Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ог)
Изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ОГ). Устройство (1) для очистки содержащего частицы (2) сажи отработавшего газа (ОГ), содержит: по меньшей мере один ионизирующий элемент (3) для ионизации частиц (2) сажи; по меньшей мере один фильтрующий элемент (4), причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента (4) является подключаемым электрический потенциал; по меньшей мере одно агломерационное устройство (8) для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц (2) сажи, которое расположено между ионизирующим элементом (3) и фильтрующим элементом (4), причем агломерационное устройство (8) имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу (9) и по меньшей мере один внутренний элемент (10), причем внешняя труба (9) ограничивает поток ОГ снаружи и обтекается ОГ только на своей внутренней стороне, а внутренний элемент (10) обтекается ОГ, по меньшей мере, на отдельных участках, с нескольких сторон и образован по меньшей мере одним элементом из следующей группы: внутренняя труба (11) и несколько дефлекторов (12), расположенных с возможностью отклонения ОГ. Также раскрыт автомобиль (28), содержащий систему выпуска отработавшего газа, в которую интегрировано устройство (1). Техническим результатом изобретения является увеличение скорости осаждения частиц сажи и повышение фильтрующей производительности системы выпуска отработавшего газа двигателя внутреннего сгорания. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ОГ), прежде всего, с так называемым электростатическим фильтром или же электрофильтром и агломерационным устройством. Изобретение находит применение, прежде всего, при очистке ОГ мобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в автомобилях, прежде всего, при очистке ОГ, получающихся из дизельного топлива.
В автомобилях с мобильными ДВС и, прежде всего, в автомобилях с дизельным двигателем, как правило, в ОГ содержатся увеличенные количества частиц сажи, которые не должны выбрасываться в окружающую среду. Это предписано соответствующими постановлениями по ОГ, которые задают предельные величины для количества и массы частиц сажи на вес ОГ или объем ОГ, а также частично и для всего автомобиля. Частицы сажи - это, прежде всего, не сгоревшие углероды и углеводороды в ОГ.
Уже обсуждалось множество различных концепций устранения частиц сажи из ОГ мобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Наряду с попеременно закрытыми фильтрами пристеночного потока, открытыми фильтрами побочного потока, гравитационными сепараторами и т.д., также уже 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». В «электрофильтрах» за счет создания электрического поля и/или плазмы осуществляется агломерация малых частиц сажи в более крупные частицы сажи и/или электрический заряд частиц сажи. Электрически заряженные частицы сажи и/или более крупные частицы сажи, как правило, значительно проще отделять в фильтрационной системе. Агломераты частиц сажи в связи со своей большей инерцией транспортируются в потоке ОГ более инертно и поэтому проще осаждаются в местах отклонения потока ОГ. Электрически заряженные частицы сажи в связи со своим зарядом притягиваются к поверхностям, на которых они осаждаются и отдают свой заряд. Также и это облегчает удаление частиц сажи из потока ОГ при эксплуатации автомобилей.
Так, для таких электрофильтров, как правило, предлагается несколько коронирующих электродов и коллекторных электродов, которые располагаются 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 этом 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, соединить частицы с другими частицами, чтобы таким образом реализовать агломерацию. Тогда протекающий через сетку ОГ снова увлекает за собой более крупные частицы и подводит их к классическим системам фильтрации.
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 компонентов для такой системы сепарации сажи должны применяться как можно более простые компоненты, прежде всего 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.
Несмотря на то что описанные выше системы до сих пор, по меньшей мере, в опытах оказались пригодными для очистки частиц сажи, реализация этой концепции для серийной эксплуатации в автомобилях все еще является большим техническим вызовом. Это действительно, прежде всего, относительно сильно колеблющегося, временами очень высокого содержания сажи в ОГ, а также уменьшения количества частиц сажи мельчайших частиц диаметром в микронном или же субмикронном диапазоне.
Исходя из этого задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы, по меньшей мере, частично решить указанные со ссылкой на уровень техники проблемы. Прежде всего, должно быть создано устройство для очистки содержащего частицы сажи ОГ, которое обеспечивает высокую скорость осаждения частиц сажи и, прежде всего, отфильтровывает из ОГ также частицы сажи размером всего в несколько сотен нанометров и более.
Эти задачи решены посредством устройства согласно признакам п.1 формулы изобретения. Другие благоприятные варианты устройства указаны в сформулированных соответственно зависимыми пунктах формулы изобретения. Следует указать на то, что приведенные в формуле изобретения по отдельности признаки могут комбинироваться между собой любым технологически рациональным образом и показывают другие варианты осуществления изобретения. Описание, прежде всего, в связи с фигурами поясняет изобретение и приводит дополнительные примеры осуществления.
Устройство согласно изобретению для очистки содержащего частицы сажи ОГ содержит:
- по меньшей мере один ионизирующий элемент для ионизации частиц сажи,
- по меньшей мере один фильтрующий элемент, причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента является подключаемым электрический потенциал,
- по меньшей мере одно агломерационное устройство для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц сажи, причем агломерационное устройство расположено между ионизирующим элементом и фильтрующим элементом и имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу и по меньшей мере один внутренний элемент.
Предложенное здесь устройство, прежде всего, может быть частью системы выпуска ОГ автомобиля, который имеет дизельный двигатель, и расположено, прежде всего, в выпускном трубопроводе системы выпуска ОГ.
Согласно этому содержащий частицы сажи ОГ сначала протекает через ионизирующий элемент, который содержит по меньшей мере один электрод, к которому может быть приложено высокое электрическое напряжение от 3 кВ (киловольт) до 50 кВ, предпочтительно от 5 кВ до 25 кВ. Напряжение, прежде всего, устанавливается или же регулируется или управляется так, что происходит коронный разряд между электродом и противоположным электродом. Ионизирующий элемент может быть выполнен в виде простого коронирующего электрода или стержневого электрода, но является предпочтительным, что ионизирующий элемент содержит сотовое тело с множеством проточных каналов, на входной области или выходной области которого расположен по меньшей мере один электрод, который ориентирован в направлении потока или же против направления потока. Сотовое тело может, прежде всего, по меньшей мере, частично, предпочтительно полностью, быть образовано из электропроводного материала, так что к сотовому телу и/или одновременно к электродам может быть приложен электрический потенциал.
Затем содержащий частицы сажи ОГ проходит через агломерационное устройство. При этом внешняя труба агломерационного устройства воспринимается как ограничивающий поток ОГ наружу элемент. Таким образом, в смысле изобретения внешняя труба может быть частью выпускного трубопровода, специально приданным агломерационному устройству корпусом и/или дополнительным, ограничивающим поток ОГ наружу элементом (например, типа ограничивающей объем оболочки). То есть внешняя труба обтекается ОГ только на своей внутренней стороне. Напротив, внутренний элемент обтекается ОГ, по меньшей мере, участками с нескольких сторон (прежде всего, снаружи и внутри). Прежде всего, внутренний элемент соединен с внешней трубой исключительно для крепления. Предпочтительно, предусмотрен держатель, который фиксирует или же ориентирует внутренний элемент во внешней трубе. Кроме того, является предпочтительным, чтобы внутренний элемент был расположен во внешней трубе на расстоянии от нее, причем расстояние составляет по меньшей мере 1 см [сантиметр], предпочтительно по меньшей мере 3 см, причем, например, из соображений стабильности и/или по аэродинамическим причинам (прежде всего, в случае с системами выпуска ОГ автомобилей) расстояние, благоприятным образом, должно быть выбрано не более 5 см. Внутренний элемент обтекается ОГ, предпочтительно, полностью, прежде всего со всех сторон, причем, при необходимости, могут быть предусмотрены средства направления потока, которые вызывают целенаправленное локальное и/или равномерное обтекание.
Предпочтительно, агломерационное устройство имеет аксиальную длину, которая больше, чем половина расстояния между ионизирующим элементом и фильтрующим элементом.
Агломерационное устройство посредством прямого контакта с выпускным трубопроводом может быть подключено к массе. Однако является предпочтительным, что агломерационное устройство посредством электрического контакта может быть подключено к электрическому потенциалу, причем в таком случае агломерационное устройство расположено электрически изолированно от выпускного трубопровода. Для этого агломерационное устройство может быть расположено внутри выпускного трубопровода и образовывать часть выпускного трубопровода, которая в аксиальном направлении изолирована от другой части выпускного трубопровода. Таким образом, агломерационное устройство, по меньшей мере, участками представляет собой противоположный электрод относительно по меньшей мере одного электрода ионизирующего элемента. Кроме того, является предпочтительным, что внешняя труба и внутренний элемент независимо друг от друга могут быть подключены к разным электрическим потенциалам.
В качестве альтернативы предлагается, что агломерационное устройство электрически изолированно расположено в системе выпуска ОГ, и к агломерационному устройству снаружи не может быть приложен электрический потенциал. Таким образом, несомые частицами сажи заряды не могут быть отведены. Однако в этом случае агломерационное устройство может выполнять другие функции, чтобы дополнительно благоприятствовать агломерации, как, например, разделение потоков ОГ и сведение потоков ОГ, отклонение потоков ОГ, отражательные поверхности для потоков ОГ и т.д.
Электрически заряженные частицы сажи осаждаются на обтекаемых ОГ поверхностях агломерационного устройства и здесь могут агломерироваться с другими частицами сажи перед тем, как они уносятся протекающим мимо ОГ. Далее увеличенные таким образом в своем диаметре частицы сажи попадают на фильтрующий элемент, который отфильтровывает частицы сажи из потока ОГ. Здесь агломерация частиц сажи также может происходить посредством прямого контакта частиц сажи в полете через агломерационное устройство, причем для этого созданы подходящие условия потока.
Предпочтительно, фильтрующий элемент выполнен в виде поверхностного сепаратора, который имеет множество каналов, которые являются проходимыми для потока ОГ и простираются между входной областью и выходной областью. За счет подключаемого по меньшей мере на одном участке фильтрующего элемента электрического потенциала фильтрующий элемент может быть применен в качестве противоположного электрода к электроду ионизирующих элементов и к тому же отложившиеся в фильтрующем элементе частицы сажи могут быть нейтрализованы. Таким образом, ионизирующий элемент, агломерационное устройство и фильтрующий элемент могут образовывать ступенчатое (выраженное с разной напряженностью) электрическое поле, причем подключаемые электрические напряжения могут быть адаптированы к соответствующей ситуации с ОГ.
Особо предпочтительно, в случае с фильтрующим элементом речь идет о так называемом открытом фильтре побочного потока, в котором отсутствуют полностью закрытые проточные каналы. Напротив, фильтрующий элемент образован с помощью металлического нетканого материала и металлических волнистых слоев, 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 фильтрующего элемента увеличивается. В этой связи указывается на известные патентные публикации заявителя, которые могут быть привлечены для более детальной характеризации фильтрующего элемента и/или его регенерации; прежде всего, в полном объеме делается ссылка на описание из следующих документов: WO-A-01/80978; WO-A-02/00326; WO-А-2005/099867; WO-A-2005/066469; WO-A-2006/136431; WO-A-2007/140932.
При этом регенерация такого фильтрующего элемента происходит предпочтительно непрерывно на основе метода CRT ("continuous regeneration trap" = метод 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 фильтрующем элементе. Кроме того, также является возможным, что такое окислительно действующее покрытие реализовано в самом фильтрующем элементе, либо в какой-либо его зоне, либо во всех областях фильтрующего элемента.
Предпочтительно, по меньшей мере один внутренний элемент агломерационного устройства имеет плоскостные стороны (например, типа внешней оболочки) и/или направляющие поверхности, которые простираются, прежде всего, параллельно потоку ОГ и/или локально, по меньшей мере, частично противостоят потоку ОГ, чтобы отклонять его. Является особо предпочтительным, что внутренний элемент имеет выемки, прежде всего в плоскостных сторонах, для сквозного пропускания ОГ, причем осаждение частиц сажи происходит, по большей части, на поверхностях внутреннего элемента. При этом края выемки предпочтительно имеют такую форму, что поток ОГ направляется так, что на поверхностях внутреннего элемента происходит отложение частиц сажи. Как правило, причем будет предусмотрено множество выемок, которые могут быть выполнены по существу одинаково для большинства случаев применения. Однако может быть рациональным варьировать размер, форму и/или положение относительно потока ОГ у одного или нескольких внутренних элементов агломерационного устройства.
Кроме того, является предпочтительным, что по меньшей мере один внутренний элемент выполнен в виде внутренней трубы. При этом (предпочтительно цилиндрическая) внутренняя труба расположена концентрично в (предпочтительно цилиндрической) внешней трубе, причем и за счет формы и/или положения выемок во внутренней трубе достигается то, что большая часть ОГ протекает через внутреннюю трубу снаружи внутрь через выемки. За счет этого достигается благоприятное осаждение частиц сажи на (расположенных внутри) поверхностях внутренней трубы.
В одном усовершенствовании устройства предлагается, что по меньшей мере один внутренний элемент имеет несколько дефлекторов. Дефлекторы расположены так, что ОГ отклоняется, так что благоприятным образом происходит осаждение частиц сажи на поверхностях самих дефлекторов и/или на поверхности внутреннего элемента. По меньшей мере, часть дефлекторов может быть расположена рядом с выемками. К тому же, дефлекторы могут быть выполнены с отличающейся высотой и/или наклоном к поверхности внутреннего элемента. Кроме того, является предпочтительным, что дефлекторы выполнены монолитно с внутренним элементом, то есть образованы из одного и того же материала (например, типа высечек или же отростков).
Кроме того, является благоприятным, если по меньшей мере один внутренний элемент образует разновидность лабиринта. За счет лабиринтообразного расположения дефлекторов, и/или выемок, и/или внутренней трубы (труб) увеличивается поверхность, с которой контактируют частицы в ОГ во время прохождения через агломерационное устройство. В результате этого, в свою очередь, увеличивается количество осажденных на поверхности частиц сажи. Лабиринт получается, прежде всего, за счет множества расположенных поперек направления потока со смещением в направлении потока дефлекторов, причем все поперечное сечение потока агломерационного устройства покрывается совокупностью всех дефлекторов. Характерным для такого лабиринта может быть то, что поток ОГ при прохождении через по меньшей мере один внутренний элемент испытывает множество изменений направления потока, причем при определенных условиях (многократно) происходят разделения и сведения множества частичных потоков ОГ.
Кроме того, является благоприятным, если, по меньшей мере, внешняя труба или по меньшей мере один внутренний элемент имеет поверхность с возвышениями и углублениями. Возвышения и углубления простираются, предпочтительно, по существу поперек направления потока ОГ, за счет чего около поверхности поток возбуждается к турбулентности. Возвышения и/или углубления могут иметь форму типа шишек, впадин, волнистостей и т.п. и, прежде всего, имеют размер, который соответствует четырехкратной величине толщины материала внешней трубы и/или внутреннего элемента. В результате турбулентности возникают области на поверхности агломерационного устройства, в которых предпочтительно осаждаются и агломерируются частицы сажи. Прежде всего, при изменении потоковой ситуации агломерированные частицы сажи отделяются потоком ОГ от места своего отложения.
Кроме того, является предпочтительным, что возвышения и углубления изменяются, по меньшей мере, по амплитуде или расстоянию в направлении потока. При этом расстояние возвышений и углублений измеряется в направлении потока, а амплитуда - поперек направления потока. За счет такого выполнения в любой ситуации потока агломерируется особенно большая доля частиц.
В еще одной форме осуществления предусмотрено, что агломерационное устройство имеет охлаждающее устройство. За счет охлаждения агломерационного устройства увеличивается доля осаждающихся на агломерационном устройстве и в последующем агломерирующихся частиц сажи. Предпочтительно, охлаждающее устройство расположено снаружи на агломерационном устройстве и может быть реализовано посредством перенаправления охлаждающего воздуха и/или элементов Пельтье и/или жидкой охлаждающей среды.
Чтобы способствовать отделению агломерированных частиц сажи от поверхностей агломерационного устройства, также предлагается, что агломерационное устройство содержит вибрационное устройство. Такое вибрационное устройство может быть расположено, например, вне потока ОГ на агломерационном устройстве и с помощью подходящих средств, таких как, например, пьезоэлементы, возбуждать его к колебаниям.
Предпочтительным также является, прежде всего, автомобиль, имеющий двигатель внутреннего сгорания и систему выпуска ОГ, причем в систему выпуска ОГ интегрировано устройство описанного здесь согласно изобретению вида. Для этого предусмотрены, прежде всего, соответствующие источники напряжения, электрические соединительные линии, контрольные устройства и т.п.
Далее изобретение, а также технический контекст в качестве примера поясняются на фигурах. Следует указать на то, что на фигурах показаны особо предпочтительные варианты осуществления изобретения, но это изобретение ими не ограничено. Схематически показано на:
Фиг.1: конструктивная форма устройства согласно изобретению,
Фиг.2: конструктивная форма агломерационного устройства,
Фиг.3: другая конструктивная форма агломерационного устройства,
Фиг.4: еще одна конструктивная форма агломерационного устройства,
Фиг.5: вариант интеграции устройства в автомобиль.
На фиг.1 схематически показана одна конструктивная форма устройства 1 согласно изобретению для очистки содержащего частицы 2 сажи ОГ. В выпускном трубопроводе 21 в направлении 18 потока расположены ионизирующий элемент 3, агломерационное устройство 8 и фильтрующий элемент 4. Ионизирующий элемент 3 содержит электропроводное сотовое тело 22 с множеством расположенных на нем электродов 17, на которые через электрический контакт 24 ионизирующего элемента является подаваемым напряжение. Агломерационное устройство 8 имеет внутренний элемент 10 и внешнюю трубу 9, причем внешняя труба 9 окружена охлаждающим устройством 23. Кроме того, агломерационное устройство 8 имеет вибрационное устройство 19. Фильтрующий элемент 4 имеет множество каналов 5, которые являются проходимыми для ОГ и простираются между входной областью 6 и выходной областью 7. К фильтрующему элементу 4 через электрический контакт 16 является подключаемым электрический потенциал. Выпускной трубопровод 21 расположен в системе выпуска ОГ автомобиля. В ходе эксплуатации содержащий частицы 2 сажи ОГ сначала проходит через ионизирующий элемент 3, причем посредством имеющего проходимые для потока каналы сотового тела 22 поток ОГ гомогенизируется. В области между ионизирующим элементом 3 и агломерационным устройством 8 частицы 2 сажи ионизируются в коронном разряде, исходящим от электродов 17. Заряженные частицы 2 сажи с потоком ОГ и электрическим потенциалом между электродами 17 и агломерационным устройством 8 попадают в агломерационное устройство 8. За счет механических и электрических сил заряженные частицы 2 сажи осаждаются на поверхности 13 агломерационного устройства 8. За счет проведения потока в агломерационном устройстве 8 количество осажденных частиц 2 сажи увеличивается. Агломерированные частицы 2 сажи следующим ОГ отделяются и попадают в фильтрующий элемент 4, причем отделение может быть вызвано производимыми вибрационным устройством 19 вибрациями. Посредством приложения электрического потенциала через электрический контакт 16 фильтрующего элемента к фильтрующему элементу 4, во-первых, ускоряется сток агломератов частиц из агломерационного устройства 8 к фильтрующему элементу 4, а во-вторых, усиливается отложение заряженных агломерированных частиц 2 сажи в фильтрующем элементе 4.
На фиг.2 схематично показано поперечное сечение одной конструктивной формы агломерационного устройства 8. Агломерационное устройство 8 содержит внешнюю трубу 9 и внутренние элементы 10. Внутренние элементы 10 образуются дефлекторами 12, которые расположены в виде лабиринта 20. Простирающиеся в двух измерениях поверхности дефлекторов 12 образуют соответственно одну плоскостную сторону. Входящий в направлении 18 потока, содержащий заряженные частицы 2 сажи ОГ отклоняется дефлекторами 12, причем из-за большей массы частицы сажи не обязательно могут следовать этому отклонению и поэтому попадают на поверхность дефлекторов 12, где они осаждаются и при определенных условиях агломерируются с другими частицами сажи. В свою очередь, агломерированные таким образом частицы сажи протекающим мимо ОГ отделяются от места отложения, если они имеют определенный общий размер и тем самым определенное сопротивление потоку. Таким образом, за счет лабиринтообразного расположения дефлекторов повышается скорость агломерации частиц 2 сажи.
На фиг.3 схематически показана еще одна благоприятная конструктивная форма агломерационного устройства 8 с внешней трубой 9 и выполненным в виде внутренней трубы 11 внутренним элементом 10. Внутренняя сторона и внешняя сторона внутренней трубы 11 образуют соответственно одну плоскостную сторону. Внутренняя труба 11 имеет выемки 25, через которые может протекать содержащий частицы сажи ОГ. Выемки 25 имеют такую форму, что ОГ, предпочтительно, течет от внешней стороны внутренней трубы 11 внутрь внутренней трубы 11. В результате этого частицы 2 сажи, предпочтительно, осаждаются на поверхностях внутренней трубы 11.
На фиг.4 схематически показана еще одна конструктивная форма агломерационного устройства 8. Внешняя труба 9 и внутренний элемент 10 имеют возвышения 14 и углубления 15. За счет возвышений 14 и углублений 15 создается турбулентный поток ОГ, посредством которого частицы 2 сажи попадают в область поблизости от поверхностей 13 внешней трубы 9 и внутреннего элемента 10, где частицы 2 сажи могут осаждаться и при определенных условиях агломерироваться. Здесь также наглядно показано, что амплитуда 26 и/или расстояние 27 возвышений и/или углублений 15 могут быть выполнены отличающимися друг от друга, прежде всего, таким образом, что в направлении 18 потока амплитуда 26 и/или расстояние увеличивается. Выпуклые поверхности внутреннего элемента 10 образуют соответственно одну плоскостную сторону.
На фиг.5 схематически показан автомобиль 28 с двигателем 29 внутреннего сгорания. Произведенный во время эксплуатации автомобиля 28 ОГ вместе с частицами сажи направляется через систему 30 выпуска ОГ. Система 30 выпуска ОГ образуется выпускным трубопроводом 21, в котором, наряду с несколькими устройствами 32 очистки ОГ (например, катализаторами, адсорбером, смесителем потока и т.д.), также предусмотрено устройство 1 согласно изобретению. Эксплуатация устройства 1 происходит с помощью источника 35 напряжения, который регулируется контрольным устройством 34, например, в том числе и с включением датчиков 33 системы 30 выпуска ОГ.
С помощью настоящего устройства за счет повышения скорости агломерации частиц 2 сажи повышается производительность фильтра системы выпуска ОГ двигателя внутреннего сгорания.
| ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ | |
| 1 | Устройство |
| 2 | Частица сажи |
| 3 | Ионизирующий элемент |
| 4 | Фильтрующий элемент |
| 5 | Каналы |
| 6 | Входная область |
| 7 | Выходная область |
| 8 | Агломерационное устройство |
| 9 | Внешняя труба |
| 10 | Внутренний элемент |
| 11 | Внутренняя труба |
| 12 | Дефлекторы |
| 13 | Поверхность |
| 14 | Возвышение |
| 15 | Углубление |
| 16 | Электрический контакт фильтрующего элемента |
| 17 | Электроды |
| 18 | Направление потока |
| 19 | Вибрационное устройство |
| 20 | Лабиринт |
| 21 | Выпускной трубопровод |
| 22 | Сотовое тело |
| 23 | Охлаждающее устройство |
| 24 | Электрический контакт ионизирующего элемента |
| 25 | Выемка |
| 26 | Амплитуда |
| 27 | Расстояние |
| 28 | Автомобиль |
| 29 | Двигатель внутреннего сгорания |
| 30 | Система выпуска ОГ |
| 31 | Выпускной трубопровод |
| 32 | Устройство очистки ОГ |
| 33 | Датчик |
| 34 | Контрольное устройство |
| 35 | Источник напряжения |
1. Устройство (1) для очистки содержащего частицы (2) сажи отработавшего газа (ОГ), содержащее:
- по меньшей мере один ионизирующий элемент (3) для ионизации частиц (2) сажи,
- по меньшей мере один фильтрующий элемент (4), причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента (4) является подключаемым электрический потенциал,
- по меньшей мере одно агломерационное устройство (8) для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц (2) сажи, которое расположено между ионизирующим элементом (3) и фильтрующим элементом (4), причем агломерационное устройство (8) имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу (9) и по меньшей мере один внутренний элемент (10), причем внешняя труба(9) ограничивает поток ОГ снаружи и обтекается ОГ только на своей внутренней стороне, а внутренний элемент (10) обтекается ОГ, по меньшей мере, на отдельных участках, с нескольких сторон и образован по меньшей мере одним элементом из следующей группы:
- внутренняя труба (11) и
- несколько дефлекторов (12), расположенных с возможностью отклонения ОГ.
2. Устройство (1) по п.1, в котором внутренний элемент (10) имеет выемки (25) для сквозного прохождения ОГ, а агломерация, по большей части, происходит по меньшей мере на одном внутреннем элементе (10).
3. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один внутренний элемент (10) образует лабиринт (20).
4. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором, по меньшей мере, внешняя труба (9) или по меньшей мере один внутренний элемент (10) имеет поверхность (13) с возвышениями (14) и углублениями (15).
5. Устройство (1) по п.4, в котором возвышения (14) и углубления (15) изменяются, по меньшей мере, по амплитуде (26) или расстоянию (27) в направлении (18) потока.
6. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором агломерационное устройство (8) имеет охлаждающее устройство (23).
7. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором агломерационное устройство (8) содержит вибрационное устройство (19).
8. Автомобиль (28), имеющий двигатель (29) внутреннего сгорания и систему (30) выпуска отработавшего газа, причем в систему (30) выпуска отработавшего газа интегрировано устройство (1) по одному из предшествующих пунктов.
