DE102005013183A1

DE102005013183A1 - Mehrstufiger raumeffizienter elektrostatischer Kollektor

Info

Publication number: DE102005013183A1
Application number: DE102005013183A
Authority: DE
Inventors: Gregory W. Cookeville Hoverson; Scott P. Stoughton Heckel
Original assignee: Fleetguard Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US7264658B1; US20050223893A1; US7112236B2

Abstract

Ein mehrstufiger, raumeffizienter elektrostatischer Kollektor reinigt einen Gasstrom, der durch diesen entlang eines Strömungswegs strömt. Der Strömungsweg weist eine erste Stufe auf, die eine erste Cornaentladungszone entlang des Strömungswegs bereitstellt und eine zweite Stufe, die eine zweite Coronaentladungszone entlang des Strömungswegs bereitstellt. Die zweite Coronaentladungszone ist entlang des Strömungswegs von der ersten Coronaentladungszone beabstandet. Ein Verfahren wird bereitgestellt zur Erhöhung der Aufenthaltsdauer des Gasstroms durch den elektrostatischen Kollektor in der Coronaentladungszone.

Description

Die Erfindung betrifft elektrostatische Kollektoren oder Abscheider, insbesondere für elektrostatische Kurbelgehäuseentlüftungen für Leckgas (Blow-By-Gas) zum Entfernen von Schwebstoffen einschließlich Öltropfen aus dem Leckgas (Blow-By-Gas), gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Erhöhung der Aufenthaltsdauer von Gas in einer Coronaentladungszone gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 25.
Elektrostatische Kollektoren oder Abscheider einschließlich solcher für elektrostatische Kurbelgehäuseentlüftungen für Dieselmotoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. In deren einfachster Ausgestaltung ist eine Hochspannungselektrode für eine Coronaentladung in der Mitte einer geerdeten Röhre oder eines Behälters angeordnet. Die geerdete Röhre oder der Behälter bildet eine ringförmige Massefläche, die eine Kollektorelektrode um die Entladungselektrode herum bereitstellt. Eine hohe Gleichspannung im Bereich einiger Tausend Volt, beispielsweise 15 kV, an der mittigen Entladungselektrode bewirkt, daß sich eine Coronaentladung in der Nähe der Entladungselektrode aufgrund der hohen elektrischen Feldstärke ausbildet. Dies erzeugt Ladungsträger, die eine Ionisation von Gas in dem Bereich zwischen der Hochspannungselektrode und der Kollektorelektrode bildet. Wenn Gas, welches Schwebstoffe enthält, durch diesen Bereich strömt, werden die Schwebstoffe durch die Ionen elektrisch geladen. Die geladenen Schwebstoffe werden dann durch das elektrische Feld elektrostatisch an der inneren Oberfläche der Kollektorröhre oder des Behälters abgeschieden.
Elektrostatische Kollektoren werden in Kurbelgehäuseentlüftungen für Dieselmotoren zum Entfernen von Schwebstoffen einschließlich Öltröpfchen aus dem Leckgas (Blow-By-Gas) verwendet, und zwar beispielsweise so, daß das Leckgas (Blow-By-Gas) in die Atmosphäre oder zu dem Frischlufteinlaß des Dieselmotors zur weiteren Verbrennung zurückgeleitet werden kann, und dadurch eine Leckgas-(Blow-By-Gas)-Rezirkulation bereitgestellt wird.

