DE2723747A1

DE2723747A1 - Beschickungsverbesserung der vorstrecke des vollbrennerkopfes einer nachbrennkammer

Info

Publication number: DE2723747A1
Application number: DE19772723747
Authority: DE
Inventors: Hans Karl Dr Leistritz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1978-11-30

Description

Bezeichnung : Beschickungsverbesserung der Vorstrecke des
Vollbrennerkopfes einer Nachbrennkammer.
Beschreibung In der Patentanmeldung P 27 Ol 931.4 ist entsprechend der mehrstufigen Abgasbeschickung, wie sie durch die Konstruktion der Verbrennungsmotoren mit deren Leerlauf-und Hauptdüsenbestllckung vergaserseitig vorgegeben ist, eine Nachbrennerkonstruktion beschrieben worden, bei welcher sich vor dem Brennerkopf eine Vorstreckenanordnung befindet; letztere ist in der Regel die Abbrandzone bei einer motorseitigen Leerlaufbeschickung, während der krdausbrand von Vollastgasmengen nach Durchlauf durch eine nochmalige siebartige Aufbereitung in einer Nachzone, der Vollbrennerstrecke mithin, stattfindet. Mit dieser Zusatzanmeloung wird das Vorstreckensystem dieser Konstruktion in verschiedener Hinsicht weiter verbessert. Es wird als gemeinsame Grundlage dieser Verbesserung die Unterscheidung zweier AbgasstrahlenzafUhrungsgruppen eingeführt, deren Position innerhalb der Vorstrecke in verschiedener Hinsicht genauer bestimmt wird. Dabei wird nicht nur eine Steigerung der einbringbaren Zusatzluftmenge erzielt, sondern auch die Qualität ihter Einmischung in den Abgasstrom verbessert. Dabei erscheint besonders bemerkenswert, daß hierdurch nicht nur eine thermische Erleichterung des Anspringverhaltens erzielt wird, sondern außerdem eine Glättung der ausgeprägt quantenweisen Abgasbeschickung, die durch den Hubkolbenmotor insbesondere bei kleinen Drehzahlen vorgegeben ist.
Die beigefügte Schemazeichnung Figur 1 zeigt eine Eachverbrennungsvorrichtung gemäß Hauptanmeldung. Vollbrennerstrecke ist der Raum 28, vor dessen Beschickung das Abgas und die Zusatzluft nochmals eine Feinstromaufteilung durch die Wandung 16 erfahren. Vor dieser Wandung 16 liegen die Vorvolumen 30 und 20, wobei Vorstrecke 20 in ihrem gesamten Wandbereich Zulaufzone von Abgas und Zusatzluft darstellt. Die Vorstrecke 30 hat prinzipiell einen ungelochten Wandteil 29 und ist hinsichtlich ihrer Größe dem Leerlaufzustand des Motors, also dessen Abga8-menge angepaßt. In die Vorstrecke 20 münden zwei Gruppen von Abgaszuführungsrohren : die Gruppe 5/6, als stromaufwärtige Abgasstrahlgruppe bezeichnet, und die Gruppe 1/2 als stromabwärtige. Sie werden dadurch unterschieden, daß nur die Gruppe 5/6 in den gedachten Verlängerungen der Rohrachsen im Raum 20 einen Schnittpunkt aufweist. Unterstützt wird dieses Moment dadurch, daß die Rohrgruppen gegeneinander winkelversetzt in die Vorstrecke 20 einlaufen. Die Figur 2 zeigt für die stromabwärtige Gruppe die Form einer Drallbildung : ausgegangen wird davon, daß diese stromabwärtige Gruppe aus vier AbgaszuführungB-rohren besteht und für zwei davon, die Rohre 1 und 2, zeigt die Figur 2 erstens den kegelsymmetrischen Verlauf ihrer gedachten Rohrachsen 11 und 22, und zweitens die Abweichung hiervon, wenn diese Rohre bei gleicher Einlaufposition in Richtung ihres Auslaufs etwa gleichmässig eine Richtungsabweichung erhalten, wie sie mit den gestrichelten Linien 3 und 4 angedeutet ist; die in einer Kegelstumpfebene d erfaßbare Strecke A erfaßt die Grösse dieser Abweichung. Es ist möglich, beide Rohrgruppen aus verschiedenen Beschickungsräumen in die Vorstrecken 20 und 30 einlaufen zu lassen. Damit sind zwei grundverschiedene Wirkungen erzielbar. Haben diese verschiedenen Beschickungsräume in Bezug auf den Motorauslaß eine verschiedene Wegstrecke, so erhalten gleichzeitig die beiden Abgaszuführungsgruppen untereinander eine zeitliche Beschickungsdifferenz, die bei plötzlichen Gasstößen eine Glättung insofern integriert, als eine Aufteilung in verschiedene in ihrem Druck gemeinderte Gaszuführungestufen zur Folge hat. Außerdem ist es möglich, auf solche Weise im thermischen Kurzschlußweg eine begrenzte Heißgasmenge in Nähe des Zündelementes (14) gleichsam als obere Schicht der aus den Räumen 20 und 30 in den Brennerkopf zulaufenden Abgasmenge zur Verbesserung der Kaltstartbedingungen zur Verfügung zu haben.
Diese Maßnahme folgt sich ein in das vom Anmelder entwickelte TTR-System. Sie tritt neben die mit dem Mittel des Wärmetauschs vollzogene Wärmeübertragung aus dem ersten Entspannungsraum (4 des folgenden Schemas) in die Vollbrennerstrecke (10 des folgenden Schemas). Der Unterschied liegt nur darin, daß diese direkte Heißgaszufuhr bereits am Ende der Vorstrecke zur Wirkung kommt (= stromabwärtiger Teil des Raumes 30 in Figur 1 bzw. Zone 8 des folgenden Schemas)

