DE60207324T2

DE60207324T2 - Abgasreinigungsvorrichtung und -Verfahren für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60207324T2
Application number: DE60207324T
Authority: DE
Inventors: Hector Eduardo Luercho
Original assignee: Len Dev Services Corp; LEN DEVELOPMENT SERVICES CORP
Current assignee: Len Dev Services Corp; LEN DEVELOPMENT SERVICES CORP
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: US6532735B2; KR100870285B1; CN1385598A; US20020170288A1; RU2227832C2; CA2383882A1; EP1258605B1; BR0201256B1; BR0201256A; DE60207324D1; AU3429502A; ES2251542T3; CN100366870C; CA2383882C; EP1258605A3; KR20020087843A; EP1258605A2; AR059853A1; JP2002364336A; AU784298B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung, die insbesondere für alle Arten von Verbrennungsmotoren anwendbar ist, egal, ob es sich um Diesel- oder Otto-, Turbo- oder Nicht-Turbomotoren handelt. Genauer gesagt bezieht sie sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für Fahrzeuge, die einen beträchtlichen Prozentsatz der vom Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors kommenden schädlichen Gase eliminieren kann.
Allgemeiner Stand der Technik
Derzeit gehört es praktisch zur Norm, Autos, Lastkraftwägen, Lieferwägen und Fahrzeuge gleichermaßen mit einer Abgasreinigungsvorrichtung auszustatten, und zwar aufgrund des nicht nur bei Autoherstellern, sondern auch in der Industrie im Allgemeinen wachsenden Bewusstseins hinsichtlich der Wichtigkeit, sich um die Umwelt zu kümmern. In Europa setzte die Association of European Car Makers beispielsweise für die gesamte europäische Autoindustrie das Ziel, dass die Kohlendioxidemissionen (CO₂) der Motoren, welche diese herstellt, in einem Bereich von 140 g/km (bei einem Durchschnittsverbrauch von 5,6 l/100 km) liegen sollen.
Es ist bereits wohlbekannt, dass Verbrennungsmotoren eine enorme Menge schädlicher Gase erzeugen, wie zum Beispiel Kohlenmonoxid und -dioxid, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe, Partikelmaterial, Qualm etc., welche, sobald sie freigesetzt sind, die Atmosphäre verunreinigen. Daher gibt es Städte, die aufgrund der Anzahl der zirkulierenden Fahrzeuge und der Merkmale der geographischen Gebiete, in denen sie liegen, für ihre Bewohner höchst gefährliche Verschmutzungsgrade aufweisen, wie es im Bundesdistrikt Mexiko-Stadt oder in Santiago de Chile der Fall ist.
Dies ist der Grund, weshalb der Einbau von Katalysatoren und anderen Abgasreinigungsvorrichtungen in Autos zur Verringerung der Verschmutzungsgrade infolge der von Motoren freigesetzten Gase nicht als Alternative, sondern als echtes Erfordernis erscheint.
Die meisten im Stand der Technik bekannten Abgasreinigungsvorrichtungen umfassen eine vorgeschaltete Reinigungsvorrichtung, welche eine Behandlung für Kohlenmonoxid durchführt, und eine Reinigungsvorrichtung, welche Stickstoffoxide speichert und verarbeitet. Die meisten dieser Vorrichtungen sind in der Lage, stark verschmutzende Gase wie z.B. HC, CO₂, CO etc. weitgehend zu reduzieren.
Im Stand der Technik fanden sich mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen. Die folgenden U.S.-Patente sind z.B. nur Beispiele für Vorrichtungen, die für diesen Zweck bestimmt sind: unter anderem U.S.-Patent Nr.: 6.342.192; U.S.-Patent Nr.: 6.340.066; U.S.-Patent Nr.: 6.338.244; U.S.-Patent Nr.: 6.338.243.
Von diesen erfüllt keines den für die vorliegende Erfindung dargelegten Zweck: Gase durch eine Vorrichtung zur laminaren Behandlung von Abgasströmen zu reinigen, ohne Mittel einzusetzen, welche den Gasaustritt blockieren. Tatsächlich besteht eine der durch die vorliegende Erfindung erzielten Wirkungen, wie nachstehend gezeigt, darin, dass der Motor seine Leistung verbessert und den Kraftstoffverbrauch reduziert. Es wurde in empirischer Weise gezeigt, dass dieser Leistungsanstieg im Grunde an der obenstehend erwähnten laminaren Behandlung von Abgasen liegt. Es ist allgemein bekannt, dass das Blockieren des Abgasausgangs eine direkte Auswirkung auf die Motorleistung hat, und bei traditionellen Katalysatoren ist ein Filterelement dazwischengeschaltet, das eine Wirbelströmung hervorruft und den Gasaustritt blockiert.
