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Vorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine Die
Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur mechanischen und chemischen Reinigung
der Abgase einer zum Betrieb eines Hubfahrzeugs dienenden Brennkraftmaschine.
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Hubfahrzeuge mit an einem Hubmast heb- und senkbarem Lastträger werden
entweder als batteriebetriebene Elektrofahrzeuge oder mit einer Brennkraftmaschine
als Antrieb hergestellt. Obschon Fahrzeuge mit Brennkraftmaschine grundsätzlich
gegenüber batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen erhebliche Vorteile aufweisen, die
insbesondere dadurch bedingt sind, daß die zeitraubende, umständliche Batterieaufladung
bzw. Auswechselung entfällt, sind derartige Fahrzeuge vom Einsatz auf wichtigen
Verwendungsgebieten, nämlich in geschlossenen Werksräumen und Lagerhäusern, insbesondere
solche zur Lagerung empfindlicher Lebensmittel, so gut wie ausgeschlossen, da die
Abgase der Brennkraftmaschinen in solchen Räumen äußerst störend, in manchen Fällen
sogar gesundheitspolizeilich verboten sind. Um diese Beschränkung überwinden zu
können, ist es daher erforderlich, derartige Fahrzeuge mit einer Reinigungsvorrichtung
für die Abgase der Brennkraftmaschine zu versehen, welche die Abgase bis zu einem
ungefährlichen Grad reinigt bzw. entgiftet.
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Dies ist nun bei Hubfahrzeugen der in Rede stehenden Art noch deshalb
besonders problematisch, weil an diesen Fahrzeugen wegen der vielen an diesen unterzubringenden
Aggregate, wie Hub- und Schwenkvorrichtung mit zugehöriger Hydraulik, Gegengewicht
u. dgl., der zur Verfügung stehende Raum sehr begrenzt ist.
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Aus diesem Grund sind eine ganze Reihe von bisher bekannten Vorrichtungen
zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen für den vorstehend erwähnten Zweck
nicht brauchbar. So ist bereits eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen
bekannt, bei der die Abgase zur Abscheidung von festen und flüssigen Schwebeteilchen,
insbesondere von Rußteilchen und Ölnebeln ein aus Schlackenwolle od. dgl. bestehendes
Filtermaterial durchströmen, d. h. mechanisch gereinigt werden. Es ist ferner bekannt,
ein derartiges Filter auch als Vorfilter zu einem die Abgase entgiftenden Gasfilter
zu benutzen, d. h. an die mechanische Reinigung eine chemische Reinigung anzuschließen.
Auch ist es bekannt, in einem ersten Gehäuse eine mechanische Vorreinigung durch
ein metallisch schwammartiges Filter zu bewirken, daß in dem Gehäuse federnd derart
gelagert ist, daß bei jedem Abgasausstoßvorgang der Brennkraftmaschine die Poren
des metallischen Filtermaterials zusammengedrückt werden, so daß
die festen Bestandteile
der Abgase nicht durch dieses passieren, sondern in den unteren Teil des Gehäuses
fallen. Diesem ersten Gehäuse ist dann ein zweites Gehäuse nachgeschaltet, in dem
eine chemische Flüssigkeit zur chemischen Reinigung der Abgase vorgesehen ist. Abgesehen
davon, daß diese letztgenannte Vorrichtung in erster Linie nur für einzylindrige
Brennkraftmaschinen geeignet sein dürfte, da bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen
die Abgasausstoßvorgänge zu Erzielung der vorbeschriebenen Wirkungsweise zu schnell
aufeinanderfolgen, bringt diese Vorrichtung wie alle anderen vorstehend beschriebenen
bekannten Vorrichtungen den Hauptnachteil mit sich, daß die mechanische und chemische
Reinigung in getrennten, hintereinandergeschalteten Behältern erfolgt, wodurch ein
derart großer Raumbedarf erforderlich ist, daß diese für Fahrzeuge der in Rede stehenden
Art nicht brauchbar sind.
