DE2622290A1

DE2622290A1 - Abgaskuehlvorrichtung fuer eine verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE2622290A1
Application number: DE19762622290
Authority: DE
Inventors: Brian Roger Garnish; John Malcolm Hill
Original assignee: Becorit Ltd
Current assignee: Spare IPG 15 Ltd
Priority date: 1976-01-31
Filing date: 1976-05-19
Publication date: 1977-08-04
Also published as: US4133654A; PL115108B1; GB1542466A

Description

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nmelder : Becorit (G.B) Limited

2 Leslie Road, Greory Boulevard

Nottingham IiG 7 6PB, in the County of Nottingham

Abgaskühlvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Abgaskühlvorrichtung für eine Yerbrennungsmaschine, mit einem Abgasrohr, das einen vom Kühlwasser durchflossenen Kühlmantel aufweist, sowie mit einer Konditionierungskammer, die vom Abgas aus dem Abgasrohr durchströmt wird und zwischen ihrer Einlaßöffnung und ihrer Auslaßöffnung ein vom Abgas durchströmtes Bad mit einer Konditionierungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, enthält.

Die Erfindung ist in erster Linie für Abgaskühlvorrichtungen an Yerbrennungsmaschinen entwickelt worden, die beispielsweise an Lokomotiven oder sons"^_wie im untertägigen Grubenbetrieb verwendet werden. Hier werden besondere Anforderungen an die Abgaskühlung gestellt, weil bei bestimmten Zusammensetzungen der Grubenwetter Explosionen ausgelöst werden können. Die Vorschriften beim Einsatz von Verbrennungsmaschinen in Bergwerken fordern, daß

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die Maschine und ihr Abgassystem unter anderem folgender. Anforderungen geniigen :

a.) eine bestimmte, vorgeschriebene Höchsttemperatur darf an den Oberflächen der Maschine und des Abgassystemes nicht überschritten werden;

b.) das in die Atmosphäre abgegebene Abgas darf bestimmte Temperaturen nicht überschreiten;

c.) die Zusammensetzung des Abgases muß bestimmten

Anforderungen genügen und darf insbesondere keine Giftstoffe enthalten.

Selbstverständlich ist die Abgaskühlvorrichtung gemäß der Erfindung auch an Verbrennungsmaschinen zu verwenden, die in Umgebungen betrieben werden, in denen mehr oder weniger ähnlich gefährliche Verhältnisse auftreten können, wie sie in Bergwerken anzutreffen sind.

Eei Abgaskühlvorrichtungen der angegebenen Art wiTd das Austreten von Giftstoffen in die Atmosphäre durch Durchleitung des Abgases durch eine Konditionierungskammer verhindert,die eine Konditionsierungsilüssigkeit, normalerweise Wasser, enthält. In dieser !Flüssigkeit werden die im Abgas enthaltenen .Giftstoffe gelöst oder anderweitig abscrbiet. Bei konventionellen Abgaskühlvorrichtungen der angegebenen Art ist jedoch die Temperatur, mit der das Abgas in die Konditionierungskammer eintritt, oft

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verhältnismäßig hoch. Sie beträgt beispielsweise 2oo° C oder mehr und führt infolgedessen zu einer beträchtlichen Verdampfung von in der Kondxtxonierungskammer enthaltenem Wasser. Dieses Wasser gelangt in Dampfform in den die Kondxtxonierungskammer verlassenden Abgasstrom, so daß die in der Kondxtxonierungskammer enthaltene Wassermenge allmählich reduziert wxrd.

In Bergwerksbetrieben ist es in der Regel umständlich und in manchen Fällen sogar undurchführbar, eine Lokomotive in regelmäßigen Abständen zu einer Versorungsstation zu fahren, um dort das Wasser in der Kondxtxonierungskammer aufzufüllen. Wenn jedoch der V/asserstand auf ein zu niedriges Niveau abfällt, treten gefährliche Betriebsbediigingen für die Lokomotive auf.

Es ist Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die durch Wasserverluste in der Kondition-ierungskammer erwachsendem Risik en vollständig auszuschalten oder zumindest zu reduzieren und gleichzeitig die Wartungsinterwalle der Lokomotive in dieser Hinsicht zu verlängern.

