NO180554B - Apparat for separasjon av veivhusutslipp fra en forbrenningsmotor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for separasjon av veivhusutslipp fra en forbrenningsmotor, slik det framgår av den innledende del av patentkrav 1.

Bakgrunn.

Forbrenningsmotoren inneholder skadelige forurensninger fra dens veivhus. Disse forurensningene forårsakes av medblåste gasser fra forbrenningskammeret og den roterende bevegelse av veivakselen som dreies inne i veivhuset. Tidligere ble disse skadelige utslippene sluppet ut i lufta via avløpsrør til veien, eller gjennom en PCV-ventil inn til motorens forbrenningskammer.

En mengde oppfinnelser har gjort forsøk på å redusere skadelige veivhusutslipp med varierende grad av suksess. For tidligere oppfinnelser innen dette feltet kan det vises til US patentskrifter 3.450.114, 3.463.132, 3.779.221, 4.089.309, 4.167.164 og 4.370.971. Disse oppfinnelsene har til felles enten utslipp til atmosfæren, en beholder for oppsamling av skadelige utslipp eller i mange tilfeller en kombinasjon av disse.

Teknikkens stand bruker generelt ett eller begge av disse midlene for å filtrere eller skille skadelige veivhusutslipp. Bruk av slike komponenter er problematisk av minst to årsaker.

Atmosfæriske utslipp tillater at luft trekkes inn i forbrenningskammeret. Dette gir en negativ innvirkning på mikroprosessorstyrte kjøretøyer. Det mikroprosessorstyrte kjøretøyet er konstruert for å tillate luft kun inn til forbrenningskammeret via inntaksmanifolden. The California Air Resources Board tillater ikke bruk av luftutslipp vist i US patentskrift 4.370.971 på biler forsynt med enten treveis katalysator eller oksidasjonskatalysator. Se California Air Resources Board Executive Order nr. D-69-4. Salget av dette produktet i California er kun tillatt når atmosfæreutslippet er tilstoppet.

Det er dessuten ikke ønskelig å ha et oppsamlingskammer som lagrer fraseparerte faststoff-og væskedeler av veivhusutslipp fra veivhuset fordi det skapes et giftig avfall. Dessuten må dette giftige avfallet deretter avhendes, og skaper unødvendige og besværlige problemer for kunden.

Patentpublikasjon WO 84/03333 beskriver en slange pakket med aktivt kull som forbinder veivhuset med innløpsmanifolden nedstrøms for luftfilteret. En PCV-ventil sørger for en kontinuerlig av/på-regulering av strømningsforbindelsen gjennom slangen. Slangens primære formål er å holde på gassformige emisjoner fra veivhuset og hindre at de unnslipper til atmosfæren når motoren er i ro. Publikasjonen nevner imidlertid ingen ting om hvordan en håndterer de tyngre hydrokarbonrfaksjonene.

Formål.

Det generelle formål med oppfinnelsen er å framskaffe et lett installerbart og vedlikeholdsfritt apparat for å separere veivhusutslipp fra ulike typer forbrenningsmotorer uten bruk av noe oppsamlingskammer og unngå oppsamling eller emisjon av giftig avfall.

Oppfinnelsen.

Dette formål oppnås med et apparat ifølge den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige kravene.

Oppfinnelsen angår et pparat for separasjon av veivhusutslipp fra en forbrenningsmotor, hvilket apparat omfatter et hus forsynt med et innløp og et utløp, og et filtermateriale opptatt i huset, hvilket apparat valgfritt er tilknyttet eller forsynt med en PCV-ventil.

I henhold til oppfinnelsen omfatter filtermaterialet opptatt i huset omfatter silikagel og/eller karbonpartikler, eller silikakuler, belagt med et viskøst fluidum, hvorved huset er forsynt med et justeringsorgan for å foreta en initiell og generelt permanent innstilling av den utgående strøm fra huset.

I funksjon tillates de tunge hydrokarbonene å strømme tilbake til forbrenningskammeret mens gasskomponenter ledes til forbrenningsmotorens inntaksside. Den foreliggende oppfinnelsen er en forbedring framfor tidligere oppfinnelser da den utfører en mere fullstendig filtrering av tyngre uforbrennbare hydrokarboner uten bruk av luftutslipp til atmosfæren eller en oppsamlingsbeholder for å lagre væskedelen av veivhusutslippene.

En PCV-ventil tilpasset størrelsen av motoren kan som nevnt anvendes sammen med filteret, men i den foretrukne utførelsesformen har huset regulatormidler for selektivt å regulere utslippet av emisjonene fra huset, og ingen PCV-ventil er påkrevet.

