DE20211439U1 - Elektro-Abscheider mit Spülreinigung - Google Patents

Description

Firma Ing. Walter Hengst GmbH & Co. KG, Nienkamp 65 - 85, 48147 Münster

"Elektro-Abscheider mit Spülreinigung" 5

Die Neuerung betrifft ein Elektro-Abscheider nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-U-299 053 02 ist ein gattungsgemäßer Elektro-Abscheider bekannt.

Wenn eine oder beide Elektroden des Abscheiders von anhaftenden Verunreinigungen befreit werden sollen, so kann bei der Verwendung mechanischer Abreinigungsanlagen das Problem bestehen, dass verhärtete Ablagerungen nicht wirkungsvoll ent

fernt werden können. Da die mechanischen Abreinigungsanlagen intervallartig betätigt werden, kann je nach Betriebsweise des Verbrennungsmotors ein Intervall zwischen zwei Abreinigungsvorgängen so groß sein, dass die Ablagerungen im Abscheider in der vorerwähnten nachteiligen Weise erhärten.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Elektro-Abscheider dahingehend zu verbessern, dass dieser eine zuverlässige Elektroden-Abreinigung ermöglicht. 25

Diese Aufgabe wird durch einen Elektro-Abscheider mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Neuerung schlägt mit anderen Worten überraschend vor, keine mechanische Abreinigung vorzunehmen, sondern vielmehr eine hydraulische Abreinigung, bei welcher die Anlagerungen an zumindest einer der beiden Elektroden mittels einer Flüssigkeit entfernt werden. Überraschend hat sich herausgestellt, dass trotz der geringeren mechanischen Beaufschlagung, mit welcher die Flüssigkeit auf die Ablagerungen im Vergleich zu einem

bürstenförmigen Reinigungskörper einwirkt, eine zuverlässige

Abreinigung der Elektrode möglich ist, indem die Elektrodenoberflächen regelrecht gespült werden.

Vorteilhaft kann Öl als Flüssigkeit zum Abreinigen der Elektroden-Oberflächen Verwendung finden, insbesondere Öl, welches

dem Ölkreislauf des Verbrennungsmotors entnommen wird. Obwohl der Elektro-Abscheider zum Entfernen von Öl aus dem Luftstrom dient, ist überraschend und unerwartet das zusätzliche Einbringen ausgerechnet von öl in den Luftstrom sinnvoll, nämlieh zum Abreinigen der Elektroden-Oberfläche, und zwar weil

erstens auf diese Weise der Aufwand zum Betreiben des E-lektro-Abscheiders vergleichsweise gering gehalten werden kann, verglichen mit der Erfordernis, eine spezielle Reinigungsflüssigkeit zu verwenden und diese bevorraten sowie regelmäßig nachfüllen zu müssen, und weil zweitens gute Abreinigungser-

gebnisse erzielbar sind: bei Verwendung von Öl als Spülflüssigkeit besteht anscheinend eine hohe Affinität zu den ebenfalls aus dem öl stammenden Anlagerungen, sodass Öl als Spülflüssigkeit die Anlagerungen besonders gut auf- und mitnimmt, wenn das Öl an der Elektroden-Oberfläche entlang läuft.

Aus der DE 27 43 292 B2 sind gattungsfremde Elektroabscheider bekannt, die in einer industriellen Anlage eingesetzt werden und somit weder den Anforderungen an die baulichen Abmessungen noch den Temperatur- und Vibrationsbelastungen aus

gesetzt sind, wie sie bei gattungsgemäßen Elektroabscheidern auftreten, insbesondere wenn der Verbrennungsmotor als Antrieb in einem Karftfahrzeug vorgesehen ist. Aus diesem vorerwähnten gattungsfremden Stand der Technik ist es bekannt, eine Einspritzung von Wasser vorgesehen, um einen Flüssigkeits

film auf einer Niederschlagsfläche zu bilden. Die Niederschlagsfläche stellt dabei nicht die Niederschlagselektrode dar, sondern lediglich eine Art Träger oder Halterung für den Flüssigkeitsfilm, während die eigentliche Niederschlagselektrode durch den Flüssigkeitsfilm selbst gebildet wird, welcher mit einem elektrischen

Leiter in Kontakt steht und durch diesen geerdet ist. Als Flüssig-

keit wird bei diesem bekannten Stand der Technik insbesondere nicht das Material selbst verwendet, welches durch den Abscheider aus einem Luftstrom entfernt werden soll.

