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Einrichtung zur Reinigung der Verbrennungsluft von Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Reinigung der Verbrennungsluft
von Brennkraftmaschinen. Bei derartigen Einrichtungen ist es bekannt, die mit Staub
beladene Luft durch einen konischen, mit Schaufeln besetzten ventilatorartigen Körper
in eine rasche Wirblung zu versetzen, bei der die verhältnismäßig schweren Staubteilchen
unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen gedrängt werden, während sich
in der Nähe des nach innen gelegenen Fußes der Schaufeln verhältnismäßig reine,
von Staubteilchen befreite Luft befindet. Die Verbrennungsluft wird durch Offnungen
angesaugt, die in der Nähe des Fußes der genannten Schaufeln, also in einer Zone,
in der die Luft von Staub verhältnismäßig -weitgehend befreit ist, liegen. Der Nachteil
dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß es bei ihr notwendig ist, die Luft
zum Zwecke der Reinigung in eine außerordentlich rasche Umlaufbewegung zu versetzen.
Weiterhin ist der Reinigungseffekt ungenügend.
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Ferner ist es auch schon vorgeschlagen worden, die Verbrennungsluft
aus einem durch einen Ventilator in Bewegung versetzten Luftstrom an dessen Umfang
annähernd senkrecht abzusaugen. Hierbei beruht die Reinigungswirkung darauf, daß
die in der Luft enthaltenen Staubteilchen infolge ihres verhältnismäßig großen Beharrungsvermögens
die Umlenkung, welche die Verbrennungsluft erfährt, nicht mitmachen, sondern geradlinig
weiterfliegen, was zur Folge hat, daß die angesaugte Verbrennungsluft von Staubteilchen
im wesentlichen befreit ist. Auch bei dieser Einrichtung ist die Reinigungswirkung
eine ungenügende. Dazu kommt noch, daß die genannte Reinigungsvorrichtung außer
dem Ventilator einer besonderen Luftzuführung bedarf.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine Einrichtung
zur Reinigung der Verbrennungsluft, bei welcher ebenfalls das größere Beharrungsvermögen
der Staubteilchen zur Reinigung der Verbrennungsluft ausgenutzt wird. Gemäß der
vorliegenden Erfindung werden die Luftansaugöffnungen für die Verbrennungsluft im
Ventilator hinter der Krümmung, in welcher die axial eintretende Luft in bekannter
Weise radial umgelenkt wird, und auf der Seite des kleinsten Halbmessers der Krümmung
angeordnet. Bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung sammeln sich die Staubteilchen
infolge ihres verhältnismäßig großen Beharrungsvermögens auf der Seite des größten
Halbmessers der Krümmung an, da sie ja das Bestreben haben, nach Möglichkeit geradeaus
zu fliegen. An der Seite des kleinsten Halbmessers der Krümmung ist daher die Luft
von Staubteilchen weitgehend befreit. Eine weitere Ausscheidung der Staubteilchen
aus der Verbrennungsluft findet unter der Wirkung
der zweiten Umlenkung
statt, die die Verbrennungsluft, nachdem sie den Krümmer passiert hat, beim Eintritt
in die Saugöffnungen, die auf der Seite des kleinsten Halbmessers der Krümmung liegen,
erfährt. Gemäß der Erfindung wird -also eine Reinigung der Luft erzielt, wie sie
mit den bekannten Einrichtungen nicht erreichbar ist. Ein weiterer großer Vorteil
des Erfindungsgegenstandes besteht in seiner großen Einfachheit. Denn der die erste
Umlenkung und somit die erste Reinigung bewirkende Krümmer befindet sich sowieso
in dem Ventilator, so daß die zusätzliche Anordnung eines Krümmers nicht notwendig
ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen die Fig. i bis 4 Teilschnitte durch vier Brennkraftmaschinen, die
mit vier verschiedenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäß gestalteten Reinigungsanlage
versehen sind; Fig. 5 stellt einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 4 dar.
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Der Motor selbst kann, abgesehen von der Reinigungseinrichtung der
angesaugten Luft, in irgendeiner beliebigen Weise ausgebildet sein.
