CH498287A - Verfahren und Einrichtung zur Nachverbrennung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Einrichtung zur Nachverbrennung der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren
Es sind schon viele Einrichtungen und Verfahren zur Entgiftung der Auspuffgase von   Verbrennungsmo    toren entwickelt worden, da diese Entgiftung dem dringenden Bedürfnis entspricht, besonders in den grossen Städten die Vergiftung der Atemluft zu beseitigen, und weil in vielen Staaten gesetzliche Vorschriften in dieser Richtung zu erwarten sind. Beispielsweise werden Filter vorgeschlagen, die aber durch die Notwendigkeit, sie immer wieder auszuwechseln, hohe Kosten verursachen.



   Bei einem anderen bekannten System, wird den Abgasen Frischluft zugemischt, das Gemisch dann aufgeheizt und so zur Nachverbrennung gebracht. Diese Einrichtungen arbeiten befriedigend, haben aber den Nachteil, dass die zur Aufheizung dienenden Heizelemente der unmittelbaren Einwirkung der Flammen ausgesetzt sind, daher nach relativ kurzer Zeit zugrunde gehen und so ebenfalls laufende Kosten und Mühewaltung verursachen.



   Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Entgiftung des Abgases von Brennkraftmotoren, das ebenfalls die Nachverbrennung des mit Frischluft gemischten Abgases zur Beseitigung der im Abgas enthaltenen giftigen und zugleich brennbaren Bestandteile, insbesondere des   Kohlenmonoxydes    (CO) verwendet, wobei aber der erwähnte Nachteil vermieden ist.



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass dem Abgas vorgewärmte Frischluft zugemischt wird, dieses Gemisch dann bis zur Zündtemperatur aufgeheizt und dann zur Nachverbrennung gebracht wird.



   Eine geeignete Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt eine Luftvorwärmekammer, die eine Expansionskammer umschliesst. Daran schliesst sich eine Treibdüse an, die in eine Mischkammer einmündet, um das Mischgas in eine Nachbrennkammer zu leiten, in der unterhalb von Zündelementen ein Flammenhalter angeordnet ist. Die Luftansaugöffnungen der Luftvorwärmkammer sind zweckmässig in ihrer Grösse einregelbar, was beispielsweise durch eine Drehscheibe erreichbar ist.



   Die Mischkammer ist zweckmässig frei mit der Nachbrennkammer verbunden, in welche das nachzuverbrennende Gas eingeleitet wird.



   Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.



   Die vom Motor kommenden Abgase gelangen durch den Eingangsstutzen 1 nach passieren eines Siebes 6, welches die turbulente Strömung in laminare umwandelt in die Expansionskammer 7, welche gleichzeitig als Heizkörper dient und von der   Luftvorwärme-    kammer 5, umschlossen ist.



   Die Abgase, welche stossweise, gleich dem Arbeitsrythmus des Motors ankommen, werden durch das Sieb 6 und die Expansionskammer 7 gedämpft, um dann in gleichmässiger Strömung die Treibdüse 8 zu durchströmen. Durch die Wirkung der Treibdüse 8 und der Fangdüse der Mischkammer 10, wird im Sinne einer Strahlpumpe ein Vakuum in der Luftvorwärmekammer 5 erzeugt.



   Durch die heissen Abgase, welche sich in der   Ex-    pansionskammer 7 entspannen, findet ein Wärmeaustausch statt und die Expansionskammer 7 wirkt als Heizkörper. Infolge des durch die Treibdüse 8 entstandenen Vakuums in der Luftvorwärmekammer 5, wird durch die Lufteinlassöffnungen 3, Frischluft angesaugt.



  Zwangsläufig muss die angesaugte Frischluft über die erwärmte Expansionskammer 7 hinweg streichen, wobei sie sich erwärmt.



   Die Lufteinlassöffnungen 3 der Luftvorwärmekammer 5 können in ihrer Grösse verändert werden durch die Luftregulierscheibe 2 um Frischluft in solcher Menge einzulassen, dass der darin enthaltene Sauerstoff für die Brennbarkeit des Gemisches ausreicht, so dass das Gemisch sich entzünden lässt und zur nochmaligen Verbrennung gelangt.  



   Die erwärmte Frischluft in der Vorwärmekammer 5 wirkt ausserdem als Luftpolster, wodurch eventuelle Gasrückstösse aufgefangen werden.



   Die nun so erwärmte Frischluft wird durch den Treibstrahl der Treibdüse 8, mit in die Fangdüse der Mischkammer 10 hineingerissen und mit den Abgasen innig vermischt. Das nun entstandene Abgas-Luftgemisch strömt in die Nachbrennkammer 12. Der Querschnitt der Nachbrennkammer 12 ist mehrfach grösser als der Querschnitt der Mischkammer 10, was die Durchströmung verlangsamt und so die Aufheizung des Gemisches durch die Zündelemente 11 erleichtert. Hat das Gemisch die Zündtemperatur erreicht, entzündet es sich und strömt brennend in den Flammenhalter 13, wobei eine vollständige Nachverbrennung erfolgt.



   Der eigentliche Flammenhalter 13, der längliche Schlitze oder runde Öffnungen aufweist und glühend wird, sorgt so für die Kontinuität der Flamme. Die nachverbrannten Abgase gelangen dann in den Ausgangsstutzen 15, welcher mit dem Auspufftopf oder Auspuffrohr in Verbindung steht. In den meisten Fällen genügt die geschilderte Einrichtung zur Entgiftung des Abgases auch für die erforderliche Schalldämpfung, so dass in diesen Fällen von einem   Auspufftopf    abgesehen werden kann.



   Die geschilderte Entgiftungseinrichtung hat gegen über bekannten ähnlichen Einrichtungen, welche mit Nachverbrennung arbeiten den Vorteil, dass sie praktisch wartungsfrei arbeitet und auch nach längerem Betrieb keine Teile ausgewechselt werden müssen, weil insbesondere die Zündelemente 11 von der sich in der Nachbrennkammer 12 entwickelnden Flamme durch den Flammenhalter 13 getrennt sind und so die Flamme die Zündelemente 11 nicht schädlich beeinflussen kann.

 

   Durch das Sieb 6 wird erreicht, dass sich die bestehende Turbulenz beruhigt und das Abgas in annähernd gleichmässiger Strömung in die Expansionskammer 7 gelangt.



   Im allgemeinen wird man die einzelnen Kammern der Einrichtung mit Kreisquerschnitt ausführen. Es steht aber nichts dagegen, dass einzelne oder alle Kammern rechteckig, quadratisch oder vieleckig ausgeführt werden, wenn dies z. B. aus Platzgründen zweckmässig erscheint. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Entgiftung des Abgases von Brennkraftmotoren durch Nachverbrennung dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgas vorgewärmte Frischluft zugemischt und dieses Gemisch zur Nachverbrennung gebracht wird.

   II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Luftvorwärmekammer (5), die eine Expansionskammer (7) umschliesst, wobei an die Expansionskammer (7) eine Treibdüse (8) anschliesst, die in eine Fangdüse einer Mischkammer (10) einmündet um das Mischgas in eine Nachbrennkammer (12) zu leiten, in der unterhalb von Zündelementen (11) ein Flammenhalter (13) angeordnet ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionskammer (7) die gleichzeitig als Heizkörper der Luftvorwärmekammer (5) dient, so angeordnet ist, dass die angezogene Frischluft zwangsläufig über die Expansionskammer (7) streichen muss, und sich dabei erwärmt.

   2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wirkung der Treibdüse (8) und der Fangdüse der Mischkammer (10) in der Luftvorwärmekammer (5) ein Vakuum erzeugt wird, welches Frischluft durch die Lufteinlassöffnungen (3) ansaugt, die in der Mischkammer (10) mit den Abgasen innig vermischt, um anschliessend in der Nachbrennkammer (12) durch die Zündelemente (11) zur Verbrennung gebracht werden, wobei die Kontinuität der Verbrennung durch den Flammenhalter (13) gesichert wird.

   3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnungen (3) der Luftvorwärmekammer (5) beispielsweise durch eine Luftblende (2) in ihrer Grösse einregelbar sind.

   4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Nachbrennkammer (12) ein geschlitzter oder gelochter Flammenhalter (13) eingebaut ist, in welchem das nachzuverbrennende Abgas Luftgemisch unter der Wirkung der Zündelemente (11) verbrannt wird.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionskammer (7) durch ein Sieb (6) von einem Eingangsstutzen (1) getrennt ist.