Gegenstand der Erfxndung ist eine Abgaskühlvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine mit einem Abgasrohr, das einen vom Kühlwasser durchflossenen Kühlmantel aufweist, sowie mit einer Kondxtxonierungskammer, die vom Abgas aus dem Abgasrohr durchströmt wird und zwischen ihrer Einlaßöffnung und ihrer Auslaßöffnung ein vom Abgas

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durchströmtes Bad mit einer Konditionierungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, enthält, wobei sich diese Abgaskühlvorrichtung dadurch kennzeichnet, daß die Konditionierungskammer im Strömungsweg des Gases hinter dem Bad und vor der Auslaßöffnung eine Kondensationsvorrichtung aufweist.

Durch diese Kondensationsvorrichtung wird der in der Konditionierungskammer entstehende Dampf kondensiert und in Form von Wasser in das Konditionierungsbad zurückgeführt . ^l

Der erfindungsgemäß angestrebte Effekt wird noch dadurch verbessert, daß das der Konditionierungskammer vorgeschaltete Abgasrohr mit einem Wärmetauscher versehen ist, der ein Gehäuse aufweist, welches einen Kühlwasserraum für den Durchfluß von Kühlwasser bildet und dessen Gasführungskanal ein System von Platten enthält, die mit den inneren Wandungen des Gasführungskanals zur Bildung einer Wärmeleitenden Verbindung verbunden sind und den Gasführungskanal in eine Vielzahl von Durchgängen unterteilen. Hierdurch wird demin die Konditionierungskammer eintretenden Abgas schon soviel Wärme entzo-gen, daß eine Verdampfung von Konditionierungsflüssigkeit nur noch in beschränkten Umfange auftritt;

Vorzugsweise sind die in Kontakt mit dem Abgas kommende Wärmetauschflache des Wärmetauschers, die Länge des Wärme-

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tauscher und der Querschnitt des Gasführungskanales in dessen Gehäuse ( durch die die Strömungsgeschwindigkeit des Gases bei gegebenen Betriebsbedingungen der Verbrennungsmaschine bestimmt wird ) so bemessen, daß die durchschnittlichen Temperaturen des durch den Kühlraum durchtretenden Kühlwassers und des am Ende des Gehäuses austretenden Abgases beim praktischen Betrieb 1oo C nicht wesentlich übersteigen. Vorzugsweise liegen diese Temperaturen im Bereich zwischen 60 C bis 1oo° C. Das Ausmaß der Verdampfung der Konditionierungsflüssigkeit ( normalerweise Wasser ) in der Konditionierungskammer wird bei diesen Temperaturen in großem Maße reduziert, insbesondere wenn man mit~Bedingungen vergleicht, wie sie bei herkömmlichen Abgaskühlvorrichtungen der genannten Art anzutreffen sind. "

Darüberhinaus ist es vorteilhaft, beide Aspekte der Erfindung zu kombinieren, so daß nicht nur die Verdampfung aufgrund der erzielten geringeren Temperaturen des in die Konditionierungskammer eintretenden Abgases reduziert wird, sondern auch jeder durch Verdampfung hervorgerufene Flüssigkeitsverlust aus der Konditionierungskammer auf ein Minimum reduziert wird, in^dem durch Kondensation und Rückführung der kondensierten Flüssigkeit verhindert wird, daß der Dampf in äen aus der Konditionierungokammer austretenden Abgas-'Strom gelangt.

Selbstverständlich kann die Abgaskühlvorrichtung gemäß der Erfindung weitere Vorrichtungen enthalten,die normalerweise in Abgaskühlvorrichtungen verwendet v/erden. So kann eine

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Flammendurchschlagssicherung vorgesehen werden, die sowohl vor als auch hinter der Konditionierungskammer im Abgasstrom angeordnet werden kann. Ferner kann in den austretenden Gasstrom eine Mischvorrichtung eingeschaltet werden, die vorzugsweise hinter der Konditionierungskammer liegt und dazu dient, das austretende Abgas mit Luft aus der Umgebung zu vermischen, bevor es in die Umgebung abgegeben wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in der

Figur Λ schematisch in Draufsicht eine Verbrennungsmaschine mit einer ersten Ausführungsform einer Abgaskühlvorrichtung gemäß der Erfindung

Figur 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang derLinie 2 - 2 in Figur 1 ,

