DE4114935A1

DE4114935A1 - Abgasreinigungsanlage fuer einen kraftfahrzeug-dieselmotor

Info

Publication number: DE4114935A1
Application number: DE4114935A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Watanabe; Katsuharu Kinoshita; Niichi Hayashi; Hisashi Matsunaga
Original assignee: NAGAO KOGYO NAGOYA KK
Current assignee: NAGAO KOGYO NAGOYA KK
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2011-05-08
Also published as: DE4114935C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsanlage für einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor.

In Abgasen aus Dieselmotoren von Bussen, Lastkraftwagen oder dergleichen sind nachfolgend als Dieselfeststoffteilchen bezeichnete Dieselbrennstoff-Bestandteile, nämlich Ruß- und Nebelteilchen enthalten. Die Dieselfeststoffteilchen haben in der letzten Zeit schwerwiegende Probleme verursacht, wie Umweltverschmutzungen und Schädigungen der menschlichen Gesundheit. Zum Lösen der Probleme wurde die Verbrennung in dem Dieselmotor verbessert oder ein Keramikfilter einge setzt.

Die Dieselmotore werden jedoch in vielerlei Betriebszustän den betrieben, wie bei dem Kaltstart, bei der Bergfahrt, bei Schwerlast oder dergleichen. Infolgedessen ist es schwierig, die Dieselfeststoffteilchen durch Verbessern der Verbrennung zu verringert.

Wenn andererseits zum Adsorbieren der Dieselfeststoffteil chen der Keramikfilter verwendet wird, wird der Abgasdruck verlust erhöht und durch den Druckverlust der Maschinenwir kungsgrad vermindert. Insbesondere dann, wenn die Menge an adsorbierten Dieselfeststoffteilchen zunimmt, steigt der Abgasdruckverlust beschleunigt an, so daß infolgedessen die Ausgangsleistung des Dieselmotors und dessen Verbrennungs eigenschaften verschlechtert werden, wodurch zusätzliche Dieselfeststoffteilchen erzeugt werden. Außerdem muß zum Verringern der Abgasdruckverluste der Keramikfilter ver größert werden. Es ist daher schwierig, den Keramikfilter im Hinblick auf die Kosten und den Raumbedarf in der Praxis einzusetzen.

In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen Kraft fahrzeugdieselmotor eine Abgasreinigungsanlage zu schaffen, die geringere Abgasdruckverluste verursacht und die leichte Handhabung von ausgeschiedenen Ruß- und Zerstäubungsteilchen bietet.

In der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage für einen Dieselmotor wird das Prinzip der elektrischen Ausfällung angewandt, durch die in Abgasen enthaltene Dieselfeststoff teilchen aus dem Abgas ausgeschieden werden.

D. h., die aus einem Dieselmotor ausgestoßenen Dieselfest stoffteilchen sind wegen der Verbrennungsreaktion und der Luftströmung in einem Zylinder stark negativ geladen. In der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage wird zwischen zwei Elektroden ein elektrisches Feld errichtet, wodurch die Dieselfeststoffteilchen an einer der beiden Elektroden gesammelt werden. Außerdem können dann, wenn durch das Anlegen einer Spannung an die beiden Elektroden eine Korona entladung hervorgerufen wird, die Dieselfeststoffteilchen noch stärker geladen und zuverlässiger gesammelt werden. Daher ist es mit der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage möglich, das Abgas zu reinigen, ohne die Abgasdruckverluste des Dieselmotors wesentlich zu erhöhen, ohne durch den Druckverlust die Ausgangsleistung des Dieselmotors zu ver schlechtern und ohne die Verbrennungsreaktion im Zylinder zu verschlechtern.

Andererseits hat in der herkömmlichen Abgasreinigungsanlage ein zugesetzter Keramikfilter eine Erhöhung der Abgasdruck verluste und eine Verschlechterung der Verbrennungsfähigkeit ergeben. Infolgedessen wurde die Motorleistung verringert, so daß zum Wiedererlangen der Motorleistung die Brennstoff einspritzmenge weiter erhöht werden mußte. Dadurch wurde die Verbrennungsfähigkeit weiter verschlechtert, so daß mehr Dieselfeststoffteilchen ausgestoßen wurden.

Mit der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage können jedoch diese Probleme gelöst werden. Im Vergleich zur her kömmlichen Anlage mit dem Keramikfilter kann nämlich die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage beträchtlich kleiner bemessen werden.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Abgasreinigungsanlage ein zylindrisches Teil, das eine von zwei Elektroden bildet, ein in einem Mittenbereich des zylindrischen Teils angeordnetes Elektrodenteil, das sich in axialer Richtung erstreckt und die andere der beiden Elek troden bildet, und einen Schaber zum Abstreifen einer Schicht aus an der Innenfläche des zylindrischen Teils abgelagerten Dieselfeststoffteilchen, der entlang der Innen fläche des zylindrischen Teils in bezug auf diesen umläuft. Durch diese Gestaltung kann der Abgasreinigungsvorgang zuverlässig und einfach ausgeführt werden.

Die Abgasreinigungsanlage gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel kann zum Sammeln der Dieselfeststoffteilchen einen Sammelbehälter enthalten, der abnehmbar an den unteren Teil des zylindrischen Teils angesetzt ist. Durch den Sammelbe hälter ist das Ausleeren der Dieselfeststoffteilchen verein facht. Ferner kann der Schaber während des Speisens der Sammelelektroden und des Sammelns der Dieselfeststoffteilchen in Umlauf gehalten werden. Hierdurch kann das zylindrische Teil radial klein bemessen werden, da sich die Dieselfest stoffteilchen kaum an die Sammelelektrode anlagern. Darüber hinaus kann die Einwirkung des elektrischen Felds, das zu einer Konzentration an dem Schaber neigt, auf den ganzen Raum in dem zylindrischen Teil, nämlich den ganzen Sammel raum, verteilt werden.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ent hält die Abgasreinigungsanlage einen Behälter, der eine von zwei Elektroden bildet, ein in dem Behälter angeordnetes Elektrodenteil, das die andere der beiden Elektroden bildet, und einen Vibrator, der den Behälter ständig von außen her in Schwingungen versetzt, wodurch die an der Innenfläche des Behälters abgelagerten Dieselfeststoffteilchen abgeworfen werden. Durch diese Gestaltung kann das Ausräumen der Die selfeststoffteilchen zuverlässig und einfach vorgenommen werden, wenn die Abgasreinigungsanlage unter dem Kraftfahr zeugboden angeordnet ist, wo eine Wartungsperson den Aus räumvorgang schwierig ausführen kann.

Die Abgasreinigungsanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel kann zum Sammeln der Dieselfeststoffteilchen einen Sammelbehälter enthalten, der abnehmbar an den unteren Teil des Behälters angesetzt ist. Durch den Sammelbehälter wird das Ausräumen bzw. Beseitigen der Dieselfeststoffteilchen weitaus einfacher. Der Vibrator kann ein elektrisch betrie bener Dauerbetriebsvibrator mit einem Motor als Antriebsquel le, ein elektromagnetischer Dauerbetriebsvibrator mit einem Elektromagneten als Antriebsquelle, ein Ultraschall-Dauer betriebsvibrator mit einem Ultraschalloszillator als An triebsquelle oder dergleichen sein. Der Vibrator kann an dem Behälter eine Vielzahl von Schwingungen in vorbestimmten Abständen hervorrufen. Wenn das Sammeln der Dieselfeststoff teilchen mittels der Sammelelektroden beginnt, kann zugleich damit der Vibrator den Behälter in Schwingungen versetzen, um das Abfallen der Dieselfeststoffteilchen zu erleichtern, oder es können das elektrostatische Sammeln der Dieselfest stoffteilchen und das Abwerfen der Dieselfeststoffteilchen durch die Vibration wechselweise vorgenommen werden. Ferner kann die Abgasreinigungsanlage eine Vibratorsteuereinheit enthalten, die den Vibrator in Betrieb setzt, wenn der zwischen den beiden Elektroden fließende Strom einen vorbe stimmten Pegel übersteigt. Durch die Vibratorsteuereinheit können die Dieselfeststoffteilchen in geeigneten Abständen abgeschüttelt werden.

Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel enthält einen Isolator, der zwei Elektroden elektrisch isoliert, und eine Luftzuführvorrich tung, die Frischluft auf eine Fläche des Isolators leitet. Bei dieser Gestaltung wird durch die Luftzuführvorrichtung Frischluft auf die Isolatorfläche geleitet, wodurch verhin dert wird, daß die Isolatorfläche mit dem die Dieselfest stoffteilchen enthaltenden Abgas in Berührung kommt. Infol gedessen kann die Isolatorfläche rein gehalten werden.

D. h., es wird dadurch, daß keine Dieselfeststoffteilchen auf der Isolatorfläche abgelagert werden, das Entstehen eines über die Isolatorfläche fließenden Kriechstroms verhindert. Infolgedessen kann das Problem, nämlich die Verschlechterung des Wirkungsgrads bei dem Beseitigen der Dieselfeststoff teilchen vermieden werden, die sich aus der Verringerung des zum Laden der Dieselfeststoffteilchen durch die Entladung benötigten Stroms oder die Verringerung des zum Ablagern der Dieselfeststoffteilchen auf die Oberfläche der Elektroden durch elektrostatische Kraft benötigten Stroms ergeben würde. Bei der Anlage gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann die Luftzuführvorrichtung in dem Isolator angeordnet sein.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abgas reinigungsanlage enthält einen Isolator, der zwei Elektroden elektrisch isoliert, und ein Dieselfeststoffteilchen-Ver brennungselement, das nahe an einer Fläche des Isolators angeordnet ist, um die an der Isolatorfläche abgelagerten Dieselfeststoffteilchen zu zünden und zu verbrennen. Durch an einer Isolatorfläche abgelagerte elektrisch leitende Dieselfeststoffteilchen besteht die Neigung zu einer Ver schlechterung der Isolationsfähigkeit des Isolators. Mit der Anlage gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es jedoch möglich, die Verschlechterung der Isolationsfähigkeit zu verhindern. Infolgedessen ist es möglich, die auf eine verschlechterte Isolationsfähigkeit des Isolators zurückzuführenden Ver schlechterungen der Wirkungsgrade hinsichtlich des Ladens und des Sammelns der Dieselfeststoffteilchen zu verhindern.

In der erfindungsgemäßen Anlage gemäß dem vierten Ausfüh rungsbeispiel kann das Verbrennungselement ein in dem Isola tor angeordnetes Heizelement, nämlich eine elektrische Widerstandsheizvorrichtung sein. Verglichen mit einem Auf bau, bei dem das Dieselfeststoffteilchen-Verbrennungselement und der Isolator getrennt voneinander angeordnet sind, kann mit dem Heizelement an Raum für den Einbau gespart werden und infolgedessen der Heizwirkungsgrad verbessert werden.

Ferner kann die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine Sauerstoffzuführvor richtung für das Zuführen von Luft und/oder Abgas in den Abgaskanal bei dem Entzünden der Dieselfeststoffteilchen enthalten. Durch die Sauerstoffzuführvorrichtung wird aus reichend Sauerstoff für das Verbrennen der Dieselfeststoff teilchen zugeführt. Insbesondere dann, wenn der Dieselmotor selbst als Sauerstoffzuführvorrichtung benutzt wird, erüb rigt sich die Verwendung einer zusätzlichen besonderen Sauerstoffzuführvorrichtung.

