[go: up one dir, main page]

SE505437C2 - Apparatus for reducing the amount of particulate matter in an exhaust pipe - Google Patents

Apparatus for reducing the amount of particulate matter in an exhaust pipe

Info

Publication number
SE505437C2
SE505437C2 SE9000483A SE9000483A SE505437C2 SE 505437 C2 SE505437 C2 SE 505437C2 SE 9000483 A SE9000483 A SE 9000483A SE 9000483 A SE9000483 A SE 9000483A SE 505437 C2 SE505437 C2 SE 505437C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
conductors
pipe
cross
sectional area
exhaust
Prior art date
Application number
SE9000483A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9000483D0 (en
SE9000483L (en
Inventor
Angelo Colletta
Giampaolo Giromella
Medardo Pinti
Original Assignee
Sviluppo Materiali Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sviluppo Materiali Spa filed Critical Sviluppo Materiali Spa
Publication of SE9000483D0 publication Critical patent/SE9000483D0/en
Publication of SE9000483L publication Critical patent/SE9000483L/en
Publication of SE505437C2 publication Critical patent/SE505437C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/01Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust by means of electric or electrostatic separators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/05Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of air, e.g. by mixing exhaust with air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/38Arrangements for igniting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/063Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating electric heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2270/00Mixing air with exhaust gases
    • F01N2270/04Mixing air with exhaust gases for afterburning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

The particulate removal device comprises a two-pole high-voltage generator and a number of conductors alternately connected to one or other of the poles. The conductors each consist of a conductive metal grid arranged inside the pipe perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gases. The ratio between the cross-sectional area of each grid and that of the pipe cross-section is pref. less than 50% and more than 10% and pref. less than 35% to provide a good balance between not unduly obstructing the cross-section of the pipe while having an adequate area covered by the electric discharge. Alternatively, the conductors can consist of grids and/or plates and/or wires, e.g. arranged to form flats or tubes, set parallel to the general direction of flow of the exhaust gases. The conductors may have points protruding at right angles from their surface. The voltage supply to the conductors is preferably such as to provide an electric field between 50 and 98% of that which would cause a discharge in the gas at the operating temperature and under the relevant working conditions. A valved conduit or line and a pipe introduces air into the pipe and is controlled using a probe which analyses the exhaust gas and transmits the results to a microprocessor which controls a pump and a valve for introducing the desired quantity of air into the pipe upstream of the conductors.

Description

505 437 -bränsleförhållandet fixerat till omkring vissa värden, som 2 gör det svårt att undvika emissionen av partikelformiga mate- rial. 505 437 -fuel ratio fixed to around certain values, which 2 makes it difficult to avoid the emission of particulate matter.

Fenomenet är speciellt uppenbart för iakttagare ifråga om for- donsdieselmotorer, som anklagas för att orsaka kraftig miljö- förorening och allvarligt skada allmänhetens hälsa.The phenomenon is particularly obvious to observers in the case of vehicle diesel engines, which are accused of causing severe environmental pollution and seriously damaging public health.

Allmänt talat är dessa beskyllningar grundlösa. Jämfört med bensinmotorer avger i själva verket dieselmotorer från fyra till sex gånger mindre mängd kolmonoxid (som är ett kraftigt gift, eftersom det blockerar blodets syreutbyte), cirka halva mängden av oförbrända kolväten (som är i hög grad karcinogena) och cirka halva mängden av kväveoxider (som tillhör ämnen som är ansvariga för surt regn). Dieselmotorer avger emellertid ungefär fyrtio gånger mer kolpartiklar (som på lång sikt kan orsaka bronkit och andra bröst- eller lungbesvär) liksom sva- veloxider (som även är ansvariga för surt regn men som skulle kunna elimineras om dieselbränslet avsvavlades, såsom göres med bensin).Generally speaking, these accusations are unfounded. Compared to gasoline engines, diesel engines actually emit from four to six times less carbon monoxide (which is a powerful poison because it blocks blood oxygen exchange), about half the amount of unburned hydrocarbons (which are highly carcinogenic) and about half the amount of nitrogen oxides. (belonging to substances responsible for acid rain). However, diesel engines emit about forty times more carbon particles (which in the long run can cause bronchitis and other chest or lung problems) as well as sulfur oxides (which are also responsible for acid rain but which could be eliminated if the diesel fuel was desulfurized, as is done with petrol).