Filtermaterialet kan enten være en blanding av silikagel og karbonpartikler, kun silikagel, kun karbonpartikler eller silikakuler. Dette materialet kan være belagt med olje, eller et oljefremmende produkt slik som STP, Energy Release, eller Morey's stabilisator.

Figurbeskrivelse.

De forannevnte samt andre mere spesifikke formål og fordeler ved den foreliggende oppfinnelsen framgår i nærmere detalj for fagfolk fra den etterfølgende detaljerte beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer i sammenheng med figurene, der

figur 1 er ei perspektivskisse av oppfinnelsen,

figur 2 er en snittet framstilling av utførelsesformen av oppfinnelsen i figur 1, tatt vertikalt

gjennom sentrum av den alternative utførelsesform av oppfinnelsen i figur 1,

figur 3 er ei sideskisse av en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen i figur 1,

figur 4 er ei skisse av oppfinnelsen i figur 3 i oppblåst tilstand,

figur 5 er ei sideskisse av en annen alternativ utførelsesform av oppfinnelsen,

figur 6 er en snittet framstilling av den alternative utførelsesform av oppfinnelsen i figur 5, og figur 7 er ei skisse av den alternative utførelse av oppfinnelsen i figur 6 i oppblåst tilstand.

Det er laget og testet et vesentlig antall av de viste og beskrevne utførelser av veivhusfilteret, og alle har virket med utmerkete resultater ved reduksjon av skadelige emisjoner. Utformingen av filteret vil imidlertid variere med brukskravene.

En utførelse av den foreliggende oppfinnelsen er vist i figur 1, kjenneteknet ved henvisningstall 20. En snittet framstilling av filteret 20 er vist i figur 2, og er beskrevet nærmere nedenfor. Veivhusfilteret 20 vist i figur 1 er anvendt i forbindelse med en forbrenningsmotor (ikke vist).

To hus, et øvre hus 25 og et nedre hus 29 opptar innholdet av oppfinnelsen. I den viste utførelsesform er huset 25 og huset 29 presstilpasset sammen med en flens 22 ved det øvre huset og en flens 31 ved det nedre huset. Denne presstilpasningsforbindelsen kan forsterkes ytterligere ved bruk av lim, sveising eller smelting.

Innløpshuset 32 er koplet til motorens veivhus enten direkte eller med en slange, og tillater at skadelig veivhusemisjon føres inn i filteret gjennom en åpning 24. Et utløp 27 har en åpning 28 som tillater at filtrerte gasser passerer til forbrennings-kammeret via PCV-linja i et kjøretøy eller induksjonsmanifolden på en dieselmotor. Som illustrert, har utløpet 27 dessuten forhøyninger for å holde PCV-linja eller induksjonsmanifolden på en solid måte.

Innløpet 32 er konstruert for å passe til veivhusutløpet på en forbrenningsmotor. Huset hos innløpet 32 er press-tilpasset i huset 29.

Ei avfaset overflate 23 er plassert like over innløpet 32 for å tillate strøm av tyngre hydrokarboner tilbake til veivhuset. En sil 26a er plassert ved den øvre enden av den avfasete overflata 23 for å holde et utvalg av partikkelformig silika-adsorbent 21 anvendt for utfiltrering av tunge hydrokarboner. Silikapartiklene 21 er typisk silisiumdioksid. Yteevnen for silikapartiklene 21 har vist seg å bli sterkt forbedret ved å dynke dem i et oljefremmende produkt, slik som STP, Morey's Stabilizer eller Energy Release. Alternativt kan filtermaterialet være silikagel, karbonpartikler, eller en kombinasjon av begge.

En sil 26b er plassert på toppen av silikapartiklene 21 for å holde dem på plass. Silene 26a og 26b kan være laget av enten plast eller rustfritt stål eller en kombinasjon av begge avhengig av produksjonskrav.

Som vist i figur 2, kan en standard PCV-ventil som er vanlig i dagens bensinmotorer også innlemmes i dette filteret for å forenkle installasjonen av enheten ytterligere. Innløpet 32 opptar ei fjær 39 og en ventil 38, som tjener som en PCV-ventil. Ei skive 40 er brukt for å opprettholde den lukkete posisjon av ventilen 38. Fagmannen vil gjenkjenne at for kjøretøy med en PCV-ventil, eller for kjøretøy som ikke krever noen PCV-ventil, kan skiva 40, fjæra 39 og ventilen 38 utelates.

