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Dokumentenidentifikation DE202007001447U1 31.05.2007
Titel Reformer von Verbrennungsabgasen
Anmelder Lederer, Hartmut, 12107 Berlin, DE
DE-Aktenzeichen 202007001447
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 31.05.2007
Registration date 26.04.2007
Application date from patent application 25.01.2007
IPC-Hauptklasse F02M 25/12(2006.01)A, F, I, 20070125, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Reformer von Verbrennungsabgasen, bei dem das vorzugsweise aus Edelstahl bestehende Reformergehäuse mit mindestens einer Versorgungsleitung mit der Abgasanlage und mit mindestens einer Versorgungsleitung mit der Ansaugvorrichtung, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, verbunden ist, wobei sich im Reformergehäuse vorzugsweise ein erfindungsgemässes Diffusionselement befindet, das mittig im Reformergehäuse aussenwandig mit der Reformergehäuse-Innenwand verschweisst ist, wodurch das Reformerinnen-Gehäuse, in eine Abgaszuströmkammer und in eine Reformatgas-Sammelkammer geteilt ist, wodurch bei der in Betrieb befindlichen Verbrennungskraftmaschine unterdruckbedingt anfallende heisse Verbrennungsabgase über die Abgaszuströmkammer, durch das Diffusionselement in die Reformatgas-Sammelkammer strömen und von dort aus als kaltes wasserstoffhaltiges Reformatgas in den Verbrennungsprozess der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet werden.

Das erfindungsgemässe Diffusionselement besteht vorzugsweise aus einem palladiumbeschichteteten Edelstahlgehäuse, in dem sich mit einer Hochdruck-Presse verdichtete insbesondere palladiumbeschichtete Edelstahlwolle befindet, wobei der Gehäuseboden und der Gehäusedeckel des Diffusionselementes mit Gasdurchlass-Spalten versehen sind. Die Gasdurchlass-Spalten wurden dadurch geschaffen, dass der Gehäuseboden und der Gehäusedeckel in mehrere Bleche geteilt wurden. Danach wurden diese Bleche wie bei einem Puzzle zusammengesetzt und mit mehreren Schweisspunkten wieder zu einem Blech verschweisst. Die zwischen den Schweisspunkten verbleibenden Spalten sind die Gasdurchlass-Spalten.

Durch den in der Ansaugvorrichtung herrschenden Unterdruck werden heisse Verbrennungsabgase abgesaugt und dabei in Kontakt mit der Palladiumbeschichtung des Diffusionselementes gebracht, wobei ab einer Temperatur von 200°C heisses wasserstoffhaltiges Reformatgas entsteht, das, sobald es das Diffusionselement passiert hat, extrem abgekühlt dem Verbrennungsprozess der in Betrieb befindlichen Verbrennungskraftmaschine als ein ergänzender Treibstoff zugeführt wird.

Zur Gasstrom-Feindosierung ist jeder Versorgungsleitung mindestens ein Regelventil vor- und/oder nachgeschaltet.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bekannt, dass sich in den heissen Verbrennungsabgasen, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, ungenutzte Energien befinden. Diese ungenutzten Energien gilt es technisch zu nutzen.

Stand der Technik

In der DE 10 2004 002 742 A1 und in der DE 10 2005 022 163 A1 wird jeweils die in den heissen Verbrennungsabgasen der mit Luft und Kohlenwasserstoff-Brennstoff betriebenen Verbrennungsvorrichtung befindliche Energie durch eine mikroporöse Diffusionsmembran vorteilhaft durch den in der Ansaugvorrichtung herrschenden Unterdruck durch eine Regeneratleitung hindurch abgesaugt und als kaltes Regenerat der Ansaugvorrichtung der in Betrieb befindlichen Verbrennungsvorrichtung ergänzend als Sekundärtreibstoff zugeführt.

Erfindungsgemässe Aufgabe

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, auf eine sehr einfache Art, einen sehr kostengüstigen und leicht nachrüstbaren Reformer von Verbrennungsabgasen zu schaffen, um eine optimale Energiemenge, insbesondere aus den heissen Verbrennungsabgasen einer Verbrennungskraftmaschine, abzuzweigen und diese Energie der Ansaugvorrichtung der Verbrennungskraftmaschine, durch eine Versorgungsleitung hindurch, ergänzend als zusätzlichen Brennstoff zuzuführen.

Erfindungsgemässe Lösung

Die erfindungsgemässe Lösung besteht darin, dass im Reformergehäuse ein Diffusionselement angeordnet ist, das einerseits an die Abgaseinlass-Kammer und andererseits an eine Reformatgassammel-Kammer grenzt, wobei eine in der Abgaseinlass-Kammer befindliche Abgaszuström-Öffnung über eine Abgasversorgungsleitung mit dem Abgasstrang verbunden ist und eine in der Reformatgassammel-Kammer befindliche Reformatgasabström-Öffnung über eine Reformatgas-Versorgungsleitung mit dem Ansaugtrakt verbunden ist, wobei die Druckdifferenz zwischen der Abgasvorrichtung und dem Ansaugtrakt das aus dem heiss genutzten Reformer anfallende Reformatgas dem Ansaugtrakt, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, als ergänzenden Brennstoff zuführt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der 1 ist ein Blockschaltbild des Reformers dargestellt.

2 zeigt einen Ausschnitt des Reformers

3 zeigt das Diffusionselement

1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch eine Anordnung des Reformers 1, an eine Abgasvorrichtung AV einer Verbrennungsvorrichtung VV zeigt, wobei ein Teil der Verbrennungsabgase VG aus der Abgasvorrichtung AV durch die Abgasversorgungsleitung 11 in die Abgaszuströmkammer 8 über das Diffusionselement 4 im Reformergehäuse 2 hindurchgeleitet und katalytisch aufbereitet werden, danach in die Reformatgas-Sammelkammer 9 strömen, wo sie über die Reformatgas-Versorgungsleitung 13 dem Ansaugtrakt AT der Verbrennungs-Vorrichtung VV, durch Regelventile 18 dosiert, zugeführt werden.

Die 2 zeigt einen Ausschnitt eines Reformers 1 mit einem abnehmbaren Reformer-Deckel 3, in dem im Betriebszustand ein Unterdruck BP herrscht, und in dem das Diffusionselement 4 an die Abgaszuströmkammer 8 und an die Reformatgas-Sammelkammer 9 grenzt, wobei die Abgaszuströmkammer 8 durch die mit der Abgasversorgungsleitung 11 und die Reformatgas-Sammelkammer 9 mit der Reformatgas-Versorgungsleitung 13 verbundenn ist. Am Diffusionselement 4 befinden sich ein Gehäuseboden 5 mit und ein Gehäusedeckel 6. Im Diffusionselement befindet sich eine Diffusionselementfüllung 7. Das Diffusionselement 4 wird durch Befestigungselemente 14 gestützt, die fest im Reformergehäuse 2 angeordnet sind.

Die 3 zeigt ein Diffusionselement 4 mit Gehäusedeckel 6, an dem Schweisspunkte 15 angeordnet sind, zwischen denen sich Gasdurchlass-Spalten 16 befinden.

Bezugszeichenliste
AT
Ansaugtrakt
VV
Verbrennungsvorrichtung
VG
Verbrennungsabgase
AV
Abgasvorrichtung
BP
Unterdruck
KAT
Abgaskatalysator
ST
Schalldämpfertopf
RG
Reformatgas
1
Reformer
2
Reformergehäuse
3
Reformerdeckel
4
Diffusionselement
5
Gasdurchlass-Boden
6
Gasdurchlass-Deckel
7
Diffusionselementfüllung
8
Abgaszuströmkammer
9
Reformatgas-Sammelkammer
10
Öffnung Abgaszuströmkammer
11
Abgasversorgungsleitung
12
Öffnung Reformatgas-Sammelkammer
13
Reformatgas-Versorgungsleitung
14
Befestigungselement
15
Schweisspunkt
16
Gasdurchlass-Spalte
17
Gehäuserand Diffusionselement
18
Regelventil


