DE330104C

DE330104C - Muffler for internal combustion engines u. like

Info

Publication number: DE330104C
Application number: DE1917330104D
Authority: DE
Original assignee: LUFTFAHRZEUGBAU SCHUETTE LANZ
Current assignee: LUFTFAHRZEUGBAU SCHUETTE LANZ
Priority date: 1917-02-13
Filing date: 1917-02-13
Publication date: 1920-12-08

Description

INOüSTRIEELEi; tiÖEftDOM. JINOÜSTRIEELEi; tiÖEftDOM. J

AUSGEGEBEN
AM 8. DEZEMBER 1920ISSUED
ON DECEMBER 8, 1920

Es ist bekannt, daß durch die bei Verbrennungskraftmaschinen u. dgl. mit hoher Geschwin'digkeit ins Freie austretenden Auspuffgase ein Gegendruck zustande kommt, der S eine verminderte Leistung der Maschine zur Folge hat. Man hat versucht, diesen Übelstand durch Anordnung von Rohrleitungen mit kegeligen Übergängen zu beseitigen, jedoch gelingt dies im praktisch nützlichenIt is known that by the in internal combustion engines and the like. With high Geschwin'digkeit Exhaust gases escaping into the open create a back pressure, the S results in a reduced performance of the machine Consequence. Attempts have been made to eliminate this drawback by arranging pipelines with tapered transitions, however this succeeds in the practically useful

ίο Maße nur, wenn schlanke und damit lange Kegel mit sehr glatter Wandfläche verwendet werden. Dies hat dann aber wieder den Nachteil, daß derartige Anordnungen ein verhältnismäßig großes Gewicht und einen verhältnismäßig großen Raumbedarf haben, was ihre Benutzung für gewisse Maschinenarten, wie z. B. Flugzeugmotoren, ausschließt. Außerdem bringt die Verwendung schlanker erweiterter Rohre eine sehr unerwünschteίο Dimensions only when slim and therefore long Cones with a very smooth wall surface can be used. But then again this has the Disadvantage that such arrangements have a relatively large weight and a relatively require a large amount of space, which makes their use for certain types of machines, such as B. aircraft engines, excludes. Plus, using it brings you leaner expanded tubes a very undesirable one

ao trompetenartige Schallstärkenerhöhung· mit sich. Gemäß der Erfindung ist nun ein Auspufftopf geschaffen worden, der, ohne ein unerwünscht großes Gewicht oder einen unerwünscht großen Raumbedarf im Gefolge zu haben, eine Umformung in der Weise bewirkt, daß der Gegendruck der Auspuffgase auf das geringste Maß zurückgeführt und dadurch die Motorleistung erhöht wird. Zu diesem Zweck werden die mit hoher Geschwindigkeit in den in an sich bekannter Weise innen kreisrunden Auspufftopf einströmenden Auspuffgase in demselben' gegebenenfalls durch Leitschaufeln in wirbelartigen Umlauf versetzt und tangential vonao trumpet-like increase in sound strength · with themselves. According to the invention, a muffler has now been created which, without an undesirable having great weight or an undesirably large amount of space in the wake causes a deformation in such a way that that the back pressure of the exhaust gases is reduced to the lowest possible level and thereby the engine power is increased. For this purpose they are running at high speed in the exhaust gases flowing in in a manner known per se inside circular muffler in the same 'if necessary set in vortex-like rotation by guide vanes and tangential to

den Zonen geringster Geschwindigkeit aus abgeführt. Hierbei findet dann eine allmähliche Umsetzung der anfangs hohen Strömungsenergie in Druck statt, der erst am Austrittsende des Topfes auf den Gegendruck der Außenluft erhöht wird. Das Prinzip der Umformung von Strömungsgeschwindigkeit in Druck ist an sich im Kreiselradmaschinenbau (Turbinen, A^erdichter usw.) bekannt. Demgegenüber wird die Erfindung in der Übertragung des bekannten Prinzips auf Auspufftöpfe von Verbrennungskraftmaschinen o. dgl. erblickt, der zufolge außer der Erhöhung der Maschinenleistung bei größtmöglicher Raum- und Gewichtsbeschränkung eine weitgehende Schalldämpfung und des weiteren .eine Herabminderung der Zünd- und Funkenauswurfgefahr erreicht wird. Die beiden. letzteren Vorteile sind ebenfalls eine Folge der zweckbewußten Führung· der Gase in dem innen kreisrunden Auspufftopf, weil hierbei einerseits die schallbildenden Geschwindigkeits- und Druckschwankungen stark herabgesetzt werden, während, anderseits die in den Gasen enthaltenen festen Verbrennungsrückstände, die die Träger hoher und damit leicht zündender Temperaturen sind, durch die Fliehkraft an die verhältnismäßig kühle Außenwand des Auspufftopfes befördert und dort unter die Zündtemperaturen abgekühlt und außerdem zerrieben werden.the zones with the lowest speed. This then takes place gradually The initially high flow energy is converted into pressure, which is only applied to the counterpressure at the outlet end of the pot the outside air is increased. The principle of the conversion of flow velocity in pressure is known per se in the construction of gyroscopes (turbines, air compressors, etc.). In contrast, the invention in the transfer of the known principle to mufflers of internal combustion engines or the like Space and weight restrictions, extensive soundproofing and, furthermore, a reduction in ignition and Danger of sparks is reached. The two. the latter advantages are also one Follow the purposeful guidance · of the gases in the muffler, which is circular on the inside, because on the one hand, the sound-generating fluctuations in speed and pressure are strong are reduced, while, on the other hand, the solid combustion residues contained in the gases, which are the carriers of high and therefore easily igniting temperatures, conveyed by centrifugal force to the relatively cool outer wall of the muffler and cooled there below the ignition temperature and also ground.

Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig. ι bis 6 mehrere Ausführungsformen des Auspufftopfes, die nachstehend näher beschrieben werden.The drawing illustrates in Figs. Ι to 6 several embodiments of the Muffler, which are described in more detail below.

Bei der Ausführung· nach Fig. 1 und 2 be-In the design according to FIGS. 1 and 2

steht der Auspufftopf aus dem mit der Einströmöffnung b versehenen kreisrunden Behälter a, der mit dem tangential angeordneten Ausströmrohr c versehen ist. Die mit hoher Geschwindigkeit durch die Öffnung b eingeführten Auspuffgase haben während der ersten Impulse das Bestreben, durch das Rohr c ungehindert in die Außenluft abzuströmen. Unter dem Einfluß der tangential verlaufenden Behälterwand und bei verhältnismäßig großem Durchmesser des Topfes durch Anordnung geeigneter Leitschaufeln werden die Gase jedoch bald zu einer wirbelartigen Kreisströmung veranlaßt, deren Schichten sich mit' um so geringerer Umfangsgeschwindigkeit bewegen, je näher sie zu der tangential verlaufenden Behälterwand d gelangen. Hierbei wird eine allmähliche Ulmsetzung der hohen kinetischen Energie des Gasstromes in Druck eintreten, der an der Behälterwand und im Ausströmrohr c eine Steigerung bis auf den Gegendruck der Außenluft erfährt, womit der Zweck des Erfindunsrsgegenstandes erreicht ist. Dabei ist die Wandreibung infolge der kleinen Oberfläche gering und die Stromzuführung trotzdem gut. Bei größeren Abmessungen kann eine weitere Stabilisierung der wirbeiförmigen Kreisströmung .der Auspuffgase durch Anordnung des zentralen Einsatzrohres m erreicht werden.
' Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist der Auspufftopf für einen doppelseitigen Eintritt von Auspuffgasen eingerichtet. Die Zuführungsrohre e und f leiten die Gase hier von getrennten Motoren oder getrennten Motorhälften her in den AusDufftopf. Die Rohre könnten jedoch auch wieder vereinigt sein und die Auspuffgase nur eines Motors doppelseitig in den Auspufftopf leiten. Die Anordnung der Einströmrohre e und f zu dem Ausstromrohr h wird so getroffen, daß die Wirbelbildung im Innern des Behälters durch die Richtung des eintretenden Gasstromes erleichtert wird. Die Umformung der hohen Einstromunsrseeschwindiffkeit in potentielle Energie geschieht hier im übrigen in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 1.the muffler stands out of the circular container a, which is provided with the inflow opening b and which is provided with the tangentially arranged outflow pipe c . During the first pulses, the exhaust gases introduced at high speed through the opening b tend to flow unhindered through the pipe c into the outside air. However, under the influence of the tangential container wall and with a relatively large diameter of the pot by arranging suitable guide vanes, the gases are soon induced to form a vortex-like circular flow, the layers of which move at a lower peripheral speed the closer they get to the tangential container wall d . Here, the high kinetic energy of the gas flow is gradually converted into pressure, which is increased on the container wall and in the discharge pipe c to the counterpressure of the outside air, thus achieving the purpose of the subject matter of the invention. The wall friction is low due to the small surface area and the power supply is still good. With larger dimensions, further stabilization can wirbeiförmigen the circular flow .the exhaust gases are achieved by m array of the central insert tube.
In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the muffler is set up for a double-sided entry of exhaust gases. The supply pipes e and f lead the gases here from separate engines or separate engine halves into the exhaust pot. The pipes could, however, also be reunited and lead the exhaust gases of only one engine into the muffler on both sides. The arrangement of the inflow pipes e and f to the outflow pipe h is made so that the vortex formation in the interior of the container is facilitated by the direction of the incoming gas flow. The conversion of the high inflow velocity into potential energy occurs here in the same way as in the embodiment according to FIG. 1.

