HUT69859A - Fuliginous, mainly for diesel engines of motor vehicles - Google Patents

Description

A találmány tárgya gépjárművek dízelmotorjaihoz való koromszűrő, amelynek kipufogócsőre csatlakoztatható házában forró gázokkal regenerálható szűrőelemek vannak elrendezve.

Ismertek gépjárművekhez alkalmazható koromszűrők, amelyek nem rendelkeznek égetőegységgel. Ezek a napi üzemidő végén leszerelhetők a gépjárműről, és égőfejjel felszerelt szerkezetbe helyezhetők, amely kiégeti a koromszűrőben összegyűlt kormot. A koromszűrőknek a gépjárműből való rendszeres kiszerelése, majd ezt követő visszaszerelése azonban 76565-1413/MJ

-2költséges és munkaigényes művelet, ami ezen túlmenően sérülésveszéllyel is jár, hiszen a gépjármű leállításakor a szűrőház általában forró.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített koromszűrő létrehozása, amely szerkezeti kialakítását tekintve lényegesen egyszerűbb, olcsóbb és egyszerűbben kezelhető, mint az ismert megoldások, továbbá kis külső szerkezeti méretekkel rendelkezik, ezáltal egyszerűen és biztonságosan tömíthető, ugyanakkor rövid idő alatt, kis költséggel regenerálható.

A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett típusú koromszűrőnél azzal oldottuk meg a jelen találmány szerint, hogy a koromszűrő háza magán a gépjárműn van elrendezve, ez külső, előnyösen mobilizálható, forrógázfejlesztő generátorra való, oldható csatlakoztatáshoz csatlakoztatóidommal van ellátva. A háznak a forrógázfejlesztő egységre csatlakoztatott állapotában a dízelmotor kipufogócsövének becsatlakozása le van zárva.

A fenti kialakításnak, illetve elrendezésnek köszönhetően a találmány szerinti koromszűrő mindvégig a gépjárművön marad, és a mobil regeneráló szerkezet csatlakoztatható ahhoz. Ennélfogva a találmány szerinti koromszűrő kezelése igen leegyszerűsödik, a sérülésveszélyt pedig minimálisra csökkentettük. A szűrőház kis befoglaló méretekkel rendelkezhet, ugyanakkor a koromszűrő egészében tekintve igen egyszerű szerkezeti kialakítású és olcsón gyártható.

A forrógázfejlesztő generátorra csatlakoztatott

-3állapotában tehát a szűrőháznak a dízelmotor kipufogócsövére csatlakozása le van zárva, ezáltal eleve megakadályozzuk, hogy a forró gázok keresztüláramoljanak a belsőégésű motoron. A motor kipufogócső csatlakozásának lezárásával azt is elérjük, hogy ezáltal a belsőégésű motort automatikusan lefojtjuk, azaz az ilyen állapotban az nem indítható újra.

A találmány további jellemzője szerint célszerű az olyan kivitel, amelynél a szűrőház csatlakoztatóidomának a kipufogócsőhöz csatlakoztatott első beömlés számára beömlőcsonkja van, a szűrőanyaghoz vezető kiömlése és második beömlése van, amelyhez a forrógázfejlesztő egység (generátor) oldhatóan csatlakoztatható. Ez az egyszerű szerkezeti kialakítás könnyű kezelhetőséget biztosít.

Különösen egyszerű szerkezetet és még könnyebb kezelhetőséget érünk el az olyan kivitellel, amelynél a forrógázfejlesztő egységhez való csatlakozáshoz olyan csőszakaszt használunk, amelynek szabad vége oldhatóan csatlakoztatható a beömlőcsonkhoz, és ebben az állapotban a kipufogógázok beömlése le van zárva. A kipufogógázok beömlése tehát lezárható a forrógázfejlesztő egység csövével, amely a forró gázok beömlésébe helyezhető.

Haladás közben a kipufogógázok zavartalan áramlását, valamint a beömlőcsonknak a forrógázfejlesztő generátor általi jó hozzáférhetőségét érjük el azáltal, ha a kipufogógázok beömlését az első beömlésre és a kiömlésre keresztirányban rendezzük el. A csőszakasz oldalfala a szabad végéhez közel ellátható olyan kiömlőnyílással, amely a kiömlés

I

-4irányában nyitott. Célszerű az olyan kivitel, amelynél a csőszakasz fala lezárja az első beömlést.

