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WO2002004126A1 - Elektroabscheider - Google Patents

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Info

Publication number
WO2002004126A1
WO2002004126A1 PCT/DE2001/002487 DE0102487W WO0204126A1 WO 2002004126 A1 WO2002004126 A1 WO 2002004126A1 DE 0102487 W DE0102487 W DE 0102487W WO 0204126 A1 WO0204126 A1 WO 0204126A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inner electrode
section
cleaning
electrode
cleaning body
Prior art date
Application number
PCT/DE2001/002487
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Ahlborn
Heiko Schumann
Original Assignee
Ing. Walter Hengst Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ing. Walter Hengst Gmbh & Co. Kg filed Critical Ing. Walter Hengst Gmbh & Co. Kg
Priority to BR0106895-4A priority Critical patent/BR0106895A/pt
Priority to US10/070,865 priority patent/US6635105B2/en
Priority to DE50105767T priority patent/DE50105767D1/de
Priority to JP2002508574A priority patent/JP2004502531A/ja
Priority to EP01953864A priority patent/EP1242188B1/de
Publication of WO2002004126A1 publication Critical patent/WO2002004126A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/743—Cleaning the electrodes by using friction, e.g. by brushes or sliding elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/06—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary tube electrodes

Definitions

  • the invention relates to an electrical separator for separating liquid or solid particles from a gas stream, according to the preambles of claims 1 and 12 respectively.
  • Such electrical separators are known from DE 198 22 332 C1.
  • an actuating means which brings about the movement of the cleaning body (for example a thermally actuable wax expansion element) and is movably connected to the cleaning body via a cantilever arm and a holding arm. Additional space is required for the arrangement and accommodation of the actuating means, which is not available in many applications, for example when operating the electrical separator on an internal combustion engine.
  • the object of the invention is therefore to develop an electrical separator which enables the section of the inner electrode which forms the corona to be cleaned and which is of compact and space-saving design.
  • the basic idea of the invention is to use the hollow design of the inner electrode, in the section where the inner electrode has a larger diameter, to advantageously make previously unused installation space accessible, which is used for accommodating components which effect the cleaning mechanism.
  • Electro separator in which a needle forming the second section of the inner electrode is moved for cleaning relative to an immovable cleaning body, this electrostatic precipitator on one
  • Figure 2 shows a section through a second embodiment of the
  • Electro separator in which the cleaning body is displaced relative to the immovable needle forming the first section of the inner electrode for cleaning, this electrostatic precipitator being used on an internal combustion engine and shown in the position with the engine running,
  • Figure 5 shows a section through a third embodiment of the
  • FIG. 6 shows a side view of a hollow, slotted inner electrode with a holding element for the cleaning body
  • Figure 7 shows a cross section through the precipitation electrode in
  • FIG. 1 and 2 each show a section through a first embodiment of the electrostatic precipitator, which is preferably used on an internal combustion engine for de-oiling crankcase gases.
  • the electrical separator consists of a tube (1) through which the gas to be cleaned flows in the longitudinal direction, the inner wall (1A) of which forms a precipitation electrode for the particles to be separated.
  • An inner electrode (2) is arranged in the center of the tube (1) and extends in the longitudinal direction, an electrical high-voltage field existing in the space between this inner electrode (2) and the precipitation electrode (1A).
  • the inner electrode (2) has a first section (2A) with a small cross-sectional area on the inflow side and a second section (2B) with a larger cross-sectional area on the outflow side.
  • the first section (2A) essentially serves to form a corona and the second section (2B) essentially serves to form an electrostatic deposition field.
  • the section (2A) of the inner electrode (2) forming the corona is preferably designed as a needle. However, it is e.g. It is also provided that the first section (2A) forming the corona is designed as an extension of the second section (2B) of the inner electrode (2) that tapers conically or generally to a point.
  • a cleaning body (3) is provided for cleaning the needle (2A).
  • the cleaning takes place by a relative movement of the cleaning body (3) with respect to the needle (2A) in contact with it.
  • the actuating means (4) for effecting this relative movement is now according to the invention in the hollow second section (2B) the inner electrode (2) arranged.
  • the needle (2A) is moved for cleaning relative to the immovable cleaning body (3), while according to the embodiments shown in FIGS. 3 to 7, the cleaning body (3) is moved relative to the fixed needle
  • an actuating means (4) is preferably selected which effects the relative movement between the cleaning body by means of the engine's own energies such as temperature or pressure drops or vibrations.
