Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselrußfilter, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Nachteile dieses etwa aus der EP-A 332609 oder EP-A 537219 bekannten Dieselrußfilters sind, daß die im Rußfilter außerhalb der Kanäle des Keramikkörpers abgelagerten Rußpartikel nach einiger Zeit leitende Brücken zwischen Innenelektrode und Masse bilden, die zu parasitären Strömen und per¬ manent sich bildenden Funkenstrecken fuhren.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile durch konstruktive Maßnahmen zu unterbinden.

Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs angeführten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale erreicht.

Durch das Verschließen des die auf Hochspannung liegende Innen¬ elektrode enthaltenden Hohlraumes kann es zu keiner permanenten Ausbildung von leitenden Rußablagerungen außerhalb der Kanäle des Keramikkörpers kom¬ men.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der hohle Innenraum des Kera¬ mikkörpers auch an der Rückseite durch einen Isolator, vorzugsweise durch einen keramischen Stopfen, verschlossen ist, der einen Durchlaß von vorzugs¬ weise l-2mm Durchmesser aufweist, durch den die Innenelektrode mit Hoch¬ spannung versorgt wird.

Die Zuführung der Hochspannung an der Rückseite hat den Vorteil, daß in diesem Bereich bereits sehr geringe Rußablagerungen vorhanden sind und darüber hinaus die Feldstärke an der Durchführung durch den geringen Durch¬ messer der Zuleitung so hoch ist, daß es zu einem sofortigen Abbrennen des dort angelagerten Rußes kommt was wiederum die Ausbildung von leitenden Ru߬ brücken verhindert.

Um die Entladungselektrode besonders zu isolieren, kann die Entla¬ dungselektrode vom Keramikkörper getragen werden und auf gleichem Hoch¬ spannungspotential wie die Innenelektrode liegen.

Die Neigung zur Funkenbildung im Bereich der Entladungselek¬ trode durch den abgeschiedenen Ruß wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, daß die der Entladungselektrode gegenüberliegende Gegenelektrode eine kera¬ mische Beschichtung mit hohem elektrischen Widerstand aufweist.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Zähne der Entladungs¬ elektrode an ihren Spitzen eine keramische Beschichtung mit einer Stärke zwischen 0,05mm und 0,2 mm aufweisen und dabei einen elektrischen Durch¬ gangswiderstand je Spitze zwischen 1 Megaohm und 1 Gigaohm, vorzugsweise

zwischen lOMegaohm und 100 Megaohm, besitzen.

Es kann erfindungsgemäß auch zweckmäßig sein, daß die kera¬ mische Beschichtung der Gegenelektrode eine Stärke zwischen 0,1 und 0,5 mm aufweist und dabei einen elektrischen Durchgangswiderstand zwischen lMegaohm.cm ² und ein Gigaohm.cm ² , vorzugsweise zwischen 1 OMegaohm.cπr und lOOMegaohm.cm ² , besitzt.

Vorzugsweise besteht die die Beschichtung der Entladungselektrode und/oder Gegenelektrode aus einem der Materialien A1203, TiO, ZrO und CrO oder Mischungen daraus.

Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist vorgese¬ hen, daß die an der Innenseite des Keramikkörpers angeordnete Innenelektrode im Abstand von der Einlaßseite und vorzugsweise auch von der Auslaßseite der Kanäle des Keramikkörpers angeordnet ist. Dadurch wird die Ausbildung von leitenden Rußbrücken im Einlaß- bzw. Auslaßbereich der Kanäle des Keramik¬ körpers verhindert.

Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist vorgese¬ hen, daß zwischen der auf Hochspannung liegenden Innenelektrode und der in¬ neren Zylinderfläche des Keramikkörpers ein Kaltleiter angeordnet ist. Vorzugs¬ weise erhöht der Kaltleiter seinen Durchgangs widerstand von Werten unter 10 Megaohm.cm ² auf mindestens 100 Megaohm.cm ² , vorzugswei¬ se 300 Megaohm.cm ² , bei einem Temperaturanstieg von 100°C auf 500°C.

Nimmt bei höheren Temperaturen der Widerstand des Keramikkör¬ pers zu stark ab, so muß die Hochspannung an der Innenelektrode herabgesetzt werden, da von dem die Hochspannung liefernden Netzgerät dem Bordnetz des Fahrzeuges nur eine begrenzte Leistung entnommen werden kann. Dadurch würde bei Fehlen des Kaltleiters die zur Innenelektrode elektrisch parallel ge- schaltene Entladungselektrode bzw. Gegenelektrode ihre Funktion einstellen. Der Kaltleiter dagegen kompensiert durch den Anstieg seines Widerstandes den bei höheren Temperaturen abnehmenden Widerstand des Keramikkörpers, wo¬ durch die Funktion der Entladungselektrode bzw. der Gegenelektrode nicht be¬ einträchtigt wird. Stellt sich im Keramikkörper eine inhomogene Stromvertei¬ lung ein, so ergibt sich weiter eine lokale Erwärmung des Keramikkörpers, welche zu thermischen Beschädigung des Kermamikkörpers führen kann. Die lokale Erwärmung regelt über den wachsenden Widerstand des Kaltleiters die lokale Stromzufuhr zurück, wodurch es zu einer Gleichverteilung der zuge¬ führten Leistung kommt.

Die Erfindung wird nun näher unter Bezugnahme auf die Zeichnun¬ gen erklärt. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III der Fig. 2.

In einem zylinderförmigen Rohr 2 aus Metall ist ein Keramikkör¬ per 1 von kreisringfÖrmigem Querschnitt durch Preßmatten, Drahtgeflechte 3 oder dgl. befestigt. Der hohle zylindrische Innenraum 22 des Keramikkörpers 1 ist zu beiden Seiten durch Stopfen 4, 4' verschlossen. An der Innenwand 21 des Keramikkörpers 1 ist eine elektrisch leitende vorzugsweise metallische Schicht 5 angeordnet, welche als eine mit Hochspannung verbundene Innenelektrode dient. An der äußeren Zylinderwand des Keramikkörpers 1 ist eine als Außenelektrode dienende und an Masse liegende metallische Schicht 6 angeord¬ net. Der Keramikkörper 1 weist in Längsrichtung verlaufende durchgehende Kanäle 20 auf, welche vorzugsweise die aus der EP-A 537219 bekannte Ziegel¬ struktur aufweisen. Die beiden Stopfen 4, 4' besitzen je eine Durchführung 23, 23 ', durch die ein axial verlaufendes, im Durchmesser möglichst dünnes metal¬ lisches Rohr 7 hindurchgeführt ist, welches einlaßseitig die Gegenelektrode 28 trägt. Um das Rohr 7 lagemäßig zu sichern können in den Durchführungen 23, 23' zwischen Rohr 7 und Isolatoren 4, 4' Einsätze (nicht gezeigt) mit in Achs¬ richtung des Rohres verlaufenden Wellen oder Rippen vorgesehen werden. Das Rohr 7 verjüngt sich auslaßseitig zu einem Anschlußende 12, welches in einer Aufnahmeöffhung 13 eines zylinderförmigen keramischen Halters 10 eingreift und über eine in dem Halter 10 geführten Leiter 11 mit Hochspannung versorgt wird. Die Innenelektrode 5 ist über den Leiter 11, das Anschlußende 12, das Rohr 7 und eine am Rohr 7 befestigte Kontaktfeder 9 mit Hochspannung ver¬ bunden. Zwischen der an Hochspannung liegenden Innenelektrode 5 und der an Masse liegenden Außenelektrode 6 baut sich im Keramikkörper 1 quer zu den durchlaufenden Kanälen 20 ein elektrisches Feld auf. Zur Unterstützung dieses Feldes kann das Rohr 7 zwischen den Isolatoren 4,4' als Sprühelektrode ausge¬ bildet sein. Der Keramikkörper 1 wird vorzugsweise aus einer Cordieritmasse durch Hochdruckextrusion hergestellt und anschließend bei hohen Temperaturen gebrannt. Der Keramikkörper 1 soll eine sehr geringe Porosität , vorzugsweise geringer als 0,5%, aufweisen. Die Höhe der Kanäle liegt üblicherweise zwischen 0,6 und lmm und die Breite der Kanäle 20 je nach radialer Lage etwa zwischen 3 und 6mm.

Die Entladungselektrode wird durch einen Elektronen emittierende Sprühzähne 24 aufweisenden zylindrischen Rohrkörper 8 gebildet, der am Rohr 2 anliegt. Die der Entladungselektrode 8 gegenüberliegende Gegenelek¬ trode 28 besitzt einen zylindrischen Grundkörper, der sich einlaßseitig konus- förmig verjüngt. Die Gegenelektrode 28 besitzt eine keramische Beschich-

tung 14. Die Beschichtung hat eine Stärke von 0,1 bis 0,5 mm und besitzt einen auf den cm ² bezogenen elektrischen Durchgangswiderstand von 1 Megaohm.cm ² bis lGigaohm.cm ² , vorzugsweise von lOMegaohm.cπr bis lOOMegaohm.cm ² . Die Hochspannung an der Innenelektrode 5 und damit an der Gegenelektrode 28 beträgt etwa plus 8 bis 12 KV. Vorzugsweise wird die Hochspannung proportio¬ nal dem Volumen oder Massenstrom des Abgases innerhalb eine Intervalles von 2 KV/cm bis 6KV/cm bezogen auf den Abstand zwischen Innenelektrode 5 und Außenelektrode 6 geregelt.

Das an der Einlaßseite A einströmende mit Dieselrußpartikeln bela- dene Abgas strömt in den durch die Entladungselektrode 8 und die Gegenelek- trode 28 gebildeten Ringkanal 26 gegen die Einlaßöffnungen der Kanäle 20 des Keramikkörpers 1. Die Abgasbestandteile werden im Ringkanal 26 ionisiert und dringen in die Kanäle 20 des Keramikkörpers 1 ein. Auf Grund des quer zu den Kanälen 20 aufgebauten elektrischen Feldes werden die im Abgas enthaltenen und durch die Entladungselektrode 8 aufgeladenen Rußpartikeln an den Wand¬ flächen der Kanäle 20 abgelagert und elektrochemisch durch ein auf Grund der hohe elektrischen Feldstärke sich bildendes Gasplasma aus emittierten Elektro¬ nen oxidiert. Rußpartikel des den Ringraum 26 verlassenden Abgases können auf Grund des Stopfens 4 den Innenraum 22 des Kermikkörpers 1 und damit die Innenelektrode 5 nicht erreichen. Der überwiegende Teil der im Abgas enthal¬ tenen Rußpartikeln wird in die Kanäle 20 eindringen und nach Ablagerung an den Wänden der Kanäle 20 durch das Gasplasma oxidiert. Rußpartikel, welche sich an der Außenseite des Durchlasses 23 am Stopfen 4 oder am Rohr 5 abla¬ gern und dort leitende Rußbrücken bilden werden auf Grund des geringen Durchmesser der Rohres 7 und der dadurch dort herrschenden hohen Feldstärke durch Funkenbildung verbrannt, so daß sich dort keine längeren leitenden Ru߬ brücken ausbilden können. Auch von der Auslaßseite B her ist die auf Hoch¬ spannung liegende Innenelektrode 5 durch den Stopfen 4 'geschützt. An der Auslaßseite B ist das aus den Kanälen austretende Abgas bereits weitgehend von Rußpartikeln befreit. Werden jedoch Restbestandteile von Ruß an der Auslaßseite B am Rohr 7 bzw. am Abschlußende 12 abgelagert, kommt es auf Grund des geringen Durchmessers des Rohres 7 bzw. des Anschlußendes 12 zum Auftreten von hohen Feldstärken, durch die der dort abgelagerte Ruß durch Funkenbildung verbrennt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich die In¬ nenelektrode 5 und die Außenelektrode 6 nicht über die gesamte Länge des Ke¬ ramikkörpers 1 , so daß im Einlaß- und Auslaßbereich des Keramikkörpers 1 ein annähernd feldfreier Strömungsbereich erhalten bleibt. Dadurch wird ein Kurz¬ schließen der Innenelektrode 5 mit der Außenelektrode 6 über allfallige an den Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen der Kanäle auftretende Rußbrücken ausgeschlos¬ sen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Hauptachse einer anderen Aus-

