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Funkenfänger, insbesondere für Brennkraftmaschinen Gegenstand der
Erfindung ist ein Funkenfänger mit einem an der Gaseintrittsseite angeordneten Leitschaufeleinsatz
zur Erzeugung einer drallartigen Gasströmung, insbesondere für Brennkraftmaschinen.
Die beispielsweise in Schiffsdieselmotoren anfallenden Auspuffgase sind bekanntlich
mengenmäßig sehr groß und enthalten vielfach noch glühende Bestandteile, welche
von festen oder flüssigen Verbrennungsrückständen des Treibstoffes herrühren. Zur
Verhinderung des unerwünschten Funkenfluges wurden daher schon die verschiedensten
Funkenfängersysteme entwickelt. Die üblichen Einrichtungen hierfür sind meist so
beschaffen, daß dem Abgasstrom eine mehrfache kräftige Richtungsänderung aufgezwungen
wird, wobei an den jeweiligen Umlenkstellen des Strömungsweges die Verunreinigungen
infolge Massenfliehkraftwirkung ausgeschleudert werden. Funkenfänger, welche nach
diesem Prinzip gebaut sind, haben indessen einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand
und kommen daher für Brennkraftmaschinen nicht in Betracht, weil auf diese Weise
der Gegendruck in der Auslaßleitung zu stark erhöht würde. Außerdem besteht bei
diesen bekannten Lösungen bei längerem ununterbrochenem Betrieb die Gefahr der Verlegung
der Strömungskanäle durch die bereits ausgeschiedenen Rückstände. Bei anderen bekannten
Abgasreinigern wird der Gasstrom entweder tangential oder axial in ein Gehäuse eingeführt
und mittels eines an der Gaseintrittsseite angeordneten Leitschaufeleinsatzes in
eine kräftige Drallbewegung versetzt. Hierbei werden die vorhandenen Verunreinigungen
unter der Einwirkung der Fliehkraft nach außen geschleudert, gleiten an der Gehäusewand
ab und werden in einem Absetzraum aufgefangen. Auf einem
ähnlichen
Bauprinzip beruht eine weitere Funkenfängerkonstruktion für Brennkraftmaschinen,
bei welcher Gasein- und Gasaustritt gleichachsig an einem zylindrischen Gehäuseteil
angeordnet sind; an dessen Einlaß werden mittels eines Schaufeleinsatzes
die Abgase zunächst in eine drallartige Rotationsbewegung versetzt, schleudern
dabei die Verunreinigungen aus und durchströmen auf ihrem weiteren Wege noch einen
oder mehrere koaxial angeordnete und mit Längsschlitzen versehene Zylindereinsätze,
wobei die schlitzartigen Öffnungen mit Abdeckschaufeln versehen sind, um ein Durchtreten
der Funken zu verhindern. Diese bekannten Lösungen haben zwar zufolge der den Abgasen
aufgeprägten Drallströmung einen verhältnismäßig günstigen Strömungswiderstand,
jedoch befriedigten sie hinsichtlich ihres eigentlichen Zweckes, nämlich der völligen
Verhinderung - des Funkenfluges, nicht ganz. Insbesondere bei Vollastbetrieb
von Brennkraftmaschinen großer Leistung wurden immer wieder glühende Verbrennungsrückstände
mit ins Freie gerissen und gaben daher zu Beanstandungen Anlaß.
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Diese Nachteile werden bei einem Funkenfänger, an dessen Gaseintrittsseite
ebenfalls ein Leitschaufeleinsatz zur Erzeugung einer kräftigen, drallartigen Gasströmung
angeordnet ist, in der Weise überwunden, daß der Abgasstrom nach Durchströmen des
etwa halbradiale Strömungskanäle aufweisenden Drallkörpereinsatzes an einem Prallblech
in eine der Zuströmungsrichtung etwa entgegengesetzten Richtung umgelenkt wird und
daß die mitgeführten festen und flüssigen Verunreinigungen infolge Fliehkraftwirkung
sowie des momentanen Geschwindigkeitsabfalles -innerhalb einer geräumigen, schaufellosenAusscheidekammer,
welche den Drallkörpereinsatz koaxial umschließt, ausgeschleudert werden. Gleichachsig
zu dieser schaufellosen Ausscheidekammer schließt sodann ein von zwei koaxialen
Rohrstutzen gebildeter, zylindrischer Strömungskanal an, an dessen Ende ein Siebeinsatz
angeordnet ist. Dieser Einsatz erweitert sich in Strömungsrichtung der Abgase konisch,
so daß die einzelnen Stromfäden schräg geschnitten und eventuell noch mitgerissene
Verbrennung«srückstände schräg nach außen gedrängt werden. Vor Auslaß des Abgasstromes
ins Freie wird dieser sodann einer nochmaligen Richtungsänderung unterworfen und
durchströmt anschließend noch einen weiteren Siebeinsatz, welcher gleichachsig zu
dem ersten angeordnet ist. Die Maschengröße der beiden Einsätze ist so gewählt,
daß die öffnungen des ersten Siebes größer sind als die des zweiten. Um ein eventuelles
Eintreten glühender Verbrennungsrückstände aus der Ausscheidekammer in den von den
beiden'koaxialen Rohrstutzen gebildeten zylindrischen Strömungskanal bereits von
vornherein weitgehend einzuschränken, ist die Durchlaßöffnung zwischen den beiden
Räumen so dimensioniert, daß ihr Außendurchmesser kleiner ist als derjenige des
Prallbleches. Zum Zwecke der Entfernung der ausgeschleuderten Rückstände aus der
Atisscheidekammer ist jene schließlich noch mit verschließbaren Reinigungsöffnungenversehen.