Det bör även observeras att sot adsorberar oförbrända kolväten och sålunda verkar såsom en bärare för dessa karcinogena ämnen.It should also be noted that soot adsorbs unburned hydrocarbons and thus acts as a carrier for these carcinogenic substances.

Såsom sammanfattning är det icke något tvivel att sot som emitteras vid förbränningen av gasolja, brännolja och liknande är extremt obehagligt och att sådana emissioner därför bör elimineras eller åtminstone i hög grad minskas.In summary, there is no doubt that soot emitted during the combustion of gas oil, fuel oil and the like is extremely unpleasant and that such emissions should therefore be eliminated or at least greatly reduced.

En viss minskning av det partikelformiga material som orsakas av förbränningen av kolväten kan åstadkommas genom justering av förbränningen med elektroniska medel. Denna justering kom- mer emellertid endast att minska mängden partikelformigt mate- rial med cirka 20 %, vilket icke är tillräckligt för en stor mångfald tillämpningar. Många försök har sålunda gjorts att lösa detta problem.Some reduction in the particulate matter caused by the combustion of hydrocarbons can be achieved by adjusting the combustion by electronic means. However, this adjustment will only reduce the amount of particulate matter by about 20%, which is not sufficient for a large variety of applications. Many attempts have thus been made to solve this problem.

BNSDOCID: BNSÛXID 3 505 437 En mångfald patent (t.ex. J63-232817, EP 283240 och 114696, US 4622810, 4604868 och 4571938, etc.) utnyttjar keramiska filter av olika utformningar, som mekaniskt infångar de partikelfor- miga materialen och periodiskt regenereras, exempelvis genom förbränning med användning av heta gaser som produceras av en speciell brännare eller med en ström av förvärmd luft. Filt- ret är även ofta impregnerat med en katalysator, vanligen pla- tina, för att underlätta förbränning.BNSDOCID: BNSOXIDE 3 505 437 A variety of patents (eg J63-232817, EP 283240 and 114696, US 4622810, 4604868 and 4571938, etc.) utilize ceramic filters of various designs, which mechanically capture the particulate materials and periodically regenerated, for example by combustion using hot gases produced by a special burner or with a stream of preheated air. The filter is also often impregnated with a catalyst, usually platinum, to facilitate combustion.

På detta sätt minskas mängden partikelformigt material kraf- tigt. Komplexiteten hos hittills använda lösningar, kostnaden för och ömtåligheten hos de keramiska filtren samt kostnaden för och förstöringen av katalysatorerna (på grund av exempel- vis förgiftning) har hittills gjort användningen av sådana filter oekonomisk, i synnerhet för fordon.In this way, the amount of particulate matter is greatly reduced. The complexity of the solutions used so far, the cost and fragility of the ceramic filters and the cost and destruction of the catalysts (due to poisoning, for example) have so far made the use of such filters uneconomical, especially for vehicles.

US-patentet 4741746 föreslår användning av en elektrostatisk utskiljningsanordning med koronaeffekt för utskiljning av kol- partiklar från dieselavgaser.U.S. Patent 4,741,1746 proposes the use of an electrostatic precipitating device with corona power for separating carbon particles from diesel exhaust gases.

US-patentet 4587808, som även avser dieselmotorer, avser användning av en molekylär dissociator som, med en laddning av upp till 150 kV, orsakar dissociering av CO, C02 och NOx-mole- kyler och oförbrända kolväten till de ingående kemiska elemen- ten och efterföljande avlägsnande av kolpartiklarna som bildas på detta sätt, liksom de som redan närvarar i avgasen, med hjälp av en elektrostatisk separator och en cyklon.U.S. Patent 4,587,808, which also relates to diesel engines, relates to the use of a molecular dissociator which, with a charge of up to 150 kV, causes dissociation of CO, CO 2 and NOx molecules and unburned hydrocarbons into the constituent chemical elements and subsequent removal of the carbon particles thus formed, as well as those already present in the exhaust gas, by means of an electrostatic separator and a cyclone.