Figur 3 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Figur 1 durch die Konditionierungskammer

Figur 4- einen horizontalen Schnitt entlang der Linie 4-4-in Figur 3

Figur 5 in vergrößertem Maßstab eine Endansicht einer der den Auslaßöffnungen der Konditionierungskammer zugeordneten Flammendurchschlagssicherungen

Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie 6 - 6 in Figur

Figur 7 eine Seitenansicht einer Anordnung einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung an einer Verbrennungsmaschine

Figur 8 eine Draufsicht zu Figur 7> Figur 9 in Vorderansicht und vertikalem Schnitt die .innere

Konstruktion der KonditionierungskammerjWie^Än einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß den Figuren 7 und verwendet wird und

Jf tj < *i" a J^

Figur Λ ο eine Endansicht der Konltionierungskammer/Figur sowie einen Schnitt entlang der Linie 1o - 1o in Figur 9

zeigen. 709 831/0228

Die in der Zeichnung dargestellte Abgasbehandlungsvorrichtung ist an einer Verbrennungsmaschine vorgesehen, deren Zylinderblock 1o an einer Seite mit einem mehrere Anschlußstutzen aufweisenden Ansaugrohr 11 verbunden ist, welchem Luft von einer Luftfiltereinheit 12 und einer Flammenrückschlagsicherung 13 über Rohre 14 und I5 zugeführt wird. An der gegenüberliegenden Seite ist an den Zylinderblock 1o ein mehrere Anschlußstutzen aufweisendes Abgassammeirohr 16 angeschlossen. Das Abgassammelrohr 16 kann ein Gehäuse mit inneren und äußeren Wänden aufweisen, durch welche ein Kühlwassermantel gebildet wird, der sich über die gesamte Oberfläche des Gehäuses' erstreckt. Dieser Kühlwassermantel ist an ein Wasserumlaufsystem angeschlossen, welches einen Wärmetauscher 17 aufweist. Die Rohranschlüsse des Wasserumlaufsystemes sind in der Zeichnung der einfachheithalber weggelassen. Der Wasserumlauf kann durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Umlaufpumpe aufrechterhalten werden, die von Verbrennungsmaschinen angetrieben wird.

Die Abgase werden am Ende des Abgassammeirohres 16 in einiger Entfernung vom Wärmetauscher 17 in ein Abgasrohr 18 eingegeben, das ebenfalls von einem Kühlwassermantel umgeben ist. Der in der Zeichnung nicht dargestellte Kühlwassermantel des Abgasrohres 18 erstreckt sich - ebenso wie im Falle des Abgassammeirohres 16 - über dessen gesamte Oberfläche. Das Abgasrohr 18 hat jedoch eine eben oder einfach gestaltete innere Oberfläche, d. h. es weist einen einzigen Durchgang für alle aus dem Abgassammelrohr 16 abströmenden Abgase auf. Eine Verlängerung 18a des Abgasrohres 18 dient zur Einleitung des Abgases in eine Konditioniermg skammer 19. Zwischen dem

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Abgasrohr 13 und der Verlängerung 18a wird der Strömungsweg des Abgases durch den inneren Kanal eines Wärmetauschers 2o gebildet, der quer zur Strömungsrichtung des Gases einen größeren inneren Querschnitt hat als das Abgasrohr 18.

Dabei ist vorteilhaft, daß das Abgasrohr 18 mit einiger Entfernung von der Konditionierungskammer 19 an das Ende des Abgassammelrohres 16 angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich nämlich eine größere Länge des Abgasrohres 18, die nicht erzielt werden könnte, wenn das Abgasrohr 18 in unmittelbarer Nähe der Konditionierungskammer 19 an das Ende des Abgassammeirohres 16 angeschlossen wäre. Die größere Länge des Abgasrohres 18 eröffnet die Möglichkeit für einen intensiveren Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Kühlwasser, welches durch den Kühlwassermantel des Abgasrohres fließt. Jedoch auch diese Kühlung reicht möglicherweise nicht aus, die Temperatur des Abgases vor Eintritt in die Konditionierungskammer im erwünschten Maße abzusenken. Um diese TemperaturabSenkung mit Sicherheit zu erreichen, ist der Wärmetauscher 2o vorgesehen.

