Vorrichtung zur Nachverbrennung dar Auspuffgase von Verbrennungsmotoren. Die Erfahrung zeigt, dass die Auspuff gase von Verbrennungsmotoren, Explosions- und Einspritzmotoren auf den menschlichen Organismus schädlich wirken. Automobil motoren zum Beispiel, die in ungenügend be lüfteten Räumen laufen, können dort, wie Unfälle gezeigt haben, tödliche Vergiftungen verursachen.
In engen und verkehrsreichen Strassen bilden die Auspuffgase der Auto mobilfahrzeuge eine Crefahr für die Gesund heit der Bevölkerung, weil sie schon in klei nen Mengen eingeatmet, schädlich wirken. Es sind Vorschläge bekannt geworden, diese Auspuffgase zu entgiften, indem dieselben in einer an den Auspufftopf angeschlossenen oder diesen ersetzenden Nachverbrennungs- kammer durch Ejektoren unter Ausnützung der Strömungsenergie der Auspuffgase mit Frischluft gemischt und die unverbrannten Teile durch elektrische Funken entzündet und verbrannt werden.
Gemäss diesen Vor schlägen besitzen die Vorrichtungen zur Nachverbrennung der Auspuffgase keine die Flammen in der Vorrichtung zurückbehalten- ,den Einrichtungen, so dass in denselben keine für die Umgebung explosions- und feuer sichere Nachverbrennung stattfinden kann, was ganz besonders in Garagen gefährlich ist, wo in der mit benzin-, benzol- und kohlenstoffmonoxydhaltigen Luft eine bei bei der Nachverbrennung austretende Stich flamme aus der Vorrichtung eine heftige Explosion verursachen kann.
Da bei den be kannten Vorrichtungen keine schalld#Lmpfen- den Mittel eingebaut sind, waren die Nach verbrennungen von mehr oder minder starken Detonationen begleitet. Ferner sind bei diesen bekannten Vorrichtungen an den jeweiligen Ejektoren, welche die Frischluft abmessen und zuleiten sollen, keine Organe vorgesehen, mit welchen. die Luftzufuhr entsprechend der Motorengrösse eingestellt werden kann, so dass stets ein zündfähiges Gasluftgemisch gebil det wird, insbesondere in Leerlauf des Ver brennungsmotors,
bei welchem in Räumen erfahrungsgemäss die meisten Vergiftungsun fälle stattfinden.
Bei der Vorrichtung zur Nachverbren- nung der Auspuffgase von Verbrennungs motoren unter Frischluftzuführung gemäss vorliegender Erfindung sind an einem vorn und hinten offenen Verbrennungsgehäuse beiderends und in einem eine Mischkammer mit einer Zündkammer verbindenden Rohr Flammen zurückhaltende Einrichtungen vor gesehen.
Ferner sind die Mischkammer, die Zündkammer und ein Flammrohr daran mit Lufteinlassschltizen versehen, von denen sie an der Mischkammer und an der Zündkam mer durch rohrförmige Schieber eingestellt werden können.
Die Zeichnung stellt als Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes eine Vorrichtung zur Nachverbrennung der Aus puffgase bei Automobilmotoren dar, und zwar zeigt: Abb. 1 einen Längsschnitt tdurch die Vor richtung, Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B in Abb. 1 in der Pfeilrichtung ge sehen, Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie C-D in Abb. 1 in der Pfeilrichtung ge sehen.
Am Ende der am Automobil nach hinten gerichteten Auspuffleitung 1 ist vermittelst Flanschen 2 das Zuleitungsrohr 3 angeschlos sen, welches in eine zylindrische Mischkam mer 4 mit Lufteinlasssehlitzen 5 mündet, Diese können vermittelst eines rohrförmigen, auf,der Mischkammer in achsialer Richtung verstellbaren, mit einem sich in der Fahrrich tung zu einem Windfangtrichter 30 erweitern den Schieber 6 teilweise verschlossen werden. Eine Stellschraube 7 ermöglicht das Feststel len des Schiebers 6 in der eingestellten Lage.
Die Mischkammer 4A mündet in den Gemisch auffangtrichter 8 am Rohr 9, .das in einer Flucht mit dem Zuleitungsrohr 3 angeordnet ist. Das Rohr 9 mündet über ein Flammen zurückbehaltendes Sieb 11 in die zu ihm ko- achsiale Zündkammer 10. Die Zündkammer ist gegenüber :dem Mischrohr 9 erweitert und besitzt einen zylindrischen Teil, der in ein sich schwach verjüngendes Flammrohr 27 führt.
