DE6608652U - Kombinierte schalldaempfer- und ejektoranordnung. - Google Patents
Kombinierte schalldaempfer- und ejektoranordnung.Info
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Description
Donaldson Company, Inc., 1^00 West, 9'ith Street, Minneapolis,
Minnesota, V,St«A*
"Kombinierte Schalldanipfer- und Ejoktorcinordnung" 'S
Die Neuerung betrifft eine kombinierte Schalldämpfer- und
Ejektor anordnung· für Verbrennungslcraf tmaschinen mit einem
Gehäuse mit einem Einlaßrohr für Auspuffgase, dio in einen aus Expansions- und Schalldäropferkammern bestehenden Schalldämpfer
strömen, einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Ejektorrohr zur Abführung der schallgedämpften Auspuffgase
zur Atmosphäre, einer in dem Ejektorrohr angeordneten Saugdüse
und einer in dem Gehäuse angeordneten, im Bereich der Saugdüse mündenden und nach außen reichenden Ansaugleitung.
Als Aufgabe einer solchen Schalldämpfer- und Ejektoranordnung
wird angesehen, mit Hilfe der Saugdüse in der nach außen reichenden Ansaugleitung ein möglichst großes Vakuum
zu erzeugen, das zu einer Arbeitsleistung, beispiolsviöisö
zum Betrieb eines Scheibenwischers oder zum Absaugen der
Rückstände in einem Luftfilter, benutzt werdon kann· Dabei soll gleichzeitig der Schall der expandierendon Auspuffgase gedämpft werden.
zum Betrieb eines Scheibenwischers oder zum Absaugen der
Rückstände in einem Luftfilter, benutzt werdon kann· Dabei soll gleichzeitig der Schall der expandierendon Auspuffgase gedämpft werden.
Es ist ein Schalldämpfer bekannt (US-PS 2 033 ^23)»bei dom
die strömenden Gase ein Vakuum erzeugen. Bei diosoin Schalldämpfer
wird ein Teil der Abgase auch parallel zur Ansaugleitung geführt, d.h. nicht die gesamte Gasmengo wird zur
Vakuumerzeugung genutzt. Mit der bekannten Anordnung werden die beiden erwünschten Effekte, nämlich Schalldämpfung und Ausnutzung der ausströmenden Gase zur Vakuumerzeugung, nur unvollkommen erreicht, denn die Schalldämpfung wird durcls
teilweise direkt zur Atmosphäre abgegeben© Gase stark verringert und die Stärke des Vakuums wird durch die seitlich strömenden Gase vermindert.
Vakuumerzeugung genutzt. Mit der bekannten Anordnung werden die beiden erwünschten Effekte, nämlich Schalldämpfung und Ausnutzung der ausströmenden Gase zur Vakuumerzeugung, nur unvollkommen erreicht, denn die Schalldämpfung wird durcls
teilweise direkt zur Atmosphäre abgegeben© Gase stark verringert und die Stärke des Vakuums wird durch die seitlich strömenden Gase vermindert.
Weiterhin ist ein im Auspuffschalldämpfer einer Brennkraftmaschine
angeordneter Ejektor bekannt (CH-PS 237 O69). Hierbei
ist der Ejektor im Schalldämpfergehäuse angeordnet und besteht aus einem verengten Teil der Auspuffleitung und
einem nach Art eines Venturirohres gestalteten Abzugrohr, das
einem nach Art eines Venturirohres gestalteten Abzugrohr, das
i i
die Mündung der Auspuffleitung· umschließt und in welches
die Absaugleitung einmündet. Hier wird auch ein relativ geringer Absaugeffekt erreicht, da die anzusaugende Luft
an dr>r Außenseite des verengten Teiles entlangströmen
während das Gas mit der hohen Geschwindigkeit in dor Mitte der Düse austritt und seine Wirksamkeit in Bezug auf die
Vakuumerzeugung nicht voll entfalten kann. Außerdem ist der
größte Teil des Schalldruckes direkt auf dio Auslaßöffilling1
gerichtet j die Schalldämpfung dieser Anordnung ist demnach
gering.
Eine Verbesserung bei der Lösung der definierten Aufgaben wird gemäß der Neuerung durch eine Schalldämpfer-Ejektor·*
anordnung erreicht, bei der die gesamte Menge der einströmenden Auspuffgases unter Beibehaltung des Gasuiischungsverhältnisses
bis zum Eintritt in die Saugdüse, den Querschnitt der in Serie zum Einlaßrohr geschalteten Saugdüse
durchströmt.
Gemäß der Neuerung wird demnach eine Schalldämpfer-Ejektor—
anordnung geschaffen, bei der einmal die gesamte Menge der Auspuffgase dazu benutzt -wird, ein Vakuum zu erzeugen, und
gleichzeitig der Strom der Auspuffgase unterbrochen -wird, so daß der Schalldruck nicht auf die Endöffnung gerichtet
ist9 wobei eine erhöhte Schalldämpfung erreicht wird.
8608652303.71
Weiterhin ist möglich, die vorgeschlagene Schalldämpfer-Ejektora.nordnung
an die Auspuffleitung einer Verbrennungsaiaschlne
in der gleichen Weise wie die bisher bekannten Schalldämpfer anzuschließen. Zusätzlich zum Dämpfen dos
Auspufflärmes wird der Fluß der Auspuffgase durch den
Ejektorteil dazu benutzt, ein Vakuum zu schaffen, das wlrk-
f same Arbeit leisten kann, und zwar insbesondere die Schmutz«
luft vom Luftreiniger für Verbrennungsinaschlnen abzuspülen.
Weiterhin kann, wenn dies wünschenswert erscheint, ein Rückschlagventil
in der Spülleitung z\vischen dem Ejektor und dom Luftroiniger vorgesehen sein, um den Rückfluß heißer
Gase zum Luftreiniger im Fall eines umgekehrten Druckaufbaues
in der Anordnung zu verhindern.
Weitere Vorteile und Merkmale der Neuerung gehen aus den j Unteransprüclien hervor.
Ein Beispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figuren der Zeichnung zeigen dabei:
Fig. 1 einen Aufriß einer Verbrennungskraftmaschine mit
einem Luftreiniger und einer neuerungsgemäßen Schalldämpfer-Ejektoranordnung,
Fig. 2 in größerem Maßstab eine Ansicht auf das Bodenende der Schalldämpfer-Ejektoranordriung längs der Linie
2-2 in Fig. 1s wobei einige Teile im Schnitt und
einige Teile weggebrochen dargestellt sind,
Fig. 3 einen Längsschnitt der Schalldämpfer-Ejektoran-
ordnung längs der Linie 3~3 in Fig. 2,
Fig. k einen Querschnitt der Schalldämpfer-Ejektoranordnung
längs der Linie k-k in Fig. 3>
Fig. 5 einen querschnitt der Schalldampfer-Ejektoran-
ordnung entsprechend der Linie 5-5 in Fig. 3 und
Fig. ό in größerem Maßstab einen Vertikalschnitt durch
das Rückschlagventil in Fig. 1.
In der Zeichnung ist allgemein mit 10 eine Verbrennungskraftmaschine
mit einer Auspuffleitung 11 und einer Luftansaugleitung
12 bezeichnet. An die Luftansaugleitung 12 ist ein Vergaser 13 angeschlossen, und dem Vergaser 13 ist unter
Zwischenschaltung eines Krümmers 14 ein Luftreiniger 15 zugeordnet,
der mit Mitteln zum Ausspülen der Schmutzluft ausgerüstet ist. Der Luftreiniger 15 weist eine Luftansaugbohrung
16 und eine Vakuunidüse 17 auf. Während des normalen
Maschinenbetriebs gelangt die Verbrennungsluft durch die
Ansaugbohrung 1ö, wird {jofiltort und dann in den Vergaser
über den Krümmer 1U oingesaugt.
Fest mit einem Ende der Auspuffloitung 11 ist ein Auspuffrohr
20 verbunden, durch das die Auspuffgase von der Maschine 10 weggeführt werden. Am freien Ende dos Auspuffrohrs 20 ist
über eine Klammer 21 eine Schalldämpfor-Ejektoranordnung 22
gemäß der Neuerung angeschlossen. An die Anordnung 22 ist unter Zwischenschaltung einer Klammer 2'J oine flexible Spülleitung
24 angeschlossen»
Ein Rückschlagventil 25 ist fest an der Vakuumdüse 17 des
Luftreingers 15 vorgesehen, Wie dies deutlicher aus Fig. erkennbar ist, weist das Ventil 25 einen abnehmbaren Deckel
25a auf, um derart das Innere des Ventils zugänglich zu
machen. Das Ventil 25 umfaßt eine Lufteintrittsöffnung 26
und einen Luftauslaß 27. Die Eintrittsöffnung 26 ist unmittelbar mit der Vakuumdüse 17 verbunden. Innerhalb des Ventiles
25 ist gelenkig eine Ventilklappe 28 angeordnet j die aus der
g«sciilosseilen Stellung, die in Fig. 6 in vollen Linien dargestellt
ist, in eine offene Stellung, die gestiiciielt dargestellt
istf beweglich ist. Während der normalen Arbeitsweise der Maschine nimmt die Ventilklappe 28 die gestrichelt
dargestellte Stellung ein, um somit einen Fluß der Luft aus der Lufteintrittsöffnung 26 durch den Luftauslaß 27 zu ermöglichen.
Sollte sich ein umgekehrter Druck in dem System aufbauen, der bewirkt, daß die Luft von dem Luftauslaß 27
zur Lufteinfcrittsöffnung 26 fließt, schließt die Ventilklappe
28 und verhindert somit das Eintreten heißer Auspuffgase in den Luftreiniger 15· Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist die
Spülleitung 2k am Luftauslai3 27 des Rückschlagventils 25 über eine Klammer 29 angeschlossen»
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch dio Schalldäinpfer-Ejektoranordnung
22» Di© Anordnung 22 uml'aüt ein langgestrecktes,
hohles Gehäuse, das eine ÖGitenwandung 'J?t eine allgemein
oval geformte obere Endplatte Jo und eine ebenfalls oval
geformte Bodenplatte 37 besitzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aer Neuerung schafft die Seitenwandung 35
ein Genäuse, das im tjuerscnnitt oval ausgebildet ist; diese
besondere Form ist jedoch, nicht für die Neuerung entscheidend. Diese Form kann im Querschnitt aucn kreisförmig ausgebildet
sein. Die obere Endplatte 3° ivnd die obere Bodenplatte 37
weisen abgebogene Schenkel 3öa und 37a auf, die in den einander
gegenüberliegenden, offenen Enden des Gehäuses angeordnet sind und an der Innenseite des Gehäuses durch Verschweißen
od. dgl. festgelegt werden. In der oberen Endplatte 36 ist eine Öffnung 38 vorgesehen. In der Bodenplatte 37
sind die Öffnungen 39 und 40 angeordnet, wobei nach außen
geboger.e Schenkel 3&a bisw. 3i>a und 40a an den Rändern der
Öffnungen vorgesehen sind. In dem Gehäuse sind parallel zueinander
und parallel zu den Platten 36 und 37 Stützwände 4i und 42 vorgesehen, die ebenfalls ovale Form aufweisen. Diese
Stützwände 41 und 42 haben an ihrem Umfang abgebogene Schenkel
4ia und 42a, die am Inneren der Seitenwandung 35 festgelegt
sind.
Die Stützwände 41 und 42 sind voneinander und von den Platten
36 und 37 entfernt und bilden derart eine erste Schalldämpferkammer
45, eine zweite, zentral angeordnete Expansionskammer
4b und eine dritte Schalldämpferkammer 47. In der ersten
Stützwand 41 sind Öffnungen 4b und 49 vorgesehen. Um die
Kanten der öffnungen 4b und kj sind nach oben gebogene Schenkel
4öa und 4ya angeordnet. In der Stützwand 42 ist eine Öffnung
52 und eine Öffnung 3»3 vorgesehen, die nach unten abgebogene
Schenkel 52a und 53a aufweisen, die um die Kanten der öflnungen
angeordnet sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind
die Öffnungen 38, 3y, 4ο und 52 koaxial zueinander ausgerichtet,
Die Öffnungen 40 und hy sind ebenfalls koaxial ausgerichtet
und seitlich gegenüber den vorher genannten Öffnungen versetzt«
Eine Auspuffleitung 55 ist in die Öffnungen 40 und 4y eingesetzt
und wird mit ihrer äußeren Fläche fest an den Schenkeln 40a und 4ya gehalten. Bei der erfiiidungsgemäßen Ausführungs—
form mündet das obere Ende 55a. der Auspuffleitung 55 in. die
zweite Expansionskammer 46, während das untere Ende 55b sich
nach außen aus dem Gehäuse durch die Öffnung 4θ erstreckt. Eine Vielzahl von Bohrungen 56 ist in der Wandung des Auspuffrohres
55 innerhalb der Kammer 45 vorgesehen, um einen Fluß
der Auspuffgase aus dem Rohr· 55 in die Schalldämpferkammer
45 zu ermöglichen. Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß das untere
Ende 55b des Auspuffrohres 55 so ausgebildet ist, daß es
über das Auspuffrohr 20 vorsteht und außerdem, wie aus Fig, erkennbar, Schlitze 57 aufweist, so daß es über eine Klammer
21 festgelegt werden kann»
Ein Ejektorrohr όϋ ist innerhalb der Öffnungen 'J& und 52
angeordnet, und die äußere Fläche ist an den Schenkeln J8a und 52a festgelegt. Das Ejektorrohr 60 weist eine Gaseinlaßoffnung
o1 auf, die einen relativ großen Durchmesser besitzt und sich in die ΖΛι/eite Kammer 46 erstreckt, und
«inen Drosselbereich 62, der einen verringerten Durchmesser aufweist und mit der Einlaßöffnung 61 verbunden ist9 und
oinon Auslaßbereich 63. der mit dem Bereich 62 in Verbindung steht, Das obore Ende des Auslaßbereiches 63 erstreckt sich
durch die öffnung 3ö, um die Auspuffgase in die Atmosphäre
abzugeben. Dor Durchmesser des Auslaßendes 63 vergrößert sich stetig von dor Kontaktstelle mit dem verengten Bereich
62 bis zur eigentlichen Auslaßöffnung 63.
Ein LuftzufUhrungsrohr 65 ist in den Öffnungen 39 und 48
angeordnet, indorn es mit seiner Außenwandung an den Schenkeln 39a und 3&a festgelegt ist. Das obere Ende 65a des Luftzuführungsrohres
6p erstreckt sich nach oben durch die Einlaßöffnung 61 des Ejektorrohres 60 und endet in dem Bereich 62.
Das Bodenende 65b des Rohres 65 erstreckt sich aus dein Gehäuse
durch die Öffnung 39* Aus Fig« 1 ist erkennbar, daß die
Spülleitung 24 fest über das Bodenende 65b geführt ist und
mit der Klammer 23 an diesem Bodenende festgelegt ist. In der
Stützwand 42 ist weiterhin ein Rohr 54 an den Schenkeln 53a
festgelegt, das eine Verbindung zwischen den Kammern 46 und 47 schafft.
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680865230.8.7!
/ftf \
Die Wlrkungs- und Arbeitsweise des Luftreinigers 15» der in
Fig. 1 dargestellt ist, ist bekannt und braucht an dieser Stolle nicht näher erläutert zu werden. Allgemein ist darauf
hinzuweisen, daß Luftreiniger der dargestellten Art eine erste Tronnstufe aufweisen, in der die schwereren Schmutzpartikol
aua dor dom Vergaser zugeführten Luft ausgeschieden werdon. Diese erste Trennstufe kann beispielsweise dadurch
erreicht worden, daß dl© durch die Einlaßöffnung 16 eintretende
Luft mit hoher Geschwindigkeit um ein Filterelement innerhalb des Luftreinigers in eine Wirbelbewegung versetzt
wird. Die Schmutspartikei in der wirbelnden Luft sind bestrebt, nach auüon aufgrund dor Zentrifugalkraft zu fliegen,
wo sie ausgeschieden werden und dann durch ein durch das Ventil 17 aufgebrachten Vakuum aus dem Luftreiniger entfernt
werden können. Die verblelbonde, gereinigte Luft wird dann
in an sich bekannter Weise dein Vergaser zugeführt.
Der Zweck der vorliegenden Neuerung ist, eine Vakuurnquelle für den Luftreiniger zu schaffen, die, wenn die eigentliche
Maschine arbeitet, immer einsatzbereit ist. Wenn der Motor läuft, werden unter relativ hohem Druck stehende Auspuffgase
von der Auslaßleitung 20 abgegeben und durch die Auspuffleitung 55 in die Kammern h5, 46 und hj geführt. Die
Auspuffgase werden dann von der Schalldämpfer-Ejektoranordnung
22 durch das Ejektorrohr 60 geführt. Das Ejektorrohr 60 arbeitet
in der nachfolgend beschriebenen "Weise:
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660861230.9.71
?h
Die Auspuffgase treten in das Einlaßtell 61 ein und werden dann durch den Drosselbereich 62 verdichtet, so daß eine
höhere Gasgeschwindigkeit erzeugt wird. Die höhere Gasgeschwindigkeit
bedingt eine Verringerung des statischen Drucks im Drosselbereich Ö2f Das eine höhere Geschwindigkeit
aufweisende Gas wird dann durch den Auslaßbereich 63
abgeführt, welcher aufgrund seines sich stufenweise ver-
größernden Durchmessers eine Verringerung der Geschwindig—
keit bewirkt, die mit einem stufenförmigen Anstieg des
Druckes verbunden ist.
Das im Drosselbereich 62 entwickelte Vakuum ist größer als das Vakuum, das in der Kammer des Luftreinigers 15 herrscht.
j Dieses der Düse 17 aufgegebene Vakuum bewirkt einen Luftfluß vom Luftreiniger 15 durch das Rückschlagventil 25» die
Spülleitung 2h und das Luftzuführungsrohr 65· Diese Luft
wird natürlich vom Ejektorrohr 60 mit den Auspuffgasen abgegeben.
Unter gewissen Arbei tsbedingungen kann sich ein Druck im Auslaßteil 63 des Ejektorrohres 60 aufbauen und bewirkt da-
S mit, daß der absolute Druck im Drosselbereich 62 ansteigt,
wobei er höher liegen kann als der absolute Druck in. der
Kammer des Luftreinigers 15· Wenn diese Druckumkehrung auftritt,
kann ein Rückfluß auftreten, bei welchem heiße Auspuffgase nach unten durch das Lufteinlaßrohr 65 in den Luftreiniger
15 geführt werden. Dieser Rückfluß kann den Luftreiniger
15 erheblich beschädigen. Um eine solche Beschädigung
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eenoe
: ti.
des Luftreinigers zu vermeiden, ist das Kückschlagventil 2j
in der Spülleitung 2*1 vorgesehen, um den Rückfluß der Auspuffgase
in den Luftroini&or zu verhindern»
Gemäß der Neuerung wird eine außergewöhnlich kompakte Schalldämpfer-Ejektoranordnung
geschaffen, die mit den üblichen Auspuffsystemeu austauschbar i3t. Die Anordnung kann in den
Raum eingesetzt werden, der normalerweise durch den Schalldämpfer
eingenommen wird. Obgleich der Ejektor normalerweise zur Abführung von schmutziger Luft vom Luftreiniger dient,
kann er auch fllr nndoro Zwecke eingesetzt werden, wie beispielsweise
die Abführung von Luft vom Maschinenraum, um damit eine Kühlwirkung zu erreichen.
Selbstverständlich ist die Neuerung nicht auf das dargestellte Ausführungsboispiel beschränkt, sondern es sind
demgegenüber Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Neuerung zu verlassen»
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Claims (6)
1. Kombinierte Schalldämpfer- und EjektoranOrdnung für
Verbrennungskraftmaschinen mit einem Gehäuse mit einem Einlaßrohr für Auspuffgase, die in einen aus
Expansions- und Schalldämpferkammern bestehenden Schalldämpfer strömen, einem innerhalb des Gehäuses
angeordneten Ejektorrohr zur Abführung der schallgedämpften
Auspuffgase zur Atmosphäre, einer in dem
Ejektorrohr angeordneten Saugdüse und einer in dem Gehäuse angeordneten, im Bereich der Saugdüse
mündenden und nach außen reichenden Ansaugleitung, gekennzeichnet durch ein Eiftlaßrohr (5 5) für die
Auspuffgase, das von der Ansaugleitung (65) am und im Gehäuse des Schalldämpfers getrennt ist, und
durch ein Ejektorrohr (6o), das den einzigen Auslaß
für die Auspuffgase bildet und dessen Einlaßöffnung (61) gegenüber dem Ende (55a) des E ivi Laßrohres (55)
versetzt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
a) drei im Gehäuse (35) in der Hauptströmungsrichtung
der Abgase hintereinander angeordnete Kammern (45, 46, 47),
b) die Anordnung der Einlaßöffnung (61) des Ejektorrohres (6o) in der mittleren Kammer (46).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ansaugleitung in axialer Richtung des
Ejektorrohres (60) erstreckt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgaseinlaß—
rohr (55) in seiner Wandung mit Durchtrittsöffnungen (66)
versehen ist und sich von außerhalb des Gehäuses (35) durch die erste Schalldämpferkammer (^5) hindurch erstreckt
uno. in die mittlere Kammer (46) mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Kammern (45, 46, 4?) im Gehäuse durch an der
Innenseite des Gehäuses gasdicht festgelegte, sich quer zur Gehäuselängsachse erstreckende, parallele Zwischenwände
(4i, 42) gebildet werden.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einlaßöffnung
(61) des Ejektorrohres (60) in die Expanaionskammer
hinein erstreckt.
7> Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein in die Ansaugleitung eingebautes Rückschlagventil (25)» das einen Gasfluß lediglich in der Richtung
zum Ansaugronr (65) ermöglicht.
Schutzanspr. / ii. Bi. 3-S z
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