DE802205C

DE802205C - Schalldaempfer fuer Brennkraftmaschinen mit tangentialer Zufuehrung der Auspuffgase

Info

Publication number: DE802205C
Application number: DEL115A
Authority: DE
Inventors: Anton Lentz
Original assignee: Heinrich Lanz AG
Current assignee: Heinrich Lanz AG
Priority date: 1949-10-21
Filing date: 1949-10-21
Publication date: 1951-02-05

Description

Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen mit tangentialer Zuführung der Auspuffgase

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für

Brennkraftmaschinen, dem die Auspuffgase tan-

gential zugeführt werden. Zweck der Erfindung ist

es, die in den Auspuffgasen enthaltenen flüssigen

und festen Bestandteile auszuscheiden bzw. nicht

bis zur Mündung des Schalldämpfers gelangen zu

lassen.

Es sind bereits Schalldämpfer bekannt, bei denen

die Auspuffgase tangential in einen zylindrischen

Topf geleitet werden. Diesen Topf durchströmen

die Gase in spiralförmiger Bewegung und gelangen

durch einen sich an den Topf anschließenden kege-

ligen Rohransatz hindurch in die Auspuffleitung.

Um die Fortpflanzung des Schalles aufzuhalten,

werden Leitschaufeln und andere Einsätze in den

Schalltopf eingebaut, die den freien Durchgangs-

querschnitt des Topfes in der Bewegungsrichtung

der Gase stetig verkleinern. Alle diese Hinder-

nisse haben die Aufgabe, die Strömungsenergie der

.Nbgase abzuschwächen und eine Wirbelung herbei-

zuführen. Sie sind jedoch nicht dazu bestimmt oder

geeignet, die in den Auspuffgasen enthaltenen festen

und flüssigen Bestandteile auszuscheiden. Infolge-

dessen schlägt sich ein Teil dieser Bestandteile im

Bereich der Schalldämpfermündung an den Wän-

den nieder, während der Rest mit den Abgasen den

Schalldämpfer verläßt. Das ist insofern nachteilig,

als die Gefahr des Funkenfluges besteht. Außerdem

muß der Schalldämpfer öfter gereinigt werden, um

eine zu starke Borkenbildung zu verhindern. Bei

anderen bekannten Schalldämpfern werden die Auspuffgase an ihrer Eintrittsstelle in mehrere Rohre geleitet und dadurch in eine entsprechende Anzahl von Gasströmen unterteilt. Die Rohre sind derart gerichtet, daß sich ihre Austrittsöffriüngen unmittelbar gegenüberliegen, um die austretenden Gasströme aufeinanderprallen zu lassen. Auch mit diesen Maßnahmen können die aufgezeigten Mängel nicht beseitigt werden.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß der Gasstrom in einen Fliehkraftabscheider geleitet und nach dem Ausscheiden seiner flüssigen und festen Bestandteile in Teilströme zerlegt wird, die in getrennten Töpfen expandieren und gemeinsam entweichen Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß dem Gasstrom gleich bei seinem Eintritt in den Schalldämpfer der größte Teil seiner mitgeführten Bestandteile entzogen wird; der somit nicht mehr bis zur Mündung des Schalldämpfers mitgerissen werden kann; vielmehr werden die ausgeschiedenen Bestandteile in einem besonderen, gleichzeitig als Expansionsraum für die Gase dienenden Behälter gesammelt, der von Zeit zu Zeit geleert wird. Auf diese Weise wird einerseits jeder Funkenflug vermieden, andererseits aber auch die dämpfende Wirkung intensiver, weil sich die Abgase bei geringstem Strömungswiderstand in mindestens zwei Expansionskammern entspannen und im Gegenstrom durcheinanderwirbeln können. Die konstruktive Ausbildung des Schalldämpfers ist dabei an eine bestimmte Ausführung nicht gebunden. Vorteilhaft jedoch wird die Unterteilung des Gasstromes dadurch erreicht, daß im zylindrischen Teil des Abscheiders ein an beiden Enden offenes Rohr konzentrisch