DE102018118683A1 - exhaust gas purification device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung, die aus einem Gehäuse besteht, das mindestens eine Abgaseingangsöffnung zur Zuführung eines Abgasstroms in das Gehäuse und mindestens eine Abgasausgangsöffnung zur Ausleitung des Abgasstroms aus dem Gehäuse aufweist. Im Gehäuse ist mindestens eine Abgasreinigungseinheit angeordnet mit mindestens einem photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich. Der Abgasstrom im Gehäuse ist zumindest partiell entlang des mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs der mindestens einen Abgasreinigungseinheit geführt. Das Gehäuse weist mindestens eine Öffnung auf, über welche in das Gehäuse Lichtstrahlen einleitbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung derart angeordnet ist, dass die eingeleiteten Lichtstrahlen auf den mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich der mindestens einen Abgasreinigungseinheit auftreffen, wodurch ein photokatalytischer Prozess zwischen dem mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich der mindestens einen Abgasreinigungseinheit und dem durch das Gehäuse strömenden Abgasstrom erfolgt.The present invention shows an exhaust gas purification device which consists of a housing which has at least one exhaust gas inlet opening for supplying an exhaust gas flow into the housing and at least one exhaust gas outlet opening for discharging the exhaust gas flow from the housing. At least one exhaust gas cleaning unit is arranged in the housing with at least one photocatalytically active surface area. The exhaust gas flow in the housing is guided at least partially along the at least one photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas cleaning unit. The housing has at least one opening through which light beams can be introduced, the at least one opening being arranged such that the introduced light beams strike the at least one photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas cleaning unit, as a result of which a photocatalytic process between the at least one a photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas purification unit and the exhaust gas stream flowing through the housing takes place.
Description
Die vorliegende Vorrichtung dient zur Reinigung von Abgasen in einem Abgasstrang. Diese Vorrichtung kann auch in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.The present device is used for cleaning exhaust gases in an exhaust line. This device can also be used in a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Abgasreinigung in Kraftfahrzeugen bekannt. Diese sind in der Abgasanlage des Kraftfahrzeuges angeordnet.Various devices for exhaust gas purification in motor vehicles are known from the prior art. These are arranged in the exhaust system of the motor vehicle.
Aus der
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Nachteilig bei dem vorgenannten Stand der Technik ist, dass eine thermische Entkopplung der Lichtdioden vom Abgasstrom nicht erfolgt. Daher treten die Leuchtdioden, die in der Abgasanlage angeordnet sind um das UV-Licht zu erzeugen, das auf eine in der Abgasanlage angeordnete photokatalytisch wirksamen Schicht geleitet werden muss, um den photokatalytischen Prozess zu ermöglichen, mit dem heißen Abgasen des Abgasstromes im Berührung. Die hierbei entstehenden Temperaturbelastungen liegen im Bereich von bis zu 500 Grad Celcius. Dieser thermischen Belastung halten die vorhandenen Leuchtdioden nicht Stand. Außerdem sind solche Leuchtdioden teuer.A disadvantage of the aforementioned prior art is that the light diodes are not thermally decoupled from the exhaust gas flow. Therefore, the light-emitting diodes, which are arranged in the exhaust system in order to generate the UV light which has to be directed onto a photocatalytically active layer arranged in the exhaust system, in order to enable the photocatalytic process, come into contact with the hot exhaust gases of the exhaust gas stream. The resulting temperature loads are in the range of up to 500 degrees Celsius. The existing light-emitting diodes cannot withstand this thermal load. In addition, such light-emitting diodes are expensive.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und eine Abgasreinigungsvorrichtung aufzuzeigen, welche über eine im Abgasstrang angeordnete photokatalytisch wirksamen Schicht einen photokatalytischen Prozess ermöglicht und damit eine Abgasreinigung mittels eines photokatalytischen Prozesses im Abgasstrom zu ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art resolve and show an exhaust gas purification device which enables a photocatalytic process via a photocatalytically active layer arranged in the exhaust line and thus enable exhaust gas purification by means of a photocatalytic process in the exhaust gas stream.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen technischen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen, der weiteren Beschreibung und insbesondere der Beschreibung anhand konkreter Ausführungsbeispiele angegeben.This object is achieved by an exhaust gas cleaning device with the technical features specified in
Die vorliegende Erfindung zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung, die aus einem Gehäuse besteht, das mindestens eine Abgaseingangsöffnung zur Zuführung eines Abgasstroms in das Gehäuse und mindestens eine Abgasausgangsöffnung zur Ausleitung des Abgasstroms aus dem Gehäuse aufweist. Im Gehäuse ist mindestens eine Abgasreinigungseinheit angeordnet mit mindestens einem photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich. Der Abgasstrom im Gehäuse ist zumindest partiell entlang des mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs der mindestens einen Abgasreinigungseinheit geführt. Das Gehäuse weist mindestens eine Öffnung auf, über welche in das Gehäuse Lichtstrahlen einleitbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung derart angeordnet ist, dass die eingeleiteten Lichtstrahlen auf den mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich der mindestens einen Abgasreinigungseinheit auftreffen, wodurch ein photokatalytischer Prozess zwischen dem mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich der mindestens einen Abgasreinigungseinheit und dem durch das Gehäuse strömenden Abgasstrom erfolgt.The present invention shows an exhaust gas purification device which consists of a housing which has at least one exhaust gas inlet opening for supplying an exhaust gas flow into the housing and at least one exhaust gas outlet opening for discharging the exhaust gas flow from the housing. At least one exhaust gas cleaning unit with at least one photocatalytically active surface area is arranged in the housing. The exhaust gas flow in the housing is at least partially guided along the at least one photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas cleaning unit. The housing has at least one opening through which light beams can be introduced, the at least one opening being arranged such that the introduced light beams strike the at least one photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas cleaning unit, as a result of which a photocatalytic process between the at least one a photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas purification unit and the exhaust gas stream flowing through the housing takes place.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass das zum Start des photokatalytischen Prozesses erforderliche Licht nicht im Innern des Gehäuses erzeugt wird, sondern über die Öffnung im Gehäuse eingeleitet wird. Damit kann die Einheit zur Erzeugung des Lichts außerhalb des Gehäuses angeordnet werden.It is also advantageous that the light required to start the photocatalytic process is not generated inside the housing, but is introduced through the opening in the housing. The unit for generating the light can thus be arranged outside the housing.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 2 ist vorgesehen, dass die mindestens eine Öffnung mittels einer lichtdurchlässigen Blende verschlossen ist. Damit ist die Öffnung verschlossen und es dringt kein Abgas nach außen. Durch die lichtdurchlässige Blende kann das Licht in das Innere des Gehäuses eingebracht werden.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 3 ist vorgesehen, dass die mindestens eine Öffnung von der lichtdurchlässigen Blende gasdicht verschlossen ist. Damit ist gewährleitet, dass kein Abgas aus dem Gehäuse dringt. Die thermische Belastung der Lichtquelle, die außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wird minimiert, da diese mit heißen Abgasstrom nicht in Berührung kommt.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 4 ist vorgesehen, dass eine Lichtquelle vorhanden ist, deren emittiertes Licht über die Blende in das Gehäuse einleitbar ist. Damit ist die Lichtquelle, die in einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung eine UV-Leuchtdiode oder eine Gruppe von UV-Leuchtdioden ist, thermisch vom Abgasstrom entkoppelt.In an advantageous embodiment of the invention according to
Außerdem ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lichtquelle mit einer Kühleinrichtung versehen ist, um deren thermische Belastung gering zu halten. Als Kühleinrichtung ist eine Ölkühlung oder eine Wasserkühlung vorgesehen.In addition, a further advantageous embodiment of the invention provides that the light source is provided with a cooling device in order to keep its thermal load low. Oil cooling or water cooling is provided as the cooling device.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 5 ist vorgesehen, dass die Lichtquelle über einen Lichtleiter mit der Blende verbunden ist. Damit kann die Lichtquelle an einem von der Abgasanlage entfernten Ort positioniert sein. Dies ist insbesondere beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug relevant. Es kann die Lichtquelle in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in einem Karosseriehohlraum angeordnet sein, an dem eine gute Wärmeableitung gewährt wird, sodass die Wärme, die beim Betrieb der Lichtquelle entsteht, abgeführt werde kann und die Lichtquelle kann damit aus Standartkomponenten erstellt werden.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 6 ist vorgesehen, dass in die mindestens eine Öffnung ein weiterer Lichtleiter der mit einer weiteren Lichtquelle verbunden ist, gasdicht einsetzbar ist oder die weitere Lichtquelle in die die mindestens eine Öffnung gasdicht einsetzbar ist, wobei die weitere Lichtquelle mit einer lichtdurchlässigen Temperaturabschirmung ausgestattet ist. Es kann damit ein Lichtleiter direkt in die Öffnung eingebracht werden, wobei der Lichtleiter die Öffnung dann gasdicht verschließt. Damit kann die Blende eingespart werden. Es kann aber auch die Lichtquelle selbst in die Öffnung eingesetzt werden, wobei die Lichtquelle mit einer lichtdurchlässigen Temperaturabschirmung versehen ist, welche den direkten Kontakt der Lichtquelle mit den heißen Gasen im Abgasstrom verhindert.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 7 ist vorgesehen, dass die lichtdurchlässige Temperaturabschirmung eine Linse ausbildet oder in der mindestens einen Öffnung oder an der Blende oder am weiteren Lichtwellenleiter eine Linse angeordnet ist, die in das Gehäuse eingeleiteten Lichtstrahlen fokussiert. Zur Fokussierung der Lichtstrahlen, insbesondere auf den mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich der mindestens einen Abgasreinigungseinheit, erhöht die Effektivität des Reinigungsprozesses.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 8 ist vorgesehen, dass innerhalb des Gehäuses in unmittelbarer Nähe zur mindestens einen Öffnung eine Reinigungsdüse angeordnet ist, mittels derer Reinigungsflüssigkeit in das Gehäuse einsprühbar ist. Mittels der Reinigungsdüse kann Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, eingebracht werden. Damit können Verunreinigungen insbesondere im Umfeld der Reinigungsdüse beseitigt werden.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 9 ist vorgesehen, dass die Reinigungsdüse die Blende oder den weiteren Lichtleiter oder die weitere Lichtquelle mit der lichtdurchlässigen Temperaturabschirmung mit Reinigungsflüssigkeit besprüht und Verunreinigungen und/oder Ablagerungen abspült. Damit ist gewährleistet, dass die Reinigungswirkung der Abgasreinigungsvorrichtung nicht durch Verschmutzung der Blende, des Lichtleiters oder der lichtdurchlässigen Temperaturabschirmung beeinträchtigt wird.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 10 ist vorgesehen, dass die Reinigungsdüse verstellbar ist, sodass wahlweise die Blende oder der weitere Lichtleiter oder die weitere Lichtquelle oder die mindestens eine photoelektrisch wirksame Oberfläche der mindestens einen Abgasreinigungseinheit reinigbar ist. Durch die Verstellbarkeit kann eine jede der relevanten Komponenten der Abgasreinigungsvorrichtung gereinigt werden und es können Ablagerungen weggespült werden. Die Reinigungsdüse ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mittels eines an dieser angeordneten elektromotorisch betätigbaren Verstelleinrichtung angeordnet, sodass, vorzugsweise gesteuert über eine Steuereinheit, die Reinigungsdüse bewegbar ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Steuereinheit eine Routine hinterlegt, gemäß derer zu regelmäßigen zeitlichen Abständen die Blende oder der weitere Lichtleiter oder die weitere Lichtquelle oder die mindestens eine photoelektrisch wirksame Oberfläche der mindestens einen Abgasreinigungseinheit mit Reinigungsflüssigkeit besprüht wird.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 10 it is provided that the cleaning nozzle is adjustable, so that either the aperture or the further light guide or the further light source or the at least one photoelectrically active surface of the at least one exhaust gas cleaning unit can be cleaned. Due to the adjustability, each of the relevant components of the exhaust gas cleaning device can be cleaned and deposits can be washed away. In an advantageous embodiment of the invention, the cleaning nozzle is arranged by means of an adjusting device which can be actuated by an electric motor, so that the cleaning nozzle can be moved, preferably controlled by a control unit. In a particularly advantageous embodiment of the invention, a routine is stored in the control unit, according to which the aperture or the further light guide or the further light source or the at least one photoelectrically active surface of the at least one exhaust gas cleaning unit is sprayed with cleaning liquid at regular time intervals.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 11 ist vorgesehen, dass die Reinigungsdüse die Reinigungsflüssigkeit mit Druck und unter Erzeugung eines Sprühstrahls oder Sprühnebels einbringt und die Reinigungsflüssigkeit H2O ist. Vorteilhaft beim Einsatz von H2O ist, dass dieses den Abgasreinigungsprozess nicht beeinflusst. Außerdem kann durch die Wahl des Drucks mit der die Reinigungsflüssigkeit eingebracht wird, selektiv auf den Verschmutzungsgrad der Sprühvorgang ausgerichtet werden.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 11 it is provided that the cleaning nozzle introduces the cleaning liquid under pressure and with the generation of a spray jet or spray and the cleaning liquid is H 2 O. The advantage of using H 2 O is that it does not affect the exhaust gas cleaning process. In addition, by selecting the pressure with which the cleaning liquid is introduced, the spraying process can be selectively aligned with the degree of contamination.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 12 ist vorgesehen, dass eine Sensoreinheit an der Blende oder dem weiteren Lichtleiter oder der weiteren Lichtquelle angeordnet ist, die den Grad der Verschmutzung der Blende oder des weiteren Lichtleiters oder der weiteren Lichtquelle detektiert und den Reinigungsprozess der Reinigungsdüse startet sobald ein voreinstellbarer Schwellwert der Verschmutzung erreicht ist. Durch den Einsatz der Sensoreinheit wird ein Reinigungsprozess nur dann vorgenommen, wenn er auf Grund der vorliegenden Verschmutzung erforderlich ist.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 12 it is provided that a sensor unit is arranged on the diaphragm or the further light guide or the further light source, which detects the degree of contamination of the diaphragm or the further light guide or the further light source and the cleaning process of the cleaning nozzle starts as soon as a pre-set threshold value for contamination is reached. By using the sensor unit, a cleaning process is only carried out if it is necessary due to the existing contamination.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 13 ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abgasreinigungseinheit mit der mindestens einen photoelektrisch wirksamen Oberfläche an einer Innenwand des Gehäuses oder dass die mindestens eine Abgasreinigungseinheit in der Mitte des Gehäuses, dieses zu den Gehäuseinnenwänden parallel ausgerichtet zumindest partiell durchläuft, angeordnet ist, und zu der mindestens einen photoelektrisch wirksamen Oberfläche zur mindestens einen Öffnung ausgerichtet beziehungsweise der mindestens einen Öffnung gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die Anordnung der mindestens einen Abgasreinigungseinheit an einer der Innenwände des Gehäuses kann eine gute Befestigung erfolgen, zugleich kann der Abgasstrom im Gehäuse so gelenkt werden, dass er optimal auf die mindestens eine Abgasreinigungseinheit abgestimmt ist. Bei einer Anordnung in der Mitte des Gehäuses kann die mindestens eine Abgasreinigungseinheit direkt vom in das Gehäuse einströmenden Abgasstrom umgeben werden und es wird eine gute Reinigungsleistung erzielt.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 14 ist vorgesehen, dass die Anordnung der mindestens einen Abgasreinigungseinheit mit der mindestens einen photoelektrisch wirksamen Oberfläche gegenüber der mindestens einen Öffnung im Gehäuse derart angeordnet ist, dass das emittierte Licht der Lichtquelle oder der weiteren Lichtquelle, eingeleitet in das Gehäuse über die Blende oder mittels des Lichtleiters über die Blende oder über den weiteren Lichtleiter oder von der weiteren Lichtquelle mit der lichtdurchlässigen Temperaturabschirmung nahezu vollständig auf die mindestens eine Abgasreinigungseinheit mit der mindestens einen photoelektrisch wirksamen Oberfläche auftrifft. Durch diese Anordnung werden nahezu vollständig die eingebrachten Lichtstrahlen auf die photoelektrisch wirksame Oberfläche geleitet, sodass eine sehr gute Reinigungswirkung erzielbar ist, da nahezu der gesamte Lichteintrag zur Photokatalyse verwendet werden kann.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 14 it is provided that the arrangement of the at least one exhaust gas purification unit with the at least one photoelectrically active surface is arranged opposite the at least one opening in the housing such that the emitted light from the light source or the further light source is introduced into the housing almost completely strikes the at least one exhaust gas cleaning unit with the at least one photoelectrically active surface via the screen or by means of the light guide via the screen or via the further light guide or from the further light source with the transparent temperature shield. This arrangement almost completely guides the light rays introduced onto the photoelectrically active surface, so that a very good cleaning effect can be achieved. since almost all of the light input can be used for photocatalysis.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 15 ist vorgesehen, dass an den Innenwänden des Gehäuses neben der mindestens einen Öffnung Lichtreflektoren oder Licht reflektierende Bereiche angeordnet sind, welche die eingebrachten Lichtstrahlen in Richtung mindestens einen Abgasreinigungseinheit mit der mindestens einen photoelektrisch wirksamen Oberfläche reflektiert. Durch diese Anordnung ist eine gute Zuführung der Lichtstrahlen möglich und diese werden nahezu vollständig auf die photoelektrisch wirksame Oberfläche geleitet.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 15 it is provided that light reflectors or light reflecting areas are arranged on the inner walls of the housing next to the at least one opening, which reflect the light rays introduced in the direction of at least one exhaust gas cleaning unit with the at least one photoelectrically active surface. This arrangement enables the light beams to be fed in well and these are guided almost completely onto the photoelectrically active surface.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 16 ist vorgesehen, dass die Innenwände des Gehäuses weiß lackiert oder mit einem lichtreflektierenden Material beschichtet sind und/oder eine Lotuseffektbeschichtung besitzen. Dadurch wird erreicht, dass das eingebrachte Licht nicht vom Gehäuse absorbiert wird, sondern reflektiert und damit zusätzlich auf die bzw. in Richtung der Abgasreinigungseinheit geleitet wird.In an advantageous embodiment of the invention according to
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 17 ist vorgesehen, dass die Lichtquelle oder die weitere Lichtquelle aus mindestens einer Leuchtdiode besteht, die ultraviolettes Licht emittiert.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 17 it is provided that the light source or the further light source consists of at least one light emitting diode which emits ultraviolet light.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 18 ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abgasreinigungseinheit sich nahezu über die gesamte Fläche des Gehäuses erstreckt und mit der Innenseite des Gehäuses fest verbunden ist. Damit kann eine große Fläche zur photokatalytischen Abgasreinigung verwendet werden und die mindestens eine Abgasreinigungseinheit kann gut im Gehäuse fixiert werden.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 18 it is provided that the at least one exhaust gas purification unit extends almost over the entire surface of the housing and is firmly connected to the inside of the housing. A large area can thus be used for photocatalytic exhaust gas purification and the at least one exhaust gas purification unit can be fixed well in the housing.