Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einer solchen Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Ottomotor, insbesondere um einen Dieselmotor.
Die Abgase einer Brennkraftmaschine enthalten Schadstoffe, insbesondere C02, HC, NOx und SOx, wobei auch hauptsächlich Kohlenstoff enthaltende Partikel wie Rußpartikel im Abgas anfallen, die bei unvollständiger Verbrennung, insbesondere von DieselBrennkraftmaschinen, entstehen.
Um den Ausstoß von Schadstoffen aus der Abgasleitung zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, eine Abgasnachbehandlung in der Abgasleitung durchzuführen, wobei Sekundärluft in die Abgasleitung eingeführt wird, die eine zusätzliche Oxidation der Schadstoffe in der Abgasleitung bewirkt.
US-A-5806305 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasbehandlungseinheit, wobei Ozon dem Abgas vor der Behandlung zugeführt wird. Das zugeführte- Ozon wird mittels eines Ozongenerators erzeugt, beispielsweise durch Bestrahlung von Luft mit UV-licht geeigneter Frequenz. Als Brennkraftmaschinen kommen Ottomotoren bzw. Dieselmotoren in Betracht, wobei die Abgasbehandlungseinheit durch einen Katalysator einschließlich eines Drei-Wege-Katalysators gebildet wird.
JP-A-57030524 zeigt die Verbesserung der Regeneration eines von einem Abgas durchströmten Partikelfilters durch die Zugabe von Ozon an das Abgas, wodurch der Abbrand der im Filter gesammelten Kohlenstoffpartikel verbessert wird. Die Ozonzugabe erfolgt dann, wenn der Filter einen vorbestimmten Füllungsgrad erreicht hat.
EP-A-0341832 beschreibt die Behandlung der Abgase einer Dieselbrennkraftmaschine mit einem CRT-System (continuous regeneration trap), das einen hohen Wirkungsgrad bei niedrigen Temperaturen aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die die Schadstoffe verringernde Wirksamkeit der Vorrichtung weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im Rahmen der Erfindung wird der Ozongenerator mit einem Sauerstoff-Ionenleiter versehen, so daß die Sauerstoffkonzentration Im Ozongenerator erhöht wird, was den Wirkungsgrad der Vorrichtung verbessert.
Es können Ozongeneratoren unterschiedlicher Ausgestaltung und Funktion eingesetzt werden, die sich durch Leistungsfähigkeit, eine sichere Funktion und eine vorteilhafte Anordnung sowie eine kleine Bauweise auszeichnen und sich in einfacher Weise an oder in eine Agasleitung oder an oder in eine in die Abgasleitung mündende Zuführungsleitung integrieren lassen. Der Ozongenerator kann z.B. durch eine UV-Lampe, durch einen Mikrowellengenerator oder eine elektrische Funkenentladungsstrecke gebildet werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Die allgemein mit 1 bezeichnete Abgasanlage ist in Form einer Abgasleitung 2 nach einer Brennkraftmaschine 3 angeordnet. Im Funktionsbetrieb wird Abgas von der Brennkraftmaschine 3 ausgestoßen, das die Abgasleitung 2 in der Strömungsrichtung 4 durchströmt. In der Abgasleitung 2 ist bzw. sind ein Katalysator 5, insbesondere ein Oxidationskatalysator, und/oder ein Gasmischer 6 angeordnet, wobei dann, wenn beide Teile 5, 6 vorgesehen sind, der Gasmischer 6 dem Katalysator 5 so vorgeordnet sein kann, daß das Abgas zunächst den Gasmischer 6 und dann den Katalysator 5 durchströmt. Der Katalysator 5 und der Gasmischer 6 sind von üblicher Bauweise und jeweils in einem Gehäuse 5a zwischen Rohrleitungsabschnitten 2a, 2b, angeordnet, die die Abgasleitung 2 vor und hinter dem Gehäuse 5a bilden. Der Katalysator 5 und der Gasmischer 6 bilden eine Abgas-Behandlungseinheit 6a.
