RU2555711C2 - Устройство для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа (ог) - Google Patents

Устройство для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа (ог) Download PDF

Info

Publication number
RU2555711C2
RU2555711C2 RU2013116737/03A RU2013116737A RU2555711C2 RU 2555711 C2 RU2555711 C2 RU 2555711C2 RU 2013116737/03 A RU2013116737/03 A RU 2013116737/03A RU 2013116737 A RU2013116737 A RU 2013116737A RU 2555711 C2 RU2555711 C2 RU 2555711C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
exhaust gas
metal sheet
electric field
exhaust
Prior art date
Application number
RU2013116737/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013116737A (ru
Inventor
Рольф БРЮКК
Ян ХОДГЗОН
Кристиан ФОРСМАНН
Original Assignee
Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх filed Critical Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Publication of RU2013116737A publication Critical patent/RU2013116737A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2555711C2 publication Critical patent/RU2555711C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/86—Electrode-carrying means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/01—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust by means of electric or electrostatic separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/08—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces parallel to the gas stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/04—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with the material carriers in the form of trays or with tables
    • B03C1/08—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with the material carriers in the form of trays or with tables with non-movable magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/49—Collecting-electrodes tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0231—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/10—Ionising electrode has multiple serrated ends or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/30—Details of magnetic or electrostatic separation for use in or with vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/12—Metallic wire mesh fabric or knitting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/38—Honeycomb supports characterised by their structural details flow channels with means to enhance flow mixing,(e.g. protrusions or projections)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/42—Honeycomb supports characterised by their structural details made of three or more different sheets, foils or plates stacked one on the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам обработки газа в системе выпуска отработавшего газа, преимущественно для мобильных двигателей внутреннего сгорания в автомобилях. Устройство для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа включает выпускной трубопровод, в котором расположен по меньшей мере один электрод, который находится в контакте с блоком питания. Электрод выполнен с помощью по меньшей мере одного металлического листа и простирается в направлении потока отработавшего газа. Все электроды в направлении потока имеют несколько выступов, образованных за счет удаления материала по меньшей мере одного металлического листа около торцевой кромки. По меньшей мере, один электрод интегрирован в сотовое тело. Упрощается конструкция, повышается эффективность очистки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа (ОГ), прежде всего в системе выпуска ОГ автомобиля. Прежде всего, изобретение относится к устройству для обработки содержащего частицы сажи ОГ, которое может быть применено, прежде всего, с так называемым электростатическим фильтром или же электрофильтром. В этом отношении изобретение предпочтительно находит применение при обработке ОГ мобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в автомобилях.
Уже обсуждалось множество различных концепций устранения частиц сажи из ОГ мобильных ДВС. Наряду с попеременно закрытыми фильтрами пристеночного потока, открытыми фильтрами побочного потока, гравитационными сепараторами и т.д., уже также предложены системы, в которых частицы сажи в ОГ электрически заряжаются, а затем с помощью сил электростатического притяжения осаждаются. Эти системы известны, прежде всего, под названием «электростатический фильтр» или же «электрофильтр».
Так, для таких электрофильтров, как правило, предлагается (несколько) коронирующих электродов и коллекторных электродов, которые расположены в выпускном трубопроводе. При этом, например, центральный коронирующий электрод, который проходит примерно посередине через выпускной трубопровод, и окружающая боковая поверхность выпускного трубопровода в качестве коллекторного электрода используются для того, чтобы образовать конденсатор. При таком расположении коронирующего электрода и коллекторного электрода поперек направления потока ОГ образуется электрическое поле, причем коронирующий электрод, например, может эксплуатироваться под высоким напряжением, которое составляет около 15 кВ. В результате этого могут образовываться, прежде всего, коронные разряды, посредством которых текущие с ОГ через электрическое поле частицы униполярно заряжаются. В связи с этим зарядом частицы за счет электростатических кулоновских сил перемещаются к коллекторному электроду. Наряду с системами, в которых выпускной трубопровод выполнен в качестве коллекторного электрода, также известны системы, в которых коллекторный электрод выполнен, например, в виде металлической сетки. При этом происходит отложение частиц на металлической сетке с той целью, чтобы, при необходимости, объединить частицы с другими частицами, чтобы таким образом достигнуть агломерации. Тогда протекающий через сетку ОГ снова увлекает за собой более крупные агломераты частиц и подводит их к классическим системам фильтрации.
