₁₀ Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filter- oder Katalysa¬ torvorrichtung, die von einem fluidem Medium durchströmt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft dabei Filtervorrichtungen zum Abscheiden von in dem fluiden Medium verteilten Aerosolen und/ oder Feststoffen durch Niederschlagen auf einer Oberfläche.

-, _r - Weiter betrifft die vorliegende Erfindung Katalysatorvorrichtun¬ gen, bei denen das fluide Medium mit einer katalytisch wirkenden Oberfläche in Berührung gebracht wird, um entsprechende chemi¬ sche Reaktionen in dem fluiden Medium zu bewirken.

₂₀ Bei derartigen Vorrichtungen besteht das Hauptproblem darin, möglichst das gesamte fluide Medium mit einer Oberfläche in Kontakt zu bringen, wobei gleichzeitig der Strömungswiderstand für das fluide Medium minimiert werden soll.

₂₅ Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vor¬ richtung aus feststehenden und bewegbaren Teilen besteht, und das fluide Medium so geführt ist, daß es abwechselnd jeweils feststehende und bewegte Teile der Vorrichtung durchströmt.

30 Bei Katalysatorvorrichtungen kann diese Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß der Trägerkörper Gitter oder Lochbleche umfaßt, die die katalytische Substanz tragen, und durch die das fluide Medium strömt, und eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, die die Gitter oder Lochbleche senkrecht zu der Strömungs- ₃₅ richtung des fluiden Mediums bewegt.

Sofern diese erfindungsgemäße Konstruktion als ölfilter für die Kurbelgehäuseabgase im Ansaugbereich des Vergasers eines Verga¬ sermotors oder als Abgasreinigungsvorrichtung im Auspuffstrang ₄₀ eines Kolbenmotors Verwendung findet, zeigt sich ein weiterer

erheblicher Vorteil darin, daß die Vorrichtung wie ein Schall¬ dämpfer wirkt und die Ansaug- bzw. Auspuffgeräusche erheblich vermindert.

Dabei ist es bevorzugt, daß die bewegbaren Teile in einem zylin- derförmigen Gehäuse rotieren, da bei einer rotierenden Bewegung der Antrieb der bewegbaren Teile den geringsten Energieaufwand erfordert. Aus der Rotationsbewegung folgt die Zylinderform des Gehäuses.

Dabei ist weiter bevorzugt, daß die Rotationsachse der beweg¬ baren Teile coaxial zu der Zylinderform des Gehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Platzbedarf der Vorrichtung minimiert werden.

Insbesondere ist bevorzugt,daß eine Antriebsvorrichtung an einer der Stirnflächen des Zylinders angebracht ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die beweg¬ baren Teile scheibenförmig sind und daß die dazwischen angeord¬ neten feststehenden Teile plan sind. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung erreicht.

Vorzugsweise ist ein Gaseintrittsanschluß an der einen Stirn¬ seite und ein Gasaustrittsanschluß an der gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders angeordnet. Die Strömung des Mediums in der Vorrichtung wird so optimiert.

Dabei können die Öffnungen in jeweils einander gegenüberliegen- den kreisringförmigen Bereichen der beweglichen und feststehen¬ den Teile angebracht sein. Auf diese Weise wird eine sehr inten¬ sive Verwirbelung des Mediums erreicht.

Eine besonders einfache Herstellbarkeit der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die bewegbaren Teile auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.

Sofern die Vorrichtung zur Abscheidung eines Aerosols aus dem Medium dient, ist es bevorzugt, daß die Rotationsachse der beweglichen Teile waagerecht liegt, der Gaseintrittanschluß und

Gasaustrittsanschluß an der Oberseite des Gehäuses angeordnet sind und an der Gehäuseunterseite zusätzlich eine Austritts¬ öffnung für die abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die beweglichen und feststehenden Teile die Form von Hohlzylindern auf und sind abwechselnd coaxial zueinander an¬ gebracht. Dadurch wird eine konstante Relativgeschwindigkeit , _Q zwischen den bewegbaren Teilen und dem durchströmenden Medium erzielt.

Hierbei ist es bevorzugt, daß ein Gaseintrittsanschluß am Mantel des Zylinders und ein Gasaustrittsanschluß an der unteren - r- Stirnseite angeordnet ist. Durch die Zentrifugalwirkung der rotierenden Zylinder werden so abzuscheidende Stoffe stets von dem Gasaustritt wegbewegt und eine bessere Reinigung des Mediums kann erzielt werden.

20 Vorzugsweise sind auch hier die Öffnungen in jeweils einander gegenüberliegenden Bereichen der beweglichen und feststehenden Teile angebracht.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn die ₂₅ hohlzylinderförmigen bewegbaren Teile an einer gemeinsamen angetriebenen Trägerscheibe angeordnet sind.

Wenn diese Vorrichtung zur Abscheidung von Aerosolen aus dem Medium Verwendung finden soll, ist es besonders vorteilhaft,

30 wenn an der Gehäuseunterseite zusätzlich eine Austrittsöffnung für die abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können besonders wirtschaft¬ lich hergestellt werden, wenn die feststehenden und die beweg¬ baren Teile als Lochbleche ausgebildet sind, dabei ist dann eine

35 besonders günstige Beschichtung mit dem Katalysatormaterial, beispielsweise durch Aufsputtern, möglich.

Eine besonders leichte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tungen ergibt sich, wenn die feststehenden und die bewegbaren

40

Teile als Gitter ausgebildet sind.

Vorzugsweise ist als Antrieb ein Elektromotor vorgesehen.