Es ist ein Ozongenerator 7 vorgesehen, der kontinuierlich oder intermittierend Ozon an das Abgas abgibt und zwar an einer sich in der Strömungsrichtung 4 vor dem Katalysator 5 und/oder Gasmischer 6 befindlichen Abgabestelle 8, die insbesondere einen Abstand b von der Behandlungseinheit 6a aufweist.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Ozongenerator 7 von der Abgasleitung 2 beabstandet und somit außerhalb von dieser angeordnet, wobei er durch eine Zuführungsleitung 9 mit der Abgasleitung 2 verbunden ist. Der Ozongenerator 7 bildet das Ozon aus zugeführter Frischluft bzw. zugeführtem Sauerstoff. Dem Ozongenerator 7 kann eine in Fig. 1 nicht dargestellte Pumpe zugeordnet sein, die das Ozon gegebenenfalls mit der Zuluft 11 zur Abgasleitung 2 fördert.
Der Ozongenerator 7 kann eine Anzeigevorrichtung 12 aufweisen, die die Funktion oder die Menge des zugeführten Ozons anzeigt.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 bis 4, bei denen gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen mögliche Ausführungsformen des Ozongenerators.
In den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 - 4 wird zur Erhöhung der Sauerstoffkonzentration ein Sauerstoff-lonenleiter 14 verwendet, der an der Außenseite 14a mittels eines Rohrs 15 mit Frischluft oder Abgas beaufschlagt wird. Durch den Sauerstoff-lonenleiter 14 wird der Sauerstoff der Frischluft oder des Abgases über die Innenseite 14 b des lonenleiters 14 in eine Kammer 16 transportiert, so daß es dort zu einer hohen Sauerstoffkonzentration kommt.
Über den lonenleiter 14 wird mittels elektrischer Zuführungen 17a, 17b ein Potential gelegt, wodurch der Sauerstofftransport bewirkt wird. Die Kammer 16 wird durch eine Gehäuse 18, gebildet. In dem Gehäuse 18 ist ferner eine Gaspumpe 19 in einem Gasdurchgang 21 angeordnet, mittels der im Funktionsbetrieb das Ozon aus der Kammer 16 in die Zuführleitung 9 bzw. In die Abgasanlage 1 gepumpt wird.
Bei dem Sauerstoff-lonenleiter 14 kann es sich um einen aus ZrO2 bestehenden oder einem anderen Sauerstoff-lonenleiter mit Pumpspannung handeln.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen jeweils ein besonderes Ausführungsbeispiel für einen Ozongenerator 7, wobei der Ozongenerator 7 gemäß Fig. 2 durch eine Infrarotlampe 7a, gemäß Fig. 3 durch einen Mikrowellenerzeuger 7b und gemäß Fig. 4 durch eine elektrische Funkenentladungsstrecke 7c gebildet wird. Im Funktionsbetrieb der Abgasanlage 1 strömt das Abgas in Fig. 1 von links nach rechts durch die Abgasleitung 2. An der Einmündungs- bzw. Abgabestelle 8 gelangt das Ozon in den Abgasstrom, in den es verteilt und vermischt wird, z.B. selbsttätig aufgrund der Strömung und des Strömungswegs b zwischen der Stelle 8 und dem Katalysator 5.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das eine Ozonzugabe zum Abgas die Oxidation der Schadstoffe fördert. Dabei richtet sich die Oxidationsleistung des Ozons nach dem Mengenverhältnis, in dem es dem Abgas zugegeben wird. Mit dem Abgas gelangt das Ozon somit vorzugsweise kontinuierlich zum Gasmischer 6 und/oder zum Katalysator 5, wobei die Oxidation stattfinden kann.
Im Rahmen der Erfindung kann die Erzeugung oder Zuführung des Ozons kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Letzteres kann durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung, insbesondere durch die vorhandene elektronische Steuereinrichtung, durch Einschaltung und Abschaltung erfolgen, z.B. durch Einschaltung und Abschaltung jeweils des Stromkreislaufs der UV-Lampe 7a, des lonenleiters 14, des Mikrowellengenerators 7b und/oder der Funkenentladungsstrecke 7c: