DD205958A5

DD205958A5 - Verfahren und einrichtung zur verminderung der umweltbelastenden schadstoffanteile

Info

Publication number: DD205958A5
Application number: DD82245649A
Authority: DD
Inventors: Oszkar Fellner; Ferenc Svab; Hubert Dobos; Geza Hatos
Original assignee: Csepeli Autogyar
Priority date: 1981-12-07
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1984-01-11
Also published as: JPS58150016A; ES8405110A1; GR77838B; ES528824A0; HU182826B; ES517940A0; PL239425A1; CA1184850A; ES8502208A1; EP0083845A1

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF DIE REDUZIERUNG UMWELTBELASTENDER WIRKUNGEN VON GASFOERMIGEN, FLUESSIGEN UND FESTEN SCHADSTOFFANTEILEN IN ABGASEN, INSBESONDERE IN EMISSIONEN VON BRENNKRAFTMASCHINEN. DURCH DIE ERFINDUNG KOENNEN AUF RELATIV EINFACHE UND WIRTSCHAFTLICHE WEISE DIE SCHADSTOFFANTEILE IN ABGASEN BZW. IHRE WIRKUNGEN UM MINDESTENS 80 % REDUZIERT WERDEN. ERFINDUNGSGEMASS WERDEN DIE ZU REINIGENDEN ABGASE MIT EINER GESCHWINDIGKEIT VON 1,0 M/SEC DURCH EINE REINIGUNGSEINRICHTUNG GEFUEHRT, DIE MIT ELEKTRODEN UNTERSCHIEDLICHER POLARITAET AUSGESTATTET IST. IM BEREICH DER ABGAS-EINTRITTSOEFFNUNG WERDEN DIE ABGASE IM GEMISCH AUS BEREITS ELEKTRISCH AUFGELADENER LUFT UND ABGAS MIT EINER GLEICHSTROM-HOCHSPANNUNG VON 10-12 KV AUFGELADEN UND ANSCHLIESSEND ZU EINER HOCHSPANNUNGSELEKTRODE MIT NEUTRALER ODER UNGLEICHNAMIGER POLARITAET GEFUEHRT. DIE IN DEN ABGASEN ENTHALTENEN SCHADSTOFFANTEILE REAGIEREN MIT DEN SICH DURCH DIE AUFLADUNG BILDENDEN OXYDANTEN (OZON), WOBEI SICH DIE FESTEN UND FLUESSIGEN BESTANDTEILE AN DER ELEKTRODE MIT ENTGEGENGESETZTER ODER NEUTRALER POLARITAET ABSCHEIDEN.

Description

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Verfahren und Einrichtung zur Verminderung von umweltbelastenden Schadstoffanteilen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verminderung von umweltbelastenden Schadstoffanteilen bzw. ihrer Wirkungen in Abgasen, insbesondere in Emissionen von Brennkraftmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist bekannt, daß Abgase, insbesondere Emissionen von Brennkraftmaschinen, eine Reihe von Schadstoffen wie Kohlenraonoxyd, aromatische Verbindungen, flüssige und feste Schmutzstoffe (Russ, Flugasche) enthalten, die die Umwelt stark belasten. Obwohl der Anteil der Schad- und Schmutzstoffe durch die Beeinflussung des Verbrennungsvorganges vermindert werden kann, ist eine Reduzierung des Schadstoff anteiles bzw. sind schadstoffreie Abgase nur durch eine Reinigung des Gases erreichbar.

Für diese Aufgaben gibt es bereits zahlrzeche Lösungen. Die einfachsten sind die verschiedensten Filter und Abscheider, so z.3. die in der Auspuffanlage von Brennkraftmaschinen angeordneten Metallfilter oder die auf eine plötzliche

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Änderung der Strömungsrichtung der Abgase basierenden zyklonartigen Abscheider.

Die Filter und Abscheider sind jedoch nicht in, der Lage», gasförmige Schrautzstoffe in irgendeiner Weise zu behandeln. In dieser Hinsicht stellen die sogenannten Nachbrennverfahren mit und ohne Hilfslufΐ eine weitere Verbesserung dar. Solche Verfahren werden bespialsweise in der GB-PS 1 533 765 und in DE-PS' 1 476 526, 1 576 769, 1 902 780 und 2 018 563 vorgeschlagen.

