Device for treatment of blow-by gases of internal combustion engine, has heating unit, which is provided in process of gas supply line in which blow by gases are heated before entering in chemical reactor

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Blow-By-Gasen, insbesondere eine Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung.

Aus der Praxis des Motorenbaus, insbesondere von Nutzkraftfahrzeug-Motoren ist es bekannt, zur Kurbelgehäuse-Entlüftung eine Blow-By-Gas-Rückführung vorzusehen, die die Blow-By-Gase vor den Verdichter und den Ladelüftkühler zurückgeführt. Von dort durchlaufen die aus dem Kurbelgehäuse abgesaugten Blow-By-Gase den gesamten Ansaugtrakt bis zum Motoreintritt.

Die Blow-By-Gas-Rückführung stellt damit eine hohe Verschmutzungsquelle, im Besonderen für den Ladelüftkühler, dar, wobei durch Ölverschmutzungen in den Blow-By-Gasen und die hohen Ladeluft-Temperaturen insbesondere Verkokungen an den Wandungen stattfinden, die den Wärmeübergang im Ladeluftkühler merklich herabsetzen. Ferner erfährt der Verdichter durch Verschmutzungsablagerungen am Rad, an dem Diffusor und dem Gehäuse über die kumulierte Betriebszeit einen spürbaren Wirkungsgradabfall, der sich über eine Verschlechterung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse im motorischen Betrieb in Verbrauchsnachteilen des Motors bemerkbar macht.

Um den genannten Nachteilen zu begegnen, ist in der DE102004053946DE 10 2004 053 946 A1A1 eine Pumpeinrichtung vorgeschlagen, die es ermöglicht, die Blow-By-Gas-Rückführung hinter dem Verdichter und dem Ladeluftkühler in den Ansaugtrakt münden zu lassen. Diese Lösung ist durch die Pumpeinrichtung jedoch verhältnismäßig verschleißbehaftet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verschleißarme Vorrichtung und ein verschleißarmes Verfahren zur Behandlung von Blow-By-Gasen, insbesondere eine verschleißarme Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 11.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein chemischer Reaktor vorgesehen ist, zu dem die Gas-Zuführleitung führt und in welchem die Blow-By-Gase einen Aufbereitungsprozess erfahren. Durch die Aufbereitung ist es möglich, die Blow-By-Gase wahlweise in die Umgebung abzugeben oder über einen ohnehin vorhandenen Verdichter der Verbrennungsluft beizumischen, wobei weder die Umwelt noch die Ansaugtrakt geschädigt wird. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können verschleißbehaftete, insbesondere zusätzliche bewegte Teile vermieden werden, so dass die Vorrichtung insgesamt weniger verschleißbehaftet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Verlauf der Gas-Zuführleitung eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, in welcher die Blow-By-Gase vor dem Eintritt in den chemischen Reaktor aufgeheizt werden.

Bei einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, als Reaktor einen oder mehrere Katalysatoren zu verwenden, die in ihrer grundsätzlichen Bauart und Funktionsweise aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung ein Wärmetauscher ist, denn dann ist es möglich, mit geringem technischen Aufwand und geringem Energieaufwand aus den Abgasen oder anderen Motorabwärmequellen die gewünschte Wärmezufuhr zu bewirken. Um auch in der Motorstartphase, wenn ein Wärmetauscher noch nicht optimal arbeitet, die gewünschte Wärmezufuhr bereitstellen zu können, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung vorgesehen, die ggf. auch den Wärmetauscher ersetzen kann.

Vorzugsweise ist der Wärmetauscher als Abgaswärmetauscher, insbesondere als Abgas-Koaxialrohr ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist die technische Umsetzung der Erfindung besonders einfach möglich, da kaum zusätzlicher Bauraum benötigt wird und sich ein solcher Wärmetauscher im allgemeinen ohne weitere Änderungen eines Motor- und/oder Karosserielayouts realisieren lässt.