  • an expansion element (4) is preferably used, which expands when the engine is running via the supply of heat from the hot crankcase gases and thus acts forcefully on one
  • Plunger (4A) acts, which is then extended against the action of a spring (5).
  • the spring (5) is also housed in the hollow inner electrode (2) and can be referred to as a resetting actuating element.
  • the needle (2A) is arranged in a sleeve (4B) arranged on the inflow side and connected to the expansion element (4). It can be pressed into it, for example.
  • the sleeve (4B) can be connected in one piece to the expansion element (4) or can also be arranged as a separate component thereon.
  • the plunger (4A) Arranged on the side of the expansion element (4) opposite the needle (2A) is the plunger (4A), which is supported as an abutment inside the hollow inner electrode (2) on a pin (6) fixed there.
  • the spring (5) is supported on the one hand on a contour of the inner electrode (2) and on the other hand on a projection of the expansion element (4) or on a projection jump of a body surrounding the expansion element (eg the sleeve mentioned above).
  • the cleaning body (3) is preferably arranged at the inflow end of the hollow second section (2B) of the inner electrode (2).
  • the inner electrode (2) has a small opening in which the cleaning body (3) is pressed or clipped.
  • the cleaning body (3) itself is preferably formed from an elastomer plate which is pierced by the needle (2A) for cleaning. However, it is e.g. also provided to form the cleaning body as a cleaning brush with radially inwardly projecting micro bristles.
  • the operation of the needle cleaning according to the embodiment of FIGS. 1 and 2 is as follows: After the engine is switched on, the crankcase gases that are hot while the engine is running and the hot engine compartment as a whole heat the expansion element (4).
  • the needle (2A) pierces the cleaning body (3).
  • the needle (2A) protrudes from the second section (2B) of the inner electrode (2) as the section of the inner electrode (2) forming the corona.
  • the prestressed spring (5) moves the expansion element (4) back with the needle (2A), the plunger (4A) being retracted. During this movement, the needle (2A) is cleaned in contact with the cleaning body (3) during the retraction, the impurities being wiped off.
  • the hot crankcase gases are passed through the hollow inner electrode (2), in which the expansion element (4) is also housed , derived.
  • the hollow inner electrode has inlet openings (2C) for the gas, which connect the space between the inner electrode (2) and the precipitation electrode (1A) with the cavity in the inner electrode (2).
  • These openings are preferably designed as slots (2C) formed in the longitudinal direction of the inner electrode (2).
  • the pin (6) serving as a counterbearing for the plunger (4A) is advantageously introduced into the hollow inner electrode (2) and held there.
  • the discharge of the cleaned gas via the hollow inner electrode (2) also enables a compact design of the electrostatic precipitator.
  • the needle (2A) is at the same potential as the inner electrode (2B), which is in electrically conductive contact with the second hollow section (2B) of the inner electrode (2) ( 2) held.
  • a smaller diameter of the tube (1) can be made possible if, in a modification of the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, the expansion element (4) is not arranged entirely within the tube (1), but only if the plunger (4A) of the Expansion element (4) extends into the tube (1), the main body of the expansion element (4) in the drawing so z. B. is provided above the plunger (4A).
  • the needle (2A) is firmly attached in the second hollow section (2B) of the inner electrode (2). arranges (eg pressed in).
  • the cleaning body (3) is moved here while the needle (2A) is stationary.
  • a holding element (8) for the cleaning body (3) which is connected to the plunger (4A) of the expansion element (4), is provided, this holding element (8) being moved with the plunger (4A).
  • the hollow inner electrode (2) has slots (2C) running in the longitudinal direction to accommodate the holding element (8) and to connect the holding element (8) to the plunger (4A). In this case, too, the slots (2C) serve to discharge the hot crankcase gas via the hollow inner electrode (2).
  • the holding element (8) is designed as a holding bracket which has a ring (8A) on the inflow side for receiving the cleaning body (3).
  • the gas to be cleaned can flow past the webs (8B), which fix the cleaning body (3) centrally in the ring (8A), into the pipe (1).
  • the retaining bracket (8) is guided coaxially in the precipitation electrode (1A) over the ring (8C). This is particularly illustrated in Figure 7. This ensures that the cleaning body (3) is always pierced by the needle (2A) at the same point. This is particularly the case with a cleaning body (3) made of elastomer
  • the electrical separator should be designed as maintenance-free as a service life component.
  • the spring (5) is supported on the one hand against the holding element (8) and on the other hand against a closure head (7) which closes the tube (1).
  • the holding element (8) additionally has a circumferential cleaning lip (8C) for cleaning the valve the impact electrode (1A).
