DE8804328U1 - Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter - Google Patents

Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter

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Description

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Johannes A. HülIer/Wolfgang Stingel
BESCHREIBUNG
TITEL:
Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter
ANWENDUNGSGEBIET:
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem für alle Rußerzeuger, wie z. B. Dieselmotoren, Gasöl-Turbinen, Hausbrandanlagen usw., das den Ruß aus dem Verbrennungsabgas ausfiltert und diesen zu Kohlendioxyd verbrennt.
ZWECK:
Ein derartiges Filtersystem muß den Ausstoß von schädlichen Rußpartikeln in die Atemluft auf ein erträgliches Maß reduzieren bzw. ganz verhindern.
STAND DER TECHNIK:
Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind derzeit keramische Rußabbrennfiltersysteme bekannt, bei denen in einer Art keramischen Siebes die Rußpartikel in Sacklöchern angesammelt werden, wo sie zu einem späteren Zeitpunkt mittels eines ölbrenner* freigebrannt werden. Die nach diesem Prinzip arbeitenden Systeme sind bekannt unter den Namen "Duplex-Rußabbrennfilter" (MAN) bzw. "Mickelfiltersystem" (Daimler Benz).
Johannes A. Müller/Wolfgang Stingel KRITIK DES STANDES DER TECHNIK:
Alle diese Systeme haben den Nachteil, daß der Abgasfluß durch den Partikelfilter stark gehemmt wird (Verstopfungsgefahr) und dadurch beispielsweise die Leistungsabgabe eines Dieselmotors erheblich reduziert wird bzw. der Wirkungsgrad wesentlich verschlechtert wird.
Außerdem sind diese Systeme technisch sehr aufwendig und deshalb teuer, wartungsintensiv und benötigen einen relativ großen Platzbedarf. was die Anwendung auf stationäre Anlagen. LKW und ähnliches beschränkt.
AUFGABE:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für alle Rußerzeuger ein selbsttätig und sicher arbeitendes Filtersystem anzubieten, das einfach, platzsparend und preiswert ist und bei allen Rußerzeugern ohne Umstände eingebaut bzw. nachgeröstet werden kann.
LÖSUNG:
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbrennungsabgase - nahezu strömungsverlustlos - durch ein elektrostatisches FUtersystem geführt werden (die Wirkungsweise eines elektrostatischen Filters wird als bekannt vorausgesetzt), wobei im Abgas mitgeföhrte Rußpartikel - unter der Einwirkung des elektrischen Feldes -an eine Elektrode angelagert werden. Diese Elektrode ist zentral im Abgaskanal, längs der Strömung, plaziert und elektrisch auf ca. 800 0C aufgeheizt. Durch Zufuhr von Luft
Johannes A. Müller/Wolfgang Stingel
(&zgr;. B. aus dem Bordnetz des Druckluftsystems) wird nun an der erhitzten Elektrode der angelagerte Ruß zu Kohlendioxyd verbrannt und über den weiteren Abgaskanal an die Umwelt abgegeben.
BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS:
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Skizze dargestellt und im folgenden näher beschrieben:
Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch das elektrostatische Rußabbrennfilter und Fig. 2 einen Längsschnitt durch dasselbe.
Das elektrostatische Rußabbrennfilter setzt sich im wesentlichen zusammen aus:
a) Zentral 1iegende - durch den Keramikisolator (2) rundum isolierte - Hochspannungselektrode (1) (= metallisierte Innenwandung des Keramikisolators (2))
b) Keramikisolator (2) mit Distanzsteg oben und unten
c) Elektrische Heizleiterwicklung (3)
d) Temperatursensor für thermostatisch gesteuerte Regelung des Heizstromes (4)
e) Federelemente oben und unten (5) (zwischen Gehäuse und Keramikisolator)
f) Gehäuse (6) (= Gegenelektrode)
g) Gehäusedeckel (7)
h) Hochspannungszuführung (8)
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Johannes A. Müller/Wolfgang Stingel
i) Heizleiterstromzuführung (9)
j) Fixiernasen (10) im Gehäuse und Deckel
Der Gehäusedeckel (7) ist mit dem Gehäuse (6), das als Gegenelektrode des elektrostatischen Filters funktioniert, mittels Schraubverbindung lösber verbunden= Des komplett-p Gehäuse ist elektrisch auf Massepotential zu legen.
Innerhalb des Gehäuses ist der Keramikisolator (2) mit den Distanzstegen oben am Gehäuse (6) und unten am Gehäusedeckel (7) durch die Fixiernasen (10) am Gehäuse (6) und Gehäusedeckel (7) fixiert. Durch die zwischen den Distanzstegen des Keranikisolators (2) und dem Gehäuse (6) bzw. Gehäusedeckel (7) liegenden Federelemente (5) wird eine Vorspannung erzielt, durch die die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien ausgeglichen werden.
Um den äußeren Umfang des zylindrischen Keramixisolators (2) ist ein elektrischer Heizleiter (3) gewendelt. Der Heizleiter (3) sowie ein Temperatursensor (4) wird innerhalb des oberen Distanzsteges des Keramikisolators (2) durch ein Loch im Federelement (5) und Gehäuse (6) nach außen geführt (9).
Die innere Wandung des zylindrischen Keramikisolators (2) ist hitzefest metallisiert und wirkt als Hochspannungselektrode (1) gegenüber dem auf Massepotential liegenden Gehäuse (6) und Gehäusedeckel (7). Die Hochspannungszuführung (8) wird durch ein Loch im Gehäusedeckel (7) und Federelement (5) innerhalb des unteren Distanzsteg as Keramikisolators (2) zur hitzebeständig metallisierten inneren Wandung des Keramikisolators (2) - der Hochspannungselektrode (1) - geführt.
Johannes A. Müller/Wolfgang Stingel
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Grundsätzlich kann die Plazierung von Hochspannungselektrode (1) und Heizleiter (3) getauscht werden, so daß der Keramikisolator (2) von innen beheizt wird und die Hochspannungselektrode an der Außenseite des Keramikisolators (2) aufgebracht wird.
\ ERZIELBARE VORTEILE: *i
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ■ insbesondere darin, daß zur Filterung der Rußpartikel und deren Verbrennung ein einfaches, preiswertes, automatisch und sicher arbeitendes System eingesetzt werden kann, das nahezu keine Strömungsverluste im Abgasstrom verursacht und durch den geringen räumlichen Mehrbedarf überall eingesetzt werden kann. Durch den einfachen Aufbau sind eventuelle Reparaturen problemlos und schnell durchführbar.
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Johannes A. Müller/Wolfgang Stingel ZEICHNUNGEN - 2 BLATT ELEKTROSTATISCH WIRKENDES RUSSABBRENNFILTER
Fig. 1 Querschnittzeichnung Fig. 2 Längsschnittzeichnung
Masse - Anschluß Fixiernase Heizleiter - Stromzuführung Hochspannungszuführung Gehäuse - Deckel
Gehäuse
Federeiement Temperaturfühler Heizleiter Keramik-isolator-Distanzsteg unten Keramik- Isolator - Distanzsteg oben Keramik- Isolator Hochspannungsetektrode
Teil Nr
Bezeichnung
Elektrostatisch wirkender Rußabbrennfilter
Teiiebtzeiehnung
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Claims (6)

  1. Johannes A. MQller/Wolfgang Stingel
    SCHUTZANSPROCHE
    1- Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter für Verbrennungseinrichtungen bzw. Verbrennungsmaschinen, gekennzeichnet dadurch, daß die Hochspannungselektrode
    (1) im Zentrum des kompletten Filtergehäuses ((6) und (7)) durch den oberen und unteren Distanzsteg des Keramikisolators (2) fixiert wird und der Keramikisolator (2) mittels elektrischem Heizleiter (3) beheizt wird.
  2. 2. Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungselektrode (1) durch den metallisierten inneren Hohlraum ausgebildet ist, der zentral im Keramikisolator (2) untergebracht ist.
  3. 3. Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikisolator (2) durch dessen oberen und unteren Distanzsteg zentrisch im kompletten Filtergehäuse ((6) und (7)) gelagert ist.
  4. 4. Elektrostatisch wirkendes tfußabbrennfilter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Hohlräume in den oberen und unteren Distanzstegen des Keramikisolators (2) einerseits die Hochspannungszuführung (8) zur Hochspannungselektrode (1) und andererseits die Heizleiterstromzuführung (9) sowie der Anschluß des Temperaturfühlers (4) zum Keramikisolator
    (2) geführt werden kann.
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    Johannes A. MQller/Wolfgang Stingel &iacgr; - 2 -
  5. 5. Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zentral liegenden Keramikisolator (2) Heizleiterwendeln (3·) sowie ein Temperaturfühler (4) aufgebracht sind.
  6. 6. Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das komplette Filtergehäuse ((6) und (7)) über den Masseanschluß (11) auf Massepotential zu legen ist. Das komplette Filtergehäuse ((6) und (7)) besteht aus dem Gehäuse (6) mit den Fixiernasen (10) und dem Gehäuse-Deckel (7) mit den Fixiernasen (10). Es nimmt über Federelemente (5) den Keramikisolator (2) durch Einpassen der oberen und unteren Distanzstege in die Fixiernasen (10) auf.
DE8804328U 1988-03-30 1988-03-30 Elektrostatisch wirkendes Rußabbrennfilter Expired DE8804328U1 (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0335143A3 (de) * 1988-03-30 1991-04-24 Johannes Alfons Müller Elektroabscheider zur Abscheidung von Russpartikeln aus dem Abgasstrom von Verbrennungseinrichtungen bzw. Verbrennungsmaschinen
DE102008037763A1 (de) * 2008-08-14 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Abscheider und Heizsystem
DE102009021072A1 (de) * 2009-05-13 2010-11-25 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Abscheider und Heizsystem
EP2322281A1 (de) * 2009-11-17 2011-05-18 Robert Bosch GmbH Heizungsanlage für Biomasse mit einem elektrostatischen Abscheider

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