DE1238273B

DE1238273B - Nachbrenneinrichtung fuer Auspuffgase, insbesondere von Brennkraftmaschinen fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1238273B
Application number: DE1961E0021591
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Siegfried Kofink
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1961-08-26
Filing date: 1961-08-26
Publication date: 1967-04-06

Description

Nachbrenneinrichtung für Auspuffgase, insbesondere von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nachbrenneinrichtung für Auspuffgase, insbesondere von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, bei welcher eine Zufuhreinrichtung für flüssigen Brennstoff und eine Zündeinrichtung vorgesehen sind und bei welcher der als Treibdüse ausgebildete Auspuffstutzen und die ringförinige Austrittsdüse einer den Auspuffstutzen umhüllenden Luftkammer in die Brennkammern münden.
Sowohl der Brenner als auch ein Teil des Auspuffrohrs können die Heizquelle für eine Auspuffheizung darstellen und zu diesem Zweck von einem ringförinigen Wärmetauscher umgeben sein, durch welchen das Heizmedium mit Hilfe eines Fördermittels zu den Heizstellen gefördert wird. Es ist beispielsweise eine Auspuffheizungseinrichtung bekannt, bei der die Auspuffgase mit den Heizgasen eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Brenners vermischt und gemeinsam durch den Wärmetauscher geführt werden.
Bei derartigen Einrichtungen stößt die Vermischun- der beiden Gase auf erhebliche Schwierie, keiten. In der Regel werden Brenner für flüssigen Brennstoff mit einem Gebläse betrieben, das die Verbrennungsluft, gegebenenfalls auch den Brennstoff zuführt. Die gebräuchlichen Gebläse arbeiten mit niedrigen Drücken, die sich in der Größenordnung von 4 bis 20 mm WS bewegen. Im Auspuff von Brennkraftmaschinen dagegen herrscht ein durchschnittlicher Druck von 1000 mm WS. Um die Heizgase des Brenners mit den Abgasen zu vermischen, hat man schleusenartige Druckausgleichskammern vorgeschlagen. Derartige Einrichtungen sind jedoch sehr aufwendig. Häufige Störungen sind unvenneidlich, da die Druckschwankungen der pendelnden Gassäule nicht restlos ausgeglichen werden können. Hierzu bedarf es größerer Dämpfungsglieder. In diesen würden sich die Abgase aber wieder zu weit abkühlen, so daß z. B. die Ausnutzung ihrer Wärmeenergie in Auspuffheizungen nicht mehr wirtschaftlich ist.
Es istfernerz.B.inderUSA.-Patentschriftl 839879 eine Vorrichtung zur Verbrennung brennbarer Bestandteile in Abgasen, insbesondere bei Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinen, beschrieben, bei der die Abgase in einer offenen Flamme einer mit flüssigem Brennstoff und luftgespeisten und mit einem Zündmittel versehenen Brennkammer, in welche das Abgasrohr hineinragt, verbrannt wird. Bei dieser bekannten Anordnung ragt die Abgasleitung in ein Gehäuse hinein, das im Mündungsbereich desselben als Mischapparat und im nachgeschalteten Auffang-C raum als Brennkammer ausgebildet ist. Im Mischapparat wird dabei die Treibwirkung der Abgase zur Ansaugung der benötigten Verbrennungsluft aus dem mit drosselbaren Lufteintrittsöffnungen versehenen Ansaugraum bewirkt. Der flüssige Brennstoff wird bei dieser bekannten Anordnung an einer davor 'gelegenen Stelle in die Abgasleitung injiziert. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß zumindest ein großer Teil des Brennstoffs verkokt und somit für die Bildung eines zündfähigen Gemisches ausfällt, daß ferner eine unzulässige Verrußung der Anordnung eintritt. Außerdem gelangen in die Ab- gase zusätzlich unverbran nte gasförinige Bestandteile.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aufzuzeigen, bei welcher die Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden werden, bei der ferner die Abgase nicht zur Aufbereitung des Brennstoffluftgemisches genutzt werden und erst dann das Gesamtgemisch gezündet wird, sondern bei welcher die Abgase mit der Flamme selbst vermischt werden und bei der ferner für die Auspuffanlagen der Vorteil auftritt, daß die in der Brennkammer notwendigerweise angeordnete Gemischaufbereitungsvorrichtung als den Auspuffschall nach außen sperrendes System wirkt.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Nachbrenneinrichtung für Auspuffgase, insbesondere von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, bei welcher eine Zufuhreinrichtung für flüssigen Brennstoff und eine Zündeinrichtung vorgesehen sind und bei welcher der als Treibdüse ausgebildete Auspuffstutzen und die ringfönnige Austrittsdüse einer den Auspuffstutzen umhüllenden Luftkammer in die Brennkammer münden, darin gesehen, daß die Luftzufuhrleitung in bekannter Weise tangential in die Kammer mündet und die Brennstoffzufuhrleitung aufweist und daß die Luftzufuhrleitung auch mit der Zündeinrichtung versehen ist.
Durch diese Anordnung wird sowohl ein störungsfreier selbsttätiger Betrieb des Brenners als auch eine innige Durchmischung des Abgasstrahls mit den Heizgasen des Brenners erreicht. Außerdem sind g lange, die Gase wieder kühlende Leitungswege vermieden. An der Wandung des Saugraums kann eine Brennstoffgemischaufbereitungskammer oder aber direkt die Verbrennungsluftzuführungsleitung und die Brennstoffzuführung angeschlossen sein. Die Brennstoffzuführung, z. B. eine Düse, kann von der Verbrennungsluftleitung getrennt so am Umfang des Saugraums angeordnet sein, daß sie in der Rotationsebene der Verbrennungsluft liegt. In dieser Rotationsebene ist auch das Zündmittel, z. B. eine Zündkerze, im Saugraum vorgesehen. Die entsprechenden Leitun-en sollen bei der erfindungsgemäßen Anordnung in an sich bekannter Weise tangential einmünden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben. F i g. 1 ist die axiale Ansicht des erfindungsgemäßen Brenners an einer Auspuffheizung; F i g. 2 zeigt schematisch diese Vorrichtung in radialer Ebene.
In der Zeichnung ist mit 1. das Auspuffrohr der nicht dar-estellten Brennkraftmaschine bezeichnet, das in die Auffangdüse 2 mündet und mit dieser einen Injektor bildet. Mit 3 ist der ins Freie mündende Auspuffstutzen bezeichnet. Dieser ist durch den mit axialen Wärmeleitrippen 4 a versehenen Wärmetauscher 4 hindurchgeführt, durch dessen Stutzen 4 b' und 4 b" das Heizmedium in der mit Pfeilen bezeichneten Richtung ein- und austritt.
Die hier aus zwei Gußhälften hergestellte Auffangdüse 2 weist im Bereich des hineinragenden Endes des Abgasrohrs 1 eine Aushöhlung 5 auf, die als Ringbrennkammer ausgebildet ist. In diese ist die mit dem Kapselgebläse 6 verbundene Rohrleitung 7 und die mit der Brennstoffversorgungsvorrichtung 8 verbundene Brennstoffzuführungsleitung 9 tangential eingeführt. In gleicher radialer Ebene ist am Umfang des Brennraums 5 die Zündkerze 10 in den Auffangdüsenkörper 2 eingeschraubt.
Die Wirkungsweise der Auspuffheizung ist folgende: Die durch das Kapselgebläse 6 geförderte Verbrennungsluft vermischt sich am Ende des Verbrennungsluftrohrs 1 mit dem durch die Leitung 9 zugeführten Brennstoff. Das aufbereitete Gemisch wird von der Zündkerze 10 gezündet. Der infolge der tangentialen Einführung rotierende Flammenkegel bewegt sich - was man sich an Hand der Strömungslinien in F i g. 1 vergegenwärtigen kann -schraubenlinienförinig um die Auspuffleitungl und wird, je nach den herrschenden Druckverhältnissen, entweder in die Auffangdüse2 gedrückt oder durch die Sogwirkung des Injektors angesaugt.
Nach dem Gedanken der Erfindung ist der Injektor so eingestellt, daß er bei allen herrschenden Drücken am Auspuffrohrende 1 eine Saugwirkung bringt. Eine Druckbeeinflussung des Brenners wird somit unterbunden. An sich ist ein zusätzliches Gebläse zum Betrieb des Brenners unentbehrlich. Das durch den Elektromotor6a angetriebene Kapsel-"ebläse6 dient im Beispielsfall einer weiteren Ver gleichmäßigung der Gemischbildung, die hier im Zusammenhang mit der Anwendung als Auspuffheizung von Bedeutung ist.
In vorteilhafter Weise werden die Abgase in der Injektorauffangdüse2 mit der offenen Flamme des Brenners5 vermischt und nachverbrannt. Der Erfindungsgegenstand eignet sich daher ganz besonders auch als Abgasentgiftungseinrichtung, da eine gute Verbrennung der schädlichen Abgasbestandteile zu erzielen ist.

Claims

Patentanspruch: Nachbrenneinrichtung für Auspuffgase, insbesondere von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, bei welcher eine Zufuhreinrichtung für flüssigen Brennstoff und eine Zündeinrichtung vorgesehen sind und bei welcher der als Treibdüse ausgebildete Auspuffstutzen und die ringfönnige Austrittsdüse einer den Auspuffstutzen umhüllenden Luftkammer in die Brennkammer münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrleitung (7) in bekannter Weise tangential in die Kammer (5) mündet und die Brennstoffzufuhreinrichtung (9) aufweist und daß die Luftzufuhrleitung auch mit der Zündeinrichtung (10) versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 228 456, 563 757, 580 807, 631368, 819 642: österreichische Patentschrift Nr. 195 692; schweizerische Patentschrift Nr. 169 140; britische Patentschrift Nr. 413 967; USA.-Patentschriften Nr. 1839 879, 2 937 490.