JPH01104909A - 内燃機関の排ガス浄化装置の凝集器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の排ガス浄化装置の凝集器であって、
対応電極として極性の与えられたケーシングと、ケーシ
ング内に同心的に配置された電極と、ケーシングに電極
を絶縁された状態で通すために電極を長さ区分に互って
取囲む絶縁体とを有し、該絶縁体が沈積集塊物により形
成される短絡ブリッジを回避するために加熱される形式
のものに関する。

従来の技術 集塊器又は静電１式煤分離器とも呼ばれる前記形式の凝
集器において（丈、内燃機関の排ガスに含宵された粒子
、例えば煤粒子が電極と対応電極として極性の与えられ
ケーシングとの間に形成された静電界にイオン化されゝ
る。この場合には粒子は電荷を帯びるので、粒子は凝集
する。

つまり粒子は相互に引付けあい、より大きな集塊を形成
する。この集塊は排ガス浄化装置の後置の遠心分離器（
サイクロン）において容易に分離することができる。電
極とケーシングとの間の静電界の電界強さが粒子の電離
界強さよりも小さいと、小粒子は荷電移動に基づき同様
に集塊を形成する。このような凝集器はイオン化過程に
エネルギを消費しないので、電気的なエネルギを最小限
度しか必要としない。

このようにして形成された集塊はすでに凝集器に沈積す
る。この場合には時間が経つにつれて、ケーシングに電
極を絶縁した状態で通す絶縁部材の上にも導電性の集塊
物から成る層が形成され、これによって絶縁体の短絡、
ひいては凝集器の故障が惹起される。これを避けるため
には絶縁体の表面は常に４００℃以上の温度に加熱され
なければならない。この温度では絶縁体の上に集塊物が
沈積することは阻止される。

排ガス浄化装置を切ったあとで、形成された集塊物の沈
積は絶縁体を６００°Ｃ以上に加熱することで燃焼させ
ること、つまり酸化させることができる。

冒頭に述べた形式の公知の凝集器（ＤＥ−ＰＳ３３０５
６０１号）においては、円筒形に構成された、段階的に
径の変えられた絶縁体は、凝集器の内部で電極が絶縁体
から出る個所に、軸方向で突出するリング区分を有して
おり、このリング区分の上にグローゾーンが配置されて
いる。このグローゾーンはリング区分の上を厚膜加熱導
体路として螺旋状に延在する電気的な抵抗線により形成
される。この公知の絶縁体の欠点は構成長さが比較的に
大きいこと、絶縁体が付加的な電力消費機を成し、この
消費電力が凝集器の消費電力に比較して著しいことであ
る発明が解決しようとする課題 発明の課題は冒頭に述べた形式の凝集器を改良して、公
知の凝集器の欠点を排除することである。

課題を解決するための手段 本発明の課題を解決するための手段は、冒頭に述べた凝
集器において、絶縁体が円板状に構成され、電極のため
の軸方向の孔を有し、縁側でケーシングと結合されてお
り、絶縁体の内部に、熱ガスが流過する少なくとも１つ
の加熱通路が設けられているこ上により解決された。

発明の効果 本発明の特許請求項１に記載した凝集器は、絶縁体が軸
方向で見てきわめて小さい構成長さを有し、これが凝集
器の組込寸法に良好な影響を及ぼすという利点を有して
いる。絶縁体の直径に比して軸方向の長さが比較的に小
さいこ上により、製作上の利点が得られる。内燃機関か
ら発生する廃熱を利用するこ上によっ”て消費エネルギ
は実質的には零になる。請求項２以下には請求項１に記
載された凝集器の有利な実施態様が記載されている。

絶縁体が基体と該基体の上に焼結された少なくとも１つ
のカバープレートとから成っているこ上により、製作技
術的に簡単な形式で、絶縁体を加熱するための加熱通路
を溝として構成することができるようになる。溝の出口
に生じるガスは凝集器ケーシングの内部に導くか又はガ
スが十分に浄化されている場合には、例えば排ガス浄化
装置の煤バーナから熱ガスが取出されている場合には直
接に外気に導くことができる例えば軸方向に流過する凝
集器の場合のように、絶縁体を両側から排ガスで負荷す
る場合には、第２の加熱通路を設け、絶縁体の他方の側
面が同じように良好に加熱されるようにすることが有利
である。

熱損失を避けるためには、絶縁体の外側の面に断熱材を
設けることができる。さらに絶縁体とケーシング及び電
極との結合個所におけるシール部材をも断熱を行うよう
に構成しておくと有利である。

