WO2006053750A1 - Device for purifying exhaust gases of an internal combustion engine that contain soot - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for cleaning soot-containing exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a diesel engine.
- a filter device comprises a monolithic filter element made of porous SiC.
- the filter element is cylindrical and has a plurality of axially verlau ⁇ fender channels.
- First channels are connected at a first end of the filter element to an engine exhaust gas supply line coming from the engine and are closed at an opposite second end of the filter element.
- Second channels are closed at the first end of the filter element and verbun ⁇ the terme ⁇ lying second end with a Abgasabloomtechnisch the.
- the first channels are thus separated from the second channels by the surrounding porous walls.
- the soot contained in the engine exhaust gases is retained in the wall.
- the cleaned engine exhaust gases are discharged from the second channels via the Abgasab2020 Koch. Over time, the porous walls become clogged by the soot retained therein.
- the combustion parameters are changed such that the temperature of the engine exhaust gas increases to such an extent and as a result the soot retained in the filter device is burned becomes. After the regeneration of the filter device effected in this way, the combustion parameters are adjusted again in such a way that an optimum engine output is achieved.
- the known method requires a complex control device with which the temperature of the engine exhaust gases can be controlled as a function of the pressure in the engine exhaust gas supply line by appropriate control of the control times, the valves, an injection device, the ignition timing and the like.
- the provision of such a control device is expensive.
- the temperature increase of the engine exhaust gases required for the regeneration of the filter device can only be achieved if the diesel engine is operated with a high power. But that is not the case with all vehicles.
- the temperature increase of the engine exhaust gases required for the regeneration of the filter device is not achieved.
- two filter devices are provided. If the filter element of a
- Filter device is clogged, is switched to the other Filter ⁇ device.
- clogged filter elements are removed and the soot collected in it burned out in an external furnace. It is obvious that this process is cumbersome, expensive and expensive.
- a filter device in which a burner is provided for regenerating a filter element. To burn off the soot, the filter element is heated at its exhaust gas discharge side facing Nieder ⁇ pressure side with hot burner exhaust gases.
- the known filter device has not proven itself. A complete combustion of the particular on the engine exhaust gas supply line facing high pressure side and provided in between the high pressure and the low pressure side Filtrationsabites deposited carbon black can not be achieved er ⁇ .
- the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
- a device as effective as possible for cleaning soot-containing exhaust gases of an internal combustion engine should be specified, which can be regenerated independently of the operating state of the internal combustion engine.
- the burner exhaust gas passage also extends adjacent to the Niederbuch ⁇ outflow sections. This also allows heating of a high pressure flow section surrounded by low pressure exhaust sections.
- the Hochscheranstr ⁇ mabêt is in heated in this case by means of heat conduction via the Nieder réelleab- strömabitese.
- adjacent is understood to mean an arrangement of the burner exhaust gas passage, which makes it possible to transfer heat sufficient for combustion of the soot to the high pressure inflow section and the associated filter section. To perform this function, the burner exhaust passage does not need to run immediately adjacent to the high pressure inflow section. It can be provided in between a gap or the like.
- the burner exhaust gas passage extends parallel and / or perpendicular to the high-pressure inflow section and / or to the low-pressure outflow sections.
- a plurality of burner exhaust passages are provided, which are arranged with a plurality of Hochlichanströmabêten and Niederbuchabströmabroughen for the most effective transmission of heat in the manner of a heat exchanger.
- the arrangement may correspond to that of a cross-flow heat exchanger, countercurrent heat exchanger or a mixed form of the aforementioned heat exchangers.
- the burner exhaust gas passage is separated from the high-pressure inflow section by a first wall surrounding the high-pressure flow section.
- the burner exhaust gas passage and the burner connected therewith are substantially separated from the pressure prevailing in the high-pressure inflow section.
- This allows a particularly fast and effective discharge of the exhaust gases generated by the burner through the burner exhaust passage.
- the heat required for the regeneration of the filter device can be transmitted particularly quickly and efficiently.
- the Burner exhaust gas passage is limited by a surrounding wall.
- the first wall of the high-pressure inflow section, the filter section and a second wall surrounding the low-pressure outflow section are made of the porous material. This allows a particularly simple and hereby gün ⁇ -term production of the filter device. For example, it can be inexpensively produced in large quantities by extrusion. Even if the first wall is produced only from a porous material, sufficient decoupling of the burner exhaust gas passage from the pressure prevailing in the high-pressure inlet section can thus be achieved.
