EP0256325B1

EP0256325B1 - Filter for eliminating soot particles, especially from a diesel engine exhaust

Info

Publication number: EP0256325B1
Application number: EP87110439A
Authority: EP
Inventors: Christian Bergemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-01
Filing date: 1987-07-18
Publication date: 1991-10-30
Anticipated expiration: 2007-07-18
Also published as: EP0256325A2; ATE69087T1; EP0256325A3; DE3774205D1; NL8800208A

Abstract

In a filter (1, 101) for removing soot particles, especially from diesel engine exhaust, high efficiency can be achieved by a tube (5, 105) which is surrounded by filter material (7, 107) and through which the exhaust flows and which has a perforated sleeve surface in a housing (4, 9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Rußkonverter für die Entfernung von Rußpartikeln aus dem Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, mit einer je an einem Ende eines rohrförmigen Gehäuses angeordneten Abgaszuführung bzw. Abgasabführung sowie mit einer bezüglich des mit Massepotential verbundenen Gehäuses elektrisch isolierten, in dessen Längsrichtung verlaufenden Sprühelektrode.The invention relates to a soot converter for the removal of soot particles from the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with an exhaust gas supply or exhaust gas outlet arranged at one end of a tubular housing and with a housing which is electrically insulated with respect to the ground potential and extends in the longitudinal direction thereof Spray electrode.

Zum Verringern der sehr schädlichen, umweltbelastenden Rußemission ist es bekannt, den Abgasstrom durch einen mechanischen Filter zu leiten. Die von dem Filter zurückgehaltenen Rußpartikel werden durch die Abgaswärme zu ungiftigem Kohlendioxid verbrannt. Die mechanischen Filter bewirken allerdings durch die Unterbrechung des Abgasstromes einen permanenten Druck- und Leistungsverlust. Außerdem lassen sich die für den Rußabbrand erforderlichen Temperaturen von 450 bis 600°C durch die Abgaswärme nur selten erreichen. Es treten deshalb Verstopfungen des Filters und ein Blockieren des Abgasstromes auf, was nicht nur Leistungsverluste mit sich bringt, sondern zum Motorstillstand führen kann. Um diese Nachteile zu kompensieren, wird die Abgastemperatur durch Zufuhr zusätzlichen Kraftstoffs erhöht (vgl. Emissionsminderung Automobilabgase - Dieselmotoren - VDI-Bericht 559, VDI Verlag Düsseldorf, Seiten 139 bis 156).To reduce the very harmful, polluting soot emission, it is known to pass the exhaust gas flow through a mechanical filter. The soot particles retained by the filter are burned to non-toxic carbon dioxide by the exhaust gas heat. However, the mechanical filters cause a permanent loss of pressure and power by interrupting the exhaust gas flow. In addition, the temperatures of 450 to 600 ° C required for soot combustion can only rarely be reached by the exhaust gas heat. Blockage of the filter and blocking of the exhaust gas flow therefore occur, which not only results in performance losses, but can also lead to engine shutdown. In order to compensate for these disadvantages, the exhaust gas temperature is increased by adding additional fuel (cf. emission reduction of automobile exhaust gases - diesel engines - VDI report 559, VDI Verlag Düsseldorf, pages 139 to 156).

Zum Vermindern der Rußemission ist außerdem eine Schwerkraftabscheidung bekannt; diese setzt eine elektrostatische Kornvergrößerung der Rußpartikel voraus. Ein elektrostatisches Feld bewirkt dabei die Agglomeration der Rußpartikel; die zusammengeballten Rußpartikel lassen sich in einem Behälter sammeln. Der gesammelte Ruß wird anschließend dem Verbrennungsraum des Motors zugeführt und dort verbrannt. Das wirksame Verringern des Rußes im Abgasstrom erfordert in Anbetracht der anfallenden großen Rußmengen einen Sammelbehälter mit entsprechender Aufnahmekapazität; aus Mangel an Platz und freiem Raum läßt sich ein großvolumiger Sammelbehälter insbesondere für Diesel-Kraftfahrzeuge kaum, allenfalls nur sehr aufwendig verwirklichen.Gravity separation is also known to reduce soot emissions; this requires an electrostatic grain enlargement of the soot particles. An electrostatic field causes the soot particles to agglomerate; the aggregated soot particles can be collected in a container. The collected soot is then fed into the combustion chamber of the engine and burned there. The effective reduction of the soot in the exhaust gas flow requires, in view of the large amounts of soot that accumulate, a collecting container with a corresponding holding capacity; due to lack of space and free space, a large-volume collection container, in particular for diesel motor vehicles, can hardly be realized, at best only with great effort.

Durch die DE-A-3 324 886 ist es bekanntgeworden, den Abgasstrom mit den darin enthaltenen Schadstoffen, wie insbesondere Rußpartikeln, durch ein als Masseelektrode ausgebildetes Gehäuse zu leiten, das koaxial einen eine zweite Elektrode darstellenden Hohlleiter mit Durchbrüchen aufnimmt. Eine Saugelektrode in Form eines Drahtes erstreckt sich durch den Hohlleiter; das an die Saugelektrode angelegte Spannungspotential ist höher als das des Hohlleiters. Die in dem Gasstrom enthaltenen, sehr kleinen, fein verteilten Rußpartikel ballen sich unter dem Einfluß des elektrischen Feldes zwischen dem Gehäuse und dem Kohlleiter zu größeren Agglomeraten zusammen, die in Richtung des Kohlleiters wandern und über die Durchbrüche in den Kohlleiter eindringen. Das Wandern und Eindringen der Rußpartikel in den Hohlleiter wird durch die gegenüber dem Hohlleiter ein größeres Spannungspotential aufweisende Saugelektrode verstärkt. Es entsteht nämlich im Hohlleiter ein zweites, ebenfalls nach außen gerichtetes elektrisches Feld, wobei die höchste elektrische Feldstärke in der Mitte des Hohlleiters, d.h. an der Oberfläche der drahtförmigen Saugelektrode herrscht; die Saugelektrode zieht die geladenen Rußpartikel an. Ein dem Abgasstrom entgegengesetzter Gasstrom strömt durch den Hohlleiter, reißt die darin konzentrierten Agglomerate mit und transportiert sie zur Nachverbrennung in den Brennraum des Dieselmotors. Ein zusätzlicher Rußsammelbeälter ist bei dieser bekannten Abgas-Reinigungsvorrichtung zwar nicht erforderlich, jedoch besteht auch hier die große Gefahr, daß neben den Rußpartikeln auch die ebenfalls abgeschiedenen Rostpartikel aus der Auspuffanlage in den Verbrennungsraum des Motors gelangen; das hat eine verringerte Lebensdauer des Motors zur Folge und kann zu seiner Zerstörung führen.From DE-A-3 324 886 it has become known to pass the exhaust gas flow with the pollutants contained therein, such as in particular soot particles, through a housing designed as a ground electrode, which coaxially accommodates a waveguide with openings, which represents a second electrode. A suction electrode in the form of a wire extends through the waveguide; the voltage potential applied to the suction electrode is higher than that of the waveguide. The very small, finely divided soot particles contained in the gas stream clump together under the influence of the electric field between the housing and the carbon conductor to form larger agglomerates which migrate in the direction of the carbon conductor and penetrate into the carbon conductor via the openings. The migration and penetration of the soot particles into the waveguide is greater due to that compared to the waveguide Suction electrode having voltage potential reinforced. This is because a second electric field, also directed outwards, is created in the waveguide, the highest electric field strength being in the center of the waveguide, ie on the surface of the wire-shaped suction electrode; the suction electrode attracts the charged soot particles. A gas flow opposite to the exhaust gas flow flows through the waveguide, entrains the agglomerates concentrated therein and transports them into the combustion chamber of the diesel engine for post-combustion. An additional soot collection container is not required in this known exhaust gas cleaning device, but here too there is a great risk that in addition to the soot particles, the rust particles, which are also separated, also get from the exhaust system into the combustion chamber of the engine; this results in a reduced service life of the motor and can lead to its destruction.

Weiters ist es durch die dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechende FR-A 701 007 bekanntgeworden, die Schadstoffemission einer Brennkraftmaschine dadurch zu verringern, daß der Abgasstrom einem elektrostatischen Feld ausgesetzt wird. Das elektrostatische Feld wird mittels einer längs durch ein rohrförmiges Gehäuse geführten, zwischen Isolatoren angeordneten Drahtelektrode erzeugt und der Ruß an der Wandung des Gehäuses abgesondert. Damit sich ein besserer Emissionsgrad erreichen läßt, wird den das elektrostatische Feld in dem Gehäuse durchströmenden Abgasen zusätzlich Frischluft beigemischt. Eine ähnliche Anordnung geht aus der JP-A 55-96597 als bekannt hervor.Furthermore, it has become known from FR-A 701 007, which corresponds to the preamble of claim 1, to reduce the pollutant emission of an internal combustion engine by exposing the exhaust gas flow to an electrostatic field. The electrostatic field is generated by means of a wire electrode, which is guided longitudinally through a tubular housing and is arranged between insulators, and the soot is separated on the wall of the housing. In order to achieve a better emissivity, fresh air is additionally mixed into the exhaust gases flowing through the electrostatic field in the housing. A similar arrangement is known from JP-A 55-96597.

