DE7330481U

DE7330481U - Abgasreiniger für eine Verbrennungs kraftmaschine

Info

Publication number: DE7330481U
Application number: DE7330481U
Authority: DE
Original assignee: AOI KATASHI KAMAKURA KANAGAWA
Current assignee: AOI KATASHI KAMAKURA KANAGAWA
Priority date: 1972-10-13
Publication date: 1973-12-20

Description

Abgasreiniger für eine Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Abgasreiniger für eine Verbrennungskraftmaschine , insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

Es ist ein Abgasreiniger für eine Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei dem das zylindrische Reinigergehäuse durch Expansionskammern und Kondensationskammern in mehrere Stufen unterteilt ist, wobei zwischen den Kondensations- und Expansionskammern mit einer Abscheidfüllung gefüllte Abscheide-

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kammern angeordnet sind. Bei einen Abgasreiniger, bei dta der Beziehung zwischen der Ab?*aet?8muB^ und Ae? ThHrH leistung besondere Beachtung geschenkt worden ist, sind in wärmeundurchläesigen Platten, die die erwähnten Expansionsund Kondensationskammern voneinander trennen, sahireiche Offnungen vorgesehen, deren Anzahl und Durchmesser von Stufe zu Stufe unterschiedlich sind.

Venn die Motordrehzahl niedrig und die Strömungsmenge des Abgases gering ist, führen bei einem solchen Abgaereiniger nur die wärmeundurchlässigen Platten mit kleinem Durchmesser der Öffnungen und geringer Anzahl der Offnungen zu einer adiabaten Expansion, die zur Kühlung und Kondensation des Abgases führt. Wenn jedoch die Motordrehzahl höher wird, «ad die des Abgases ansteigt, haben auch die

Platten mit größerem Durchmesser der Öffnungen und größeren Anzahl von Offnungen die beschriebene Wirkung, so dafi sie an der Reinigung teilnehmen. Dadurch ist die Heinigungswirkung im wesentlichen gleichmäßig und der Nachteil, dafi eine bestimmte Abscheidekammer ständig überbelastet ist, wodurch die Leistungsfähigkeit und damit die Leistungsfähigkeit des gesamten Beinigers beeinträchtigt wird, kann bis zu einem gewissen Maß vermieden werden. Dennoch hat auch dieser Heiniger den Nachteil, daß die Expansionskammern und Kondensation skammem nicht voll zur Wirkung kommen, da ihre Volumina so ausgelegt sind, daß sie trots der erwabnten unterschiede bezüglich der warmeundurchlässigen Platten der verschiedenen Stufen ungefähr gleich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasreinieer zu schaffen, der in einem weiten Bereich der Durciisatzaenee des Abgases von niedriger bis zu hoher Rotordrehzahl daaerna eine gleichmäßig gute Reinigimgswirkung entfaltet.

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i'iese Aufgabe wird erfindungagemäß gelöat durch eine zylindrisches Reinlgungsgebäuse, das in mehrere Stufen mit

mern unterteilt ist, eine Mehrzahl von miteinander in Verbindung stehenden Verbindungarohren, die in der Mitte des fieinigergehauses angeordnet sind, und deren Anzahl der Anzahl der Stufen entspricht, und eine Mehrzahl von wäxmeundurchlftssigen, mit Offnungen versehenen Platten Jeweils an der vorderen öffnung oder an der Verbindungsstelle des Verbindungsrohres, wobei die Durchmesser der Offnungen sowie die Volumina der Expansionskammern, der Kondensationekammern und der Absoheidekammern von Stufe zu Stufe unterschiedlich sind, wodurch jede der Platten und der zugehörigen Kammern an der Abgasreinigung je nach dem Ausmaß der Abgasströmung beteiligt sind. Sie Abscheidekammern sind mit einer Abscheidefüllung geiüllt· Außer den Durchmessern der Offnungen können auch deren Anzahlen von Stufe zu Stufe unterschiedlich sein. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Abgasreinigers ist der Anteil einer jeden Stufe an der Gesamtreinigungsleistung unterschiedlich, je nach der Strömungsmenge des Abgases. Bei höchster Strömungsmenge arbeiten alle Stufen gleich.

Sin Ausführungsbeiepiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden naher erläutert. Es zeigen:

Jig. Λ einen Längsschnitt durch einen Abgasreiniger, und Flg. 2, 3 und 4 Vorderansichten von wärmeundurchlässigen Platten, wobei ein Seil der Platten weggebrochen ist.