Die Elektrodenanordnung zur Erzeugung von Coronaentladungen, wie sie derzeit im Stand der Technik verwendet wird ( US 6,221,136 B1 ), weist einen Halter oder eine Spule mit einem in diagonaler Richtung gespannten Draht auf, der einen Durchmesser von ca. 0,15 mm (0,006 in) aufweist. Die Spule wird durch ei ne zentral angeordnete, sich entlang einer Achse erstreckende Trommel mit zwei ringförmigen Flanschen gebildet, die in axialer Richtung entlang der Trommel voneinander beabstandet sind und sich von der Trommel radial nach außen erstrecken. Der Draht ist einstückig ausgeführt und mehrfach zwischen den ringförmigen Flanschen hin und her gespannt, um eine Mehrzahl von Segmenten bereitzustellen, die sich zwischen den Flanschen erstrecken und axial und teilweise spiralförmig diagonal zwischen den Flanschen abgespannt sind. Das innere der Trommel ist hohl. Ein Nachteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß ein relativ großer Raum bei dieser Elektrodenanordnung ungenutzt bleibt. Daraus resultiert bei vorgegebener Baugröße ein relativ geringer Wirkungsgrad bzw. bei vorgegebenen Wirkungsgrad eine relativ hohe Baugröße.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrodenanordnung zur Erzeugung von Coronaentladungen anzugeben, bei der der vorhandene Raum effizienter genutzt wird.

Das obige Problem wird bei einer Elektrodenanordnung zur Erzeugung von Coronaentladungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Eine nebengeordnete Lösung stellt auch ein Verfahren gemäß Anspruch 25 dar. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung stellt einen kompakten, mehrstufigen, raumeffizienten elektrostatischen Kollektor bereit, d. h. es sind nunmehr zwei Coronaentladungszonen vorgesehen, die entlang des Strömungswegs des Gas voneinander beabstandet angeordnet sind. Die vorliegende Konstruktion verbessert die Nutzung des Raums in einem Gehäuse, wodurch eine Reduktion der Gehäusegröße ermöglicht wird oder ein Anstieg der Strömungsrate bei gleichbleibender Gehäusegröße. Die effektive Aufenthaltsdauer des Gases in der Coronaentladungszone wird erhöht durch eine Einbeziehung einer Coronaerzeugung und einer Teilchensammlung in einem inneren ringförmigen Kanal durch Nutzung des bisher ungenutzten inneren Hohlraums der Trommel.

Die Kundenanforderungen schreiten dahin fort, kleinere Gehäuse für Motorraumkomponenten beim Einsatz in Verbrennungsmotoren zu verwenden. Diese Kundenwünsche können besser erfüllt werden, wenn der gesamte zur Verfügung stehende Raum bis zu seiner maximalen Ausdehnung genutzt wird. Die vorliegende Erfindung verbessert nicht nur die Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raums, sondern ermöglicht auch eine verbesserte Leistung, auch bei einer kleinen, raumeffizienten Gehäusegröße. Die verbesserte Leistung wird erzielt durch eine Erhöhung der Aufenthaltsdauer der geladenen Teilchen. In bevorzugter Ausführung sind Entladungszonen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Elektrodentrommel angeordnet, wodurch die Aufenthaltsdauer erhöht wird ohne die Elektrode zu verlängern, wodurch eine längere Aufenthaltsdauer, eine höhere Effizienz der Coronaentladung und eine größere Raumeffizienz erzielt wird. Die Nutzung beider, der inneren und der äußeren Ladungs- und Sammlungsstufe erhöht die Aufenthaltsdauer spürbar durch eine Erhöhung der effektiven Länge der Elektrode und der Coronaentladungszone.

Vorzugsweise werden die beiden Coronaentladungszonen durch eine gemeinsame Coronaentladungselektrode gebildet. Die Coronaentladungselektrode ist als hohle Trommel ausgeführt, wobei eine Massefläche innerhalb der Trommel angeordnet ist und die andere Massefläche außerhalb der Trommel. Die Coronaentladungszone und die Masseflächen sind jeweils ringförmig und konzentrisch zueinander angeordnet, so daß die Coronaentladungszonen zwischen der Coronaentladungselektrode und der jeweiligen Massefläche als Ringkammern ausgebildet sind. Diese Anordnung ist besonders kompakt und ermöglicht eine optimale Nutzung des vorhandenen Raums.