Wie aus dem Querschnitt ( Figur 2 ) zu ersehen ist, weist der Wärmetauscher 2o ein Gehäuse 23 mit inneren und äußeren Wandungen 21 und 22 auf, die einen vom Wasser durchströmten Hohlraum 21a umgeben, der an das bereits erwähnte Kühlwassersystem angeschlossen ist. Im Inneren ist das Wärmetauschergehäuse 23 mit Hilfe einer Vielzahl von Platten 24 unterteilt, die mindestens an einer, möglicherweise aber auch an zwei gegenüberliegenden Wandteilen der inneren Wand 21 befestigt

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sind. Das Gehäuse 23 ist im Querschnitt zweckmäßig, jedoch nicht notwendigerweise, quadratisch oder rechtwinklig ausgebildet.

Wie in Figur 2 dargestellt ist, sind die Platten 24 parallel zueinander angeordnet und enden jeweils mit Abstand von der gegenüberliegenden Wand, an der sie nicht befestigt sind, so daß individuelle Durchgänge 25 geschaffen werden, die miteinander in Verbindung stehen. Es wäre jedoch auch möglich, die Platten 24 an beiden gegenüberliegenden Wandungen 21 zu befestigen, so daß die einzelnen Durchgänge 25 jeweils von dem benachbarten Durchgang 25 abgetrennt sind.

Die Platten 24 sind an den zugeordneten Teilen der inneren Wandungen 21 derart befestigt, daß eine gute Wärmeleitung von den Platten 24- in die Wandung 21 erfolgt. Hierdurch bewirken diese Platten 24 eine Vergrößerung der mit dem Abgas in Kontakt stehenden Wärmetauschfläche.

Die Strömungsrichtung der durch den Hohlraum 21 im Wärmetauscher 2o und im Kühlmantel des Abgasrohres 18 strömenden Kühlflüssigkeit kann der Strömungsrichtung des Abgases entgegengerichtet sein, wodurch erreicht wird, daß das kälteste Abgas seine Wärme an das kälteste Wasser und das heißeste Abgas seine Wärme an das heißeste Wasser abgibt.

Die Verbindung zwischen dem Ausströmende des Wärmetauschers 2o und der Kqnditionierungskammer 19 kann durch eine kurze Verlängerung 18a des Abgasrohres 18 gebildet werden, die in ihrer Konstruktion dem Abgasrohr 18 ähnelt, d. h. einen

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Kühlwassermantel aufweist, der in den Kühlwasserkreis einbezogen ist, wie bereits erwähnt.

Durch eine entsprechende Dimensionierung des Wärmetauschers 2o, d. h. durch seine Länge seinen Querschnitt und durch die Anzahl und Abmessungen der in ihm enthaltenen Durchgänge und insbesondere durch die durch seinen Hohlraum 21a strömende Kühlwassermenge, kann die Temperatur des Abgases am Ausgang , des Wärmetauschers 21 soweit reduziert werden, daß sie im Bereich zwischen 6o° C und 1oo° C liegt, vorzugsweise an der unteren Grenze dieses Bereiches.

Die Konditionierungskammer 19 ist mehr im Detail in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht. Sie weist eine Einlaßöffnung 26 für das Abgas auf, die im oberen Bereich des Gehäuses der Konditionierungskammer 19 angeordnet ist und sich vorzugsweise in einer Seitenwand desselben befindet. Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 27 bezeichneten Auslaßöffnungen sind im oberen Bereich der gleichen Seitenwand angeordnet, obwohl diese Auslaßöffnungen - falls erwünscht - auch in der nach oben weisenden Wand des Gehäuses angeordnet sein können, wie später noch erwähnt wird. Das Gehäuse der Konditionierungskammer 19 ist wieder doppelwandig ausgeführt, um einen Hohlraum 28 für Kühlwasser zu bilden.

Im Inneren ist die Konditionierungskammer 19 mit einer Unterteilung 29 versehen, die eine Hückwand 3o aufweist, die sich parallel oder nahezu parallel zu der benachbarten

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Wand des Gehäuses erstreckt, d. h. der Wand, die von der Einlaßöffnung 26 und den Auslaßöffnungen 27 entfernt liegt· Weiterhin weist die Unterteilung 29 zwei Seitenwände 31 auf, die jeweils mit etwas Abstand von den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses entfernt liegen. Insgesamt wird durch die Unterteilung 29 und das Gehäuse ein Kanal 32 gebildet, der in Draufsicht im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und von der Einlaßöffnung 26 nach unten in. den unteren Bereich der Kammer führt.

