DE1751369B1

DE1751369B1 - Vorrichtung zur Entgiftung der Auspuffgase einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1751369B1
Application number: DE19681751369
Authority: DE
Inventors: Bruno Dipl-Chem Mebes
Original assignee: Sanitized AG
Current assignee: Sanitized AG
Priority date: 1967-05-22
Filing date: 1968-05-17
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1179537A; CH484359A; SE350799B; FR1567498A; US3534547A

Description

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Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrich- dann, wenn die Auspuffgase den größten Gehalt an tung zur Entgiftung der Auspuffgase einer Brennkraft- giftigen Stoffen aufweisen, von den mechanischen maschine, wobei die Auspuffgase unter Zumischung Ultraschallgeneratoren gar kein Ultraschall oder von Verbrennungsluft durch einen Reaktionsraum ge- Ultraschall mit niedriger Frequenz und kleiner Leiführt und in diesem unter der Wirkung eines Ultra- 5 stung erzeugt wird, so daß bei niederen Drehzahlen der schallfelds gezündet und durch Verbrennen oxydiert Brennkraftmaschine keine oder nur eine sehr unvollwerden und das Ultraschallfeld durch einen im Ein- ständige Nachverbrennung der Auspuffgase stattfindet, laßbereich des Reaktionsraums angeordneten mecha- Bei den Vorrichtungen mit elektrischen Ultraschallnischen Gasstrom-Schwinggenerator erzeugt wird, generatoren ist zwar die Frequenz und die Energie des der durch die in den Reaktionsraum einströmende Ver- io erzeugten Ultraschalls von den Betriebsbedingungen brennungsluft oder einströmenden Auspuffgase an- der Brennkraftmaschine unabhängig, so daß bei allen geblasen und angeregt wird. Drehzahlen der Brennkraftmaschine die Nachver-

Zur Entgiftung der Auspuffgase von Brennkraft- brennung der Auspuffgase stattfinden kann, jedoch sind

maschinen vor ihrem Austritt in die Atmosphäre wer- elektrische Ultraschallgeneratoren, wie sie für die

den im wesentlichen Vorrichtungen verwendet, die 15 Nachverbrennung von Auspuffgasen benötigt werden,

nach den folgenden Verfahren arbeiten: teuer und benötigen zudem zur Erregung leistungsstarke und zuverlässige elektronische Wechselstrom-

1. Entgiftung der Auspuffgase durch Oxydation an oder Wechselspannungsgeneratoren, die entsprechend Katalysatoren. kostspielig sind und zudem einen erheblichen Platz

2. Entgiftung der Auspuffgase durch Nachverbren- ²° ^beMi?dTr^CVoⁿrrichtung nach der vorliegenden Erfindung nung in einem Nachbrenner mit offener Zund- lassen sich unter Verwendung des einfachen und billigen flamme. Gasstrom-Schwinggenerators nach Hartmann

3. Entgiftung der Auspuffgase in einem Ultraschall- und bei geringerem Platzbedarf die gleichen Vorteile feld. 25 erzielen wie mit den bekannten Vorrichtungen, welche

die genannten teureren elektrischen Ultraschallein-

Die Entgiftung der Auspuffgase mittels Katalysato- richtungen verwenden. Ferner lassen sich mit der Vorren hat den Nachteil, daß die Katalysatoren, je nach richtung nach der vorliegenden Erfindung die in den ihrer Beschaffenheit, erst bei Temperaturen von USA. gesetzlich festgelegten Grenzwerte des Gehalts etwa 250 bis 350⁰C zu arbeiten beginnen und solche 30 an Kohlenmonoxyd (1,5 Volumprozent) und Kohlen-Katalysatorentemperaturen bei allen Betriebsbedin- Wasserstoffen (275 ppm = 0,275 Volumprozent) ohne gungen einer Brennkraftmaschine ohne zusätzliche Schwierigkeiten bei allen Betriebsverhältnissen einer Erhitzung der Auspuffgase oder des Katalysators Brennkraftmaschine mit Sicherheit einhalten, nicht erreicht werden können, da die beim Leerlauf Zusammenfassend lag der vorliegenden Erfindung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Kraftfahr- 35 die Aufgabe zugrunde, von einem Stand der Technik zeugmotoren, entstehenden Auspuffgase beim Aus- ausgehend, wie er beispielsweise durch die USA.-tritt aus dem Motor nur eine Temperatur von etwa 260 Patentschrift 3 201 338 gegeben ist, eine wirtschaftlich bis 280⁰C und beim Start, insbesondere in der kalten arbeitende Vorrichtung zur Entgiftung der Auspuff-Jahreszeit, noch tiefere Temperaturen aufweisen. gase einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die