Die DE-A 20 41 886 beschreibt lediglich die Verwendung eines Filtermaterials in Zusammenhang mit einem konventionellen Auspufftopf.DE-A 20 41 886 only describes the use of a filter material in connection with a conventional muffler.

Aus der JP-A-58 132 295 geht ein schalldämmender und katalytisch wirkender Belag für Schalldämpfer in Automobilen hervor. Ebenso wie in dem vorhin genannten Dokument ist nicht an den Einsatz eines Hochspannungsfeldes gedacht.JP-A-58 132 295 discloses a sound-absorbing and catalytically active coating for silencers in automobiles. As in the document mentioned above, the use of a high-voltage field is not intended.

Die US-A-3 683 624 zeigt einen sehr verwickelten Aufbau eines Abgasreinigers, bei welchem sowohl eine elektrostatische Rußabscheidung als auch eine Filterung des Abgases in mehreren hintereinanderliegenden Kammern stattfindet.US-A-3 683 624 shows a very complicated structure of an exhaust gas cleaner, in which both electrostatic soot separation and filtering of the exhaust gas take place in several successive chambers.

Ähnlich die Vorrichtung nach der US-A-4 406 119, bei welcher im Abgasstrang eines Dieselmotors eine Ionisierstufe, eine Filterstufe und eine Zyklon-Abscheidestufe hintereinandergeschaltet sind. Abgesehen von dem enormen Platzbedarf kommen solche Anordnungen auch wegen der entsprechend hohen Kosten für den praktischen Einsatz kaum in Frage.The device according to US Pat. No. 4,406,119 is similar, in which an ionization stage, a filter stage and a cyclone separation stage are connected in series in the exhaust line of a diesel engine. Apart from the enormous space requirement, such arrangements are also out of the question because of the correspondingly high costs for practical use.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rußkonverter für die Entfernung von Rußpartikeln aus dem Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, ohne die vorstehenden Nachteile und mit einem wesentlich verbesserten Wirkungsgrad bereitzustellen.The invention has for its object to provide a soot converter for the removal of soot particles from the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, without the above disadvantages and with a significantly improved efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rußkonverter gelöst, bei dem zwischen dem Gehäuse und der Sprühelektrode ein Rohr mit durchlöcherter Mantelfläche angeordnet und an seiner Außenfläche von Filtermaterial umhüllt ist.This object is achieved according to the invention by a soot converter in which a tube with a perforated outer surface is arranged between the housing and the spray electrode and is surrounded on its outer surface by filter material.

Aufgrund dieser Kombination eines elektrostatischen Feldes mit einer für einen völlig anderen Zweck, nämlich zur Schalldämpfung in einem Auspufftopf in der Abgasführung einer Brennkraftmaschine bekannten Filtermaterial-Ausfüllung (vgl. beispielsweise EP-A- 0 176 657), ergibt sich eine derartige, gegenseitig günstige Beieinflussung, d.h. ein solch überraschender synergistischer Effekt, der einen Wirkungsgrad des Rußkonverters bis 90% ermöglicht.Because of this combination of an electrostatic field with a filter material filling known for a completely different purpose, namely for silencing in a muffler in the exhaust gas duct of an internal combustion engine (see, for example, EP-A-0 176 657), such a mutually beneficial influencing results , ie such a surprising synergistic effect, which enables an efficiency of the soot converter of up to 90%.

