WO2003093660A1 - Vorrichtung zum reinigen von abgasen eines verbrennungsmotors - Google Patents

Vorrichtung zum reinigen von abgasen eines verbrennungsmotors Download PDF

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ring electrode
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PCT/EP2003/004455
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Gerhard Fleischhacker
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Moser, Reinhard
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Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning exhaust gases of an internal combustion engine with a housing through which the exhaust gases flow, which has a flow channel with a tapering section in the flow direction and with an adjoining, forming a reaction path, and with an electrical section Electrodes can be connected to the voltage source.
  • the swirling of the exhaust gas-air mixture caused by the expanded combustion chamber is intended to ensure a uniform oxygen supply to the soot particles to be burned, which are ignited via the electrodes.
  • a disadvantage of this known device is, above all, that the soot particles only have an inhospitable effect via the electric field between the two electrodes arranged on opposite sides of the combustion chamber.
  • BEST ⁇ TIGUUGSKOPIE can be heated to the ignition temperature required for afterburning.
  • the invention is therefore based on the object of designing a device for cleaning exhaust gases of an internal combustion engine of the type described in such a way that extensive oxidation of even the small soot particles can be ensured with comparatively simple constructive means, with economical use of energy.
  • the invention achieves the stated object in that the electrodes consist of a ring electrode which is arranged in the region of the narrowest flow cross section and surrounds the flow cross section and a central electrode which is coaxial with it.
  • the electrodes required for heating the soot particles to the reaction temperature in the region of the narrowest flow cross-section of the section of the flow channel tapering in the direction of flow, on the one hand it is achieved that the energy transfer to the soot particles takes place in a region of a high local particle concentration, and on the other hand ensures that the mutual distance between the electrodes can be kept small, especially since the one electrode is designed as a ring electrode enclosing the flow cross section, which cooperates with a central electrode coaxial therewith.
  • the energy required for heating the soot particles to the reaction temperature is advantageously transferred via the electrical alternating field built up between the center electrode and the ring electrode, so that the soot particles can be completely oxidized in the reaction path following in the flow direction and therefore burn up.
  • the ring electrode can consist of a sleeve forming part of the wall of the flow channel, the axial extent of which depends on the flow velocity of the exhaust gases in the sleeve area and a corresponding residence time of the soot particles in the resulting electrical field between the ring electrode and the center electrode.
  • the flow channel is to be formed from an electrically insulated housing insert, which consists, for example, of a ceramic material.
  • This electrically insulated housing insert supports ionization of the soot particles by friction before the soot particles enter the electrical field between the electrodes. With such an ionization of the soot particles, the charge processes in the area of the electric field are advantageously influenced.
  • the ring electrode need not consist of a workpiece separate from the flow channel. It is easily possible to form the ring electrode from the mouth edge of the tapered section of the flow channel. In this case, the alternating electric field builds up between the mouth edge of the tapered section of the flow channel and a center electrode arranged at an axial distance from the mouth edge, the entire exhaust gas stream in turn being conducted through the electric field between the center electrode and the ring electrode formed by the mouth edge.
  • the energy required to initiate the oxidation of the soot particles can therefore in turn be transferred to the soot particles in the region of a locally high soot concentration.
  • the distance between the electrodes which is decisive for the use of energy, can also be kept small in such an embodiment.
  • a swirl device for the exhaust gas flow is arranged upstream of the tapering section of the flow channel, the soot concentration of the exhaust gases entering the tapered section of the flow channel can be influenced on account of the centrifugal forces which occur in order to achieve particularly advantageous concentration ratios for the energy transfer in the area of the electrodes.
  • different swirl devices can be used, particularly simple constructional conditions result if the swirl device has at least one helically wound flow path for the exhaust gas flow. With a larger exhaust volume the exhaust gas flow can be divided into several flow paths.
  • a plurality of helically wound flow paths can be arranged rotationally symmetrically with respect to the axis of the flow channel, a flow body which is coaxial with the flow channel and widening in the flow direction for the purpose of distributing the exhaust gas flow evenly over the flow paths advantageously being arranged upstream of these flow paths.
  • the exhaust gas partial flows emerging from the helically wound flow paths can be combined in the region of the section of the flow channel that tapers in the direction of flow if the flow paths are followed by a guide body that is coaxial with the flow channel and tapers in the direction of flow and engages in the tapered section.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for cleaning exhaust gases of an internal combustion engine in a simplified longitudinal section
  • FIG. 2 shows a representation corresponding to FIG. 1 of a construction variant of a device according to the invention
  • Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 2 and
  • a device for cleaning exhaust gases from an internal combustion engine has, according to FIG. 1, a cylindrical housing 1 with an electrically insulated housing insert 2, for example made of a ceramic material.
  • This housing insert 2 is axially against a housing shoulder 5 by means of a clamping nut 3 with the interposition of compensating seals 4. tensions and forms a section 7 tapering in the flow direction 6 of the exhaust gases, to which a section 8 adjoins which gradually widens in the flow direction 6.
  • a ring electrode 10 is provided which interacts with a center electrode 11 arranged coaxially to the flow channel 9.
  • the electrode connections for connecting the electrodes 10 and 11 to an electrical AC voltage source are designated by 12.
  • the center electrode 11 which is designed as a rod electrode, projects from the outflow side through the widening section 8 of the flow channel into the ring nozzle 10, the free end of the center electrode 11 preferably projecting beyond the ring electrode 10 on the side of the tapering section 7.
  • the ring nozzle 10 itself consists of a sleeve which forms part of the wall of the flow channel 9.
  • the hot exhaust gases emitted by an internal combustion engine, in particular a diesel engine, are fed via the flow channel 9 to the alternating electric field built up between the electrodes 10 and 11, with a locally higher soot concentration in the area of the electrodes 10 and 11 due to the tapered section 7 of the flow channel 9 11 results. Since, due to the arrangement of the electrodes in the area of the narrowest flow cross section, the electrode distance between the ring electrode 10 enclosing the flow cross section and the central electrode 11 coaxial therewith can be kept comparatively small, there are particularly favorable conditions for energy transfer to the soot particles via the alternating electrical field.
  • soot particles regardless of their size, are heated to the reaction temperature in the region of the resulting alternating electrical field by appropriate charging processes, in order to be completely oxidized in the region of the widening section 8 of the flow channel 9 in the subsequent reaction zone become.
  • the axial extension of the sleeve-like ring electrode 10 ensures a sufficient residence time of the soot particles in the area of the electric field for the energy transfer. That which occurs via the ring electrode 10
  • Standing end of the rod-shaped center electrode 11 also offers the advantage that soot particles which accumulate on the walls of the tapered section 7 of the guide channel 9 can be burned off in the region of this projecting electrode end.
  • the housing 1 again has a ceramic housing insert 2, which is clamped axially against a housing shoulder 5 with the aid of a clamping nut 3 with the interposition of compensating seals 4.
  • the housing insert 2 forms the widening section 8 of the flow channel 9
  • the tapering section 7 consists of a metallic installation 13, which in the area of the smallest flow cross section forms the ring electrode 10 with its mouth edge, which cooperates with a center electrode 11 arranged at an axial distance
  • the tapered section 7 of the flow channel 9 is preceded by a swirl device 14 which consists of a plurality of helically wound flow paths 15 arranged rotationally symmetrically to the axis of the flow channel 9.
  • These flow paths 15 are formed by helical circumferential recesses of cylindrical shaped bodies 16 which are inserted into cylindrical recesses 17 in a part 18 of the housing insert 2 which has the swirl device 14.
  • the flow paths 15 are preceded by a displacement body 19 which is coaxial with the axis of the flow channel 9 and widens in the flow direction 6.
  • a guide body 20 tapering in the flow direction 6, which coaxially engages in the tapered section 7 of the flow channel 9 and supports the merging of the partial exhaust gas flows from the flow paths 15 in the region of the tapered section 7.
  • the four flow paths 15 have a cross section in the form of a quarter circle. Accordingly, the displacement body 19 is designed as a square pyramid in order to ensure a favorable flow transition to the flow paths 15 with simple structural conditions. Similarly, the installation 13 for the tapered Section 7 of the flow channel 9, at least in the connection area to the flow paths 15, has a square cross section, so that the installation 13 continuously continues the limitation of the flow paths 15 to the outside.
  • the provision of the swirl device 14 displaces the soot particles inside the exhaust gas partial flows through the flow paths 15 due to centrifugal force, which brings about an advantageous concentration of the soot fraction of the reunited partial exhaust gas streams in the region of the tapering section 7 of the flow channel 9.
  • the soot particles concentrated in this way are heated to the reaction temperature in the alternating electrical field between the ring electrode 10 and the center electrode 11.
  • These electrodes 10 and 11 are connected via connections 12 to a corresponding AC voltage source.
  • the complete oxidation of the soot particles heated to the required reaction temperature takes place in the reaction zone which is formed by the widening section 8.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors mit einem von den Abgasen durchströmten Gehäuse (1), das einen Strömungskanal (9) mit einem sich in Ströhmungsrichtung (6) verjüngenden Abschnitt (7) und mit einem daran anschliessenden, eine Reaktionsstrecke bildenden erweiterten Abschnitt (8) aufweist, und mit an eine elektrische Spannungsquelle anschliessbaren Elektroden beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen wird vorgeschlagen, dass die Elektroden aus einer im Bereich des engsten Strömungquerschnittes angeordneten, den Strömungsquerschnitt umschliessenden Ringelektrode (10) und einer dazu koaxialen Mittenelektrode (11) bestehen.

Description

Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors mit einem von den Abgasen durchströmten Gehäuse, das einen Strömungskanal mit einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Abschnitt und mit einem daran anschließenden, eine Reaktionsstrecke bildenden, erweiterten Abschnitt aufweist, und mit an eine elektrische Spannungsquelle anschließbaren Elektroden.
Stand der Technik
Zur Verringerung der Rußbelastung der Abgase insbesondere von Dieselmotoren ist es bekannt (GB 1 200 441 A, US 3 285 709 A), den Abgasen Luft zuzuführen, um mit dem eingebrachten Luftsauerstoff eine Nachverbrennung der Rußteilchen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist eine Luftleitung vorgesehen, die im Bereich einer Verengung des Strömungskanals für die Abgase in den Strömungskanal mündet, so daß durch den Unterdruck in der diffusorartigen Erweiterung der Verengung eine selbstständige Luftansaugung erreicht wird. Die mit der Luft gemischten Abgase strömen in eine an den Strömungskanal anschließende Brennkammer, die gegenüber dem Strömungskanal erweitert ist und an einer elektrischen Spannungsquelle anliegende Elektroden aufweist. Die durch die erweiterte Brennkammer bedingte Verwirbelung des Abgas- Luftgemisches soll für eine gleichmäßige Sauerstoffversorgung der zu verbrennenden Rußteilchen sorgen, die über die Elektroden gezündet werden. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist vor allem, daß über das elektrische Feld zwischen den beiden auf einander gegenüberliegenden Seiten der Brennkammer angeordneten Elektroden die Rußteilchen nur mit einem unwirt-
BESTÄTIGUUGSKOPIE schaftlichen Energieaufwand auf die zur Nachverbrennung erforderliche Zündtemperatur erwärmt werden können.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen (DE 38 04 779 A1), die Abgase von Dieselmotoren durch einen Fliehkraftabscheider zu leiten, an den eine Teilchensammeistrecke angeschlossen ist, die Elektrodenplatten in einem an die Größe der Rußteilchen angepaßten, gegenseitigen Abstand aufweist, so daß die zwischen die Elektrodenplatten gelangenden Rußteilchen diese Elektrodenplatten elektrisch verbinden und durch den dadurch bedingten Kurzschlußstrom verbrannt werden. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung zur Abgasreinigung ist neben dem konstruktiven Aufwand, daß vor allem größere Rußteilchen erfaßt werden, nicht aber die kleinen Rußteilchen, die Aerosole bilden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln eine weitgehende Oxidation auch der kleinen Rußteilchen gewährleistet werden kann, und zwar bei einem wirtschaftlichen Energieeinsatz.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Elektroden aus einer im Bereich des engsten Strömungsquerschnittes angeordneten, den Strömungsquerschnitt umschließenden Ringelektrode und einer dazu koaxialen Mittenelektrode bestehen.
Mit der Anordnung der zur Erwärmung der Rußteilchen auf die Reaktionstemperatur erforderlichen Elektroden im Bereich des engsten Strömungsquerschnittes des sich in Strömungsrichtung verjüngenden Abschnittes des Strömungskanals wird einerseits erreicht, daß die Energieübertragung auf die Rußteilchen in einem Bereich einer hohen örtlichen Teilchenkonzentration erfolgt, und anderseits sichergestellt, daß der gegenseitige Abstand der Elektroden klein gehalten werden kann, zumal die eine Elektrode als den Strömungsquerschnitt umschließende Ringelektrode ausgebildet ist, die mit einer dazu koaxialen Mittenelektrode zusammenwirkt. Durch diese einfachen baulichen Voraussetzungen wird über das zwischen der Mittenelektrode und der Ringelektrode aufgebaute elektrische Wechselfeld die für die Erwärmung der Rußteilchen auf die Reaktionstemperatur erforderliche Energie vorteilhaft übertragen, so daß die Rußteilchen in der in Strömungsrichtung folgenden Reaktionsstrecke vollständig oxidiert werden können und daher verglühen.
Besonders günstige Strömungsverhältnisse ergeben sich, wenn die Ringelektrode zwischen dem sich verjüngenden und dem anschließenden, sich allmählich erweiternden Abschnitt des Strömungskanals angeordnet ist, wobei die stabförmig ausgebildete Mittenelektrode durch den sich erweiternden Abschnitt des Strömungskanals in den Bereich der Ringelektrode ragt. Da damit gerechnet werden muß, daß sich im Bereich des verjüngten Abschnittes des Strömungskanals eine Rußschicht an den Kanalwänden ablagert, wird durch die von der Abströmseite her in den Strömungskanal eingeführte Mittenelektrode verhindert, daß sich bereits im Bereich des verjüngten Abschnittes ein elektrisches Feld zwischen der Mittenelektrode und der sich anlagernden Rußschicht aufbauen kann. Es ist aber unter Umständen vorteilhaft, für ein Abbrennen der sich ablagernden Rußschicht unmittelbar vor der Ringelektrode zu sorgen. Aus diesem Grunde kann die stabförmige Mittenelektrode auf der Seite des sich verjüngenden Abschnittes des Strömungskanals über die Ringelektrode axial vorstehen.
Damit für die Energieübertragung auf die die Ringelektrode axial durchströmenden Rußteilchen eine ausreichende Zeitspanne zur Verfügung steht, kann die Ringelektrode aus einer einen Teil der Wand des Strömungskanals bildenden Hülse bestehen, deren axiale Erstreckung in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit der Abgase im Hülsenbereich eine entsprechende Verweilzeit der Rußteilchen in dem sich zwischen der Ringelektrode und der Mittenelektrode ergebenden elektrischen Feld bedingt. Damit das für die Erwärmung der Rußteilchen auf die Reaktionstemperatur erforderliche elektrische Feld auf einen durch die Elektroden bestimmten Bereich begrenzt werden kann, soll der Strömungskanal aus einem elektrisch isolierten Gehäuseeinsatz gebildet werden, der beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff besteht. Dieser elektrisch isolierte Gehäuseeinsatz unterstützt eine Ionisation der Rußteilchen durch Reibung, bevor die Rußteilchen in das elektrische Feld zwischen den Elektroden eintreten. Mit einer solchen Ionisation der Rußteilchen werden die Ladungsvorgänge im Bereich des elektrischen Feldes vorteilhaft beeinflußt.
Die Ringelektrode braucht jedoch nicht aus einem vom Strömungskanal gesonderten Werkstück zu bestehen. Es ist ohne weiteres möglich die Ringelektrode aus dem Mündungsrand des sich verjüngenden Abschnittes des Strömungskanals zu bilden. In diesem Fall baut sich das elektrische Wechselfeld zwischen dem Mündungsrand des sich verjüngenden Abschnittes des Strömungskanals und einer mit axialem Abstand vom Mündungsrand angeordneten Mittenelektrode auf, wobei wiederum der gesamte Abgasstrom durch das elektrische Feld zwischen der Mittenelektrode und der durch den Mündungsrand gebildeten Ringelektrode geleitet wird. Es kann daher die für die Einleitung der Oxidation der Rußteilchen erforderliche Energie wiederum im Bereich einer örtlich hohen Rußkonzentration auf die Rußteilchen übertragen werden. Der für den Energieeinsatz maßgebliche Abstand zwischen den Elektroden kann auch bei einer solchen Ausführungsform klein gehalten werden.
Wird dem sich verjüngenden Abschnitt des Strömungskanals eine Dralleinrichtung für die Abgasströmung vorgeordnet, so kann die Rußkonzentration der in den verjüngten Abschnitt des Strömungskanals eintretenden Abgase aufgrund der auftretenden Fliehkräfte beeinflußt werden, um im Bereich der Elektroden besonders vorteilhafte Konzentrationsverhältnisse für die Energieübertragung zu erzielen. Obwohl unterschiedliche Dralleinrichtungen eingesetzt werden können, ergeben sich besonders einfache Konstruktionsverhältnisse, wenn die Dralleinrichtung wenigstens einen schraubenförmig gewundenen Strömungsweg für die Abgasströmung aufweist. Bei einem größeren Abgasvolumen kann die Abgasströmung auf mehrere Strömungswege aufgeteilt werden. Zu diesem Zweck können mehrere schraubenförmig gewundene Strömungswege rotationssymmetrisch zur Achse des Strömungskanals angeordnet werden, wobei diesen Strömungswegen zweckmäßig ein zum Strömungskanal koaxialer, sich in Strömungsrichtung erweiternder Verdrängungskörper zur gleichmäßigen Aufteilung des Abgasstromes auf die Strömungswege vorgelagert wird.
In ähnlicher Weise können die aus den schraubenförmig gewundenen Strömungswegen austretenden Abgasteilströme im Bereich des sich in Strömungsrichtung verjüngenden Abschnittes des Strömungskanals vereinigt werden, wenn den Strömungswegen ein zum Strömungskanal koaxialer, sich in Strömungsrichtung verjüngender Führungskörper nachgeordnet wird, der in den sich verjüngenden Abschnitt eingreift.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors in einem vereinfachten Längsschnitt,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 2 und
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors weist gemäß der Fig. 1 ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einem elektrisch isolierten Gehäuseeinsatz 2, beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff, auf. Dieser Gehäuseeinsatz 2 wird mittels einer Spannmutter 3 unter Zwischenschaltung von Ausgleichsdichtungen 4 axial gegen eine Gehäuseschulter 5 ge- spannt und bildet einen sich in Strömungsrichtung 6 der Abgase verjüngenden Abschnitt 7, an den sich ein Abschnitt 8 anschließt, der sich in Strömungsrichtung 6 allmählich erweitert. Im Bereich des engsten Strömungsquerschnittes zwischen den beiden Abschnitten 7 und 8 des das Gehäuse 1 durchsetzenden Strömungskanals 9 ist eine Ringelektrode 10 vorgesehen, die mit einer koaxial zum Strömungskanal 9 angeordneten Mittenelektrode 11 zusammenwirkt. Die Elektrodenanschlüsse zur Verbindung der Elektroden 10 und 11 mit einer elektrischen Wechselspannungsquelle sind mit 12 bezeichnet. Die Mittenelektrode 11 , die als Stabelektrode ausgeführt ist, ragt von der Abströmseite her durch den sich erweiternden Abschnitt 8 des Strömungskanals in die Ringdüse 10, wobei das freie Ende der Mittenelektrode 11 vorzugsweise auf der Seite des sich verjüngenden Abschnittes 7 über die Ringelektrode 10 vorragt. Die Ringdüse 10 selbst besteht aus einer Hülse, die einen Teil der Wand des Strömungskanals 9 bildet.
Die von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, ausgestoßenen, heißen Abgase werden über den Strömungskanal 9 dem zwischen den Elektroden 10 und 11 aufgebauten elektrischen Wechselfeld zugeführt, wobei sich aufgrund des verjüngten Abschnittes 7 des Strömungskanals 9 eine örtlich höhere Rußkonzentration im Bereich der Elektroden 10 und 11 ergibt. Da aufgrund der Elektrodenanordnung im Bereich des engsten Strömungsquerschnittes der Elektrodenabstand zwischen der den Strömungsquerschnitt umschließenden Ringelektrode 10 und der dazu koaxialen Mittenelektrode 11 vergleichsweise klein gehalten werden kann, ergeben sich besonders günstige Verhältnisse zur Energieübertragung auf die Rußteilchen über das elektrische Wechselfeld. Es kann somit davon ausgegangen werden, daß die Rußteilchen unabhängig von ihrer Größe im Bereich des sich ergebenden elektrischen Wechselfeldes durch entsprechende Ladevorgänge auf die Reaktionstemperatur erwärmt werden, um in der anschließenden Reaktionsstrecke im Bereich des sich erweiternden Abschnittes 8 des Strömungskanals 9 vollständig oxi- diert zu werden. Die axiale Erstreckung der hülsenartigen Ringelektrode 10 stellt eine für die Energieübertragung ausreichende Verweilzeit der Rußteilchen im Bereich des elektrischen Feldes sicher. Das über die Ringelektrode 10 vor- stehende Ende der stabförmigen Mittenelektrode 11 bietet darüber hinaus den Vorteil, daß sich im Bereich dieses vorstehenden Elektrodenendes an den Wänden des verjüngten Abschnittes 7 des Führungskanals 9 anlagernde Rußteilchen abgebrannt werden können.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 weist das Gehäuse 1 wieder einen keramischen Gehäuseeinsatz 2 auf, der mit Hilfe einer Spannmutter 3 unter Zwischenschaltung von Ausgleichsdichtungen 4 axial gegen eine Gehäuseschulter 5 festgespannt wird. Während der Gehäuseeinsatz 2 den sich erweiternden Abschnitt 8 des Strömungskanals 9 bildet, besteht der sich verjüngende Abschnitt 7 aus einem metallischen Einbau 13, der im Bereich des kleinsten Strömungsquerschnittes mit seinem Mündungsrand die Ringelektrode 10 bildet, die mit einer mit axialem Abstand angeordneten Mittenelektrode 11 zusammenwirkt. Dem sich verjüngenden Abschnitt 7 des Strömungskanals 9 ist eine Dralleinrichtung 14 vorgelagert, die aus mehreren rotationssymmetrisch zur Achse des Strömungskanals 9 angeordneten, schraubenförmig gewundenen Strömungswegen 15 besteht. Diese Strömungswege 15 werden durch schraubenförmig verlaufende Umfangsausnehmungen zylindrischer Formkörper 16 gebildet, die in zylindrische Ausnehmungen 17 in einem die Dralleinrichtung 14 aufweisenden Teil 18 des Gehäuseeinsatzes 2 eingesetzt sind. Um eine gleichmäßige Aufteilung des in das Gehäuse 1 einströmenden Abgasstromes zu erreichen, ist den Strömungswegen 15 ein zur Achse des Strömungskanals 9 koaxialer Verdrängungskörper 19 vorgelagert, der sich in Strömungsrichtung 6 erweitert. Auf der Abströmseite der Strömungswege 15 ist ein sich in Strömungsrichtung 6 verjüngender Führungskörper 20 vorgesehen, der koaxial in den sich verjüngenden Abschnitt 7 des Strömungskanals 9 eingreift und das Zusammenführen der Abgasteilströme aus den Strömungswegen 15 im Bereich des verjüngten Abschnittes 7 unterstützt. Wie den Fig. 3 und 4 entnommen werden kann, weisen die vier Strömungswege 15 einen Querschnitt in Form eines Viertelkreises auf. Dementsprechend ist der Verdrängungskörper 19 als quadratische Pyramide ausgebildet, um einen günstigen Strömungsübergang zu den Strömungswegen 15 bei einfachen baulichen Verhältnissen zu gewährleisten. In ähnlicher Weise weist der Einbau 13 für den verjüngten Abschnitt 7 des Strömungskanals 9 zumindest im Anschlußbereich an die Strömungswege 15 einen quadratischen Querschnitt auf, so daß der Einbau 13 die Begrenzung der Strömungswege 15 nach außen stufenlos fortsetzt.
Durch das Vorsehen der Dralleinrichtung 14 werden die Rußteilchen innerhalb der durch die Strömungswege 15 geführten Abgasteilströme fliehkraftbedingt nach außen verdrängt, was eine vorteilhafte Konzentration des Rußanteils der wieder vereinten Abgasteilströme im Bereich des sich verjüngenden Abschnittes 7 des Strömungskanals 9 mit sich bringt. Die Erwärmung der in dieser Weise konzentrierten Rußteilchen auf die Reaktionstemperatur erfolgt im elektrischen Wechselfeld zwischen der Ringelektrode 10 und der Mittenelektrode 11. Diese Elektroden 10 und 11 sind über Anschlüsse 12 mit einer entsprechenden Wechselspannungsquelle verbunden. Die vollständige Oxidation der auf die erforderliche Reaktionstemperatur erwärmten Rußteilchen erfolgt in der Reaktionsstrecke, die durch den sich erweiternden Abschnitt 8 gebildet wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen eines Verbrennungsmotors mit einem von den Abgasen durchströmten Gehäuse (1), das einen Strömungskanal (9) mit einem sich in Strömungsrichtung (6) verjüngenden Abschnitt (7) und mit einem daran anschließenden, eine Reaktionsstrecke bildenden, erweiterten Abschnitt (8) aufweist, und mit an eine elektrische Spannungsquelle anschließbaren Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus einer im Bereich des engsten Strömungsquerschnittes angeordneten, den Strömungsquerschnitt umschließenden Ringelektrode (10) und einer dazu koaxialen Mittenelektrode (11) bestehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektrode (10) zwischen dem sich verjüngenden und dem anschließenden, sich allmählich erweiternden Abschnitt (7, 8) des Strömungskanals (9) angeordnet ist und daß die stabförmig ausgebildete Mittenelektrode (11) durch den sich erweiternden Abschnitt (8) des Strömungskanals (9) in den Bereich der Ringelektrode (10) ragt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stab- förmige Mittenelektrode (11) auf der Seite des sich verjüngenden Abschnittes (7) des Strömungskanals (9) über die Ringelektrode (10) axial vorsteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektrode (10) aus einer einen Teil der Wand des Strömungskanals (9) bildenden Hülse besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (9) aus einem elektrisch isolierten Gehäuseeinsatz (2) gebildet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektrode (10) aus dem Mündungsrand des sich verjüngenden Abschnittes (7) des Strömungskanals (9) besteht und mit einer mit axialem Abstand vom Mündungsrand angeordneten Mittenelektrode (11) zusammenwirkt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem sich verjüngenden Abschnitt (7) des Strömungskanals (9) eine Dralleinrichtung (14) für die Abgasströmung vorgeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dralleinrichtung (14) wenigstens einen schraubenförmig gewundenen Strömungsweg (15) für die Abgasströmung aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere schraubenförmig gewundene Strömungswege (15) rotationssymmetrisch zur Achse des Strömungskanals (9) angeordnet sind und daß diesen Strömungswegen (15) ein zum Strömungskanal (9) koaxialer, sich in Strömungsrichtung
(6) erweiternder Verdrängungskörper (19) vorgelagert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß den schraubenförmig gewundenen Strömungswegen (15), die in den sich verjüngenden Abschnitt (7) des Strömungskanals (9) münden, ein sich in Strömungsrichtung (6) verjüngender Führungskörper (20) nachgeordnet ist, der koaxial zum Strömungskanal (9) verläuft und in dessen sich verjüngenden Abschnitt
(7) eingreift.
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