DE2048340B2

DE2048340B2 - Vorrichtung zum Reinigen von Leckgas aus Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2048340B2
Application number: DE19702048340
Authority: DE
Inventors: Katashi Kamakura Kanagawa Aoi (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-10-01
Filing date: 1970-10-01
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE2048340C3; DE7036376U; FR2068285A5; DE2048340A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Leckgas aus Brennkraftmaschinen, bei der das aus der Brennkraftmaschine austretende Leckgas zum Entfernen von darin enthaltenen Verunreinigungen, wie Flüssigkeit, unverbranntem öl, Staub u. dgl., in einer Entspannungskammer entspannt wird, mit einer in die Entspannungskammer mündenden Abgaszufuhrleitung einem an dir Mündung der Abgaszufuhrleitung angeordneten Sieb, einer von der Entspannungskammer wegführenden Abführleitung für das gereinigte Gas und einer Auslaßleitung zum Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen aus der Entspannungskammer.

Bei einer selchen aus der US-PS 3 509 967 bekannten Reinigungsvorrichtung sind mehrere topfartige Gefäße hintereinander in eine Verbindungsleitung geschaltet, die das Kurbelgehäuse eines Motors mit dem Ansaugeinlaß des gleichen Motors verbindet. Jedes der Gefäße besteht aus einem vertikal angeordneten Zylinder, in den von oben die Abgaszufuhrleitung im wesentlichen parallel zur Zylinderachse, jedoch mit erheblichem Abstand zu dieser einmündet, wobei sich die Zufuhrleitung über ein längeres Stück noch im Zylinder nach unten erstreckt und in einen mit der Zufuhrleitung fest verbundenen zylindrischen Filter mündet. Dieser zylindrische Filter besteht aus einem allseitig porösen Keramikfilter, in dem ein geeignetes Filtermaterial, wie z. B. Glaswolle, angeordnet ist. Der Boden des Zylinders ist konkav, jedoch relativ schwach gewölbt ausgebildet, wobei sich an der tiefsten Stellt, etwa mit der Zylinderachse fluchtend, eine Abflußöffnung befindet, durch die sich am Boden des Zylinders sammelnde Kondensate abfließen können. Von unten ist an den Zylinder ein flaschenartiges Gefäß angeschraubt, in das die durch die Abflußöffnung hindurchtretende Kondensate gelangen können. An der Oberseite des Zylinders ist die Abführleitung für die Leckgase derart angeordnet, daß der relativ kurze Rohrstutzen etwa parallel und symmetrisch in gleicher Weise gegenüber der Zylinderachse versetzt wie die Abgaszufuhrleitung mi der Zylinderoberseite verbunden ist. Bei dieser bekann ten Reinigungsvorrichtung treten die durch die Abgas zuführleitung in den Zylinder gelangenden Gase durcl das Filter hindurch und expandieren in dem relativ gro ßen Hohlraum des Zylinders, wodurch die Gase abküh len und in ihnen enthaltene Verunreinigungen konden sieren. Die durch die Abgaszufuhrleitung herangeführ ten Gase durchsetzen dabei das mit der Abgaszufuhr leitung verbundene Filter etwa allseitig, so daß sie ohnt eine bestimmte Strömungsrichtung, sondern vielmehi diffus in das Zylinderinnere eingeleitet werden. Die sich in dem Zylinder expandierenden Leckgase könner dann ohne Richtungswechsel oder besondere Leitflä chen durch die Öffnung der Abführleitung wieder au: dem Zylinder hinausgelangen. Bei der Expansion diesel Gase ausfallende Kondensate gelangen infolge d;i Schwerkraft auf die schwach gewölbte Bodenfläche de; Zylinders und fließen daher durch die am tiefsten Punki dieser Bodenfläche vorgesehene Öffnung in das flaschenartige Gefäß. Bei dieser bekannten Reinigungs vorrichtung ist daher zumindest rr.it einem einziger dieser topfförmigen Behälter keine ausreichende Reinigung der Leckgase sicherzustellen, da zumindest eir gewisser Teil der unmittelbar durch die Abgaszufuhrleitung und das Filter gelangten Gase sofort wieder über jie Abführleitung aus dem Behälter hinausgelan gen kann. Bei der bekannten Reinigungsvorrichtung sind daher auch mehrere dieser Behälter hintereinan der vorgesehen, d. h., die in einem ersten Behälter einer gewissen Reinigung bereits unterzogenen Leckgase werden in einem zweiten Behälter nochmals einer wei teren Reinigung unterworfen. Diese Anordnung fühn aber zwangläufig zu einem relativ hohen Aufwand ar Reinigungseinrichtungen, die nicht nur die Wartung einer solchen Anlage erschweren, sondern darüber hinaus auch unnötig Platz beanspruchen und einen zusätzlichen Gewichtsfaktor darstellen.