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Bekannt sind weiterhin Vorrichtungen, bei denen die Abgase durch
Aufprallen auf einen Wasserspiegel und Hindurchleiten durch Wasser gekühlt und mechanisch
gereinigt und anschließend durch Hindurchstreichen durch mit Reagenzien gefüllte
Kästen auf chemischem Wege gereinigt werden, sowie eine weitere Vorrichtung, bei
der die Auspuffgase durch Aufprallen auf schräg zur Strömungsrichtung des Gases
liegende Prallplatten mechanisch und anschließend durch Hindurchströmen durch Reagenzkästen
auf chemischem Wege gereinigt werden, wobei die Prallplatten von Wänden eines Oberflächenkondensators
gebildet sein können, um gleichzeitig eine Kühlung der Abgase zu erzielen. Auch
diese zuletzt erwähnten Vorrichtungen sind für Hubfahrzeuge nicht geeignet, da diese
wegen ihres geschilderten Systems viel zu groß bauen. Das gleiche gilt für eine
Reihe
von weiteren bekannten Vorrichtungen, bei denen, soweit eine trockene mechanische
Vorreinigung vorgesehen ist, ein erheblicher apparativer Aufwand, beispielsweise
Rotationsaggregate vorgesehen sind. Zwar sind auch kleinere kompaktere Geräte bekanntgeworden,
die in erster Linie als Flammenschutzvorrichtung oder Kühlvorrichtung und nur im
geringerem Maße als Reinigungsvorrichtung dienen.
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Diese Geräte weisen Flüssigkeitskammern auf, die durch Einbau von
Schikanen od. dgl. von den Abgasen auf längeren Wegen durchströmt werden. Der allgemeine
Nachteil dieser Vorrichtung besteht aber darin, daß diese sehr schnell verschmutzen,
was darauf zurückzuführen ist, daß die festen Bestandteile der Abgase vor dem Eintritt
in das Flüssigkeitsbad nicht ausgeschieden bzw. zurückgehalten werden.
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Das vorliegende Problem der Ausrüstung eines Hubfahrzeugs mit einer
geeigneten Abgasreinigungsvorrichtung wird nun unter Vermeidung der Nachteile der
vorbeschriebenen bekannten Konstruktionen gemäß der Erfindung durch die Kombination
der nachfolgenden, teils für sich bekannten Merkmale gelöst: a) Anordnung eines
mechanisch wirkenden Füllstoff es aus Koks, Schlacke, keramischen Massen od. dgl.
im oberen trockenen Teil eines Gehäuses; b) Anordnung eines chemisch wirkenden Füllstoff
fes aus einer basischen Masse, wie Kalziumkarbonat und Magnesiumoxyd, im unteren,
wassergefüllten Teil desselben Gehäuses; c) Anordnung von Gaseintritts- und Gasaustrittsleitungen
und einer Trennwand im oberen, trokkenen, mit dem mechanisch wirkenden Füllstoff
gefüllten Gehäuseteil derart, daß die Abgase zunächst durch eine Hälfte des oberen,
mit dem mechanisch wirkenden Füllstoff gefüllten Gehäuseteils, dann durch den unteren,
mit Wasser und dem chemisch wirkenden Füllstoff gefüllten Gehäuseteil und schließlich
durch die andere Hälfte des oberen, mit dem mechanisch wirkenden Füllstoff gefüllten
Gehäuseteils strömen.
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Wie sich. gezeigt hat, wird mit einer derartigen Vorrichtung trotz
sehr geringen Raumbedarfs eine ausgezeichnete Reinigung der Abgase erzielt, wobei
ununterbrochene Betriebszeiten von 100 bis 150 Stunden erreicht werden. Von weiterem
Vorteil ist hierbei, daß nach dem Ablauf dieser Betriebszeit auch die Reinigung
der Vorrichtung in einfachster Weise möglich ist, da hierzu lediglich die Vorrichtung
entleert zu werden braucht, die vorzugsweise aus keramischen Körpern bestehenden,
mechanisch wirkenden Füllstoffe gewaschen und wieder verwendet und lediglich die
chemisch wirkenden Füllstoffe ersetzt werden müssen: Die Erprobung hat ergeben,
daß die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgezeichnet ist, daß auf
Grund derselben der Einsatz von Hubfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren sogar in Lagerhäusern
mit relativ empfindlichen Lebensmitteln gestattet wurde, d. h. durch die Erfindung
Anwendungsgebiete für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor erschlossen wurden, die bisher
batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen vorbehalten waren.