Bei der Entgiftung der Auspuffgase durch Nachver- 40 Auspuffgase unter Zumischung von Verbrennungsluft

brennung in einem Nachbrenner mit offener Zünd- durch einen Reaktionsraum geführt und in diesem

flamme bereitet es Schwierigkeiten, die Zündflamme unter der Wirkung eines Ultraschallfelds gezündet und

unter allen Betriebsbedingungen am Brennen zu er- durch Verbrennen oxydiert werden; diese Vorrichtung

halten. Zudem verursachen solche Nachbrenner einen hat gegenüber solchen, die mit einem mechanischen

dauernden Treibstoffverbrauch. 45 Ultraschallgenerator arbeiten, den entscheidenden

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Nachver- Vorteil, daß die Geschwindigkeit des Gasstroms von brennung dieser Auspuffgase in einem Ultraschallfeld der Motordrehzahl unabhängig ist und die Entgiftungswerden zur Erzeugung des Ultarschallfelds entweder reaktion deshalb auch bei niedriger Motordrehzahl, mechanische Ultraschallgeneratoren wie Pfeifen, Hohl- wo bekanntlich der Giftstoffanteil der Auspuffgase der raumresonatoren oder Gasstrom-Schwinggeneratoren, 50 größte ist, in genügendem Maß stattfindet, oder elektrische Ultraschallgeneratoren, wie elektro- Was die Wirtschaftlichkeit angeht, so lag die Aufmagnetische, magnetostriktive oder piezoelektrische gäbe darin, einerseits die gleichen Resultate zu erzielen Ultraschallgeneratoren verwendet, wobei die mecha- wie mit Vorrichtungen, bei welchen Ultraschallgeneranischen Ultraschallgeneratoren durch Anblasen mit toren zur Anwendung gelangen, ohne aber den Nachden Auspuffgasen oder der Verbrennungsluft für die 55 teil des Einbaus besonderer und kostspieliger Einrich-Auspuffgase und die elektrischen Ultraschallgenerato- tungen in Kauf nehmen zu müssen, und andererseits ren durch Wechselstrom- bzw. Wechselspannungsgene- eine entscheidende Verbesserung des Wirkungsgrads ratoren erregt werden. zu erreichen.

Die mit mechanischen Ultraschallgeneratoren arbei- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch ge-

tenden bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, 60 kennzeichnet, daß das Ultraschallfeld eine Frequenz

daß die Geschwindigkeit der zur Erzeugung des Ultra- von mindestens 60 kHz aufweist und die Auspuffgase

schalls verwendeten Auspuffgase oder Verbrennungs- dem Reaktionsraum mittels eines Kompressors oder

luft dirket durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine Gebläses mit wenigstens annähernd konstantem Druck

bestimmt wird, wodurch die Geschwindigkeit dieser zugeführt werden.

Gase bei niederen Drehzahlen, bei denen die Auspuff- 65 Dadurch, daß bei der Vorrichtung nach der vorgase den größten Gehalt an giftigen Stoffen aufweisen, liegenden Erfindung die Verbrennungsluft oder die Ausam kleinsten ist und meist unterhalb der Schallge- puffgase dem Reaktionsraum über einen Kompressor schwindigkeit liegt. Dies hat zur Folge, daß gerade oder ein Gebläse zugeführt werden, ist die Geschwin-

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digkeit der den Gasstrom-Schwinggenerator an- tionsbehälter 1 ist gegenüber der Düse ein Gastromblasenden Gase und damit auch die Frequenz des von Schwinggenerator 4 nach Hartmann vorgesehen, diesem Generator erzeugten Ultraschalls von der Dreh- welcher von der mit einer Geschwindigkeit von mehr zahl der Brennkraftmaschine unabhängig und wenig- als 330 m/s aus der Düse strömenden Verbrennungsstens annähernd konstant, so daß bei allen Betriebs- 5 luft angeblasen und zur Erzeugung von Ultraschallverhältnissen der Brennkraftmaschine eine sichere wellen angeregt wird. Dadurch wird im Reaktionsbe-Zündung des aus den Auspuffgasen und der Verbren- hälter 1 ein Ultraschallfeld erzeugt, unter dessen Wirnungsluft bestehenden Gasgemisches im Reaktions- kung die giftigen Stoffe, beispielsweise Kohlenmonoxyd raum erzielt wird. und restliche Kohlenwasserstoffe, in der aus der Ver-

Was den Wirkungsgrad angeht, so haben eingehende io brennungsluft und den Auspuffgasen bestehenden Gas-Versuche gezeigt, daß, entgegen der naheliegenden An- mischung gezündet und praktisch vollständig verbrannt nähme, daß die Beziehung zwischen dem Wirkungs- werden. Der Austritt der entgifteten Abgase erfolgt grad und der Frequenz eine lineare sei, dies nicht nur in durch den an der rechten Seitenwand des Behälters 1 keiner Weise zutrifft, sondern daß die Wirkungsgrad- angeordneten Auslaß 5.

Frequenz-Kurve eine ausgesprochen starke und plötz- 15 Durch die Verwendung des Kompressors bzw. Geliche Biegung aufweist, durch welche sie von einem steil biases ist die Geschwindigkeit der aus der Düse ausaufsteigenden Ast in einen nur noch schwach geneigten strömenden Verbrennungsluft von der Drehzahl der Teil übergeht. Diese Biegung liegt im Bereich von Brennkraftmaschine völlig unabhängig. Dies hat den 60 kHz. großen Vorteil, daß der Gasstrom-Schwinggenerator 4

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist zur 20 unabhängig von den Betriebsbedingungen der Brennpraktisch vollständigen Beseitigung der giftigen An- kraftmaschine immer Ultraschallwellen mit einer Freteile der Auspuffgase im Reaktionsraum noch ein quenz im Bereich von 60 bis 120 kHz erzeugt, so daß Katalysator vorgesehen, der durch die von der Ver- das CO und die unverbrannten Kohlenwasserstoffe im brennung des Gasgemisches im Reaktionsraum erzeugte Auspuffgas bei allen Betriebsbedingungen der Brenn-Wärme auf seine Reaktionstemperatur erwärmt wird. 25 kraftmaschine, d. h. auch bei niederen Drehzahlen Da durch die Verwendung des Kompressors bzw. des (Standgas, Leerlauf), bei denen der Gehalt des AusGebläses die Verbrennung des Gasgemisches bei allen puffgases an diesen giftigen Stoffen am größten ist, Drehzahlen der Brennkraftmaschine erfolgt, wird der durch das Ultraschallfeld im Reaktionsraum mit Sicher-Katalysator während des Betriebs der Brennkraft- heit gezündet und verbrannt werden, maschine auf einer etwa gleichbleibenden erhöhten 30 Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, Temperatur gehalten, so daß auch die katalytische können mit einem einfachen und billigen Kompressor Oxydation der restlichen giftigen Stoffe des Auspuff- oder Gebläse in Verbindung mit dem ebenfalls eingases bei allen Betriebsverhältnissen der Brennkraft- fachen und billigen Gasstrom-Schwinggenerator nach maschine mit Sicherheit erfolgt. Hartman η unter Beachtung der erfindungsgemäßen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Vor- 35 Lehre, wonach die Frequenz des Ultraschallfelds minrichtung gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung destens 60 kHz zu betragen habe, die gleichen Vorbeschrieben. In der Zeichnung zeigt teile erzielt werden wie mit einem teureren magneto-

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der er- oder elektrostriktiven Ultraschallerzeuger, der zudem findungsgemäßen Vorrichtung mit einem Gasstrom- noch einen leistungsfähigen und daher entsprechend Schwinggenerator nach H art man η als Ultra- 40 teureren Wechselstromgenerator bzw. Wechselspanschallgenerator, nungsgenerator zur Erregung benötigt.

Fig. 2a, 2b um 90° zueinander verdrehte Dar- Zur Erzielung einer praktisch vollständigen Verstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der Er- brennung der giftigen Stoffe in den Auspuffgasen bei findung, welches ebenfalls einen Gasstrom-Schwing- sehr kurzen Reaktionszeiten, wie sie beispielsweise bei generator nach H art mann als Ultraschallquelle 45 kurzen Reaktionsbehältern und/oder großen Geschwinaufweist und in dessen Reaktionsraum ein Katalysator digkeiten des durch den Reaktionsbehälter gehenden vorgesehen ist, Gasgemisches auftreten, kann im Reaktionsbehälter 1

F i g. 3 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels ein Katalysator zur zusätzlichen katalytischen Ver-

nach den F i g. 2 a und 2 b mit einer anderen Anordnung brennung dieser Stoffe vorgesehen werden,

des Katalysators im Reaktionsraum und 50 Eine solche Entgiftungsvorrichtung ist in den F i g. 2 a

F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Gasstrom- und 2 b dargestellt. Der Katalysator befindet sich auf

Schwinggenerators nach H a r t m a η η, wie er in den einem im Reaktionsbehälter 1 vorgesehenen Träger 6,

Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 bis 3 ver- der eine Vielzahl von Gasdurchlässen aufweist. Der

wendet wird. Träger 6 hat die Form des Mantels eines Kegelstumpfs,

Die in der F i g. 1 dargestellte Vorrichtung zur Ent- 55 wobei das der Einlaßseite des Reaktionsbehälters zugiftung von Auspuffgasen umfaßt einen Reaktions- gewandte Ende mit dem größeren Durchmesser offen behälter 1 in Form eines Hohlzylinders. In der Mitte und mit der Wand des Behälters 1 verbunden ist, der linken Seitenwand dieses Behälters ist ein Rohr 2 während das der Auslaßseite des Behälters zugefür die Zufuhr der Auspuffgase der Brennkraftmaschine wandte Ende mit dem kleineren Durchmesser verangeordnet. Die Verbrennungsluft wird dem Reaktions- 60 schlossen ist, so daß das Gasgemisch durch die Gasbehälter 1 über ein im Rohr 2 koaxial angeordnetes durchlässe im Träger 6 und damit über den Katalydünneres Rohr 3 von einem Kompressor oder Gebläse sator gehen muß, um zum Auslaß 5 zu gelangen. Durch zugeführt. Das in den Reaktionsbehälter ragende Ende die Wärme, welche durch die vom Ultraschallfeld bedes dünneren Rohrs 3 ist als Düse ausgebildet, der die wirkte Verbrennung von schädlichen und giftigen Verbrennungsluft von der Druckluftquelle unter einem 65 Stoffen erzeugt wird, wird der Katalysator auf seine solchen Druck zugeführt wird, daß die Verbrennungs- Reaktionstemperatur erhitzt, der dadurch eine zusatzluft mit einer konstanten Geschwindigkeit von mehr als liehe katalytische Verbrennung solcher Stoffe bewirkt. 330 m/s in den Reaktionsbehälter ausströmt. Im Reak- Da die Verbrennungsluft dem Reaktionsraum über den

