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(11) |
EP 2 155 398 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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21.03.2018 Patentblatt 2018/12 |
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Anmeldetag: 10.05.2008 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2008/003798 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2008/145251 (04.12.2008 Gazette 2008/49) |
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VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON VERUNREINIGUNGEN AUS EINEM GASSTROM
METHOD AND DEVICE FOR PRECIPITATING IMPURITIES FROM A STREAM OF GAS
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR EXTRAIRE DES IMPURETÉS D'UN COURANT GAZEUX
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL
PT RO SE SI SK TR |
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Priorität: |
31.05.2007 DE 102007025416
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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24.02.2010 Patentblatt 2010/08 |
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Patentinhaber: |
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- Op de Laak, Marcel
79100 Freiburg (DE)
- Knopf, Franz
77815 Bühl (DE)
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| (72) |
Erfinder: |
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- Op de Laak, Marcel
79100 Freiburg (DE)
- Knopf, Franz
77815 Bühl (DE)
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| (74) |
Vertreter: Kunst, Manuel Nikolaus Johannes et al |
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Maucher Jenkins
Patent-und Rechtsanwälte
Urachstrasse 23 79102 Freiburg im Breisgau 79102 Freiburg im Breisgau (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 1 277 928 WO-A-2005/049215 US-A- 4 138 233
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WO-A-01/92694 WO-A-2006/128711 US-A1- 2007 068 387
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigen und/oder von partikelförmigen
Verunreinigungen aus einem Gasstrom, insbesondere zum Abscheiden von Öltröpfchen,
Rußteilchen oder Staub beispielsweise aus dem aus einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors
stammenden, auf die Ansaugseite dieses Verbrennungsmotors geleiteten Gasstroms, das
Blow-by-Gas, wobei dieser zu reinigende Gasstrom durch eine Gasentladungsstrecke zwischen
wenigstens zwei Elektroden hindurchgeleitet wird, von denen mindestens eine Elektrode
eine aktive oder Emissionselektrode, die Kathode, und mindestens eine andere Elektrode
eine Niederschlags- oder Gegenelektrode, die Anode, ist, wodurch die aus dem Gasstrom
abzuscheidenden Verunreinigungen elektrisch aufgeladen und von der Niederschlags-
oder Gegenelektrode über elektrische Feldkräfte angesaugt oder angezogen werden, wobei
der Gasstrom zwischen wenigstens einer zu der mindestens einen aktiven oder Emissionselektrode
gehörenden Elektrodenspitze und der dazu beabstandeten Niederschlags- oder Gegenelektrode
hindurchgeleitet wird.
[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Abscheiden von flüssigen und/oder
partikelförmigen Verunreinigungen aus einem Gasstrom, insbesondere zum Abscheiden
von Öltröpfchen, Rußteilen und/oder Staub beispielsweise aus einem aus dem Kurbelgehäuse
eines Verbrennungsmotors stammenden, auf die Ansaugseite dieses Verbrennungsmotors
geleiteten Gasstroms, das Blow-by-Gas, mit wenigstens zwei beabstandeten Elektroden,
zwischen denen der Strömungsweg des Gasstroms verläuft, wobei eine der Elektroden
eine aktive oder Emissionselektrode, die Kathode, und die andere Elektrode eine Niederschlags-
oder Gegenelektrode, die Anode, ist, wodurch die in dem Gasstrom befindlichen Verunreinigungen
elektrisch aufladbar und von der Gegenelektrode über elektrische Feldkräfte ansaugbar
oder anziehbar sind, mit einer Gleichstromhochspannungsquelle, die mit der aktiven
oder Emissionselektrode und der Niederschlags- oder Gegenelektrode verbunden ist,
wobei die Niederschlags- oder Gegenelektrode, die Anode, flächig ausgebildet und mit
einer zu ihr beabstandeten aktiven oder Emissionselektrode, der Kathode, kombiniert
ist, die wenigstens eine in Richtung zu der flächigen Niederschlags- oder Gegenelektrode
gerichtete Elektrodenspitze aufweist.
[0003] Ein vergleichbares Verfahren und eine vergleichbare Vorrichtung für die Reinigung
von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen, sind aus MTZ Motortechnische Zeitschrift 60 (1999)
7/8 bekannt. Dabei ist eine zentrale Drahtelektrode vorgesehen, die mit einer Spannung
unterhalb der Durchschlagspannung betrieben wird und die von einer koaxialen Gegenelektrode
als Anode mit Abstand umschlossen ist, so dass durch diese rohrförmige Gegenelektrode
der zu reinigende Gasstrom fließen kann.
[0004] Im Hinblick auf die Strömungsgeschwindigkeit des zu reinigenden Gases ist diese Vorrichtung
auch aufgrund ihrer nur begrenzten Länge nicht für eine effektive Reinigung geeignet.
Außerdem besteht eine erhebliche Gefahr der Verunreinigung der Drahtelektrode, wodurch
die Vorrichtung imhomogen und somit uneffektiv arbeiten kann.
[0005] Aus der
EP 1 277 928 A1 ist eine Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungsmotor bekannt, die mit einer
Korona-Entladung von einer Spitze gegen eine Platte oder von einem Draht gegen eine
Platte arbeitet. Dies erfordert die Erzeugung eines elektrischen Feldes mit möglichst
hoher elektrischer Feldstärke und bei der Korona-Entladung die zusätzliche Erzeugung
von Luft- bzw. Gasionen, wobei eine elektrische Spannung erforderlich ist, die deutlich
unterhalb der Durchschlagsspannung für den Elektrodenabstand bei gegebener Elektrodenform
solcher elektrisch wirkender Abscheider liegen muss. Dies führt zu einem schlechten
Wirkungsgrad und es ist eine lange Wegstrecke mit entsprechend großer Bauform für
die eigentliche Abscheidung erforderlich.Aus der Praxis sind außerdem Partikelabschneider
in vielen Ausführungen, zum Beispiel als elektrostatische Staubfilter oder als sogenannte
Ölabscheider zur Reinigung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen bekannt, die mit Hilfe
elektrischer Feldkräfte aufgeladene Partikel aus einem Gasstrom an flächig ausgebildeten
Elektroden niederschlagen. Aus dem Dokument
US 2007/0068387 A1 ist ein elektrostatisches Partikelsammelsystem bestehend aus einer Mehrelektroden-Koronaentladungsanordnung
und einer als Teilchen-Sammeloberfläche wirkenden Elektrode bekannt. Die Mehrelektroden-Koronaentladungsanordnung
ist mit einer Ballastschaltung versehen, die ein leitendes Kunststoffmaterial und
mindestens eine Koronaelektrode umfasst, die aus dem leitfähigen Kunststoffmaterial
herausragt. Der Abstand zwischen dem Kunststoffmaterial und der Koronaelektrode variiert
und steuert den elektrischen Widerstand und bestimmt den Spannungsdurchbruch der Schaltung.
Diesen Ausführungsformen ist die Erzeugung des elektrischen Feldes mit möglichst hoher
elektrischer Feldstärke gemeinsam, wobei allerdings elektrische Spannungen deutlich
unterhalb der Durchschlagspannung für den Elektrodenabstand solcher elektrisch wirkender
Abscheider liegen müssen. Meistens liegt die Betriebsspannung bei weniger als der
halben Durchschlagspannung, um unkontrollierte lokale Entladungen (elektrischer Spannungsdurchschlag)
zu vermeiden. Daraus resultiert ein schlechter Wirkungsgrad und es ist eine lange
Wegstrecke für die eigentliche Abscheidung erforderlich, vor allem bei hoher Strömungsgeschwindigkeit
des die Partikel führenden Gases.
[0006] Außerdem lassen sich Abgasbehandlungen für saubere Luft in großtechnischen Bereichen
mit Plasmatechnik durchführen. Dabei wird eine Plasmatechnik mit gepulsten Elektrofiltern
verwendet, bei welcher im Puls Spitzenleistungen von 50 MegaWatt bei Pulsraten von
200 Hertz eingesetzt werden. Die Plasmen in diesen Partikelfiltern werden mit Hochspannungspulsen
überlagert. Eine derartige Vorrichtung ist nur im Zusammenhang mit Großanlagen sinnvoll.
[0007] Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, womit auch unter beengten Platzverhältnissen eine effektive Reinigung
eines Gasstroms möglich ist, selbst wenn dieser eine hohe Geschwindigkeit hat.
[0008] Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und mit einer Vorrichtung
gemäß Patentanspruch 5 gelöst.
[0009] Das eingangs definierte Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass
an die Elektroden eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung angelegt
wird und dass die sich einstellende Stromstärke mittels Strombegrenzungselement derart
begrenzt wird, dass im Raum zwischen den wenigstens zwei Elektroden ein stabiles Niedrigenergieplasma
gebildet wird.
[0010] Auf diese Weise kann zwischen den Elektroden im Gasstrom oder Strömungskanal des
zu reinigenden Gases ein Gleichstromplasma vom Typus "Nicht-Gleichsgewichtsplasma
unter Atmosphärendruck" erzeugt werden. Es ergibt sich also ein Gleichstromplasma
hoher Elektronendichte aber mit vergleichsweise geringer Temperatur, so dass durch
dieses Plasma geleitetes Gas und insbesondere seine Verunreinigungen sehr schnell
eine hohe Ladung aufnehmen und entsprechend schnell von der Gegenelektrode angezogen
werden können, so dass mit geringem Platzbedarf eine effektive Abscheidung von Verunreinigungen
aus einem Gasstrom ermöglicht wird, selbst wenn dieser eine hohe Geschwindigkeit hat.
[0011] Wegen der negativen Strom-Spannungskennlinie eines derartigen Plasmas wird der sich
einstellende Strom begrenzt. Die Erfindung macht sich zu Nutze, dass bei einem derartigen
Gleichstromplasma die Ionen und neutralen Gasteilchen eine deutlich niedrigere Temperatur
von zum Beispiel weniger als 100° Celsius besitzen und sich die Anzahl der negativen
Elektronen und der positiven Gasionen des die abzuscheidenden Verunreinigungen tragenden
Gases nicht im Gleichgewicht befinden.
[0012] Zweckmäßig ist es dabei, wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, die
wenigstens das 1,2-fache oder anderthalbfache der Durchschlagspannung beträgt. Zur
Erzeugung des Gleichstromplasmas wird also eine die Durchschlagspannung deutlich übertreffende
elektrische Hochspannung verwendet, damit im Raum zwischen den Elektroden ein Nicht-Gleichgewichtsplasma
mit hoher Elektronendichte erzeugt wird, in welchem sich auch große abzuscheidende
Partikel elektrisch höchstmöglich aufladen können, um sich auf kürzestem Weg an der
Gegenelektrode niederzuschlagen.
[0013] Die begrenzte Stromstärke kann zweckmäßigerweise proportional zur Strömungsgeschwindigkeit
gewählt und bei höherer Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden, was einen bestmöglichen
Wirkungsgrad ermöglicht, so dass die Durchführung des Verfahrens einen möglichst geringen
Platzbedarf hat.
[0014] Besonders effektiv und wirkungsvoll wird das Verfahren, wenn der Gasstrom an einer
Vielzahl von die aktive oder Emissionselektrode bildenden Elektrodenspitzen vorbeigeleitet
wird. Bei ausreichend großer Dichte von Spitzen der aktiven Elektrode kann je nach
Anordnung dieser Spitzen die Grenzaufladung von Verunreinigungsteilchen erreicht werden,
so dass vor allem bei der Verwendung eines Spitzenarrays als aktive Elektrode eine
sehr effektive Reinigung auf kurzem Wege, also platzsparend erzielt werden kann, selbst
wenn das zu reinigende Gas eine hohe Strömungsgeschwindigkeit hat.
[0015] Die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher auch unter beengten Platzverhältnissen
eine effektive Reinigung eines Gasstroms möglich ist, selbst wenn dieser eine hohe
Geschwindigkeit hat, wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, dass bei Gebrauch zwischen den wenigstens zwei Elektroden eine Gleichspannung
anliegt, die höher als die Durchschlagspannung ist, und dass an der/den aktiven Elektroden
eine Einrichtung zur Strombegrenzung in Form eines Strombegrenzenden Elements vorgesehen
ist, wobei das zur Begrenzung der Stromstärke dienende strombegrenzende Element auf
dem Weg der Stromzufuhr zu der Elektrodenspitze vorgesehen ist.
Mit einer derartigen Vorrichtung kann zwischen den Elektroden in dem Strömungskanal
des zu reinigenden Gases ein Gleichstromplasma mit einer Elektronendichte von etwa
10
10 Elektronen/Kubikzentimeter und Elektronentemperaturen bis 50000° Celsius erzeugt
werden, wobei die Ionen und neutralen Gasteilchen aber eine deutlich niedrigere Temperatur
von weniger als 100° Celsius besitzen und sich die Anzahl der negativen Elektronen
und der positiven Gasionen des die abzuscheidenden Partikel tragenden Gases nicht
im Gleichgewicht befinden. Somit kann auf relativ kurzem Wege eine effektive Abscheidung
von Verunreinigungen an der flächigen Elektrode erreicht werden.
[0016] Das strombegrenzende Element an der als Spitze ausgebildeten Elektrode kann ein Widerstand
oder ein Halbleiter sein. Dies stellt eine einfache Anordnung hoher Effektivität dar.
[0017] Besonders günstig ist es, wenn die aktive oder Emissionselektrode, die Kathode,eine
Vielzahl von Elektrodenspitzen aufweist und dass in jeder zu einer Elektrodenspitze
führenden Leitung ein strombegrenzendes Element vorgesehen ist. Entsprechend groß
ist das Feldvolumen, in welchem das Gleichstromplasma gebildet wird, so dass sich
die abzuscheidenden Partikel auf kürzestem Weg aufladen und an der flächigen Gegenelektrode
niederschlagen können.
[0018] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorsehen, dass die Elektrodenspitzen
in mehreren in Strömungsrichtung des zu reinigenden Gases hintereinander befindlichen
Reihen angeordnet sind und dass die Elektrodenspitzen der einen Reihe gegenüber denen
der nächsten Reihe vorzugsweise seitlich versetzt sind. Dadurch wird in Strömungsrichtung
eine Überlappung des Gleichstromplasmas und damit praktisch eine Ausfüllung des Raumes
zwischen den Elektroden mit diesem Gleichstromplasma ermöglicht und vermieden, dass
irgendwelche Lücken in Strömungsrichtung offen bleiben können.
[0019] Die Emissionselektrode kann also zweckmäßigerweise als Emissionsspitzenarray ausgebildet
sein und ein Raster aufweisen, welches bei gewähltem Strömungsquerschnitt für den
Gasstrom in Bewegungsrichtung der Partikel Lücken zwischen den Elektroden gebildeten
Plasma dadurch vermeidet, dass die jeweils nächste Reihe von Elektrodenspitzen um
einen Bruchteil der Basisrasterweite versetzt angeordnet ist. Bei einer genügenden
Anzahl von solchen in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Reihen von Elektrodenspitzen
ergibt dies in Strömungsrichtung die gewünschte geschlossene Plasmaanordnung, so dass
die angestrebte Reinigung auch bei hoher Strömungsgeschwindigkeit auf relativ kurzem
Wege erfolgen kann.
[0020] Dadurch, dass bei Gebrauch zwischen den Elektroden eine Gleichspannung anliegt, die
höher als die Durchschlagspannung ist und wenn an der/den aktiven Elektroden eine
Einrichtung zur Strombegrenzung vorgesehen ist,ist es möglich, jede der Elektrodenspitzen
der Emissionselektrode über ein den Plasmastrom begrenzendes Element, zum Beispiel
einen hochomigen Widerstand, an eine vorzugsweise negative Gleichspannung-Hochspannungsquelle
anzuschließen, deren Betriebsspannung so bemessen ist, dass die Durchschlagspannung
zu der gegenüber dem Spitzenarray flächig angeordneten leitfähigen Gegenelektrode
überschritten wird und sich damit im Raum zwischen jeder Elektrodenspitze des Spitzenarrays
und der am positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossenen flächigen Gegenelektrode
ein Nichtgleichgewichtsplasma mit einer Elektronendichte von etwa 10
10 cm
-3 einstellt, in welchem sich auch die größten abzuscheidenden Partikel elektrisch höchstmöglich
aufladen und sich auf kürzestem Weg auf der gegenüberliegenden flächigen Gegenelektrode
niederschlagen.
[0021] Günstig ist es dabei für eine möglichst gleichmäßige und effektive Abscheidung von
Verunreinigungen, wenn die Elektrodenspitzen der aktiven in einer Ebene angeordnet
sind und die Niederschlags- oder Gegenelektrode eben und flächig ausgebildet und parallel
zu der Ebene angeordnet ist, in welcher die Elektrodenspitzen der aktiven oder Emissionselektrode
angeordnet sind. Dadurch haben alle Elektrodenspitzen von der Gegenelektrode einen
übereinstimmenden Abstand und es ergeben sich in der gesamten Vorrichtung praktisch
gleichbleibende Verhältnisse betreffend das gebildete Gleichstromplasma.
[0022] Die Vorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, an dessen Boden die Niederschlags- oder
Gegenelektrode flächig aufliegt und mit Abstand dazu können zwischen Seitenwänden
des Gehäuses die Elektrodenspitzen der aktiven oder Emissionselektrode vorgesehen
sein und das Gehäuse kann einen Eintritt und einen Austritt für den Gasstrom haben.
Dies stellt einen konstruktiv besonders zweckmäßige Anordnung dar, um die Elektroden
in zweckmäßiger Weise anzuordnen und unterzubringen und dem Gasstrom zwischen ihnen
hindurchzuführen.
[0023] Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung für noch bessere Abscheide-
oder Reinigungsergebnisse kann vorsehen, dass die Vorrichtung in Strömungsrichtung
vor den Elektroden einen mechanischen Abscheider insbesondere für relativ große Tröpfchen
oder Partikel aufweist. Somit können vor der Abscheidung zwischen den Elektroden schon
größere Partikel mechanisch abgeschieden werden, so dass diese die elektronische Abscheidung
nicht mehr belasten und das Gesamtsystem mit entsprechend weniger elektrischer Energie
auskommen kann. Dies kann vor allem auch bei nicht-stationären Anlagen, beispielsweise
bei Fahrzeugmotoren, vorteilhaft sein.
[0024] Beispielsweise ist es möglich, dass der mechanische Abscheider als Prallabscheider
mit wenigstens einer Umlenkung ausgebildet oder ein Zyklon-Abscheider ist. Derartige
mechanische Abscheider sind an sich bekannt und können in zweckmäßiger Weise für den
vorgesehenen Anwendungsfall ausgewählt und angepasst werden.
[0025] Zwischen dem mechanischen Abscheider und der Vorrichtung zum Abscheiden mittels Elektroden
kann eine Öffnung oder Bohrung für einen Rücklauf von abgeschiedenem Öl oder zum Abziehen
von abgeschiedenen Partikeln vorgesehen sein. Somit kann eine gegebenenfalls erforderliche
Reinigung in größeren Abständen erfolgen, als wenn die abgeschiedenen Öltröpfchen
und Partikel nur durch Reinigungsvorgänge beseitigt würden.
[0026] Es sei noch erwähnt, dass eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorsehen kann, dass beidseits einer flächigen oder plattenförmigen Niederschlags-
oder Gegenelektrode jeweils Elektrodenspitzen von aktiven oder Emissionselektroden
angeordnet sein können. Dadurch kann auf noch engerem Raum eine effektive Abscheidung
von Verschmutzungen oder Partikeln aus einem Gasstrom erzielt werden.
[0027] Sowohl eine derartige Anordnung mit beidseits einer plattenförmigen Gegenelektrode
angeordneten Emissionselektroden als auch eine Anordnung mit Elektrodenspitzen aufweisenden
aktiven oder Emissionselektroden nur auf einer Seite einer flachen plattenförmigen
Niederschlags- oder Gegenelektrode kann aufgrund der hohen aufnehmbaren Ladung der
Verschmutzungsteilchen die gesamte Vorrichtung so platzsparend ausgeführt werden,
dass sie beispielsweise in Zylinderkopfhauben oder Saugrohren von Verbrennungsmotoren
oder auch in anderen Baugruppen und Bauteilen eingesetzt oder eingebaut sein kann,
die mit einem zu reinigenden Gasstrom in Verbindung stehen.
[0028] Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und
Maßnahmen ergibt sich ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen
aus einem Gasstrom, wobei das Vermeiden unkontrollierter lokaler Entladungen nicht
durch einen schlechten Wirkungsgrad und eine sehr lange Wegstrecke für die eigentliche
Abscheidung erkauft werden muss, sondern mit Hilfe eines Gleichstromplasmas vom Typus
"Nichtgleichgewichtsplasma unter Atmosphärendruck" ein hoher Wirkungsgrad erzielt
werden kann, auch wenn nur wenig Platz in Strömungsrichtung zur Verfügung steht. Der
Strömungskanal kann dabei vorzugsweise einen Rechteckquerschnitt haben, wobei dieser
Rechteckquerschnitt von den beiden Elektroden an zwei gegenüberliegenden Seiten begrenzt
sein kann.
[0029] Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt in schematisierter Darstellung:
- Fig. 1
- einen Querschnitt eines Gehäuses mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Elektrodenspitzen
aufweisenden aktiven oder Emissionselektroden und einer plattenförmigen flächigen
Gegenelektrode mit Blick in Richtung des zwischen diesen Elektroden fließenden Gasstroms,
- Fig. 2
- eine der Fig. 1 etwa entsprechende perspektivische Darstellung mit drei hintereinander
angeordneten Reihen von Elektrodenspitzen aufweisenden aktiven oder Emissionselektroden
sowie
- Fig. 3
- einen Längsschnitt eines die erfindungsgemäße Vorrichtung enthaltenden Gehäuses, wobei
sechs Reihen von nebeneinander angeordneten Elektrodenspitzen in Strömungsrichtung
hintereinander angeordnet sind und das die aktive oder Emissionselektrode bildende
Spitzenarray ergeben.
[0030] Bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele erhalten in ihrer Funktion
übereinstimmende Teile übereinstimmende Bezugszahlen, auch wenn diese Teile in ihrer
Form etwas voneinander abweichen.
[0031] Eine in allen drei Figuren mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Abscheiden von
flüssigen und/oder partikelförmigen Verunreinigungen aus einem durch die Pfeile Pf
in den Fig. 2 und 3 angedeuteten Gasstrom, wobei es sich insbesondere um das Abscheiden
von Öltröpfchen, Rußteilen und/oder Staub beispielsweise aus einem aus dem Kurbelgehäuse
eines Verbrennungsmotors stammenden, auf die Ansaugseite dieses Verbrennungsmotors
geleiteten Gasstroms handeln kann.
[0032] Die Vorrichtung 1 weist dazu in allen Ausführungsbeispielen zwei beabstandete Elektroden
auf, zwischen denen der Strömungsweg des Gasstroms Pf verläuft, wobei eine der Elektroden
eine aktive oder Emissionselektrode 2 oder Kathode und die andere Elektrode einen
Niederschlags- oder Gegenelektrode 3 oder Anode ist, womit die in dem Gasstrom Pf
befindlichen Verunreinigungen elektrisch aufladbar und von der Gegenelektrode 3 über
elektrische Feldkräfte ansaugbar oder anziehbar sind.
[0033] Dabei erkennt man ferner in allen drei Figuren, dass die Niederschlags- oder Gegenelektrode
3 flächig und plattenförmig und eben ausgebildet ist und dass diese Gegenelektrode
3 mit einer zu ihr beabstandeten aktiven oder Emissionselektrode 2 kombiniert ist,
die eine Vielzahl von Elektrodenspitzen 4 aufweist, welche zu der flächigen Gegenelektrode
3 gerichtet sind und in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die parallel zu der
Gegenelektrode 3 mit Abstand zu dieser verläuft, so dass der Strömungsweg für den
Gasstrom Pf zwischen diesen Elektroden 2 und 3 nach zwei Seiten begrenzt ist.
[0034] Dabei ist in den Fig. 1 und 2 eine Gleichstromhochspannungsquelle 5 angedeutet, deren
negativer Pol mit der die Elektrodenspitzen4 aufweisenden aktiven oder Emissionselektrode
2 und deren positiver Pol mit der flächigen Gegenelektrode 3 verbunden ist. Damit
dabei zur Bildung eines Gleichstromplasmas eine die Durchschlagspannung überschreitende
Gleichspannung angelegt werden kann, wird der Strom an der aktiven oder Emissionselektrode
2 mit Hilfe von Strombegrenzungselementen 6 begrenzt, die dabei zu jeder zu einer
der Elektrodenspitzen 4 führenden Leitungen angeordnet sind. Diese strombegrenzenden
Elemente 6 können entweder ein hochohmiger Widerstand oder ein Halbleiter oder auch
ein sonstiges an sich bekanntes strombegrenzendes Bauteil sein.
[0035] Vor allem bei gleichzeitiger Betrachtung aller drei Figuren wird deutlich, dass die
Elektrodenspitzen 4 der aktiven oder Emissionselektrode 2 oder Kathode in mehreren
in Strömungsrichtung hintereinander befindlichen Reihen angeordnet sein können, wobei
die Elektrodenspitzen 4 der einen Reihe gegenüber denen der nächsten Reihe jeweils
seitlich versetzt sind.
[0036] Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit zwei Reihen von Elektrodenspitzen 4, wobei die Elektrodenspitzen
4 der zweiten Reihe praktisch in Strömungsrichtung gesehen in der jeweiligen Lücke
zwischen zwei Elektrodenspitzen 4 einer davor befindlichen ersten Reihe angeordnet
sind, so dass sich die von diesen Elektrodenspitzen 4 ausgehenden und zu der Gegenelektrode
3 erstreckenden Plasmakegel 7 - in Strömungsrichtung gesehen - quer zu der Strömung
überlappen, so dass zumindest unterhalb den Elektrodenspitzen 4 für die Gasströmung
keine in Strömungsrichtung liegende Lücke freibleibt.
[0037] Dies gilt erst recht für die Anordnung gemäß Fig. 2, bei welcher drei Reihen von
Elektrodenspitzen 4 in Strömungsrichtung hintereinanderliegen, wobei der besseren
Übersicht wegen nicht alle Plasmakegel 7 dargestellt sind.
[0038] In Fig. 3 ist eine Anordnung mit insgesamt sechs Reihen von Elektrodenspitzen 4 dargestellt,
aber gegenüber den Darstellungen von Fig. 1 und 2 um 90° Grad gedreht, so dass von
jeder Reihe von Elektrodenspitzen 4 nur eine dieser Elektrodenspitzen 4 sichtbar ist.
[0039] Die aktive oder Emissionselektrode 2 ist also in allen Ausführungsbeispielen als
Emissionsspitzenarray ausgebildet und weist ein Raster auf, welches bei gewähltem
Strömungsquerschnitt, in den Ausführungsbeispielen ein rechteckiger Strömungsquerschnitt,
für den Gasstrom in Bewegungsrichtung der Partikel Lücken im zwischen den Elektroden
2 und 3 gebildeten Plasma 7 durch die schon erläuterte Überlappung der Plasmakegel
vermeidet, weil die jeweils nächste Reihe von Elektrodenspitzen 4 um einen Bruchteil
der Basisrasterweite versetzt angeordnet ist.
[0040] In allen drei Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 ein Gehäuse
8 aufweist, an dessen Boden 9 die Gegenelektrode 3 innenseitig flächig aufliegt. Mit
Abstand dazu sind zwischen Seitenwänden 10 dieses Gehäuses 8 die Elektrodenspitzen
4 der aktiven oder Emissionselektrode 2 vorgesehen, wobei das Gehäuse 8 einen Eintritt
11 und einen Austritt 12 für den Gasstrom Pf hat. Eintritt 11 und Austritt 12 sind
dabei in den Fig. 1 und 2 nicht erkennbar, aber ähnlich wie in Fig. 3 angeordnet.
Der den Strömungsquerschnitt bildende Gehäusequerschnitt ist dabei rechteckig.
[0041] Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher als zusätzliche Ausgestaltung in Strömungsrichtung
vor den Elektroden 2 und 3 ein im Ganzen mit 13 bezeichneter mechanischer Abscheider
insbesondere für relativ große Tröpfchen oder Partikel angeordnet ist. Dabei erkennt
man in Fig. 3, dass dieser Abscheider 13 mit dem Gehäuse 8 direkt verbunden ist und
sich also Wandungen dieses Gehäuses 8 bis zu diesem Abscheider 13 erstrecken. Dieser
Abscheider 13 ist dabei als Prallabscheider ausgebildet, dass heißt ein Zuführkanal
14 für den Gasstrom führt zunächst vertikal nach oben gegen eine Prallfläche 15 und
dann über eine Schikane 16 zu dem Eintritt 11 der eigentlichen Vorrichtung 1. Der
Eintritt 11 ist dabei ebenfalls nach einer Seite hin durch ein Wandstück 17 begrenzt,
so dass der Gas-Partikelstrom zu mehreren Umlenkungen gezwungen ist, die die mechanische
Abscheidung größerer Öltröpfchen oder Partikel begünstigt.
[0042] Zwischen diesem mechanischen Abscheider 13 und der Vorrichtung 1 zum Abscheiden mittels
Elektroden beziehungsweise dem Eintritt 11 erkennt man eine nach unten gerichtete
Öffnung 18 oder Bohrung, die als Rücklauf von mechanisch abgeschiedenem Öl dienen
kann.
[0043] Mit der vorbeschriebenen Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1, 2 oder 3 können flüssige und/oder
partikelförmige Verunreinigungen aus einem Gasstrom Pf beispielsweise aus dem aus
einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors stammenden, auf dessen Ansaugseite geleiteten
Gasstroms abgeschieden werden, wobei der zu reinigende Gasstrom durch eine Gasentladungsstrecke
zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 hindurchgeleitet wird, wodurch die aus dem
Gasstrom auszuscheidenden Verunreinigungen elektrisch aufgeladen und von der Gegenelektrode
3 über elektrische Feldkräfte angesaugt oder angezogen werden. Dabei wird der Gasstrom
Pf zwischen einer Elektrodenspitzen 4 aufweisenden aktiven oder Emissionselektrode
2 und einer dazu beabstandeten Gegenelektrode 3 hindurchgeleitet, an die Elektroden
2 und 3 wird eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung mit Hilfe
einer Gleichstromhochspannungsquelle 5 angelegt und der sich einstellende Strom der
Gasentladungsstrecke zwischen diesen Elektroden 2 und 3 wird begrenzt, so dass im
Raum zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 ein stabiles Niedrigenergieplasma gebildet
wird, das eine effiziente Reinigungswirkung hat.
1. Verfahren zum Abscheiden von flüssigen und/oder von partikelförmigen Verunreinigungen
aus einem Gasstrom (Pf), insbesondere zum Abscheiden von Öltröpfchen, Rußteilen oder
Staub, beispielsweise aus dem aus einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors stammenden,
auf die Ansaugseite dieses Verbrennungsmotors geleiteten Gasstroms, das Blow-by-Gas,
wobei dieser zu reinigende Gasstrom (Pf) durch eine Gasentladungsstrecke zwischen
wenigstens zwei Elektroden (2, 3) hindurchgeleitet wird, von denen mindestens eine
Elektrode (2) eine aktive oder Emissionselektrode, die Kathode, und mindestens eine
andere Elektrode (3) eine Niederschlags- oder Gegenelektrode, die Anode, ist, wodurch
die aus dem Gasstrom abzuscheidenden Verunreinigungen elektrisch aufgeladen und von
der Niederschlags- oder Gegenelektrode (3) über elektrische Feldkräfte angesaugt oder
angezogen werden, wobei der Gasstrom (Pf) zwischen wenigstens einer zu der mindestens
einen aktiven oder Emissionselektrode (2) gehörenden Elektrodenspitze (4) und der
dazu beabstandeten Niederschlags- oder Gegenelektrode (3) hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass an die Elektroden (2, 3) eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung
angelegt wird und dass die sich einstellende Stromstärke mittels Strombegrenzungselement
(6) derart begrenzt wird, dass im Raum zwischen den wenigstens zwei Elektroden (2,
3) ein stabiles Niedrigenergieplasma gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleichspannung an die Elektroden (2, 3) angelegt wird, die wenigstens das 1,2fache
der Durchschlagspannung beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzte Stromstärke proportional zur Strömungsgeschwindigkeit gewählt und bei
höherer Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom an einer Vielzahl von die aktive oder Emissionselektrode (2) bildenden
Elektrodenspitzen (4) vorbeigeleitet wird.
5. Vorrichtung (1) zum Abscheiden von flüssigen und/oder partikelförmigen Verunreinigungen
aus einem Gasstrom (Pf), insbesondere zum Abscheiden von Öltröpfchen, Rußteilen und/oder
Staub, beispielsweise aus einem aus dem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors stammenden,
auf die Ansaugseite dieses Verbrennungsmotors geleiteten Gasstroms, das Blow-by-Gas,
mit wenigstens zwei beabstandeten Elektroden, zwischen denen der Strömungsweg des
Gasstroms (Pf) verläuft, wobei eine der Elektroden eine aktive oder Emissionselektrode
(2), die Kathode, und die andere Elektrode eine Niederschlags- oder Gegenelektrode
(3), die Anode, ist, wodurch die in dem Gasstrom (Pf) befindlichen Verunreinigungen
elektrisch aufladbar und von der Gegenelektrode (3) über elektrische Feld-Kräfte ansaugbar
oder anziehbar sind, mit einer Gleichstromhochspannungsquelle (5), die mit der aktiven
oder Emissionselektrode (2) und der Niederschlags- oder Gegenelektrode (3) verbunden
ist, wobei die Niederschlags- oder Gegenelektrode (3), die Anode, flächig ausgebildet
und mit einer zu ihr beabstandeten aktiven oder Emissionselektrode (2), der Kathode,
kombiniert ist, die wenigstens eine in Richtung zu der flächigen Niederschlags- oder
Gegenelektrode (3) gerichtete Elektrodenspitze (4) aufweist, insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, dass bei Gebrauch zwischen den wenigstens
zwei Elektroden (2, 3) eine Gleichspannung anliegt, die höher als die Durchschlagspannung
ist, und dass an der/den aktiven Elektroden eine Einrichtung zur Strombegrenzung in
Form eines strombegrenzenden Elements (6) vorgesehen ist, wobei das zur Begrenzung
der Stromstärke dienende strombegrenzende Element (6) auf dem Weg der Stromzufuhr
zur Elektrodenspitze (4) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das strombegrenzende Element (6) an der als Spitze ausgebildeten Elektrode ein Widerstand
oder ein Halbleiter ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive oder Emissionselektrode (2), die Kathode, eine Vielzahl von Elektrodenspitzen
(4) aufweist und dass in jeder zu einer Elektrodenspitze (4) führenden Leitung ein
strombegrenzendes Element (6) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenspitzen (4) in mehreren in Strömungsrichtung hintereinander befindlichen
Reihen angeordnet sind und dass die Elektrodenspitzen (4) der einen Reihe gegenüber
denen der nächsten Reihe vorzugsweise seitlich versetzt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionselektrode (2) als Emissionsspitzenarray ausgebildet ist und ein Raster
aufweist, welches bei gewähltem Strömungsquerschnitt für den Gasstrom in Bewegungsrichtung
der Partikel Lücken im zwischen den Elektroden gebildeten Plasma dadurch vermeidet,
dass die jeweils nächste Reihe von Elektrodenspitzen (4) um einen Bruchteil der Basisrasterweite
versetzt angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenspitzen (4) der aktiven oder Emissionselektrode (2) in einer Ebene
angeordnet sind und die Niederschlags- oder Gegenelektrode (3) eben und flächig ausgebildet
und parallel zu der Ebene angeordnet ist, in welcher die Elektrodenspitzen (4) der
aktiven oder Emissionselektrode (2) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse aufweist (8), an dessen Boden (9) die Niederschlags- oder Gegenelektrode
(3) flächig aufliegt und dass mit Abstand dazu zwischen Seitenwänden (19) die Elektrodenspitzen
(4) der aktiven oder Emissionselektrode (2) vorgesehen sind und dass das Gehäuse (8)
einen Eintritt (11) und einen Austritt (12) für den Gasstrom (Pf) hat.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Strömungsrichtung vor den Elektroden (2, 3) einen mechanischen Abscheider
(13) insbesondere für relativ große Tröpfchen oder Partikel aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Abscheider (13) als Prallabscheider mit wenigstens einer Umlenkung
ausgebildet oder ein Zyklon-Abscheider ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mechanischen Abscheider (13) und der Vorrichtung (1) zum Abscheiden
mittels Elektroden (2, 3) eine Öffnung (18) oder Bohrung für einen Rücklauf von abgeschiedenem
Öl oder zum Abziehen von abgeschiedenen Partikeln vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits einer flächigen oder plattenförmigen Niederschlags- oder Gegenelektrode
(3) jeweils Elektrodenspitzen (4) von aktiven oder Emissionselektroden (2) angeordnet
sind.