Vorteilhaft kann der Sprühstrahl der Einspritzvorrichtung auf die

Wandung der Elektrode gerichtet sein, dabei kann entweder der Sprühstrahl als Hochdruckstrahl eine zusätzliche Verstärkung der Abreinigungsleistung ermöglichen. Aufgrund des dabei möglicherweise auftretenden Zerstäubungseffektes kann in diesen Fällen vorgesehen sein, einen derartigen Einspritzvorgang nur

dann durchzuführen, wenn die Luftgeschwindigkeit im Elektro-Abscheider gering ist. Auf diese Weise ist die Neigung, dass der Luftstrahl beim Einspritzvorgang zerstäubte Ölpartikel mitreißt, besonders gering, sodass die Abscheidungsleistung des Elektro-Abscheiders durch den Einspritzvorgang der Reinigungsflüssig

keit nicht unzulässig verschlechtert wird.

Alternativ kann vorgesehen sein, den Sprühstrahl der Einspritzvorrichtung tangential an die Wandung der Elektrode zu richten.

Auf diese Weise wird ein zerstäubungsarmer Sprühstoß ermög

licht, der in erster Linie zum Spülen und Benetzen der Elektroden-Oberfläche dient und in allenfalls untergeordnetem Maße eine Abreinigungswirkung durch den mechanischen Druck des Sprühstoßes ermöglicht.

Vorteilhaft kann eine Schaltung vorgesehen sein, die für eine lediglich intervallartige Betätigung der Einspritzvorrichtung sorgt. Während grundsätzlich eine kontinuierliche Spülung der Elektroden-Oberfläche denkbar ist, welche die Anlagerung von Partikein an der Elektroden-Oberfläche zuverlässig ausschließen

würde, kann vorteilhaft vorgesehen sein, lediglich zu bestimmten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors die Reinigung vorzunehmen. Auf diese Weise kann zuverlässig sichergestellt werden, dass beispielsweise nicht bei hohen Motordrehzahlen und dementsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeiten der

Luft im Abscheider öl an die Elektroden-Oberfläche gelangt,

welches ansonsten aufgrund der hohen Luftgeschwindigkeit mitgerissen würde und die Abscheideleistung des Elektro-Abscheiders beeinträchtigen würde.

Die Schaltung kann beispielsweise von einer elektronischen Motorsteuerung angesteuert werden bzw. in dieser Motorsteuerung integriert sein, sodass bei vorgegebenen Betriebszuständen des Motors die Einspritzvorrichtung zum Reinigen der Elektroden-Oberfläche aktiviert wird. Hierzu kann ein elektronisch gesteuertes Ventil vorgesehen sein, welches von dem Motorsteuergerät

betätigt wird. Dabei kann ein getaktetes Ventil vorgesehen sein, sodass die Taktrate beeinflusst werden kann und damit die Einspritzmenge der Reinigungsflüssigkeit variiert werden kann.

Alternativ kann vorgesehen sein, ein Ventil zu verwenden, wel

ches sich beispielsweise in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in der Kurbelgehäuse-Entlüftungsleitung oder in Abhängigkeit vom Öldruck des Motors öffnet bzw. schließt, sodass unabhängig von der Motorsteuerung eine Öffnung des Ventils nur zu solchen Betriebszuständen des Motors sichergestellt werden

kann, wenn die gewünschten geringen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft in der Kurbelgehäuse-Entlüftung und damit im Elektro-Abscheider herrschen.

Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der rein

schematischen Zeichnungen nachstehend näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Elektro-Abscheider mit drei Sprühelektroden,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Abscheider von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten, des Abscheiders von Fig. 1 und 2,

1&Pgr;

Fig. 4 u. 5 zwei weitere Ausführungsbeispiele von Elektro-Abscheidern, und die

Fig. 6 u. 7 zwei unterschiedliche Schaubilder von Schaltungen zur Reinigung der Elektroden.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein ein Elektro-Abscheider bezeichnet, der im Luftstrom der Kurbelgehäuse-Entlüftung eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Der Abscheider 1 weist, wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, drei Abscheide-

Kammern auf, in denen jeweils eine Sprühelektrode 2 angeordnet ist und bei denen die rohrförmige Gehäuseoberfläche eine zylindrische Niederschlagselektrode 3 bildet.