Zwischen der Forderwand des Gehäuses, in welcher die Einlaßöffnung 26 und die Auslaßöffnungen 27 angeordnet sind, und der Rückwand 3o der Unterteilung 29 bildet das Gehäuse einen sich nach oben erstreckenden Kanal 65 der eine Anzahl von horizontal angeordneten, perforierten Platten 33 enthält, die den Raum zwischen der Rückwand 3o der Unterteilung 29 und der Forderwand des Gehäuses überspannen. Beim Gebrauch ist die Kammer mit Wasser gefüllt, dessen Niveau etwas bis über die oberste der perforierten Platten reicht. Die Abgase können Schwefeldioxyd enthalten, bei dessen Lösung im V/asser das Wasser sauer wird. Um dies zu vermeiden, kann die erste Wasserfüllung eine alkalische Substanz enthalten, die diesem Effekt entgegenwirkt. Darüber hinaus werden die mit dem V/asser in Berührung kommenden Teile der Konditionierungskammer 19 zweckmäßig aus rostfreiem Stahl gefertigt oder einem anderen Metall, das dem korrosiven Angriff standhält.

Über den perforierten Platten 33 werden die Vorderwand und die Rückwand des Gehäuses durch Rohre 34- miteinander

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verbunden, die in übereinander angeordneten horizontalen Reihen angeordnet sind. Diese Rohre 34· dienen dazu, die Kühlwasserhohlräume der Vorderwand und der Rückwand des Gehäuses miteinander zu verbinden.

Bei Verwendung der Konditonierungskammer 19 strömt das Abgas durch die Einlaßöffnung 26 ein und von dort in dem Raum zwischen den Wänden 3o und 31 der Unterteilung 29 und den jeweils benachbarten Wandungen des Gehäuses nach unten, tritt dann in das V/asser ein und tritt in Form von Blasen durch die perforierten Platten 33 hindurch, Jede Verdampfung von Wasser bewirkt die Anwesenheit von Dampf in der Zone unmittelbar über den perforierten Platten 33, wo die Rohre 34- liegen. Aufgrund der besonderen Konstruktion der Konditionerungskammer 19 und insbesondere aufgrund der Kühlwasserhohlräume in der !"order- und Rückwand des Gehäuses, fließt Kühlwasser durch diese Rohre 34-, so daß diese· als Kondensationsvorrichtung wirken, derart, daß der gebildete Dampf sich an den Rohren 34· niederschlägt und in das im Gehäuse enthaltene Wasserbad zurücktropft. Gegebenenfalls können die Rohre 34- aufeinander folgender horizontaler Reihen gegeneinander in horizontaler Richtung versfetzt sein, d. h. gestaffelt angeordnet sein.

Die Auslaßöffnungen 27» die entweder in der "Förderwand oder in der nach oben weisenden Wand des Gehäuses angeordnet sind, werden von Flammendurchschlagssicherungen 35 überdeckt. Diese Flammendurchschlagssicherungen 35 weisen eine Struktur auf, durch die eine Vielzahl von Durchgängen

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mit kleinem Querschnitt gebildet wird, durch die das Abgas strömt, wodurch sich eine Kühlung des Abgases ergibt, und zwar sowohl durch Kontakt mit den die Durchgänge umgrenzenden Wandungen als auch in gewissem Umfange durch eine adiabatische Entspannung des Abgases. Hierdurch wird die Temperatur auf einen Wert herabgedrückt, bei denen jegliche Flammen gelöscht werden. Die Flammendurchschlagssicherungen 35 können je einen äußeren Rahmen aufweisen, der aus je gegenüberliegenden Trägern 36, 37 und 38, 39 besteht. Die Träger 36 und 37 sind durch Verbindungsstangen 4-0 verbunden, die sich durch Öffnungen in einem Stapel von Platten 41 erstrecken, die durch Abstandhalter 42 auf den Verbindungsstangen 4o in Abstand gehalten werden. Der Durchgang des Abgases ist in Figur 6 durch Pfeile 43 angedeutet.

