SE459320B

SE459320B - EXHAUST CLEANER FOR EXHAUST GAS FROM COMBUSTION ENGINES AND COMBUSTION FACILITIES FOR SOLID AND LIQUID BREWING

Info

Publication number: SE459320B
Application number: SE8605390A
Authority: SE
Inventors: Thore Haraldson
Original assignee: Thore Haraldson
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1989-06-26
Also published as: SE8605390L; AU1086388A; WO1988004580A1; SE8605390D0

Description

459 320 10 15 20 25 30 35 40 Enligt ett fördelaktigt utförande utgöres för det första högspänningsfältet elektroderna av ett koncentriskt inuti ett ytterhölje medelst isolatorer uppburet, vid en ände tillslutet ytterhölje och av ett av innerhöljet koncentriskt omslutet, ingående och till strömningskanalens inlopp anslutet eller detta inlopp bildande rör och för det andra högspänningsfältet utgöres elektroderna av nämnda ytter- och innerhölje, varvid ytterhöljet och det ingående röret är anordnade som katod och innerhöljet som anod och varvid den första joniseringstràden är anordnad i anslutning till det ingående rörets ände och den andra jonise- ringstràden i anslutning till innerhöljets öppna ände. 459 320 10 15 20 25 30 35 40 According to an advantageous embodiment, the first is the high voltage field the electrodes of a concentric inside one outer casing supported by insulators, closed at one end outer casing and of one of the inner casing concentrically enclosed, input and connected to the inlet of the flow channel or this inlet forming pipes and for the second high voltage field is formed the electrodes of said outer and inner sheath, the outer sheath and the input tube is arranged as a cathode and the inner casing as anode and wherein the first ionization wire is arranged in connection to the end of the input tube and the other ionization the ring wire adjacent the open end of the inner casing.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare under hänvis- ning till bifogade ritningar, pà vilka_§ig_l_visar schematiskt uppfinningsföremàlet i form av en avgasrenare för bilavgaser; fig Z visar schematiskt ett ytterligare utförande av avgasrenaren för bilavgaser; §ig_§ visar schematiskt uppfinningsföremálet i form av en avgasrenare för rökgaser och §ig_g visar en spänningsregle- rare för föreliggande avgasrenare i form av ett blockschema.In the following, the invention is described in more detail with reference to to the accompanying drawings, in which_§ig_l_shows schematically the object of the invention in the form of an exhaust gas purifier for car exhaust gases; fig Z schematically shows a further embodiment of the exhaust purifier for car exhaust; §Ig_§ schematically shows the object of the invention in form of an exhaust gas purifier for flue gases and §ig_g shows a voltage regulation for the present exhaust purifier in the form of a block diagram.

Den i fig 1 visade avgasrenaren enligt uppfinningen är avsedd för rening av bilavgaser och utformad att kunna anslutas till ett motorfordons avgassystem. Avgasrenaren innefattar närmare bestämt ett ytterhölje l av elektriskt ledande material med ett axiellt eller radiellt riktat inlopp 2 för anslutning till en bilmotors avgasrör för inledning av de avgaser som skall renas samt med ett axiellt eller radiellt riktat utlopp 3 för de renade avgaserna. Inuti ytterhöljet 1 är placerad en stav 4 av elektriskt ledande material, vilken har samma tvärsnittsform som ytterhöljet men väsenligt mindre tvärsnittsarea och vilken är koncentriskt anordnad inuti ytterhöljet 1 för bildande av en som genomströmningskanal för avgaserna fungerande spalt S mellan ytterhöljet 1 och staven 4. Denna spalt 5 skall ha samma eller väsentligen samma bredd runt om oberoende av höljets och stavens tvärsnittsform som kan elliptisk, mànghörnig, risk form. vara cirkulär, kvadratisk, rektangulär, rombisk eller ha varje annan plangeomet- Staven 4 uppbäres isolerande fràn detta, inuti ytterhöljet l, helt elektriskt med hjälp av isolatorer 6, lämpligen av teflon eller motsvarande icke-elektriskt ledande material, och som kan vara stavformade för att i minsta möjliga utsträckning utgöra strömningshinder för avgaserna. De stavformade isolatorer- 10 15 20 25 30 35 40 459 320 na 5 är förenade med höljets insida och med stavens utsida och är anordnade förhållandevis nära stavens ändar.The exhaust gas purifier according to the invention shown in Fig. 1 is intended for the purification of car exhaust and designed to be able to be connected to the exhaust system of a motor vehicle. The exhaust purifier includes more specifically, an outer casing 1 of electrically conductive material with an axially or radially directed inlet 2 for connection to a car engine's exhaust pipe for the start of the exhaust gases to be and with an axially or radially directed outlet 3 for those purified the exhaust gases. Inside the outer casing 1 a rod 4 of is placed electrically conductive material, which has the same cross - sectional shape as the outer casing but significantly smaller cross-sectional area and which is concentrically arranged inside the outer casing 1 to form a som flow channel for the exhaust gas working column S between the outer casing 1 and the rod 4. This column 5 must have the same or essentially the same width all around regardless of the casing and rod cross-sectional shape that can elliptical, polygonal, risk form. be circular, square, rectangular, rhombic or have any other planar geometry Rod 4 is supported isolating from this, inside the outer casing l, fully electric by means of insulators 6, suitably of Teflon or equivalent non-electrically conductive material, and which may be rod-shaped to the least extent possible constitute an obstruction to the exhaust gases. The rod-shaped insulators 10 15 20 25 30 35 40 459 320 na 5 are connected to the inside of the housing and to the outside of the rod and are arranged relatively close to the ends of the rod.