  • the needle (2A) and the precipitation electrode (1A) can thus advantageously be cleaned simultaneously with a single mechanism.
  • the cleaning lip (8C) can also serve - as mentioned above - to center the cleaning body (3).
  • the tappet of the expansion element is designed as a corona-forming needle, the spring then being supported on a support collar connected to the tappet.
  • a motor-driven threaded spindle running in the hollow inner electrode can also be used as the actuating element.
  • a cylinder which can be actuated by means of oil or air pressure and which then runs at least partially in the hollow inner electrode.
  • An aspect of the invention that is independent of the cleaning of the needle forming the corona is the sole cleaning of the precipitation electrode by means of an actuating mechanism arranged in the cavity of the inner electrode.
  • the holding element (8) can be used, for example, to form a cleaning device, as shown in FIGS. 3 and 4, the holding element then only having a circumferential cleaning lip (8C).
  • the cleaning element (3) then does not have to accommodate the holding element (8).
  • cleaning body 4) actuating means (expansion element) for effecting the relative movement of cleaning body and needle

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroabscheider zur Abscheidung von flüssigen oder festen Partikeln aus einem Gasstrom. Der Elektroabscheider besteht aus einem Rohr (1), das in Längsrichtung von dem zu reinigenden Gas durchströmt wird, wobei dessen Innenwandung (1A) eine Niederschagselektrode für die abzuscheidenden Partikel bildet. Mittig innerhalb des Rohres (1) ist in Längsrichtung verlaufend eine Innenelektrode (2) angeordnet, wobei in dem Raum zwischen dieser Innenelektrode und der Niederschagselektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld besteht. Die Innenelektrode (2) weist einströmseitig einen ersten Abschnitt (2A) mit einer geringen Querschnittsfläche und abströmseitig einen zweiten Abschnitt (2B) mit einer demgegenüber größeren Querschnittsfläche auf. Dabei dient der erste Abschnitt im wesentlichen zur Ausbildung einer Korona und der zweite Abschnitt im wesentlichen zur Ausbildung eines elektrostatischen Abscheidefeldes. Zur Reinigung des die Korona ausbildenden Abschnitts der Innenelektrode ist ein Reinigungskörper (3) vorgesehen, der zur Reinigung des die Korona bildenden Abschnitts der Innenelektrode relativ zu dieser und im Berührungskontakt mit dieser bewegt wird. Dabei ist das Betätigungselement (4) für die Bewirkung der Relativbewegung platzsparend innerhalb der hohl ausgebildeten Innenelektrode (2) angeordnet.

Description

„Elektroabscheider"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroabscheider zur Abscheidung von flüssigen oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 12.
Derartige Elektroabscheider sind aus der DE 198 22 332 C1 bekannt. Dort ist außerhalb des die Niederschlagselektrode ausbildenden Rohres ein die Bewegung des Reinigungskörpers bewirkendes Betätigungsmittel (z.B. ein thermisch betätigbares Wächsdehnstoffelement) angeordnet, das über einen Ausleger und einen Haltearm bewegungsmäßig mit dem Reinigungskörper verbunden ist. Dabei wird für die Anordnung und Unterbringung des Betätigungsmittels zusätzlicher Bauraum benötigt, der in vielen Anwendungen nicht zur Verfügung steht, z.B. beim Betrieb des Elektroabscheiders an einem Verbrennungsmotor. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Elektroabscheider zu entwickeln, der eine Reinigung des die Korona ausbildenden Abschnitts der Innenelektrode ermöglicht und dabei kompakt und platzsparend aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bzw. 12 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü- chen angegeben.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, durch die hohle Ausgestaltung der Innenelektrode, in dem Abschnitt, wo die Innenelektrode einen größeren Durchmesser aufweist, in vorteilhafter Weise bisher unge- nutzten Bauraum zugänglich zu machen, der für die Unterbringung von den Reinigungsmechanismus bewirkenden Komponenten verwendet wird.