In bevorzugter Ausführung strömt der Gasstrom entlang des Strömungswegs in einer ersten Strömungsrichtung durch die Coronaentladungszone und kehrt dann seine Strömungsrichtung um. Der Gasstrom strömt anschließend in einer zweiten Strömungsrichtung entlang der zweiten Coronaentladungszone. Die Richtungsumkehr beträgt vorzugsweise 180°, so daß die erste Strömungsrichtung und die zweite Strömungsrichtung parallel und entgegengesetzt zueinander gerichtet sind. Auch diese Anordnung dient einer besonders effektiven Nutzung des vorhandenen Bauraums.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines mehrstufigen, raumeffizienten elektrostatischen Kollektors in Übereinstimmung mit der Erfindung,
2 eine Explosionsansicht des Kollektors aus 1,
3 eine Schnittansicht des Kollektors aus 1.
1 zeigt einen mehrstufigen, raumeffizienten elektrostatischen Kollektor 10 zur Reinigung eines Gases, das entlang eines Strömungswegs strömt, wie durch Pfeile 12, 14 gezeigt. Der Kollektor 10 ist an einem Montagekopf 16 befestigbar, wie es in der zeitgleich eingereichten deutschen Patentanmeldung ( DE 10 2005 .........., Anwaltsakte 05.0267) gezeigt ist. Der Montagekopf 16 wird an einem Verbrennungsmotor, wie z. B. einem Dieselmotor, oder im Motorraum befestigt. Schwebstoffe, einschließlich Öltröpfchen aus dem Leckgas (Blow-By-Gas) im Fall von Abgas eines Dieselmotors, strömen in den Kollektor 10 (Pfeil 12) und verlassen diesen (Pfeile 14, 18) zur Rückführung zu dem Motor oder zur Entlüftung in die Atmosphäre. Die Schwebstoffe, einschließlich Öltröpfchen werden regelmäßig durch ein Auslaßventil 20 abgeführt, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Der Kollektor 10 weist einen äußeren Behälter 22 als Massefläche 22 auf (1 bis 3), ein inneres Rohr 24 als Massefläche 24 und eine Coronaentladungselektrode 26 dortzwischen. Der Behälter 22 ist zylindrisch ausgeführt und erstreckt sich axial entlang einer Achse 28 zwischen einem Einlaßende 30 und einem Auslaßende 32 (3). Der Behälter 22 weist eine nach innen gewandte innere Wand 34 auf, die als Kollektorelektrode ausgeführt ist. Die Coronaentladungselektrode 26 in dem Behälter 22 wird durch eine hohle Trommel 26 bereitgestellt, die sich axial entlang der Achse 28 erstreckt. Die Trommel 26 weist eine äußere Wand 36 auf, die der inneren Wand 34 des Behälters 22 zugewandt ist und definiert einen äußeren ringförmigen Strömungskanal 38 zwischen den Wänden 34, 36. Die Trommel 26 weist eine innere Wand 40 auf, die einen inneren Hohlraum 42 definiert. Die innere Massefläche 24 wird durch einen hohlen röhrenförmigen Stab 24 bereitgestellt, der sich von dem Einlaßende 30 des Behälters 22 axial in den Behälter 22 und axial in den inneren Hohlraum 42 der Trommel 26 erstreckt. Der Stab 24 weist eine äußere Wand 44 auf, die der inneren Wand 40 der Trommel 26 zugewandt ist und einen inneren ringförmigen Strömungskanal 46 dazwischen definiert. Die äußere Wand 44 des Stabs 24 bildet eine Kollektorelektrode. Der Stab 24 weist eine innere Wand 48 auf, die einen inneren Hohlraum 50 definiert, der einen Eingangsströmungskanal 50 bildet.