Vid 1987 Paris Meeting on Air Pollution Caused by Transport rapporterades emellertid att när för industrin utvecklade sys- tem installeras i bilar, är deras verksamhetsgrad tveksam (liksom i fallet med cykloner) eller deras storlek alltför stor och deras komplexitet ett hinder (elektrostatiska separa- torer). (Se Pollution Atmospherigue, Special Number, december 1987, sid. 268-285).However, at the 1987 Paris Meeting on Air Pollution Caused by Transport, it was reported that when systems developed for industry are installed in cars, their efficiency is questionable (as in the case of cyclones) or their size is too large and their complexity an obstacle (electrostatic separators ). (See Pollution Atmospherigue, Special Number, December 1987, pp. 268-285).

Av det föregående är det uppenbart att vid tillämpning i begränsad storlek (såsom dieselmotorer för bilar, etc. eller öO5-i37C2 l > 505 457 hemupphettningsanläggningar) är de tekniska och ekonomiska 4 problem som är förenade med minskning av halten av partikel- formigt material i gaser härrörande från förbränning av kol- väten långt ifrån lösta. Ändamålet med denna uppfinning är att eliminera de olägenheter som är förenade med existerande system för avlägsnande av par- tikelformigt material genom att tillhandahålla en enkel, pris- billig och kompakt anordning för minskning av emissionen av partikelformigt material i gaser härrörande från förbränning av kolväten.From the foregoing, it is apparent that in use of limited size (such as diesel engines for automobiles, etc., or home heating systems), the technical and economic problems associated with reducing the particulate matter content in gases resulting from the combustion of hydrocarbons far from dissolved. The object of this invention is to eliminate the inconveniences associated with existing systems for removing particulate matter by providing a simple, inexpensive and compact device for reducing the emission of particulate matter in gases resulting from the combustion of hydrocarbons.

Enligt denna uppfinning införes i ett avgasrör, genom vilket förbränningsprodukterna av kolväten strömmar, en anordning för avlägsnande av partikelformigt material, som kännetecknas av följande delar: - Tvåpolig högvoltsgenerator - Ett flertal ledare anslutna alternerande till den ena eller den andra av polerna - Organ för införande av luft i röret uppströms i förhållande till ledarna - Medel för reglering av organen för införing av luft.According to this invention, in an exhaust pipe, through which the combustion products of hydrocarbons flow, a device for removing particulate matter is introduced, which is characterized by the following parts: - Two-pole high-voltage generator - A plurality of conductors connected alternately to one or the other of the poles - Means for insertion of air in the pipe upstream of the conductors - Means for regulating the means for introducing air.

Dessa ledare utgöres var och en av ett ledande metallgaller inuti röret anordnat vinkelrätt mot den allmänna eller huvud- sakliga strömningsriktningen för avgaserna.These conductors each consist of a conductive metal grid inside the tube arranged perpendicular to the general or main flow direction of the exhaust gases.

Storleken av gallret (eller det procentuella förhållandet av den totala tvärsektionsarean hos trådarna eller strängarna som bildar gallret i förhållande till tvärsektionen av röret) måste vara mindre än 50 % och företrädesvis mindre än 35 % men mer än 10 %.The size of the grid (or the percentage ratio of the total cross-sectional area of the wires or strands forming the grid to the cross-section of the tube) must be less than 50% and preferably less than 35% but more than 10%.

Dessa värden bestämmes av behovet av god balans mellan kravet att icke alltför kraftigt störa eller igensätta rörets tvär- sektion, med bibehållande av en tillräcklig area som är täckt av den elektriska urladdningen.These values are determined by the need for a good balance between the requirement not to disturb too much or clog the cross section of the pipe, while maintaining a sufficient area covered by the electrical discharge.

BNsDoc|D: BNSÛCCID 505 437 Alternativt kan ledarna utgöras av galler och/eller plåtar och/eller trådar, arrangerade så att de bildar flata skivor eller rör parallella med den allmänna strömningsriktningen hos avgaserna.BNsDoc | D: BNSÛCCID 505 437 Alternatively, the conductors may be grids and / or plates and / or wires, arranged to form flat disks or pipes parallel to the general flow direction of the exhaust gases.

I detta fall kan det utrymme som upptages av dessa ledare, enligt definitionen ovan, vara mindre än 35 % och mer än 4 %, under det att gallret och/eller plåtarna och/eller trådarna kan förlöpa parallellt med axeln hos röret utmed en längd av upp till tio gånger rördiametern. I båda dessa utföringsfor- mer kan ledarna ha punkter eller spetsar som skjuter ut i rät vinkel från deras yta.In this case, the space occupied by these conductors, as defined above, may be less than 35% and more than 4%, while the grid and / or plates and / or wires may extend parallel to the axis of the tube along a length of up to ten times the pipe diameter. In both of these embodiments, the conductors may have points or tips projecting at right angles from their surface.