Durch die Integration des Betätigungselements und/oder damit verbun- dener Kraftübertragungsmittel in die Innenelektrode wird insgesamt eine kompakte und platzsparende Bauweise des Elekroabscheiders erreicht. Für den erfindungsgemäß ausgebildeten Elektroabscheider wird nicht mehr Bauraum benötigt als für einen Elektroabscheider bei dem der Koronabereich der Innenelektrode nicht gereinigt wird. Die Anbrin- gung von zusätzlichen Bauteilen neben dem die Niederschlagselektrode bildenden Rohr entfällt ganz oder wird auf ein Minimum begrenzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des
Elektroabscheiders, bei der eine den zweiten Abschnitt der Innenelektrode ausbildende Nadel zur Reinigung gegenüber einem unbeweglichen Reinigungskörper ver- schoben wird, wobei dieser Elektroabscheider an einem
Verbrennungsmotor eingesetzt wird und in der Stellung bei laufendem Motor dargestellt ist,
Figur 2 wie Figur 1 , jedoch in der Stellung bei Motorstillstand, Figur 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des
Elektroabscheiders, bei der der Reinigungskörper gegenüber der den ersten Abschnitt der Innenelektrode ausbildenden unbeweglichen Nadel zur Reinigung verschoben wird, wobei dieser Elektroabscheider an einem Verbren- nungsmotor eingesetzt wird und in der Stellung bei laufendem Motor dargestellt ist,
Figur 4 wie Figur 3, jedoch in der Stellung bei Motorstillstand,
Figur 5 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform des
Elektroabscheiders,
Figur 6 eine Seitenansicht einer hohlen, geschlitzten Innenelektrode mit einem Halteelement für den Reinigungskörper,
Figur 7 einen Querschnitt durch die Niederschlagselektrode im
Bereich des Reinigungskörpers und des Halteelements.
In Figur 1 und Figur 2 ist jeweils ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Elektroabscheiders dargestellt, der vorzugsweise an einem Verbrennungsmotor zur EntÖlung von Kurbelgehäusegasen ein- gesetzt wird. Dabei zeigt Figur 1 den Elektroabscheider in der Stellung bei laufendem Motor, während Figur 2 den Elektroabscheider bei Motorstillstand zeigt. Der Elektroabscheider besteht aus einem Rohr (1), das in Längsrichtung von dem zu reinigenden Gas durchströmt wird, wobei dessen Innenwandung (1A) eine Niederschlagselektrode für die abzuscheidenden Partikel bildet. Mittig innerhalb des Rohres (1) ist in Längsrichtung verlaufend eine Innenelektrode (2) angeordnet, wobei in dem Raum zwischen dieser Innenelektrode (2) und der Niederschlagselektrode (1A) ein elektrisches Hochspannungsfeld besteht. Die Innen- elektrode (2) weist einströmseitig einen ersten Abschnitt (2A) mit einer geringen Querschnittsfläche und abströmseitig einen zweiten Abschnitt (2B) mit einer demgegenüber größeren Querschnittsfläche auf. Dabei dient der erste Abschnitt (2A) im wesentlichen zur Ausbildung einer Korona und der zweite Abschnitt (2B) im wesentlichen zur Ausbildung ei- nes elektrostatischen Abscheidefeldes. Durch diese zweistufige Ausbildung der Innenelektrode (2) , wobei die Korona auf einen bestimmten Abschnitt (2A). begrenzt ist und sich nicht über die gesamte Länge der Innenelektrode (2) erstreckt, wird in bekannter Weise ein hinsichtlich der aufzubringenden elektrischen Leistung sparsamer Betrieb des Elektroabscheiders bei gleichzeitig guter Abscheidung gewährleistet.
Dabei ist der die Korona ausbildende Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) vorzugsweise als Nadel ausgebildet. Es ist jedoch z.B. auch vorgesehen, den die Korona ausbildenden ersten Abschnitt (2A) als einströmseitig konisch oder allgemein spitz zulaufenden Fortsatz des zweiten Abschnitts (2B) der Innenelektrode (2) auszugestalten.
Zur Reinigung der Nadel (2A) ist ein Reinigungskörper (3) vorgesehen. Die Reinigung erfolgt durch eine Relativbewegung des Reinigungskörpers (3) gegenüber der Nadel (2A) im Berührungskontakt mit dieser. Das Betätigungsmittel (4) zur Bewirkung dieser Relativbewegung ist nun erfindungsgemäß im hohl ausgebildeten zweiten Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2) angeordnet. Gemäß der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird die Nadel (2A) zur Reinigung gegenüber dem unbeweglichen Reinigungskörper (3) verschoben, während gemäß der in den Figuren 3 bis 7 dargestellten Ausführungsfor- men der Reinigungskörper (3) gegenüber der feststehenden Nadel
(2A) verschoben wird.