Olyan kivitel is lehetséges , amelynél a forró gázok beömlése a kipufogógázok beömlésére és a kiömlésre merőlegesen van kialakítva.

A különböző átmérőjű kipufogócsövekhez való alkalmazkodás céljából előnyös, ha a csőszakaszt a forrógázfejlesztő egységre közbenső csatlakoztatóelemen keresztül kapcsoljuk. A különböző átmérőjű csövek oldhatóan csatlakoztathatók a közbenső csatlakoztatóelemhez a forrógázfejlesztő egységgel szembeni oldalon.

Jó tömítést érhetünk el azáltal, ha a forró gázok beömlésének belső átmérőjét úgy választjuk meg, hogy az lényegében megfeleljen a csőszakasz külső átmérőjének. Különösen előnyös továbbá, ha a beömlőcsonk bemélyedéssel van ellátva, amelynek a belső átmérője megfelel a csőszakasz külső átmérőjének, továbbá amelyben a csőszakasz szabad vége van elrendezve. Ennek eredményeként a forrógázfejlesztő generátor csatlakoztatott állapotban tartása semmiféle kézi beavatkozást nem igényel, így a gépkezelőnek mindössze a gyors zárat kell kézzel nyitnia, illetve zárnia.

Szerkezetileg rendkívül egyszerű és könnyen kezelhető forrógázfejlesztő generátort nyerhetünk azzal, ha az olajjal vagy gázzal működtethető égőfejet az égéstérben a gázáramlás irányában rendezzük el, továbbá ebben hevítőkamrát úgy rendezünk el, hogy azt a gázlángok körülöleljék. Ennek belső fala ellátható nyílásokkal, amelyeken keresztül

-5égési levegő táplálható be.

Különösen előnyös az olyan kivitel, amelynél a forrógázfejlesztő generátor flexibilis tömlő és/vagy cső egyik végéhez csatlakozik, amely az égőfejet mobil kocsihoz kapcsolja. Ez regeneráló egységgel és égőfejjel van ellátva, amely rövid csatlakoztatóelemen keresztül könnyen csatlakoztatható a koromszűrő házához. A fenti elrendezésnek köszönhetően a forró gáz nem áramlik keresztül a mobil állomás és a gépjármű szűrőháza közötti csatlakoztatócsövön, ezáltal a hő okozta sérülésveszélyt tovább csökkentettük, de a forró gázok a koromszűrőbe optimálist megközelítő hőmérséklettel lépnek be.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás néhány példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti koromszűrő gépjár- műhöz csatlakoztatható első példakénti kiviteli alakjának vázlatos nézete;

- a 2. ábra második példakénti kiviteli alakot szemléltet;

- a 3. ábrán harmadik példakénti kiviteli alakot vékonyabb kipufogócsővel ábrázoltunk;

- a 4. ábrán a harmadik ábra szerinti megoldás olyan változata látható, ahol a kipufogócső vastagabb.

Az 1. ábrán a találmány szerinti, külső regenerálású

6szűrőrendszer példaként! kiviteli alakja látható, amelynek 1 koromszűrője itt külön nem ábrázolt gépjárműre oldhatóan csatlakoztatható, továbbá 2 regenerálóegysége van, amely különálló szerkezeti egységként van kialakítva. A fenti szűrőrendszer olyan gépjárművekhez használható, amelyek az 1 koromszűrő regenerálása céljából például naponta a regeneráló állomást felkeresik. A jelen esetben az 1 koromszűrő méreteit úgy választottuk meg, hogy az 1,5-2 napos üzemciklust tesz lehetővé. Az ilyen 1 koromszűrővel felszerelt gépjármű az előírt üzemidő után felkeresi a regeneráló állomást, a külső és mobil 2 regeneráló egység az 1 koromszűrőhöz hőszigetelt, flexibilis 3 forrógázcsőn keresztül kapcsolható össze, előnyösen 4 gyorszár közbeiktatásával.