angeordnet ist, dessen oberes, durch die Decke des Abscheiders hindurchgestecktes Ende in die Öffnung eines der Expansionstöpfe und dessen unteres Ende in den kegeligen Teil des Abscheiders hineinragt. Hierdurch kreist der Gasstrom im Abscheider um den Rohreinsatz bis zur unteren Öffnung desselben, worauf das Rohr infolge der ihm innewohnenden Sogwirkung den die Öffnung umlagernden Teil des Gasstromes einsaugt und in den sich an das Rohr anschließenden Expansionstopf leitet. Der übrige Teil des Gasstromes wird mit den ausgeschiedenen Teilen im Abscheider weitergefördert und expandiert im Sammelbehälter des Abscheiders. Hierauf werden die Teilströme unter fortschreitender Entspannung und Verminderung ihrer Strömungsengerie im Gegenstrom ineinandergeführt, um durch einen Siebeinsatz des Auspuffrohres hindurch ins Freie zu gelangen. Damit nun die Abgase nach dem Entspannen und Wiedervereinigen der Teilströme ungehindert ins Freie entweichen können, ist der Expansionstopf konzentrisch zum Rohr angeordnet und im Querschnitt größer als dieses, jedoch kleiner als der :Mantel des Schalldämpfers ausgebildet. Um eine Borkenbildung an der Mündung des Schalldämpfers zu verhindern, sieht die Erfindung ferner vor, die Lochung des Siebeinsatzes bis zur Austrittsöffnung der Abgase fortzusetzen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Abb. i zeigt .den Schalldämpfer im Längsschnitt, Abb.2 im Querschnitt nach der Linie 1-I der Abb. i.
Der Schalldämpfer hat einen Mantel i, der alle übrigen, die Dämpfung bewirkenden Bauteile in sich aufnimmt. So ist in den Mantel ein Fliehkraftabscheider 2 eingebaut, der aus dem zylindrischen Mantelteil 3, der Decke 4, dem kegelstumpfförmigen, beiderseits offenen Einsatz 5 und dem konzentrisch im Teil 3 angeordneten, ebenfalls an beiden Enden offenen Rohr 6 besteht. Das Rohr ist durch die Decke 4 hindurchgesteckt und ragt mit seinem oberen Ende in die Öffnung 7 des Expansionstopfes 8 hinein. Unten schließt das Rohr 6 mit dem zylindrischen Teil 3 ab und kann, wie in Abb. i gezeigt, etwas aufgeweitet sein. An den Teil 3 ist die Zuflußleitung 9 der Auspuffgase tangential angeschlossen. Der Topf 8 hat wie der Mantel i und das Rohr 6 kreisrunden Querschnitt und verläuft korventrisch zu diesen. Im Durchmesser ist der Topf 8 größer als das Rohr 6, jedoch kleiner als der Mantel i. Mittels der auf seinem Umfang befestigten Stützen io wird der Topf 8 zum Mantel i im erforderlichen Abstand gehalten. Der Mantel bildet gleichzeitig den Sammelbehälter ii des Abscheiders 2 und ist hierzu über den Einsatz 5 hinweg nach unten verlängert. Das untere Mantelende 12 ist dabei etwas eingeschnürt und durch den abnehmbaren Deckel 13 verschlossen, während sich das obere Mantelende 14 nach der Austrittsöffnung 15 der Abgase zu kegelförmig verjüngt. Dieser Teil des Mantels umschließt einen rohrförmigen, in der Verlängerung des Topfes 8 verlaufenden Siebeinsatz 16, der mittels Klammern 17 an der Austrittsöffnung 15 eingehängt und im Boden des Topfes 8 geführt ist. Der Einsatz 16 weist über seine ganze Länge, d. h. bis zur Austrittsöffnung 15, Sieblöcher auf. Um einerseits die Fertigung und den Zusammenbau des Schalldämpfers zu erleichtern, andererseits den Schalldämpfer im Bedarfsfalle reinigen zu können, kann der Mantel 1 aus zwei oder mehr Teilen bestehen, die sich mit den zugehörigen Einbauteilen zu je einer Baugruppe vereinigen lassen.