Vid stavens i strömningsriktningen främre ände är anordnad en joniseringstråd 7, exempelvis av kobolt, och denna till staven 4 anslutna joniseringstråden 7 är som anod ansluten till en spänningsalstrare och -reglerare 8 (fig 4) för hög likspänning, till vilken ytterhöljet l är anslutet som katod för åstadkommande av ett elektriskt fält mellan ytterhöljets insida och stavens utsida, dvs i strömningskanalen genom avgasrenaren, varvid pàförd likspänning skall uppgå till 10-20 kilovolt beroende på spalt- bredden som kan variera mellan 5-30 mm.At the front end of the rod in the flow direction is arranged an ionization wire 7, for example of cobalt, and this to the rod 4 connected ionization wire 7 is connected as anode to one voltage generator and regulator 8 (fig. 4) for high DC voltage, to which the outer casing 1 is connected as a cathode for production of an electric field between the inside of the outer casing and the rod outside, ie in the flow channel through the exhaust purifier, whereby applied DC voltage shall be 10-20 kilovolts depending on the the width which can vary between 5-30 mm.

I fig 2 visas schematiskt en utföringsform av föreliggande avgasrenare som också är avsedd för rening av avgaser från förbränningsmotorer och är anslutbar till motorernas avgasrör med ett ingående och som inlopp tjänande rör 10 som slutar på avstånd från en gavelvägg ll hos ett det ingående röret 10 omslutande och som anod fungerande innerhölje 12, som härvid ersätter staven 4 i utförandet enligt fig 1.Fig. 2 schematically shows an embodiment of the present exhaust purifier which is also intended for the purification of exhaust gases from internal combustion engines and is connectable to the engine exhaust pipe with an inlet and inlet serving pipe 10 terminating at a distance from an end wall 11 of an enclosing tube 10 and inner housing 12 acting as anode, which thereby replaces the rod 4 in the embodiment according to Fig. 1.

Innerhöljet 12 är koncentriskt anordnat i avgasrenarens ytterhölje l och elektriskt isolerat från detta med hjälp av företrädesvis stavformiga isolatorer 6. Ytterhöljet 1 är tätt anslutet till avgasrenarens ingående rör 10 med hjälp av en gavelvägg l3, som är belägen på avstånd fràn innerhöljets öppna ände med, vilken innerhöljet 12 utmynnar i ytterhöljet l.The inner housing 12 is concentrically arranged in the exhaust gas purifier outer casing l and electrically isolated from it by means of preferably rod-shaped insulators 6. The outer casing 1 is tight connected to the exhaust pipe 10's inlet pipe by means of a end wall l3, which is located at a distance from the opening of the inner casing end with which the inner casing 12 opens into the outer casing 1.

