DE102019008157A1 - Electrostatic precipitator - 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 und eine Gegenelektrode, an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist, wobei eine der Emissionselektrode zugewandte Empfängeroberfläche der Gegenelektrode wenigstens teilweise mit einer Antihaftschicht versehen ist und die Antihaftschicht wenigstens bereichsweise mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt ist.The present invention relates to an electrical separator for separating liquid and / or solid particles from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, of an internal combustion engine, comprising an emission electrode and a counter electrode, to which a high electrical voltage can be applied so that between an electrical high-voltage field can be generated between the emission electrode and the counterelectrode, wherein a receiver surface of the counterelectrode facing the emission electrode is at least partially provided with an anti-adhesive layer and the anti-adhesive layer is at least partially offset with electrically conductive particles.

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.The present invention relates to an electrical separator for separating liquid and / or solid particles from a gas flow, preferably from a blow-by gas from a crankcase ventilation, in an internal combustion engine.

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.Separators, in particular oil separators, are known in the prior art. There are generally two types of separators, namely passive separators and active separators. With passive separators, no additional energy is introduced into the system in order to remove the particles from the gas flow. Active separators are characterized by the fact that additional energy is used to separate the particles from the gas flow. For example, an electrodeposition system is known in which particles located in the gas flow are electrically charged so that they can be attracted to a surface of opposite polarity and then deposited. In the case of oil separators in particular, the oil particles are returned to the oil circuit and the cleaned gas flow is returned to the intake air of the internal combustion engine.

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.Such an electrostatic precipitator is off, for example WO 2016/147 127 A1 known. The electrostatic precipitator comprises a multiplicity of emission electrodes, by means of which a direct voltage which exceeds the breakdown voltage can be generated for the formation of a stable low-energy plasma, and a multiplicity of counter electrodes which are assigned to the emission electrodes. The needle-shaped emission electrodes are each assigned to a counter electrode in such a way that the emission electrodes are positioned essentially vertically above the counter electrodes. The counter-electrodes have a curved plateau area that merges into a flat web section, which in turn is connected to a frame structure that connects a number of counter-electrodes and on which the counter-electrodes are arranged at a distance from one another, distributed along the direction of flow of the gas flow.

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.However, disadvantages have arisen in this tried and tested electrodeposition technique. On the one hand, the efficiency of the electrostatic precipitator is adversely affected by the fact that there is always a counter-electrode-free area at a distance from two counter-electrode plateaus, which cannot contribute to the separation. Furthermore, it was found that deposited particles tend to accumulate on the counter electrode plateaus. The accumulation of particles on the counter-electrodes has a disadvantageous effect on the longevity of the electrostatic precipitator, since the counter-electrodes become increasingly contaminated and have to be replaced. On the other hand, undesired plasma ignitions on the counter electrode can occur.

DE 29809320 U1 offenbart einen Elektrofilter zum Entfernen von Emissionen aus einem Luftstrom. Der Elektrofilter umfasst eine Aufnahmeplatte zum Anziehen und Speichern der in dem Luftstrom befindlichen und daraus abzuscheidenden Emissionspartikel. Um eine Reinigung der Aufnahmeplatten zu erleichtern, weisen die Aufnahmeplatten eine Antihaftbeschichtung beispielsweise aus PTFE auf, um die Adhäsionskraft zwischen der Aufnahmeplattenoberfläche und den abgeschiedenen Partikeln zu reduzieren. Bei dem Elektrofilter gemäß DE 29809320 U1 hat sich allerdings gezeigt, dass das elektrische Feld nicht zuverlässig genug erzeugt wird bzw. es vorkommen kann, dass das elektrische Feld nicht stark genug ist, um die sich in dem Luftstrom befindenden Emissionspartikel elektrisch zu laden. Demnach führt die PTFE-Antihaftbeschichtung zu einer Reduzierung der Abscheiderate des Elektrofilters. DE 29809320 U1 discloses an electrostatic precipitator for removing emissions from an air stream. The electrostatic precipitator comprises a receiving plate for attracting and storing the emission particles located in the air flow and to be separated therefrom. In order to facilitate cleaning of the receiving plates, the receiving plates have a non-stick coating, for example made of PTFE, in order to reduce the adhesive force between the receiving plate surface and the separated particles. With the electrostatic precipitator according to DE 29809320 U1 However, it has been shown that the electric field is not generated reliably enough or it can happen that the electric field is not strong enough to electrically charge the emission particles in the air flow. Accordingly, the PTFE non-stick coating leads to a reduction in the separation rate of the electrostatic precipitator.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern, insbesondere einen Elektroabscheider bereitzustellen, bei dem ein Ablagern von abgeschiedenen Partikeln an der Gegenelektrode reduziert, insbesondere vermieden, ist, vorzugsweise ohne die Abscheideeffizienz des Elektroabscheiders zu reduzieren.One object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art, in particular to provide an electrostatic precipitator in which the deposition of deposited particles on the counter electrode is reduced, in particular avoided, preferably without reducing the separation efficiency of the electrostatic precipitator.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 bzw. 6 gelöst.The object is achieved by the subject matter of claims 1 and 6, respectively.

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.According to one aspect of the present invention, an electrostatic precipitator is provided for separating liquid and / or solid particles, such as oil particles, from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, of an internal combustion engine. In an exemplary application of an electric separator according to the invention in a motor vehicle with an internal combustion engine, blow-by gases arise between a working piston and a cylinder in which the working piston is accommodated in a crankcase interior of the internal combustion engine. Alternatively, so-called blow-by gases also occur between the cylinder and the cylinder head and / or between the cylinder head and the cylinder head cover of an internal combustion engine, such as a reciprocating piston engine. In addition to air and oil, blow-by gases usually also contain combustion gases and unburned fuel components, which can have negative effects on the function of the internal combustion engine. For example, the pressure increase caused by the blow-by gas flow in the crankcase is reduced, preferably avoided, by means of a crankcase ventilation which is coupled to the fresh air supply of the internal combustion engine by means of a line system. in the The course of the flow direction within the crankcase ventilation can be arranged, for example, an electrical separator according to the invention, in particular such that the blow-by gas flow comprising combustion gases and / or unburned fuel components is fed to the electrical separator, in which a separation, in particular oil separation, of liquid and / or solid particles such as oil particles, so that the separated particles can be removed from the gas flow and the preferably cleaned gas flow can be fed to the fresh air supply without damaging the internal combustion engine. The electrostatic precipitator according to the invention is preferably an active separation device in which, as already stated above, additional energy is introduced into the separation system.

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.The electrostatic precipitator works essentially according to the following principle: release of electrical charges, especially electrons; Charging the particles in an electric field; Transport of the electrically charged particles to an opposite pole; Discharging the charged particles at the opposite pole; and removing the particles from the opposite pole.

