Filterapparatur zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom in einer Brennkraftmaschine. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterapparatur zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom, z.
B. aus der Zuluft und/oder aus den Ab gasen einer Brennkraftmaschine, und ist da durch gekennzeichnet, dass in den Strömungs- -eg des zu reinigenden Gasstromes ein elek trostatischer Abseheider und ein in der Strö- mungsrichtung vor dem Abseheider angeord neter, mit diesem zusammenwirkender radio aktiver Ionisator eingebaut sind.
Es sind bereits Filter für die Zuluft von Brennkraftmaschinen bekannt, die aber stets als trockene oder nasse mechanische Filter mit Einsätzen aus Textilien oder porösen Ma terialien ausgeführt sind. Wegen des grossen Luftwiderstandes derartiger mechanischer Filter können dieselben nicht beliebig dicht gemacht werden und besitzen dementspre- elend auch nur eine sehr beschränkte Ab- seheidungsw irb-ung, insbesondere bezüglich feiner in der Zuluft befindlicher Fremd partikel.
Demgegenüber weisen die elektro statischen Filter einen praktisch verna.ch- lässigbar kleinen Luftwiderstand auf und sind in ihren Ausmassen nur durch die Raum verhältnisse der jeweiligen Brennkraftma- sehine begrenzt, so dass eine sehr gute Ab- seheidungswirkung auch bezüglich feinster Fremdpartikel erzielt werden kann.
Die Au- Wendung solcher elektrostatischer Filter für die Zuluft von Brennkraftmaschinen war je doch bisher nicht möglich, da die bekannten Ionisationsmethoden sowohl Ozon wie auch nitrose Gase erzeugen und der durch das Filter strömenden Frischluft beimengen, wo durch beim Verbrennungsprozess üi der Ma schine iuizulässige Nachteile entstehen.
Da gegen können radioaktive Ionisatoren frei von irgendwelcher Gasbildung ausgebildet werden, und sie wirken nur auf die mit- geführten Fremdpartikel und lassen die durchgeleitete Frischluft selbst völlig unver ändert, so dass dieselben mit Vorteil zur Rei nigung der Zuluft von festen und flüssigen Fremdpartikeln, auch in feinster Verteilung verwendet werden können.
Die Abgase von Brennkraftmaschinen werden bisher praktisch nicht gefiltert, weil die gebräuchlichen mechanischen Filter mit Materialien ausgestattet sind, die den hohen Abgastemperaturen nicht. widerstehen kön nen. Dagegen ist die elektrische Filterappa ratur gemäss vorliegender Erfindung ohne Schwierigkeiten auch für die Abgasreinigung verwendbar, da. diese aus hitzebeständigen Werkstoffen aufgebaut werden kann.
Eine derartige Abgasfilterapparatur lässt sich meist vorteilhafterweise mit dem üblichen schalldämpfenden Auspufftopf baulich ver- einigen und stellt somit keinen bedeutenden Mehraufwand an Gewicht und Platzbedarf dar. Durch das Filter lassen sich alle in den Abgasen enthaltenen sichtbaren Verbren nungsprodukte abscheiden, die Ursache der Verschmutzung der CTmgebungsluft sind.
Ausführungsbeispiele der Filterapparatur zur Zuluft- und Abgasreinigung in Brenn- k-raftmaschinen sind in den Fig. 1 bis 18 dargestellt. Hierbei zeigt: Fig. 1 eine beispielsweise Ausführung der gesamten Filterapparatur im Prinzip, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Zu luftfilter, Fig. 3, 4 und 5 verschiedene beispielsweise Ausführungen des lonisators, Fig. 6 bis 15 verschiedene beispielsweise Bauformen des elektrostatischen Abscheiders,
Fig. 16 bzw. 17 eine beispielsweise Aus- führ.-Ltng des Abgasfilters im Längsschnitt bzw. in Aufsicht, Fig. 18 das Prinzipschema eines von einer Batteriezündanlage gespeisten Stromv ersor- gungsger ätes.
Das Prinzip der Filterapparatur ist für eine beispielsweise Ausführung zu einem Benzinmotor schematisch in Fig. 1 dargestellt. Der Benzinmotor 1 bzw. dessen Vergaser 2 saugt aus der Umgebung vor dem Sieb 3 in Richtung der Pfeile 4 Frischluft an, die durch den Ionisator 5, den Luftverteiler 6, den elektrostatischen Abscheide) 7, den Luft verteiler 8 über den Rohrstutzen 9 in den Vergaser 2 des Motors eintritt. Der elektro statische Abscheide) 7 ist über die Leitung 10 am Hoehspannungsgerä.t 11 angeschlossen, das seinerseits über die Leitung 12 von der elektrischen Zündeinrichtung 13 gespeist wird.
