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Motorabgas-Rückstromeinr ichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Motorabgas-Rückstromeinrichtung
zum Reinigen von Abgas, das aus verschiedenartigen Fahrzeug- und Schiffsmotoren,
insbesondere Diesel- und Benzinmotoren von Automobilen, kommt und zum Einführen
dieses gereinigten Abgases in einen EinlaDver teiler Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf eine Motorabgas-Rückstromeinrichtung, die so auf gebaut ist, daß sie
aus einem Abgasverteiler austretendes Abgas durch eine zyklonartige Staubsammeltrommel
gemäß der Entladungstheorie für statische: Elektrizität reinigt, dieses gereinigte
Abgas in den Motor ü:ber einen Einlaßverteiler eingibt und den in diesen Motor strömenden
Brennstoff bei einer niedrigen Temperatur
verbrennt, um dadurch
in dem Abgas enthaltende Stickstoffoxide (NOx) zu beseitigen.
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Bisher ist die Motorabgas-Rückstromeinrichtung dieser Art sowohl für
Fahrzeuge als auch Schiffe praktisch nicht verwendet worden. Infolgedessen ist das
aus den verschiedenen Motoren kommende Abgas so, wie es ist, z.B. durch einen Ab-gasverteiler,
ein Auspuffrohr, ein Abzugsrohr usw., in die Luft ausgestoßen worden.
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Aus dem insoweit gegebenen Überblick wird deutlich, daß dieses Abgas
Stickstoffoxide enthält, die eine sehr nachteilige Wirkung auf den menschlichen
Körper haben.
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Ferner haben Staubteilchen und/oder teerartiger schwarzer Rauch, die
in dem Abgas enthalten sind, öffentliches Unbehagen und Luftverschmutzung usw. hervorgerufen.
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Zusätzlich besteht ein ernsthafter Zweifel, ob ein karzinogener oder
krebserzeugender Faktor in dem Abgas enthalten ist, und dies hat nun zu äußerster
öffentlicher Aufmerksamkeit geführt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten
Nachteile zu vermeiden.
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Er findungsgemäß wird eine Motorabgas-Rückstromeinrichtung geschaffen,
bei der ein Teil des Abgases, das aus verschiedenen Fahrzeug- und Schiffsmotoren
und insbesondere Diesel-und Benzinmotoren von Kraftfahrzeugen und Krafträdern kommt,
durch eine zyklonartige Staubsammeltrommel gereinigt wird, dieses gereinigte Abgas
wird in einen Einlaßverteiler übereine ein elektrostatisches Filter aufweisende
Entladungsleitung und ein Steuerventil eingegeben und Stickstoffoxide, d.h. N0x,
die in dem aus dem Motor kommenden Abgas enthalten
sind, werden
beseitigt, um ein sauberes Abgas auszustoßen.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
Motorabgas-Rückstromeinrichtung mit einer zyklonartigen Staubsammeltrommel in dem
Strömunyskanal des Abgases des Motors versehen, um das Motorabgas zu reinigen, wobei
ein Staubsammler eingebaut ist, der einen hohen Staubsammelwirkungsgrad sicherstellt
und in einer vernünftigen kompakten Größe hergestellt sein kann.
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Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Motorabgas-Rückstromeinrichtung
so aufgebaut, daß die Abgasleitung des Abgasverteilers eine Abzweigung aufweist,
so daß eine zyklonartige Staubsammeltrommel einen Teil des aus dem Abgasverteiler
kommenden Abgases abzieht und gleichzeitig den anderen Teil des Abgases durch eine
Abgas führende Leitung in die Luft austreten läßt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Motorabgas-Rückstromeinrichtung
mit einem Ventilregler für ein Steuerventil versehen, um die Eingangsströmung des
Motorabgases zu regeln, wodurch die Öffnung des Steuerventiles gleichförmig eingestellt
wird und darüber hinaus die Eingangsströmung des Abgases richtig gesteuert werden
kann.
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Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand
der folgenden Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt in einer allgemeinen Schnittansicht die Motorabgas-Rückstromeinrichtung
gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine derart aufgebaute Motorabgas-Rückstromeinrichtung
gerichtet, die das Abgas von verschiedenen Motoren, wie beispielsweise den Diesel-und
Benzinmotoren
von Automobilen und weiterhin Schiffsmotoren, reinigt und dieses gereinigte Abgas
in einen Einlaßverteiler zieht. Im allgemeinen wird das aus den Motoren der Fahrzeuge,
insbesondere von Automobilen, kommende Abgas so wie es ist durch einen Abgasverteiler,
eine Auspuffleitung oder ein Abzugsrohr in die Atmosphäre ausgestoßen.
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Dieses Abgas enthält verschiedene Verunreinigungen einschließlich
Stickstoffoxiden, d.h. N0x, die bisher den menschlichen Körper von Fußgängern usw.
ernsthaft beeinträchtigt haben.
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Weiterhin haben Schmutzteilchen und/oder teerartiger schwarzer Rauch,
die in dem Abgas enthalten sind, öffentliches Unbehagen mit sich gebracht, das von
der Luftverschmutzung herrührt. Ferner hat sich kürzlich ein Verdacht verdichtet,
daß ein gewisses Karzinogen in dem Abgas enthalten ist, und dies wird von den Menschen
mit großem Interesse beobachtet.
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Die vorliegende Erfindung soll die vorstehend beschriebenen Probleme
beseitigen und schafft eine Motorabgas-Rückstromeinrichtung, die das aus dem Abgasverteiler
kommende Abgas reinigt, dieses gereinigte Abgas durch den Einlaßverteiler in die
Diesel- und Benzinmotoren von Automobilen einleitet und einen in die Motoren gebrachten
Brennstoff verbrennt um dadurch zu verhindern, daß Stickstoffoxid, d.h. N0x, zusammen
mit dem Abgas ausgestoßen wird.
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Es wird nun eine detaillierte Beschreibung des Aufbaues der Motorabgas-Rückstromeinrichtung
gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit den Bezugszahlen
der Zeichnung gegeben.
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Von einer Abgas leitenden Leitung 1 ist ein Strömungskanal abgezweigt,
der mit dem oberen Abschnitt einer zyklonartigen Staubsammeltrommel 2 in Verbindung
steht. Der andere abzweigende
Strömungskanal ist mit einer Abgas
leitenden Leitung 20 verbunden. Ein Staubbehälter 3 ist am Boden der zyklonartigen
Staubsammeltrommel 2 angeordnet und fängt die Staubteilchen auf. Eine ein elektrostatisches
Filter aufweisende Entladungsleitung 4 führt aus dem Oberteil der Staubsammeltrommel
2 heraus und ist an dieser befestigt. Ein Entladungsdraht 5 ist so angebracht, daß
er einen Isolator 6a, der an der das elektrostatische Filter aufweisenden Entladungsleitung
4 angebracht ist, und einen Isolator 6b verbindet, der an dem unteren Teil der zyklonartigen
Staubsammeltrommel 2 angebracht ist.
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Mehrere Stücke 7 werden im wesentlichen dazu verwendet, die obengenannten
Isolatoren 6a und 6b zu haltern und sie sind radial zu den Isolatoren 6a und 6b
angebracht.
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Die anderen Enden der Haltestücke 7 sind an den Seitenwänden der Entladungsleitung
4 und den unteren Seitenwänden der Staubsammeltrommel 2 befestigt. Ein zylindrischer
Isolator 8 ist in die Seitenwand der Entladungsleitung 4 zum Isolierschutz eingebettet.
Dieser zylindrische Isolator 8 ermöglicht, daß ein Hochspannungskabel 9 einfach
mit dem Entladungsdraht 5 verbunden werden kann.
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Ein Gleichrichter 10 ist ausgangsseitig mit dem Hochspannungskabel
9 und eingangsseitig mit einem Hochspannungsgenerator 11 verbunden.
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Ein Leistungska kl 12 ist an seinem einen Ende mit dem Hochspannungsgenerator
11 verbunden, und das andere Ende ist mit einer Leistungsquelle 21 verbunden. An
einer bestimmten Stelle der ein elektrostatisches Filter aufweisenden Entladungsleitung
4 ist ein Steuerventil 13 eingebaut, um die Eingangsströmung des Abgases zu steuern.