Beim Einsatz des Elektroabscheiders an einem Verbrennungsmotor wird vorzugsweise ein solches Betätigungsmittel (4) ausgewählt, das die Relativbewegung zwischen dem Reinigungskörper mittels motoreigener Energien wie Temperatur- oder Druckgefälle oder Vibrationen bewirkt. Beim Einsatz des Elektroabscheiders für die EntÖlung von Kurbelgehäusegasen wird vorzugsweise ein Ausdehnungselement (4) verwendet, das sich bei laufendem Motor über die Wärmezufuhr durch die heißen Kurbelgehäusegase ausdehnt und so kraftmäßig auf einen
Stößel (4A) einwirkt, der dann gegen die Wirkung einer Feder (5) ausgefahren wird. Bei Motorstillstand sinkt die Temperatur auf die Umgebungstemperatur, so daß der Stößel (4A) durch die Wirkung einer Feder (5) eingefahren wird. Die Feder (5) ist ebenfalls in der hohlen In- nenelektrode (2) untergebracht und kann als rückstellendes Betätigungselement bezeichnet werden. Die Nadel (2A) ist in einer mit dem Ausdehnungselement (4) verbundenen einströmseitig angeordneten Hülse (4B) angeordnet. Dabei kann sie beispielsweise in diese einge- presst sein. Die Hülse (4B) kann einstückig mit dem Ausdehnungsele- ment (4) verbunden sein oder aber auch als separates Bauteil an diesem angeordnet sein. Auf der der Nadel (2A) gegenüberliegenden Seite des Ausdehnungselements (4) ist der Stößel (4A) angeordnet, der sich innerhalb der hohlen Innenelektrode (2) auf einem dort festgelegten Zapfen (6) als Widerlager abstützt. Die Feder (5) stützt sich einer- seits auf einer Kontur der Innenelektrode (2) ab und andererseits auf einem Vorsprung des Ausdehnungselements (4) bzw. auf einem Vor- sprung eines das Ausdehnungselement umgebenden Körpers (z.B. die vorstehend erwähnte Hülse).
Der Reinigungskörper (3) ist vorzugsweise am einströmseitigen Ende des hohlen zweiten Abschnitts (2B) der Innenelektrode (2) angeordnet.
Für diesen Zweck weist die Innenelektrode (2) dort eine kleine Öffnung auf, in die der Reinigungskörper (3) eingepresst oder eingeclipst wird. Der Reinigungskörper (3) selbst ist vorzugsweise von einem Elasto- merplättchen gebildet, das von der Nadel (2A) für die Reinigung durch- stochen wird. Es ist jedoch z.B. auch vorgesehen, den Reinigungskörper als Reinigungsbürste mit radial nach innen ragenden Mikroborsten auszubilden.
Die Wirkungsweise der Nadelabreinigung gemäß der Ausführung von Fig. 1 und 2 ist folgende: Nach dem Einschalten des Motors erwärmen die bei laufendem Motor heißen Kurbelgehäusegase sowie der heiße Motorraum insgesamt das Ausdehnungselement (4). Daraufhin fährt der sich gegenüber dem Zapfen (6) abstützende Stößel (4A) aus und verschiebt das Ausdehnungselement (4) mit der daran befindlichen Nadel (2A) gegen die Wirkung der Feder (5) in der Zeichnung nach unten. Dabei durchstößt die Nadel (2A) den Reinigungskörper (3). Im Betriebszustand des Elektroabscheiders bei laufendem Motor ragt die Nadel (2A) als der die Korona ausbildende Abschnitt der Innenelektrode (2) aus dem zweiten Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2) heraus. Bei Motorstillstand und dadurch bedingter Abkühlung fährt die vorgespannte Feder (5) das Ausdehnungselement (4) mit der Nadel (2A) wieder zurück, wobei der Stößel (4A) eingefahren wird. Bei dieser Bewegung wird die Nadel (2A) im Berührungskontakt mit dem Reinigungskörper (3) während des Zurückziehens gereinigt, wobei die Ver- unreinigungen abgestreift werden. Um das Ausdehnungselement (4) nach dem Einschalten des Motors möglichst schnell aufzuheizen und damit die Nadel (2A) in die Betriebsstellung zu bringen, werden die heißen Kurbelgehäusegase durch die hohle Innenelektrode (2), in der ja auch das Ausdehnungselement (4) untergebracht ist, abgeleitet. Für diesen Zweck weist die hohle Innenelektrode Eintrittsöffnungen (2C) für das Gas auf, die den Raum zwischen der Innenelektrode (2) und der Niederschlagselektrode (1A) mit dem Hohlraum in der Innenelektrode (2) verbinden. Diese Öffnungen sind vorzugsweise als in Längsrichtung der Innenelektrode (2) ausgebildete Schlitze (2C) ausgeführt. Durch diese Schlitze (2C) hindurch wird in vorteilhafter Weise auch der als Gegenlager für den Stößel (4A) dienende Zapfen (6) in die hohle Innenelektrode (2) eingebracht und dort geführt gehalten. Die Ableitung des gereinigten Gases über die hohle Innenelektrode (2) ermöglicht darüber hinaus eine kom- pakte Bauweise des Elektroabscheiders.