Weiterhin kann die Abgasreinigungsanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel einen Isolatorverschmutzungsdetektor enthalten, der eine Verschmutzung des Isolators aus einem Kriechstrom ermittelt, welcher sich aus einer an die beiden Elektroden angelegten Prüfspannung ergibt, die in einem Bereich liegt, in dem keine Koronaentladung auftritt. Ent sprechend der Bewertung durch den Isolatorverschmutzungsde tektor wird das Verbrennungselement eingeschaltet. Daher können die Dieselfeststoffteilchen in geeigneten Zeitabstän den verbrannt werden.

Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel enthält die erfind dungsgemäße Abgasreinigungsanlage eine nahe an einer Fläche von zwei Elektroden angeordnete Dieselfeststoffteilchen- Verbrennungsvorrichtung für das Zünden und Verbrennen der an der Elektrodenfläche abgelagerten Teilchen. Durch diese Gestaltung erübrigt sich ein Vorgang für das Beseitigen oder Rückgewinnen der Dieselfeststoffteilchen. Infolgedessen kann die Abgasreinigungsanlage leicht gewartet werden.

Die Abgasreinigungsanlage gemäß dem fünften Ausführungsbei spiel kann eine Sauerstoffzuführvorrichtung für das Zuführen von Luft und/oder Abgas in den Abgaskanal bei dem Zünden der Dieselfeststoffteilchen enthalten. Mittels der Sauerstoffzu führvorrichtung wird ausreichend Sauerstoff für das Verbren nen der Dieselfeststoffteilchen zugeführt. Wenn im einzelnen der Dieselmotor selbst als Sauerstoffzuführvorrichtung betrieben wird, erübrigt sich eine zusätzliche besondere Sauerstoffzuführvorrichtung, da normalerweise der Sauer stoffgehalt bzw. das Überschußluftverhältnis des aus dem Dieselmotor ausgegebenen Abgases groß ist. Infolgedessen kann die Abgasreinigungsanlage beträchtlich vereinfacht werden.

Ferner kann die Abgasreinigungsanlage gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel eine Verbrennungselement-Steuereinheit enthalten, die das Dieselfeststoffteilchen-Verbrennungsele ment einschaltet, wenn ein zwischen den beiden Elektroden fließender Strom einen vorbestimmten Pegel übersteigt. Mit dieser Steuereinheit können die Dieselfeststoffteilchen in geeigneten Zeitabständen verbrannt werden.

Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel enthält eine Strommeßvorrich tung für das Messen eines zwischen zwei Elektroden fließen den Stroms und eine Speisespannungssteuereinheit für das Steuern einer an die beiden Elektroden angelegten Spannung entsprechend einer Differenz zwischen einem gemessenen Strom und einem Sollstrom in der Weise, daß die Differenz auf ein Mindestmaß verringert wird. Dadurch wird es möglich, die folgenden Probleme zu lösen:

Bei einem Betreiben der Abgasreinigungsanlage, bei dem eine konstante Spannung an die beiden Elektroden angelegt wird, ändern sich die Ladegeschwindigkeit und der Sammelwirkungs grad hinsichtlich der Dieselfeststoffteilchen in Abhängig keit von dem Ausstoß der Teilchen aus dem Dieselmotor und der Ablagerung der Teilchen an den Elektroden. Ferner ändert sich selbst bei dem Anlegen einer konstanten Spannung an die beiden Elektroden der zwischen den Elektroden fließende Strom in Abhängigkeit von Änderungen der Dicke der an den Elektroden abgelagerten Teilchenschicht. Infolgedessen nehmen dann, wenn der tatsächlich zwischen den Elektroden fließende Strom größer als ein optimaler Stom ist, der Nox- Ausstoß und der Stromverbrauch zu, wobei unter Umständen die Elektroden zerstört werden. Wenn im Gegensatz dazu der tatsächlich zwischen den Elektroden fließende Strom kleiner als ein optimaler Strom ist, werden die Wirkungsgrade bei dem Laden und Sammeln der Dieselfeststoffteilchen ver schlechtert.

Die Abgasreinigungsanlage gemäß dem sechsten Ausführungsbei spiel enthält deshalb die Speisespannungssteuereinheit, die die an die beiden Elektroden angelegte Spannung entsprechend einer Differenz zwischen einem tatsächlich zugeführten Strom und einem Sollstrom derart steuert, daß die Differenz auf ein Mindestmaß verringert wird. Daher kann das Sammeln der Dieselfeststoffteilchen vorteilhaft unabhängig von einer Impedanzänderung ausgeführt werden, die sich aus dem Ablagern der Dieselfeststoffteilchen an den Elektroden ergibt. Infolgedessen ist es auch möglich, Störungen infolge einer übermäßigen Stromzufuhr zu vermeiden.

Weiterhin kann bei dem sechsten Ausführungsbeispiel die Speisespannungssteuereinheit den Sollstrom, der zwischen den beiden Elektroden fließen soll, entsprechend einem Betriebs zustand des Kraftfahrzeugdieselmotors berechnen und die an die Elektroden anzulegende Spannung entsprechend dem berech neten Sollstrom steuern.

Die Abgasreinigungsanlage gemäß einem siebenten Ausführungs beispiel weist zwei Entladungselektroden, die in einem Abgaskanal eines Kraftfahrzeugdieselmotors angeordnet sind, zwei Sammelelektroden, die stromab der beiden Entladungs elektroden in dem Abgaskanal angeordnet sind, und eine Hochspannungsquelle auf, die zwischen den Entladungselektro den eine Entladung herbeiführt, um die Dieselfeststoffteil chen in dem Abgas zu laden, und die ein entladungsfreies elektrisches Feld zwischen den Sammelelektroden bildet, um die geladenen Dieselfeststoffteilchen an den Sammelelektro den zu sammeln. Auf diese Weise werden die Teilchen zuerst mittels der stromaufwärts angeordneten Entladungselektroden geladen, wonach die geladenen Teilchen ohne Koronaentladung mittels der stromabwärts angeordneten Sammelelektroden gesammelt werden. Hierdurch ist es möglich, den Stromver brauch und den Umsatz der Abgasreinigungsanlage zu verbes sern.

Wenn andererseits das Laden der Teilchen durch Koronaentla dung sowie auch das elektrostatische Sammeln der Teilchen mit nur einem Paar von Elektroden ausgeführt wird, muß der Abstand zwischen den Elektroden größer gewählt werden und eine Entladespannung gleichfalls auf einen größeren Wert angesetzt werden. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden muß vergrößert werden, um zu verhindern, daß sich die Die selfeststoffteilchen zwischen den Elektroden ablagern und die Elektroden kurzschließen. Außerdem besteht hinsichtlich des Koronaentladungsstroms die Tendenz zu einer Konzentra tion an einem Teil einer nachstehend als Entladungsfläche bezeichneten bestimmten Fläche, so daß infolgedessen dieje nigen Dieselfeststoffteilchen nicht geladen werden, die nicht nahe an der Entladungsfläche oder angrenzend an die Entladungsfläche vorbeiströmen. Daher werden die ungeladenen Dieselfeststoffteilchen ohne Ablagern an den Elektroden ausgestoßen, wodurch die Abgasumsetzung verschlechtert wird. Wenn die Entladungsspannung zu einer Erhöhung des Entla dungsstroms angehoben wird, wird dadurch der Zustand ein wenig verbessert. Es steigt jedoch der Stromverbrauch an. Ferner konzentriert sich der Entladungsstrom größtenteils an der Entladungsfläche, an der der Entladungsstrom ursprüng lich leicht durchfließt, und überheizt die an der Entla dungsfläche angeordneten Elektroden. Da die unnütze Konzen tration des Entladungsstroms sowie die überheizten Elektro den eine Strickstoffoxidation ergeben, ist dadurch der Nox- Ausstoß gesteigert und die Lebensdauer der Elektroden ver ringert.

Bei dem siebenten Ausführungsbeispiel wird jedoch das Abgas zwischen den Entladungselektroden für eine Koronaentladung hindurchgeleitet, um dadurch die Dieselfeststoffteilchen konzentriert zu laden, wonach die geladenen Teilchen auf elektrostatische Weise mittels der Sammelelektroden gesam melt werden. Daher kann die Ladegeschwindigkeit der Diesel feststoffteilchen verbessert werden und infolgedessen die Abgasumsetzung bzw. Abgasreinigung verbessert werden. Außer dem kann der Abstand zwischen den Entladungselektroden und demzufolge die für die Koronaentladung angelegte Spannung verringert werden. Weiterhin ist es nicht erforderlich, an die Sammelelektroden eine Spannung anzulegen, die so hoch wie eine Koronaspannung ist. Daher kann an Elektrizität gespart werden. Ferner kann ein Raum für die Koronaentladung verkleinert werden und auch die Erzeugung von NOx verringert werden. Die Dieselfeststoffteilchen lagern sich naturgemäß auf einer der Entladungselektroden ab. Die Teilchen bewegen sich jedoch über eine kleine mittlere Strecke zu der Ober fläche der einen Entladungselektrode, da die Teilchen die Teilchen unmittelbar nach dem Laden sind, und die Strömungs geschwindigkeit der Dieselfeststoffteilchen kann beliebig erhöht werden. Daher ist es möglich, die Ablagerung der Dieselfeststoffteilchen an den Entladungselektroden zu verringern.

Bei dem siebten Ausführungsbeispiel können die beiden Entladungselektroden und die weißen Sammelelektroden zu einer Einheit gebildet werden, wobei der Abstand zwischen den beiden Entladungselektroden kleiner als der Abstand zwischen den Sammelelektroden gewählt wird. Dadurch ist es möglich, eine Isolation zwischen den Entladungselektroden und den Sammelelektroden wegzulassen und den Aufbau für die Halterung der Elektroden zu vereinfachen. Infolgedessen kann von der Hochspannungsquelle eine einzige Spannung erzeugt werden.

Ferner können bei dem siebenten Ausführungsbeispiel die Entladungselektroden aus einem Düsenabschnitt für das Dros seln des Abgases und einer in einem mittigen Bereich des Düsenabschnitts in axialer Richtung angeordneten Stabelek trode bestehen. Mit diesen beiden Entladungselektroden kann eine Koronaentladung in einem engen Raum im Düsenabschnitt konzentriert werden, durch den das Abgas hindurchströmt. Infolgedessen strömt das Abgas mit hoher Geschwindigkeit und bläst die an der Innenfläche des Düsenabschnitts abgelager ten Dieselfeststoffteilchen weg. Auf diese Weise wird durch die schnelle Abgasströmung verhindert, daß die Dieselfest stoffteilchen einen Kurzschluß zwischen den Entladungselek troden bilden, und das Paar von Entladungselektroden ge kühlt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Abgas reinigungsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt Kennlinien, die den Zusammenhang zwischen Verschmutzungen und angelegten Spannungen sowie die Bewertungsergebnisse für die Abgasreinigungsanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Abgas reinigungsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 4 gesehen.

