DE1101863B

DE1101863B - Device for transferring the exhaust gases escaping in Stoessen from internal combustion engines into a state of almost uniform pressure

Info

Publication number: DE1101863B
Application number: DEW18153A
Authority: DE
Inventors: Hellmuth Walter
Original assignee: Worthington Corp
Current assignee: Worthington Corp
Priority date: 1955-10-14
Filing date: 1956-01-02
Publication date: 1961-03-09

Description

Einrichtung zum Überführen der in Stößen entweichenden Abgase von Brennkraftmaschinen in einen Zustand von annähernd gleichmäßigem Druck Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Überführen der in Stößen (Pulsen) entweichenden Abgase von Brennkraftmaschinen in einen Zustand von annähernd gleichmäßigem Druck hei Erhaltung der in den Abgasen enthaltenen kinetischen Energie unter Benutzung konzentrischer zylindrischer Hohlkörper und dazwischen angeordneter Schraubenflächen, wobei die Abgase tangential in den durch zwei konzentrische Rohre od. dgl. gebildeten, einseitig geschlossenen Ringraum der Einrichtung eintreten.Device for transferring the exhaust gases escaping in collisions from Internal combustion engines in a state of approximately uniform pressure The invention relates to a device for transferring the exhaust gases escaping in bursts (pulses) of internal combustion engines in a state of approximately uniform pressure in the state of conservation the kinetic energy contained in the exhaust gases using concentric cylindrical hollow body and screw surfaces arranged therebetween, the Exhaust gases tangentially in the one-sided formed by two concentric pipes or the like enter closed annulus of the device.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist vor allen Dingen dadurch gekennzeichnet, daß die Absch.lußwandganz oder teilweise eine Schraubenfläche bildet, die den nahe .dem .geschlossenen Ende in, .den Ringraum eintretenden Abgasen einen nach dem offenen Ende des Ringraumes gerichteten Drall verleiht.The device according to the invention is characterized above all by that the closure wall wholly or partially forms a screw surface that adjoins the near .the .closed end in, .the annulus entering exhaust gases one after the open Lends directional twist to the end of the annular space.

Dabei :geht vorteilhaft der schraubenförmige Teil der Abschlußwand an ihrem den Abgaseintritt zugekehrten Ende in .die Rückwand des Abgaszuleitungskanals über.In doing so: the helical part of the end wall is advantageous at its end facing the exhaust gas inlet in .die rear wall of the exhaust gas feed channel above.

Bekannt ist es, die Energie der Abgase einer Brennkraftmaschine z. B. in einer Turbine nutzbar zu machen. Bei einer derartigen Einrichtung ist zwischen den Auslaßschlitzen von vier parallelen Zylindern einer Kolbenkraftmaschine und einer Abgasturbine ein aus zwei konzentrischen, zylindrischen Hohlkörpern bestehender Zentrifugalabscheider angeordnet, dessen zylindrische Hohlkörper durch einen Längsschlitz in dem innenliegenden Hohlkörper leitend miteinander in Verbindung stehen. In dem Zentrifugalabscheider findet eine Abscheidung von festen Teilchen aus den Abgasen statt, bevor die Gase zur Abgasturbine gelangen. Jedoch fehlen jegliche Mittel, uni Abgasstöße so auszugleichen., daß die Abgase mit annähernd gleichem Druck in die Turbine eintreten. Insbesondere fehlen schraubenförmige Schaufeln oder Leitflächen in dem zylindrischen, von den Abgasen durchströmten Ringraum, der zwischen den beiden konzentrischen Hohlzylindern des Zentrifugalabscheiders liegt sowie eine Regelung seiner wirksamen Länge und seines Auslaßduerschnittes.It is known, the energy of the exhaust gases from an internal combustion engine z. B. to make usable in a turbine. In such a device is between the outlet slots of four parallel cylinders of a reciprocating engine and an exhaust gas turbine consisting of two concentric, cylindrical hollow bodies Centrifugal separator arranged, the cylindrical hollow body through a longitudinal slot are conductively connected to one another in the inner hollow body. By doing Centrifugal separator separates solid particles from the exhaust gases instead of before the gases reach the exhaust gas turbine. However, there is no means uni to compensate exhaust gas surges in such a way that the exhaust gases with approximately the same pressure in enter the turbine. In particular, there is a lack of helical blades or guide surfaces in the cylindrical annular space through which the exhaust gases flow, the one between the two concentric hollow cylinders of the centrifugal separator and a control its effective length and its outlet diameter.

Ferner ist es beispielsweise bei Schalldämpfern und Auspufftöpfen bekannt, den Abgasen mittels schraubenfürmiger Führungen, Leitflächen od. dgl. einen Drall zu erteilen. Hierbei sind benachbarte Gaswindungen, die durch diesen Drall entstehen, durch eine feste Zwischenwand voneinander getrennt.It is also used, for example, in silencers and mufflers known to od the exhaust gases by means of screw-shaped guides, guide surfaces Grant twist. Here are adjacent gas windings that are caused by this twist arise, separated from each other by a solid partition.

Während es sich bei den bekannten Ausführungen entweder um die Abscheidung fester Teilchen aus den Abgasen oder um die Vernichtung von Energie handelt, bleibt bei der Einrichtung nach der Erfindung die kinetische Abgasenergie voll bestehen und wird in einer Turbine od. dgl. weiter nutzbar gemacht.While the known designs are either about the deposition solid particles from the exhaust gases or the destruction of energy remains in the device according to the invention, the kinetic exhaust gas energy fully exist and is made further usable in a turbine or the like.

Da weder der Frischluftstrom noch .der Abgasstrom hin- und hergehen, sind auch Schwankungen, die sonst auftreten würden, vermieden. Da ferner, bevor die Frischluft in den Verbrennungsraum der Maschine eintritt, durch Ejektorwirkun.g ein Zweigstrom von. der Lufteinlaßleitung :zur Auspuffleitung strömt, entsteht eine Verminderung .der Temperatur .des Auspuffstromes.Since neither the fresh air flow nor the exhaust gas flow go back and forth, fluctuations that would otherwise occur are also avoided. Since furthermore, before the fresh air enters the combustion chamber of the machine, through ejector effect a branch stream of. the air inlet pipe: flows to the exhaust pipe, a Reduction of the temperature of the exhaust flow.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die beiden den konzentrischen Ringraum bildenden. Rohre über die teilweise schraubenförmige Abschlußwand hinaus verlängert, wobei in den von dem Abgasringraum durch die Abschlußwand getrennten Ringraum der Luftzuführungskanal zur Brennkraftmaschine nahe der Abschlußwand einmündet und wobei die .dem Abgasringraum abgekehrte Fläche des schraubenförmigen Teiles der AbschluBwand in die Rückwand des Luftzuführungskanals der Brennkraftmaschine einmündet.In a further embodiment of the invention, the two are concentric Forming annulus. Pipes beyond the partially helical end wall extended, being separated from the exhaust gas annulus by the end wall Annular space of the air supply duct opens into the internal combustion engine near the end wall and the surface of the helical part facing away from the exhaust gas annulus the AbschluBwand in the rear wall of the air supply duct of the internal combustion engine joins.

Vorteilhaft durchdringen der Abgas- und der Luftkanal der Brennkraftmaschine parallel zueinander in einem sattelartigen Gehäuse das äußere der beiden konzentrischen, die Ringräume bildenden Rohre, wobei die zur Ringraumachse etwa parallele Trennwand zwischen Abgas- und Luftkanal bis zum Innenrohr der Ringräume reicht und mit der teilweise schraubenförmigen Abschlußwand zwischen den Ringräumen verbunden ist. Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Ausbildung auf Drehkolben-Brennkraft maschinen mit einem elliptischen Kolben ist zwischen der Trennwand im Sattelgehäuse und -dem größten Laufkreis des Arbeitskolbens ein ständig offener Spalt für den Übertritt von Frischluft in den Abgaskanal vorhanden.The exhaust gas duct and the air duct of the internal combustion engine advantageously penetrate parallel to each other in a saddle-like housing the outer of the two concentric, the tubes forming the annular spaces, the partition wall approximately parallel to the annular space axis between the exhaust and air ducts to the inner pipe of the annular spaces and with the partially helical end wall is connected between the annular spaces. at the application of the training according to the invention to rotary piston internal combustion engines with an elliptical piston is between the partition in the caliper housing and -dem largest running circle of the working piston a constantly open gap for the passage of fresh air available in the exhaust duct.

Zur Förderung der erfindungsgemäßen Wirkung kann ferner in allen Fällen am offenen Ende des Abgasringraumes in an sich bekannter Weise ein Ring von ortsfesten Umlenk- und. Diffusorschaufeln angeordnet sein.To promote the effect according to the invention can also be used in all cases a ring of stationary at the open end of the exhaust gas annulus in a manner known per se Deflection and. Be arranged diffuser blades.