In der Ausführungsform gemäß Figur 1 und 2 wird die Nadel (2A) über eine Hülse (4B), die in elektrisch leitendem Kontakt mit dem zweiten hohlen Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2) steht, auf demselben Po- tential wie die Innenelektrode (2) gehalten.
Ein geringerer Durchmesser des Rohrs (1) kann ermöglicht werden, wenn in Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 das Ausdehnungselement (4) nicht vollständig innerhalb des Rohrs (1) an- geordnet ist, sondern wenn sich nur Stößel (4A) des Ausdehnungselements (4) in das Rohr (1) erstreckt, der Hauptkörper des Ausdehnungselements (4) in der Zeichnung also z. B. oberhalb des Stößels (4A) vorgesehen ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Figuren 3 bis 7 ist die Nadel (2A) in dem zweiten hohlen Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2) fest ange- ordnet (z.B. eingepresst). Hier wird der Reinigungskörper (3) verfahren, während die Nadel (2A) ortsfest ist. Für diesen Zweck ist ein mit dem Stößel (4A) des Ausdehnungselements (4) verbundenes Halteelement (8) für den Reinigungskörper (3) vorgesehen, wobei dieses Halteele- ment (8) mit dem Stößel (4A) verfahren wird. Zur längsverschieblichen
Aufnahme des Halteelements (8) und zur Verbindung des Halteelements (8) mit dem Stößel (4A) weist die hohle Innenelektrode (2) in Längsrichtung verlaufende Schlitze (2C) auf. Dabei dienen auch in diesem Fall die Schlitze (2C) zur Ableitung der heißen Kurbelgehäusega- se über die hohle Innenelektrode (2). Das Halteelement (8) ist in der dargestellten Variante als Haltebügel ausgebildet, der einströmseitig einen Ring (8A) zur Aufnahme des Reinigungskörpers (3) aufweist. Das zu reinigende Gas kann an den den Reinigungskörper (3) mittig im Ring (8A) fixierenden Stegen (8B) vorbei in das Rohr (1) einströmen. Zur Zentrierung des Reinigungskörpers (3) fluchtend zur Nadel (1A) wird der Haltebügel (8) über den Ring (8C) koaxial in der Niederschlagselektrode (1A) geführt. Dies wird insbesondere auch in Figur 7 verdeutlicht. Damit wird sichergestellt, daß der Reinigungskörper (3) von der Nadel (2A) immer an derselben Stelle durchstochen wird. Dies ist insbesondere bei einem Reinigungskörper (3) aus Elastomer von
Vorteil, da ansonsten bei einer Vielzahl von Einstichstellen das Elastomer schnell zerstört würde, wohingegen der Elektroabscheider wartungsfrei als Lebensdauerbauteil ausgelegt sein soll.
Bei der auf den Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform stützt die Feder (5) sich einerseits gegenüber dem Halteelement (8) und andererseits gegenüber einem das Rohr (1) abschließenden Verschlußkopf (7) ab.
Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, weist das Halteelement (8) zusätzlich eine umlaufende Reinigungslippe (8C) für eine Reinigung der Nie- derschlagselektrode (1A) auf. Damit können die Nadel (2A) und die Niederschlagselektrode (1A) in vorteilhafter Weise gleichzeitig mit einem einzigen Mechanismus gereinigt werden. Darüber hinaus kann die Reinigungslippe (8C) auch - wie vorstehend erwähnt - der Zentrierung des Reinigungskörpers (3) dienen.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es vorgesehen, den Stößel des Ausdehnelements als die Korona ausbildende Nadel auszubilden, wobei die Feder sich dann auf einem mit dem Stößel verbun- denen Stützkragen abstützt.
Statt eines Ausdehnungselements plus Feder für die Bewirkung der Relativbewegung zwischen Reinigungskörper und Nadel, kann z.B. auch eine in der hohlen Innenelektrode verlaufende motorisch ange- triebene Gewindespindel als Betätigungselement verwendet werden.
Es ist auch vorgesehen, als Betätigungselement einen mittels Öl-oder Luftdruck betätigbaren Zylinder zu verwenden, der dann zumindest teilweise in der hohlen Innenelektrode verläuft.
