SE467314B - Avgasljuddaempare foer tvaataktsmotorer i synnerhet foer motorsaagar - Google Patents

Description

467 514 2 Fig. 1 är en vy uppifrån av ett arbetsredskap med en i enlighet med uppfinningen utförd avgasljuddämpare; Fig. 2 visar i principiell framställning en del av den till arbetsredskapet i fig. 1 hörande förbrännings- motorn med tillhörande avgasljuddämpare; Fig. 3 visar avgasljuddämparen i fig. 1 och 2 i sidvy, delvis i snitt; Fig. 4 visar avgasljuddämparen i fig. 3 i sidvy från ett annat hàll;' Fig. 5 visar en del av avgasljuddämparen i fig. 4 sedd underifrån, delvis i snitt längs linjen V-V; Fig. 6 visar i sidvy en avgasljuddämpare liknande den i fig. 3, dock i ett annat utförande med ett i huset långt inskjutande avgasinloppsrör; Fig. 7 visar avgasljuddämparen i fig. 6 i snitt längs linjen VII-VII.

Det pà ritningen visade bärbara arbetsredskapet är en handförd motorkedjesàg 1, som har en huskropp 2 med en tvàtakts förbränningsmotor 3 (fig. 2), ett bakre handtag 4, ett bygelformigt handtagsrör 5, ett startsnöre 6, ett handskydd 7, en avgasljuddämpare 8 och ett här ej visat sàgsvärd, pà vilket en av motorn 3 driven ságkedja styrs.

Avgasutloppet 9 på ljuddämparen 8 uppvisar ett böjt rör 10, som är anordnat pà den i fig. 1 högra långsidan 11 av sàghuskroppen 2. Detta även som ledrör 10 betecknade, avgasförande rör sträcker sig i riktning bakåt till närheten av motorns 3 cylinder 12, som visas i fig. 2.

Ledröret 10 är därvid så anordnat och böjt, att dess mynning 13 ligger vid sidan av cylindern 12 i området nedanför handtagsröret 5 och är vänd utåt tvärs mot arbetsredskapets 1 längdriktning. Mynningen 13 är därvid lämpligen så placerad, att den ligger i motorns 3 kylluft- ström 14. De fràn mynningen 13 pà avgasledröret 10 utström- mande avgaserna 15 rycks därigenom med utàt av den från cylindern 12 utgående kylluftströmmen 13, varvid avgas- temperaturen samtidigt reduceras kraftigt. För att de fràn mynningen 13 utströmmande avgaserna 15 ej skall störa betjäningspersonen, kan det vara lämpligt att vid avgasut- loppet anordna en baffel 16, som avlänkar avgaserna 15 1-1/ Arv-v -_-,-- 3 L+ / M4 nedåt. Baffeln 16 kan vara solfjädersformigt breddad, så att dessutom en intensiv hopblandning av de utströmmande avgaserna 15 med kylluftströmmen 14 uppnås.

Avgasljuddämparens 8 hus 17 består väsentligen av en intill cylindern 12 liggande, husskàl 19, så att ett husskiljeplan (skarvställe) 20 bildas ungefär mitt på huset 17. cylindern 12 utdrivna avgaserna är anordnat i den mot skàlformig husdel 18 och en som är satta mot varandra med sina ändkanter, Inloppet 22 för de av kolven 23 från cylindern 12 vända bakväggen 21 på husdelen 18. Ljuddämpa- rens 8 avgasutlopp 9 befinner sig på den ena (högra) sidväggen på husskålen 19. Husdelen 18 och husskålen 19 kan vara så sammansatta vid skarvstället 20, att en väsentligen tät tillslutning föreligger.

I huset 17 finns en katalysator 24, som omvandlar huvuddelen av det i avgaserna ingående kolvätet till koldioxid och vatten. Vid denna kemiska omvandling är det fråga om en exoterm reaktion, varvid de från cylindern 12 till ljuddämparen 18 strömmande, en temperatur på ca 600°C uppvisande avgaserna kan upphettas ytterligare upp till lOOO°C. befinner temperaturer på över Katalysatorn 24 sig i en skiljevägg 25, som kan vara utförd som en i plåt formad innerskål och uppbär katalysatorn 24. Katalysatorn 24 är lämpligen lagrad i en öppning i skiljeväggen 25 och utvändigt så förenad runt om med skiljeväggen 25 under förmedling av en svets 26, att en gastät tillslutning föreligger. Skiljeväggen 25 kan i sin tur med fördel vara fastsatt i husskålen 19, varvid det likaledes kan vara fördelaktigt att gastätt svetsa ihop ytterkanten på skiljeväggen 25 med husskålens 19 vägg på insidan av skålen. husskålen 19, husskiljeplanet 20, Skiljeväggen 25 är så placerad i att den befinner sig i ett plan bakom sett i den av en pil markerade ström- ningsriktningen för avgaserna 15, Skiljeväggen 25 fyller väsentligen tre funktioner.

För det första uppbär den katalysatorn 24, och den håller därvid katalysatorn i dess rätta läge inuti ljuddämparen 8 med ett allsidigt avstånd från ljuddämparväggen. För det andra delar den avgasljuddämparen 8 i avgaskamrar eller 467 314 4 avgasrum R1 och R2, varvid den tvingar avgaserna 15 i ljuddämparen 8 att strömma genom katalysatorn 24 utan att delströmmar går förbi på sidorna, så att hela avgasmängden underkastas omvandlingsprocessen i katalysatorn. För det tredje säkerställer skiljeväggen 25 genom sin speciella anordning i ett plan bakom husskiljeplanet 20 att de vid katalysatorns 24 utloppssida 27 utströmmande avgaserna 15 ej längre kan komma tillbaka till området av husskilje- planet 20, varigenom någon antändning vid skiljeplanet 20 av de från katalysatorn 24 utströmmande överhettade (över l0O0°C) avgaserna, som till följd av ofullständig omvand- ling fortfarande innehåller energirika beståndsdelar, ej kan inträffa.

Dessutom kan det vara lämpligt att i skiljeväggen 25 anordna en förbigångsöppning 28. Till följd av de höga temperaturerna efter katalysatorn 24 efterförbränns små förbigångsmängder i kammaren efter katalysatorn 24. Tack vare förbigàngsöppningen 28 kan strypverkan hos katalysa- torn 24 och eventuell därav följande effektförlust elimi- neras.

Ljuddämparens 18 husskàl 19 kan lämpligen åtminstone på den katalysatorns 24 gasutloppssida 27 motstàende sidan uppvisa en dubbelvägg 29, som består av en mot katalysatorn 24 vänd innervägg 30 och en på avstånd fràn denna anordnad yttervägg 31. Därvid kan det vara lämpligt att i mellanrummet mellan innerväggen 30 och ytterväggen 31 anordna ett' högtemperaturbeständigt isoleringsmaterial 32, företrädesvis ett aluminiumsilikat. Ljuddämparens yttemperatur sänks avsevärt tack vare isoleringsinlägget 32, nämligen från ca l000°C till ca 500°C, bestående fibermattan är en dålig värmeledare och kyls emedan den av aluminiumsilikat utifrån av den förbi ytterväggen 31 strömmande uteluften.

Dessutom fördelas avgasvärmet på den en tämligen stor yta uppvisande innervägg 30 pà den dubbelväggiga husskàlen 19, så att avgastemperaturen kan sänkas med 200-300°C redan vid innerväggen och sedan en ytterligare sänkning uppnås genom isoleringsmaterialet 32 och ytterväggen 31, som är direkt utsatt för uteluften. 467 314 Isoleringen leder till att katalysatorrummet får hög temperatur, som sjunker endast mycket långsamt efter det att motorn 3 har stannat. Denna egenskap leder vid förnyad start av motorn 3 till en mycket snabb igàngsättning av katalysatorn 24.

Det kan också vara lämpligt att pà ljuddämparens 8 hus 17 anordna ett beröringsskydd 33, som skyddar användaren mot de fortfarande relativt heta delarna. Beröringsskyddet 33 kan för viktbesparings skull med fördel vara framställt av en perforerad plåt, som kan vara bockad till huv- eller U-form och fastskruvad pà den dubbelväggiga husskålen 19.

Beröringsskyddet 33 anordnas framför och med mellanrum till husskálens 19 yttervägg 31, så att uteluften kan strömma förbi såväl utsidan som insidan pà beröringsskyddet 33 för att kyla detta. För att den värmeledande förbindelsen mellan ljuddämparen 8 och beröringsskyddet 33 skall bli så liten som möjligt kan beröringsskyddet 33 lämpligen vara fastsatt pà endast tvà eller tre ställen. Vid dessa ställen kan värmegenomgàngen motverkande distansstycken vara anordnade.