Nach einer anderen Ausführung kann am offenen Ende des Abgasringraumes eine an sich bekannte Diffusorspirale mit vorgeschalteten Leitschaufeln angebracht sein.According to another embodiment, at the open end of the exhaust gas annulus a known diffuser spiral with upstream guide vanes attached be.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung im Längsschnitt nebst einer Drehkolben@Brennkraftmaschine in der Ansicht, Fig. 2 eine Stirnansicht der Fig. 1, Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung, teilweise in der Ansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 4-4, Fig. 5 einen Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 5-5, Fig. 6 einen Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 6-6, Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Teil der Leitschaufeln, Fig. 8 eine Seitenansicht der Drehkolben-Brennkraftmaschine nebst einer abgeänderten Ausführung der erfindungsgemäßen- Einrichtung, Fig. 9 eine Stirnansicht der Fig. 8, Fig. 10 .die Einrichtung nach Fig. 8 in vergrößertem Maßstab ohne Brennkraftmaschine, teilweise in der Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, Fig. 11 einen Grundriß des die Leitschaufeln enthaltenden Teiles der Einrichtung nach Fing. 8, Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführung der Einrichtung nach der Erfindung nebst Drehkolben-Brennkraftmaschine in der Ansicht und die Fig. 13 einen Schnitt durch Fig. 12 in Richtung 13-13.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. 1 shows an embodiment of the device in longitudinal section together with one Rotary piston @ internal combustion engine in the view, FIG. 2 is an end view of FIG. 1, FIG. 3 a diagrammatic representation of the device designed according to the invention, partly in view, partly in section, FIG. 4 shows a section through FIG. 1 in the direction 4-4, FIG. 5 a section through FIG. 1 in the direction 5-5, FIG. 6 a Section through Fig. 1 in the direction 6-6, Fig. 7 shows a cross section through a part of the guide vanes, FIG. 8 shows a side view of the rotary piston internal combustion engine a modified embodiment of the device according to the invention, FIG. 9 is an end view 8, 10, the device according to FIG. 8 on an enlarged scale without the internal combustion engine, partly in side view, partly in longitudinal section, FIG. 11 is a plan view of the part of the device containing the guide vanes according to Fing. 8, 12 a longitudinal section through a third embodiment of the device according to the invention together with the rotary piston internal combustion engine in the view and FIG. 13 a section through Fig. 12 in the direction 13-13.

Die in den Ausführungsbeispielen dargestellte Dreh= kolben-Brennkraftmaschine A besteht aus einem Gehäuse 1, das die beiden Kammern 2 und 3 nebst Kolbens und 5 aufweist. Beide Kammern stehen leitend miteinander in Verbindung. Außerdem steht die Kammer 2 über eine durch eine lotrechte Trennwand 6 in eine Einlaßöffnung 7 und eine Auspufföffnung 8 unterteilte Öffnung mit der nachstehend als Abgasenergieumformer B bezeichneten Einrichtung nach der Erfindung in Verbindung. In der Auspufföffnung 8 befinden sich Leitflächen 9.The rotary piston internal combustion engine shown in the exemplary embodiments A consists of a housing 1, which the two chambers 2 and 3 together with piston and 5 has. Both chambers are conductively connected to one another. Also stands the chamber 2 through a vertical partition 6 into an inlet opening 7 and an exhaust port 8 divided opening, hereinafter referred to as an exhaust energy converter B designated device according to the invention in connection. In the exhaust port 8 there are guide surfaces 9.

Der Abgasenergieumformer B nach den Fig. 1 bis 6 besteht aus einem äußeren zylindrischen Rohr 10, in dem ein inneres zylindrisches Rohr 11 von geringerem Durchmesser konzentrisch angeordnet ist. Quer zu diesen Rohren ist ein Gehäuse 12 angebracht, das durch einen Flansch 13 mit der Einlaßöffnung 7 und der Auspufföffnung 8 der Drehkolben-Brennkraftmaschine verbunden ist.The exhaust gas energy converter B according to FIGS. 1 to 6 consists of a outer cylindrical tube 10 in which an inner cylindrical tube 11 of lesser Diameter is arranged concentrically. A housing 12 is located transversely to these tubes attached by a flange 13 with the inlet port 7 and the exhaust port 8 of the rotary piston internal combustion engine is connected.

In dem Gehäuse 12 sind, wie es insbesondere die Fig. 3, 4 und 5 erkennen lassen, eine radiale Trennwand 14 und eine schraubenförmige Abschlußwand 15 vorhanden.In the housing 12, as can be seen in particular in FIGS. 3, 4 and 5 leave, a radial partition 14 and a helical end wall 15 are present.

Die radiale, leicht gebogene Trennwand 14 erstreckt sich quer zu dem Gehäuse 12 vom äußeren Umfang des inneren zylindrischen Rohres 11 derart bis zur. Oberflache des Flansches 13, daß die beiden Trennwände 6, 14 in gleicher Richtung verlaufen.The radial, slightly curved partition 14 extends transversely to the Housing 12 from the outer periphery of the inner cylindrical tube 11 so up to. Surface of the flange 13 that the two partitions 6, 14 in the same direction get lost.

