SE504851C2 - Katalysatorljuddämpare för mindre förbränningsmotor till t ex bärbara arbetsredskap - Google Patents

Description

504 851 10 15 20 25 30 35 2 avgasrör, vilket är fäst i den inre delen av ljuddämparen och mynnar i dess bakre hörn, dvs på avsevärt avstånd Från locket. Kylluft från motorns fläkt leds förbi avgasrörets mynning. Eftersom avgasutsläppet här mynnar på ett avse- värt avstånd från locket, så är det svårt att effektivt kunna utnyttja luften från kylfläkten både för att blanda ut avgaserna och kyla kylplåtarna på locket.

Uppfinninggns syfte Syftet med föreliggande uppfinning är att väsentligt minska ovannämnda problem, samtidigt som en god renings- effekt erhålles.

Samanfattning av uppfinningen Ovannämnda syfte uppnås genom att katalysatorljuddäm- paren enligt uppfinningen uppvisar de i bifogade patent- krav angivna kännetecknen.

Katalysatorljuddämparen enligt uppfinningen utmärkes sålunda väsentligen av att avgasledningen från katalysa- torelementet ut ur ljuddämparen är placerad helt i locket, så att avgaserna släpps ut via locket. Det innebär att både katalysatorelementet och avgasledningen är placerade helt i locket och i nära anslutning till varandra. Det innebär att det är möjligt att enkelt arrangera både en kylning av katalysatorelementet och en kylning och upp- blandning av de utströmmande avgaserna. Detta sker då med hjälp av kylluft från motorns fläkt. En viktig fördel är också att inte något långt avgasrör leder ut fràn locket, utan avgaserna släpps ut via locket. Härigenom kan en kom- pakt och lätt katalysatorljuddämpare skapas.

Vidare är lämpligen katalysatorelementet så placerat i locket att den skakningskänsligaste riktningen är väsentligen parallell med motorns vevaxel. Fastsättning av katalysatorelement och utformning av den anslutande avgas- ledningen är lämpligen utförd genom fördjupningar i mot varandra vända plåtar. Detta och andra särdrag och för- delar framgår tydligare av den detaljerade beskrivningen av utföringsformer, med stöd av bifogade ritning. 10 15 20 25 30 35 504 851 3 Kort beskrivning av ritningen Uppfinningen kommer i det följande att närmare be- skrivas genom utföringsexempel under hänvisning till bi- fogade ritning.

Fig. 1 visar i perspektiv en katalysatorljuddämpare enligt uppfinningen. Flertalet ingående detaljer visas isärdragna i rymden för att uppbyggnaden och funktions- sättet klarare skall framgå.

Beskrivning av utföringsformer I fig. 1 betecknar l en katalysator ljuddämpare en- ligt uppfinningen. Den bestàr av tvà inbördes isärtagbara ett ljuddämparhus 2 och ett lock 3, vilket Ett katalysatorelement 4 är huvuddelar, tillsluter ljuddämparhuset. placerat i locket 3 och fràn detta element 4 leder en av- gasledning 5 ut ur ljuddämparen. Avgasledningen 5 är placerad helt i locket, så att avgaserna släpps ut via locket. Locket består av flera sammanfogade detaljer, vil- ka här visas isärdragna i rymden. Locket är sàlunda upp- byggt av en inre plåt 12, en yttre plàt 13 och en kyl- luftsledare 8. Katalysatorelementet 4 är placerat mellan den inre och den yttre plåten 12 respektive 13. Det är helt enkelt fastklämt mellan dessa plätar. De tre plàtarna 12, bildar locket 3. Men självfallet kan de även vara samman- 13 och 8 är lämpligen punktsvetsade samman så att de fogade pà annat sätt.

Katalysatorljuddämparen 1 är infäst till motorns cy- linder. Detta sker genom att ljuddämparhuset 2 är fast- skruvat till motorns avgasport med hjälp av skruvar isatta i hàl 26, 27 och 33. Öppningen 25 i ljuddämparhuset 2 mot- svarar avgasporten. I motsatt sida av ljuddämparhuset 2 vilken gör det enkelt att skruva 27 och 33. Avgaser 21 från motorns avgasport strömmar ut i ljuddämparhuset 2. Den i finns en stor öppning, fast skruvar genom hålen 26, figuren skymda sidan av ljuddämparhuset, vilken är vänd bort fràn avgasportöppningen 25 är försedd med ett an- slutningsplan för locket 3. Detta anslutningsplan har fyra 504 851 10 15 20 25 30 35 4 gängade skruvhàl motsvarande hàlen 28, 29, 30, 31. slutningsplanet har som nämnts en stor öppning. Fördjup- An- ningar i den inre plåten 12 avsedda för katalysatorele- mentet 4 och avgasledningen 5 tränger in i denna öppning.