Die Erfindung basiert hierbei einerseits auf dem Gedanken, daß die aus dem Brennraum eines Dieselmotors abströmenden Abgase ionisierte Rußpartikel enthalten. Andererseits wird gleichzeitig die Erkenntnis ausgenutzt, daß sich aufgrund der Sprühelektrode nicht nur eine elektrostatische Abscheidung, sondern im Zusammenwirken mit dem elektrostatischen Feld außerdem eine Ionisierung der Rußpartikel einstellt, die radial beschleunigt in das an die Abgastromführung unmittelbar angrenzende Filtermaterial eintreten. Die kinetische Energie der Rußpartikel beim Auftreffen auf das Filtermaterial und die dort bereits oder gegebenenfalls noch vorhandenen Partikel unterstützen einen selbsttätigen Abbrand, der bereits nach kurzer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine einsetzt und dann kontinuierlich anhält. Das Selbstregenerieren des Filters durch Abbrennen der Rußpartikel wird außerdem durch die vorhandene Wärme des Abgases begünstigt. Das Entfernen von Rußpartikel läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Konverter ohne Druckverluste erreichen, denn die Abgase durchströmen die Abgasführung im Gehäuse nahezu widerstandsfrei, d.h. ohne zwangsweises Durchströmen eines Filtermaterials.The invention is based on the one hand on the idea that the exhaust gases flowing out of the combustion chamber of a diesel engine contain ionized soot particles. On the other hand, the knowledge is exploited that, due to the spray electrode, not only an electrostatic deposition, but also, in cooperation with the electrostatic field, ionization of the soot particles occurs, which accelerate radially into the filter material immediately adjacent to the exhaust gas flow guide. The kinetic energy of the soot particles when they hit the filter material and the particles already or possibly still present there support automatic combustion, which starts after a short operating time of the internal combustion engine and then stops continuously. The self-regeneration of the filter by burning off the soot particles is also by the Existing heat of the exhaust gas favors. The removal of soot particles can be achieved with the converter according to the invention without loss of pressure, because the exhaust gases flow through the exhaust gas duct in the housing almost without resistance, ie without forced flow through a filter material.

Es ist weiters anzumerken, daß das im Hochspannungsfeld entstehende Ozon außerdem die chemische Reaktion der ionisierten Rußpartikel beeinflußt und damit den Abbrand des eingelagerten Rußes zu ungiftigem Kohlendioxid fördert, ohne daß die eingangs erwähnten hohen Temperaturen erforderlich wären.It should also be noted that the ozone produced in the high-voltage field also influences the chemical reaction of the ionized soot particles and thus promotes the combustion of the soot incorporated into non-toxic carbon dioxide without the high temperatures mentioned at the outset being necessary.

Der selbsttätige Abbrand der Rußpartikel im Filtermaterial läßt sich vorteilhaft durch katalytisch beschichtetes Filtermaterial fördern, das die Abbrandtemperatur senkt. Als Filtermaterial sind verdichtete, poröse Stoffe geeignet, wie beispielsweise Stahlwolle, Keramik, Mineralstoffe.The automatic combustion of the soot particles in the filter material can advantageously be promoted by catalytically coated filter material, which lowers the combustion temperature. Compressed, porous materials are suitable as filter material, such as steel wool, ceramics, minerals.

Zur Abgasstromführung läßt sich im Gehäuse des Konverters ein Geweberohr anordnen. Dieses sollte eine nahezu völlig offene Mantelfläche besitzen, sodaß die radial nach außen beschleunigten Rußpartikel über den gesamten Umfangsbereich des Rohres ungehindert in das das Geweberohr unmittelbar umschließende, d.h. der Rohrmantelfläche anliegende Filtermaterial eindringen können.A fabric tube can be arranged in the converter housing to guide the exhaust gas flow. This should have an almost completely open lateral surface, so that the soot particles accelerated radially outwards over the entire circumferential area of the tube unimpeded into the immediately surrounding, i.e. filter material adjacent to the pipe surface can penetrate.

