 und Figur 3 eine solche von Anspruch 11.

409886/0808

BAD ORiGiNAL

Claims (11)

1. Patentansprüche

   /lJ Abgasführungsanlage von Verbrennungsmotoren mit Schalldämpfung und thermischer Nachverbrennung in Konstruktionseinheit, deren Abgaszuführungsrohr von eine» Gebläseluftstrom zumindest teilweise ummantelt ist und' bei welcher in diesem Gebläse luftstrom Luftaustrittsöffnungen vorgesehen sind, durch welche Sekundärluft in die Nachbrennkaiaaer gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass durch diese Oeffnungen die Luft in eine oder mehrere Kanalführungen einströmt, welche den Abgasführungskanal durchqueren und in eine Sekundärluftvortfärmkammer münden, welche vollständig im Abfasführungskanal gelegen ist.
2. 2. Sekundärluf tvorwär_:-kamnier geciäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in ihrem strouabwärtigen Teil eich Lochungen befinden, durch welche die Luft in den

   BrennkammerrauHi einströmt und in einer für den stromaufwärtigen Teil von Brennkammern bekannten Weise das Abgas durch einen in räumlicher Nähe von diesen Oeffnungen gelegenen Ringraum in die"Brennkammer gelangt. ' ...... > .. -
3. 3. Sekundärluftvorwärmkammer gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Konen besteht, die mit ihren grössten Querschnitten aneinander grenzen.
4. 4. Sekundärluftvorwärmkammer geraäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärts gelegene Teil a.us Lochblech besteht, das zugleich eine wendel- oder spiralartige Verformung aufweist und sich in dieser Waise in Strönungsrichtung verjüngt.
5. 5. Gasführungsanlage getnäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der die Sekundärluftvorwärmkammer umgebende Abgasringraum nahe den Sekun— därluftaustrittsöffnungen durch ein Lochblech durchquert ist, dessen Fläche in einer Ebene oder spiralig ausgeführt ist. ■
6. 6. Gasführungsanlage gemäss einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Brennrohr, sei es, dass es zjdindrisch oder mit konischer Erweiterung ausgeführt ist, sprungartig in einen querschnittsgrösseren Raum (lO) mündet und dabei auf eine Wandfläche (ll) gerichtet ist. ,
7. 7. Gasrührungsanlage gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Erennkamraeraustrittsrohr (l2) innerhalb des Brennraumes (ic) einer UmkehrspülungsbrcniikaBEier ir. der durch die Offonlegunpsschrift Νγ.2Κ'6534 bekannten Weise mit dem Brennrohr (9) überlappend angeordnet ist.

   409886/0808

   H -'
8. 8. Gasführungsanlage gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsrohr (l2) in einen Raum mündet, aus dem eines oder mehrere Rohre in die freie Atmosphäre führen.
9. 9. Gasführungsanlage gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (13) zumindest teilweise von dem Gebläseluftstrom (2) ummantelt werden, der eines oder mehrere davon unterschiedene Ocffnungcn in die freie Atmosphäre besitzt.
10. 10. Gasführungsanlage gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft, die gemäss Anspruch 1 aus dem Gebläseluftinantelraum (2) in die Vorwärmkainmer (3) einströmt, bereits innerhalb des Gebläseluftmantclraumes vor den Oeffnungen bzw. Kanalführungen (4) in einen Ringraum (14) einströmt, der das Abgaseinströmrohr (l) umgibt und mit ihm eine gemeinsame Wandung besitzt.
11. 11. Gasführungsanlage gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluftvorwärmkammer (3) von einem in der Regel axial in ihrer Längsausdehnung sie durchquerenden Ejektor durchdrungen wird, der au3 einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Abgaseinlauf rohr (l6) besteht, das in ein Rohr ^w(l5) hineinreicht, das grösseren Durchmesser besitzt als das stromabwärtige Ende des Einlaufrohres (l6), sodass in etromaufwärtigen Bereich des zweiten Rohres (15) ein Ringraum entsteht.

    09886/0808 original inspected