Несмотря на то, что описанные выше системы до сих пор, по меньшей мере, в опытах оказались пригодными для обработки частиц сажи, реализация этой концепции для серийной эксплуатации в автомобилях все еще является большим техническим вызовом. Это действительно так, прежде всего, в виду сильно колеблющегося, временами очень высокого содержания сажи в ОГ. Желаемая возможность дооборудования такой системы для существующих в настоящее время систем выпуска ОГ также представляет собой все еще большую проблему. Прежде всего, в системе выпуска ОГ автомобилей регулярно имеют место резко возрастающие количества ОГ, которых, например, в стационарных ДВС, которые применяются для выработки электроэнергии, не бывает. Кроме того, системы выпуска ОГ, например, из-за неровностей грунта подвержены механическим нагрузкам. К тому же необходимо учитывать, что при повышенной мощности или же эффективности таких систем выпуска ОГ в плане устранения частиц сажи также требуется (периодическая и/или непрерывная) регенерация фильтрационных систем, при которой сажа переводится в газообразные составляющие.
При регенерации фильтрационных систем, наряду с прерывистой регенерацией посредством кратковременного нагрева, т.е. сжигания сажи (каталитически мотивированное, окислительное превращение) также известно преобразование сажи посредством двуокиси азота (NO2). Преимущество непрерывной регенерации с помощью двуокиси азота состоит в том, что превращение сажи здесь может происходить уже при явно более низких температурах (прежде всего, ниже 250°C). По этой причине непрерывная регенерация во многих случаях применения является предпочтительной. Однако это приводит к той проблеме, что должно быть обеспечено, чтобы двуокись азота в ОГ в достаточном объеме контактировала с отложившимися частицами сажи.
Также и в этой связи также возникают технические трудности при реализации длительной эксплуатации таких систем выпуска ОГ в автомобилях, где разные нагрузки ДВС ведут к разным потокам ОГ, составам ОГ и/или температурам.
Кроме того, необходимо учитывать, что при изготовлении таких деталей для такой системы сепарации сажи должны применяться как можно более простые детали, прежде всего также такие, которые экономично изготавливаются в рамках серийного производства. Кроме того, именно при конструировании электродов необходимо учитывать, что они должны быть расположены, при необходимости, выровненным образом в выпускном трубопроводе, прежде всего так, чтобы в области электрода не возникал нежелательно высокий скоростной напор или же нежелательное завихрение ОГ.
Исходя из этого, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы, по меньшей мере, частично решить указанные со ссылкой на уровень техники проблемы. Прежде всего, должно быть предложено устройство для создания электрического поля в системе выпуска ОГ, которое простыми средствами и по известным технологиям может быть обеспечено, в том числе, и в рамках серийного производства. К тому же устройство должно быть легко интегрируемым в выпускной трубопровод, прежде всего так, чтобы была возможной целенаправленная ориентация электродов в сторону желательного электрического поля или же соотнесенного улавливателя твердых частиц.
Эти задачи решены посредством устройства, охарактеризованного в независимом пункте формулы изобретения. Следует указать на то, что приведенные в формуле изобретения по отдельности признаки могут комбинироваться между собой любым, технологически рациональным образом и показывают дополнительные варианты осуществления изобретения.
Предлагаемое в изобретении устройство для создания электрического поля в системе выпуска ОГ мобильного ДВС имеет выпускной трубопровод, в котором расположен по меньшей мере один электрод, который находится в контакте с блоком питания. При этом по меньшей мере один электрод выполнен с помощью по меньшей мере одного металлического листа, по меньшей мере один электрод простирается в направлении потока ОГ, и все электроды имеют в направлении потока ОГ несколько выступов, образованных за счет удаления материала по меньшей мере одного металлического листа около торцевой кромки, причем по меньшей мере один электрод интегрирован в сотовое тело.
Настоящим изобретением обеспечивается упрощение выполнения электродов в сотовом теле, т.е. интегрирования электродов в сотовое тело.
