DE3711312A1 - Dieselbrennkraftmaschine mit einem abgasleitungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem Abgasleitungssystem gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine derartige Dieselbrennkraftmaschine ist in der DE-OS 35 00 375 bereits offenbart. Nachteilig bei ihr ist jedoch, daß sowohl die Einrichtung zur Ionisierung der Rußpartikel (Koagulator) als auch die Vorrichtung zu deren Abscheidung einen großen Bauaufwand erfordert. Darüber hinaus ist der Leistungsbedarf des dem Fliehkraftabscheider vorgeschalteten Koagulators relativ groß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Diesel­ brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Hauptanspruches be­ schriebenen Art zu schaffen, bei der eine Rußabscheidung mit einem minimalen Bauaufwand realisierbar ist, und deren Ein­ richtung zur Ionisierung der Rußpartikel einen nur geringen Leistungsbedarf erfordert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.

Die Verwendung einer ultraviolettes Licht abstrahlenden Licht­ quelle stellt eine einfache Möglichkeit zur Ionisierung von im Abgasstrom einer Dieselbrennkraftmaschine enthaltenen Rußpartikeln dar, wobei auch jedes Abgasleitungssystem ohne einen größeren baulichen Aufwand mit einer UV-Lampe nachge­ rüstet werden kann. Dasselbe gilt für eine zusätzliche Ruß­ partikelleitung, vor deren Abzweigstelle von dem Abgaslei­ tungssystem ein elektrisches Feld aufgebaut ist. Ein wei­ terer Vorteil der Ionisierung der Rußpartikel mittels ultra­ violettem Licht besteht darin, daß bereits eine UV-Lampe mit einer Leistungsaufnahme in der Größenordnung 3W - 4W völlig ausreicht, um eine wirkungsvolle Ionisierung der Rußpartikel gewährleisten zu können.

In der Zeichnung ist mit den Fig. 1 und 2 je ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung in einer Prinzipdarstellung aufgezeigt.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Abgasleitung 1 einer der Ein­ fachheit halber nicht dargestellten Dieselbrennkraftmaschine. In der Abgasleitung 1, die im gezeigten Abschnitt aus einem hitzebeständigen Kunststoff besteht, ist eine Lampe 2 ange­ ordnet, die beim Betrieb der Brennkraftmaschine fortwährend ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von ca. 200 nm ab­ strahlt. Stromauf dieser Lampe 2 ist von der Abgasleitung 1 eine Rußpartikelleitung 3 abgezweigt. Auf der Seite der Ab­ gasleitung 1, auf der die Rußpartikelleitung 3 abgezweigt ist, ist im Bereich vor der Abzweigung in relativ geringem Abstand zur Abgasleitung 1 eine elektrostatisch negativ ge­ ladene Platte 4 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Sei­ te der Abgasleitung 1 ist eine weitere, jedoch positiv gela­ dene Platte 16 angeordnet.

Bei einer in Richtung des Pfeiles 5 gedachten Strömung der Abgase werden die zunächst noch neutralen Rußpartikel 6 im Bereich der UV-Lampe 2 durch deren Bestrahlung ionisiert und strömen somit als positive Ladungsträger 7 weiter. In Höhe des durch die beiden gegensinnig geladenen Platten 4 und 16 aufgebauten elektrischen Feldes werden die Rußpartikel 7 nun in Richtung der Rußpartikelleitung 3 abgelenkt, über welche sie schließlich der entgültigen Entsorgung (z.B. Nachver­ brennung) zuführbar sind (Pfeil 8). Der übrige Abgasstrom dagegen ist jetzt weitgehend frei von Rußpartikeln (Pfeil 9).

Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Teil einer Abgasleitung 1′ einer nicht dargestellten Dieselbrennkraftmaschine. Auch in diesem Fall ist in der Abgasleitung 1′ eine UV-Lampe 2′ an­ geordnet, welche die im Abgasstrom (Strömungsrichtung ge­ mäß Pfeil 10) enthaltenen Rußpartikel 11 bestrahlt und diese damit zu positiven Ladungsträgern 12 werden läßt. Die Ab­ gasleitung 1′ selbst ist negativ elektrostatisch geladen.

Die jetzt positiv geladenen Rußpartikel 12 werden von der negativ geladenen Abgasleitung 1′ angezogen (Pfeile 13), bleiben dort haften und werden im Laufe der Zeit von wei­ teren Rußpartikeln getroffen und damit zu größeren Rußpar­ tikeln 14 agglomeriert. Bei der Anlage an die negativ gela­ dene Abgasleitung verlieren die Rußpartikel wieder ihre La­ dung, so daß sie,wenn sie zu einer bestimmten Größe agglo­ meriert sind, durch die Abgasströmung von der Abgasleitung 1′ wieder abgelöst werden und als neutrale, jedoch vergrößer­ te Rußpartikel 15 weiterströmen. Daran im Anschluß können die vergrößerten Rußpartikel 15 z.B. über einen Fliehkraft­ abscheider aus dem Abgasstrom entfernt werden. Eine weitere Alternative zur Abscheidung der vergrößerten Rußpartikel aus dem Abgasstrom ist auch die in Fig. 1 aufgezeigte Abschei­ dungsmöglichkeit durch eine erneute Ionisierung der jetzt vergrößerten Rußpartikel über eine weitere UV-Lampe mit einer anschließenden gezielten Ablenkung durch ein aufgebautes elektrisches Feld.

Claims (4)

1. Dieselbrennkraftmaschine mit einem Abgasleitungssystem in dessen Verlauf eine Einrichtung zur Ionisierung der im Ab­ gasstrom mitgeführten Rußpartikel angeordnet ist, stromab der eine Vorrichtung zur Abscheidung der Rußpartikel aus dem Ab­ gasstrom vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ionisierung der Rußpartikel als eine ultraviolettes Licht abstrahlende Lichtquelle (2, 2′) ausge­ bildet ist.

2. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung der Rußpartikel (6, 11) in einem Wellen­ längenbereich zwischen 10 nm und 400 nm erfolgt.

3. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Ionisierungseinrichtung (2) vom Abgaslei­ tungssystem (1) eine Rußpartikelleitung (3) abgezweigt ist und daß im Bereich vor der Abzweigung ein elektrisches Feld aufgebaut ist, in dem die Rußpartikel (7) in Richtung der Rußpartikelleitung (3) abgelenkt werden und daß das Abgas­ leitungssystem (1) im Bereich vor der Abzweigung aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff besteht.

4. Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Abgasleitungssystems (1), auf der die Rußpartikelleitung (3) abgezweigt ist, eine erste Platte (4) angeordnet ist, die eine zu der Ladung der Rußpartikel (7) gegensinnige Ladung aufweist und daß auf der gegenüberliegen­ den Seite eine zweite Platte (16) angeordnet ist, die eine zu der Ladung der ersten Platte (4) gegensinnige Ladung auf­ weist.