DE2856728A1

DE2856728A1 - Einrichtung zur aussonderung von bleiteilchen aus den abgasen einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2856728A1
Application number: DE19782856728
Authority: DE
Inventors: Adda Camillo D; Mario Urbinati
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1979-07-19
Also published as: AU511466B2; FR2414622B1; AU4290278A; JPS54133217A; DE7838812U1; CA1107655A; IT1156413B; ZA787298B; ES476515A1; GB2012182B; NL7812580A; GB2012182A; FR2414622A1; IT7867071A0; NZ189307A

Description

28:-728

Patentanwälte Dipl.-Ing. EVeicsmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hubes. Dr. Ing. H. Liska <·

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH S60 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

CSB/ch

F.2476

FIAT SOCIETA¹ PER AZIONI Corso Marconi Io, Turin, Italien

Einrichtung zur Aussonderung von Bleiteilchen aus den Abgasen einer Brennkraftmaschine.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Einrichtung so auszubilden, daß sie neben der Aussonderung von Teilchen aus den Abgasen auch die Funktion eines Schalldämpfers erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Einrichtung nach der Erfindung ist ein zylindrisches Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten Endwand

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sowie zwei Teilungswänden zur Unterteilung des Gehäuses in eine erste Endkammer, eine Zwischenkammer und eine zweite Endkammer vorgesehen. Durch die erste Endwand läuft in Längsrichtung ein Eintrittsrohr in die erste Endkammer bis zur ersten Teilungswand. Dieses Eintrittsrohr ist mit Löchern zum Durchgang der Abgase in den Raum zwischen dem Eintrittsrohr und der Innenseite des Gehäuses versehen. Innerhalb der ersten Endkammer ist mit der Innenseite des Gehäuses eine ringförmige Kammer gebildet, die eine poröse Materialpackung enthält. Diese Kammer ist nach innen durch eine zylindrische Wand begrenzt,die an dem Gehäuse befestigt und mit Löchern zum Durchgang der Abgase in die ringförmige Kammer hinein versehen ist. Die erste Teilungswand hat gleichfalls Löcher, die das Eintrittsrohr umgeben und zur Führung der Abgase in die Zwischenkammer dienen. Von der ersten Teilungswand ausgehend und durch die zweite Teilungswand sowie durch die zweite Endwand des Gehäuses hindurchgeführt ist eine Leitung vorgesehen. In der Zwischenkammer ist zwischen dieser Leitung und der Innenseite des Gehäuses eine Anzahl Führungsflächen vorgesehen, die in Längsrichtung verlaufen. Die Führungsflächen verleihen den Abgasen eine spiralige Wirbelbewegung. Die zweite Teilungswand hat eine ringförmige Öffnung, die die Leitung umgibt und die Abgase in die zweite Endkammer leitet. Innerhalb der zweiten Endkammer ist eine ringförmige Kammer ausgebildet, die durch die in Längsrichtung verlaufende Leitung begrenzt und durch eine kegelstumpfförmige Wand umgeben ist, die eine zentrifugale Strömung der Abgase erzeugt, wodurch sie durch diese Kammer fließen und ihre Strömungsrichtung umkehren. Der Raum zwischen der kegelstumpfförmigen Wand und der Gehäusewand ist mit einer porösen Materialpackung gefüllt. In dieser ringförmigen Kammer sind mehrere radial und axial verlaufende Teilungen angeordnet, die die in Längsrichtung verlaufende Leitung umgeben. Diese Teilungen stehen an ihren

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radial äußeren Enden mit einer Ummantelung in Berührung und bewirken eine Ausrichtung der Wirbelströme der Abgase nach deren Strömungsumkehr in der ringförmigen Kammer. Die axiale Leitung ist gleichfalls mit Löchern für den Durchgang der ausgerichteten Strömung der Abgase in sie hinein versehen und gibt die Abgase an einem Austrittsende ab.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Einrichtung nach der Erfindung und

Fig. 2 bis 6 Querschnitte U-II, IH-III, IV-IV, V-V und VI-VI der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung.

In den Figuren ist eine Einrichtung zur Aussonderung luftverschmutzender Teilchen, insbesondere Bleiteilchen, aus den Abgasen einer Brennkraftmaschine dargestellt. Sie hat ein zylindrisches Gehäuse 1, das aus einem rechteckförmigen Stahlblech rohrförmig ausgebildet ist, wobei die Längskanten an einer Naht 2 miteinander verschweißt sind. Das Gehäuse 1 hat einander gegenüberliegende Endwände 3 und 4, die jeweils scheibenförmig ausgebildet und außen an der Gehäusewand verschweißt sind.

Zwei querliegende Teilungswände 5 und 6 sind in dem Gehäuse 1 befestigt. Sie sind jeweils durch eine Stahlblechscheibe gebildet, die an ihrem Umfang mit der Innenseite des Gehäuses 1 verschweißt ist. Sie teilen das Innere des Gehäuses 1 in drei Kammern, und zwar eine erste Endkammer 7, eine Zwischenkammer 8 und eine zweite Endkammer 9.

Ein Eintrittsrohr Io läuft durch die Endwand 3 des Gehäu-

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ses 1 in die erste Endkammer 7. Dieses Eintrittsrohr Io ist an seinem inneren Ende mit der Teilungswand 5 verschweißt, so daß dieses Ende des Rohrs Io verschlossen ist. Die Wand des Eintrittsrohrs Io ist innerhalb des Gehäuses 1 mit Löchern 11 versehen, die gleichmäßig verteilt sind und den Durchgang der Abgase ermöglichen, so daß diese durch das Eintrittsrohr Io hindurch in den ring förmigen Raum zwischen dem Eintrittsrohr Io und der Wand des Gehäuses 1 eintreten.

Eine ringförmige Kammer 12, deren eine Wand durch die Innenseite des Gehäuses 1 gebildet ist, ist in der Kammer 7 angeordnet, und ihre zylindrische Innenwand 13 ist mit Löchern 14 versehen. Die Innenwand 13 ist durch zwei halb zylindrische Schalen 15 und 16 gebildet, die mit Längsflanschen 15a und 16a aneinanderliegend verschweißt sind. Ferner sind sie mit der Innenfläche des Gehäuses 1 verschweißt (Fig. 2).

Die ringförmige Kammer 12 ist mit einem porösen Material ausgefüllt, vorzugsweise mit Drahtgaze oder mit Stücken aus gestrecktem Metall.

Die Teilungswand 5 hat eine Anzahl Löcher 17, die um den Umfang des Eintrittsrohrs Io verteilt sind und den Durchgang der Abgase von der Kammer 7 in die Zwischenkammer 8 ermöglichen (Fig. 3).

Ein Längsrohr 18 ist in dem Gehäuse 1 angeordnet und mit einem Ende an der Teilungswand 5 verschweißt. Es läuft durch die Teilungswand 6 und die Endwand 4 des Gehäuses 1.

In der Kammer 8 sind in dem Raum zwischen der Außenfläche des Längsrohrs 18 und der Innenfläche des Gehäuses 1 drei zueinander symmetrisch angeordnete gekrümmte Führungsflä-

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chen 19, 2o und 21 befestigt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist jede Führungsfläche 19, 2o und 21 aus einem zylindrischen Segment aus Stahlblech gebildet, das mit seinen in Längsrichtung liegenden Enden an den Teilungswänden 5 und 6 befestigt und so angeordnet ist, daß es die Abgase innerhalb der Kammer 8 mit einer spiralförmigen Wirbelbewegung führt. Die Teilungswand 6 ist gegenüber der Außenfläche des Längsrohrs 18 mit Abstand angeordnet, der durch eine ringförmige Öffnung 22 gebildet ist. Dieser ermöglicht den Durchtritt der Abgase von der Kammer 8 in die zweite Endkammer 9.

Eine rohrförmige Wand 23 mit einem kegelstumpfförmigen Teil, der zur Endwand 4 hin spitz zuläuft, ist in der Kammer 9 angeordnet und darin durch Verschweißung ihres größeren Querschnitts mit der Teilungswand 6 befestigt. Das Ende mit kleinerem Querschnitt ist an der Außenfläche des Längsrohrs 18 nahe der Endwand 4 befestigt. Eine ringförmige Kammer 24 ist zwischen der Außenfläche des Längsrohrs 18 und der Innenfläche der rohrförmigen Wand 23 ausgebildet. Die rohrförmige Wand 23 ist mit Schlitzen

25 zum Durchgang der Abgase von der Kammer 24 in eine ringförmige Kammer 26 versehen, die nach innen durch die kegelstumpfförmige Wand 23 und nach außen durch die Innenfläche des Gehäuses 1 begrenzt ist. Die ringförmige Kammer

26 ist mit einem porösen Material gefüllt, vorzugsweise mit Drahtgaze oder mit Stücken aus gestrecktem Metall.

Ein Blechstreifen 27, der wellenförmig gebogen ist (Fig.

5),umgibt die Außenfläche des Längsrohrs 18 innerhalb der Kammer 24, wodurch radiale Teilungen 28 gebildet sind. Die Außenenden der Teilungen 28 stehen mit einem Mantel 29 in Berührung, der koaxial mit dem Längsrohr 18 angeordnet und an den Teilungen 28 durch drei nach innen ragende Zungen 3o befestigt ist.

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Das Längsrohr 18 hat nahe den radialen Teilungen 28 vier Schlitze 32, die übereinstimmenden Winkelabstand zueinander haben. Nach der Umkehrung der Ströinungsrichtung der Abgase zwischen den radialen Teilungen 28 strömen die Abgase durch die Schlitze 32 in das Längsrohr 18 hinein. An dem Mantel 29 und an der Außenfläche des Längsrohrs 18 ist ein Leitblech 31 befestigt, das die Abgase radial nach innen durch die Schlitze 32 leitet.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung hat folgende Arbeitsweise:

Die Abgase einer Brennkraftmaschine werden in das Eintrittsrohr Io eingeleitet. Da in dem Teil der Teilungswand'5, der das Eintrittsrohr Io verschließt, keine Löcher vorgesehen sind, werden die Abgase durch die Löcher 11 des Eintrittsrohrs Io gedrückt und strömen in den Raum zwischen der Außenfläche des Eintrittsrohres Io und der Innenfläche des Gehäuses 1. Ein Teil der Abgase strömt durch die Löcher 14 in die Kammer 12. Hier werden die schwereren Bleiteilchen in das Packungsmaterial hineingeführt und darin festgehalten.

Aus der Kammer 12 gelangen die Abgase durch die Löcher 17 der Teilungswand 5 in die Zwischenkammer 8. Bei der Strömung durch die Zwischenkammer 8 verleihen die Führungsflächen 19, 2o und 21 den Abgasen eine spiralförmige Wirbelbewegung. Diese Bewegung um die Außenseite des Längsrohrs 18 herum führt die Abgase durch die ringförmige Öffnung 22 in die Endkammer 9. Die Wirbelströmung der Abgase wird nach außen hin durch das Ablenkblech 31 so geführt, daß sie um den Mantel 29 herum in die Kammer 24 strömen.

Die in die Kammer 24 strömenden Abgase behalten ihre Wir-

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belbewegung durch die Abnahme des Strömungsquerschnitts der Kammer bei, welche durch die Kegelstumpfform der Wand 23 bedingt ist. Beim Erreichen des Endes mit kleinerem Querschnitt werden die Abgase zur Strömungsumkehr innerhalb der Kammer 24 gezwungen. Die damit erzeugte Zentrifugalkraft treibt die in den Abgasen noch vorhandenen Bleiteilchen, die nicht in der Kammer 12 festgehalten wur den, gegen den kegelstumpfförmigen Abschnitt der Wand 23. Die Schlitze 25 ermöglichen den Durchtritt dieser Bleiteilchen in die Kammer 26, wo sie durch das dort vorhande ne Packungsmaterial festgehalten werden.

Die in der Kammer 24 umgelenkten Abgase werden zwischen den radialen Teilungen 28 hindurchgeführt, die die zuvor erzeugte Wirbelbewegung wieder beseitigen. Die somit gera degerichtete Abgasströmung wird von den Umlenkblechen 31 nach innen durch die Schlitze 32 in das Längsrohr 18 geführt, durch das hindurch sie dann in die Atmosphäre austreten .