Über eine Versorgungsleitung 4 gelangt Öl in eine Verteilerboh

rung 5 und von dieser Verteilerbohrung 5 führen Einspritzkanäle 6 tangential an die Niederschlagselektroden 3. Das Öl läuft, wie durch die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Pfeile angedeutet, wendelartig an der inneren Oberfläche der Niederschlagselektrode 3 nach unten, wobei bei dem dargestellten Ausfüh

rungsbeispiel vorgesehen ist, dass die Einbaulage entsprechend Fig. 1 und 3 mit dem freien Ende der Sprühelektrode 2 nach unten weisend ausgerichtet ist. Schwerkraft unterstützt läuft die Reinigungsflüssigkeit, im vorliegenden Fall Öl aus dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, an der inneren Oberfläche

der Niederschlagselektrode 3 nach unten und nimmt dabei die Anlagerungen mit, die auf der Oberfläche dieser Niederschlagselektrode 3 haften.

Bei einem kontinuierlichen Betrieb der Einspritzvorrichtung ist

die innere Oberfläche der Niederschlagselektrode 3 stets Öl benetzt, sodass sich von vornherein keine Anlagerungen auf der Niederschlagselektrode 3 absetzen können. Wird demgegenüber die Reinigung nur intervallartig vorgenommen, so bewirkt die Affinität der aus dem Öl stammenden Ablagerungen zum Öl,

welches als Reinigungsflüssigkeit eingesetzt wird, dass eine zuverlässige Abreinigung der Elektroden-Oberfläche erfolgt.

In Fig. 4 ist als zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, dass das Öl in das hohle Innere der Sprühelektrode 2 geführt wird und von dort durch mehrere Reinigungsdüsen 7 unter vergleichsweise hohem Druck auf die Niederschlagselektrode 3 aufgesprüht wird, und zwar besonders in dem Bereich um das freie Ende der Sprühelektrode 2 herum, wo sich die größten Ablagerungsmengen an der Niederschlagselektrode ergeben.

Die Reinigungsflüssigkeit läuft bei diesem Ausführungsbeispiel nicht an den Elektrodenwandungen entlang, sondern muss durch den Luftstrom an die Niederschlagselektrode 3 gespritzt werden. Um einen zusätzlichen mechanischen Abreinigungsef-

fekt durch Flüssigkeitsreibung zu erreichen, wird die Reinigungsflüssigkeit mit vergleichsweise hohem Druck gegen die Niederschlagselektrode 3 gespritzt. Der vergleichsweise flache Winkel einerseits, unter dem die Reinigungsflüssigkeit auf die Niederschlagselektrode 3 auftritt, und der Betrieb der Reinigungsvor

richtung nur dann, wenn vergleichsweise geringe Luftströmungen in dem Abscheider 1 herrschen, andererseits, stellen gemeinsam sicher, dass kein Sprühnebel der Reinigungsflüssigkeit vom Luftstrom mitgerissen wird und die Abscheidungsleistung verschlechtert, insbesondere, wenn Motoröl als Reinigungsflüs

sigkeit Verwendung findet, welches im Abscheider 1 aus der Entlüftung des Kurbelgehäuses abgeschieden werden soll.

Während die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 3 stets eine Abreinigung der Niederschlagselektrode 3 vorsehen, stellt Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel dar, bei welchem die Sprühelektrode 2 gereinigt wird. Dabei sind in Fig. 5 zwei unterschiedliche Zuführungen der Reinigungsflüssigkeit vorgesehen, die entweder gemäß Fig. 5 gemeinsam, gegebenenfalls jedoch abweichend von Fig. 5 nur einzeln vorgesehen sein können:

Die Reinigungsflüssigkeit kann entweder durch den hohlen Innenraum der Sprühelektrode 2 geführt werden und an deren unterem Ende durch Austrittsöffnungen 8 an die nadelartige Spitze der Sprühelektrode 2 geführt werden, und / oder die Reinigungsflüssigkeit kann von außen, durch Einspritzbohrungen 9, an die

Sprühelektrode 2 angespritzt werden, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, die Reinigungsflüssigkeit an die Innenwandung der Niederschlagselektrode gespritzt wird.