Der erfindungsgemäße 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. 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 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. 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.The electrostatic precipitator according to the invention comprises an emission electrode and a counter electrode. The counter electrode and the emission electrode can be insulated from one another and / or each can be made from one piece. The emission electrode, also called a spray electrode, essentially serves to emit, preferably negatively charged, particles. The counter electrode, also called the collecting electrode, forms the opposite pole. An electrical high voltage can be applied to the emission electrode and the counter electrode, so that an electrical high voltage field can be generated between the emission electrode and the counter electrode. For example, the high voltage is in the range of 8-20 kV, preferably in the range of 10-16 kV or in the range of 11-14 kV. For example, the space formed between the emission electrode and the counter electrode can be referred to as a separation space. During the operation of the electrostatic precipitator, an electrical high voltage is applied between the emission electrode and the counter electrode, so that a high voltage field is generated between the emission electrode and the counter electrode. The electrostatic precipitator is preferably operated below the breakdown or flashover voltage. The breakdown voltage, also called flashover voltage, is the voltage that must be exceeded in order for a voltage breakdown through a material or substance, e.g. B. an insulator, or gas. For example, the principle of charge generation on which the electrostatic precipitator is based can be impact ionization. When a so-called corona field strength is exceeded, electrons emerge from the emission electrode and interact with the surrounding gas molecules, whereby a so-called negative corona is formed. Free electrons present in the gas are strongly accelerated in the electrostatic field of the corona, so that a gas discharge can occur. When they hit gas molecules, further electrons can be split off or attach to the gas molecules. The negative charges then move in the direction of the oppositely charged counter electrode. When a particle-charged gas flow enters, the negatively charged charges attach to the particles. As a result of the electrical force of the applied direct voltage field transversely to the direction of flow of the gas flow, the negatively charged particles migrate in the direction of the counter electrode, where they can release their charge again. Liquid particles, such as oil particles, can then flow off or drip off the counter electrode and thereby be separated from the gas flow, while a preferably cleaned gas flow, such as a clean air gas flow, can leave the electrostatic precipitator again. It is clear that the present invention also covers embodiments in which a positive electroemission electrode / a positive corona / positively charged charges are used instead of the negative emission electrode / the negative corona / the negatively charged charges. To avoid repetition, the description of the invention is limited to the design of the negative emission electrode.

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 ist die Antihaftschicht wenigstens bereichsweise und/oder punktuell mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt. 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. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass auf diese Weise den teilweise gegensätzlichen Anforderungen an Antihaftschichten im Einsatzbereich von Elektroabscheidern Rechnung getragen werden kann, nämlich eine elektrische Mindestleitfähigkeit, eine möglichst hohe Antihaftwirkung und eine hohe Stabilität gegenüber dem von dem elektrostatischen Feld verursachten Ladungsträgerbeschuss bereit zu stellen, wobei die Erzeugung des elektrischen Hochspannungsfeldes nicht negativ beeinflusst werden darf. 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.The counter electrode has a receiver surface facing the emission electrode for receiving electrically charged particles. According to one aspect of the present invention, the receiver surface is at least partially provided with a non-stick layer. The non-stick layer can be designed, for example, to reduce frictional resistance between the particles hitting the receiver surface and the receiver surface. For example, the non-stick layer reduces the adhesive force between the receiver surface and the electrically charged particles, which can also be referred to as filter residues. Furthermore, the non-stick layer is offset with electrically conductive particles at least in some areas and / or at certain points. As a result, a certain minimum electrical conductivity is applied to the non-stick layer in order to ensure the intended operation of the electrostatic precipitator and to implement a reliable formation of the high-voltage electrical field. Finally, the measure according to the invention brings about an increase in the deposition rate. The inventors of the present invention have found that in this way the partially contradicting requirements Non-stick layers can be taken into account in the field of application of electrostatic precipitators, namely to provide a minimum electrical conductivity, the highest possible anti-stick effect and high stability against the charge carrier bombardment caused by the electrostatic field, whereby the generation of the high-voltage electrical field must not be negatively influenced. For example, the electrically conductive particles can be embedded in the non-stick layer. For example, it is possible to apply the non-stick layer to the counter electrode by spraying, printing or by a rolling process. In addition, it is possible to manufacture the counter-electrode in such a way that the separation surface is made from the material of the anti-adhesive layer during manufacture.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung geht die Empfängeroberfläche in eine der Emissionselektrode abgewandte Abscheidefläche 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. Beispielsweise ist ausschließlich die Empfängeroberfläche der Emissionselektrode zugewandt, während die Abscheidefläche ausschließlich von der Emissionselektrode abgewandt ist. Beispielsweise kann die Gegenelektrode eine rotationssymmetrische Form, vorzugsweise eine Ellipsoidform, insbesondere eine Kugelform besitzen. Dabei können die Empfängeroberfläche und die Abscheidefläche zusammen eine vollständige Außenseite bzw. Außenfläche der Gegenelektrode bilden, wobei ein der Emissionselektrode zugewandter Bereich der Außenseite bzw. Außenfläche die Empfängeroberfläche definiert und ein der Emissionselektrode abgewandter Bereich der Außenseite bzw. Außenfläche die Abscheidefläche definiert. 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 einer beispielhaften Weiterbildung geht die Empfängeroberfläche kanten-, vorsprungs- und/oder stufenfrei in die Abscheidefläche über. Dadurch wird vermieden, dass sich Ablaufhindernisse im Bereich des Übergangs zwischen Empfängeroberfläche und Abscheidefläche und/oder entlang des Ablaufweges der Partikel weg von der Empfängeroberfläche ergeben, die ein Ansammeln und/oder Ablagern der Partikel an der Gegenelektrode bewirken könnten. Beispielsweise besitzt die Abscheidefläche eine geringere Antihaftwirkung als die Empfängeroberfläche. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Abscheidefläche im Wesentlichen frei von einer Antihaftschicht ist. Beispielsweise kann die Gegenelektrode aus einem Stück hergestellt sein und/oder die Empfängeroberfläche und die Abscheidefläche aus demselben Material hergestellt sein. Die Antihaftschicht kann in einem nachgelagerten Herstellungsschritt und/oder Beschichtungsschritt auf die Empfängeroberfläche aufgebracht sein.According to an exemplary embodiment of the present invention, the receiver surface merges into a deposition surface facing away from the emission electrode. For example, the receiver surface and / or the transition between receiver surface and separation surface are / is formed in such a way that flow obstacles such as edges, a collection point such as tubs are avoided. For example, only the receiver surface faces the emission electrode, while the deposition surface only faces away from the emission electrode. For example, the counter electrode can have a rotationally symmetrical shape, preferably an ellipsoidal shape, in particular a spherical shape. The receiver surface and the deposition surface can together form a complete outer side or outer surface of the counter electrode, with an area of the outer side or outer surface facing the emission electrode defining the receiving surface and an area of the outer side or outer surface facing away from the emission electrode defining the deposition surface. According to an exemplary development of the electrical separator according to the invention, several emission electrodes, preferably in the range from 10 to 200 emission electrodes, in particular in the range from 20 to 150 emission electrodes, and several counter electrodes are provided, with one emission electrode each facing and assigned to a counter electrode so that between each Emission electrode counter-electrode pair, the high-voltage electrical field can be generated. According to an exemplary development, the receiver surface merges into the separation surface without any edges, protrusions and / or steps. This prevents flow obstacles from occurring in the area of the transition between the receiver surface and the separation surface and / or along the flow path of the particles away from the receiver surface, which could cause the particles to collect and / or deposit on the counter electrode. For example, the separation surface has a lower non-stick effect than the recipient surface. Furthermore, it can be provided that the separation surface is essentially free of an anti-adhesive layer. For example, the counter electrode can be made from one piece and / or the receiver surface and the separation surface can be made from the same material. The non-stick layer can be applied to the receiver surface in a subsequent manufacturing step and / or coating step.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders umfasst die Antihaftschicht Kunststoff, vorzugsweise fluorbasierten Kunststoff, insbesondere PTFE, FEP und/oder PFA und/oder einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise PEEK. Die angegebenen Materialien eignen sich zum einen dazu, das Ablagern von Partikeln an der Empfängeroberfläche zu verhindern und zum anderen führen die genannten Materialien nicht dazu, dass die Abscheiderate reduziert wird, beispielsweise dadurch, dass das elektrische Hochspannungsfeld nicht zuverlässig und/oder stark genug erzeugt wird.According to a further exemplary embodiment of the electrical separator according to the invention, the non-stick layer comprises plastic, preferably fluorine-based plastic, in particular PTFE, FEP and / or PFA and / or a thermoplastic plastic, preferably PEEK. The specified materials are suitable, on the one hand, to prevent the deposition of particles on the receiver surface and, on the other hand, the materials mentioned do not lead to the deposition rate being reduced, for example because the electrical high-voltage field is not generated reliably and / or strongly enough .

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung besitzt die Antihaftschicht eine Schichtdicke im Bereich vom 1 µm bis 100 µm. Es wurde herausgefunden, dass bereits sehr geringe Schichtdicken ausreichend sind, um eine signifikante Verbesserung in Bezug auf die Vermeidung von Ablagerungen zu erzielen. Ferner wurde herausgefunden, dass die Antihaftwirkung der Antihaftschicht maßgeblich von den Oberflächeneigenschaften der Antihaftschicht und/oder der Empfängeroberfläche abhängt, nicht zwingend bzw. vernachlässigbar von dessen Schichtdicke. Insofern kann auch bei geringen Schichtdicken im genannten Bereich von 1 µm bis 100 µm eine ausreichend starke Antihaftwirkung zur Vermeidung von Ablagerungen erzielt werden.According to an exemplary development, the non-stick layer has a layer thickness in the range from 1 μm to 100 μm. It has been found that even very small layer thicknesses are sufficient to achieve a significant improvement with regard to the avoidance of deposits. It was also found that the non-stick effect of the non-stick layer depends largely on the surface properties of the non-stick layer and / or the receiver surface, not necessarily or negligibly on its layer thickness. In this respect, a sufficiently strong anti-stick effect to avoid deposits can be achieved even with low layer thicknesses in the range of 1 μm to 100 μm mentioned.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders umfassen die elektrisch leitfähigen Partikel Metall oder Graphit, insbesondere bestehen vorzugsweise ausschließlich aus Metall oder Graphit. Die genannten Materialien für die elektrisch leitfähigen Partikel haben sich insbesondere in Kombination mit einer Antihaftschicht aus den genannten Kunststoff-Materialien als besonders effizient bzgl. der Gewährleistung der Aufrechterhaltung des elektrischen Hochspannungsfeldes erwiesen.In a further exemplary embodiment of the electrostatic precipitator according to the invention, the electrically conductive particles comprise metal or graphite, in particular preferably consist exclusively of metal or graphite. The cited materials for the electrically conductive particles have proven to be particularly efficient with regard to ensuring that the high-voltage electrical field is maintained, in particular in combination with a non-stick layer made of the cited plastic materials.

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.According to a further aspect of the present invention, which can be combined with the preceding aspects and exemplary embodiments, is an electrostatic precipitator for separating liquid and / or solid particles, such as oil particles, from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, an internal combustion engine provided. At a In an exemplary application of an electric separator according to the invention in a motor vehicle in an internal combustion engine, blow-by gases arise between a working piston and a cylinder in which the working piston is accommodated in a crankcase interior of the internal combustion engine. Alternatively, so-called blow-by gases also occur between the cylinder and the cylinder head and / or between the cylinder head and the cylinder head cover of an internal combustion engine, such as a reciprocating piston engine. In addition to air and oil, blow-by gases usually also contain combustion gases and unburned fuel components, which can have negative effects on the function of the internal combustion engine. For example, the pressure increase caused by the blow-by gas flow in the crankcase is reduced, preferably avoided, by means of a crankcase ventilation which is coupled to the fresh air supply of the internal combustion engine by means of a line system. In the course of the direction of flow within the crankcase ventilation, for example, an electrical separator according to the invention can be arranged, in particular such that the blow-by gas flow comprising combustion gases and / or unburned fuel components is fed to the electrical separator, in which a separation, in particular oil, of liquid and / or solid particles, such as oil particles, so that the separated particles can be removed from the gas flow and the preferably cleaned gas flow can be fed to the fresh air supply without damaging the internal combustion engine. The electrostatic precipitator according to the invention is preferably an active separation device in which, as already stated above, additional energy is introduced into the separation system.

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.The electrostatic precipitator works essentially according to the following principle: release of electrical charges, especially electrons; Charging the particles in an electric field; Transport of the electrically charged particles to an opposite pole; Discharging the charged particles at the opposite pole; and removing the particles from the opposite pole.

Der erfindungsgemäße Elektroabscheider umfasst eine Emissionselektrode 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 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.The electrostatic precipitator according to the invention comprises an emission electrode and a counter electrode. The counter electrode and the emission electrode can each be made from one piece. The emission electrode, also called a spray electrode, essentially serves to emit, preferably negatively charged, particles. The counter electrode, also called the collecting electrode, forms the opposite pole. An electrical high voltage can be applied to the emission electrode and the counter electrode, so that an electrical high voltage field can be generated between the emission electrode and the counter electrode. For example, the high voltage is in the range of 8-20 kV, preferably in the range of 10-16 kV or in the range of 11-14 kV. For example, the space formed between the emission electrode and the counter electrode can be referred to as a separation space. During the operation of the electrostatic precipitator, an electrical high voltage is applied between the emission electrode and the counter electrode, so that a high voltage field is generated between the emission electrode and the counter electrode. The electrostatic precipitator is preferably operated below the breakdown or flashover voltage. The breakdown voltage, also called flashover voltage, is the voltage that must be exceeded in order for a voltage breakdown through a material or substance, e.g. B. an insulator, or gas. For example, the principle of charge generation on which the electrostatic precipitator is based can be impact ionization. When a so-called corona field strength is exceeded, electrons emerge from the emission electrode and interact with the surrounding gas molecules, whereby a so-called negative corona is formed. Free electrons present in the gas are strongly accelerated in the electrostatic field of the corona, so that a gas discharge can occur. When they hit gas molecules, further electrons can be split off or attach to the gas molecules. The negative charges then move in the direction of the oppositely charged counter electrode. When a particle-charged gas flow enters, the negatively charged charges attach to the particles. As a result of the electrical force of the applied direct voltage field transversely to the direction of flow of the gas flow, the negatively charged particles migrate in the direction of the counter electrode, where they can release their charge again. Liquid particles, such as oil particles, can then flow off or drip off the counter electrode and thereby be separated from the gas flow, while a preferably cleaned gas flow, such as a clean air gas flow, can leave the electrostatic precipitator again.

Die Gegenelektrode weist eine der Emissionselektrode zugewandte Empfängeroberfläche zum Empfangen von elektrisch geladenen Partikeln auf. Die Empfängeroberfläche ist 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. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt die Antihaftschicht eine Schichtdicke von weniger als 200 nm. Entgegen dem allgemeinen Vorurteil, eine derartige geringe Schichtdicke der Antihaftschicht besitze nur eine sehr geringe Lebensdauer, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass durch das Vorsehen einer Ölschutzbeschichtung auf der Antihaftschicht die Lebensdauer deutlich verlängert wird. Die elektrisch isolierende Wirkung der Ölschutzschicht bewirkt, dass die Gegenelektrode und die Antihaftschicht vor den auftreffenden elektrisch geladenen Partikeln geschützt ist. Des Weiteren haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, vor allem bei der Anwendung des Elektroabscheiders zum Abscheiden von Ölpartikeln insbesondere aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, die abgeschiedenen Ölpartikel die vorteilhafte Ölschutzbeschichtung bilden, sodass keine zusätzliche Ölschutzbeschichtung notwendig ist. Alternativ kann die Ölschutzbeschichtung auch separat von außen aufgebracht sein.The counter electrode has a receiver surface facing the emission electrode for receiving electrically charged particles. The receiver surface is at least partially provided with a non-stick layer. The non-stick layer can be designed, for example, to reduce frictional resistance between the particles hitting the receiver surface and the receiver surface. For example, the non-stick layer reduces the adhesive force between the receiver surface and the electrically charged particles, which can also be referred to as filter residues. According to a further aspect of the present invention, the anti-stick layer has a Layer thickness of less than 200 nm. Contrary to the general prejudice that such a small layer thickness of the anti-stick layer only has a very short service life, the inventors of the present invention have found that the service life is significantly extended by providing an oil protective coating on the anti-stick layer. The electrically insulating effect of the oil protection layer ensures that the counter electrode and the non-stick layer are protected from the impacting electrically charged particles. Furthermore, the inventors of the present invention have found that, especially when using the electrostatic precipitator to separate oil particles, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, the separated oil particles form the advantageous oil protection coating, so that no additional oil protection coating is necessary. Alternatively, the oil protection coating can also be applied separately from the outside.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Antihaftschicht als elektrischer Isolator mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10-8 S*cm-1 und/oder einem spezifischem Widerstand von mindestens 107 Ω*cm realisiert. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ferner herausgefunden, dass die Antihaftwirkung der Antihaftschicht maßgeblich von dessen Oberflächeneigenschaft abhängt, sodass bereits eine sehr dünne Schichtdicke von weniger als 200 nm ausreichend ist. Erfindungsgemäß ist die Schichtdicke der Antihaftschicht derart gering gewählt, dass die Antihaftschicht faktisch keinen Isolator darstellt und somit ein ausreichend starkes und/oder zuverlässiges elektrisches Hochspannungsfeld zwischen Gegenelektrode und Emissionselektrode gebildet wird.According to an exemplary development of the present invention, the non-stick layer is implemented as an electrical insulator with an electrical conductivity of less than 10 -8 S * cm -1 and / or a specific resistance of at least 107 Ω * cm. The inventors of the present invention have also found that the non-stick effect of the non-stick layer depends largely on its surface properties, so that even a very thin layer thickness of less than 200 nm is sufficient. According to the invention, the layer thickness of the anti-stick layer is selected to be so small that the anti-stick layer does not actually represent an insulator and thus a sufficiently strong and / or reliable electrical high-voltage field is formed between the counter electrode and the emission electrode.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst die Antihaftschicht, insbesondere der elektrische Isolator, einen Stoff mit einer siliziumbasierten chemischen Verbindung, insbesondere Siliziumdioxid oder Fluorsilan.In a further exemplary embodiment of the present invention, the non-stick layer, in particular the electrical insulator, comprises a substance with a silicon-based chemical compound, in particular silicon dioxide or fluorosilane.

In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Antihaftschicht mittels Besprühen oder Bespritzen der Gegenelektrode oder durch Eintauchen der Gegenelektrode in ein Antihaftschichtbad auf die Gegenelektrode aufgebracht. Des Weiteren kann die Antihaftschicht auch durch einen Walzvorgang aufgebracht werden.In a further exemplary development of the present invention, the anti-stick layer is applied to the counter-electrode by spraying or spraying the counter-electrode or by immersing the counter-electrode in an anti-stick layer bath. Furthermore, the non-stick layer can also be applied by a rolling process.

Beispielsweise kann der sogenannte Kontaktwinkel, auch Rand- oder Benetzungswinkel genannt, zwischen Flüssigkeitspartikeln, insbesondere Flüssigkeitstropfen, und Empfängeroberfläche zur Bestimmung der Antihaftwirkung verwendet werden. Dabei kann in analoger Weise auf die Bestimmung der freien Oberflächenenergie und/oder des Kontaktwinkels anhand der Vorschrift DIN 5660-2 „Beschichtungsstoffe-Benetzbarkeit-Teil 2: Bestimmung der freien Oberflächenenergie fester Oberflächendurchmessung des Kontaktwinkels“, die hieran unter Bezugnahme vollständig integriert ist, verwiesen werden. Zusammenfassend kann im Allgemeinen folgender Zusammenhang hergestellt werden: Ein Kontaktwinkel von weniger als 90° deutet auf eine schwache Antihaftwirkung hin; ein Kontaktwinkel von etwa 90° deutet auf eine indifferente und/oder neutrale und/oder mittelstarke bis mittelschwache Antihaftwirkung hin; ein Kontaktwinkel von über 90° bedeutet gemäß der vorliegenden Erfindung eine starke Antihaftwirkung. Zur Bestimmung des Kontaktwinkels kann beispielsweise die in der Literatur bekannte Methode nach Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK) angewendet werden.For example, the so-called contact angle, also known as the edge or wetting angle, between liquid particles, in particular liquid droplets, and the receiver surface can be used to determine the non-stick effect. In an analogous manner, reference can be made to the determination of the surface free energy and / or the contact angle based on the DIN 5660-2 “Coating materials wettability part 2: Determination of the surface free energy of fixed surface diameter of the contact angle”, which is fully integrated with reference become. In summary, the following relationship can generally be established: A contact angle of less than 90 ° indicates a weak non-stick effect; a contact angle of about 90 ° indicates an indifferent and / or neutral and / or moderately strong to moderately weak non-stick effect; a contact angle of over 90 ° means, according to the present invention, a strong non-stick effect. To determine the contact angle, for example, the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK) method known in the literature can be used.

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.According to a further aspect of the present invention, which can be combined with the preceding aspects and exemplary embodiments, is an electrostatic precipitator for separating liquid and / or solid particles, such as oil particles, from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, an internal combustion engine provided. The electrostatic precipitator works essentially according to the following principle: release of electrical charges, especially electrons; Charging the particles in an electric field; Transport of the electrically charged particles to an opposite pole; Discharging the charged particles at the opposite pole; and removing the particles from the opposite pole.

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.The electrostatic precipitator comprises an emission electrode and a counter electrode. The counter electrode and the emission electrode can be insulated from one another and / or each can be made from one piece. The emission electrode, also called a spray electrode, essentially serves to emit, preferably negatively charged, particles. The counter electrode, also called the collecting electrode, forms the opposite pole. An electrical high voltage can be applied to the emission electrode and the counter electrode, so that an electrical high voltage field can be generated between the emission electrode and the counter electrode. For example, the high voltage is in the range of 8-20 kV, preferably in the range of 10-16 kV or in the range of 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.The counter electrode has a receiver surface facing the emission electrode for receiving electrically charged particles. The receiver surface is curved in the direction of the emission electrode and goes all the way round continuously into a separation surface of the counter-electrode facing away from the emission electrode. For example, is / is the receiver surface and / or the transition between the receiver surface and separation surface formed in such a way that flow obstacles, such as edges, a collection point, such as tubs, are avoided. As an alternative or in addition, the counter electrode can extend along the row of emission electrodes, preferably in a straight line. Furthermore, the counter electrode can have a cross section with a receiver surface facing the emission electrodes for receiving electrically charged particles, which is curved in the direction of the emission electrode row. Furthermore, the cross section of the counter electrode is constant along its longitudinal extent, at least in the region of the receiver surface. Alternatively or additionally, the counter electrode can be offset with respect to the emission electrode, preferably in or against the flow direction of the gas flow, in such a way that there is an angle between the direction of gravity and a shortest distance between the counter electrode and emission electrode.

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. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dassAccording to a further aspect of the present invention, which can be combined with the preceding aspects and exemplary embodiments, is an electrostatic precipitator for separating liquid and / or solid particles, such as oil particles, from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, an internal combustion engine provided. The electrostatic precipitator works essentially according to the following principle: release of electrical charges, especially electrons; Charging the particles in an electric field; Transport of the electrically charged particles to an opposite pole; Discharging the charged particles at the opposite pole; and removing the particles from the opposite pole. Alternatively or additionally it can be provided that

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.The electrostatic precipitator according to the invention comprises an emission electrode with an elongated shaft and a counter electrode. The counter electrode and the emission electrode can be insulated from one another and / or each can be made from one piece. The emission electrode, also called a spray electrode, essentially serves to emit, preferably negatively charged, particles. The counter electrode, also called the collecting electrode, forms the opposite pole. An electrical high voltage can be applied to the emission electrode and the counter electrode, so that an electrical high voltage field can be generated between the emission electrode and the counter electrode. For example, the high voltage is in the range of 8-20 kV, preferably in the range of 10-16 kV or in the range of 11-14 kV.

Dabei kann der Schaft einen, vorzugsweise konstanten, im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt mit einem Schaftdurchmesser von mindestens 0,2 Millimeter und höchstens 1 Millimeter besitzen. Beispielsweise beträgt der Schaftdurchmesser etwa 0,4 Millimeter. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, 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.The shaft can have a preferably constant, essentially cylindrical cross section with a shaft diameter of at least 0.2 millimeters and at most 1 millimeter. For example, the shaft diameter is approximately 0.4 millimeters. Alternatively or additionally it can be provided that the shaft protrudes from the carrier by at least 0.5 millimeters and preferably 8 millimeters. The carrier can have an electrical conductivity of less than 10 -8 S * cm -1 . The carrier can furthermore be made of a fluid-impermeable material, so that it is ensured in particular that fluid particles of the gas stream flowing through the electrostatic precipitator cannot leave the separation space via the carrier.

Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gegeben.Preferred embodiments are given in the subclaims.

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 the following, further properties, features and advantages of the invention will become clear by means of a description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying exemplary drawings, in which:
  • 1 a schematic diagram of an example of the formation of blow-by gases and the installation situation of electrostatic precipitators according to the invention;
  • 2 a perspective view of a first embodiment of an electrostatic precipitator according to the invention;
  • 3rd a perspective view of a section of the electrostatic precipitator according to 2 ;
  • 4th a detail side view of the electrostatic precipitator according to FIGS 2 and 3rd ;
  • 5 a perspective view of a further exemplary embodiment of an electrostatic precipitator according to the invention;
  • 6th a perspective view of a section of the electrostatic precipitator according to 5 ;
  • 7th a detail side view of the electrostatic precipitator according to FIGS 5 and 6th ;
  • 8th a perspective view of a further embodiment of an electrostatic precipitator according to the invention;
  • 9 a perspective view of a section of the electrostatic precipitator according to 8th ;
  • 10 a detail side view of the electrostatic precipitator according to FIGS 8th to 9 ;
  • 11 a schematic end view of a section of an electric separator according to the invention;
  • 12th a perspective view of a further embodiment of an electrostatic precipitator according to the invention; and
  • 13th a perspective view of a section of the electrostatic precipitator according to 12th .

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.In the following description of exemplary embodiments, an inventive electrostatic precipitator for separating liquid and / or solid particles from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation of an internal combustion engine, is generally given the reference number 1 Mistake.

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. 1 shows a schematic basic sketch for the installation situation of electrostatic precipitators according to the invention 1 in a crankcase ventilation system 100 . The crankcase ventilation system 100 includes a crankcase 103 with a flow outlet opening 105 , through the blow-by gas from the crankcase 103 can exit, and one with the flow outlet opening 105 fluidically connected electrostatic precipitator according to the invention 1 . As in 1 can be seen, the fluidic connection between the electrostatic precipitator 1 and flow outlet opening 105 via a pipeline system, such as an outlet pipe 107 , take place, which the flow outlet opening 105 of the crankcase 103 with a flow inlet opening 109 of the electrostatic precipitator 1 connects. Alternatively, the electrostatic precipitator 1 so on the crankcase 103 be mounted (not shown) that the flow inlet opening 109 the flow outlet opening 105 of the crankcase 103 corresponds to. Using the arrow with the reference number 111 is indicated that blow-by gas from the crankcase 103 in the electrostatic precipitator 1 can flow.

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.Also shows 1 an example of the development of blow-by gas and the general installation situation of the electrostatic precipitator 1 . It's an internal combustion engine 113 shown, the one with a fresh air supply 115 , an exhaust gas discharge 117 and the crankcase ventilation system 100 is fluidly coupled. The internal combustion engine 1 includes a cylinder head 119 , a cylinder 121 and the crankcase 103 . In the cylinder 121 becomes a piston 123 axially guided, the one displacement 125 opposite a crankcase interior 127 delimits. To seal the displacement 125 opposite the crankcase interior 127 are not shown sealing rings between pistons 123 and cylinder 122 are provided. Nevertheless, combustion gases and / or unburned gases flow between pistons 123 and cylinder 121 of the cubic capacity 125 into the crankcase interior 127 . The resulting gas flow is also referred to as blow-by gas flow and, in addition to air and oil, also includes combustion gases and unburned fuel components.

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.To an increase in pressure in the crankcase 103 to prevent the gas flow through the crankcase ventilation 100 from the crankcase 103 discharged and fed to the fresh air supply. This includes the crankcase ventilation 100 in particular the fluid coupling of the flow outlet opening 105 and the flow inlet opening 109 of the electrostatic precipitator 1 . The electrostatic precipitator 1 is also via a return line 129 for allowing separated particles, such as oil, to flow back fluidly with the crankcase 103 connected. In particular, the return line connects 129 a return outlet 131 of the electrostatic precipitator 1 fluidal with a return inlet 133 of the crankcase 103 . Downstream of the electrostatic precipitator 1 also connects a return line 135 the electrostatic precipitator 1 fluidal with the fresh air supply 115 to the fresh air supply 115 to supply a gas stream which has been cleaned of particles. The resulting fresh air flow 137 that is a mixture of that from the electrostatic precipitator 1 coming cleaned gas stream and one sucked in from the environment and by means of an air filter 139 can be purified gas flow is via a compressor wheel 141 compressed and via an intercooler 143 as well as a throttle valve 145 the internal combustion engine 113 over the cylinder head 119 fed. Combustion gases not between pistons 123 and cylinder 121 into the crankcase 103 arrive as exhaust gas 147 Passed through an exhaust gas discharge (not shown) into the environment.

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. It should be clear that the installation situation of the electrostatic precipitator according to the invention 1 in the case of use as an oil separator in the combustion engine, do not rely on the in 1 installation situation shown and also not for use in a crankcase ventilation system 100 is limited. For example, the electrostatic precipitator can also be used to separate particles from gas streams that flow between cylinders 121 and cylinder head 119 and / or between the cylinder head 119 and cylinder head cover from the internal combustion engine 113 step out.

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.Another possible area of application is the supply of fresh air 115 and / or in the exhaust gas discharge 117 , in particular about the compressor wheel 141 and the shaft connecting the turbine wheel, not shown, can be fluidly coupled to one another.

Anhand der 2 bis 13 werden beispielhafte Ausführungen erfindungsgemäßer Elektroabscheider 1 näher erläutert.Based on 2 to 13th are exemplary embodiments of electrostatic precipitators according to the invention 1 explained in more detail.

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.The electrostatic precipitator 1 is according to a first embodiment in FIG 2 to 4th pictured. The electrostatic precipitator 1 includes a separation space 3rd defining or limiting housing 5 that one floor 7th , on the floor 7th opposite roof 9 as well as two opposite, each the bottom 7th with the roof 9 connecting side walls 11 , 13th owns. Via an entry opening 15th a gas flow arrives 17th , For example, blow-by gas from a crankcase ventilation system into the separation chamber 3rd . The entrance opening 15th opposite is the outlet opening 19th arranged over which the gas flow 17th , which is then used as a purified gas stream 21 is referred to, the separation space 3rd can leave again. That the separation room 3rd limiting housing 5 is not limited to a particular geometry, according to the 2 to 10 however, formed as a hollow pipe section with a substantially rectangular cross section.

Der Elektroabscheider 1 umfasst ferner eine Vielzahl von Emissionselektroden 23 und mehrere Gegenelektroden 25. Gemäß den Ausführungsformen 1 umfasst der Elektroabscheider 1 sechs 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.The electrostatic precipitator 1 further comprises a plurality of emission electrodes 23 and several counter electrodes 25th . According to the embodiments 1 includes the electrostatic precipitator 1 six counter electrodes 25th . At the emission electrodes 23 and the counter electrodes 25th an electrical high voltage can be applied or applied so that between the emission electrodes 23 and the counter electrodes 25th an electrical high-voltage field can be generated or generated. In 2 it can be seen that the counter electrodes 25th are implemented in sections as essentially straight rods or tubes, the direction of longitudinal extent of which is indicated by the reference number Q , transversely, in particular perpendicular, to the main flow direction S. of the entering and flowing gas stream 17th is oriented. The counter electrodes 25th are designed essentially the same and in the direction of flow S. arranged at a distance from one another. On the rod section which extends essentially in a straight line 29 of the counter electrodes 25th closes at both ends, preferably in one piece with the rod section 29 manufactured curved section 31 on, the rod section 29 essentially free of edges, protrusions and / or steps into the curved section 31 transforms. The curve section 31 eventually flows into the ground 7th of the housing 5 . In 2 it can also be seen that the curved section 31 forms an angle of curvature of over 90 °, so that a connection point 33 the counter electrode 25th with the ground 7th with respect to the direction of longitudinal extension of the counter electrode 25th in the transverse direction Q inwards with respect to an outermost point of curvature 35 of the curve portion 31 is offset.

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.The counter electrode 25th includes one of the emission electrodes 23 facing receiver surface 37 for receiving electrically charged particles from the gas flow 17th . The receiver surface 37 is in the direction of the emission electrodes 23 arched and goes all around continuously into one of the emission electrodes 23 remote separation surface 39 above. The preferred shape of the counter electrodes 25th as essentially fully cylindrical rods or tubes, it allows the separated particles, which are on the receiver surface 37 hit the receiver surface 37 can leave everywhere unobstructed, in particular can run off or drip off and to the separation surface 39 can get. The counter electrodes 25th extend with a substantially constant cross section and one in the direction of the emission electrodes 23 curved receiver surface 37 transverse to the direction of flow S. in the direction of flow Q and with one substantially of the emission electrodes 23 remote separation surface 39 , which is inclined opposite to the receiver surface with preferably the same radius of curvature.

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 3rd it can be seen that two groups of three counter-electrodes each arranged at a constant distance from one another 25th are provided. The two groups of counter electrodes 25th is each a group of emission electrodes 23 assigned. The emission electrodes 23 have a substantially elongated, needle-like shape and extend from the housing roof 9 essentially straight and in the direction of gravity G in the separation room 3rd and in the direction of the counter electrodes 25th . The two groups of emission electrodes 23 each have two arrays of emission electrodes 23 in a row across the direction of flow S. of the guest stream 117 are arranged and spaced from one another. Between the respective groups of emission electrodes 23 or counter electrodes 25th is always a free space 41 formed in the direction of flow S. considered is dimensioned larger than a respective distance between two adjacent counter-electrodes 25th or emission electrode rows 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 23 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.In 4th showing a side view of the electrostatic precipitator 1 according to the 2 and 3rd illustrates another aspect of the present invention is illustrated. First of all, it can be seen that the individual rod-shaped or tubular counter-electrodes are located 25th essentially completely straight in the transverse direction Q extend. It can also be seen that the emission electrodes 23 a substantially cylindrical, elongated shaft 43 own, each in a funnel-shaped or conical tip 45 passes, at which electrons the emission electrodes 23 leave. Which is in the transverse direction Q forming rows of emission electrodes 23 are each such with respect to the counter-electrodes 25th positioned and in the direction of flow S. with respect to the counter electrodes 25th offset that an angle α between the direction of gravity G and a shortest distance denoted by the reference number a is indicated between the counter electrode 25th and emission electrode 23 consists. The emission electrode needle tips 45 thus each point in one between two adjacent counter-electrodes 25th existing space. Through the in the direction of flow S. provided offset between emission electrodes 23 and counter electrodes 25th forms a so-called diarrhea sector between every two adjacent counter electrodes 25th from, in which from the emission electrodes 23 dissolving deposits can get past the counter electrodes.

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.Based on 5 to 7th is another exemplary embodiment of an electrostatic precipitator according to the invention 1 explained. Identical or similar components are provided with the same or similar reference numerals. In order to avoid repetition, reference is only made to the comparison with the first embodiment according to FIGS 2 to 4th resulting differences.

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.The main difference of the embodiment according to 5 to 7th lies in the structure of the counter electrodes 25th . As in the embodiment according to FIGS 2 to 4th the counter electrodes extend 25th with a substantially constant cross-section and one in the direction of the emission electrodes 23 curved receiver surface 37 transverse to the direction of flow S. in the direction of flow Q and with one substantially of the emission electrodes 23 remote separation surface 39 . The counter electrodes 25th the embodiment according to 5 to 7th however, do not have a curved portion at the ends 31 that for the formation of a ground contact or connection point 33 with the ground 7th is bent or curved. In particular, in 5 it can be seen that the essentially fully cylindrical rod-shaped or tubular counter-electrodes 25th are rounded at both opposite ends, with hemispherical end sections 47 are formed. This means the tube sections 29 Edge, protrusion and / or step-free into the ball end sections 47 pass over. In this case, a radius of curvature of the end portion of the curvature 47 essentially the radius of curvature of the tube section 29 the counter electrode 25th correspond.

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.Furthermore, the counter electrodes each have two feet 49 on, extending from an underside of the counter electrodes 25th , that is, from the separation surfaces 39 , essentially in the direction of gravity G towards the bottom 7th of the housing 5 extend and realize a ground support or ground contact. The embodiments according to 2 to 4th or. 5 to 7th is common that the counter electrodes 25th , especially their tube sections 29 , at a certain distance from the ground 7th are arranged. When executing according to the 2 to 4th this is made possible by the bent-over curved sections 31 realized, which thus realize the floor support at the ends. When executing according to the 5 to 7th this is done through the feet 49 realized and about a height of the feet 49 controlled. In addition, the description regarding the execution of the 2 to 4th to get expelled.

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.Based on 8th to 10 Another exemplary embodiment is described. Identical or similar components are provided with the same or similar reference numerals. In order to avoid repetition, it is essentially referred to in relation to the preceding statements according to FIGS 1 to 7th resulting differences.

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.The main difference of the embodiment according to 8th to 10 lies in the design of the counter electrodes 25th . Unlike the embodiments according to FIGS 2 to 7th where the counter electrodes 25th a group of counter electrodes 25th are manufactured as separate components, combine the counter electrodes 25th the 8th to 10 by means of a serpentine structure, three counter-electrode segments, each through the essentially fully cylindrical tube sections 29 are formed in one component; that is, the serpentine counter-electrodes 25th are made from one piece. To do this, the counter electrodes 25th an uprising foot close to the flow inlet 51 on, which has a substantially cylindrical cross-section and continuously, without edges, protrusions and interruptions in an angle piece 53 merges, which again without interruption, in particular without edges and / or protrusions, into a tube section 29 the counter electrode 25th passes, which is in the transverse direction Q extends as described in relation to the previous embodiments. At the opposite end of the tube section 29 regarding the uprising foot 51 the tube section opens 29 in a U-piece 55 , by means of which a reversal by 180 ° is realized, so that a tube section is again 29 which results in the transverse direction Q through the separation room 3rd extends. In this respect, the counter-electrodes have an essentially identical structure 25th with the difference that two adjacent tube sections 29 , which are essentially relevant for the separation of particles, by means of a U-piece 55 are connected to one another and are therefore not separate counter-electrode elements 25th acts.

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. As in particular in 8th can be seen are the emission electrodes 23 such with regard to the serpentine counter-electrode groups 25th arranged that the emission electrodes 23 regarding the transverse direction Q to the U-pieces 55 are offset, so that also with respect to the transverse direction Q considered outermost emission electrodes 23 and the U-pieces 55 an angle β regarding the direction of gravity G and a shortest distance between emission electrode tips 45 and U-piece 55 consists.

Ein an den stromaufwärtigen Röhrenabschnitt 29 anschließender Mittel-Röhrenabschnitt 29 mündet an einem seinem Ende wiederum in ein 180°-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.One to the upstream pipe section 29 subsequent central tube section 29 opens at one of its ends in turn into a 180 ° U-piece 55, so that starting from the U-piece 55 again a straight downstream tube section with the same cross section and orientation 29 results. This opens with respect to the transverse direction Q at the level of the U-piece 55 into an elbow 53 , whereby a transition is realized again without interruption, which finally turns into a riot 51 transforms. The downstream group of counter electrodes 25th is again through an identical serpentine counter-electrode unit 25th educated. The upstream counter electrode element 25th the downstream counter-electrode group is arranged with respect to the upstream counter-electrode group in such a way that the upstream contact foot 51 of the downstream counter electrode group on the same side with respect to the transverse direction Q like the downstream riot 51 of the upstream counter electrode group is positioned. In addition, the description in relation to the statements according to the 2 to 7th to get expelled.

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.Based on 11 is schematically applied to the electrical high voltage between the emission electrode 23 and counter electrode 25th received. The application of an electrical high voltage is shown schematically through the two poles 57 , 59 indicated. The way in which electrodeposition works is discussed in more detail below. Because of the high electrical voltage that flows across the poles 57 , 59 is applied, a high-voltage field is formed between the emission electrode 23 and counter electrode 25th out. Thereby the electrostatic precipitator 1 preferably operated below the breakdown or flashover voltage. For example, the electrostatic precipitator 1 be operated in such a way that, as in 11 is shown, electrons from the emission electrode 23 emerge and interact with the surrounding gas molecules, creating a negative corona, which in 11 by means of the reference number 61 is indicated, results. Free electrons present in the gas become the corona in the electric field 61 strongly accelerated, so that a gas discharge can occur. When they hit gas molecules, further electrons can be split off or attach to the gas molecules.

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.The negative charges then move with the formation of an umbrella-like or cone-like ionization region 63 (also called ion cloud) forming curtain in the direction of the emission electrodes 23 oppositely charged counter electrons 25th . The curtain-like ionization area 63 settles down as it does in 11 can be seen, essentially completely circumferentially around the receiver surface 37 , which of the emission electrode 23 is facing. The negatively charged particles from the gas flow migrate across the direction of flow S. of the gas flow in the direction of the receiver surface 37 to which they are attracted, to which they strike and to which they release their cargo again. The liquid particles, such as oil particles, then flow from the receiver surface 37 because of its concave shape and can then be removed from the counter electrode 25th drip off and / or continue along the outside of the counter electrode 25th up to the separation area 39 migrate away from the emission electrode and in the direction away from the emission electrode 23 is curved, with the same radius of curvature as the receiver surface 37 . The cross-section has the counter electrode 25th according to the exemplary embodiments, a circular shape. At the separation surface 39 are schematic particles 65 depicted that were deposited by the gas stream and along the receiver surface 37 up to the separation area 39 on the outside of the counter electrode 25th hiked along.

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.In the 12th and 13th is a further exemplary embodiment of an electrostatic precipitator according to the invention 1 shown. The same or similar components are provided with the same or similar reference numbers.

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. 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. 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. 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.The electrostatic precipitator according to 12th to 13th includes a housing 67 , which is an inlet duct or inlet duct section 69 for introducing a gas stream 17th in the electrostatic precipitator 1 having. The insertion canal 69 is formed as a substantially inner cylindrical pipe section in which a flow direction of the raw gas flow 17th substantially perpendicular to the main flow S. within the separation room 3rd of the electrostatic precipitator 1 is oriented. The housing also includes 67 another, essentially identical to the channel section 69 formed outlet channel section 73 , via which the cleaned gas flow from the electrostatic precipitator 1 can be discharged. The direction of flow in 12th is only to be understood as an example. It is also possible that the flow over the with the reference number 73 designated channel section and inserted over the with the reference number 69 designated channel section is discharged. The case 67 can, for example, consist of two housing halves to be fastened to one another 75 and 77 be formed, the upper half of the housing 75 the cover and the lower half of the housing 77 forms the ground. Inside the separation room 3rd of the electrostatic precipitator 1 is a counter electrode designed as a flat plate 25th on the bottom housing part 77 arranged. The plate-like counter electrode 25th is with respect to the surrounding inner surface 79 of the bottom housing part 77 arranged elevated. From the gas stream separated particles are released from the counter electrode 25th attracted and can flow or drip off from this and by means of a particle or fluid drain connected to a bypass channel (not shown) 81 be discharged and, for example, fed back into a corresponding fluid circuit. For example, when it comes to oil particles, the separated oil particles can be returned to the oil circuit in the crankcase 103 be guided.

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.The plate-like counter electrode 25th opposite is an emission electrode field 23 provided, which on an inside 83 of the cover housing part 75 is arranged. The individual emission electrodes 23 extend from the inside 83 essentially in the direction of gravity G in the direction of the plate counter-electrode 25th . As in particular in 13th can be seen, has the emission electrode field 23 four essentially in the transverse direction Q transverse to the direction of flow S. extending rows of emission electrodes 23 , wherein the direction of extension of the individual rows is essentially parallel to one another. Looking at the 12th and 13th , in which only the upper part of the housing 75 is shown for simplified illustration, it can be seen that the flat extension of the flat plate-like counter-electrode 25th is dimensioned larger than an outer circumferential dimension of the emission electrode field 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.According to the detail view XIII in 13th it is indicated that the individual emission electrodes 23 an emission electrode row are arranged at a regular, constant distance from one another. For example, it can be provided that an emission electrode length 1 is at least 2 mm and preferably at most 8 mm. Furthermore, it can be provided that a distance x two adjacent emission electrodes 23 is in the range from 3 mm to preferably 15 mm, at least with respect to one row of emission electrodes. Especially in 13th it can also be seen that the emission electrodes 23 two adjacent rows of emission electrodes in the transverse direction Q are arranged offset from one another, so that, for example, one emission electrode each 23 halfway between two adjacent emission electrodes 23 an upstream emission electrode row is positioned. For example, the emission electrodes 23 be held by a carrier with an electrical conductivity of less than 10 -8 S * cm -1 . The carrier 85 can for example be the bottom 83 of the upper part of the housing 75 form. For example, the carrier includes 85 Plastic, preferably thermosetting plastic and / or potting compound, such as epoxy resin or silicone. The upper part of the housing 75 has on an inside, on which also the carrier 85 is arranged adjacent to the carrier 85 Flow guides 87 , 89 at which the fluid flow is deflected. For example, the flow guidance 87 the inlet duct section 69 and the flow guidance 89 the outlet duct section 73 assigned.

