专利名称：内燃机驱动的工作设备的排气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机驱动的手动控制工作设备的排气装置，其具有如权利要求1前序部分所述的特征。
背景技术：
手动控制的工作设备，例如修剪树篱用的大剪刀、自由切割器、链锯或类似设备由内燃机驱动，该内燃机在通常设计中损失润滑。尤其是在应用两冲程发动机的设计时，在引入发动机中的燃料/空气混合物中包含有少量的润滑油成分，该润滑油成分在经过发动机之后以细雾的形式与产生的废气流一起被导引到外界。除了上述的油雾之外，燃烧残余物、空气湿气或类似物质也可能形成雾气，这种现象在四冲程马达中也可见到。
很明显，废气流中的上述物质倾向于在排气装置的内表面上形成一层凝结物膜。在一定的结构形式中可以看到，凝结物膜在废气流的方向上传递。在废气管的排出端区域可以形成凝结汇聚物，该凝结汇聚物在排出端滴下，或者甚至在排气管的外侧面向发动机的方向回流。这导致恼人的污染，从而有必要经常清洁工作设备。
发明内容
本发明的任务就是改进前述类型的排气装置，从而避免出现污染。
这个任务通过具有权利要求1所述特征的排气装置实现。
提供了一种内燃机驱动的工作设备的排气装置，其中在排气管的内壁上设置有使气流横截面变窄的、环绕的凝结物引导元件。凝结物引导元件在圆周方向上的环绕的结构阻止了凝结物膜在废气流方向上的运动。凝结物引导元件从排气管的内壁径向向内延伸。积累起来或在排气管壁上沉积的凝结物在该区域内积聚起来并被沿径向向内转向。同时，由于凝结物引导元件径向向内延伸，环绕的凝结物引导元件使自由的气流横截面变窄。废气流的速度在此局部提高。由于废气流的流速度提高了，积累起来的和向内引导的凝结物被携带并输送到外界。避免了凝结物从排气管中滴出。
在另一个优选改进方案中，排气管连接在一个排气消声器后，其中凝结物引导元件位于排气消声器之外的管区段中。排气管在外面的管区段没有热的废气环流。相对冷的环境有利于凝结物形成。凝结物引导元件在该区域中的设置导致了废气流中的凝结物质几乎直接在凝结物形成的地方再作用。也就可靠地避免了更多的凝结物积累和由此产生的形成液滴的危险。
凝结物引导元件有利地设置于直接靠近排出端的上游处。阻碍了导回到废气流中的凝结物质重新凝结或沉积。
在一个优选实施例中，凝结物引导装置在其横截面上形成一个废气流的分离点。在此选择的分离点的概念不局限于有角的棱角形状。它包括所有能使排气管的气流截面变窄，并且与文杜利形成不同能产生后续形成旋涡地从表面分离的气流分离效果的空气动力学的形状。凝结物引导元件的流动轮廓和后续的旋涡形成促进了壁侧的凝结物膜上的废气流的携出作用。
卷起的凝结物液滴被带到了废气流的内部的近轴区域，这使在后面的管壁上产生新的沉积变得困难。
在一个合适的改进方案中，凝结物引导元件沿着排气管的内壁螺旋状延伸。轴向延伸的螺旋线形状在有限的程度内允许凝结在壁侧的沉积的凝结物膜沿轴向运动，进而在凝结物引导元件的轴向延伸部分上分布。如果凝结物在凝结物引导元件的长度上分布，凝结物引导元件可以更有效地将沉积的凝结物导回到废气流中。当结构尺寸较小时，为了足够的引导作用所需的螺旋数量在两个螺旋到六个螺旋之间，其中优选的为带有四个螺旋的实施例。
在一个有利的实施方案中，凝结物引导元件以其下游端导入到排气管中间轴线区域内。在凝结物引导元件结构长度上没有被导回到废气流中的剩余凝结物沿废气流动方向在凝结物引导元件处流动直到到达凝结物引导元件的下游端。其中，这些凝结物被引导到能更好地被废气流接纳并导出的中间轴线区域。剩余凝结物的形成就被避免了。
在合理的实施方案中，凝结物引导元件做成螺旋状的线弹簧形式。线横截面做成圆形形状是有效的，既为了收集沉积的凝结物流也为了以废气流旋涡形成地引流。这种有利的作用还伴随着简单且便宜的结构方式。
最好线弹簧的上游端径向向内弯折。该向内弯折的线端可以简单的方式用作装配辅助结构。同时，该突出到气流横截面的线端用于形成旋涡从而更好地重新接纳凝结物。
