DE3502448A1 - Vorrichtung zum entfernen von russpartikeln und anderen festkoerperteilchen aus dem abgas von kraftfahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung zum entfernen von russpartikeln und anderen festkoerperteilchen aus dem abgas von kraftfahrzeugen

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DE3502448A1 DE19853502448 DE3502448A DE3502448A1 DE 3502448 A1 DE3502448 A1 DE 3502448A1 DE 19853502448 DE19853502448 DE 19853502448 DE 3502448 A DE3502448 A DE 3502448A DE 3502448 A1 DE3502448 A1 DE 3502448A1
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Description

<* ö w
R. .19829
12.12.1984 Bö
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
Vorrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln und anderen Festkörperteilchen aus dem Abgas von Kraftfahrzeugen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum
Entfernen von Rußpartikeln und anderen Festkörperteilchen aus dem Abgas von Kraftfahrzeugen nach
der Gattung des Anspruchs 1.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei gewerblichen Kraftfahrzeugen, wie Linienbussen, Gabelstablern, Baumaschinen od.dgl., den Rußsammler als austauschbaren Sammelbeutel, ähnlich den Papierbeuteln von Staubsaugern, auszubilden, der bei Betriebsunterbrechung des Fahrzeugs, z.B. beim Nachtanken oder am Ende von Tagesfahrten, ausgewechselt werden kann. Der rußgefüllte Filterbeutel wird dann in einer stationären Verbrennungsanlage schadstoffrei verbrannt (P 34 04 988.6).
R. 19829
Da die Filterwirkung des Sammelbeutels nicht vollkommen sein kann, verschmutzt der Filterraum um den Sammelbeutel herum sehr schnell, so daß das Auswechseln der Sammelbeutel nicht nur eine schmutzige Arbeit ist, sondern auch durch nicht geringen Rußausfall einen Teil der Entsorgungsbemühungen zunichte macht. Außerdem erfordert bei einem, insbesondere für Linienbusse benötigten großen Beutelvolumen von bis 10 1 das Auswechseln der Sammelbeutel eine zusätzliche, gut zugang— liehe Öffnungsklappe in der Fahrzeugkarosserxe.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil einer absolut schmutzfreien stationären Entsorgung des Rußsammlers. Über den nach außen geführten Entsorgungsstutzen kann der rußgefüllte Sammelbehälter problemlos abgesaugt werden. Eine Verschmutzung des Fahrzeugs oder der Fahrzeugumgebung wird dabei sicher ausgeschlossen. Die Entsorgung des Sammelbehälters ist mit nur geringem Zeitaufwand verbunden und kann z.B.
parallel zum Betanken des Fahrzeugs durchgeführt werden.
Durch die in den weiteren Ansprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 3. Durch das Rußfilter wird sichergestellt, daß in dem den Sammelbehälter über den Abgas-Ausströmstutzen verlassenden Abgasstrom auch keine .Restpartikel enthalten sind und das Abgas in hohem Maße frei von Feststoffen ist. Damit ist eine für die Abgasverbesserung notwendige Abgasrückführung zum Verbrennungs
R· 19829
motor des Kraftfahrzeugs rait Reingas· raöglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 6. Durch diese Maßnahme kann die Entsorgung des Sammelbehälters unabhängig von einem in der stationären Entsorgungsanlage vorhandenen Unter- oder Saugdruck durchgeführt werden. Nach Aufschieben des zur Entsorgungsanlage führenden Entsorgungsschlauches auf den verschlußdeckelfreien Entsorgungsstutzen läßt man den Fahrzeugmotor im Leerlauf laufen. Die Drosselklappe wird in ihre die Abgasleitung sperrende Stellung überführt. Dadurch wird der Abgasgegendruck erhöht und der Ruß aus dem Sammelbehälter über den Entsorgungsschlauch in die Entsorgungsanlage geblasen. Gleichzeitig wird das Rußfilter mit gereinigtem Abgas, das über den Abgas-Abströmstutzen von der Abgasleitung her nunmehr in den Sammelbehälter einströmt, rückgespült und dadurch wieder freigeblasen.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 jeweils eine schematische Darstellung und 2 einer Vorrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln und anderen Festkörperteilchen aus dem Abgas eines Kraftfahrzeugs während des Betriebes bzw. während des Entsorgungsvorgangs.
' R. 19829
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 in schematischer Darstellung im Längsschnitt zu sehende Vorrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln und anderen Festkörperteilchen aus dem über eine Verbindungsleitung 10 vom Abgassammeisystem des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs zugeführten Abgas weist eine Rußweiche 11 mit einem ersten Auslaß für einen gereinigten Abgasstrom und einem zweiten Auslaß 13 für einen rußbeladenen Abgasstrom und einen Rußsammler 14 für die Rußentsorgung des Kraftfahrzeuges auf, der dem zweiten Auslaß 13 der Rußweiche 11 nachgeschaltet ist. Der Begriff "Ruß" wird hier als Synonym für alle Festkörperpartikel im Abgas des Verbrennungsmotors verwendet.