führungsform eines Dieselrußkonverters. Beim Dieselrußkonverter nach Fig.2 ist der Keramikkörper 1 elektrisch und mechanisch von der Entladungselek¬ trode 29 getrennt. Der die durchgehenden Kanäle 20 für die Dieselabgase auf¬ weisende Keramikkörper 1 weist gleichfalls kreisringförmigen Querschnitt auf und ist durch Preßmatten oder Drahtgeflechte 3 in einem erweiterten, rohrförmi¬ gen Teil des Abgasrohres 2 befestigt. Der hohle Innenteil 22 des Keramikkör¬ pers 1 ist einlaßseitig mit einem nichtleitenden vorzugsweise keramischen Stop¬ fen 4 verschlossen. Am inneren und äußeren Zylindermantel des Keramikkör¬ pers 1 ist eine elektrisch leitende Schicht angeordnet, welche als eine an Hoch¬ spannung liegende Innenelektrode 5 bzw. als an Masse liegende Außenelek¬ trode 6 dient. Der hohle Innenraum 22 des Keramikkörpers 1 ist an der Ausla߬ seite durch einen nichtleitenden vorzugsweise keramischen Stop¬ fen 4 ^' verschlossen. Der Stopfen 4 ^' besitzt eine dünnen Bohrung, durch die ein im Durchmesser möglichst dünnes metallisches Rohr 7 hindurchfuhrt, das die Kontaktierung der Innenelektrode 5 mit Hilfe einer Kontaktfeder 9 durchfuhrt. Die Hochspannung wird dem Rohr 7 durch einen in einem keramischen zylin¬ derförmigen Halter 10 angeordneten Leiter 1 1 zugeführt. Das rückseitige Ende des Rohres 7 ist zu einem Stift 12 verjüngt, der mit dem Leiter 1 1 elektrisch verbunden ist und in eine Ausnehmung 13 des Halters 10 eingreift. Die Hoch¬ spannungswerte sind im wesentlichen ident mit jenen der Ausführungsform nach Fig. 1, jedoch weist die Hochspannung an der Innenelektrode 5 und an der Ent¬ ladungselektrode 29 eine negative Polarität auf.

Die Entladungselektrode 29 ist elektrisch und mechanisch getrennt vom Keramikkörper 1 im Rohr 2 des Abgasstranges angeordnet. Die Entla¬ dungselektrode 29 besitzt einen zylindrischen Sprühzähne 24 tragende Grund- körper 25, welcher zu beiden Seiten dünne vorzugsweise 2 bis 4 mm dicke Stifte 18, 18' aufweist, durch welche die Entladungselektrode 8 in Ausnehmun¬ gen 19, 19' von keramischen Halterungen 15, 16 abgestützt ist. Die Hochspan¬ nung wird der Entladeelektrode 29 durch einen in der Halterung 16 geführten Leiter 17 über den Stift 18 zugeführt. Die der Entladeelektrode 29 umgebende Gegenelektrode 30 ist durch eine am Rohr 2 angebrachte keramische Beschich¬ tung gebildet, welche eine Stärke von 0, 1 bis 0,5 aufweist. Die elektrischen Wi¬ derstandswerte entsprechen jenen der Gegenelektrode 14 in der Ausführungs¬ form nach Fig. 1.

Zwischen der Innenelektrode 5 und der Innenwand 21 des Keramik¬ körpers 1 ist ein Kaltleiter 27 angeordnet, welcher bei Erhöhung der Temperatur seinen Widerstand erhöht. Der Kaltleiter 27 kompensiert durch den Anstieg seines Widerstandes den bei höheren Temperaturen abnehmenden Widerstand des Keramikkörpers 1.

Das bei A eintretende Abgas wird im Ringraum 26 zwischen Entla¬ dungselektrode 29 und Gegenelektrode 30 ionisiert und strömt durch die Ka-

näle 20 des Keramikkörpers 1 und verläßt den Rußfilter bei B. Auf Grund des zwischen der Innenelektrode 5 und Außenelektrode 6 aufgebauten elektrischen Feldes kommt es zu einer Abscheidung der im Abgas enthaltenen Rußpartikeln an den Seitenwänden der Kanäle 20. Aus den Wänden der Kanäle 20 treten durch die Temperatur bedingt Elektronen aus, welche durch das dort herrschenden elektrische Feld in Richtung zu den Rußablagerungen beschleunigt werden und bei Auftreffen eine Oxidation der Rußablagerungen einleiten.