(57)【要約】本発明は、ガス流から流動性粒子または固形粒子を分離するための静電分離器に関する。静電分離器は、被浄化ガスが長手方向に貫流し、内壁（１Ａ）が被分離粒子のための沈殿電極を形成している管（１）を有している。管（２）内側の中心部には、長手方向に配置される内側電極（２）が配置されている。内側電極（２）と沈殿電極（１Ａ）との間の空間内に高電圧場がある。内側電極（２）は、横断面の小さな流入側の第１の部分（２Ａ）と、横断面がより大きな流出側の第２の部分（２Ｂ）とを有している。第１の部分（２Ａ）は実質的にコロナを形成させるために用いられ、第２の部分（２Ｂ）は実質的に静電分離場を形成させるために用いられる。コロナを形成させる内側電極（２）の第１の部分をクリーニングするため、該第１の部分と接触して相対運動することによりクリーニングを行なうクリーニング体（３）が設けられている。この場合、前記相対運動を生じさせる操作手段（４）は、中空に形成された内側電極（２）の内部に省スペースで配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流から流動性粒子または固形粒子を分離するための静電分離器であって、
−被浄化ガスが長手方向に貫流し、内壁（１Ａ）が被分離粒子のための沈殿電極を形成している管（１）と、
−管（２）内側の中心部に長手方向に配置される内側電極（２）と、
を有し、
−内側電極（２）と沈殿電極（１Ａ）との間の空間内に高電圧場があり、
−内側電極（２）が、横断面の小さな流入側の第１の部分（２Ａ）と、横断面がより大きな流出側の第２の部分（２Ｂ）とを有し、
−第１の部分（２Ａ）が実質的にコロナを形成させるために用いられ、
−第２の部分（２Ｂ）が実質的に静電分離場を形成させるために用いられ、
−コロナを形成させる内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）を、該第１の部分（２Ａ）と接触して相対運動することによりクリーニングを行なうクリーニング体（３）と、
−クリーニング体（３）とコロナを形成させる内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）との相対運動を生じさせる少なくとも１つの操作手段（４）と、
が設けられている前記静電分離器において、
少なくとも内側電極（２）の第２の部分（２Ｂ）が少なくとも部分的に中空に形成され、内側電極（２）の中空空間が、操作手段（４）の少なくとも一部分、および（または）、操作手段（４）と結合されている少なくとも１つの力伝動手段であって、クリーニング体（３）とコロナを形成させる内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）との間に相対運動を生じさせる前記少なくとも１つの力伝動手段を受容していることを特徴とする静電分離器。
【請求項２】
内燃エンジンで駆動される請求項１に記載の静電分離器において、
操作手段（４）が、クリーニング体（３）とコロナを形成させる内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）との間の相対運動を、温度降下、圧力降下、または振動等の内燃エンジン固有のエネルギーを介して生じさせることを特徴とする静電分離器。
【請求項３】
操作手段（４）が、熱的にまたは圧力管により内燃エンジン固有のエネルギー源に接続されている膨張要素であり、
−膨張要素（４）が、クリーニング対象である内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）を、内燃エンジンが作動しているときにばね（５）の作用に抗して且つ静電分離器内に位置固定して配置されるクリーニング体（３）に対向して第１の位置で保持し、
−内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）が、内燃エンジンが停止しているときに、ばね作用で且つ静電分離器内に位置固定して配置されるクリーニング体（３）に対向して第２の位置で保持され、該第２の位置は内側電極（２）の長手軸線に沿って第１の位置から離間していることを特徴とする、請求項２に記載の静電分離器。
【請求項４】
膨張要素（４）および（または）ばね（５）が、少なくとも部分的に内側電極（２）の中空空間内に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の静電分離器。
【請求項５】