Um den Wirkungsgrad der Vorrichtung weiter zu verbessern, können die feststehenden und/oder die bewegbaren Teile der Vorrichtung hohl ausgebildet sein und mit einer Zuführungsvorrichtung für ein Hilfsgas in Verbindung stehen.

Sofern die bewegbaren Teile der Vorrichtung hohl ausgebildet sind, ist eine spezielle Form der Austrittsöffnungen für das Hilfsgas besonders vorteilhaft, bei der sie durch Auswölbungen gebildet sind, die entgegen der Drehrichtung ansteigen und eine nach rückwärts gerichtete Öffnung bilden. Dadurch kann ein noch stärkerer Unterdruck zum Ansaugen des Hilfsgases aufgrund der Rotation der bewegbaren Teile der Vorrichtung erzeugt werden, gleichzeitig wird dadurch ein Zusetzen der Öffnungen mit Ver¬ schmutzungen vermieden.

Besonders einfach läßt sich diese Vorrichtung realisieren, wenn das Hilfsgas Luft ist.

Bei einer reinen Katalysatσrvorrichtung kann der Trägerkörper dabei beispielsweise als eine in der Ebene senkrecht zu der Stömungsrichtung liegende Scheibe ausgebildet sein. Dadurch entsteht eine sehr kleine Bauform des Katalysators.

. Vorzugsweise wird der Trägerkörper jedoch als eine zylindrische oder kegelstumpf- oder kegelförmige Trommel ausgebildet. Dadurch können besonders große Gasmengen behandelt werden.

Da bei den erfindungsgemäßen Katalysatorvorrichtungen nur ein sehr geringer Druckabfall beim Durchströmen des Gases durch den Trägerkörper entsteht, besteht hier die Möglichkeit, beispiels¬ weise bei Abgaskatalysatoren für Kraftfahrzeuge dem Abgasstrom

₁₀ Frischluft zuzuführen. Dadurch kann ohne die aufwendige Regelung mit der Lambda-Sonde stets ein Sauerstoffüberschuß in dem vom Katalysator zu behandelnden Abgas sichergestellt werden. Es kann somit die aufwendige Lamda-Regelung entfallen und/oder der Motor mit einem besseren Wirkungsgrad und/oder einer höheren Verdich-

,,- tung betrieben werden.

Es ist dann besonders bevorzugt, das weitere Medium (beispiels¬ weise die Frischluft) mittels einer angetriebenen Vorrichtung zum Fördern dieses Mediums der Eingangsseite des Katalysators

20 zuzuführen.

Weiter ist es bevorzugt, bei trommeiförmig ausgebildeten Träger¬ körpern diese in einer Kammer anzuordnen, deren Querschnitt senkrecht zu der Rotationsachse der Trommel einem Vieleck ent¬

25 spricht.

Vorzugsweise können dabei im Inneren der Kammer zusätzlich Vor¬ richtungen vorgesehen sein, die einer Rotationsbewegung des Mediums entgegenwirken.

30

Vorzugsweise kann als Antriebsvorrichtung ein Elektromotor Verwendung finden. Ebenso kann ein Abgasantrieb, d.h. also beispielsweise ein vom Abgasstrom angetriebenes Turbinenrad, als Antriebsvorrichtung vorgesehen werden. Dabei kann dieses

„ Turbinenrad auch direkt an dem trommeiförmigen Trägerkörper angebracht sein. Ebenso ist denkbar, die Antriebsenergie von einem Motor zu entnehemen, dessen Abgase der Katalysatorvor¬ richtung zugeführt werden. Beispielsweise kann die Katalysator- vorriσhtung einfach durch einen mit der Kurbelwelle des Motors

_{Δ n} in Verbindung stehenden Keilriemen angetrieben werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Trägerkörper aus einem oder mehreren feinen Gittern besteht, die mit der katalytischen Substanz beschichtet sind. Auf diese Weise läßt sich ein besonders leichter Trägerkörper konstruieren.

Dabei sind gewalzte (planierte) Gitter besonders vozuziehen, da diese aufgrund ihrer wesentlich glatteren Oberfläche einen

10 erheblich geringeren Reibungswiderstand im Medium aufweisen.

Das erfindungsgemäße System arbeitet nach dem Tragheits- und Fliehkraftprinzip:

₁ ,. Bewegte Körper wollen in Bewegung bleiben,

bewegte Körper wollen sich auf einer geraden Linie bewegen.

Der Gasstrom, der sich durch das Abgasrohr bewegt, hat bei einem

20 Beispiel (Motor dreht mit 6.000 U/min., Hubraum 5 1, Abgasrohr¬ durchmesser 60 mm) eine Strömungsgeschwindigkeit von 88 m/sec. Die Oberflächengeschwindigkeit des Trägerkörpers liegt dabei zwischen 25 m/sec. bis 100 m/sec, je nach Drehzahl. Die Gas¬ reaktion an der Oberfläche wird durch diese künstlich erzeugte _je - Oberflächengeschwindigkeit vervielfacht. Entsprechende Messungen über die Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit am Katalysator in Abhängigkeit von der Stömungsgeschwindigkeit wurden bereits vom Erfinder durchgeführt. Bei diesen Messungen wurde die Tempera¬ turfehlmessung an Platin-Thermoperlen im Abgasstrom gemessen,

30 die durch die katalytische Reaktion bewirkt werden. Der Anstieg der Temperatur verlief wie aus der Tabelle ersichtlich ist, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Abgasstromes:

35

40

Anzeige Differenztemp. Differenztemp. Differenztemp. beschichtet bei 2 1/min. bei 4 1/min. bei 6 1/min.

