DE2212721A1 - Abgasentgifungsanlage fuer verbrennungskraftmaschinen aller art - Google Patents

Description

• Abgasentgiftungsanlage für Verbrennungskraftmaschinen aller Art.
• Pat entbeschreibun Die zunehmende Motorisierung bringt es mit sich, daß die Luft, besonders in den Städten durch die Abgase der vielen Kraftfahr -zeuge vergiftet wird. Diese zunehmende Luftverunreinigung ge -fährdet in immer größer werdenden Maße die Gesundheit jener Menschen, die in solchen Gebieten leben müssen. Nun ist wohl der technische Stand der Kraftfahrzeugtechnik so weit, daß fabrikneue Motoren eine so gute Verbrennungsqualität aufweisen, daß der Restanteil an giftigen Substanzen im Auspuffgas sehr gering ist. Jedoch stellen den weitaus grösseren Prozentsatz der im Verkehr befindlichen Kraftfahrzeug-e jene dar, deren Motoren nicht mehr im Neuzustand sind und die durch schlechtere Verbrennung grössere Mengen unverbrannter und zumeist giftiger Anteile in ihren Auspuffgasen von sich geben. Diese mit zunehmenden Alter der Motoren schlechte, d.h. unvollkommene Verbrennung wird durch den Verschleiß von kolben, zu Kolbenringen und der Zylinderinnenwand hervorgerufen, da mit diesen Abnützungserscheinungen die Kompression sinkt. Die Abgase solcher Motoren enthalten also noch Substanzen, die wohl brennbar sind, jedoch wegen Sauer stoffmangels im Zylinder nicht mehr verbrannt werden konnten.
• Viele dieser Substanzen sind unverbrannt sehr giftig, es werden hier das Kohlenmonoxid und das Schwefeldioxid, wie auch das Bleitetraoxid erwähnt. Es wäre nun völlig sinnlos, würde man, wie dies bei einigen patentierten Anlagen der Fall ist, lediglich bei Leerlauf des Motors-das Treibstoff-Luftgemisch besser auf -bereiten. Bei nur etwas zu geringer Kompression hilft das in keiner Weise, das Ausstossen von noch unverbrannten und giftigen Gasanteilen im Auspuffgas zu verhindern. Solche Anlagen sind also bei alteren Motoren unwirksam, bei neuen Motoren unnötig, da diese durch die noch hohe Kompression ohnehin eine sehr gute Verbrennung aufweisen.
• Ferner gibt es eine Unmenge von Patenten, die dieses Problem auf chemischem oder katalytische Wege lösen wollen. Es gibt wohl sehr gute Filter, die das Abgas von Automotoren weitgehend zu entgiften imstande sind. Doch sind diese Filter nicht ge -rade billig und müssen bei völliger Sättigung, d.h. nach höch -stens 50 km ausgewechselt werden. Diese Art der Abgasentgif -tung ist also zu umständlich und auch zu teuer, um sich durch -setzen zu können.
• Somit bleibt als wirtschaftlichste und auch günstigste Lösung des Problems der Abgasentgiftung eine möglichst totale Ver -brennung der giftigen Abgas anteile unter erhöhter Luftzufuhr.
• Auch auf diesem Gebiet - der Verbrennung giftiger Abgasanteile unter Luftzufuhr wurden eine ganze Reihe von Patenten angemel -det und auch erteilt. Doch fußen alle diese Erfindungen und auch alle bisher ausgeführten und im Handel befindlichen Anla -gen in dieser Konstruktionsrichtung-darauf, daß die Luftzufuhr entweder durch ein fremdangetriebenes Gebläse oder auf dei Prin -zip der Strahlansaugung erfolgt.
• Versuche zeigten jedoch, daß die Luftzufuhr bei der Verwendung einer Strahlansaugung für eine vollständige Verbrennung nicht ausreicht. Die Luftzufuhr mit Fremdantrieb (E-Motor u.s.w.) ist zumeist kostspielig und nicht wartungsfrei, bedarf ausserdem einer Energiezufuhr. Diese Anlagen haben den Nachteil, daß die Luftzufuhr immer gleich bleibt, egal ob viel oder wenig Auspuffgas vom Motor kommt. Daher ist eine gute Verbrennung gif -tiger Abgase in allen Drehzahlbereichen nicht möglich. Ein Motor zum Antrieb des Gebläses, welcher automatisch drehzahlregu -liert wird, kommt hingegen viel zu teuer.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Abgasentgiftung zu verwirklichen, welche die Nachteile der bis -her bekannten Anlagen zur Abgasentgiftung nicht mehr aufweist, die jedoch betriebssicher und wartungsfrei funktioniert.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Aus -puffgas mit Frischluft gemischt wird und nach Zündnung durch eine Zünd- oder Glühkerze die noch heissen brennbaren Anteile im Auspuffgas in einer Brennkammer vollkommen verbrennen, wobei die dem Auspuffgas noch innewohnende thermische Energie zum Antrieb des Luftansauggebläses benützt wird und somit jeder Fremdantrieb entfällt. Dabei ist ausserdem noch vorgesehen, daß die zur Zündung nötige elektrische oder sonstige Energie ebenfalls auf dem gleichen Wege, also ohne zusätzliche Kraft erzeugt wird.