Gemäß der US-PS 3 950 544 erfolgt die Reinigung des Abgases durch ein elektrolytisches Desoxydierungsgerät. Demgegenüber wird bei der US-PS 4 250 707 und 4 250 860 das Abgas in den Brennraum des Motors zurückgeführt und dadurch die ufiiweltbelastende Wirkung des Abgases vermindert-. Die US-PS 3 967 445 versucht die Verminderung der Umweltverschmutzung auf außerordentlich komplizierte Weise mit Hilfe eines Wärmeaustauschersr eines Nachbrenners und eines Wasserbadgasreinigers zu lösen. Dagegen werden bei der US-PS 4 037407 die giftigen Gase durch einen katalytischen Konverter neutralisiert.

Alle Lösungen haben den gemeinsamen Nachteil, daß sie im wesentlichen nur auf die Behandlung einer Schadstoffkomponente ausgerichtet sind; die aus einer Brennkraftmaschine austretenden Abgase sich aber aus mehreren Schadstoffkomponenten und Schmutzstoffen zusammensetzen. Eine kombinierte Anwendung mehrerer ist jedoch kostspielig, kompliziert und unverhältnismäßig schwierig, was insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen von nicht untergeordneter Bedeutung ist.

Es ist noch die US-PS 4 098 578 zu erwähnen, durch die die bisher bekannten Reinigungsverfahren weiterentwickelt werden, wobei zur Neutralisierung des Gase eine chemische

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Reaktion zwischen den Gasen und Wasser erfolgt. Bei dieser Lösung wird die Reaktion zwischen dem Wasser oder einer anderen Hydrogen abgebenden Flüssigkeit und dem Gas durch die .Ionisierung der Mischung des Flüssigkeitsnebels und des Gases gefördert. Die Ausfilterung von flüssigen und festen Schmutzstoffen wird aber durch diesen Vorschlag auch nicht gelöst. Die Anwesenheit dieser Schrautzstoffe stellen sogar die Funktion der Reinigungseinrichtung in Frage, da die die Ionisierung hervorrufenden Konstruktionselemente nicht gegen ein Verschmutzen durch die festen Schrautzstoffe geschützt werden können. Die festen Schmutzstoffe verursachen einen Kurzschluß, der den Ionisierungsprozeß nach kurzer Zeit unterbricht.

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung werden die aufgezeigten Mängel beseitigt und die durch Abgase, insbesondere aus Brennkraftmaschinen verursachten Umweltbelastungen vermindert.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren Und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit denen sowohl die uraweltbelastenden Wirkungen der gasförmigen Schadstoffe als auch die der festen und flüssigen Bestandteile von Abgasen vermindert werden können ,

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung davon aus, daß das Oxygen, insbesondere das entstehende Ozon durch eine elektrische Aufladung der Luft chemisch aktiver wird und gleichzeitig auch die Schmutzstoffe infolge der elektrischen Ladung etwas zu chemischen Reaktion neigen,, wobei

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die elektrisch geladenen flüssigen und festen Bestandteile in den Abgasen durch eine elektrostatische Abscheidung leicht ausgeschieden werden können.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Abgase in eine Reinigungseinrichtung geführt, hier mit einer elektrischen Ladung versehen, anschließend langsam zwischen Armaturen mit einer neutralen oder einer ungleichnamigen Ladung geleitet und dann in die freie Atmosphäre abgeführt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die in die Reinigungseinrichtung eingeleiteten Abgase nach ihrem Eintritt mit elektrisch aufgeladener Luft vermischt und dann dieses Geraisch in der beschriebenen Weise durch eine Reinigungseinrichtung geführt und abschließend ins Freie abgeleitet.

Vorteilhafterweise wird das elektrisch aufgeladene Gas oder Gas-Luf tgemisch _t bevor es aus der Reini'gungseinrichtung~austritt, durch einen mechanischen Staubausscheider geleitet.

Die.erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung zur üurchfüh- · rung des Verfahrens besteht aus einem Gehäuse mit einer Eintrittsöffnung, die direkt oder über eine Rohrleitung an eine Abgasquelle angeschlossen ist, wobei zwischen der Eingangsöffnung und einer Austrittsöffnung zwei Elektroden im Gehäuse angeordnet sind, von denen die im Bereich der Eintrittsöffnung liegende Elektrode über einen Isolationskörper am Gehäuse befestigt und durch eine isolierte Leitung, die vorteilhafterweise durch den Isolationskörper geführt ist, an einem Pol eines außerhalb des Gehäuses angeordneten Hochspannungs-Gleichstrom-Speisegerät angeschlossen ist, und die Elektrode im Bereich der Austrittsöffnung unmittelbar am Gehäuse befestigt und mit dem an-

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deren Pol des Speisegerätes verbunden ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung ist das Gehäuse durch eine Trennwand in eine Luft- und in eine Gaskammer unterteilt. In der Gehäusewand der Luftkammer ist eine Eintrittsöffnung vorgesehen, die die Luftkammer mit der Umgebung der Reinigungseinrichtung verbindet. Eine Durchgangsöffnung in der Trennwand verbindet beide Kammern, wobei im Bereich dieser Trennwand in der Gehäusewand der Gaskammer eine Eintrittsöffnung vorgesehen ist, an die direkt oder über eine Rohrleitung eine Abgasquelle angeschlossen ist. An der zur Trennwand gegenüberliegenden Seite der Gaskammer ist die Austrittsöffnung vorgesehen, wobei zwischen* Austrittsöffnung und Trennwand die vorstehend genannten Elektroden in analoger Weise angeordnet sind. Zusätzlich ist eine weitere Elektrode zwischen derEintrittsöffnung der Luftkammer und der in der Trennwand ausgebildeten Durchgangsöffnung vorgesehen, die über einen elektrischen Isolationskörper am Gehäuse befestigt und durch eine isolierte Leitung, die vorteilhaft durch den Isolationskörper hindurchgeführt ist, an dem Pol des Speisegerätes angeschlossen ist, mit dem' die in der Gaskammer befindliche, im Bereich der Eintrittsöffnung des Gaskammer angeordnete Elektrode verbunden ist.

Die im Bereich der Eintrittsöffnung der Gaskammer angeordnete Elektrode besitzt vorteilhafterweise einen Metallhalter, der durch die Durchgangsöffnung in der Trennwand hindurchgeführt und über einen elektrischen Isolationskörper an der Stirnv/and des Gehäuses der Reinigungseinrichtung, die die Luftkammer begrenzt, befestigt ist. Dieser Metallhalter dient somit gleichzeitig als Elektrode für die Luftkammer.

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Bei der vorstehend genannten Ausführungsform der Reinigungseinrichtung ist an der D^uchgangsöffnung der Trennwand zwischen der Luftkammer und der Gaskammer ein Rohrstück angeschlossen, das über die Abgaseintrittsöffnung hinaus.bis in die Gaskammer hineinreicht, jedoch mit Abstand vor der Elektrode im Bereich der Eintrittsöffnung der Gaskammer endet«

Die Eintrittsöffnung' der Luftkammer ist direkt oder durch eine Rohrleitung an einen Luftkompressor angeschlossen, was insbesondere bei niedrigen Drehzahlen einer Brennkraftmaschine, deren Abgase gereinigt werden sollen, von Vorteil ist.

Nach, einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwischen der Abgaseintrittsöffnung und der Elektrode der Gaskammer eine oder mehrere perforierte Platten angeordnet, die den gesamten Querschnitt des Gehäuses ausfüllen.

In Bezug auf den Wirkungsgrad' der Reinigung ist es vorteilhaft, zwischen derAustrittsöffnung des Gehäuses und der Elektrode im Sereich dieser öffnung einen mechanischen Staubabscheider in Form eines Labyrinth-Kanals vorzusehen.

Die Elektrode im Bereich der Abgaseintrittsöffnung kann aus einer oder aus mehreren Drahtreihen bestehen, die zwischen zwei oder mehreren Haltern gespa nt sind, während die Elektrode im Bereich der Austrittsöffnung des Gehäuses durch eine oder mehrere Metallplatten gebildet wird, die parallel zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet sind.

Aus führungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert -werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Reinigungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2: eine Reinigungseinrichtung!!! die mit einer zusätzlichen Luftkaramer zur Aufladung der Luft ausgestattet ist,

Fig. 3: eine weiterentwickelte Ausführung der Lösung nach Fig. 2,

Fig. 4: die Drahtelektrode der Ausführung nach Fig. 2,

Fig. 5: eine zur Abgabe der elektrischen Ladungen geeigneten Elektrode entsprechend der Lösung nach Fig. 3.

Die Reinigungseinrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem rohrförmigen Metallgehäuse 1,-das über eine Eintrittsöffnung 2 und ara anderen Ende über eine Austrittsöffnung

3 verfügt. In der Nähe der Eintrittsöffnung ist die Elektrode 4 vorgesehen, die über den Isolationskörper 5 ara Gehäuse befestigt ist. Der Halteschenkel 5 der Elektrode

4 ist durch den Isolationskörper hindurchgeführt und liegt außerhalb des Gehäuses. In der Nahe der Austrittsöffnung ist die aus mehreren zueinander parallel liegenden Metallplatten bestehende Elektrode 7 angeordnet, die in elektrisch leitender Verbindung am Gehäuse befestigt ist.