Kompressor bzw. das Gebläse zugeführt wird, ist, wie bereits erläutert, die Frequenz des Ultraschallfelds im Reaktionsraum praktisch konstant und beträgt immer 60 bis 120 kHz, wodurch eine gleichmäßige Verbrennung des Gasgemisches im Reaktionsraum bei großem Wirkungsgrad erzielt und der Katalysator auf eine praktisch konstante Temperatur aufgeheizt wird. Dadurch ergibt sich eine bei allen Betriebsverhältnissen der Brennkraftmaschine wirksame katalytische Oxydawird ein Gasstrom (Verbrennungsluft oder Auspuffgase) benutzt, der aus einer Düse D mit Überschallgeschwindigkeit austritt. Die Druckverteilung innerhalb des Luftstroms in Abhängigkeit von der Entfernung von der Düse ist über dem Schnittbild aufgetragen. Stellt man der Düse an den Druckanstiegsstellen Cr₁A₁ oder a₂b₂, die Instabilitätsstellen darstellen, einen als Oszillator wirkenden Hohlraum gegenüber, so werden Schallkippschwingungen erzeugt, da sich der Hohl-

tion der restlichen giftigen Stoffe in den Auspuffgasen, io raum periodisch mit Luft von Überdruck füllt und da-

so daß die aus dem Reaktionsraum austretenden Abgase praktisch vollständig entgiftet sind.

Bei den Vorrichtungen nach den F i g. 1, 2a und 2b können an Stelle der Verbrennungsluft die Auspuffgase zur Anregung des Gasstrom-Schwinggenerators verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Zufuhr der Auspuffgase zum Reaktionsraum über einen Kompressor oder ein Gebläse erfolgt und die Auspuffgase bei allen Betriebsverhältnissen der Brennkraftmaschine zwischen wieder die unter Überdruck stehende Luft im Hohlraum ausstoßt. Ist 1 die Länge und 4 der Durchmesser des Oszillatorhohlraumes, so ist die entstehende Schallwellenlänge angenähert

z. B. wird für / = d = 1 mm, λ/4 = 1,3 mm oder

mit Überschallgeschwindigkeit aus der Düse austreten. 20 λ = 5,2 mm und somit die Schallfrequenz in Luft von

Eine besonders für diese Betriebsart ausgebildete Vorrichtung zeigt F i g. 3. Bei dieser Vorrichtung wird der Gasstrom-Schwinggenerator durch die aus der Düse austretenden Auspuffgase zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen angeregt, während die Verbrennungsluft durch in der linken Seitenwand neben der Düse angeordnete Einlasse in den Mischraum des Reaktionsbehälters 1 eintritt und dort mit den Auspuffgasen gemischt wird. Das Gasgemisch geht dann über ein Drahtnetz in den mit Schikanen ausgestatteten Reaktionsraum und wird in diesem wie bei den früher beschriebenen Vorrichtungen durch das vom Gasstrom Schwinggenerator erzeugte Ultraschallfeld gezündet und unter der Wirkung dieses Schallfelds verbrannt. Die Schikanen können so ausgebildet sein, daß sie durch das Ultraschallfeld zu Schwingungen angeregt werden können, wodurch die Nachverbrennung der Auspuffgase im Reaktionsraum gefördert wird. Ist aus den bereits genannten Gründen eine katalytische Nachverbrennung gewünscht, so können mit einem Katalysator belegte Schikanen oder aus einem solchen bestehende Schikanen verwendet werden. Ferner können an Stelle der Schikanen auch aus einem Katalysator bestehende dünne Drähte oder Drahtnetze verwendet 18° C, in der die Fortpflanzungsgeschwindigkeit — 342 m/s beträgt, gleich:

/ = — = — = 56,8 kHz.

λ 5,2 · ΙΟ-³

Durch weitere Verkleinerung der Abmessungen des Oszillators können bei Benutzung von Luft noch Frequenzen bis 120 kHz erzeugt werden. Die erzielbare Schalleistung beträgt bis zu 50 Watt.