• Es wird also sowohl zur Luftansaugung, als auch zur Zündung eine Energie verwendet, die bisher als Auspuffverlust abge -schrieben wurde.
• Die mit der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonders darin, daß der gewünschte Effekt, nämlich die Ent -giftung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren, auf die denk -bar einfachste und billigste Weise dadurch erreicht wird, daß die heißen Auspuffgase in ein hohles, durch einen Graphitring abgedichtetes Ventilatorrad eintreten, in diesem in die Schau -feln umgelenkt werden und an den Schaufelenden schräg axial austreten, wodurch das Schaufelrad durch die Reaktion der austre -tenden Auspuffgase in Drehung versetzt wird und die benötigte Frischluft ansaugt, mit dem Auspuffgas verwirbelt in eine Brennkammer bläst. Dort wird das Gemisch derart gezündet, daß die noch unverbrannten Anteile des Auspuffgases vollkommen verbrennen. Die nun noch verbleibenden und weitgehendst entgifteten Abgase werden über die normale Auspuffleitung ins Freie gelei -tet. Die Querschnitte der Zu- und Ableitungen, sowie der Schaufeln müssen dem jeweiligen Triebwerk oder einer betreffenden Triebwerkgruppe angepasst werden.
• Da die gesamte Anlage nur aus wenigen Teilen besteht und kaum einer nennenswerten Abnützung unterworfen wird, ist sie auf Jahre hinaus betriebssicher und erreicht zumindest die Lebensdauer des Fahrzeuges,in welchem sie eingebaut wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Es zeigen Fig. 1 die Anlage im Längsschnitt, Fig. 2 das Schaufelrad in Blickrichtung G Fig. 3 eine Schaufel in Blickrichtung D In der schematischen Darstellung des Längsschnitt-es ist das aus möglichst rostfreiem Material zu fertigende Gehäuse, wel -ches aus den Teilen 1, 2 und 3 besteht, vereinfacht gezeichnet.
• Die gezeichnete Ausführungsform stellt nur eine beispielsweise Möglichkeit der Konstruktion dar. Es können z.B. anstelle der Flanschverbindungen å ede anderen Verbindungsarten gewahlt werden.
• Teil 4 ist die Lagerhalterung für das Gebläselaufrad. Die La -ger sollen möglichst selbstschmierend oder auf Lebensdauer ge -schmiert ausgeführt werden, um eine Wartungsfreiheit zu gewähr -leisten. Das Gebläselaufrad 5 kann auf beliebige Art herge -stellt werden, erforderlich ist jedoch, dass dessen Lagerung leichtlaufend ausgeführt ist, damit auch bei Leerlauf des Mo -tors, also bei noch geringen Gasdrücken eine ausreichende Dreh -zahl erreicht werden kann. In die Lagerhalterung (4) kann ei -ne Anlage zur Erzeugung einer Hoch- oder Nitderspannung zum Betrieb einer Zünd- oder Glühkerze eingebaut werden. Es ist -je -doch auch eine Fremdzündung, z.B. von der Zündspule des Kraft -fahrzeuges her, möglich.
• Die Wirkungsweise der dargestellten Anlage ist einfach: Das Auspuffgas strömt durch den Teil 2 in das hohle Laufrad 5.
• Durch eine Graphitdichtung (es ist selbstverständlich auch jede andere Dichtungsart möglich) (6), wird ein Rückströmen des Auspuffgases in den Luftansaugteil verhindert. Der in Gebläserad befindliche Umlenkkegel (7) lenkt die Auspuffgase in die hohlen Schaufeln des Schaufelrades. Durch je einen Schlitz im letzten Drittel der Schaufel länge tritt das noch heisse Auspuffgas dann schräg axial entgegen den Drehsinn aus den Schaufeln aus und bewirkt durch die Reaktionskraft die Rotation des Gebläserades.
• Die Gesamtfläche des Austrittsquerschnittes soll in allen Fällen viel kleiner sein als der Zuströiquerschnitt der Auspuffleitung, damit auch noch bei niedrigen Motordrehzahlen die Ausströmge -schwindigkeit aus den Schaufelblättern genügend hoch ist, um eine ausreichende Drehzahl des Gebläselaufrades zu ermöglichen.
• Erfahrungsgemäß ist nämlich bei niedrigen Motordrehzahlen der Anteil giftiger Abgase höher als bei hohen Drehzahlen des Motors.
• Das nun durch die Auspuffgase in Drehung versetzte Gebläselaufrad saugt nun durch den mit entsprechenden Öffnungen versehenen Teil 1 über einen Ansaugschalldämpfer Frischluft an, welche durch die heissen Schaufeln erwärmt und verwirbelt wird und so in den Brennkammerteil 8 eintritt, wo durch Zündung die noch brennbaren Gasanteile entzündet und verbrannt werden. Die gesamten Abgase treten dann durch den Teil 3 in die weitere Auspuffleitung des Fahrzeuges ein und gelangen fast völlig entgiftet über diese ins Freie.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE :

1.) Abgasentgiftungsanlage für Verbrennungskraftmaschinen aller Art, dadurch gekennzeichnet, daß die noch brennbaren Restgasanteile ii Auspuffgas in einer Brenneanmer mit zugeführter Frischluft vermischt verbrannt werden, wobei die Frischluftzufuhr durch die Ausnützung der im Auspuffgas noch enthaltenen thermischen Ener -gie bewirkt wird.

2.) Abgasentgiftungsanlage für Verbrennungskraftmaschinen aller Art, nach Patentanspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, daß das Aus -puffgas in ein hohles Schaufelrad eintritt, in die ebenfalls hohlen Schaufeln hinein umgelenkt wird, an den Schautelendon durch Öffnungen schräg axial austritt und durch die Reaktions -wirkung das Schaufelrad in Drehung versetzt, welches die zur Verbrennung der noch unverbrannten Restgasanteile nötige Frisch -luft ansaugt, die wieder die heissen Schaufeln kühlt und dadurch etwas vorgewärmt wird.

3,) Abgasentgiftungsanlage für Verbrennungskraftmaschinen aller Art, nach dem Patentanspruch 2.), dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entzündung der noch brennbaren Gasanteile im Auspuffgas nötige elektrische oder sonstige Energie vom durch die heissen Auspuffgase angetriebenen Schaufelrad erzeugt wird.

4.) Abgasentgiftungsanlage für Verbrennungskraftmaschinen aller Art nach Patentanspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eines Luftansauggebläses wohl durch die heissen Auspuffgase, tedoch in einer beliebigen anderen Form als im Patentanspruch 2.) angeführt, erfolgt.

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