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Was die Reinigungseinrichtung selbst anbelangt, so steht diese bei
dem Ausführungsbeispiel in enger Verbindung mit dem als Ventilator ausgebildeten
Schwungrad ca, welches für gewöhnlich außerhalb des Brennkraftmaschinengestells
angeordnet ist. Das Schwungrad ist mit Flügeln b versehen, die entweder an das Schwungrad
angesetzt oder angegossen sind. Die Flügel b sind derart angeordnet, daß sie die
Luft vom Zentrum nach der Peripherie hin schleudern. Zur Reinigung der Verbrennungsluft
wird der Richtungswechsel ausgenutzt, den die Luft erfährt, wenn sie axial in den
Ventilator eintritt und ihn radial wieder verläßt. Die Luftansaugöffnungen für die
Verbrennungsluft sind auf der Seite des kleinsten Halbmessers der die genannte Umlenkung
bewirkenden Krümmung vorgesehen (s. Fig. x bis 3).
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Die Flügel b des als Ventilator ausgebildeten Schwungrades a sind
bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform lediglich durch das Schwungrad verbunden.
Die Staubteilchen, welche in der durch den Ventilator strömenden Luft enthalten
sind, sind bestrebt, unter der Wirkung ihres Beharrungsvermögens den Weg der geringsten
Krümmung zurückzulegen, so daß sie sich also in der äußeren Krümmerzone ansammeln
und aus der inneren Krümmerzone entfernen. Die Saugleitung c des Motors mündet auf
der Seite des kleinsten Halbmessers der Krümmung, also in einer Zone, die von Staubteilchen
weitgehend gereinigt ist. Zweckmäßigerweise wird ein ringförmiger Sammelraum d vorgesehen,
welchen man an Öffnungen e anschließt, die in geeigneter Zahl in einer Wandung f
vorgesehen sind. Letztere befindet sich gegenüber den Flügeln b in möglichster Nähe'
derselben.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform (Fig. 2) geht man ebenso vor,
wie es vorstehend beschrieben ist, abgesehen davon, daß man die freien Ränder der
Flügel b durch eine ringförmige Zwischenwand g miteinander verbindet. In der Zwischenwand
g, die sich gegenüber der Wand f bewegt, sind Öffnungen lt angeordnet, die
gegenüber den Öffnungen e der Wand fliegen. Die angesaugte Luft muß also nacheinander
die Öffnungen h und e durchströmen, um in den Sammelraum d zu gelangen.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform (F ig. 3) geht man ähnlich vor,
wie dies bezüglich Fig. beschrieben ist. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform nicht
die ringförmige Wand g unmittelbar der Wand f benachbart, sondern zwischen diesen
beiden Wänden ist ein Zwischenraum, so daß zwischen die Wände ein besonderer Ringraum
mit Labyrinthführung für die Luft, die durch die Öffnungen 1a strömt, angeordnet
werden kann. In diesem Labyrinthraum wird die Luft, nachdem sie die Öffnungen lr,
verlassen hat, zuerst derart geführt, daß sie sich von der Rotationsachse entfernt,
dann wieder nach einer plötzlichen Krümmung sich der Rotationsachse nähert, um schließlich
zu den Öffnungen c zu gelangen. Zur Herstellung dieses Zwischenbehälters ist an
die Ringwand g eine Art ringförmiges Gehäuse angeschlossen, welches eine innere
Wand i, die mit der Wand g fest verbunden ist, und eine abnehmbare Außenwand y aufweist.
Ferner ist eine Stirnwand k vorgesehen, die der Wand g gegenüber und der Wand f
benachbart liegt. Die Stirnwand k ist mit Öffnungen k1 versehen, welche mit den
Öffnungen e zusammenarbeiten. Im Innern des so gebildeten Gehäuses ist ein die Labyrinthführung
bewirkender Ring l angeordnet, der an der Innenwand i befestigt ist und die Luft
zwingt, an der abnehmbaren Außenwand y entlang zu strömen.