Fig. 4 ist eine Schnittseitenansicht der Abgasreinigungsanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Verschmut zungsverringerungswirkung beim Anlaufen eines Dieselmotors veranschaulicht.

Fig. 6 zeigt die zeitliche Abhängigkeit der Verschmutzung am Auslaß eines Dieselmotors.

Fig. 7 zeigt die Zeitabhängigkeit der Ver schmutzung am Auslaß eines Auspuffrohrs.

Fig. 8 ist eine Blockdarstellung einer Abgas reinigungsanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 ist eine Schnittseitenansicht einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem vierten Ausführungsbei spiel.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht der Abgasrei nigungsanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 9.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem fünften Ausführungsbei spiel.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht der Abgasrei nigungsanlage gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 11 gesehen.

Fig. 13 ist eine Seitenansicht der Abgasrei nigungsanlage gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 11 gesehen.

Fig. 14 ist eine Schnittansicht eines Düsen teils der Abgasreinigungsanlage gemäß dem fünften Ausfüh rungsbeispiel.

Fig. 15 ist eine Schnittseitenansicht eines Düsenteils einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.

Fig. 16 ist eine Schnittansicht des Düsen teils der Abgasreinigungsanlage gemäß dem sechsten Ausfüh rungsbeispiel in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 15 gese hen.

Fig. 17 ist eine Schnittansicht des Düsen teils der Abgasreinigungsanlage gemäß dem sechsten Ausfüh rungsbeispiel in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 15 gese hen.

Fig. 18 ist eine Schnittansicht eines Düsenteils einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel.

Fig. 19 ist eine Schnittansicht des Düsen teils der Abgasreinigungsanlage gemäß dem siebenten Ausfüh rungsbeispiel in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 18 gese hen.

Fig. 20 ist eine Schnittseitenansicht eines Düsenteils einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.

Fig. 21 ist eine Vertikalschnittansicht eines oberen Teils einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel.

Fig. 22 ist eine Vertikalschnittansicht eines unteren Teils der Abgasreinigungsanlage gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel.

Fig. 23 ist eine Schnittansicht der Abgasrei nigungsanlage gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 22 gesehen.

Fig. 24 ist eine Schnittansicht der Abgasrei nigungsanlage gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 21 gesehen.

Fig. 25 ist eine Vertikalschnittansicht eines unteren Teils einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem zehn ten Ausführungsbeispiel.

Fig. 26 ist eine Vertikalschnittansicht eines Düsenteils einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem elften Ausführungsbeispiel.

Fig. 27 ist eine Blockdarstellung einer Steuerschaltung für eine Abgasreinigungsanlage gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel.

Fig. 28 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionen der Steuerschaltung der Abgasreinigungsanlage gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 29 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionen einer Steuereinheit einer Abgasreinigungsanlage gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 30 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionen einer Steuereinrichtung einer Abgasreinigungsan lage gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel veranschau licht.

Erstes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Abgasreinigungsanlage. Die Anlage enthält eine Außenhülle 2, die mit einem Abgaszuströmungsrohr 1a und einem Abgasabströmungsrohr 1b eines (nicht gezeigten) Die selmotors in Eingriff steht und verbunden ist, Isolatoren 3 und 4, die in mittigen Öffnungen 11 an beiden Enden der Außenhülle 2 angeordnet sind, eine von den Isolatoren 3 und 4 an beiden Enden gehaltene und sich in der Axialrichtung der Außenhülle 2 erstreckende Hochspannungselektrode 5 aus rostfreiem bzw. Edelstahl und eine Hochspannungsquelle 6 mit einem mit der Hochspannungselektrode 5 verbundenen Ausgangs anschluß 61.

Die Außenhülle 2 besteht aus rostfreiem Stahl und ist zylin derförmig. Die Außenhülle 2 weist einen an beiden Enden offenen Hauptzylinder 23 mit einem zylindrischen Einlaßkanal 21 und einem zylindrischen Auslaßkanal 22, die aus der Außenumfangsfläche des Hauptzylinders vorstehen, und Deckel 24 auf, die an die beiden Enden des Hauptzylinders 23 abnehmbar angesetzt sind und die Öffnungen des Hauptzylin ders verschließen. Der zylindrische Einlaßkanal 21 und der zylindrische Auslaßkanal 22 sind nahe an den beiden Enden der Außenhülle 2 angeordnet und stehen in der gleichen Richtung vor. Der zylindrische Einlaßkanal 21 und der zylin drische Auslaßkanal 22 sind jeweils in das Abgaszuströmungs rohr 1a bzw. das Abgasabströmungsrohr 1b eingesetzt und mit diesen Rohren zur Abgasdurchströmung verbunden. An den Mittenbereichen der Deckel 24 steht jeweils in axialer Richtung eine zylindrische Wandung 25 nach außen vor.

Die Isolatoren 3 und 4 bestehen aus Tonerdeporzellan und haben zylindrische Eingriffteile 31 und 41, die lösbar in die zylindrischen Wandungen 25 der Deckel 24 eingesetzt sind, und Innenvorsprungsteile 32 und 42, die einstückig mit den Eingriffteilen 31 und 41 gebildet sind und die in axia ler Richtung in den Hauptzylinder 23 hineinragen. An dem Außenumfang der Innenvorsprungsteile 32 und 42 ist jeweils wellenförmig eine Vielzahl von Rippen 33 und 43 ausgebildet, um eine Kriechentladung zu verhindern. Im mittleren Bereich der Isolatoren 3 und 4 sind jeweils in axialer Richtung Bohrungen 35 und 45 geformt, in denen die stabförmige Hoch spannungselektrode 5 angeordnet und festgelegt ist. Ein Ende der Hochspannungselektrode 5 ragt durch den Isolator 3 hindurch, während das andere Ende in dem Isolator 4 versenkt ist.

Die Hochspannungsquelle 6 legt an die an den Ausgangsan schluß 61 angeschlossene Hochspannungselektrode 5 eine hohe negative Gleichspannung an, wodurch zwischen der Hochspan nungselektrode 5 und der über das (nicht gezeigte) Fahrzeug chassis geerdeten Außenhülle 2 eine Koronaentladung hervor gerufen wird. Da eine Schaltungsanordnung für die Hochspan nungsquelle 6 bekannt ist, wird diese hier nicht beschrie be.

Die auf diese Weise gestaltete Abgasreinigungsanlage arbei tet folgendermaßen: Das von dem Dieselmotor ausgestoßene Abgas wird durch das Abgaszuströmungsrohr 1a in die Außen hülle 2 geleitet und dann durch das Abgasabströmungsrohr 1b und einen (nicht gezeigten) Schalldämpfer nach außen ausge stoßen.

Die Hochspannungsquelle 6 legt an die Hochspannungselektrode 5 die hohe negative Gleichspannung, um zwischen der Hochspan nungselektrode 5 und der Außenhülle 2 eine Koronaentladung zu erzeugen. Die Dieselfeststoffteilchen in dem Abgas werden durch die Koronaentladung negativ geladen, durch das zwischen der Hochspannungselektrode 5 und der Außenhülle 2 gebildete elektrische Feld angezogen und an der Innenfläche der Außenhülle 2 abgelagert. Auf diese Weise wird durch das Abgasabströmungsrohr 1b hindurch reines Abgas ausgestoßen.

Die in der Außenhülle 2 abgelagerten Dieselfeststoffteilchen können periodisch entfernt werden. Bei diesem Ausräumen wird die Außenhülle 2 nach oben gemäß Fig. 1 hochgezogen, um sie von dem Abgaszuströmungsrohr 1a und dem Abgasabströmungsrohr 1b zu lösen. Dann werden die Deckel 24 von dem Hauptzylinder 23 und den Isolatoren 3 und 4 abgenommen. Auf diese Weise können die in der Außenhülle 2 abgelagerten Teilchen aus dieser entfernt werden.

An der Abgasreinigungsanlage wurde ein Bewertungstest ausge führt. Die Abgasreinigungsanlage war derart ausgelegt, daß die Innenfläche der Außenhülle 2 einen Durchmesser von 66 mm hatte und die Hochspannungselektrode 5 einen Durchmesser von 0,5 mm und eine nutzbare axiale Länge von 1000 mm hatte. Die Ergebnisse des Bewertungstests sind in Fig. 2 dargestellt.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Verschmutzung steil abnimmt, sobald die Gleichspannung erhöht wird. Hierbei war die Verschmutzung das Ausmaß der Verschmutzung eines Filter papiers für das Messen einer Abgasqualmkonzentration, das der japanischen Industrienorm (JIS) D1101 entsprach. Die Verschmutzung wurde nach folgender Gleichung berechnet:

Verschmutzung (%) = 100 - 1,15 (Helligkeit)

Ferner ist die Verschmutzung bei dem Anlassen eines Diesel motors in der Fig. 5 dargestellt. Aus der Fig. 5 ist er sichtlich, daß durch die Abgasreinigungsanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Verschmutzung bei dem Anlas sen des Dieselmotors beträchtlich geringer war.

Weiterhin wurde die Abgasreinigungsanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel an den Auslaß eines Dieselmotors, näm lich an der Zuströmungsseite eines Auspuffrohrs angebracht und die Verschmutzung gemessen. Ferner wurde die Abgasreini gungsanlage an dem Auslaß des Auspuffrohrs angebracht und die Verschmutzung gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 bzw. 7 dargestellt. In dem Fall, daß die Abgasreinigungsan lage stromauf des Auspuffrohrs angebracht war, war gemäß Fig. 6 im Vergleich zu der als 100% angesetzten Schmutzent wicklung eines Dieselmotors ohne die Abgasreinigungsanlage die Verschmutzung beträchtlich verringert. Es ist folgendes anzunehmen: Da die Dieselfeststoffteilchen unmittelbar nach dem Austreten aus dem Dieselmotor, nämlich unmittelbar nach der Verbrennungsreaktion in den Zylindern des Dieselmotors stark negativ geladen sind und infolge ihrer hohen Tempera turen stark ionisiert sind, ist bei ihrem Sammeln der Wir kungsgrad verbessert.

Eine abgewandelte Form des ersten Ausführungsbeispiels wird nachstehend beschrieben: Bei der Abwandlungsform legt die Hochspannungsquelle an die Hochspannungselektrode 5 eine Spannung an, die keine Koronaentladung hervorruft. Infolge dessen entsteht zwischen der Hochspannungselektrode 5 und der Außenhülle 2 keine Koronaentladung. Da jedoch die aus dem Dieselmotor ausgestoßenen Dieselfeststoffteilchen infol ge der Verbrennungsreaktion in den Zylindern des Dieselmo tors stark negativ geladen sind, werden sie zwischen der Hochspannungselektrode 5 und der Außenhülle 2 elektrosta tisch beschleunigt. Dadurch werden sie zu der Außenhülle 2 getrieben und durch diese gesammelt.

Zweites Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird die Abgasreinigungsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 3 und 4 be schrieben. Die Anlage enthält eine Außenhülle 7, die mit einem Abgaszuführungsrohr 1c und einem Abgasabführungsrohr 1d eines (nicht gezeigten) Dieselmotors in Eingriff steht und mit diesen verbunden ist, Isolatoren 8 und 81, die an den Innenflächen der Außenhülle 7 befestigt sind, eine von den Isolatoren 8 und 81 gehaltene Hochspannungselektrode 9 und eine mit der Hochspannungselektrode 9 über einen Aus gangsanschluß 60 verbundene Hochspannungsquelle 6.

Die Außenhülle 7 besteht aus rostfreiem Stahl und hat die Form eines rechteckigen Kastens. Die Außenhülle 7 besteht aus einem oben offenen Kasten 73, der einen zylindrischen Einlaßkanal 71 und einen zylindrischen Auslaßkanal 72 auf weist, und einem Deckel 74, der abnehmbar auf den Kasten 73 aufgesetzt ist und dessen Innenraum abschließt. Der zylin drische Einlaßkanal 71 und der zylindrische Auslaßkanal 72 sind jeweils lösbar in das Abgaszuströmungsrohr 1c und das Abgasabströmungsrohr 1d eingesetzt und mit den Rohren zum Durchströmen von Abgas verbunden.

Die Isolatoren 8 und 81 halten die Hochspannungselektrode 9 elektrisch isoliert in der Außenhülle 7 fest. D. h., zwei Paare der Isolatoren 8 tragen jeweils beide Enden von Edel stahlstangen 91 bzw. 92, während der Isolator 81 eine Edel stahlstange 93 trägt, die sich senkrecht zu den Edelstahl stangen 91 und 92 erstreckt. Die Edelstahlstange 93 ragt durch den Isolator 81 hindurch und ist über einen leitenden Zylinder 63 des Ausgangsanschlusses 60 an die Hochspannungs quelle 6 angeschlossen. Ferner ist die Edelstahlstange 93 an die Edelstahlstangen 91 und 92 angeschweißt, während an die Edelstahlstangen 91, 92 und 93 ein Drahtnetz 94 aus rost freiem bzw. Edelstahl angeschweißt ist. Die Edelstahlstangen 91, 92 und 93 und das Edelstahl-Drahtnetz 94 sind parallel zu dem Deckel 74 angeordnet und bilden die Hochspannungs elektrode 9, an die eine hohe negative Gleichspannung ange legt wird, die eine Koronaentladung verursacht, wodurch an der Innenseite der Außenhülle 7 eine Schicht 100 aus Diesel feststoffteilchen abgelagert wird.

Wenn aus der Anlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Schicht 100 aus den Dieselfeststoffteilchen ausgeräumt wird, wird die Außenhülle 7 nach rechts gemäß Fig. 4 abgezo gen und damit von dem Abgaszuströmungsrohr 1c, dem Abgasab strömungsrohr 1d und dem Ausgangsanschluß 60 gelöst. Dann wird zum Entfernen der Dieselfeststoffteilchen-Schicht 100 aus dem Kasten 73 der Deckel 74 geöffnet. Da die Anlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Form eines recht eckigen Kastens mit geringer Tiefe hat, kann sie leicht am Boden eines Fahrzeugaufbaus angebracht werden und infolge dessen leicht gesäubert werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Die Abgasreinigungsanlage gemäß einem dritten Ausführungs beispiel wird nachstehend anhand der Fig. 8 beschrieben. Die Anlage enthält zwei im wesentlichen gleiche Einheiten 200 und 201, die an ein (nicht gezeigtes) Angaszuströmungsrohr bzw. ein (nicht gezeigtes) Abgasabströmungsrohr eines (nicht gezeigten) Dieselmotors angeschlossen sind. Die Einheiten 200 und 201 haben die gleiche Funktion wie die Abgasreini gungsanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und weisen jeweils eine zylindrische Außenhülle 2, an der Innenfläche der Außenhülle 2 befestigte Isolatoren 3 und 4 und eine von den Isolatoren 3 und 4 getragene Hochspannungselektrode 5 auf. Die Hochspannungselektroden 5 sind an eine Hochspan nungsquelle 6 angeschlossen.

Ein zylindrischer Einlaßkanal 21a der Einheit 200 steht mit dem Stromauf-Abgasrohr des Dieselmotors in Verbindung, während ein zylindrischer Auslaßkanal 22a der Einheit 200 mit einem zylindrischen Einlaßkanal 21b der Einheit 201 in Verbindung steht und ein zylindrischer Auslaßkanal 22b der Einheit 201 mit dem Stromab-Abgasrohr des Dieselmotors in Verbindung steht.

Der Innendurchmesser der Außenhülle 2 der Einheit 200 ist größer als der Innendurchmesser der Außenhülle 2 der Einheit 201 gewählt. Infolgedessen entsteht bei dem Anlegen der gleichen Spannung an die Einheiten 200 und 201 eine Korona entladung nicht in der Einheit 200, sondern nur in der Einheit 201.

In den Anlagen werden die durch die Verbrennungsreaktion in den Zylindern des Dieselmotors negativ geladenen Dieselfest stoffteilchen zuerst durch die Einheit 200 gesammelt. Danach werden die übriggebliebenen Dieselfeststoffteilchen durch die Koronaentladung in der Einheit 201 weiter negativ gela den und durch die Einheit 201 gesammelt. Es ist natürlich möglich, bei der Anlage gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel die Einheiten 200 und 201 zu einer Einheit zusammenzu bauen.

Viertes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 9 und 10 zeigen Querschnitte der Abgasreinigungsan lage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Die Anlage umfaßt eine Außenhülle 2, die mit einem stromaufseitigen Abgasrohr 1a und einem stromseitigen Abgasrohr 1d eines Fahrzeugdieselmotors in Verbindung steht, eine Hochspan nungselektrode 5, die aus rostfreiem Stahl besteht und von Isolatoren 3 in der Außenhülle 2 festgelegt ist, und eine mit der Hochspannungselektrode 5 verbundene Hochspannungs quelle 6.

Die Außenhülle 2 besteht aus rostfreiem Stahl und hat die Form eines geschlossenen Kastens. In den Seitenwänden der Außenhülle 2 sind jeweils eine Einlaßöffnung 21 und eine Auslaßöffnung 22 gebildet, welche jeweils unabhängig vonein ander mit dem stromaufseitigen Abgasrohr 1a bzw. dem strom abseitigen Abgasrohr 1b in Verbindung stehen. In der Außen hülle 2 ist durch Trennwände 25 und 29 ein Abgasströmungska nal in Form der Ziffer "2" begrenzt. Ein erster gerader Abschnitt des Kanals bildet einen Entladungsraum Sd, während der nachfolgende Kanalabschnitt einen Sammelraum Sc, nämlich einen Raum zwischen zwei Sammelelektroden, bildet. D. h., ein den Entladungsraum Sd umschließender Teil 23 der Außenhülle 2 und eine Fläche der Trennwand 25 bilden eine von zwei Entladungselektroden, während ein in dem Entladungsraum Sd angeordneter Teil 53 der Hochspannungselektrode 5 die andere der beiden Entladungselektroden bildet. Ferner bilden ein den Sammelraum Sc umschließender Teil 24 derAußenhülle 2, die andere Fläche der Trennwand 25 und die Trennwand 29 eine von zwei Sammelelektroden, während ein in dem Sammelraum Sc angeordneter Teil 54 der Hochspannungselektrode 5 die andere der beiden Sammelelektroden bildet. Gemäß der Darstellung in Fig. 10 ist der nachfolgend als "Entladungselektrodenein heit" bezeichnete Teil 23 der Außenhülle 2, der als eine der beiden Entladungselektroden wirkt, als Rohr mit kleinem Durchmesser und großer Länge geformt, während der nachfol gend als "Sammelelektrodeneinheit" bezeichnete Teil 24 der Außenhülle 2, der als eine der beiden Sammelelektroden wirkt, die Form eines rechteckigen Kastens hat.

Die Hochspannungselektrode 5 hat an dem Entladungselektro denteil 53 die Form einer Platte mit kleiner Breite und großer Länge und an dem Sammelelektrodenteil 54 die Form einer Platte mit großer Breite und großer Länge. Die Brei tenrichtung der Hochspannungselektrode 5 verläuft parallel zur Vertikalrichtung der Anlage.

Gemäß Fig. 10 erstrecken sich in vertikaler Richtung Stütz stäbe 55, an die der Sammelelektrodenteil 54 der Hochspan nungselektrode 5 angeschweißt ist. Die Stützstäbe 55 sind am oberen und unteren Ende an der Außenhülle 2 elektrisch isoliert durch die Isolatoren 3 aus Tonerdeporzellan festge legt. Die Isolatoren 3 ragen durch (nicht dargestellte) Öffnungen der Außenhülle 2 hindurch, und die Stützstäbe 55 sind durch die Isolatoren 3 hindurchgehend an diesen befe stigt. Die Stützstäbe 55 dienen als Spannungszuführelemente und sind an die Hochspannungsquelle 6 angeschlossen. Von der Hochspannungsquelle 6 wird an die Hochspannungselektrode 5 eine hohe negative Gleichspannung angelegt, durch die zwischen der Hochspannungselektrode 5 und der über einen (nicht gezeigten) Fahrzeugaufbau geerdeten Außenhülle 2 eine Koronaentladung erzeugt wird. Da eine Schaltungsanordnung für die Hochspannungsquelle 6 bekannt ist, wird sie hier nicht beschrieben.

Die auf diese Weise gestaltete Abgasreinigungsanlage arbei tet folgendermaßen: Das von einem Fahrzeugdieselmotor ausge stoßene Abgas wird über das stromaufseitige Abgasrohr 1a in die Außenhülle 2 geleitet und aus dieser über das stromab seitige Abgasrohr 1b und einen (nicht gezeigten) Schalldämp fer nach außen abgelassen.

Von der Hochspannungsquelle 6 wird an die Hochspannungselek trode 5 eine hohe negative Gleichspannung angelegt, wodurch zwischen der Hochspannungselektrode 5 und der Außenhülle 2, die in dem Entladungsraum Sd einen kleineren Abstand d1 (gemäß Fig. 9) haben, im Entladungsraum Sd eine Koronaentla dung erzeugt wird. Durch die Koronaentladung werden in dem Entladungsraum Sd die Dieselfeststoffteilchen in dem Abgas negativ geladen. Da in dem Sammelraum Sc die Elektroden einen größeren Abstand d2 haben, wird in dem Sammelraum Sc keine Koronaentladung erzeugt, sondern nur ein elektrisches Feld. Infolgedessen werden die in den Sammelraum Sc strö menden Teilchen durch das elektrische Feld abgezogen und an der Innenfläche der Außenhülle 2 abgelagert. Auf diese Weise wird über das stromabseitige Abgasrohr 1b reines Abgas ausgestoßen.