Unter dem Gesichtspunkt, möglichst keine oder nur geringfügige Änderungen des Motor- und/oder Karosserielayouts durchführen zu müssen, ist es ferner vorteilhaft, wenn – wie gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen – der Reaktor mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung als gemeinsame Baugruppe, insbesondere mit einem gemeinsamen Gehäuse oder einem gemeinsamen Gehäuseabschnitt ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung hat ferner den Vorteil, dass sich die zur Aufbereitung in dem Reaktor erforderlichen Temperaturen besser erreichen und kontrollieren lassen.

Um eine zuverlässige Zufuhr der Blow-By-Gase zu gewährleisten ist, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist.

Wenn – wie gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen – die Absaugeinrichtung als Ejektor ausgebildet ist, der vorzugsweise von dem Abgas der Brennkraftmaschine (Motor) angetrieben wird, kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne zusätzliche bewegte Teile aus. Die aufbereiteten Blow-By-Gase werden dann vorzugsweise in die Umwelt abgegeben.

Wenn – wie gemäß einer weiteren alternativen bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen – die Absaugeinrichtung als Pumpe mit kleinem Druckgefälle ausgebildet ist, können die Blow-By-Gase der Verbrennungsluft vor dem Verdichter zugeführt werden. Die Pumpe kann dabei verschleißarm ausgelegt werden, denn sie braucht nur ein kleines Druckgefälle zu erzeugen.

Anstelle eines Ejektors oder einer Pumpe kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Absaugeinrichtung ein Sauganschluss an dem Verdichter der Ladelufteinrichtung vorgesehen sein, womit der Teileaufwand für die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr gering ist.

Um die Vorrichtung insgesamt möglicht gering zu belasten und den Verschleiß auf ein Minimum zu begrenzen, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Verlauf der Gas-Zuführleitung ein Ölabscheider, insbesondere ein Ölnebelabscheider vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Behandlung aller anfallenden Blow-By-Gase, insbesondere sowohl der Blow-By-Gase aus dem Verdichter (Ladeluftturbolader) auch der Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse. Da letztere jedoch in besonders großer Menge auftreten, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Gas-Zuführleitung mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist und somit die Vorrichtung als Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung ausgestaltet ist.

Die Vorteile der Erfindung zeigen sich auch in einem Verfahren zur Nachbehandlung von Blow-By-Gasen einer Brennkraftmaschine, bei dem Blow-By-Gase aus einer Maschinenkomponente abgesaugt und nachbehandelt werden, wenn – wie gemäß der Erfindung vorgesehen – die Nachbehandlung einen Aufbereitungsprozess in einem chemischen Reaktor umfasst. Daher wird auch für das genannte Verfahren Schutz beansprucht.

Vorzugsweise ist der Aufbereitungsprozess eine Hochtemperatur-Aufbereitung, wobei die Blow-By-Gase vor dem Eintritt in den chemischen Reaktor aufgeheizt werden. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Aufheizung durch einen Wärmetauscher und/oder eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung erfolgt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Nachbehandlung eine dem Aufbereitungsprozess vorgeschaltete Ölabscheidung umfasst. Die jeweiligen Vorteile der vorgenannten bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens zeigen sich im Zusammenhang mit den entsprechenden bevorzugten Ausgestaltungen der Vorrichtung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Dabei zeigen:

1 eine besonders bevorzugte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen in schematischer Darstellung,

1a einen Schnitt durch einen Abschnitt einer Gas-Zuführleitung der Vorrichtung in 1, wobei dieser Abschnitt als Wärmetauscher ausgebildet ist,

2 eine besonders bevorzugte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen in schematischer Darstellung,

3 eine besonders bevorzugte dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen in schematischer Darstellung,

4 eine besonders bevorzugte vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen in schematischer Darstellung,

5 eine Pumpe zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß den 3 oder 4 in einem ersten Schnitt, und

6 die Pumpe in 5 in einem zweiten Schnitt.