Die zur Funktion der Einrichtung erforderliche Spannung wird durch das Speisegerät 8 zur Verfugung gestellt. An einem Pol des Speisegerätes ist der durch den Isolationskörper 5 hindurchgeführte Schenkel 6 der Elektrode 4 und an den anderen Pol das Gehäuse 1 angeschlossen.

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Das Speisegerät wird von einem Akkumulator 9 mit Strom versorgt. Die Schmutzquelle ist in diesem Fall eine Brennkraftmaschine 10, an deren Auspuffstutzen 11 über das Auspuffrohr 12 die Eintrittsöffnung der Reinigungseinrichtung angeschlossen ist. An den Elektroden liegt eine Gleichstromspannung von 10-12 kV an.

Die Erfindung besitzt folgende Wirkungsweise:

Das aus der Schmutzquelle austragende feste und auch flüssige Bestandteile enthaltende Abgas, z.B. die Emission der Brennkraftmaschine 10, wird durch die Eintrittsöffnung 2 in die Reinigungseinrichtung eingeleitet und durchfließt dieselbe in axialer Richtung.

Das Abgas und die darin enthaltenden Bestandteile werden durch Elektroden 4 elektrisch aufgeladen. Die Aufladung erfolgt mit einer Gleichstroraspannung von 10-12 kV. Dieser Spannungswert reicht für die Durchführung des Verfahrens aus und verursacht noch keine Lichtbogenentladung mit dem damit verbundenen,.schwer^beeinflussenden, kettenartigen Vorgängen.

Durch die elektrische Aufladung entstehen in den Gasen teilweise aktive Oxydanten, in erster Reihe Ozon, die eine Oxydierung der im Abgas enthaltenen Bestandteile wie Kohlenraonoxyd hervorrufen und darüber hinaus eine chemische Umwandlung der anderen Bestandteile wie z.3. Kohlenhydrogene, Nitrogenverbindungen bewirken. Dadurch können die umweltbelastenden 'Wirkungen der gasförmigen Abgasbestandteile weitgehend vermindert werden. Die ebenfalls mit einer elektrischen Ladung versehenen festen und flüssigen Bestandteile werden mit dem Gas durch die mit einer ungleichnamigen Ladung versehenen Elektroden 7 gelsitst und hier abgeschieden.

b4y u -9-

Die Strömungsgeschwindigkeit in der Reinigungseinrichtung betragt max. 1,0 m/sec. Bei einer noch höheren Geschwindigkeit werden die festen und flüssigen Bestandteile durch das Gas mitgerissen und an der Elektrode 7 nicht mehr abgeschieden. Das von den gasförmigen festen und flüssigen Bestandteilen gereinigte Gas wird nach Passieren der zweiten Elektrode 7 ins Freie geleitet.

Oer Innenraum des Gehäuses 13 der Reinigungseinrichtung nach Fig. 2 ist in drei Abschnitte unterteilt. In die Luftkammer I, die Gaskammer II und die mechanische Staubkamraer III. Die Luftkammer I wird an einem Ende durch die mit der Lufteintrittsöffnung 14 versehene Stirnwand 15 des Gehäuses 13 und am anderen Ende durch die Trennwand 16 begrenzt. In der Luftkammer ist die Elektrode 17 angeordnet. Der Halteschenkel 19 der Elektrode 17 ist durch den in der Gehäusewand befestigten Isolationskörper 18 hindurchgeführt. Die Trennwand 16 ist mit einer Bohrung

20 versehen, an die von der Gaskammerseite her das Rohr

21 angeschlossen ist.

Die Gaskammer II besitzt die gleiche_Ausbildung, wie die in der Einrichtung nach Fig. 1. In der Nyähe der Trennwand ist die Eintrittsöffnung 22 angeordnet und im Bereich der Eintrittsöffnung 22 vom Rohr 21 separiert die Elektrode 23 am Halterschenkel 24 befestigt. Der Halteschenkel 24 ist durch den in der Gehäusewand befestigten Isolationskörper 26 hindurchgeführt. Im Bereich des gegenüberliegenden Endes der Gaskammer II ist die aus Platten bestehende Elektrode 26 angeordnet.

Zwischen der Austrittsöffnung 38 des Gehäuses 13 und den Elektroden 26 ist sine mechanische Staubkammer III vorgesehen. Die Staubkammer III besteht aus abwechselnd angeordneten Platten 27, die den Querschnitt des Gehäuses 13 nicht vollständig ausfüllen und praktisch sinen Laby-

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245 64S U rinth-Filte.r bilden

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Die erforderliche Arbeitsspannung wird durch das Speisegerät 29 zur Verfügung gestellt. An einem Pol des Speisegerätes sind die Elektroden 17 und 23 und an dem anderen Pol das Gehäuse 13 angeschlossen. Die Stromversorgung des Speisegerätes erfolgt durch Akkumulatoren 30.