Zu reinigendes Gas strömt in das Einlaßventil 52, wie bei Pfeil 12 gezeigt, und strömt in einer ersten axialen Richtung nach oben (3), entlang eines ersten Strömungswegsegments 54 durch den Eingangsströmungskanal entlang des inneren Hohlraums 50 des Stabs 24, wechselt dann die Richtung und strömt in einer zweiten, entgegengesetzten axialen Richtung entlang eines zweiten Strömungswegsegments 58 durch den inneren ringförmigen Strömungskanal 46 entlang der äußeren Wand 44 des Stabs 24 und der inneren Wand 40 der Trommel 26 und wechselt wieder die Richtung, wie bei Pfeil 60 gezeigt, und strömt in der ersten axialen Richtung nach oben entlang eines dritten Strömungswegsegments 62 durch den äußeren ringförmigen Strömungskanal 38 entlang der äußeren Wand 36 der Trommel 26 und der inneren Wand 34 des Behälters 22. Der Behälter 22 ist an seinem oberen Ende durch eine elektrisch isolierende Scheibe 64 geschlossen, die eine Mehrzahl von umfänglich beabstandeten Öffnungen 66 aufweist. Das ausströmende Gas strömt durch diese in eine Kammer 68 und dann zu einem Auslaßanschluß 70 als Ausgang, wie bei Pfeil 14 gezeigt. Eine Hochspannungselektrode 72 erstreckt sich durch die Scheibe 64 und ist elektrisch mit der Trommel 26 verbunden.
In bevorzugter Ausführungsform weist die Trommel 26 eine Mehrzahl von Elementen für die Coronaentladung auf, die durch eine Mehrzahl innerer Entladungsspitzen 74 bereitgestellt werden, die sich radial nach innen in Richtung der äußeren Wand 44 des Stabs 24 in den ringförmigen Strömungskanal 46 erstrecken, so daß die inneren Entladungsspitzen 74 in das zweite Strömungswegsegment 58 hereinragen, und/oder die durch eine Mehrzahl äußerer Entladungsspitzen 76 bereitgestellt werden, die sich radial nach außen in den äußeren ringförmigen Strömungskanal 38 in Richtung der inneren Wand 34 des Behälters 22 erstrecken, so daß die äußeren Entladungsspitzen 76 in das dritte Strömungswegsegment 62 hineinragen. Die Entladungsspitzen 74, 76 sollten ausgebildet sein, wie dies in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 037 793 A1 , Anwaltsakte 04.0843 gezeigt ist.
Die Trommel 26 kann aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen, oder sie kann als Isolator ausgeführt sein und leitfähige Abschnitte an ihr entlang aufweisen, die mit den jeweiligen Spitzen verbunden sind. Der äußere ringförmige Strömungskanal 38 ist konzentrisch zu und radial außerhalb von dem inneren ringförmigen Strömungskanal 46 angeordnet. Der innere ringförmige Strömungskanal 46 ist konzentrisch zu und radial außerhalb von dem Eingangsströmungskanal 50 angeordnet. Das Gas strömt einen serpentinenförmigen Weg durch den Behälter 22, der eine erste U-förmige Biegung 56 zwischen dem ersten Strömungswegsegment 54 und dem zweiten Strömungswegsegment 58 und eine zweite U-förmige Biegung 60 zwischen dem zweiten Strömungswegsegment 58 und dem dritten Strömungswegsegment 62 einschließt.
Die offenbarte Konstruktion stellt einen mehrstufigen, raumeffizienten elektrostatischen Kollektor 10 zur Reinigung entlang eines Strömungswegs strömenden Gases bereit und beinhaltet eine erste Stufe, die durch eine erste Coronaentladungszone 46 entlang des Strömungswegs des Gases bereitgestellt wird, und eine zweite Stufe, die durch eine zweite Coronaentladungszone 38 entlang des Strömungswegs des Gases bereitgestellt wird und entlang des Strömungsweges des Gases von der ersten Coronaentladungszone 46 beabstandet ist. Der elektrostatische Kollektor 10 wird durch eine Coronaentladungselektrode 26 und zwei Masseflächen 24, 22 bereitgestellt. Die erste Coronaentladungszone 46 ist zwischen der Coronaentladungselektrode 26 und der ersten Massefläche 24 angeordnet. Die zweite Coronaentladungszone 38 ist zwischen der Coronaentladungselektrode 26 und der zweiten Massefläche 22 angeordnet. Die zweite Massefläche 22 weist den Behälter 22 auf, der sich axial entlang der Achse 28 erstreckt. Die Coronaentladungselektrode 26 weist die hohle Trommel 26 in dem Behälter 22 auf und erstreckt sich axial entlang der Achse 28. Die erste Coronaentladungszone 46 ist innerhalb der Trommel 26 angeordnet. Die zweite Coronaentladungszone 38 ist außerhalb der Trommel 26 angeordnet. Die erste Massefläche 24 ist innerhalb der Trommel 26 angeordnet. Sowohl die Coronaentladungselektrode 26 als auch die zweite Massefläche 22 sind ringförmig angeordnet.