Aus der DT-PS 472 634 ist ein mit ölabscheidung arbeitender Entlüfter bekannt, der vorzugsweise in Verbindung mit Flugmotoren verwendet werden soll. Bei diesem bekannten Entlüfter ist ein in den Fahrtwind gerichteter Entlüfungsstutzen über ein konisches und sich mit seiner Spitze in einen zylindrischen Raum erstreckendes Sieb mit einer mit dem Kurbelgehäuse verbundenen Leitung verbunden, wobei diese aus dem Kurbelgehäuse kommende Leitung gegenüber dem zylindrischen Gehäuse ebenfalls durch ein konisches und mit seiner Spitze in das zylindrische Gehäuse hineinragendes Sieb in das zylindrische Gehäuse mündet. Über dem zuletzt genannten Sieb sind in dem zylindrischen Gehäuse Rohrringe und sogenannte Raschig-Ringe oder aber ein anderer Füllstoff mit möglichst großer Oberfläche vorgesehen, an dem die aus dem Kurbelgehäuse herausgesaugten Gase vorbeistreichen müssen. Unterhalb des zuletzt genannten Siebes ist ein Ringraum vorgesehen, in dem sich von dem Füllstoff abfließendes öl sammeln kann und über eine Abführleitung in das Kurbelgehäuse zurückgeführt wird. Dieser bekannte Entlüfter dient also in erster Linie lediglich zur Zurückgewinnung des mit den Gasen aus dem Kurbelgehäuse herausgesaugten Öls, wobei sich dieses öl in erster Linie an dem Füllstoff und auch zusätzlich noch an dem mit seiner Spitze in den zylindrischen Raum hineinragenden Sieb des Entlüftungsstutzens niederschlägt und von diesem auf den Füllstoff zurücktropft. Auch bei dieser bekannten Anordnung findet eine Umleitung des aus dem Kurbelgehäuse gesaugten

Gases lediglich durch den Füllstoff und das mit dem Absaugstutzen verbundene Sieb statt, wobei jedoch sowohl die Zuführleitung für das Gas als auch die Abführlenung sich in dem zylindrischen Gehäuse unmittelbar gegenüberstehen.

Auch aus der FR-PS 862 699 ist ein solcher insbesondere für Flugmotoren geeigneter ölabscheider bekannt, bei dem das aus dem Kurbelgehäuse abgesaugte Gas eine in einem etwa zylindrischen Gehäuse aigeordnete, siebartige Trennwand durchdringen muß, bevor es an d>e Abführleitung gelangen kann. Diese siebartige Trennwand ist in dem Zylinder dabei so angeordnet, daß sie ausgehend von der etwa vertikal nach oben abgehenden Abführleitung sich parabelförmig der Leckgase dient. Die bei den bekannten Vorrichtungen infolge des dort verwendeten Filtermaterials zur Reinigung dieser Filter erforderlichen zusätzlichen Wartungsarbeiten entfallen daher bei der erfindungsgemäßen Anordnung.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt eines Dieselmotors, ίο bei dem die neue Vorrichtung angewandt ist,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt der Vorrichtung in Form einer Kammer zur adiabatischen Entspannung in größerer Darstellung,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt einer weiteren

etwa horizontalen Bodenseite des Zylinders annähert, 15 Ausführungsform der Vorrichtung in größerer Darstel-

wobei am tiefsten Punkt der Bodenseite des Zylinders und damit auch an der engsten Stelle zwischen Trennwand und Zylinderbodenwand eine Ablaßleitung für das sich an der Trennwand niederschlagende öl anlung.

F i g. 4 einen waagerechten Schnitt durch die Entspannungskammer nach F i g. 2 und F i g. 5 eine Ansicht eines in einer Entspannungs-

fi-eordnet ist. Auch bei diesem bekannten ölabscheider 20 kammer zur adiabatischen Entspannung verwendbaren

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findet daher eine nur minimale Um- bzw. Ableitung der sich in dem zylindrischen Gehäuse expandierenden Gase statt, bevor diese an die Abführleitung gelangen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit Hilfe nur einer einzigen Entspannungskammer eine optimale Reinigung der durch diese Kammer hindurchgeleiteten Leckgase möglich ist.

