DE961317C - Foerdereinrichtung fuer gasfoermige Medien - Google Patents

Description

• Fördereinrichtung für gasförmige Medien Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Kühlluft, unter Ausnutzung der Energie der in gesonderten Leitungen geförderten Abgase der einzelnen Zylinder von Brennkraftmaschinen.
• Es sind Einrichtungen dieser Art zur Förderung von Kühlluft für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Abtransport der Kühlluft durch Ausbildung der Abgasleitungen als Ejektor erfolgt. Hierbei treten die von der Maschine kommenden Abgase aus einem mit Spiel in die Abgasleitung hineinragenden und sich in einigen Fällen am Ende düsenförmig verjüngenden Rohr in die Abgasleitung über, die einen mit dem zu fördernden Medium gefüllten Raum mit der Atmosphäre verbindet. Einer der Vorschläge ist auf eine Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit Flüssigkeitskühlung gerichtet, bei der in einem geschlossenen Raum hinter dem Kühler als Strahldüse ausgebildete Auspuffstutzen hineinragen, wobei die Abströmöffnung des Raumes hinter dem Kühler in einzelne, in Richtung des Fahrwindes verlaufende Kammern aufgeteilt ist, in welche die unmittelbar als Strahldüse ausgebildeten Auspuffstutzen der einzelnen Zylinder in gleicher Richtung hineinragen und so auf den Raum hinter dem Kühler eine Saugwirkung ausüben. Die Wirkungsweise ist bei allen diesen bekannten Einrichtungen die gleiche. Im Bereich der Übertrittsstelle der Auspuffgase in- die Abgasleitung entsteht ein Unterdruck, der ein Mitreißen des zu fördernden Mediums bewirkt. Es ist einleuchtend, daß die Menge des zu fördernden Mediums durch die Größe des Durchtrittsquerschnitts bestimmt wird, der sich im Bereich der Übertrittsstelle ergibt, also des Querschnitts der Abgasleitung an der Übertrittsstelle, vermindert um den größten Querschnitt des in die Abgasleitung hineinragenden Rohrendes, des sogenannten Düsenrohres. Will man also bei gegebenem Austrittsquerschnitt des Düsenrohres mit den Abgasen einer Brennkraftmaschine eine große Menge Kühlluft fördern, so müßte auch der Querschnitt der Abgasleitung an der Übertrittsstelle entsprechend groß gemacht werden. Dies aber hätte zur Folge, daß der an und für sich schlechte Wirkungsgrad der Einrichtung immer weiter absinken würde. Aus diesem Grund ist die Förderung einer so großen Luftmenge, wie sie bei der Kühlung von Brennkraftmaschinen normalerweise anfällt, durch Ausnutzung der Ejektorwirkung allein unvorteilhaft und oft nicht möglich. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Querschnitt der Abgasleitungen vom Auslaßorgan der Zylinder bis zum Austritt der Abgase ins Freie in an sich bekannter Weise im wesentlichen gleich zu halten und diese Abgasleitungen mit über deren Umfang verteilten Ansaugöffnungen für das zu fördernde Medium zu versehen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt kein kontinuierliches Mitreißen des zu fördernden Mediums wie beim Ejektor, sondern ein intermittierender Abtransport, ähnlich wie bei einer Kolbenpumpe. Zwischen die im Zündabstand des Arbeitszylinders an den Ansaugöffnungen vorbeiströmenden Abgassäulen schiebt sich jeweils entsprechend der Länge der Abgasleitung durch die Ansaugöffnungen ein Volumen des zu fördernden Mediums und wird von den Abgassäulen ins Freie transportiert.
• Je näher die Ansaugöffnungen an den Auspufföffnungen der Brennkraftmaschine liegen, um so kürzer kann die Abgasleitung für ein bestimmtes zu förderndes Luftvolumen sein. Andererseits wird die Lage der Ansaugöffnungen zu den Auspufföffnungen im Motor einen Einfluß auf die Abnahme der Schußenergie der Abgassäulen beim Durchströmen der Abgasleitung haben. Diese Gesichtspunkte sind bestimmend bei Festlegung der mit Ansaugöffnungen zu versehenden Abschnitte der Abgasleitung. Es ist auch denkbar, daß man die Ansaugöffnungen über einen Teil der Länge verteilt oder spiralig anordnet.
• Es empfiehlt sich, in weiterer Durchbildung der Erfindung das zu fördernde Medium bis an die Ansaugöffnungen geschlossen heranzuführen. Bei Fahrzeugbrennkraftmaschinenanlagen mit Umlaufkühlung beispielsweise wird man zweckmäßig einen Auffangraum für die durch den Rückkühler hindurchtretende Kühlluft vorsehen und die Abgasleitungen durch diesen Auffangraum hindurchführen, wobei sich die Ansaugöffnungen innerhalb dieses Raumes befinden müssen.
• Über die Abgasleitungen können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung im Bereich der Ansaugöffnungen sich vorzugsweise trichterförmig entgegen der Strömungsrichtung derAbgase erweiternde Hauben geschoben werden, die entweder die Abgasleitung mit Abstand umgeben oder auch hinter den Ansaugöffnungen dicht an die Abgasleitung anschließen. An Stelle der Hauben können auch spiralförmig über die mit Ansaugöffnungen versehene Länge der Abgasleitungen verlaufende Leitbleche angeordnet werden.
• Diese Hauben schirmen die Ansaugöffnungen ab und sorgen dafür, daß eventuell durch die Ansaugöffnungen austretende geringe Abgasmengen mit Sicherheit wieder zurückgeschoben werden. Zum gleichen Zweck kann man auch an Stelle der Hauben oder auch zusätzlich zu diesen die Abgasleitung unmittelbar vor den Ansaugöffnungen, in Strömungsrichtung gesehen, in der Weise unterbrechen, daß das Ende des von der Maschine heranführenden Abschnittes der Abgasleitung, sich verjüngend, in die abgehende Abgasleitung vorzugsweise konzentrisch unter Einhaltung eines geringen radialen Abstandes bis in den Bereich der Ansaugöffnungen hineinragt. Durch den Ringspalt zwischen innerem und äußerem Rohr wird eine geringe, an und für sich für die Gesamtförderung bedeutungslose Menge des zu fördernden Mediums angesaugt und umgibt die an den Ansaugöffnungen vorbeischießenden Abgassäulen wie ein Mantel.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nicht auf die Einzelführung der Abgasleitungen beschränkt. Vielmehr lassen sich auch bei entsprechender Zündfolge mehrere Zylinder zusammenfassen. Zu beachten ist in jedem Falle, daß der Ausschub der Abgase intermittierend erfolgen muß und die gewünschte Förderleistung auch bei schneller Aufeinanderfolge der Abgassäulen noch erreicht wird.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.
• Abb. i zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung bei einer Brennkraftmaschinenanlage mit Umlaufkühlung.
• Abb. 2 veranschaulicht die Ausführung der Abgasleitungen der Einrichtung nach Abb. i im Bereich der Ansaugöffnungen im Längsschnitt.
• Bei der Brennkraftmaschinenanlage nach Abb. i führen die Abgasleitungen i und 2 der Brennkraftmachine 3 durch einen Auffangraum ¢ für die durch den Rückkühler 5 hindurchzufördernde Kühlluft. Innerhalb des Raumes q. weisen die Abgasleitungen Ansaugöffnungen 6 auf, durch die hindurch sich die Zwischenräume zwischen den nacheinander an den Öffnungen vorbeiströmenden Abgassäulen mit Luft auffüllen können, die auf diese Weise ins Freie gefördert wird.
• Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine der Abgasleitungen nach Abb. i im Bereich der Ansaugöffnungen. Die Ansaugöffnungen 6 sind als Längsschlitze über den Umfang der Abgasleitung verteilt. Vor den Ansaugöffnungen, in Strömungsrichtung gesehen, ist die Abgasleitung unterbrochen, und zwar so, daß das von der Maschine heranführende Stück der Abgasleitung, sich verjüngend, in das andere Leitungsstück konzentrisch bis in den Bereich der Ansaugöffnungen hineinragt. Es verbleibt damit ein schmaler ringförmiger Spalt 8 zwischen äußerem und innerem Rohr, durch den hindurch eine geringe Luftmenge angesaugt wird und die aus dem inneren Rohr austretenden Abgassäulen mantelförmig umgibt. Ein seitliches Ausbrechen der Abgase im Bereich der Schlitze wird hierdurch vermieden. Trotzdem noch austretende geringe Abgasmengen können durch eine gestrichelt angedeutete Haube 7 beim Ansaugen wieder mit der Luft zurückgeführt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE. i. Einrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Kühlluft, unter Ausnutzung der Energie der in gesonderten Leitungen geführten Abgase der einzelnen Zylinder von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Abgasleitungen vom Auslaßorgan der Zylinder bis zum Austritt der Abgase ins Freie in an sich bekannter Weise im wesentlichen gleichbleibt und daß die Abgasleitungen über den Umfang verteilte Ansaugöffnungen für das zu fördernde Medium aufweisen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, insbesondere für die Kühlluftförderung bei Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu fördernde Medium in an sich bekannter Weise bis an die Ansaugöffnungen der Abgasleitungen geschlossen geführt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch im Bereich der Ansaugöffnungen über die Abgasleitungen geschobene, sich vorzugsweise trichterförmig entgegen der Strömungsrichtung der Abgase erweiternde Hauben.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hauben, in Strömungsrichtung gesehen, hinter den Ansaugöffnungen dicht an die Abgasleitungen anlegen.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauben oder Abdeckbleche spiralförmig um die Abgasleitung gelegt sind.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungen in an sich bekannter Weise durch einen das zu fördernde Medium aufnehmenden Raum führen und die Ansaugöffnungen innerhalb dieses Raumes angeordnet sind.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung, in Strömungsrichtung gesehen, unmittelbar vor den Ansaugöffnungen in der Weise unterbrochen ist, daß das Ende des von der Maschine heranführenden Abschnittes der Abgasleitung, sich verjüngend, in die abgehende Abgasleitung vorzugsweise konzentrisch unter Einhaltung eines radialen Abstandes bis in den Bereich der Ansaugöffnungen hineinragt. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 122 874, 305 11i, 510 256; französische Patentschriften Nr. 517 579-, 770 483, 832 895, 939 463; britische Patentschrift Nr. 447 283; USA.-Patentschrift Nr. 2 io2 559, 2 2o9 996; Automotive and Aviation Industries, 15. 4. 1947, S.24/25.