Nachstehend sind die mit einigen Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung erzielten Ergebnisse angeführt:

Beispiel 1
Entgiftung mittels Ultraschall

Durch eine der F i g. 1 entsprechende Vorrichtung wurde ein aus Verbrennungsluft und Auspuffgasen bestehendes Gasgemisch durchgeleitet und in der Vorrichtung der Einwirkung eines Ultraschallfeldes mit

werden, die im Reaktionsbehälter ausgespannt sind. 45 einer Schallfrequenz zwischen 60 und 100 kHz ausge-Sind in den Auspuffgasen bereits katalytisch wir- setzt. Die Auspuffgase stammten von einer mit bleihaltigen (Tetraäthylblei) Normalbenzin betriebenen Brennkraftmaschine. Die Eingangstemperatur der

kende Stoffe, wie z. B. Schwermetallverbindungen (Bleitetraäthyl) vorhanden, so kann auch bei kurzen Reaktionszeiten meistens auf einen stehenden Katalysator verzichtet werden. Soll die Entgiftung jedoch bei extrem kurzen Reaktionszeiten (z. B. mit Reaktionsbehältern von sehr kurzer Baulänge zur Erzielung einer minimalen notwendigen Ultraschallenergie) durchgeführt werden, so ist auch bei solchen Auspuffgasen die Verwendung eines stehenden Katalysators von Vorteil.

Als Katalysatoren sind Schwermetalloxyde und Edelmetalle geeignet. Die notwendigen Mengen an diesen Stoffen lassen sich in sehr kleinen Grenzen halten, wobei neben der Aktivität des speziellen Katalysatormaterials auch die zur Verfügung stehende aktive Oberfläche des Katalysators eine Rolle spielt. Als besonders geeignete Katalysatoren haben sich die Metalloxyde CuO, PbO₂, AgO, V₂O₅, Cr₂O₃ und die Metalle Cu, Ag, Pt, Os, Ir erwiesen.

Die F i g. 4 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Gasstrom-Schwinggenerator nach Hartmann, wie er bei den Vorrichtungen nach den F i g. 1 bis 3 verwendet wird. Bei diesem Schwinggenerator Gasmischung betrug 150⁰C und ihre Geschwindigkeit in der Vorrichtung 350 m/s.

Anteil CO in Volumprozent	1000 bis 1200 i 0,5 80 bis 120	80 bis 130	Zündung
und Anteil Kohlenwasserstoffe (KWST)
in Partikeln pro Million (ppm)	1000 bis 1500 , 0,5
in der Gasmischung			kontinuier
vor dem Durchlauf nach dem Durchlauf		lich
CO ! KWST CO KWST	kontinuier
5	lich

5

Bei Vergleichsversuchen ohne Anwendung von Ultraschall wurden bei einer Geschwindigkeit der Gasströmung von 200 m/s und sonst gleichen Versuchsbedingungen die folgenden Ergebnisse erhalten:

Anteil CO in Volumprozent und Kohlenwasserstoffe in ppm in der Gasmischung vor dem Durchlauf j nach dem Durchlauf CO i KWST CO KWST

1000 bis 1200

2,5 bis 5

5 ; 1000 bis 1500 5 bis 6

500 bis 700

800 bis 1000

Zündung

nur teilweise keine Bei Versuchen mit Gasmischungen, welche größere Mengen CO enthielten, ergaben sich unter den gleichen Versuchsbedingungen wie im Beispiel 2 die folgenden Werte:

Anteil des CO in der Gasmischung in Volumprozent vor dem Durchlauf I nach dem Durchlauf

Wie die vorstehenden Ergebnisse zeigen, wird durch die Anwendung von Ultraschall eine sehr wirkungsvolle Nachverbrennung und damit Entgiftung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen erzielt.