Der erfindungsgemäßeFunkenfänger kann entweder in horizontaler oder vertikaler Lage,
direkt an eine Abgasleitung oder an einen Auspuffschalldämpfer bekannter Bauart
angeschlossen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Funkenfängers nach
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt - Fig. i den gesamten Funkenfänger
im Längsschnitt, Fig.:2 die obere Hälfte des Drallkörpereinsatzes. Bei dem in Fig.
i abgebildeten Funkenfänger, der mittels des Befestigungsflansches i entweder unmittelbar
an die Auspuffleitung oder den Schalldämpfer einer Brennkraftmaschine angeschlossen
ist, treten die. noch verunreinigten Auspuffgase in Richtung des Pfeiles
A ein und werden zunächst innerhalb eines Drall-körpereinsatzes in eine kräftige
Rotationsströmung versetzt. Dieser Einsatzkörper, von dem in Fig.:2 die obere Hälfte,
in Strömungsrichtung der Abgase gesehen, dargestellt ist, besteht aus einem konisch
sich erweiternden Blechkegel.2, auf dessen Außenumfang gekrümmte Leitbleche
3
aufgesetzt sind. Die äußere Abdeckung erfolgt mittels eines weiteren Blechkegels
4. Auf diese Weise werden Strömungskan2le gebildet, welche in etwa halbradialer
Richtung auseinanderstreben. Die durch die beiden Blechkegelwände 2 und 4 begrenzten
Strömungsquerschnitte verjüngen sich dabei düsenartig und prägen den Abgasen neben
der durch die Leitschaufeln 3 erzwungenen Drallströmung zusätzlich noch eine
Beschleunigungsströmung auf. Die mit hoher Geschwindigkeit den Drallkörpereinsatz
:2, 3, 4 verlassenden Verbrennungsga-se werden sodann gegen ein #rallblech
5
geschleudert, welches an seinem größeren Rande tellerartig umgebogen ist
und das den Gasstrom in eine der Zuströmungsrichtung A etwa entgegengesetzte
Richtung umlenkt. Innerhalb einer geräumigen, schaufellos#en Ausscheidekammer
6,
welche den Drallkörpereinsatz koaxial umschließt, werden infolge des momentanen
Geschwindigkeitsabfalles der kräftigen Eigenrotationsbewegung und unter dem Einfluß
der Massenfliehkraft die in den Abgasen enthaltenen festen oder flüssigen Verunreinigungen
ausgeschleudert; sie lagern sich in dem unteren Teil der Kammer ab. Der Mantel dieser
Ausscheidekammer 6 kann entweder zylindrische als auch konische Form besitzen.
Im letzteren Falle erweitert sich der konische Außenmantel entgegen der Strömungsrichtung
der eintretenden Abgase. Zum Zwecke der Reinigung der Ausscheidekammer
6
ist diese mit verschließbaren öffnungen 7 bzw. 8
versehen.
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An die Ausscheidekammer 6 schließt in axialer Richtung ein
weiterer zylindrischer Strömungskanal 9 an, der von zwei koaxialen Rohrstutzen
io und ii gebildet wird. Um ein Mitreißen von Verbrennungsrückständen aus der Kammer
6 in den zylindrischen Strömungskanal schon von vornherein weitgehend zu
unterbinden, werden die Ab-
gase hinter dem Prallblech 5 einer nochmaligen
kräftigen
Änderung ihrer Strömungsrichtung unterworfen; zu diesem Zwecke wird der Außgndurchmesser
der Durchlaßöffnung zwischen Kammer 6
und Kanal 9 kleiner gehalten
als der Außendurchmesser des Prallbleches 5. Am Ende des zylindrischen Strömungskanals
9 ist ein sich konisch erweiternder Siebeinsatz 12 zwischen den Rohrstutzen
io und ii angeordnet. Nach einer abermaligen Richtungsänderung innerhalb des Ringraumes
13 und nach Durchströmen eines weiteren Siebeinsatzes 14, dessen Maschengröße zweckmäßigerweise
kleiner ist als diejenige des vorgebrachten Einsatzes 12, treten die Abgase in völlig
gereinigtem Zustande ins Freie aus.