Spänningstillförseln till ledarna måste vara sådan, att den ger ett elektriskt fält av mellan 50 och 98 % av det som skulle orsaka en urladdning i gasen vid arbetstemperaturen och under de relevanta arbetsbetingelserna.The voltage supply to the conductors must be such that it provides an electric field of between 50 and 98% of that which would cause a discharge in the gas at the operating temperature and under the relevant operating conditions.

Medlen för införande av luft i röret utgöres av en ventilför- sedd ledning och ett rör.The means for introducing air into the pipe consist of a valve fitted with a valve and a pipe.

Medlen för reglering av organen för införande av luft utgöres av en sond, som analyserar avgasen och överför resultaten till en mikroprocessor, som reglerar pumpen och ventilen för infö- rande av den önskade mängden luft i röret uppströms i förhål- lande till ledarna.The means for regulating the means for introducing air consist of a probe, which analyzes the exhaust gas and transmits the results to a microprocessor, which regulates the pump and the valve for introducing the desired amount of air into the pipe upstream in relation to the conductors.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas mer detalje- rat under hänvisning till den bifogade ritningen, som åskåd- liggör uppfinningen endast såsom ett exempel och på intet sätt begränsar ändamålet med och omfånget av uppfinningen: - Fig. 1 visar en allmän schematisk anläggningsutformning.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which illustrates the invention only as an example and in no way limits the object and scope of the invention: Fig. 1 shows a general schematic plant design.

- Fig. 2 visar en tvärsektion genom en utföringsform, enligt vilken ledarna är anordnade parallella med den allmänna riktningen av gasflödet.Fig. 2 shows a cross section through an embodiment, according to which the conductors are arranged parallel to the general direction of the gas flow.

- Fig. 3 är en perspektivvy i sektion av en utföringsform, i vilken ledarna är anordnade vinzelrätt mot gasflödets huvud- riktning. 5Û5K37C2 I :» 505 437 6 Såsom visas på fig. l är en kanal 2 anordnad i ett rör l som leder avgas. Denna kanal är fullständig med ledare (icke visade) anslutna via kablar 4 och 5 till en spänningsgenerator 3. En mikroprocessor 9 bearbetar signalerna avseende samman- sättningen av gasen som analyseras med sonden 6 och reglerar ventilen 8 i ledningen 7, som är ansluten till kanalen 2, för tillföring till den sistnämnda av den önskade mängden luft, som tillföres genom en pump 10.Fig. 3 is a perspective view in section of an embodiment, in which the conductors are arranged perpendicular to the main direction of the gas flow. 5Û5K37C2 I: »505 437 6 As shown in Fig. 1, a duct 2 is arranged in a pipe 1 which conducts exhaust gas. This channel is complete with conductors (not shown) connected via cables 4 and 5 to a voltage generator 3. A microprocessor 9 processes the signals regarding the composition of the gas analyzed with the probe 6 and regulates the valve 8 in the line 7, which is connected to the channel 2, for supplying to the latter the desired amount of air supplied by a pump 10.

Under drift analyserar sonden 6 gasen, i synnerhet vad beträf- far halten av CO, CO2 och 02. Signalerna sändes till mikro- processorn 9, som - på basis av förutbestämda program och annan information avseende specifik bränsleförbrukning - fast- ställer mängderna av oförbränt material och sot och sålunda den mängd luft som erfordras för förbränning av dessa och, såsom följd därav, reglerar pumpen 10 och ventilen 8.During operation, the probe 6 analyzes the gas, in particular as regards the content of CO, CO2 and 02. The signals are sent to the microprocessor 9, which - on the basis of predetermined programs and other information regarding specific fuel consumption - determines the amounts of unburned material and soot and thus the amount of air required to burn them and, as a result, regulates the pump 10 and the valve 8.

Samtidigt åstadkommes en högspänning mellan ledarna med spän- ningsgeneratorn 3.At the same time, a high voltage is created between the conductors with the voltage generator 3.

