DE2048340C3 - Vorrichtung zum Reinigen von Leckgas aus Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Leckgas aus Brennkraftmaschinen, bei der das aus der Brennkraftmaschine austretende Leckgas zum Entfernen von darin enthaltenen Verunreinigungen, wie Flüssigkeit, unverbranntem Öl, Staub u. dgl, in einer Entspannungskammer entspannt wird, mit einer in die Entspannungskammer mündenden Abgaszufuhrleitung einem an der Mündung der Abgaszufuhrleitiang angeordneten Sieb, einer von der Entspannungskammer wegführenden Abführleitung für das gereinigte Gas und einer Auslaßleitung zum Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen aus der Entspannungskammer.

Bei einer solchen aus der US-PS 3 509 967 bekannten Reinigungsvorrichtung sind mehrere topfartige Gefäße hintereinander in eine Verbindungsleitung geschaltet, die das Kurbelgehäuse eines Motors mit dem Ansaugeinlaß des gleichen Motors verbindet. Jedes der Gefäße besteht aus einem vertikal angeordneten Zylinder, in den von oben die Abgaszufuhrleitung im wesentlichen parallel zur Zylinderachse, jedoch mit erheblichem Abstand zu dieser einmündet, wobei sich die Zufuhrleitung über ein längeres Stück noch im Zylinder nach unten erstreckt und in einen mit der Zufuhrleitung fest verbundenen zylindrischen Filter mündet. Dieser zylindrische Filter besteht aus einem allseitig porösen Keramikfilter, in dem ein geeignetes Filtermaterial, wie z. B. Glaswolle, angeordnet ist. Der Boden des Zylinders ist konkav, jedoch relativ schwach gewölbt ausgebildet, wobei sich an der tiefsten Stelle, etwa mit der Zylinderachse fluchtend, eine Abflußöffnung befindet, durch die sich am Boden des Zylinders sammelnde Kondensate abfließen können. Von unten ist an den Zylinder ein flaschenartiges Gefäß angeschraubt, in das die durch die Abflußöffnung hindurchtretende Kondensate gelangen können. An der Oberseite des Zylinders ist die Abführleitung für die Leckgase derart angeordnet, daß der relativ kurze Rohrstutzen etwa parallel und symmetrisch in gleicher Weise gegenüber der Zylinderachse versetzt wie die Abgaszufuhrleitung mit der Zylinderoberseite verbunden ist Bei dieser bekannten Reinigungsvorrichtung treten die durch die Abgaszufuhrleitung in den Zylinder gelangenden Gase durch das Filter hindurch und expandieren in dem relativ großen Hohlraum des Zylinders, wodurch die Gase abkühlen und in ihnen enthaltene Verunreinigungen kondensieren. Die durch die Abgaszufuhrleitung herangeführten Gase durchsetzen dabei das mit der Abgaszufuhrleitung verbundene Filter etwa allseitig, so daß sie ohne eine bestimmte Strömungsrichtung, sondern vielmehr diffus in das Zylinderinnere eingeleitet werden. Die sich in dem Zylinder expandierenden Leckgase können dann ohne Richtungswechsel oder besondere Leitflächen durch die öffnung der Abführleitung wieder aus dem Zylinder hinausgelangen. Bei der Expansion dieser Gase ausfallende Kondensate gelangen infolge der Schwerkraft auf die schwach gewölbte Bodenfläche des Zylinders und fließen daher durch die am tiefsten Punkt