En tätning 24 är placerad mellan locket 3 och ljuddämpar- huset 2. Här visas för tydlighets skull en del av tätning- en 24 placerad pà den inre plàten 12. Observera att tät- ningen löper så långt in mot plàtens mitt att den tränger upp pà de upphöjningar i plåten som är gjorda för avgas- ledningen 5 respektive katalysatorelementet 4. Detta gäl- ler även för den upphöjning 23 som är utförd mellan de andra upphöjningarna. Därmed kommer tätningen 24 att löpa upp pà den omslutande upphöjning som finns runt katalysa- torelementet 4 och avgasledningen 5. Anslutningsplanet hos ljuddämparhuset 2 har som nämnts en öppning motsvarande denna omslutande upphöjning. Denna öppning har fasade kan- ter. Vid montering av locket kommer därmed tätningen att klämmas mellan den omslutande upphöjningen och de fasade kanterna i ljuddämparhuset 2. Därmed skapas en säker av- tätning mellan lock och ljuddämparhus.

Avgaserna 21 fràn motorns avgasport strömmar alltså vilket är tillslutet av locket 3 så när som pà öppningen 20. Avgaserna strömmar in genom ut i ljuddämparhuset 2, öppningen 20 och genom katalysatorelementet 4, vilket är fastklämt mellan den inre plåten 12 och den yttre plåten 13. I detta fall består katalysatorelementet av åtminstone ett band, vanligen av metall med korrugeringar eller lik- nande, belagt med katalyserande skikt. Bandet är hoprullat eller hopvikt runt en längsaxel 6, och katalysatorelemen- tet så placerat att denna längsaxel 6 väsentligen är I detta fall bestàr katalysator- elementet av två hoprullade band ett korrugerat och ett slätt och banden har rullats ihop till ett cylindriskt parallell med vevaxeln 7. element. Detta är inklämt mellan delcylinderformade för- djupningar i den inre och den yttre plåten 12 respektive l3. Därmed är katalysatorelementets längsaxel 6 parallell med anslutningsplanet mellan locket 3 och ljuddämparhuset 10 15 20 25 30 35 504 851 5 2. Detta eftersom inner- och ytterplát 12, 13 har en plan grundform.

Katalysatorelementet 4 kan också utgöras av ett kera- miskt katalysatorelement, exempelvis ett element extrude- rat av keramik. Detta element 4 är lämpligen omgivet av ett fjädrande material, exempelvis en dämpande matta eller 13. Det fjäd- rande materialet används huvudsakligen pà grund av att hylsa, och är inplacerad mellan plåtarna 12, keramikelementet och de omgivande plåtarna har olika stor värmeutvidgning.

Sedan avgaserna 21 strömmat genom katalysatorelemen- tet 4 och renats där förs de vidare i en avgasledning 5, vilken är intregrerad i locket 3, och förs vidare till ett utlopp 16. Utloppet 16 kan utgöras av utstansade öppningar i plàten 13. Utloppet kan också vara försett med ett gnistfàngarnät 17, vars funktion just är att fànga upp gnistor, sà att inte dessa blàses ut ur ljuddämparen.

Nätet 17 är lämpligen placerat över utloppet 16 och mellan plåtarna 12 och 13, men även andra placeringar är möjliga.

Avgasledningens utlopp 16 har här utformats i form av sà kallade gälar. Öppningen i var och en av dessa gälar är vänd àt motsatt riktning jämfört med avgasernas ström- ningsriktning. Därmed vänds alltså avgasströmmens riktning i gälarna 16. Vid gälarna ändrar alltså avgasströmmen riktning cirka l80°. Detta är viktigt eftersom en kyl- luftsledare 8 är placerad utanpå den yttre plåten 13 och kylluftsledaren för kylluft för uppblandning med avgaserna och för avkylning av katalysatorelementet.

