DE1751985A1

DE1751985A1 - Nachbrennvorrichtung fuer Abgase von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1751985A1
Application number: DE19621751985
Authority: DE
Inventors: Dr Leistritz Hans Karl
Original assignee: LEISTRITZ HANS KARL DR
Current assignee: LEISTRITZ HANS KARL DR
Priority date: 1961-08-17
Filing date: 1962-07-26
Publication date: 1971-12-23
Also published as: DE1476564A1; DE1426219A1; DE1476228A1; BE621506A; DE1476561A1; SE323396B; DE1751985B2; DE1751985C3

Description

nrachbrßnnvorrichtung für Abgase von Prennkraftmaschznen

Die vorli eaendqn Erfindung hezielit sich, ebenso wie das Haupt-

natnnt, auf eine Vorrichtung zur nichtkatalytischen Nachverbren-

nuar der Abgase. von -ßrennkraftmaschinen, mit einer ßrennkaTxer-,

- i.

a, deren Eintrittsseite ein Abgas-Luft-EjEktor angeordnet

ü st, uebei die Mündungen des Ejektor s für Abgase und 7tisa t7-

luft in der Prennkarnmerwand nebeneinander angeordnet sind

und eine die $rennk,r:iber wenigstens teilweise t.m@:;il_?ende

uo7-wärmkarnmer @ für die Zusatzluft vorgesehen. ist. .

Der Erf.Ändun'g des Hauptpatents liegt die Aufga: e zugrunde,

eire wirksame @iachverbrennunF;, dadurch 'zu scl-:af£endass das

eintretende:.»gäs-Luft-Gefilach.durch eine bessere Aufbereitung

in einen bre-#nfähigen'"uständ.gebracht wird, und zwar auch

für die fälle, dass die Abgase nur in geringem Prozentratz

brennbare Bestandteil e enthalt gen.

Durch d- e- vor?ies?er>de E:,fin@lu@:c> scl1 ebenfalls e Aufbf@-t°_i!=urg

nies Gefi? schew .#c.;rbe:»@@,,r r-erden, und zwar dadurch, @l zs@ Iaa

Gemisch auf die erforderliche hohe Frenntemperatur gebracht

wird. - ..

Es ist schon bekannt (US-PS 2.?03.55a)jin die Abgas-uf;itirung .

4ör. der Brennkraftmaschine zur Brennkam@:er einen Schalldämpfer

einzubauen. Diese btassnähnie wurde aber für sich völlig iscyliert

angewandt.

pie erforderliche hbha VBrbrnnnungstemperattir wird bei einer

Nachhrennvor'richtung der eingangs genannten Art erfindungsge-

lpäss dadurch erzielt, dann die Abgaaxuftlhrung von der Brennkraft-

masohine zur@Brennkarmrter, einen Entapannungsräume aufweisenden

Schalldämpfer enthält und.qine gemeinsame Wand mit einem der

Brennkammer nachgeschalteten Ganaustrittskanal hat.

Die den Schalldämpfer enthaltende Abgaszuführung wird nach

der Trfirdung erstrals dazu ausgenutzt, Wärr,e aus dem Gasaus-

trittskanal. aufzunehmen un4 hierbei neben der ohnehin erforder-

,lichen Dämpfung der Geräusche der ßrennkraftmaschine gleich-

zeitig einen WÄrmearrstausch herbeizuführen. Die Wärmeenergie

wird da entnommen, wo sie stört, nämlich aus de.1 ins rreiE

austretenden nachverbrannten Abgasen. '

In Weiterbildung der Erfindung kann der Strömunsrju#-rschnit't,

des Casaristrittskanal s erheblich grösser t eiacht werden als

der der Brennkammerau ntritteöffnung. Man erzielt hic--durch

eint verhältnismässig geringe StrBmun@sgeschw@@nriigiceif gier

austretenden Abgase, so dass, ausreichend Zeit für einen Wärme-

austausch zur VerfUgufg steht. Der Wärmeaustausch kann in Weiter-

bildunZ__der Erfindung noch dadurch verbessert werden, dass ein Teil

der r@Lg.aszufä'irung c:en Gaggusrrittsl:anal u.T,mantelt. H%frAurch

vprgrMssert sich dia Fläche der- Wärmetausrhe:and.

Durch die Anordnung des Abgas-Luft-Eiei"ters ":erden Abgase,

und -usatzluft getrennt zur.Arennkammerwand geführt. Beide

vE:rmischen sich ferst innextalb d@x Erennkarnmer. Soll nun

auch die Zusatzluft zur besse;oen Aufbereitung des Gemisches

vcrf- e,jSrmt werden, so musV dies getrennt von der. Argasvor-

riArmttr- geschehen, Diee kann in Weiterbildung der Erfindung

da@lurcl: geschehen, "'ass die Zusatzlüftzufürrunr; Nur. grenn-

kar,n,-r eine gemeinsame 'Tand mit dem Gasaustrittskanal hat.

Vcr.-:;:rsweise- kar-i eie Zusatzluftzufürtrung .Verbinc'.ur.gsöffnitngen

:#ttm ^asaustrittskanal haben. Hierdurch tritt ein "'eil der

,.r

7usatxluft in den @asaestrittskan,`, e,in imd @ verdünnt und

küh1± die austretenden, Abgase, so dass, diese rnit einer ur.ge-

. fä@-.rlichen @emperäur `.tis Freie tretdr. ,

Au :;f0h=tir,@sbeis^@ele der rrfinc'unr werden im @o: ;@r:den anhand

der Zeichnuna bF'schriebev.

und 2 -e den z.:e

Wie Fig. 1 zeigt, ist von einem als Ganzes mit 1 bezeichneten

Rohr die Brennkammer 2 umschlossen. Das Rohr hat in Fig. 1

unten zunächst einen kegelförmigen Teil if, 1e, dessen Öffnungs-

winkel sich bei la erweitert. Dort schlisst sich ein weiter

kegelfö rniger Teil 1d an, der dann in einen zylindrischen Teil 1c

übergeht. In diesen Teil ragt eine Zündkerze 5 hinein.

In ihrem Teil 1b verengt die Brennkammer sich bis zu ihrer.

Gasaustrittsöffnung 7. An diese schliesst sich ein Gasaus-

trittskanal 9, 15, 17 an, dessen Querschnitt grösser ist

als der der Gasaustrittsöffnung 7. Im Abschnitt 15 des Gasaus--

trittskanals werden die Gase in Pfeilrichtung in die Gegenrich-

tung umgelenkt. Die Gase treten schliesslich durch ein Loch-

blech 19 ins Freie.

Die Zusatzluft tritt zum Teil durch eine Öffnung 20 einer unteren

Abschlusswand 21 unmittelbar in das Rohr 1 ein. Zum Teil tritt

die Zusatzluft durch Öffnungen 24 in eine Zusatzluftvorwgrmkammer

25 ein, die den Teil if des Rohrs 1 umgibtsund von dort durch

Öffnungen 26 in das Rohr 1.

Die von der Prennkraftmaschine herkommenden Abgase treten Jurch

ein Rohr 2°1 in eine Ringkammer 28 ein. Von dorr aus strömen sie

durch Rohre 29 in eine Mantelkammer 30. Die Rohre29 führen durch

die Abschnitte 9 und 15 des Gasaustrittskanals 9 hindurch. Die Man-

telkammer 30 hat eine Aussenwand 31., die gleichzeitig Innenwand des

Gasaustrittskanals 17 ist. Durch Öffnungen 33 treten die Gase in

eine

Ringkammer 35 ein, d;.e das Rohr 1 umgibt und durch eine Querwand

37 abgeschlossen ist. Durch diese Querwand führt ein Rohr 39

in eine Ringkarmer 41 hinein, die das Rohr 1 und die Luftvor4

wärmkammer 25 umgibt. Die Kammern 41 und 25 haben eine gemein-

same Wand 42.

Aus der Pingkammer 41 werden die Abgase durch konzentrisch ange-

ordnete Rohre 43 in das Rohr 1 geführt. Weiter gegen das Einlass-

ende des Rohres i hin ist ein Rohr 45 angeordnet, das eine Teil-

menge einführt, und zwar noch vor den ersten Lufteintrittsöffnun-

gen 26 aus der Luftvorwärmkamner 25.

Die Abschnitte 15 und 17 des Gasaustrittskanals sind oben und

seitlich durch eine Asbestschicht 47 gegen Wärmeabgabe geschützt.

Der Abgas-Luft-Fjektor wird durch die miteinander ahwechselndan

Luft- ;und Abgaseintr=ttsöffnung en 20, 452 :76, 43 und 26 gebildet

Der Schalldämpfer in der Abgaszuleitung wird durch die Entspan-

nungsräume 28, 34, 35 und 41 gebildet, die durch dazwischenlie-

gende Übertrittsöffnungen von kleinerem Strömungsquerschnitt von-

einander getrennt sind. Durch die Wände der Rohre 29 und durch

die Wand 31 werden die eintretenden Abgase durch die austretenden

nachverbrannten Gase aufgeheizt.

Die Ringkammer 28 ummantelt zum Teil den Gasaustrittskanal.

Die Anordnung kann aber so abgewandelt werden, dass nicht nur

gewissermassen eine Sackgasse das Gasaustrittskanals unmtantelt

wird, sondern ein Teil dieses.Kanale,in dem die Gase strömen

t"Brennkammerauslaßsogrohr" im ursprünglichen Anspruch 7).

Durch das Rohr 45, das stromaufwärts von den Rohren 43

.in das Rohr 1 führt, wird für eine erhöhte Verwirbelung der

eintretenden Abgäse und damit für eine verbesserte Aufbereitung

des Gemisches gesorgt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Rohr l 'an seinem in

Fig. 2 unteren Ende geschlossen. Es erweitert sich wiederum ke-

gelförmig in seinem Teil 1f, 1e und hat dann einen zylindrischen

Teil 1c, an den sich eine kegelförmige Verjüngung lb anschliesst.

An die Gasaustrittsöffnung 7 schliesst sich ein zylindrisches

Rohr 50 an, dessen Wand Durchbrüche 52 aufweist. Die Gase strö-

men hier wiederum in Gegenrichtung durch den Gasaustrittgkanal

17° ins Freie.

Die Zusatzluft-Vorwärmkammer 25 umgibt den Teil 1f des Rohres 1

und steht mit dessen Innerem durch Öffnungen 26 in Verbindung.

Die Abgase werden durch ein Rohr 29 zugeführt, das durch den

Gasaustrittskanal 1?' hindurchläuft. Dieses Rohr mündet in eine

Ringkammer 41','die insgesamt einen grösseren Strömungsquer-

schnitt hat als das Rohr 29 und das Rohr 1 umgibt. Die Ring-

kammer 41° steht durch Abgaseintrittsöffnungen 54 mit dem Innern

des Rohrs 1 in Verbindung.

Zum Wärmeaustausch zwischen den nachverbrannten Gasen im Gasaus-

trittskanal 17° und den zugeführten Abgasen dienen die Wand des

Rohrs 29 uni die Wand der Eingkammer 411.

Im üegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1 wird hier die Zu-

in der Vorwärrikamer 25 hauptsächlich durch die nachver--

trarriten Gase im Gasaustrittskanal 17' aufgeheizt, denn die Kam-

nev sind dieser Kanal haben eine gemeinsame Wand 5&. Nur in

gern nc en Masse finde` hier ein Wärmeaustausch durch eine Wand 53

statt .-_ Jie der i"@.r,g@;z,r^x- 411 und der @usatz@u:.-. @Tor@ä@:an:@es

15 1nsam ? S`t:

Es können, was rieht dargestellt ist, noch

rr. halb >r Wand 5C vorgesehen sein, durch die "uf-@ @.n den @`.

.:st:i t-tskz:fai 1?' e-*ristri#!!,t, dieses Gas mit 'LJj Et

he..,a't# vbsetzt dess es ohne Gef@.hR

'C1 -IG##.` W ..

r r=: -_ _ _ . : ,t werden kann (2, Hälfte des ursprünglichen

Claims

P A T E N T A N S P R 0 C H E 1. Vorrichtung zur nichtkatalytischen Nachverbrennung der Ab- gase von Brennkraftmaschinen, mit einer Brennkammer, an deren Eintrittsseite ein Abgas-Luft-Ejektor angeordnet ist, wobei die Mündungen des Ejektors für Abgas und Zusatzluft in der Brennkammerwand nebeneinander angeordnet sind 'und eine die Brennkammer wenigstens teilweise umhüllende VorwIm- kammer für die Zusatzluft vorgesehen ist, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Abgaszuführung von der Brennkraftmaschine zur Brennkammer (2) einen Entspannungs- räume (28, 30, 35, 41 in Fig. 1; 41' in Fig. 2) aufweisenden Schalldämpfer enthält und eine gemeinsame Wand (29, 31 in Fig. i; 29, 41' in Fig. 2) mit einem der Brennkammer (2) nachgeschalteten Gasaustrittskanal (9, 15, 17 in Fig. 1; 171 in Fig. 2) hat. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Gasaustrittskanals (9, 15, 17; 179 erheblich grösser ist als der der Brennkameraustrittsöffnung (7) (ursprünglicher Anspruch 27).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass ein Teil der Abgaszuführung (28 Fig. 1) den Gas- austrittskanal (15) ummantelt (ursprünglicher Anspruch 7)(Fig.1) Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzluftzuführung (25) zur Brennkammer (2) eine gemeinsame Wand (56) mit dem Gasaustrittskanal (171)hat (Fig.2) (ursprünglicher An- spruch 3). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzluftzuführung Verbindung$öffnungen (nicht darge- stellt) zum Gasaustrittskanal hat (zweite Hälfte des ursprünglichen Anspruchs 31). 6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzluftzuführung (25) eine gemeinsame Wand (42) mit der Abgaszufüh- rung hat (Fig. 1) (ursprünglicher Anspruch 3). 7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungsräume (28, 30, 35"41 in Fig. 1) miteinander durch Abgasdurchlässe, insbesondere Rohre, verbunden sind, deren Gesantstrrimungsouerschnitt wesentlich kleiner ist als der der Entspannungsräume(Fig. 1). 8Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem strom- abwgrtigen Entspannungsraum (41) des Schalldämpfers eine Durchtrittsöffnung (45) für einen Teil der Abgase in einen - dem Brennraum vorgelagerten Zusatzluft-Eintrittsraum der Brennkammer '(2) führt-(ursprünglicher Anspruch 13 (Fig.1).