Pt-Thermo Luftdurchsatz Luftdurchsatz Luftdurchsatz

750 12,5 30,0 43,0 700 12,5 30,0 43,0 650 12,5 30,0 41,0 600 12,0 29,0 40,0 550 12,0 27,0 39,0 500 11,0 24,5 35,0 450 9,0 20,0 28,0 400 0,4 10,0 13,5

Diese Tabelle beruht auf einem CO-Anteil im Abgas von 1 %. Bei einem höheren CO-Gehalt des Abgases wurden Temperaturerhöhungen von über 100°C gemessen, obwohl die Thermoperle mit einem Durch¬ messer von 1 bis 1,5 mm dem Gasstrom mit der Temperatur von 400 bis 750°C ausgesetzt war. Damit wurde gezeigt, daß ein Tempera¬ turunterschied von mehr als 100°C gegenüber der Abgastemperatur vorlag, und somit thermische Energie an der Thermoperle frei wurde, die durch die Nachverbrennung der im Abgas vorhandenen CO- und CH-Anteile an der Thermoperle entstand. Durch diesen Effekt wird es ermöglicht, erfindungsgemäß die herkömmlichen, oxidkeramisch aufgebauten Wabenkatalysatoren für PKW-Ottomotoren auf untoxische Metallkatalysatoren umzustellen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine Ausführungsform der Erfindung als Axial-Filter in vertikal geschnittener Darstellung;

Fig.2 eine Ausführungsform der Erfindung als Radial-Filter in vertikal geschnittener Darstellung;

Fig.3 eine Ausführungsform der Erfindung als Axial-Filter mit zusätzlicher Hilfsluftzuführung durch die feststehenden Teile in vertikal geschnittener Darstellung;

Fig.4 eine Ausführungsform der Erfindung als Axial-Filter mit zusätzlicher Hilfsluftzuführung durch die bewegbaren Teile in vertikal geschnittener Darstellung;

Fig.5 eine Detailansicht einer Öffnung zum Hilfsgasaustritt aus Fig.4 in Schnittdarstellung;

Fig.6 eine Detailansicht einer Öffnung zum Hilfsgasaustritt aus Fig.4 von vorne.

Fig.7 eine weitere erfindungsgemäße Katalysatorvorrichtung mit Elektromotorantrieb und kegelstumpfförmigen Katalysator¬ träger sowie einer zusätzlichen Frischluftzuführung im Längsschnitt;

Fig.8 einen Schnitt entlang der Linie I-I der Figur 7;

Fig.9 eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Längs¬ schnitt, wobei die Trägervorrichtung mittels an dieser angebrachter Turbinenschaufeln angetrieben wird und auf die Zuführung von Hilfsluft verzichtet ist;

Fig.10 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß Fig.9;

Fig.11 eine Schnittdarstellung durch einen weiteren erfindungs¬ gemäßen Katalysatorträger, wie er beispielsweise in Abluftkaminen eingesetzt werden kann;

Fig.12 eine Schnittdarstellung einer weiteren, besonders bevor- zugten Ausführungsform der Erfindung, die sich insbeson¬ dere zur Reinigung von Dieselabgasen eignet;

Fig.13 eine Darstellung des Details aus Fig.12 und

Fig.14 eine Darstellung der Ausführungsform gem. Fig.12 von oben.

Fig.l zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das zu behandelnde Medium im wesentlichen horizontal durch ein Gehäuse 10 in der Form eines liegenden Zylinders strömt. An der linken Stirnseite des Zylinders ist im oberen Bereich ein Gaseintritts- anschluß 12 für das zu behandelnde Medium (beispielsweise

Öldampf- und -nebelhaltige Luft, Abgase von Diesel- oder Otto¬ motoren) angeordnet. An der rechten Stirnseite des Zylinders ist im oberen Bereich ein Gasaustrittsanschluß 14 für das behandelte Medium angeordnet. Vorzugsweise sind die beiden Anschlüsse 12,14 nicht koaxial, sondern gegeneinander versetzt angeordnet.

An der Mantelfläche des Zylinders unten ist ein Austrittsan¬ schluß 16 für die Abscheidungsprodukte (beispielsweise Ölkon- densat) angebracht. Dieser Anschluß 16 kann natürlich entfallen, wenn die Vorrichtung als Katalysator Verwendung findet.

Koaxial zu der Achse der Zylinderform ist in dem Gehäuse 10 eine Welle 18 gelagert, die durch die rechte Stirnfläche tritt und mit einem dort angebrachten Druckluft- oder Elektromotor 20 verbunden ist. Auf der Welle 18 sind in gleichmäßigem Abstand zueinander vier Scheiben 22 als bewegbare Teile befestigt. Zwischen den Scheiben 22 sind drei feststehende Scheiben 24 mit gleichmäßigem Abstand zu den beweglichen Scheiben 22 an dem Gehäuse 10 rundum dicht befestigt. Die Welle 18 tritt durch die feststehenden Scheiben 24.

Sämtliche Scheiben 22,24 können aus Gittermaterial oder geloch¬ tem Material bestehen. Vorzugsweise weisen die Scheiben 22,24 jeweils einander gegenüberliegende, kreisringförmige Bereiche 26 mit Löchern auf. Sofern die Vorrichtung als Katalysator dient, bestehen die Scheiben 22,24 aus dem katalytisch aktiven Material oder sind mit diesem zumindest teilweise beschichtet.