Die in 1 gezeigte besonders bevorzugte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen 100 ist als Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung 102 ausgebildet.

Die Vorrichtung 100 weist eine Gas-Zuführleitung 104 auf, die Blow-By-Gase von einem technisch abgeschlossenen Bauteilraum 105, nämlich einem Kurbelgehäuse 106 einer Brennkraftmaschine zu einem chemischen Reaktor 108 führt. Im Verlauf der Gas-Zuführleitung 104 sind ein Ölnebelabscheider 110, ein Wärmetauscher 112 sowie eine elektrische Heizvorrichtung 114 angeordnet.

In 1 ist gezeigt, dass die Gas-Zuführleitung 104 hinter dem Ölnebelabscheider 110 (Filter) in Bezug auf eine oder mehrere Abgaskrümmerleitungen 116 so günstig geführt ist, dass die Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse 106 Wärme des Motorabgases aufnehmen können. Diese Leitungsführung wird als Wärmetauscher 112 bezeichnet, wobei der Wärmefluss vom Abgas zum Blow-By-Gas optimal ist. Die gezeigte technische Lösung der Leitungsführung ist hier ein Doppelrohr in Teilbereichen des Krümmers 116, wobei die Gas-Zuführleitung 104 gasdicht getrennt im Innern des Krümmers 116 verläuft, wie in 1a gezeigt. Stromab des Wärmetauschers 112 ist als Zuheizmöglichkeit für die Betriebsbereiche des Motors mit geringen Abgastemperaturen die elektrische Heizvorrichtung 114 vorgesehen, welche weggelassen werden kann.

Das Kernstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der chemische Reaktor 108, in dem eine chemische Behandlung der Blow-By-Gase mit Fluiden und deren Feststoffe in angepasster Form durchgeführt wird, wobei diese Behandlung so ist, dass sie den gesetzlichen Auflagen genügt, um die behandelten Blow-By-Gase in die Umwelt abgeben zu können. In dem chemischen Reaktor 108 werden z. B. mittels einer katalytischen Oxidation die Kohlenwasserstoffe der Öldämpfe und weitere Bestandteile quasi verbrannt und schädliche Gasbestandteile wie NOx reduziert, wobei dies in einem Reaktor 108 erfolgt, der zwar nahe bei, vorliegend in einem gemeinsamen Gehäuse mit einem Abgaskatalysator 118 (Abgasnachbehandlungsvorrichtung) angeordnet ist, von diesem jedoch gasdicht getrennt ist.

Damit sich die optimalen Temperaturen in dem chemischen Reaktor 108 für die angestrebten wirkungsgradgünstigen Reaktionen einstellen können, wird die sensierte Eintrittstemperatur mit Hilfe eines Reglers 120 ggf. durch ein Zuheizen eingeregelt.

Um den Gasstrom in der Gas-Zuführleitung 104 zu bewirken ist eine Absaugeinrichtung 122 vorgesehen, die in der Ausführungsform gemäß 1 ein stromab der wesentlichen Druckverlustquellen des Auspuff-Systems 124 angeordneter Ejektor 126 ist. Die Einleitung der gereinigten Blow-By-Gase und Zumischung zum gereinigten Abgasmassenstrom erfolgt direkt vor dem Diffusor 128 im Bereich des engsten Strömungsquerschnitts bei erniedrigtem statischen Druck hinsichtlich des Umgebungsdrucks.

Die weiteren Komponenten eines Aufladesystems mit Peripherie 130 (Ansaugtrakt) der Brennkraftmaschine sind hinlänglich bekannt und sollen hier nicht näher beschrieben werden. Jedoch wird der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, dass das Aufladesystem 130 einen Luftfilter 132, einen Vorverdichter 134 und einen Ladeluftkühler 136 aufweist. Ferner ist eine von dem Regler 120 gesteuerte Abgasrückführung vorgesehen 138.