När gasen strömmar mellan elektroderna, sänker sot som före- finnes däri dielektricitetskonstanten hos systemet och orsakar att en kraftig gnista urladdas i kolpartiklarna, vilket gör dessa glödande, så att de förbrännes.When the gas flows between the electrodes, soot present therein lowers the dielectric constant of the system and causes a strong spark to be discharged into the carbon particles, making them glowing, so that they are burned.

Anrikning av gasen med luft och den höga temperatur som uppnås möjliggör att större delen av kolpartiklarna förbrännes med säkerställande av att väsentligen koldioxid bildas. På detta sätt kan exempelvis den mycket låga kolmonoxidhalten hos dieselmotoravgaser bibehållas och i vissa fall även minskas.Enrichment of the gas with air and the high temperature achieved enables the majority of the carbon particles to be combusted, ensuring that substantially carbon dioxide is formed. In this way, for example, the very low carbon monoxide content of diesel engine exhaust gases can be maintained and in some cases even reduced.

Två utföringsformer av uppfinningen åskådliggöres på figurerna 2 och 3.Two embodiments of the invention are illustrated in Figures 2 and 3.

Enligt fig. 2 är ledarna, i form av flata plattor 12, 12' och 13, anordnade parallella med den allmänna strömningsriktningen för gasen, från vänster till höger; kablarna 4 resp. 5 matar plattorna l2,_l2' och 13, kabeln 5 sträcker sig genom väggen BNSDOCID: BNSDOCIÛ 7 505 437 hos ledaren 2 via en isolerad sektion ll. Plattorna kan ha utskjutande spetsar 14 för att underlätta bildningen av elekt- riska urladdningar mellan kolpartiklarna och själva plattorna.According to Fig. 2, the conductors, in the form of flat plates 12, 12 'and 13, are arranged parallel to the general flow direction of the gas, from left to right; cables 4 resp. 5 feeds the plates l2, _2 '' and 13, the cable 5 extends through the wall BNSDOCID: BNSDOCIÛ 7 505 437 of the conductor 2 via an insulated section ll. The plates may have projecting tips 14 to facilitate the formation of electrical discharges between the carbon particles and the plates themselves.

Enligt fig. 3 är ledarna, i form av cirkulära galler 12, l2', 13 och l3', anordnade vinkelrätta mot den allmänna strömnings- riktningen hos gasen och matas via kablar 4 och 5 samtidigt som de hålles isolerade med isolatorer ll, som även tillåter passage av kablar 4 och 5 genom kanalens 2 vägg.According to Fig. 3, the conductors, in the form of circular grids 12, 12 ', 13 and 13', are arranged perpendicular to the general flow direction of the gas and are supplied via cables 4 and 5 while being insulated with insulators 11, which also allows the passage of cables 4 and 5 through the wall of the duct 2.

Givetvis kan även andra arrangemang och former av ledarna 12 och 13 användas utan någon förlust av skyddet för uppfin- ningen.Of course, other arrangements and shapes of the conductors 12 and 13 can also be used without any loss of protection for the invention.

Föreliggande uppfinning har provats på avgassystem för en die- selelektrisk anläggning med en 3860 cm: motor och en generator med märkeffekten 40 kW vid 1500 varv per minut. Motorn drevs med 1400 varv per minut under försöken.The present invention has been tested on an exhaust system for a diesel-electric plant with a 3860 cm: engine and a generator with a rated power of 40 kW at 1500 rpm. The engine was run at 1400 rpm during the trials.

Ledarna, i form av ett galler, såsom på fig. 3, var anordnade med ett inbördes avstånd av 3 cm. Diametern hos de fyra paren av ledare var 20 % mindre än innerdiametern hos avgasröret.The conductors, in the form of a grid, as in Fig. 3, were arranged at a mutual distance of 3 cm. The diameter of the four pairs of conductors was 20% smaller than the inside diameter of the exhaust pipe.

Spänningen mellan ledarna i ett par av ledare varierade från 50 till 65 kW. Storleken av det utrymme som upptogs i tvär- riktningen av varje galler, såsom definierats ovan, uppgick till 22 % av tvärsektionsarean hos röret.The voltage between the conductors in a pair of conductors ranged from 50 to 65 kW. The size of the space occupied in the transverse direction of each grid, as defined above, amounted to 22% of the cross-sectional area of the pipe.

Motorn drevs under en timmes tid under varje försök och anord- ningen för avlägsnande av partikelformigt material drevs under bestämda tidsperioder. Samtidigt togs prover på avgasen och provet fördes genom ett vägt filter. Efter passagen av en kubikmeter av gas återvägdes filtret med dess bemängning av partikelformigt material.The engine was operated for one hour during each test and the particulate removal device was operated for specified periods of time. At the same time, samples were taken of the exhaust gas and the sample was passed through a weighed filter. After the passage of one cubic meter of gas, the filter was weighed again with its loading of particulate matter.

Den genomsnittliga mängden av partikelformigt material som förefanns i avgasen som icke behandlats enligt uppfinningen var l7,2 mg/m3, med en variation mellan -3 och +4 mg/ma. 505437C2 I > 505 437 8 Införandet av paren av galler ett efter ett ledde till en minskning av halten av partikelformigt material i de behand- lade gaserna, varierande från cirka 15 % (i fallet med ett par galler med en spänning av 52 kV) till cirka 70 % (med fyra par galler och en spänning av 60 kV).The average amount of particulate matter present in the exhaust gas which was not treated according to the invention was 17.2 mg / m 3, with a variation between -3 and +4 mg / m 3. 505437C2 I> 505 437 8 The introduction of the pairs of grids one by one led to a reduction of the content of particulate matter in the treated gases, ranging from about 15% (in the case of a pair of grids with a voltage of 52 kV) to about 70% (with four pairs of grilles and a voltage of 60 kV).

BNSDOCID: BNSDOCID:

Claims (8)

BNSDOCIÛ -zSE 9 505 437 PATENTKRAVBNSDOCIÛ -zSE 9 505 437 PATENTKRAV 1. l. Anordning för att minska mängden partikelformigt material i avgas i ett avgasrör, k ä n n e t e c k n a d av en kombination av följande delar: - en tvåpolig högspänningsgenerator - ett flertal ledare som alternerande är anslutna till den ena eller den andra av dessa poler - organ för införing av luft i röret uppströms i förhållande till ledarna - organ för reglering av organen för införande av luft.1. A device for reducing the amount of particulate matter in exhaust gas in an exhaust pipe, characterized by a combination of the following parts: - a two-pole high-voltage generator - a plurality of conductors alternately connected to one or the other of these poles - means for the introduction of air into the pipe upstream of the conductors - means for regulating the means for introducing air. 2. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a d av att ledarna var och en utgöres av ett ledande metallgaller anordnat inuti röret vinkelrätt mot avgasens all- männa strömningsriktning.Device according to claim 1, characterized in that the conductors each consist of a conductive metal grid arranged inside the pipe perpendicular to the general flow direction of the exhaust gas. 3. Anordning enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att förhållandet mellan tvärsektionsarean hos varje galler och tvärsektionsarean hos röret är mindre än 50 % och mer än 10 %.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio between the cross-sectional area of each grid and the cross-sectional area of the pipe is less than 50% and more than 10%. 4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k - n a d av att förhållandet är mindre än 35 %.Device according to claim 3, characterized in that the ratio is less than 35%. 5. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att ledarna föreligger i form av galler och/eller plåtar och/eller trådar anordnade parallella med avgasernas allmänna strömningsriktning.Device according to claim 1, characterized in that the conductors are present in the form of grids and / or plates and / or wires arranged parallel to the general flow direction of the exhaust gases. 6. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k - n a d av att förhållandet mellan den totala tvärsektionsarean hos ledarna och tvärsektionsarean hos röret är mellan 35 och 4 %, varvid ledarna sträcker sig parallellt med rörets axel utmed en längd av upp till tio gånger rörets diameter.Device according to claim 3, characterized in that the ratio between the total cross-sectional area of the conductors and the cross-sectional area of the pipe is between 35 and 4%, the conductors extending parallel to the axis of the pipe along a length of up to ten times the diameter of the pipe . 7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - 5Ü5437C2 ! > 505 437 m n e t e c k n a d av att ledarna har ett stort antal utskju- tande punkter eller spetsar.Device according to any one of claims 1-6, characterized in - 5Ü5437C2! > 505 437 m n e t e c k n a d that the conductors have a large number of protruding points or tips. 8. Anordning enligt något av patentkraven l-7, k ä n - n e t e c k n a d av att högspänningsgeneratorn matar ledarna till åstadkommande av ett elektriskt fält mellan 50 och 98 % av det som erfordras för att orsaka urladdning mellan ledarna under driftsbetingelserna. BNSDOCIDIDevice according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the high voltage generator supplies the conductors to provide an electric field between 50 and 98% of what is required to cause discharge between the conductors under the operating conditions. BNSDOCIDI
SE9000483A 1989-02-10 1990-02-09 Apparatus for reducing the amount of particulate matter in an exhaust pipe SE505437C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT8947637A IT1230455B (en) 1989-02-10 1989-02-10 DEVICE FOR THE REMOVAL OF PARTICULATE IN COMBUSTION GASES

