DE102020109256A1 - Condensate recovery system for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kondensatrückgewinnungssystem (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend eine Wasserverwendungseinrichtung (2), einen Abgasstrang (3), ein Fasermaterial (5) und eine Verbindungsvorrichtung (12) zur Verbindung des Fasermaterials (5) mit der Wasserverwendungseinrichtung (2), wobei das Fasermaterial (5) innerhalb des Abgasstranges (3) derart angeordnet ist, dass Wasser (7) aus einem Abgasstrom (6) des Abgasstranges (3) an dem Fasermaterial (5) kondensieren und zur Wasserverwendungseinrichtung (2) zurückgeführt werden kann.The invention relates to a condensate recovery system (1) for an internal combustion engine, comprising a water utilization device (2), an exhaust line (3), a fiber material (5) and a connection device (12) for connecting the fiber material (5) to the water utilization device (2), wherein the fiber material (5) is arranged within the exhaust line (3) in such a way that water (7) from an exhaust gas flow (6) of the exhaust line (3) condenses on the fiber material (5) and can be returned to the water utilization device (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kondensatrückgewinnungssystem für einen Verbrennungsmotor, einen Schalldämpfer und ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensatrückgewinnungssystems.The invention relates to a condensate recovery system for an internal combustion engine, a silencer and a method for producing a condensate recovery system.
Die
Das erfindungsgemäße Kondensatrückgewinnungssystem für einen Verbrennungsmotor umfasst eine Wasserverwendungseinrichtung, einen Abgasstrang, ein Fasermaterial und eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung des Fasermaterials mit der Wasserverwendungseinrichtung. Das Fasermaterial ist innerhalb des Abgasstranges derart angeordnet, dass Wasser aus einem Abgasstrom
Bevorzugt ist die Wasserverwendungseinrichtung eine Wassereinspritzeinrichtung zur Einspritzung von Wasser in den Verbrennungsmotor. Für eine Wasserverwendungseinrichtung ist eine Versorgung mit Wasser unabdingbar für einen effizienten Betrieb. Ein manuelles Nachfüllen und/der Zuführen von Wasser zur Wasserverwendungseinrichtung würde aber den Wartungsaufwand für die Verwendungseinrichtung erhöhen. Eine Rückgewinnung von kondensierter Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, aus dem Abgasstrom ermöglicht eine wartungsarme und/oder eine wartungsfreie Versorgung der Wasserverwendungseinrichtung mit Wasser.The water utilization device is preferably a water injection device for injecting water into the internal combustion engine. For a water utilization facility, a water supply is essential for efficient operation. Manual refilling and / of the supply of water to the water utilization device, however, would increase the maintenance effort for the utilization device. A recovery of condensed liquid, preferably water, from the exhaust gas stream enables a low-maintenance and / or maintenance-free supply of the water utilization device with water.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Kondensatrückgewinnungssystem einen Schalldämpfer, wobei das Fasermaterial innerhalb des Schalldämpfers angeordnet ist.In a preferred embodiment, the condensate recovery system according to the invention comprises a silencer, the fiber material being arranged inside the silencer.
Dadurch, dass das Fasermaterial innerhalb des Schalldämpfers angeordnet ist, wird eine effiziente Rückgewinnung von Wasser aus dem Abgasstrom ermöglicht, ohne zusätzlichen Bauraum zu belegen, da Schalldämpfer in vielen Verbrennungsmotoren ohnehin vorhanden ist.The fact that the fiber material is arranged inside the silencer enables water to be efficiently recovered from the exhaust gas flow without occupying additional installation space, since silencers are already present in many internal combustion engines.
Ein erfindungsgemäßes Kondensatrückgewinnungssystem umfasst einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer.A condensate recovery system according to the invention comprises a silencer according to the invention.
Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ermöglicht eine bauraumsparende Kondensation von Wasser aus einem Abgasstrom. Durch die Anordnung des Fasermaterials innerhalb des Schalldämpfers kann auf die Integration weiter Komponenten zur Kondensation von Wasser verzichtet werden, was die Herstellungskosten, das Gewicht und den benötigten Bauraum eines erfindungsgemäßen Kondensatrückgewinnungssystems vorteilhaft senkt.The silencer according to the invention enables a space-saving condensation of water from an exhaust gas flow. The arrangement of the fiber material within the muffler means that the integration of further components for condensing water can be dispensed with, which advantageously lowers the manufacturing costs, the weight and the required installation space of a condensate recovery system according to the invention.
Daher ermöglicht ein Einsatz eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers innerhalb eines erfindungsgemäßen Kondensatrückgewinnungssystems eine effiziente Rückgewinnung von Wasser.Therefore, the use of a silencer according to the invention within a condensate recovery system according to the invention enables efficient recovery of water.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kondensatrückgewinnungssystems umfasst die Schritte:
- a) Vorbereiten eines Fasermaterials so, dass das Fasermaterial zylinderförmig angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, welcher größer ist als eine durchströmbare Querschnittsfläche eines Schalldämpfers;
- b) Einstecken des vorbereiteten Fasermaterials in den Schalldämpfer;
- c) Vorsehen einer Abführung in dem Schalldämpfer zum Abführen von Wasser.
- a) preparing a fiber material in such a way that the fiber material is arranged in the shape of a cylinder and has a diameter which is larger than a cross-sectional area of a silencer through which a flow can flow;
- b) inserting the prepared fiber material into the silencer;
- c) Providing a drain in the muffler for draining water.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine mechanisch einfache und kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Kondensatrückgewinnungssystems.The method according to the invention enables a mechanically simple and inexpensive production of the condensate recovery system according to the invention.
Dadurch, dass der Durchmesser des Fasermaterials größer ist, das eine durchströmbare Querschnittsfläche des Schalldämpfers, wird eine Verbindung formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Fasermaterial und dem Schalldämpfer ermöglicht.The fact that the diameter of the fiber material is larger, the cross-sectional area of the silencer through which a flow can flow, enables a positive, non-positive and / or material connection between the fiber material and the silencer.
Bevorzugt ist das Fasermaterial als Metallwolle ausgebildet. Dadurch wird ein Vorbereiten des Fasermaterials durch einfache mechanische Schritte, wie das Zuschneiden ermöglicht, so dass die Vorbereitungskosten und die Vorbereitungszeit vorteilhaft gering sind.The fiber material is preferably designed as metal wool. This enables the fiber material to be prepared by means of simple mechanical steps, such as cutting, so that the preparation costs and the preparation time are advantageously low.
Das Einstecken ist ein einfacher mechanischer Verarbeitungsschritt, der selbst von einer ungelernten Kraft innerhalb weniger Sekunden ausgeführt werden kann. Ebenso wird eine kostengünstige Automatisierung ermöglicht.Plugging in is a simple mechanical processing step that can be carried out within a few seconds even by an unskilled worker. Inexpensive automation is also made possible.
Das Vorsehen der Abführung wird ebenfalls durch einfache mechanische Schritte ermöglicht. So muss ein handelsüblicher Schalldämpfer nur geringfügig modifiziert werden, um die Abführung vorzusehen. Die Modifizierung können selbst von einer ungelernten Kraft vorgenommen werden, oder werden durch eine einfache Automatisierung ermöglicht.The provision of the discharge is also made possible by simple mechanical steps. A commercially available silencer only needs to be modified slightly in order to provide the discharge. The modifications can be made even by an unskilled person, or are made possible by simple automation.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figur näher erläutert. Preferred embodiments are explained in more detail with reference to the following figure.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wasserverwendungseinrichtung
Das Kondensatrückgewinnungssystem
Das Fasermaterial
Das Fasermaterial
Metallwolle eignet sich insbesondere als Kondensationskern für gasförmige Flüssigkeit aus dem Abgasstrom
Die Metallwolle weist einen Feinheitsgrad zwischen 00 und 4 auf.The metal wool has a degree of fineness between 00 and 4.
Der Feinheitsgrad bezieht sich auf den in der Industrie gebräuchlichen Feinheitsgrad von Metallwollen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Metallwolle einen Feinheitsgrad von 2 auf. Dies ermöglicht es vorteilhaft den Gegendruck für den Abgasstroms
Das Fasermaterial
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Stahlanteil in dem Fasermaterial größer 90%.In this exemplary embodiment, the proportion of steel in the fiber material is greater than 90%.
Dies ermöglicht einen Korrosionsschutz des Fasermaterials
Der Schalldämpfer
In diesem Ausführungsbeispiel bedeckt das Fasermaterial
Der Schalldämpfer
In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Fasermaterial
Die Verbindungsvorrichtung
Durch Gravitation fließt flüssiges Kondensat
Die Abführung
Die Abführung
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Verbindungsvorrichtung
Die Verbindungsvorrichtung
Durch den direkten Transfer der kondensierten Flüssigkeit
In diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zur Versorgung des Tanks
In einer alternativen Ausführungsform ist zusätzlich auch ein Auffüllen des Tanks
Der Schalldämpfer
Absorptionsschalldämpfer sind handelsüblich und etabliert bei der Verwendung für Verbrennungsmotoren. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung des Kondensatrückgewinnungssystems
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers
- a) Vorbereiten eines Fasermaterials so, dass das Fasermaterial zylinderförmig angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, welcher größer ist als eine durchströmbare Querschnittsfläche
8 eines Schalldämpfers4 nach Anspruch 12; - b) Einstecken des vorbereiteten Fasermaterials in den Schalldampfer
4 ; - c) Vorsehen einer Abführung
11 in dem Schalldämpfer4 zumAbführen von Wasser 7 .
- a) Preparing a fiber material in such a way that the fiber material is arranged in the shape of a cylinder and has a diameter which is larger than a cross-sectional area through which a flow can flow
8th of a silencer4th according toclaim 12; - b) Inserting the prepared fiber material into the silencer
4th ; - c) Provision of a
discharge 11 in the muffler4th for draining water7th .
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Fasermaterial als Metallwolle ausgebildet. Die Metallwolle liegt zunächst in einer handelsüblichen zylindrischen Form vor. Für das Vorbereiten der Metallwolle wird eine Metallschere verwendet, welche metallische Fasern bei einem manuellen Betrieb durchtrennen kann. Dies ermöglicht die Vorbereitung der Metallwolle durch Schneiden.In this exemplary embodiment, the fiber material is designed as metal wool. The metal wool is initially in a commercially available cylindrical shape. Metal scissors are used to prepare the metal wool, which can cut through metal fibers during manual operation. This enables the metal wool to be prepared by cutting.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Metallwolle um 2% größer als eine durchströmbare Querschnittsfläche
Das Einstecken erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel manuell. In einer alternativen Ausführungsform erfolgt das Einstecken automatisch.The insertion is done manually in this embodiment. In an alternative embodiment, the insertion takes place automatically.
Das Vorsehen der Abführung erfolgt durch eine kostengünstig herzustellende Bohrung durch die Außenhülle des Schalldämpfers
Eine automatisierte Ausführung der Bohrung ist ebenfalls denkbar. Dies würde die Herstellungszeit vorteilhaft gegenüber der manuellen Ausführung verkürzen.An automated execution of the drilling is also conceivable. This would advantageously shorten the manufacturing time compared to manual execution.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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