- the filter section is at least partially formed by the first and / or second wall.
- the channel-shaped high-pressure inflow section may be surrounded by at least one, preferably several, channel-shaped low-pressure downflow sections arranged parallel thereto.
- the filter section extends over the entire length of the Hochdruckanström- or Niederbuchab- Strömabitess. It can be made available as a large filter surface Ver ⁇ addition.
- the porous material is expediently made of porous silicon carbide.
- a surface of the material can be produced with catalytically active metals, for example Ru, Rh, Pt, Pd, Ir, Ni, Cu, V, W, Y, Ze, Ti, Zi or combinations or oxides thereof.
- the pores at least of the filter section expediently have an average pore size in the range from 100 to 200 ⁇ m.
- the first and / or the second Wall may have a different porosity with a mitt ⁇ ler pore size in the range of 40 to 80 microns.
- the porous material can of course also be made of other ceramic materials, for example cordierite, aluminum oxide, mullite, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, spinel or mixtures thereof.
- the filter device and the burner exhaust gas passage are surrounded by a common housing.
- flow guiding means for guiding the burner exhaust gases may be provided in the housing. It may be sheets, which one to the direction of z. B. in the form of straight long elongated channels formed Hochdrucküberströmabbalde vertical flow of the burner exhaust gases.
- the filter device may comprise one or more monolithically formed filter elements.
- Such monolithic filter elements can be produced, for example, by extrusion processes.
- the Hochscheranstr ⁇ m- and Niederbuchabströmabête may be designed as parallel channels, which are closed in a subsequent process to the extrusion process step to a part on one side and the other part on the other side.
- the filter device comprises a plurality of filter elements, they can be arranged in a parallel arrangement in the housing. The remaining space between the filter elements in this case forms the burner exhaust passage. In this case, the filter elements can be flushed around to regenerate hot burner exhaust gases.
- a device for measuring the engine exhaust gas supply line is provided.
- the control device may comprise a microprocessor which switches the burner on and off according to a predetermined algorithm or program.
- the proposed device thus forms an independent system which, independently of the respective operating state of the combustion engine, acts to regenerate the filter device.
- the proposed device does not require any change in the combustion parameters during operation of the internal combustion engine.
- the internal combustion engine can be operated during the regeneration of the filter device without loss of performance.
- the Brennerabgas ⁇ passage opens into the Abgasab2020 Gustav.
- the exhaust-removal line already provided for discharging the engine exhaust gases can be used.
- FIG. 1 is a schematic sectional view through a Fil ⁇ terabrough a first filter device
- FIG. 3 shows a schematic sectional view according to the section line AA 'in FIG. 2
- FIG. 4 shows a schematic sectional view according to the section line BB 1 in FIG. 2
- FIG. 3 shows a schematic sectional view according to the section line AA 'in FIG. 2
- FIG. 4 shows a schematic sectional view according to the section line BB 1 in FIG. 2
- FIG. 3 shows a schematic sectional view according to the section line AA 'in FIG. 2
- FIG. 4 shows a schematic sectional view according to the section line BB 1 in FIG. 2
- FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view through a third filter device
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view according to the section line AA 1 in Fig. 5,
- FIG. 7 is a detail view of FIG. 6,
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view according to the section line A-A 'in Fig. 8,
- FIG. 10 is a detail view of FIG. 9,
- Fig. 11 is a schematic sectional view through a fifth
- Fig. 12 is a schematic sectional view through a sixth
- 13 is a plan view of a device for Abgasrei ⁇ nist and
- FIG. 14 shows a schematic cross-sectional view according to the section line A-A 'in FIG. 13.
- FIG. 1 shows a schematic sectional view through a monolithic filter element of a first filter device.
- the filter element is formed from a plurality of filter sections 1.
- Each of the filter sections 1 um- a high-pressure inlet channel 2 adjoins.
- a low-pressure outlet channel 3 and / or a burner exhaust gas passage 4 can be provided.
- the Hochscheranströmkanäle 2, the Niederbuchabströmkanäle 3 and the burner exhaust passage 4 are surrounded by walls W, which are made of a porous SiC ceramic.
- the Hochscheranströmkanäle 2 are connected to a (not shown here) Motorabgaszu111 decis.
- An entrance of the burner exhaust gas passage 4 is connected to a burner exhaust gas supply line (not shown here).