Der zylindrische Teil der Zündkammer 10 und das Flammrohr 27 besitzen Luft einlassschlitze 12. DieSchlitze der Zündkam- mer können vermittelst eines rohrförmigen Schiebers 13 auf den zylindrischen Teil der Zündkammer verschlossen werden. Der Schie ber 13 kann an einen Arm 14 in achsialer Richtung verschoben und damit der freie Querschnitt der Lufteinlassöffnungen 12 in der Zündkammer 10 eingestellt werden.
Ein Verbrennungsgehäuse 15 umgibt gleichachsig die Zündkammer und das Flammrohr und ist mit ihnen durch Streben 16 starr verbun den. In die Wand des Verbrennungsgehäuses 15 ist eine Zündkerze 17 mit langen Elektro den eingeschraubt, die mit ihrer Zündfunken strecke 28 durch eine runde Offnung 18 im Schieber 13 und in .der Zündkammer in fliese hineinragen. Ein isoliertes Kabel 19 führt von der Klemme 29 der Zündkerze zu einer nicht gezeichneten Zündkerze des Motors, bei welchen beide Elektroden isoliert sind, und ist :dort an eine der Klemmen der Motorzünd kerze angeschlossen. Der Betätigungsarm 14 des Schiebers 13 geht durch den Schlitz 20 im Verbrennungsgehäuse nach aussen.
Die starr mit dem Arm verbundene Abdeckplatte 21 liegt aussen. am Verbrennungsgehäuse dicht an und verschliesst ,den Schlitz 20 bei jeder Stellung .des Abdeckschiebers. Eine Stellschraube 22 in der Abdeckplatte ermög licht, den Abdeckschieber festzustellen. Das Verbrennungsgehäuse 15 ist vorn offen und zu einem Windfangtrichter 31 erweitert, dessen Einmündung durch ein Flammen zurück behaltendes Sieb 23 abgedeckt ist.
Das Ver- brennnungsgehäuse besitzt hinten einen ach- sial verschiebbaren und durch Stellschrauben 24 feststellbaren rohrförmigen Trichter 25 mit einem Austrittsstutzen, der mit einem Flammen zurückhaltenden Sieb 26 versehen ist.
Die Auspuffgase strömen mit grosser Ge schwindigkeit aus dem Zuleitungsrohr 3 in die Mischkammer 4 gegen die Gemischauf- fangdüse und üben dabei auf die Luft in der Mischkammer 4 eine Saugwirkung aus, indem sie diese in den Gemischauffangtrichter 8 und in das Rohr 9 hinein reissen, wo eine innige Vermischung der Gase mit der Luft stattfindet.
Das Gasluftgemich strömt in die Zündkammer 10, wird durch an der Zünd funkenstrecke 28 der Zündkerze 17 über springende elektrische Funken entzündet und verbrennt infolge der reichlichen Luftzufuhr finit blauer, nichtleuchtender, geräuschloser Flamme. Die beiden Schieber 6 und 13 er möglichen die Luftzufuhr der Motorengrösse so anzupassen, dass auch beim geringsten Kohlenogydgehalt,der Auspuffgase die Zün dung noch sicher erfolgt.
Auf dem Wege bis zur Zündkammer 10 gleicht sich die unmittel bar hinter den Arbeitszylindern des Motors stossweise erfolgende Strömung .der Auspuff gase soweit aus, dass die Flamme stetig fort brennen würde, wenn sie einmal entzündet ist. Trotzdem ist aber die Zündkerze 17 mit einer der Motorenzylinder-Zündkerzen in Serie geschaltet, so dass jeweils an beiden Kerzen Funken überspringen. Dadurch ist ge währleistet, da.ss das Gemisch in der Zünd- kammer in kurzen Zeitabständen immer wie der neu entzündet -wird, für den Fall, dass die Flamme doch einmal erlöschen sollte.
Das Verbrennungsgehäuse 15 soll in erster Linie eine Ausbreitung der Flamme oder der von ihr erzeugten Hitze verhindern. Zu diesem Zwecke umgibt es die Zündkammer in einem Abstand, so dass die aus dem Flammrohr mit hoher Geschwindigkeit austretenden Verbren nungsgase in ihm einen Luftzug erzeugen, der die Wandung des Verbrennungsgehäuses kühlt. Die Flammensehutzsiebe 23 und 26 am Vorder- und Hinterende des Verbren nungsgehäuses verhindern ein Herausschla gen von Flammen aus diesen Öffnungen.
Der Trichter 25 am Verbrennungsgehäuse 15 führt alle Reste von unverbrannten Abgasen im Verbrennungsgehäuse, vor deren Austritt durch das Flammen.schutzsieb 26 noch gegen den Strahl der heissen Verbrennungsgase, die der Flammenrohrmündung entströmen, damit sie dort auch noch verbrennen. Der Trichter 25 wird dementsprechend und zugleich so ein gestellt, dass das Flammenschutzsieb 26 nicht durch zu starke Erhitzung flammendurch- lässig wird.
Die Windfangtrichter 30 und 31 bewirken, dass während der Fahrt des Auto mobils, und in noch vermehrtem Masse bei Ge genwind, die Verbrennungsluft den Auspuff gasen mit grösserer Geschwindigkeit zuströmt, als der Saugwirkung der Abgase allein ent sprechen würde. Diese Zuströmgeschwindig- keit wächst im gleichen Sinne wie die Ge schwindigkeit der relativ zum Fahrzeug be wegten Aussenluft. Erhöhte Fahrgeschwin digkeit und zunehmender Gegenwind verlan gen aber eine erhöhte Arbeitsleistung :des Mo tors, so dass diesem mehr Brennstoff pro Kol benhub zugeführt werden muss.
Dadurch sinkt aber das Verhältnis von Verbrennungs- luftmenge zu Brennstoffmenge und der An teil an unverbrannten Bestandteilen in .den Auspuffgasen erhöht sich. Dieser Vermeh rung der brennbaren Bestandteile in den Aus puffgasen entspricht also -eine Vermehrung der Frischluftzufuhr während .der Fahrt.
Device for post-combustion of exhaust gases from internal combustion engines. Experience shows that the exhaust gases from internal combustion engines, explosion and injection engines are harmful to the human organism. For example, automobile engines that run in insufficiently ventilated rooms can, as accidents have shown, cause fatal poisoning.
In narrow and busy streets, the exhaust gases from automobiles pose a threat to the health of the population because even small amounts of them are harmful. Proposals have become known to detoxify these exhaust gases by mixing them with fresh air in an afterburning chamber connected to or replacing the exhaust muffler by ejectors using the flow energy of the exhaust gases and igniting and burning the unburned parts by electrical sparks.
According to these proposals, the devices for afterburning the exhaust gases do not have the flames retained in the device, the facilities, so that no afterburning can take place in the same for the environment, which is particularly dangerous in garages where in The air with gasoline, benzene and carbon monoxide can cause a flash of flame escaping from the device during post-combustion, causing a violent explosion.
Since no sound absorbing agents are built into the known devices, the afterburns were accompanied by more or less powerful detonations. Furthermore, in these known devices, no organs with which are provided on the respective ejectors which are to measure and supply the fresh air. the air supply can be adjusted according to the size of the engine, so that an ignitable gas-air mixture is always formed, especially when the internal combustion engine is idling,
In which, experience has shown, most poisoning accidents take place in rooms.
In the device for afterburning the exhaust gases from internal combustion engines with fresh air supply according to the present invention, flame retarding devices are seen on a combustion housing open at the front and rear and in a pipe connecting a mixing chamber with an ignition chamber.
Furthermore, the mixing chamber, the ignition chamber and a flame tube are provided thereon with air inlet slots, from which they can be adjusted on the mixing chamber and on the ignition chamber by means of tubular slides.
The drawing shows as an embodiment of the subject matter of the invention a device for afterburning the exhaust gases in automobile engines, namely: Fig. 1 shows a longitudinal section through the device, Fig. 2 shows a cross section along the line AB in Fig. 1 in the direction of the arrow ge see, Fig. 3 see a cross section along the line CD in Fig. 1 in the direction of the arrow ge.
At the end of the exhaust pipe 1, which is directed backwards on the automobile, the feed pipe 3 is connected by means of flanges 2, which opens into a cylindrical mixing chamber 4 with air inlet sockets 5 in the direction of travel to a vestibule 30 extend the slide 6 are partially closed. An adjusting screw 7 allows Feststel len the slide 6 in the set position.