Das ausströmende Abgas gelangt in eine Mischkammer 44·, in welcher es mit aus der äußeren Umgebung zugeführter Luft vermischt und verdünnt wird. Die Luft wird der Mischkammer 44 über den Wärmetauscher 17 durch einen von der Verbrennungsmaschine angetriebenen Ventilator 1oa zugeführt. Diese Luft wird mit dem Abgas in der Mischkammer 44 vor deren Auslaßöffnung 45 vermischt.

Der Wärmetauscher 17 kann zwei Wärmetauschereinheiten enthalten, deren Kühlwasserkanäle nicht miteinander'in Verbindung stehen. Eine dieser Einheiten kann an den Kühlkreislauf angeschlossen sein, der die Kühlwassermäntel des Abgasrohres 18, des Wärmetauschers 2o der Konditionxerungskammer 19 und möglicher-

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weise des Abgassammeirohres 16 umfasst. Die andere Einheit kann mit dem Kühlwasserkreislauf des Maschinenblockes und gegebenenfalls des Abgassamme!rohres verbunden sein, falls dieser nicht an die andere Wärmetauschereinheit angeschlossen sein sollte.

Falls die Flammendurchschlagssicherungen an Öffnungen angeordnet sind, die sich in der nach oben weisenden Wand der Konditionierungskammer befinden, können die Auslaßseiten an einen Kanal angeschlossen sein, der zu der Mischkammer 4-4 führt. Alternativ könnte die Mischkammer mit einer Verlängerung versehen sein, die die Oberseiten der Flammen- ^x durchschlagssicherungen überdeckt.

Bei der in den Figuren 7 bis 1o dargestellten konstruktiven Ausführungsform sind die jenigen Teile, die mit bereits beschriebenen Teilen korrespondieren, mit ähnlichen Bezugsziffern versehen worden wobei die Bezugszahlen um jeweils einhundert vergrößert worden sind. Die vorangehende Beschreibung bezieht sich auch auf die entsprechend ergänzten Bezugsziffern. Der folgende Beschreibungstext dient deshalb insbesondere dazu, die Teile zu identifizieren und zu erläutern, die in der schematischen Zeichnung nicht dargestellt sind, sowie zur Beschreibung von Unterschieden in der Konstruktion, soweit solche vorhanden sind.

Gemäß den Figuren 7 und 8 ist die Kühlwasserversorgung für das Abgassammelrohr, den Wärmetauscher des Abgasrohres und die Konditionierungskammer wie folgt ausgelegt.

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Wie bei der ochematisch erlnufcertcn Ausführungsform ist der Wärmetauscher 117 in zwei separate Wärmetauschereinheiten 117a und 117b unterteilt. Die Wärmetauschereinheit 117a versorgt den Maschinenblock 11o und das Abgassammeirohr 116 über eine Zuführungsleitung 15° und eine Rückführungsleitung 151 mit Kühlwasser. Die Wärmetauschereinheit 117b und eine Kühlwasserpumpe 152 sind in einem Kühlwasserkreislauf angeordnet, der dea Wärmetauscher 12o des Abgasrohres und die Konditionierungskammer 119 mit Kühlwasser versorgt. Dementsprechend ist der Einlaß der Pumpe 152 über eine Rückführungsleitung I52 mit dem unteren * Ende der Wärmetauschereinheit 117b verbunden. Eine Zuführungsleitung 154 erstreckt sich zwischen dem Auslaß der Pumpe 152 und einem Einlaß, der sich am unteren Ende der Konditionierungskammer 119 befindet und mit deren Kühlwasserraum 128 in Verbindung steht. Dieser Kühlwasserraum 128 steht mit dem ringförmig oder ähnlich ausgebildeten Kühlwasserraum des Wärmetauschers 12o des Abgasrohres in Verbindung. Dieser Kühlwasserraum ist durch eine Eückführungsleitung 155 an das obere Ende der Wärmetauschereinheit 117b angeschlossen.