Die an der Außenhülle 2 abgelagerten Dieselfeststoffteilchen werden periodisch mittels eines (nicht gezeigten) Brennele ments abgebrannt. Da ferner in der Anlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel keine Isolatoren 3 in dem Entladungsraum Sd angeordnet sind, in dem ein starkes elektrisches Feld erzeugt wird, ist diese Gestaltung hinsichtlich des Verrin gerns von Kriechströmen vorteilhaft.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 11 bis 14 zeigen die Abgasreinigungsanlage gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Die Fig. 11 ist eine Schnittseitenansicht der Anlage, die Fig. 12 ist eine Schnittansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 11 gesehen, die Fig. 13 ist eine Schnittansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 11 gesehen und die Fig. 14 ist eine Schnittansicht eines Düsenteils der Anlage. Die Anlage enthält ein Düsenteil 4, das an einem stromaufseitigen Abgasrohr 1a eines (nicht gezeigten) Die selmotors angebracht ist und zwei Entladungselektroden enthält, eine Außenhülle 7, die zwischen dem Düsenteil 4 und einem stromabseitigen Abgasrohr 1b angeordnet ist und zwei Sammelelektroden enthält, und eine Hochspannungsquelle 6 für das Anlegen einer hohen Gleichspannung an das Düsenteil 4 und die Außenhülle 7.

Gemäß Fig. 14 hat das Düsenteil 4 einen zylindrischen Trich ter 41 als eine der beiden Entladungselektroden, dessen Durchmesser zum Ende hin verringert ist, und eine Stabelek trode 42 als andere der beiden Entladungselektroden, die sich in der Axialrichtung des Trichters 41 erstreckt und von einem Isolator 3 gehalten ist. Der Isolator 3 ragt durch eine im Abschnitt größeren Durchmessers des Trichters 41 gebildete Öffnung hindurch und ist an dem Trichter 41 mit tels einer Mutter 43a befestigt. Ferner ist der Isolator 3 L-förmig zu dem Ausgang des Düsenteils 4 hin gebogen und nimmt durchgehend einen unteren Teil der Stabelektrode 42 auf. Die Stabelektrode 42 ist an einem freiliegenden Ende an die Hochspannungsquelle 6 angeschlossen.

Gemäß Fig. 13 ist die Außenhülle 7 als eine der beiden Sammelelektroden ein geschlossener Behälter mit geringer Tiefe und besteht aus einem Deckel 71 und einem Boden 72. Ferner ist gemäß Fig. 11 an einer linken Seitenwand 7a der Außenhülle 7 am Rand eine Öffnung 74 gebildet, in die das Ausgangsende des Düsenteils 4 eingesetzt ist. Weiterhin ist an einer rechten Seitenwand 7b der Außenhülle 7 am anderen Ende eine Öffnung 75 gebildet, in die das stromabseitige Abgasrohr 1b eingesetzt ist.

Gemäß Fig. 11 ist in dem Innenraum, nämlich einem Sammelraum Sc der Außenhülle 7 eine Vielzahl von vertikalen Trennplat ten 73 parallel zueinander angeordnet. Gemäß Fig. 11 bilden die vertikalen Trennplatten 73 eine Vielzahl von zueinander parallelen Abgasströmungskanälen 8a. Die Strömungskanäle 8a sind stromauf an einen Strömungskanal 8b und stromab an einen Strömungskanal 8c angeschlossen und erstrecken sich senkrecht zu den Strömungskanälen 8b und 8c. Eine Einlaßöff nung des stromauf gelegenen Strömungskanals 8b steht mit dem Düsenteil 4 in Verbindung, während eine Auslaßöffnung des stromab gelegenen Strömungskanals 8c mit dem stromabseitigen Abgasrohr 1b in Verbindung steht.

Ferner sind an einem mittigen Teil der zu den vertikalen Trennplatten 73 parallelen Strömungskanäle 8a Elektroden 76 als andere der beiden Kollektorelektroden angeordnet. Gemäß Fig. 12 sind die Elektroden 76 an einem aus einem Metallstab gebildeten horizontalen Rahmen 77 angeschweißt, der mittels der Isolatoren 3 festgelegt und in dem Sammelraum Sc an geordnet ist. Teile des horizontalen Rahmens 77, die durch die Isolatoren 3 hindurch nach außen vorstehen, sind an einen Ausgangsanschluß der Hochspannungsquelle 6 angeschlos sen.

Nachstehend wird die Funktion der dermaßen gestalteten Abgasreinigungsanlage beschrieben: Durch das Düsenteil 4 wird das ankommende Abgas gedrosselt und beschleunigt. Da das Ausgangsende kleineren Durchmessers des Trichters 41 und die darin angeordnete Stabelektrode 42 die beiden Entla dungselektroden bilden, werden die Dieselfeststoffteilchen in dem mit hoher Geschwindigkeit strömenden Abgase geladen, wenn in dem Entladungsraum Sd zwischen dem Trichter 41 und der Stabelektrode 42 eine Koronaentladung hervorgerufen wird.

Da bei dem fünften Ausführungsbeispiel die beiden Entla dungselektroden zu einer Düse ausgebildet sind, kann der Entladungsraum Sd klein bemessen werden und darin die Koro naentladung konzentriert werden. Da ferner das Abgas mit hoher Geschwindigkeit vorbeiströmt, werden an der Innenflä che des Trichters 41 und an der Stabelektrode 42 abgelagerte Dieselfeststoffteilchen weggeblasen, so daß sie nicht die Koronaentladung behindern. Darüberhinaus kann bei dem fünf ten Ausführungsbeispiel der Abstand d1 im Entladungsraum Sd verringert werden und dementsprechend die Entladungsspannung gesenkt werden. Da weiterhin der Entladungsraum Sd klein ist und das Abgas mit hoher Geschwindigkeit hindurchströmt, ist das Entstehen von NOx auch dann verringert, wenn im Entla dungsraum Sd ein starker Strom fließt. Da der Entladungs strom in hoher Dichte über den ganzen Entladungsraum Sd fließt, werden die Dieselfeststoffteilchen unvermeidlich geladen. Da ferner das Abgas mit hoher Geschwindigkeit strömt, besteht die hohe Wahrscheinlichkeit einer Berührung von Elektronen oder Ionen mit den Teilchen, so daß diese dementsprechend schnell geladen werden. Die geladenen Die selfeststoffteilchen lagern sich an den Innenwänden der Außenhülle 7 und den vertikalen Trennplatten 73 ab.

Da ferner der Elektrodenabstand d2 im Sammelraum Sc größer ist als der Elektrodenabstand d1 im Entladungsraum Sd, entsteht in dem Sammelraum Sc keine Koronaentladung, wenn an den Sammelraum Sc und den Entladungsraum Sd die gleiche Spannung angelegt ist. Die Geschwindigkeit des Abgases ist in dem Sammelraum Sc auf eine geringe Geschwindigkeit herabgesetzt, so daß die Durchlaufzeit der Dieselfeststoffteilchen von vorneherein vollständig sichergestellt ist.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 15 bis 17 zeigen die Abgasreinigungsanlage gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 15 ist eine Horizontalschnittansicht der Anlage, die Fig. 16 ist eine Schnittansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 15 gesehen, und die Fig. 17 ist eine Schnittansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 15 gesehen.

Die Anlage enthält eine abgewandelte Form des in Fig. 14 gezeigten Düsenteils 4 der Anlage gemäß dem vierten Ausfüh rungsbeispiel, die ohne Vergrößerung des Abstands d1 in dem Entladungsraum Sd größer bemessen ist. D. h., die beiden Enden eines Isolators 3 sind an dem Abschnitt 41 größeren Durchmessers des Trichters befestigt. Ferner sind am Auslaß 44 verringerten Durchmessers des Trichters fünf Elektroden 42 angeordnet, die sich von dem Isolator 3 weg parallel zueinander erstrecken. Weiterhin ist der Auslaß 44 des Düsenteils 4 derart geformt, daß einandergereihte Kreise um die Elektroden 42 gebildet sind, um eine gleichförmige Koronaentladung herbeizuführen. Durch diese Gestaltung kann die Abgasströmung erhöht werden, ohne den Durchmesser des Auslasses 44 zu vergrößern, was unvermeidbar eine Erhöhung der Entladungsspannung erforderlich machen würde.

Siebentes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 18 und 19 zeigen die Abgasreinigungsanlage gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 18 ist eine Schnittseitenansicht der Anlage, während die Fig. 19 eine Schnittansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 18 gesehen ist.

Die Anlage enthält eine Abwandlungsform des Düsenteils 4 der in den Fig. 15 bis 17 gezeigten Anlage gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Das Düsenteil 4 enthält eine Isolator abdeckung 83, die einen Isolator 3 des Düsenteils 4 derart abdeckt, daß ein Zwischenraum 84 zwischen der Isolatorab deckung 83 und dem Isolator 3 mit Frischluft gefüllt wird.

D. h., die Isolatorabdeckung 83 besteht aus Tonerdeporzellan und ist gemäß Fig. 19 in Schnittseitenansicht U-förmig. Die Isolatorabdeckung 83 ist in einem vorbestimmten Abstand von dem Isolator 3 angeordnet und überdeckt die Außenflächen des Isolators 3 mit Ausnahme der dem Auslaß des Düsenteils 4 zugewandten Außenfläche des Isolators 3. Die beiden seitli chen Enden der Isolatorabdeckung 83 stehen mit den Innenflä chen der beiden Seitenwände des Trichters 41 in Berührung. Eine Lufteinlaßöffnung 85 mündet in den Zwischenraum 84 zwischen der Isolatorabdeckung 83 und dem Isolator 3. Über ein Rohr 81 und die Lufteinlaßöffnung 85 wird durch einen Verdichter 8 Frischluft eingeleitet. Bei dieser Gestaltung strömt die in den Zwischenraum 84 eingeleitete Frischluft durch die Abstände zwischen der Isolatorabdeckung 83 und dem Isolator 3 hindurch in Richtung zu dem Auslaß des Düsenteils 4. Infolgedessen kann vorteilhaft die elektrische Isola tionsfähigkeit der Oberfläche des Isolators 3 aufrecht erhalten werden.

Achtes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 20 zeigt in Vertikalschnittansicht die Abgasreini gungsanlage gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.

Die Anlage enthält ein Düsenteil 4 mit dem in Fig. 14 darge stellten Isolator 3 der Anlage gemäß dem fünften Ausfüh rungsbeispiel in abgewandelter Form. D. h., ein Isolator 3 des Düsenteils 4 hat eine Luftzuführbohrung 33, die den mittigen Bereich des Isolators 3 in dessen Längsrichtung, nämlich in vertikaler Richtung gemäß Fig. 20 durchdringt. Ein Einlaß der Luftzuführbohrung 33 ist über ein Rohr 83 an den Auslaß eines Luftverdichters 8 angeschlossen, während ein Auslaß der Luftzuführbohrung 33 an eine Luftabblaseöff nung 34 angeschlossen ist. Die Luftabblaseöffnung 34 ist an einem Ende des Isolators 3 angeordnet und erstreckt sich in einem mittigen Abschnitt des Düsenteils 4 in axialer Rich tung zu dem Trichterauslaß. Eine Stabelektrode 42 erstreckt sich entlang der Mittellinie der Luftabblaseöffnung 34 zu dem Auslaß des Düsenteils 4 hin.