Die vom Benzinmotor 1 erzeugten Ab gase verlassen diesen durch die Rohrleitung 14, durchströmen das Schalldämpf- und Druckausgleiehsgefäss 15 und gelangen über den Ionisator 16, den Gasverteiler 17, den elektrostatischen Abscheide) 18 und einen weiteren Gasverteiler 19 zum Auspuffrohr 20. Der elektrostatische Abseheider 18 lieg-, über die Leitung 21 am gemeinsamen Stromver- sorgungsgerät 11.
Das Frischluftfilter ist in einet beispiels- weisen Ausführung in Fig. 2 im Schnitt dar gestellt. Es ist in einer rohrförmigen, absatz weise sieh verjüngenden und erweiternden, gasdichten Ummantelung 22 zusammengebaut. Durch die Eintrittsöffnung 23, hier bei spielsweise als runder Stutzer dargestellt,
wird <B>g</B> die Frischluft ans der Um- in Pfeilriehtune gebung angesaugt und durch ein a'robmasehi- ges, mechanisches Filter 24 geleitet, das -grobe Verunreinigungen zurückhält und auswec!r- selbar angeordnet ist. Hinter dein (,'-robfilte? 24 tritt die Luft in den hier rohrförmi;
-en Ionisatorstutzen 5, der auf seiner Innenwatr- dung einen ringförmiger) Belag 25 trägt am, gasdicht gekapselten radioaktiven Substan zen mit vorwiegender Alphaemission in Rich teng auf den von der Luft cIurehströnrten Innenraum.
Hinter dem Ionisa.torstutzerr 5 weitet. sich die Umnrantelun#; 22 ke-elför@mi,1 auf den Durchmesser des elektrostatischen Abseheiders 7.
Um eine gleiehrnä.ssige Vertei lung der aus dein Ionisator austretenden Luft über den ganzen wirksamen Querschnitt des elektrostatiscben Abseheider:
s 7 zu er7ie- len, befindet sieh unmittelbar hinter eiern Ionisatorstutzen 5 in der kegelförmigen Auf weitung der Ummantelung ?2 ein Luftvertei ler, beispielsweise bestehend aus den konzen- trisch angeordneten roter- bzw. triehterförrui- gen Führnngswänden 26 und 27.
Die in Pfeil- riehtung den Luftverteiler durebströmende Luft gelangt in den elektrostatischen @1b- scheider 7, dessen Bauart weiter unten ge nauer beschrieben ist, verlässt denselben am andern Ende und gelangt über eine ketel- förmige Verjüngung der Ummantelung \'?? zum Rohrstutzen 9, der die vorn.
festen und flüssigen Fremdpartikeln befreite Luft- zru- Ansaugöffnung des Vergasers (in Fig. 1 mit bezeichnet) leitet.
Bei der in Fig. ' dargestellten beispiels weisen Ausführung ist als Ionisator ein Rohr stutzen 5 verwendet. Dabei wird die volle ionisierende Wirkun- der im Belag 2r ent haltenen radioaktiven Snbstanz dann sieht ausgenützt, wenn der Durchmesser dieses Rohrstutzens kleiner ist, als die Reichweite der von der radioaktiven Strahlungsquelle emittierten Alphateilchen in Luft.
Bei Ra- dium beträgt diese Grenzreichweite in Luft beispielsweise etwa 7,5 ein für die eitergie- reiehste Komponente der Alphaemission. Eine :
lrtsnützung der vollen ionisierenden Wir- kung der verwendeten radioaktiven Stra.h- 1mi-squelle wird auch ermöglicht durch eine Ausführung des Ionisators nach Fig. 3, die eine schematische Ansieht des Frisehliift- Filters von vorn zeigt, wobei das mechanische Grobfilter entfernt ist.
Hierin bezeichnet<B>221</B> den kegelförmigen Teil der Ummantelung, der ,lie Verbindung zwischen dem runden Ab- #:oliei < -ler und dem hier rechteckigen Ionisator- ,tutzen 20 herstellt. Die Luft wird durch die runde Öffnung '33 eingesaugt.
(in Fig. 3 senk recht. zur Zeiehiiungsebene) und im Ionisator- stutzen 28 längs ihres Weges nach hinten ionisiert durch die von den radioaktiven Be- 1ä--en 29 und 30 in Richtung auf den Innen raum ausgehende Strahlung, vorwiegend durch die emittierten Alphateilchen. Der -e-enseiti@ge Abstand der Beläge 29 und 30 darf hierbei nicht grösser als die zweifache Maximalreichweite der Alphateilchen in Luft ;
ein, mährend die Breite des Ionisatorstutzens \_'@ so dimensioniert ist, da.ss auch das maximal ein-gesaugte Luftvolumen im Ionisator noch ausreichend ionisiert wird. Auch bei dieser Bauart des Ionisatorstutzens ist ein Luftver teiler vor dein eigentlichen Abscheider vor esehen.
