DE2400621A1 - Vorrichtung fuer die reduktion giftiger gase aus abgasen von explosions- und brennkraftmaschinen - Google Patents

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Postfach 202403 8. Januar 1974 B 5794

Leonel Da Fonseca Amor Lourenco Marques, Mocambique

Vorrichtung für die Reduktion giftiger Gase aus Abgasen von Explosions- und Brennkraftmaschinen

Der Planet, auf dem wir leben, wird beeinträchtigt durch Übelstände, die in vielen Fällen der wachsenden Wirtschaft und der technischen Entwicklung der zahlreichen, auf diesen Planeten existierenden Ländern zuzuschreiben sind. Eines dieser Übel - und ohne Zweifel das größte liegt in der Verunreinigung der Atmosphäre, die durch das außerordentliche Wachstur, der Anzahl der Kraftfahrzeuge insbesondere bedingt ist.

Bis zu einem bestimmten Zeitpunkt wurde." angenommen, daß die Verunreinigung lediglich ein Produkt im Geiste einer Gemeinschaft war, die durch die schwindelerregenden Eroberun-

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rungen der Technologie und anderer Gebiete erschreckt war. Tatsache ist jedoch, daß die Massen mit Rücksicht auf konstante Veröffentlichungen· kürzlich darüber Klarheit erhalten haben, daß dieses Problem tatsächlich existiert und daß es hohen Stellenwert hat.

Die Schwierigkeit dieses Problems liegt nicht nur darin, daß es nicht ausreicht, eine taditionelle Trägheit zu überwinden, sondern daß tatsächlich keine Verordnungen und Einrichtungen bestehen, die darauf hinzielen, die Verunreinigung zu vermindern. .

Der Anmelder ist sich voll der Schwere dieses Problems bewußt und ist sich insbesondere darüber im klaren, welchen Anteil die außerordentlich große Anzahl von Kraftfahrzeugen im Verkehr hat. Diese Kenntnis hat er insbesondere aus seiner beruflichen Aktivität und für Studien zur Verbesserung, der Betriebsbedingungen von Explosionsmaschinen und Brennkraftmaschinen benutzt, und zwar vom Gesichtspunkt der Reduktion von Gasen ausgehend, die ununterbrochen durch die Abgasrohre von Kraftfahrzeugen im Verkehr ausgestoßen werden und unter denen Kohlenmonoxyd (CO) hervorsticht, dessen Wirkung auf das zentrale Nervensystem und auf das Cardiovascularsystem dunhdie Spezialisten hervorgerufen worden ist.

Die Arbeit des Erfinders wurde insbesondere darauf gerichtet, ideale Bedingungen zu schaffen, um eine vollkommenere

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Verbrennung des Gasgemisches herbeizuführen, das in die entsprechende Motorkammer eingeführt wird, wobei gleichzeitig mit der Reduktion der Kohlenmonoxyde aus den Abgasen eine Einsparung an Brennstoff einhergehen soll.

Diese Vorrichtung bildet erfindungsgemäß das Ergebnis fortlaufender experimentieller Stadien, die allmählich soweit verbessert worden sind, bis vollständig befriedigende praktikable Vierte erreicht wurden. Die Versuche, denen die Vorrichtung in den chemischen Laboratorien der Universität von Lourenco Marques sowie in "South African Bureau of Standards", Pretoria, Südafrika, unterworfen wurde, zeigten, daß die Reduktion von CO in der Größenordnung von 80 % erhalten wird, wenn der Motor des Fahrzeugs mit einer niedrigen Drehzahl arbeitet und das Fahrzeug entweder steht oder sich mit einer Geschwindigkeit von weniger als 50 km/h bewegt, was sehr angenähert dem häufigsten Betriebszustand im Falle von Fahrzeugen entspricht,die in Städten fahren, so daß die Erfandung in Hinsicht des Antiverunreinigungsgesichtspunkts unter besten Bedingungen in städtischen Bereichen funktioniert, wo dieses Ergebnis am meisten notwendig ist.

Die Wirtschaftlichkeitsrate im Verbrauch von Brennstoff variiert im Bereich von 10 bis 30 %.

Wie man weiß, wird im Vergaser ein Gemisch aus 15 bis 20 Teilen Luft pro 1 Teil Brennstoff herbeigeführt, wobei in konventionellen Motoren das erhaltene Gemisch direkt

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vom Vergaser in die Verbrennungskammer gelangt.