Bei der vorliegenden Erfindung ist daher kein Element dazwischengeschaltet, wie zum Beispiel Katalysatoren, Wabenstrukturen mit Edelmineralien zum Zurückhalten von Schmutzteilchen, wie bei den meisten vom Stand der Technik bereitgestellten Lösungen zu finden.
Das wesentliche Merkmal der vorgeschlagenen Lösung besteht in einer laminaren Behandlung der vom Motor kommenden Gasströmung, und kein Teil der vorgeschlagenen Vorrichtung blockiert den Austrittspfad der Abgase direkt, sondern schichtet ihn, wobei zum Zweck der Abgasreinigung verunreinigende Gase mit unterschiedlichen physikalisch/chemischen Eigenschaften von nicht verunreinigenden Gasen getrennt und entfernt werden, wie später im Detail beschrieben wird.
Kurzfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 zum Reduzieren und/oder Beseitigen verunreinigender Gase, die vom Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors, egal, ob Diesel- oder Ottomotor, kommen, gerichtet.
Die vorgeschlagene Abgasreinigungsvorrichtung verringert die Emission schädlicher Gase und neutralisiert dabei Rauch. Sie bereitet diese unverbrannten Gase (HC, CO₂, CO) auf, trennt sie vom Hauptstrom und schickt sie als Eingangsfluid zum Motor, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert und die Motorleistung verbessert wird. Die Vorrichtung wurde solcherart konstruiert, um die physikalischen Merkmale der Strömung zu ändern, und zwar durch Veränderung des Rohrabschnitts, durch den das Gas hindurchströmt, wobei dessen Geschwindigkeit bei dessen Temperatur verändert wird.
Die Vorrichtung umfasst weder bewegliche Bauglieder, noch elektrische und/oder elektronische Bauglieder, noch irgendein anderes, den gewöhnlichen Gasfluss blockierendes Bauglied, weshalb keinerlei Wartung erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung ist bei allen Arten von Fahrzeugen anwendbar, wie z.B. bei Autos, Lieferwägen, Nutzfahrzeugen, leichten und schweren Lastkraftwägen, Autobussen, Landwirtschaftsmaschinen, Straßenbaumaschinen etc.
Gemäß Ausführungsformen, die in namhaften Motorkontrollzentren durchgeführt werden, wird die Menge an HC in Abgasen dramatisch reduziert, in manchen Fällen von 10 ppm auf 2 ppm, ohne dass irgendeine Art von Zubehör oder Modifikation am Motor erforderlich wäre.
Ebenso wird das Vorhandensein von Rauch auf so niedrige Werte wie 0,04 Vol.%, oder das von CO auf 0 Vol.% oder das von CO₂ auf 1,3 Vol.%, reduziert.
Grundsätzlich umfasst die vorliegende Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung, die eine Ruhekammer umfasst, durch die vom Motor kommende Gase hindurchströmen, dort dehnen diese sich aus und wirbeln, und danach treten die Gase in eine Zentralisator-Emulgator-Diffusoranordnung und dann in ein Gaswickelrohr, in eine Wirbelkammer mit einem Gasrückgewinnungsauslass hin zum Motor und schließlich in das letzte Gasableitungsrohr.