Bei einer durch ein Rohr geführten Sprühelektrode, die vorteilhaft als ein zwischen rohrein- und auslaßseitig angeordneten Isolatoren gespannter Metalldraht ausgebildet ist, ergibt sich eine Optimierung des Reinigungsgrades, d.h. des Grades der Umwandlung der Schadstoffe durch Unterstützung der Abscheidung mittels des elektrostatischen Feldes. Denn durch die Energiezufuhr aus dem elektrostatischen Feld werden das Aufladen der Rußpartikel und ein Abbrand, der durch den verästelten Randbereich der Rußartikel begünstigt wird, bereits auf dem Weg der Rußpartikel von der Sprühelektrode zur Rohr-Mantelfläche bewirkt und an der Mantelelektrode vollendet. Das Konvertergehäuse eines instatio nären Motors läßt sich z.B. durch einen Masseanschluß erden. Beim Anlegen einer aus Sicherheitsgründen vorzugsweise pulsierenden Gleichspannung an die Sprühelektrode wird nämlich das Wandern der abzuscheidenden Rußpartikel in die Richtung der Mantelfläche des als Niederschlagselektrode dienenenden Geweberohres unterstützt. Hinsichtlich der pulsierenden Gleichspannung ist hierbei keine bestimmte Form des Spannungsverlaufes vorgegeben. Eine pulsierende Gleichspannung gewährleistet, daß sich ein elektrostatisches Feld ungestört immer wieder aufbauen kann.In the case of a spray electrode guided through a tube, which is advantageous as a tube-in and outlet-side arranged insulators is tensioned metal wire, there is an optimization of the degree of cleaning, ie the degree of conversion of the pollutants by supporting the separation by means of the electrostatic field. Because the supply of energy from the electrostatic field causes the soot particles to be charged and burn-off, which is favored by the branched-off edge area of the soot articles, already on the way of the soot particles from the spray electrode to the pipe jacket surface and accomplished at the jacket electrode. The converter housing of an instatio nary motor can be grounded, for example, by a ground connection. When a preferably pulsating DC voltage is applied to the spray electrode for safety reasons, the migration of the soot particles to be separated is supported in the direction of the lateral surface of the tissue tube serving as the precipitation electrode. With regard to the pulsating DC voltage, no specific form of the voltage curve is specified. A pulsating DC voltage ensures that an electrostatic field can build up again undisturbed.

Es empfiehlt sich,. daß die an die Sprühelektrode angelegte Spannung negativ ist. Die negative Spannung der gegebenenfalls aus mehreren Drähten bestehenden Sprühelektrode bewirkt eine im Vergleich zur positiven Spannung wesentlich größere Korona. Die pulsierende Gleichspannung läßt sich mittels eines Transformators bereitstellen, der von der Autobatterie mit elektrischem Strom versorgt wird. Da die benötigte Stromstärke sehr gering ist, ca. 4 bis 5 mA, wird die elektrische Anlage des Fahrzeugs nur geringfügig belastet; damit läßt sich die Hochspannung, die ca. 10kV nicht zu überschreiten braucht, problem- und gefahrlos realisieren.It is advisable,. that the voltage applied to the spray electrode is negative. The negative voltage of the spray electrode, which may consist of several wires, results in a corona that is considerably larger than the positive voltage. The pulsating DC voltage can be provided by means of a transformer which is supplied with electrical current by the car battery. Since the required current is very low, approx. 4 to 5 mA, the electrical system only slightly loaded the vehicle; this enables the high voltage, which does not need to exceed approx. 10 kV, to be implemented safely and without problems.

Das Geweberohr läßt sich vorteilhaft mit einer radial nach außen vorstehenden, stegartigen Längsnaht ausbilden. Beim fertigungstechnisch günstigen Herstellen des Geweberohres aus handelsüblichen Gewebematten läßt sich durch die nach außen gerichtete Längsnaht im Bereich der Stoßkanten der zu einem Rohr geformten Matte im Rohrinneren eine glatte Innenmantelfläche erreichen; Spannungen und das Überspringen von Funken, wie bei einerander überlappenden Stoßkanten nicht auszuschließen, treten nicht auf.The fabric tube can advantageously be formed with a radially outwardly projecting, web-like longitudinal seam. When manufacturing the fabric tube from commercially available fabric mats, which is favorable in terms of production technology, a smooth inner jacket surface can be achieved in the interior of the tube by the outwardly directed longitudinal seam in the region of the abutting edges of the mat formed into a tube; Tensions and the skipping of sparks, as cannot be excluded in the case of overlapping abutting edges, do not occur.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Rußkonverter mit kombinierter elektrostatischer Abscheidung;
Fig. 2: im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Rußkonverter mit gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 geänderter, horizontaler Anordnung von Isolatoren;
Fig. 3: eine Einzelheit des Filters gemäß Fig. 2; und
Fig. 4: in perspektivischer Ansicht als Einzelheit ein erfindungsgemäßes Geweberohr mit stegartiger Außennaht.

The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

Fig. 1: in longitudinal section a soot converter according to the invention with combined electrostatic deposition;
Fig. 2: in longitudinal section a soot converter according to the invention with a modified horizontal arrangement of insulators compared to the embodiment according to FIG. 1;
Fig. 3: a detail of the filter of FIG. 2; and
Fig. 4: a perspective view of a fabric tube according to the invention with a web-like outer seam.