В случае с этим устройством речь идет, прежде всего, об одном полюсе электростатического фильтра. При этом предпочтительно, что электрическое поле (при необходимости, импульсное) является полем постоянного напряжения. При этом могут генерироваться, прежде всего, напряжения в диапазоне от 10 кВ до 30 кВ (киловольт). В случае с системой выпуска ОГ речь идет, прежде всего, о системе выпуска ОГ мобильного дизельного двигателя автомобиля. Область выпускного трубопровода, которая выполняется с соответствующим электрическим полем, при необходимости, может быть электрически изолирована, и это может быть реализовано в аксиальном направлении выпускного трубопровода, как и радиально наружу. При этом по меньшей мере один электрод расположен во внутреннем пространстве выпускного трубопровода, то есть в пространстве, по которому протекает ОГ. При этом по меньшей мере один электрод находится в электрическом контакте с блоком питания, например, посредством соответствующих электрических проводников, штекеров, паяных соединений и т.п. При этом, прежде всего, предпочтительным является электрически инкапсулированное проведение электропитания через выпускной трубопровод.
Как указано выше, для улучшенной ориентации электрода внутри выпускного трубопровода и упрощенного изготовления, а также контактирования электрода предлагается, что электрод выполнен с помощью по меньшей мере одного металлического листа. Под «металлическим листом» подразумевается, прежде всего, (плоскостная) полоса из металлического плоского материала. При этом металлический лист может быть выполнен, по существу, гладким или же ровным, но также является возможным, что металлический лист является структурированным, то есть, например, имеет волнистость. Именно в отношении изготовления металлических сотовых тел в качестве носителя катализатора в системах выпуска ОГ серийное производство уже шагнуло очень далеко вперед, так что здесь уже было осуществлено точное выполнение имеющих сходную форму металлических листов. Теперь эти производственные знания могут быть использованы, чтобы выполнять такие металлические листы и в виде электродов и привлекать к созданию соответствующего электрического поля. Для этого металлический лист должен быть выполнен с соответствующими контактными проводниками, электрическими проводниками, точками пайки и тому подобным, так что, при необходимости, и при использовании изолирующих покрытий или же прокладок для металлического листа может быть выполнена заданная токовая цепь через сам металлический лист. Само собой разумеется, при этом рассматриваются соответственно электрически проводящие материалы.
Предпочтительно, плоскостная сторона металлического листа расположена параллельно направлению потока ОГ. Так металлический лист представляет как можно меньшее аэродинамическое сопротивление для протекающего ОГ.
Металлический лист изготовлен, прежде всего, из материала с незначительным омическим сопротивлением, который кумулятивно или альтернативно обладает лишь незначительной окислительной способностью. Металлический лист предпочтительно должен состоять из однородного материала, так чтобы на выступах образовывалось равномерное поле с хорошей ионизирующей способностью. Предпочтительно, металлический лист имеет толщину менее 0,1 мм, особо предпочтительно менее 0,065 мм, совершенно особо предпочтительно менее 0,035 мм. В этой связи считается особенно предпочтительным то, что по меньшей мере один электрод простирается в направлении потока ОГ. Другими словами, это означает, что металлический лист расположен относительно направления потока так, что он представляет собой как можно меньшее аэродинамическое сопротивление. В этом отношении, плоскостная сторона металлического листа расположена, прежде всего, параллельно направлению потока ОГ. Как следствие такого расположения и выполнения электрода могут быть предотвращены сильные завихрения ОГ при контакте с электродом и/или большая потеря давления при прохождении ОГ.
Как указано выше, выступы электрода образованы за счет удаления материала металлических листов около торцевой кромки, например высекания этого материала. Остающиеся после удаления материала выступы, которые ориентированы, прежде всего, в направлении электрического поля, являются пригодными для того, чтобы образовывать локальные центры для электрического поля. При определенных условиях также может быть рациональным, что только эти выступы контактируют с соответствующими электрическими проводниками, в то время как остальные части металлического листа электрически изолированы. Так, проведение тока может происходить целенаправленно к этим выступам. Именно в этой связи считается благоприятным, что металлический лист или же выступы расположены или же ориентированы относительно выпускного трубопровода так, что следствием этого является равномерное электрическое поле к коллекторному электроду, прежде всего расположенного далее улавливателя твердых частиц. При этом совершенно особо предпочтительно то, что предусмотрен только один (отдельный) металлический лист, который, однако, имеет несколько выступов, которые соответственно образуют острия электрода. Особенно предпочтительно, чтобы по меньшей мере один выступ имел длину от 15 до 20 мм в направлении потока, так что предотвращается вибрация выступов при эксплуатации.
Кроме того, предлагается, что по меньшей мере три выступа выполнены соответственно с удалением по меньшей мере от двух соседних выступов, причем удаления по существу одинаковы. Это, прежде всего, означает, что удаления отличаются максимально на 10%. Предпочтительно удаления составляют по меньшей мере 10 мм, особо предпочтительно по меньшей мере 30 мм, совершенно особо предпочтительно по меньшей мере 50 мм. Таким образом
образуется очень равномерное электрическое поле, которое на поперечном сечении в области выступов имеет равномерно распределенные локальные поля максимальной напряженности. Для этого выступы должны быть расположены на металлическом листе с соответствующим обмотке удалением друг от друга. Относительно большие удаления, прежде всего, также предотвращают образование между выступами (нежелательного) электрического поля.
Предпочтительно, по меньшей мере один выступ образует оканчивающийся острием электрод, причем острие выступа имеет угол максимально 30°, предпочтительно максимально 20°, особо предпочтительно максимально 10°. К тому же предлагается, что по меньшей мере одно острие выступа ориентировано поперек направления потока, причем острия разных выступов могут быть ориентированы в разных направлениях.
Согласно одному усовершенствованию устройства предлагается, что по меньшей мере один электрод интегрирован в сотовое тело. Так, например, известно изготовление металлических сотовых тел, в которых, по меньшей мере, частично структурированные слои из металлической фольги уложены в стопку, намотаны или завиты, чтобы образовать по существу параллельные каналы. Даже если эта металлическая фольга сотового тела, при необходимости, может быть выполнена с меньшей толщиной материала, тем не менее, в целом, сотовая структура считается относительно жесткой, так что с помощью этой металлической фольги или же сотового тела электрод металлическим листом может быть надежно зафиксирован. В результате является возможным, что сотовое тело представляет собой что-то типа опорной структуры для электрода или же металлического листа. При этом очевидно, что электрод, при необходимости, должен быть электрически изолирован от сотового тела. Если при этом предусмотрены, например, электрически изолирующие покрытия, они могут, к тому же, служить в качестве основы для электрических проводников к электроду, которые просто нанесены на это электрически изолирующее покрытие.
Согласно особо предпочтительной области применения настоящего изобретения, наконец, предлагается, что по меньшей мере за одним электродом в направлении потока ОГ расположен улавливатель твердых частиц. При этом является совершенно особенно предпочтительным то, что расположенный здесь (непосредственно) за электродом улавливатель твердых частиц служит чем-то типа коллекторного электрода. При этом частицы сажи, которые проходят через область между по меньшей мере одним электродом и улавливателем твердых частиц, заряжаются в расположенном там электрическом поле и, наконец, направляются к фильтрующему материалу улавливателя твердых частиц. Само собой разумеется, причем одновременно может происходить еще и агломерация. В случае улавливателя твердых частиц речь идет, прежде всего, о так называемом открытом фильтре побочного потока, в котором нет полностью закрытых проточных каналов. Напротив, улавливатель твердых частиц образован металлическим нетканым материалом и металлическими волнистыми слоями, в которых предусмотрены отверстия, направляющие структуры и т.п. При этом направляющие структуры образуют узкие места в проходах для потока, так что время пребывания или же вероятность столкновения для частиц сажи внутри улавливателя твердых частиц увеличивается. В этой связи указывается на известные патентные публикации заявителя, которые могут быть привлечены для более детальной характеризации улавливателя твердых частиц и/или их регенерации; прежде всего, в полном объеме делается ссылка на описание из следующих документов: WO-A-01/80978; WO-A-02/00326; WO-A-2005/099867; WO-A-2005/066469; WO-A-2006/136431; WO-A-2007/140932.
При этом регенерация такого улавливателя твердых частиц происходит, предпочтительно непрерывно, на основе метода CRT (метода уловителя твердых частиц (сажи) с постоянной регенерацией). Для этого перед устройством может быть включен, например, катализатор окисления, в котором (также) моноксид азота окисляется до диоксида азота, который затем вступает в реакцию с сажей в улавливателе твердых частиц. Кроме того, также является возможным, что такое окислительно действующее покрытие реализовано в самом улавливателе твердых частиц, либо в какой-либо его зоне, либо во всех областях улавливателя твердых частиц.
Далее настоящее изобретение поясняется более подробно на фигурах. Следует указать на то, что на фигурах показаны особенно предпочтительные варианты осуществления, которыми изобретение, однако, не ограничено. Схематически показано на:
Фиг.1: первый конструктивный вариант устройства согласно изобретению в поперечном сечении,
Фиг.2: деталь еще одного конструктивного варианта устройства, относящаяся к выполненному с сотовой структурой электроду,
Фиг.3: вид сверху в направлении потока на конструктивный вариант устройства.
На фиг.1 показан первый конструктивный вариант устройства 1 согласно изобретению для создания электрического поля 2 в системе 3 выпуска ОГ. При этом устройство 1 также содержит область выпускного трубопровода 4, в которой расположен по меньшей мере один электрод 5. В показанном здесь конструктивном варианте несколько электродов 5 интегрированы в одно (отдельное) сотовое тело 10. Для соответствующего электрического контактирования предусмотрен блок электропитания 6, которое электрически изолированно от выпускного трубопровода 4 проводится через электрический контакт 12. При этом электроды 5 выполнены с помощью (при необходимости отдельного) металлического листа 7, который простирается по существу параллельно в направлении 8 потока ОГ и с торцовой стороны имеет несколько выступов 9. При этом между электродами 5 и следующим в направлении 8 потока улавливателе 11 твердых частиц образуется желаемое электрическое поле 2, в котором частицы сажи могут агломерироваться или же заряжаются. Тогда электрически заряженные частицы сталкиваются с улавливателем 11 твердых частиц 11, где они, предпочтительно, осаждаются в или же на фильтрующем материале и в рамках регенерации превращаются в газообразные компоненты. Также здесь наглядно показаны выступы 9 по их длине 16 до острия 18, причем острие 18 образует угол 17.
На фиг.2 наглядно представлен конструктивный вариант устройства 1, в котором электроды 5 также интегрированы в сотовом теле 10. При этом в перспективе показан цилиндрический корпус 13, в котором расположено множество, по меньшей мере, частично структурированных (электрически неактивных) металлических листов фольги (показано белым) и (электрически, по меньшей мере, частично активные) металлические листы (обозначены черным). При этом между структурами металлической фольги или же металлических листов выполнены продольно проходимые для потока, по существу проходящие параллельно друг другу каналы. За счет соответствующего блока 6 электропитания через корпус 13 может быть реализован электрический контакт к желательному металлическому листу 7, так что тем самым обеспечена подача тока на электроды 5. При этом электроды 5 выступают на торце, причем предпочтительным является равномерное распределение по поперечному сечению сотового тела 10.
На фиг.3 схематически показан вид сверху в направлении потока ОГ или же против направления ОГ на конструктивную форму устройства 1 согласно изобретению. Сотовое тело 10 расположено в корпусе 13. Сотовое тело 10 содержит по меньшей мере один металлический лист 7, который образует выступы 9, которые служат в качестве электродов 5. Через электрический контакт 12 на электроды может быть подано напряжение. Каждый выступ 9 имеет, по меньшей мере, первое удаление 14 и второе удаление 15 от соседних электродов 5. Первое удаление 14 и второе удаление 15 по существу одинаковы, причем выступы 9 равномерно распределены по торцовой поверхности сотового тела 10.
Таким образом, по меньшей мере, частично решены указанные вначале со ссылкой на уровень техники проблемы. Прежде всего, было создано устройство для создания электрического поля в системе выпуска ОГ, которое с помощью простых средств и по известным технологиям может изготавливаться в рамках серийного производства. К тому же, устройство является легко интегрируемым в выпускной трубопровод, прежде всего так, что становится возможной целенаправленная ориентация электродов к желательному электрическому полю или же соотнесенному улавливателю твердых частиц.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Устройство
2 Электрическое поле
3 Система выпуска ОГ
4 Выпускной трубопровод
5 Электрод
6 Блок питания
7 Металлический лист
8 Направление потока
9 Выступ
10 Сотовое тело
11 Улавливатель твердых частиц
12 Электрический контакт
13 Корпус
14 Первое удаление
15 Второе удаление
16 Длина
17 Угол
18 Острие

Claims (4)

1. Устройство (1) для создания электрического поля (2) в системе (3) выпуска отработавшего газа (ОГ) мобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), имеющее выпускной трубопровод (4), в котором расположен по меньшей мере один электрод (5), который находится в контакте с блоком (6) питания, причем по меньшей мере один электрод (5) выполнен с помощью по меньшей мере одного металлического листа (7), по меньшей мере один электрод (5) простирается в направлении (8) потока ОГ, и все электроды (5) в направлении (8) потока ОГ имеют несколько выступов (9), образованных за счет удаления материала по меньшей мере одного металлического листа (7) около торцевой кромки, причем по меньшей мере один электрод (5) интегрирован в сотовое тело (10).
2. Устройство (1) по п. 1, в котором предусмотрено максимально три электрода (5).
3. Устройство (1) по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере три выступа (9) выполнены соответственно с удалением (14, 15) по меньшей мере от двух соседних выступов (9), причем удаления (14, 15) одинаковы.
4. Устройство (1) по п. 1 или 2, в котором за по меньшей мере одним электродом (5) в направлении (8) потока ОГ расположен улавливатель (11) твердых частиц.
RU2013116737/03A 2010-09-15 2011-09-13 Устройство для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа (ог) RU2555711C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010045506.7 2010-09-15
DE102010045506A DE102010045506A1 (de) 2010-09-15 2010-09-15 Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in einem Abgassystem
PCT/EP2011/065883 WO2012035033A1 (de) 2010-09-15 2011-09-13 Vorrichtung zur erzeugung eines elektrischen feldes in einem abgassystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013116737A RU2013116737A (ru) 2014-10-20
RU2555711C2 true RU2555711C2 (ru) 2015-07-10

Family

ID=44785827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116737/03A RU2555711C2 (ru) 2010-09-15 2011-09-13 Устройство для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа (ог)

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8790448B2 (ru)
EP (1) EP2616181B1 (ru)
JP (1) JP5960700B2 (ru)
KR (1) KR101444628B1 (ru)
CN (1) CN103118790B (ru)
DE (1) DE102010045506A1 (ru)
RU (1) RU2555711C2 (ru)
WO (1) WO2012035033A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958962A (en) * 1972-12-30 1976-05-25 Nafco Giken, Ltd. Electrostatic precipitator
RU2078952C1 (ru) * 1990-07-02 1997-05-10 Мария Флек Карл Способ очистки отработавших газов и устройство для его осуществления
EP0862949A2 (en) * 1997-03-07 1998-09-09 Kabushiki Kaisya O-DEN Electrostatic dust collecting apparatus and manufacturing method of the same
RU2330726C1 (ru) * 2006-10-20 2008-08-10 ЗАО "Кондор-Эко" Электрофильтр с электродами волнового профиля
WO2010021128A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 パナソニック株式会社 電気集じん機

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10020170C1 (de) 2000-04-25 2001-09-06 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgas und zugehöriges Auffangelement
DE4236271C2 (de) * 1991-10-28 1994-09-22 Toyota Motor Co Ltd Abgasemissionssteuervorrichtung unter Einsatz eines katalytischen Konverters mit einem Kohlenwasserstoffadsorptionsmittel
RU2026751C1 (ru) * 1992-05-13 1995-01-20 Елена Владимировна Володина Устройство для стерилизации и тонкой фильтрации газа
US5465573A (en) * 1992-07-29 1995-11-14 Ngk Insulators, Ltd. Multi-stage honeycomb heater
US5707428A (en) * 1995-08-07 1998-01-13 Environmental Elements Corp. Laminar flow electrostatic precipitation system
US5733360A (en) * 1996-04-05 1998-03-31 Environmental Elements Corp. Corona discharge reactor and method of chemically activating constituents thereby
DE10026696A1 (de) * 2000-05-30 2001-12-20 Emitec Emissionstechnologie Partikelfalle
DE10031200A1 (de) 2000-06-27 2002-01-17 Emitec Emissionstechnologie Partikelfalle zum Abscheiden von Partikeln aus dem Strom eines Fluids, Verfahren zum Abscheiden von Partikeln aus dem Strom eines Fluids und Verwendung einer Partikelfalle
DE20117659U1 (de) * 2001-10-29 2002-01-10 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Offener Partikelfilter mit Heizelement
JP4292868B2 (ja) * 2003-05-27 2009-07-08 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化装置
JP2005083346A (ja) * 2003-09-11 2005-03-31 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
DE102004001417A1 (de) 2004-01-09 2005-08-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Partikelfilter umfassend eine metallische Faserlage
KR100860327B1 (ko) 2004-04-12 2008-09-25 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 배기가스정화장치
EP1755787B1 (en) * 2004-04-22 2008-04-02 Techin AG Method and device for electrostatically abating particulates in exhaust gases emitted from engines
DE102005029338A1 (de) 2005-06-24 2007-02-08 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zum Betrieb einer Partikelfalle sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP4479610B2 (ja) * 2005-07-01 2010-06-09 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化装置
JP4980601B2 (ja) * 2005-10-05 2012-07-18 ダイハツ工業株式会社 プラズマ反応器用電極
DE102006001831A1 (de) 2006-01-13 2007-09-20 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung der Partikelanzahl im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
DE102006026324A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-06 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Nebenstromfilter mit verbessertem Filterwirkungsgrad
US8003058B2 (en) * 2006-08-09 2011-08-23 Airinspace B.V. Air purification devices
JP2009074438A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Central R&D Labs Inc 排気浄化装置
JP2010007871A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Daikin Ind Ltd 換気装置
DE102009041092A1 (de) 2009-09-14 2011-03-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasbehandlungsvorrichtung mit zwei Wabenkörpern zur Erzeugung eines elektrischen Potentials

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958962A (en) * 1972-12-30 1976-05-25 Nafco Giken, Ltd. Electrostatic precipitator
RU2078952C1 (ru) * 1990-07-02 1997-05-10 Мария Флек Карл Способ очистки отработавших газов и устройство для его осуществления
EP0862949A2 (en) * 1997-03-07 1998-09-09 Kabushiki Kaisya O-DEN Electrostatic dust collecting apparatus and manufacturing method of the same
RU2330726C1 (ru) * 2006-10-20 2008-08-10 ЗАО "Кондор-Эко" Электрофильтр с электродами волнового профиля
WO2010021128A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 パナソニック株式会社 電気集じん機

Also Published As

Publication number Publication date
US8790448B2 (en) 2014-07-29
JP2013540936A (ja) 2013-11-07
KR101444628B1 (ko) 2014-09-26
CN103118790A (zh) 2013-05-22
EP2616181A1 (de) 2013-07-24
WO2012035033A1 (de) 2012-03-22
US20130291731A1 (en) 2013-11-07
DE102010045506A1 (de) 2012-03-15
RU2013116737A (ru) 2014-10-20
EP2616181B1 (de) 2016-01-13
KR20130062355A (ko) 2013-06-12
CN103118790B (zh) 2015-12-09
JP5960700B2 (ja) 2016-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2496012C1 (ru) Устройство для очистки отработавшего газа с двумя сотовыми телами для создания электрического потенциала
US8115373B2 (en) Self-regenerating particulate trap systems for emissions and methods thereof
US8236094B2 (en) Exhaust gas purifying device
RU2569126C2 (ru) Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог)
SK396592A3 (en) Cleaning method of exhaust gases and device executing this method
US20090038300A1 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system
RU2516720C2 (ru) Устройство и способ очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа
RU2538217C2 (ru) Устройство для обработки содержащего частицы сажи отработавшего газа
RU2503829C2 (ru) Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа
US9657617B2 (en) Device and method for treating an exhaust gas containing particles
RU2561953C2 (ru) Способ и устройство для сокращения частиц сажи в отработанном газе двигателя внутреннего сгорания
RU2555711C2 (ru) Устройство для создания электрического поля в системе выпуска отработавшего газа (ог)
JP6046622B2 (ja) 排ガスシステムのコンポーネントの電源用装置
JP2018003605A (ja) プラズマリアクタ
US9217356B2 (en) Mounting having at least one electrode and exhaust line device having at least one mounting
RU2554396C2 (ru) Держатель для крепления нескольких электродов в выпускном трубопроводе
JP3876843B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP2001020721A (ja) ディーゼルパティキュレートフィルタシステム
WO2007139019A1 (ja) プラズマ反応器用電極