クリーニング体（３）が内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）に、有利にはその流入側端部に固定されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の静電分離器。
【請求項６】
クリーニング体（３）が、細条部を介して、沈殿電極を形成している管（１）内の中心部に固定されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の静電分離器。
【請求項７】
操作手段（４）が、熱的にまたは圧力管により内燃エンジン固有のエネルギー源に接続されている膨張要素であり、
−膨張要素（４）が、クリーニング体（３）を、内燃エンジンが作動しているときにばね（５）の作用に抗して且つ内側電極（２）の不動の第１の部分（２Ａ）に対向して第１の位置で保持し、
−クリーニング体（３）が、内燃エンジンが停止しているときに、ばね作用で且つ内側電極（２）の不動の第１の部分（２Ａ）に対向して第２の位置で保持され、該第２の位置は内側電極（２）の長手軸線に沿って第１の位置から離間していることを特徴とする、請求項２に記載の静電分離器。
【請求項８】
膨張要素（４）および（または）ばね（５）が少なくとも部分的に内側電極（２）の中空空間内に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の静電分離器。
【請求項９】
内側電極（２）が、その中空の第２の部分（２Ｂ）に、内側電極（２）の長手方向に延在してクリーニング体（３）のための保持要素（８）を長手方向に変位可能に受容する少なくとも１つのスリット（２Ｃ）を有し、保持要素（８）を介してクリーニング体（３）が膨張要素（４）と連動するよう連結されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の静電分離器。
【請求項１０】
保持要素（８）が、少なくとも一部分において、クリーニング体（３）を心合わせするために沈殿電極（１Ａ）により同軸に案内されることを特徴とする、請求項９に記載の静電分離器。
【請求項１１】
クリーニング体（３）のための保持要素（８）が、沈殿電極（１Ａ）に当接している、該沈殿電極（１Ａ）用の周回するクリーニングリップ（８Ｃ）を有し、クリーニングリップ（８Ｃ）をクリーニング体（３）の心合わせにも用いることを特徴とする、請求項１０に記載の静電分離器。
【請求項１２】
ガス流から流動性粒子または固形粒子を分離するための静電分離器であって、
−被浄化ガスが長手方向に貫流し、内壁（１Ａ）が被分離粒子のための沈殿電極を形成している管（１）と、
−管（２）内側の中心部に長手方向に配置される内側電極（２）と、
を有し、
−内側電極（２）と沈殿電極（１Ａ）との間の空間内に高電圧場があり、
−内側電極（２）が、横断面の小さな流入側の第１の部分（２Ａ）と、横断面がより大きな流出側の第２の部分（２Ｂ）とを有し、第１の部分（２Ａ）が実質的にコロナを形成させるために用いられ、第２の部分（２Ｂ）が実質的に静電分離場を形成させるために用いられる前記静電分離器において、
少なくとも内側電極（２）の第２の部分（２Ｂ）が少なくとも部分的に中空に形成され、内側電極（２）の中空空間が、操作手段（４）の少なくとも一部分、および（または）、操作手段（４）と結合されている少なくとも１つの力伝動手段であって、沈殿電極（１Ａ）をクリーニングするクリーニング装置（８，８Ｃ）用の前記少なくとも１つの力伝動手段を受容していることを特徴とする静電分離器。
【請求項１３】
内側電極（２）が、その中空の第２の部分（２Ｂ）に、内側電極（２）の長手方向に延在してクリーニング装置（８，８Ｃ）を長手方向に変位可能に受容する少なくとも１つのスリット（２Ｃ）を有し、クリーニング装置（８，８Ｃ）が、内側電極（２）の中空空間を介して、該クリーニング装置の長手方向の変位を生じさせる操作手段と連結されていることを特徴とする、請求項１２に記載の静電分離器。
【請求項１４】
クリーニング装置が、沈殿電極（１Ａ）に当接し周回しているクリーニングリップ（８Ｃ）を有していることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の静電分離器。
【請求項１５】
クリーニング体（３）が、針（２Ａ）として形成される内側電極（２）の第１の部分により穿刺されるエラストマーによって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電分離器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１または１２の上位概念に記載の、ガス流から流動性粒子または固形粒子を分離するための静電分離器に関するものである。
