FI71392B - Anordning foer efterfoerbraenning av roekgaser - Google Patents

Description

71392

LAITE SAVUKAASUJEN JÄLKIPOLTTOA VARTEN

Keksinnön kohteena on laite savukaasujen jälkipolttoa, esim polttomoottorin pakokaasujen jälkipolttoa varten, joka lai-5 te käsittää pyörrekammion, johon jälkipoltettava kaasu tuodaan tangentiaa 1isesti, joka kammio on sylinterisymmetrinen ja reunoiltaan keksustaa kohti laajeneva ja jonka akselille on yhdistetty ilmakanava, ja jonka pyörrekammion keskellä on aukko, jota kautta kaasun ja ilman seos poistuu kammios- 10 ta.

Ennestään tunnettuja laitteistoja palavien kaasujen polttamiseksi on esitetty mm. hakijan suomalaisissa patenttijulkaisuissa 45 208 ja 48 634.

15

Patenttijulkaisu 45 208 esittää palavien kaasumaisten ai neiden polttokammion, jossa poltettavat kaasut saatetaan pyörrevirtaukseen. Kammio on muodostettu sopivimmin pallon muotoisesta pyörähdyskappaleesta, jonka ulkokehälle kaasut 20 johdetaan yhden tai useamman suuttimen kautta tangentiaali- sesti. Tällöin pallon keskelle syntyy pienempi paine, johon johdetaan palamisilma pallon ulkopuolelta putkea pitkin. Palamiskaastu poistetaan palamiskammiosta pyörähdyskappaleen akselin sunnassa.

25

Patenttijulkaisussa 48 634 on esitetty pakokaasun hapetus-ja jälkipolttolaite, joka on tarkoitettu erityisesti polt-tomoottoreita varten. Tähän kuuluu keskustaan laajeneva se-koituskammio, johon kaasut johdetaan yhden tai useamman 30 suuttimen kautta tangentiaalisesti ja saatetaan rotaatio- liikkeeseen. Lisäilma johdetaan sisään sekoituskammion akselin kohdalta ja muodostunut seos johdetaan ulos sekoitus-kammiosta vastakkaiselta puolelta toiseen pallonmuotoiseen polttokammioon. Tähän on sijoitettu kipinälaitteet kaasun 35 palamisen aikaansaamiseksi.

2 71392 Tähän saakka on pakokaasujen polttolaitteiden epäkohtana ollut mm. niiden suurikokoisuus, joka on estänyt jälkipol-tinten laajamittaisen käytön esim. henkilöautoissa. Paineaaltojen liike on myös ollut vaikeasti hallittavissa. P y-5 rittäessä suureen tehokkuuteen on ratkaisuna yleensä ollut erillinen pakokaasujen puhdistinlaite, joka kuitenkin on ollut hankalasti sijoitettavissa pakoputkistoon.

Tunnetuissa laitteissa on pakokaasujen liikesuunta joutunut 10 suurestikin muuttumaan, minkä osaltaan on todettu lisäävän jälkipolttoprosessissa ilmeneviä ongelmia.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen parannettu laite savukaasujen jälkipolttoa varten, jolla ei ole 15 edellä esitettyjä haittoja. Keksinnön mukaisella laitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisissa patentti-vaat imuksissa.

Keksinnön mukaisella laitteella saadaan pakokaasujen jälki-20 polttoprosessi onnistumaan yksinkertaisella esim. pakoput-ken väliin sijoitettavalla laitteella, joka ei olennaisesti lisää pakoputkiston aiheuttamaa normaalia vastusta ja joka voi samalla olla osa pakoputkistoa. Keksinnön mukainen laite toimii läpivirtausperiaatteella siten, että pakokaasujen 25 päänopeuskomponetti ei olennaisesti muutu jälkipolttimen johdosta. Laite toimii osana pakoputkistoa vaimentaen esim. polttomoottorista syntyvää ääntä ja siten lisäten äänen vaiment imen tehoa.

30 Polttomoottoreissa tapahtuvat räjähdykset aiheuttavat edestakaisen pulssin, jota pakoputkistossa on äänenvaimentimellä vaikea vaimentaa. Keksinnön mukainen laite toimii erinomaisen tehokkaasti myös näiden paineaaltojen tasaajina. Jälkipolttimessa ohjauslevy ja kuristinosa estävät paineis-35 kut taaksepäin jälkipolttoprosessissa ja samalla tasaavat myös moottorin aiheuttamia edestakaisia paineaaltoja.

5 71392

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää keksinnön yhtä edullista toteutusesimerkkiä sivulta päin leikkauskuvantona ja kuvio Ib tämän 5 poikkileikkausta C-C;

Kuvio 2 esittää keksinnön erästä toista toteutusmuotoa; Kuvio 3 esittää keksinnön kolmatta toteutusesimerkkiä.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen laite. Laite kä-10 sittää pyörrekammion 1, johon jälkipoltettava kaasu tuodaan tangentiaalisesti. kammio on sylinterisymmetrinen ja reunoilta keskustaa kohti laajeneva. Sen akselille A-A on yhdistetty ilmakanava 2. Pyörrekammion 1 keskellä on aukko 3, jota kautta kaasun ja ilman seos poistuu kammiosta. Mainit-15 tu aukko 3 on yhdistetty purkauskammioon 4, joka on sylinterisymmetrinen tila, joka rajoittuu sekä kartiomaiseen ul-koseinämään 42 että sisäseinämään 41. Se on yhdistetty rengasmaisella kanavalla 5 tai -aukolla varsinaiseen poltto-kammioon 6.

