DE102019008139A1 - Elektroabscheider - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, umfassend eine Emissionselektrode mit einem langgezogenen Schaft und eine Gegenelektrode, an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist, wobei der Schaft einen, vorzugsweise konstanten, im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt mit einem Schaftdurchmesser von mindestens 0,2 mm und höchstens 1 mm besitzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor.
  • Im Stand der Technik sind Abscheider, insbesondere Ölabscheider, bekannt. Es existieren im Allgemeinen zwei Gattungen von Abscheidern, nämlich passive Abscheider und aktive Abscheider. Bei passiven Abscheidern wird keine zusätzliche Energie in das System eingebracht, um die Partikel aus dem Gasstrom abzuführen. Aktive Abscheider kennzeichnen sich dadurch, dass zusätzliche Energie aufgewendet wird, um die Partikel von dem Gasstrom zu trennen. Beispielsweise ist ein Elektro-Abscheidungssystem bekannt, bei dem in dem Gasstrom befindliche Partikel elektrisch aufgeladen werden, sodass diese von einer gegenpoligen Oberfläche angezogen und anschließend abgeschieden werden können. Insbesondere bei Ölabscheidern werden die Ölpartikel in den Ölkreislauf zurückgeführt und der gereinigte Gasstrom in die Ansaugluft des Verbrennungsmotors zurückgeführt.
  • Ein derartiger Elektroabscheider ist beispielsweise aus WO 2016/147 127 A1 bekannt. Der Elektroabscheider umfasst eine Vielzahl an Emissionselektroden, mittels denen eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung zur Bildung eines stabilen Niedrigenergieplasmas erzeugt werden kann, und eine Vielzahl an Gegenelektroden, die den Emissionselektroden zugeordnet sind. Die nadelförmigen Emissionselektroden sind jeweils einer Gegenelektrode derart zugeordnet, dass die Emissionselektroden im Wesentlichen vertikal über den Gegenelektroden positioniert sind. Die Gegenelektroden weisen dabei einen gekrümmten Plateaubereich auf, der in einen ebenen Stegabschnitt übergeht, der wiederum mit einer Rahmenstruktur verbunden ist, die eine Reihe von Gegenelektroden miteinander verbindet und an der die Gegenelektroden in einem Abstand zueinander entlang der Strömungsrichtung des Gasstroms verteilt angeordnet sind.
  • An dieser bewährten Elektroabscheidetechnik haben sich jedoch Nachteile ergeben. Zum einen wirkt sich nachteilig auf die Effizienz des Elektroabscheiders aus, dass stets ein gegenelektrodenfreier Bereich im Abstand zweier Gegenelektrodenplateaus vorliegt, der nicht zur Abscheidung beitragen kann. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass abgeschiedene Partikel dazu tendieren, sich an den Gegenelektrodenplateaus anzusammeln. Das Ansammeln von Partikeln an den Gegenelektroden wirkt sich einerseits nachteilig auf die Langlebigkeit des Elektroabscheiders aus, da die Gegenelektroden zunehmend verunreinigen und ausgetauscht werden müssen. Zum anderen kann es zu unerwünschten Plasmazündungen an der Gegenelektrode kommen.
  • Ferner wurde herausgefunden, dass der Elektroabscheider gemäß WO 2016/147 127 insbesondere mit zunehmender Betriebszeit dazu tendiert, ein inhomogenes elektrisches Feld zu generieren, was sich nachteilig auf den Betrieb und die Effizienz des Elektroabscheiders auswirkt. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass sich während des Betriebs an den Emissionselektroden Ablagerungen ansammeln, die eine Veränderung der Emissionselektrodengeometrie bewirken und damit das Zündverhalten beeinflussen.
  • Aus DE 10033642 C1 ist ein Elektroabscheider bekannt. Der Elektroabscheider besteht aus einem Rohr, das in Längsrichtung von dem zu reinigenden Gas durchströmt wird und dessen Innenwandung eine Gegenelektrode für die abzuscheidenden Partikel bildet. Eine Emissionselektrode innerhalb des Rohrs erzeugt ein elektrisches Hochspannungsfeld, um die Partikel elektrisch zu laden und von der Gegenelektrode anzuziehen. Zur Reinigung der Emissionselektrodennadeln ist ein Reinigungskörper vorgesehen, welcher mit einer Relativbewegung gegenüber den Nadeln einen Berührungskontakt mit diesen bildet, um die Emissionselektrodennadeln von den Ablagerungen zu befreien. An dem Reinigungssystem gemäß DE 10033642 C1 hat sich die Komplexität als nachteilig erwiesen. Des Weiteren ist der separate Reinigungsmechanismus ausfallanfällig.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern, insbesondere einen konstruktiv einfach umzusetzenden Elektroabscheider bereitzustellen, der ein gleichmäßiges elektrisches Feld erzeugt, wobei insbesondere eine Verschmutzung der Emissionselektroden reduziert, insbesondere vermieden, ist.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1, 4, 7 bzw. 10 gelöst.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders in einem Kraftfahrzeug bei einem Verbrennungsmotor entstehen Blow-By-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einen Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ treten sogenannte Blow-By-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-By-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-By-Gas-Strom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-By-Gas-Strom dem Elektroabscheider zugeführt wird, in welchem eine Abscheidung, insbesondere Ölabscheidung, von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, erfolgt, so dass die abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom separiert abgeführt werden können und der vorzugsweise bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Bei dem erfindungsgemäßen Elektroabscheider handelt es sich vorzugsweise um eine aktive Abscheideeinrichtung, bei der, wie bereits oben ausgeführt wurde, zusätzliche Energie in das Abscheidesystem eingebracht wird.
  • Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung der Partikel in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.
  • Der erfindungsgemäße Elektroabscheider umfasst eine Emissionselektrode mit einem langgezogenen Schaft und eine Gegenelektrode. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können voneinander isoliert sein und/oder jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Die Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 - 20 kV, vorzugsweise im Bereich von 10 - 16 kV oder im Bereich von 11 - 14 kV. Beispielsweise kann der zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode gebildete Raum als Abscheideraum bezeichnet werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode generiert ist. Vorzugsweise wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff, z. B. einen Isolator, oder Gas erfolgt. Beispielsweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Koronaeinsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Korona bildet. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Korona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespaltet werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der entgegengesetzt geladenen Gegenelektrode. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung wieder abgeben können. Flüssige Partikel, wie Ölpartikel, können anschließend von der Gegenelektrode abfließen bzw. abtropfen und dadurch von dem Gasstrom separiert werden, während ein vorzugsweise bereinigter Gasstrom, wie ein Reinluftgasstrom, den Elektroabscheider wieder verlassen kann. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders sind mehrere Emissionselektroden, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200 Emissionselektroden, insbesondere im Bereich von 20 bis 150 Emissionselektroden, und mehrere Gegenelektroden vorgesehen, wobei je eine Emissionselektrode je einer Gegenelektrode zugewandt und zugeordnet ist, sodass zwischen je einem Emissionselektroden-Gegenelektroden-Paar das elektrische Hochspannungsfeld generierbar ist. Es sei klar, dass die vorliegende Erfindung auch Ausführungen abdeckt, bei denen anstatt der negativen Emissionselektrode/der negativen Korona/der negativ geladenen Ladungen eine positive Elektroemissionselektrode/eine positive Korona/positiv geladenen Ladungen verwendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen beschränkt sich die Beschreibung der Erfindung auf die Ausführung der negativen Emissionselektrode.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Schaft einen, vorzugsweise konstanten, im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt mit einem Schaftdurchmesser von mindestens 0,2 Millimeter und höchstens 1 Millimeter. Beispielsweise beträgt der Schaftdurchmesser etwa 0,4 Millimeter. Des Weiteren kann die Emissionselektrode derart gebildet sein, dass der im Wesentlichen zylindrische, langgezogene Schaft nicht angespitzt ist, sondern eine gerade Endfläche besitzt, an der die Elektronen die Emissionselektrode verlassen. Entgegen dem allgemeinen Vorurteil, den Schaftdurchmesser von Emissionselektroden immer weiter zu verringern, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass ein Mindestdurchmesser von 0,2 Millimeter notwendig ist, um ein gleichmäßiges elektrisches Feld zu erzeugen und/oder eine gleichmäßige Zündung der Emissionselektroden zu gewährleisten. Es wurde herausgefunden, dass zu dünne Emissionselektrodenschaftdurchmesser dazu tendieren, dass sich an den dünnen Emissionselektrodenspitzen Ablagerungen bilden, die dann einen neuen Spitzenradius definieren, der größer als der orginäre Spitzenradius der Emissionselektroden ist. Dadurch steigt an diesen Emissionselektroden die Koronaeinsatzspannung und es bildet sich ein ungleiches Zündverhältnis zwischen den Emissionselektroden aus. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass der Maximaldurchmesser von 1 Millimeter ebenfalls notwendig ist, um die gleichmäßige Zündung der Emissionselektroden zu gewährleisten und/oder ein gleichmäßiges elektrisches Feld zu bilden. Denn bei Schaftdurchmessern von über 1 Millimeter wurde herausgefunden, dass die sich an den Schaftspitzen ergebenden Ablagerungen zunehmend an den Spitzen haften bleiben und sich kein Selbstreinigungseffekt mehr ergibt. Insofern wird der oben angegebene Bereich des Schaftdurchmessers als Optimum in Bezug auf eine Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes innerhalb des Abscheideraums des Elektroabscheiders und/oder in Bezug auf die Vergleichmäßigung des Zündverhaltens der einzelnen Emissionselektroden herausgefunden.
  • In einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist der Schaft an einem gegenelektrodenseitigen Ende abgeflacht, verjüngt sich insbesondere kegelförmig zu einer Spitze hin oder weist ein gegenelektrodenseitiges Ende auf, das hin zur Gegenelektrode gewölbt ist. Dabei kann ein Wölbungsradius im Bereich von mindestens 0,2 Millimeter und höchstens 1 Millimeter liegen und/oder etwa 0,4 Millimeter betragen. Die obigen Ausführungen in Bezug auf die optimale Abmessung des Schaftdurchmessers gelten in analoger Weise für den Wölbungsradius.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Emissionselektrode aus einem Blech oder einem Endlosrohling, wie einem Endlosdraht, vorzugsweise aus einem insbesondere Blow-By-Gas beständigen Metall, wie Edelstahl, Titan, Wolfram, Aluminium-Chromid, Nickel oder auch aus einem elektrisch-leitfähigem Kunststoffmaterial bzw. aus einem elektrischem Isolator, der mit elektrisch-leitfähigen Partikeln versetzt ist, hergestellt. Wenigstens ein Schaftende, insbesondere das gegenelektrodenseitige Schaftende, ist abgebrochen oder abgeschert. Auf diese Weise kann die Emissionselektrode besonders kostengünstig hergestellt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders in einem Kraftfahrzeug bei einem Verbrennungsmotor entstehen Blow-By-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einen Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ treten sogenannte Blow-By-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-By-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-By-Gas-Strom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-By-Gas-Strom dem Elektroabscheider zugeführt wird, in welchem eine Abscheidung, insbesondere Ölabscheidung, von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, erfolgt, so dass die abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom separiert abgeführt werden können und der vorzugsweise bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Bei dem erfindungsgemäßen Elektroabscheider handelt es sich vorzugsweise um eine aktive Abscheideeinrichtung, bei der, wie bereits oben ausgeführt wurde, zusätzliche Energie in das Abscheidesystem eingebracht wird.
  • Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung der Partikel in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.
  • Der erfindungsgemäße Elektroabscheider umfasst eine Emissionselektrode mit einem langgezogenen Schaft und eine Gegenelektrode. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Die Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 - 20 kV, vorzugsweise im Bereich von 10 - 16 kV oder im Bereich von 11 - 14 kV. Beispielsweise kann der zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode gebildete Raum als Abscheideraum bezeichnet werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode generiert ist. Vorzugsweise wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff, z. B. einen Isolator, oder Gas erfolgt. Beispielsweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Koronaeinsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Korona bildet. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Korona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der entgegengesetzt geladenen Gegenelektrode. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung wieder abgeben können. Flüssige Partikel, wie Ölpartikel, können anschließend von der Gegenelektrode abfließen bzw. abtropfen und dadurch von dem Gasstrom separiert werden, während ein vorzugsweise bereinigter Gasstrom, wie ein Reinluftgasstrom, den Elektroabscheider wieder verlassen kann. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders sind mehrere Emissionselektroden, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200 Emissionselektroden, insbesondere im Bereich von 20 bis 150 Emissionselektroden, und mehrere Gegenelektroden vorgesehen, wobei je eine Emissionselektrode je einer Gegenelektrode zugewandt und zugeordnet ist, sodass zwischen je einem Emissionselektroden-Gegenelektroden-Paar das elektrische Hochspannungsfeld generierbar ist.
  • Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Emissionselektrode derart von einem Träger gehalten, dass der Schaft um wenigstens 0,5 Millimeter und vorzugsweise 8 Millimeter von dem Träger vorsteht. Dabei kann der Träger eine elektrische Leitfähigkeit von weniger 10-8 S*cm-1 aufweisen. Der Träger kann ferner aus einem fluidundurchlässigen Material hergestellt sein, sodass insbesondere sichergestellt ist, dass Fluidpartikel des durch den Elektroabscheider strömenden Gasstroms nicht den Abscheideraum über den Träger verlassen können.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung besitzt der Träger eine im Wesentlichen ebene, der Gegenelektrode zugewandte Oberfläche, die wenigstens bereichsweise den Abscheideraum des Elektroabscheiders begrenzen kann. Beispielsweise ist der Träger, insbesondere dessen dem Abscheideraum zugewandte Oberfläche, derart bemessen, dass sie, für den Fall, dass mehrere Emissionselektroden zur Bildung eines Emissionselektrodenfeldes vorgesehen sind, größer bemessen ist, als eine Außenumfangs-Abmessung des Emissionselektrodenfeldes. Entlang der flächigen Erstreckung der Oberfläche des Trägers können mehrere Emissionselektroden des Emissionselektrodenfeldes gleichmäßig verteilt sein, wobei insbesondere zwei zueinander beabstandete Emissionselektroden jeweils einen gleichen Abstand zueinander besitzen können. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger Kunststoff, vorzugsweise duroplastischen Kunststoff, und/oder Vergussmasse, wie Epoxidharz oder Silikon umfassen. Beispielsweise kann der Träger durch eine Platine realisiert sein. Zur Fertigung des Elektroabscheiders kann vorgesehen sein, dass der mit der Emissionselektrode bestückte Träger, insbesondere die mit der Emissionselektrode bestückte Platine, in ein Gehäuse des Elektroabscheiders, dass beispielsweise aus einem Blow-By-Gas-beständigen Material hergestellt ist, wie z. B. Polyamid, eingelegt wird, und anschließend mit einer Vergussmasse vergossen wird. Dadurch ist aus Fertigungssicht eine besonders kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung eines Elektroabscheiders realisiert. Insbesondere liegt der Vorteil des Vergießens der Emissionselektroden darin, dass auf einen zusätzlichen Fertigungsschritt zum Versiegeln und/oder Blow-By-dichten und/oder Blow-By-beständigen Einfügen bzw. Integrieren der Emissionselektroden in das Elektroabscheidegehäuse eingespart werden kann.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung kann die Emissionselektrode auf einer Leiterplatte vormontiert sein. Beispielsweise ist die Emissionselektrode derart dimensioniert und von Träger-Gussmaterial umgossen, dass der Schaft um wenigstens 0,5 Millimeter und vorzugsweise 8 Millimeter von dem Träger nach Verfestigung des Träger-Gussmaterials vorsteht. In Bezug auf die beschriebenen Schaftlängen der Emissionselektroden haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass dadurch ein Optimum in Bezug auf die Vermeidung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen erzielt werden kann. Insbesondere wurde herausgefunden, dass eine Schaftlänge nicht zu groß gewählt werden darf, so dass die Emissionselektroden nicht zu weit in den Abscheideraum hineinragen, um einen nichtaktiven, abscheidungsfreien Bereich innerhalb des Abscheideraums möglichst gering zu halten. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass die Schaftlänge auch nicht zu kurz gewählt werden darf, da sich an den Emissionselektrodenenden, insbesondere Schaftspitzen, ansammelnde Anlagerungen ansonsten dazu tendieren, entlang des Emissionselektrodenschafts bis hin zum Träger zu wandern und sich dort anzusammeln.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders in einem Kraftfahrzeug bei einem Verbrennungsmotor entstehen Blow-By-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einen Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ treten sogenannte Blow-By-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-By-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-By-Gas-Strom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-By-Gas-Strom dem Elektroabscheider zugeführt wird, in welchem eine Abscheidung, insbesondere Ölabscheidung, von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, erfolgt, so dass die abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom separiert abgeführt werden können und der vorzugsweise bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Bei dem erfindungsgemäßen Elektroabscheider handelt es sich vorzugsweise um eine aktive Abscheideeinrichtung, bei der, wie bereits oben ausgeführt wurde, zusätzliche Energie in das Abscheidesystem eingebracht wird.
  • Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung der Partikel in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.
  • Der Elektroabscheider umfasst mehrere Emissionselektroden, die in Reihe vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms angeordnet sind. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Mit Strömungsrichtung des Gasstroms ist im Allgemeinen die Hauptorientierung des Gasstroms durch den Elektroabscheider zwischen einem Eintritt in und einem Austritt aus dem Elektroabscheider gemeint, wobei klar ist, dass innerhalb des Elektroabscheiders, insbesondere innerhalb des Abscheideraums im Bereich des elektrischen Hochspannungsfeldes, es durchaus zu örtlichen Verwirbelungen und/oder Umlenkungen des Gasstroms kommen kann, sodass es zu örtlichen Abweichungen von der Hauptströmungsrichtung des Gasstroms kommen kann. Beispielsweise können die mehreren Emissionselektroden gleichmäßig verteilt sein, wobei insbesondere je zwei benachbarte Emissionselektroden im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind, insbesondere äquidistant zueinander sind. Vorzugsweise sind die mehreren Emissionselektroden derart in Reihe angeordnet, dass eine Verbindungslinie zwischen den mehreren Emissionselektroden geradlinig verläuft. Die Emissionselektroden, auch Sprühelektroden genannt, dienen im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An den Emissionselektroden und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen den Emissionselektroden und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 - 20 kV, vorzugsweise im Bereich von 10 - 16 kV oder im Bereich von 11 - 14 kV. Beispielsweise kann der zwischen den Emissionselektroden und Gegenelektrode gebildete Raum als Abscheideraum bezeichnet werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen Emissionselektroden und Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Emissionselektroden und Gegenelektrode generiert ist. Vorzugsweise wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff, z. B. einen Isolator, oder Gas erfolgt. Beispielsweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Koronaeinsatzfeldstärke treten Elektroden aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Korona bildet. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Korona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der entgegengesetzt geladenen Gegenelektrode. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung erneut abgeben können. Flüssige Partikel, wie Ölpartikel, können anschließend von der Gegenelektrode abfließen bzw. abtropfen und dadurch von dem Gasstrom separiert werden, während ein vorzugsweise bereinigter Gasstrom, wie ein Reinluftgasstrom, den Elektroabscheider wieder verlassen kann.
  • Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden im Bereich von 3 mm bis vorzugsweise 15 mm, vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 10 mm. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass dadurch, dass an den jeweiligen Emissionselektroden im Wesentlichen das gleiche elektrische Potenzial anliegt, jedoch zum Zünden der einzelnen Emissionselektroden örtlich ein möglichst großer Potenzialunterschied zu der jeweiligen Umgebung der einzelnen Emissionselektroden vorteilhaft ist. Der erfindungsgemäß vorgesehene Mindestabstand zweier benachbarter Emissionselektroden gewährleistet eine zuverlässige Zündung der Emissionselektroden. Der oben beschriebene Maximalabstand von 15 mm zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden ist derart gewählt, dass zwar eine zuverlässige Zündung realisiert ist, die Abscheiderate des Elektroabscheiders aber hoch gehalten ist. Denn es wurde herausgefunden, dass bei einem zu großen Abstand zwischen den einzelnen Emissionselektroden Bereiche entstehen, an denen keine Partikelabscheidung erfolgt, insbesondere sogenannte abscheidungsfreie Zonen hergestellt werden.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders beträgt ein Unterschied zwischen den an zwei benachbarten Emissionselektroden anliegenden elektrischen Feldstärken weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 8 %, oder weniger als 5 %.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders sind wenigstens zwei Arrays von mehreren Emissionselektroden vorgesehen. Dabei können pro Array die mehreren Emissionselektroden in Reihe vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms angeordnet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden desselben Arrays sowie zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden verschiedener Arrays im Bereich von 3 mm bis 15 mm, vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 10 mm, liegt. Beispielsweise sind die Emissionselektroden zweier benachbarter Arrays quer zur Strömungsrichtung zueinander versetzt angeordnet, wobei insbesondere die Emissionselektroden eines stromabwärtigen Arrays bezüglich der Emissionselektroden eines stromaufwärtigeren Arrays im Wesentlichen auf halber Höhe zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden des stromaufwärtigeren Arrays positioniert sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders in einem Kraftfahrzeug bei einem Verbrennungsmotor entstehen Blow-By-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einen Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ treten sogenannte Blow-By-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-By-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-By-Gas-Strom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-By-Gas-Strom dem Elektroabscheider zugeführt wird, in welchem eine Abscheidung, insbesondere Ölabscheidung, von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, erfolgt, so dass die abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom separiert abgeführt werden können und der vorzugsweise bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Bei dem erfindungsgemäßen Elektroabscheider handelt es sich vorzugsweise um eine aktive Abscheideeinrichtung, bei der, wie bereits oben ausgeführt wurde, zusätzliche Energie in das Abscheidesystem eingebracht wird.
  • Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung der Partikel in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.
  • Der Elektroabscheider umfasst mehrere Emissionselektroden, die in Reihe vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms angeordnet sind. Mit Strömungsrichtung des Gasstroms ist im Allgemeinen die Hauptorientierung des Gasstroms durch den Elektroabscheider zwischen einem Eintritt in und einem Austritt aus dem Elektroabscheider gemeint, wobei klar ist, dass innerhalb des Elektroabscheiders, insbesondere innerhalb des Abscheideraums im Bereich des elektrischen Hochspannungsfeldes, es durchaus zu örtlichen Verwirbelungen und/oder Umlenkungen des Gasstroms kommen kann, sodass es zu örtlichen Abweichungen von der Hauptströmungsrichtung des Gasstroms kommen kann. Beispielsweise können die mehreren Emissionselektroden gleichmäßig verteilt sein, wobei insbesondere je zwei benachbarte Emissionselektroden im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind, insbesondere äquidistant zueinander sind. Vorzugsweise sind die mehreren Emissionselektroden derart in Reihe angeordnet, dass eine Verbindungslinie zwischen den mehreren Emissionselektroden geradlinig verläuft. Die Emissionselektroden, auch Sprühelektroden genannt, dienen im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An den Emissionselektroden und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen den Emissionselektroden und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 - 20 kV, vorzugsweise im Bereich von 10 - 16 kV oder im Bereich von 11 - 14 kV. Beispielsweise kann der zwischen den Emissionselektroden und Gegenelektrode gebildete Raum als Abscheideraum bezeichnet werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen Emissionselektroden und Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Emissionselektroden und Gegenelektrode generiert ist. Vorzugsweise wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff, z. B. einen Isolator, oder Gas erfolgt. Beispielsweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Koronaeinsatzfeldstärke treten Elektroden aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Korona bildet. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Korona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der entgegengesetzt geladenen Gegenelektrode. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung erneut abgeben können. Flüssige Partikel, wie Ölpartikel, können anschließend von der Gegenelektrode abfließen bzw. abtropfen und dadurch von dem Gasstrom separiert werden, während ein vorzugsweise bereinigter Gasstrom, wie ein Reinluftgasstrom, den Elektroabscheider wieder verlassen kann. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können jeweils aus einem Stück hergestellt sein.
  • Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schaft jeder Emissionselektrode derart dimensioniert und/oder ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden derart gewählt, dass das von den Emissionselektroden generierte elektrische Feld im Bereich eines gegenelektrodenseitigen Schaftendes der Emissionselektroden im Wesentlichen gleich groß ist. Insbesondere kann der Schaft jeder Emissionselektrode und/oder ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden derart auf die Position der jeweiligen Emissionselektrode entlang der Reihe von mehreren Emissionselektroden so abgestimmt sein, dass das von den Emissionselektroden generierte elektrische Feld im Bereich eines gegenelektrodenseitigen Schaftendes der Emissionselektroden im Wesentlichen gleich groß ist. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass eine erhöhte Verschmutzungssituation an den äußeren Emissionselektroden, insbesondere im Bereich eines Anfangs und eines Endes des Emissionselektrodenreihe festgestellt wurde, da in einem sich zwischen Anfang und Ende einer Emissionselektrodenreihe ausbildenden Zentrum der Emissionselektrodenreihe sich die einzelnen Emissionselektroden gegenseitig stärker beeinflussen und so das elektrische Feld der Nachbar-Emissionselektrode verändern. Daraus resultiert eine ungleichmäßige Zündung zwischen den benachbarten Emissionselektroden eine Emissionselektrodenreihe. Es wurde herausgefunden, dass die randnahen Emissionselektroden aufgrund des fehlenden weiteren Emissionselektroden-Nachbars bzw. aufgrund der geringeren Anzahl an Nachbar-Emissionselektroden weniger stark beeinflusst werden, was dazu führt, dass die Effektivität der randnahen Emissionselektroden höher ist und sich insofern dort ein höherer Verschmutzungsgrad einstellt. Durch die unterschiedliche Verschmutzung der einzelnen Emissionselektroden entlang der Emissionselektrodenreihe verstärkt sich zunehmend der Effekt des inhomogenen elektrischen Feldes und/oder der inhomogenen Zündung der Emissionselektroden. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders besitzt die Reihe von mehreren Emissionselektroden einen Anfang und ein Ende, wobei insbesondere pro Anfang und Ende eine Emissionselektrode vorgesehen ist. Beispielsweise ist vorgesehen, dass die reihenanfang- und reihenendseitigen Emissionselektroden, insbesondere die randnahen Emissionselektroden in Bezug auf eine Emissionselektrodenreihe, einen größeren Durchmesser aufweisen als dazwischenliegende, insbesondere reihenmittige Emissionselektroden. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Durchmesser der Emissionselektroden vom Reihenanfang zur Reihenmitte vorzugsweise kontinuierlich und/oder stufenartig abnimmt und/oder von der Reihenmitte zum Reihenende kontinuierlich und/oder stufenartig zunimmt. Aufgrund dieser konstruktiven Variation der einzelnen Emissionselektroden einer Emissionselektrodenreihe lässt sich das elektrische Feld einer Emissionselektrodenreihe vereinheitlichen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der Schaft der mehreren Emissionselektroden ein gegenelektrodenseitiges Ende auf, welches der Gegenelektrode zugewandt sein kann. Das gegenelektrodenseitige Ende kann beispielsweise zur Gegenelektrode hin gewölbt sind. Des Weiteren kann die Reihe von mehreren Emissionselektroden einen Anfang und ein Ende besitzen, wobei pro Anfang und Ende beispielsweise jeweils eine Emissionselektrode vorgesehen sind, die Anfang und Ende bilden. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung weisen reihenanfang- und reihenendseitige Emissionselektrodenenden einen größeren Wölbungsradius auf als reihenmittige Emissionselektrodenenden. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Wölbungsradius der Emissionselektrodenenden vom Reihenanfang zur Reihenmitte kontinuierlich und/oder stufenartig abnimmt und/oder von der Reihenmitte zum Reihenende kontinuierlich und/stufenartig zunimmt.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung besitzt die Reihe von mehreren Emissionselektroden einen Anfang und ein Ende, wobei am Anfang und am Ende jeweils eine Emissionselektrode angeordnet sein kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass reihenanfang- und reihenendseitige Emissionselektroden weiter von einem die Emissionselektroden haltenden Träger, der beispielsweise analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungen und beispielhaften Weiterbildungen ausgestaltet sein kann, vorstehen als dazwischen liegende, insbesondere reihenmittige Emissionselektroden. Dabei kann gemäß einer beispielhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Vorstand der Emissionselektroden von dem Träger vom Reihenanfang zur Reihenmitte kontinuierlich und/oder stufenartig abnimmt und/oder von der Reihenmitte zum Reihenende kontinuierlich und/oder stufenartig zunimmt.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders umfasst der Schaft Edelstahl, Titan, Wolfram, Nickel, eine Aluminium-Chrom-Legierung oder eine Kombination davon und/oder ölbeständiges Material, insbesondere Kunststoff.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist der Schaft aus einem elektrisch leitenden Kunststoff hergestellt. Des Weiteren kann der Schaft aus einem elektrischen Isolationsmaterial hergestellt sein und mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt sein, die vorzugsweise eine elektrische Mindestleitfähigkeit sicherstellen.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Schaft wenigstens bereichsweise mit einer Antihaftschicht versehen. Die Antihaftschicht kann einen Selbstreinigungseffekt und/oder ein besseres Abfallen von Ablagerung bereitstellen.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Antihaftschicht Kunststoff, vorzugsweise fluorbasierten Kunststoff, insbesondere PTFE, FEP und/oder PFA, und/oder einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise PEEK.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung der Partikel in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.
  • Der Elektroabscheider umfasst eine Emissionselektrode und eine Gegenelektrode. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können voneinander isoliert sein und/oder jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Die Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 - 20 kV, vorzugsweise im Bereich von 10 - 16 kV oder im Bereich von 11 - 14 kV.
  • Die Gegenelektrode weist eine der Emissionselektrode zugewandte Empfängeroberfläche zum Empfangen von elektrisch geladenen Partikeln auf. Die Empfängeroberfläche ist in Richtung der Emissionselektrode gewölbt und geht umlaufend kontinuierlich in eine der Emissionselektrode abgewandte Abscheidefläche der Gegenelektrode über. Beispielsweise sind/ist die Empfängeroberfläche und/oder der Übergang zwischen Empfängeroberfläche und Abscheidefläche derart gebildet, dass Ablaufhindernisse, wie Kanten, eine Sammelstelle, wie Wannen, vermieden sind. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Gegenelektrode längs der Emissionselektrodenreihe, vorzugsweise geradlinig, erstrecken. Des Weiteren kann die Gegenelektrode einen Querschnitt mit einer den Emissionselektroden zugewandten Empfängeroberfläche zum Empfangen von elektrisch geladenen Partikeln aufweisen, die in Richtung der Emissionselektrodenreihe gewölbt ist. Ferner ist der Querschnitt der Gegenelektrode entlang dessen Längserstreckung zumindest im Bereich der Empfängeroberfläche konstant. Alternativ oder zusätzlich kann die Gegenelektrode derart bezüglich der Emissionselektrode, vorzugsweise in oder entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms, versetzt sein, dass ein Winkel zwischen der Gravitationsrichtung und einem kürzesten Abstand zwischen Gegenelektrode und Emissionselektrode besteht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung der Partikel in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.
  • Der Elektroabscheider umfasst eine Emissionselektrode und eine Gegenelektrode. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können voneinander isoliert sein und/oder jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Die Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 - 20 kV, vorzugsweise im Bereich von 10 - 16 kV oder im Bereich von 11 -14 kV.
  • Die Gegenelektrode weist eine der Emissionselektrode zugewandte Empfängeroberfläche zum Empfangen von elektrisch geladenen Partikeln auf. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Empfängeroberfläche wenigstens teilweise mit einer Antihaftschicht versehen. Die Antihaftschicht kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, einen Reibungswiderstand zwischen den auf der Empfängerfläche auftreffenden Partikeln und der Empfängerfläche zu reduzieren. Beispielsweise reduziert die Antihaftschicht eine Adhäsionskraft zwischen Empfängeroberfläche und den elektrisch geladenen Partikeln, die auch als Filtrierrückstände bezeichnet werden können. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Antihaftschicht wenigstens bereichsweise und/oder punktuell mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt ist und/oder eine Schichtdicke von weniger als 200 nm besitzt. Dadurch wird in die Antihaftschicht eine gewisse elektrische Mindestleitfähigkeit appliziert, um somit den bestimmungsgemäßen Betrieb des Elektrofilters sicherzustellen und eine zuverlässige Ausbildung des elektrischen Hochspannungsfeldes zu realisieren. Schließlich bewirkt die erfindungsgemäße Maßnahme eine Erhöhung der Abscheiderate. Beispielsweise können die elektrisch leitfähigen Partikel in die Antihaftschicht eingebettet sein. Beispielsweise ist es möglich, die Antihaftschicht durch Besprühen, Bedrucken oder durch einen Walzvorgang auf die Gegenelektrode aufzubringen. Außerdem ist es möglich, die Gegenelektrode derart herzustellen, dass bereits bei der Herstellung die Abscheidefläche aus dem Material der Antihaftschicht hergestellt wird.
  • Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
  • Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
    • 1 eine Prinzipskizze eines Beispiels zur Entstehung von Blow-By-Gasen und zur Einbausituation von erfindungsgemäßen Elektroabscheidern;
    • 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;
    • 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Elektroabscheiders gemäß 2;
    • 4 eine Detailseitenansicht des Elektroabscheiders gemäß den 2 und 3;
    • 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;
    • 6 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Elektroabscheiders gemäß 5;
    • 7 eine Detailseitenansicht des Elektroabscheiders gemäß den 5 und 6;
    • 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;
    • 9 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Elektroabscheiders gemäß 8;
    • 10 eine Detailseitenansicht des Elektroabscheiders gemäß den 8 bis 9;
    • 11 eine schematische Stirnansicht eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;
    • 12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders; und
    • 13 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Elektroabscheiders gemäß 12.
  • In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen ist ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors, im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen.
  • 1 zeigt eine schematische Prinzipskizze zur Einbausituation erfindungsgemäßer Elektroabscheider 1 in einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem 100. Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem 100 umfasst ein Kurbelgehäuse 103 mit einer Strömungsaustrittsöffnung 105, durch die Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse 103 austreten kann, und einen mit der Strömungsaustrittsöffnung 105 fluidal in Verbindung stehenden erfindungsgemäßen Elektroabscheider 1. Wie in 1 zu sehen ist, kann die fluidale Verbindung zwischen Elektroabscheider 1 und Strömungsaustrittsöffnung 105 über ein Rohrleitungssystem, wie eine Austrittsleitung 107, erfolgen, welche die Strömungsaustrittsöffnung 105 des Kurbelgehäuses 103 mit einer Strömungseintrittsöffnung 109 des Elektroabscheiders 1 verbindet. Alternativ kann der Elektroabscheider 1 derart an das Kurbelgehäuse 103 montiert werden (nicht dargestellt), dass die Strömungseintrittsöffnung 109 der Strömungsaustrittsöffnung 105 des Kurbelgehäuses 103 entspricht. Mittels des Pfeils mit der Bezugsziffer 111 ist angedeutet, dass Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse 103 in den Elektroabscheider 1 strömen kann.
  • Ferner zeigt 1 ein Beispiel zur Entstehung von Blow-By-Gas und zur allgemeinen Einbausituation des Elektroabscheiders 1. Es ist ein Verbrennungsmotor 113 dargestellt, der mit einer Frischluftzufuhr 115, einer Abgasabfuhr 117 und dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem 100 fluidal gekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 1 umfasst einen Zylinderkopf 119, einen Zylinder 121 und das Kurbelgehäuse 103. In dem Zylinder 121 wird ein Kolben 123 axial geführt, der einen Hubraum 125 gegenüber einem Kurbelgehäuseinnenraum 127 abgrenzt. Zur Abdichtung des Hubraums 125 gegenüber dem Kurbelgehäuseinnenraum 127 sind nicht dargestellte Dichtringe zwischen Kolben 123 und Zylinder 122 vorgesehen. Nichts desto trotz strömen Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Gase zwischen Kolben 123 und Zylinder 121 von dem Hubraum 125 in den Kurbelgehäuseinnenraum 127. Der dabei resultierende Gasstrom wird auch als Blow-By-Gas Strom bezeichnet und umfasst neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile.
  • Um einen Druckanstieg im Kurbelgehäuse 103 zu verhindern, wird der Gasstrom über die Kurbelgehäuseentlüftung 100 aus dem Kurbelgehäuse 103 abgeführt und der Frischluftzufuhr zugeführt. Dabei umfasst die Kurbelgehäuseentlüftung 100 insbesondere die fluidale Kopplung der Strömungsaustrittsöffnung 105 und der Strömungseintrittsöffnung 109 des Elektroabscheiders 1. Der Elektroabscheider 1 ist ferner über eine Rücklaufleitung 129 zum Zurücklaufenlassen von abgeschiedenen Partikeln, wie Öl, fluidal mit dem Kurbelgehäuse 103 verbunden. Insbesondere verbindet die Rücklaufleitung 129 einen Rücklaufauslass 131 des Elektroabscheiders 1 fluidal mit einem Rücklaufeinlass 133 des Kurbelgehäuses 103. Stromabwärts des Elektroabscheiders 1 verbindet ferner eine Rückführleitung 135 den Elektroabscheider 1 fluidal mit der Frischluftzufuhr 115, um der Frischluftzufuhr 115 einen von Partikeln bereinigten Gasstrom zuzuführen. Der resultierende Frischluftstrom 137, der ein Gemisch aus dem von dem Elektroabscheider 1 kommenden bereinigten Gaststrom und einem aus der Umgebung angesaugten und mittels eines Luftfilters 139 gereinigten Gasstroms sein kann, wird über ein Verdichterrad 141 verdichtet und über einen Ladeluftkühler 143 sowie eine Drosselklappe 145 dem Verbrennungsmotor 113 über den Zylinderkopf 119 zugeführt. Verbrennungsgase, die nicht zwischen Kolben 123 und Zylinder 121 in das Kurbelgehäuse 103 gelangen, werden als Abgas 147 über eine nicht dargestellte Abgasabfuhr in die Umgebung geleitet.
  • Es sei klar, dass die Einbausituation des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders 1 im Falle von einer Verwendung als Ölabscheider im Verbrennungsmotor nicht auf die in 1 dargestellte Einbausituation und auch nicht auf den Einsatz in einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem 100 beschränkt ist. Beispielsweise kann der Elektroabscheider auch dazu verwendet werden, Partikel aus Gasströmen abzuscheiden, die zwischen Zylinder 121 und Zylinderkopf 119 und/oder zwischen Zylinderkopf 119 und Zylinderkopfhaube aus dem Verbrennungsmotor 113 austreten. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet liegt in der Frischluftzufuhr 115 und/oder in der Abgasabfuhr 117, die insbesondere über das Verdichterrad 141 und das nicht dargestellte Turbinenrad verbindende Welle fluidal miteinander gekoppelt sein können.
  • Anhand der 2 bis 13 werden beispielhafte Ausführungen erfindungsgemäßer Elektroabscheider 1 näher erläutert.
  • Der Elektroabscheider 1 ist gemäß einer ersten Ausführungsform in den 2 bis 4 abgebildet. Der Elektroabscheider 1 umfasst ein einen Abscheideraum 3 festlegendes bzw. begrenzendes Gehäuse 5, das einen Boden 7, ein dem Boden 7 gegenüberliegendes Dach 9 sowie zwei gegenüberliegende, jeweils den Boden 7 mit dem Dach 9 verbindende Seitenwände 11, 13 besitzt. Über eine Eintrittsöffnung 15 gelangt ein Gasstrom 17, beispielsweise Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in den Abscheideraum 3. Der Eintrittsöffnung 15 gegenüberliegend ist die Austrittsöffnung 19 angeordnet, über die der Gasstrom 17, der dann als bereinigter Gasstrom 21 bezeichnet wird, den Abscheideraum 3 wieder verlassen kann. Das den Abscheideraum 3 begrenzende Gehäuse 5 ist nicht auf eine bestimmte Geometrie beschränkt, gemäß den 2 bis 10 jedoch als hohler, im Querschnitt im Wesentlichen rechteckiger Rohrleitungsabschnitt gebildet.
  • Der Elektroabscheider 1 umfasst ferner eine Vielzahl von Emissionselektroden 23 und mehrere Gegenelektroden 25. Gemäß den Ausführungsformen 1 umfasst der Elektroabscheider 1 6 Gegenelektroden 25. An den Emissionselektroden 23 und den Gegenelektroden 25 ist eine elektrische Hochspannung anlegbar bzw. angelegt, sodass zwischen den Emissionselektroden 23 und den Gegenelektroden 25 ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar bzw. generiert ist. In 2 ist zu erkennen, dass die Gegenelektroden 25 abschnittsweise als im Wesentlichen geradlinige Stangen oder Rohre realisiert sind, deren Längserstreckungsrichtung, angedeutet durch die Bezugsziffer Q, quer, insbesondere senkrecht, zur Hauptströmungsrichtung S des eintretenden und durchströmenden Gasstroms 17 orientiert ist. Die Gegenelektroden 25 sind dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet und in Strömungsrichtung S in einem Abstand zueinander angeordnet. An den im Wesentlichen sich geradlinig erstreckenden Stangenabschnitt 29 der Gegenelektroden 25 schließt an beiden Enden jeweils ein vorzugsweise aus einem Stück mit dem Stangenabschnitt 29 hergestellter Krümmungsabschnitt 31 an, wobei der Stangenabschnitt 29 im Wesentlichen kanten-, vorsprungs- und/oder stufenfrei in den Krümmungsabschnitt 31 übergeht. Der Krümmungsabschnitt 31 mündet schließlich in den Boden 7 des Gehäuses 5. In 2 ist ferner zu erkennen, dass der Krümmungsabschnitt 31 einen Krümmungswinkel von über 90° bildet, sodass ein Anbindungspunkt 33 der Gegenelektrode 25 mit dem Boden 7 bzgl. der Längserstreckungsrichtung der Gegenelektrode 25 in Querrichtung Q nach Innen bzgl. eines äußersten Krümmungspunktes 35 des Krümmungsabschnitts 31 versetzt ist.
  • Die Gegenelektrode 25 umfasst eine den Emissionselektroden 23 zugewandte Empfängeroberfläche 37 zum Empfangen von elektrisch geladenen Partikeln aus dem Gasstrom 17. Die Empfängeroberfläche 37 ist in Richtung der Emissionselektroden 23 gewölbt und geht umlaufend kontinuierlich in eine der Emissionselektrode 23 abgewandte Abscheidefläche 39 über. Die bevorzugte Form der Gegenelektroden 25 als im Wesentlichen vollzylindrische Stangen oder Rohre ermöglicht es, dass die abgeschiedenen Partikeln, welche auf der Empfängeroberfläche 37 auftreffen, die Empfängeroberfläche 37 überall hindernisfrei verlassen können, insbesondere von dieser ablaufen bzw. abtropfen können und zu der Abscheidefläche 39 gelangen können. Die Gegenelektroden 25 erstrecken sich mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt und einer in Richtung der Emissionselektroden 23 gewölbten Empfängeroberfläche 37 quer zur Strömungsrichtung S in Strömungsrichtung Q und mit einer im Wesentlichen von den Emissionselektroden 23 abgewandten Abscheidefläche 39, die entgegengesetzt zu der Empfängeroberfläche mit vorzugsweise gleichem Krümmungsradius geneigt ist.
  • In 3 ist zu erkennen, dass zwei Gruppen von jeweils drei in einem konstanten Abstand zueinander angeordneten Gegenelektroden 25 vorgesehen sind. Den beiden Gruppen von Gegenelektroden 25 ist jeweils eine Gruppe von Emissionselektroden 23 zugeordnet. Die Emissionselektroden 23 besitzen eine im Wesentlichen längliche, nadelartige Form und erstrecken sich von dem Gehäusedach 9 im Wesentlichen geradlinig und in Gravitationsrichtung G in den Abscheideraum 3 und in Richtung der Gegenelektroden 25. Die beiden Gruppen von Emissionselektroden 23 besitzen jeweils zwei Arrays von Emissionselektroden 23, die in Reihe quer zur Strömungsrichtung S des Gaststroms 117 angeordnet und zueinander beabstandet sind. Zwischen den jeweiligen Gruppen von Emissionselektroden 23 bzw. Gegenelektroden 25 ist jeweils ein Freiraum 41 gebildet, der in Strömungsrichtung S betrachtet größer dimensioniert ist, als ein jeweiliger Abstand zwischen zwei benachbarten Gegenelektroden 25 bzw. Emissionselektrodenreihen 23.
  • In 4, die eine Seitenansicht des Elektroabscheiders 1 gemäß den 2 und 3 darstellt, ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zunächst ist zu erkennen, dass sich die einzelnen stangen- oder röhrenförmigen Gegenelektroden 25 im Wesentlichen vollständig geradlinig in Querrichtung Q erstrecken. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Emissionselektroden 23 einen im Wesentlichen zylindrischen, langgezogenen Schaft 43 besitzen, der jeweils in eine trichter- oder kegelförmige Spitze 45 übergeht, an der Elektronen die Emissionselektroden 43 verlassen. Die sich in Querrichtung Q ausbildenden Reihen von Emissionselektroden 23 sind jeweils derart bzgl. den Gegenelektroden 25 positioniert und in Strömungsrichtung S bzgl. den Gegenelektroden 25 versetzt, dass ein Winkel α zwischen der Gravitationsrichtung G und einem kürzesten Abstand, der durch das Bezugszeichen a angedeutet ist, zwischen Gegenelektrode 25 und Emissionselektrode 23 besteht. Die Emissionselektrodennadelspitzen 45 zeigen damit jeweils in einen zwischen zwei benachbarten Gegenelektroden 25 bestehenden Freiraum. Durch den in Strömungsrichtung S vorgesehenen Versatz zwischen Emissionselektroden 23 und Gegenelektroden 25 bildet sich ein sogenannter Durchfallsektor zwischen je zwei benachbarten Gegenelektroden 25 aus, in den die sich von den Emissionselektroden 23 lösenden Ablagerungen an den Gegenelektroden vorbei gelangen können.
  • Anhand der 5 bis 7 wird eine weitere beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders 1 erläutert. Gleiche bzw. ähnliche Komponenten werden mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugsziffern versehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird lediglich auf die sich im Vergleich zu der ersten Ausführungsform gemäß den 2 bis 4 ergebenden Unterschiede eingegangen.
  • Der wesentliche Unterschied der Ausführungsform gemäß den 5 bis 7 liegt in der Struktur der Gegenelektroden 25. Wie bereits bei der Ausführungsform gemäß den 2 bis 4 erstrecken sich die Gegenelektroden 25 mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt und einer in Richtung der Emissionselektroden 23 gewölbten Empfängeroberfläche 37 quer zur Strömungsrichtung S in Strömungsrichtung Q und mit einer im Wesentlichen der Emissionselektroden 23 abgewandten Abscheidefläche 39. Die Gegenelektroden 25 der Ausführungsform gemäß den 5 bis 7 besitzen an den Enden jedoch keinen Krümmungsabschnitt 31 der zur Ausbildung eines Bodenkontaktes bzw. Anbindungspunktes 33 mit dem Boden 7 umgebogen bzw. gekrümmt ist. Insbesondere ist in 5 zu erkennen, dass die im Wesentlichen vollzylindrischen stangen- oder röhrenförmigen Gegenelektroden 25 an beiden gegenüberliegenden Enden abgerundet sind, wobei halbkugelförmige Endabschnitte 47 gebildet sind. Dies bedeutet, dass die Röhrenabschnitte 29 kanten-, vorsprungs- und/oder stufenfrei in die Kugelendabschnitte 47 übergehen. Dabei kann ein Krümmungsradius des Krümmungsendabschnitts 47 im Wesentlichen dem Krümmungsradius des Röhrenabschnitts 29 der Gegenelektrode 25 entsprechen.
  • Des Weiteren weisen die Gegenelektroden jeweils zwei Füße 49 auf, die sich von einer Unterseite der Gegenelektroden 25, das heißt von den Abscheideflächen 39, im Wesentlichen in Gravitationsrichtung G in Richtung des Bodens 7 des Gehäuses 5 erstrecken und eine Bodenabstützung bzw. einen Bodenkontakt realisieren. Den Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 bzw. 5 bis 7 ist gemeinsam, dass die Gegenelektroden 25, insbesondere deren Röhrenabschnitte 29, in einem gewissen Abstand zum Boden 7 angeordnet sind. Bei der Ausführung gemäß den 2 bis 4 wird dies durch die umgebogenen Krümmungsabschnitte 31 realisiert, die an den Enden somit die Bodenabstützung realisieren. Bei der Ausführung gemäß den 5 bis 7 wird dies durch die Füße 49 realisiert und über eine Höhe der Füße 49 gesteuert. Im Übrigen kann auf die Beschreibung bzgl. der Ausführung der 2 bis 4 verwiesen werden.
  • Anhand der 8 bis 10 wird eine weitere beispielhafte Ausführung beschrieben. Gleiche bzw. ähnliche Komponenten werden mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugsziffern versehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Wesentlichen auf die sich in Bezug auf die vorhergehenden Ausführungen gemäß den 1 bis 7 ergebenden Unterschiede eingegangen.
  • Der wesentliche Unterschied der Ausführungsform gemäß den 8 bis 10 liegt in der Gestaltung der Gegenelektroden 25. Anders als bei den Ausführungsformen gemäß den 2 bis 7, bei denen die Gegenelektroden 25 einer Gruppe von Gegenelektroden 25 als separate Bauteile hergestellt sind, vereinen die Gegenelektroden 25 der 8 bis 10 durch eine Schlangenstruktur drei Gegenelektroden-Segmente, die jeweils durch die im Wesentlichen vollzylindrischen Röhrenabschnitte 29 gebildet sind, in einem Bauteil; das heißt, dass die schlangenförmigen Gegenelektroden 25 aus einem Stück hergestellt sind. Dazu weisen die Gegenelektroden 25 einen strömungseintrittsnahen Aufstandsfuß 51 auf, der einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt besitzt und kontinuierlich, kanten-, vorsprungs- und unterbrechungsfrei in ein Winkelstück 53 übergeht, welches erneut unterbrechungsfrei, insbesondere kanten- und/oder vorsprungsfrei, in einen Röhrenabschnitt 29 der Gegenelektrode 25 übergeht, welcher sich in Querrichtung Q erstreckt, so wie es in Bezug auf die vorhergehenden Ausführungen beschrieben ist. An dem gegenüberliegenden Ende des Röhrenabschnitts 29 bzgl. des Aufstandsfußes 51 mündet der Röhrenabschnitt 29 in ein U-Stück 55, mittels dem eine Umkehrung um 180° realisiert ist, sodass sich erneut ein Röhrenabschnitt 29 ergibt, welcher sich in Querrichtung Q durch den Abscheideraum 3 erstreckt. Insofern ergibt sich eine im Wesentlichen gleiche Struktur der Gegenelektroden 25 mit dem Unterschied, dass zwei benachbarte Röhrenabschnitte 29, welche im Wesentlichen für die Abscheidung von Partikeln relevant sind, mittels eines U-Stücks 55 miteinander verbunden sind und es sich somit nicht um separate Gegenelektroden-Elemente 25 handelt.
  • Wie insbesondere in 8 zu sehen ist, sind die Emissionselektroden 23 derart bzgl. den schlangenförmigen Gegenelektroden-Gruppen 25 angeordnet, dass die Emissionselektroden 23 bzgl. der Querrichtung Q zu den U-Stücken 55 versetzt sind, sodass auch bzgl. den in Querrichtung Q betrachteten äußersten Emissionselektroden 23 und den U-Stücken 55 ein Winkel β bzgl. der Gravitationsrichtung G und einem kürzesten Abstand zwischen Emissionselektrodenspitze 45 und U-Stück 55 besteht.
  • Ein an den stromaufwärtigen Röhrenabschnitt 29 anschließender Mittel-Röhrenabschnitt 29 mündet an einem seinem Ende wiederum in ein 181°-U-Stück 55, sodass sich ausgehend von dem U-Stück 55 erneut ein geradlinig erstreckender und mit gleichem Querschnitt und Orientierung ausbildender stromabwärtiger Röhrenabschnitt 29 ergibt. Dieser mündet bzgl. der Querrichtung Q auf Höhe des U-Stücks 55 in ein Winkelstück 53, wobei ein Übergang erneut unterbrechungsfrei realisiert ist, welches schließlich in einen Aufstandsfuß 51 übergeht. Die stromabwärtige Gruppe von Gegenelektroden 25 ist erneut durch eine identische schlangenförmige Gegenelektroden-Einheit 25 gebildet. Das stromaufwärtige Gegenelektrodenelement 25 der stromabwärtigen Gegenelektrodengruppe ist dabei derart bzgl. der stromaufwärtigen Gegenelektroden-Gruppe angeordnet, dass der stromaufwärtige Aufstandsfuß 51 der stromabwärtigen Gegenelektroden-Gruppe auf derselben Seite bzgl. der Querrichtung Q wie der stromabwärtige Aufstandsfuß 51 der stromaufwärtigen Gegenelektroden-Gruppe positioniert ist. Im Übrigen kann auf die Beschreibung in Bezug auf die Ausführungen gemäß den 2 bis 7 verwiesen werden.
  • Anhand von 11 wird schematisch auf die elektrische Hochspannung zwischen Emissionselektrode 23 und Gegenelektrode 25 eingegangen. Dabei ist das Anlegen einer elektrischen Hochspannung schematisch durch die beiden Pole 57, 59 angedeutet. Im Folgenden wird auf die Funktionsweise der Elektroabscheidung näher eingegangen. Aufgrund der elektrischen Hochspannung, die über die Pole 57, 59 angelegt ist, bildet sich ein Hochspannungsfeld zwischen Emissionselektrode 23 und Gegenelektrode 25 aus. Dabei wird der Elektroabscheider 1 vorzugsweise unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Beispielsweise kann der Elektroabscheider 1 derart betrieben sein, dass, wie in 11 dargestellt ist, Elektronen aus der Emissionselektrode 23 austreten und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen treten, wodurch sich eine negative Korona, die in 11 mittels der Bezugsziffer 61 angedeutet ist, ergibt. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrischen Feld der Korona 61 stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern.
  • Die negativen Ladungen bewegen sich dann unter Ausbildung eines schirm- bzw. kegelartigen einen Ionisationsbereich 63 (auch Ionenwolke genannt) bildenden Vorhangs in Richtung der bzgl. der Emissionselektroden 23 entgegengesetzt geladenen Gegenelektronen 25. Der vorhangartige Ionisationsbereich 63 legt sich, wie es in 11 zu sehen ist, im Wesentlichen vollständig umlaufend um die Empfängeroberfläche 37, welche der Emissionselektrode 23 zugewandt ist. Die negativ aufgeladenen Partikel aus dem Gaststrom wandern quer zur Strömungsrichtung S des Gasstroms in Richtung der Empfängeroberfläche 37, von der sie angezogen werden, auf der sie auftreffen und auf welcher sie ihre Ladung wieder abgeben. Die flüssigen Partikel, wie Ölpartikel, fließen anschließend von der Empfängeroberfläche 37 aufgrund dessen konkav gewölbten Form umlaufend ab und können dann von der Gegenelektrode 25 abtropfen und/oder weiter entlang der Außenseite der Gegenelektrode 25 bis hin zur Abscheidefläche 39 wandern, die der Emissionselektrode abgewandt ist und in Richtung weg von der Emissionselektrode 23 gewölbt ist, und zwar mit dem selben Wölbungsradius wie die Empfängeroberfläche 37. Im Querschnitt besitzt die Gegenelektrode 25 gemäß der beispielhaften Ausführungen eine kreisrunde Form. An der Abscheidefläche 39 sind schematisch Partikel 65 abgebildet, die von dem Gasstrom abgeschieden wurden und entlang der Empfängeroberfläche 37 bis hin zur Abscheidefläche 39 an der Außenseite der Gegenelektrode 25 entlang gewandert sind.
  • In den 12 und 13 ist eine weitere beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders 1 gezeigt. Dabei werden gleiche bzw. ähnliche Komponenten mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugsziffern versehen.
  • Der Elektroabscheider gemäß der 12 bis 13 umfasst ein Gehäuse 67, welches einen Einlasskanal oder Einlasskanalabschnitt 69 zum Einführen eines Gasstroms 17 in den Elektroabscheider 1 aufweist. Der Einführkanal 69 ist als ein im Wesentlichen innenzylindrischer Rohrabschnitt gebildet, in dem eine Strömungsrichtung der Rohgasströmung 17 im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptströmung S innerhalb des Abscheideraums 3 des Elektroabscheiders 1 orientiert ist. Die Strömungsrichtung in 12 ist lediglich exemplarisch zu verstehen. Es ist auch möglich, dass die Strömung über den mit dem Bezugszeichen 73 bezeichneten Kanalabschnitt eingeführt und über den mit dem Bezugszeichen 69 bezeichneten Kanalabschnitt abgeführt wird. Des Weiteren umfasst das Gehäuse 67 einen weiteren, im Wesentlichen identisch zu dem Kanalabschnitt 69 gebildeten Auslasskanalabschnitt 73, über den der bereinigte Gasstrom aus dem Elektroabscheider 1 abgeführt werden kann. Das Gehäuse 67 kann beispielsweise aus zwei aneinander zu befestigenden Gehäusehälften 75 und 77 gebildet sein, wobei die obere Gehäusehälfte 75 den Deckel und die untere Gehäusehälfte 77 den Boden bildet. Innerhalb des Abscheideraums 3 des Elektroabscheiders 1 ist eine als ebene Platte ausgebildete Gegenelektrode 25 auf dem Bodengehäuseteil 77 angeordnet. Die plattenartige Gegenelektrode 25 ist bzgl. der umgebenden Innenfläche 79 des Boden-Gehäuseteils 77 erhöht angeordnet. Aus dem Gasstrom abgeschiedene Partikel werden von der Gegenelektrode 25 angezogen und können von dieser abfließen bzw. abtropfen und mittels eines an einen nicht dargestellten Bypasskanal angeschlossenen Partikel- bzw. Fluidablaufs 81 abgeführt und beispielsweise zurück in einen entsprechenden Fluidkreislauf geführt werden. Beispielsweise, wenn es sich um Ölpartikel handelt, können die abgeschiedenen Ölpartikel zurück in den Ölkreislauf in das Kurbelgehäuse 103 geführt werden.
  • Der plattenartigen Gegenelektrode 25 gegenüber liegend ist ein Emissionselektrodenfeld 23 vorgesehen, welches an einer Innenseite 83 des Deckel-Gehäuseteils 75 angeordnet ist. Die einzelnen Emissionselektroden 23 erstrecken sich von der Innenseite 83 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung G in Richtung der Platten-Gegenelektrode 25. Wie insbesondere in 13 zu sehen ist, besitzt das Emissionselektrodenfeld 23 vier sich im Wesentlichen in Querrichtung Q quer zur Strömungsrichtung S erstreckende Reihen von Emissionselektroden 23, wobei die Erstreckungsrichtung der einzelnen Reihen im Wesentlichen parallel zueinander liegt. Unter Zusammenschau der 12 und 13, in der lediglich das Gehäuse-Oberteil 75 zur vereinfachten Veranschaulichung abgebildet ist, ist zu erkennen, dass die flächige Erstreckung der ebenen plattenartigen Gegenelektrode 25 größer bemessen ist, als eine Außen-Umfangsabmessung des Emissionselektrodenfeldes 23.
  • Gemäß der Detailansicht XIII in 13 ist angedeutet, dass die einzelnen Emissionselektroden 23 einer Emissionselektrodenreihe in einem regelmäßigen, konstanten Abstand zueinander angeordnet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Emissionselektrodenlänge 1 wenigstens 2 mm und vorzugsweise höchstens 8 mm beträgt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Abstand x zweier benachbarter Emissionselektroden 23 im Bereich von 3 mm bis vorzugsweise 15 mm liegt, zumindest bezüglich einer Emissionselektrodenreihe. Insbesondere in 13 ist außerdem zu erkennen, dass die Emissionselektroden 23 zweier benachbarter Emissionselektrodenreihen in Querrichtung Q zueinander versetzt angeordnet sind, so dass beispielsweise je eine Emissionselektrode 23 auf halbem Abstand zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden 23 einer stromaufwärtigen Emissionselektrodenreihe positioniert ist. Beispielsweise können die Emissionselektroden 23 von einem Träger mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10-8 S*cm-1 gehalten sein. Der Träger 85 kann beispielsweise die Unterseite 83 des Gehäuse-Oberteils 75 bilden. Beispielsweise umfasst der Träger 85 Kunststoff, vorzugsweise duroplastischen Kunststoff und/oder Vergussmasse, wie Epoxidharz oder Silikon. Das Gehäuse-Oberteil 75 weist an einer Innenseite, an der auch der Träger 85 angeordnet ist, benachbart zu dem Träger 85 Strömungsführungen 87, 89 auf, an denen die Fluidströmung umgelenkt wird. Beispielsweise ist die Strömungsführung 87 dem Einlasskanalabschnitt 69 und die Strömungsführung 89 dem Auslasskanalabschnitt 73 zugeordnet.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektroabscheider
    3
    Abscheideraum
    5
    Gehäuse
    7
    Bodengehäuseteil
    9
    Dachgehäuseteil
    11, 13
    Seitenwand
    15
    Eintrittsöffnung
    17
    Gasstrom
    19
    Austrittsöffnung
    21
    Gasstrom
    23
    Emissionselektrode
    25
    Gegenelektrode
    29
    Stangenabschnitt
    31
    Krümmungsabschnitt
    33
    Anbindungspunkt
    35
    Krümmungspunkt
    37
    Empfängeroberfläche
    39
    Abscheidefläche
    41
    Freiraum
    43
    Schaft
    45
    Spitze
    47
    Endabschnitt
    49
    Fuß
    51
    Aufstandsfuß
    53
    Winkelstück
    55
    U-Stück
    57,59
    Pol
    61
    Korona
    63
    Ionisationsbereich
    65
    Partikel
    67
    Gehäuse
    73
    Einlasskanalabschnitt
    69
    Auslasskanalabschnitt
    75,77
    Gehäusehälfte
    79
    Innenfläche
    81
    Partikel- bzw. Fluidablauf
    83
    Innenseite
    85
    Träger
    87, 89
    Strömungsführung
    100
    Kurbelgehäuseentlüftungssystem
    103
    Kurbelgehäuse
    105
    Strömungsaustrittsöffnung
    107
    Austrittsleitung
    109
    Strömungseintrittsöffnung
    111
    Blow-By-Gas-Strömung
    113
    Verbrennungsmotor
    115
    Frischluftzufuhr
    117
    Abgasabfuhr
    119
    Zylinderkopf
    121
    Zylinder
    123
    Kolben
    125
    Hubraum
    127
    Kurbelgehäuseinnenraum
    129
    Rücklaufleitung
    131
    Rücklaufauslass
    133
    Rücklaufeinlass
    135
    Rückführleitung
    137
    Frischluftstrom
    139
    Luftfilter
    141
    Verdichterrad
    143
    Ladeluftkühler
    145
    Drosselklappe
    147
    Abgas
    α, β
    Winkel
    a
    kürzester Abstand
    l
    Länge
    x
    Abstand
    G
    Gravitationsrichtung
    S
    Strömungsrichtung
    Q
    Querrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2016/147127 A1 [0003]
    • WO 2016/147127 [0005]
    • DE 10033642 C1 [0006]

Claims (17)

  1. Elektroabscheider (1) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, umfassend: - eine Emissionselektrode (23) mit einem langgezogenen Schaft (43) und eine Gegenelektrode (25), an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen der Emissionselektrode (23) und der Gegenelektrode (25) ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist; wobei der Schaft (43) einen, vorzugsweise konstanten, im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt mit einem Schaftdurchmesser von mindestens 0,2 mm und höchstens 1 mm besitzt.
  2. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 1, wobei der Schaft (43) an einem gegenelektrodenseitigen Ende abgeflacht ist, sich kegelförmig zu einer Spitze (45) hin verjüngt oder ein gegenelektrodenseitiges Ende aufweist, das hin zur Gegenelektrode (25) gewölbt ist, insbesondere mit einem Wölbungsradius von mindestens 0,2 mm und höchstens 1 mm, vorzugsweise von 0,4 mm.
  3. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Emissionselektrode (23) aus einem Endlosrohling, wie einem Endlosdraht, hergestellt ist und wenigstens ein gegenelektrodenseitiges Schaftende abgebrochen oder abgeschert ist.
  4. Elektroabscheider, (1) insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, umfassend: - eine Emissionselektrode (23) mit einem langgezogenen Schaft (43) und eine Gegenelektrode (25), an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen der Emissionselektrode (23) und der Gegenelektrode (25) ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist; wobei die Emissionselektrode (23) derart von einem Träger (85) mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10-8 S*cm-1 gehalten ist, dass der Schaft (43) um wenigstens 0,5 mm und vorzugsweise höchstens 8 mm von dem Träger (85) vorsteht.
  5. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 4, wobei der Träger (85) eine im Wesentlichen ebene, der Gegenelektrode zugewandte Oberfläche besitzt und/oder wobei der Träger (85) Kunststoff, vorzugsweise duroplastischen Kunststoff, und/oder Vergussmasse, wie Epoxidharz oder Silikon, umfasst.
  6. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die vorzugsweise auf einer Leiterplatte vormontierte Emissionselektrode (23) derart dimensioniert und von Träger-Gussmaterial umgossen ist, dass der Schaft (43) um wenigstens 0,5 mm und vorzugsweise höchstens 8 mm von dem Träger (85) nach Verfestigung des Träger-Gussmaterials vorsteht.
  7. Elektroabscheider, (1) insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, umfassend: - mehrere in Reihe angeordnete Emissionselektroden (23) mit einem langgezogenen Schaft (43) und eine Gegenelektrode (25), an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen den Emissionselektroden (23) und der Gegenelektrode (25) ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist; wobei ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden (23) im Bereich von 3 mm bis 15 mm, vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 10 mm, liegt.
  8. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 7, wobei ein Unterschied zwischen den an zwei benachbarten Emissionselektroden (23) anliegenden elektrischen Feldstärken weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 8 % oder weniger als 5 %, beträgt.
  9. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei wenigstens zwei Arrays von mehreren Emissionselektroden (23), die pro Array in Reihe vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms angeordnet sind, vorgesehen sind, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden (23) desselben Arrays sowie zwischen zwei benachbarten Emissionselektroden (23) verschiedener Arrays im Bereich von 3 mm bis 15 mm liegt.
  10. Elektroabscheider, (1) insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors, umfassend: - mehrere in Reihe angeordnete Emissionselektroden (23) mit einem langgezogenen Schaft (43) und eine Gegenelektrode (25), an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen den Emissionselektroden (23) und der Gegenelektrode (25) ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist; wobei der Schaft (43) jeder Emissionselektrode (23) derart dimensioniert ist und/oder ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden (23) derart gewählt ist, insbesondere derart auf die Position der jeweiligen Emissionselektrode (23) entlang der Reihe von Emissionselektroden (23) abgestimmt ist, dass das von den Emissionselektroden (23) generierte elektrische Feld im Bereich eines gegenelektrodenseitigen Schaftendes der Emissionselektroden (23) im Wesentlichen gleich groß ist.
  11. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 10, wobei die Reihe von mehreren Emissionselektroden (23) einen Anfang und ein Ende besitzt, wobei reihenanfang- und reihenendseitige Emissionselektroden (23) einen größeren Durchmesser aufweisen als reihenmittige Emissionselektroden, wobei insbesondere der Durchmesser der Emissionselektroden (23) vom Reihenanfang zur Reihenmitte kontinuierlich und/oder stufenartig abnimmt und/oder von der Reihenmitte zum Reihenende kontinuierlich und/oder stufenartig zunimmt.
  12. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei der Schaft (43) ein gegenelektrodenseitiges Ende aufweist, das hin zur Gegenelektrode (25) gewölbt ist, und die Reihe von mehreren Emissionselektroden (23) einen Anfang und ein Ende besitzt, wobei reihenanfang- und reihenendseitige Emissionselektrodenenden einen größeren Wölbungsradius aufweisen als reihenmittige Emissionselektrodenenden, wobei insbesondere der Wölbungsradius der Emissionselektrodenenden vom Reihenanfang zur Reihenmitte kontinuierlich und/oder stufenartig abnimmt und/oder von der Reihenmitte zum Reihenende kontinuierlich und/oder stufenartig zunimmt.
  13. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Reihe von mehreren Emissionselektroden (23) einen Anfang und ein Ende besitzt, wobei reihenanfang- und reihenendseitige Emissionselektroden (23) weiter von einem die Emissionselektroden (23) haltenden Träger (85) vorstehen als reihenmittige Emissionselektroden, wobei insbesondere der Vorstand der Emissionselektroden (23) von dem Träger (85) vom Reihenanfang zur Reihenmitte kontinuierlich und/oder stufenartig abnimmt und/oder von der Reihenmitte zum Reihenende kontinuierlich und/oder stufenartig zunimmt.
  14. Elektroabscheider (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schaft (43) Edelstahl, Titan, Wolfram, Nickel, eine Aluminium-Chrom-Legierung, oder Kombinationen davon, und/oder ölbeständiges Material umfasst.
  15. Elektroabscheider (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schaft (43) aus einem elektrisch leitenden Kunststoff hergestellt ist, oder aus einem elektrischen Isolationsmaterial hergestellt und mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt ist.
  16. Elektroabscheider (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schaft (43) wenigstens bereichsweise mit einer Antihaftschicht versehen ist.
  17. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 16, wobei die Antihaftschicht Kunststoff, vorzugsweise fluorbasierten Kunststoff, insbesondere PTFE, FEP und/oder PFA, und/oder einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise PEEK, umfasst.
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