Die zweite Ausführungsform in 2 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in 1 hinsichtlich der Abgabe der behandelten Blow-By-Gase und hinsichtlich der Absaugeinrichtung. Da jedoch wesentliche Teile der Vorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform mit Teilen der Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, werden für gleiche Teile Bezugszeichen verwendet, die gegenüber der ersten Ausführungsform um 100 erhöht sind. Zur Erläuterung wird hiermit ausdrücklich auf die erste Ausführungsform Bezug genommen.

Wie die Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist die Vorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform als Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung 202 ausgebildet. Wie bei der ersten Ausführungsform ist bei der zweiten Ausführungsform eine Gas-Zuführleitung 204 vorgesehen, die Blow-By-Gase von einem technisch abgeschlossenen Bauteilraum 205, nämlich einem Kurbelgehäuse 206 zu einem chemischen Reaktor 208 führt. Im Verlauf der Gas-Zuführleitung 204 sind ein Ölnebenabscheider 210, ein Wärmetauscher 212 sowie eine elektrische Heizvorrichtung 214 angeordnet. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Wärmetauschers 212, der dem Wärmetauscher 112 gleicht, wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Das gleiche gilt für die Ausführung des chemischen Reaktors 208, der wie der chemische Reaktor 108 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet ist, Ferner ist die Funktionsweise der elektrischen Heizvorrichtung 214 wie die der elektrischen Heizvorrichtung 114 gemäß der ersten Ausführungsform.

Anstelle eines Ejektors weist die Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen 200 gemäß der zweiten Ausführungsform als Absaugeinrichtung 222 jedoch einen Sauganschluss 240 an einem Vorverdichter 234 auf, so dass gereinigte Blow-By-Gase dem Aufladesystem 230, das im übrigen wie das Aufladesystem 130 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet ist, zugeführt werden können. Die gereinigten Blow-By-Gase werden also nach einem Luftfilter 232 jedoch vor dem Vorverdichter 234 zugeführt, und sie durchlaufen von dort auch den Ladeluftkühler 236.

2 zeigt ferner noch eine von einem Regler 220 gesteuerte Abgasrückführung 238 sowie einen Abgaskatalysator 218, wobei beachtlich ist, dass wie bei der ersten Ausführungsform der chemische Reaktor 208 und der Abgaskatalysator 218 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, jedoch voneinander gasdicht getrennt ausgebildet sind.

Da die Blow-By-Gase in gereinigter Form vorliegen, ist die Zumischung derselben zur Verbrennungsluft und die Durchströmung des Gemisches durch den Vorverdichter 234 und den Ladeluftkühler 236 unkritisch. Da der Entlüftungsanteil in den meisten Fällen weiter unterhalb von 5 Promille liegt, ist der Einfluss auf die Temperaturerhöhung der Verdichtereintrittstemperatur sehr gering, wodurch der niedere Betrag der Verdichterleistungserhöhung kaum spürbar ist. Zur Erläuterung des Vorgenannten sei daran erinnert, dass man bei der Kurbelgehäuseentlüftung Gasmengen in der Größenordnung unterhalb 1% des Motorluftdurchsatzes betrachtet. Ein 12L-Dieselmotor hat in der Antriebsbetriebsweise normalerweise eine maximale Entlüftungsmenge im Bereich von ½% des Motordurchsatzes, während bei dem Einsatz von Turbobrake-Bremssystemen Entlüftungsmengen im Bereich von einem ¾% bis unter einem Prozent des Motorendurchsatzes möglich sind. Diese Relativwerte der Entlüftungsmengen dürften auch für einen breiten Hubraumbereich der Verbrennungsmotoren nach oben wie auch nach unten charakteristisch sein.

Auch die weiteren Komponenten des Aufladesystems mit Peripherie 230 (Ansaugtrakt) bei der zweiten Ausführungsform sind hinlänglich bekannt und sollen hier nicht näher beschrieben werden.