Fig. 5 - und 6 veranschaulichen die Anordnung zweier Auspuffräume unmittelbar nebeneinander. Hierbei fällt dem ersten vorwiegend die Aufgabe der Funkenlöschung auf dem langen Gaswege, dem zweiten diejenige der Energieumsetzung aus Geschwindigkeit in Druck zu. Die hier durch das Rohr i •tangential eintretenden Auspuffgase werden unter dem Einfluß des im Motor herrschenden Überdruckes an derWand I des Auspufftopfes k entlang geführt und nehmen bei ihrem Umlauf in demselben die Form eines Wirbels an, der die nach der Öffnung b gelangenden, mit gesteigerter Geschwindigkeit umlaufenden Gase in den Topf α treibt. Die hier eintretenden Gasmengen haben das Bestreben, sich allein unter dem Einfluß der hohen Umfangsgeschwindigkeit zu einem Wirbel auszubilden. Sie begünstigen auf diese Weise den Umformvorgang, wie er oben mit Bezug auf Fig. ι beschrieben wurde. Die Druckersparnis kann hierbei weiter gesteigert werden, wenn man auch den Funkenlöschraum nach den gleichen Gesichtspunkten anschließt, d. h. den Gaseintritt in der Nähe der Wirbelmitte erfolgen läßt, wie dies in Fig. S und 6 punktiert angedeutet ist. Das Mittelrohr η stabilisiert dabei den Wirbel.FIGS. 5- and 6 illustrate the arrangement of two exhaust spaces directly next to one another. The first task is mainly to extinguish sparks along the long gas path, while the second is to convert energy from speed into pressure. The exhaust gases entering through the pipe i • tangentially are guided along the wall I of the muffler k under the influence of the overpressure prevailing in the engine and, as they circulate in the same, take on the shape of a vortex, which increases with the ones reaching the opening b Speed of circulating gases in the pot α drives. The gas quantities entering here tend to develop into a vortex solely under the influence of the high circumferential speed. In this way, they favor the forming process as described above with reference to FIG. The pressure saving can be increased further if the spark extinguishing chamber is also connected according to the same criteria, ie the gas can enter near the center of the vortex, as indicated by dotted lines in FIGS. The central tube η stabilizes the vortex.

Eine weitere Begünstigung des Umformvorganges wird dadurch bewirkt, daß man den Querschnitt des Ausströmrohres c gegenüber dem des Einströmrohres entsprechend weiter macht, da bekanntlich bei Raumerweiterung die Geschwindigkeit ab-, der Druck aber zunimmt.The forming process is further favored by making the cross section of the outflow pipe c wider than that of the inflow pipe, since it is known that when the space is expanded, the speed decreases but the pressure increases.

Die günstige Anordnung der Ein- und Ausströmkanäle des als Umformer wirkenden Auspufftopfes sowie auch die geringe berührte Wandfläche bedingen nur unmerkliche Reibungsverluste der umlaufenden Gase. Geringer Raumbedarf, günstige Bauform und geringes Gewicht bilden weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes, der dadurch in seiner Anwendung bei Leichtmotoren für den Luftfahrzeugbau besondere Bedeutung gewinnt. Selbstverständlich könnte die Erfindung auch sonst überall dort verwendet werden, wo es sich, wenn auch um andere Medien, um gleiche Ziele handelt.The favorable arrangement of the inflow and outflow channels of the acting as a converter The muffler as well as the small touched wall surface cause only imperceptible Frictional losses of the circulating gases. Small space requirement, inexpensive design and low weight form further advantages of the subject matter of the invention its application in light engines for aircraft construction is of particular importance. Of course, the invention could also be used anywhere else where the goals are the same, albeit in different media.

Claims

Patent claims. ·

1. Muffler for internal combustion engines and the like., Characterized in that with a known circular interior design of the pot, the exhaust gases entering the same at high speed within the pot possibly offset by guide vanes in vortex-like circulation and tangentially from the zones of smallest circumference n ₀

, speed can be discharged from.

2. Exhaust muffler according to claim 1, characterized in that the same is arranged in a projecting against the entry point of the exhaust gases insert (m or n) n Toggle. ₅

1 sheet of drawings.