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.The features disclosed in the above description, the figures and the claims can be important both individually and in any combination for realizing the invention in the various configurations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
ElektroabscheiderElectrostatic precipitator
33
AbscheideraumSeparation room
55
Gehäusecasing
77th
BodengehäuseteilBottom housing part
99
DachgehäuseteilRoof housing part
11, 1311, 13
SeitenwandSide wall
1515th
EintrittsöffnungInlet opening
1717th
GasstromGas flow
1919th
AustrittsöffnungOutlet opening
2121
GasstromGas flow
2323
EmissionselektrodeEmission electrode
2525th
GegenelektrodeCounter electrode
2929
StangenabschnittRod section
3131
KrümmungsabschnittCurve section
3333
AnbindungspunktConnection point
3535
KrümmungspunktPoint of curvature
3737
EmpfängeroberflächeReceiver surface
3939
AbscheideflächeSeparation area
4141
Freiraumfree space
4343
Schaftshaft
4545
Spitzetop
4747
EndabschnittEnd section
4949
Fußfoot
5151
AufstandsfußUprising
5353
WinkelstückElbow
5555
U-StückU-piece
57, 5957, 59
Polpole
6161
Koronacorona
6363
IonisationsbereichIonization range
6565
PartikelParticles
6767
Gehäusecasing
7373
AuslasskanalabschnittOutlet duct section
6969
EinlasskanalabschnittInlet duct section
75, 7775, 77
GehäusehälfteHousing half
7979
InnenflächeInner surface
8181
Partikel- bzw. FluidablaufParticle or fluid drain
8383
Innenseiteinside
8585
Trägercarrier
87, 8987, 89
StrömungsführungFlow guidance
100100
KurbelgehäuseentlüftungssystemCrankcase ventilation system
103103
KurbelgehäuseCrankcase
105105
StrömungsaustrittsöffnungFlow outlet opening
107107
AustrittsleitungOutlet line
109109
StrömungseintrittsöffnungFlow inlet opening
111111
Blow-By-Gas-StrömungBlow-by gas flow
113113
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
115115
FrischluftzufuhrFresh air supply
117117
AbgasabfuhrExhaust gas removal
119119
ZylinderkopfCylinder head
121121
Zylindercylinder
123123
Kolbenpiston
125125
HubraumDisplacement
127127
KurbelgehäuseinnenraumCrankcase interior
129129
RücklaufleitungReturn line
131131
RücklaufauslassReturn outlet
133133
RücklaufeinlassReturn inlet
135135
RückführleitungReturn line
137137
FrischluftstromFresh air flow
139139
LuftfilterAir filter
141141
VerdichterradCompressor wheel
143143
LadeluftkühlerIntercooler
145145
Drosselklappethrottle
147147
Abgas Exhaust gas
α, βα, β
Winkelangle
aa
kürzester Abstandshortest distance
ll
Längelength
xx
Abstanddistance
GG
GravitationsrichtungDirection of gravity
SS.
StrömungsrichtungDirection of flow
QQ
QuerrichtungTransverse direction

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2016/147127 A1 [0003]WO 2016/147127 A1 [0003]
  • DE 29809320 U1 [0005]DE 29809320 U1 [0005]

Claims (9)

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) 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 eine der Emissionselektrode (23) zugewandte Empfängeroberfläche (37) der Gegenelektrode (25) wenigstens teilweise mit einer Antihaftschicht versehen ist und die Antihaftschicht wenigstens bereichsweise mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt ist.Electro separator (1) for separating liquid and / or solid particles from a gas flow, in particular from a blow-by gas from a crankcase ventilation, of an internal combustion engine, comprising: - An emission electrode (23) and a counter electrode (25) to which a high electrical voltage can be applied so that a high voltage electrical field can be generated between the emission electrode (23) and the counter electrode (25); wherein a receiver surface (37) of the counterelectrode (25) facing the emission electrode (23) is at least partially provided with an anti-stick layer and the anti-stick layer is at least partially offset with electrically conductive particles. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 1, wobei die Empfängeroberfläche (37) vorzugsweise stufen-, kanten- und/oder vorsprungsfrei in eine der Emissionselektrode (23) abgewandte Abscheidefläche (39) übergeht, die eine geringere Antihaftwirkung als die Empfängeroberfläche (37) besitzt und/oder die im Wesentlichen frei von einer Antihaftschicht ist.Electrostatic precipitator (1) Claim 1 , the receiver surface (37) preferably merging without steps, edges and / or protrusions into a separation surface (39) facing away from the emission electrode (23), which has a lower non-stick effect than the receiver surface (37) and / or which is essentially free of a non-stick layer. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Antihaftschicht Kunststoff, vorzugsweise fluorbasierten Kunststoff, insbesondere PTFE, FEP und/oder PFA, und/oder einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise PEEK, umfasst.Electrostatic precipitator (1) after one of the Claims 1 to 2 , the non-stick layer comprising plastic, preferably fluorine-based plastic, in particular PTFE, FEP and / or PFA, and / or a thermoplastic plastic, preferably PEEK. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antihaftschicht eine Schichtdicke im Bereich von 1 µm bis 100 µm besitzt.Electrostatic precipitator (1) after one of the Claims 1 to 3rd , the non-stick layer having a layer thickness in the range from 1 µm to 100 µm. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel aus einem Metall oder Graphit bestehen.Electrostatic precipitator (1) after one of the Claims 1 to 4th , wherein the electrically conductive particles consist of a metal or graphite. 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) und eine Gegenelektrode, an denen eine elektrische Hochspannung anlegbar ist, sodass zwischen der Emissionselektrode (23) und der Gegenelektrode (25) ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist; wobei eine der Emissionselektrode (23) zugewandte Empfängeroberfläche (37) der Gegenelektrode (25) wenigstens bereichsweise mit einer Antihaftschicht versehen ist, die eine Schichtdicke von weniger als 200 nm besitzt.Electro separator (1), in particular according to one of the preceding claims, for separating liquid and / or solid particles from a gas flow, in particular from a blow-by gas of a crankcase ventilation, of an internal combustion engine, comprising: - An emission electrode (23) and a counter electrode, to which a high electrical voltage can be applied, so that an electrical high voltage field can be generated between the emission electrode (23) and the counter electrode (25); wherein a receiver surface (37) of the counter-electrode (25) facing the emission electrode (23) is provided at least in some areas with an anti-stick layer which has a layer thickness of less than 200 nm. Elektroabscheider (1) nach Anspruch 6, wobei die Antihaftschicht als elektrischer Isolator mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10-8 S*cm-1 und/oder einem spezifischen Widerstand von mindestens 107 Ω*cm.Electrostatic precipitator (1) Claim 6 The non-stick layer as an electrical insulator with an electrical conductivity of less than 10 -8 S * cm -1 and / or a specific resistance of at least 10 7 Ω * cm. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Antihaftschicht, insbesondere der elektrische Isolator, einen Stoff mit einer siliziumbasierten chemischen Verbindung umfasst, insbesondere Siliziumdioxid oder Fluorsilan.Electrostatic precipitator (1) after one of the Claims 6 to 7th wherein the non-stick layer, in particular the electrical insulator, comprises a substance with a silicon-based chemical compound, in particular silicon dioxide or fluorosilane. Elektroabscheider (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Antihaftschicht mittels Besprühen oder Bespritzen der Gegenelektrode (25) oder durch Eintauchen der Gegenelektrode (25) in ein Antihaftschichtbad auf die Gegenelektrode (25) aufgebracht ist.Electrostatic precipitator (1) after one of the Claims 6 to 8th wherein the anti-stick layer is applied to the counter-electrode (25) by spraying or spraying the counter-electrode (25) or by immersing the counter-electrode (25) in a non-stick-layer bath.
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KR 10 2013 0 115 754 A Maschinenübersetzung aus dem Koreanischen in das Englische – EPA Patent Translate [abgerufen am 29.07.2020] *

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