Die schraubenförmige Abschlußwand 15 ist an einem Ende mit der einen Seite des Gehäuses und am anderen Ende mit der gegenüberliegenden Gehäuseseite verbunden. Der innere Teil der schraubenförmigen Abschlußwand 15 ist beispielsweise bei 16 mit dem äußeren Umfang des inneren Rohres 11 und der äußere Teil beispielsweise bei 17 mit dem inneren Umfang des äußeren Rohres 10 verbunden.The helical end wall 15 is connected at one end to one side of the housing and at the other end to the opposite side of the housing. The inner part of the helical end wall 15 is connected, for example at 16, to the outer circumference of the inner tube 11 and the outer part, for example at 17, to the inner circumference of the outer tube 10.

Die Trennwand 14 und die Abschlußwand 15 teilen den ringförmigen Raum, der zwischen dem inneren und dem äußeren zylindrischen Rohr 10, 11 .gebildet wird, in einen Frischlufteinlaßringraum 18 und in einen Abgasauslaßringraum 19.The partition 14 and the end wall 15 share the annular space, which is formed between the inner and outer cylindrical tube 10, 11., into a fresh air inlet annulus 18 and into an exhaust gas outlet annulus 19.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 erstreckt sich .das innere zylindrische Rohr 11 bis nahe zum Einlaßende des Umformers B und °bildet hier eine Rinä öffnung 20, die konzentrisch zu der Achse des Umformers liegt. Die eintretende Frischluft -bewegt sich daher, -bedingt durch die leicht bogenförmige Form der radialen Trennwand 14 und durch die schraubenförmige Abschlußwand 15, wirbelartig. Es versteht sich jedoch, daß die Luft auch tangential zudem Umfang des Umformers-B .zugeführt werden kann, wie es z. B. die Fig. 9 zeigt.In the embodiment according to FIG. 1, the inner extends cylindrical tube 11 to near the inlet end of the converter B and ° forms one here Rinä opening 20, which is concentric to the axis of the converter. The entering Fresh air therefore moves, due to the slightly curved shape of the radial Partition wall 14 and through the helical end wall 15, vortex-like. It understands however, that the air is also tangential to the circumference of the converter-B can be, as it z. B. Fig. 9 shows.

Der Lufteinlaßraum 18 steht durch den Kanal 21 mit der Frischlufteinlaßöffnung:7 der Drehkolben-Brennkraftmaschine A in Verbindung, so daß die Frischluft während jedes Verbrennungszyklus der Kammer 2 zugeführt wird.The air inlet space 18 stands through the channel 21 with the fresh air inlet opening: 7 the rotary piston internal combustion engine A in connection, so that the fresh air during each combustion cycle is fed to the chamber 2.

Der Abgasringraum 19 steht durch einen Kanal 22 mit der Auspufföffnung 8 der Maschine A in Verbindung. Wie die Fig. 1 zeigt, ist ferner der Auslaß des Umformers mit 23 bezeichnet.The exhaust gas annulus 19 is through a channel 22 with the exhaust port 8 of machine A in connection. As FIG. 1 shows, the outlet of the The converter is designated by 23.

Im Abgasringraum 19 ist ein auf .dem einen Ende des inneren Rohres 11 axial schiebbarer, kegelstumpfförmiger Hohlzylinder 24 angeordnet, durch dessen Verschiebung der freie- Auslaßquerschnitt und die Länge des Abgäsringrames 19 regelbar sind. Durch die Verkleinerung dieses Querschnittes wird .die Axialkömponente der Geschwindigkeit der Abgase erhöht: Außerdem wird dadurch .die Wirkung der Diffüsorschaufeln 25 beeinflußt, die nahe dem .dem Auslaß 23 zugekehrten Ende des Hohlzylinders 24 sitzen und auf die Abgase im Sinne einer wirkungsvollen Umwandlung der kinetischen Energie wirken.In the exhaust gas annulus 19 is a .dem one end of the inner tube 11 axially slidable, frustoconical hollow cylinder 24 arranged through its Displacement of the free outlet cross-section and the length of the exhaust ring frame 19 can be regulated are. By reducing this cross-section, .die Axialkömponente of The speed of the exhaust gases increases: This also increases the effectiveness of the diffuser blades 25 influences the end of the hollow cylinder 24 facing the outlet 23 near the outlet 23 sit and look at the exhaust in terms of an effective conversion of the kinetic Energy work.

Beim Arbeiten der Brennkraftmaschine strömt kontinuierlich Frischluft durch die Ringöffnung 20 in den Einlaßringraum 18 und von hier wirbelförmig über den Kanal 21 zu der Einlaßöffnung 7 der Maschine.Fresh air flows continuously when the internal combustion engine is working through the annular opening 20 into the inlet annular space 18 and from here in a swirling manner over the channel 21 to the inlet opening 7 of the engine.

