DE1242052B

DE1242052B - Nachverbrennungs- und Filterungseinrichtung fuer die Abgase von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1242052B
Application number: DEA29998A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-07-29
Filing date: 1958-07-29
Publication date: 1967-06-08

Description

Nachverbrennungs- und Filterungseinrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Nachverbrennungs-und Filterungseinrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren, mit Luftzufuhr durch ein angetriebenes Gebläse und mit einer (z. B. elektrischen) Heizvorrichtung.
. Um die Abgase von Brennkraftmaschinen zu entgiften, ist eine Nachverbrennung unter Luftüberschuß notwendig, um die unvollständig verbrannten und daher giftigen Gase und Dämpfe in die Oxydations- und Spaltprodukte überzuführen. Da die Abgase aber noch andere Verunreinigungen, wie Ruß, öldämpfe oder dergleichen Rückstände enthalten, verlangt eine zufriedenstellende Entgiftung und Reinigung auch das Ausscheiden und Unschädlichmachen dieser Bestandteile.
Es ist bereits bekannt, die Abgase von Kraftfahrzeugmotoren durch den Einbau eines Katalysators in die Auspuffleitung zu entgiften. Die Abgase werden hierbei unter Luftzufuhr und bei entsprechender Temperatur in Gegenwart dieses Katalysators oxydiert. Diese Einrichtungen erfüllen ihre Aufgabe aber nur bei bleifreien Treibstoffen, weshalb sie bei Personenkraftwagen praktisch ausscheiden.
Zur Nachverbrennung der Abgase ist es ferner bekannt, in die Abgasleitung eine beispielsweise elektrische Heizeinrichtung einzubauen, die die abziehenden Gase nachverbrennt. Dem Heizelement ist dabei ein Ventilatorrad vorgeschaltet, das die Aufgabe des Verinischens der eintretenden frischen Luft mit den Auspuffgasen hat. Diese Anlage unterläßt wiederum eine Filterung der Abgase zur Beseitigung der restlichen Rückstände.
Andererseits vermögen die bekannten Filterungseinrichtungen nur die festen Bestandteile, wie Ruß, auszuscheiden und entsprechen somit ebenfalls nicht den gestellten Anforderungen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nachverbrennungs- und Filterungseinrichtung zu schaffen, die sowohl eine genügende Nachverbrennung der Abgase als eine intensive Filterung des nachverbrannten Gases zur Befreiung von den Rückständen ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Einrichtung erfindungsgemäß mit einem als Zentrifugalgebläse ausgebildeten Gebläse ausgerüstet, das zwischen der Verbrennungseinrichtung und dem Filter angeordnet ist und wobei das Filter in Form wenigstens eines Adsorptionsringes die Innenwand des den Gebläseläufer umhüllenden Gehäuses bildet.
Eine derart gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung ermöglicht unter dem Einfluß des Zentrifugalgebläses eine ausreichende Nachverbrennung und Filterung der Gase, wobei der den Gebläseläufer umgebende Adsorptionsring die abgeschleuderten Bestandteile aufnimmt und gegebenenfalls adsorbiert. Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung bewirkt das Zentrifugalgebläse zugleich das Ansaugen der Abgase sowie der erforderlichen Frischluft, das Abschleudern der Rückstände an das Filter und die Fortführung des Abgasstromes.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsforin läßt sich erzielen, wenn die Verbrennungseinrichtung aus einem kegelstumpffönnigen Körper aus Maschendraht besteht und dieser in einer konischen Verengung des Absaugkanals des Zentrifugalgebläses angeordnet ist.
Der Läufer des Zentrifugalgebläses sitzt zweckmäßig unmittelbar auf der Welle seines auf der der Verbrennungseinrichtung gegenüberliegenden Seite angeordneten Antriebsmotors.
Es kann ferner zweckmäßig sein, in den Adsorptionsring einen Metallring mit auf der der Verbrennungseinrichtung gegenüberliegenden Seite vorstehenden freien Kante einzubetten, um hierdurch die Abkühlung des Adsorptionsringes zu steigern.
Durch ein zweites Kreiselgebläse, das auf der dem Zentrifugalgebläse gegenüberliegenden Seite des Antriebsmotors angeordnet sein kann, kann der Verbrennungseinrichtung zusätzlich Luft zugeführt werden. Mit seinen Windflügeln bewirkt es eine Luftströmung in Richtung Adsorptionsring.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Nachverbrennungs- und Filterungseinrichtung für Personenkraftwagen gemäß der Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 einen Längsschnitt mit weggelassenem Schutzgehäuse, Fig.2 einen Schnitt nach der LinieA-A der F i g. 1 und F i g. 3 eine Teilansicht einer Kontrolleinrichtung. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann beispielsweise an der hinteren Stoßstange eines Personenkraftwagens befestigt und durch einen Metallschlauch (nicht gezeichnet) mit dem Auspuffrohr verbunden sein. Die Abgase gelangen dann in einen Ansaugkanal 1 und werden durch ein Zentrifugalgebläse 2 angesaugt, das in einem Gehäuse 3 umläuft. Für den Antrieb des Gebläses dient ein Elektromotor 4, der zweckmäßig von der Fahrzeugbatterie gespeist wird. In einer konischen Erweiterung des Ansaugkanals sind Schlitze 5 und 6 mit Luftfilter 7 angeordnet. Durch diese Schlitze saugt das Gebläse Verbrennungsluft von außen an. In der Kanalerweiterung befindet sich ein z. B. elektrisch beheizter kegelstumpfförmiger, aus Maschengitter bestehender Körperkopf 8 für die Nachverbrennung der Abgase. Ein zweites Gebläse 9, das auf der anderen Seite des Elektromotors 4 gelagert ist, drückt über eine Zuleitung 10 noch zusätzlich Verbrennungsluft zum Verbrennungsraum. Ein Luftfilter 11 im Ansaugstutzen des Gebläses 9 und die Filter 7 in den Schlitzen 5 und 6 sorgen für eine staubfreie Verbrennungsluft. Im Körper 8 werden die Gase, Dämpfe und sonstigen unverbrannten Rückstände weitgehend verbrannt, und was noch übrigbleibt, wird durch das Gebläse 2 abgeschleudert. Diese Restteile bleiben in den mit einem Metallringkühler 12 versehenen und zur Reinigung herausnehmbaren porösen, feuerfesten Adsorptionsring 13 hängen. Dieser Ring wirkt einmal durch seine Porosität und dann durch einen öligen Filmbelag aus den Abzugsgasen als Adsorber, so daß Ruß und die Metalloxyde und -dämpfe, die von den Antiklopfmittelzusätzen verursacht werden, gebunden werden. Die oxydierten und giftfrei gewordenen Ab- zugsgase gelangen sodann in den Austrittsstutzen 14 des Gebläses 2, wo sie vor dem Austritt ins Freie nochmals an die gekrümmten Adsorptionswände 15 zur letzten Filterung gelangen. Zur verstärkten Ab- kühlung ist ferner noch ein das Gehäuse 3 umschließender Wassermantel 16 vorgesehen. Die Einfüllschraube ist mit 17 bezeichnet. Hierdurch wird eine zusätzliche Abkühlung für den Ring bewirkt, damit dieser nicht seine Aktivität einbüßt. Eine weitere Abkühlung kann noch dadurch erfolgen, daß das Gebläse 9 zusätzliche Windschaufeln 20 aufweist, die Kühlluft in Richtung des Adsorptionsrings treiben.
Der Ringadsorber 13 läßt die angereicherten und öligen Bestandteile durch die öffnungen 18 nach unten ausfallen. Die anhaftenden festen Bestandteile bleiben noch leicht flüssig, da trotz Kühlung nicht die ganze Wärine der ausgeglühten Gase vernichtet werden kann, so daß diese ebenfalls abfließen können.
Sowohl der Ringadsorber 13 als auch die Adsorptionswände 15 sind herausnehmbar und können durch Ausglühen regeneriert werden; sie bestehen zweckmäßig aus grobporiger Schamotte.
In F i g. 3 ist eine Kontrollvorrichtung gezeigt, die angibt, wenn die Beheizung des Körpers nicht mehr genügend stark in Tätigkeit sein sollte. Hierzu ist im Gehäuse des Ansaugkanals eine Bohrung 21 vorgesehen, in der eine Bimetallgabel 30 sitzt, die durch einen Bowdenzug 31 über einen Hebel 32 zum Brenner 19 oder elektrisch angeglühten Gitterkopf geschoben werden kann. Bei genügender Hitze entsteht in der Bimetallgabel ein Schwachstrom, der eine Kontrollampe33 mit Sichtschlitz34 zum Glimmen bringt. Leuchtet das Lämpchen nicht mehr auf, so muß die Hitzequelle für den Glühkopf 8 verstärkt werden.
Falls flüssiger Brennstoff als Wärmequelle be>-nutzt wird, wird dieser dem Treibstofftank des Fahrzeugs oder einem kleinen zusätzlichen Brennölbehälter entnommen. Der Verbrauch ist minimal, da das Gitternetz des Körpers 8 trotz Abkühlung durch die eingezogene zusätzliche Verbrennungsluft sehr schnell zum Glühen kommt.

Claims

Patentansprüche: 1. Nachverbrennungs- und Filterungseinrichtung für die Abgase von Brennkraftinaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren, mit Luftzufuhr durch ein angetriebenes Gebläse und mit einer (z. B. elektrischen) Heizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das als Zentrifugalgebläse ausgebildete Gebläse (2) zwischen der Verbrennungseinrichtung und dem Filter angeordnet ist und daß das Filter in Form wenigstens eines Adsorptionsrings (13) die Innenwand des den Gebläseläufer umhüllenden Gehäuses bildet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung aus einem kegelstumpfförmigen Körper (8) aus Maschendraht besteht und in einer konischen Verengung des Ansaugkanals des Zentrifugalgebläses angeordnet ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugkanal (1) unmittelbar vor der Verbrennungseinrichtung (8) Frischluft-Eintrittsschlitze (5, 6) vorgesehen sind. 4. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise aus einer Scheibe mit geraden Radialschaufeln gebildete Läufer des Zentrifugalgebläses (2) unmittelbar auf der Welle seines auf der der Verbrennungseinrichtung (8) gegenüberliegenden Seite angeordneten Antriebsmotor (4) sitzt. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Gehäuseinnenwand bildenden Adsorptionsring (13) ein Metallring (12) mit auf der der Verbrennungseinrichtung gegenüberliegenden Seite vorstehender freier Kante eingebettet ist. 6 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (3) von einem Wassermantel (16) um- geben ist. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Kreiselgebläse (9) vorgesehen ist, das der Verbrennungseinrichtung (8) über eine Leitung (10) zusätzlich Luft zuführt. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselgebläse (9) auf der dem Zentrifugalgebläse (2) gegenüberliegenden Seite des Antriebsmotors (4) angeordnet ist. 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselgebläse (9) mit Windflügeln (20) versehen ist, durch die den Adsorptionsringen (13) Luft zugeführt wird.