Fig.2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das zu behandelnde Medium durch ein Gehäuse 110 in der Form eines stehenden Zylinders strömt. An der rechten Mantelfläche des Zylinders ist im oberen Bereich ein Gaseintrittsanschluß 112 für das zu behandelnde Medium (beispielsweise Öldampf- und - nebelhaltige Luft, Abgase von Diesel- oder Ottomotoren) angeord-

net. In der Mitte der unteren Stirnseite des Zylinders ist ein Gasaustrittsanschluß 114 für das behandelte Medium angeordnet. Seitlich in der unteren Stirnseite des Zylinders ist ein Aus¬ trittsanschluß 116 für die Abscheidungsprodukte (beispielsweise Ölkondensat) angebracht. Dieser Anschluß 116 kann natürlich ent _¬ fallen, wenn die Vorrichtung als Katalysator Verwendung findet. Koaxial zu der Achse der Zylinderform ist in dem Gehäuse 110 eine Welle 118 gelagert, die durch die obere Stirnfläche tritt und mit einem dort angebrachten Druckluft- oder Elektromotor 20 verbunden ist. An der Welle 118 ist eine Trägerscheibe 119 befestigt, an der drei konzentrisch in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnete Hohlzylinder 122 mit unterschiedlichem Durchmesser als bewegbare Teile hängen. Zwischen den beweglichen Hohlzylindern 122 sind zwei feststehende Hohlzylinder 124 mit gleichmäßigem Abstand zu den beweglichen Hohlzylindern 122 an einem waagerechten Zwischenboden 125 des Gehäuses 110 befestigt. Der Zwischenboden 125 weist neben den feststehenden Hohlzylin¬ dern 124 Öffnungen 127 auf, die in einen daruntergelegenen Sumpf 130 für die Abscheidungsprodukte führen.

Der Gasaustrittsanschluß 114 erstreckt sich als Rohr durch den Zwischenboden 125 hindurch bis etwa in die halbe Höhe des Gehäuses 110.

Die obere Stirnfläche des Gehäuses 110 ist als Deckel 132 ausge¬ bildet, der mittels eines Verschlusses 134 befestigt ist und an dem der Motor 20 befestigt und die Welle 118 gelagert ist. Dadurch kann die Vorrichtung leicht auseinander genommen werden, wenn dies zu Wartungs- oder Reinigungsarbeiten erforderlich ist.

Sämtliche Hohlzylinder 122,124 können aus Gittermaterial oder gelochtem Material bestehen. Vorzugsweise weisen die Hohlzylin¬ der 122,124 jeweils einander gegenüberliegende zylindrische Bereiche 126 mit Löchern auf. Sofern die Vorrichtung als Kata¬ lysator dient, bestehen die Hohlzylinder 122,124 aus dem katalytisch aktiven Material oder sind mit diesem zumindest teilweise beschichtet.

Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Axialfilters

der Fig. 1, bei der zusätzlich ein Hilfsgas zugeführt werden kann. Dieses Hilfsgas dient bei der Verwendung der Vorrichtung als Abscheidevorrichtung für die Flüssigkeit aus einem Aerosol oder einem Dampf-Nebel-Gemisch zur Abkühlung des Mediums und damit zur Verstärkung der Kondensation. In diesem Fall findet vorzugsweise Frischluft als Hilfsgas Verwendung.

Sofern die Vorrichtung als Katalysator verwendet wird, kann bei Verwendung als Abgaskatalysator ebenfalls Frischluft zugeführt werden, um so den Lambda-Wert des Abgases zu verbessern. Es kann dann beispielsweise die aufwendige Lambda-Regelung des Kataly¬ sator-Ottomotors ohne Nachteile bei den Abgaswerten eingespart werden. Darüberhinaus kann das gefürchtete Überhitzen des Kata¬ lysators sicher vermieden werden. Bei Verwendung der Vorrichtung als chemischer Katalysator kann natürlich jedes beliebige Hilfs¬ gas, aber auch beispielsweise ein Reaktionspartner zugeführt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 sind die feststehenden Scheiben 224 jeweils doppelt vorhanden und schließen einen schmalen Hohlraum 204 ein. Dieser Hohlraum 204 ist in der Umgebung der Welle 18 ringförmig verschlossen. Die Mantelfläche des Gehäuses 210 ist ebenfalls doppelwandig ausgebildet und umschließt einen weiteren Hohlraum 202, mit dem die Hohlräume 204 rundum in Verbindung stehen. Ein Hilfsgasanschluß 200 mündet in den Hohlraum 202. Das Hilfsgas tritt also über den Hilfsgas¬ anschluß 200 in den Hohlraum 202 in der Mantelfläche des Gehäuses 210 ein und gelangt von dort in die Hohlräume 204 zwischen den feststehenden Scheiben 224. Dabei kann das Hilfsgas die Scheiben 224 kühlen. Es gelangt dann durch kreisringförmige gelochte Bereiche 226 in den Scheiben 224 mit dem Medium in Berührung, welches ebenfalls durch die gelochten Bereiche 226 strömen muß. Entsprechende gelochte Bereiche 26 sind auch hier in den beweglichen Scheiben 22 vorgesehen. Alternativ können die beweglichen Scheiben 22 aus Gittermaterial bestehen.

Um den Hohlraum 202 nicht zu stören, kann der Austrittsanschluß 216 für die Abscheidungsprodukte in diesem Fall am unteren Ende einer der Stirnflächen des Gehäuses 210 seitlich herausgeführt

ein .

Eine weitere Ausführungsform des Axialfilters der Fig.l mit einer Hilfsgaszuführung ist in Figur 4 dargestellt. Hierbei wird das Hilfsgas jedoch im Gegensatz zu Fig. 3 nicht durch die feststehenden, sondern durch die bewegbaren Teile der Vorrich¬ tung zugeführt.

