DE102006057705B3

DE102006057705B3 - Energy generation heating system by combustion of energy source such as biomass for motor vehicle, has electrode feed coated with insulator and enclosing particle rejecting unit, which prevents exhaust gas particle deposition on insulator

Info

Publication number: DE102006057705B3
Application number: DE200610057705
Authority: DE
Inventors: Dietmar Steiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-12-08
Also published as: EP1930081B1; EP1930081A3; EP1930081A2

Abstract

The heating system has an electrostatic separator (1) in exhaust gas line and a flow channel (2) with a channel wall (2a) and an inner side of channel (2b). The electrode feed (4) is coated with an insulator (5). A particle rejecting unit (6) is enclosed, which prevents the deposition of particles of waste gas in the insulator.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider, insbesondere für eine Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to an electrostatic precipitator, in particular for one Exhaust pipe of an emission control system, according to the preamble of Claim 1.

Weiter betrifft die Erfindung ein Heizungssystem zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennen von einem Energieträger mit einem elektrostatischen Abscheider nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.Further The invention relates to a heating system for generating energy by burning an energy carrier with an electrostatic Separator according to the preamble of claim 10.

Aufgrund der Emissionen von Heizungsanlagen und globaler Bemühungen, derartige Emissionen zu reduzieren – siehe zum Beispiel das Kyoto-Abkommen – werden bei Heizungsanlagen entsprechende Abgasreinigungsanlagen verwendet. Diese sollen insbesondere die schädlichen Stoffe und Partikel in Abgasen herausfiltern, so dass das verbleibende, gereinigte Abgas bedenkenlos an die Umwelt abgegeben werden kann. Insbesondere werden derartige Abgasreinigungsanlagen bei Biomasse-Heizanlagen eingesetzt, bei denen neben ansonsten ökonomischen und ökologischen Vorteilen eine erhöhte Emission an Schadstoffen in den Abgasen auftreten kann. Gerade die relativ hohe Emission an Feinstaub als ein Schadstoffanteil ist bei Biomasse-Heizungsanlagen ein Problem.by virtue of emissions from heating systems and global efforts, reduce such emissions - see, for example, the Kyoto agreement - be used in heating systems appropriate emission control systems. These are intended in particular the harmful substances and particles filter out in exhaust gases, so that the remaining, purified exhaust gas can be safely given to the environment. In particular, be Such emission control systems used in biomass heating systems, where besides economic otherwise and ecological Advantages an increased Emission of pollutants in the exhaust gases may occur. Just that relatively high emission of particulate matter as a pollutant is a problem with biomass heating systems.

Aus der EP 1 193 445 A2 ist eine Abgasreinigungsanlage bekannt, welche für Biomasse-Heizungsanlagen zur Verringerung von Feinstaubemission verwendet wird. Die dort beschriebene Vorrichtung ist in einen Rauchgaskanal einbaubar und weist hierzu einen Deckel auf, der gasdicht auf eine zugehörige Öffnung an einem Rauchgaskanal aufsetzbar ist. An der Innenseite des Deckels ist über eine isolierende Halterung eine Sprühelektrode, zum Beispiel in Form eines gespannten Stabes, gehalten. Ein Hochspannungs-Transformator mit Gleichrichterfunktion erlaubt den Aufbau einer hohen Gleichspannung zwischen dem Draht und dem Deckel, welcher elektrisch leitend mit dem Ofenrohr verbunden ist, sodass dieses als Kollektorelektrode wirkt.From the EP 1 193 445 A2 An emission control system is known, which is used for biomass heating systems to reduce particulate matter emission. The device described therein can be installed in a flue gas channel and for this purpose has a lid which can be placed gas-tight on an associated opening on a flue gas channel. On the inside of the lid, a spray electrode, for example in the form of a tensioned rod, is held over an insulating holder. A high-voltage transformer with rectifier function allows the construction of a high DC voltage between the wire and the lid, which is electrically connected to the furnace tube, so that it acts as a collector electrode.

Ein derartiger Elektrofilter mit Sprühelektrode und Kollektorelektrode ist auch bekannt als elektrostatischer Abscheider. Dieser wird zur Abgasreinigung in einer Abgasleitung einer Heizungsanlage eingesetzt. Dabei wird durch die Sprühelektrode, welche etwa mittig durch die Abgasleitung verläuft und deshalb auch als Mittelelektrode bezeichnet wird, und eine umgebende Mantelfläche der Abgasleitung ein Kondensator gebildet, der bei einer zylinderrohrförmigen Ausbildung der Abgasleitung auch als Zylinderkondensator bezeichnet wird. Die Sprüh- oder Mittelelektrode weist dabei in der Regel einen kreisförmigen Querschnitt in Strömungsrichtung des Abgases auf, wobei der Durchmesser des Querschnitts oder auch der Krümmungsradius im Allgemeinen relativ klein ausgebildet ist (zum Beispiel kleiner als 0,4 mm). Um nun die Schadstoffe, genauer die nicht an die Umwelt abzugebenden Partikel des Abgases, aus dem Abgasstrom abzuscheiden, wird durch die Mittelelektrode und die durch die Mantelfläche gebildete Kollektorelektrode ein quer zur Strömungsrichtung verlaufendes Feld mit Feldlinien von der Mittelelektrode zur Kollektorelektrode gebildet. Hierzu wird an die Mittelelektrode eine Hochspannung angelegt, zum Beispiel in dem Bereich von 15 kV. Dadurch bildet sich eine Corona-Entladung aus, durch welche die in dem Abgas durch das Feld strömenden Partikel unipolar aufgeladen werden. Aufgrund dieser Aufladung wandern die Partikel durch die elektrostatischen Coulomb-Kräfte zur Innenwand der Abgasleitung, welche als Kollektorelektrode dient.One Such electrostatic filter with spray electrode and collector electrode is also known as electrostatic precipitator. This becomes the exhaust gas cleaning in an exhaust pipe of a heating system used. It is through the spray, which is approximately in the middle passes through the exhaust pipe and therefore also referred to as the center electrode, and a surrounding one lateral surface the exhaust pipe, a capacitor formed in a cylindrical tube training the exhaust pipe is also referred to as a cylinder capacitor. The spray or center electrode generally has a circular cross-section in the flow direction of the exhaust gas, wherein the diameter of the cross section or also the radius of curvature is generally relatively small (for example smaller than 0.4 mm). So now the pollutants, more precisely those not to the environment to be discharged particles of the exhaust gas to separate from the exhaust stream, is formed by the center electrode and by the lateral surface Collector electrode extending transversely to the flow direction Field with field lines from the center electrode to the collector electrode educated. For this purpose, a high voltage is applied to the center electrode, for example in the range of 15 kV. This forms a corona discharge through which the particles flowing through the field in the exhaust gas be charged unipolar. Due to this charge, the Particles through the electrostatic Coulomb forces to the inner wall of the exhaust pipe, which serves as a collector electrode.

Die Hochspannung, welche an der Mittelelektrode anliegt, wird über eine Hochspannungszuführung von außen zu der Mittelelektrode zugeführt. Diese verläuft in der Regel quer zu der Strömungsrichtung des Abgases, bevorzugt radial zu der Mittelelektrode. Um ein frühzeitiges Durchschlagen der Hochspannung zu der Innenwand der Abgasleitung zu verhindern, ist die Hochspannungszuführung mit einem Isolator ummantelt.The High voltage, which is applied to the center electrode, is connected via a High voltage supply of Outside supplied to the center electrode. This runs usually transverse to the flow direction of the exhaust gas, preferably radially to the center electrode. To an early Breakthrough of the high voltage to the inner wall of the exhaust pipe To prevent the high voltage supply is covered with an insulator.

Nachteil an dieser Isolierung ist, dass sich auf der Isolierung Abgaspartikel absetzen, welche bei entsprechender Anzahl an Partikeln eine elektrisch leitende Oberfläche auf dem Isolator bilden, über welche die Mittelelektrode entladen werden kann. Dies führt zu einem Versagen des elektrostatischen Abscheiders.disadvantage At this insulation is that on the insulation exhaust particles settle, which with an appropriate number of particles an electric conductive surface on the insulator make over which the center electrode can be discharged. This leads to a Failure of the electrostatic precipitator.

Weiterhin ist aus der US 6 221 136 B1 eine Elektrodenanordnung zum Einbau in der Entlüftungsleitung eines Kurbelgehäuses eines Dieselmotors bekannt. Die Entladungselektrode umfasst dabei mehrere Drahtsegmente, welche auf einer Struktur gehalten werden. Damit sollen Partikel aus einem Aerosol elektrostatisch abgeschieden werden.Furthermore, from the US Pat. No. 6,221,136 B1 an electrode assembly for installation in the vent line of a crankcase of a diesel engine known. The discharge electrode comprises several wire segments which are held on a structure. This should be electrostatic precipitated particles from an aerosol.

Eine Abgasreinigungsanlage für einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor zeigt die US 5 236 317 A . Dabei sind zwei Elektroden in einem vorbestimmten Abstand im Abgaskanal des Motors angeordnet. Es wird an die Elektroden eine Hochspannungsquelle angelegt, so dass sich dazwischen ein elektrisches Feld ausbildet, welches zum Sammeln von Feststoffteilchen im Dieselabgas dient.An emission control system for a motor vehicle diesel engine shows the US 5 236 317 A , In this case, two electrodes are arranged at a predetermined distance in the exhaust passage of the engine. A high voltage source is applied to the electrodes to form an electric field therebetween, which serves to collect particulate matter in the diesel exhaust gas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrostatischen Abscheider zu schaffen, der diesen Nachteil überwindet und der insbesondere eine Ablagerung von Partikeln auf dem Isolator verhindert oder reduziert, um die Funktionsdauer des elektrostatischen Abscheiders zu erhöhen.Of the Invention is based on the object, an electrostatic precipitator to create, which overcomes this disadvantage and the particular prevents or reduces deposition of particles on the insulator, to increase the service life of the electrostatic precipitator.

Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Abscheider zu schaffen, die eine zuverlässige Abgasreinigung garantiert.Further the invention has the object, a heating system with a separator according to the invention to create a reliable one Emission control guaranteed.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this is with the features of claim 1 and the claim 10 solved. Advantageous developments can be found in the dependent claims.

Der elektrostatische Abscheider ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erfindungsgemäßen elektrostatischem Abscheider, insbesondere für eine Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage, mit einem Strömungskanal mit einer Kanalwandung und einem Kanalinneren, durch welchen ein partikelbeinhaltendes Abgas in einer Strömungsrichtung strömt, einer sich in dem Kanalinneren im Wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckenden Elektrode, und einer Elektrodenzuführung, um die Elektrode zu speisen, wobei die Elektrodenzuführung mit einem Isolator zumindest teilweise ummantelt ist, weiter ein Partikelabweisemittel umfasst ist, welches verhindert, dass sich Partikel des Abgases an dem Isolator ablagern.Of the Electrostatic precipitator is characterized in that at an electrostatic according to the invention Separator, especially for an exhaust pipe of an emission control system, with a flow channel with a channel wall and a channel inside, through which a Particle-containing exhaust flows in a flow direction, a extending in the channel interior substantially in the flow direction Electrode, and an electrode feed to the electrode feed, with the electrode feed is at least partially sheathed with an insulator, further on Particle repellent is included, which prevents itself Deposite particles of the exhaust gas on the insulator.

In dem Strömungskanal ist durch die mit Hochspannung gespeiste Elektrode und die als Gegenelektrode fungierende Kanalwandung ein elektrisches Feld in dem Kanalinneren erzeugt, wobei die Feldlinien quer zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufen, bevorzugt rechtwinklig zu der Elektrode. Quer zu der Elektrode ist eine Elektrodenzuführung vorgesehen, welche die Elektrode mit Hochspannung von einer externen Spannungsquelle denzuführung an der Elektrode angelegt wird, ist eine Hochspannung und liegt bevorzugt in einem Bereich um die 15 kV.In the flow channel is due to the high voltage supplied electrode and the counter electrode acting channel wall an electric field in the channel interior generated, wherein the field lines are transverse to the flow direction of the exhaust gas, preferably at right angles to the electrode. Is transverse to the electrode an electrode feed provided which the electrode with high voltage from an external Voltage source denzuführung is applied to the electrode is a high voltage and is preferably in a range around 15 kV.

In dem elektrischen Feld im Kanalinneren werden die Partikel aus ihrer Strömungsrichtung in Richtung der Kanalwandung abgelenkt und lagern sich an der Kanalwandung ab. Um zu verhindern, dass sich Partikel auf dem Isolator, der in das Kanalinnere zu der Elektrode hineinragt, ablagern, ist ein Partikelabweisemittel vorgesehen. Dies verhindert wirkungsvoll, dass aus ihrer Strömungsrichtung abgelenkte Partikel sich auf dem Isolator ablagern oder reduziert die Anzahl der sich auf dem Isolator ablagernden Partikel pro Zeiteinheit.In The electric field in the channel inside the particles from their flow direction deflected in the direction of the channel wall and store on the channel wall from. To prevent particles from being deposited on the insulator the channel interior protrudes to the electrode, deposit, is a particle repellent intended. This effectively prevents that from its flow direction Deflected particles settle on the insulator or reduced the number of particles depositing on the insulator per unit time.

In einem Ausführungsbeispiel ist das Partikelabweisemittel an und/oder in dem Isolator integriert ausgebildet. Zum einen kann das Partikelabweisemittel um den Isolator herum ausgebildet sein, um eine Art Mantelschicht zumindest teilweise um den Isolator zu bilden, welche Partikel nicht oder nur in geringem Maße zu dem Isolator passieren lässt. In diesem Fall ist das Partikelabweisemittel an dem Isolator ausgebildet. Zum anderen kann das Partikelabweisemittel in dem Isolator ausgebildet sein, wodurch ebenfalls eine Mantelschicht erzeugt werden kann, welche den Isolator zumindest teilweise umgibt. Das Partikelabweisemittel kann natürlich auch als Kombination von beiden Varianten ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Partikelabweisemittel als Thermophorese-Partikelabweisemittel ausgebildet ist. Unter Thermophorese versteht man insbesondere einen Effekt, der bei Aerosolen in Luft auftritt, wie dies zum Beispiel bei einer entsprechenden Anwendung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders in einer Abgasleitung vorkommt. Hierbei prasseln auf ein Staubteilchen von allen Seiten im Mittel gleichmäßige Luftmoleküle ein. Eine statische Fluktuation führt zu einer Brown'schen Bewegung der Teilchen, wobei die Bewegung statistisch und ungerichtet ist. Falls sich diese Teilchen in einem Temperaturgradienten (beispielsweise eines Temperaturfeldes) befinden, treffen auf der heißeren Seite schnellere Moleküle auf das Teilchen als auf der kälteren Seite. Hierdurch erfährt das Teilchen einen Nettoimpuls in Richtung der kälteren Seite. Die Bewegung ist dabei im Wesentlichen immer noch statistisch. Jedoch bewegt sich das Teilchen über eine Zeitspanne in Richtung der kälteren Seite.In an embodiment the particle-repelling agent is integrated on and / or in the insulator educated. For one thing, the particle-repelling agent can be around the insulator be formed around, at least partially, a kind of cladding layer to form the insulator, which particles are not or only slightly Dimensions to that Insulator passes. In this case, the Partikelabweisemittel is formed on the insulator. On the other hand, the Partikelabweisemittel formed in the insulator be, whereby also a cladding layer can be produced, which at least partially surrounds the insulator. The particle repellent can of course be designed as a combination of both variants. A preferred embodiment provides that the particle repellent agent as a thermophoresis particle repellent is trained. By thermophoresis is meant in particular a Effect that occurs in aerosols in air, such as this in a corresponding application of the electrostatic precipitator according to the invention occurs in an exhaust pipe. This patter on a dust particle average air molecules on all sides. A static fluctuation leads to a Brownian Movement of particles, the movement being random and undirected is. If these particles are in a temperature gradient (for example of a temperature field), hit the hotter side faster molecules on the particle as on the colder Page. Learns through this the particle gives a net impulse towards the colder side. The movement is still essentially statistical. However, moving the particle over a period of time towards the colder side.