Die dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 300 zur Behandlung von Blow-By-Gasen in 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in 1 nur hinsichtlich der Absaugeinrichtung. Da somit wesentliche Teile der Vorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform mit Teilen der Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, werden für gleiche Teile Bezugszeichen verwendet, die gegenüber der ersten Ausführungsform um 200 erhöht sind. Zur Erläuterung wird hiermit ausdrücklich auf die erste Ausführungsform Bezug genommen.

Wie die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist die Vorrichtung 300 gemäß der zweiten Ausführungsform als Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung 302 ausgebildet. Wie bei der ersten Ausführungsform ist bei der dritten Ausführungsform eine Gas-Zuführleitung 304 vorgesehen, die Blow-By-Gase von einem technisch abgeschlossenen Bauteilraum 305, nämlich einem Kurbelgehäuse 306 zu einem chemischen Reaktor 308 führt. Im Verlauf der Gas-Zuführleitung 304 sind ein Ölnebenabscheider 310 und ein Wärmetauscher 312 angeordnet. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Wärmetauschers 312, der dem Wärmetauscher 112 gleicht, wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Das gleiche gilt für die Ausführung des chemischen Reaktors 308, der wie der chemische Reaktor 108 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet ist. Eine elektrische Heizvorrichtung wie bei der ersten Ausführungsform ist nicht vorgesehen.

Anstelle eines Ejektors weist die Vorrichtung 300 zur Behandlung von Blow-By-Gasen 300 gemäß der dritten Ausführungsform als Absaugeinrichtung 322 jedoch eine Pumpe 350 auf, die auch als Verdichter bezeichnet werden kann und insbesondere ein 7 gr-Verdichter ist. Von dieser Pumpe 350, die stromab des Ölnebelabscheiders 310 angeordnet ist, werden die Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse 306 durch den Wärmetauscher 312 zu dem chemischen Reaktor 308 gefördert und hinter diesem dem in dem Abgaskatalysator 318 gereinigten Abgas zugeführt.

Die in 3 eingebaute und in den 5 und 6 in Schnitten gezeigte Pumpe 350 könnte auch als hochdrehender, kleiner Entlüftungsturbolader bezeichnet werden. Die Pumpe 350 wird über einer Abgasversorgungsleitung 352 mit Abgas versorgt, und das Abgas wird von der Pumpe 350 über eine Abgaszweigleitung 354 an den Abgaskatalysator 318 weiter geleitet. Das verwendete Abgas wird direkt hinter dem Wärmetauscher 312 abgezweigt. Die Antriebsleistung wird freigestellt. Die Auslegungsdaten der Pumpe 350 sind:
Massenstrom m dt = 7 g/s
Π₊₊ = 1,5 –
Drehzahl n = 150 000 l/min

Die vierte Ausführungsform in 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in 1 hinsichtlich der Abgabe der behandelten Blow-By-Gase und hinsichtlich der Absaugeinrichtung. Da jedoch wesentliche Teile der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform mit Teilen der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, werden für gleiche Teile Bezugszeichen verwendet, die gegenüber der ersten Ausführungsform um 300 erhöht sind. Zur Erläuterung wird hiermit ausdrücklich auf die erste Ausführungsform Bezug genommen. Für Teile, in denen die Vorrichtung 400 einer der Vorrichtungen gemäß der zweiten bzw. dritten Ausführungsform entspricht, werden Bezugszeichen verwendet, die gegenüber der zweiten bzw. dritten Ausführungsform um 200 bzw. 100 erhöht sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird hiermit verwiesen.

Wie die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist die Vorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform als Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung 402 ausgebildet. Wie bei der ersten Ausführungsform ist bei der vierten Ausführungsform eine Gas-Zuführleitung 404 vorgesehen, die Blow-By-Gase von einem technisch abgeschlossenen Bauteilraum 405, nämlich einem Kurbelgehäuse 406 zu einem chemischen Reaktor 408 führt. Im Verlauf der Gas-Zuführleitung 404 sind ein Ölnebelabscheider 410 sowie ein Wärmetauscher 412 angeordnet. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Wärmetauschers 412, der dem Wärmetauscher 112 gleicht, wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Das gleiche gilt für die Ausführung des chemischen Reaktors 408, der wie der chemische Reaktor 108 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet ist.

Anstelle eines Ejektors weist die Vorrichtung zur Behandlung von Blow-By-Gasen 400 gemäß der vierten Ausführungsform wie die dritte Ausführungsform als Absaugeinrichtung 422 eine Pumpe 460 auf, wobei gereinigte Blow-By-Gase über den Abgasstrom an die Umgebung abgegeben werden. Die Pumpe 460 ist jedoch anders als die Pumpe 350 ausgelegt, und sie wird mit „kaltem" Abgas versorgt.

4 zeigt ferner noch eine von einem Regler 420 gesteuerte Abgasrückführung 438 sowie einen Abgaskatalysator 418, wobei beachtlich ist, dass wie bei der ersten Ausführungsform der chemische Reaktor 408 und der Abgaskatalysator 418 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, jedoch voneinander gasdicht getrennt ausgebildet sind.

Die in 4 gezeigte Pumpe 460 kann als quasi Kaltluft-Turbine bezeichnet werden kann. Dabei sind die Anschlusspunkte der jetzt verwendeten Kaltluft-Turbine (Pumpe 460) nach (stromab) dem ATL-Verdichter 434 an einer Stelle zwischen dem Eintrittsdruckniveau und dem Austrittsdruckniveau des ATL-Verdichters 434 physikalisch sinnvoll gewählt.

Ein Zuheizen in die Blow-By-Gase vor dem chemischen Reaktor 408 (Nachbehandlungssystem) ist bei einer angepasst ausgelegten Pumpe 460 nicht erforderlich, da die Pumpe 460 einen Temperatursteigerungsbeitrag liefert.

Zur Abstimmung der Sauerstoffkonzentrationen der Entlüftungsmenge, die dann für die Umwelt in der speziell konzipierten Nachbehandlungsvorrichtung zu schadlosen chemischen Verbindungen umgewandelt wird, kann vor der Pumpe 460 über einen Zuluft-Eintritt 462 Luft aus der Umgebung angesaugt werden. Die Richtung der anzusaugenden Luft wird durch ein Rückschlagventil 464 abgesichert, bzw. das Ausströmen von schädlicher Entlüftungsmenge verhindert.

Bei der Entwicklung von kleinen Brennstoffzellen-Kompressoren (s. 5, 6), die geometrisch mit 2d-Beschauflungen sehr einfach und kostengünstig darstellbar sind, wurden kleine Massendurchsatzbereiche von 5 bis 15 g/s hardwaremäßig betrachtet, die nahe an den Entlüftungsmengen der MDEG- und HDEP-Motorengrößen liegen.

Die Turbinenseite 466 der Pumpe 460 (Entlüftungsturboladers) wird analog kostengünstig in der 2d-Bauweise der Beschauflungen realisiert. Die Firma Mann und Hummel hat für PKW-Motoren einen sog. Sekundärluftlader (Patentanmeldung WO97/38212WO-A-97/38212A) entwickelt, der für die Motorentlüftung mit gewissen Modifikationen in dem erfindungsgemäßen System nutzbar ist.

Aufgrund der vorliegenden Komplexität der Rohrführungen, zusammen mit der Pumpe 460 (Entlüftungsturbine) und deren eingeschränkter Regelbarkeit, kann es auch sinnvoll sein für die Pumpe 460 (Entlüftungsverdichter) einen elektrischen Antrieb, der sehr leicht regelbar ist, vorzusehen. Der Energieaufwand der Pumpe 460, der dann über einen Elektromotor eingespeist würde, wäre deutlich unterhalb ein Kilowatt für Nfz-Motoren der schweren Baureihe.

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• - DE 102004053946 A1 [0004]
• - WO 97/38212 A [0055]