Der Hilfsgasanschluß 300 befindet sich bei dieser Ausführungs¬ form in der Mitte der Stirnfläche des Gehäuses 310 gegenüber dem Motor 20. Er ist in Form eines feststehenden Rohres ausgebildet, welches im Gehäuse 310 im Inneren der in diesem Fall als Rohr ausgebildeten Welle 318 mündet. Die Abdichtung zwischen der Außenseite des Rohres der Hilfsgaszuführung und der Innenseite der Welle erfolgt über eine Labyrinthdichtung 302. Auf der Welle 318 sind vier Paare von jeweils zwei bewegbaren Scheiben 322 angeordnet. Zwischen diesen Scheiben 322 befindet sich ein schmaler Hohlraum 304, der mit dem Innenraum der Welle 318 in Verbindung steht und am Außenrand der Scheiben 322 verschlossen ist. Auch hier weisen die feststehenden und bewegbaren Scheiben 24,322 jeweils einander gegenüberliegende kreisringförmige, gelochte Bereiche 26 auf. Motorseitig ist der Innenraum der Welle 318 dicht abgeschlossen.

Das Hilfsgas wird hier also durch die Hilfsgaszuführung 300 in den Hohlraum in der Welle 318 zugeführt. Von dort verteilt es sich auf die Hohlräume 304 zwischen den einzelnen Scheiben 322. Dort kommt es durch die gelochten Bereiche 26 mit dem Medium in Berührung, welches ja ebenfalls durch die gelochten Bereiche strömen muß. Die Konstruktion der Fig.4 hat dabei den besonderen Vorteil, daß das Hilfsgas durch die Zentrifugalwirkung in den rotierenden Scheiben ohne weitere Hilfsmittel nach außen gefördert wird. Dadurch kann sogar ein leichter Überdruck des zu reinigenden Mediums gegenüber dem Hilfsgas ausgeglichen werden.

Um diese Förderwirkung weiter zu verbessern und gleichzeitig ein Zusetzen der Austrittsöffnungen zu verhindern, werden die Aus¬ trittsöffnungen vorzugsweise wie in Fig.5 und 6 gestaltet. Dabei befindet sich über der eigentlichen Austrittsöffnung ein gewölb-

ter Deckel 348, der in Drehrichtung der Scheibe 322 geschlossen ausgebildet ist, und entgegen der Drehrichtung ansteigt. An der Rückseite dieses Deckels befindet sich dann die Öffnung 350, durch die das Hilfsgas austritt. Vorzugsweise kann diese Kon- struktion dadurch hergestellt werden, daß die gewölbten Deckel 348 durch Pressen aus der zuvor planen Scheibe hergestellt wer¬ den, wobei der dafür benutzte Stempel eine entsprechende Abri߬ kante aufweist, durch die die Öffnung 350 entsteht. Dergestalt mit Deckeln 348 versehene Austrittsöffnungen können entweder auf allen Außenseiten der Scheiben 322 oder vorzugsweise nur auf der der Hauptströmungsrichtung des Mediums (große Pfeile in Fig.4) abgewandten Seite der Scheiben 322 vorgesehen sein.

Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit rotie¬ renden Scheiben 322 kann anstelle einer Scheibe 322 auch ein Flügelrad vorgesehen werden, welches dann gleichzeitig die Förderung des Mediums übernimmt.

Bei diesen Ausführungsformen der Erfindung können die „fest¬ stehenden" Teile auch in zu der Bewegungsrichtung der bewegten Teile entgegengesetzten Richtung angetrieben werden. Dadurch wird eine noch bessere Wirkung erzielt, dafür ist der konstruk¬ tive Aufwand größer.

Besonders einfach läßt sich diese Lösung bei der Ausführungsform der Fig.2 verwirklichen, da dabei lediglich die bisher feststehenden Hohlzylinder ebenfalls auf einer rotierenden Scheibe angeordnet werden müssen, deren Antrieb dann beispielsweise durch einen unten angeordneten Motor bewirkt wird.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig.1,3 und 4 muß zusätzlich außen eine parallel zur Welle 18 verlaufende Hilfswelle angebracht werden, die die in entgegengesetzter Richtung zu bewegenden Scheiben, beispielsweise über Zahnkränze, antreibt.

Die in den Figuren 7 und 8 dargestellte erfindungsgemäße Kataly¬ satorvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 401, welches einen nach außen hin geschlossenen Innenraum 402 bildet.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 401 Wür¬ fel- oder quaderförmig mit einem entsprechend geformten Innen¬ raum 402 ausgebildet. Im Innenraum 402 ist um eine senkrecht zu den beiden Stirnwänden 403 und 404 des Gehäuses 401 verlaufende Achse L eine Trommel 405 drehbar gelagert. Die Trommel 405 ist vollständig innerhalb des Gehäuses 401 angeordnet, und an ihrem der Innenfläche der Stirnwand 404 benachbarten und in einer Ebene senkrecht zur Längsachse L angeordneten Boden 406 an einem Ende einer Welle 407 befestigt, die abgedichtet aus dem Innen¬ raum 402 durch die Stirnwand 404 herausgeführt ist und durch einen außerhalb des Gehäuses 401 angeordneten Elektromotor 408 um die Längsachse L rotierend antreibbar ist. Die Welle 407 ist hierbei beispielsweise die Ausgangswelle des Elektromotors 408. Selbstverständlich sind auch andere Antriebsmöglichkeiten denk¬ bar, beispielsweise die Verwendung einer Riemenscheibe statt des Elektromotors 408, die dann über einen Keilriemen mit der Kur¬ belwelle des Motors in Verbindung steht. Dies hätte den Vorteil, daß sich die Drehzahl der Trommel 405 proportional zu der Drehzahl des Motors verhält. Wenn also bei hoher Motordrehzahl eine große Abgasströmung auftritt, würde auch die Drehzahl der Trommel 405 und damit die Leistung der Katalysatorvorrichtung entsprechend erhöht werden.

Die Trommel 405 umfaßt zusätzlich zu dem beispielsweise aus einem Zuschnitt aus korrosionsbeständigem Metallblech herge¬ stellten, geschlossenen Boden 406 auch einen rotationssymme¬ trisch zur Längsachse L ausgebildeten und diese Längsachse umschließenden Trägerkörper 409 für die katalytische Substanz, der die Mantelfläche der Trommel 405 bildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Mantelfläche kegelstumpfförmig ausgebildet. Sie kann jedoch ebenfalls kegelförmig oder zylindrisch sein.

Als Trägerkörper 409 für die katalytische Substanz dienen vor¬ zugsweise ein oder mehrere feinmaschige Metallgitter, die mit der katalytischen Substanz beschichtet, beispielsweise bedampft oder besputtert, sind. Dabei ist die Verwendung gewalzter (planierter) Gitter wegen des geringeren Strömungswiderstands besonders bevorzugt.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Trägerkörper 409 derart kegelstumpfförmig ausgebildet, daß der kreisförmige Innendurchmesser der Trommel 405 von dem Boden 406 zum anderen, diesem Boden gegenüberliegenden, offenen Ende 410 der Trommel 405 hin abnimmt. An dem offenen Ende 410 ist der Trägerkörper 409 vorzugsweise durch einen die Längsachse L konzentrisch um¬ schließenden Ring 411 verstärkt, d.h. der Ring 411 begrenzt eine kreisrunde Öffnung der Trommel 405 am Ende 410.

Mit dem Ende 410 reicht die Trommel 405 in eine an der Innen¬ fläche der Stirnwand 403 gebildete Hilfskammer 412 hinein, die die Trommel 405 im Bereich des Endes 410 auf einer axialen Teillänge umschließt, die nur einen Bruchteil der gesamten axialen Länge der Trommel aufweist. Die Hilfskammer 412 steht mit einem rohrformigen Anschluß 413 in Verbindung, der aus dem Gehäuse 401 herausgeführt ist, und zum Zuführen von Frischluft dient. Die Frischluft kann dabei zusätzlich entweder durch einen ebenfalls mit dem Elektromotor 408 gekoppelten Ventilator zuge- führt werden, oder es werden an dem Ende 410 der Trommel 405 entsprechende Turbinenflügel vorgesehen, die die Frischluft zuführen. Dadurch kann der Sauerstoffgehalt des Abgases erhöht werden, so daß an der katalytischen Substanz genügend Sauerstoff verfügbar ist, um eine vollständige Umsetzung der schädlichen Nebenprodukte im Motorenabgas zu erreichen. Es kann dann beispielsweise auf die aufwendige Lambda-Regelung des Motors verzichtet werden. Insbesondere eignet sich dann ein solcher Katalysator zum Nachrüsten bei Kraftfahrzeugen, die nur mit einem ungeregelten Katalysator ausgestattet werden können, da d _er Motor (beispielsweise, weil er ein Vergasermotor ist) nicht mit einer elektronischen Lambda-Regelung versehen werden kann. Zusätzlich kann eine solche Katalysatorvorrichtung direkt im Motorraum hinter dem Motor angeordnet werden, ohne daß man ein Überhitzen des Katalysators befürchten muß, da das Abgas ja durch Zuführung von Frischluft sowieso gekühlt wird.

Durch die Stirnwand 403 ist ein Rohrstück 415 abgedichtet hin¬ durchgeführt, welches koaxial mit der Längsachse L angeordnet ist und mit seinem in den Innenraum 405 ' der Trommel 405 hinein- reichenden offenen Ende dem Boden 406 in einem Abstand benach-

bart liegt, der wiederum nur einen Bruchteil der gesamten axialen Länge der Trommel 405 ausmacht. Mit dem anderen Ende ist das dort ebenfalls offene Rohrstück 415 abgedichtet durch die Stirnwand 403 nach außen geführt und führt die gereinigten Abgase beispielsweise zu einer konventionellen Auspuffanläge ab. In der parallel zur Wand 414 und im Abstand von dieser angeord¬ neten Wand 417 ist ein Anschluß 418 vorgesehen, über den das ungereinigte Abgas vom Motor entsprechend dem Pfeil B dem die Trommel umgebenden Teilraum des Innenraums 402 zugeführt wird.

Wie die Figuren zeigen, ist der Anschluß 418 bei der dargestell¬ ten Ausführungsform so angeordnet, daß er in Richtung der Längs¬ achse L der Stirnwand 403 näher liegt als der Stirnwand 404 und damit auch dem Ende 410 der Trommel 405, die sich nahezu über die gesamte, zwischen den Stirnwänden 403 und 404 gebildete

Länge des Innenraums 402 erstreckt, näher liegt als dem Boden 406, d.h. der Anschluß 418 befindet sich im Bereich eines Teils der Trommel 405, an dem diese einen im Vergleich zum Boden 406 kleineren Durchmesser aufweist. Weiterhin liegt der Anschluß 418 gegenüber einer die Längsachse L einschließenden und senkrecht zur Wand 414 und zur Bodenwand 417 verlaufenden Mittelebene M seitlich versetzt, so daß das Abgas in etwa tangential zur Trommel 405 in den Raum 402 eintritt, wie dies in der Figur 8 mit den Pfeilen B' angedeutet ist. Bei der dargestellten Ausfüh- rungsform befindet sich der Anschluß 418 in unmittelbarer Nähe einer der beiden Seitenwände 419 und 420, die jeweils senkrecht zu den Stirnwänden 403 und 404 sowie auch senkrecht zu den Wänden 414 und 417 liegen.