Avgaserna leds genom det böjda avgasledröret 10 bakåt till det främre handtagsröret 5. Rörets 10 mynning 13 ligger direkt under handtagsröret 5 bredvid cylindern 12, fràn vilken kylluften från motorn strömmar ut. För att uppvirvling av marken och luktstörning genom avgaserna skall undvikas så långt som möjligt finns vid mynningen 13 nämnda baffeln 16, indelad i fack, den tidigare som utvidgar sig konískt och kan vara så att de utströmmande avgaserna ej gär ut i en riktad smal stràle utan i en spridd ström. De av katalysatorn 24 renade avgaserna kyls intensivt av kylluftströmmen från motorn 3. Det friliggande ledröret 10 kan kylas av motorkylluftströmmen över hela omkretsen och hela längden. Temperaturen pà den från cylindern 12 kommande kylluftströmmen uppgår till ca 150-200°C. I denna kylluftström inblandas de en temperatur på ca 500°C uppvisande heta avgaserna. Emedan kylluftmängden är ca tio gånger större än avgasmängden uppnås en betydande sänkning av avgastemperaturen. 467 314 6 Sammanfattningsvis kan sägas att genom katalysatorn 24 uppnàs en minskning av avgasemissionen. Katalysatorn 24 befinner sig i en skiljevägg 25 i ljuddämparens 8 hus 17 och är här gastätt insvetsad i husskàlen 19. Skiljeväggen befinner sig i ett plan bakom husets 17 skarvfog 20.

Katalysatorn 24 befinner sig tätt intill eller pà litet avstànd fràn motorns 3 cylinder 12. Genom denna motornära placering uppnås en snabb igàngsättning av katalysatorn 24. Emedan omvandlingen av HC och CO är en exoterm reaktion ökas avgastemperaturen till ca 1000°C. Ljuddämparens husskàl 19 är därför utförd med dubbla väggar och försedd med isoleringsmaterialet 32, detta för att yttemperaturerna skall hållas så làga som möjligt. För skydd för betjänings- personen och intilliggande komponenter anbringas dessutom ett beröringsskydd 33 (perforerad viktminskande plåt).

Genom den speciella anordningen och placeringen av kata- lysatorn 24 i ljuddämparen 8 hindras antândning av vid husets skiljeplan 20 utströmmande avgaser. Vidare kan en flamskyddssil vara anordnad vid utloppet från husskàlen 19 eller avgasinloppet pà ledröret 10. För ytterligare sänkning av avgastemperaturerna och för förhindrande av antändning vid ljuddämparutloppet leds avgaserna genom ledröret 10 till motorns kylluftström med vilken de blandas. Därigenom uppnås totalt sett en minskning av avgasemissionen, eliminering av av avgaserna orsakad fördunkling, bullerminskning och en snabb igàngsättning av katalysatorn.

Av utföringsexemplet i fig. 3 framgår dessutom att beröringsskyddet 33 kan uppvisa en värmeskyddsplàt 33', som kan vara förlängd pà sàdant sätt, att den över ett tillräckligt längdavsnitt överlappar motorkàpväggen 34 pà motorsàgen 1. Överlappningen mellan värmeskyddsplàten 33' och kàpväggen 34 är sådan, att en tillräcklig mängd kylluft fràn motorn 3 kan strömma in i det mellan insidan på värmeskyddsplàten 33' och ljuddämparhuset 17 bildade distanshàllarrummet 35 och i det där utanför belägna distanshàllarrummet 36, som begränsas av utsidan pà värmeskyddsplàten 33' och insidan på kàpväggen 34. Värme- skyddsplàten 33' kan lämpligen vara gjord i ett stycke med al), 7 467 314 beröringsskyddet 33. Beröringsskyddet 33 kan med fördel att det i efterhand kan pàsättas eller monteras på ljuddämparhuset 17, vara så utformat, så att även redan tillver- kade motorsàgar avsedda för leverans till vissa länder i efterhand lätt kan utrustas med beröringsskyddet 33. 6 och 7) kan det vara lämpligt att i ljuddämparhuset 17 anordna ett inlopps- I ett föredraget utförande (fig. rör 22', som är fört fràn inloppssidan 22 genom delnings- planet 20 sà langt in i huset 17, att det slutar strax framför husväggen 30, som ligger mitt emot den mot motorn vända bakväggen 21. Huset 17 kan därvid lämpligen vara helt gastätt hopsvetsat. Bakväggen 21 kan uppvisa en som är utförd pà sådant sätt, att huset 17 med bakväggen 21 kan pàsättas pà en från motorcylindern 12 utvidgning 37, utstickande rörstuts 38. För att en gastät anslutning skall erhållas kan en tätningsring 39 vara lagrad pà rörstutsen 38 i utvidgningen 37. Huset 17 är sålunda hermetiskt tillslutet, enbart genom ledröret 10. De fràn cylindern 12 kommande så att avgaserna 15 kan strömma ut avgaserna leds genom inloppsröret 22' och strömmar ut framför husväggen 30 vid röränden 40 för att sedan strömma i motsatt riktning genom katalysatorn 24, sàsom är markerat med pilar i fig. 6. De fràn motorn kommande avgaserna leds således först in i den längst från motorn liggande hus- skälen 19 och kommer först efter genomströmningen genom katalysatorn 24 in i den intill motorn belägna husdelen 18. Avgasernas strömning inuti huset 17 sker alltsà i sä att den vid utloppssidan på katalysatorn 24 uppträdande förhöjda detta utföringsexempel i rakt motsatt riktning, temperaturen (ca 1000°C) föreligger i den närmast cylindern 12 liggande husdelen och den pà avstånd från cylindern 12 liggande husskàlen 19 och dess vägg 30 förblir svalare eller ej så heta, så att med förmånlig utformning isole- ring och/eller dubbelväggutförande kan undvaras. Den skàlformiga husdelen 18 pà det med husskàlen 19 gastätt hopsvetsade huset 17 till den tätt intill cylindern 12 anordnade ljuddämparen 18 kan med fördel likaså utsättas för den frán cylindern kommande kylluftströmmen 14, så att ljuddämparen 18 redan här får en intensiv kylning. 467 514 8 Det kan också vara lämpligt att på den ena sidan av ljuddämparhuset 17 anordna en fördjupning 41, i vilken avgasutloppet 9 och ledröret 10 är förlagda. Avgaserna strömmar från katalysatorn 24 ut ur husdelen 18 genom avgasutloppet 9 och utåt in i avgasledröret. I fördjup- ningen 41 kan även kylluft 14 strömma in såsom är markerat med strömningspilar. Därigenom kyls avgaserna intensivt över ledrörets 10 hela sträckning, så att ytterligare reducering av avgastemperaturen uppnås.

Den katalysatorn 24 inrymmande uppfinningsenliga ljuddämparen 8 kan med fördel vara så utförd, att den i efterhand kan anordnas på redan existerande motorkedje- sågar. Därvid utbyts den på motorsågen befintliga gamla ljuddämparen mot den nya ljuddämparen 8 med katalysatorn 24. För detta ändamål kan det vara lämpligt att den ena husdelen 18 på katalysatorljuddämparen 8 har liknande utformning som husdelen på den gamla ljuddämpare som skall bytas ut. 1.9'

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 467 314 9 Patentkrav

1. Avgasljuddämpare (8) för tvàtaktmotorer (2), i synnerhet tvàtaktmotorer för bärbara arbetsredskap, sàsom exempelvis motorsàgar katalysator (24) ett utlopp (9) (1), vilken avgasljuddämpare har en i ett hus (17) med ett inlopp (22) och för de frán förbränningsmotorn (2) ut- strömmande avgaserna (15), kännetecknad av att katalysatorn (24) är anordnad i en åtminstone delvis gastätt hopsvetsad ljuddämpare (8) pà allsidigt avstånd fràn ljuddämparens husvägg, varvid katalysatorn (24) bildar förbindelse mellan två åtskilda rum (R1,R2) och ljuddämparen (8) är anordnad direkt pà motorns (3) avgasutlopp.

2. Avgasljuddämpare enligt krav 1, kännetecknad av att ljuddämparen (8) är fullständigt gastätt hopsvetsad.

3. Avgasljuddämpare enligt krav 1 eller 2, känne- tecknad av att ljuddämparen (8) består av minst tva demonterbara delar.

4. Avgasljuddämpare enligt nàgot av krav 1-3, kännetecknad av att katalysatorn (24) är anordnad i en densamma uppbärande skiljevägg (25), som företrädesvis är gastätt hopsvetsad med en i avgasströmningsriktningen nedströms katalysatorn (24) anordnad husskàl (19), som uppvisar endast ett avgasutlopp (9).

5. Avgasljuddämpare enligt krav 4, kännetecknad av att ljuddämparen (25) uppvisar en parallellt med strömnings-_ passagen genom katalysatorn (24) liggande förbigångs- passage (28).

6. Avgasljuddämpare enligt något av krav 3-5, kännetecknad av att huset har ett beröringsskydd (33), som utàt avskärmar en katalysatorn (24) (19). bockad, i viktminskningssyfte perforerad plàt. inrymmande husskàl vilken företrädesvis bildas av en till huvform

7. Avgasljuddämpare enligt nàgot av krav 1-6, kännetecknad av att utvändigt på ljuddämparen (8) är (33'). (14) beröringsskyddet (33) och värmeskyddsplàten anordnad en värmeskyddsplàt som pà bàda sidorna bestryks av en kylluftström varvid (33') företrä- fràn motorn (3), desvis är hopsvetsade till en del. 467 314 10 15 20 25 30 35 10

8. Avgasljuddämpare enligt krav 7, kännetecknad av att värmeskyddsplàten (33') är förlängd pà sådant sätt, att den har ett mellanrum till och överlappar en kàpvägg (34) på motorhuset (2) sä, att kylluften (14) (3) kommer in i ett distanshàllarrum (35) från motorn fre mellan värme- skyddspläten (33') och ljuddämparhuset (17) och ett distanshàllarrum (36) mellan värmeskyddsplàten_(33') och (I kàpväggen (34).

9. Avgasljuddämpare (8) för tvàtaktmotorer (3), i synnerhet tvàtaktmotorer för bärbara arbetsredskap, såsom exempelvis motorsàgar (1), vilken ljuddämpare har en katalysator (24) i ett hus (17), som uppvisar ett inlopp (22) och ett utlopp (9) för de fràn förbränningsmotorn utströmmande avgaserna (15), kännetecknad av att utström- ningsöppningen (13) på avgasutloppet (9) ligger i kylluft- strömmen (14) fràn förbränningsmotorn (3).

10. Avgasljuddämpare enligt något av krav 1-9, kännetecknad av att avgasutloppet (9) pà det katalysatorn (24) inrymmande huset (17) uppvisar minst ett avgaserna (15) ledande, av kylluftströmmen (14) från förbrännings- motorn (3) bestruket rör (10), som sträcker sig bakåt från avgasutloppet (9) utmed en làngsida (ll) pà arbetsredskapet.

11. Avgasljuddämpare enligt krav 10, kännetecknad av att utströmningsöppningen (13) på det avgaserna ledande röret (10) är anordnad under ett bygelformigt handtagsrör (5) pà arbetsredskapet (1) bredvid en cylinder (2) pà tvåtaktmotorn (3) längdriktning. och är vänd utåt tvärs mot redskapets

12. Avgasljuddämpare enligt krav 10 eller 11, kännetecknad av att vid utströmningsöppningen (13) pà (15), baffel företrädesvis vidgar sig solfjäderformigt. röret (10) finns en baffel (16) för avgaserna vilken I)-

13. l3. Avgasljuddämpare enligt något av krav l-12, kännetecknad av att ljuddämparen (8) med katalysatorn (24) e är så utförd, att den i och för eftermontering är utbytbar mot en befintlig ljuddämpare på en motorsåg (1), i synnerhet genom att husdelen (18) på ljuddämparen (8) med katalysatorn (24) har samma utformning som husdelen pà den ljuddämpare som skall utbytas, och företrädesvis ett inloppsrör (22') 10 15 20 25 30 35 ll är fört förbi skiljeplanet (20) in i ljuddämparhuset (17) (21) och slutar på avstånd fràn och framför den bakväggen (30). ' Avgasljuddämpare enligt något av krav 10-13, (9) är infällt i ljud- dämparens (8) kontur och avgasledröret (10) motsatta väggen

14. kännetecknad av att avgasutloppet över hela sin längd omströmmas av kylluften (14).