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 19 ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abgasreinigungseinheit auf dem mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich mit einer kegel-, falten-, zylinder-, kegelstumpf-, pyramidenstumpf-, kugel- oder halbkugelgeometrischen Form, oder igelförmig, ausgestaltet ist. Durch diese Formgebung kann die für die Abgasreinigung wirksame Oberfläche der mindestens einen Abgasreinigungseinheit vergrößert werden. Die konkrete Formgestaltung der Oberfläche führt aber nur zu einer geringen Erhöhung des Strömungswiderstandes im Gehäuse.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 19 it is provided that the at least one exhaust gas purification unit on the at least one photocatalytically active surface area with a conical, wrinkled, cylindrical, truncated cone, truncated pyramid, spherical or hemispherical shape, or hedgehog-shaped, is designed. This shape allows the surface of the at least one exhaust gas cleaning unit that is effective for exhaust gas cleaning to be enlarged. The specific shape of the surface only leads to a slight increase in the flow resistance in the housing.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 20 ist vorgesehen, dass im Gehäuse Abgasleitelemente angeordnet sind, welche den Abgasstrom auf den mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich der mindestens einen Abgasreinigungseinheit lenken oder den Abgasstrom mit einem Drall beaufschlagen. Dadurch wird eine besonders hohe Reinigungsleistung erzielt.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 20 it is provided that exhaust gas guiding elements are arranged in the housing which direct the exhaust gas flow onto the at least one photocatalytically active surface area of the at least one exhaust gas cleaning unit or apply a swirl to the exhaust gas flow. This results in a particularly high cleaning performance.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 21 ist vorgesehen, dass der mindestens eine photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich zumindest teilweise mit einem Metalloxid oder einem Mischoxid beschichtet oder mit einem Metalloxid oder einem Mischoxid - versetzt oder durchsetzt ist und/oder das Metalloxid ein Oxid aus einem Übergangsmetall ist und/oder das Metalloxid oder Mischoxid aus zumindest partiell CuO, Co3O4, CoOx, NiO, MnOx, MnO2, MoO3, ZnO, Fe2O3, WO3, CeO2, TiO2, Al2O3, V2O3, ZrO2, HfO2, Dy2O3, Cr2O3 und/oder Nb2O5 gebildet ist.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 21 it is provided that the at least one photocatalytically active surface area is at least partially coated with a metal oxide or a mixed oxide or mixed or penetrated with a metal oxide or a mixed oxide and / or the metal oxide is an oxide made of a transition metal and / or the metal oxide or mixed oxide of at least partially CuO, Co 3 O 4 , CoO x , NiO, MnO x , MnO 2 , MoO 3 , ZnO, Fe 2 O 3 , WO 3 , CeO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , V 2 O 3 , ZrO 2 , HfO 2 , Dy 2 O 3 , Cr 2 O 3 and / or Nb 2 O 5 is formed.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 22 ist vorgesehen, dass die Lichtquelle oder die weitere Lichtquelle in ihrer Lichtintensität von einer Steuereinheit derart steuerbar ist, dass die Steuereinheit die Lichtintensität der Lichtquelle oder die weitere Lichtquelle in Abhängigkeit der Drehzahl des Verbrennungsmotors oder der Temperatur des Verbrennungsmotors, in dessen Abgaskanal die Abgasreinigungsvorrichtung angeordnet ist, steuert. Damit kann auf die jeweiligen Gegebenheiten des Verbrennungsmotors reagiert werden und die Abgasreinigung an die jeweiligen Erfordernisse, wie Kaltstart oder Volllast, reagiert werden.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 22 it is provided that the light source or the further light source in its light intensity can be controlled by a control unit such that the control unit controls the light intensity of the light source or the further light source as a function of the speed of the internal combustion engine or the temperature of the Internal combustion engine controls the exhaust gas cleaning device in the exhaust gas duct. In this way, it is possible to react to the particular circumstances of the internal combustion engine and the exhaust gas cleaning system can be reacted to the respective requirements, such as cold starting or full load.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 23 ist vorgesehen, dass der Lichtleiter und/oder der weitere Lichtleiter von der Blende bzw. gegenüber der Blende und/oder der Lichtquelle oder der weiteren Lichtquelle mechanisch entkoppelt sind. Die Blende im Gehäuse, die ebenfalls ein Lichtleiter ist, wird dadurch vom zuleitenden Lichtleiter entkoppelt. Es kann auch der Lichtleiter gegenüber der Lichtquelle entkoppelt sein. Damit wird der Lichtleiter nicht mit Vibrationen belastet, die vom Gehäuse und/oder Kraftfahrzeug stammen. Es wird dadurch verhindert, dass der Lichtleiter zum Brechen gebracht werden kann, durch Vibrationen des Fahrzeuges. Es wird folglich Licht von einem Lichtleiter in einen weiteren Lichtleiter eingekoppelt. Es wird folglich Licht von einem Lichtleiter in den nächsten Lichtleiter eigekoppelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 24 ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein Auspufftopf eines Kraftfahrzeuges ist. Damit kann die Abgasreinigungsvorrichtung in ein bestehendes Abgassystem integriert werden.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 23 it is provided that the light guide and / or the further light guide are mechanically decoupled from the diaphragm or with respect to the diaphragm and / or the light source or the further light source. The cover in the housing, which is also a light guide, is decoupled from the incoming light guide. The light guide can also be decoupled from the light source. So that the light guide is not loaded with vibrations that come from the housing and / or motor vehicle. This prevents the light guide from being broken by vibrations of the vehicle. Consequently, light is coupled from one light guide into another light guide. As a result, light is coupled from one light guide into the next light guide.
In an advantageous embodiment of the invention according to claim 24 it is provided that the housing is a muffler of a motor vehicle. The exhaust gas purification device can thus be integrated into an existing exhaust gas system.
Von besonderem Vorteil ist der Einsatz der photokatalytischen Abgasreinigung beim Kaltstart, da die Reinigungswirkung nicht erst bei einer erforderlichen Betriebstemperatur einsetzt, sondern unmittelbar sobald Licht, insbesondere UV-Licht, auf dem photokatalytischen Bereich auftrifft.The use of photocatalytic exhaust gas cleaning on cold starts is particularly advantageous, since the cleaning effect does not start only when the required operating temperature is reached, but instead immediately as soon as light, especially UV light, hits the photocatalytic area.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Abgasreinigungssvorrichtung anhand konkreter Ausführungsbeispiele in den Figuren beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung anhand der konkreten Ausführungsbeispiele stellt keine Limitierung der Erfindung auf eines dieser konkreten Ausführungsbeispiele dar.The exhaust gas purification device according to the invention is described below on the basis of specific exemplary embodiments in the figures. The following description based on the specific exemplary embodiments does not limit the invention to one of these specific exemplary embodiments.
In den Figuren zeigen die Figuren
In den Figuren sind gleiche Teile und/oder Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Teile und/oder Komponenten entsprechen im Wesentlichen einander, solange nichts anderes angegeben ist.In the figures, the same parts and / or components are provided with the same reference symbols. These parts and / or components essentially correspond to one another, unless stated otherwise.
In der Figur
Die Öffnung
The opening
Die Öffnung
Damit der Abgasstrom
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Abgasreinigungseinheit
Im Gehäuse
Der Abgasstrom
Über die Reinigungsdüse
Um die Anlagerung von Schmutzpartikeln möglichst zu vermeiden, ist die im Innenraum des Gehäuses
Die Lichtstrahlen
In der Figur
In einer vorteilhaften Weiterbildung bildet die Lichtquelle
Bei der Lichtquelle
Da die Lichtquelle
In Figur
In Figur
Der Lichtleiter
In Figur
Durch die Photokatalyse kann sowohl das im Abgasstrom vorhandene NOx und das NH3 abgebaut werden. Es erfolgt keine Reduktion auf null, jedoch kann eine Reduzierung um mehr als 50% erreicht werden.Both the NOx and the NH3 present in the exhaust gas stream can be reduced by the photocatalysis. There is no reduction to zero, but a reduction of more than 50% can be achieved.
In einer besonders gut zu realisierenden Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich zumindest teilweise mit Titandioxid - TiO2 - beschichtet oder mit Titandioxidionen - TiO2-Ionen - versetzt oder durchsetzt. Es kann aber auch eine jede andere der vorgenannten Verbindungen, die photokatalytisch wirksam ist, zum Einsatz kommen.In an embodiment of the invention that is particularly easy to implement, the at least one photocatalytically active surface area is at least partially coated with titanium dioxide - TiO2 - or mixed or penetrated with titanium dioxide ions - TiO2 ions. However, any other of the abovementioned compounds which are photocatalytically active can also be used.
Bei der Lichtquelle
Im Weiteren ist es vorteilhaft, die Oberfläche der photokatalytisch wirksamen Oberfläche
Die photokatalytisch wirksamen Oberfläche
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Gehäuse
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Lichtleiter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Abgasreinigungsvorrichtungexhaust gas purification device
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- AbgaseintrittsöffnungExhaust gas inlet opening
- 44
- Abgasstromexhaust gas flow
- 55
- AbgasaustrittsöffnungExhaust gas outlet opening
- 66
- Abgasreinigungseinheitexhaust gas cleaning unit
- 77
- photoelektrisch wirksame Oberflächephotoelectrically effective surface
- 88th
- Öffnungopening
- 99
- Lichtstrahlenlight rays
- 1010
- Blendecover
- 1111
- Lichtquellelight source
- 1212
- Lichtleiteroptical fiber
- 1313
- Lichtleiter (weiterer)Light guide (further)
- 1414
- Lichtquelle (weitere)Light source (further)
- 1515
- Reinigungsdüsecleaning nozzle
- 1616
- Abgasleitelementewaste-gas outlet
- 1717
- Linselens
- 1818
- thermische lichtdurchlässige Abschirmungthermal translucent shielding
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 202017104762 U1 [0003]DE 202017104762 U1 [0003]
- EP 1438121 B1 [0004]EP 1438121 B1 [0004]
- EP 1719883 A1 [0005]EP 1719883 A1 [0005]
- EP 1053788 B1 [0006]EP 1053788 B1 [0006]
- WO 2017/055094 A1 [0007]WO 2017/055094 A1 [0007]
Claims (24)
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DE102018118683.5A DE102018118683A1 (en) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102018118683A1 true DE102018118683A1 (en) | 2020-02-06 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1438121B1 (en) * | 2001-10-26 | 2005-08-31 | Johnson Matthey Public Limited Company | Photocatalytic reactor, exhaust gas system for a vehicle and method for photocatalytically reducing nox |
EP1656985A1 (en) * | 2003-04-23 | 2006-05-17 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Three-dimensional fine cell structured photocatalyst filter responding to visible light and method for production thereof, and clarification device |
US20060222575A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Ga-Lane Chen | Apparatus for photocatalytic reaction |
US20120228236A1 (en) * | 2009-11-04 | 2012-09-13 | Hawkins Ii R Thomas | Photochemical purification of fluids |
-
2018
- 2018-08-01 DE DE102018118683.5A patent/DE102018118683A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1438121B1 (en) * | 2001-10-26 | 2005-08-31 | Johnson Matthey Public Limited Company | Photocatalytic reactor, exhaust gas system for a vehicle and method for photocatalytically reducing nox |
EP1656985A1 (en) * | 2003-04-23 | 2006-05-17 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Three-dimensional fine cell structured photocatalyst filter responding to visible light and method for production thereof, and clarification device |
US20060222575A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Ga-Lane Chen | Apparatus for photocatalytic reaction |
US20120228236A1 (en) * | 2009-11-04 | 2012-09-13 | Hawkins Ii R Thomas | Photochemical purification of fluids |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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