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Wie sich gezeigt hat, wirkt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besonders vorteilhaft aus, daß
die gröbsten körperlichen Verunreinigungen der Abgase,
wie Rußpartikelchen od. dgl., niedergeschlagen werden, bevor die Abgase in den mit
Wasser und dem chemisch wirkenden Füllstoff gefüllten Teil der Reinigungsvorrichtung
eintreten, so daß eine schnelle Verschmutzung des Wassers vermieden wird, sowie
ferner, daß beim nochmaligen Durchströmen der Abgase durch den mechanisch wirkenden
Füllstoff nach dem Passieren des mit Wasser und dem basischen Füllstoff gefüllten
Teils des Gehäuses das von den Abgasen etwa mitgerissene Wasser niedergeschlagen
wird, so daß der Wasserverbrauch der Vorrichtung relativ gering ist, was deshalb
von erheblichem Wert ist, weil hierdurch eine öftere Wartung der Reinigungsvorrichtung
vermieden wird.
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Als Füllstoff für die chemische Reinigung der Abgase hat sich ein
solcher, der etwa 70 O/o Kalziumkarbonat, etwa 25ovo Magnesiumoxyd und bis zu 5°/o
andere Metalloxyde enthält, besonders geeignet erwiesen.
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Das Gehäuse kann in an sich bekannter Weise unmittelbar an der Brennkraftmaschine
vorgesehen sein, was insbesondere dann empfehlenswert ist, wenn ein Hubfahrzeug
in feuergefährlichen Betrieben eingesetzt werden soll, da hierdurch ein Funkenflug
bei sonst notwendigen, etwa schadhaft werdenden Verbindungsleitungen zwischen Motor
und Reinigungsgehäuse ausgeschlossen ist.
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Um den Wasserspiegel in dem Reinigungsgehäuse immer auf einer optimalen
Höhe zu halten, kann man einen zum Nachfüllen des Gehäuses dienenden zusätzlichen
Wasserbehälter verwenden, dessen Wasserspiegel oberhalb des Wasserspiegels im Gehäuse
der Reinigungsvorrichtung liegt und mit diesem durch eine Zuführungs- und eine Saugleitung
in Verbindung steht, wobei erfindungsgemäß die Zuführungsleitung in der Nähe des
Bodens in das Gehäuse mündet, während die Saugleitung einerseits mit dem Gehäuse
in der Höhe des in diesem vorgesehenen Wasserspiegels und andererseits mit dem oberen
Teil des gegenüber der Außenluft abgeschlossenen Wasserbehälters verbunden ist.