Die vorliegende Erfindung umfasst ebenso ein Abgasbehandlungsverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, welches im Wesentlichen die folgenden Schritte umfasst:

a) das Lenken von aus dem Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors kommenden Abgasen und das Herbeiführen einer raschen Ausdehnung der Gase innerhalb der Ruhekammer;
b) das Unterwerfen der Strömung einem ersten traditionellen Filtriervorgang;
c) das Erzeugen eines Aufpralls der Strömung, die aus dem Filter austritt, wodurch die Trennung des in der Strömung vorhandenen Partikelmaterials vom Wasserdampf und des CO, das für eine spätere Behandlung abgezweigt wird, herbeiführt wird;
d) das Zwingen der restlichen Strömung durch ein längliches horizontales Loch und durch einen zweiten traditionellen Filter;
e) die Geschwindigkeit der aus dem Filter heraustretenden Strömung wird erhöht und zwei kalte Luftzüge werden in die Strömung geblasen, wobei ein Teil der im äußeren Teil der Strömung vorhandenen heißen Gase für eine spätere Behandlung abgezweigt wird;
f) der äußere Teil der nicht umgeleiteten restlichen Strömung wird zusammen mit dem Rest der verunreinigenden Gase umgeleitet, welche bereits in den Schritten c) und e) für die Rückleitung zum Motoransaugkrümmer umgeleitet wurden;
g) die restliche nicht umgeleitete Strömung verlässt die Vorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 ist eine allgemeine und perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung.
2a ist ebenfalls eine perspektivische und auseinandergezogene Teilansicht des ersten Teils der Vorrichtung, welche die Ruhekammer, die Kohlenstoffpartikel-Reinigungsplatten, die Filter und die Sammel- und Ableitungsmittel für verunreinigende Gase, die voll von Partikeln sind, zeigt.
2b ist eine weitere allgemeine und perspektivische Ansicht des mittleren Teils der Vorrichtung, welcher die Lufteinlässe zum Abkühlen der Strömung, die Umleitungsrohre für verunreinigende Gase und den Kegel zur Bildung der Wirbelströmung mit seinen entsprechenden Umleitungsschaufeln umfasst.
2c ist eine weitere perspektivische Ansicht des letzten Teils der Vorrichtung, welcher die Wirbelkammer, den Einspritzzylinder und den Auspufftopf umfasst.
3a ist eine Schnittansicht gemäß den Schnittlinien IIIa-IIIa der 1.
3b ist eine Schnittansicht gemäß den Schnittlinien IIIb-IIIb der 1.
3c ist eine Schnittansicht gemäß den Schnittlinien IIIc-IIIc der 1.
4 ist eine Schnittansicht gemäß den Schnittlinien IV-IV der 3c.
5 ist eine Endansicht des Auspufftopfs oder des letzten Gasableitungsrohrs, wobei jenes Ende gezeigt wird, das schrittweise an der Wirbelkammer ankoppelt.
6 ist eine Querschnittsansicht des Diffusors, der die Umleitungen der drei verunreinigende Gase leitenden Rohre vereinigt.
7 ist eine Endansicht des Einspritzzylinders, der eingebaut wurde, bevor verunreinigende Gase wiederum eindeutig zum Motor geleitet werden.
8 ist schließlich eine Endansicht der konisch erweiterten Platte, welche die Wirbelkammer verschließt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ganz gemäß den obenstehenden Beschreibungen und Figuren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Abgasreinigungsvorrichtung, die, wie in der allgemeinen Referenz 1 gezeigt, eine Gaszuführung (2) für vom Motor kommende Gase umfasst, welche eine gewisse Neigung oder Verschiebung bezüglich der Längsachse der vorliegenden Abgasreinigungsvorrichtung (1) aufweist, wobei diese Neigung die gewünschte Umleitung der verschiedenen Gase unterstützt, welche den Abgasstrom bilden, der vom Motor im Inneren der Vorrichtung kommt.
Die erste Verarbeitungsstufe umfasst bei der vorliegenden Vorrichtung eine Ruhekammer (3), in welcher die Gasausdehnung, die Druckverminderung und die Verwirbelung stattfinden.
Die bereits dekomprimierte Gasströmung verlässt die Ruhekammer (3) und trifft als erstes auf einen traditionellen Filter (4) und danach auf eine Trennplatte (5). Diese Platte (5) (siehe 2a) umfasst eine erste Platte (5a), eine lenkende Gasleitung (5b) und ein Sperrblech (5c). Die Pufferplatte (5a) umfasst ein zentrales Loch (6), durch welches die Gasströmung hindurchgeht, mehrere Löcher (7) zum Befestigen der Platte (5) an den Gewindelöchern (3') der Kammer (3) durch Schrauben (8) mit Muttern (9), mehrere kleine Löcher (9), die das zentrale Loch (6) umgeben, und zwei Führungsflansche (11), die um den oberen Teil des Lochs (6) herumgehen und zusammen an einem Paneelpunkt (10) enden. Wenn das Gas auf der Platte (5') aufprallt, treten mehrere Wirkungen auf und ein Teil des Partikelmaterials wird in Löchern (9) gehalten. Zwischen der Pufferplatte (5a) und dem Sperrblech (5c) und – angesichts des Vorhandenseins von Flanschen (11) – dem äußeren Lenkrohr (12) entsteht eine Kammer, in der zwei Wirkungen auftreten: einerseits setzt die zentrale Gasströmung ihren fortführenden Weg, ähnlich dem hineinführenden (6), durch das Loch (6') fort, während ein Teil des in Löchern (9) von der Strömung abgetrennten Partikelmaterials, des im Gas enthaltenen Wasserdampfs und der verunreinigenden Gase durch die Führungen (11) zum Eingangsloch (13) eines Lenkrohrs (14) geleitet wird. Die von der Kammer (3) kommenden Gase prallen auf die Platte (5a), und ein erheblicher Anteil des im Gas enthaltenen Partikelmaterials neigt dazu, durch die Löcher (9) geleitet zu werden. Sobald das Gas durch die Löcher tritt, leitet es die Gasströmung selbst von einem äußeren Bereich zu den Schienen (11), die es wiederum zur Mündung (10) leiten, und von dort zum Loch (13) und zum Rohr (14). Gemäß den durchgeführten Ausführungsformen, die nachstehend im Detail beschrieben sind, verliert das Gas in dieser Phase an Geschwindigkeit und vermindert seine Temperatur, und andere verunreinigende Gase, die in der Gasströmung enthalten sind, wie z.B. Stickstoffoxid, machen dasselbe Verfahren wie das Partikelmaterial durch.
Am Ende der Platte (5) trifft das durch das Loch (6') austretende Gas auf eine weitere Filtereinheit (4), die sich tatsächlich innerhalb einer Kammer (15) befindet, welche eine als Gasabstimmer bezeichnete Einheit definiert. Diese umfasst einen ersten Abschnitt, dessen Querschnitt mit jenem des Abschnitts (3') identisch ist, und mündet in einem schmalen Pfad aus, der einen Trichter (16) definiert, welcher wiederum in einem zentralen Rohr (17) des runden Querschnitts endet. Diese ständigen Querschnittsänderungen bewirken dynamische Veränderungen der Gasströmung, um unter den verschiedenen Gasen eine Schichtentrennung zu erzeugen. Obwohl dieses einfache Verfahren nicht die vollständige Trennung der verschiedenen Gase in verschiedene Schichten ermöglicht, erzeugt es Schichten, die „reich" an bestimmten Gasen sind, und nach der getrennten Behandlung jeder einzelnen davon, ist es möglich, einige der vom Motor kommenden verunreinigenden Gase zu reduzieren (aber niemals völlig zu beseitigen).
Sobald die Gase die in der Kammer (15) befindliche Filtereinheit (4) verlassen, treffen sie auf ein Diffusorrohr (17), das mehrere Kerben (17') umfasst, durch welche ein Teil der Gase geleitet wird, und danach bewirkt, dass die Gase durch die beiden Umleitungsrohre (18–19) geleitet werden. Sobald die Strömung den spitz zulaufenden Teil (16) passiert, wo die Strömung an Geschwindigkeit gewinnt, fließt sie in den zylindrischen Zentralisator (20) ab, der zwei Lufteinlässe umfasst, wobei der erste ein Querschnittsrohr (21) zum Hereinlassen von Frischluft ist und einem Venturi-ähnlichen, schmäler werdenden Querschnitt (23) entspricht, der ein zweites Frischlufteinlassrohr (22) darstellt. Das erste Rohr (21) ist ein Metallrohr, das durch ein Rohr (24) hindurchgeht, welches im Zentralisator (20) koaxial angeordnet ist, und die Frischluft wird in die Mitte der Strömung geblasen, und zwar in derselben Richtung, in der diese voranschreitet (hinsichtlich Details siehe 3b). Unterdessen bilden der durch die Fluidverbindung mit dem Lufteinlass (22) geschaffene zweite Lufteinlass (22) und die äußeren Löcher (26) des Rings (27) ein Venturi-ähnliches Teil gemäß Referenz (27). Die äußeren Enden der Rohre (21–22), durch welche Frischluft eintritt, werden mit einem Schutznetzwerk (25) abgedeckt, welches ein Filtrieren von Fremdpartikeln zusammen mit Luft verhindert.
Frischluft, die in das Zentrum der Strömung gelangt, bewirkt, dass (stärker verschmutzte) heiße Gase im Außenbereich bleiben, während das Zentrum Gase, die reicher an Sauerstoff sind, enthält. Sobald die Strömung den Zentralisator (20) verlässt, trifft sie auf Umleitungsrohre (28–29–30), welche heißere Gase (die verschmutzt sind) für eine spätere Behandlung leiten. Unterdessen setzt der Rest der Strömung seinen Weg durch ein zylindrisches Rohr (31) fort, das in eine Wirbelkammer (32) ausmündet. Das zentrale Rohr (31) umfasst ein Ende (31'), wobei Motoröffnungen (34) mit einer eingebauten fixierten „Turbine" (35) übereinstimmen, die mehrere Schaufeln (36) umfasst. Somit werden die zuvor vom Rohr (31) geleiteten Gase teilweise durch die Motoröffnungen hin zur Wirbelkammer (32) umgeleitet, während der Rest zum Auspufftopf (40) weiterströmt.
Die zuvor erwähnte Wirbelkammer (32) umfasst einen ersten Kegel (33), in den drei andere, zuvor erwähnte Rohre (28–30) mit heißen verunreinigenden Gasen ausmünden. Das heißt, dass alle zuvor abgetrennten verunreinigenden Gase in die Wirbelkammer (32) ausströmen. Ebenso geht ein Rohr (37), das von einem Diffusor (38) kommt, in den alle zuvor erwähnten Umleitungsrohre (14, 18 und 19) austragen, durch die Wirbelkammer, um in einem Einspritzzylinder (39) auszumünden, ebenso wie die Gase der obenstehend erwähnten Wirbelkammer (siehe 4). Somit gelangen all die verschiedenen Gasströmungen, die von der zentralen, vom Motor kommenden Gasströmung abgetrennt wurden, zur Einspritzdüse, wobei ein Teil davon durch das Rohr (37) und der Rest durch die Wirbelkammer fließt. Dieser Einspritzzylinder (39) umfasst äußere Rippen (39') zum Ableiten der Wärme und einen zentralen Pfad (41) (siehe 7), um den mehrere durchgehende Löcher (42) angeordnet sind, durch die das vom Rohr (37) kommende Gas zurückströmt, wie durch die Gasflusslinien in 4 dargestellt. Sobald die Gasströmung den Einspritzzylinder (39) verlässt, tritt sie durch ein Rohr (43) aus der Vorrichtung aus und kehrt wieder zum Motor zurück, um sich mit dessen Eingangsluftströmung zu verbinden. Das Zurückführen von Abgasen zum Motor als Eingangsluft zwecks Verringerung der Emissionen verunreinigender Gase stellt tatsächlich ein in der Industrie allgemein angewandtes Hilfsmittel dar. Dieses Hilfsmittel weist die logische Beschränkung auf, dass es den Motorbetrieb nicht beeinflusst, und praxisnahe Versuche, die mit der vorliegenden Vorrichtung durchgeführt wurden, zeigten (siehe Versuchsabschnitt), dass der Motor nicht nur unbeeinflusst bleibt, sondern auch eine bessere Leistung und weniger Verbrauch erzielt.
Die vorliegende Vorrichtung endet in einem Auspufftopf (40), der aus einem länglichen hohlen zylindrischen Loch gebildet ist, welches mit jenem Ende (40') eines koaxialen Innenrohrs (44) übereinstimmt, das dem Verlauf des zentralen Rohrs (31) folgt, und durch Schrauben (45) mit einer Wirbelkammer (32) verbunden ist. Genau neben diesen Schrauben (45) umfasst der Auspufftopf Löcher (46) zum Hereinlassen von Frischluft in sein Inneres, und danach tritt die letzte Luftströmung durch den Auslass (47) aus.
Aus der obenstehenden Beschreibung geht hervor, dass der Pfad der vom Motor kommenden Gasströmung wie folgt ist:
Sie geht vom Motor durch den Abgaskrümmer zum Einlass (2), wo sie in die Ruhekammer (3) eintritt, in welcher sie sich ausdehnt. Der Strom passiert den Filter (4) und prallt auf die Platte (5), wo ein Teil der Strömung durch den Auslass (6') tritt und ein Teil durch das Rohr (14) zum Diffusor (38) umgeleitet wird.
Nach der Platte (5) tritt sie in die Kammer (15), wo ein Teil durch Rohre (18–19) zum Diffusor (38) umgeleitet wird, und der Rest strömt zum Zentralisator (20).
Dort gerät sie in Kontakt mit kalter Außenluft, die von Einlässen (21 und 22) kommt, welche eine laminare Strömung erzeugen, die im Zentrum reich an Sauerstoff und an den Seiten reich an CO und anderen verunreinigenden Gasen ist. Ein Teil davon wird durch das Rohr (37) zur Einspritzdüse (39) geleitet. Wenn die Strömung in das Rohr (31) tritt, wird der Rest der verunreinigenden Gase an der Rohrwand zur Einspritzdüse (39) geleitet, und zwar durch die Rohre (28–30), die als erstes in der Wirbelkammer (32) ausmünden, wo es Schaufeln (36) zum Erzeugen einer Turbulenz gibt, und wird danach zur Einspritzdüse (39) geleitet. Der Rest der Strömung, welcher durch das Rohr (31) zirkuliert und nicht durch die Rohre (28–30) geleitet wird, wird daraufhin zum Auspufftopf (40) und von dort nach außen geleitet.
Praxisnahe Versuche
Um das Verhalten der vorliegenden Vorrichtung in einem echten Motor zu analysieren, leitete die Abteilung für Maschinenbau an der Unversidad Tecnológica Nacional der Republik Argentinien die Durchführung mehrerer Versuche. Die erzielten Schlussfolgerungen sind nachstehend dargestellt:

– geringere Emissionen von Stickstoffoxiden;
– geringere Emissionen von Kohlenwasserstoffen;
– geringere Emissionen von Partikelmaterial.

Bei einem Versuch, der an einem Prüfstand-Motor durchgeführt wurde, nahm die Menge an Stickstoffoxid erheblich ab (25%), während die Konzentration in einem Fahrzeug um bis zu 46% abnahm. Ebenso nahm die Menge an Partikelmaterial um 63% ab, und die Konzentration der Kohlenwasserstoffemissionen sank um 70%.
Schlussendlich umfasst das vorliegende Verfahren im Wesentlichen die folgenden Stufen:

– das Lenken von aus dem Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors kommenden Abgasen und das Herbeiführen einer raschen Ausdehnung derselben in einer Ruhekammer;
– das Unterwerfen der Strömung einem ersten traditionellen Filtriervorgang;
– das Erzeugen eines Aufpralls der Strömung, die aus dem Filter mit einer Metallplatte einschließlich eines zentralen Lochs austritt, um die Trennung eines Teils des in der Strömung vorhandenen Partikelmaterials aus dem Wasserdampf und des CO, das zur späteren Behandlung abgezweigt wird, herbeizuführen;
– das Zwingen der restlichen Strömung durch das in der Platte horizontal positionierte längliche Loch und durch einen zweiten traditionellen Filter;
– die Geschwindigkeit der aus dem Filter heraustretenden Strömung wird erhöht und zwei kalte Luftzüge werden eingeblasen, wobei ein Teil der im äußeren Teil der Strömung vorhandenen heißen Gase zur späteren Behandlung abgezweigt wird;
– der restliche äußere Teil der nicht umgeleiteten Strömung wird gemeinsam mit dem Rest der verunreinigenden Gase umgeleitet, welche bereits in den Schritten c) und e) für die Rückleitung zum Motoransaugkrümmer umgeleitet wurden;
– die restliche nichtumgeleitete Strömung verlässt die Vorrichtung.

