DE697012C

DE697012C - Vorrichtung zur Unschaedlichmachung der Abgase von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE697012C
Application number: DE1938G0098534
Authority: DE
Inventors: E H Gustav De Grahl Dr-Ing
Original assignee: E H GUSTAV DE GRAHL DR ING
Current assignee: E H GUSTAV DE GRAHL DR ING
Priority date: 1938-08-26
Filing date: 1938-08-26
Publication date: 1940-10-03

Description

Vorrichtung zur Unschädlichmachung der Abgase von Kraftfahrzeugen Es ist bekannt, die in den Auspuffgasen enthaltenen gesundheitsschädlichen gasförmigen Produkte, die bei der chemischen Umsetzung während des Verbrennungsvorganges entstehen, unter Zumischung von Verbrennungsluft mit- Hilfe von metallischen oder oxydischen Katalysatoren zu verbrennen; aber neben diesen gasförmigen Produkten verlassen auch rußförmige Stoffe und Ölanteile das Auspuffrohr; sie sind die Ursache, daß die Katalysatoren in kürzester Zeit unwirksam werden.
Es ist, auch bekannt, diese ruß- und ölförmigen Bestandteile ebenfalls mit Hilfe von I@atalysatoren zu verbrennen. Zu diesem Zweck wurden die Katalysatoren in einem Doppelrohr mit siebartigen Wandungen untergebracht, das mit einer das Auspuffrohr umlebenden, luftansaugenden Ejektordüse verbunden und von einem zweiten vollwandigen Rohr umgeben war. Als Mischvorrichtungen waren senkrecht zur Längsachse und innerhalb des Doppelrohres' durchbrochene Stauscheiben in dem Weg der Auspuffgase angeordnet, die doppelwandig ausgeführt und mit Katalysatoren gefüllt sein konnten. Es zeigte sich aber, daß auch hierbei die Katalysatoren zu rasch vergiftet wurden, daß ferner die Stauscheiben nicht nur die Energie der Auspuffgase schwächten, sondern auch auf die Motorleistung zurückwirkten und die Wirtschaftlichkeit des Motors beeinträchtigten.
Es ist ferner bekannt, Ruß und Ölanteile durch mechanische Filtrieranlagen vor Eintritt in den Katalysator auszuscheiden oder auf elektrostatischem Wege zu beseitigen; aber solche Behelfsmittel belasten nicht nur die Motorkonstruktion, sondern ebenfalls die Wirtschaftlichkeit der Kraftwagen, weil letzten Endes durch diese Vorrichtungen die Kolben der Motorzylinder Widerstände zu überwinden lutben, die den Treibstoffverbrauch, erhöhen. Ein anderes bekanntes Verfahren zur Unschädlichmachung -der Auspuffgase besteht darin, diese so weit zu verdünnen, da:ß sie der Gesundheit nicht mehr schädlich werden. Man hat hierzu Ejektordüsen benutzt, die mittelbar infolge der Energie der ausströmen: den Auspuffgase Luft ansaugen und mit den Auspuffgasen vermischen.
Die Verdünnung der Auspuffgase mit Hilfe von Ejektordüsen hat sich hervorragend bei "gleichmäßiger Fahrgeschwindigkeit des K_ raft-Wagens bewährt. Dagegen versagen diese Einrichtungen bei plötzlicher Einschränkung der Fahrgeschwindigkeit, Stoppen des Fährzeuges bzw. beim Anlassen des Motors in Garagen, wo die Kolben der Zylinderwände stark abgekühlt sind. Durch Einschaltung eines Ventilators kann man auch in diesen Fällen eine Verdünnung der Auspuffgase erreichen, was bereits versucht worden ist; indes haftet diesem Verfahren der Nachteil an, daß das Gewicht des Autos erhöht und die Betriebstüchtigkeit durch den besonderen Antrieb des Ventilators vermindert wird.
" Die vorliegende Erfindung erzielt die Unschädlichmachung der Abgase durch deren Verdünnung bei normalem Lauf des Motors, wobei also die außerdem vorhandenen Katalysatoren ausgeschaltet werden, um deren Lebensdauer zu :erhöhen, und durch deren Verbrennung mit Hilfe von Katalysatoren bei langsamem Lauf des Motors, bei dem die Energie der ausströmenden Auspuffgase abgeschwächt wird oder gar aufhört und deshalb nicht mehr zum Ansaugen von Verdünnungsluft ausreicht.
Die zur Verdünnung der Auspuffgase erforderliche Luft wird gemäß der Erfindung von einem trichterförmigen Windfang aufgefangen, dessen Anschlußrohr den axial auf das Auspuffrohr aufgesetzten Xatalysatorbekälter umgibt. Der Windfang ist in die Fahrrichtung eingestellt, so daß die Außenluft mit größer Energie durch den vom Mantel und dem Auspuffrohr gebildeten Zwischenräum einströmt. Es ist vorteilhaft, das Auspuffrohr senkrecht anzuordnen und das Windfangrohr seitlich mit dem Windfangtrichter zu versehen und drehbar einzubauen. Der Windfang läßt sich dann bei starkem Seitenwind durch Drahtzug oder von Hand vom Führer so einstellen, daß der durch die Fahrgegeschwindigkeit erzeugte Luftdruck durch den. Seitenwind noch verstärkt wird.
Der Katalysätorbehälter besteht aus einem allseits gasdurchlässigen Doppelmantel, der ähnlich wie bei der eingangs erwähnten Vorrichtung innen Ausbuchtungen besitzt; die aber gemäß der Erfindung nur so weit in das Innere ragen,: daß sie bei normalem Gang des Motors von den strahlförmig das Auspuffrohr verlassenden Auspuffgasen nicht getroffen werden.
Abb. i zeigt' einen Längsschnitt durch den Auspufftopf mit Windfang und dem innenliegenden Katalysatorbehälter, Abb.2 einen Querschnitt durch den Auspufftopf und den Kätalysatorbehälter, Abb.3 eine Anordnung der Vorrichtung zu beiden Seihen eines Fahrzeuges; wobei das Auspuffrohr gegabelt ist.
Abb. i zeigt das übliche Auspuffrohr i, das mit Hilfe des Stellringes 2 den Windfang samt Anschlußrohr 3 trägt. Über dem Stellring 2 befindet sich eine nach allen Seiten siebartig durchbrochene -Rohrkonsole q. zur Stütze des Katalysatorbehälters 5, dessen Wände ebenfalls siebartig durchbrochen sind. Der Behälter 5 ist außen annähernd zylindrisch, innen dagegen buckelförmig geformt, wobei jedoch der Durchmesser dieser ringförmigen Ausbuchtungen an keiner Stelle kleiner ist als der Durchmesser des bei normalem Lauf des Motors das Auspuffrohr strälilförmig verlassenden Gasstromes. Seine Füllung geschieht durch einen Ringquerschnitt 7.
Windfang mit Anschlußrohr 3 sind um das Auspuffrohr i drehbar angeordnet und durch Rippen 8 und 9 geführt. Die Rippen g haben indessen noch den Zweck, die Wärme des heiß werdenden Katalysators an die durchströmende Außenluft zu übertragen, um die Lebensdauer des Katalysators zu erhöhen.
Für die Wirkungsweise des Verfahrens sind zwei Fälle zu unterscheiden: a) Fahrten mit größerer Geschwindigkeit: Außenluft tritt unter verhältnismäßig hohem Druck in der Pfeilrichtung io in den Auspufftopf, wobei sie an den Rippen 8 und 9 vorbeiströmt und am Ende des Auspufftopfes in der Pfeilrichtung i i austritt. Durch Ejektionswirkung wird die Energie der durch Rohr i ausgestoßenen Gase erhöht, ohne daß die Auspuffgase mit dem Katalysator 6 in Berührung kommen. Ruß und ZSlbestandteile werden also ausgeworfen, -ohne den Katalysator zu vergiften, während das Kohlenoxydgas wegen der mindestens 2o- bis 3ofachen Verdünnung nicht mehr gesundheitsschädlich ist.
b) Bei geringer Fahrgeschwindigkeit hört die wirksame Unterstützung der Energie der ausgestoßenen Gase mehr oder weniger auf. Ebenso besitzen die Auspuffgase selbst keine bemerkenswerte Ausströmungsenergie. Sie stauen sich im Innern des Raumes 13 und 14 und kommen nunmehr vermöge der vorstehenden Buckel des Katalysators in das Innere des Behälters 5, in dem der Katalysator die Nachverbrennung des Kohlenoxydgases bewirkt, so daß auf diese Weise die gesundheitsscli@iciliclie Wirkung der Auspuffgase beseitigt wird. Es empfiehlt sich, die Vorrichtung zu beiden Seiten des Autos vorn oder hinten anzubringen.
Die an sich bekannte senkrechte Anordnung des Auspufftopfes begünstigt hierbei den Aufstieg der Gase nach oben in die Atmosphäre, was z. B. in Garagen von Bedeutung ist. Die Unterbringung der Auspuffvorrichtung unterhalb des Wagens verbietet sich schon von selbst wegen der Verunreinigung des Katalysators durch aufgewirbelte Staubnassen; zudem kommt hierbei der Fahrer beim Nachsehen der Teile mit seinen Atmungsorganen gar zu leicht in den Bereich der, giftigen Gase. Auch hat diese bisher meist übliche Anordnung den Nachteil, daß in verkehrsreichen Straßen die vom Auspuff ausgestoßenen Gase auf das folgende Fahrzeug treffen und dessen Fahrer in seiner Gesundheit gefährden. -