実施例 第１図において１部を断面して示した凝集器は、円筒形
のケーシングｌＯとケーシング内室内に同心−的に配置
された電極１１を有している。電極１１は高電圧源のプ
ラス極に接続されているのに対し、ケーシングｌＯはア
ースされ、ひいては対抗電極を形成している。この場合
には反対の極性を与えることもできる。電極１１は２つ
の絶縁体１３によりケーシングｌＯに・絶縁されて保持
されかつ案内されている。第１図には凝集器の左側の部
分だけが示されているので、絶縁体１３は１つしか見る
ことができない。しかし、凝集器は対称的に構成されて
いるので、電極１１は両側で同じ形式でそれぞれ１つの
絶縁体１３内に保持されている。さらに電極１１を、片
側だけで１つの絶縁体１３で保持された片持電極として
構成することもできる。

絶縁体１３は直径の比して長さの小さい円板として構成
されている。絶縁体は中央の軸方向の孔１４に電極１１
を受容しており、縁側でケーシング１０と結合されてい
る。絶縁体１３は周方向に均一に分配され、で配置され
た複数の軸方向の貫通開口１５を有している。これらの
貫通開口１５はケーシング１０から半径方向内方へ突出
する、ケーシング１０と一体成形されたリングウェブ１
７に設けられた同様の貫通開口Ｉ６と整合している。対
を成す貫通開口１５゜１６を通してヘッド付きねじ１８
が差込まれかつ保持リング２０に設けられたねじ孔１９
にねじ込まれている。この保持りング２０は絶縁体１３
の、ケーシング内室に向いた表面に平面的に接触してい
る。保持リング２０の半径方向の幅は保持リング２０の
内縁と電極１１との間に自由な７ラツシオーパ長さしが
得られるように選ばれている。このフラッジオーバ長さ
しは絶縁しようとする高電圧の高さに合わせて選択され
る。保持リング２０と絶縁体１３の表面との間には断熱
作用を有するリングシール部材２１が配置されている。

絶縁体１３は２つのセラミック体、しかも基体２２と軸
方向の厚さが著しく小さいカバープレート２３から成っ
ている。

カバープレート２３はサンドイッチ構造で基体２２に焼
結されている。基体２２のカバープレート２３に面した
側面には溝２４が螺旋状に形成されている（第２図）。

この溝２４は入口側では流入開口２５に開口し、出口側
では流出開口２６に開口している。流入開口２５は基体
２２に半径方向に設けられた孔２７として構成され、該
孔２７に流入管２８が差込まれているのに対し、流出開
口２６は軸方向の孔２９として構成されている。この場
合には軸方向の孔２９は基体２２内にだけ設けられ、基
体２２のカバープレート２３とは反対側の側面に軸方向
で開口するか又は付加的にカバープレート２３を貫通し
て、ケーシングｌＯの内部に開口することができる。溝
２４はカバープレート２３が基体２２の上に焼結された
後で、閉じられた加熱通路３０を形成し、該加熱通路３
０に熱ガスが供給され、カバープレート２３が加熱され
る。この場合にはカバープレート２３の露出した表面は
４００℃以上の温度に達する。加熱通路３０に熱ガスを
供給するためには内燃機関の排ガス流が用いられる。こ
の場合には排ガスの部分流ができるだけ内燃機関の近く
で分岐されかつ流入管２８を介して溝２４内に導入され
る。この実施例では流出開口２６の軸方向の孔２９がケ
ーシングｌＯの内部に開口しているので、浄化されてい
ない排ガスは同様に浄化装置に供給される。煤を除くた
めに設けられたいわゆる煤バーナを有する排ガス浄化装
置においては、十分な残留エネルギを有する煤バーナの
廃ガスを加熱通路３０に供給することができる。煤バー
ナの廃ガスにはほとんど有害成分が含まれていないので
、この場合には加熱通路から流出する廃ガスは直接大気
に流出させることができる。この場合には流出開口２６
の軸方向の孔２９は、基体２２の、カバープレート２３
とは反対側の表面に開口させられる。

熱損失を避けるためには、基体２２の、カバープレート
２３とは反対側の、外側にある表面は断熱材３１で被覆
されている。軸方向の孔１４内の電極１１を気密にシー
ルするためには、電極１１は端部側にねじ山区分３３と
、このねじ山区分３３から巨離をおいて半径方向に突出
するリング肩とを有している。このリング肩は例えば電
極１１の上に溶接されたリング円板３４により構成され
ている。断熱作用を有するリングフラットシール３５を
リング円板３４の上に配置したあとで、電極１１は軸方
向の孔１４に差込まれ、ねじ山区分３３の上にねじ嵌め
られたナツト３６で、リング円板３４とシム円板３７を
有するナツト３６との間で絶縁体１３に緊締される。

加熱通路３０を流過する熱ガスは、カバープレート２３
を加熱し、凝集器の稼働中に、電極１１と保持リング２
０との間で、煤が絶縁体１３の表面に堆積することを防
止するのでひいては必要な７ラツシオーバ長さＬが維持
される。

