Verfuhren und Vorrichtung zur Reinigung der Abgase -von Verbrennungsmotoren. Die Verbrennung der Betriebsstoffe im Motor ist nie eine ganz vollständige, die Aus puffgase enthalten infolgedessen noch un- verbrannte Betriebsstoffe (Kohlenwasser stoffe) oder Produkte, welche durch teilweise Verbrennung aus ihnen entstehen; neben un angenehmen Geruchstoffen insbesondere auch das hochgiftige Kohlenoxyd. Ander seits können auch Anteile des Schmieröl: in die Auspuffgase gelangen.
Man hat sich schon verschiedentlich be müht, diese Stoffe aus den Auspuffgasen zii entfernen, da sie eine schwere gesundheitliche Grefahr bilden, ja unter Umständen die Ver wendung der Motore zu gewissen Zwecken überhaupt unmöglich machen. Die bisherigen Bemühungen zielten durchweg dar auf ab, die erwähnten Stoffe durch entsprechendes Fil termaterial chemisch oder physikalisch zu rückzuhalten.
Der gewünschte Effekt konnte nicht erzielt werden, teils weil solche Filter einen zu hohen Strömungswiderstand be- sitzen, teils weil,sie nicht fähig sind, bei der höhen ,Strömungsgeschwindigkeit alle Bei- mengungen zu entfernen, und teils weil schliesslich ihre Kapazität für die Beimen gungen der grossen Auspuffga,smengen, wel che filtriert werden müssen, zu gering ist. Manche Stoffe, wie das Kohlenoxyd, lassen sich auf diese Weise überhaupt nicht ent fernen.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Verbrennungs motoren, von denen in ihnen enthaltenen un- verbrannten und halbverbrannten Resten von Betriebsstoff und Schmieröl, wobei die er- wKhnten Stoffe durch Katalysatorenschichteii geführt werden, durch die sie zu Kohlenwäiire und Wasser verbrannt werden.
Erfindungsgemäss gelingt die Reinigung der Abgase ohne Schwierigkeiten. Es -#% ird sozusagen zu. der nie vollständigen Ver brennung im Motor noch eine zusätzliche Restverbrennung hinter dem Motor ein geschaltet. Die Verbrennung selbst kann .in verschiedener Weise erfolgen. Es kann zum Beispiel Platindraht Verwendung finden, welcher genügend hoch erhitzt wird, oder Kupferoxyd und dergleichen. Als besonders vorteilhaft hat sich aber die Verwendung von grossoberflächigen Oxydationskatalysatoren, zum Beispiel von der Art der bekannten Hopkalite, nach besonderen Verfahren her gestellten Oxyden des.
Kupfers, # Mangans, Silbers, Kobalts, erwiesen da mit deren Hilfe die Verbrennung genügend rasch erfolgt und da sie, weil sie ja katalytisch wirken, eine. sehr hohe, theoretisch ja unbegrenzte Lei stungsfähigkeit besitzen. Mit ihrer Hilfe ge lingt es unter Verwendung verhältnismässig kleiner Reaktionsräume, sehr grosse Mengen der Abgase quantitativ zu reinigen und den Strömungswiderstand so niedrig zu halten, dass erden Gang des Motors nicht stört.
Erfahrungsgemäss wirken solche Filter auch zugleich als Schalldämpfer. Es können also die zur Zeit üblichen Schalldämpfer fortgelassen werden, so dass Raum gespart wird und auch der Strömungswiderstand, welchen der Schalldämpfer immer hatte, für das Filter verwertet werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass die Verbren nungskatalysatoren immer besonders gut ar beiten, wenn sie durch die Hitze der Aus puffgase auf eine höhere Temperatur ge bracht sind, was wenige Minuten nach An lassen des Motors eintritt. Anderseits wirken aber grossoberfläehige Absorptionsmittel, wie Silikagel und dergleichen, vorzüglich bei niedrigerer Temperatur, büssen aber ihre Wirksamkeit bei höherer Temperatur, welche, wie -erwähnt, sich in kurzer Zeit einstellt, fast vollständig ein.
Ist also eine vollstän dige Reinigung der Auspuffgase auch wäh rend der ersten Minuten erwünscht, so kann man dieses durch eine Kombination einer absorbierenden und einer katalytisch oxydie renden Filterschicht erreichen. Solange das Filter noch kalt ist, werden die Beimen gungen von der Absorptionsschicht zurück gehalten.
Bei höherer Temperatur passieren sie dagegen die Absorptionsschicht und wer den in der dahinterliegen.den Oxydations- schicht verbrannt. Bei der, hohen Temperatur, welche sich im Betrieb einstellt, wird die Ab sorptionsschicht sogar wieder regeneriert, das heisst, die in ihr absorbierten Stoffe werden durch den heissen Gasstrom wieder aus getrieben und in der Oxydationsschicht ver brannt.
Die Absorptionsschicht wird da durch für die nächstfolgende Inbetriebsetzung des Motors wieder leistungsfähig.
Process and device for cleaning exhaust gases from internal combustion engines. The combustion of the operating materials in the engine is never completely complete, as a result the exhaust gases still contain unburned operating materials (hydrocarbons) or products which are created from them through partial combustion; In addition to unpleasant odorous substances, especially the highly toxic carbon monoxide. On the other hand, parts of the lubricating oil can also get into the exhaust gases.
Efforts have already been made on various occasions to remove these substances from the exhaust gases, as they pose a serious health risk and may even make it impossible to use the engines for certain purposes. Efforts to date have consistently aimed at withholding the substances mentioned chemically or physically through appropriate Fil termaterial.
The desired effect could not be achieved, partly because such filters have too high a flow resistance, partly because they are not able to remove all impurities at the high flow velocity, and partly because they ultimately have their capacity for the impurities the large amounts of exhaust gas that have to be filtered is too small. Some substances, such as carbon dioxide, cannot be removed in this way at all.
The present invention relates to a method and a device for cleaning the exhaust gases of internal combustion engines, of the unburned and half-burned residues of operating material and lubricating oil contained in them, the mentioned substances being passed through catalyst layers through which they become coal and water to be burned.
According to the invention, the exhaust gases can be cleaned without difficulty. It - #% ies, so to speak. the never complete combustion in the engine, an additional residual combustion is switched on behind the engine. The combustion itself can take place in various ways. For example, platinum wire can be used, which is heated to a sufficiently high level, or copper oxide and the like. However, the use of large-surface oxidation catalysts, for example of the type of the known hopcalites, oxides made by special processes has proven to be particularly advantageous.
Copper, # manganese, silver, cobalt, proved that with their help the combustion takes place sufficiently quickly and that, because they have a catalytic effect, one. very high, theoretically unlimited performance. With their help, using relatively small reaction spaces, it is possible to quantitatively clean very large quantities of the exhaust gases and to keep the flow resistance so low that it does not interfere with the engine.
Experience has shown that such filters also act as silencers. The currently usual silencers can therefore be omitted, so that space is saved and the flow resistance that the silencer always had can also be used for the filter.
It has been shown that the combustion catalytic converters always work particularly well when they are brought to a higher temperature by the heat of the exhaust gases, which occurs a few minutes after the engine has been started. On the other hand, absorbents with a large surface area, such as silica gel and the like, work particularly well at a lower temperature, but lose their effectiveness at a higher temperature, which, as mentioned, occurs almost completely in a short time.
So if a complete cleaning of the exhaust gases is also desired during the first few minutes, this can be achieved by a combination of an absorbent and a catalytically oxidizing filter layer. As long as the filter is still cold, the additions are held back by the absorption layer.
At higher temperatures, on the other hand, they pass the absorption layer and are burned in the oxidation layer behind. At the high temperature that occurs during operation, the absorption layer is even regenerated again, that is, the substances absorbed in it are driven out again by the hot gas flow and burned in the oxidation layer.
The absorption layer becomes efficient again for the next time the engine is started up.