EP1165242B1 - Elektro-abscheidevorrichtung - Google Patents

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EP1165242B1
EP1165242B1 EP00916746A EP00916746A EP1165242B1 EP 1165242 B1 EP1165242 B1 EP 1165242B1 EP 00916746 A EP00916746 A EP 00916746A EP 00916746 A EP00916746 A EP 00916746A EP 1165242 B1 EP1165242 B1 EP 1165242B1
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EP
European Patent Office
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electrodes
plastic
electrical
electrode holder
contact surface
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Heiko Schumann
Stephan Ahlborn
Harald Blomerius
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Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
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Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0466—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with electrostatic means

Definitions

  • the invention relates to an electrical separator.
  • the invention is based, if possible inexpensive manufacture, reliable operation and little Space-consuming construction of the separator support.
  • the invention proposes instead of in High voltage range commonly used ceramic Insulation to use a plastic component which the electrodes itself and the contact surface which connects the electrodes to an electrical lead are, which within this plastic component electrical connection lines between the contact surface and the electrodes are arranged.
  • plastic as an insulator makes it an excellent Vibration resistance ensured. It can also the plastic component with its vibration-damping properties the life of the possibly vibration sensitive Extend electrodes.
  • the plastic component can be injection molded, the rest Components are encapsulated using this plastic can. So, on the one hand, there is a rational production of the whole Assembly allows, in particular a complex Assembly of electrodes, contact surface and the in between existing electrical connection lines are eliminated can, and on the other hand is a particularly space-saving design of the assembly possible, since the encapsulation of the above Components allows a more space-saving arrangement as if set to mount on the electrode holder would.
  • Electrodes can also be particularly advantageous be designed as a one-piece component, for example in injection molding or die casting.
  • the electrodes are interconnected and form a one-piece component, which also forms the contact surface to which the electrical supply line can be connected.
  • the electrodes are made of Plastic. If these electrodes in the input mentioned plastic component are embedded, results from Similar material properties (e.g. coefficient of thermal expansion) optimal low-stress behavior of the Overall created assembly, so that its reliability and susceptibility to interference is further improved.
  • a design of the electrodes made of plastic is surprisingly possible because the functionality of the Electro-separator on the electrical conductivity of the electrodes based and even conductive plastics generally regarded as unfavorable, comparatively high Have resistance to metallic materials. In view of the low currents, this plays comparatively higher resistance of plastic electrodes but not functionally relevant Role, so that good separation performance also such a configuration of the electrodes made of plastic ensured can be.
  • the electrodes, their connecting lines and the contact surface is designed as a one-piece workpiece are a particularly inexpensive manufacture of this Workpiece possible in plastic injection molding, so that the electrical separator both in terms of its manufacturing costs as well as in terms of its operating behavior is inexpensive.
  • Electrode holder 1 denotes an electrode holder in general.
  • the Electrode holder 1 is made of plastic, it has four holes 2, with the help of which the electrode holder is attached can be, for example in an oil mist-containing component, so that the electrode holder 1 shown for the deposition of Oil, for example in crankcase ventilation in internal combustion engines can be used so that the separated oil particles are returned to the engine in an environmentally friendly manner can be.
  • three electrodes 3 are provided, which as Two-stage spray electrodes are designed: These spray electrodes each have a corona area 4, which with a is designed needle-like small diameter and a electrostatically effective area 5, on the other hand, considerably larger diameter.
  • the electrostatic effective areas 5 of the electrodes 3 are hollow. These areas of the electrodes 3 consist of an electrical conductive plastic, in the tips of these areas 5 metallic needles are used, the corona areas 4th form the electrodes 3.
  • a total of three electrodes 3 are provided, these are connected to each other by a curved ring line 6, and furthermore the electrodes 3 and the ring line 6 in one piece are formed by an injection molded part.
  • the Ring line 6 Opposite the Ring line 6 is this component made of electrically conductive Plastic extended radially outwards. In this outer area the component forms a contact surface 7, which is used for contacting an electrical supply line.
  • the electrode holder 1 is also made of plastic, however Made of an electrically insulating plastic, with which the electrode assembly is encapsulated. Overall, the illustrated Assembly are therefore handled in one piece and enables quick assembly of an electrical separator.
  • the electrode holder 1 In the field of Contact surface 7, the electrode holder 1 has a recess 8 on, which is designed in two stages and the electrical supply including their insulation can take, with the Attaching this electrical insulation to the electrode holder 1 is not discussed in more detail here. Possibly can on the surrounding the recess 8, from the electrode holder 1 sleeve formed a locking surface to be provided the electrical insulation by means of a snap or snap connection to attach to the electrode holder 1 and the electrical Ensure contacting of the contact surface 7.
  • the material of the electrode holder 1 be configured in two components to both the intended To have insulation properties as well as the desired Dimensional stability.
  • the material of the electrode holder 1 may not be provided a single material around the electrically conductive components spray around, but the electrically conductive components adjacent to use a first material for the electrode holder 1 and surrounding this material a second material, which forms the outer contour of the electrode holder 1.
  • the injection molded, electrically conductive components 6 and 7 are not made of a conductive Plastic, but from metal.
  • the electrode holder made of plastic can also have other functions, such as Admission of seals, for admission of fasteners and the same.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Elektro-Abscheidevorrichtung.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 197 01 463 C1 bekannt. In der US-4669671 A wird ebenfalls eine Elektro-Abscheidevorrichtung offenbart.
Eine Elektro-Abscheidevorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird in der EP 0 321 419 A2 offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst preiswerte Herstellung, zuverlässige Funktionsweise und wenig Platz beanspruchende Bauweise der Abscheidevorrichtung zu unterstützen.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Elektro-Abscheidevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, statt der im Hochspannungsbereich üblicherweise verwendeten keramischen Isolierung ein Kunststoffbauteil zu verwenden, welches die Elektroden selbst aufnimmt sowie die Kontaktfläche, über welche die Elektroden an eine elektrische Zuleitung anschließbar sind, wobei innerhalb dieses Kunststoffbauteiles auch die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen der Kontaktfläche und den Elektroden angeordnet sind.
Durch die Verwendung von Kunststoff als Isolator wird eine hervorragende Schwingungsfestigkeit sichergestellt. Zudem kann das Kunststoffbauteil mit seinen schwingungsdämpfenden Eigenschaften die Lebensdauer der möglicherweise schwingungsempfindlichen Elektroden verlängern. Das Kunststoffbauteil kann im Spritzgußverfahren hergestellt sein, wobei die übrigen Komponenten mit Hilfe dieses Kunststoffes umspritzt werden können. So ist einerseits eine rationelle Fertigung der gesamten Baugruppe ermöglicht, bei der insbesondere eine aufwendige Montage von Elektroden, Kontaktfläche und der dazwischen vorhandenen elektrischen Verbindungsleitungen entfallen kann, und andererseits ist eine besonders platzsparende Ausgestaltung der Baugruppe möglich, da das Umspritzen der genannten Komponenten eine platzsparendere Anordnung ermöglicht als wenn sie am Elektrodenhalter montierbar festgelegt wären.
Besonders vorteilhaft können auch diese Komponenten ebenfalls als einstückiges Bauteil ausgestaltet sein, beispielsweise im Spritzguß oder im Druckguß. In diesem Fall sind die Elektroden untereinander verbunden und bilden ein einteiliges Bauteil, welches zudem auch die Kontaktfläche ausbildet, an welche die elektrische Zuleitung angeschlossen werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Elektroden aus Kunststoff bestehen. Wenn diese Elektroden in das eingangs erwähnte Kunststoffbauteil eingebettet werden, ergibt sich aufgrund ähnlicher Materialeigenschaften (z. B. Wärmeausdehnungskoeffizient) ein optimal spannungsarmes Verhalten der insgesamt geschaffenen Baugruppe, so daß deren Funktionssicherheit und Störungsunanfälligkeit weiter verbessert wird. Eine Ausgestaltung der Elektroden aus Kunststoff ist überraschenderweise möglich, da zwar die Funktionsweise des Elektroabscheiders auf der elektrischen Leitfähigkeit der Elektroden basiert und selbst leitfähig eingestellte Kunststoffe einen allgemein als ungünstig betrachteten, vergleichsweise hohen Widerstand gegenüber metallischen Werkstoffen aufweisen. Angesichts der geringen Ströme spielt dieser vergleichsweise höhere Widerstand von Kunststoffelektroden jedoch keine funktionsrelevante Rolle, so daß gute Abscheideleistungen auch bei einer derartigen Ausgestaltung der Elektroden aus Kunststoff sichergestellt werden können.
Insbesondere wenn die Elektroden, deren Verbindungsleitungen und die Kontaktfläche als insgesamt einteiliges Werkstück ausgestaltet sind, ist eine besonders preisgünstige Herstellung dieses Werkstückes im Kunststoff-Spritzverfahren möglich, so daß der Elektroabscheider sowohl hinsichtlich seiner Herstellungskosten als auch hinsichtlich seines Betriebsverhaltens besonders günstig ausgestaltet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1
eine schematische, perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäß ausgestalteten, mit Sprühelektroden versehenen Elektrodenhalter eines Elektroabscheiders, und
Fig. 2
einen Vertikalschnitt durch den Elektrodenhalter von Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 allgemein ein Elektrodenhalter bezeichnet. Der Elektrodenhalter 1 besteht aus Kunststoff, er weist vier Bohrungen 2 auf, mit deren Hilfe der Elektrodenhalter angebracht werden kann, beispielsweise in einem ölnebelhaltigen Bauteil, so daß der dargestellte Elektrodenhalter 1 zur Abscheidung von Öl, beispielsweise bei der Kurbelgehäuseentlüftung bei Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden kann, so daß die abgeschiedenen Ölpartikel umweltentlastend in den Motor rückgeführt werden können.
Zu diesem Zweck sind drei Elektroden 3 vorgesehen, die als zweistufige Sprühelektroden ausgestaltet sind: Diese Sprühelektroden weisen jeweils einen Koronabereich 4 auf, der mit einem nadelartig geringen Durchmesser ausgestaltet ist sowie einen elektrostatisch wirksamen Bereich 5 mit demgegenüber erheblich größerem Durchmesser.
Insbesondere aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die elektrostatisch wirksamen Bereiche 5 der Elektroden 3 hohl ausgestaltet sind. Diese Bereiche der Elektroden 3 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff, wobei in die Spitzen dieser Bereiche 5 metallische Nadeln eingesetzt sind, die die Koronabereiche 4 der Elektroden 3 bilden.
Insgesamt sind drei Elektroden 3 vorgesehen, wobei diese durch eine gebogene Ringleitung 6 miteinander verbunden sind, und wobei weiterhin die Elektroden 3 und die Ringleitung 6 einteilig durch ein Spritzgußteil ausgebildet sind. Gegenüber der Ringleitung 6 ist dieses Bauteil aus elektrisch leitfähigem Kunststoff radial nach außen verlängert. In diesem äußeren Bereich bildet das Bauteil eine Kontaktfläche 7 aus, die zur Kontaktierung einer elektrischen Zuleitung dient.
Der Elektrodenhalter 1 besteht ebenfalls aus Kunststoff, jedoch aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, mit dem die Elektrodenbaugruppe umspritzt ist. Insgesamt kann die dargestellte Baugruppe daher einstückig gehandhabt werden und ermöglicht eine schnelle Montage eines Elektroabscheiders. Im Bereich der Kontaktfläche 7 weist der Elektrodenhalter 1 eine Ausnehmung 8 auf, die zweistufig ausgestaltet ist und die die elektrische Zuleitung samt deren Isolierung aufnehmen kann, wobei auf die Befestigung dieser elektrischen Isolierung an dem Elektrodenhalter 1 hier nicht näher eingegangen wird. Gegebenenfalls kann an der die Ausnehmung 8 umgebenden, vom Elektrodenhalter 1 gebildeten Hülse eine Rastfläche vorgesehen sein, um die elektrische Isolierung mittels einer Rast- oder Schnappverbindung am Elektrodenhalter 1 zu befestigen und die elektrische Kontaktierung der Kontaktfläche 7 sicherzustellen.
Dadurch, daß die gesamte dargestellte Baugruppe nahezu vollständig aus Kunststoff besteht (bis auf die Nadeln der Koronabereiche 4), ist ein besonders schwingungsresistentes Bauteil geschaffen, welches einen zuverlässigen Betrieb des Elektroabscheiders auch unter Bedingungen sicherstellt, wie sie bei einem Verbrennungsmotor auftreten.
Gegebenenfalls kann das Material des Elektrodenhalters 1 zweikomponentig ausgestaltet sein, um sowohl die vorgesehenen Isoliereigenschaften aufzuweisen als auch die gewünschte Formbeständigkeit. Gegebenenfalls kann in Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles vorgesehen sein, nicht einen einzigen Werkstoff um die elektrisch leitfähigen Bauteile herumzuspritzen, sondern den elektrisch leitfähigen Bauteilen anliegend ein erstes Material für den Elektrodenhalter 1 zu verwenden und dieses Material umgebend ein zweites Material, welches die äußere Kontur des Elektrodenhalters 1 ausbildet.
Weiterhin kann in Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles vorgesehen sein, die spritztechnisch hergestellten, elektrisch leitfähigen Bauteile 6 und 7 nicht aus einem leitfähigen Kunststoff, sondern aus Metall herzustellen.
Besonders vorteilhaft ist bei dem neuerungsgemäßen Elektroabscheider, daß der aus Kunststoff gebildete Elektrodenhalter auch weitere Funktionen aufweisen kann, wie beispielsweise zur Aufnahme von Dichtungen, zur Aufnahme von Befestigungsmitteln und dergleichen.

Claims (3)

  1. Elektro-Abscheidevorrichtung,
    mit zwei oder mehr Sprühelektroden, die an eine gemeinsame elektrische Zuleitung anschließbar sind,
    und mit einem elektrisch isolierenden Elektrodenhalter aus Kunststoff,
    wobei der Elektrodenhalter die Elektroden sowie deren elektrische Verbindungen bis einschließlich einer Kontaktfläche für den Anschluß an die elektrische Zuleitung aufnimmt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3) aus Kunststoff bestehen
    und einen nadelartigen, als Koronabereich (4) bezeichneten Bereich zur Erzeugung einer Korona aufweisen.
  2. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3) mitsamt einer die Elektroden (3) elektrisch verbindenden Verbindungsleitung (6) als einteiliges Bauteil ausgestaltet sind, welches auch die Kontaktfläche (7) bildet.
  3. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Koronabereich (4) durch eine metallische Nadel gebildet ist.
EP00916746A 1999-03-23 2000-02-10 Elektro-abscheidevorrichtung Expired - Lifetime EP1165242B1 (de)

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