Mit dem Steuerventil 13 ist ein Ventilregler 14 verbunden, um die Öffnung des Steuerventils
einzustellen. Eine Vakuumleitung 15 wird zum Steuern
des zurückströmenden
Abgases entsprechend dem Arbeitszustand des Motors verwendet und ist mit dem Ventilregler
14 verbunden.
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Ein Einlaß- oder Ansaugverteiler 16 mit einem Ansaugeinlaß 17 an seinem
einen Ende mischt die eingezogene Luft mit dem umgewälzten Abgas und führt die Mischung
in die Verbrennungskammer des Motors ein.
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Das andere Ende des Einlaß- oder Ansaugverteiers 16 ist in einem einteiligen
Stück mit einer Abgas führenden Leitung 22 ausgebildet. Weiterhin ist die Abgas
führende Leitung 22 mit einer Seitenwand 4a der ein elektrostatisches Filter aufweisenden
Entladungsleitung 4 verbunden. Ein Ansaugregler 18 steuert eine'Drossel für eine
Ansaugsteuerung 18a, die in dem Ansaugeinlaß 17 angebracht ist.
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Das Ansaugen von der Außenseite kann vorzugsweise durch Einstellen
der Neigung der Ansaugregeldrossel 18a eingestellt werden.
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Mit 19 ist ein Abgasverteiler bezeichnet, durch den aus der Verbrennungskammer
des Motors ausgestoßenes Abgas hindurchströmt. Der untere Teil des Abgasverteilers
19 ist in einem einteiligen Stück mit der Abgas einführenden Leitung 1 hergestellt,
damit ein Teil des Abgases in die zyklonartige Staubsammeltrommel 2 strömt und gleichzeitig
das restliche Abgas in die Luft ausgestoßen wird. Der Abgasverteiler hat die vorstehend
beschriebene Funktion.
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Eine Abgas führende Leitung 20 ist mit dem Abgasverteiler 19 verbunden,
um einen Austrittskanal für das Abgas zu bilden.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise der Motorabgas-Rückstromeinrichtung
gemäß der Erfindung beschrieben.
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Ein Teil des Abgases, das aus der Verbrennungskammer des Diesel- oder
Benzinmotors eines Autos durch den Abgasverteiler 19 ausgestoßen wird, strömt in
die zyklonartige Staubsammeltnnel 2 über die Abgas ein führende Leitung 1.
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Eine Hochspannung von beispielsweise 4000 bis 10000 Volt wird an den
Entladungsdraht 5 von der Leistungsquelle 21 über den Hochspannungsgenerator 11,
den Gleichrichter 10 und das Hochspannungskabel 9 angelegt. Dann wird ein starkes
elektrostatisches Feld über dem Entladungsdraht 5 und der zyklonartigen Staubsammeltrommel
2 erzeugt, und in dem Abgas enthaltene Staubteilchen und/oder teerartiger schwarzer
Rauch haften an der Innenseite der ein elektrostatisches Filter bildenden Entladungsleitung
4 und auch an der zyklonartigen Staubsammeltrommel 2 an, und diese unerwünschten
Substanzen werden in dem Staubbehälter 3 gesammelt, der am Boden der Trommel angebracht
ist.
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Gemäß den Testergebnissen können teerartiger schwarzer Rauch und auch
Staubteilchen mit einer Korngröße von etwa 0,01 pm (Mikron),die in dem Abgas enthalten
sind, vollständig beseitigt werden.
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Das gereinigte Abgas wird über die ein elektrostatisches Filter bildende
Entladungsleitung 4 und das Steuerventil 13 in den Einlaß- oder Ansaugverteiler
16 eingeleitet.
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Die Einlaßströmung dieses Abgases betätigt den Ventilregler 14 mit
dem negativen Druck der Vakuumleitung 15, wodurch die Öffnung des Steuerventiles
13 selbsttätig eingestellt werden kann Da das Abgas somit gereinigt worden ist,
besteht praktisch keine Möglichkeit, daß das Steuerventil 13 durch teerartigen schwarzen
Rauch und/oder Staubteilchen verschmutzt, wodurch für eine sehr gleichmäßige Einstellung
der Öffnung des Steuerventils 13 gesorgt und eine richtige Funktion zu allen Zeiten
sichergestellt
wird.