Die von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine kommenden Abgase werden einem Rußkonverter 101 in Pfeilrichtung 102 über einen Einlaßstutzen 103 Zugeleitet. Der Rußkonverter 101 besteht aus einem Gehäuse 104, das ein Geweberohr 105 konzentrisch umschließt. Das Rohr 105 erstreckt sich durch das gesamte Gehäuse 104 und verbindet den Einlaßstutzen 103 mit einem gegenüberliegenden Auslaßstutzen 106. Das Rohr 105 wird von Filtermaterial 107 umhüllt, das den Raum zwischen der Mantelfläche des Rohres 105 und dem Gehäuse 104 völlig ausfüllt. Zum selbsttätigen Abbrennen der in den Konverter 101 eingeleiteten Rußpartikel wird ein elektrostatisches Feld erzeugt. Der Konverter 101 besitzt zu diesem Zweck ein geerdetes, z.B. an Masse angeschlossenes Gehäuse 9 mit Anschlüssen 10, 11 zum Anlegen einer pulsierenden Gleichspannung an eine Sprühelektrode in Form eines Metalldrahtes 12. Der Metalldraht 12 erstreckt sich in Längsrichtung durch das Geweberohr 105 und ist an ausgangsseitig des Ein- und Auslaßstutzens 103 bzw. 106 vertikal angeordneten Isolatoren 13 befestigt. Die Sprühelektrode 12 wird zwischen den mittels Sockeln 14 am Gehäuse 9 festgelegten Isolatoren 13 gespannt; etwaige vom heißen Abgasstrom verursachte Längungen der Sprühelektrode 12 gleicht eine Feder 15 aus, die bei der Ausführung gemäß Fig. 2 den im Bereich des Einlaßstutzens 103 angeordneten, nicht am Strom angeschlossenen Isolator 13 beaufschlagt. Der Isolator 13 lagert schwenkbeweglich in einem kalottenartigen Sitz des Sockels 14; bei Längungen der Sprühelektrode 12 drückt die sich innen an einer den Isolator 13 einkapselnden Kappe 18 abstützende Feder 15 den Isolator 13 in seinem Sitz bis in eine die Längung ausgleichende Lage. Bedingt durch die an die Sprühelektrode 12 angelegte Spannung baut sich ein elektrostatisches Feld auf und bewirkt, daß die mit dem Abgasstrom 102 über den Einlaßstutzen 103 in den Rußkonverter 101 eingeleiteten Rußpartikel verstärkt in Richtung der Maschen 108 des Rohres 105 wandern, durch die Maschen 108 hindurchtreten und sich im Filtermaterial 107 einlagern, bis sich der Filter durch Abbrand der eingelagerten Rußpartikel regeneriert; der eingelagerte Ruß verbrennt zu ungiftigem Kohlendioxid.The exhaust gases coming from an internal combustion engine (not shown) are fed to a soot converter 101 in the direction of the arrow 102 via an inlet connection 103. The soot converter 101 consists of a housing 104 which concentrically surrounds a fabric tube 105. The tube 105 extends through the entire housing 104 and connects the inlet connector 103 to an opposite outlet connector 106. The tube 105 is enveloped by filter material 107, which completely fills the space between the outer surface of the tube 105 and the housing 104. An electrostatic field is generated for the automatic burning off of the soot particles introduced into the converter 101. For this purpose, the converter 101 has a grounded housing 9, for example connected to ground, with connections 10, 11 for applying a pulsating direct voltage to a spray electrode in the form of a metal wire 12. The metal wire 12 extends in the longitudinal direction through the fabric tube 105 and is on the output side of the inlet and outlet port 103 and 106 vertically arranged insulators 13 attached. The spray electrode 12 is stretched between the insulators 13 fixed to the housing 9 by means of bases 14; Any elongation of the spray electrode 12 caused by the hot exhaust gas flow compensates for a spring 15 which, in the embodiment according to FIG. 2, acts on the insulator 13 which is arranged in the region of the inlet connection piece 103 and is not connected to the current. The insulator 13 is pivotally mounted in a spherical seat of the base 14; when the spray electrode 12 is elongated the spring 15, which is supported on the inside of a cap 18 encapsulating the insulator 13, presses the insulator 13 in its seat into a position which compensates for the elongation. Due to the voltage applied to the spray electrode 12, an electrostatic field builds up and causes the soot particles introduced into the soot converter 101 with the exhaust gas stream 102 via the inlet connection 103 to migrate increasingly in the direction of the meshes 108 of the tube 105, through which meshes 108 pass and accumulate in the filter material 107 until the filter regenerates due to the burned-off soot particles; the stored soot burns to non-toxic carbon dioxide.