- An outlet of the burner exhaust gas passage 4 and openings of the low-pressure exhaust ducts 3 are connected to an exhaust discharge line (not shown).
- an engine exhaust gas MG containing soot is supplied to the high-pressure flow channels 2 under high pressure.
- the engine exhaust MG is pressed according to the arrows Pl through the walls W either in the Niedertownabströmkanäle 3 or in the burner exhaust passage 4.
- the soot contained in the engine exhaust gas MG is retained in the walls W and possibly also in the high-pressure flow channels 2.
- Engine exhaust gas MGR purified in this way is discharged via the exhaust gas discharge line connected to the low-pressure discharge ducts 3 and the outlet of the burner exhaust gas passage 4.
- hot burner exhaust gas BG is conducted through the burner exhaust gas passages 4.
- the soot-retaining walls W and the high pressure inflow sections 2 are heated to a temperature at which the soot burns. This will be the Regenerated filter element and is available for removing again soot from engine exhaust MG available.
- FIG. 2 shows a perspective view of a second filter device 5.
- engine exhaust gas MG laden with soot is supplied to the high-pressure inlet passages 2.
- engine exhaust MGR leave the Niedertownabströmkanäle 3.
- the Hochscheranströmkanäle 2 are at the first end El open and at the second end E2 closed sen.
- the Nieder réelleabströmkanäle 3 are closed at the first end El and open at the second end E2.
- slits 6 running parallel to the direction of the high-pressure inlet 2 and low-pressure outlet channels 3 are provided on upper and lower sides u extending transversely to the first El and the second end E2.
- the slots 6 extend from the first inlet openings 7 provided on the upper side o and second inlet openings 8 provided on the lower side u into the interior of the filter element 1. They open at the second end E2 into outlet openings 9 provided there.
- the third filter device 10 comprises a plurality of, preferably rectangularly formed, first filter elements 11.
- the first filter elements 11 are arranged one above the other such that slots 6 extending parallel thereto are arranged form.
- the slots 6 may generally have a width in the range of 1 to 6 mm, preferably 2 to 3 mm.
- the Hochlichanströmkanäle 2 and the Niederbuchabströmkanäle 3 expediently in Ren ren a height and a width of 1 to 3 mm.
- the thickness of the surrounding walls W can be 0.5 to 2.0 mm.
- the hot burner exhaust gas BG flows through the slots 6 in a direction transverse to
- FIGS. 8 to 10 show a fourth filter device 12.
- a multiplicity of second filter elements 14, which are formed cylindrically here, are provided in a housing 13.
- the second filter elements 14 are arranged at a distance a of 1 to 6 mm.
- An inlet 15 is connected to a burner exhaust gas supply line (not shown here) and an outlet 16 is connected to an exhaust gas discharge line (not shown here).
- the hot burner exhaust gases BG are supplied in the fourth filter device 12 in the region of the second end E 2 and are led off in the region of the first end E 1, ie. H. they are guided according to the countercurrent principle.
- the low-pressure discharge channels 3 are open in the region of the second end E 2, where, however, conditions the Hochdruckanströmkanäle 2 are closed in the region of the second end E2.
- first Filterelemen ⁇ te 11 show a fifth 17 and a sixth filter device 18.
- first Filterelemen ⁇ te 11 are arranged in different ways, so that therebetween in the fifth filter device 17 transverse to the direction the high-pressure inlet channels 2 and the low-pressure outlet flow channels 3 provided slots 6 extend.
- slits 6 extending at right angles to one another are provided which extend transversely to the direction of the high-pressure flow channels 2 and the low-pressure flow channels 3.
- FIGS. 13 and 14 show a device for exhaust gas purification.
- a monolithically formed third filter element 19 is accommodated in the housing 13.
- the third filter element 19 has diagonal slots 6.
- Two burner exhaust gas supply lines 15 lead away from a burner, indicated schematically by the reference numeral 20, which is provided with a blower 21 for supplying air to be heated.
- An engine exhaust gas feed line is designated by the reference numeral 22. It is connected only to the high pressure contact channels 2 of the third filter element 19 (not shown here).
- the function of the device is as follows:
- Hot exhaust gas loaded with soot and supplied with soot through the engine exhaust gas supply line 22 enters the high-pressure flow channels 2 of the third filter element 19 under high pressure.
- the hot engine exhaust gases MG are forced through the walls W into the low-pressure outflow channels 3.
- the soot contained in the hot engine exhaust gases MG in the walls W intimid- held.
- the cleaned engine exhaust gas MGR leaves the device via the exhaust gas discharge line 23.
- hot burner exhaust BG is generated by cooperation of the burner 20 and the blower 21, which penetrates into the slots 6 both at the top o and at the bottom u and the third filter element 19 at a temperature at which the soot deposited in the walls W burns.
- the exhaust gases formed in this way are also discharged through the Abgasab Industrieslei ⁇ device 23.
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Reinigen von Ruß enthaltenden Abgasen eines VerbrennungsmotorsDevice for cleaning soot-containing exhaust gases of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Ruß enthaltenden Abgasen eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors .The invention relates to a device for cleaning soot-containing exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a diesel engine.
Eine solche Vorrichtung ist aus DE WO 00/50156 bekannt. Dabei umfasst eine Filtereinrichtung ein aus porösen SiC herge¬ stelltes monolithisches Filterelement. Das Filterelement ist zylindrisch ausgebildet und weist eine Vielzahl axial verlau¬ fender Kanäle auf . Erste Kanäle sind an einem ersten Ende des Filterelements mit einer vom Motor kommenden Motorabgaszu- führleitung verbunden und an einem gegenüberliegenden zweiten Ende des Filterelements geschlossen. Zweite Kanäle sind am ersten Ende des Filterelements geschlossen und am gegenüber¬ liegenden zweiten Ende mit einer Abgasabführleitung verbun¬ den. Die ersten Kanäle sind somit λron den zweiten Kanälen durch die sie umgebenden porösen Wände getrennt. - Beim Be¬ trieb eines Dieselmotors strömen die unter einem hohen Druck stehenden heißen Motorabgase von der Motorabgaszuführleitung in die ersten Kanäle und von da durch deren Wand in die zwei¬ ten Kanäle. Dabei wird in der Wand der in den Motorabgasen enthaltene Ruß zurückgehalten. Die gereinigten Motorabgase werden von den zweiten Kanälen über die Abgasabführleitung abgeführt . Im Laufe der Zeit verstopfen die porösen Wände durch den darin zurückgehaltenen Ruß. Beim Betrieb des Die¬ selmotors kommt es dann zu einem Anstieg des Drucks in der Motorabgasabführleitung und infolgedessen zu einem Leistungs¬ abfall. Um dem entgegenzuwirken, werden bei Überschreiten ei¬ nes bestimmten Grenzwerts des Drucks in der Motorabgaszuführ¬ leitung die Verbrennungsparameter derart geändert, dass die Temperatur des Motorabgases soweit erhöht und infolgedessen der in der Filtereinrichtung zurückgehaltene Ruß verbrannt wird. Nach der damit bewirkten Regeneration der Filterein¬ richtung werden die Verbrennungsparameter wieder so einge¬ stellt, dass eine optimale Motorleistung erzielt wird.Such a device is known from DE WO 00/50156. In this case, a filter device comprises a monolithic filter element made of porous SiC. The filter element is cylindrical and has a plurality of axially verlau¬ fender channels. First channels are connected at a first end of the filter element to an engine exhaust gas supply line coming from the engine and are closed at an opposite second end of the filter element. Second channels are closed at the first end of the filter element and verbun¬ the gegenüber¬ lying second end with a Abgasabführleitung the. The first channels are thus separated from the second channels by the surrounding porous walls. During operation of a diesel engine, the hot engine exhaust gases under high pressure flow from the engine exhaust gas supply line into the first channels and from there through their walls into the second channels. The soot contained in the engine exhaust gases is retained in the wall. The cleaned engine exhaust gases are discharged from the second channels via the Abgasabführleitung. Over time, the porous walls become clogged by the soot retained therein. During operation of the diesel engine, there then occurs an increase in the pressure in the engine exhaust gas discharge line and, as a result, a drop in power. To counteract this, when a particular limit value of the pressure in the engine exhaust gas feed line is exceeded, the combustion parameters are changed such that the temperature of the engine exhaust gas increases to such an extent and as a result the soot retained in the filter device is burned becomes. After the regeneration of the filter device effected in this way, the combustion parameters are adjusted again in such a way that an optimum engine output is achieved.