Es ist zu erkennen, daß mit einer Einrichtung nach der Er findung Bleiteilchen und andere in den Abgasen vorhandene schwere Teilchen wirksam ausgesondert werden, und zwar durch Elemente, die einerseits die Massenträgheit der schwereren Teilchen, andererseits die Effekte der Zentrifugalkraft ausnutzen.

Alle vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung können einzeln oder in beliebiger Zusammenfassung erfindungswesentlich sein.

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Claims

28 ü i, 7

-X-

Patentansprüche

Einrichtung zur Aussonderung luftverschmutzender Teilchen, insbesondere Bleiteilchen, aus den Abgasen . einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

ein zylindrisches Gehäuse (1) mit einer ersten und einer zweiten Endwand (3, 4);

zwei Teilungswände (5, 6) innerhalb des zylindrischen Gehäuses (1), die das Innere des Gehäuses (1) in eine erste Endkammer (7), eine Zwischenkammer (8) und eine zweite Endkammer (9) unterteilen;

ein axiales Eintrittsrohr (lo), das durch die erste Endwand (3) des Gehäuses (1) bis zur ersten Teilungswand (5) in die erste Endkammer (7) hineingeführt und mit Löchern

(11) zum Durchgang der Abgase in die erste Endkammer (7) versehen ist;

eine ringförmige, mit einer porösen Materialpackung gefüllte Kammer (12) innerhalb der ersten Endkammer (7), die einerseits durch die Innenfläche des Gehäuses (1), andererseits durch eine zylindrische Wand (13) begrenzt ist, welche an dem Gehäuse (1) befestigt und mit Löchern (14) zum Durchgang der Abgase in die ringförmige Kammer (12) versehen ist, wobei die erste Teilungswand (5) mit das Eintrittsrohr (lo) umgebenden Löchern (17) zum Durchtritt der Abgase in die Zwischenkammer (8) versehen ist; ein von der ersten Teilungswand (5) ausgehendes und durch die zweite Teilungswand (6) sowie die zweite Endwand (4) des Gehäuses (1) geführtes Längsrohr (18); eine Anzahl Führungsflächen (19, 2o, 21), die in der Zwischenkammer (8) zwischen dem Längsrohr (18) und der Innenfläche des Gehäuses (1) in Längsrichtung verlaufend so an-

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geordnet sind, daß sie den Abgasen eine spiralförmige Wirbelbewegung verleihen, wobei die zweite Teilungswand (6) mit einer ringförmigen Öffnung (22) versehen ist, die das Längsrohr (18) umgibt und die Abgase in die zweite Endkammer (9) leitet;

eine ringförmige Kammer (24) innerhalb der zweiten Endkammer (9), die einerseits durch das Längsrohr (18), andererseits durch eine kegelstumpfformxge Wand (23) begrenzt ist, die den Abgasen eine Zentrxfugalströmung verleiht und eine Richtungsumkehr der Abgasströmung innerhalb der Kammer (24) erzeugt, wobei der Raum (26) zwischen der kegelstumpfförmigen Wand (23) und der Wand des Gehäuses (1) mit einer porösen Materialpackung gefüllt ist; eine Anzahl radial und in Längsrichtung verlaufender Teilungen (28) innerhalb der ringförmigen Kammer (24), die das Längsrohr (18) umgeben und mit ihren äußeren Enden mit einem Mantel (29) verbunden sind, so daß sie die Wirbelströmung der Abgase nach deren Strömungsumkehr in der ringförmigen Kammer (24) geraderichten, und in dem Längsrohr (18) vorgesehene Löcher (32) zum Durchgang der gerichteten Abgasströmung in das Längsrohr (18) zwecks Abgabe an dessen Austrittsende.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die radialen Teilungen (28) durch ein wellenförmig gebogenes Metallblech gebildet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die porösen Materialpackun- gen aus Drahtgaze oder gestrecktem Metall bestehen.

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