Wie insbesondere in der Figur 8 dargestellt ist, bildet das Gehäuse 401 einen Innenraum 402, der entsprechend der Ausge¬ staltung dieses Gehäuses ebenfalls quader- oder würfelförmig ist, insbesondere aber in den Schnittebenen senkrecht zur Längs¬ achse L einen von der Kreisform abweichenden, nämlich bei der dargestellten Ausführungsform quadratischen Querschnitt besitzt. Durch diese Querschnittsform wird erreicht, daß sich beim Drehen der Trommel 405 um die Längsachse L ein mit der Trommel mit¬ drehendes Luftvolumen in dem die Trommel 405 umschließenden Teil des Innenraums 402 nicht ausbilden kann. Der quadratische Quer- schnitt wirkt somit der Ausbildung eines mit der Trommel mitro-

tierenden Luftvolumens entgegen und bildet somit sozusagen eine diesem Mitrotieren entgegenwirkende "Schikane".

Eine gleiche Wirkung wird erreicht, wenn das Gehäuse einen rechteckförmigen Querschnitt oder aber einen dreiecksförmigen oder einen einem anderen Vieleck, beispielsweise einem Sechseck, entsprechenden Querschnitt aufweist.

Außerdem besteht die Möglichkeit, im Inneren des Gehäuses noch weitere "Schikanen", beispielsweise in Form von in den Innenraum 402 vorstehenden Rippen, Leisten oder Blechen 422, vorzusehen.

Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Katalysatorvorrichtung. Dabei strömt das vom Motor kommende Ab¬ gas, wie durch die Pfeile dargestellt, durch ein Einlaßrohr 423 in den Innenraum des Gehäuses 427. In diesem Gehäuse befindet sich der Katalysatorträger, der hier ebenfalls als Trommel 425, im dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch mit zylindrischer Form ausgebildet ist. Die Trommel ist an ihrem dem Zuführungs¬ stutzen 423 gegenüberliegenden Ende dicht abgeschlossen und mit einem Rotor 432 versehen. Zwischen dem Rotor 432 und dem An¬ schluß 423 ist noch ein Leitrad 431 vorgesehen. Die diesem Ende gegenüberliegende andere Bodenwand weist eine konzentrische Öffnung auf, durch die ein Austrittsrohr 424 abgedichtet durch¬ geführt ist, welches dann mit der üblichen Auspuffanläge (Vor¬ schalldämpfer und Endschalldämpfer) in Verbindung steht. Die Trommel 425 ist mittels einer entsprechenden Lagerung 429 auf dem Austrittsrσhr 424 drehbar gelagert, wobei die Lagerung 429 auch den Innenraum der Trommel 425 gegen den Innenraum des Gehäuses 427 abdichtet.

Figur 10 zeigt eine Schnittdarstellung der Figur 9, wobei der Schnitt hinter dem Leitrad 431 dargestellt ist. Hier ist eben¬ falls die Rotationsachse 428 der Trommel 425 und der Eingangs¬ anschluß 423 erkennbar. Deutlich ist erkennbar, daß das Gehäuse 427 einen quadratischen Querschnitt aufweist, und Leitrad 431 und der gleich groß ausgeführte Rotorkranz 432 an der Trommel 425 jeweils bis an die entsprechenden Gehäusewände heranreichen. Wie insbesondere in Figur 9 dargestellt, ist der Durchmesser der

Trommel 425 geringer als der Durchmesser des Rotors 432. Dieser Durchmesser entspricht vielmehr dem Innendurchmesser des Rotor¬ kranzes. Dadurch strömt das vom Motor kommende Abgas, wie mit den Pfeilen dargestellt, durch den Eingangsanschluß 423, das Leitrad 431, den Rotorkranz 432 in den Innenraum des Gehäuses 427 hinter dem Rotorkranz 432. Von dort wird das Abgas durch die schnell rotierende Trommel 425 hindurchgedrückt. Durch die schnelle Rotation der Trommel und dadurch, daß die Trommel vor¬ zugsweise aus mehreren Lagen eines feinen siebartigen Gewebes besteht, welches mit den entsprechenden katalytischen Substanzen beschichtet ist, erfolgt dort auf sehr kleinem Raum die kataly¬ tische Umsetzung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe. Das ge¬ reinigte Abgas strömt in den Innenraum der Trommel 425 und von dort über die Ausgangsleitung 424 in die übliche Auspuffanläge. Diese Ausführungsform eignet sich vorzugsweise zum Nachrüsten bereits existierender Fahrzeuge mit einem solchen erfindungsge¬ mäßen Katalysator anstelle des konventionellen Wabenkatalysa¬ tors. Es sind nämlich keine weiteren Änderungen am Fahrzeug erforderlich, insbesondere ist es nicht erforderlich, einen elektrischen Anschluß für einen Antriebsmotor vorzusehen.

Figur 11 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform für die Trägervorrichtung für einen erfindungsgemäßen Katalysator. Hierbei besteht der Kern 436 der Trommel 435 aus einem Gitter, beispielsweise aus V2A-Stahl. Dieser ist von einer Isolierung 437, beispielsweise aus Keramikmaterial, umgeben. Diese Isolierung 437 trägt schließlich den eigentlichen Katalysator¬ träger 439, der aus einem siebartigen Gewebe aus Metalldraht besteht, welches mit der katalytischen Substanz beschichtet ist.

Die Arbeitsweise des in den Figuren 7 und 8 beschriebenen Katalysators läßt sich folgendermaßen beschreiben:

Zum Betrieb des Katalysators wird der Elektromotor 408 einge¬ schaltet, so daß sich die Trommel 405 um die Längsachse L dreht, und zwar in Richtung des Pfeiles D.