Figur 3 og 4 viser nok en alternativ utførelsesform. Denne alternative utførelsen er svært lik den siste, men har et hus av metall.

På grunn av dens metallhus, er husene 25a og 29a gjengetilpasset. Dessuten er utløpet 47 med åpning 48 koplet til en utløpsovergang 46. Utløpsovergangen 46 koples til huset 25a ved hjelp av en anslutning 42.

Et annet vesentlig trekk, som kan innlemmes i de forannevnte utførelsene, er en avsats 37 ved innløpshuset 32a. Avsatsen 37 tillater at innløpshuset 32a kan føres inn til en forutbestemt dybde, for derved å regulere den aktuelle flyt.

I figur 5 er det vist en annen alternativ utførelsesform av oppfinnelsen. Tilsvarende utførelsene vist i figur 1 og 3, inneholder denne utførelsen en luftregulatorskrue 52.

Figur 6 viser en snittet framstilling av utførelsesformen vist i figur 5, og illustrerer i nærmere detalj luftregulatorskruen 52 og et annet endret trekk, ventil 54. Ved å skru luftregulatorskruen 52 med urviseren mot gjengene 62 i huset, vil den beveges innover for derved å gi en gradvis innskrenkning av flyten gjennom utløpet 56. Ved å skru luftregulatorskruen 52 mot urviseren mot gjengene 62 i huset, vil luftregulatorskruen 52 beveges utover, for derved gradvis å øke flyten gjennom utløpet 56 opp til en nominell rate. Denne muligheten for å øke eller redusere flyten innen et område, tilbyr den anvendelighet at filteret 50 kan justeres for bruk med motorer av ulik størrelse.

Ventilen 54 er analog med PCV-ventil 38 i figur 4, men er kortere. En slik ventil 54 regulerer ikke flyten som sådan, som ventilen 38, men har fremdeles den funksjon at den renser filtrerte rester fra overflata 58 ved en lett skrapeeffekt fra framspring 60.

Figur 7 gir en oppblåst framstilling av utførelsen 50. Utløpsmontasjen 70 har et skall 64 med en krage 66. Kragen 66 er presstilpasset i filterets skalltopp 72. Det bør for fagmannen være åpenbart at foruten de forskjeller som er beskrevet her, er filteret 50 i andre henseende analogt med utførelsen vist i figur 3 og 4.

I utførelsen vist i figur 1-4, blir veivhusemisjoner trukket ved hjelp av vakuum inn til innløpet 32, forbi PCV-ventilen 38 der de kontakter oljeadditivbelagte silikapartikler 21. Belegget danner bru over gapet i silikakornene. Alternativt kan filtermaterialet 21 være silikagel, karbonpartikler, eller en kombinasjon av begge.

Dette belegget danner en hinneliknende membranbarriere mellom gapene i filtermaterialet 21. Denne membranen stopper passasjen av væske og faste stoffer inn til forbrenningskammeret. Bare rene forbrennbare gasser tillates å passere gjennom dette filteret. Væskedelene av veivhusemisjonene renner tilbake til veivhuset hver gang motoren er slått av, for slik å eliminere behovet for en beholder for oppsamling av væske.

Den alternative utførelsesform vist i figur 5-7 inkluderer luftregulatorskrue 52. Driften av denne utfølelsen er analog med den andre. PCV-ventilen kan utelates fordi flyten er regulerbar med luftregulatorskruen 52.

Claims (4)

1. Apparat for separasjon av veivhusutslipp fra en forbrenningsmotor, hvilket apparat omfatter et hus forsynt med et innløp og et utløp, og et filtermateriale opptatt i huset, hvilket apparat valgfritt er tilknyttet eller forsynt med en PCV-ventil (38,39,40), karakterisert ved at filtermaterialet (21) opptatt i huset (25,29;25a,29a,50,72) omfatter silikagel og/eller karbonpartikler, eller silikakuler, belagt med et viskøst fluidum, hvorved huset er forsynt med et justeringsorgan (52,62;38,39) for å foreta en initiell og generelt permanent innstilling av den utgående strøm fra huset (25,29;25a,29a,50,72).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det viskøse fluidet belagt på filtermaterialet (21) er olje eller et oljefremmende produkt.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at regulatororganet (52) omfatter et element som er-skrudd inn i huset (70), og er posisjonert for å bremse flyten av emisjoner ut fra huset.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at en nedre seksjon av huset (29) er avfaset (23) i overgangen mot innløpet (32) for å tillate avrenning av flytende komponenter tilbake til veivhuset.