Bei Motoren oder Maschinen, die mit derjenigen Vorrichtung ausgerüstet sind, die den Gegenstand der Erfindung bildet, wandert das Gasgemisch nach Verlassen des Vergasers durch ein mit einem Sieb versehenes Gerät, dessen vertikale Öffnungen in Form konzentrischer Kreise angeordnet sind und in den oberen Teil eines zylindrischen Kammer öffnen, die im Körper des Geräts gebildet ist und die drei oder mehr Öffnungen hat, welche über die ganze zylindrische Kammer gleichförmig verteilt sind und durch die Luft strömt, die zuvor mit Hilfe von Wärme aufgewärmt worden ist, die mit Hilfe eines geeigneten Organs an der Außenwand des Abgassammlers oder der entsprechenden Rohre gesammelt worden ist, wobei dieses Organ gleichzeitig und unabdingbar Funktionen eines Filters ausübt.

Der Eintritt von Warmluft in die Kammer erfolgt über Düsen eines Kalibers, das der Leistung der Maschine gerecht wird, wobei die Düsen den Eintritt eines konstanten Luftvolumens pro Zeiteinheit garantieren sollen.

Somit wird dem vom Vergaser kommenden Gasgemisch zusätzliche zweckmäßig verteilte Warmluft zugeführt, wenn es aus dem Sieb austritt und sich mit dieser vereinigt, so daß eine größere Homogenität erreicht wird sowie eine größere Verbrennungskapazität, so daß eine gewisse Einsparung an Brennstoff oder Benzin bewirkt wird, welches sonst verloren

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ginge und nur teilweise unter Bildung von CO verbrannt würde.

Aus der Vorbeschreibung ergibt sich, wie die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung für den Zweck der Reduzierung der giftigen Gase von Motorabgasen als auch in Bezug auf die sich daraus ergebende Brennstoffeinsparung arbeitet.

Es sei nunmehr im einzelnen erläutert, wie die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung aufgebaut ist, angeordnet wird und benutzt wird.

Der Wärmekollektor besteht aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, zjB. aus Aluminium und hat vorzugsweise Parallelepipedongestalt.

Die Kammer, die durch den leeren Raum gebildet wird, der sich innerhalb des besagten Teils befindet, ist mit Stahlwolle oder irgendeinem anderen geeigneten Material gefüllt, um die Luft zu filtern, die durch Löcher eingesaugt wird, welche an der Oberfläche dieses Teils vorgesehen sind.

Sofern Fahrzeuge mehr als einen Vergaser haben, kann entweder für jeden Vergaser des Fahrzeugs ein Wärmekollektor oder ein einziger Wärmekollektor entsprechender Abmessungen vorgesehen werden. Die Befestigung des Kollektors an der Wand des Abgasrohrs erfolgt mit Hilfe eines in die zylindrische Wand gebohrten Lochs ,das in seinem Körper vorgesehen ist und

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durch eine Klammer durchquert wird.

Die Führung der Luft, die durch die Bewegung der Kolben der Maschine eingesaugt und durch die Berührung des Wärmekollektors mit der heißen Oberfläche des Abgasrohrs erwärmt wird, erfolgt mit Hilfe von drei oder mehreren Rohren, von denen jedes an einem Ende mit Hilfe von Muttern an entsprechende Stutzen angeschlossen ist, die an dem besagten Teil vorgesehen und mit einem Auslaß mit einem Sperrsitz versehen sind, während das andere Ende jedes Rohrs mit Hilfe einer Mutter an den entsprechend mit Gewinde versehenen Stutzen angeschlossen ist, der in" dem Homogenisiergerät vorgesehen ist, das sich zwischen dem Vergaserauslaß und dem Eintritt zum Einlaßsammler befindet.

Die am Homogenisiergerät vorgesehenen, mit Außengewinde versehenen Stutzen sind mit einem Durchgangsloch versehen, das einen Sperrsitz aufweist und für das Anbringen der Düse teilweise mit Gewinde versehen ist. Diese Düsen können abgezogen werden, und zwar für den Zweck einfachen Austauschens sowie dafür, daß die Vorrichtung mit zahlreichen Düsenkalibern je nach der Leistung der Maschine hergestellt werden kann.

An der oberen Oberfläche des Homogenisiergeräts, die an den Auslaß des Vergasers angeapßt ist, ist vorgesehen, daß dort ein Sieb angeordnet wird, das eine ringförmige Umfangswand hat, die ein geeignetes Profil für die richtige

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Leitung oder Führung des Gasgemisches besitzt, das durch die Sieblöcher infolge der Bewegung der Maschinenkolben gesaugt wird. Die untere Oberfläche des Homogenisiergeräts bildet die obere Wand einer Kammer und hat Kreisprofilnuten in Form eines Halbrohrs, sowie kreisförmige Rippen, die dasselbe Profil haben und die die Hüten trennenden Zonen bilden.