Die Rußweiche 11 besteht in bekannter Weise aus einem Elektrofilter 15 und einem Fliehkraftabscheider z.B. Zyklon 16. Aufbau und Wirkungsweise von Elektrofilter und Zyklon 16 sind ausführlich in der DE-OS 31 41 156 beschrieben, so daß hierauf verwiesen werden kann. Es sei nur noch festgehalten, daß das im Elektrofilter 15 von einer Hochspannungsquelle 17 zwischen einer Mittelelektrode 18 und einemGehäuse 19 des Elektrofilters 15 erzeugte Hochspannungsfeld eine Agglomeration der Rußpartikel zu größeren Rußflocken bewirkt. Unter Ein-Wirkung der Fliehkraft und einer beschleunigten Rotationsbewegung werden die Rußflocken an den Wänden des Zyklons 16 abgeschieden und wandern zu dem zweiten Auslaß 13 der Rußweiche 11. Das im Kern des Zyklons 16 befindliche Abgas strömt als gereinigtes Abgas über den als Tauchrohr ausgebildeten ersten Auslaß 12 der Rußweiche 11 in das Abgasrohr 20.
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Der Rußsammler 14 ist als ein im Kraftfahrzeug fest installierter,abgasundurchlässiger Sammelbehälter 21 ausgebildet, z.B. aus Blech oder Kunststoff. Er weist ein als Tauchrohr ausgebildeten,mit dem zweiten Auslaß 13 der Rußweiche 11 verbundenen Einlaßstutzen 22, einen mit dem Abgasrohr . 20 verbundenen Abgas-Ausströmstutzen 23 und einen Entsorgungsstutzen 24 auf, der durch die in Fig. 1 im unteren Teil angedeutete und mit 25 bezeichnete Karosseriewand des Kraftfahrzeugs nach außen geführt und endseitig einem abnehmbaren Verschlußdeckel 26 verschlossen ist. Der Eatsorgungsstützen 24 geht dabei vom Boden 27 des Sammelbehälters 21 ab, der sich zum Boden 27 etwa trichterförmig verjüngt. Das mit dem Verschlußdeckel 26 abgeschlossene Ende des EntsorgungsStutzens 24 ist derart ausgebildet, daß ein Entsorgungsschlauch 28 (Fig. 2) nach Abnahme des Verschlußdeckels rußdicht aufgesetzt werden kann.
Im Sammelbehälter 21 ist ein Rußfilter 29 in Form einer Filtermatte eingesetzt, und zwar derart, daß der Irinenraum des Sammelbehälters 21 in einen dem Boden 27 zugekehrten unteren Behälterraum 30 und einen vom Boden 27 ^, wegweisenden Behälterraum 31 unterteilt ist. Das den
Einlaßstutzen 22 bildende Tauchrohr mündet unterhalb des Rußfilters 29 im unteren Behälterraum 30, während der Abgas-Ausströmstutzen 23 vom oberen Behälterraum abführt und in dem Abgas.rohr 20 bei 32 mündet. In Strömungsrichtung des Abgases hinter dieser Mündungsstelle 32 ist im Abgas.rohr 20 eine Drosselklappe 33 angeordnet, die mit einem mechanischen Drosselklappensteiler 34 gekoppelt ist, der durch die Karosseriewand 25 des Fahrzeugs nahe dem Entsorgungsstutzen hindurchragt und am' freien Ende einen Betätigungshandgriff 35 trägt. Mittels dieses Betätigungshandgriffes kann die Drosselklappe 33 aus ihrer Offenstellung(Fig. 1)
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in ihre das Abgas.rohr 20 sperrende Stellung (Fig. 2) und umgekehrt geschwenkt werden.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung mit Rußweiche 11 und Rußsammler 14 ist wie folgt:
Das über die Verbxndungsleitung 10 von dem Abgassammelsystem des Kraftfahrzeugmotors der Rußweiche 11 zuströmende Abgas wird in der Rußweiche 11 in einen sehr großen gereinigten Abgasteilstrom und in einen sehr kleinen rußbeladenen Abgasteilstrom zerlegt. Letzterer beträgt etwa 1% des Abgasstromes. Der gereinigte Abgasteilstrom strömt aus dem ersten Auslaß 12 der Rußweiche 11 in das Abgasrohr 20 und von dort über die während des Motorbetriebes geöffnete Drosselklappe 33 ins Freie.
Der sehr kleine rußbeladene Abgasteilstrom verläßt über den zweiten Auslaß 13 die Rußweiche 11 und gelangt über den Einlaßstutzen 22 in den vom Rußfilter 29 abgedeckten unteren Behälterraum 31 des Sammelbehälters 21. Hier fällt ein wesentlicher Teil des Rußes aus, der allmählich den unteren Behälterraum 30 füllt. Das Trägergas des restlichen Abgasteilstromes strömt durch das Rußfilter 29, das die restlichen noch schwebenden Rußteilchen zum größten Teil zurückhält, und gelangt über den Abgas-Ausströmstutzen 23 in das Abgasrohr 20 von wo aus es mit dem anderen Abgasteilstrom dem Verbrennungsmotor wieder zugeführt wird.
Zum Entleeren des Sammelbehälters 21 wird an einem dafür vorgesehenen Platz mit einer stationären Entsorgungsanlage der Verschlußdeckel 26 am Entsorgungsstutzen 24
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entfernt und auf letzteren der mit der Entsorgungsanlage verbundene Entsorgungsschlauch 28 aufgeschoben (Fig.2). Bei laufendem Motor des Kraftfahrzeugs wird nunmehr mittels des Betätigungshandgriffes 35 die Drosselklappe 33 in ihre das Abgas rohr 20 sperrende Stellung gebracht. Dadurch wird der Abgasgegendruck erhöht und Ruß aus dem sammelbehälter 21 über den Entsorgungsschlauch 28 in die Entsorgungsanlage geblasen. Bei diesem Vorgang wird gleichzeitig das Rußfilter 29 mit gereinigtem Abgas rückgespült und dadurch wieder freigeblasen. Die freien Rohrquerschnitte von Einlaßstutzen 22 und Abgas-Ausströmstutzen 23 sind im Verhältnis zueinander derart gewählt, daß dabei infolge der sich in beiden Stutzen ausbildenden Strömungswiderstände der Wesentlich größere Abgasstrom von dem Abgas rohr 20 über den Abgas-Ausströmstutzen 23 in den oberen Behälterraum 31 einströmt und von dort durch das Rußfilter 29 in den unteren Behälterraum 30. Ist der untere Behälterraum 30 leer geblasen, wird der Entsorgungsschlauch entfernt und der Verschlußdeckel 26 wieder auf den Entsorgungsstutzen 24 aufgesetzt.
Auf die Drosselklappe 33 kann verzichtet werden, wenn die stationäre Entsorgungsanlage über ein Sauggebläse verfügt, so daß der Behälter 21 leergesaugt werden kann. Die Frischluftzuführung erfolgt in diesem Falle über das Abgasrohr 20 aus der Umgebung.
- Leerseite —

Claims (9)

  1. R. 19829
    12.12.1984 Bö
    ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1
    Ansprüche
    Vorrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln und anderen Festkörperteilchen aus dem Abgas von Kraftfahrzeugen mit einer Rußweiche, die einen ersten Auslaß für einen gereinigten Abgasstrom und einen zweiten Auslaß für einen rußbeladenen Abgasstrom aufweist, und mit einem dem zweiten Auslaß nachgeschalteten Rußsammler für die Rußentsorgung des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß der Rußsamm- · ler (14) als ein im Kraftfahrzeug fest installierter, abgasundurchlässiger Sammelbehälter (21) ausgebildet ist, der einen durch die Fahrzeugwand (25) nach außen geführten, endseitig von einem abnehmbaren Verschlußdeckel (26) verschlossenen Entsorgungsstutzen (24) und einen filterbedeckten Abgas-Ausströmstutzen (23) aufweist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (21) zu seinem Boden (27) hin etwa trichterförmig ver-
    / - 2 - R. 19829
    jungt ist und daß der Entsprgungsstutzen (24) im Boden (27) mündet.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei c h net, daß im Sammelbehälter (21) ein Rußfilter (29) derart eingesetzt ist, daß der Innenraum des Sammelbehälters (21) in einen den Boden (27) zugekehrten unteren und einen dem Boden abgekehrten oberen Behälterraum (30,31) unterteilt ist und daß der Abgas-Ausströmstutzen
    (23) im oberen Behälterraum (31) und ein mit dem
    zweiten Auslaß (13) der Rußweiche (11) verbundener Einlaßstutzen (22) im unteren Behälterraum (30) mündet.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß das Rußfilter (29)
    als Filtermatte ausgebildet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auslaß (12) der Rußweiche (11) an einer Abgasleitung,
    angeschlossen ist, und daß der Abgas-Ausströmstutzen (23) des Sammelbehälters (21) in der Abgasleitung (20). mündet.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasleitung
    (20) in Strömungsrichtung des Abgases hinter der Mündungsstelle (32) des Abgas-Ausströmstutzens (23) eine manuell;betätigbare Drosselklappe (33) angeordnet ist. .
    _ 3 - R- 19829
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Drosselklappe (33) ein Drosselklappensteller (34) gekoppelt ist, der einen am Fahrzeug, vorzugsweise nahe dem Entsorgungsstutzen (24), außen liegenden Betätigungshandgriff (35) trägt.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g ek e η η ze ichn e t, daß die freien Rohrquerschnitte von Einlaßstutzen (22) und Abgas-Ausströmstutzen (23) im Verhältnis zueinander derart gewählt sind, daß bei die Abgasleitung (20) sperrender Drosselklappenstellung infolge der in den Stutzen (22,23) sich ausbildenden Strömungswiderstände der wesentlich größere Abgasstrom von der Abgasleitung
    (20) über den Abgas-Ausströmstutzen (23) in den oberen Behälterraum (31) des Sammelbehälters (21) einströmt.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsorgungsstutzen (24) endseitig zum Aufsetzen eines EntsorgungsSchlauches (28) ausgebildet ist.
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