Kylluftsledaren 8 är som nämnts placerad ytterst pà locket 3, och den består av en yttre styrplàt 9, vilken samlar upp och för kylluft 10 från motorns kylfläkt mellan sig och innanför liggande delar av locket, och ett antal fästen 11 vilka fäster styrplàten 9 till innanför liggande skruv och/eller svets. 32 och sedan kyllufts- lockdelar kommer upp- lockdelar med hjälp av exempelvis Styrplàten 9 har en uppströmskant ledaren 8 förts samman med övriga strömskanten 32 att ligga klart utanför sidan av plåtarna 504 851 10 15 20 25 30 35 6 12 och 13. När alla tre plåtarna fästs samman, exempelvis genom punktsvetsning kommer hålen 29, 29' och 29" att vara 28', 28", beteckningar har använts för hål i den yttre plåten 13 och uppriktade med varandra liksom hålen 28, där '- "-beteckningar för hål i kylluftsledaren 8. Uppströmskan- ten 32 hos den yttre styrplàten 9 är riktad nästan paral- lellt med sidan av ljuddämparhuset 2. Nedströms svänger sedan den yttre styrplàten nästan 90° så att därmed kyl- luften 10 förs parallellt med utsidan av den yttre plåten 13. Kylluften 10 kommer därmed att blanda upp de heta av- gaserna 21 så att de blandade avgaserna därmed får en lägre temperatur. Kylluften 10 kommer också att svepa över den utbuktning 19 i plåten 13 på vars insida katalysator- elementet 4 finns. Eftersom katalysatorelementet blir mycket varmt är denna kylning mycket väsentlig. I detta fall är den yttre styrplàten 9 hos kylluftsledaren 8 ned- dragen mot den yttre plåten 13 så att en mittfena 18 bil- das. Denna mittfena delar upp strömningen av kylluft 10 i en del som löper över utloppet 16 och en del som löper över baksidan 19 av katalysatorelementets inneslutning.

Därmed säkerställs att kylluften inte snedfördelas mellan dessa båda viktiga kylobjekt. Mittfenan 18 kan vara ned- dragen så långt att den ligger i plan med fästena 11. Där- med kan även mittfenan 18 utnyttjas som fäste 11 så att kyluftsledaren 8 kan punktsvetsas fast till den yttre plå- ten 13 även vid mittfenan 18. Men självfallet behöver inte mittfenan 18 gà så làngt ned att den används som fäste 11.

Sedan motorn stannats fungerar kylluftsledaren (8) som värmesköld. Den förhindrar direktkontakt med innanför liggande heta delar och den värmestrålning de utsänder.

Som framgår av figuren består locket 3, förutom av kyllulftsledaren 8 och katalysatorelementet 4, väsentligen av två plåtar 12, 13. En inre plåt 12 och en yttre plåt 13 och åtminstone endera av den inre plåten 12 och den yttre plåten 13 är försedd med en fördjupning vänd bort från den andra plåten 12, 13, och avgasledningen 15 inryms mellan plåtarna sedan dessa så att därigenom katalysatorelementet 10 15 20 25 30 35 504 851 7 förts samman. I den visade utföringsformen har det cylind- riska katalysatorelementet 4 placerats mellan fördjupning- ar i både den inre plåten 12 och den yttre plåten 13. djupningen i den inre plåten 12 är större än fördjupningen För- i den yttre plåten 13. Detta är önskvärt eftersom hela öppningen 20 måste vara placerad i den inre plåten 12. Av- gasledningen 5 är däremot här formad enbart som en för- djupning i den inre plåten 12, medan den yttre plåten 13 är väsentligen plan. Det finns till och med en lokal upp- höjning 33 i den yttre plåten 13, och denna är placerad just framför utloppet 16. Härmed erhålles en lokal stryp- ning samt en viss förändring av strömningsriktningen ned mot utloppet 16, vilket är önskvärt. Detta utförande med katalysatorutrymme och avgasledning 5 mellan två plåtar är mycket gynnsamt ur flera aspekter, inte minst ur kostnads- synpunkt. Men det är självfallet möjligt att inom ramen för uppfinningen utföra detta även på andra sätt. Exem- pelvis skulle katalysatorelementet 4 kunna vara placerat i vilken en inneslutning, cylindrisk eller med annan form, övergår i en avgasledning 5, som då utgörs av ett rör med lämplig form. Katalysatorinneslutningen och avgasledningen skulle då vara fästa till en plåt motsvarande den inre plåten 12, och därigenom skulle då den yttre plåten 13 kunna utgå. En viktig grundprincip är att både katalysa- torelementet 4 och avgasledningen 5 är placerade i locket.