Das zylindrische Loch, das den Auslaß jeder Düse verlängert, endet in Gestalt eines Flügels, der horizontal in die zylindrische Seitenwand der Kammer öffnet, die am Auslaß des Siebs gebildet ist, um es auf diese Weise zu ermöglichen, eine perfekte Homogenisierung der Heißluft im Gasgemisch herbeizuführen; dies ergänzt die verbleibenden Kennzeichen des Homogenisiergeräts, die bereits erwähnt sind und sich auf die Gestalt und den Aufbau beziehen und dazu dienen, die giftigen Abgase zu reduzieren und Brennstoff einzusparen, Ergebnisse, die durch Anwendung der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung erreicht werden.

Bei Fahrzeugen mit mehr als einem Vergaser kann man ein Homogenisiergerät für jeden Vergaser benutzen, wobei diese Teile entweder unabhängig voneinander oder miteinander verbunden sein können, wobei die gegenseitige Verbindung oder Zuordnung von der Lage der Vergaser abhängt.

Für besseres Verständnis des Vorhergesagten in Hinsicht auf den Aufbau der Vorrichtung und deren Benutzungsweise erfolgt nunmehr eine Erörterung der Erfindung anhand schema-

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tischer Zeichnungen in Anwendung bei einer Maschine mit einem einzigen Vergaser.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht des Wärmekollektors, der auch als Luftfilter wirkt;

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 im Aufriß und teilweise geschnitten;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Homogenisiergerät für Heißluft und Gasgemisch;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den VJärmekollektor

und das Homogenisiergerät/ wobei beide durch Rohre für die Führung von Heißluft untereinander verbunden sind.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besitzt einen Wärmekollektor 1 (Fig. 1 und 2) in Gestalt eines Parallelepipedons, das mit Stutzen 2 versehen ist, die auf der Außenseite Gewinde besitzen und für die Befestigung von für die Führung von Heißluft dienenden Rohren 7 mit Hilfe von Muttern 6 (s. Fig. 5) dienen. Der Eintritt von Außenluft in die Vorrichtung 1 erfolgt durch Löcher 3, und zwar unter der Saugwirkung, wie sie durch die Bewegung der Kolben der Fahrzeug-

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maschine hervorgerufen wird. Die eingesaugte Luft wird mit Hilfe der durch die Vorrichtung 1 gesammelten Wärme erhitzt; diese Vorrichtung ist an der Wand des Abgasrohrs befestigt, und zwar unter Zuhilfenahme eines Lochs 4 in der zylindrischen Wand, die von einem Stift oder einer Schraube (nicht gezeigt) durchquert ist.

Die Innenseite der Vorrichtung ist mit Stahlwolle oder irgendeinem anderen zum Zwecke der Filterung der eingesaugten Luft geeigneten Material gefüllt.

Der Kanal 8 der Stutzen 2 ist mit einem abdichtenden, konischen Sitz 9 versehen, der eines der Enden eines Leitrohrs 7 aufnehmen soll.

Das Homogenisxergerat 10 besitzt Gewindestutzen 11, an die das andere-Ende der Rohre 7 angeschlossen ist, die
Heißluft leiten und die mit Hilfe von Muttern 12 angeschlossen werden. In dem teilweise mit Gewinde versehenen Loch 14, das jeden Stutzen 11 durchquert, ist eine Düse 13 vorgesehen,
die ein der Leistung der Maschine angepaßtes Kaliber besitzt und die am besten im Querschnitt in vergrößertem Maßstab aus Fig. 4 erkennbar ist. Das Loch 14, das den Auslaß des Injektors oder der Ansaugdüse 13 fortsetzt, endet in Form eines Flügels 15, der auf der zylindrischen Innenseitenwand der
Kammer 16 horizontal öffnet und sich unterhalb eines Siebs
17 befindet, das auf der Oberseite eine ringförmige Umfangswand 18 zeigt, die in solcher Weise ausgebildet ist, daß sie

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in zweckmäßigster Weise das Gasgemisch einführt, das durch die Bewegung der Kolben angesaugt wird, wobei die Unterseite kreisförmige Nuten 19 zeigt, die ein Profil in Form eines Halbrohrs haben, das den Zonen der Sieblöcher 17 entspricht, sowie Rippen 20 zeigt, die ebenfalls kreisförmig sind und dasselbe Profil besitzen und die Zonen bilden, die die Nuten trennen.

Die Befestigung des Homogenisiergeräts, dessen Aufbau soeben beschrieben worden ist, erfolgt zwischen dem Vergaserauslaß und dem Einlaßsammler der Maschine, und zwar mit Hilfe zweier Löcher 21 und anderer unabhängiger Zubehörteile.