【０００２】
この種の静電分離器は、ドイツ連邦共和国特許第１９８２２３３２Ｃ１号公報から知られている。この静電分離器では、沈殿電極を形成している管の外側に、クリーニング体の運動を生じさせる操作手段（たとえば熱的に操作可能なワックス膨張要素）が配置されている。操作手段は、ジブと保持アームとを介してクリーニング体と連動するように結合されている。この場合、操作手段の配置と収容のために付加的な構造空間が必要であるが、このような構造空間を設けることは多くの適用例で不可能であり、たとえば静電分離器を内燃エンジンで作動させる場合がそうである。
【０００３】
本発明の課題は、内側電極のコロナ形成部分のクリーニングを可能にし、その際コンパクトに省スペースに構成されている静電分離器を開発することである。
この課題は、請求項１または１２に記載の構成により解決される。
【０００４】
本発明の有利な構成は従属項に記載されている。
本発明の基本思想は、内側電極が比較的大きな径を有している部分において内側電極を中空に構成することにより、従来利用されていなかった構造空間を有利に活用して、この構造空間をクリーニング機構を成す構成要素の収納に使用することである。
【０００５】
操作機構および（または）これと結合されている力伝動要素を内側電極内に組み込むことにより、総じてコンパクトで省スペースの静電分離器の構成が達成される。本発明に従って構成される静電分離器に対しては、内側電極のコロナ領域をクリーニングしない静電分離器よりも構造空間を必要としない。沈殿電極を形成している管以外に付加的な部品を取り付ける必要は全くなく、或いは最小限に制限される。
【０００６】
図面には本発明の実施形態が図示されており、以下にこれを詳細に説明する。
図１と図２にそれぞれ断面で図示した本発明による静電分離器の第１実施形態は、有利には、内燃エンジンにおいてクランクケースガスを脱油するために使用される。図１は静電分離器をエンジン作動中の位置で示したものであり、図２はエンジン停止時の静電分離器を示したものである。この静電分離器は、長手方向において被清浄ガスが貫流する管（１）を有し、その内壁（１Ａ）は被分離粒子の沈澱電極を形成している。管（１）内部の中央には、長手方向に延びるように内側電極（２）が配置され、この内側電極（２）と沈澱電極（１Ａ）との間の空間には高電圧場がある。内側電極（２）は、流入側に、横断面が小さな第１の部分（２Ａ）と、流出側に、これよりも横断面が大きな第２の部分（２Ｂ）とを有している。第１の部分（２Ａ）は、実質的にコロナを形成させるために用い、第２の部分（２Ｂ）は、実質的に静電分離場を形成させるために用いる。このように内側電極（２）を２段階に構成し、その際コロナを特定の部分（２Ａ）に限定して内側電極（２）の全長にわたって延在しないようにすることにより、消費電力を節約した静電分離器の稼働が保証されているとともに、分離にも優れていることは知られているとおりである。この場合、コロナを形成させる内側電極（２）の第１の部分（２Ａ）を針として構成するのが有利である。しかしながら、たとえば、コロナを形成させるこの第１の部分（２Ａ）を、流入側で円錐状或いは一般に尖端状に延びる、第２の部分（２Ｂ）の延長部として構成してもよい。
【０００７】
針（２Ａ）をクリーニングするため、クリーニング体（３）が設けられている。クリーニングは、クリーニング体（３）を針（２Ａ）と接触させて該クリーニング体（３）と針（２Ａ）とを相対運動させることにより行なう。この相対運動を生じさせる操作手段（４）は、本発明によれば、内側電極（２）の中空に形成された第２の部分（２Ｂ）の中に配置されている。図１と図２に図示した実施形態によれば、クリーニングのため針（２Ａ）を不動のクリーニング体（３）に対し変位させ、他方図３ないし図７に図示した実施形態によれば、クリーニング体（３）を位置固定の針（２Ａ）に対し変位させる。
【０００８】
静電分離器を内燃機関で使用する場合、クリーニング体と針との相対運動をエンジン固有のエネルギー、たとえば温度降下、圧力降下、或いは振動を用いて生じさせるような操作手段（４）を選定するのが有利である。クランクケースガスの脱油のために静電分離器を使用する場合、エンジンが作動しているときに熱いクランクケースガスによる熱供給を介して膨張し、その力をプランジャー（４Ａ）に作用させ、プランジャー（４Ａ）がばね（５）の作用に抗して走出するような膨張要素（４）を使用するのが有利である。エンジン停止時は温度が周囲温度に降下するので、プランジャー（４Ａ）はばね（５）の作用で走入する。ばね（５）も中空の内側電極（２）内に収納されており、復帰性操作要素と呼ぶことができる。針（２Ａ）は、膨張要素（４）と結合されている流入側のスリーブ（４Ｂ）内に配置されている。この場合、針（２Ａ）はスリーブ（４Ｂ）に圧入されていてよい。スリーブ（４Ｂ）は膨張要素（４）と一体に結合されていてよいが、別個の部材として膨張要素（４）に配置されていてもよい。膨張要素（４）の、針（２Ａ）とは逆の側には、前記プランジャー（４Ａ）が配置されており、プランジャー（４Ａ）は、中空の内側電極（２）の内部においてそこに固定されている対向支持部材としてのピン（６）で支持されている。ばね（５）は一端を内側電極（２）の輪郭部で支持され、他端を膨張要素（４）の突起、或いは、該膨張要素を取り囲んでいる部材（たとえば前記スリーブ）の突起で支持されている。
【０００９】
クリーニング体（３）は、内側電極（２）の中空の第２の部分（２Ｂ）の流入側端部に配置されているのが有利である。この目的のため、内側電極（２）はそこに小さな開口部を有し、この開口部にクリーニング体（３）を圧入するか、クリップ固定する。クリーニング体（３）自体は、クリーニングのために針（２Ａ）によって穿刺されるエラストマー小板から形成されているのが有利である。しかし、クリーニング体を、半径方向内側へ微小毛を突出させたクリーニングブラシとして構成してもよい。
【００１０】
図１と図２の実施形態による針クリーニングの作用を以下に説明する。エンジンのスイッチを入れた後、エンジンが作動しているときに熱くなるクランクケースガスと熱いエンジンルームとが膨張要素（４）を加熱させる。その結果、ピン（６）で支持されているプランジャー（４Ａ）が走出し、膨張要素（４）を、これに設けられている針（２Ａ）とともにばね（５）の作用に抗して図面で下方へ変位させる。このとき針（２Ａ）はクリーニング体（３）を突き刺す。エンジン作動中の静電分離器作動状態では、針（２Ａ）は内側電極（２）のコロナ形成部分として内側電極（２）の第２の部分（２Ｂ）から突出している。エンジンが停止し、これによって冷却が生じると、緊張していたばね（５）は膨張要素（４）を針（２Ａ）とともに復帰させ、このときプランジャー（４Ａ）が走入する。この運動の際に、針（２Ａ）は復帰している間にクリーニング体（３）と接触してクリーニングされ、不純物が掻き取られる。
【００１１】
エンジンのスイッチを入れた後、膨張要素（４）をできるだけ早く加熱させ、よって針（２Ａ）を作動位置へもたらすようにするため、熱いクランクケースガスは当該膨張要素をも収納している中空の内側電極（２）によって排出される。この目的のため、中空の内側電極はガス侵入口（２Ｃ）を有しており、ガス侵入口（２Ｃ）は内側電極（２）と沈澱電極（１Ａ）との間の空間を内側電極（２Ａ）の中空空間と連通させている。このガス侵入口は、内側電極（２）の長手方向に形成したスリット（２Ｃ）として実施するのが有利である。このスリット（２Ｃ）を通じて、プランジャー（４Ａ）のための対向支持部材として用いられるピン（６）も中空の内側電極（２）内へ走入されて、そこで案内、保持されるので有利である。また、クリーニングされたガスが中空の内側電極（２）を介して排出されるので、静電分離器のコンパクトな構成も可能になる。
【００１２】
図１と図２の実施形態では、針（２Ａ）は、内側電極（２）の第２の中空部分（２Ｂ）と導電接触しているスリーブ（４Ｂ）を介して内側電極（２）と同じポテンシャルで保持される。
【００１３】
管（１）の径をより小さくするには、図１および図２の実施形態の変形で、膨張要素（４）を完全に管（１）の内部に配置するのではなく、膨張要素（４）のプランジャー（４Ａ）だけが管（１）内に延在し、膨張要素の本体は図面においてたとえばプランジャー（４Ａ）の上方に設けることにより可能になる。
【００１４】
図３ないし図７に図示した実施形態では、針（２Ａ）は内側電極（２）の第２の中空部分（２Ｂ）内に固設されている（たとえば圧入されている）。この実施形態ではクリーニング体（３）が移動し、針（２Ａ）は定置である。このため、膨張要素（４）のプランジャー（４Ａ）と結合されるクリーニング体（３）用の保持要素（８）が設けられている。この保持要素（８）はプランジャー（４Ａ）とともに移動する。保持要素（８）を長手方向に移動可能に受容し、且つ保持要素（８）をプランジャー（４Ａ）と結合させるため、中空の内側電極（２）は長手方向に延びるスリット（２Ｃ）を有している。この場合も、スリット（２Ｃ）は熱いクランクケースガスを中空の内側電極（２ＣＣ）を介して排出させるために用いる。補助うそ（８）は、図示した実施形態では保持湾曲体として構成され、流入側にクリーニング体（３）を受容するためのリング（８Ａ）を有している。