Siebs.

Bei der gezeichneten Vorrichtung sind eine biegsame und hitze- sowie chemikalienbeständige Abgaszufuhrleitung 1 und eine Abführleitung 2 einerseits an eine Luftansaugöffnung Seines Fahrzeug-Dieselmotors und andererseits an einen Zylinderkopfdeckel H über einem Zylinderblock Cund/oder an ein unter erhöhtem Druck stehendes Kurbelgehäuse R angeschlossen. Zwischen den Leitungen 1 und 2 ist ein Gehäuse B angeordnet.

Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese 30 Dieses Gehäuse B bildet eine Entspannungskammer 3 Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im für das Leckgas und weist einen größeren Querschnitt

• ■ ■ - - auf als die Leitungen 1, 2. Die Leitungen 1, 2 münden in

gegenseitiger axialer Ausrichtung an zwei Seiten der

Inneren der Entspannungskammer ein schalenförmiges Prallblech angeordnet ist, dessen konkave Seite zum Sieb hingewandt ist und im Abstand davon verläuft und Entspannungskammer 3. In der Mündung 4 des Lei

dessen konvexer Seite die Mündung der Abführleitung 35 tungsteils 1 ist ein Sieb 5 senkrecht angeordnet.

im Abstand gegenüberliegt.

Gerade durch das Vorsehen eines schalenförmigen Prallblechs innerhalb der Entspannungskammer, gegen das die über die Abgaszufuhrleitung zugeführten Gase Etwa in der Mitte der Entspannungskammer 3 ist ein aus hitze- und chemikalienbeständigem Material bestehendes, schalenförmiges Prallblech 6 senkrecht angeordnet, so daß seine konkave Seite dem Sieb 5 im

mit hoher Geschwindigkeit geblasen werden, und die 40 Abstand gegenübersteht. Gegenüber der konvexer,

Anordnung der Mündung der Abfuhrlei<ung gegenüber der konvexen Seite des Prallblechs, wird auf kleinstem Raum innerhalb nur einer einzigen Entspannungskammer eine äußerst starke Reinigung der zugeführten Rückseite des Prallblechs 6 liegt die Mündung 8 der Abführleitung 2.

Bei einem Benzinmotor kann die Abführleitung 2 zur Rückführung des Gases in den Motor an einem

Leckgase herbeigeführt. Dieses ist insbesondere da- 45 Ansaugverteiler und die Abgaszufuhrleitung 1 zum Abdurch bedingt, daß infolge des relativ stark gekrümm- saugen der Leckgase aus dem Kurbelgehäuse und/oder

dem Zylinderkcpfdeckel H an diesen Stellen und zum Zuleiten der Leckgase in die Entspannungskammer 3 an dieser angeschlossen sein.

Am unteren Ende des Prallblechs 6 ist ein Auslaßrohr 9 angesetzt. Um dieses herum verläuft ein Leitblech 11 mit einer Tropföffnung 10 für den Durchtritt

ten, schalenförmigen Prallblechs die in die Höhlung dieses Prallblechs mit relativ hoher Geschwindigkeit hineingeleiteten Leckgase um einen Winkel von etwa 180° umgelenkt werden, damit sie überhaupt wieder die Höhlung des Prallblechs verlassen können, wobei sie jedoch jetzt wieder in Richtung der Abgaszuluhrleitung gerichtet sind. Damit sie also an die Mündung der Abführleitung gelangen können, ist eine nochmahvon flüssigem Kondensat aus der Entspannungskammer 3. Unterhalb des Leitblechs 11 ist ein Sammel-

ge sehr scharfe Umkehr der Leckgase wiederum um 55 gefäß 12 für das flüssige Kondensat, mit einem in be- ⁶ . ,„„„ _r , ,· , , . ^.;_mmln, uaUo οηπ^ΓΟΛίιίαη ι ihi>ri9iifrnnr 14 an

einen Winkel von etwa 180° erforderlich, wodurch ein außerordentlich großer Teil der in den Leckgasen vorhandenen Verunreinigungen zwangläufig ausgeschieden wird, da diese Verunreinigungen diese scharfen Strömungsumkehrbewegungen nicht mitmachen können.