Inkommande avgaser bringas således att strömma genom det ingående röret 10 och därefter i motsatt riktning i spalten 5 mellan det ingående rörets utsida och innerhöljets insida för att sedan omlänkas och strömma genom spalten 5 mellan innerhöljets utsida och ytterhöljets insida och till sist strömma ut genom avgasrena- rens utlopp 3 renade. Härvid är joniseringstràdar 7 anordnade i strömningsriktningen efter det ingående röret 10 och anslutna till innerhöljet 12 och vidare finns i strömningsriktningen efter innerhöljet 12 joniseringstràdar 7 anordnade som också är anslutna till det som anod fungerande innerhöljet 12. Vidare kan joniseringstràdar 14 vara anordnade längs efter innerhöljets insida såväl som längs efter dess utsida även om det senare icke visas i fig 2. ' Med detta utförande av föreliggande avgasrenare uppnås en 2- stegsrening av avgaserna, varvid det första steget sker i spalten 5 mellan det ingående röret 1 och innerhöljet 12 och det andra 459 320 10 15 20 25 30 35 40 4 steget i spalten 5 mellan innerhöljet 12 och ytterhöljet 1.Incoming exhaust gases are thus caused to flow through the incoming tube 10 and then in the opposite direction in the gap 5 between it the inside of the inner tube and the inside of the inner casing to then redirected and flow through the gap 5 between the outside of the inner casing and the inside of the outer casing and finally flow out through the exhaust purifier. clean outlet 3 purified. In this case, ionization wires 7 are arranged in flow direction after the input pipe 10 and connected to the inner housing 12 and further in the flow direction after the inner casing 12 ionization wires 7 arranged which are also connected to the inner housing 12 acting as anode ionization wires 14 may be arranged along the inner casing inside as well as along its outside although the latter does not shown in Fig. 2. ' With this embodiment of the present exhaust purifier, a 2- step purification of the exhaust gases, the first step taking place in the gap 5 between the constituent tube 1 and the inner casing 12 and the other 459 320 10 15 20 25 30 35 40 4 the step in the gap 5 between the inner casing 12 and the outer casing 1.

Härvid bör avståndet mellan anod och katod vara större i steg 1 än i steg 2. I anslutning till steg 1 kan vid innerhöljets gavelvägg ll vara anordnade isotoper som har visat sig vara fördelaktiga att använda för uppnàende av en ännu bättre reningsgrad. 1 För ástadkommande av det erforderliga elektriska fältet mellan anod 12 och katod 1, dvs i avgasernas strömningskanal genom avgasrenaren enligt fig 2, är även denna ansluten till den i fig 4 visade spänningsregleraren 8 för hög likspänning, vilken kommer att beskrivas närmare.In this case, the distance between the anode and the cathode should be greater in step 1 than in step 2. In connection with step 1 can at the inner casing end wall ll be arranged isotopes which have been shown to be advantageous to use to achieve an even better degree of purification. 1 To achieve the required electric field between anode 12 and cathode 1, i.e. in the exhaust flow channel through the exhaust purifier according to Fig. 2, this is also connected to it in Fig. 4 the voltage regulator 8 for high DC voltage, which will be described in more detail.

I fig 3 visas schematiskt en avgasrenare som är avsedd för rening av rökgaser i en skorsten och som innefattar ett som katod fungerande ytterhölje l med inlopp 2 och utlopp 3. Koncentriskt inuti ytterhöljet 1 är anordnat ett innerhölje 15 som uppbäres, elektriskt isolerar från ytternoljec l, inuti detta med hjälp av isolatorer 6. Genom det i bàda ändarna öppna innerhöljet 15 som fungerar som anod, sträcker sig en förhållandevis smal stav 16 likaså av elektriskt ledande material, vilken.är belägen i innerhöljets mitt med ett avstånd till innerhöljets insida som bör vara detsamma som spaltbredden mellan innerhöljets utsida och ytterhöljets insida. Denna stav 16 uppbäres vid sina ändar av vid ytterhöljet fästade och på avstånd fràn innerhöljets ändar belägna stöd 17 av elektriskt ledande material och av ekertyp för att utgöra minsta möjliga strömningshinder för avgaserna som skall renas. Staven 16, liksom dess stöd 17, fungerar liksom ytterhöljet 1 som katod.Fig. 3 schematically shows an exhaust gas purifier intended for purification of flue gases in a chimney and which includes one as a cathode working outer casing l with inlet 2 and outlet 3. Concentric inside the outer casing 1 is arranged an inner casing 15 which is supported, electrically insulates from external oil l, inside this using insulators 6. Through the inner cover 15 at both ends which acts as an anode, a relatively narrow rod 16 extends also of electrically conductive material, which is located in the center of the inner casing with a distance to the inside of the inner casing which should be the same as the gap width between the outside of the inner casing and the inside of the outer casing. This rod 16 is supported at its ends by wood the outer casing attached and at a distance from the ends of the inner casing located supports 17 of electrically conductive material and of the spoke type for to constitute the least possible flow obstruction for the exhaust gases which shall be purified. The rod 16, as well as its support 17, works as well outer casing 1 as cathode.

