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.Spark arrester, in particular for internal combustion engines The subject matter of the invention is a spark arrester with a guide vane insert arranged on the gas inlet side for generating a swirl-like gas flow, in particular for internal combustion engines. The exhaust gases occurring in marine diesel engines, for example, are known to be very large in terms of quantity and often contain glowing components which come from solid or liquid combustion residues of the fuel. A wide variety of spark arrester systems have therefore already been developed to prevent undesired flying sparks. The usual devices for this are usually designed in such a way that the exhaust gas flow is forced to change direction several times, with the impurities being thrown out at the respective deflection points of the flow path due to the effect of centrifugal masses. Spark arresters, which are built according to this principle, however, have a relatively high flow resistance and are therefore not considered for internal combustion engines, because in this way the counter pressure in the outlet line would be increased too much. In addition, with these known solutions there is the risk of the flow channels being blocked by the residues that have already separated out if the device is operated for a long period of time. In other known exhaust gas purifiers, the gas flow is introduced into a housing either tangentially or axially and is set in a powerful swirling movement by means of a guide vane insert arranged on the gas inlet side. The existing impurities are thrown outwards under the effect of centrifugal force, slide off the housing wall and are collected in a settling room. Another spark arrester construction for internal combustion engines is based on a similar construction principle, in which gas inlet and gas outlet are arranged coaxially on a cylindrical housing part; At its inlet, the exhaust gases are initially set in a swirling rotational movement by means of a vane insert, throwing out the impurities and flowing through one or more coaxially arranged cylinder inserts with longitudinal slots, the slot-like openings being provided with cover vanes Prevent the sparks from passing through. These known solutions have, according While the exhaust gases impressed swirl flow a relatively low flow resistance, but satisfied as to its purpose, namely the total prevention - of flying sparks, not quite. Particularly when internal combustion engines were operated at full load, glowing combustion residues were repeatedly torn into the open and therefore gave rise to complaints.
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.These disadvantages are in a spark arrester, on the gas inlet side
also a guide vane insert for generating a strong, swirl-like gas flow
is arranged, overcome in such a way that the exhaust gas flow after flowing through the
Swirl body insert with approximately semi-radial flow channels on a baffle plate
is deflected in a direction approximately opposite to the inflow direction and
that the entrained solid and liquid impurities as a result of the effect of centrifugal force
as well as the current drop in speed - within a spacious, shovel-free separation chamber,
which coaxially surrounds the swirler insert, are flung out. Equiaxed
one of two coaxial separators then includes this shovelless separation chamber
Tubular socket formed, cylindrical flow channel, at the end of which a sieve insert
is arranged. This insert widens conically in the flow direction of the exhaust gases,
so that the individual streamlines cut at an angle and possibly still carried along
Combustion residues are pushed outwards at an angle. Before the exhaust gas flow is discharged
In the open air this is then subjected to another change of direction and
Then it flows through another sieve insert, which closes on the same axis
the first is arranged. The mesh size of the two inserts is chosen so
that the openings of the first screen are larger than those of the second. To a possible
Entry of glowing combustion residues from the separation chamber into the
two 'coaxial pipe sockets already formed by the cylindrical flow channel
The passage opening between the two must be largely restricted from the outset
Spaces dimensioned so that their outside diameter is smaller than that of the
Baffle plate. For the purpose of removing the ejected residues from the
Finally, the separating chamber is provided with closable cleaning openings.
The spark arrester according to the invention can either be in a horizontal or vertical position,
directly to an exhaust pipe or to an exhaust silencer of a known type
be connected.
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.In the drawing, an embodiment of a spark arrester according to the invention is shown, namely - FIG. 1 shows the entire spark arrester in longitudinal section, FIG. 2 the upper half of the swirl insert. In the spark arrester shown in FIG. still contaminated exhaust gases in the direction of arrow A and are initially set in a powerful rotating flow within a swirl insert. This insert body, the upper half of which is shown in FIG. 2, as seen in the flow direction of the exhaust gases, consists of a conically widening sheet metal cone. 2, on the outer circumference of which curved guide plates 3 are placed. The outer covering takes place by means of a further sheet metal cone 4. In this way, flow channels are formed which diverge in an approximately semi-radial direction. The flow cross-sections delimited by the two sheet metal cone walls 2 and 4 taper like a nozzle and, in addition to the swirl flow forced by the guide vanes 3 , also impose an acceleration flow on the exhaust gases. The combustion gases leaving the swirl insert: 2, 3, 4 at high speed are then hurled against a baffle plate 5 , which is bent over like a plate at its larger edge and which deflects the gas flow in a direction roughly opposite to the direction of flow A. Within a spacious, vaneless separation chamber 6, which coaxially encloses the swirl insert, the solid or liquid impurities contained in the exhaust gases are thrown out as a result of the momentary drop in speed of the powerful rotational movement and under the influence of the centrifugal force; they are deposited in the lower part of the chamber. The jacket of this separation chamber 6 can have either a cylindrical or a conical shape. In the latter case, the conical outer jacket expands against the direction of flow of the incoming exhaust gases. For the purpose of cleaning the separation chamber 6 , it is provided with closable openings 7 and 8 , respectively.
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.A further cylindrical flow channel 9 , which is formed by two coaxial pipe sockets io and ii, adjoins the separation chamber 6 in the axial direction. In order already to prevent entrainment of combustion residues from the chamber 6 into the cylindrical flow passage from the outset largely, the exhaust gases are subjected behind the baffle plate 5 of a repeated sharp change in its flow direction; for this purpose the Außgndurchmesser the passage opening between the chamber 6 and channel 9 is kept smaller than the outer diameter of the baffle plate 5. At the end of the cylindrical flow passage 9 is a conically widening screen insert arranged between the pipe socket 12 io and ii. After another change of direction within the annular space 13 and after flowing through a further sieve insert 14, the mesh size of which is suitably smaller than that of the inserted insert 12, the exhaust gases escape into the open in a completely purified state.