Es ist also festzustellen, daß der gesamte Abgasweg vom Ab gassammeIrohr 116 bis zum Auslaß 145 der Mischkammer über seine gesamte Länge von Kühltiassermänteln umgeben ist, durch welche ein Kühlwasserstrom mittels der Pumpe 152 geführt wird. Wie aus den Figuren 9 und 1o hervorgeht, unterscheidet sich die dort dargestellte innere Aufteilung der Konditionierungskammer etwas von der oben erläuterten, schematisch dargestellten Konditionierungskammer. Der untere

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Teil der Kammer weist eine senkrechte Unterteilung 156 auf, wd ehe parallel und nach innen mit Abstand von der benachbarten Rückwand 157 der Kammer angeordnet ist und an Endwänden 158 befestigt ist, um einen sich nach oben erstreckenden Kanal zu bilden, der an seinen oberen und unteren Enden 159 und 16o offen ist und innen durch perforierte Platten 133 überspannt wird.

Die Einlaßöffnung 126 für das Abgas steht mit einer Abteilung 161 in Verbindung, die sich über den gesamten Abstand zwischen der Vorder- und Rückwand 157 erstreckt und im oberen Bereich der Kammer von einer dem Auslaß zugeordneten Abteilung 162 durch eine geneigt verlaufende Unterteilungswand 163 abgetrennt ist. Der von der Unterteilung 156, der Rückwand 157 sowie den Endwänden I58 umgebene Kanal steht mit der Abteilung 162 durch das offene obere Ende 159 des Kanales in Verbindung. Dieses obere Ende 159 ist jedoch gegen eine direkte Verbindung mit der dem Einlaß zugeordneten Abteilung 161 durch eine nach oben und außen geneigte Abschlußwand 164 abgetrennt, die an ihrem unteren Ende an den oberen Enden der Unterteilung und an ihren oberen äußeren Enden an der Rückwand 157 befestigt ist. Die dem Einlaß zugeordnete Abteilung 161 steht auf diese V/eise mit einem Kanal 132 in Verbindung, der sich zum unteren Teil der Konditionierungskammer erstreckt und der in seinem inneren durch Führungs- und Verteilungsplatten 166a bis 166c unterteilt sein kann, um zu bewirken, daß das Abgas mehr oder weniger gleichmäßig verteilt wird, wie durch Pfeile 167 angedeutet ist,

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die in den unteren Teil der Konditionierungskammer weisen. Die Konditionierungskammer enthält - wie bereits oben angedeutet - Wasser, dessen Niveau über die Untergrenzen der Unterteilungen 156 reicht, so daß das Abgas durch das Wasser in Form von Blasen durchtreten muß, und zwar vom unteren Ende 16o bis zum oberen Ende 159 des zentral verlaufenden Kanäles und durch die Perforationen der Platten 133) wie durch weitere Pfeile 168 angedeutet ist.

Die bei dieser Ausführungsform vorgesehene Kondensations vorrichtung weist Prallelemente 134- in Form von Platten ι auf, die an den Vorder- und Rückwänden 157 des Gehäuses befestigt sind und auf diese Weise in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlwasser stehen, das durch den Kühlwasserraum 128 strömt.

Diese Platten sind deshalb dazu in der Lage, als Kondensationsoberflächen zu wirken und sind so angeordnet, daß die für das nach oben strömende Gas in der Kammer 162, welche mit dem oberen Ende 159 der Auslaßleitung in Verbindung steht, einen verschlungenen Verströmungsweg bilden.

Die Prallplatten sind gegen die horizontale Richtung geneigt, so daß die kondensierende Flüssigkeit au£L_ ihnen zu ihren unteren Kanten herabfließt und von dort in das Konditionierungsbad zurücktropft, dessen normales Niveau etwas oberhalb der obersten perforierten Platte 133 liegt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Flammendurch-

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schlagssicherungen 135 zweckmäßig horizontal über den Auslaßöffnungen 127 in der nach oben v/eisenden Wand der Konditionierungskammer befestigt.