Durch das Ausblasen von Frischluft aus der Luftabblaseöff nung 34 über die Luftzuführbohrung 33 ist es infolgedessen möglich, die elektrische Isolation der Stabelektrode 42 auch dann aufrecht zu erhalten, wenn die Außenfläche des Isola tors 3 durch die Dieselfeststoffteilchen verschmutzt ist, was eine verschlechterte Isolationsfähigkeit ergibt. Da im einzelnen die Luftzuführbohrung 33 und die Luftabblaseöff nung 34 im Isolator 3 selbst enthalten sind, erübrigen sich zusätzliche Bauteile in dem Düsenteil 4, so daß dessen Gestaltung vereinfacht werden kann.

Neuntes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 21 bis 24 zeigen die Abgasreinigungsanlage gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 21 ist eine Vertikalschnittansicht eines oberen Teils der Anlage, die Fig. 22 ist eine Vertikalschnittansicht eines unteren Teils der Anlage, die Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen B-B in Fig. 22 gesehen und die Fig. 24 ist eine Querschnittsansicht der Anlage in Richtung von Pfeilen A-A in Fig. 21 gesehen. Die Anlage ist eine groß bemessene und vertikale Ausführung der Abgasreini gungsanlage für Omnibusse, Lastwagen oder dergleichen und enthält einen feststehenden Zylinder 91, der an dem oberen Abschnitt einen kleineren Durchmesser und an dem mittleren und unteren Abschnitt einen größeren Durchmesser hat und der an der Unterseite offen ist, einen drehbaren Zylinder 92, der drehbar an die Unterseite des feststehenden Zylinders 91 angesetzt ist und an beiden Enden offen ist, und einen Sammelbehälter 93, der die Drehung des drehbaren Zylinders 92 zuläßt und an dessen untere Öffnung angesetzt ist.

An der Oberseite des feststehenden Zylinders 91 ist ein Isolator 3 mit einer Luftzuführöffnung 35 befestigt. Von der Mitte der unteren Fläche des Isolators 3 weg erstreckt sich längs der Mittellinie des feststehenden Zylinders 91 nach unten eine Stabelektrode 42, welche sowohl eine von zwei Entladungselektroden als auch eine von zwei Sammelelektroden bildet. In einer Seitenfläche des feststehenden Zylinders ist nahe an der oberen Seite eine elliptische Öffnung 94 ausgebildet. In die elliptische Öffnung 94 ist ein Auslaß 1c kleinen Durchmessers eines stromaufseitigen Abgasrohrs 1a eingeführt. In einer Seitenfläche des feststehenden Zylin ders 92 ist nahe an dem unteren Rand eine Öffnung 95 größe ren Durchmessers ausgebildet. In die Öffnung 95 größeren Durchmessers ist ein stromabseitiges Abgasrohr 1b einge führt.

Der feststehende Zylinder 91 hat einen Abschnitt 91a kleinen Durchmessers, der unmittelbar unterhalb der elliptischen Öffnung 94 angeordnet ist und in dem feststehenden Zylinder 91 den kleinsten Durchmesser hat. Der Innenraum des Ab schnitts 91a kleinen Durchmessers bildet einen Entladungs raum Sd. Dabei bildet der Abschnitt 91a kleinen Durchmessers eine der beiden Entladungselektroden. Ferner hat der fest stehende Zylinder 91 einen Abschnitt 91b großen Durchmes sers, der unterhalb des Abschnitts 91a kleinen Durchmessers angeordnet ist und den größten Durchmesser in dem festste henden Zylinder 91 hat. Der Innenraum des Abschnitts 91b großen Durchmessers bildet einen Sammelraum Sc. Der Ab schnit 91b großen Durchmessers bildet die andere der beiden Sammelelektroden.

Der drehbare Zylinder 92 ist nach unten zu kegelstumpfförmig und wird mittels eines (nicht gezeigten) Drehzahlunterset zungsmotors mit geringer Drehzahl in Umlauf versetzt. An der Innenfläche des drehbaren Zylinders 92 ist eine lange Schie ne als Schaber 96 angebracht, der vertikal nach oben gerich tet ist. Der Außenrand des Schabers 96 steht mit der Innen fläche des Abschnitts 91b großen Durchmessers des festste henden Zylinders 91 in Berührung.

Nachstehend wird die Funktion der dermaßen gestalteten Abgasreinigungsanlage beschrieben: Der zylindrische Auslaß 1c mit dem kleinen Durchmesser an dem stromaufseitigen Abgasrohr 1a drosselt und beschleunigt das Abgas. Das Abgas wird in den Entladungsraum Sd geleitet. Durch eine zwischen der Stabelektrode 42 und dem Abschnitt 91a kleinen Durchmes sers des feststehenden Zylinders 91 in dem Entladungsraum Sd erzeugte Koronaentladung werden die Dieselfeststoffteilchen in dem Abgas geladen. Danach gelangen die Teilchen in den Sammelraum Sc an der Unterseite des feststehenden Zylinders 91. Durch ein in dem Sammelraum Sc erzeugtes elektrostati sches Feld werden die Dieselfeststoffteilchen angezogen und an der Innenfläche des Abschnitts 91b großen Durchmessers des feststehenden Zylinders 91 abgelagert.

Sobald der drehbare Zylinder 92 in Drehungen versetzt wird, läuft der Schaber 96 unter Berührung mit der Innenfläche des Abschnitts 91b großen Durchmessers des feststehenden Zylin ders 91 mit niedriger Drehzahl um. Infolgedessen wird die an der Innenfläche des Abschnitts 91b großen Durchmessers abgelagerte Schicht aus Dieselfeststoffteilchen abgestreift. Die abgestreiften Teilchen werden in dem Sammelbehälter 93 gesammelt. Später wird der Sammelbehälter 93 von der Anlage abgenommen, und die Dieselfeststoffteilchen können aus dem Sammelbehälter 93 entfernt werden.

Durch die Gestaltung der Anlage gemäß dem neunten Ausfüh rungsbeispiel kann eine übermäßige Ablagerung einer Schicht aus Dieselfeststoffteilchen verhindert werden. Daher ist es möglich, den Abschnitt 91b großen Durchmessers des festste henden Zylinders 91 kleiner zu bemessen und demzufolge die Sammel-Spannung herabzusetzen. Ferner kann auch die Anlage kontinuierlich betrieben werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann der Schaber 96 auch dann in Umlauf versetzt werden, wenn durch Anlegen von Spannung an die Stabelektrode 92 die Dieselfeststoffteilchen gesammelt werden. Da sich infolgedessen die Dieselfeststoff teilchen kaum an der Innenfläche des Abschnitts 91b großen Durchmessers des feststehenden Zylinders 91 anlagern, kann der Abschnitt 91b großen Durchmessers radial kleiner bemes sen werden. Außerdem ist es möglich, die an dem Schaber 96 selbst abgelagerten Teilchen dadurch abzuschütteln, daß die Umlaufrichtung des Schabers 96 plötzlich gewechselt wird.

Zehntes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 25 zeigt die Abgasreinigungsanlage gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 25 ist eine Vertikal schnittansicht des unteren Teils der Anlage. Der obere Teil der Anlage ist gleich demjenigen bei dem in Fig. 21 darge stellten neunten Ausführungsbeispiel.

Die Anlage hat den gleichen Aufbau wie diejenige gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme des in Fig. 22 gezeigten unteren Teils derselben. D. h., abweichend von dem neunten Ausführungsbeispiel ist bei der Anlage gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der drehbare Zylinder 92 weg gelassen und ein Abschnitt 91b großen Durchmessers eines feststehenden Zylinders 91 derart geformt, daß der Durchmes ser nach unten zu allmählich verringert ist. Die Bodenöff nung des Abschnitts 91b großen Durchmessers steht in direk ter Verbindung mit einer oberen Öffnung eines Sammelbehäl ters 93. Ein Auslaßrohr 91c dringt horizontal an der Unter seite in den Abschnitt 91b großen Durchmessers des festste henden Zylinders 91 ein. Das innere Ende des Auslaßrohrs 91c ist nach unten zu offen, während das äußere Ende desselben an ein (nicht gezeigtes) stromabseitiges Abgasrohr 1b ange schlossen ist.

Ferner ist mit dem Außenumfang des Abschnitts 91b des Zylin ders 91 ein Vibratorkopf 99 eines Vibrators 98 in Berührung gebracht, der bei dem Betreiben des Vibrators 98 den fest stehenden Zylinder 91 in Schwingungen versetzt. Der Vibra tor 98 hat einen eingebauten Elektromagneten und versetzt bei intermittierender Stromzufuhr zu dem Elektromagneten den Vibratorkopf 99 in Schwingungen.

Nachstehend wird die Funktion der dermaßen gestalteten Abgasreinigungsanlage beschrieben. Die Entladungs- und Sammelvorgänge in der Anlage sind die gleichen wie diejeni gen bei dem neunten Ausführungsbeispiel, so daß sie infolge dessen hier nicht beschrieben werden.

In der Anlage wird nach dem Abschalten einer an die Stab elektrode 42 angelegten Spannung dem Elektromagneten in dem Vibrator 98 ein pulsierender Strom zugeführt. Infolgedessen versetzt der Vibratorkopf 99 den feststehenden Zylinder 91 in Schwingungen, wodurch die an der Innenfläche des Zylin ders 91 abgelagerte Schicht aus Dieselfeststoffteilchen in den Sammelbehälter 93 abgeworfen wird. Danach wird der Sammelbehälter 93 von der Analyse abgenommen, und es werden die Dieselfeststoffteilchen aus dem Sammelbehälter 93 ent fernt.

Mit der Gestaltung gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel kann ein übermäßiges Ablagern der Teilchenschicht an der Innenfläche des Abschnitts 91b großen Durchmessers des feststehenden Zylinders 91 verhindert werden. Daher kann der Abschnitt 91b großen Durchmessers kleiner bemessen werden und dementsprechend die Sammel-Spannung verringert werden. Weiterhin können die Anlagen gemäß dem neunten und zehnten Ausführungsbeispiel in dem Sammelbehälter 93 ein Dieselfest stoffteilchen-Verbrennungselement enthalten.

Elftes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 26 zeigt die Abgasreinigungsanlage gemäß einem elften Ausführungsbeispiel. Die Fig. 26 ist eine Vertikal schnittansicht eines Düsenteils 4 der Anlage. Die Anlage enthält in abgewandelter Form den Isolator des in Fig. 14 dargestellten Düsenteils 4 der Anlage gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.

D. h., bei dem elften Ausführungsbeispiel enthält ein Isola tor 3 einen darin in Abstand von einer Stabelektrode 42 eingeschlossenen Nickelchromdraht 95. Ein Ende des Nickel chromdrahts 95 ist an einen Anschluß 99 angeschlossen, während das andere Ende des Nickelchromdrahts 95 an die Stabelektrode 42 angeschlossen ist, die geringen Widerstand hat.

Wenn zwischen den Anschluß 99 und die Stabelektrode 42 eine Spannung angelegt wird, wird der Nickelchromdraht 95 erwärmt und die Temperatur des Isolators 3 auf eine hohe Temperatur angehoben. Infolgedessen wird die an dem Isolator 3 abgela gerte Dieselfeststoffteilchenschicht abgebrannt, wodurch die Isolierfähigkeit des Isolators 3 wieder hergestellt wird.