Die erste Coronaentladungszone 46 und die zweite Coronaentladungszone 38 bilden jeweils eine Ringkammer. Die Massefläche 22 und die Coronaentladungszone 38 sowie die Coronaentladungselektrode 26 und die Coronaentladungszone 46 sind konzentrisch angeordnet. Die Coronaentladungszone 46 umgibt die Mas sefläche 24 konzentrisch. Die Coronaentladungselektrode 26 umgibt die Coronaentladungszone 46 konzentrisch. Die Coronaentladungszone 38 umgibt die Coronaentladungselektrode 26 konzentrisch. Die Massefläche 22 umgibt die Coronaentladungszone 38 konzentrisch.
Die Massefläche 24 ist ringförmig angeordnet und definiert den Eingangsströmungskanal 50 entlang des Strömungswegs des Gases bei 54. Die Massefläche 24 ist entlang des Strömungsweges des Gases von der ersten Coronaentladungszone 46 und von der zweiten Coronaentladungszone 38 beabstandet angeordnet. Die Massefläche 24 umgibt den Eingangsströmungskanal 50 konzentrisch. Der Gasstrom wechselt entlang des Strömungswegs seine Richtung bei 60 zwischen der ersten Coronaentladungszone 46 und der zweiten Coronaentladungszone 38. Hier und vorzugsweise ändert sich die Richtung um 180°. Der Gasstrom entlang des Strömungswegs strömt in einer Strömungsrichtung 58 entlang der ersten Coronaentladungszone 46 und kehrt dann die Richtung bei 60 um und strömt in einer anderen Strömungsrichtung 62 entlang der zweiten Coronaentladungszone 38. Die erste Coronaentladungszone 46 und die zweite Coronaentladungszone 38 sind zueinander konzentrisch angeordnet. Die Strömungsrichtung 62 ist parallel und entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung 58 gerichtet. Die zweite Coronaentladungszone 38 umgibt die erste Coronaentladungszone 46. Der Strömungsweg des Gases weist den Eingangsströmungskanal 50 auf, durch den Gasstrom geleitet wird, bevor das Gas durch die erste Coronaentladungszone 46 strömt. Der Eingangsströmungskanal 50 ist keine Coronaentladungszone.
Der Strömungsweg des Gases ist ein serpentinenförmiger Weg, einschließlich des Eingangsströmungskanals 50, der ersten Coronaentladungszone 46 und der zweiten Coronaentladungszone 38. Der Strömungsweg des Gases weist eine erste Strömungsumkehrzone bei 56 zwischen dem Eingangsströmungskanal 50 und der ersten Coronaentladungszone 46 und eine zweite Strömungskanalumkehrzone bei 60 zwischen der ersten Coronaentladungszone 46 und der zweiten Coronaentladungszone 38 auf. Das Gas strömt in einer ersten Strömungsrichtung 54 entlang der Eingangsströmungszone 50, kehrt dann bei 56 um und strömt in Strömungsrichtung 58 entlang der ersten Coronaentladungszone 46, kehrt dann bei 60 um und strömt in Strömungsrichtung 62 entlang der zweiten Coronaentladungszone 38. Die Strömungsrichtung 58 ist parallel und entgegengesetzt zu den Strömungsrichtungen 54 und 62 gerichtet. Der Eingangsströmungskanal 50 und die erste Coronaentladungszone 46 und die zweite Coronaentladungszone 38 sind konzentrisch angeordnet. Die zweite Coronaentladungszone 38 umgibt die erste Coronaentladungszone 46 und die erste Coronaentladungszone 46 umgibt den Eingangsströmungskanal 50.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erhöhung der Aufenthaltsdauer von Gas, das durch einen elektrostatischen Kollektor 10 strömt, in der Coronaentladungszone. Dies wird erreicht durch das Leiten des Gasstroms entlang eines Strömungswegsegments 58 durch eine erste Coronaentladungszone 46 und dann durch Leiten des Gasstroms entlang eines Strömungswegsegments 62 durch eine zweite Coronaentladungszone 38. Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Gasstrom entlang eines Strömungswegsegments 54 durch einen Eingangsströmungskanal 50 in den elektrostatischen Kollektor 10 geleitet, bevor der Gasstrom entlang des Strömungswegsegments 58 in die erste Coronaentladungszone 46 geleitet wird. Für das Verfahren wird im übrigen auf die vorherige Beschreibung des elektrostatischen Kollektors 10 verwiesen, bei der das Verfahren mit beschrieben wurde.