在有利的实施方案中，线弹簧径向预张紧地被固定在排气管中。径向预张紧除了产生可靠的位置固定，还导致弹簧与内壁之间的压紧力。在该区域内，值得注意的是密封作用。凝结物膜不能透过线弹簧与管壁之间。此外，凝结物膜被围绕着线弹簧的线横截面径向向内转向，其中重新输入到废气流的特性最优。
在下面结合附图进一步说明本发明的实施例。图示为图1以带有用框图表示的排气装置的修剪树篱用的大剪刀为例的手动工作设备的简图；图2图1所示结构的排气管及设置于其中的凝结物引导元件立体透明视图；图3图2所示结构的凝结物引导元件的线横截面区域处流动特性的截面放大示意图；图4图2所示线弹簧形式的凝结物引导元件立体零件图；图5具有在中间轴线区域被拉伸的线端的、图4所示线弹簧的变形。
具体实施例方式
图1显示了以内燃机1驱动的、以修剪树篱用的大剪刀为例的手动工作设备的立体图。除了修剪树篱用的大剪刀，还可以是自由切割器、磨切机、链锯或类似设备。
没有进一步详细显示的内燃机1固定在壳体17中，并几乎完全被壳体17遮住。在此所示的视图中，只能看到内燃机1的火花塞插头20以及用于起动内燃机1的起动手柄19。
为了导向修剪树篱用的大剪刀，设有一个前手柄15和一个后手柄16，由此可以将由内燃机1驱动的剪刀片18沿要剪切的植物导向。
在所示实施例中，内燃机1为具有损耗润滑的两冲程内燃发动机，在其工作所用的燃料中混入了润滑油成分。也可以是在例如四冲程发动机的发动机上设有分离润滑剂箱的独立润滑及至少几乎没有损耗的润滑。
在内燃机1工作时产生的废气通过由壳体17遮住、并在图上示意性地用框图表示的排气装置排出到外界。该排气装置为此包括排气消声器7和在气流方向上后置的排气管2。由箭头3表示的废气流首先经过排气消声器7，然后流过排气管2，直到在排气管2的自由排出端4处流到外界。为了形成引导气流的连接，排气管2的内管区段9伸入到排气消声器7中。排气管2在此下游的管区段8在排气消声器7壳体外伸展。在紧临排气端4处，在其上游在位于外面的管区段8中设有示意表示并在后面进一步详细说明的凝结物引导元件6。
图2为图1所示的排气管2的放大透明视图。排气管2有圆形的横截面且沿着中间轴线12伸展。在排出端4处设置有凝结物引导装置6，在所示的实施例中该凝结物引导装置6制成螺旋状的线弹簧14形式。该螺旋状的线弹簧14或者螺旋弹簧在径向预紧条件下被推入排气管2的靠近排出端4的自由端。由于径向预紧作用，线弹簧被摩擦连接和形状配合连接地固定位置，并且在内侧上抵住排气管2的内壁5。为了轴向位置固定线弹簧14，排气管2的排出端4处还设有示意表示的轴向定位装置。
排气管2在凝结物引导元件6的上游上使废气流3具有不受干扰的圆形气流横截面。该气流横截面由于在排气管2圆周方向上多次环绕且从内壁5径向向内抬起的线弹簧14而变窄。
在图3中示意性地放大显示了凝结物引导元件6处的气流特性。线弹簧14(图2)的线22的圆形横截面压在排气管2的内壁5上。废气流3流向用流动线表示，为了更清楚，这里只用两条靠近壁的流动线27表示。沿线22逆流而上，在内壁5处沉积有凝结物膜23。由于与废气流之间的交换作用及必要时在的重力作用下，该凝结物膜23使沿废气流3朝排出端4的方向(图2)移动。从图3所示可知，凝结物膜23结果在线22上游处被拦住，被凝结物引导元件6离开内壁5在向中间轴线12(图2)的方向上被引导。
所选择的线22的圆形横截面的空气动力学形状导致废气流3层流的中断。与内壁5间距最大的上游处形成有分离点26，在该分离点26后面，气流从凝结物引导元件6的表面及内壁5的后续区段分离。这形成了所示的旋涡25。与线22的横截面相关的分离点26在线材的长度上形成绕中间轴线(图2)的分离线，因此至少相当一部分靠近壁的废气流3在凝结物引导元件6下游产生涡流。除了所示线22的圆形横截面外，还可以采用其他的合适的横截面形状，例如能形成空气动力学分离点26的、有棱角的横截面形状。
由于凝结物引导元件6作用使自由气流横截面变窄导致用图上气流线27变小的间距来表示的废气流3的局部加速，并且该废气流3的局部加速大致在凝结物引导元件6相对内壁5的最大径向高出的区域内达到其最大值。废气流3和/或重力引导凝结物膜23绕过线22的横截面直到到达前述区域。在那里，高的气流速度与分离的旋涡一起使凝结物膜3分离成单个的、示意表示的液滴24，液滴24被废气流3向前推动，却不会再沉积于内壁5上。分离点26和液滴24与内壁5间隔一段径向距离，以避免产生新的凝聚。
图4显示了图2所示线弹簧14的零件立体图。线弹簧14合适地包括两到六个螺纹状的螺旋10。在所示的实施例中，规定了基本大于四个螺旋10的线圈绕数。线弹簧14在其上游端13处径向向内弯折，从而该端13在废气流3的气流横截面(图2)上向内突出。
图4所示线弹簧14的一个变形如图5所示，其与废气流3的气流方向(图2)相关且在下游末端11从圆周侧延伸的螺旋10径向向内直到到达线弹簧14的纵轴线28。在那里下游的末端11在纵轴线28的方向上弯曲。在装配状态下，螺旋10就象图2和4所示实施例中那样螺旋形地靠在排气管2的内壁5上。其中，纵轴线28与排气管2的中间轴线12(图2)重合。由此，线弹簧14下游端11至少近似地位于排气管2的中间轴线12或位于废气流3的气流横截面的中心处。图5的实施例的其他的特征及附图标记与图4中相同。
在此所示的实施例中，凝结物引导元件6制成螺旋形的线弹簧14。也可以有利地是板条、排气管2的圆周壁上的轮廓压制或类似的其它形式。除了螺旋形的曲线走向外，圆环形的孔板式结构也是可以的，其中也可以串联设置的若干圆形片。
权利要求
1.一种由内燃机(1)驱动的工作设备的排气装置，尤其是修剪树篱用的大剪刀或类似工作设备的排气装置，其包括用于废气流(3)的排气管(2)，其中所述排气管(2)通过排出端(4)与外界连通，其特征在于，在排气管(2)的内壁(5)上设置有使气流横截面变窄的环绕的凝结物引导元件(6)。
2.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述排气管(2)接在排气消声器(7)后面，其中所述凝结物引导元件(6)位于排气消声器(7)外部的管区段(8)处。
3.如权利要求1或2所述的排气装置，其特征在于，所述凝结物引导元件(6)在上游紧临排出端(4)。
4.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述凝结物引导元件(6)在其横截面上形成有废气流(3)的分离点(26)。
5.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述凝结物引导元件(6)沿着排气管(2)的内壁(5)螺旋形延伸。
6.如权利要求5所述的排气装置，其特征在于，所述凝结物引导元件(6)具有大约两个到六个螺旋(10)，尤其是四个螺旋(10)。
7.如权利要求5或6所述的排气装置，其特征在于，所述凝结物引导元件(6)的下游端(11)被引导到排气管(2)的中间轴线(12)区域上。
8.如权利要求5所述的排气装置，其特征在于，所述凝结物引导元件(6)为螺旋形的线弹簧(14)。
9.如权利要求8所述的排气装置，其特征在于，所述线弹簧(14)在其上游端(13)处径向向内弯曲。
10.如权利要求8或9所述的排气装置，其特征在于，所述线弹簧(14)径向预紧地被固定在排气管(2)中。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机(1)驱动的工作设备的排气装置，尤其是修剪树篱用的大剪刀或类似工作设备的排气装置。该排气装置包括用于废气流(3)的排气管(2)，其中所述排气管(2)通过排出端(4)与外界连通。在排气管(2)的内壁(5)上设置有使气流横截面变窄的环绕的凝结物引导元件(6)。
文档编号F01N3/00GK1782338SQ200510128530
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月28日 优先权日2004年11月26日
发明者B·胡伯尔 申请人:安德烈亚斯·斯蒂尔两合公司