Die über den Anschluß 413 zugeführte Frischluft tritt im Bereich der Hilfskammer 412 durch den gitterförmigen Katalysatorträger

sowie insbesondere auch durch den zwischen dem Ring 411 und der Außenfläche des Rohrstücks 415 gebildeten Ringspalt in den Innenraum 405' der Trommel 401 (Pfeil A' ) ein und wird schlie߬ lich über das offene Ende 416 des Rohrstücks 415 zum Auspuff hin abgeführt (Pfeil A" ) . Die Förderung der Frischluft wird entweder durch an der Trommel 405 angebrachte Ventilatorflügel oder durch eine entsprechende Fördervorrichtung, die an dem Anschluß 413 angeschlossen ist, bewirkt. Durch die Drehbewegung der Trommel 405 und durch die hierdurch erzeugte Zentrifugalkraft gelangt die zugeführte Frischluft zeitweise auch durch den siebartigen Trägerkörper 409 hindurch in den die Trommel 405 umgebenden Teil des Innenraums 402 (Pfeil A' ' ' ), strömt dann aber erneut durch den Trägerkörper 409 hindurch und wird entsprechend dem Pfeil A" über das Rohrstück 415 abgeführt. Durch die Luftströme A' , A" und A' ' ' wird die Trommel 405 im Bereich des gesamten Trägerkör¬ pers 409 ständig gekühlt, gleichzeitig wird dadurch die auf dem Katalysatorträger befindliche katalytische Substanz ausreichend mit Sauerstoff versorgt.

Fig.12, 13 und 14 zeigen eine weiter verbeserte Ausführungsform der Erfindung in Anlehnung an die Ausführungsform der Fig.l. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zur Reinigung von Dieselabgasen vom Dieselruß. Dabei wird das zu reinigende Medium durch einen Gaseintrittsanschluß 512 an der Mantelfläche des zylindrischen Gehäuses zugeführt. Dieser Gaseintrittsanschluß 512 mündet an einer Antriebsvorrichtung 500 für die Welle 518, auf der die bewegbaren Scheiben 522 angeordnet sind. Die An¬ triebsvorrichtung 500 besteht dabei aus einem planen Blech, welches senkrecht zu der tangentialen Strömungsrichtung des eintretenden Gases und durch die Rotationsachse der Welle 518 hindurch verlaufend in einem Schlitz in dieser Welle 518 angebracht ist.

Die Anordnung aus bewegten und feststehenden Scheiben 522,524 entspricht der Fig 1. Gasaustrittsseitig schließt sich an diese Scheiben 522,524 eine weitere Antriebsvorrichtung 502 an, die ebenso wie die Antriebsvorrichtung 500 aufgebaut ist. Von dort aus verläßt das Gas die Vorrichtung durch einen ebenfalls an der Mantelfläche des zylindrischen Gehäuses tangential angeordneten

Gasaustrittsanschluß 514.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Antriebsvorrichtungen 500,502 entsteht im Betrieb ein Unterdruck in den Antriebsvor- richtungen in der Nähe der Welle 518. Dieser Unterdruck kann zum Ansaugen eines Hilfsgases, beispielsweise von Umgebungsluft, entlang der Welle 518 genutzt werden. Hierzu genügt es, auf eine Abdichtung der Durchführung der Welle 518 durch das Gehäuse zu verzichten. Die Pfeile 504,506 zeigen diese Hilfsluftströmung.

Um eine noch bessere Förderung des zu reinigenden Mediums zu erzielen, ist zwischen der gaseintrittsseitigen Antriebsvor¬ richtung 500 und den Scheiben 522,524 parallel zu diesen eine weitere undurchlässige Scheibe 508 angeordnet, die sich etwa bis zum halben Radius des Gehäuses erstreckt. Ebenso ist zwischen den Scheiben 522,524 und der gasaustrittsseitigen Antriebsvor¬ richtung 502 ein Ring 510 angeordnet, der sich von der Gehäusewand etwa den halben Radius nach innen erstreckt.

Bei der vorliegenden Erfindung kann die Welle 518 mit einem kollektorlosen Generator und Elektromotor 550 verbunden sein. Dieser kann dann beispielsweise während des Anlassens eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbundenen Dieselmotors als Antriebsmotor wirken, da dann der meiste Ruß anfällt, während noch kein ausreichender Abgasstrom zum Antrieb der Vorrichtung erzeugt wird. Im Dauerbetrieb kann dann ein Teil der Abgasener¬ gie zur Stromerzeugung genutzt werden, und gegebenenfalls eine Lichtmaschine eingespart werden.

Das Detail der Fig. 13 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestal¬ tung der Erfindung: In den strömungsarmen Bereichen in der Nähe der Gehäusemantelfläche zwischen den feststehenden Scheiben 524 setzt sich beispielsweise ausgefilterter Ruß ab. Erfindungsgemäß sind in diesem Bereich zwischen den feststehenden Scheiben 524 elektrische Heizwendel 560 mittels einer keramischen Isolier¬ schicht 562 auf Stützringen 564 angeordnet. Wenn während des Betriebes regelmäßig elektrischer Strom durch diese Heizwendel 560 geschickt wird, kann der anfallende Ruß jeweils abgebrannt werden, und muß nicht mühsam entfernt werden.

Bei allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann auch ein weiterer Reaktionspartner in flüssiger Form eingespritzt werden. So kann beispielsweise bei der Reinigung von Dieselabgasen zusätzlich Harnstoff zugeführt werden, um die Stickoxide zu binden.