dieser Bodenfläche vorgesehene öffnung in das flaschenartige Gefäß. Bei dieser bekannten Reinigungsvorrichtung ist daher zumindest mit einem einzigen dieser topfförmigen Behälter keine ausreichende Reinigung der Leckgase sicherzustellen, da zumindest ein gewisser Teil der unmittelbar durch die Abgaszufuhrleitung und das Filter gelangten Gase sofort wieder über die Abführleitung aus dem Behälter hinausgelangen kann. Bei der bekannten Reinigungsvorrichtung sind daher auch mehrere dieser Behälter hintereinander vorgesehen, d. h., die in einem ersten Behälter einer gewissen Reinigung bereits unterzogenen Leckgase werden in einem zweiten Behälter nochmals einer weiteren Reinigung unterworfen. Diese Anordnung führt aber zwangläufig zu einem relativ hohen Aufwand an Reinigungseinrichtungen, die nicht nur die Wartung einer solchen Anlage erschweren, sondern darüber hinaus auch unnötig Platz beanspruchen und einen zusätzlichen Gewichtsfaktor darstellen.
Aus der DT-PS 472 634 ist ein mit ölabscheidung arbeitender Entlüfter bekannt, der vorzugsweise in Verbindung mit Flugmotoren verwendet werden soll. Bei diesem bekannten Entlüfter ist ein in den Fahrtwind gerichteter Entlüfungsstutzen über ein konisches und sich mit seiner Spitze in einen zylindrischen Raum er streckendes Sieb mit einer mit dem Kurbelgehäuse verbundenen Leitung verbunden, wobei diese aus dem Kurbelgehäuse kommende Leitung gegenüber dem zylindrischen Gehäuse ebenfalls durch ein konisches und mit seiner Spitze in das zylindrische Gehäuse hineinragendes Sieb in das zylindrische Gehäuse mündet Über dem zuletzt genannten Sieb sind in dem zylindri sehen Gehäuse Rohrringe und sogenannte Raschig Ringe oder aber ein anderer Füllstoff mit möglichst großer Oberfläche vorgesehen, an dem die aus derr Kurbelgehäuse herausgesaugten Gase vorbeistreicher müssen. Unterhalb des zuletzt genannten Siebes ist eir Ringraum vorgesehen, in dem sich von dem Füllstof abfließendes öl sammeln kann und über eine Abführ leitung in das Kurbelgehäuse zurückgeführt wird. Die ser bekannte Entlüfter dient also in erster Linie ledig lieh zur Zurückgewinnung des mit den Gasen aus den Kurbelgehäuse herausgesaugten Öls, wobei sich diese: öi in erster Linie an dem Füllstoff und auch zusätzlicl noch an dem mit seiner Spitze in den zylindrischei Raum hineinragenden Sieb des Entlüftungsstutzen niederschlägt und von diesem auf den Füllstoff zurück tropft. Auch bei dieser bekannten Anordnung finde eine Umleitung des aus dem Kurbelgehäuse gesaugtei

Gases lediglich durch den Füllstoff und das mit dem Absaugstutzen verbundene Sieb statt, wobei jedoch sowohl die Zuführleitung für das Gas als auch die Abführleitung sich in dem zylindrischen Gehäuse unmittelbar gegenüberstehen.

Auch aus der FR-PS 862 699 ist ein solcher insbesondere für Flugmotoren geeigneter ölabscheider bekannt, bei dem das aus dem Kurbelgehäuse abgesaugte Gas eine in einem etwa zylindrischen Gehäuse angeordnete, siebartige Trennwand durchdringen muß, bevor es an die Abführleitung gelangen kann. Diese siebartige Trennwand ist in dem Zylinder dabei so angeordnet, daß sie ausgehend von der etwa vertikal nach oben abgehenden Abführleitung sich parabelförmig der etwa horizontalen Bodenseite des Zylinders annähert, wobei am tiefsten Punkt der Bodenseite des Zylinders und damit auch an der engsten Stelle zwischen Trennwand und Zylinderbodenwand eine Ablaßleitung für das sich an der Trennwand niederschlagende öl angeordnet ist. Auch bei diesem bekannten ölabscheider findet daher eine nur minimale Um- bzw. Ableitung der sich in dem zylindrischen Gehäuse expandierenden Gase statt, bevor diese an die Abführleitung gelangen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit Hilfe nur einer einzigen Entspannungskammer eine optimale Reinigung der durch diese Kammer hindurchgeleiteten Leckgase möglich ist.

Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im Inneren der Entspannungskammer ein schalenförmigcs Prallblech angeordnet ist, dessen konkave Seite zum Sieb hingewandt ist und im Abstand davon verläuft und dessen konvexer Seite die Mündung der Abführleitung im Abstand gegenüberliegt.

Gerade durch das Vorsehen eines schalenförmigen Prallblechs innerhalb der Entspannungskammer, gegen das die über die Abgaszufuhrleitung zugeführten Gase mit hoher Geschwindigkeit geblasen werden, und die Anordnung der Mündung der Abfuhrleitung gegenüber der konvexen Seite des Prallblechs, wird auf kleinstem Raum innerhalb nur einer einzigen Entspannungskammer eine äußerst starke Reinigung der zugeführten Leckgase herbeigeführt. Dieses ist insbesondere dadurch bedingt, daß infolge des relativ stark gekrümmten, schalenförmigen Prallblechs die in die Höhlung dieses Prallblechs mit relativ hoher Geschwindigkeit hineingeleiteten Leckgase um einen Winkel von etwa 180° umgelenkt werden, damit sie überhaupt wieder die Höhlung des Prallblechs verlassen können, wobei sie jedoch jetzt wieder in Richtung der Abgaszufuhrleitung gerichtet sind. Damit sie also an die Mündung der Abführleitung gelangen können, ist eine nochmalige sehr scharfe Umkehr der Leckgase wiederum um einen Winkel von etwa 180° erforderlich, wodurch ein außerordentlich großer Teil der in den Leckgasen vorhandenen Verunreinigungen zwangläufig ausgeschieden wird, da diese Verunreinigungen diese scharfen Strömungsumkehrbewegungen nicht mitmachen können.

Diese gegenüber bekannten und vergleichbaren Vorrichtungen sehr viel siärkere Reinigungswirkung wird mit der erfindungsgemäßen Anordnung dabei ohne zusätzliche Filtereinsätze und Filtermaterialien erreicht, da das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Sieb an der Mündung der Abgaszufuhrleitung in erster Linie zu einer Beschleunigung der zugeführten Leckgase dient Die bei den bekannten Vorrichtungen infolge des dort verwendeten Fiitermaterials zur Reinigung dieser Filter erforderlichen zusätzlichen Wartungsarbeiten entfallen daher bei der erfindungsgemä-Ben Anordnung.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt eines Dieselmotors, bei dem die neue Vorrichtung angewandt ist,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt der Vorrichtung in Form einer Kammer zur adiabatischen Entspannung in größerer Darstellung,

E- i g. 3 einen senkrechten Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung in größerer Darstellung,

F i g. 4 einen waagerechten Schnitt durch die Entspannungskammer nach F i g. 2 und

F i g. 5 eine Ansicht eines in einer Entspannungskammer zur adiabatischen Entspannung verwendbaren Siebs.

Bei der gezeichneten Vorrichtung sind eine biegsame und hitze- sowie chemikalienbeständige Abgaszufuhrleitung 1 und eine Abführleitung 2 einerseits an eine Luftansaugöffnung S eines Fahrzeug-Dieselmotors und andererseits an einen Zylinderkopfdeckel //über einem Zylinderblock C und/oder an ein unter erhöhtem Druck stehendes Kurbelgehäuse R angeschlossen. Zwischen den Leitungen 1 und 2 ist ein Gehäuse B angeordnet. Dieses Gehäuse B bildet eine Entspannungskammer 3 für das Leckgas und weist einen größeren Querschnitt auf als die Leitungen 1,2. Die Leitungen 1, 2 münden in gegenseitiger axialer Ausrichtung an zwei Seiten der Entspannungskammer 3. In der Mündung 4 des Leitungsteils 1 ist ein Sieb 5 senkrecht angeordnet.

Etwa in der Mitte der Entspannungskammer 3 ist ein aus hitze- und chemikalienbeständigem Material bestehendes, schalenförmiges Prallblech 6 senkrecht angeordnet, so daß seine konkave Seite dem Sieb 5 im Abstand gegenübersteht. Gegenüber der konvexen Rückseite des Prallblechs 6 liegt die Mündung 8 der Abführleitung 2.

Bei einem Benzinmotor kann die Abführleitung 2 zur Rückführung des Gases in den Motor an einem Ansaugverteiler und die Abgaszufuhrleitung 1 zum Absaugen der Leckgase aus dem Kurbelgehäuse und/oder dem Zylinderkopfdeckel H an diesen Stellen und zum Zuleiten der Leckgase in die Entspannungskammer 3 an dieser angeschlossen sein.

Am unteren Ende des Prallblechs 6 ist ein Auslaßrohr 9 angesetzt. Um dieses herum verläuft ein Leitblech U mit einer Tropföffnung 10 für den Durchtritt von flüssigem Kondensat aus der Entspannungskammer 3. Unterhalb des Leitblechs U ist ein Sammelgefäß 12 für das flüssige Kondensat, mit einem in bestimmter Höhe angebrachten Überlaufrohr 14 angeordnet. Das Überlaufrohr 14 ist mit einem Ventil versehen, durch welches hindurch die Flüssigkeit im Bedarfsfall abfließen kann.

In der oberen Abschlußwandung der Entspannungskammer 3 ist ein abnehmbarer und verschließbarer Deckel 16 vorgesehen, der den Zutritt zur Entspannungskammer 3 zum Zwecke der Reinigung derselben oder des Siebteils 5 freigibt.

6.S An der Zufuhrleitung 1 ist weiterhin ein Abscheidegefäß 17 abnehmbar befestigt. Dieses dient der Abscheidung von Feststoffen aus dem in der Zufuhrleitung 1 strömenden Leckgas.

In der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Auslaßleitung 9 mit wenigstens einer Durchlaböffnung J9 zum Ablassen von in der Entspannungskammer 3 gesammelter Flüssigkeit versehen. Am unteren Ende der Auslaßleitung 9 ist bei dieser Ausführung ein biegsamer Schlauch 20 angeschlossen, dessen unteres Ende 21 im Oberteil eines Kondensat-Sammelgefäßes 22 mündet. Das Sammelgefäß 22 kann an beliebiger Stelle angeordnet sein. Im unteren Teil einer der Seitenwandungen des Sammelgefäßes 22 ist ein Ablaßventil 23 und in einer bestimmten Höhe in bezug auf das Sammelgefäß eine Überlaufleitung 24 mit einem automatischen Überlaufventil 25 vorgesehen.

Bei der Anwendung in einem Kraftfahrzeug wird die Vorrichtung zweckmäßig an einer Stelle vor dem Kühler eingebaut, so daß sie bei fahrendem Fahrzeug durch den von außen einströmenden Fahrtwind und durch die von dem Kühlerventilator angesaugte Kühlluft gekühlt wird. Die damit erzielbare Beschleunigung der Leckgas-Abkühlung verbessert zusätzlich die Reinigungswirkung auf Grund der adiabatischen Entspannung des Leckgases.

Bei stationären Motoren wird die Vorrichtung zweckmäßig mittels eines Luft- oder Wasserkühlsystems gekühlt, um eine gesteigerte Reinigungsleistung zu erhalten.

Bei der Vorrichtung expandieren die von einer Kraftmaschine ausgestoßenen Leckgase in dem durch das Sieb 5 und das Prallblech 6 in der Entspannungskammer 3 begrenzten Raum, wobei die in den Gasen enthaltene Feuchtigkeit durch den Temperaturabfall zu Wassertröpfchen kondensiert und in den Gasen enthaltene Fremdstoffe, wie unverbranntes öl, Staubteilchen u.dgl. mehr, von den Wassertröpfchen aufgenommen bzw. durch diese gebunden werden und als Kondensatflüssigkeit abgeschieden werden, während das im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen und Kohlen-

is monoxidgas zusammengesetzte gereinigte Leckgas zur Nachverbrennung in die Kraftmaschine zurückgeleitet wird.

Da das von der Kraftmaschine austretende Durchblase- bzw. Leckgas somit an keiner Stelle direkt, sondem allenfalls nach erfolgter Reinigung in die Atmosphäre ausgestoßen wird, wird mit der neuen Vorrichtung jegliche Luftverschmutzung durch Leckgase vermieden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reinigen von Leckgas aus Brennkraftmaschinen, bei der das aus der Brennkraftmaschine austretende Leckgas zum Entfernen von darin enthaltenen Verunreinigungen, wie Flüssigkeit, unverbranntem öl. Staub u.dgl., in einer Entspannungskammer entspannt wird, mit einer in die Entspannungskammer mündenden Abgaszufuhrleitung, einem an der Mündung der Abgaszufuhrleitung angeordneten Sieb, einer von der Entspannungskammer wegführenden Abführleitung für das gereinigte Gas und einer Auslaßleitung zum Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen aus der Entspannungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Entspannungskammer (3) ein schalenförmiges Prallblech (6) angeordnet ist, dessen konkave Seite zum Sieb (5) hingewandt ist und im Abstand davon verläuft und dessen konvexer Seite die Mündung (8) der Abiführleitung (2) im Abstand gegenüberliegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Prallblechs (6) die Auslaßleitung (9) angesetzt ist.