A 2 regenerálóegységnek a jelen esetben gázégőfejként kialakított forrógázelőállító 5 generátora van, amely a beszívott friss égési levegővel elégetett gázból közelítőleg 700-800°C-os hőmérsékletű forró gázt állít elő. A regenerálás során ezt a forró gázt áramoltatjuk keresztül az 1 koromszűrőn, amelynek során az abban lerakodott kormot kiégetjük. Az 1 koromszűrő méreteitől függően 5-7 perc szükséges az ilyen kiégetéshez a kísérleti tapasztalataink szerint, miután az 1 koromszűrő és a jármű újra üzemképes. Ezt követően a 2 regenerálóegység további koromszűrő regenerálására használható.

Az 1 koromszűrő a jelen esetben hőálló acélból készült 6 házzal rendelkezik, amelyben a jelen esetben kerámiából tekercselt 7 szűrőelemek vannak elrendezve. A

motor kipufogógázai a 6 házba belépve keresztüláramlanak a 7 szűrőelemeken, miközben a gázok koromtartalma (a szénhidrogénekkel együtt) lerakódik a 7 szűrőelemeken. így tehát a lényegében megtisztított kipufogógázok távoznak az 1 koromszűrőből.

Az 1 koromszűrő modulszerű kialakításából következik, hogy az bármilyen gépjárműhöz egyszerűen kialakítható. A 7 szűrőelemek számát a gépjármű paraméterei határozzák meg, így például a belsőégésű motor hengertérfogata, teljesítménye és üzemállapota. Ezeknek a paramétereknek a birtokában az 1 koromszűrőt úgy kell méretezni, hogy az lehetőleg 1,5-2 napos üzemet tegyen lehetővé a mindenkori üzemi körülményektől függően.

A vezetőfülkében elrendezhető olyan kijelzőegység, amely jelzi az 1 koromszűrő mindenkori telítettségi állapotát. A kipufogógáz ellennyomása lehet például egy olyan jellemző, amely következtetni enged az 1 koromszűrő feltöltöttségére.

Az 1. ábrán látható kivitelnél a 2 regenerálóegységnek gázégőfejként kialakított, forrógázelőállító 5 generátora, 8 tartozékládája, 9 tüzelőanyagtartálya és 13 vezérlőegysége van. Az 5 generátorként szereplő gázégőfejnek 14 égéstere 15 hevítőkamrába nyúlik, amelyet körkörösen külső 16 kamra vesz körül. A külső 16 kamrába friss levegőt vezetünk 17 nyílásokon keresztül, amely égési levegő a 15 hevítőkamrába jut. Ezzel a légbevezetéssel az égést, a lángminőséget és a hűtést is kellően szabályozhatjuk.

-8A forrógázelőállító 5 generátor kiömléséhez csatlakozik a hőszigetelt, flexibilis 3 forrógázcső, amely - mint fentebb már említettük - a 4 gyorszáron keresztül csatlakoztatható a korommal feltöltődött 1 koromszűrőre. A csatlakoztatás a jelen esetben T-alakú 10 csatlakoztatóidomon keresztül történik, amely az 1 koromszűrő beömlési 19 csőidomjaként van kialakítva. A 10 csatlakozóidomnak E2 beömlése van, amely a forró gázoknak A kiömlésen keresztül az 1 koromszűrőbe vezetésére való. Az E2 beömlés 10b hivatkozási jellel jelölt vége a járműből kinyúlik. A 10 csatlakozóidom másik El beömlése a gépjármű csupán vázlatosan jelölt 12 kipufogócsövére csatlakozik, amely tehát a szűrendő kipufogógázok beömlésére szolgál. Az E2 beömlést a gépjármű normál közlekedése során fedél zárja le a 4 gyorszár révén, és megfelelő hőszigeteléssel van ellátva.

Az 1 koromszűrő regenerálásához a 4 gyorszár oldása után a lezárófedelet eltávolítjuk, és a 3 forrógázcsőt csatlakoztatjuk. A regenerálás közben tehát az 1 koromszűrő a gépjárműre szerelt állapotában marad, és a 700-800°C-os hőmérsékletű forró gázokat az E2 beömlésen keresztül bevezetjük az 1 koromszűrőbe. Ilyenkor természetesen megakadályozzuk, hogy a regenerálási ciklusban a motor kipufogógázai az El beömlésen keresztül beáramolhassanak az 1 koromszűrőbe, ami a következőképpen történik:

A 3 forrógázcső végébe helyezett 11 csőszakasz összekötőcsőként szolgál, amely behelyezhető a 10 csatlakoztatóidom 1. ábrán vízszintes csőszakaszába. A dízelmotor 12 *···

-9kipufogócsöve az El beömlésen keresztül torkollik a 10 csatlakoztatóidomba, ezért a 11 csőszakasz behelyezett állapotában valójában az El beömlés torkolatát lezárja.