Diese gegenüber bekannten und vergleichbaren Vorrichtungen sehr viel stärkere Reinigungswirkung wird mit der erfindungsgemäßen Anordnung dabei ohne zusätzliche Filtereinsätze und Filtermaterialien erreicht, da das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Sieb an der Mündung der Abgaszufuhrleitung in erster Linie zu einer Beschleunigung der zugeführten

6 ς stimmter Höhe angebrachten Überlaufrohr 14 angeordnet. Das Überlaufrohr 14 ist mit einem Ventil versehen, durch welches hindurch die Flüssigkeit im Bedarfsfall abfließen kann.

In der oberen Abschlußwandung der Entspannungskammer 3 ist ein abnehmbarer und verschließbarer Deckel 16 vorgesehen, der den Zutritt zur Entspannungskammer 3 zum Zwecke der Reinigung derselben oder des Siebteils 5 freigibt.

An der Zufuhrleitung 1 ist weiterhin ein Abscheidegefäß 17 abnehmbar befestigt. Dieses dient der Abscheidung von Feststoffen aus dem in der Zufuhrleitung 1 strömenden Leckgas.

In der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Auslaßleitung 9 mit wenigstens einer Durchlaßöffnung 19 zum Ablassen von in der Entspannungskammer 3 gesammelter Flüssigkeit versehen. Am unteren Ende der Auslaßleitung 9 'St bei dieser Ausführung ein biegsamer Schlauch 20 angeschlossen, dessen unteres Ende 21 im Oberteil eines Kondensat-Sammelgefäßes 22 mündet. Das Sammelgefäß 22 kann an beliebiger Stelle angeordnet sein. Im unteren Teil einer der Seitenwandungen des Sammelgefäßes 22 ist ein Ablaßventil 23 und in einer bestimmten Höhe in bezug auf das Sammelgefäß eine Überlaufleitung 24 mit einem automatischen Überlaufventil 25 vorgesehen.

Bei der Anwendung in einem Kraftfahrzeug wird die Vorrichtung zweckmäßig an einer Stelle vor dem Kühler eingebaut, so daß sie bei fahrendem Fahrzeug durch den von außen einströmenden Fahrtwind und durch die von dem Kühlerventilator angesaugte Kühlluft gekühlt wird. Die damit erzielbare Beschleunigung der Leckgas-Abkühlung verbessert zusätzlich die Reinigungswirkung auf Grund der adiabatischen Entspannung des Leckgases.

Bei stationären Motoren wird die Vorrichtung zweckmäßig mittels eines Luft- oder Wasserkühlsystems gekühlt, um eine gesteigerte Reinigungsleistung zu erhalten.
Bei der Vorrichtung expandieren die von einer Kraftmaschine ausgestoßenen Leckgase in dem durch das Sieb 5 und das Prallblech 6 in der Entspannungskammer 3 begrenzten Raum, woh«i die in den Gasen enthaltene Feuchtigkeit durch den Temperaturabfall zu Wassertröpfchen kondensiert und in den Gasen enthaltene Fremdstoffe, wie unverbranntes ÖL Staubteilchen u. dgl. mehr, von den Was.sertröpfchen aufgenommen bzw. durch diese gebunden werden und als Kondensatflüssigkeit abgeschieden werden, während das im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxidgas zusammengesetzte gereinigte Leckgas zur Nachverbrennung in die Kraftmaschine zurückgeleitet wird.

Da das von der Kraftmaschine austretende Durchblase- bzw. Leckgas somit an keiner Stelle direkt, sondem allenfalls nach erfolgter Reinigung in die Atmosphäre ausgestoßen wird, wird mit der neuen Vorrichtung jegliche Luftverschmutzung durch Leckgase vermieden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reinigen von Leckgas aus Brennkraftmaschinen, bei der das aus der Brennkraftmaschine austretende Leckgas zum Entfernen von darin enthaltenen Verunreinigungen, wie Flüssigkeit, unverbranntem öl, Staub u. dgl., in einer Entspannungskammer entspannt wird, mit einer in die Entspannungskammer mündenden Abgaszufuhrleitung, einem an der Mündung der Abgaszufuhrleitung angeordneten Sieb, einer von der Entspannungskammer wegführenden Abführleitung für das gereinigte Gas und einer Auslaßleitung zum Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen aus der Entspannungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Entspannungskammer (3) ein schalenförmiges Prallblech (6) angeordnet ist, dessen konkave Seite zum Sieb (5) hingewandt ist und im Abstand davon verläuft und dessen konvexer Seite die Mündung (8) der Abführleitung (2) im Abstand gegenüberliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Prallblecns (6) die Auslaßleitung (9) angesetzt ist.