Der in Fig. 2 dargestellte selbstregenerierende Rußkonverter 101 mit elektrostatisch unterstützter Abscheidung unterscheidet sich von dem Konverter 101 gemäß Fig. 1 durch die horizontale Anordnung der die Sprühelektrode 12 einspannenden Isolatoren 113. Die Isolatoren 113 sind in Deckeln 16 angeordnet, die an jeder Stirnseite des Gehäuses 9 mittels Bolzen 17 angeflanscht sind. Die Deckel 16 sind mit den Ein- und Auslaßstutzen 103, 106 sowie gegenüber den Stutzen 103, 106 außermittig angeordneten Ein- und Auslaßrohren 19, 20 versehen. Das Geweberohr 105 wird, wie in Fig. 3 für den Einlaßstutzen 103 dargestellt, mit seinen Enden auf die Stutzen 103, 106 gesteckt. Zum selbsttätigen Längenausgleich der Sprühelektrode 12 stützt sich die Feder 15 am Isolator 113 ab und drückt gegen einen Teller 21 am Ende der durch den Isolator 113 hindurchgeführten Sprühelektrode 12.The self-regenerating soot converter 101 with electrostatically assisted deposition shown in FIG. 2 differs from the converter 101 according to FIG. 1 by the horizontal arrangement of the insulators 113 which clamp the spray electrode 12. The insulators 113 are arranged in covers 16, which are located on each end face of the housing 9 are flanged by means of bolts 17. The covers 16 are provided with the inlet and outlet nozzles 103, 106 and inlet and outlet pipes 19, 20 arranged eccentrically with respect to the nozzles 103, 106. The fabric tube 105 is, as shown in FIG. 3 for the inlet connection 103, with its ends plugged onto the connection 103, 106. For automatic length compensation of the spray electrode 12, the spring 15 is supported on the insulator 113 and presses against a plate 21 at the end of the spray electrode 12 passed through the insulator 113.

Das in Fig. 4 dargestellte Geweberohr 105 besitzt eine radial nach außen vorstehende, stegartige Längsnaht 22 mit seitlich abgewinkelten Rastflächen 23; mit der Längsnaht 22 kann das Geweberohr 105 beispielsweise in Nuten der Einund Auslaßstutzen 103, 106 eingesetzt und über die Rastflächen 23 in seiner Lage gesichert werden.The fabric tube 105 shown in FIG. 4 has a radially outwardly projecting, web-like longitudinal seam 22 with laterally angled locking surfaces 23; with the longitudinal seam 22 For example, the fabric tube 105 can be inserted into grooves in the inlet and outlet ports 103, 106 and secured in its position via the locking surfaces 23.

Claims

Soot converter for the removal of soot particles from the waste gas of a combustion engine, in particular a diesel engine, comprising a waste-gas inlet or waste-gas outlet respectively at a respective end of a tubular housing (9) and a discharge electrode (12) which extends inside the housing (9) in its longitudinal direction and is electrically isolated from the housing which is linked to the mass potential, characterised in that

a pipe (105) with a perforated surface is arranged between the housing (9) and the discharge electrode (12) and is encased filtering material (107) at its outside.
Soot converter according to claim 1, characterised in that the pipe (105) is a fabric pipe.
Soot converter according to claim 2, characterised in that the fabric pipe (105) has a radially outward protruding web-like longitudinal seam (22).
Soot converter according to one of claims 1 to 3, characterised in that the filter material (107) is catalytically coated.
Soot converter according to one of claims 1 to 4, characterised in that the casing of filter material (107) is at least three times the pipe diameter (105).
Soot converter according to one of claims 1 to 5, characterised in that the discharge electrode (12) is composed of at least one metal wire tensioned between isolators (13, 113) arranged at the pipe inlet and outlet.
Soot converter according to one of claims 1 to 6, characterised in that the discharge electrode (12, is connected to a pulsating direct current.
Soot converter according to claim 7, characterised in that the current connected to the discharge electrode is negative.