Bei dem Ausföhrungsbeispiel nach Flg. 1 ist ein zylindrisches Reinigergehäuse 1 vorgesehen, das das äußer© Gehäuse für den Heiniger bildet und dessen Hauptbestandteile umgibt· SLn Einlaßrohr 2 führt das ame einer Verbreimtmgskvaftmasehlne ausge-

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stoßene Abgas in eine Vorbehandlungskammer 3. In der Vorbehandlungskammer 3 erfährt das Gas zunächst eine adiabate Entspannung und wird darin nach Art eines waagerecht angeordneten Zyklon geführt, so daß größere Teilchen giftigen oder gefährlichen Materials im Abgas abgeschieden werden. Danach wird das Gas in eine Expansionskammer 4a geführt, in der eine weitere adiabate Expansion erfolgt· Die Bückseite der Expansionskammer 4a wird von einer wärmeundurchlässigen Platte 5a mit einer großen Anzahl von Offnungen 5^₁ mit kleinem Durchmesser begrenzt.

Weitere wärmeundurchlässige Platten 5b und 5c sind in mehreren« nach hinten aufeinander folgende Stufen im Beinigergehäuse 1 angeordnet. Die weiter hinten, d.h. in Pig. 1 weiter rechts angeordneten Platten weisen Offnungen 5h₂ bzw. 5h* mit kleinerem Durchmesser auf. Erforderlichenfalls kann nach ltB SXLCa die Anzahl «sr öffrrusg€s in der Platte

Bei geringerer Abgasstromung_v d*ii. bei niedrigerer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine führen daher die hinteren wärmeundurchlässigen Platten eher zu einer adiabaten Expansion, wogegen bei zunehmendem Abgasstrom auch weiter vorne liegende wärmeundurchlässige Platten zu einer nennenswerten Expansion führen, so daß schließlich sämtliche wärneundurchläseigen Platten beim stärksten Abgasstrom zusammenwirken.

An der Bückseite der wärmeundurchlässigen Platten 5a» 5b und 5c sind Verbindungarohre 6 befestigt, die koaxial zu« Heinigergehäuse 1 verlaufen und mit einer Vielzahl von Eatlüftungsoffnungen 6a versehen sind. Innerhalb der Verbindungsrohre 6 ist ein Belüftungsrohr 7 angeordnet, das sich in Längerichtung durch das Beinigergehäuee 1 erstreckt· Bas Belüftungsrohr 7 hat keine unmittelbare Verbindung nit dem Inneren des Beinigergeaäuses 1. Durch das Sfttlüftungsrohr 7 kann in Längsrichtung unbehindert Luft strömen, so daß das Innere

des Reinigergehäuses gekühlt wird. Sie Verbindungsrohre 6 sind hintereinander in Reihe angeordnet und bilden die Innenwände von entsprechend vielen Abscheidekammern 9a,9b und 9c« die weiter unten beschrieben werden. Benachbarte Verbindungsrohre 6 sind durch die wärmeundurchlässigen Platten 5b, 5c usw. getrennt.

Am vorderen Ende eines jeden Verbindungsrohrs 6 und an seinem hinteren Ende befindet sich eine flanschförmige Lochwand 8 mit einer Vielzahl von Öffnungen 8h mit großem Durchmesser. Sie Lochwände 8 sind mittels ihres äußeren Randes befestigt. Zwischen den Lochwänden 8 benachbarter Abscheidekammern befinden sich die erwähnten, wärmeundurchlässigen Platten 5b,5c usw.. Die zu einem Verbindungsrohr 6 gehörenden Lochwände 8 begrenzen einen ringförmigen Raum um das Verbindungsrohr herum. Disss Säume sind die Abscheideksmzaern 9a,9b und 9c, die mit einer hitzebeständigen, faserförmigen Abscheidefüllung gefüllt sind. Bei diesem Aufbau bilden die jeweiligen wärmeundurchlässigen Platten 5a,5b und 5c zusammen mit den jweiligen Lochwänden 8 die Expansionskammern 4a,4b und 4c sowie Kondensationskammern 11a, 11b und 11c, wobei alle Kammern in mehreren Stufen hintereinander angeordnet sind.

Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die weiter hinten liegenden Abscheidekammern, Expansionskammern und Kondensationskammern geringeres Volumen haben, ist dies nicht unbedingt erforderlich. Sie Reihenfolge der Kammern kann auch umgekehrt sein bei entsprechender Änderung der Durchmesser und der Anzahlen der Offnungen in den wärmeundurchlässigen Platten 5a,5b und 5c.

Am hinteren Ende des Reiniger gehäuses 1 befindet sich eine Auspuffkammer 12, an deren hinterem Ende eine Leitwand 13 angeordnet ist, die das Abgas umlenkt und einen gewölbten

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Boden hat, wodurch die Strömungerichtung des Abgases geändert wird, das aus dem Verbindungsrohr 6 und der Lochwand der letzten Stufe austritt. Das Abgas trifft auf die Leitwand 13 bei seinem Veg nach draus sen.