Förbundna, även i elektriskt avseende, med det som anod fungerande innerhöljet 15 är även i detta utförande joniserings- trådar 7, exempelvis av kobolt, och som kan sträcka sig utefter innerhöljets insida och/eller utsida rakt eller gruvlinjeformigt och/eller vara placerade i strömningsriktningen framför innerhöl- jet 15 i form av koncentriska cirklar, av vilka minst en bör ha en diameter mindre än innerhöljets innerdiameter medan minst en annan cirkel bör ha större diameter än innerhöljets ytterdiameter för att befinna sig i nivå med spalten 5 mellan staven 16 och innerhöljet 15 respektive mellan innerhöljet 15 och ytterhöljet l. För àstadkommande av erforderligt elektriskt fält mellan staven 16 och innerhöljet 15 och mellan detta och innerhöljet l är även detta utförande avsett att vara anslutet till den i fig 4 10 15 20 459 320 visade spänningsregleraren 8.Connected, whether or not electrically, to the anode operating inner casing 15 is also in this embodiment ionization wires 7, for example of cobalt, and which may extend along them the inside and / or outside of the inner casing in a straight or mining line and / or be located in the direction of flow in front of the inner shell. jet 15 in the form of concentric circles, of which at least one should have a diameter smaller than the inner diameter of the inner casing while at least one another circle should have a larger diameter than the outer diameter of the inner casing to be level with the gap 5 between the rod 16 and the inner casing 15 and between the inner casing 15 and the outer casing, respectively l. To provide the required electric field between the rod 16 and the inner casing 15 and between it and the inner casing 1 this embodiment is also intended to be connected to that in Fig. 4 10 15 20 459 320 showed the voltage regulator 8.

Spånningsalstraren och -regleraren 8 innefattar en till en strömkälla, exempelvis ett 12- eller 24-volts batteri eller till nätet anslutbar spänningsomvandlare 20 för omvandling av växelspänning till likspänning. Denna spänningsomvandlare 20 är ansluten till en oscillator 21 med förstärkare som driver en högspänningstransformator 22 som lämnar en utspänning på exempelvis 2-5 kilovolt till en kaskadkopplad likriktare 23 med en utspänning av 10-20 kilovolt, vars pluspol ansluts till avgasrenarens anod och vars minuspol ansluts till avgasrenarens katod. Oscillatorn 21 är steglös reglerbar för reglering av den från likriktaren 23 utgående likspänningen till avsett värde.The voltage generator and regulator 8 comprises one to one power source, such as a 12- or 24-volt battery or mains connectable voltage converter 20 for converting alternating voltage to direct voltage. This voltage converter 20 is connected to an oscillator 21 with amplifiers driving one high voltage transformer 22 which leaves an output voltage of for example 2-5 kilovolts to a cascaded rectifier 23 with an output voltage of 10-20 kilovolts, the positive pole of which is connected to the anode of the exhaust purifier and whose negative pole is connected to the exhaust purifier cathode. The oscillator 21 is steplessly adjustable to control it from the rectifier 23 output the DC voltage to the intended value.

Härvid har prov visat att energiàtgàngen för att driva en avgasrenare enligt föreliggande uppfinning endast uppgår till ungefär 40 W.In this case, tests have shown that the energy consumption to power one exhaust purifier according to the present invention only amounts to about 40 W.

Föreliggande uppfinning är icke begränsad till det ovan beskrivna och pà ritningarna visade utan kan ändras och modifie- ras pà många olika sätt inom ramen för den i patentkraven definierade uppfinningstanken.The present invention is not limited to the above described and shown in the drawings but can be changed and modified race in many different ways within the framework of the claims defined inventive concept.

Claims

459 320. n E PATENTKRAV

Exhaust gas purifier for combustion engines and combustion plants for solid and liquid fuels, comprising at least one flow channel extending between an inlet and an outlet for the exhaust gases to be purified, within which flow channel an electrostatic field of electrodes is established between electrodes consists of the flow channel limiting and electrically insulated surfaces, one of which functions as an anode and the other as a cathode and which are connected to a generator of high direct voltage, for example 10 k high voltage fields, -30 kV, for providing said electric characterized in that the flow channel (10, 12 and 12.1) has two ionization wires (7) arranged separately in the flow direction, which are arranged before each high-voltage field to obtain 2-stage purification.

Exhaust gas cleaner according to Claim 1, characterized in that for the first high-voltage field the electrodes consist of a outer casing (1) held concentrically inside an outer casing (1), the outer casing (12) closed at one end and of one of the inner casing (12) concentrically enclosed, inbound and connected to the inlet of the flow channel or forming this inlet pipe (10), and that for the second high voltage field the electrodes are constituted by said outer and inner casing (1 and 12, respectively), the outer casing (1) and the inner pipe (10) are arranged as cathode and the inner casing (12) as anode and wherein the first ionization wire (7) is arranged adjacent to the end of the input tube and the second ionization wire (7a) adjacent to the open end of the inner casing. _

Exhaust cleaner according to claim 2, characterized in that the distance between the anode and the cathode is greater in the first purification step than in the second.