In Fig. 6 ist eine Schaltung 10 dargestellt, bei welcher symbolar

tig eine Ölwanne 11 eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors dargestellt ist. Öl wird aus dieser Ölwanne 11 zu einem Ventil 12 gefördert, welches bei einem vorbestimmten ersten Druck P1 öffnet, bei einem vorbestimmten, zweiten, höheren Druck P2 jedoch wieder schließt. Dieses Öl wird in den

Elektro-Abscheider 1 zur Reinigung einer oder beider Elektroden 2 bzw. 3 eingespritzt. Die Druckverhältnisse zur Öffnung des Ventils 12 stellen sicher, dass das Ventil stets etwa im Leerlaufbetrieb des Motors öffnet, wenn die Durch- strömungsgeschwindigkeiten des Elektro-Abscheiders 1 gering sind. Diesem wird,

wie bei 14 angedeutet, Luft aus dem Kurbelgehäuse zugeführt, aus welcher die Ölpartikel abgeschieden werden.

Während das von der Reinigung und von der Abscheidung resultierende Öl wie bei 15 angedeutet vom Abscheider 1 zur Öl

wanne 11 zurückgeführt wird, wird der vom Öl gereinigte Luftstrom dem Ansaugtrakt 16 zugeführt.

In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltung 10 zum Betreiben der Reinigungsvorrichtung des Abscheiders 1 dargestellt. Das Ventil 12 wird hier nicht unmittelbar druckabhängig geöffnet, sondern vielmehr elektrisch betätigt, wobei diese Betätigung aufgrund der in einer Motorsteuerung 17 vorliegenden Parameter gesteuert wird. Die Motorsteuerung 17 verarbeitet beispielsweise Parameter, wie die Drehzahl des Verbren

nungsmotors oder den im Ölkreislauf herrschenden Druck.

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Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, ein Ausdehnungsgefäß zu verwenden, welches mit einer Flüssigkeit, beispielsweise beim Motoröl, gefüllt wird, wobei die Bewegung des Ausdehnungsgefäßes, abhängig

von seinem Füllstand, dazu führt, dass ein mechanisches Abreinigungsorgan, welches mit dem Ausdehnungsgefäß verbunden ist, hin und her bewegt wird. Dieses mechanische Abreinigungsorgan kann beispielsweise als Bürste, Membran oder dergleichen ausgestaltet sein und zur Reinigung beispielsweise der

Spitze der Sprühelektrode 2 dienen. Wenn das Ausdehnungsgefäß geleert wird, wird das aus diesem Ausdehnungsgefäß gelangende Flüssigkeitsvolumen als Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung der jeweils anderen Elektrode, also beispielsweise der Niederschlagselektrode, verwendet. Das Ausdehnungsgefäß

kann dabei problemlos einen ausreichenden Druck aufbauen, um beispielsweise die vergleichsweise druckarme tangential Einspritzung der Reinigungsflüssigkeit an die Wandung der Niederschlagselektrode zu ermöglichen.

Claims (6)

1. Elektro-Abscheider zum Abscheiden von Öl aus dem Luftstrom der Kurbelgehäuse-Entlüftung eines Verbrennungsmotors,
mit einer Sprühelektrode,
und mit einer Niederschlagselektrode,
dadurch gekennzeichnet
dass eine Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, welche eine Reinigungsflüssigkeit in den Abscheider (1) auf zumindest eine der beiden Elektroden (2, 3) spritzt.

2. Elektro-Abscheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Versorgungsleitung (4) zum Zuführen von Öl als Reinigungsflüssigkeit zu der Einspritzvorrichtung.

3. Elektro-Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühstrahl der Einspritzvorrichtung auf die Wandung der Elektrode (2, 3) gerichtet ist.

4. Elektro-Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur intervallartigen Betätigung der Einspritzvorrichtung.

5. Elektro-Abscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung die Einspritzvorrichtung bei einer geringen Strömungsgeschwindigkeit der den Abscheider (1) durchströmenden Luft aktiviert.

6. Elektro-Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
ein Ausdehnungsgefäß zur mechanischen Abreinigung einer Elektrode (2, 3), wie mit einer Bürste,
wobei die Abreinigungsbewegung durch ein unterschiedliches Füllvolumen des Ausdehnungsgefäßes erfolgt,
und wobei zur Verringerung des Füllvolumens Flüssigkeit aus dem Ausdehnungsgefäß abgezogen wird,
und durch eine Versorgungsleitung (4), welche die Flüssigkeit aus dem Ausdehnungsbehälter zu der Einspritzvorrichtung oder zu der Elektrode (2, 3) führt.