Ein von der Reinigung der die Korona ausbildenden Nadel unabhängiger Aspekt der Erfindung ist die alleinige Abreinigung der Niederschlagselektrode mittels eines im Hohlraum der Innenelektrode angeordneten Betätigungsmechanismus. Hierzu kann z.B. zur Ausbildung einer Reinigungsvorrichtung das Halteelement (8) wie in Fig. 3 und 4 dargestellt verwendet werden, wobei das Halteelement dann nur eine umlaufende Reinigungslippe (8C) aufweist. Den Reinigungskörper (3) muß das Halteelement (8) dann nicht aufnehmen. Bezugszeichenliste
1) Rohr
1A) Innenwandung/Niederschlagselektrode 2) Innenelektrode
2A) erster Abschnitt der Innenelektrode/Nadel
2B) zweiter Abschnitt der Innenelektrode
2C) Schlitze in der Innenelektrode
3) Reinigungskörper 4) Betätigungsmittel (Ausdehnungselement) für die Bewirkung der Relativbewegung von Reinigungskörper und Nadel
4A) Stößel
4B) Hülse am Ausdehnelement zur Aufnahme der Nadel
5) Feder 6) Zapfen als Gegenlager für den Stößel
7) Verschlußkopf des Rohres
8) Halteelement für den Reinigungskörper 8A) Ring
8B) Stege 8C) Reinigungslippe für die Niederschlagselektrode

Claims

Patentansprüche:
1. Elektroabscheider zur Abscheidung von flüssigen oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, bestehend aus
- einem Rohr (1), das in Längsrichtung von dem zu reinigenden Gas durchströmt wird, und dessen Innenwandung (1A) eine Niederschlagselektrode für die abzuscheidenden Partikel bildet, - einer mittig innerhalb des Rohres (1) in Längsrichtung angeordneten
Innenelektrode (2), wobei in dem Raum zwischen dieser Innenelektrode (2) und der Niederschlagselektrode (1A) ein elektrisches Hochspannungsfeld besteht, - die Innenelektrode (2) einströmseitig einen ersten Abschnitt (2A) mit einer geringen Querschnittsfläche und abströmseitig einen zweiten Abschnitt (2B) mit einer demgegenüber größeren Querschnittsfläche aufweist, wobei der erste Abschnitt (2A) im wesentlichen zur Aus- bildung einer Korona dient und der zweite Abschnitt (2B) im wesentlichen zur Ausbildung eines elektrostatischen Abscheidefeldes dient,
- einem Reinigungskörper (3) zur Reinigung des die Korona ausbildenden Abschnitts (2A) der Innenelektrode (2), wobei die Reinigung durch eine Relativbewegung des Reinigungskörpers (3) gegenüber dem die
Korona ausbildenden Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) im Berührungskontakt mit diesem erfolgt,
- mindestens einem Betätigungsmittel (4) zur Bewirkung der Relativbewegung zwischen dem Reinigungskörper (3) und dem die Korona aus- bildenden Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zweite Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2) zumindest teilweise hohl ausgebildet ist, wobei der Hohlraum der Innenelektrode (2) zumindest einen Teil des Betätigungsmittels (4) und/oder mindestens ein mit dem Betätigungsmittel (4) verbundenes Kraftübertragungsmittel für die Bewirkung der Relativbewegung zwischen dem Reinigungskörper (3) und dem die Korona aus- bildenden Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) aufnimmt.
2. Elektroabscheider nach Anspruch 1 , wobei dieser an einem Verbrennungsmotor betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Betäti- gungsmittel (4) die Relativbewegung zwischen dem Reinigungskörper
(3) und dem die Korona ausbildenden Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) über motoreigene Energien wie Temperatur- oder Druckgefälle oder Vibrationen bewirkt.
3. Elektroabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (4) ein Ausdehnungselement ist, das thermisch oder mittels einer Druckleitung an eine motoreigene Energiequelle angeschlossen ist, wobei - das Ausdehnungselement (4) den zu reinigenden ersten Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) bei laufendem Motor gegen die Wirkung einer
Feder (5) gegenüber einem im Elektroabscheider ortsfest angeordnetem Reinigungskörper (3) in einer ersten Stellung hält, - der erste Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) bei stillstehendem Motor federunterstützt gegenüber dem im Elektroabscheider ortsfest an- geordnetem Reinigungskörper (3) in einer zweiten Stellung gehalten wird, die entlang der Längsachse der Innenelektrode (2) von der ersten Stellung beabstandet ist.
4. Elektroabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungselement (4) und/oder die Feder (5) zumindest teilweise im Hohlraum der Innenelektrode (2) angeordnet ist.