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9000483D0 SE9000483D0 (en) 1990-02-09
SE9000483L SE9000483L (en) 1990-08-11
SE505437C2 true SE505437C2 (en) 1997-08-25

Family

ID=11261585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9000483A SE505437C2 (en) 1989-02-10 1990-02-09 Apparatus for reducing the amount of particulate matter in an exhaust pipe

Country Status (12)

Country Link
JP (2) JPH02241558A (en)
KR (1) KR930009717B1 (en)
BR (1) BR9000570A (en)
DD (1) DD297345A5 (en)
DE (2) DE4003564C2 (en)
ES (1) ES2020119A6 (en)
FR (1) FR2643113B1 (en)
GB (1) GB2228072B (en)
HU (1) HUT52716A (en)
IT (1) IT1230455B (en)
RU (1) RU1838638C (en)
SE (1) SE505437C2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2257642A (en) * 1991-07-19 1993-01-20 Ford Motor Co Engine exhaust system
DE4230631C2 (en) * 1992-09-12 1996-08-08 Amann & Soehne Process for removing electrically conductive particles from a gas stream and device for carrying out the process
JPH06262034A (en) * 1992-10-26 1994-09-20 Vujo Dr Miljevic Apparatus provided with tesla coil or other high voltage high frequency generator for simultaneous removal of so2 and nox from flue gas by high frequency discharge
FR2709980B1 (en) * 1993-09-16 1995-10-27 Commissariat Energie Atomique Device for eliminating soot present in combustion effluents by sliding electrical discharges.
EP1030737B1 (en) * 1997-11-14 2003-09-17 Gideon Rosenberg doing business as Itec Initiatives Air filter including electrostatic precipitation
US6228149B1 (en) 1999-01-20 2001-05-08 Patterson Technique, Inc. Method and apparatus for moving, filtering and ionizing air
GB2351923A (en) * 1999-07-12 2001-01-17 Perkins Engines Co Ltd Self-cleaning particulate filter utilizing electric discharge currents
AT410761B (en) * 2001-03-26 2003-07-25 Meier Stauffer Gerd Dr Soot filter and catalyst for diesel engines includes differential pressure measurement controlling high voltage discharge to burn-off soot
DE102010012606A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Tutech Innovation Gmbh Device for analyzing exhaust gas from e.g. four-stroke loaded diesel engine, has transfer capillary whose intake is attached to measuring path, where capillary comprises number of pressure stages with large cross-section
CN110886922B (en) * 2019-12-04 2020-09-11 瀚蓝(福清)固废处理有限公司 Conveying method and device for combustible gas generated by leachate treatment

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR469785A (en) * 1913-05-28 1914-08-10 Gaetan Prosper Lievre Process for smoke suppression and related apparatus
FR766263A (en) * 1933-12-30 1934-06-25 Chanrys Carburation Generale E Gas, air and vapor ionizer device
GB1022714A (en) * 1964-01-20 1966-03-16 Cav Ltd Gas purification apparatus
US3524316A (en) * 1968-07-31 1970-08-18 Joseph W Mckee Method and apparatus for combusting internal combustion engine exhaust pollutants
FR2082028A5 (en) * 1969-12-29 1971-12-10 Snecma
US3683625A (en) * 1970-05-25 1972-08-15 Edward J Mccrink Smog reducer
JPS4957460A (en) * 1972-10-03 1974-06-04
US3996122A (en) * 1973-08-13 1976-12-07 Union Carbide Corporation Corona reaction system
JPS5174111A (en) * 1974-12-23 1976-06-26 Nissan Motor Nainenkikanno haikigasujokasochi
DE3035206A1 (en) * 1979-09-20 1981-04-09 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho, Nagakute, Aichi METHOD AND DEVICE FOR REDUCING SOOT IN GASES CONTAINING SOOT
JPS57321A (en) * 1980-06-03 1982-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dust collector for exhaust gas of internal combustion engine
JPS57127458A (en) * 1981-01-28 1982-08-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Dust colletctor for waste gas
JPS57153745A (en) * 1981-03-16 1982-09-22 Nippon Soken Inc Apparatus for purifying fine particle
DE3445407A1 (en) * 1984-12-13 1986-06-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart DEVICE FOR CLEANING GASES
DE3622623A1 (en) * 1986-07-05 1988-01-14 Man Nutzfahrzeuge Gmbh METHOD AND DEVICE FOR ELIMINATING SOOT SEPARATED IN AN EXHAUST FILTER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE3638203A1 (en) * 1986-11-08 1988-05-19 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Particulate filter, regenerable by externally applied means, for the exhaust system of a diesel internal combustion engine
DE3804779A1 (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Daimler Benz Ag Device for removing soot particles from the exhaust gas stream of a diesel internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
FR2643113A1 (en) 1990-08-17
HU900703D0 (en) 1990-04-28
IT1230455B (en) 1991-10-23
KR900012682A (en) 1990-09-01
BR9000570A (en) 1991-10-08
DD297345A5 (en) 1992-01-09
HUT52716A (en) 1990-08-28
ES2020119A6 (en) 1991-07-16
GB9002691D0 (en) 1990-04-04
DE4003564A1 (en) 1990-08-16
IT8947637A0 (en) 1989-02-10
GB2228072A (en) 1990-08-15
SE9000483D0 (en) 1990-02-09
GB2228072B (en) 1993-02-10
SE9000483L (en) 1990-08-11
KR930009717B1 (en) 1993-10-09
JPH02241558A (en) 1990-09-26
RU1838638C (en) 1993-08-30
DE9001338U1 (en) 1990-06-21
FR2643113B1 (en) 1993-07-09
DE4003564C2 (en) 1993-10-28
JPH0731148U (en) 1995-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5199257A (en) Device for removal of particulates from exhaust and flue gases
JP4439910B2 (en) Gasoline engine with exhaust mechanism for burning particulate matter
US4945721A (en) Electromagnetic converter for reduction of exhaust emissions
US7582145B2 (en) Space efficient hybrid collector
KR100760242B1 (en) Apparatus for treating gaseous particles having a high volume and a vehicle having the same
KR0175062B1 (en) Process and device for cleaning exhaust gas
SE505437C2 (en) Apparatus for reducing the amount of particulate matter in an exhaust pipe
WO2008062554A1 (en) Gas purifying device, gas purifying system and gas purifying method
ATE73203T1 (en) DEVICE FOR REMOVAL OF PARTICULATE MATERIAL FROM A GAS.
US20110229376A1 (en) Electrostatic filter and non-thermal plasma system for air pollution control of hydrocarbon combustion engines
EP0083845A1 (en) Process and apparatus for reducing the environment pollution effect of exhaust and other gases
KR930009718B1 (en) Particle removal device of exhaust gas and flue gas
JP2001123823A (en) Mechanism for converting particulate matter in exhaust gas from gasoline engine
KR101383309B1 (en) Diesel Particulate System using of Pelectrolytic protection type Diesel Particulate Filter
JPH0559934A (en) Internal combustion engine and its discharge denitration device
US5546747A (en) Device for the precipitation of particulate in exhaust gases
WO2012089923A1 (en) Apparatus for monitoring particles
RU2002970C1 (en) Device for purifying exhaust gases of internal combustion engine
RU2817289C1 (en) Apparatus for investigating deposition of solid particles contained in automotive exhaust in electric field
US8544257B2 (en) Electrically stimulated catalytic converter apparatus, and method of using same
KR100404417B1 (en) DPF/Plasma/Catalyst System for Removal of Soot and NOx in Diesel Exhaust Gas
WO2013089319A1 (en) Exhaust reducer for inhibiting discharge of white smoke from diesel engine
JPH07305622A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
Kirkpatrick et al. Reticulated vitreous carbon electrodes with catalytic coating for NOx removal in gas phase pulsed corona discharge reactors
IT8936061U1 (en) "DEVICE FOR THE PURIFICATION OF EXHAUST GASES OF INTERNAL COMBUST ION ENGINES FOR MOTOR VEHICLES".

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed