DE10329961A1 - Integrierte Feinstaubabsaugvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

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M Sami El-Waraki
Eberhard Schmidt
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El-Waraki M Sami Dipl-Ing
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    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Technische Aufgabe und Zielsetzung DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer kontinuierlichen "Absaugung", "Messung" und "Speicherung" von aufgewirbelten Feinstäuben auf befestigten Fahrbahnen aus den Emissionsquellen: DOLLAR A È Auspuff DOLLAR A È Straßenbelagsabrieb DOLLAR A È Aufwirbelung von Straßenstaub DOLLAR A È Reifenabrieb DOLLAR A È Räderabrieb DOLLAR A È Bremsbelagsabrieb DOLLAR A È Kupplungsabrieb DOLLAR A È Schienenabrieb. DOLLAR A Für die wissenschaftliche Untersuchung der Feinstaubemission bringt diese Erfindung darüber hinaus den Vorteil, Staubproben in situ, d. h. in diesem Fall, unmittelbar an dem Austritt der Staubquelle in der Aufwirbelungszone nehmen zu können. DOLLAR A Lösung des Problems bzw. der technischen Aufgabe DOLLAR A Funktionsbeschreibung der Feinstaubabsaugvorrichtung nach Fig. 1. DOLLAR A Die Feinstaubabsaugvorrichtung besteht aus 16 Positionen, die in einer kompakten Ausführung in die Transportmittel (z. B. Kraftfahrzeuge) eingebaut werden (siehe Fig. 4. Platzierung der Feinstaubabsaugvorrichtung an einem Pkw). DOLLAR A Positionsbeschreibung nach Fig. 1 DOLLAR A Pos. 1 Karosserie DOLLAR A Pos. 2 Schutzblech DOLLAR A Pos. 3 Sogschlitze ...

Description

  • Beobachtet man die Strömung um ein Fahrzeug kurz nach Ingangsetzen der Parallelanströmung (oder kurz nach Anfahren des Fahrzeugs), so ergeben sich die in 5, 6 und 7. dargestellten Strömungsbedingungen.
  • Die Strömungskraft wird an der Grenzfläche des Körpers vom Fluid ausgeübt, und zwar durch Schubspannungen in tangentialer Richtung und durch Druck normal zur Oberfläche.
  • Betrachtet man die Druckverteilung an der Oberfläche, so kann der gesamte (Druck-) Widerstand zerlegt gedacht werden in einen Bug- und einen Heckanteil Fw,B, Fw,H.
  • Im „Heck" herrscht immer Unterdruck („Sogkraft"), wodurch der Hauptteil der Widerstandskraft entsteht.
  • Im „Bugteil " herrscht in der Stauzone Überdruck, weiter außen entsteht durch die Krümmung der Strömung ein Unterdruck („Sogkraft") siehe 5 [1].
  • Der entgegengesetzt zur Fahrtrichtung wirkende Luftströmung erzeugt an der Stelle der Absaugvorrichtung eine „Sogkraft", siehe 4, 5.
  • Durch die Sogkraft herrscht ein Unterdruck in der Sogkammer Pos. 9. 1.
  • Die Feuchtigkeitssonde (MIS) Pos. 14. 1. steuert die Absperrklappe Pos. 12. 1.
    bei trockener Luft „Klappe auf ",
    bei feuchter Luft „Klappe zu",
    In dem Armaturenbrett kann der Funktionszustand angezeigt werden.
  • Die aufgewirbelte Feinstaubemission strömt durch das Saugrohr Pos. 6. 1 .
  • An der Öffnung Pos 13. 1. misst der Durchflussmesser (FQI) die abgesaugte Luftmenge als Option können über ein Staubmessgerät (Aerosolspektrometer) die Feinstaubkonzentration und der Partikelgrößenverteilung analysiert werden.
  • Über die Umlenkkammer Pos. 15. 1. strömt der aufgewirbelte Feinstaub zu der Unterdruckkammer Pos. 7. 1.
  • Die Feinstaubemissionen werden durch die Filterkammer Pos. 8. 1. vom Gasstrom abgetrennt.
  • Die reine Luftstrom in die Sogkammer Pos. 9. 1. und gelangt dann über die Sogschlitze Pos. 3. 1. nach außen.
  • Der Differenzdruckmesser (PDISA) Pos. 16. 1. ermittelt den Druckverlust vor und nach dem Filter; in dem Armaturenbrett kann eine Grenzwertüberschreitung optisch oder akustisch angezeigt werden.
  • Ab einem bestimmten Druckverlust wird die Vibrationsvorrichtung Pos. 10. 1. automatisch eingeschaltet und damit der Filter gereinigt.
  • Der abgereinigte Staub wird im Probesammelbehälter Pos. 5. 1. gesammelt.
  • Die Sammelproben können untersucht, analysiert oder direkt entsorgt werden.
  • Anwendungsgebiet
    • • Straßenverkehr
    • • Schienenverkehr
    • • Luftverkehr (Flughafen)
  • Zeichnung
  • 1 Darstellung von Bauelementen und Luftströmen (Ausführungsbeispiel)
  • 2 Isometrische Darstellung der Feinstaubabsagvorrichtung (Ausführungsbeispiel)
  • 3 Ausführungszeichnung für integrierte Feinstaubabsaugvorrichtung an einem Fahrzeug (Ausführungsbeispiel)
  • 4 Platzierung der Feinstaubabsaugvorrichtung an einem Pkw.
  • 5 Zum Widerstand plumper Körper. Druckverteilung an der Kontur und Cp – Werte längs Schattenfläche [1]
  • 6 Schematisches Stromlinienbild der Nachlaufströmung [2]
  • 7 Druckverteilung im Längsmittelschnitt eines Pkw (Volkswagenwerk AG., Wolfsburg) [3]
  • Positionsbeschreibung nach 1
    • Pos. 1 Karosserie
    • Pos. 2 Schutzblech
    • Pos. 3 Sogschlitze
    • Pos. 4 Sammeltrichter
    • Pos. 5 Probesammelbehälter
    • Pos. 6 Saugrohr
    • Pos. 7 Unterdruckkammer
    • Pos. 8 Filterkammer
    • Pos. 9 Sogkammer
    • Pos. 10 Vibrationsvorrichtung
    • Pos. 11 Öffnungsdeckel
    • Pos. 12 Absperrklappe
    • Pos. 13 Öffnung für Durchflussmessung
    • Pos. 14 Feuchtigkeitssonde
    • Pos. 15 Umlenkkammer
    • Pos. 16 Druckdifferenzmessung
  • Fig. 2 Isometrische Darstellung der Feinstaubabsaugvorrichtung (Ausführungsbeispiel)
    Pos. Pos.
    1. Karosserie 9. Sogkammer
    2. Schutzblech 10. Vibrationsvorrichtung
    3. Sogschlitze 11. Öffnungsdeckel
    4. Sammeltrichter 12. Absperrklappe
    5. Probesammelbehälter 13. Öffnung für Durchmesser
    6. Saugrohr 14. Feuchtigkeitssonde
    7. Unterdruckkammer 15. Umlenkkammer
    8. Filterkammer 16. Druckdifferenzmessung
  • Positionsbeschreibung für 3: Ausführungszeichnung für integrierte Feinstaubabsaugvorrichtung an einem Fahrzeug (Ausführungsbeispiel)
    • Pos. 1 Sogschlitze
    • Pos. 2 Karosserie
    • Pos. 3 Befestigungsrahmen
    • Pos. 4 Sogkammer
    • Pos. 5 Betriebsdruckmesssonde
    • Pos. 6 Vibrationsvorrichtung
    • Pos. 7 Unterdruckkammer
    • Pos. 8 Filterstützgitter
    • Pos. 9 Filterkammer
    • Pos 10 Umlenkkammer
    • Pos. 11 Griff
    • Pos. 12 Sogkammerrahmen
    • Pos. 13 Differenzdruckmessung und Steuerung mit Anzeige
    • Pos. 14 Sammeltrichter
    • Pos. 15 Probesammelbehälter
    • Pos. 16 Absperrorgan
    • Pos. 17 Saugrohr
    • Pos. 18 Dichtung
    • Pos. 19 Feuchtigkeitssteuerung mit Anzeige
    • Pos. 20 Feuchtigkeitssonde
    • Pos. 21 Durchflussmesser mit Anzeige und Anschlussstelle für Staubmessgerät (Aerosolspektrometer)
    • Pos. 22 Schutzkappe
  • Literaturverzeichnis:
    • [1] Leopold, Böswirth., Technische Strömungslehre, 4. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2001.
    • [2] Hucho, W,-H.: Aerodynamik des Automobils, Vogel- Verlag, Würzburg, 1981.
    • [3] Der Wind der Autos besser macht, Broschüre der Volkswagenwerk AG, Wolfsburg, 1983.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur Aufnahme von Feinstäuben, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung an einem Transportmittel befestigt ist und die Feinstäube während des Bewegungszustandes des Transportmittels automatisch einsammelt und in einem Behälter speichert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration und/oder Partikelgrößenverteilung der aufgesammelten Feinstäube während des Einsammelns über ein Messgerät bestimmt werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dieser Vorrichtung gemessenen Daten per Funk an einen Empfänger weitergeleitet werden könne.
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