DE831177C

DE831177C - Schalldaempfender Abgasreiniger, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE831177C
Application number: DEL1621A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Knolle; Dipl-Ing Theodor Lanig; Dr-Ing Gerhard Schueler; Dr Jur Ludolf Schwenkow
Original assignee: Heinrich Lanz AG
Current assignee: Heinrich Lanz AG
Priority date: 1950-04-05
Filing date: 1950-04-05
Publication date: 1952-02-11

Description

Schalldämpfender Abgasreiniger, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen schalldämpfenden Abgasreiniger, insbesondere für Brennkraftmasc'hinen, nach dem Cyclonprinzip, mit Umkehrung des Gasstromes. Zweck der Erfindung ist es, die Baulänge des Abgasreinigers zu verkürzen und dennoch ein restloses Ausscheiden der im Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Verbrennungsrückstände sowie eine bessere Schalldämpfung zu erreichen.
Es sind bereits Abgasreiniger nach dem Gattungsbegriff bekannt, bei denen der tangential in das Gehäuse eintretende Gasstrom mittels eines Einsatzkörpers in einer schraubenförmigen Drehbewegung nach unten geleitet wird. Hierbei treten die mitgerissenen Verbrennungsrückstände unter dem Einfluß ihrer Fliehkraft nach ,außen und gleiten an der Gehäusewand ab. Nach dem Verlassen des Ein-Satzkörpers wird der Gasstrom entweder direkt, d. h. ohne Umkehr ins Freie geleitet; oder er wird im Absetzraum der ausgeschiedenen Teile umgelenkt und strömt durch das Innere des Einsatzkörpers zentral nach außen ab. Im ersten Falle ist die Geräuschdämpfung ungenügend; außerdem ist es nur durch besondere Maßnahmen zu vermeiden, daß der Gasstrom einen Teil der Rückstände mitreißt, während im anderen Falle der Absetzraum unverhältnismäßig lang ausgebildet sein muß, damit der Wirbelzopf darin zur Ruhe kommen kann und ein Mitreißen der bereits ausgeschiedenen Teile verhindert wird.
Die bestehenden Mängel werden gemäß der Erfindung im wesentlichen durch den Einbau eines Einsatzbodens beseitigt, durch den der Luftwirbel, bevor er seinen natürlichen Umkehrpunkt erreicht hat, zur Richtungsänderung gezwungen wird, wobei die mitgeführten flüssigen und festen Bestandteile durch im Einsatzboden vorgesehene Schlitze hindurch in einen @darunterliegenden, der Wiederaufwirbelung entzogenen Sammelraum gelangen. Auf diese Weise läßt sich der Abgasreiniger wesentlich kürzer bauen als bisher, da der Einsatzboden den Luft- bzw. Gaswirbel abwürgt und gleichzeitig die in ihm enthaltenen Bestandteile, z. B. Verbrennungsrückstände, restlos auswandern läßt. Der die ausgeschiedenen Teile aufnehmende Sammelraum hat gleichzeitig die Funktion eines Resonators, da ein Teil des Gasstromes durch die Schlitze in diesen Raum eintritt und dort zur Ruhe kommt, ehe er durch die Schlitze wieder austritt. Insofern wird also auch eine bessere Geräuschdämpfung erzielt, was insbesondere bei der Verwendung des Abgasreinigers an Fahrzeugmotoren als angenehm empfundenwird.