A 3 forrógázcső, az 1 koromszűrő és a forrógázelőállító 5 generátor megfelelő hőszigeteléssel van ellátva. A 2 regenerálóegység 220 V-os tápfeszültséget kap, a villamosenergia felvétel kb. 1,2 kW. A 2 regenerálóegységet a jelen esetben kocsiszerű alvázon elrendezett szekrényben helyeztük el.

A forrógázelőállító 5 generátor gázégőfejét akkor gyújtjuk be, amikor már a 3 forrógázcsövet csatlakoztattuk az 1 koromszűrő 6 házára. Az égéshez szükséges tüzelőanyagot a 9 tüzelőanyagtartály tárolja, ahonnan az nyomás alatt vagy külön szivattyúval adagolható. Az égéssel előállított hőenergia közelítőleg 25 kW, 2 1/órás tüzelőanyag-felhasználás esetén. A kísérleti tapasztalataink szerint a regenerálási idő 5-7 perc közötti értékű, amely függ az 1 koromszűrő méreteitől.

A 13 vezérlőegységbe például lyukkártya vagy mágneskártya helyezésével a regenerálási ciklus automatikusan megkezdődhet a gépjármű típusának megfelelően. Kijelző lámpa felvillanása jelezheti a regenerálási idő végét. A regenerálás közben a 13 vezérlőegység külön nem ábrázolt digitális kijelzőjén leolvasható a még hátralévő idő. Ezáltal a gépkezelő jól tudja követni a regenerálási ciklust, valamint azt, hogy a gépjármű mikor távozhat a regeneráló állomásról. A regenerálási ciklus külön nem jelölt gomb megnyomásával * · «· ·· r ···· • · · · · · · • · · · · • « · · ··· · ···» ··· · — 10— bármikor megszakítható. A 13 vezérlőegység ellátható olyan kijelzővel is, amely a 9 tüzelőanyagtartály töltési állapotát jelzi. Az 1 koromszűrőn elrendezhető olyan hőérzékelő, amely a járműfülkében elhelyezett kijelzőn jelzi, ha az 1 koromszűrő hosszabb időn keresztül 650°C fölötti hőmérsékleten működik.

A 2. ábrán feltüntetett további kiviteli alaknál az égőfejként kialakított forrógázfejlesztő 5 generátor a 2 regenerálóegységtől különálló egységként van kialakítva, és a 3 csövön keresztül kapcsolódik a 2 regenerálóegységhez. Az 5 generátor tehát itt hordozható, azaz olyan elmozdítható egység, amely 18 fogantyúval van ellátva, és az 1 koromszűrő 6 házához a kinyúló csőcsonkjával hasonlóképpen csatlakoztatható, mint az 1. ábra szerinti kivitelnél a 3 forrógázcső. Ennél a kivitelnél tehát a 3 csövön valójában nem forró gázok áramlanak.

A 3. és 4. ábra szerinti kiviteli változatnál az első El beömlés a 12 kipufogócső kipufogógázainak beömlésére szolgál, de itt az A kiömléssel egy vonalban helyezkednek el, a forró gázok számára kialakított második E2 beömlés viszont ezekre merőlegesen helyezkedik el. A forrógázelőállító 5 generátor itt tehát az E2 beömlésre a 11 csőszakaszon keresztül csatlakozik, amely merőleges az El beömlés és az A kiömlés csőszakaszára a 19 csőidomnál. A forró gázok tehát az 5 generátorból a 11 csőszakasz oldalsó 11a nyílásán keresztül ömlenek az A kiömlésen keresztül az 1 koromszűrőbe. A 11 csőszakasznak a fennmaradó falrésze le·· · · * · · · • · • · ·· ·

zárja a kipufogógázok El beömlését.

A csatlakoztató 19 csőidom 21 bemélyedéssel van ellátva, amelynek a belső átmérője megfelel a 11 csőszakasz külső átmérőjének, így annak végét közrefogja. A 11 csőszakasz az 5 generátorhoz közbenső 20 csatlakoztatóelemen keresztül kapcsolódik. Ezáltal különböző átmérőjű 11 csőszakaszok oldhatóan csatlakoztathatók a közbenső 20 csatlakoztatóelemhez az 5 generátorral szemközti oldalon.

Claims (14)

1. Koromszűrő, főleg gépjárművek dízelmotorjaihoz, amelynek kipufogócsőre (12) csatlakoztatható házában (6) forró gázokkal regenerálható szűrőelemek (7) vannak elrendezve, azzal jellemezve, hogy a koromszűrő (1) háza (6) a gépjárműn van elrendezve, ez külső, előnyösen mobil forrógázfejlesztő generátorra (5) való oldható csatlakoztatáshoz csatlakoztatóidommal (10) van ellátva, továbbá a háznak a forrógázelőállító generátorra csatlakoztatott állapotában a dízelmotor kipufogócsövének (12) becsatlakozása le van zárva.

2. Az 1. igénypont szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a ház (6) csatlakoztatóidomának (10) T-alakú csőidoma (19) van, ez a kipufogócsőhöz (12) csatlakoztatható beömléssel (El) és a koromszűrőhöz (1) kapcsolódó kiömléssel (A), valamint a generátor (5) oldható csatlakoztatásához további beömléssel (E2) van ellátva.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a forrógázelőállító generátorhoz (5) való csatlakoztatáshoz csőszakasza (11) van, ennek szabad vége oldhatóan illeszthető a csőidomhoz (19), és a csőidomba (19) behelyezett állapotában a csőszakasz (11) a kipufogógázok beömlését (El) lezárja.

··«·«« w ♦··» • · i * < ·· • · « · · • · · 4 ··· » ··«» ·«« ·

4. A 3. igénypont szerinti koromszűrő, azzal j el lemezve, hogy a generátornak (5) a forró gázok beömlésére (E2) való csatlakoztatásakor a csőszakasz (11) a kipufogógázok beömlését (E2) lezárja.

5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a 19 csőidomnál a forró gázok beömlése (E2) és a kiömlés (A) merőleges a kipufogógázok beömlésere (El).

6. Az 5. igénypont szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a csőszakasz (11) a szabad végéhez közel kiömlőnyílással (11a) van ellátva, amely a kiömlésbe (A) torkollik.

7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti koromszűrő, azzal j el lemezve, hogy a csőszakasz (11) fala a kipufogógázok beömlését (El) lezárja.

8. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a forró gázok beömlése (E2) a kipufogógázok beömlésére (El) és a kiömlésre (A) keresztirányú.

9. A 3-8. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrő, azzal j ellemezve, hogy a csőszakasz (11) közbenső csatlakoztatóelemen (20) keresztül csatlakozik a *4··« • ·4 4

4 ·· • · •··· ··· ·

-14forrógázelőállító generátorra (5).

10. A 9. igénypont szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a közbenső csatlakoztatóelem (20) generátorral (5) szembeniekvő oldalához különböző átmérőjű csőszakaszok (11) oldhatóan csatlakoztathatók.

11. A 3-10. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a forró gázok beömlésének (E2) a belső átmérője a csőszakasz (11) külső átmérőjét befogadóan van megválasztva.

12. A 3-11. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrő, azzal jellemezve, hogy a csőidom (19) bemélyedéssel (21) van ellátva, amelynek belső átmérője a csőszakasz (11) szabad végét befogadóan van megválasztva.

13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrőhöz csatlakoztatható forrógázelőállító generátor, azzal j e 1 1 eme zve, hogy gázáramlás irányában tekintve égéstér (14) előtt elrendezett égőfeje, valamint a lángok által körülölelt hevítőkamrája (15) van, ennek falában az égési levegő beömléseként szolgáló nyílások (17) vannak kialakítva.

14. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti koromszűrőhöz csatlakoztatható forrógázelőállító generátor, azzal *··· • < * • « « · * ···· jellemezve, hogy a generátor flexibilis tömlő, illetve cső (3) egyik végéhez csatlakozik, ennek másik vége a regenerálóegység (2) további szerkezeti részeit magában foglaló kocsira csatlakozik.