Anspruch[de]
Reformer von Verbrennungsabgasen, dadurch gekennzeichnet, dass im Reformergehäuse (2) ein Diffusionselement (4) angeordnet ist, das einerseits an eine Abgaszuström-Kammer (8), und andererseits an eine Reformatgassammel-Kammer (9) grenzt, wobei eine in der Abgaszuström-Kammer (8) befindliche Abgaszuström-Öffnung (10) über eine Abgasversorgungsleitung (11) mit der Abgasvorrichtung (AV) verbunden ist und eine in der Reformatgassammel-Kammer (9) befindliche Reformatgasöffnung (12) über eine Reformat-Gasversorgungsleitung (13) mit dem Ansaugtrakt (AT) verbunden ist, wobei im heiss genutzten Reformer (1) ein Unterdruck herrscht, und dass das gewonnene Reformatgas (RG) dem Ansaugtrakt, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine (VV), als Sekundärtreibstoff zugeführt wird. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) aussen an der Abgasvorrichtung (AV) der Verbrennungsvorrichtung (VV) befestigt ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasvorrichtung (AV) der Verbrennungsvorrichtung (VV) eine handelsübliche Abgasanlage für Kraftfahrzeuge ist. Reformer nach einem der vorstehenden Andsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Reformergehäuse (2) mindestens ein abnehmbarer Deckel (3) befindet. Reformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (3) mit wenigstens einer hochtemperaturfesten Dichtung am Reformergehäuse (2) angebracht ist. Reformer nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeldichtung aus einem hochtemperaturfesten Faserpapier besteht. Reformer nach einem der vorstehendeen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionselement (4) mit hochtemperaturfestem Kleber mit der Reformergehäuse-Innenwand verklebt ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionselement (4) mit der Reformergehäuse-Innenwand verschweisst ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionselement (4) mit Befestigungselementen (14) befestigt ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) aus einem hochtemperaturfesten Metall und/oder Kunststoff besteht. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) und/oder das Diffusionselement (4) aus einer Metall-Legierung besteht/bestehen. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) aus Keramik besteht. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) rundförmig ausgebildet ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) eckig ausgebildet ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionselement (4) aus hochtemperaturfesten Metall und/oder aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff besteht/bestehen. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (2) und/oder das Diffusionselement (4) mit mindestens einem zu der Platingruppe gehörenden Metall beschichtet ist/sind. Reformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung(en)(11, 13) aus mindestens einem flexiblen hochtemperaturfesten und druckfesten Material besteht/bestehen. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitungen (11,13) flexible Edelstahlleitungen sind. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an und/oder in der/den Versorgungsleitung(en) ein Regelventil und/oder mehrere Regelventile befindet/befinden. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil ein Magnetventil ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil eine Gasdurchström-Regelvorrichtung ist. Reformer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil ein Einwegventil ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil mit elektrischer Energie betrieben wird. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil pneumatisch betrieben wird. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil elektronisch gesteuert wird. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil mit einen EIN-AUS-Schalter ein- und ausgeschaltet wird. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein-Aus-Schalter des Regelventils das Zündschloss eines Kraftfahrzeuges ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventilgehäuse mit drei Versorgungsleitungen ausgestattet ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventilgehäuse das Reformer-Gehäuse ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sich mindestens ein Regelventil im Reformergehäuse befindet. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reformer ein Ladekompressor vorgeschaltet ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladekompressor eine Luftladevorrichtung ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Verbrennungsvorrrichtung (VV) dem Reformer vorgeschaltet ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsvorrrichtung eine Verbrennungskraftmaschine ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionselement eine Diffusionsmembran ist. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsmembran aus poröser Keramik besteht. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsmembran aus porösem Glas besteht. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionselementfüllung (7) Aus Draht besteht. Reformer nach einem der vorstehendeen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionselementfüllung aus Metallspänen besteht. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Diffusionselement ein Partikelfilter ist.






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