Dieser Effekt wird bei dem Thermophorese-Partikelabweisemittel verwendet. Das heißt, das Thermophorese-Partikelabweisemittel ist ausgebildet, um die Teilchen mittels des Effekts der Thermophorese von dem Isolator abzuweisen.This Effect is used in the thermophoresis particle repellent. This means, the thermophoresis particle repelling agent is adapted to the Particles by means of the effect of the thermophoresis of the insulator to reject.

Bevorzugt ist deshalb vorgesehen, dass das Thermophorese-Partikelabweisemittel eine Heizeinrichtung umfasst und insbesondere als Heizdraht oder dergleichen ausgebildet ist. Diese Heizeinrichtung ist ausgebildet, um die Oberfläche des Isolators in dem partikelbeladenen Abgasstrom zumindest teilweise zu erwärmen. Die Heizeinrichtung kann dabei sowohl an der Oberfläche des Isolators ausgebildet sein, als auch in dem Isolator ausgebildet sein. Kombinationen sind ebenfalls möglich. Die bevorzugt als Heizdraht ausgebildete Heizungseinrichtung verläuft bevorzugt in dem Isolator.Prefers It is therefore intended that the thermophoresis particle repellent a heating device comprises and in particular as a heating wire or the like is formed. This heater is designed around the surface the insulator in the particle-laden exhaust stream at least partially to warm up. The heater can both on the surface of the Insulator can be formed as well as formed in the insulator be. Combinations are also possible. The preferred as a heating wire trained heating device preferably runs in the insulator.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Heizeinrichtung geeignet ist, eine äußere Oberfläche des Isolators auf eine für eine Thermophorese erforderliche Temperatur, die entsprechend höher ist, als die des umgebenden Abgases, aufzuwärmen. Bevorzugt liegt diese erforderliche Temperatur bzw. genauer die Temperaturdifferenz zwischen Abgastemperatur und Oberflächentemperatur in einem Bereich von >= 50 bis <= 400 K, weiter bevorzugt etwa in dem Bereich von 100 K über der Abgastemperatur. Hierdurch wird ein Temperaturfeld erzeugt, dessen Temperaturgradient zu dem umgebenden Abgas zuverlässig das Ablagern von Partikeln, insbesondere von kleinen, deutlich submikroner Partikel in einem Bereich von etwa 200 nm und kleiner, verhindert.An embodiment provides that the heating device is adapted to an outer surface of the Insulator to a temperature required for a thermophoresis, which is correspondingly higher than that of the surrounding exhaust gas to warm up. Preferably, this required temperature or more precisely the temperature difference between exhaust gas temperature and surface temperature in a range of> = 50 to <= 400 K, more preferably approximately in the range of 100 K above the exhaust gas temperature. This produces a temperature field whose temperature gradient to the surrounding exhaust gas reliably prevents the deposition of particles, in particular of small, clearly submicron particles in a range of about 200 nm and smaller.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Heizeinrichtung ausgebildet ist, den Isolator auf eine Temperatur zum Abbrennen von auf dem Isolator befindlichen Partikeln zu erwärmen. Trotz des Partikelabweisemittels kann es vorkommen, dass vereinzelt Partikel sich auf dem Isolator ablagern. Um diese zu entfernen, also von dem Isolator abzuweisen, ist die Heizeinrichtung so ausgebildet, dass an der Oberfläche des Isolators eine Temperatur erzeugbar ist, welche ein Abbrennen der Partikel ermöglicht.One another embodiment provides that the heating device is formed, the insulator to a temperature for burning off of the insulator To heat particles. Despite the Partikelabweisemittels it may happen that isolated Particles settle on the insulator. To remove them, so to reject from the insulator, the heater is designed so that on the surface of the insulator, a temperature can be generated, which is a burning allows the particle.

Hierzu kann eine Steuerungseinheit vorgesehen werden, die beispielsweise bewirkt, dass der Isolator, der bevorzugt als Keramikisolator ausgebildet ist, zumindest an seiner Oberfläche auf eine Abbrenntemperatur erhöht wird, welche bevorzugt in einem Bereich von 550°C bis 750°C, weiter bevorzugt etwa bei 600°C und darüber ausgebildet ist. Ab Erreichen der Abbrenntemperatur verbrennen die brennbaren, abgelagerten Partikel auf dem Isolator. Nichtbrennbare Partikel verbleiben auf dem Isolator, wobei die nichtbrennbaren Partikel nicht elektrisch leitend sind und somit für die Funktionsweise des elektrostatischen Abscheiders unkritisch sind.For this For example, a control unit may be provided causes the insulator, which is preferably formed as a ceramic insulator is, at least on its surface increased to a burning temperature which is preferably in a range of 550 ° C to 750 ° C, more preferably about 600 ° C and formed above is. When the burning temperature is reached, the flammable, deposited particles on the insulator. Non-combustible particles remain on the insulator, with non-combustible particles not are electrically conductive and thus for the functioning of the electrostatic Abscheiders are uncritical.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Partikelabweisemittels sieht vor, dass das Par tikelabweisemittel als Ablenkmittel ausgebildet ist, um die Bahn der Partikel in dem Strömungskanal entsprechend abzulenken. Hierbei ist das Partikelmittel derart ausgebildet, dass die Partikel durch eine gerichtete Wirkungskraft gezielt von ihrer Bahn in Strömungsrichtung abgelenkt werden und so von dem Isolator weg gelenkt werden. Natürlich ist auch eine Kombination von Ablenkmittel und Thermophorese-Partikelabweisemittel möglich.One alternative embodiment a particle repelling agent provides that the particle repellent means is formed as a deflection means to the path of the particles in the flow channel to divert accordingly. Here, the particle means is designed such that the particles are targeted by a directed effect of their course in the direction of flow be deflected and so steered away from the insulator. of course is also a combination of deflection and thermophoresis particle repellents possible.

Für eine gerichtete Ablenkung der Partikel ist vorgesehen, dass das Ablenkmittel als Fluidströmungsmittel ausgebildet ist, um die Bahn der Partikel in dem Strömungskanal durch ein Fluid entsprechend abzulenken. Das Fluid wird dabei so in den Strömungskanal eingebracht, dass eine Strömung entsteht, welche die Abgaspartikel mitreißt in eine Richtung weg von dem Isolator.For a directed Deflection of the particles is provided that the deflection means as Fluid fluid is formed to the path of the particles in the flow channel deflect accordingly by a fluid. The fluid is doing so in the flow channel that introduced a flow arises, which entrains the exhaust particles in a direction away from the insulator.

Dafür ist es in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Fluidströmungsmittel als ein den Isolator zumindest teilweise umgebender Fluidströmungskanal ausgebildet ist, um eine Strömung entlang eine Mantelfläche des Isolators zu erzeugen. Der Fluidströmungskanal kann in einer Form als Ringspalt um den Isolator ausgebildet sein, welche eine das Abgasrohr extern umgebende Umgebungsluft mit dem Kanalinneren fluidisch verbindet. Der Ringspalt ist nach Art eines Einlauftrichters entsprechend dimensioniert, dass Umgebungsluft durch einen in dem Strömungskanal gegenüber der Umgebungsluft herrschenden Unterdruck in das Kanalinnere eingesogen wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des eingesogenen Fluids ist dabei größer als die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, bevorzugt um eine Vielfaches größer. Aufgrund der den Isolator umgebenden Ausbildung des Fluidströmungskanals wird auf diese Weise eine den Isolator umgebende Mantelströmung erzeugt, durch welche die Bahnkurven oder Trajektorien der Abgaspartikel, welche ohne das Partikelabweisemittel auf den Isolator treffen würden, ab- oder umgelenkt wird.That's it in one embodiment provided that the fluid fluid as a fluid flow passage at least partially surrounding the insulator is designed to be a flow along a lateral surface of the insulator. The fluid flow channel may be in a mold be formed as an annular gap around the insulator, which is a the Exhaust pipe surrounding ambient ambient air with the channel interior fluidly combines. The annular gap is in the manner of an inlet funnel accordingly dimensioned that ambient air through a in the flow channel across from The ambient air prevailing vacuum sucked into the channel interior becomes. The flow velocity the soaked fluid is greater than the flow rate of the exhaust gas, preferably many times larger. Because of the insulator surrounding formation of the fluid flow channel is on this Way creates a jacket flow surrounding the insulator, through which the trajectories or trajectories of the exhaust particles, which without the particle repelling agent would hit the insulator, or is diverted.

Die Form des Isolators und/oder des Ringspalts kann/können strömungstechnisch optimiert sein, um beispielsweise eine Mantelströmung mit entsprechenden Strömungseigenschaften zum Ablenken der Partikel (Strömungsgeschwindigkeit, Druck) zu bewirken. Bevorzugt ist die Form so gewählt, dass eine Mantelströmung bis zur Mittelelektrode an dem Isolator anliegt. Hierzu kann in einem Ausführungsbeispiel der Isolator sich verjüngend (beispielsweise von innen nach außen) ausgebildet sein. Der Ringspalt kann beispielsweise düsenartig ausgebildet sein.The Form of the insulator and / or the annular gap can / can fluidically be optimized, for example, a sheath flow with appropriate flow characteristics for deflecting the particles (flow velocity, Pressure) to effect. Preferably, the shape is chosen so that a sheath flow to the center electrode abuts the insulator. This can be done in an embodiment the insulator rejuvenates be formed (for example, from inside to outside). Of the Annular gap, for example, nozzle-like be educated.

Um entsprechende Strömungsgeräusche, verursacht durch den Fluidströmungskanal, zu minimieren, können entsprechende Schalldämpfungsmittel vorgesehen sein. Diese können beispielsweise auch durch die spezielle Formgebung des Ringspalts und/oder des Isolators realisiert sein.Around corresponding flow noise caused through the fluid flow channel, to minimize appropriate silencer be provided. these can for example, by the special shape of the annular gap and / or the insulator can be realized.

Zur Vermeidung von Einwirkungen äußerer Einflüsse können an dem Ringspalt etwa im Mündungsbereich zu einer externen Umgebung Klappen wie Rückschlagklappen und dergleichen angebracht sein. Hierdurch ist der äußere Einfluss, wie beispielsweise durch ungünstige Witterungsbedingungen, welche einen Überdruck im Abgasrohr erzeugen könnten, weitestgehend vermieden, so dass hierdurch beispielsweise keine Abgase durch den Ringspalt den Strömungskanal verlassen.In order to avoid the effects of external influences, flaps such as check valves and the like may be attached to the annular gap in the area of the mouth to an external environment. As a result, the external influence, such as by unfavorable weather conditions, which could generate an overpressure in the exhaust pipe, largely avoided, so that, for example, no Exhaust gases through the annular gap leave the flow channel.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Fluidströmung nur periodisch, etwa für wenige Sekunden pro Monat, aktiviert wird. Die Fluidströmung kann auch stoßweise erfolgen. So könnten auf der Mantelfläche des Isolators niedergeschlagene Abgaspartikel fortgeblasen werden, was einen Ausbau und Reinigung des Partikelabweisemittels vermeiden bzw. dessen Standzeit verlängern würde.One another embodiment provides that the fluid flow only periodically, about for a few seconds a month, is activated. The fluid flow can also intermittently respectively. So could on the lateral surface be blown off the insulator precipitated exhaust particles, which prevents removal and cleaning of the particle repellent or extend its service life would.

Das Heizungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennen von einem Energieträger wie Biomasse mit einer Feinstaub emittierenden Heizungsanlage wie eine Biomasse-Heizungsanlage zum Verbrennen des Energieträgers, wobei partikelbeinhaltende Abgase entstehen, ein erfindungsgemäßer elektrostatischer Abscheider vorgesehen ist.The Heating system is characterized in that for the production of Energy by burning one energy source like biomass with one Particulate matter emitting heating system such as a biomass heating system for burning the energy carrier, wherein particle-containing exhaust gases are formed, an inventive electrostatic Separator is provided.

Mit dem erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheider und dem erfindungsgemäßen Heizungssystem werden insbesondere die folgenden Vorteile realisiert:
Durch das Partikelabweisemittel wird weitestgehend verhindert, dass sich Partikel, insbesondere elektrisch den Strom leitende Partikel, auf der Isolatoroberfläche ablagern. Hierdurch kann eine Entladung über elektrisch leitende Partikel entlang des Isolators verhindert werden und somit lässt sich die Funktionsfähigkeit des elektrostatischen Abscheiders wirkungsvoll verbessern. Die Partikelabweisemittel sind einfach aufgebaut und lassen sich leicht realisieren.With the electrostatic precipitator according to the invention and the heating system according to the invention, the following advantages are realized in particular:
The particle-repelling agent largely prevents particles, in particular electrically conductive particles, from depositing on the insulator surface. In this way, a discharge via electrically conductive particles along the insulator can be prevented, and thus the functionality of the electrostatic precipitator can be effectively improved. The particle repellents are simple and easy to implement.

Die Zeichnungen stellen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen Folgendes:The Drawings represent two embodiments of the invention and show the following:

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders in einer Schnittansicht, mit einem als Heizeinrichtung ausgebildetem Partikelabweisemittel und 1 schematically shows a section of an electrostatic precipitator according to the invention in a sectional view, with a trained as a heater particle repelling agent and

2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders in einer Schnittansicht, mit einem als Fluidströmungsmittel ausgebildetem Partikelabweisemittel. 2 schematically shows a second embodiment of a section of an electrostatic precipitator according to the invention in a sectional view, with a designed as a fluid fluid particle repellent.

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders 1, der in einer Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Abgasleitung weist einen Strömungskanal 2 auf, welcher im Wesentlichen aus einer Kanalwandung 2a und einem Kanalinneren 2b besteht. Durch den Strömungskanal 2 strömt in Betrieb ein partikelbeinhaltendes Abgas einer Heizeinrichtung (nicht dargestellt). Der elektrostatische Abscheider 1 umfasst eine sich in dem Kanalinneren 2b in Strömungsrichtung erstreckende Elektrode 3 und eine Elektrodenzuführung 4. Die Elektrodenzuführung 4, welche hier etwa senkrecht zu der Elektrode 3 verläuft, ist mit einem Keramik-Isolator 5 ummantelt. Diese Elektrodenzuführung 4 ist elektrisch leitend mit der Elektrode 3 verbunden und speist diese von einer externen Spannungsversorgungsquelle (nicht dargestellt) mit einer Hochspannung. Die Kanalwandung 2a und die Elektrode 3 bilden dabei eine Art Kondensator, wobei sich zwischen den Oberflächen der Elektrode und der Kanalwandung 2a ein elektrisches Feld ausbildet. Um Entladungen von der Elektrode 3 zur Kanalwandung 2a über die Elektrodenzuführung 4 zu verhindern, ist die Elektrodenzuführung mit einem Isolator, hier dem Keramik-Isolator 5 isolierend ummantelt. 1 schematically shows a section of an electrostatic precipitator according to the invention 1 , which is arranged in an exhaust pipe of an exhaust gas purification system (not shown). The exhaust pipe has a flow channel 2 which essentially consists of a channel wall 2a and a channel interior 2 B consists. Through the flow channel 2 In operation, a particle-containing exhaust gas of a heater (not shown) flows. The electrostatic precipitator 1 includes one in the channel interior 2 B in the flow direction extending electrode 3 and an electrode feeder 4 , The electrode feed 4 which are approximately perpendicular to the electrode 3 runs, is with a ceramic insulator 5 jacketed. This electrode feeder 4 is electrically conductive with the electrode 3 connected and fed from an external power source (not shown) with a high voltage. The canal wall 2a and the electrode 3 form a kind of capacitor, wherein between the surfaces of the electrode and the channel wall 2a forming an electric field. To discharge from the electrode 3 to the canal wall 2a via the electrode feed 4 To prevent, the electrode feed with an insulator, here the ceramic insulator 5 insulated sheathed.