Claims

Pi\TRNTANSPRÜci3R: i. Vorrichtung zur Unschädlichmachung der Abgase von Kraftfahrzeugen mit,einem auf die Mündung des Auspuffrohres des Fahrzeuges axial ,aufgesetzten, Katalysatoren enthaltenden, allseits gasdurchlässigen Doppelmantel, dessen Innenmantel mehrmals ringförmig ausgebuchtet ist, und einem den Katalysatorb-ehälter. mit Abstand umgebenden, an beiden Enden offenen und verlängerten Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der ringförmigen Ausbuchtungen im Innern des Katalys.atorbehälters an keiner Stelle kleiner ist .als der Durchmesser des bei normalem Lauf des Motors das Auspuffrohr strahlförmig verlassenden Gasstromes und daß das äußere Rohr an dem dem Auspuffrohr zugekehrten Ende zu einem Windfang .er-Zveitert ist. . a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß.außen ,auf dem Katalysatorbehälter Längskühlrippen angebracht sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysatorbehälter auf dem Auspuffrohr mit Hilfe eines siebartig durchlochten Rohres befestigt ist, das das Auspuffrohr auf eine noch innerhalb des Windfangrohres liegende Länge mit geringem Abstand umgibt, 4.. Vorrichtung nach Anspruch 1, z und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr an dem den Windfang tragenden Ende um 9o° gebogen ist und an dem senkrecht nach oben gerichteten und durch die Rohrwand geführten Auspuffrohr axial drehbar befestigt ist.