TTR-System (TEERMIC THREE-WAT REACTOR)

1500

1000 ei0

500

250 5

125

Weg 1 : Ziffer 1-5 Weg 2 : Ziffer 6-9 Weg 3 : Ziffer 10-13 Brläuterun des Schemas. 1 = Primärverbrennung im Motor (im Kern zwischen 2000 und 2500oC). 2 = Temperatur am Auslaßventil (ca.8500).
3 = Aualaßrohre. 4 = erstes Entspannungsvolumen; vgl.Ziff.10. 5 = Kishl strecke I (für unbehandeltes Abgas.6= Abgaszulaufstrecke zum Reaktor (erneuter Wärmeaufbau; Wärmetausch zu Kuhlstrecke II Zone 2 mit Wärmefluß von 12 zu 6). 7 = Steigerung des Wärmeaufbaus (Wärmetausch zu gühlstrecke II Zone 1 mit Wärmefluß von 11 zu 7). 8 =letzte Stufe des Abgas- und Zusatzluftzulaufs zum Reaktor (beide Medien mit Wärmetausch zu Nachbrennerfolgeräumen und im Vorstreckenbereich unter direkter Wärmestrahlung aus dem Nachbrennraum 9). 9 = Ablauf der Sekundärverbrennung im Nachbrennraum bis 10000C (Umkehrspülungsbrennkammer, Zusatzluftbeschickung durch Injektor, Unterscheidung zwischen Brennraumnische mit Zündelement und Vollbrennerstrecken, Kombination kleiner Kaltstart-Reaktormasse mit keramischer Speichermasse). 10 = Hauptteil der Vollbrennerstrscke mit Wärmetausch zum ersten Entspannungsvolumen 4 (Wärmeflußumkehr : im Kaltstart von 4 in 9/10, im thermischen Beharrungszustand von 9/10 in 4). 11 = Kühlstrecke II Zone 1 (vgl.7). 12 = Xühlstrecke II Zone 2 (vgl.6). 13 = gühlstrecke III (Kaltlufteinmischung, Innenkühlrohrsystem, Feinstrahlenauflösung und sonstige konstruktive Mittel).
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. orstrecke (20,30) des Vollbrennerkopfes einer Nachverbrenseinrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen, vor dem (16) eine Zulaufstrecke mit prinzipiell ungelochten Wandungen (30) angeordnet ist (stromabwärtige Zulaufstrecke), die sich an die mit Lufteintrittslochungen versehene und von einer Zusatzluftvorwärmkammer (13) ummantelte (stromaufwärtige) Zulaufstrecke (20) anschließt, dEren der Zusatzluftzufuhr dienendes Lochblechfeld von rohrartigen Abgaszuführungen durchdrungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand voneinander gruppenweise zusammenliegende Abgasstrahlrohre (5,6/1,2) so angeordnet sind, daß nur die gedachten Rohrachsenverlängerungen der am weitesten stromaufwärts liegenden Gruppe (5,6) im Bereich der stromaufwärtigen Zulaufstrecke (20) aufeinandertreffen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Abgasstrahlgruppen gegeneinander winkelversetzt in die Vorstrecke (20 und 30) einlaufen.
3. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die weiterführend gedachten Rohrachsen eine drall-Bildende Abweichung (Strecke A in Figur 2) gegenüber einem kegelsymmetrischen Verlauf mindestens bei einer stromabwärtigen Strahigruppe aufweisen.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte der Strahlrohrgruppen in Abhängigkeit von der mehr stromabwärtigen Position immer geringer werden.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Abgasstrahigruppen nicht aus demselben Beschickungsraum (9) in die Vorstrecke (20/30) münden, sondern aus verschiedenen, die gegenüber dem Motorauslaß verschiedene Wegstrecken besitzen.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasbeschictung aus verschiedener Wegstrecke gegenüber Motorauslaß auf sonstige Weise erzielt wird (andere Position, Rohrlängenverschiedenheit usw.).
7. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die am weitesten stromabwärtsgelegene Abgasstrahlgruppe oder eines ihrer Strahlrohre aus einer Abgaszulaufzone gesondert beschickt wird, die nahe dem Motorauslaß gelegen i£;t und keiner wesentlichen Zwischenkühlung ausgesetzt wurde.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluftvorwärzkaamer unter Geblisevordruck gelegt ist (13).