Die Abgase; die aus der Maschine austreten, expandieren in Stößen durch die Auspufföffnung 8 zu dem Kanal 22, wobei ihre Geschwindigkeit periodisch während jedes Arbeitszyklus innerhalb weiter Grenzen auf Grund des sich ändernden Druckes in dem Expansionsraum der Maschine während der Expansion variiert. Zusätzlich entsteht, wenn die Abgase mit hoher Geschwindigkeit an den Leitschaufeln. 9 und der Trennwand 6 vorbeiströmen, eine Ej ektorwirkung, wodurch ein Teil der ,durch-die Öffnung 7 einströmenden Frischluft .über .den oberen Rand der Trennwand 6 hinweg in die Auspufföffnung 8 gesaugt wird und zusammen mit den Abgasen durch den Kanal 22 und umgelenkt durch,die schraubenförmige Abschlußwand1 15 tangential in dem Abgasringraum 19 strömt, wo eine vollständige Mischung stattfindet. Die Gase .durchströmen den Abgasringräum 19 wirbelförmig his zum Auslaß 23, wobei ihre Umfangsgeschwindigkeit, verglichen mit der Axialgeschwindigkeit, verhältnismäßig hoch ist. Nachdem sie jedoch einen kurzen axialen Weg im Abgasringraum in Richtung auf den Auslaß 23 zurückgelegt haben und die Mischung von Abgas und Frischluft vollständig ist, haben die Teilchen eine Geschwindigkeit entsprechend dem Gesetz des freien Wirbels.The exhaust gases; emerging from the machine expand in bursts through the exhaust port 8 to the duct 22, its speed being periodic during each working cycle within wide limits due to the changing Pressure in the expansion space of the machine varies during expansion. Additionally arises when the exhaust gases hit the guide vanes at high speed. 9 and the partition wall 6 flow past, an Ej ektorffekt, whereby a part of the, through-the Opening 7 inflowing fresh air .over .the upper edge of the partition wall 6 away is sucked into the exhaust port 8 and together with the exhaust gases through the duct 22 and deflected through, the helical end wall 1 15 tangentially in the exhaust gas annulus 19 flows where complete mixing takes place. The gases flow through the Exhaust gas ring space 19 swirled up to the outlet 23, with its circumferential speed, compared to the axial speed, relatively high is. However, after they have a short axial path in the exhaust gas annulus in the direction of the Have covered outlet 23 and the mixture of exhaust gas and fresh air is complete is, the particles have a speed according to the law of the free Vortex.

Da .die Abgase durch das Mischen mit der zugeführten Frischluft gekühlt werden, braucht der Umformer nicht aus einem besonderen hitzebeständigen Material zu bestehen. Zur Verstärkung hat er aber außen eine Anzahl von Rippen 26, wie es die Fig. 1, 8 und 12 erkennen lassen.Because .the exhaust gases are cooled by mixing with the fresh air supplied the converter does not need to be made of a special heat-resistant material to pass. For reinforcement, however, it has a number of ribs 26 on the outside, like it FIGS. 1, 8 and 12 can be seen.

Die entstandene Mischung aus Abgas und Frischluft nimmt als rotierende Gasmasse bei völlig einheitlicher Durchschnittsgeschwindigkeit dauernd die Stöße der neu zuströmenden Abgase nebst Frischluft an dem einen Ende auf und wandelt sie bei völlig einheitlicher Geschwindigkeit, einheitlichem Druck und einheitlicher Temperatur in nutzbare Energie um, die am anderen Ende abgegeben wird. Diese Umwandlung wird durch den sich verkleinernden Querschnitt -der Abgasringkammer 19 infolge der Anwendung eines kegelstumpfförmgen Hohlkörpers 24 in Verbindung mit den Umlenkschaufeln25 erreicht, wenn die Gasmischung hier hindurchströmt. Wenn sie nämlich an den Umlenkschaufeln 25 entl:angströmt, wird ihre Umfangskomponente in Druck umgewandelt, so daß .der mittlere statische Druck hinter .den Umlenkschaufeln 25 an der Auslaßöffnung 23 höher ist als der mittlere statische Druck in dem Ahgasringraum 19, der unterhalb des atmosphärischen Druckes liegt.The resulting mixture of exhaust gas and fresh air takes on as rotating Gas mass with a completely uniform average speed continuously the shocks of the newly flowing exhaust gases and fresh air at one end and converts them at completely uniform speed, uniform pressure, and uniform Temperature into usable energy, which is given off at the other end. This transformation is due to the decreasing cross-section -the exhaust gas ring chamber 19 as a result of Use of a frustoconical hollow body 24 in connection with the deflection vanes25 achieved when the gas mixture flows through here. If they namely on the turning vanes 25 discharged, its peripheral component is converted into pressure, so that .der mean static pressure behind the deflecting vanes 25 at the outlet opening 23 is higher than the mean static pressure in the Ahgasringraum 19, which is below of atmospheric pressure.

