DE2636370C3 - Abgasreaktionskammervorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreaktionskammeivoi richtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem eine erste Reaktionskammer bildenden, an den Abgaskanal oder die Abgaskanäle der Brennkraftmaschine anzuschließenden ersten Behälter, der von einem eine ringspaltförmige zweite Reaktionskammer bildenden zweiten Behälter umhüllt ist, wobei die zweite Reaktionskammer mit ihrem Eintritt an den Austritt der ersten Reaktionskammer angeschlossen ist und einen nahe dem Eintritt gelegenen Auslaß aufweist, weiter mit einem Sperrteil zum Sperren des für die Abgasströmung kürzeren der beiden ringspaltförmigen Verbindungsräume zwischen Eintritt und Auslaß der zweiten Reaktionskammer, so daß das Abgas über praktisch die gesamte Außenfläche des ersten Behälters geleitet wird, und ferner mit einem Führungsteil, welches die Abgase durch den umfangsmäßig am weitesten von Eintritt und Auslaß der zweiten Reaktionskammer entfernten Ringraumbereich lenkt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist z. B. aus der DE-OS 2236154 bekannt und dient dazu, eine die erste Reaktionskammer umhüllende Abgasströmung in der zweiten Reaktionskammer zu erzeugen, wodurch der in der ersten Reaktionskammer stattfindende Reaktionsvorgang der Abgase eine höhere Temperatur behalten soll als dies ohne die zweite Reaktionskammer möglich wäre. Es hat sich aber gezeigt, daß die Abgasreaktion bei der bekannten Vorrichtung verbesserungsbedürftig ist, da trotz einer relativ hohen Temperatur in der ersten Reaktionskammer noch luftverschmutzende Anteile in den Abgasen vorhanden sind nachdem diese die Abgasreaktäonskammervorrichtupg durchlaufen haben.

Es ist auch bereits durch die DE-OS 2 160965 eine Abgasreaktionskammervorrichtung bekannt, bei der drei konzentrische Reaktionskammern vorgesehen sind. Diese sind durch gegeneinander versetzte Eintritte und Auslässe bzw. an den Stirnseiten miteinander verbunden, so daß die Abgase in ihnen möglichst lange Wege zurücklegen müssen. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung sind jedoch noch luftverschmutzende Anteile in den Abgasen festzustellen.

Die unbefriedigende Arbeitsweise der bekannten Abgasreaktionskammervorrichtungen kann darauf zurückgeführt werden, daß trotz besonderer konstruktiver Maßnahmen kürzere Nebenströme der Abgase in den Reaktionskammern nicht vollständig auszuschließen sind und andererseits die Aufenthaltszeit der Abgase in den einzelnen Reaktionskammern unzureichend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreaktionskammervorrichtung anzugeben, bei der die mittlere Temperatur der Abgase besonders hoch liegt und durch Vermeiden kürzerer Nebenströme in den Reaktionskammern möglichst für alle Abgas-Stromfäden lange Aufenthaltszeiten in den Reaktionskammern erzielt werden.

Ausgehend von der eingangs genannten bekannten Abgasreaktionskammervorrichtung löst die Erfindung diese Aufgabe durch

a) die Anordnung des Auslasses der zweiten Reaktionskammer ungefähr in Flucht mit ihrem Eintritt, und

b) eine den zweiten Behälter umhüllende dritte Reaktionskammer mit einem Einlaß zur Aufnahme der Abgase aus der zweiten Reaktionskammer, einem mit dem Einlaß ungefähr in Flucht liegenden Ausgang, einem weiteren Sperrteil zum Sperrendes für die Abgasströmung kürzeren der beiden ringspaltförmigen Verbinclungsräume zwischen Einlaß und Ausgang der dritten Reaktionskammer, so daß das Abgas über praktisch die gesamte Außenfläche des /weiten Behälters

geleitet wird, und mit einem weiteren Führungsteil, welches die Abgase durch den umfangsmäßig am weitesten von Einlaß und Ausgang der dritten Reaktionskammer entfernten Ringraumbereich lenkt.

Dadurch, daß die dritte Reaktionskammer vorgesehen ist, die die zweite Reaktioaskammer umgibt, und daß durch das weitere Sperrteil sowie das weitere Führungsteil dafür gesorgt wird, daß die Abgase die erste und auch die zweite Reaktionskammer prak'isch vollständig umströmen, wird eine relativ lange Aufenthaltszeit der Abgase in den Reaktionskammern erzielt und zusätzlich eine Wärmeisolation der zweiten Reaktionskammer erzeugt, so daß die mittlere Temperatur der Abgase in den Reaktionskammern insgesamt wesentlich höher als bei den bekannten Abgasreaktionskammervorrichtungen liegt. Dieser vorteilhafte Effekt wird dadurch begünstigt, daß der Eintritt und der Auslaß bzw. Ausgang der zweiten und auch der dritten Reaktionskammer einander {,igenüberliegen, so daß praktisch der gesamte Umfang der jeweiligen Reaktionskammer für die Abgasströmung ausgenutzt wird. Durch die Sperrteile und die Führungsteile in Verbindung mit dieser Anordnung der Eintrittsund Auslaßöffnungen werden Nebenströme der Abgase praktisch vollständig verhindert. Insgesamt wird eine wesentliche Verbesserung des Reaktionswirkungsgrades erzielt, so daß luftverschmutzende Anteile in den austretenden Abgasen gegenüber den bisher bekannten Möglichkeiten wesentlich reduziert oder auch ganz beseitigt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wira im

folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt Fig. 1 den Querschnitt der wichtigsten Teile einer

Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 den Schnitt 2-2 aus Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Teil einer Brennkraftmaschine 1 mit mindestens einem Zylinder 19 dargestellt, der einen Kolben 18 enthält und ein Austrittsventil 20 in einem Eintrittskanal 12, 8 für ein Abgassystem aufweist. Eine erste, innere Reakt ions kammer 5a steht mit dem Eintrittskanal in Verbindung. Diese Reaktionskammer 5fl ist durch einen Behälter 21 gebildet, der eine Innenfläche 22 und eine Außenfläche 23 aufweist. Eine zweite, mittlere Reaktionskammer 5b umgibt die innere Reaktionskammer 5a. Die mittlere Reaktionskammer 56 ist von einem Behälter 24 gebildet, dereine Innenfläche 25 und eine Außenfläche 26 hat. Die innere Reaktionskammer 5a ist mit der mittleren Reaktionskammer 5b über einen Eintritt 6a verbunden.

Eine dritte, äußere Reaktionskammer 5c umgibt die zweite Reaktionskammer 5b und ist durch einen Behälter 4 gebildet. Die äußere Reaktionskammer 5 c ist mit der mittleren Reaktionskammer Sb über einen Auslaß 6fc verbunden. Der Auslaß 6b liegt dem Eintritt 6a gegenüber. Plattenförmige Sperrteile 7 und 10 sind zwischen den Behältern 21 und 24 sowie 24 und 4 angeordnet, damit keine Abgasnebenströmung direkt vom Eintritt zum Auslaß der zweiten Reaktionskammer 5b sowie nach außen durch einen Ausgang 6c der dritten Reaktionskammer 5c auftritt. Die Sperrteile 7 und 10 richten das in die jeweilige Reaktionskammer 5b bzw. 5c eintretende Abgas von dem Auslaß 6b bzw. Ausgang 6c weg und in einen Kammerbereich, der den größtmöglichen Abstand vom jeweiligen Eintritt hat, d. h. bezüglich der Darstellung in Fig. 1 in die linken Endbereiche der Reaktionskammern 5b und 5c.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind plattenförmige Führungsteile 11 in der zweiten Reaktionskammer 5b angeordnet, sie teilen diese Kammer in einen in Strömungsrichtung vorderen und einen entsprechend hinteren Kanal 30 und 31 etwa übereinstimmender Länge, die jeweils Abgase enthalten, weiche von dem Eintritt 6a in den von diesem entfernten Kammerbereich bzw. von diesem Bereich zum Auslaß 6b strömen. Dadurch wird weiter sichergestellt, daß Abgase nicht direkt an der zweiten Reaktionskammer 5b vorbeiströmen, und in Kombination mit dem Sperrteil 7 werden die Abgase über praktisch die gesamte Außenfläche des inneren Behälters 21 geführt.

Ähnlich sind plattenförmige Führungsteile 11a in der dritten Reaktionskammer 5c angeordnet. Sie trennen diese in einen in Strömungsrichtung vorderen und hinteren Kanal 32 und 33, so daß die Abgase nicht direkt an der dritten Reaktionskammer 5c vorbeiströmen können. Die Abgase müssen durch die dritte Reaktionskammer 5c über den Auslaß 6b, den vorderen Kanal 32 und den hinteren Kanal 33 strömen, bevor sie am Ausgang 6c in eine Austrittsöffnung 9 gelangen. Während des Durchgangs durch die dritte Reaktionskammer 5c strömen die Abgase über praktisch die gesamte Außenfläche des mittleren Behälters 24.

Eine Schicht aus wärmeisolierendem Material 3 umgibt den Behälter 4, damit in der Abgasreaktionskammervorrichtung eine weitgehend adiabatische Wärmereaktion aufrechterhalten wird. Ein Außengehäuse 2 für die Abgasreaktionskammervorrichtung 5 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Abgasreaktionskammervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine erste Reaktionskammer bildenden, an den Abgaskanal oder die Abgaskanäle der Brennkraftmaschine anzuschließenden ersten Behälter, der von einem eine ringspaltförmige zweite Reaktionskammer bildenden zweiten Behälter umhüllt ist, wobei die zweite Reaktionskammer mit ihrem Eintritt an den Austritt der ersten Reaktionskammer angeschlossen ist und einen nahe dem Eintritt gelegenen Auslaß aufweist, weiter mit einem Sperrteil zum Sperren des für die Abgasströmung kürzeren der beiden ringspaltförmigen Verbindungsräume zwischen Eintritt und Auslaß der zweiten Reaktionskammer, so daß das Abgas über praktisch die gesamte Außenfläche des ersten Behälters geleitet wird, und ferner mit einem Führungsteil, welches die Abgase durch den umfangsmäßig am weitesten von Eintritt und Auslaß der zweiten Reaktionskammer entfernten Ringraumbereich lenkt, gekennzeichnet durch

a) die Anordnung des Auslasses (6b) der zweiten Reaktionskammer (5b) ungefähr in Flucht mit ihrem Eintritt (6a), und

b) eine den zweiten Behälter (24) umhüllende dritte Reaktionskammer (5c) mit einem Einlaß (fällt zusammen mit Auslaß 6b) zur Aufnahme des Abgases aus der zweiten Reaktionskammer (Sb), einen mit dem Einlaß ungefähr in Flucht liegenden Ausgang (6c), einem weiteren Sperrteil (10) zum Sperren des für die Abgasströmung kürzeren der beiden ringspaltförmigen Verbindungsräume zwischen Einlaß und Ausgang (6c) der dritten Reaktionskammer (5c), so daß das Abgas über praktisch die gesamte Außenfläche des zweiten Behälters (24) geleitet wird, und mit einem weiteren Führungsteil (Hfl), welches die Abgase durch den umfangsmäßig am weitestens von Einlaß und Ausgang der dritten Reaktionskammer (5c) entfernten Ringraumbereich lenkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Sperrteil (7, 10) eine in der zugeordneten Reaktionskammer (5b, 5c) zwischen Eintritt bzw. Einlaß und Auslaß bzw. Ausgang angeordnete Platte ist und daß das jeweilige Führungsteil (11, Ha) aus Platten besteht, die die jeweils zugeordnete Reaktionskammer (5b, 5c) in einen in Strömungsrichtung vorderen und hinteren Kanal (30, 31; 32, 33) aufteilen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige vordere Kanal (30, 32) ungefähr übereinstimmende Länge mit dem darauf folgenden hinteren Kanal (31,33) hat.