Zwei weitere beispielsweise Ausführungen des radioaktiven Ionisators mit einem dein radioaktiven bestrahlten Raumteil überla.ger- ten elektrischen. Feld zeigen die Fig. 4 und 5 in einer schematischen Ansicht von vorn.
Da bei entspricht der Ionisator von Fig. 4 der rohrförmigen Bauart, die in Fig. 2 ebenfalls dargestellt wurde, wobei hier wiederum wie dort mit ?2 die rohrförmige Ummantelung lind mit<B>2</B>5 der ringförmige radioaktive Belag bezeichnet ist. Zusätzlich weist aber der Ioni- sal:or hier eine axial und von den andern Bauteilen isoliert angebrachte metallische Innenelektrode 31 auf, die mit einem Pol der als Batterie 32 angedeuteten Gleichspannungs- quelle verbunden ist.
Der radioaktive Belag 25 ist in vorliegender Ausführung auf einem metallischen Träger gasdicht aufgebracht, der mit dem andern Pol der Spannungsquelle 32 verbunden ist. Es entsteht somit ein radial gerichtetes Feld im Ionisatorraum, das die durch radioaktive Bestrahlung gebildeten ionisierten Duftmoleküle zwingt, in radialer Richtung sich zu bewegen, so dass ein Ionen- st.rom den ganzen Innenraum des Ionisators erfüllt.
und die elektrische Aufladimg der vom Luftstrom mitgeführten festen und flüs sigen Fremdpartikel fördert.
Der in Fig. 5 dargestellte rechteckige Ionisator, ähnlich dem in Fig. 3 angegebenen, besitzt hier zwei Seitenwände 33 bzw. 34 aus Isoliermaterial, aber metallische Schmalseiten mit je einem radioaktiven Belag 29 bzw. 30.
Den rechteckigen Ionisatorraum halbierend tragen die isolierenden Wände 33 und 34 eine metallische Elektrodenfläche 35, die sich über die ganze Tiefenausdehnung des Ionisators erstreckt, also dieselbe Ausdehnung aufweist wie die radioaktiven Strahlungsquellen 29 bzw. 30. Zwischen den metallischen Trägern der radioaktiven Beläge 29 und 30 einerseits und der Mittelelektrode 35 anderseits liegt eine durch die Batterie 32 angedeutete elek trische Spannung, so dass in beiden Hälften des rechteckigen Ionisatorstutzens dem radio aktiv bestrahlten Raum ein elektrisches Feld überlagert ist.
Die hierdurch auftretenden Ionenströme in beiden Ionisatorhälften unter stützen die aufladende Wirkung der Ionen in bezug auf die vom Luftstrom mitgeführten festen und flüssigen Fremdpartikel.
Bei den in Fig. 4 und 5 angegebenen bei spielsweisen Ionisatorausführungen wird die gleiche Wirkung erzielt, wenn die radioakti ven Strahlungsquellen nicht auf den Aussen elektroden, sondern auf den Innenelektroden angebracht werden, falls gewährleistet ist, dass die gleiche Zahl von Luftionen im Ioni- satorraum. erzeugt wird. Weder bei dieser, noch bei der in Fig. 4 und 5 angegebenen An ordnung ist die Polarität der zwischen Aussen- und Innenelektroden liegenden Gleich- spannilng von wesentlichem Einfluss.
Als Spannungsquelle wird die für den elektro statischen Abscheider vorhandene (in Fig. 1 mit 11 bezeichnet) oder auch eine getrennte benützt.
Für den elektrostatischen Abscheider (in Fig. 1 und 2 mit 7 bezeichnet) sind nach stehend verschiedene Konstruktionen ange geben.
Eine beispielsweise Ausführung mit ebenen Elektrodenplatten für den elektrostatischen Abseheider zeigt Fig. 6 in Vorderansicht und Fig. 7 im Querschnitt nach Linie I-I in Fig. 6.
Der Abseheider besitzt, zwecks mög lichst weitgehender Herabsetzung der not wendigen Betriebsspannung trotz relativ hoher elektrischer Feldstärke im Elektroden zwischenraum, eine grosse Zahl ebener Plat tenelektroden 36 bzw. 37, die aus elektrisch leitendem Material bestehen oder zumindest beidseits eine leitende Oberfläche aufweisen und voneinander isoliert mit kleinem Ab stand, etwa 1-2 mm, parallel zueinander angeordnet sind. Die einzelnen Platten sind an ihrem obern und untern Rand in einem Isolierring 38 montiert.
Bei der Schichtung der einzelnen Platten werden dieselben ab wechselnd in der Tiefe etwas verschoben, so dass auf der Rückseite des Plattenpaketes (siehe Fig. 7) die mit 36 bezeichneten, auf der Vorderseite die mit 37 bezeichneten Platten hervorstehen.
Durch eine metallische Querverbindung 39 auf der Rückseite des Abscheiders werden alle mit 36 bezeichneten Elektrodenplatten an ihrem hervorstehenden Rand leitend untereinander und mit der An- sehlussklemme 41 verbunden, ebenso wie alle Elektrodenplatten 37 auf der Vorderseite durch die Querverbindung 40 an der An sehlussklemme 42 liegen. Die Anschlussklem- men 41 bzw. 42 sind an einer Gleichspan nungsquelle, hier durch die Batterie 32 dar gestellt, angeschlossen.
Die einzelnen Elektrodenplatten von recht eckiger Form bestehen aus beliebig dünnem Metall, das aber genügend Steifigkeit besitzen muss, um ein mechanisch stabiles Plattenpaket zu ergeben. Falls erforderlich, wird die Sta bilität vergrössert durch flache und schmale Zwischenlagen aus Isoliermaterial, die in der Mitte des Abscheiderquersehnittes, etwa in der Ebene der Querverbindungen (in Fig. 6 mit 40 bezeichnet) in den Elekt.rodenzwisehen- räumen angebracht werden.
Es ist nicht notwendig, dass die Elektro- denpla.tten 36 und 37 in der beispielsweisen Ausführung des Abseheiders nach Fig. 6 bzw. 7 aus Metallblech bestehen. Vielmehr können dieselben auch aus elektrisch nicht leitendem -Material hergestellt sein und nur eine sehr dünne metallische Oberfläche auf weisen.
Hierbei wird aber der Metallbelag nicht ganz bis zu den Schmalseiten hin aus gedehnt, damit an Stelle der in Fig. 6 und 7 mit 38 bezeichneten Halterungen aus Isolier stoff solche aus Metall Verwendung finden können, die eine höhere Stabilität für das gesamte Plattenpaket zu erreichen gestatten.
Schliesslich besteht. bei der Verwendung von isolierendem Trägermaterial mit. leitend gemachten Oberflächen als Elektroden die Möglichkeit, jede der Elektrodenplatten nur einseitig mit einem. leitenden Überzug zu ver sehen. Das elektrische Feld wirkt bekanntlich durch das isolierende Trägermaterial hin durch, so dass eine Beeinträchtigung der Ab scheiderwirkung nicht eintritt. Dagegen ist in dieser Ausführung der Elektroden die Gefahr von Kurzschlüssen bei mechanischer Deformation des Abscheiders oder dem Ein dringen grösserer elektrisch leitender Partikel in die Elektrodenzwischenräume vermieden.
Eine andere beispielsweise Ausführung des elektrostatischen Abscheiders wird erhal ten mit Hilfe der in Fig. 8 in Ansicht und Fig. 9 im Grundriss dargestellten Wickel methode.
Es wird ein vierfaches Band, von einer Breite, die etwa der erforderlichen Tiefe des Abscheiders entspricht, und sehr grosser Länge, das aus einer dünnen Metall folie 43, einer Hilfszwischenlage 44 aus einem thermisch oder chemisch oder mittels Wasser lösbaren Stoff, einer zweiten Metallfolie 45Lind einer zweiten I-Iilfszwisehenlage 46 besteht, von aussen nach innen, wie in Fig. 8, oder auch von innen nach aussen kreisförmi- Windung um Windung aufgewickelt, so dass zuletzt ein kompakter spiraliger \fiiekel entsteht.
Dabei ist, wie aus Fig. 9 ersichtlich, die Breite der liandförinigen Hilfszwischenlage 44 und 46 etwas kleiner als die der Metallbänder 43 und 45, so dass letztere aus dem fertigen Wickel auf der Vorder- und Rückseite etwas hervor stehen.
Diese überstehenden Metallränder der Folien 43 und 45 werden nun. in einer Anzahl (2trerstarrgerr, von denen in Fig. 8 nur die zwei mit 47 und 48 bezeichneten angegeben sind, aus elektrisch isolierendem Material zu- cerlässig befestigt, wobei die Querstege, wie aus Fig. 9 ersichtlich, sowohl auf der Vor der- und Rückseite wie auch längs der Schmalseiten angebracht sind.
Aus dem so @-ersteiftcn Wicliel werden nunmehr die bei- ilen Hilfszwischenlagen 44 und 46 je nach ihres Materials durch thermische oder (-lieniiselie Behandlung oder Auswaschen mit tels Wasser herausgelöst, so dass ein stabiles, durch die isolierenden Querstege zusammen- @gehalteries Elektrodensystem entsteht, gebil det: aus den voneinander isolierten Metall bändern 43 und 45, die mit geringem Luft abstand. voneinander spiralig aufgewickelt sind. Die beiden Metallbänder werden mit < .lern Plus- bzw.
Minuspol der Gleichspan- muirgsquelle verbunden, so dass in den spirali- ,1.en. Luftspalten zwischen denselben ein quer geriehtetes elektrisches Feld entsteht.
Bei der Bauart des Abscheiders nach I1-. 5 bzw. 9 kann an Stelle der dünnen Me- tallbänder auch ein beliebiges niehtmetalli- selies Band mit. einseitiger oder beidseitiger Oberfläeherinietallisierung verwendet werden, das aber der notwendigen chemischen bzw. thermiseiren Behandlung widerstehen muss.
Wird die leitende Oberfläche nicht bis zu den beiden Rändern der Trägerbänder erstreckt und bestehen dieselben aus isolierendem 1Ia- terial, so können die in Fig. 8 und 9 mit 47 bzw. 48 bezeichneten Querstege aus Metall sein, wodurch erhöhte Stabilität des spiraligen Abseheiders erreicht wird.
Die gleiche Wirkung wie mit dem spiral- 1'örinigen Abscheider ist erzielbar mit einem Hlektrodensy stein aus dünnwandigen Metall rohren, mit je um den gewünschten Lurt- abstand verändertem Uadius, welche um schichtig am positiven bzw. negativen Pol der Spannungsquelle liegen.
Um die mechanische Stabilität des Elektrodensystems zu erhöhen, werden einzelne radiale Isolierstege in das Elektrodensystem eingebaut oder eventuell die beiden Elektrodenrohrsysteme nach dein Spritzgussverfahren hergestellt. Auch hier können nichtmetallische Trägermaterialien für die Elektroden verwendet werden, die einseitig oder beidseitig oberflächenleitend gemacht wurden.
Ein Abscheider mit einer Vielzahl parallel geschalteter Rohrsysteme ist in einer bei spielsweisen Ausführung in Fig. 10 in Vor deransicht und in Fig. 11 in horizontalem Schnitt im Grundriss dargestellt. Der Abschei- der weist zwei getrennt montierte Elektroden gruppen auf, und zwar einen runden Körper 49 aus elektrisch leitendem Material, der über seinen gesamten Quexschnitt verteilt, eine Viel zahl runder Bohrungen 50 besitzt.
Auf dem siebartig durchlöcherten Körper 49 ist ein Isolierring 51 befestigt, der die zweite Elek- trodengruppe trägt (in Fig. 11 in halb aus dem Körper 49 herausgezogener Lage ge zeichnet). Diese zweite Elektrodengruppe be= steht aus dünnen Metallstäben 52, die derart an metallischen horizontalen Haltestegen 53 und damit am Ring 51 befestigt sind, dass im fertig montierten Zustand sämtliche Metall stäbe 52 konzentrisch und axial innerhalb je einer Bohrung 50 sich befinden, dabei -von den Wandungen der Bohrungen gleichen Ab stand besitzend.
Sämtliche Metallstege 53 sind untereinander leitend verbunden und liegen am einen Pol, der leitende Körper 49 am andern Pol einer Gleichspannungsquelle, hier als Batterie 32 dargestellt. In den ein zelnen Bohrungen 50 entsteht somit zwischen den Metallstäben 52 als Innenleiter und den Wandungen der Bohrungen 50 als Aussenleiter ein elektrisches Feld, unter dessen Einfluss die vom Luftstrom, der in Richtung der Pfeile in die parallelen Rohrsysteme eintritt, mitgeführten elektrisch geladenen Fremd partikel,
quer zur Strömungsrichtung abge lenkt weiden und sich auf den Aussen- oder Innenelektroden niederschlagen. Auch bei dieser Bauform des Abscheiders kann der Körper 49 aus nichtleitendem -Material be stehen, wenn die Innenwandungen aller Bob rungen leitende Oberflächen erhalten und untereinander sowie mit einem Pol der Spannungsquelle leitend verbunden werden.
Eine andere beispielsweise Ausführung eines Abscheiders, ebenfalls aus zwei getrennt montierten Elektrodengruppen bestehend, zeigt die Fig. 12 in Vorderansicht und Fig. 13 in horizontalem Schnitt im Grund riss. Ein Rohr 54 aus Isoliermaterial ist als Abstandshalterung für je einen rückwär tigen bzw. vorderseitigen Metallring 55 bzw.
56 ausgebildet und dient gleichzeitig als äussere Ummantelung des Abscheiders. Jeder der beiden Metallringe 55 bzw. 56 trägt eine Anzahl horizontaler Metallstege 57 bzw. 58, an welchen in relativ kleinem gegenseitigem Abstand eine grosse Zahl von dünnen Metall stiften 59 bzw. 60 senkrecht befestigt ist hin, Fig. 13 ist der Ring 56 mit Querstegen 58 und Metallstiften 60 in einigem Abstand vorn Isolierrohr 51 gezeichnet).
Sowohl die Metall stege 57 und 58 wie auch die Metallstifte 59 und 60 sind gegeneinander versetzt, so dass im fertig montierten Zustand die Stifte 59 von den Stiften 60 nicht berührt werden, viel mehr jeder einzelne Stift 59 (in Fig. 12 nur als Punkt sichtbar) umgeben ist von vier par allel verlaufenden Stiften 60 in relativ ge ringem Abstand. Wird, wie in Fig. 13 schema tisch dargestellt, eine Gleichspannungsquelle, hier als Batterie 32 angedeutet, mit den Me tallringen 55 bzw. 56 verbunden, so ergibt sich im Innenraum des Isolierrohres 54 durch die ohne gegenseitige Berührung ineinander greifenden Stiftsysteme 59 bzw. 60 ein elek trisches Feld quer zur Richtung der in Pfeil richtung einströmenden Luft.
Durch dieses Feld werden vom Luftstrom mitgeführte elek trisch geladene Fremdpartikel seitlich in Richtung auf eine der Stiftelektroden abge lenkt und dort niedergeschlagen. Von Vorteil bei dieser Bauweise des Abscheiders ist die in -unmittelbarer Vmgebung der Elektroden stifte ansteigende elektrische Feldstärke so- wie die einfaehe Reinigungsniöglichlzeit durch Auseinandernehmen der beiden Elektr oden- gruppen.
Ein grundsätzlich anderes Elektroden system ist in einer beispielsweisen Ausfüh rungsform in Fig. 11 in Ansicht und in Fig. 15 in horizontalem Schnitt im Grund riss dargestellt. Das Elektrodensystem besteht hier aus einer Anzahl feinmaschiger Draht netze 61, die mit relativ kleinem gegenseiti gem Abstand isoliert hintereinander angeord net sind und von der Luft in Pfeilrichtung durchströmt werden.
Die einzelnen Draht netze 61 werden von Isolierringen 62 bzw. je einem obern und untern Deckring 63 gehal ten und besitzen seitliche Fortsätze 61 zwecks Zusammenschaltung mittels der Verbindungs leitungen 65 bzw. 66, die an der Gleichspan nungsquelle, hier durch die Batterie 31 an gedeutet, angeschlossen sind. Die Schaltung ist so gewählt, dass aufeinanderfolgende Drahtnetze jeweils verschiedene Polarität aufweisen, also ein mit der Luftströmung gleich oder entgegengesetzt gerichtetes elek trisches Feld entsteht.
Die vom Luftstrom mitgeführten elektrisch aufgeladenen Fremd partikel haben die Tendenz, entlang den hypo thetischen elektrischen Feldlinien zu wan dern, werden also je nach Polarität in Rich tung auf die positiven bzw. negativen Draht netze abgelenkt und dort niedergeschlagen. An Stelle von Drahtnetzen können auch fein gelochte Metallfolien oder ähnliche Elektro- denformen verwendet werden. Bei genügen der Feinheit der Maschen bzw. Löcher der Elektroden wird gleichzeitig bewirkt, dass gröbere Partikel nicht in den eigentliehen Elektrodenraum einzudringen vermögen, wo sie eventuell zu Kurzschlüssen führen könn ten.
Der gleiche Effekt wird erzielt durch Ausfüllung der Zwisehenräume zwischen den einzelnen Drahtnetzen mit isolierenden Faser stoffen wie Glaswolle, Seidengespinst usw.
Eine beispielsweise Ausführung des Ab gasfilters kombiniert mit dem Auspufftopf ist schematisch dargestellt in Fig. 16 im Längsschnitt und in Fig. 17 in Ansieht von der Gaseintrittsseite aus.
Die vom Motor er zeugten Abgase gelangen über das Rohr 67 in das Schalldämpf- und Druckausgleichgefäss 75, das wie üblich eine Umlenkung des Gas stromes durch eine Anzahl von Querwändeu 68 bewirkt und damit eine Schalldämpfung und einen teilweisen Ausgleich des stoss artigen Gasaustritts erzielt.
Dieser Aus gleichsraum ist abgeschlossen durch eine Lochblende 69 mit kurzem Rohrstutzen 70, der das Gas einer Verteileinrichtung zuführt, die aus mehreren konzentrisch angeordneten, trichterförmigen Führungswänden 71 be steht und den Gasstrom gleichmässig auf den Querschnitt des nachfolgenden Ionisators verteilt. Der Ionisator besteht aus einem ringförmigen Belag 25 auf der Innenwan dung des Auspufftopfes 15, bestehend aus ga,sdicht gekapselten radioaktiven Substan zen mit vorwiegender Alphaemission in Rich tung auf den vom Gas durchströmten Innen raum.
Der Gasstrom tritt hinter dem Ionisa- tor samt den von ihm mitgeführten, im Ionisator elektrisch aufgeladenen festen und flüssigen Partikeln, in den elektrostatischen Abscheiderraum 18 ein. Der Abscheider be steht hier beispielsweise gemäss Fig. 6 und 7 aus einem System paralleler Elektroden platten 36 bzw. 37, die in einem Isolierrohr 38, hier aus hitzebeständigem Material, be festigt sind.
Das runde Elektrodensystem, be stehend aus Isolierrohr 38 und Elektroden platten 36 und<B>37,</B> ist auswechselbar im Ab- scheiderraum 18 angeordnet und kann nach Abnehmen des Berührungsschutzdeckels 72 aus diesem herausgenommen werden. In dem runden Elektrodensystem sind, ähnlich wie in Fig. 7 dargestellt, alle Elektrodenplatten 36 miteinander leitend verbunden, ebenso alle Elektrodenplatten 37, und an je einem Kon takt 73 bzw. 74 angeschlossen.
Beim Einsetzen des Elektrodensystems in das Abscheider- gehäuse 18 drücken die Kontakte 73 und 74 auf entsprechende Gegenkontakte, die unter einander und vom Gehäuse durch hitze beständiges Material isoliert sind und zum Ansehluss an eine Gleichspannungsquelle, hier als Batterie 32 angedeutet, dienen.
Durch zwei starke federnde Halterungen 'i5 wird das auswechselbare Elektrodensystem im Ab- scheiclergehäuse 18 -unverrückbar und stoss sicher festgehalten. Das Gas strömt ohne merkbaren Widerstand durch das Elektroden- systein des Abscheiders, dessen elektrisches Feld die geladenen festen und flüssigen Par tikel aus dem Gasstrom in Richtung auf die Elektrodenplatten ablenkt, wo dieselben nie dergeschlagen werden und haftenbleiben.
Das derart gereinigte Gas tritt nach dem Ver lassen des Abscheiders über das Auspuffrohr 20 ins Freie.
Der Ionisator in dem vorstehend beschrie benen Abgasfilter nach Fig. 16 kann auch in anderer Weise ausgeführt sein, beispielsweise durch Einbau des radioaktiven Belages 25 auf der Innenwandung des Rohrstutzens 70. Auch eine Ionisatorbauart entsprechend der Fig. 3 kann verwendet werden, wozu die in Fig. 16 mit 69 bezeichnete Lochblende einen Längsschlitz erhält und an Stelle des runden Stutzens 70 ein rechteckiger Schacht vor gesehen wird, der an seinen Schmalseiten je einen Belag aus radioaktiven, gasdicht ge- kapselten Substanzen (in Fig. 3 mit 29 bzw.
30 bezeichnet) aufweist. Sowohl bei den rohr- förmig wie auch bei den schachtförmig aus gestalteten Ionisatoren muss gewährleistet sein, dass kein vom Gas durchströmter Raum teil gänzlich frei von radioaktiver Bestrah lung ist.. Schliesslich kann auch hier beim Ionisator für Abgase dem radioaktiv be strahlten Querschnitt ein elektrisches Feld überlagert werden, wie in den beispielsweisen Ausführungen gemäss Fig. 4 und 5.
Als Elektrodensystem im elektrostati schen Abscheider eines Abgasfilters können alle Bauformen verwendet werden, die in den Fig. 6 bis 15 in beispielsweiser Ausführung dargestellt sind. Jedoch müssen hierbei sämt liche Teile aus hitzebeständigem Material be stellen und bei der Konstruktion die bei höheren Abgastemperaturen eintretenden Aus dehnungen der Bauteile berücksichtigtwerden.
Für den Betrieb der Zuluft- und Abgas filter in der Filterapparatur nach Fig. 1 ist ein Stromversorgungsgerät 11 erforderlich, das hohe Gleichspannungen von einigen tau send Volt, aber nur sehr kleine Ströme von etwa zehn bis hundert Mikroampere liefern s muss. Eine beispielsweise Ausführung eines der artigen Stromv ersorgungsgerätes für eine sechszylindrische Brennkraftmaschine mit so genannter Batteriezündungsanlage zeigt sehe , mansch die Fig. 18.
Eine Batteriezündanlage besteht üblicherweise aus dem sogenannten Zündverteiler 76, dessen Achse 77 von der Motorwelle mit einer Drehzahl-Lintersetzung 2:1 (bei Viertaktmaschinen) angetrieben wird und eine Unterbreeherscheibe 78 sowie einen Verteilerarm 79 trägt. Die Unter- breeherseheibe besitzt sechs Nocken, deren jede pro Achsumdrehung einmal den Kon takt 80 öffnet, und zwar genau zu dem Zeit punkt, an welchem der Verteilerarm 79 auf einem der sechs Schleifkontakte 81 steht.
Der Kontakt 80 öffnet den aus Zündbatterie 82 und Primärspule 83 bestehenden Stromkreis kurzzeitig, -wodurch in der Sekundärspule 81 s als Folge der primären Stromunterbrechung Jeweils ein Spannungsstoss induziert wird, der wegen der grossen Windungszahl der Sekun- därspule 84 einige tausend Volt beträgt. Diese Zündspannungsiriipulse werden vom Vertei llerarm 79 über die Schleifkontakte 81 den einzelnen Zündkerzen der sechs Zylinder zu geführt.
Die an der Primärspule 83 liegende zerhackte Spannung der Batterie 82 wird im Stromversorgungsgerät 11 zur Erzeugung s der Betriebsspannung für die Filterappara tur reit ausgenützt. Hierzu enthält das Strom- versorgungsgerät 11 einen Hochspannungs transformator, dessen Primärspule 85 parallel zur Primärspule 83 liegt und dessen Sekun därspule 86 über einen Gleichrichter 87 den Ladekondensator 88 auflädt.
Die am Konden sator 88 sich bildende Gleichspannung wird über den Schutzwiderstand 89 und die bei den Klemmen 90 dem Zuluft- und Abgasfilter zugeführt. Der geringe Stromverbrauch bei den Filtern bewirkt nur eine sehr geringe Entladung des Kondensators 88 in den Pausen zwischen zwei Spannungsstössen, so dass auch bei stark wechselnder Unterbr#eeher- frequenz, die Gleichspannung am Kondensa- 5" tor 88 nur wenig schwankt.
An Stelle des besonderen, aus den Spuli: 85 und 86 bestehenden Hochspannungs transformators, kaiirr auch die Sekundär spule 84 verwendet werden. und der (il.eicli- 55 riehter 87 an der zum Verteilerarm 79 füh renden Leitung angeschlossen werden, wobei dann der Kondensator 88 einpolig an Masse liegt. Diese Schaltung empfiehlt sich aber nur, wenn die erforderliche Betriebsgleich spannung für die Filter der Zündspannung ungefähr entspricht.
Die beschriebene Methode der Strom;-er- sorgung einer Filterapparatur für Brenn kraftmasehinen, insbesondere für Benzin- 65 motore, aus dem primären Zündstromkreis hat den Vorteil, dass bei Stillstand des Motors keine Spannung an den Abscheiderri bzw. Ionisatoren liegt, und die Inbetriebnahme der Filterapparatur automatisch beim Anlassen ,
o der Maschine erfolgt. Bei einer genügend kleinen Ladezeitkonstante des Blockkondensa- tors 88 in Fig. 18 ist gewährleistet, dass be reits nach den ersten Un.terbreehung-en des Kontaktes 80 die volle F ilterbetriebsspaii- :5 nung vorhanden ist, also die beim Anlass- vorgang meist besonders starken Rauch beimengungen zu den Abgasen bereits im Fil ter abgeschieden \werden.
Die Betriebsspannungen für die Filter apparatur können aber auch in einem v an der Zündanlage unabhängigen St.roniver.sor- gungsgerät erzeugt werden, was beispielsweise bei Dieselmotoren erforderlich ist. Hierfür können entweder aus einer Batterie gespeiste h; Zerhaekergeräte, sogenannte Weehselrichter. oder auch elektronische Apparaturen bekann ter Bauart benützt werden, die angesichts der sehr niedrigen Stromentnabine ohne grossen technischen Aufwand realisierbar sind.
Der oa geringe Stromverbrauch ermöglicht auch die Verwendung langlebiger Hoehspannung:5, troekenbatterien, wie sie etwa bei transporta blen Funkgeräten üblich sind.