DE1476552B2 - Vorrichtung zur katalytischer! Reinigung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Vorrichtung zur katalytischer! Reinigung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren, mit Einrichtungen zur Einführung eines Gemisches aus flüssigem Brennstoff und Katalysatorstoff in den oder die Zylinder des Motors.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad einer solchen Vorrichtung so zu verbessern, daß der Katalysator dem Kraftstoff beigemischt werden kann und sowohl bei der Hauptverbrennung als auch der Nachverbrennung wirksam ist.
Es ist bereits ein Verbrennungsmotor aus der USA.-Patentschrift 2299485 bekannt, dessen Zylinder ein Gemisch aus Kohlenwasserstoff, Sauerstoff und einem pulverförmigen Kupfersalz zugeführt wird, das in der Brennkammer zu einem Kupferoxid oxydiert und als Katalysator für die Verbrennung wirkt. Diese Anordnung dient zur Verringerung des CO-Gehalts im Auspuffgas. Eine Anordnung zum Auffangen des Katalysators in der Auspuffleitung fehlt, so daß diese Entgegenhaltung keine Vorwegnahme des Erfindungsgegenstandes darstellt.
Außerdem ist aus der britischen Patentschrift 942055 ein Verfahren zur Verringerung des Anteils der unvollständig verbrannten Stoffe in den Auspuffgasen eines Wärmeerzeugers bekannt, wobei ein Katalysator-Aerosol in die Brennkammer und in die Auspuffleitung eingespritzt wird. Es handelt sich auch hier nicht um eine Wiedergewinnung des Katalysators im Auspuffgas, sondern um eine zusätzliche Zuführung. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung durch diese Entgegenhaltung nicht nahegelegt ist.
Schließlich ist noch aus der USA.-Patentschrift 1 903 803 ein Verbrennungsmotor bekannt, in dem giftige Auspuffgase beim Passieren von ausgekleideten Prallplatten bzw. Rohren durch einen Katalysator beseitigt werden. Dabei wird den Auspuffgasen Luft
ίο mit relativ geringer Geschwindigkeit zugeführt. In der Brennkammer 21 folgt dann die durch den Katalysator beschleunigte vollständige Verbrennung der unvollständig verbrannten Teilchen. Als Katalysator wird eine Legierung von vorzugsweise 25% Mangan, 10% Blei und 65% Kupfer mit oxydierter Oberfläche verwendet.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei derartigen Vorrichtungen in einer Zone der Auspuffleitung des Motors, in welcher normalerweise eine Temperatur von wenigstens_500° C herrscht,- PrallkÖEperjorgesehen, welche wenigstens einen Teil des von den Auspuffgasen mitgenommenen Katalysators auffangen; dadurch wird die Verbrennung der den Gasen enthaltenen unverbrannten Teiles chen bei der Berührung mit diesen Prallkörpern und hinter ihnen begünstigt.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht eines Verbrennungsmotors mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung;
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1. Die Vorrichtung ist im ganzen auf beliebige geeignete Weise ausgebildet und enthält Einrichtungen zur Einführung eines Gemisches aus flüssigem Brennstoff und flüssigem Katalysator in den oder die Zylinder des Motors.
Bei einem Verbrennungsmotor können z. B. diese Einrichtungen durch einen Vergaser 1 gebildet werden, welcher Benzin über eine Leitung 2, Katalysatorstoff über eine Leitung 3 und Luft über einen Filter 4 empfängt und ein Gemisch aus diesen drei Strömungsmitteln bildet, welches den Zylindern durch eine Einlaßleitung 4 zugeführt wird.
Als flüssigen Katalysatorstoff kann man in einem geeigneten flüssigen Lösungsmittel einen Abkömmling der Schwermetalle der ß-Diketone des Typs R ■ CO CHR1 · CO · R2 benutzen, worin R, R1 und R2 Kohlenwasserstoffe enthaltende Radikale sind, welche auch als Substitutionsstoffe Halogenatome tragen können. Unter Schwermetallen sind hier im allgemeinen Eisen, Nickel, Kobalt, Chrom und Blei oder auch Kupfer, Mangan, Molybdän, Vanadium und Wolfram verstanden. Das Gewichtsverhältnis zwisehen dem flüssigen Katalysatorstoff und dem Brennstoff beträgt 1:1000 und das zwischen dem obigen Abkömmling und seinem Lösungsmittel 1 bis 2%. Erfindungsgemäß werden nun in einer Zone der Auslaßleitung des Motors, in welcher die Temperatur der Gase normalerweise wenigstens 500° C beträgt, Prallkörper vorgesehen, welche den von den Auspuffgasen mitgenommenen Katalysatorstoff wenigstens teilweise auffangen.