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Andererseits wird Außenluft oder Brennstoff durch den Ansaugeinlaß
17 des Ansaugverteilers 16 eingezogen und die Ansaugregeldrossel 18a wird durch
die Wirkung des Ansaugreglers 18 gesteuert, wodurch die Eingangsströmung richtig
gesteuert wird.
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Umgewälztes Abgas und Luft werden in die Verbrennungskammer des Motors
über den Ansaugverteiler 16 eingeleitet. In diesem Fall wird eine große Menge Ionen
durch die Wirkung der Entladungsleitung 5 erzeugt, der innenseitig der ein elektrostatisches
Filter bildenden Entladungsleitung 4 angeordnet ist, um einen gemischten Brennstoff,
der durch den Ansaugverteiler 16 strömt, zu ionisieren. Das Ergebnis ist, daß der
Verbrennungswirkungsgrad des Motors stark vergrößert wird und auch die Ausgangsleistung
des Motors ansteigt.
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In diesem Zustand sorgt das gereinigte Abgas dafür, daß die Verbrennungstemperatur
des Brennstoff/Luftgemisches, das in den Motor gezogen wird, gesenkt wird, wodurch
es ermöglicht wird, daß Stickstoffoxid, d.h. NOx, das in dem aus dem Abgasverteiler
19 kommenden Abgas enthalten ist, merklich verringert wird.
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Selbst wenn das Abgas durch die Abgas führende Leitung 20 in die Atmosphäre
ausgestoßen wird, führt dies dazu, daß kein NOx enthaltendes Gas emittiert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann durch Einbau eines Luftreinigers
wie beispielsweise einer Staubsammeltrommel in der Abgas führenden Leitung 20 das
Abgas vorzugsweise mit einem noch höheren Wirkungsgrad gereinigt werden und es kann
eine weitere Reinigung des Abgases noch schneller erreicht werden. Die Motorabgas-Rückstromeinrichtung
gemäß
der Erfindung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau und der Arbeitsweise hat die
folgenden Vorteile.
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Die Rückstromeinrichtung ist so aufgebaut, daß die zyklonartige Staubsammeltrommel
mit dem Abgasverteiler über die Abgas einführende Leitung verbunden und die ein
elektrostatisches Filter bildende Entladungsleitung an die Zyklon-Staubsammeltrommel
angeschlossen ist, damit das Abgas über das Steuerventil zurück zum Ansaugverteiler
strömt. Somit kann sie vorzugsweise die erzeugte Verbrennungstemperatur senken,
wenn der Motor Brennstoff verbrennt, wodurch die Möglichkeit der Vermischung von
Stickstoffoxid, d.h. NOx, in dem Abgas vermieden und die Möglichkeit einer ernsthaften
Beeinträchtigung der Gesundheit von Fußgängern eliminiert wird. Weiterhin trägt
die Rückstromeinrichtung zur Oberwindung der Verschmutzungsprobleme einschließlich
der Luftverschmutzung bei. Da ferner teerartiger schwarzer Rauchschmutz und/oder
Staubteilchen bereits aus dem Abgas beseitigt worden sind, besteht keine Möglichkeit,
daß diese unerwünschten Substanzen an dem Steuerventil anhaftens Dadurch wird eine
richtige Arbeitsweise des Steuerventils mit einer gleichmäßigen Einstellung der
Öffnung des Steuerventils sichergestellt, Ferner ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung auf verschiedene Automotoren anwendbar, ist aber nicht auf den Dieselmotor
begrenzt und hat einen weiten Anwendungsbereich.
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Es ist auch möglich, einen Staubsammler an der Ausgangsöffnung der
Abgas führenden Leitung einzubauen, um das Abgas mit einem noch höheren Wirkungsgrad
zu reinigen.
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Die Erfindung wurde zwar vorstehend in Verbindung mit einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel beschrieben, aber selbstverständlich
ist die
Erfindung nicht auf das genaue Ausführungsbeispiel beschränkt und es sind durchaus
im Rahmen der gegebenen technischen Lehre Abwandlungen und Modifikationen möglich.