Zwölftes Ausführungsbeispiel

Die Abgasreinigungsanlage gemäß einem zwölften Ausführungs beispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in Fig. 27 gezeigtes Blockschaltbild und ein in Fig. 28 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Die Fig. 27 zeigt eine Steuer schaltung zum Steuern des Stroms, der dem Nickelchromdraht 95 bei dem elften Ausführungsbeispiel zum Verbrennen der an dem Isolator 3 abgelagerten Dieselfeststoffteilchen zuzufüh ren ist, und die Fig. 28 veranschaulicht den Funktionsablauf der Steuerschaltung. Die Steuerschaltung weist einen Strom sensor 101, eine Gleichrichterschaltung 102, einen Glät tungskondensator 103 und einen Mikrocomputer 104 auf.

Von einem von dem Fahrzeugdieselmotor betriebenen (nicht gezeigten) Wechselstromgenerator wird der Hochspannungsquel le 6 Strom zugeführt, und die von der Hochspannungsquelle 6 erzeugte hohe Gleichspannung wird dann an die Stabelektrode 42 angelegt. Der Stromsensor 101 erfaßt den von dem Wechsel stromgenerator der Hochspannungsquelle 6 zugeführten Strom. Der erfaßte Strom wird durch die Gleichrichterschaltung 102 gleichgerichtet, der gleichgerichtete Strom wird mittels des Glättungskondensators 103 geglättet, und schließlich wird der geglättete Strom dem Mikrocomputer 104 zugeführt. Es sei hier angenommen, daß die Hochspannungsquelle 6 lediglich die Stabelektrode 42 speist.

Der Mikrocomputer 104 steuert die Stromzufuhr zum Nickel chromdraht 95. Der Steuerungsvorgang wird nachstehend anhand des in Fig. 28 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben.

Bei einem Schritt 300 gibt der Mikrocomputer 104 an die Hochspannungsquelle 6 einen Befehl ab, an die Stabelektrode 42 eine Prüfspannung anzulegen, die ein Bruchteil der Koro naentladungsspannung ist; bei einem Schritt 301 ermittelt der Mikrocomputer den mittels des Stromsensors 101 erfaßten, der Hochspannungsquelle 6 zugeführten Strom (der nachfolgend als Leckstrom bezeichnet wird). Dann wird von dem Mikrocom puter 104 bei einem Schritt 302 ein über eine vorbestimmte Zeitspanne gemittelter Leckstrom Im berechnet und bei einem Schritt 304 geprüft, ob der Leckstrom Im höher als ein vorbestimmter Schwellenwertstrom Ith ist. Der Leckstrom ist größtenteils der über die Oberfläche des Isolators 3 flie ßende Strom bzw. Kriechstrom. Sobald die Dieselfeststoff teilchen, die hauptsächlich Kohlenstoff enthalten, an der Oberfläche des Isolators 3 abgelagert sind, wird dadurch der Isolationswiderstand des Isolators 3 verringert und infolge dessen der Lackstrom erhöht.

Wenn Im nicht höher als Ith ist, wird von dem Mikrocomputer 104 geschlossen, daß die Teilchenablagerung an dem Isolator 3 gering ist, und bei einem Schritt 306 eine vorbestimmte Zeit abgewartet, wonach der Programmablauf zu dem Schritt 300 zurückkehrt. Wenn Im höher als Ith ist, wird von dem Mikrocomputer 104 geschlossen, daß eine starke Teilchenabla gerung an dem Isolator 3 vorliegt, und bei einem Schritt 308 ermittelt, ob der Dieselmotor gerade läuft. Wenn der Diesel motor nicht läuft, wird von dem Mikrocomputer 104 bei einem Schritt 312 der Dieselmotor angelassen und bei einem Schritt 312 eine vorbestimmte Zeit bis zum Warmlaufen des Dieselmo tors abgewartet, wonach dann dem in dem Isolator 3 einge schlossenen Nickelchromdraht 95 Strom zugeführt wird, um den Isolator 3 aufzuheizen und die daran abgelagerten Diesel feststoffteilchen abzubrennen. Danach wartet bei einem Schritt 316 der Mikrocomputer 104 eine vorbestimmte Zeitdauer ab, die ausreichend lang ist, die an der Oberfläche des Isolators 3 abgelagerte Teilchenschicht zu beseitigen. Für das Verbrennen der Dieselfeststoffteilchen ist es vorteil haft, daß bei laufendem Dieselmotor die Teilchen mit hoher Temperatur um den Isolator 3 herum strömen. Da außerdem das Abgas des Dieselmotors eine ausreichende Menge an Sauer stoffkomponenten enthält, entstehen keine Schwierigkeiten bei dem Abbrennen der Dieselfeststoffteilchen, und es ist darüberhinaus möglich, durch einen Luftkompressor Frischluft zuzuführen.

Mit der Anlage gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel kann automatisch die Verunreinigung des Isolators 3 ermittelt werden. Da ferner der Isolator 3 erhitzt wird, wenn der Mikrocomputer 104 eine starke Verunreinigung ermittelt, erübrigt sich ein Säubern des Isolators 3. Auf diese Weise kann die Wartung der Anlage leicht ausgeführt werden.

Dreizehntes Ausführungsbeispiel

Die Abgasreinigungsanlage gemäß einem dreizehnten Ausfüh rungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 27 gezeigte Blockschaltbild und ein in Fig. 29 gezeig tes Ablaufdiagramm beschrieben. Bei dem dreizehnten Ausfüh rungsbeispiel ist die in Fig. 27 dargestellte Steuerschal tung eine Schaltung zum Steuern des Stroms, der einem in den Fig. 11 und 13 gezeigten Heizelement 100 der Anlage gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zugeführt werden soll, um an den Sammelelektroden 73 abgelagerte Dieselfeststoffteilchen wegzubrennen. Außer dieser Gestaltung hat die Steuerschal tung den gleichen Aufbau wie diejenige bei dem zwölften Ausführungsbeispiel. D. h., der Stromsensor 101 erfaßt den der Hochspannungsquelle 6 zugeführten Strom. Der erfaßte Strom wird von der Gleichrichterschaltung 102 gleichgerich tet, der gleichgerichtete Strom wird mittels des Glättungs kondensators 103 geglättet, und letztlich wird der geglättete Strom dem Mikrocomputer 104 zugeführt.

Der Mikrocomputer 104 steuert die Stromzufuhr zu dem Heiz element 100. Der Steuerungsvorgang wird nachstehend anhand des in Fig. 29 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben.

Bei einem Schritt 401 erfaßt der Mikrocomputer 104 den Strom, der der Hochspannungsquelle 6 zugeführt wird, wenn diese an die Sammelelektroden 73 die Sammelspannung anlegt, nämlich die Spannung, bei der keine Koronaentladung ent steht. Dann wird von dem Mikrocomputer 104 bei einem Schritt 402 ein über eine vorbestimmte Zeitspanne gemittelter Leck strom Im berechnet und bei einem Schritt 404 geprüft, ob der mittlere Leckstrom Im höher als ein vorbestimmter Schwellen wertstrom Ith ist. Wenn der Abstand zwischen den beiden Sammelelektroden 73 und 76 durch die an den Sammelelektroden 73 abgelagerten Dieselfeststoffteilchen verringert ist, ist das elektrische Feld verstärkt und infolgedessen der Leck strom erhöht. Wenn weiterhin Dieselfeststoffteilchen an den Sammelelektroden 73 abgelagert werden, werden zugleich damit die Teilchen verstärkt an der Oberfläche der die Sammelelek troden 73 tragenden Isolatoren 3 abgelagert. Infolgedessen wird der über die Oberfläche der Isolatoren 3 fließende Strom bzw. Kriechstrom und dadurch der mittlere Leckstrom Im stärker.

Wenn Im nicht höher als Ith ist, wird von dem Mikrocomputer 104 angenommen, daß die Teilchenablagerung an den Sammel elektroden 73 gering ist, und bei einem Schritt 406 eine vorbestimmte Zeit abgewartet, wonach der Steuerungsablauf zu dem Schritt 401 zurückkehrt. Wenn Im höher als Ith ist, wird von dem Mikrocomputer 104 daraus geschlossen, daß eine starke Teilchenablagerung an den Sammelelektroden 73 vor liegt, und bei einem Schritt 408 ermittelt, ob der Dieselmo tor gerade läuft. Wenn der Dieselmotor stillsteht, wird von dem Mikrocomputer 104 bei einem Schritt 410 der Dieselmotor angelassen und bei einem Schritt 412 eine vorbestimmte Zeit bis zum Warmlaufen des Dieselmotors abgewartet, wonach dann bei einem Schritt 414 dem in den Fig. 11 und 13 gezeigten Heizelementen 100 Strom zugeführt wird, um die Dieselfest stoffteilchen in dem Sammelraum Sc abzubrennen. Danach wird von dem Mikrocomputer 104 bei einem Schritt 416 eine vorbe stimmte Zeitspanne abgewartet, die ausreichend lang für das Beseitigen der an der Oberfläche der Sammelelektrode 73 abgelagerten Teilchenschicht ist. Da gemäß Fig. 11 das Heizelement 100 stromauf des Sammelraums Sc angeordnet ist, breitet sich die Verbrennung der Dieselfeststoffteilchen schnell über den ganzen Sammelraum Sc aus.

Durch die Gestaltung der Anlage gemäß dem dreizehnten Aus führungsbeispiel ist es möglich, automatisch das Ausmaß der Dieselfeststoffteilchenablagerung an den Sammelelektroden 73 zu ermitteln. Da ferner die Teilchen an den Paaren aus Sammelelektroden 73 und 73 verbrannt werden, wenn der Mikro computer 104 eine starke Ablagerung ermittelt, ergibt das Säubern der Sammelelektroden 73 und 76 keine Schwierigkei ten. Auf diese Weise ist die Wartung der Anlage vereinfacht.

Bei der Anlage gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel wird zwar die Ablagerung der Dieselfeststoffteilchen aus Änderungen des den Sammelelektroden 73 zugeführten Stroms ermittelt, jedoch ist es natürlich auch möglich, die Ablage rung mittels eines Drucksensors aus dem durch die Ablagerung verursachten Abgasdruckabfall oder aber aus Änderung des Betriebszustands des Dieselmotors zu ermitteln.

Vierzehntes Ausführungsbeispiel

Die Abgasreinigungsanlage gemäß einem vierzehnten Ausfüh rungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in Fig. 30 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Bei dem vier zehnten Ausführungsbeispiel wird eine Abwandlungsform der in Fig. 27 gezeigten Steuerschaltung verwendet.

Der Mikrocomputer 104 prüft bei einem Schritt 500 die Be triebszustände des Dieselmotors, nämlich insbesondere die Betriebszustände, die mit der Menge an ausgestoßenen Diesel feststoffteilchen in Zusammenhang stehen. Als mit der Teil chenausstoßmenge in Beziehung stehende Betriebszustände sind die Kühlmitteltemperatur, die Brennstoffeinspritzmenge, die Drehzahl, die Last oder dergleichen zu nennen. Die sich entsprechend den Betriebszuständen ändernden Teilchenaus stoßmengen werden im voraus in einer Speichereinheit des Mikrocomputers 104 als Tabelle gespeichert.

Von dem Mikrocomputer 104 wird dann aufgrund der in der Speichereinheit gespeicherten Tabelle bei einem Schritt 502 entsprechend den ermittelten Betriebszuständen eine veran schlagte Teilchenausstoßmenge ermittelt und bei einem Schritt 504 ein Minimalentladungsstrom Io, nämlich ein optimaler Entladungsstrom berechnet, der bei einer vorbe stimmten Umsetzung das Beseitigen der Dieselfeststoffteil chen in der veranschlagten Menge ermöglicht. Hierbei wird an das Paar von Entladungselektroden und das Paar von Sammel elektroden die (nachstehend als Entladungsspannung bezeich nete) gleiche Spannung angelegt, und der Entladungsstrom ist die Summe der den Elektrodenpaaren zugeführten Ströme.

Im weiteren wird von dem Mikrocomputer 104 bei einem Schritt 506 an das Entladungselektrodenpaar und das Sammelelektro denpaar eine vorbestimmte Spannung angelegt, um die Diesel feststoffteilchen zu laden und zu sammeln, und dann ein während des Ladens und Sammelns entstehender Ist-Entladungs strom I ermittelt. Bei einem Schritt 508 berechnet der Mikrocomputer 104 einen mittleren Ist-Entladungsstrom Im.

Dann vergleicht bei einem Schritt 510 der Mikrocomputer 104 den mittleren Ist-Entladungsstrom Im mit dem Minimalentla dungsstrom Io. Wenn Im größer als Io ist, wird von dem Mikrocomputer 104 der Strom Im als übermäßig hoch bewertet und die Entladungsspannung V um ΔV verringert. Wenn Im nicht größer als Io ist, prüft der Mikrocomputer 104 bei einem Schritt 514, ob Im kleiner als Io ist. Wenn Im kleiner als Io ist, wird von dem Mikrocomputer 104 der Strom Im als zu gering bewertet und bei einem Schritt 516 die Entladungs spannung V um ΔV erhöht. Wenn Im nicht kleiner als Io ist, kehrt der Steuerungsablauf zu dem Schritt 500 zurück, wonach die Routine wiederholt wird.

Da bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel der Entladungs strom entsprechend den Änderungen der Teilchenausstoßmenge in einem optimalen Bereich verändert wird, wird bei geringem Ausstoß an Dieselfeststoffteilchen nicht mehr Entladungs strom als erforderlich zugeführt. Infolgedessen ergibt sich keine Elektrodenunterbrechung, keine Erhöhung des Stromver brauchs und keine Erhöhung der NOx-Emission. Wenn mehr Dieselfeststoffteilchen ausgestoßen werden, wird nicht weniger Entladungsstrom als erforderlich zugeführt. Infolge dessen ist die Umsetzung bzw. das Ausscheiden der Diesel feststoffteilchen nicht verschlechtert.

Es wird eine Abgasreinigungsanlage für einen Kraftfahrzeug dieselmotor angegeben, die ein Paar von Elektroden, die in einem vorbestimmten Abstand in einem Abgaskanal des Kraft fahrzeugdieselmotors angeordnet sind, und ein Hochspan nungsquelle für das Anlegen einer hohen Spannung an die Elektroden enthält, wodurch in dem Raum zwischen den Elek troden ein elektrisches Feld zum Sammeln von aus dem Motor ausgestoßenen Feststoffteilchen erzeugt wird. Da die von dem Dieselmotor ausgestoßenen Dieselfeststoffteilchen stark negativ geladen sind und in der Abgasreinigungsanlage zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld errichtet wird, werden die Teilchen an einer der beiden Elektroden gesammelt. Daher ist es mit der Abgasreinigungsanlage mög lich, das Abgas zu reinigen, ohne den Abgasdruckverlust des Dieselmotors wesentlich zu erhöhen, ohne eine durch den Druckverlust hervorgerufene Verschlechterung der Ausgangs leistung des Dieselmotors herbeizuführen und ohne die Ver brennungsreaktion in den Zylindern des Dieselmotors zu verschlechtern. Außerdem ist es möglich, die Abgasreini gungsanlage im Vergleich zu einer herkömmlichen Anlage mit einem Keramikfilter beträchtlich kleiner zu bemessen.

Claims

1. Abgasreinigungsanlage für einen Kraftfahrzeugdieselmotor, gekennzeichnet durch zwei Elektroden (2, 5; 7, 9; 41, 42; 7, 76; 42, 81), die in einem vorbestimmten Abstand in einem Abgaskanal (1a, 1b) des Kraftfahrzeugdieselmotors angeordnet sind, und eine Hochspannungsquelle (6) zum Anlegen einer Hochspannung an die beiden Elektroden, durch die in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld zum Sammeln von Dieselabgas-Feststoffteilchen entsteht.

2. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hochspannungsquelle (6) an die beiden Elektroden eine Spannung anlegt, die niedriger als eine Koronaentladungsspannung ist.

3. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsquelle (6) an die beiden Elektroden eine Spannung anlegt, die höher als eine Koronaentladungsspannung ist.

4. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden eine Außenhülle (2; 7; 41) zum Durchlassen von Abgas, die als Masseelektrode dient, und eine Hochspannungselektrode (5; 9; 42) sind, die elektrisch isoliert gegen die Außenhülle in dieser angeord net ist.

5. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Außenhülle (2; 7) abnehmbar an ein Abgas rohr (1a) des Kraftfahrzeugdieselmotors angebracht ist.

6. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Teil (91), das eine der beiden Elektroden bildet, ein Elektrodenteil (42), das in einem mittigen Bereich des zylindrischen Teils in Axial richtung desselben angeordnet ist und das die andere der beiden Elektroden bildet, und einen Schaber (96d) für das Abstreifen einer an der Innenfläche des zylindrischen Teils abgelagerten Schicht aus Dieselfeststoffteilchen, wobei der Schaber längs der Innenfläche des zylindrischen Teils in bezug auf dieses umläuft.

7. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Sammelbehälter (93), der abnehmbar an den unte ren Teil des zylindrischen Teils (91) zum Sammeln der Die selabgas-Feststoffteilchen angesetzt ist.

8. Abgasreinigungsanlage gemäß Anspruch 6 oder 7, gekenn zeichnet durch eine Drehsteuereinheit, die den Schaber (96) in Betrieb setzt, wenn der zwischen den beiden Elektroden fließende Strom einen vorbestimmten Pegel übersteigt.

9. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Teil (91), das eine der beiden Elektroden bildet, ein Elektrodenteil (42), das in dem zylindrischen Teil angeordnet ist und die andere der beiden Elektroden bildet, und einen Vibrator (98), der das zylindrische Teil von außen her fortgesetzt in Schwingungen versetzt, um dadurch an der Innenfläche des zylindrischen Teils abgelagerte Dieselabgas-Feststoffteilchen abzuwer fen.

10. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Sammelbehälter (93), der zum Sammeln der Feststoffteilchen abnehmbar an den unteren Teil des zylin drischen Teils angesetzt ist.

11. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, gekenn zeichnet durch eine Vibratorsteuereinheit, die den Vibrator (98) in Betrieb setzt, wenn ein zwischen den beiden Elektro den fließender Strom einen vorbestimmten Pegel übersteigt.

12. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Isolator (3), der die beiden Elektroden voneinander elektrisch isoliert, und ein Luftein leiteteil (8) für das Zuführen von Frischluft zur Oberfläche des Isolators.

13. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Isolator eine Auslaßöffnung (34) zum Einleiten der Frischluft aufweist.

14. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Isolator (3), der die beiden Elektroden (4, 42) elektrisch voneinander isoliert, und ein Dieselfeststoffteilchen-Verbrennungselement (95), das nahe an einer Oberfläche des Isolators angeordnet ist, um die an der Oberfläche des Isolators abgelagerten Dieselabgas- Feststoffteilchen zu zünden und zu verbrennen.

15. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verbrennungselement ein in dem Isolator (3) angeordnetes Heizelement (95) ist.

16. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 14 oder 15, gekenn zeichnet durch eine Sauerstoffzuführvorrichtung (8) zum Zuführen von Luft und/oder Abgas in den Abgaskanal bei dem Zünden der Dieselabgas-Feststoffteilchen.

17. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch einen Isolatorverschmutzungsdetek tor (101 bis 104) zum Ermitteln einer Verschmutzung des Isolators aus einem Leckstrom (Im), der sich aus dem Anlegen einer Prüfspannung an die beiden Elektroden ergibt, die in einem Bereich liegt, in dem keine Koronaentladung erzeugt wird.

18. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Dieselfeststoffteilchen-Verbren nungselement (100), das nahe an der Oberfläche der beiden Elektroden angeordnet ist, um die an der Oberfläche der Elektroden abgelagerten Dieselfeststoffteilchen zu zünden und zu verbrennen.

19. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Sauerstoffzuführvorrichtung (8) zum Zuführen von Luft und/oder Abgas in den Abgaskanal bei dem Zünden der Dieselabgas-Feststoffteilchen.

20. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 18 oder 19, gekenn zeichnet durch eine Steuereinheit (101 bis (104), die das Dieselabgas-Feststoffteilchen-Verbrennungselement in Betrieb setzt, wenn ein über die beiden Elektroden fließender Strom (Im) einen vorbestimmten Pegel (Ith) übersteigt.

21. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch eine Stromerfassungseinrichtung (101 bis 103), die einen zwischen den beiden Elektroden fließen den Strom erfaßt, und eine Speisespannungssteuereinheit (104), die die an die beiden Elektroden angelegte Spannung entsprechend einer Differenz zwischen einem erfaßten Strom fluß (Im) und einem Soll-Stromfluß (Ith, Io) derart steuert, daß die Differenz auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.

22. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Speisespannungssteuereinheit (104) den zwischen den beiden Elektroden hervorzurufenden Soll-Strom fluß entsprechend einem Betriebszustand des Kraftfahrzeug dieselmotors berechnet und die an die beiden Elektroden angelegte Spannung entsprechend dem berechneten Soll-Strom fluß steuert.

23. Abgasreinigungsanlage für einen Kraftfahrzeugdieselmo tor, gekennzeichnet durch zwei Entladungselektroden (2, 5; 41, 42), die in einem Abgaskanal des Kraftfahrzeugdieselmo tors angeordnet sind, zwei Sammelelektroden (2, 5; 7, 76), die in dem Abgaskanal in bezug auf die Entladungselektroden stromabwärts angeordnet sind, und eine Hochspannungsquelle (6), die zum Laden der Dieselabgas-Feststoffteilchen in dem Abgas eine Entladung zwischen den Entladungselektroden hervorruft und die zwischen den Sammelelektroden ohne Entladung ein elektrisches Feld zum Sammeln der geladenen Feststoffteilchen an einer der Sammelelektroden errichtet.

24. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, daß die Entladungselektroden und die Sammelelek troden zu einer Einheit gebildet sind und daß der Abstand (d1) zwischen den Entladungselektroden kleiner als der Abstand (d2) zwischen den Sammelelektroden ist.

25. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Entladungselektroden ein Düsenteil (41) zum Drosseln des Abgases und eine Stabelek trode (42) sind, die im Mittenbereich des Düsenteils in axialer Richtung angeordnet ist.