The mixing chamber 4A opens into the mixture collecting funnel 8 on the pipe 9, which is arranged in alignment with the supply pipe 3. The tube 9 opens via a screen 11 that retains flames into the ignition chamber 10 coaxial to it. The ignition chamber is opposite the mixing tube 9 and has a cylindrical part which leads into a slightly tapering flame tube 27.
The cylindrical part of the ignition chamber 10 and the flame tube 27 have air inlet slots 12. The slots of the ignition chamber can be closed by means of a tubular slide 13 on the cylindrical part of the ignition chamber. The slide 13 can be moved on an arm 14 in the axial direction and the free cross section of the air inlet openings 12 in the ignition chamber 10 can thus be adjusted.
A combustion housing 15 coaxially surrounds the ignition chamber and the flame tube and is rigidly connected to them by struts 16 to the. In the wall of the combustion housing 15, a spark plug 17 with a long electric is screwed, which protrude with its ignition spark stretch 28 through a round opening 18 in the slide 13 and in .der ignition chamber in tile. An insulated cable 19 leads from the terminal 29 of the spark plug to a spark plug, not shown, of the engine, in which both electrodes are insulated, and is: there connected to one of the terminals of the engine spark plug. The actuating arm 14 of the slide 13 extends outwardly through the slot 20 in the combustion housing.
The cover plate 21 rigidly connected to the arm is on the outside. on the combustion housing tightly and closes the slot 20 in every position of the cover slide. A set screw 22 in the cover plate made light possible to determine the cover slide. The combustion housing 15 is open at the front and widened to form a porch funnel 31, the mouth of which is covered by a screen 23 that retains flames.
At the rear, the combustion housing has an axially displaceable tubular funnel 25, which can be locked by means of adjusting screws 24, with an outlet nozzle which is provided with a screen 26 that retains flames.
The exhaust gases flow at high speed from the supply pipe 3 into the mixing chamber 4 against the mixture collecting nozzle and exert a suction effect on the air in the mixing chamber 4 by tearing it into the mixture collecting funnel 8 and into the pipe 9, where an intimate mixing of the gases with the air takes place.
The gas-air mixture flows into the ignition chamber 10, is ignited by jumping electrical sparks at the ignition spark gap 28 of the spark plug 17 and burns as a result of the abundant supply of air, finite blue, non-luminous, noiseless flame. The two sliders 6 and 13 make it possible to adapt the air supply to the size of the engine so that even with the lowest carbon content in the exhaust gases, ignition still takes place safely.
On the way to the ignition chamber 10, the intermittent flow immediately behind the working cylinders of the engine equalizes the exhaust gases to such an extent that the flame would continue to burn once it was ignited. Nevertheless, the spark plug 17 is connected in series with one of the engine cylinder spark plugs, so that sparks jump over at both plugs. This ensures that the mixture in the ignition chamber is always re-ignited at short intervals, in the event that the flame should go out.
The primary purpose of the combustion casing 15 is to prevent the flame or the heat generated by it from spreading. For this purpose, it surrounds the ignition chamber at a distance so that the combustion gases emerging from the flame tube at high speed generate a draft in it that cools the wall of the combustion housing. The flame protection screens 23 and 26 at the front and rear ends of the combustion housing prevent a knockout of flames from these openings.
The funnel 25 on the combustion housing 15 guides all the remains of unburned exhaust gases in the combustion housing, before they exit through the Flammen.schutzsieb 26 against the jet of hot combustion gases flowing out of the flame tube mouth so that they also burn there. The funnel 25 is set accordingly and at the same time in such a way that the flame protection screen 26 does not become flame-permeable due to excessive heating.
The vestibule funnels 30 and 31 cause the combustion air to flow into the exhaust gases at a greater speed than the suction effect of the exhaust gases alone would correspond to while the car is driving, and to an even greater extent in the event of a headwind. This inflow speed increases in the same way as the speed of the outside air moving relative to the vehicle. However, increased driving speed and increasing headwinds require more work: the engine, so that more fuel has to be fed to it per piston stroke.
As a result, however, the ratio of the amount of combustion air to the amount of fuel decreases and the proportion of unburned components in the exhaust gases increases. This increase in the combustible components in the exhaust gases corresponds to an increase in the supply of fresh air during the journey.