被クリーニングガスは、クリーニング体（３）をリング（８Ａ）の中心部で固定させている細条部（８Ｂ）のそばを通過して管（１）内部に流入する。クリーニング体（３）を、針（１Ａ）に対し整列するように心合わせするため、保持湾曲体（８）はリング（８Ｃ）を介して沈殿電極（１Ａ）内で同軸に案内される。これは特に図７でもわかる。これにより、針（２Ａ）がクリーニング体（３）を常に同じ個所で穿刺することが保証される。これは特にクリーニング体（３）がエラストマーからなっている場合に有利で、というのは、静電分離器は保守の必要ない長寿命機器として設計されている必要があるのに対し、多数の穿刺個所があるとエラストマーが急速に破壊されるからである。
【００１５】
図３ないし図５に図示した実施形態の場合、ばね（５）は一端を保持要素（８）で支持され、他端を、管（１）を密閉している密閉ヘッド（７）で支持されている。
図３と図４に図示したように、保持要素（８）は、付加的に、沈殿電極（１Ａ）をクリーニングするための、周回するクリーニングリップ（８Ｃ）を有している。これにより、針（２Ａ）と沈殿電極（１Ａ）を１つの機構で同時にクリーニングできるので有利である。さらに、前述したように、クリーニングリップ（８Ｃ）はクリーニング体（３）の心合わせの用をも成す。
【００１６】
図示していない実施形態では、膨張要素のプランジャーはコロナを形成させる針として構成され、その際ばねは、プランジャーと結合される支持カラーで支持される。
【００１７】
クリーニング体と針の間に相対運動を生じさせる膨張要素とばねの代わりに、中空の内側電極内部に延在し、モータで駆動されるねじスピンドルを、操作要素として使用してもよい。また、操作要素として、オイルまたは空気圧で操作可能で、少なくとも一部が中空の内側電極内に延在するシリンダを使用してもよい。
【００１８】
コロナを形成させる針のクリーニングには依存しない本発明の実施形態は、内側電極の中空空間内に配置される操作機構により沈殿電極だけをクリーニングすることである。このため、たとえばクリーニング装置を形成させるため、図３と図４に図示した保持要素（８）を使用することができる。この場合、保持要素は周回するクリーニングリップ（８Ｃ）だけを有している。保持要素（８）はクリーニング体（３）を収容する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
内側電極の第２の部分を形成している針がクリーニングのために不動のクリーニング体に対して変位せしめられ、この静電分離器が内燃エンジンに使用され、内燃エンジンが作動しているときの静電分離器の第１実施形態の断面図である。
【図２】
図１の静電分離器を内燃エンジン停止時の位置で示した断面図である。
【図３】
クリーニング体が内側電極の第１の部分を形成している不動の針に対しクリーニングのために変位せしめられ、この静電分離器が内燃エンジンに使用され、内燃エンジンが作動しているときの静電分離器の第２実施形態の断面図である。
【図４】
図３の静電分離器を内燃エンジン停止時の位置で示した断面図である。
【図５】
静電分離器の第３実施形態の断面図である。
【図６】
スリット付きの中空の内側電極を、クリーニング体を保持する保持要素とともに図示した側面図である。
【図７】
クリーニング体と保持要素の領域における沈殿電極の横断面図である。
【符号の説明】
１）　　　　　管
１Ａ）　　　　内壁／沈殿電極
２）　　　　　内側電極
２Ａ）　　　　内側電極／針の第１の部分
２Ｂ）　　　　内側電極の第２の部分
２Ｃ）　　　　内側電極のスリット
３）　　　　　クリーニング体
４）　　　　　クリーニング体と針との相対運動を生じさせるための操作手段（膨張要素）
４Ａ）　　　　プランジャー
４Ｂ）　　　　膨張要素に設けた針を受容するスリーブ
５）　　　　　ばね
６）　　　　　プランジャーの対向支持部としてのピン
７）　　　　　管の密閉ヘッド
８）　　　　　クリーニング体の保持要素
８Ａ）　　　　リング
８Ｂ）　　　　細条部
８Ｃ）　　　　沈殿電極のためのクリーニングリップ
【国際公開パンフレット】
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2004502531.tif 000019
2004502531.tif 000020
2004502531.tif 000021
2004502531.tif 000022
【国際調査報告】
2004502531.tif 000023
2004502531.tif 000024
2004502531.tif 000025
2004502531.tif 000026