この場合には加熱通路３０を形成する溝２４の横断面と
配置は、供給される熱ガスの流入温度と単位時間あたり
の質量流に相応して、約４００℃である堆積を阻止する
のに必要な温度が達成されるように選択される。絶縁体
１３の表面に存在する煤層をも付加的に酸化させる場合
には、約６００℃の温度が維持される。

第３図に一部が縦断面図で示されている凝集器の別の実
施例は、絶縁体が煤を含んだ排ガスで両側から負荷され
る場合に使用される。これは第３図に矢印３２によって
示すように凝集器を熱ガスが軸方向に流過する場合であ
る。基体２２はこの場合には各側面に螺旋溝２４もしく
は２４′を有し、これらの螺旋溝２４もしくは２４′は
それぞれ焼結されたカバープレート２３もしくは２３′
で被われており、各カバープレート２３もしくは２３′
のために２つの加熱通路３０もしくは３０′が形成され
ている。加熱通路３０もしくは３０′は共通の流入開口
２５を有し、この流入開口２５は流入管２８によって形
成されている。溝２４．２４’の見えない流出開口は共
通の軸方向の孔２９を介してケーシング内部に接続され
ている。もちろんこの場合には断熱材３１は省略される
。何故ならばこの場合には絶縁体１３’の両側が加熱さ
れるからである。第３図に示された凝集器のその他の構
造は第１図に示された凝集器の構造と同じであるので、
同じ構成部材は同じ符号で示されている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであって、第１
図は本発明の排ガス浄化装置の凝集器の１部分の縦断面
図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図、第３図
は本発明の凝集器の別の実施例の第１図に相当する縦断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排ガス浄化装置の凝集器であって、対応
   電極として極性の与えられたケーシングと、ケーシング
   内に同心的に配置された電極と、ケーシングに電極を絶
   縁された状態で通すために電極を長さ区分に亙って取囲
   む絶縁体とを有し、該絶縁体が沈積集塊物により形成さ
   れる短絡ブリッジを回避するために加熱される形式のも
   のにおいて、絶縁体（１３；１３′）が円板状に構成さ
   れ、電極（１１）のための軸方向の孔（１４）を有し、
   縁側でケーシング（１０）と結合されており、絶縁体（
   １３、１３′）の内部に、熱ガスが流過する少なくとも
   １つの加熱通路（３０、３０′）が設けられていること
   を特徴とする、内燃機関の排ガス装置の凝集器。 ２、熱ガスが内燃機関の排ガスの部分流として内燃機関
   の近くから分岐している、請求項１記載の凝集器。 ３、熱ガスが排ガス浄化装置の煤バーナの出口から取出
   されている、請求項１記載の凝集器４、絶縁体（１３）
   が基体（２２）と、該基体（２２）の上に焼結された、
   軸方向の厚さが僅かである少なくとも１つのカバープレ
   ート（２３）とから成り、少なくとも１つの加熱通路（
   ３０）が基体（２２）の、カバープレート（２３）に面
   した側面に設けられた螺旋溝（２４）である、請求項１
   から３までのいずれか１項記載の凝集器。 ５、螺旋溝（２４）が基体（２２）内を半径方向に延び
   る流入開孔（２５）と基体（２２）内を軸方向に延びる
   流出開孔（２６）と結合されている、請求項４記載の凝
   集器。 ６、流出開孔（２６）がカバープレート（２３）を貫通
   し、ケーシング（１０）内に開口している、請求項５記
   載の凝集器。 ７、基体（２２）の、カバープレート（２３）に向いた
   表面が断熱材（３１）で被覆されている、請求項４から
   ６までのいずれか１項記載の凝集器。 ８、基体（２２）が両方の側面にそれぞれ１つの螺旋溝
   （２４、２４′）を備え、両方の側面にそれぞれ１つの
   カバープレート（２３、２３′）が焼結されており、両
   方の螺旋溝（２４、２４′）が共通の流入孔（２５）を
   有している、請求項４から６までのいずれか１項記載の
   凝集器。 ９、絶縁体（１３、１３′）が縁側でケーシング内壁か
   ら半径方向に突出するリングウェブ（１７）にねじで固
   定されている、請求項１から８までのいずれか１項記載
   の凝集器。 １０、絶縁体（１３、１３′）が周方向に均一に分配さ
   れた軸方向の貫通開口（１５）を有し、該貫通開口（１
   ５）がケーシング（１０）のリングウェブ（１７）にお
   ける同様の貫通開口（１６）と整合しており、対を成す
   る貫通開口（１５、１６）を通してヘッド付きねじ（１
   ８）が差込まれており、これらのヘッド付きねじ（１８
   ）がカバープレート（１３）の上に外側から接触するリ
   ング（２０）の上にねじ嵌められている、請求項９記載
   の凝集器。 １１、リング（２０）とカバープレート（２３）との間
   と軸方向の孔（１４）と電極（１１）との間に断熱作用
   を有するシール部材（２１、３５）が配置されている、
   請求項１０記載の凝集器。