Beispiel 2 Entgiftung mittels Ultraschall und Katalysator

Bei diesem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wurde zur Nachverbrennung der Auspuffgase der mit bleihaltigem (Tetraäthylblei) Normalbenzin betriebenen Brennkraftmaschine eine der F i g. 2 ähnliche Vorrichtung verwendet. Als Katalysator diente Asbest mit 2% CuO₂, der in einen Käfig aus Kupferdrahtnetz im Reaktionsraum der Entgiftungsvorrichtung angeordnet war. Durch diese Vorrichtung wurde das aus der Verbrennungsluft und den Auspuffgasen bestehende Gasgemisch durchgeleitet und wie im Beispiel 1 der Einwirkung eines Ultraschallfelds mit einer Schallfrequenz zwischen 60 und 100 kHz ausgesetzt. Die Eingangstemperatur des Gasgemisches betrug 15O⁰C und ihre Geschwindigkeit in der Vorrichtung 350 m/s.

Anteil CO in Volumprozent und Kohlenwasserstoffe in ppm in der Gasmischung vor dem Durchlauf
CO I KWST

1000 bis 1200
1000 bis 1500

nach dem Durchlauf CO I KWST

0,3
Spuren

20 bis 40 50

35

Zündung

kontinuierlieh

kontinuierlich

Bei Vergleichsversuchen ohne Anwendung- von Ultraschall wurden bei einer Geschwindigkeit der Gasmischung von 200 m/s und unter sonst gleichen Versuchsbedingungen folgende Ergebnisse erhalten:

Anteil CO in Volumprozent und Kohlenwasserstoffe in ppm in der Gasmischung

vor dem Durchlauf
CO I KWST

1000 bis 1200

1000 bis 1500

nach dem Durchlauf CO I KWST

2,5 bis 3

100 bis 150

300

Zündung

kontinuierlich

nur teilweise 5
10

15-- —

20

0,6 0,9

Bei Verwendung eines Katalysators aus Platin (Asbest mit 1 % Platinschwamm) an Stelle des Katalysators aus CuO₂ konnte in den aus der Entgiftungsvorrichtung austretenden Abgasen kein CO mehr festgestellt werden.

Wie festgestellt wurde, kann bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen die Temperatur der Gasmischung im Reaktionsraum auch kleiner als 150° C sein, ohne daß die in den USA. (California-Test) gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte überschritten werden.

Da der CO-Gehalt in Auspuffgasen von Kraftfahrzeugmotoren auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen 10% kaum übersteigt (s. M. S t r a u b e 1,« Beitrag zur Messung und Bewertung des CO-Gehaltes der Automobilabgase«, ATZ, Heft 4, 1965, S. 115 bis 119) und der CO-Gehalt in der aus der Verbrennungsluft und den Auspuffgasen bestehenden Gasmischung naturgemäß immer kleiner ist als in den Auspuffgasen, lassen sich mit den erfindungsgemäßen Verfahren z. B. die in den USA. vorgeschriebenen Grenzwerte von 1,5Volumprozent CO und 275 ppm Kohlenwasserstoffe auch ohne Verwendung eines Katalysators ohne Schwierigkeiten einhalten.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Entgiftung der Auspuffgase einer Brennkraftmaschine, wobei die Auspuffgase unter Zumischung von Verbrennungsluft durch einen Reaktionsraum geführt und in diesem unter der Wirkung eines Ultraschallfeldes gezündet und durch Verbrennen oxydiert werden und das Ultraschallfeld durch einen im Einlaßbereich des Reaktionsraums angeordneten mechanischen Gasstrom-Schwinggenerator erzeugt wird, der durch die in den Reaktionsraum einströmende Verbrennungsluft oder einströmenden Auspuffgase angeblasen und angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallfeld eine Frequenz von mindestens 60 kHz aufweist und die Auspuffgase dem Reaktionsraum mittels eines Kompressors oder Gebläses mit wenigstens annähernd konstantem Druck zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY 109 551/304