1. Method for precipitating liquid and/or particulate impurities from a gas stream (Pf),
in particular for precipitating oil droplets, soot or dust, e.g. from the gas stream,
the blow-by-gas, originating from a crankcase of an internal combustion engine and
fed to the intake side of this internal combustion engine, wherein this gas stream
(Pf) to be cleaned is fed through a gas discharge section between at least two electrodes
(2, 3), of which at least one electrode (2) is an active or emission electrode, the
cathode, and at least one other electrode (3) is a precipitation or counter-electrode,
the anode, whereby the impurities to be precipitated from the gas stream are electrically
charged and drawn or attracted by the precipitation or counter-electrode (3) by means
of electrical field forces, wherein the gas stream (Pf) is fed through between at
least one electrode tip (4) belonging to the at least one active or emission electrode
(2), and the precipitation or counter-electrode (3) spaced apart therefrom, characterised in that a direct voltage, exceeding the breakdown voltage, is applied to the electrodes (2,
3) and that the resulting current strength is limited by means of a current limiting
element (6) in such a way that in the space between the at least two electrodes (2,
3) a stable low-energy plasma is formed.
2. Method as claimed in claim 1, characterised in that a direct voltage at least 1.2 times the breakdown voltage is applied to the electrodes
(2, 3).
3. Method as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the limited current strength is selected in proportion to the flow rate and is increased
at a higher flow rate.
4. Method as claimed in any one of claims 1 to 3, characterised in that the gas stream is fed past a plurality of electrode tips (4) which form the active
or emission electrode (2).
5. Device (1) for precipitating liquid and/or particulate impurities from a gas stream
(Pf), in particular for precipitating oil droplets, soot and/or dust, e.g. from a
gas stream, the blow-by-gas, originating from the crankcase of an internal combustion
engine and fed to the intake side of this internal combustion engine, having at least
two spaced-apart electrodes, between which the flow path of the gas stream (Pf) runs,
wherein one of the electrodes is an active or emission electrode (2), the cathode,
and the other electrode is a precipitation or counter-electrode (3), the anode, whereby
the impurities present in the gas stream (Pf) can be electrically charged and can
be drawn or attracted by the counter-electrode (3) by means of electrical field forces,
having a direct current high-voltage source (5) which is connected to the active or
emission electrode (2) and the precipitation or counter-electrode (3), wherein the
precipitation or counter-electrode (3), the anode, is flat and is combined with an
active or emission electrode (2), the cathode, which is spaced apart from said anode,
said cathode comprising at least one electrode tip (4) directed in the direction of
the flat precipitation or counter-electrode (3), in particular for carrying out the
method as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the device is arranged so that, in use, a direct voltage is applied between the at
least two electrodes (2, 3), said direct voltage being higher than the breakdown voltage,
and that a unit for current limitation in the form of a current-limiting element (6)
is provided at the active electrode(s), wherein the current-limiting element (6) serving
to limit the current strength is provided on the path of current supply to the electrode
tip (4).
6. Device as claimed in claim 5, characterised in that the current-limiting element (6) at the electrode designed as a tip is a resistor
or a semiconductor.
7. Device as claimed in claim 5 or 6, characterised in that the active or emission electrode (2), the cathode, comprises a plurality of electrode
tips (4) and that, in each line leading to an electrode tip (4), a current-limiting
element (6) is provided.
8. Device as claimed in any one of claims 5 to 7, characterised in that the electrode tips (4) are arranged in a plurality of rows located one after the
other in the direction of flow, and that the electrode tips (4) of one row are offset
preferably laterally in relation to those of the next row.
9. Device as claimed in any one of claims 5 to 8, characterised in that the emission electrode (2) is designed as an emission tip array and comprises a grid
which, in the case of a selected flow cross-section for the gas stream in the movement
direction of the particles, prevents gaps in the plasma formed between the electrodes
in that in each case the next row of electrode tips (4) is arranged offset by a fraction
of the basic grid width.
10. Device as claimed in any one of claims 5 to 9, characterised in that the electrode tips (4) of the active or emission electrode (2) are disposed in a
plane and the precipitation or counter-electrode (3) is planar and flat and disposed
in parallel with the plane in which the electrode tips (4) of the active or emission
electrode (2) are disposed.
11. Device as claimed in any one of claims 5 to 10, characterised in that it comprises a housing (8), on the base (9) of which the precipitation or counter-electrode
(3) lies flat and that at a distance therefrom between side walls (19) the electrode
tips (4) of the active or emission electrode (2) are provided and that the housing
(8) has an inlet (11) and an outlet (12) for the gas stream (Pf).
12. Device as claimed in any one of claims 5 to 11, characterised in that in the flow direction from the electrodes (2, 3) it comprises a mechanical separator
(13) in particular for relatively large droplets or particles.
13. Device as claimed in any one of claims 5 to 12, characterised in that the mechanical separator (13) is designed as an impingement separator with at least
one baffle or is a cyclone separator.
14. Device as claimed in any one of claims 5 to 13, characterised in that an aperture (18) or bore for a return of precipitated oil or for the withdrawal of
precipitated particles is provided between the mechanical separator (13) and the device
(1) for precipitation by means of electrodes (2, 3).
15. Device as claimed in any one of claims 5 to 14, characterised in that on both sides of a flat or two-dimensional precipitation or counter-electrode (3)
electrode tips (4) of active or emission electrodes (2) are disposed.
1. Procédé pour extraire des impuretés liquides et/ou particulaires hors d'un courant
gazeux (Pf), en particulier pour extraire des gouttelettes d'huile, des particules
de suie ou des poussières, par exemple hors du courant gazeux provenant d'un carter
de vilebrequin d'un moteur à combustion interne et conduit sur le côté d'aspiration
de ce moteur à combustion interne, le gaz de carter, dans lequel on conduit ce courant
de gaz à purifier (Pf) à travers une zone de décharge gazeuse entre au moins deux
électrodes (2, 3), parmi lesquelles au moins une électrode (2) est une électrode active
ou d'émission, la cathode, et au moins une autre électrode (3) est une électrode de
dépôt ou contre-électrode, l'anode, par lesquelles les impuretés à extraire hors du
courant gazeux sont chargées électriquement et sont aspirées ou attirées par l'électrode
de dépôt ou contre-électrode (3) au moyen de forces de champ électrique, dans lequel
on conduit le courant gazeux (Pf) entre au moins une pointe d'électrode (4) appartenant
à ladite au moins une électrode active ou d'émission (2) et l'électrode de dépôt ou
contre-électrode (3) espacée de celle-là, caractérisé en ce que l'on applique aux électrodes (2, 3) une tension continue dépassant la tension de
claquage et en ce qu'on limite l'intensité de courant ainsi produite au moyen d'un élément de limitation
de courant (6), de telle manière qu'il se forme un plasma à basse énergie stable dans
l'espace entre lesdites au moins deux électrodes (2, 3).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique aux électrodes (2, 3) une tension continue, qui vaut au moins 1,2 fois
la tension de claquage.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on choisit une intensité de courant limitée proportionnelle à la vitesse d'écoulement
et on l'augmente lorsque la vitesse d'écoulement est plus élevée.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on fait circuler le courant gazeux sur une multiplicité de pointes d'électrode
(4) formant l'électrode active ou d'émission (2).
5. Dispositif (1) pour extraire des impuretés liquides et/ou particulaires hors d'un
courant gazeux (Pf), en particulier pour extraire des gouttelettes d'huile, des particules
de suie ou des poussières, par exemple hors du courant gazeux provenant d'un carter
de vilebrequin d'un moteur à combustion interne et conduit sur le côté d'aspiration
de ce moteur à combustion interne, le gaz de carter, avec au moins deux électrodes
espacées, entre lesquelles passe le chemin d'écoulement du courant gazeux (Pf), dans
lequel une des électrodes est une électrode active ou d'émission (2), la cathode,
et l'autre électrode est une électrode de dépôt ou contre-électrode (3), l'anode,
par lesquelles les impuretés se trouvant dans le courant gazeux (Pf) peuvent être
chargées électriquement et peuvent être aspirées ou attirées par la contre-électrode
(3) au moyen de forces de champ électrique, avec une source de haute tension à courant
continu (5), qui est reliée à l'électrode active ou d'émission (2) et à l'électrode
de dépôt ou contre-électrode (3), dans lequel l'électrode de dépôt ou contre-électrode
(3), l'anode, est de forme plate et est combinée avec une électrode active ou d'émission
(2), la cathode, espacée de celle-là, et qui présente au moins une pointe d'électrode
(4) dirigée vers l'électrode de dépôt ou contre-électrode plate (3), en particulier
pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le dispositif est configuré de telle manière qu'en service, il existe entre lesdites
au moins deux électrodes (2, 3) une tension continue, qui est plus élevée que la tension
de claquage, et en ce qu'il est prévu sur la/les électrode(s) active(s) un dispositif de limitation du courant
sous la forme d'un élément de limitation de courant (6), dans lequel l'élément de
limitation de courant (6) utilisé pour limiter l'intensité du courant est prévu sur
le chemin de l'arrivée du courant à la pointe d'électrode (4).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de limitation de courant (6) est une résistance ou un semi-conducteur sur
l'électrode configurée en pointe.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'électrode active ou d'émission (2), la cathode, présente une multiplicité de pointes
d'électrode (4) et en ce qu'il est prévu un élément de limitation de courant (6) dans chaque ligne menant à une
pointe d'électrode (4).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les pointes d'électrode (4) sont disposées en plusieurs rangées se trouvant l'une
derrière l'autre dans la direction d'écoulement et en ce que les pointes d'électrode (4) d'une rangée sont décalées de préférence latéralement
par rapport à celles de la rangée suivante.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'électrode d'émission (2) est réalisée sous la forme d'un réseau de pointes d'émission
et présente une grille qui, pour une section transversale d'écoulement choisie pour
le courant gazeux dans la direction d'écoulement des particules, évite des vides dans
le plasma formé entre les électrodes, par le fait que la rangée respectivement suivante
de pointes d'électrode (4) est disposée avec un décalage d'une fraction du pas de
grille de base.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les pointes d'électrode (4) de l'électrode active ou d'émission (2) sont disposées
dans un plan et l'électrode de dépôt ou contre-électrode (3) est plane et de forme
plate et est disposée parallèlement au plan dans lequel les pointes d'électrode (4)
de l'électrode active ou d'émission (2) sont disposées.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il présente un boîtier (8), sur le fond (9) duquel l'électrode de dépôt ou contre-électrode
(3) repose à plat et en ce que les pointes d'électrode (4) de l'électrode active ou d'émission (2) sont prévues
à distance de celle-là entre des parois latérales (19) et en ce que le boîtier (8) comporte une entrée (11) et une sortie (12) pour le courant gazeux
(Pf).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'il présente un séparateur mécanique (13), en particulier pour des gouttelettes ou
des particules relativement grosses, disposé avant les électrodes (2, 3) dans la direction
d'écoulement.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que le séparateur mécanique (13) est réalisé sous la forme d'un séparateur à impact avec
au moins une déviation ou d'un séparateur à cyclone.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé en ce qu'il est prévu entre le séparateur mécanique (13) et le dispositif (1) d'extraction
au moyen d'électrodes (2, 3) une ouverture (18) ou un trou pour un retour d'huile
séparée ou pour l'évacuation de particules extraites.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, caractérisé en ce que des pointes d'électrode (4) d'électrodes actives ou d'émission (2) sont disposées
à chaque fois de part et d'autre d'une électrode de dépôt ou contre-électrode plate
ou en forme de plaque (3).
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