Die Frischluft wird somit durch die vereinigte Wirkung des Drehkolbens 4 beim Ansaugen, durch die Ejektorwirkung in der Auspuffleitung 8 und durch den Druckunterschied, der im Abgasringraum 19 entsteht, in .die Maschine gesaugt.The fresh air is thus created by the combined action of the rotary piston 4 during suction, by the ejector effect in the exhaust line 8 and by the The pressure difference that arises in the exhaust gas annulus 19 is sucked into the machine.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fi,g. 8, 9, 10 und 11 hat der Umformer B' ähnlich wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 7 eine langgestreckte zylindrische Form. Er besteht aus einem äußeren zylindrischen Rohr 30 und einem konzentrisch dazu liegenden inneren zylindrischen Rohr 31. Ferner ist ein quer dazu liegendes Gehäuse 32 vorhanden.In the second embodiment according to FIGS. 8, 9, 10 and 11 the converter B 'has, similar to the embodiment according to FIGS. 1 to 7, an elongated one cylindrical shape. It consists of an outer cylindrical tube 30 and one concentric to it lying inner cylindrical tube 31. Furthermore, a transverse to it lying housing 32 available.

Wie die Fig. 10 erkennen läßt, endet das innere Rohr 31 kurz vor dem Lufteinlaß 33 des Gehäuses 32, so daß in dem äußeren Rohr 30 eine Kammer 34 gebildet wird. Die Lufteinlaßöffnung33 mündet tangential in die Kammer 34.As shown in FIG. 10, the inner tube 31 ends shortly before Air inlet 33 of the housing 32 so that a chamber 34 is formed in the outer tube 30 will. The air inlet opening 33 opens tangentially into the chamber 34.

Das Gehäuse 32 ist mit einem Flansch 35, einer radialen leicht bogenförmigen Trennwand 36, die senkrecht zur Achse :des Umformers B' und quer zum Gehäuse liegt sowie mit einer schraubenförmigen Abschlußwand 37 versehen, die, wie die Fig. 11 zeigt, an entgegengesetzten Enden der entsprechenden Seiten des Gehäuses 32 bei 38 und 39 und mit ihrer Innenseite bei 40 an dem äußeren Umfang .des inneren Rohres 31 sowie mit ihrer Außenseite bei 41 an dem inneren Umfang des äußeren Rohres 30 befestigt ist, so daß die Kammer 34 von dem Abgasringraum 42 des Umformers B' getrennt ist. Die Kammer 34 steht durch einen Kana143 mit der Frischlufteinlaßöffnung 7 der Maschine A in Verbindung. Der Abgasringraum 42 steht in gleicher Weise wie bei Fig. 1 an einem Ende durch einen Kanal 44 mit :der Auspufföffnung 8 der Maschine in Verbindung. Ferner ist wiederum ein axial schiebbarer kegelstumpfförmiger Hohlkörper 45 vorgesehen, der sowohl zur Regelung des Auslaßquerschnittes als auch der wirksamen Länge des Abgasringraumes 42 dient und die Wirkung der Umlenkschaufeln 46 unterstützt, die auf der Innenseite eines Hohlzvlinders 48 sitzen, der mit seinem Flanschende zwischen Flanschen 49 eines Zwischenstückes 47 und dem hinteren Teil des Umformers liegt, die durch Schraubenbolzen 50 zusammengepreßt werden. Die Auslaßöffnung 51 des Hohlzylinders 48 mündet demnach in dem den Auslaß des Umformers enthaltenden Umformerabschluß.The housing 32 is slightly arcuate with a flange 35, a radial Partition 36, which is perpendicular to the axis: of the converter B 'and transversely to the housing and provided with a helical end wall 37 which, like FIG. 11 shows at opposite ends of the respective sides of the housing 32 at 38 and 39 and with their inside at 40 on the outer circumference of the inner tube 31 and with its outside at 41 on the inner circumference of the outer tube 30 is attached so that the chamber 34 is separated from the exhaust gas annulus 42 of the converter B ' is. The chamber 34 is through a Kana143 with the fresh air inlet opening 7 of the Machine A in connection. The exhaust gas annulus 42 is in the same way as in Fig. 1 communicates at one end through a duct 44 with: the exhaust port 8 of the engine. Furthermore, an axially slidable truncated cone-shaped hollow body 45 is again provided, to regulate the outlet cross-section as well as the effective length of the Exhaust gas annulus 42 is used and the action of the guide vanes 46 supports the sit on the inside of a Hohlzvlinders 48, with its flange between Flanges 49 of an intermediate piece 47 and the rear part of the converter is located, which are pressed together by bolts 50. The outlet opening 51 of the hollow cylinder 48 accordingly opens into the converter closure containing the converter outlet.

Die über den Einlaß 33 in die Kammer 34 eingeleitete Frischluft strömt durch den Kanal 43 und die Einlaßöffnung 7 in die Maschine A. Die Abgase verlassen die Maschine durch die Abgasauslaßöffnung 8, gelangen dann in den Kanal 44 und von hier in den Abgasringraum 42, den sie wirbelförmig durchströmen. Nachdem sie diesen Raum auf einem Teil der Länge durchströmt haben, wobei ständig verschieden große Mengen Frischluft über die Oberkante der Trennwand 6, 36 hin-,veg vom Frischlufteinlaßkanal 43, 7 zum Abgasauslaßkanal8, 44 strömen und eine vollständige Mischung .der Abgase mit der Frischluft erfolgt ist sowie sich eine konstante Geschwindigkeit, ein konstanter Druck und eine konstante Temperatur eingestellt haben, gelangen die Gase auf ihrem weiteren Weg über den kleineren Auslaßquerschnitt, durch den ihre axiale Geschwindigkeit erhöht wird, dann durch die Umlenkschaufeln 46 und .die Auslaßöffnung 51 in den Bodenraum des Umformers, den sie über den Auslaß verlassen.The fresh air introduced into the chamber 34 via the inlet 33 flows through the duct 43 and the inlet opening 7 into the engine A. The exhaust gases leave the engine through the exhaust outlet 8, then pass into the channel 44 and from here in the exhaust gas annulus 42, through which they flow in a vortex shape. After doing this Have flowed through space on part of the length, with constantly different sizes Amounts of fresh air over the upper edge of the partition 6, 36 back, veg from the fresh air inlet duct 43, 7 to the exhaust outlet channel 8, 44 and a complete mixture of the exhaust gases with the fresh air is done and a constant speed, a constant Once pressure and a constant temperature have been set, the gases reach their further way over the smaller outlet cross-section, through which their axial speed is increased, then through the deflection blades 46 and .the outlet opening 51 in the Floor space of the converter, which you leave via the outlet.

Durch Einstellen der Lage des kegelstumpfförmigen Hohlkörpers 45 kann die Länge des Abgasringraumes 42 so bemessen werden, daß in .dem Auslaß 51 hinter den Umlenkschaufeln 46 der höchste Druck herrscht, so daß bei den wechselnden Bedingungen, unter denen die Maschine benutzt wird, jeweils die besten Arbeitsverhältnisse erhalten werden können.By adjusting the position of the frustoconical hollow body 45 can the length of the exhaust gas annulus 42 are dimensioned so that in .dem outlet 51 behind the deflection vanes 46 have the highest pressure, so that under the changing conditions, under which the machine is used receive the best working conditions can be.

Der Umformer nach den Fig. 12 und 13 unterscheidet sich von :den bisher beschriebenen beiden Ausführungen dadurch, daß am Auslaßende :des Abgasringraazmes 67 ein an sich bekanntes Diffusor-Spiralgehäuse 70 mit vorgeschalteten Leitschaufeln 72 angebracht ist.The converter according to FIGS. 12 and 13 differs from: the previous ones described two versions characterized in that at the outlet end: the exhaust ringraazmes 67 a known diffuser spiral housing 70 with upstream guide vanes 72 is attached.

Im einzelnen besteht der Umformer B" aus einem langgestreckten zylindrischen Teil, der ein äußeres zylindrisches Rohr 60 und ein konzentrisch dazu liegendes inneres Rohr 61 aufweist. Quer zu .diesen Rohren liegt ein Gehäuse 62 mit einer radialen Trennwand 63 und einer schraubenförmigen Abschlußwand 64. Diese Teile entsprechen hinsichtlich ihrer Form denjenigen nach Fi,g. 1.In detail, the converter B ″ consists of an elongated cylindrical one Part, which is an outer cylindrical tube 60 and a concentric therewith lying having inner tube 61. A housing 62 with a radial partition wall 63 and a helical end wall 64. These parts correspond with regard to their shape to those according to Fi, g. 1.

Das .Gehäuse 62 teilt den Umformer derart, daß auf seiner einen Seite eine ringförmige Frischlufteinlaßkammer 65 vorhanden ist, die durch einen Kanal 66 mit der Einlaßöffnung7 der Maschine verbunden ist, und in einen Abgasringraum 67, der durch einen Kanal 68 mit der Auspufföffnung 8 der Maschine in Verbindung steht. Am Auslaßende des Abgasringraumes 67 befindet sich eine ringförmige Kammer 69, deren Einlaßöffnung radial zum Abgasringraum 67 liegt und deren. Auslaßöffnung mit -dem Diffusorspiralgehäuse 70 verbunden ist, das eine Auslaßöffnung 71 hat.The housing 62 divides the converter in such a way that on one side an annular fresh air inlet chamber 65 is provided which is passed through a duct 66 is connected to the inlet port 7 of the engine, and into an exhaust gas annulus 67, which communicates through a duct 68 with the exhaust port 8 of the engine stands. At the outlet end of the exhaust annulus 67 is an annular chamber 69, the inlet opening of which is located radially to the exhaust gas annulus 67 and whose. Outlet opening is connected to the diffuser spiral housing 70 which has an outlet opening 71.