Ein Sammeltank 14 ist vorgesehen, der die im Reiniger gehäuse 1 kond&asierte Flüssigkeit auffangen soll. Sie kondensierte Flüssigkeit wird zu dem ßammeltark 14 durch eine geeignete Anzahl von Entwässerungsöffnungen lh in der Unterseite der Außenwand des Reiniger gehäuses 1, eine Entwässerungskammer 15 und Auslaßleitungen 16 geführt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel strömt das Abgas in jeder Stufe durch die Expansionskammer, die Kondensationskammer und dann durch die Abscheidekammer. Die Wirkungsweise des Reinigers ändert sich je nach der Menge des durchströmenden Abgases. Nur bei größter Strömungsmenge des Abgases ist die vordere wärmeundurchlässige Platte 5a an der adiabatischen Entspannung beteiligt; in dem Maße, wie der Abgasstrom schwächer wird, arbeiten nur die weiter hinten liegenden wärmeundurchlässigen Platten. Während des Betriebs strömt das Gas durch die wärmeundurchlässigen Platten 5a, 5b und 5c sowie die Abscheidefüllungen 10, wodurch ein Teil des Abgases kondensiert wird und im Gas enthaltene Kohleteilchen und Schwermetallteilchen, wie beispielsweise Blei, in den Abscheidekammern angesammelt und abgeschieden werden, so daß das Abgas gründlich gereinigt und danach aus dem Reinigergehäuse abgelassen werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Beiniger ist dafür gesorgt, daß das gesamte Abgas durch die Abscheidefüllung 10 mindestens einmal hindurchströmt. Ferner erstrecken sich im Inneren des Reiniger gehäuses 1 die Verbindungerohre 6, so daß selbst dann, wenn die Reinigungewirkung eine* der Abscheidekammern beeinträchtigt lev, die Punktionsfahigkeit des gesamten Rinigers nicht eingeschränkt ist. Ee ist ferner ron

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wesentlicher Bedeutung, daß die «rärmeundurchläseigen Platten ait größeren Durchmesser der öffnungen bei zunehmender Abgasströmung zusatzliche adiabatische Wirkung erzielen. Gleichzeitig setzt auch die Beinigungswirkung der Abscheidekammern, Expansionskammern und Kondensationskammern mit größerem Volumen ein, so daß jede Abscheideksmmer unter den geeignetsten Bedingungen bei gleichmäßiger Belastung zum Ein sat a kommt, woraus sich der große Vorteil ergibt, daß die Standzeit der Abacheidefullung vergrößert ist.

Bei einer anderen Ausfuhrungeform kann eine bzw. können mehrere wgrmeundurchlässige Platten vorgesehen sein, die Öffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern haben, px> daß jede Platte je nach der 'Stärke der Abgasströmung unterschiedliche adiabatische Wirkung erzielt. Der Kuhlmittelstrom fur das Entlüftungarohr kann durch naturliche Ventilation wie im Fall eines Kraftfahrzeugs erzeugt werden; er kann jedoch auch durcL eine Zwangsströmung mittels eines nicht dargestellten Geblases an der Einlaßöffnung des Entlüftungsrohres erzeugt werden.

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Claims

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Schutzanspruch

Abgasreiniger für eine Verbrennungskraftmaschine, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Reinigergehäu se (1), das in mehrere Stufen mit Erpansionskammern (4a ,4b ,4c) Kondensationskammern (11a, 11b/Mc) und Abscheidekammern (9a, 9b,9c) unterteilt ist, eine Mehrzahl von miteinander in Verbindung stehenden Verbindungsrohren (6), die in der lütte des Reinigergehauses (1) angeordnet sind und deren Anzahl der Anzahl der Stufen entspricht, und eiae Hehr zahl von wärmeundurchlässigen, mit Öffnungen (^h₁,5h₂,5hi) versehenen Platten (5a,5b,5c) jeweils an der vorderen Öffnung oder au der Verbindungsstelle der Verbindungsrohre (6), wobei die Durchlässe? der Offnungen (5h<|, 5h₂»5hz) sowie die Volumina der Erpaasinoskammern (4a ,4b ,4c) der Kondensationskammern (11a,11b,11c) und der Abscheidekammern (9a,9*0,9c) von Stufe zu Stufe unterschiedlich sind, wodurch jede der Platten (5a, 5b,5c) und der zugehörigen Kammern an der Abgasreinigung je nach dem Ausmaß der Abgasströmung beteiligt sind.