Um zu verhindern, dass sich Partikel aus dem strömenden Abgasstrom an dem Keramikisolator 5 ablagern und ggf. eine leitende Oberfläche bilden, welche zu einer Entladung der Elektrode 3 entlang dieser leitenden Oberfläche zu der Kanalwandung 2a führen kann, ist in den Keramik-Isolator 5 ein als Heizeinrichtung 6 ausgebildetes Partikelabweisemittel integriert. Die Heizeinrichtung 6 ist aus mehreren Heizdrähten 6a ausgebildet (von denen zwei dargestellt sind), die sich in Bahnen in dem Keramik-Isolator 5 erstrecken. Diese Heizdrähte 6a sind dazu geeignet, die äußere Oberfläche des Keramik-Isolators 5 auf eine Temperatur zu erwärmen, welche mittels Thermophorese-Effekt dazu geeignet ist, Partikel von dem Keramik-Isolator 5 abzuweisen. Ein Beispiel für Bedingungen, die in einem Einsatzbereich für den elektrostatischen Abscheider vorliegen, sind die Folgenden: Abgaswärme bei Eintritt in den Strömungskanal 2: etwa 220°C Strömungsgeschwindigkeit des Abgases: etwa 2 m/s Durchmesser des Keramik-Isolators 5: etwa 10 mm Länge des Keramik-Isolators 5: etwa 35 mm Heizleistung: etwa 10-20 W To prevent particles from the flowing exhaust gas flow to the ceramic insulator 5 deposit and possibly form a conductive surface, which leads to a discharge of the electrode 3 along this conductive surface to the channel wall 2a can lead into the ceramic insulator 5 as a heating device 6 integrated particle repellent integrated. The heater 6 is made of several heating wires 6a formed (two of which are shown) extending in tracks in the ceramic insulator 5 extend. These heating wires 6a are suitable for the outer surface of the ceramic insulator 5 to heat to a temperature which is suitable by means of thermophoresis effect, particles from the ceramic insulator 5 to reject. An example of conditions that are present in an application area for the electrostatic precipitator are the following: Exhaust heat when entering the flow channel 2 : about 220 ° C Flow rate of the exhaust gas: about 2 m / s Diameter of the ceramic insulator 5 : about 10 mm Length of the ceramic insulator 5 : about 35 mm Heating capacity: about 10-20 W

Somit ist eine Heizleistung einer Heizeinrichtung 6, die zum Beispiel als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet ist, ausreichend, um Partikel von dem Keramik-Isolator 5 abzuweisen. Um möglicherweise auf dem Keramik-Isolator 5 abgelagerte Partikel zu entfernen, ist die Heizeinrichtung 6 ausgebildet, um Temperaturen von etwa 600°C und mehr an der Oberfläche des Keramik-Isolators 5 zu erzeugen.Thus, a heating power of a heater 6 , for example, as electrical resistance is formed sufficiently to particles of the ceramic insulator 5 to reject. To possibly on the ceramic insulator 5 Removing deposited particles is the heating device 6 designed to withstand temperatures of about 600 ° C and more on the surface of the ceramic insulator 5 to create.

2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders 1' in einer Schnittansicht. Der elektrostatische Abscheider 1' ist ebenfalls in einer Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage (nicht dargestellt) angeordnet. Die Abgasleitung weist einen Strömungskanal 2 auf, welcher im Wesentlichen aus einer Kanalwandung 2a und einem Kanalinneren 2b besteht. Durch den Strömungskanal 2 strömt in Betrieb ein partikelbeinhaltendes Abgas einer Heizeinrichtung (nicht dargestellt). Der elektrostatische Abscheider 1 umfasst eine sich in dem Kanalinneren 2b in Strömungsrichtung erstreckende Elektrode 3 und eine Elektrodenzuführung 4. Die Elektrodenzuführung 4, welche auch hier etwa senkrecht zu der Elektrode 3 verläuft, ist mit einem Keramik-Isolator 5' ummantelt. Der Keramik-Isolator 5' durchdringt, wie auch in dem Ausführungsbeispiel nach 1, ebenso wie die Elektrodenzuführung 4 die Kanalwandung 2b. Die Elektrodenzuführung 4 ist elektrisch leitend mit der Elektrode 3 verbunden und speist diese von einer externen Spannungsversorgungsquelle (nicht dargestellt) mit einer Hochspannung. Die Kanalwandung 2a und die Elektrode 3 bilden eine Art Kondensator, wobei sich zwischen den Oberflächen der Elektrode 3 und der Kanalwandung 2a ein elektrisches Feld ausbildet. Um Entladungen von der Elektrode 3 zur Kanalwandung 2a über die Elektrodenzuführung 4 zu verhindern, ist die Elektrodenzuführung 4 mit einem Isolator, hier einem Keramik-Isolator 5' isolierend ummantelt. Der Keramik-Isolator 5' ist hier, im Gegensatz zu der zylindrischen Form des Isolators in 1, konisch ausgebildet, wobei der Keramik-Isolator 5' sich in Richtung Kanalwandung 2a von dem Kanalinneren 2b her verjüngt. Zwischen Kanalwandung 2a und Keramik-Isolator 5' ist ein als Ringspalt 7 ausgebildetes Partikelabweisemittel, genauer Fluidströmungsmittel, ausgeformt. Über diesen Ringspalt 7 kann beispielsweise Umgebungsluft in das Kanalinnere 2b strömen. Der Ringspalt 7 ist dabei so ausgebildet, dass Partikel in dem Abgas aufgrund der durch den Ringspalt und den Druckverhältnissen im Kanalinneren 2b und der Umgebung erzeugten Strömung so abgelenkt werden, dass diese sich nicht auf der Oberfläche des Keramik-Isolators 5' ablagern. Die in der 2 dargestellten Pfeile kennzeichnen diese Ablenkung, wobei der lange, vertikale Pfeil in der 2 den Abgasstrom ohne Partikelabweisemittel darstellt, die zwei schräg, entlang des Keramik-Isolators 5' verlaufenden Pfeile die Umgebungsluftströmung darstellen und die geschwungen beiden verbleibenden Pfeile die abgelenkte Abgasströmung darstellen. 2 schematically shows a second embodiment of a section of an electrostatic precipitator according to the invention 1' in a sectional view. The electrostatic precipitator 1' is also arranged in an exhaust pipe of an exhaust gas purification system (not shown). The exhaust pipe has a flow channel 2 which essentially consists of a channel wall 2a and a channel interior 2 B consists. Through the flow channel 2 In operation, a particle-containing exhaust gas of a heater (not shown) flows. The electrostatic precipitator 1 includes one in the channel interior 2 B in the flow direction extending electrode 3 and an electrode feeder 4 , The electrode feed 4 which also here approximately perpendicular to the electrode 3 runs, is with a ceramic insulator 5 ' jacketed. The ceramic insulator 5 ' penetrates, as in the embodiment according to 1 , as well as the electrode feed 4 the canal wall 2 B , The electrode feed 4 is electrically conductive with the electrode 3 connected and fed from an external power source (not shown) with a high voltage. The canal wall 2a and the electrode 3 form a kind of capacitor, being between the surfaces of the electrode 3 and the channel wall 2a forming an electric field. To discharge from the electrode 3 to the canal wall 2a via the electrode feed 4 To prevent is the electrode feed 4 with an insulator, here a ceramic insulator 5 ' insulated sheathed. The ceramic insulator 5 ' is here, in contrast to the cylindrical shape of the insulator in 1 , conical, with the ceramic insulator 5 ' in the direction of the canal wall 2a from the channel interior 2 B rejuvenated. Between channel wall 2a and ceramic insulator 5 ' is one as an annular gap 7 formed Partikelabweisemittel, more precisely fluid fluid, formed. About this annular gap 7 For example, ambient air can enter the channel interior 2 B stream. The annular gap 7 is designed so that particles in the exhaust gas due to the through the annular gap and the pressure conditions in the channel interior 2 B and the environment generated flow are deflected so that they are not on the surface of the ceramic insulator 5 ' deposit. The in the 2 Arrows indicated this deflection, with the long, vertical arrow in the 2 represents the exhaust flow without Partikelabweisemittel, the two obliquely, along the ceramic insulator 5 ' extending arrows represent the ambient air flow and the curved two remaining arrows represent the deflected exhaust gas flow.

Selbstverständlich ist auch eine Kombination verschiedener Partikelabweisemittel möglich.Of course it is Also a combination of different Partikelabweisemittel possible.

Claims

Heating system for generating energy by burning of an energy source such as biomass with a particulate matter emitting heating system such as a biomass heating system for burning the energy carrier, wherein particulate exhaust gases are formed, and an electrostatic precipitator ( 1 . 1' ) in an exhaust pipe, comprising a flow channel ( 2 ) with a channel wall ( 2a ) and a channel interior ( 2 B ), through which a particle-containing exhaust gas flows in a flow direction, one in the channel interior ( 2 B ) substantially in the flow direction extending electrode ( 3 ) and an electrode feed ( 4 ) to the electrode ( 3 ), wherein the electrode feed ( 4 ) with an isolator ( 5 . 5 ' ) is at least partially encased, characterized in that further comprises a particle repellent ( 6 . 7 ), which prevents particles of the exhaust gas from depositing on the insulator.

Heating system according to claim 1, characterized in that the particle repelling agent ( 6 . 7 ) and / or in the isolator ( 5 . 5 ' ) is integrated.

Heating system according to claims 1 or 2, characterized in that the particle repelling agent ( 6 . 7 ) as a thermophoresis particle repellent ( 6 ) is trained.

Heating system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thermophoresis particle repelling agent as a heating device ( 6 ) is trained.

Heating system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating device ( 6 ) is suitable, an outer surface of the insulator ( 5 ) to a temperature required for a thermophoresis which is correspondingly higher than that of the surrounding exhaust gas.

Heating system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heating device ( 6 ) is formed, the insulator ( 5 ) to a temperature for burning off on the insulator ( 5 ) to heat particles.

Heating system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Partikelabweisemittel ( 7 ) is formed as a deflection means to the path of the particles in the flow channel ( 2 ) to divert accordingly.

Heating system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the deflection means as fluid fluid ( 7 ) is adapted to the path of the particles in the flow channel ( 2 ) to deflect accordingly by a fluid.

Heating system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fluid fluid as an insulator ( 5 ' ) at least partially surrounding fluid flow channel ( 7 ) is adapted to a flow along a lateral surface of the insulator ( 5 ' ) to create.