Die ringförmige Kammer 69 ist schmaler als der Abgasringraum 67 und wirkt in der gleichen Weise wie die Ouerschnittsverkleinerung durch die kegelstumpfförmigen Hohlkörper 24, 45 bei den Ausführungen nach .den Fig. 1 und 10. Die Abgase strömen durch die schmale ringförmige Kammer 69 in das spiralförmige Gehäuse 70, wo ihre kinetische Energie in bekannter Weise in potentielle Energie umgewandelt wird.The annular chamber 69 is narrower than the exhaust gas annulus 67 and acts in the same way as the reduction of the cross-section through the frustoconical Hollow body 24, 45 in the embodiments according to .den Fig. 1 and 10. The exhaust gases flow through the narrow annular chamber 69 into the spiral housing 70, where your kinetic energy is converted into potential energy in a known manner.

Die Fig. 12 und 13 lassen Leitschaufeln72 erkennen, die quer zur Längsrichtung der ringförmigen Kammer 69 liegen, und die Umwandlung der kinetischen Energie in die für jeden ,gewünschten Zweck geeignete potentielle Energie umwandeln.FIGS. 12 and 13 show guide vanes 72 which are transverse to the longitudinal direction the ring-shaped Chamber 69 lying, and converting the kinetic Convert energy into potential energy suitable for any desired purpose.

Die dargestellten und beschriebenen Beispiele zeigen nur einige bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Anwendung auf eine Drehkolben-Brennkraftmaschine, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Vielmehr kann sie auch bei anderen Arten von Brennkraftmaschinen angewendet werden, wenn die Einlaß- und Auspufföffnungen in z"vzckentsprechender Weise ausgebildet werden.The examples shown and described show only a few preferred ones Embodiments of the device according to the invention applied to a rotary piston internal combustion engine, however, the invention is not limited to this. Rather, it can also apply to others Types of internal combustion engines are applied when the intake and exhaust ports be formed in a z "vzck-corresponding manner.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for converting the in shocks (pulses) escaping exhaust gases from internal combustion engines in a state of approximately uniform Pressure while maintaining the kinetic energy contained in the exhaust gases while in use concentric cylindrical hollow body and screw surfaces arranged in between, wherein the exhaust gases are tangential in the od by two concentric tubes, the like. Formed Entering an annulus closed on one side, characterized in that the end wall wholly or partially forms a screw surface, which is close to the closed End of exhaust gases entering the annulus one to the open end of the annulus gives directional twist.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the helical part of the end wall facing the exhaust gas inlet End merges into the rear wall of the exhaust gas feed duct.

3. Set up according to the Claims 1 and 2, characterized in that the two form the concentric annular space forming tubes extended beyond the partially helical end wall are (Fig.3), the fresh air supply duct to the internal combustion engine in the Annular space separated from the exhaust gas annulus by the end wall near the end wall opens, and the surface of the helical part facing away from the exhaust gas annulus the end wall in the rear wall of the fresh air supply duct of the internal combustion engine joins.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the exhaust gas outlet duct (21) and the fresh air duct (22) of the internal combustion engine parallel to each other in a saddle-like housing (12) the outer tube (10) of the penetrate the two concentric tubes (10, 11) forming the annular spaces, wherein the partition wall (6, 14) between the exhaust gas outlet channel, which is approximately parallel to the axis of the annular space and the fresh air supply duct extends to the inner tube of the annular spaces and with the partially helical end wall is connected between the annular spaces.

5. Device according to claim 4 in application to rotary piston internal combustion engines with an elliptical working piston, characterized in that between the partition (6, 14) in the caliper housing (12) and the largest running circle of the working piston a constantly There is an open gap for fresh air to pass into the exhaust gas duct (22) is.

6, device according to one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that that at the open end of the exhaust gas annulus (19, 42) in a known manner Ring of stationary deflection and diffuser blades (25, 46) is arranged.

7, device according to one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that at the open end of the exhaust gas annulus (67 in Fig. 12) a known D-shaped iffusor spiral (70) with upstream guide vanes (72) is attached is. B. Device according to claims 1 to 7, characterized in that the inner tube (11, 24 in Figs. 1 and 2, 31, 45 in Figs. 8 and 10) of the exhaust gas annulus (42) is constructed in several parts and variable in length is. Considered publications: German Patent Nos. 151557, 266 542, 350 715, 542 979, 561675; Swiss Patent No. 168 826; French additional patent specification No. 46 894 to patent specification No. 776 345, British patent specification No. 471 530, 475 497, 541 661, 563 995.