Die Arbeitsweise des Schalldämpfers ist folgendermaßen: Die Auspuffgase werden durch das an den Motor anzuschließende Rohr 9 in den Fliehkraftabscheider 2 geleitet und umkreisen in spiralförmiger Bewegung den Rohreinsatz 6, dabei immer tiefer gleitend. Hierbei verlieren die Gase bereits einen Teil ihrer Strömungsenergie, während gleichzeitig die mitgeführten flüssigen und rußartigen Bestandteile der Gase ausgeschieden werden. Sobald der Gasstrom am unteren Ende des Rohres 6 angelangt ist, wird er auf Grund der im Rohr auftretenden Saugwirkung in zwei Teilströme zerlegt, d. h. das Rohr saugt einen Teil des Gasstromes an, der im Topf 8 expandiert. Der übrige Teilstrom durchflutet den kegeligen Teil 5 des Abscheiders und entspannt sich im Sammelbehälter i i. Dieser Vorgang bewirkt eine wesentliche Energieverminderung, worauf die Teilströme unter fortschreitendem Entspannen und Vermindern ihrer Strömungsenergie im Gegenstrom etwa am oberen Ende des Rohres 6 aufeinandertreffen. Hierbei wird ebenfalls Strömungsenergie vernichtet und eine lebhafte Durchwirbelung erreicht, worauf die Abgase in dem zwischen Mantel i und Topf 8 gebildeten Schacht 18 aufsteigen und den Siebeinsatz 16 durchdringen. Beim Durchströmen der Lochung des Siebeinsatzes werden die Abgase erneut in Teilströme zerlegt, die alle radial gegeneinandergeführt werden und sich im Innern des Siebeinsatzes 16 vereinigen, um gemeinsam durch die Öffnung 15 ins Freie zu entweichen. Da nun der Siebeinsatz 16 unmittelbar bis an die Austrittsöffnung 15 hin gelocht ist, wird verhindert, daß die beim Durchströmen der Sieblochung kondensierenden Bestandteile sich am Siebeinsatz festsetzen und zur Borkenbildung führen können. Diese Bestandteile finden am Siebmantel keine Bleibe, sondern werden restlos mit den Gasen abgeführt. Zum Entleeren des Sammelbehälters i i braucht lediglich der Dekkel 13 geöffnet zu werden. Der Schalldämpfer läßt sich im übrigen stehend oder liegend verwenden.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern schließt noch andere Ausführungsformen ein. So wäre es z. B. möglich, im Fliehkraftabscheider an Stelle des einen Rohres 6 mehrere Rohre von kleinerem Querschnitt anzuordnen, die alle in den Schalltopf 8 und den kegeligen Teil 5 münden. Ebenso wäre es denkbar, alle Teilströme in einen Schalltopf zu leiten und darin expandieren zu lassen. Ferner können die Teilströme bei entsprechender Anordnung der Expansionstöpfe auch im Gleichstrom vereinigt werden. Schließlich richten sich die Größenverhältnisse der einzelnen Schalldämpferteile jeweils nach der Anwendung des Dämpfers.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen, dem die Auspuffgase tangential zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einen Fliehkraftabscheider (2) geleitet und nach dem Ausscheiden seiner flüssigen und festen Bestandteile in Teilströme zerlegt wird, die in getrennten Töpfen (8 und ii) expandieren und gemeinsam entweichen.
2. Schalldämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im zylindrischen Teil (3) des Abscheiders (2) ein an beiden Enden offenes Rohr (6) konzentrisch angeordnet ist, dessen oberes, durch die Decke (4) des Abscheiders hindurchgestecktes Ende in die Öffnung (7) eines der Expansionstöpfe (8) und dessen unteres Ende in den kegeligen Teil (5) des Abscheiders hineinragt.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Expansionstopf (8) konzentrisch zum Rohr (6) angeordnet und im Querschnitt größer als dieses, jedoch kleiner als der Mantel (i) des Schalldämpfers ausgebildet ist.
4. Schalldämpfer nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung des Expansionstopfes (8) ein zylindrischer Siebeinsatz (16) angeordnet ist, dessen Lochung sich bis zur Austrittsöffnung (15) der Abgase erstreckt.