5. Elektroabscheider nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskörper (3) am zweiten Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2), vorzugsweise an dessen einströmseitigen Ende, festgelegt ist.
6. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskörper (3) über Stege mittig in dem das die Niederschlagselektrode bildenden Rohr (1) festgelegt ist.
7. Elektroabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (4) ein Ausdehnungselement ist, das thermisch oder mittels einer Druckleitung an eine motoreigene Energiequelle angeschlossen ist, wobei
- das Ausdehnungselement (4) den Reinigungskörper (3) bei laufendem Motor gegen die Wirkung einer Feder (5) gegenüber dem unbeweglichen ersten Abschnitt (2A) der Innenelektrode (2) in einer ersten Stellung hält,
- der Reinigungskörper (3) bei stillstehendem Motor federunterstützt gegenüber dem unbeweglichen ersten Abschnitt (2A) Innenelektrode (2) in einer zweiten Stellung gehalten wird, die entlang der Längsachse der
Innenelektrode (2) von der ersten Stellung beabstandet ist.
8. Elektroabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungselement (4) und/oder die Feder (5) zumindest teilwei- se im Hohlraum der Innenelektrode (2) angeordnet ist.
9. Elektroabscheider nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (2) in ihrem hohlen zweiten Abschnitt (2B) mindestens einen sich in Längsrichtung der Innenelektrode (2) erstrecken- den Schlitz (2C) zur längsverschieblichen Aufnahme eines Halteelements (8) für den Reinigungskörper (3) aufweist, über das der Reini- gungskörper (3) mit dem Ausdehnungselement (4) bewegungsmäßig gekoppelt ist.
10. Elektroabscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet. daß> das Halteelement (8) zumindest in einem Teilbereich zur Zentrierung des Reinigungskörpers (3) von der Niederschlagselektrode (1A) koaxial geführt wird.
11. Elektroabscheider nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (8) für den Reinigungskörper (3) eine an der Niederschlagselektrode (1A) anliegende, umlaufende Reinigungslippe (8C) für die Niederschlagselektrode (1A) aufweist, die auch der Zentrierung des Reinigungskörpers (3) dient.
12. Elektroabscheider zur Abscheidung von flüssigen oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, bestehend aus
- einem Rohr (1), das in Längsrichtung von dem zu reinigenden Gas durchströmt wird, und dessen Innenwandung (1A) eine Niederschlagselektrode für die abzuscheidenden Partikel bildet, - einer mittig innerhalb des Rohres (1) in Längsrichtung angeordneten
Innenelektrode (2), wobei
- in dem Raum zwischen dieser Innenelektrode (2) und der Niederschlagselektrode (1A) ein elektrisches Hochspannungsfeld besteht,
- die Innenelektrode (2) einströmseitig einen ersten Abschnitt (2A) mit - einer geringen Qerschnittsfläche und abströmseitig einen zweiten Abschnitt (2B) mit einer demgegenüber größeren Querschnittsfläche aufweist, wobei der erste Abschnitt (2A) im wesentlichen zur Ausbildung einer Korona dient und der zweite Abschnitt (2B) im wesentlichen zur Ausbildung eines elektrostatischen Abscheidefeldes dient, dadurch gekennzeichnet, daß - zumindest der zweite Abschnitt (2B) der Innenelektrode (2) zumindest teilweise hohl ausgebildet ist, der Hohlraum der Innenelektrode (2) zumindest einen Teil eines Betätigungsmittels (4) und/oder mindestens ein mit dem Betätigungsmittel (4) verbundenes Kraftübertragungsmittel für ein die Niederschlagselektrode (1A) reinigende Reinigungsvorrichtung (8,8C) aufnimmt.
13. Elektroabscheider nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (2) in ihrem hohlen zweiten Abschnitt (2B) mindes- tens einen sich in Längsrichtung der Innenelektrode (2) erstreckenden
Schlitz (2C) zur längsverschieblichen Aufnahme der Reinigungseinrichtung (8) aufweist, wobei die Reinigungseinrichtung (8,8C) über den Hohlraum der Innenelektrode (2) mit dem die Längsverschiebung der Reinigungseinrichtung bewirkenden Betätigungsmittel gekoppelt ist.
14. Elektroabscheider nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung eine an der Niederschlagselektrode (1A) anliegende, umlaufende Reinigungslippe (8C) aufweist.
15. Elektroabscheider nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskörper (3) von einem Elastomer gebildet wird, der von dem als Nadel (2A) ausgebildeten ersten Abschnitt der Innenelektrode (2) durchstochen wird.
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