I många fall har katalysatorelementet 4 eller dess fast- sättning en sådan uppbyggnad att dess känslighet för skak- ningar är olika stor i olika riktningar. Katalysatorele- mentet 4 är då så placerat i locket att den skakningskäns- ligaste riktningen för elementet eller dess fastsättning är väsentligen parallell med motorns vevaxel 7. Detta gäller för den visade utföringsformen, och härigenom har katalysatorelementets livslängd kunnat ökas väsentligt.

En strypning 15 kan vara utförd i avgasledningen 5 och placerad mellan katalysatorelementet 4 och avgasled- ningens utlopp 16 ur locket, här är denna strypning utförd som en strypbricka 15 fastklämd mellan inner- och ytter- 504 851 10 15 20 25 30 35 8 plåtarna 12, 13 och placerad omedelbart framför utloppet 16. En fördel med en sådan strypning utförd som en stryp- bricka är att en noggrann strypning kan erhållas. Men strypningen kan också utföras som en förträngning i avgas- ledningen genom en minskad fördjupning i endera eller båda plåtarna 12, 13 eller att den ena plåten förses med en upphöjning vilken minskar kanalarean. Det främsta syftet med en strypning är att strypa motorn på avgassidan så att lägre avgasemissioner erhålles. Lämpligen placeras stryp- ningen nära utloppet 16. Naturligtvis vore det möjligt att även utföra strypningen direkt i utloppet 16 eller gnist- fångarnätet 17. Men en nackdel med detta är att många an- vändare av den färdiga produkten, exempelvis en motorsåg då själva skulle minska strypningen eller ta bort den för att på så sätt höja motoreffekten. Därmed skulle dels högre avgasemissioner erhållas och dels en klar risk upp- stå för försämrad kylning av avgaserna.

Vidare kan noteras att inloppshålet 20, vilket släp- per in avgaser 21 till katalysatorelementet 4 normalt sett har mindre storlek än katalysatorelementets inströmnings- yta. Därmed erhålles en förbättrad ljuddämpning. Även pla- ceringen i rymden inuti ljuddämparhuset har betydelse för ljuddämpningen. Lämpligen är hålet 20 placerat på cirka halva rymdavstàndet från ljuddämparens rymdcentrum till ett närliggande hörn 22. 504 851 9 Den visade utföringsformen avser en ljuddämpare med två inbör- des isärtagbara delar. Men det är också möjligt att utföra ljuddämparen i en del. I detta fall fästs locket 3 permanent till ljuddämparhuset 2 exempelvis ge- 5 nom svetsning, lödning eller falsning. Därvid kan eventuellt tätningen 24 utgå.

Fastsättriingen av ljuddämparen l till motorns cylinder utföres så att dämpa- rens fästskruvar är åtkomliga från dämparens utsida för iskruvning eller ur- slcruvning. I en variant används långa fästslcruvar, vilka tränger igenom speci- ella hål i locket 3. Hålen, vilka inte visas i figur 1, är placerade så att de över- 10 ensstärrirner med hålen 26, 27, och lärnpligen ligger vid sidan av avgasledning och katalysatorelement. Detta leder till långa skruvar utsatta för höga tempera- turer. Alternativt kan två rör fästas in mellan dämparens fram och baksida, vil- ket är vanligt för endelade ljuddämpare. Härigenom skapas tunnlar in till res- pektive fasthål 26, 27 , och korta fastskmvar kan användas. Ett ytterligare al- 15 ternativ är att på känt sätt förse dämparen med en fastfläns, vilken dock ökar bygglängden.

Claims (13)

504 851 10 PATENTKRAV

1. Katalysatorljuddämpare (1) bestående av två huvuddelar, ett ljuddämparhus (2) och ett lock (3) vilket tillsluter ljuddämparhuset, och ett 5 katalysatorelement (4) är placerat i locket (3) och från detta element (4) leder en avgasledning (5) ut ur ljuddärnparen (1), k ä n n e t e c k n a d därav, att avgas- ledningen (5) är placerad helt i locket, så att avgaserna släpps ut via locket (3).

2. Katalysatorljuddämpare (1) enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att i de fall då katalysatorelementet (4) eller dess fastsättning 10 har en sådan uppbyggnad att dess känslighet för skakningar är olika stor i olika riktningar, så är katalysatorelementet (4) så placerat i locket att den skaknings- känsligaste riktningen är väsentligen parallell med motorns vevaxel (7).

3. Kata1ysatorljuddämpare(1) enligt patentkrav 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att katalysatorelementet består av åtminstone ett band, 15 vanligen av metall med kornrgeringar eller liknande, belagt med ett katalyserande skikt, och bandet är hopnrllat eller hopvikt nmt en längsaxel (6), och katalysator- elementet är så placerat att denna längsaxel (6) är väsentligen parallell med vevaxeln (7).

4. Katalysatorljuddämpare (1) enligt något av föregående patentkrav, 20 k ä n n e te c k n a d därav, att en kylluftsledare (8) är placerad ytterst på locket (3), och kylluftsledaren (8) består av en yttre styr-plåt (9), vilken samlar upp och för kylluft (10) från motorns kylfläkt mellan sig och innanför liggande delar av locket, och ett antal fästen (11) vilka fäster styrplåten (9) till irmanför liggande delar med hjälp av exempelvis skruv och/eller svets. 25 5. Katalysatorlljuddämpare (1) enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att locket, förutom kylluftsledaren (8) och katalysatorelementet (4), väsentligen består av två plåtar (12, 13) en inre plåt (12) och en yttre plåt (13) och åtminstone endera av den inre plåten (12) och den 504 851 11 yttre plåten (13) är försedd med en fördjupning vänd bort från den andra plåten (12, 13), så att därigenom katalysatorelementet (4) och avgasledningen (5) inryms mellan plåtama sedan dessa förts samman.

5

6. Katalysatorljuddämpare (1) enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att katalysatorelementet (4) består av band hoprullat nmt en längsaxel (6) till ett element (4), och fördjupningar med motsvarande form är utförda både i den inre plåten (12) och den yttre plåten (13), vilka båda så när som på sina fördjupningar har en plan grundform, så att härigenom längsaxeln (6) 10 är parallell med plåtamas (12, 13) anliggningsplan mot varandra.

7. Katalysatorljuddämpare (1) enligt patentlcrav 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att katalysatorelementet (4) utgöres av ett keramiskt katalysatorelement, exempelvis ett element extruderat av keramik, och detta element (4) är omgivet av ett fjädrande material, exempelvis en dämpande matta 15 eller hylsa, och är inplacerat mellan plåtama ( 12, 13).

8. Katalysatorljuddämpare (1) enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att en strypning (15) är utförd i avgasledningen (5) och placerad mellan katalysatorelementet (4) och avgasledningens utlopp (16) ur locket, och denna strypning är exempelvis utförd som en snypbricka (15) 20 fastklämd mellan inner- och ytterplåtama (12, 13) eller som en förträngning i avgasledningen genom en minskad fördjupning i endera eller båda plåtama (12, 13) eller att den ena plåten förses med en upphöjning, vilken minskar kanalarean.

9. Katalysatorljuddämpare (1) enligt patentkrav 8, k ä n n e - 25 t e c k n a d därav, att strypningen (15) är utförd som en strypbiicka (15) fastklämd mellan inner- och ytterplåt (12, 13) och placerad omedelbart framför utloppet (16).

10. Katalysatorljuddämpare (1) enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att avgasledningens utlopp (16) är försett 30 med ett griistfangainät (17), dvs ett nät vanligen utfört av metalltråd. 504 851 12

l 1. Katalysatorlljuddämpare (1) enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att den yttre styrplåten (9) hos kyllufiledaren (8) är neddragen mot den yttre plåten (13) så att en mittfena (18) 5 bildas, och denna delar upp strömningen av kylluft (10) i en del som löper över utloppet (16) och en del som löper över baksidan (19) av katalysatorelementets (4) inneslutning.

12. Katalysatorljuddämpare (1) enligt något av patentkraven 5-11, k ä n n e t e c k n a d därav, att den inre plåten (12) är försedd med ett hål (20), 10 vilket släpper in avgaser (21) till katalysatorelementet (4), hålet (20) är placerat på cirka halva rymdavståndet från ljuddämparens rymdcentrum till ett närliggande höm (22).

13. Katalysatorljuddämpare (1) enligt något av patentlcraven 5-12, k å n n e t e c k n a d därav, att den inre plåten (12) är försedd med en 15 upphöjning (23), vilken löper mellan upphöjningen för katalysatorelementet (4) och upphöjningen för avgasledningen (5), så att därmed en omslutande upphöjning finns runt katalysatorelementet (4) och avgasledningen (5), och den inre plåten är försedd med en tätning (24), vilken är förd upp på den omslutande upphöjningen och en upphöjningen motsvarande nedsänkning är utförd i 20 ljuddämparhuset (2), så att vid påskruvning av locket (3) på ljuddämparhuset (2) kläms tätningen (24) mellan upphöjningen och nedsänkningen.