Das Sieb 17 sorgt dafür, daß das Gasgemisch in vollständiger und gleichförmiger Weise beim Eintritt in die Homogenisierungskammer 16 verteilt wird, während die Heißluft, die mit dem Gemisch vereinigt wird, in einer Menge in diese Kammer eintritt, die pro Zeiteinheit gleichbleibt, und zwar wegen des Kalibers der Ansaugdüsen 13, wobei eine Variierung in Abhängigkeit vom Einsatz der Maschine erfolgt; dabei verursachen die flügeiförmige Öffnung 15 und die Löcher 14 und die gleichförmige Verteilung dieser Öffnungen in der Wand der Kammer 16 die Homogenisierung des Gasgemisches mit der Heißluft, wobei es ermöglicht wird, eine größere Verbrennungsfähigkeit zu erhalten, was sich durch die hohe Reduktion der giftigen Gase aus den Abgasen und die Einsparung an Brennstoff ausdrückt; alles dies wird

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durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung erreicht, wodurch ein erheblicher Beitrag zur Verbesserung der atraospharischen Bedingungen geleistet wird.

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Claims (5)

1. - 12 Patentansprüche

   1J Vorrichtung zur Reduzierung giftiger Gase, die

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   aus den Abgasen von Explosions- und Brennkraftmaschinen frei werden, sowie zur Einsparung von Brennstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Wärmekollektor (1) besteht, der an der Außenwand des Abgasrohrs befestigt und mit Hilfe von führenden Luftrohren (7) mit einem Homogenisiergerät (10) verbunden ist, das im Falle von Explosionsmaschinen zwischen dem Auslaß des Vergasers und dem Eintritt des Einlaßsammlers oder im Falle von Brennkraftmaschinen zwischen dem Lufteintritt und dem Einlaßrohr angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft unter der durch die Kolbenbewegung hervorgerufenen Saugv/irkung durch Löcher (3) in das Innere des Wärmekollektors (1) eintritt, wobei die Luft in Berührung mit den Wänden der Vorrichtung erwärmt und durch Rohre (7) zum Homogenisiergerät (10) geleitet wird, v/o sie die Kammer dieses Geräts durch kalibrierte Löcher von Ansaugdüsen (13) betritt, die auf der Innenseite der Gewindestutzen (11) vorgesehen sind, so daß der Eintritt eines bestimmten Luftvolumens pro Zeiteinheit gewährleistet wird und wobei die Lufteintritte in diese Kammer in gleichförmiger Weise mit Bezug zueinander verteilt sind und eine solche Gestalt haben, daß die Heißluft unter horizontaler Verteilung gebläseartig in eine Zone unmittelbar hinter dem Auslaß des Siebs (17) eintritt, durch das das Gasgemisch geht, so daß. die Heißluft in richtiger Weise in dem Gasgemisch

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   verteilt und mit diesem vereinigt wird und eine größere Homogenität mit besserer Verbrennungsfähigkeit herbeigeführt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit zwei oder mehr Vergasern entweder eine Wärmekollektor für jeden Vergaser oder ein einziger Kollektor geeigneter Abmessungen für alle Vergaser Verwendung findet, wobei ein Homogenisiergerät für jeden Vergaser verwendet wird und diese Teile in Abhängigkeit von der Lage der Vergaser unabhängig oder" vereinigt sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekollektor (1) aus einem Material hoher thermischer Leitfähigkeit besteht und vorzugsweise die Gestalt eines Parallelepipedons hat, dessen Innenseite mit Stahlwolle oder irgendeinem anderen geeigneten Material für das Filtern der durch die Löcher (3) in seiner Oberfläche angesaugte Luft versehen ist, wobei die Vorrichtung neben einem Loch (4), mit dessen Hilfe eine Schraubverbindung gegen die Wand eines Abgasrohrs erfolgt, Gewindestutzen (2) mit einem konischen Sitz hat, in die die Enden der Rohre für heiße und gefilterte Luft eingesetzt und an denen diese Rohre befestigt werden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Homogenisiergerät (10) mit Löchern (21) für seine Montage sowie mit Gewindestutzen (11) versehen ist, die im Winkel regelmäßig verteilt angeordnet sind und an denen

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   die Enden der die Heiße und gefilterte Luft führenden Rohre (7) befestigt werden, wobei sich innerhalb der Stutzen ein Gewindeloch (14) befindet, in das ein Injektor oder eine Ansaugdüse (13) eingesetzt ist, deren Kaliber der Leistung der Maschine angepaßt ist, wobei das den Auslaß der Ansaugdüse verlängernde Loch (14) in Gestalt eines offenen Flügels in einer horizontalen Lage in der zylindrischen Seitenwand der Kammer unterhalb eines Siebs öffnet, das eine ringförmige Umfangswand auf seiner Außenseite besitzt, die ein Profil hat, das für das Führen des durch die Kolbenbewegung angesaugten Gasgemisches geeignet ist, wobei die Unterseite des Siebs kreisförmige Nuten mit einem Profil eines Halbrohrs besitzt, das den Zonen der Löcher des Siebs entspricht, sowie Rippen (20), die ebenfalls kreisförmig sind und dasselbe Profil haben und die die Zonen bilden, die die Nuten trennen.

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