Der Boden der Kondition-ierungskammer kann mit Öffnungen 169 versehen sein, die zum Entleeren dienen und mit geeigneten entfernbaren Stopfen verschlossen sind.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

: 1. Abgaskühlvorrichtung für eine

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Verbrennungsmaschine, mit einem Abgasrohr, das einen von Kühlwasser durchflossenen Kühlmantel aufweist, sowie mit einer Konditionierungskaminer, die vom Abgas aus dem Abgasrohr durchströmt wird und zwischen ihrer Einlaßöffnung und ihrer Auslaßöffnung ein vom Abgas durchströmtes Bad mit einer Xonditionierungsflüssigkeit, insbesondere V/asser, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierungskammer ( 19, 119 ) im Strömungsweg des Gases hinter dem Bad und vor der Auslaßöffnung ( 27, 127 ) eine Kondensations vorrichtung ( 34-, 134- ) aufweist.
2. Abgaskühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierungskammer ( 19, 119 ) ein äußeres Gehäuse aufweist, in dessen Innenraum mindestens ein Einlaßkanal ( 32, 132 ) für das Gas vorgesehen ist, der von einer Einlaßöffnung ( 26, 126 ) im oberen Bereich des G_ehäuses bis unter das Niveau der darin enthaltenen Flüssigkeit reicht, und mindestens ein sich nach oben erstreckender Auslaßkanal ( 65, 165 ) für das Gas vorgesehen ist, der mit seinem unteren Ende mit dem unteren Ende des Einlaßkanales ( 32, 132 ) in Verbindung steht und im Bereich oberhalb des Niveaus der Flüssigkeit eine Kondensationsvorrichtung ( 34·, 134- ) aufweist.

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3. Abgaskiihlvorrichtung nach den

Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierungskammer ( 19* 119 ) einen Kühlmantel ( 28, 128 ) aufweist und daß die Kondensationsvorrichtung C 34-1 134- ) wärmeleitend mit dem Kühlmantel ( 28, 128 ) in Verbindung steht, insbesondere durch das den Kühlmantel ( 28, 128 ) durchströmende Kühlmedium gekühlt wird.
4-. Abgaskühlvorrichtung nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsvorrichtung ( 34-, 134- ) Rohre ( 34- ) aufweist, die sich zwischen gegenüberliegenden Teilen des Kühlmantels ( 28 ) erstrecken und an beiden Enden mit dem Kühlwasserraum des Kühlmantels ( 28 ) verbunden sind, oder Prallelemente ( 134- ) aufweist, die mit der Innenwand des Kühlmantels ( 128 ) wärmeleitend in Verbindung stehen und einen verschlungenen Durchtrittsweg für das den Auslaßkanal ( 165 ) durchströmende Abgas bilden.
5. Abgaskühlvorrichtung nach einem

der Ansprüche 2, 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal ( 132 ) der Konditionierungskammer ( 119 ) an seinem unteren Ende einen größeren Querschnitt als an seinem oberen Ende aufweist und Führungselemente ( 166a, 166b, 166c ) enthält, die Durchlässe im Einlaßkanal ( 132 ) bilden, welche nach unten divergieren und für eine gleichmäßige Verteilung des Abgases am unteren Ende des Auslaßkanales ( 165 ) sorgen.

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6. Abgaskühlvorrichtung nach einem · der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Konditionierungskammer ( 19 ) vorgeschaltete Abgasrohr ( 18 ) mit einem Wärmetauscher ( 2o ) versehen ist, der ein Gehäuse ( 23 ) aufweist, welches einen Kühlwasseraum ( 21a ) für den Durchfluß von Kühlwasser bildet und dessen Gasführungskanal ein System von Platten ( 24 ) enthält, die mit den inneren Wandungen ( 21 ) des Gasführungskanales zur Bildung einer Wärmeleitenden Verbindung verbunden sind und den Gasführungskanal in eine Vielzahl von Durchgängen unterteilen.
7· Abgaskühlvorrxchtung nach Anspruch

6, dadurch gekennzeichnet daß die Platten ( 24 ) parallel oder nahezu parallel zueinander verlaufen und senkrecht zu ihren Oberflächen mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei sich jede Platte ganz oder fast ganz über die Breite des Gehäuses ( 23 ) erstreckt.
8. Abgaskühlvorrichtung nach Anspruch

6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die in Kontakt mit dem Abgas kommenden Wärmetausehflächen des Wärmetauschers, ( 2o ) die Länge des Wärmetauschers ( 2o ) und der Querschnitt des Gasführungskanales in dessen Gehäuse.( 23 ) so bemessen sind, daß die Temperaturen des durch den Kühlraum ( 21a ) durchtretenden Kühlwassers und des an Ende des Gehäuses ( 23 ) austretenden Abgases 1oo° C nicht wesentlich übersteigen.

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