Nachstehend ist angenommen, daß ein vorhandener Motor gemäß der Erfindung umgebaut werden soll, welcher eine Auspuffsammelleitung 6 mit einem Flansch 7 zur Befestigung eines Auspuffrohrs hat. Es wird dann das vorhandene normale Auspuffrohr ab-
genommen und an den Flansch 7, welcher normalerweise von Gasen mit 500° C oder mehr durchströmt wird, wird ein die betreffenden Prallkörper enthaltender Topf 8 zur Nachkatalyse angesetzt.
Die Prallkörper können durch Metallstäbe oder Metallrohre 8 gebildet werden, welche insbesondere durch Schweißen an den Wänden des Topfs 8 quer zur Strömungsrichtung der Gase befestigt sind, wobei der Topf z.B. einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt hat, wie in Fig. 2 dargestellt. Es können auch Prallkörper aus einem keramischen Werkstoff benutzt werden, welche Temperaturen in der Größenordnung von 600° C aushalten.
Der freie innere Querschnitt S des Topfs 8 an der Stelle der Prallkörper erhält zweckmäßig einen größeren Wert als der freie innere Querschnitt s des Flansches 7 der Auspuffsammelleitung, um die Erzeugung eines Gegendrucks durch die Prallkörper zu verhindern.
In gewissen Fällen werden zweckmäßig Lufteinlaßöffnungen im Topf 8 für die Verbrennung der unverbrannten Teilchen und/oder ein Wärmeschutzmantel für den Topf vorgesehen.
Die Vorrichtung wird dadurch vervollständigt, daß an den Topf 8 ein Auspuffrohr 10 angesetzt wird, dessen Form und Abmessungen denen des Abschnitts des normalen Auspuffrohrs entsprechen, welcher nicht vom Topf 8 eingenommen wird, wobei das Auspuffrohr 10 im allgemeinen einen Schalldämpfer 11 trägt.
Es kann zweckmäßig sein, selbständige Heizmittel vorzusehen, welche die Temperatur der Prallkörper auf einem Wert von wenigstens 500° C erhalten, wenn der Motor arbeitet. Derartige Heizmittel können durch einen bei der Inbetriebsetzung des Motors gespeisten elektrischen Widerstand gebildet werden. Durch diese Mittel wird eine bessere Verbrennung des freien Kohlenstoffs oder des Kohlenoxyds insbesondere beim Beschleunigen des Motors sichergestellt. Die Prallkörper können unter Ersatz oder Ergänzung der Metallstäbe oder -rohre 9 durch feste Schrauben gebildet werden, deren Achse parallel zur Strömungsrichtung der Auspuffgase liegt. Diese Schrauben oder ähnlich ausgebildete Prallkörper erteilen den Auspuffgasen eine Wirbelbewegung, so daß sie die suspendierten_Kohlenstoffteilchen aufUie" Wände des Auspuffrohrs schleudern, was die Verbrennung der unverbrannten Teilchen noch mehr begünstigt.
In der Reinigungsvorrichtung vollendet der sich an
a5 den Prallkörpern festsetzende Katalysator die Verbrennung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur katalytischer! Reinigung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren, mit Einrichtungen zur Einführung eines Gemisches aus flüssigem Brennstoff und Katalysatorstoff in den oder die Zylinder des Motors, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Zone der Auspuffleitung (6) des Motors, in der normalerweise eine Temperatur von wenigstens 500° C herrscht, Prallkörper (9) zum teilweisen Auffangen des von den Auspuffgasen mitgenommenen Katalysatorstoffs aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallkörper (9) in einen Topf (8) eingesetzt sind, welcher an den Flansch
(7) der Auspuffleitung des Motors angesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallkörper (9) durch Teile aus Metall oder einem keramischen Werkstoff gebildet werden, welche an den Wänden des Topfs
(8) quer zu der Strömungsrichtung der Gase befestigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle der Prallkörper (9) der freie innere Querschnitt (S) des Topfs (8) größer als der freie innere Querschnitt (s) des Flansches (7) der Auspuffleitung ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (8) Lufteintrittsöffnungen aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (8) einen Wärmeschutzmantel trägt.
DE19661476552 1966-07-01 1966-07-01 Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren Expired DE1476552C3 (de)

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DEK0059639 1966-07-01

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DE1476552A1 DE1476552A1 (de) 1970-03-26
DE1476552B2 true DE1476552B2 (de) 1975-10-16
DE1476552C3 DE1476552C3 (de) 1976-05-20

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GB1149571A (en) 1969-04-23
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FR1467023A (fr) 1967-01-27

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