Zu reinigen sind die Abgase bzw. Emissionen der Brennkraftmaschine 31, an dessen Auspuffstutzen 32 über das Auspuffrohr 33 die Eintrittsöffnung 22 der Gaskammer II der Reinigungseinrichtung angeschlossen ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird mit einer Glsichstromspannung von 10il2kV gearbeitet.

Die Emissionen der Brennkraftmaschine, die sowohl gasförmige als auch feste und flüssige Schadstoffe enthalten, gelangen über die Eintrittsöffnung 22 in die Gaskammer II und strömen gegen die Elektrode 23, Durch die Gasströmung wird Luft aus der Luftkammer I über das Rohr 21 und die Öffnung 20 in der Trennwand 16 angesaugt, die bereits durch die Elektrode 17' elektrisch aufgeladen ist. Das Abgas und die elektrisch aufgeladene Luft werden in der Gaskammer II miteinander vermischt. Das Geraisch fließt rait einer Geschwindigkeit von 1,0 m/sec. durch den von der Elektrode 23 ionisierten Raum zu den Elektroden 26 und gelangt schließlich über die mechanische Staubkamraer III ins Freie. Die Zuführung von elektrisch aufgeladener Luft erhöht die Menge der Oxydanten und verbessert dadurch den Wirkungsgrad bei der Umsetzung der Schadstoffe. Die mechanische Staubkaramer ist nötig, weil durch die Wirkung der elektrischen Ladung aus den festen Schmutzstoffen Körner mit höherer Korngröße entstehen, die von den Elektrodenplatten 26 auf Grund ihrer gröSeren Masse nicht mehr abgeschieden werden.

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Es hängt von der Menge und der Art der Schadstoffe ab, ob es zweckmäßig ist, das Grundverfahren mit Zugabe elektrisch aufgeladener Luft und/oder mit mechanischer Staubkammer oder alle drei Ausführungsformen gemeinsam anzuwenden. Bei Versuchen mit einem Diesel-Motor wurde festgestellt, daß durch die gemeinsame Anwendung aller drei Ausführungsformen eine 80 %±ge Reinigung des Auspuffgases erreicht werden konnte.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Fig. 3; 4 und 5 dargestellt.

Das Metallgehäuse 34 der Reinigungseinrichtung nach Fig. 3 ist an einem Ende mit einer Deckplatte 35 und am anderen Ende mit einem Drahtnetz 36 versehen. Der Innenraum der Reinigungseinrichtung ist durch Trennwände 37; 38; 39 in eine Luftkammer I, eine Pufferkammer II; III und in eine Gaskammer IV unterteilt.

In der Deckplatte 35 ist eine öffnung ausgebildet und darüber die aus Isolierterkstoff, z.B. Porzellan oder Gas, hergestellte Isolationsglocke 40 angeordnet. An der Isolationsglocke 40 ist der Halteschenkel 41 der Elektrode 42 befestigt, der durch die 3ohrung in der Deckplatte und durch die Trennwände 37; 38; 39 hindurchgeführt ist und bis in die Gaskammer IV reicht. Der Elektrodenhalterschenkel ist durch ein Isolationsrohr 47 aus Porzellan oder Glas isoliert.

Die Elektrode 42 besteht aus einem am Halteschenkel befestigten Querträger 43, an dessen Enden Halteplatten 44; 45 angeorddet sind. Zwischen diesen Halteplatten.44; 45 ist in zwei Reihen ein wärme- und korrosionsbeständiger Draht gespannt.

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An der öffnung in der Trennwand 37 ist ein Luftieitrohr 48 angeschlossen, das durch die Trennwände 38; 39 hindurchgeführt ist und bis in die Gaskammer IV hineinreicht. Der Innendurchmesser des Luftleitrohres 48 ist größer als der Außendurchmesser des Isolationsrohres 47.

Die Trennwände 38; 39 sind perforierte Platten, wobei die in ihrer Mitte ausgebildete öffnung größer ist als der Außendruchmesser des durchlaufenden Luftleitrohres 43. An die öffnung in der Mitte der Trennwand 39 schließt sich ein Gasleitrohr 49 an, das bis in die Gaskammer IV hineinreicht und dessen Innendurchmesser größer ist, als der Außendurchmesser des Luftleitrohres 48.

In der Gaskammer IV ist in der Nähe des Drahtnetzes 36, die aus Metallplatten 50 bestehende Niederschlagselektrode angebracht. Die Metallplatten 50 sind im Gehäuse 34 vertikal angeordnet und mit dem Gehäuse 34 metallisch verbunden.

Im Bereich der Luftkammer I ist in der Wand des Gehäuses 34 eine Lufteintrittsöffnung 51 vorgesehen, die bei Bedarf mit einem Trockenfilter 52 ausgestattet oder an die ein Luftkompressor 53 angeschlossen werden kann.

In der Gehäusewand der Pufferkammer II ist die Gasein- . trittsöffnung 54 angeordnet _tudie die Abgasquelle, im vorliegenden Beispiel der Auspuffstutzen 57 der Brennkraftmaschine 56 mittels Rohrleitung 55 angeschlossen ist.

Die Arbeitsspannung für die Reinigungseinrichtung wird wiederum durch das Speisegerät 58 zur Verfugung gestellt. An einem Pol des Speissgerätes 58 ist der durch die Isolierglocke 40 hindürchgeführts Elektrodenhaiteschsnkel 41 und an den anderen Pol das Gehäuse 34 angeschlossen. Die

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Stromversorgung des Speisegerätes erfolgt durch den Akkumulator 59.

Die Emissionen aus der Brennkraftmaschine 56 fließen aus dem Auspuffstutzen 57 über die Rohrleitung 55 und die Eintrittsöffnung 54 in die Pufferkaramer II und anschließend in die Pufferkammer III. Beide Pufferkamraern dienen gleichzeitig als Schalldämpfer und verteilen das Auspuffgas mit Hilfe der perforierten Trennwände 38; 39 gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Reinigungseinrichtung.

Aus der Pufferkammer III strömt das Auspuffgas teilweise durch die Perforation der Trennwand 39 und teilweise durch das Gasleitrohr 49 in die Gaskammer IV. Durch das Luftleitrohr 43 wird reine Luft aus der Luftkammer I in die Gaskammer IV angesaugt, die durch die Eintrittsöffnung und den Lufttrockenfilter 52 zufließt.

Diese Luft hat mehrere Aufgaben.

Der Elektrodenhalteschenkel 41 und das Isolierrohr 57 sind so bemessen, daß sie in ihrer Umgebung eine elek- trische Ladung abgeben können. Wie bereits, erwähnt, arbeitet die Reinigungseinrichtung mit einer lichtbogenfreien Entladung. Da der Abstand zwischen dem Elektrodenhalteschenkel 41 und den in seiner Umgebung angeordneten Metallteilen klein ist, kann die lichtbogenfreie Entladung durch entsprechende 3enfssung des Isolierrohres 47 geregelt werden. Der Elektrodenhalteschenkel 41 ist also zugleich eine Elektrode, die die Luft elektrisch aufladet.

Die andere Aufgabe der Luft besteht darin, mittels ständiger Strömung die festen Schrautzstoffe von der Isolierglocke 40 fernzuhalten und zu verhindern, daß sich diese an der Isolisrglocke 40 ablagernd, die Reinigungseinrichtung kurzschließen und damit funktionsunfähig machen.

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Der Isolator 40 ist glockenförmig ausgebildet, damit im Luftsack in der Glocke keine Luftbewegung entsteht und auch so "keine Ablagerung von Schmutzstoffen verhindert wird.

Die dritte Aufgabe der Luft besteht in der Kühlung, Die Reinigungseinrichtung arbeitet bei höheren Temperaturen, insbesondere über 500 C, nicht mehr mit gutem Wirkungsgrad, Obwohl die Auspuffgase diese Temperaturen nicht erreichen, ist es dennoch zweckmäßig, die Einrichtung und das Auspuffgas zu kühlen.

Da der Wirkungsgrad der Reinigungseinrichtung in erster Reihe dadurch bestimmt wird, in welchem Maße aktive Oxydanten durch die elektrische Aufladung entstehen, ist as zweckmäßig, die in die Luftkamraer I eintretende Luft von Schmutzstoffen größerer Abmessungen zu reinigen. Diese Luftverunreinigungen wurden einen großen Teil der elektrischen Ladungen aufnehmen, so daß wesentlich grössere elektrische Ladungstnengen zur Erzeugung der erforderlichen aktiven Oxydanten notwendig sind. Infolgedessen ist es empfehlenswert, die Luft über Filter in die Luftkammer I anzusaugen.

Es kann vorkommen, daß z.B. bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, das in.die Gaskammer III einströmende Auspuffgas nicht fähig ist, Luft in ausreichender Henge anzusaugen. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, Luft einzuspeisen. Das kann durch einen Kompressor 53 erfolgen, der an die Lufteintrittsöffnung 51 angeschlossen ist, oder auch mit Hilfe eines durch die Auspuffgase betätigten Turboladers erfolgen.

Das in die Gaskammer IV eingeströmte Gas vermischt sich rait der eingesaugten, elektrisch aufgeladenen Luft und

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fließt dann als Geraisch durch die Elemente der Elektroden 42 hindurch. Hier erhält das Geraisch eine weitere elektrische Aufladung. Das Gemisch strömt danach durch die aus Metallplatten 50 bestehende Niederschlagselektrode, wo die Reinigung des Auspuffgases abgeschlossen wird und verläßt durch das Drahtnetz 46 die Reinigungseinrichtung. Die Reinigungseinrichtung sollte - abhängig von ihren Abmessungen - mindestens 2000 Betriebsstunden ohne Reinigung mit gleichem Wirkungsgrad arbeiten. Danach müssen aber die an den Metallplatten 50 abgelagerten Schmutzstoffe entfernt werden. Das kann nach Entfernen des Drahtnetzes 36 beispielsweise auf mechanische Weise durch Abschaben der Me~tallplatten erfolgen.

Die Reinigungseinrichtung arbeitet mit einer Gleichstromspannung von 10-12 kV, wobei der Minuspol an der Deckplatte 35 angeklemmt ist. Mit Rücksicht darauf, daß bei Kraftfahrzeugen die Spännungsquelle im allgemeinen ein Akkumulator, eine Lichtmaschine oder die Seite des Generators nach dem Gleichrichter ist, ist das Speisegerät auf Grund der Erzeugung des zum Hinauf transformieren erforderlichen Wechselstromes mit anschließender Gleichrichtung auf eine Gleichstrom-Arbeitsspannung von 10-12 kV ziemlich kompliziert* Die ungarischen Vorschriften gestatten es nicht, die Einrichtung unmittelbar an einen Wechselstron-Generato.r anzuschließen. Dort, wo diese' Möglichkeit besteht, kann die Erzeugung des Wechselstromes im Speisegerät eingespart werden.

Die vorsehend beschriebene Reinigungseinrichtung enthält keine mechanische Staubkammer. Diese kann selbstverständlich an die Einrichtung angebaut werden.

Bei dem derzeitigen Stand der Technik kann die elektrische Aufladung der Gase wirtschaftlich auch mit den bekannten

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elektrostatischen Verfahren vorgenommen werden. Auch besteht die Möglichkeit einer Isotopenbehandlung. In diesem Fall muß die Abscheideelektrode "geerdet" oder "gekapselt" werden. Das ist auch unter dem Ausdruck der früher erwähnten neutralen Elektrode zu verstehen.

Durch die vorgeschlagene Lösung können sowohl gasförmige als auch flüssige und feste Schadstoffe auf einfache und wirtschaftliche Weise mit einem Anteil von mindestens 80 in Emissionen von Brennkraftmaschinen gereinigt und Ruß in vollem Maße ausgeschieden werden.

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Claims

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Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Verminderung der umweltbelastenden Schadstoffanteile bzw» ihrer Wirkungen in Abgasen, insbesondere in Emissionen von Brennkraftraschinen, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgase in eine Reinigungseinrichtung geführt, hier mit elektrischer Ladung versehen, anschließend mit einer Geschwindigkeit von max» 1,0 a/sec durch Armaturen, die eine neutrale oder ungleichnamige' Aufladung aufweisen, geleitet und danach ins Freie abgeführt werden.
2. Verfahren nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß die im die Reinigungseinrichtung eingeleiteten Abgase mit elektrisch aufgeladener Luft vermischt werden, danach das Gemisch aus Abgas und Luft mit der gleichen Polarität wie die zugemischte Luft nochmals aufgeladen, anschließend mit einer Geschwindigkeit von max. 1,0 m/sec durch Armaturen mit einer neutralen oder ungleichnamigen Ladung geleitet und abschließend ins Freie abgeführt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Abgas oder das Abgas-Luft-Geraisch vor dem Austritt aus der Reinigungseinrichtung durch eine mechanische Staubkammer geleitet wird,
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung aus einem Gehäuse (1, 13, 14) besteht, daß an einem Ende eine Eintrittsöffnung (2, 22, 54) aufweist, die direkt oder über eine Rohrleitung (12, 33, 55) an eine Schmutzquelle (10, 31, 56) angeschlossen ist, und am anderen Ende des Gehäuses eine

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U *4 ,2 U-IS-

Austrittsöffnung (3, 28) ausgebildet ist, während zwischen der Eintritts'^ und Austrittsöffnung im Gehäuse zwei Elektroden angeordnet sind, von denen die Elektrode (4, 23, 42) ira Bereich der Eintrittsöffnung auf einem elektrisch isolierten Halter (5, 25, 40) am Gehäuse befestigt und durch eine isolierte Leitung (6, 24, 41), die vorteilhafterweise durch den Isolationshalter geführt ist, an einen Pol eines außerhalb des Gehäuses befindlichen Hochspannungs-Gleichstromspeisegerätes (8, 29, 58) angeschlossen ist und die Elektrode (7, 26, 50) im Bereich der Austrittsöffnung unmittelbar am Gehäuse befestigt und mit dem anderen Pol des Speisegerätes verbunden ist.

Einrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, da>3 das Gehäuse durch eine Trennwand (16, 37) in eine Luft- und in eine Gaskammer unterteilt ist, die Luftkammer über eine in der Gehäusewand ausgebildete Eintrittsöffnung (14, 51) verfügt, welche die Luftkammer mit der Umgebung der Reinigungseinrichtung verbindet und in der Trennwand zwischen den bxeden Kammern eine Durchgangsöffnung (20) ausgebildet ist, die Gaskammer über eine in der Nähe der Trennwand angeordnete Eintrittsöffnung (.22, 54) verfügt, welche direkt oder über eine Rohrleitung (33, 55) an eine Schmutzquelle (31, 56) angeschlossen ist und im Bereich des gegenüberliegenden Endes zur Trennwand über eine Austrittsöffnung (28) verfügt, welche die.Gaskammer mit der Umgebung der Rainigungsein- ~ richtung verbindet, während in der Gaskammer eine Elektrode (24, 42) auf erwähnte Weise angeordnet ist, und eine weitere Elektrode (17, 41) zwischen derEintrittsöffnung der Luftkammer und der in der Trennwand ausgebildeten Ourchgangsoffnung (20) vorgesehen und über einen elektrisch isolierten Halter (13, 40) am Gehäuse befestigt ist, wobei die Elektrode mittels einer isolierten Leitung (19, 41), die durch den Isolationskörper hin-

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durchgeführt ist, an einem Pol des Speisegerätes (29, 58) angeschlossen ist, an dem ebenfalls die im Bereich der
Eintrittsöffnung der Gaskammer ausgebildeten Elektrode
(23, 42) angeschlossen ist.
6. Einrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektrode (42) im Bereich der Eintrittsöffnung der Gaskammer an einem Metallhalter (41) befestigt ist, der durch
die Durchgangsöffnung in der Trennwand (37) hindurchgeführt und an der die Luftkammer begrenzenden Stirnwand
(35) des Gehäuses (34) über einen elektrischen Isolationskörper (40) befestigt ist, wobei dieser Metallhalter zugleich die Elektrode für die Luftkammer ist.
7. Einrichtung nach Punkt 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß an die Durchgangsöffnung der Trennwand (16, 37) zwischen der Luftkammer und der Gaskammer ein Rohrstück (21, 48) angeschlossen ist, das über die Eintrittsöffnung (22, 54) hinaus bis in die Gaskammer hineinreicht, jedoch vor der Elektrode (23, 42) im Bereich der Eintrittsöffnung
der Gaskammer abschließt.
3. Einrichtung nach einem der Punkte 5, 5, 7, gekannzeichnet dadurch, daß die Eintrittsöffnung (51) der Luftkammer direkt oder über eine Rohrleitung an einen Luftkomprsssor
(53) angeschlossen ist.
9. Einrichtung nach einem der Punkte 5, 6, 7 oder-8, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen derEintrittsöffnung (54)
für das zu reinigende Gas und der Elektrode (42) eine
oder mehrere perforierte Platten (38, 39), die den ganzen Querschnitt des Gehäuses (34) ausfüllen, angeordnet sind.

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10. Einrichtung nach einem der Punkte 5 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Austrittsöffnung (28)

und der Elektrode (26) eine mechanische Staubkammer (27), vorteilhaft ein Labyrinth-Kanal angeordnet ist.
11. Einrichtung nach einem der Punkte 5 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß-die Elektrode zur Aufladung des zu reinigenden Gases im Bereich der Eintrittsöffnung aus einer oder aus mehreren Drahtreihen (46) besteht, die zwischen Haltern (44, 45) gespannt sind.
12. Einrichtung nach einem der Punkte 5 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektrode (7; 26) im Bereich der
Austrittsöffnung aus einer oder mehreren, parallel zur
Strömungsrichtung des Gases angeordnete Metallplatten
(50) besteht.

- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen -

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