Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abscheiden von Aerosolen oder Partikeln aus Gasen nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Aus der EP 0 685 635 ist eine Einrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, mit welcher Öl oder Ölnebel aus den Kurbelgehäusegasen abgeschieden wird. Diese sogenannte Kurbeigehäuseentlüftung weist eine durchströmbare Entlüftungsleitung auf, in deren Verlauf mindestens ein Ölabscheider angeordnet ist von dem aus eine Rücklaufleitung für abgeschiedenes Öl zum Kurbelgehäuse geführt ist. Der Ölabscheider ist ein Elektrofilter und als Rohrelektrofilter ausgebildet. Der Elektrofilter besteht aus einer Entladungselektrode, die im Inneren des durchströmten Rohres angeordnet ist, wobei zwischen der Rohrwandung und der Entladungselektrode ein elektrisches Gleichfeld erzeugt wird zur Aufladung der durchströmenden Öltröpfchen. Diese scheiden sich an der Innenseite des durchströmten Rohres ab und bilden dort einen Ölfilm. Dieser Ölfilm fließt in Richtung Ölwanne. Ein Nachteil dieser Einrichtung ist darin zu sehen, dass die Koronaelektrode sich im Aerosolstrom befindet und damit die Gefahr der Verschmutzung der Elektrode besteht. Durch diese Verschmutzung ändern sich die elektrostatischen Verhältnisse und damit auch die Abscheidewirkung. Eine Abreinigung der Elektrode ist aufgrund der Einbauverhältnisse nicht möglich.

Es ist weiterhin aus der DE 196 42 218 eine Ölabscheidevorrichtung, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen bekannt. Diese besteht aus einem in einem Gehäuse angeordneten Ölabscheideelement. Das Ölabscheideelement weist eine erste und eine zweite jeweils mit einer Hochspannungsquelle verbundene Elektrode auf, wobei beide im Strömungsweg des Ölgasgemisches angeordnet sind und unterschiedliche Polarität besitzen. Auch bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, dass sich Schmutzpartikel an den Elektroden anlagern und damit die Wirkung des Abscheiders erheblich beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Abscheiden von Aerosolen oder Partikeln aus Gasen zu schaffen, welche eine hohe Funktionalität aufweist und eine Verschmutzung des Ladungserzeugers vermieden wird. Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Koronaelektrode sich im wesentlichen außerhalb der Gasströmung befindet und damit keine Partikel oder keine Flüssigkeiten sich an der Koronaelektrode anlagern können. Die von der Koronaelektrode erzeugte Ladung wird über einen Luft- oder Gasvolumenstrom in den Bereich der zu reinigenden Gase transportiert. Bei der Anwendung eines Gasvolumenstroms ist es zweckmäßig, ein inaktives, reaktionsträges Gas, wie beispielsweise Stickstoff, zu verwenden.

Ein weiterer Vorteil der Einrichtung besteht darin, dass die Ladungserzeugung nicht dem ständigen Erfordernis der Anpassung des elektrischen Feldes an variierende Abstände durch die Verschmutzung bzw. gegebenenfalls Abbrand unterliegt. Bei den bisher bekannten Systemen ist es erforderlich, das elektrische Feld entsprechend des Verschmutzungsgrades zu verändern um die Abscheidewirkung aufrecht zu erhalten. Dies läßt sich durch den beschriebenen Aufbau vermeiden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Koronaelektrode von einer Außenelektrode umgeben. Das elektrische Feld bildet sich zwischen diesen beiden Elektroden aus. Die elektrischen Ladungsträger werden über einen Luftvolumenstrom zwischen Koronaelektrode und Außenelektrode abgeleitet.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Abscheider ein sogenannter Zylinderkondensator ist. Dieser besteht aus wenigstens zwei konzentrisch zueinander angeordneten Hohlzylindern. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, das Strömungsgehäuse selbst als Kondensatorfläche zu nutzen. Außerdem können mehrere ineinander angeordnete Hohlzylinder oder auch parallel zueinander angeordnete Abscheiderplatten vorgesehen sein. Anstelle des Zylinderkondensators kann auch ein Plattenkondensator angewendet werden. Die Ausbildung des Abscheiders ist beliebig und kann an den vorhandenen Bauraum angepaßt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Strömungsgehäuse als Teil des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine auszubilden. Dadurch läßt sich die Aerosolabscheideeinrichtung in eine Brennkraftmaschine integrieren und eignet sich dazu, Ölnebel aus den Kurbelgehäusegasen auszuscheiden.

Eine Weiterbildung der Erfindung liegt ferner in der Reinigung des Luftvolumenstroms durch einen vorgeschalteten Filter. Dieser Filter sorgt dafür, dass der Luftstrom keine Partikel mitführt, die sich an der Koronaelektrode anlagern.

Es besteht die Möglichkeit, den Abscheider und / oder die Koronaelektrode mehrstufig auszubilden. Damit läßt sich der Wirkungsgrad noch weiter erhöhen bzw. die Abscheidung unterschiedlicher Partikelgrößen optimieren.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dem Elektroabscheider einen zusätzlichen Ölabscheider in Form eines Fliehkraft-, Prall- oder Faserabscheider vorzuschalten. Auch dies kann der Erhöhung des Wirkungsgrades dienen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt

Figur 1

die schematische Darstellung einer Einrichtung zum Abscheiden von Aeroso- len oder Partikeln aus Gasen.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 10 ist mit einem Kurbelgehäuse 11 versehen. Dieses Gehäuse umschließt zumindest im oberen Bereich den Zylinderblock 19, in welchem sich die schematisch dargestellten Zylinder mit den entsprechenden Kolben 20 befinden. Das sogenannte Blow-By-Gas, welches während der Arbeit der Brennkraftmaschine entsteht, strömt in den Hohlraum 21 zwischen Zylinderblock und Kurbelgehäuse 11 und gelangt aufgrund eines anliegenden Unterdrucks gemäß den Pfeilen 12 und 17 zu einem Abscheider 18. Das Blow-By-Gas ist ein Aerosolstrom, d. h. ein Luftstrom, der mit Flüssigkeit kontaminiert ist.

Aufgabe des Abscheiders 18 ist es, den Luftstrom von der Flüssigkeit bzw. von den flüssigen Bestandteilen zu trennen. Der Abscheider 18 ähnelt konstruktiv einem Zylinderkondensator.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Abscheider mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, so dass sich ein elektrisches Feld zwischen den beiden Zylindern ausbildet. Stromaufwärts des Abscheiders ist eine sogenannte Aufladungseinheit vorgesehen. Diese besteht aus einer Ionenquelle bzw. einer Koronaelektrode 14 sowie einer Außenelektrode 13. Durch eine elektrische Spannung zwischen Außenelektrode und Koronaelektronde entsteht an der Spitze 22 eine Entladung, d. h. eine Erzeugung von Ladungsträgern. Andere Bauformen der Aufladeeinheit sind denkbar.

Gemäß Pfeil 15 wird ein Luftvolumenstrom zwischen Außenelektrode und Koronaelektrode geführt. Dieser Luftvolumenstrom tritt an der Spitze 22 der Ionenquelle nach außen. Die aufgrund der Spannung erzeugten Ionen (Ladungsträger) lagern sich an den Tröpfchen oder auch Partikeln im unmittelbaren Umgebungsbereich an. Die somit elektrisch geladenen Tröpfchen werden im Abscheider 18 im elektrischen Feld abgeschieden. Der gemäß Pfeil 15 dargestellte Luftvolumenstrom kann durch ein entsprechendes Filtersystem vor Eintritt in die Ionenquelle gereinigt werden. Das Filtersystem ist ein handelsüblicher Partikelfilter. Die Einströmung des Luftvolumenstroms erfolgt über einen geringfügigen Überdruck. Die Absaugung des gereinigten Blow-By-Gases, unterhalb des Abscheiders 18 erfolgt über ein geeignetes Unterdrucksystem, welches allgemein bekannt ist und an dieser Stelle nicht näher erläutert wird. Selbstverständlich kann zur Unterdruckerzeugung auch eine Pumpe genutzt werden.

Die Einblasung der Ladungsträger bzw. des Ladungsträgerstroms 16 kann entsprechend der anfallenden Menge an Blow-By-Gas variieren. Die Variation wird durch den erforderlichen Abscheidegrad bestimmt.