DE1297115B

DE1297115B - Device for afterburning the exhaust gases from internal combustion engines

Info

Publication number: DE1297115B
Application number: DEL46940A
Authority: DE
Inventors: Smith John Accrington; Jackson Squire Ronald
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1964-02-01
Filing date: 1964-02-01
Publication date: 1969-06-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung in zwei senkrecht aufeinanderstellenden Längsschnitzum Nachverbrennen der Auspuffgase von Brenn- ^;ten und - - - - .■-_..-... ^ ..■_..-.The invention relates to a device in two perpendicular longitudinal slices for afterburning the exhaust gases from fuel ^; th and - - - -. ■ -_..-... ^ .. ■ _..-.

kraftmaschinen mit offener Flamme unter Frischluft- F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III derpower machines with an open flame in fresh air- F i g. 3 shows a cross section along line III-III of

zufuhr und Wärmetausch zwischen den nachver'- F i g. 1.supply and heat exchange between the nachver'- F i g. 1.

brannten Gasen und der Frischluft bzw. der zuströ- 5 Die Vorrichtung besteht aus einem langgestreckten menden Auspuffgase, deren Zündung durch ein Gehäuse 10 von ovalem Querschnitt mit zwei paral-Zündelement in einer rohrförmigen Brennkammer lelen Seitenflächen, die durch halbkreisförmige Enderfolgt, die mit allseitigem Abstand in einem langge- flächen verbunden sind. Das Eintrittsende des Gestreckten Gehäuse angeordnet ist, welches am einen häuses 10 ist verjüngt, so daß ein kurzer zylindrischer Ende einen Einlaß für die Auspuffgase und am ande- io Stutzen 11 gebildet wird, auf dem ein Ring 12 angeren Ende einen Auslaß für die nachverbrannten Gase ordnet ist. Das gegenüberliegende Austrittsende des hat und von einem der Frischluftzuführung dienen- Gehäuses hat einen gestuften Ring 13 und eine hieran den, einen Frischlufteinlaß aufweisenden Mantelrohr befestigte Hülse 14, deren freies Ende ebenfalls einen mit Abstand umgeben ist, so daß zwischen dem die kurzen zylindrischen Stutzen 15 bildet, auf dem ein Brennkammer aufnehmenden Gehäuse und dem 15 Ring 16 liegt. Die Ringe 12 und 16 dienen zur AbMantelrohr ein Kanal für die Zuleitung der Frischluft Stützung der gegenüberliegenden Enden eines Manin die Brennkammer gebildet wird. telrohrs 17 für die Frischluftzufuhr, welches das Ge-burned gases and the fresh air or the inflowing 5 The device consists of an elongated Menden exhaust gases, their ignition by a housing 10 of oval cross-section with two paral-ignition elements in a tubular combustion chamber lelen side surfaces, which are made through semicircular end, which are connected with a distance on all sides in a long area. The entry end of the stretched one Housing is arranged, which is tapered on a housing 10, so that a short cylindrical An inlet for the exhaust gases is formed at the end and at the other end 11, on which a ring 12 is tightened The end of an outlet for the post-burned gases is arranged. The opposite exit end of the has and serve from one of the fresh air supply housing has a stepped ring 13 and one on it the, a fresh air inlet having jacket tube attached sleeve 14, whose free end also has a is surrounded at a distance, so that between which the short cylindrical nozzle 15 forms on which a Combustion chamber receiving housing and the 15 ring 16 is located. The rings 12 and 16 are used to remove the jacket tube a duct for the intake of fresh air supporting the opposite ends of a manin the combustion chamber is formed. telrohrs 17 for the fresh air supply, which the

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll die giftigen häuse 10 mit Abstand umschließt. Der Stutzen 11 an Bestandteile von Auspuffgasen durch Nachverbren- dem Eintrittsende bildet den Einlaß für die Auspuffnen unschädlich machen. ^a° gase, der an das Auspuffrohr einer Brennkraft-The inventive device is intended to enclose the poisonous housing 10 at a distance. The connector 11 on components of exhaust gases by afterburning the inlet end forms the inlet for rendering the exhausts harmless. ^a ° gases that flow to the exhaust pipe of an internal combustion

Dabei ist es wichtig, daß zwischen den nachver- maschine angeschlossen werden kann. Der Stutzen 15 brannten Auspuffgasen, den zuströmenden Auspuff- an dem Austrittsende des Gehäuses bildet den Ausgasen und der Frischluft ein guter Wärmetausch laß für die Verbrennungsprodukfe und ist so ausgestattfindet und daß sich die nachzuverbrennenden bildet, daß an ihn ein Abgasrohr oder ein anderer Gase und die Frischluft erst in oder nahe der Ver- 25 Teil der Auspuffanlage angeschlossen werden kann, brennungskammer mischen, damit keine Frühzün- An dem auf der Eintrittsseite liegenden Ende desIt is important that it can be connected between the post-processing machines. The nozzle 15 burned exhaust gases, the inflowing exhaust at the outlet end of the housing forms the exhaust gases and the fresh air allows a good heat exchange for the combustion products and is so equipped and that the afterburning forms that to him an exhaust pipe or another Gases and fresh air can only be connected in or near the 25 part of the exhaust system, Mix the combustion chamber so that there is no early ignition

dung eintritt. Mantelrohrs 17 ist ein Lufteinlaßrohr 18 angeordnet,entry occurs. Jacket pipe 17, an air inlet pipe 18 is arranged,

Ein bekannter Nachbrenner für Auspuffgase durch das Verbrennungsluft von einer geeigneten (USA.-Patentschrift 1 848 990) hat den Nachteil, daß Quelle in das Rohr 17 eingeführt werden kann,
die Verbrennung in einer Brennkammer am Auslaß- 30 In dem Gehäuse .10 liegt mit allseitigem Abstand ende der Vorrichtung und ein Wärmetausch nur im eine Brennkammer 19. Die Brennkammer ist an dem mittleren Teil der Vorrichtung erfolgt. Da bei diesem Eintrittsende der Vorrichtung durch eine topfförmige. bekannten Brenner die zuströmenden Auspuffgase Kappe 20 kugeliger Form abgeschlossen. Zum Ausbereits unmittelbar nach ihrem Eintritt in die Vor- trittsende hin ist die Brennkammer gegenüber dem richtung mit der Frischluft vermischt werden, besteht 35 Abgasauslaß offen. Das obere Ende 20 der Brenndie Gefahr, daß schon vor Erreichen der Brenn- kammer 19 wird mit einem gewellten Band 21 im kammer eine Zündung eintritt. Abstand vom Gehäuse gehalten. Durch die WandungA known afterburner for exhaust gases through the combustion air from a suitable (U.S. Patent 1,848,990) has the disadvantage that the source can be introduced into the pipe 17,
the combustion in a combustion chamber at the outlet 30 in the housing .10 is at a distance on all sides at the end of the device and heat is only exchanged in one combustion chamber 19. The combustion chamber is in the middle part of the device. Since at this entry end of the device by a cup-shaped. known burner completed the inflowing exhaust cap 20 spherical shape. In order to be able to work out immediately after its entry into the forward end, the combustion chamber is opposite to the direction in which the fresh air is mixed, there is an exhaust gas outlet open. The upper end 20 of the combustion, with a corrugated band 21 in the chamber, runs the risk of ignition taking place before the combustion chamber 19 is reached. Maintained distance from the housing. Through the wall

Demgegenüber ist der Wärmetausch bei der Er- des Mantelrohrs 17 und des Gehäuses ist eine Haltefindung dadurch bedeutend besser, daß der Frisch- rung für eine Zündkerze oder ein anderes Zündungslufteinlaß des Mantelrohrs am den Auspuffgaseinlaß 4° element 22 hindurchgeführt. An das Austrittsende aufweisenden Ende des Gehäuses angeordnet ist und der Brennkammer ist an der Innenwandung das der zwischen dem Gehäuse und dem Mantelrohr be- innere Ende der Hülse 14 angeschweißt, während der findliche Frischluftkanal am den Gasauslaß aufwei- gestufte Ring 13 am Außenumfang angeschweißt ist, senden Ende des Gehäuses mit einem im Gehäuse der seinerseits mit dem Ende des Gehäuses 10 verliegenden, im Bereich der Nachverbrennungszone der 45 schweißt ist. Hierdurch wird einerseits die Brenn-Brennkammer mündenden Rohrkanal verbunden ist kammer in gewissem Abstand innerhalb des Gehäuses und daß in die im Gehäuse mit Abstand angeordnete, festgelegt und andererseits das Gehäuse gegenüber zum Gasauslaß hin geöffnete rohrförmige Brennkam- dem Auslaß verschlossen.In contrast, the heat exchange on the ground of the jacket pipe 17 and the housing is a holding device significantly better because of the freshness for a spark plug or other ignition air inlet of the jacket pipe on the exhaust gas inlet 4 ° element 22 passed. To the exit end having the end of the housing is arranged and the combustion chamber is on the inner wall the inner end of the sleeve 14 between the housing and the jacket tube is welded on, while the Sensitive fresh air duct is welded to the gas outlet widened ring 13 on the outer circumference, send end of the housing with one in the housing which in turn lies with the end of the housing 10, in the area of the post-combustion zone where 45 is welded. On the one hand, this creates the combustion chamber opening pipe channel is connected chamber at a certain distance within the housing and that in the spaced apart in the housing, fixed and on the other hand the housing opposite The tubular combustion chamber opened towards the gas outlet is closed to the outlet.

mer ein weiterer Rohrkanal für die Zuleitung der Innerhalb der Brennkammer 19 ist mit AbstandAnother pipe channel for the supply line to the inside of the combustion chamber 19 is at a distance

Auspuffgase in die Brennkammer führt, der den 5° ein erstes Rohrteil 23 gelagert, das einen ähnlichen, Rohrkanal für die Frischluftzuführung mit Abstand jedoch kleineren Querschnitt wie das Rohr der umgibt, derart, daß sowohl die nachzuverbrennenden Brennkammer aufweist. Axial in diesem ersten Rohr-Auspuffgase als auch die Frischluft in den vonein- teil 23 liegt ein zweites Rohrteil 24 von kreisförmiander getrennten Kanälen zwischen dem Mantelrohr gem Querschnitt. Das Rohrteil 23 erstreckt sich vom und dem Gehäuse bzw. dem Gehäuse und der rohr- 55 Austrittsende des Gehäuses zur Brennkammer und förmigen Brennkammer vom Gaseintrittsende zum ist an seinem Ende verjüngt; am anderen Ende steht Gasaustrittsende des Gehäuses hin und dann in es in Verbindung mit dem Kanal zwischen den im Gegenrichtung umgelenkt über die Rohrkanäle in die Abstand voneinander angeordneten rohrförmigen Brennkammer strömen, während die nachverbrann- Teilen des Gehäuses 10 und der Brennkammer 19. ten Auspuffgase durch einen Kanal an der Außen- 60 Die Verbindung wird durch ein Paar einander seite des Rohrkanals dem Auslaß zuströmen. gegenüberliegender Teile 25 hergestellt, die KanäleExhaust gases leads into the combustion chamber, which supports the 5 ° a first pipe part 23, which has a similar, Pipe duct for the fresh air supply with a smaller cross-section than the pipe surrounds in such a way that both the combustion chamber to be post-burned. Axially in this first pipe exhaust As well as the fresh air in the one part 23, there is a second tubular part 24 of circular shape separate channels between the jacket pipe according to cross section. The pipe part 23 extends from and the housing or the housing and the tubular 55 outlet end of the housing to the combustion chamber and shaped combustion chamber from the gas inlet end to is tapered at its end; at the other end Gas outlet end of the housing and then into it in connection with the channel between the im Opposite direction deflected over the pipe channels in the spaced apart tubular Combustion chamber flow, while the Nachverbrann- parts of the housing 10 and the combustion chamber 19. th exhaust gases through a duct on the exterior 60 The connection is made by a pair of each other side of the pipe channel flow towards the outlet. opposing parts 25 made, the channels

Neben dem günstigen Wärmetausch hat der er- bilden und um die herum die Verbrennungsprodukte fmdungsgemäße Nachbrenner den Vorteil, daß die aus der Brennkammer 19 zum Auslaß strömen. Das Mischung der Frischluft mit den Abgasen am Ende auf der Austrittsseite liegende Ende des zweiten zweier konzentrischer Rohre sehr innig ist. 65 Rohrteils 24 ist über ein einziges, querverlaufendesIn addition to the favorable heat exchange, it has the formation of and around the combustion products Afterburners according to the invention have the advantage that they flow out of the combustion chamber 19 to the outlet. That Mixing of the fresh air with the exhaust gases at the end of the second end on the outlet side two concentric tubes is very intimate. 65 pipe part 24 is over a single, transverse

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der und einen Kanal bildendes Teil 26 mit dem Mantel-Erfindung dargestellt. Es zeigen rohr 17 verbunden. Das gegenüberliegende Ende desIn the drawing is an embodiment of the and a channel forming part 26 with the sheath invention shown. It show pipe 17 connected. The opposite end of the

F i g. 1 und 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung Rohrteils 24 ist leicht verjüngt und endet im BereichF i g. 1 and 2 the device according to the invention tubular part 24 is slightly tapered and ends in the area

des verjüngten Endes des ersten Rohrteils 23. Das Eintrittsende dieses ersten Rohrteils 23 wird von Stützbügeln 27 innerhalb der Brennkammer 19 mit Abstand von dieser gehalten, während für die Halterung des zweiten Rohrteils 24 Stützbügel 28 in Nähe des Eintrittsendes des ersten Rohrteils 23 vorgesehen sind. Die Austrittsenden der beiden Rohrteile 23 undof the tapered end of the first pipe part 23. The entry end of this first pipe part 23 is of Support brackets 27 held within the combustion chamber 19 at a distance therefrom, while for the holder of the second pipe part 24, support bracket 28 is provided in the vicinity of the entry end of the first pipe part 23 are. The exit ends of the two pipe parts 23 and

24 sind jeweils gegenüber dem Gehäuse durch die Wandungen der obenerwähnten kanalbildenden Teile24 are each opposite the housing through the walls of the above-mentioned channel-forming parts

25 und 26 abgestützt, die quer zur Längsachse des to Gehäuses 10 angeordnet sind.Supported 25 and 26, which are arranged transversely to the longitudinal axis of the housing to 10th

Die Auspuffgase strömen von der Einlaßseite durch den Kanal zwischen dem Gehäuse 10 und der Brennkammer 19 zu den ein Kanalpaar bildenden Teilen 25, dann in Gegenrichtung durch den Kanal zwischen dem ersten Rohrteil 23 und dem zweiten Rohrteil 24 zu der Brennkammer. Gleichzeitig strömt Luft vom Lufteinlaß 18 durch das Mantelrohr 17, die über den Querkanal 26 umgelenkt wird und dann in Gegenrichtung durch das zweite Rohrteil 24 in die ao Brennzone strömt, wo sie mit den Auspuffgasen zusammentrifft. Die Verbrennungsprodukte strömen am Außenumfang des Rohrteils 23 zum Auslaß hin.The exhaust gases flow from the inlet side through the channel between the housing 10 and the Combustion chamber 19 to the parts 25 forming a channel pair, then in the opposite direction through the channel between the first pipe part 23 and the second pipe part 24 to the combustion chamber. Simultaneously flows Air from the air inlet 18 through the jacket tube 17, which is deflected over the transverse channel 26 and then flows in the opposite direction through the second pipe part 24 into the ao combustion zone, where it meets the exhaust gases. The combustion products flow on the outer circumference of the pipe part 23 towards the outlet.

Claims

Patent claims:

1. Device for afterburning the exhaust gases from internal combustion engines with open Flame with fresh air supply and heat exchange between the post-burned gases and the Fresh air or the incoming exhaust gases, which are ignited by an ignition element in a tubular combustion chamber takes place, which is spaced on all sides in an elongated housing is arranged, which at one end has an inlet for the exhaust gases and at the other End has an outlet for the post-burned gases and one of the fresh air supply serving, a fresh air inlet having jacket pipe is surrounded at a distance, so that between the housing accommodating the combustion chamber and the jacket tube a channel for the supply line the fresh air is formed in the combustion chamber, characterized in that within the at the exhaust gas inlet (11) of the housing (10) closed in a manner known per se by a baffle wall (20) to the outlet (15) towards the open combustion chamber (19) with a spacing on all sides a pipe duct (23) for the exhaust gases and a pipe duct (24) for the fresh air is arranged within this in a manner known per se is that formed between the combustion chamber and the housing at the gas outlet end of the housing Annular channel or with the one formed between the housing and jacket tube (17) at the exhaust gas inlet end of the housing are connected to a fresh air inlet (18) having an annular channel and in the Area of the arranged in a manner known per se near the closed end of the combustion chamber Ignition element (22) open into the combustion chamber.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that jacket tube, housing. Combustion chamber and pipe channels are arranged coaxially in a manner known per se.

1 sheet of drawings