Die nähere Ausbildung des Einsatzbodens ist dabei an eine bestimmte Ausführung nicht gebunden, sondern richtet .sich im einzelnen nach der übrigen Konstruktion des Abgasreinigers. Vorteilhaft jedoch hat der Einsatzboden eine in Richtung auf den Reingasaustritt sich verjüngende Mittelzone. In dieser Zone löst sich der hochgehende Gaswirbel von dem Einsatzboden besonders leicht ab, und zwar unter vorheriger Ausscheidung auch der spezifisch leichteren Bestandteile des Gasstromes. Vorteilhaft sind die Austrittsschlitze in der Randzone des Einsatzbodens angeordnet, die zur Mittelzone hin zweckmäßig abfällt. Um innerhalb des Abgasreinigers Leistungsverluste zu vermeiden, ist es wesentlich, daß die Strömungsgeschwindigkeit während des ganzen Verlaufes durch den Abgasreiniger annähernd konstant gehalten wird. Um das zu erreichen, ist der Strömungsquerschnitt durchweg etwa gleich groß und entspricht zweckmäßig der lichten Weite des Auspuffkrümmers am Motor. Weiterhin ist unterhalb des Einsatzbodens eine verschließbare Abführöffnung für die ausgeschiedenen Teile vorgesehen, die mit einem abnehmbaren Topf oder eine Abzugsklappe verschließbar sein kann. Durch diese Maßnahme läßt sich der Abgasreiniger auf bequeme Art reinigen.
Die Erfindung ist in den Abb. i bis 3 der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Abb. i ist ein Längsschnitt durch den Abgasreiniger, während Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie I-I und Abb. 3 einen solchen gemäß der Linie II-II der Abb. i wiedergibt.
Der Abgasreiniger hat ein zylindrisches Gehäuse i mit tangentialem Eintrittsstutzen 2, dessen Querschnitt durch die Auspufföffnungen des Motors festgelegt ist. Im Innern des Gehäuses i sind alle zur Geräuschdämpfung und Ausscheidung der mitgeführten Verbrennungsrückstände erforderlichen Einrichtungen untergebracht. Diese wiederum bestehen aus einem konzentrisch angeordneten, an beiden Enden offenen rohrförmigen Einsatz 3, um den eine aus Blech gefertigte Schraubenfläche 6 mit großer Steigung ge%vunden ist, deren Durchmesser etwa der lichten Weite des Gehäuses i entspricht. Der Durchmesser der Schraubenfläche ist so bemessen, daß der Querschnitt des Rohres 3 dem OOuerschnitt F des zwischen den Schraubenflächen 6 geführten Gasstromes etwa gleichkommt. Oben ist das Gehäuse i bis zuin Rohr 3 mittels der lösbaren Platte .I dicht \ -erschlossen, die zusammen mit der Stütze 5 gleichzeitig das Rohr 3 trägt.
Der Gasstrom tritt durch den Stutzen 2 an der oberen Stelle in das Gehäuse t ein und wird durch die Fläche 6 schraubenartig nach unten geführt, wozu die Schraubenfläche mehrere \\'indungen haben kann, die den Gasstrom ungefähr zweimal um das Einsatzrohr 3 herumführen. C, m Leistungsverluste zu vermeiden, ist der Strömungsquerschnitt im Windungssystem und iin Einsatzrohr durchweg etwa gleich groß gehalten, und zwar zweckmäßig so groß wie der Querschnitt des Eintrittsstutzens 2. Hierdurch bleibt die Strömungsgeschwindigkeit im Abgasreiniger \\ eitgeliend konstant. Die Schraubenfläche 6 hat <leii Zweck, den Weg des Gasstromes zu verlängern. Hierdurch wird einerseits die Geräuschdämpfung \-erliessert, während zum anderen die mitgeführten Verbrennungsrückstände infolge ihrer Zentrifugalkraft mehr und mehr an die Wand des Gehäuses i treten und nach unten wandern. Der die Schraubenfläche 6 verlassende Gasstrom wird durch einen unterhalb der Schraubenfläche angeordneten, trichterförmigen Einsatzboden 7 umgelenkt und gelangt in das Innere des Rohres 3, das ihn nach oben abführt. Das Rohr 3 kann ,dabei an seinem unteren Ende etwas aufgeweitet sein, um den Gaseintritt zu erleichtern. Die ausgeschiedenen Schwerteile treten durch die Schlitze 8, die durch entsprechendes Abbiegen der Randzone des Einsatzbodens nach innen gebildet sind, nach unten aus, um in den sich darunter befindlichen, teils zylindrischen, teils kegelförmigen Fortsatz 9 des Gehäuses i zu fallen. In der Mittelzone des Einsatzbodens 7 ist ein sich nach oben verjüngender Kegel io eingesetzt, der den Zweck hat, den Gasstrom sicher in das Innere des Rohres 3 zu führen und die Ablösung des Gasstromes vom Einsatzboden zu erleichtern. Die Schlitze 8 endigen etwa beim größten Durchmesser des Kegels io. Der Übergang zwischen beiden kann, wie in Abb. i veranschaulicht, eckig oder auch abgerundet sein.