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Es ist zwar an Auspuffreinigern für Brennstoffkraftmaschinen bereits
eine Einrichtung bekannt, bei welcher die Auspuffgase durch eine Waschvorlage hindurchgeführt
werden und eine Pumpe die Waschflüssigkeit aus der Vorlage unterhalb des Normalstandes
absaugt und sie der Vorlage wieder zuführt, derart, daß bei Sinken des Flüssigkeitsspiegels
in der Vorlage unterhalb einer bestimmten Höhe der Flüssigkeitskreislauf unterbrochen
wird, um hierdurch eine akustische, optische oder ähnliche Anzeigevorrichtung auszulösen;
jedoch gewährleistet die bekannte Vorrichtung nicht die Aufrechterhaltung eines
konstanten Wasserspiegels und ist daher in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung
nicht brauchbar, bei der es wesentlich darauf ankommt, den Wasserspiegel im Reinigergehäuse
über lange, wartungsfreie Zeiten konstant zu halten, damit der chemisch wirkende
Füllstoff sich in einem Wasserbad befindet.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
schematisch näher dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Reinigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Reinigungsvorrichtung mit
zusätzlichem Wasserbehälter zum Konstanthalten des Wasserspiegels,
F
i g. 3 die Anordnung der Reinigungsvorrichtung an irgendeiner Stelle des Fahrzeugs
und Verbindung mit dem Motor durch einen Metallschlauch, F i g. 4 die Anordnung
der Reinigungsvorrichtung unmittelbar am Motor.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem in die Auspuffleitung
1, 2 eingeschalteten Gehäuse3, das teilweise mit Wasser gefüllt ist und zweierlei
Füllstoffe A, B enthält, von denen der Füllstoff A zur mechanischen, der Füllstoff
B zur chemischen Reinigung der Auspuffgase dient. Der Füllstoff A im Eintrittsteil
der Vorrichtung hat gemäß Fi g. 1 die Aufgabe, die in das Gehäuse 3 eintretenden
Gase zu verteilen, vielfach umzulenken und dem wassergefüllten unteren Teil mit
Füllstoff B zuzuführen. Beim Passieren des FüllstoffesA setzen sich die festen Teilchen
usw. aus den Auspuffgasen auf dem Füllstoff ab, so daß das im unteren Teil des Gehäuses
befindliche Wasser nicht so schnell verschmutzt.
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Eine im oberen Teil des Gehäuses 3 befindliche Querwand 4 zwingt
die Auspuffgase, das Reinigung gehäuse etwa in Pfeilrichtung 5 zu durchstreichen.
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Der Füllstoff A im Austrittsteil der Vorrichtung verhindert hierbei,
daß das im Gehäuse 3 befindliche Wasser, durch das die Auspuffgase geströmt sind,
mitgerissen wird und in das Auspuffrohr 2 gelangt.
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Der Füllstoff A besteht z. B. aus Koks, Schlacke oder keramischer
Masse.
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Der Füllstoff B reinigt die durchstreichenden Auspuffgase chemisch
und absorbiert die gesundheitsschädlichen und die durch Geruch unangenehmen Bestandteile.
Der Füllstoff B ist basischer Natur. Als besonders wirksam hat sich für den Füllstoff
B eine Mischung von Kalziumkarbonat und Magnesiumoxyd erwiesen. Äußerst günstig
ist eine Mischung von etwa 70 O/o Kalziumkarbonat, 25 O/o Magnesiumoxyd und 5 ovo
anderen Metalloxyden. Durch das im Reinigungsgehäuse 3 enthaltene Wasser werden
die Auspuffgase abgekühlt und der FüllstoffB zur Erhöhung seiner Wirkung naß gehalten.
Da das Wasser durch den basischen Füllstoff basisch reagiert, beteiligt es sich
auch selbst an der chemischen Reinigung der Auspuffgase.
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Um den Wasserstand im Reinigungsgebäude 3 stets in gleicher oder
annähernd gleicher Höhe zu halten, kann gemäß F i g. 2 ein Zusatzwasserbehälter
6 vorgesehen sein, der luftdicht abgeschlossen ist und eine Wasserzuführungsleitung
7 zum Reiniger 3 sowie eine Saugleitung 8 aufweist, die jeweils so viel Wasser aus
dem Zusatzbehälter in den Reiniger nachlaufen läßt, bis der gewünschte Wasserstand
erreicht und die Saugleitung 8 abgeschlossen ist.
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Die Reinigungsvorrichtung 3 kann an beliebiger Stelle des Fahrzeugs
9, beispielsweise in einer Anordnung entsprechend oder ähnlich Fig.3, vorgesehen
und durch eine Rohrleitung bzw. einen flexiblen Metallschlauch 10 mit dem Auspuffanschluß
11 des Motors 12 verbunden sein. Zumal für feuergefährliche Betriebe ist es aber
besser, den Reiniger beispielsweise gemäß Fig. 4 unmittelbar am Motor 12 anzubringen.