Claims

Elektrostatischer Kollektor zur Reinigung von Gas, wobei das Gas einen Strömungsweg in dem elektrostatischen Kollektor (10) durchströmt, wobei in dem Strömungsweg eine Coronaentladungszone (46; 38) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrostatische Kollektor (10) mehrstufig ausgeführt ist, daß eine erste Stufe eine erste Coronaentladungszone (46) entlang des Strömungswegs und eine zweite Stufe eine zweite Coronaentladungszone (38) entlang des Strömungsweges aufweist und daß die zweite Coronaentladungszone (38) von der ersten Coronaentladungszone (46) entlang des Strömungsweges beabstandet ist.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Coronaentladungselektrode (26) und zwei Masseflächen (24, 22) vorgesehen sind, daß die erste Coronaentladungszone (46) zwischen der Coronaentladungselektrode (26) und der ersten Massefläche (24) angeordnet ist und daß die zweite Coronaentladungszone (38) zwischen der Coronaentladungselektrode (26) und der zweiten Massefläche (22) angeordnet ist.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Massefläche (22) einen Behälter (22) aufweist, der sich axial entlang einer Achse (28) erstreckt, daß die Coronaentladungselektrode (26) eine hohle Trommel (26) in dem Behälter (22) aufweist, die sich axial entlang derselben Achse (28) erstreckt, und daß sich die erste Coronaentladungszone (46) innerhalb der Trommel (26) und sich die zweite Coronaentladungszone (38) außerhalb der Trommel (26) befindet.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Massefläche (24) innerhalb der Trommel (26) angeordnet ist.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Coronaentladungselektrode (26) und die zweite Massefläche (22) ringförmig angeordnet sind und daß die erste Coronaentladungszone (46) und die zweite Coronaentladungszone (38) jeweils eine Ringkammer bilden.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Massefläche (22), die zweite Coronaentladungszone (38), die Coronaentladungselektrode (26) und die erste Coronaentladungszone (46) konzentrisch angeordnet sind.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Coronaentladungszone (46) die erste Massefläche (24) konzentrisch umgibt.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Coronaentladungszone (38) die erste Coronaentladungszone (46) vorzugsweise konzentrisch umgibt.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Massefläche (24) ringförmig ausgeführt ist und einen Eingangsströmungskanal (50) entlang des Strömungswegs definiert, daß der Eingangsströmungskanal (50) entlang des Strömungswegs von der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38) beabstandet ist und daß die erste Massefläche (24) den Eingangsströmungskanal (50) konzentrisch umgibt.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg so angeordnet ist, daß der Gasstrom seine Richtung zwischen der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38) ändert.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsänderung des Gasstroms 180° beträgt.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom entlang des Strömungswegs in eine erste Strömungsrichtung entlang der ersten Coronaentladungszone (46) strömt und dann die Richtung umkehrt und in einer zweiten Strömungsrichtung entlang der zweiten Coronaentladungszone (38) strömt, daß die erste Coronaentladungszone (46) und die zweite Coronaentladungszone (38) konzentrisch zueinander angeordnet sind und daß die zweite Strömungsrichtung parallel und entgegengesetzt zu der ersten Strömungsrichtung gerichtet ist.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg einen Eingangsströmungskanal (50) aufweist, durch den das Gas strömt, bevor es durch die erste Coronaentladungszone (46) strömt.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsströmungskanal (50) keine Coronaentladungszone ist.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg ein serpentinenförmiger Weg ist, der den Eingangsströmungskanal (50), die erste Coronaentladungszone (46) und die zweite Coronaentladungszone (38) einschließt.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg eine erste Strömungsumkehrzone (56) zwischen dem Eingangsströmungskanal (50) und der ersten Coronaentladungszone (46) und eine zweite Strömungsumkehrzone (60) zwischen der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38) aufweist.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 15 und ggf. Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einer ersten Strömungsrichtung entlang des Eingangsströmungskanals (50) strömt, dann umkehrt und in einer zweiten Strömungsrichtung entlang der ersten Coronaentladungszone (46) strömt, dann umkehrt und in einer dritten Strömungsrichtung entlang der zweiten Coronaentladungszone (38) strömt, wobei die zweite Strömungsrichtung parallel und entgegengesetzt zu der ersten und zu der dritten Strömungsrichtung gerichtet ist.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsströmungskanal (50), die erste Coronaentladungszone (46) und die zweite Coronaentladungszone (38) konzentrisch angeordnet sind.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Coronaentladungszone (38) die erste Coronaentladungszone (46) umgibt und daß die erste Coronaentladungszone (46) den Eingangsströmungskanal (50) umgibt.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (22) vorgesehen ist, der sich axial entlang einer Achse (28) zwischen einem Einlaßende (30) und einem Auslaßende (32) erstreckt und eine nach innen gewandte innere Wand (34) aufweist, die eine erste Kollektorelektrode bereitstellt, daß eine Coronaentladungselektrode (26) in dem Behälter (22) vorgesehen ist, die als hohle Trommel (26) ausgeführt ist, die sich axial entlang der Achse (28) erstreckt und eine Mehrzahl von Coronaentladungselementen aufweist, wobei die Trommel (26) eine äußere Wand (36) aufweist, die der inneren Wand (34) des Behälters (22) zugewandt ist und einen äußeren Strömungskanal (38) dazwischen definiert, wobei die Trommel (26) eine innere Wand (40) aufweist, die einen inneren Hohlraum (42) definiert, daß ein hohler rohrförmiger Stab (24) vorgesehen ist, der sich von dem Einlaßende (30) des Behälters (22) axial in den Behälter und axial in den inneren Hohlraum (42) der Trommel (26) erstreckt, wobei der Stab (24) eine äußere Wand (44) aufweist, die der inneren Wand (40) der Trommel (26) zugewandt ist und einen inneren ringförmigen Strömungskanal (46) dazwischen definiert, wobei die äußere Wand (44) des Stabs (24) eine zweite Kollektorelektrode bereitstellt, wobei der Stab (24) eine innere Wand (48) aufweist, die einen inneren Hohlraum definiert, der einen Eingangsströmungskanal (50) bereitstellt, wobei zu reinigendes Gas in einer ersten axialen Richtung eines ersten Strömungswegsegments (54) durch den Eingangsströmungskanal (50) entlang des inneren Hohlraums des Stabs (24) strömt, in eine zweite entgegengesetzte axiale Richtung entlang eines zweiten Strömungswegsegments (58) durch den inneren ringförmigen Strömungskanal (46) entlang der äußeren Wand (44) des Stabs (24) und der inneren Wand (40) der Trommel (26) strömt, dann in der ersten axialen Richtung entlang eines dritten Strömungswegsegments durch den äußeren Strömungskanal entlang der äußeren Wand (36) der Trommel (26) und der inneren Wand (34) des Behälters (22) strömt.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Coronaentladungselemente eine Mehrzahl innerer Entladungsspitzen (74) aufweisen, die sich radial nach innen in den inneren ringförmigen Strömungskanal (46) in Richtung der äußeren Wand (44) des Stabs (24) erstrecken, so daß sich die inneren Entladungsspitzen (74) in das zweite Strömungswegsegment (58) erstrecken.
Elektrostatischer Kollektor nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Coronaentladungselemente eine Mehrzahl äußerer Entladungsspitzen (76) aufweisen, die sich radial nach außen in den äußeren ringförmigen Strömungskanal (38) in Richtung der inneren Wand (40) des Behälters (22) erstrecken, so daß sich die äußeren Entladungsspitzen (76) in das dritte Strömungswegsegment (62) erstrecken.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere ringförmige Strömungskanal (38) konzentrisch zu und radial außerhalb des inneren ringförmigen Strömungskanals (46) angeordnet ist und daß der innere ringförmige Strömungskanal (46) konzentrisch und radial außerhalb des Eingangsströmungskanals (50) angeordnet ist.
Elektrostatischer Kollektor nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einem serpentinenförmigen Strömungsweg durch den Behälter (22) strömt, einschließlich einer ersten U-förmigen Biegung (56) zwischen den ersten und zweiten Strömungswegsegmenten (54, 58) und einer zweiten U-förmigen Biegung (60) zwischen den zweiten und dritten Strömungswegsegmenten (58, 62).
Verfahren zur Erhöhung der Aufenthaltsdauer von Gas, das durch einen elektrostatischen Kollektor (10) strömt, in einer Coronaentladungszone, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch eine erste Coronaentladungszone (46) in dem elektrostatischen Kollektor (10) geleitet wird und anschließend durch eine zweite Coronaentladungszone (38) in dem elektrostatischen Kollektor (10) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Gasstroms zwischen der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38) gewechselt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung zwischen der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38) um 180° gewechselt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einer ersten Strömungsrichtung entlang der ersten Coronaentladungszone (46) geleitet wird, dann umkehrt und in einer zweiten Strömungsrichtung entlang der zweiten Coronaentladungszone (38) geleitet wird, wobei die erste (46) und die zweite (38) Coronaentladungszone zueinander konzentrisch angeordnet sind und die zweite Strömungsrichtung parallel und entgegengesetzt zu der ersten Strömungsrichtung gerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite (38) Coronaentladungszone die erste (46) Coronaentladungszone umgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom entlang eines Eingangsströmungskanals (50) in den elektrostatischen Kollektor (10) geleitet wird, bevor der Gasstrom entlang der ersten Coronaentladungszone (46) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsströmungskanal (50) keine Coronaentladungszone ist.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einem serpentinenförmigen Strömungsweg durch den elektrostatischen Kollektor (10) geleitet wird, einschließlich des Eingangsströmungskanals (50), der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38).
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Strömungsumkehr zwischen dem Eingangsströmungskanal (50) und der zweiten Coronaentladungszone (38) durchgeführt wird und daß eine zweite Strömungsumkehr zwischen der ersten Coronaentladungszone (46) und der zweiten Coronaentladungszone (38) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einer ersten Strömungsrichtung entlang des Eingangsströmungskanals (50) geleitet wird, dann umkehrt und der Gasstrom in einer zweiten Strömungsrichtung entlang der ersten Coronaentladungszone (46) geleitet wird, dann umkehrt und der Gasstrom in einer dritten Strömungsrichtung entlang der zweiten Coronaentladungszone (38) geleitet wird, wobei die zweite Strömungsrichtung parallel und entgegengesetzt zu der ersten und der dritten Strömungsrichtung gerichtet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsströmungskanal (50), die erste Coronaentladungszone (46) und die zweite Coronaentladungszone (38) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Coronaentladungszone (38) die erste Coronaentladungszone (46) umgibt und daß die erste Coronaentladungszone (46) den Eingangsströmungskanal (50) umgibt.