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung (1) für Verbrennungsmotoren, von der Art, die ein Rohr (2) umfasst, das Gase aus dem Motorabgaskrümmer leitet, und diese in die Vorrichtung einbläst, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: erstens eine Ruhekammer (3), in der sich Gase ausdehnen, dann einen ersten Standardfilter (4), eine Pufferplatte (5a), dann einen zweiten Filter (4) und dann eine Zentralisator-Diffusoranordnung (17, 20), wo die Gasströmung mit zwei externen kalten Luftzügen (21, 22) in Kontakt gebracht wird und ein Teil der verunreinigenden Gase in eine Wirbelkammer (32) geleitet wird, aus der sie als Eingangsgase in den Motor gespeist werden, wobei die restliche Strömung in ein Rohr (31), das in einer Einspritzdüse (39) endet, und von dort in ein Abgasrohr (40) abgeleitet wird; wobei die Wirbelkammer (32) einen Motoröffnungsteil (34) umfasst, der in feststehende Schaufeln (36) ausmündet, wo Gase ausgedehnt und in die Einspritzdüse (39) geleitet werden, welche einen Gasrückgewinnungsauslass (43) zurück in den Motor umfasst.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferplatte (5a) ein längliches Loch (6) aufweist und horizontal angeordnet ist, um die zentrale Strömung und mehrere äußere Löcher (9) zu den zentralen Löchern zu leiten.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach der ersten Pufferplatte (5a) und dem zweiten Filter (4) eine zweite, zur vorhergehenden identische Pufferplatte umfasst.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralisator (20) einen Zylinder umfasst, welcher wiederum ein mit der Außenseite verbundenes Querschnittsrohr (21) umfasst, das eine erste kalte Luftströmung einbläst, sowie einen Ring (27) für äußere Löcher (26), der eine zweite kalte Luftströmung einbläst.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach dem Zentralisator (20) ein Rohr aufweist, das drei wegführende Rohre (28, 29, 30) umfasst, welche die Strömung äußerer Gase zur Wirbelkammer (32) umleiten.
Abgasreinigungsverfahren (1) für Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) das Lenken der aus dem Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors kommenden Abgase und das Herbeiführen einer raschen Ausdehnung derselben in einer Ruhekammer (3); b) das Unterwerfen der Strömung einem ersten traditionellen Filtriervorgang in einem ersten traditionellen Filter (4); c) das Erzeugen eines Aufpralls der Strömung, die aus dem Filter (4) austritt, welcher eine Metallfläche (5a) mit einem länglichen zentralen Loch (6) und mehreren äußeren Löchern (9) umfasst, welche die Trennung eines Teils des in der Strömung enthaltenen Partikelmaterials aus dem Wasserdampf und des CO, das zur späteren Behandlung abgezweigt wird, herbeiführen; d) das Zwingen der restlichen Strömung durch das längliche Loch (6) und durch einen zweiten traditionellen Filter (4); e) die Geschwindigkeit der aus dem zweiten (4) Filter heraustretenden Strömung wird erhöht und zwei kalte Luftzüge (21, 22) werden eingeblasen, wobei ein Teil der im äußeren Teil der Strömung vorhandenen heißen Gase zur späteren Behandlung abgezweigt wird; f) der restliche äußere Teil der nichtumgeleiteten Strömung wird gemeinsam mit dem Rest der verunreinigenden Gase umgeleitet, welche bereits in den Schritten c) und e) für die Rückleitung zum Motoransaugkrümmer umgeleitet wurden; g) die restliche nicht umgeleitete Strömung verlässt die Vorrichtung (1).
Abgasreinigungsverfahren für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase in Schritt a) dekomprimiert werden und in der Ruhekammer (3) ein Wirbel erzeugt wird.
Abgasreinigungsverfahren für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase in Schritt c) an Geschwindigkeit und Temperatur verlieren.
Abgasreinigungsverfahren für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste äußere kalte Luftströmung in Schritt e) in der wegführenden Richtung in das Strömungszentrum eingeblasen wird und dann eine zweite kalte Luftströmung in umgrenzender Weise in das Gas eingebracht wird.
Abgasreinigungsverfahren für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die verunreinigenden Gase in Schritt f) von der ursprünglichen Strömung in vorhergehenden Stufen abgetrennt und zu einem Einspritzzylinder (39) geleitet werden, bevor sie als Eingangsgase zum Motor geschickt werden.
Abgasreinigungsverfahren für Verbrennungsmotoren, wie in Anspruch 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase in Schritt f) in einen Auspufftopf (40) ausströmen, wo eine kalte Luftströmung in sie eingeblasen wird, um vor dem endgültigen Ausstoß ihre Temperatur zu senken.