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Durch diese Einrichtung werden, wie ohne weiteres klar ist, die restlichen
Unreinigkeiten, welche noch in der durch die Öffnungen lt eingedrungenen
Luft verblieben sind, gezwungen, sich auf der abnehmbaren Wand j anzusammeln, welch
letztere leicht gereinigt werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig.4 und 5
dargestellt. Gemäß Fig. 4 und 5 ist das Schwungrad rc mit Flügeln b
versehen,
die unter sich auf der Seite des Motorgestelles durch eine ringförmige Wand g verbunden
sind. Auf derjenigen Seite der Wand g, die der Wand f gegenüberliegt, sind Austrittsöffnungen
in vorgesehen, die durch geeignete Kanäle zz an Eintrittsöffnungen o angeschlossen
sind, welch letztere sich auf denjenigen
Seiten der Flügel b befinden,
auf denen während der Rotation des Schwungrades ein Unterdruck herrscht. Infolge
dieser Anordnung wird die Verbrennungsluft an solchen Stellen angesaugt, von denen
sich die Unreinigkeiten, die in der in Umlauf versetzten Luft enthalten sind, entfernt
haben.
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Bei allen oben beschriebenen Einrichtungen kann es in bestimmten Fällen
zweckmäßig sein, in der Nachbarschaft derjenigen Öffnungen, durch die die Luft in
das Saugsystem eintritt, Ablenkflächen P anzuordnen. Diese Ablenkflächen können
beispielsweise die Form einer Schutzwand oder von Lamellen haben. Durch diese Ablenkflächen
wird der durch die Flügel in Umlauf versetzte Luftstrom von den genannten Öffnungen
entfernt. Die Ablenkflächen können fest angeordnet (@. Fig. i), sie können aber
auch mit den Flügeln zusammen bewegt werden (s. Fig. 2 und 3). Immer aber haben
sie die Wirkung, daß sie den Eintritt der Luft in die zu dem Saugsystem führenden
Öffnungen erschweren.
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Bei der Einrichtung gemäß Fig. i ist die Ablenkfläche beispielsweise
als ein vorstehender Rand ausgebildet, der von der Wand f getragen wird. Bei den
Ausführungsformen gemäß Fig.2 und 3 hat die Ablenkfläche die Form einer Wand, die
an der Innenseite der ringförmigen Zwischenwand g befestigt ist urid sich-parallel
zu dieser Zwischenwand erstreckt. Durch die Anordnung der Ablenkwand gemäß Fig.
2 und 3 wird die Luft, welche bestrebt ist, sich in i adialer Richtung zu entfernen,
gezwungen, im entgegengesetzten Sinne zurückzukehren, um zu den Öffnungen h zu gelangen.
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Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die durch
den Schwungradventilator in Bewegung versetzte Luft, aus welcher die Verbrennungsluft
entnommen wird, die Kühlluft des Motors sein, die unter der Wirkung des Schwungradventilators
durch ein Kühlluftsystem hindurchgeströmt ist und, wie dies in Fig. i dargestellt
ist, durch die Leitung q dem Schwungradventilator zugeführt wird.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtungen dürfte ohne weiteres
klar sein. Durch die Anordnung der Ansaugöffnungen auf der Innenseite des Krümmers
ist dafür gesorgt, daß-die Ansaugöffnungen in einer von Staub weitgehend befreiten
Luftzone liegen. Eine Vervollständigung der Luftreinigung wird noch dadurch erzielt,
daß die an sich durch den Krümmer schon vorgereinigte Luft bei ihrem Eintritt in
die Luftansaugöffnungen eine weitere Umlenkung erfährt, welche die etwa noch vorhandenen
restlichen Staubteilchen nicht mitmachen. Man erhält infolgedessen auf einfachste
Weise eine fast vollständig gereinigte Verbrennungsluft. Falls es sich als notwendig
erweist, kann man übrigens außerdem noch die angesaugte Luft derart führen, daß
sie an der Oberfläche des Schmieröls, welches sich in dem Motorgehäuse befindet,
entlang streicht, damit die restlichen Unreinigkeiten von dem Öl absorbiert
werden.
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Wie sich von selbst versteht und wie übrigens auch aus den obigen
Ausführungen hervorgeht, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf die dargestellten
Ausführungsformen und auf die genannten Anwendungsgebiete. Vielmehr sind zahlreiche
Abänderungen möglich, ohne daß der Erfindungsgedanke selbst hiervon berührt wird.