Der Fort@satz 9 dient als Absetzraum für die ausgeschiedenen Schwerteile und ist zu diesem Zweck durch einen abnehmbaren Topf i i verschlossen, in dem sich die Teile sammeln. Das obere Ende 12 des Topfes ist im Sinne des Fortsatzes 9 kegelförmig ausgebildet, um auf diese Weise eine konische Dichtung zwischen Fortsatz und Topf zu erreichen. Der Topf i i kann ferner von einem Bügel 13 umgeben sein, in dem eine Stellschraube 14 gelagert ist, die denTopf fest gegen den kegeligen Fortsatz 9 des Gehäuses i drückt. Der vom Fortsatz 9 und dem Topf i i gebildete Raum unterhalb des Einsatzbodens 7 hat im übrigen die Wirkung eines Resonators, da ein Teil des Gasstromes durch die Schlitze 8 in diesen Raum eindringt, sich dort entspannt, wieder umkehrt, um schließlich stark gedämpft durch die Schlitze in das Rohr 3 zu entweichen. Im Ausführungsbeispiel ist der Schalldämpfer aufrecht stehend angeordnet, so daß der Gasstrom seinen Weg von oben nach unten nimmt, um nach dem .'Misscheiden der mitgeführten Rückstände in entgegengesetzter Richtung zu entweichen.
Die Erfindung ist indessen auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt, sondern umfaßt natürlich noch weitere .lusführungsformen. So könnte an Stelle der Schraubenfläche 6 auch eine andere Einrichtung verwendet werden, mittels deren der Weg des Gasstromes im Dämpfergehäuse i verlängert und der Rohgasstrom in Rotation versetzt wird. Auch die Form des Einsatzbodens 7 ließe sich unter Umständen anders ausbilden, ohne dadurch auf die erwähnten Vorteile verzichten zu müssen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schalldämpfender Abgasreiniger, insbesondere für Brennkraftmaschinen, nach dem Cyclonprinzip, mit Umkehrung des Gasstromes, der zentral abgeführt wird, gekennzeichnet durch einen Einsatzboden (7), durch den der Luftwirbel, bevor er seinen natürlichen Umkehrpunkt erreicht hat, zur Richtungsänderung gezwungen wird, wobei die mitgeführten flüssigen und festen Bestandteile durch im Einsatzboden vorgesehene Schlitze (8) hindurch in einen darunterliegenden, vier Wiederaufwirbelung entzogenen Sammelraum (9) gelangen.
2. Abgasreiniger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzboden (7) eine in Richtung auf den Reingasaustritt sich verjüngende Mittelzone (io) hat.
3. Abgasreiniger nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone des 1?insatzbodens (7) mit Austrittsschlitzen (8) für die ausgeschiedenen Teile versehen ist.
4. Abgasreiniger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone des Einsatzbodens (7) zur Mittelzone hin abfällt.
5. Abgasreiniger nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt im Gasreiniger etwa gleich groß ist und dabei zweckmäßig der lichten Weite des Auspuffkrümmers entspricht.
6. Abgasreiniger nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Einsatzbodens (7) eine verschließbare Abführöffnung für die ausgeschiedenen Teile vorgesehen ist.
7. Abgasreiniger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sammelraum (9) ein abnehmbarer Topf (ii) für die ausgeschiedenen Verbrennungsrückstände verbunden ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 685 8oi.