20

Savukaasujen tulokanavaan 8 on järjestetty rengasmainen kanava 9, johon on sijoitettu akseliin A-A nähden kulmassa olevia ohjaussiivekkeitä tai -levyjä 12, 13. Ne muuttavat tuloputkessa etenevän savukaasun aksiaalisen liikkeen pää-25 asiassa tangentiaaliseksi kiertoliikkeeksi sen tullessa pyörrekammioon 1.

Keskiaukon 3 yhteyteen on järjestetty sähköinen kipinäsyty-tin 16 kaasun syttymisen varmistamiseksi. Pakoputkeen 17 ja 30 ilmakanavaan 2 on asennettu levymäisiä elimiä 18, jotka muodostavat painetaskuja ja vaimentavat näin paineaaltoja.

Keksinnön mukainen savukaasujen jälkipoltin toimii periaatteessa seuraavasti. Savukaasut johdetaan tulokanavaa pitkin 35 tangentiaa 1isesti pyörrekammioon 1. Ne alkavat tulopaineen 4 71392 vaikutuksesta kiertää spiraalimaista rataa kasvavalla nopeudella kohti pyörrekammion keskustaa· Kun pyörrekammioon on muodostunut riittävän voimakas kaasupyörre, tämä alkaa purkautua keskiaukon 3 kautta purkauskammioon 4. Keskelle 5 muodostuu alipainekenttä. Ulkopuolisen ilmanpaineen ja mainitun kentän välisen paine-eron vaikutuksesta ilmaputken 2 kautta imeytyy ilmaa aksiaalisesti etenevän pyörteen keskustaan ja sekoittuu tehokkaasti pyörteeseen. Savukaasu-pyörteen lämpötila on useimmiten riittävän korkea itsesyty-10 tyksen aikaansaamisen, jolloin kaasupyörteen purkautuessa laajeten purkauskammioon 4, se samalla syttyy ja ohjautuu purkauskammion lähtökanavan 5 kautta palokammioon 6, jossa lopullinen palaminen tapahtuu. Pai amistuo11eet poistuvat pakoputken 17 kautta ulkoilmaan.

13

Kuviossa 2 on esitetty myös keksinnön eräs toteutusesimerk-ki, jossa on sarjassa useita edellä esitettyjen kaltaisia jälkipolttolaitteita. Kukin laite käsittää pyörrekammion 1 ja keskusaukon 3 jälkeen sijoitetun purkauskammion 4. Pyör-20 rekammioon 1 johtavassa rengaskansiossa 9 voi olla joko oh-jaussiivekkeet 12 tai kiinteät ja/tai pyörivät turbiinisii-vekkeet kaasun pyörreliikkeen aikaansaamiseksi. Ilmaa voidaan johtaa joko onton akselin 19 tai palotilan keskustassa olevien kanavien tai suuttimien 20 kautta purkauskammioi-23 hin. Kammiotilat 1, 4 on sijoitettu välin päähän toisistaan ja ensimmäisen läpimitta on pienempi kuin sitä seuraavan jne. Ohjausiivekkeiden 12 nousukulmat on edullista järjestää siten, että jälkimmäiseen kammioon liittyvä nousukulman on suurempi kuin edelliseen kammioon liittyvän.

30

Kuvio 3 esittää keksinnön toteutusesimerkkiä, jossa kammiot 1, 4 ja ilmakanava 2 on järjestetty peräkkäin siten, että ne muodostavat symmetrisen järjestelmän. Pakoputkiston sisäinen edestakainen paineaalto synnyttää alipaineen ja imun 35 kammiotilassa riippumatta siitä, mikä on paineaallon suunta pakoputkistossa.

Claims (3)

5 71392

1. Laite savukaasujen jälkipolttoa, esim. polttomoottorin pakokaasujen jälkipolttoa varten, joka laite käsittää pyör- 5 rekammion (1), johon jälkipoltettava kaasu tuodaan tangen-tiaalisesti joka kammio on sylinterisymmetrinen ja reunoilta keskustaa kohti laajeneva ja jonka akselille (A-A) on yhdistetty ilmakanava (2), ja jonka pyörrekammion keskellä on aukko (3), jota kautta kaasun ja ilman seos poistuu kam-10 miosta (1), tunnettu siitä, että mainittu aukko (3) on yhdistetty purkauskammioon (4), joka on sylinterisymmetrinen tila, joka rajoittuu sekä kartiomaiseen ulkoseinämään (41) että sisäseinämään (42), ja joka purkauskammio (4) on yhdistetty rengasmaisella kanavalla (5) tai -aukolla varsi-15 naiseen polttokammioon (6).

2. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että savukaasujen tulokanavaan (8) on järjestetty rengasmainen kanava (9), johon on sijoitettu akseliin (A-A) 20 nähden kulmassa olevia ohjaussiivekkeitä tai-levyjä (12, 13), jotka muuttavat tuloputkessa etenevän savukaasun aksiaalisen liikkeen pääasiassa tangentiaaliseksi kiertoliikkeeksi sen tullessa pyörrekammioon (1).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, t u n - n e t t u siitä, että niitä on kytketty ainakin kaksi sarjaan .