Das bekannte Verfahren erfordert eine komplexe Regeleinrich¬ tung, mit der durch eine entsprechende Steuerung der Steuer¬ zeiten, der Ventile, einer Einspritzvorrichtung, des Zünd¬ zeitpunkts und dgl. die Temperatur der Motorabgase in Abhän¬ gigkeit des Drucks in der Motorabgaszuführleitung steuerbar ist. Die Bereitstellung einer solchen Steuervorrichtung ist aufwändig. Abgesehen davon kann die zur Regeneration der Fil¬ tereinrichtung erforderliche Temperaturerhöhung der Motorab¬ gase nur dann erreicht werden, wenn der Dieselmotor mit einer hohen Leistung betrieben wird. Das ist aber nicht bei allen Fahrzeugen der Fall . Insbesondere bei lediglich im Standver¬ kehr eingesetzten Nutzfahrzeugen, beispielsweise Bussen, Müllentsorgungsfahrzeugen und dgl., wird die zur Regeneration der Filtereinrichtung erforderliche Temperaturerhöhung der Motorabgase nicht erreicht . Bei solchen Fahrzeugen sind zwei Filtereinrichtungen vorgesehen. Wenn das Filterelement einerThe known method requires a complex control device with which the temperature of the engine exhaust gases can be controlled as a function of the pressure in the engine exhaust gas supply line by appropriate control of the control times, the valves, an injection device, the ignition timing and the like. The provision of such a control device is expensive. Apart from that, the temperature increase of the engine exhaust gases required for the regeneration of the filter device can only be achieved if the diesel engine is operated with a high power. But that is not the case with all vehicles. In particular, in commercial vehicles, such as buses, refuse disposal vehicles and the like, which are used only in stationary traffic, the temperature increase of the engine exhaust gases required for the regeneration of the filter device is not achieved. In such vehicles, two filter devices are provided. If the filter element of a
Filtereinrichtung verstopft ist, wird auf die andere Filter¬ einrichtung umgeschaltet. Zur Regeneration werden verstopfte Filterelemente ausgebaut und der darin aufgefangene Ruß in einem externen Ofen ausgebrannt. Es ist offensichtlich, dass dieses Verfahren umständlich, aufwändig und teuer ist.Filter device is clogged, is switched to the other Filter¬ device. For regeneration clogged filter elements are removed and the soot collected in it burned out in an external furnace. It is obvious that this process is cumbersome, expensive and expensive.
Aus der DE 198 10 738 Cl ist eine Filtereinrichtung bekannt, bei der zum Regenerieren eines Filterelements ein Brenner vorgesehen ist. Zum Verbrennen des Rußes wird das Filterele- ment an seiner der Abgasabführleitung zugewandten Nieder¬ druckseite mit heißen Brennerabgasen aufgeheizt. In der Pra¬ xis hat sich die bekannte Filtereinrichtung nicht bewährt. Eine vollständige Verbrennung des sich insbesondere auf der der Motorabgaszuführleitung zugewandten Hochdruckseite und im zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckseite vorgesehenen Filtrationsabschnitt abgelagerten Rußes kann damit nicht er¬ reicht werden.From DE 198 10 738 Cl a filter device is known in which a burner is provided for regenerating a filter element. To burn off the soot, the filter element is heated at its exhaust gas discharge side facing Nieder¬ pressure side with hot burner exhaust gases. In practice, the known filter device has not proven itself. A complete combustion of the particular on the engine exhaust gas supply line facing high pressure side and provided in between the high pressure and the low pressure side Filtrationsabschnitt deposited carbon black can not be achieved er¬.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine mög¬ lichst effektive Vorrichtung zum Reinigen von Ruß enthalten¬ den Abgasen eines Verbrennungsmotors angegeben werden, welche unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors regene¬ rierbar ist.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a device as effective as possible for cleaning soot-containing exhaust gases of an internal combustion engine should be specified, which can be regenerated independently of the operating state of the internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of claims 2 to 14.
Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass innerhalb der Filtereinrichtung benachbart zum Hochdruckanstrδmabschnitt zumindest ein, mit einer Brennerabgaszuführleitung verbunde¬ ner Brennerabgasdurchgang zum Erhitzen der Hochdruckanström- und Filterabschnitte vorgesehen ist. - Durch das Vorsehen ei- nes Brennerabgasdurchgangs benachbart zum Hochdruckanströmab¬ schnitt kann eine effektive und vollständige Verbrennung des in der Filtereinrichtung zurückgehaltenen Rußes erreicht wer¬ den. Wegen des Vorsehens des Brennerabgasdurchgangs kann die Verbrennung des Rußes und damit die Regenerierung der Filter- einrichtung unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungs¬ motors erfolgen. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist besonders universell. Sie eignet sich insbesondere zum Einsatz bei Ver¬ brennungsmotoren, welche über längere Zeit hinweg nicht oder nur kurzzeitig mit voller Leistung betrieben werden.According to the invention it is provided that within the filter device adjacent to the Hochdruckanstrδmabschnitt at least one, with a Brennerabgaszuführleitung verbunde¬ ner burner exhaust passage for heating the Hochdruckanström- and filter sections is provided. By providing a burner exhaust gas passage adjacent to the high-pressure inlet section, effective and complete combustion of the soot retained in the filter device can be achieved. Because of the provision of the burner exhaust gas passage, the combustion of the soot and thus the regeneration of the filter device can take place independently of the operating state of the internal combustion engine. The proposed device is particularly universal. It is particularly suitable for use in internal combustion engines, which are not operated for a long time or only for a short time at full power.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft der Brennerabgasdurchgang auch benachbart zu den Niederdruck¬ abströmabschnitten. Das ermöglicht auch ein Aufheizen eines Hochdruckanstrδmabschnitts, welcher von Niederdruckabströmab- schnitten umgeben ist. Der Hochdruckanstrδmabschnitt wird in diesem Fall mittels Wärmeleitung über die Niederdruckab- strömabschnitte aufgeheizt.According to an advantageous embodiment of the invention, the burner exhaust gas passage also extends adjacent to the Niederdruck¬ outflow sections. This also allows heating of a high pressure flow section surrounded by low pressure exhaust sections. The Hochdruckanstrδmabschnitt is in heated in this case by means of heat conduction via the Niederdruckab- strömabschnitte.
Unter dem Begriff "benachbart" wird eine Anordnung des Bren- nerabgasdurchgangs verstanden, welche eine Übertragung einer zur Verbrennung des Rußes ausreichenden Wärme auf den Hoch¬ druckanströmabschnitt und den damit verbundenen Filterab¬ schnitt ermöglicht. Zur Erfüllung dieser Funktion muss der Brennerabgasdurchgang nicht unmittelbar neben dem Hochdruck- anströmabschnitt verlaufen. Es kann dazwischen auch ein Spalt oder Ähnliches vorgesehen sein.The term "adjacent" is understood to mean an arrangement of the burner exhaust gas passage, which makes it possible to transfer heat sufficient for combustion of the soot to the high pressure inflow section and the associated filter section. To perform this function, the burner exhaust passage does not need to run immediately adjacent to the high pressure inflow section. It can be provided in between a gap or the like.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft der Brennerabgasdurchgang parallel und/oder senkrecht zum Hoch- druckanströmabschnitt und/oder zu den Niederdruckabströmab¬ schnitten. Zweckmäßigerweise sind eine Vielzahl von Brenner¬ abgasdurchgängen vorgesehen, welche mit einer Vielzahl von Hochdruckanströmabschnitten und Niederdruckabströmabschnitten zur möglichst effektiven Übertragung von Wärme nach Art eines Wärmetauschers angeordnet sind. Die Anordnung kann der eines Kreuzstromwärmetauschers, Gegenstromwärmetauschers oder einer Mischform der vorgenannten Wärmetauscher entsprechen.According to a further embodiment of the invention, the burner exhaust gas passage extends parallel and / or perpendicular to the high-pressure inflow section and / or to the low-pressure outflow sections. Conveniently, a plurality of burner exhaust passages are provided, which are arranged with a plurality of Hochdruckanströmabschnitten and Niederdruckabströmabschnitten for the most effective transmission of heat in the manner of a heat exchanger. The arrangement may correspond to that of a cross-flow heat exchanger, countercurrent heat exchanger or a mixed form of the aforementioned heat exchangers.
Vorteilhafterweise ist der Brennerabgasdurchgang vom Hoch- druckanströmabschnitt durch eine den Hochdruckanstrδmab- schnitt umgebende erste Wand getrennt . Damit wird der Bren¬ nerabgasdurchgang und der damit verbundene Brenner im Wesent¬ lichen getrennt von dem im Hochdruckanströmabschnitt herr¬ schenden Druck. Das ermöglicht ein besonders schnelles und effektives Abführen der vom Brenner erzeugten Abgase durch den Brennerabgasdurchgang. Die zur Regenerierung der Fil¬ tereinrichtung erforderliche Wärme kann besonders schnell und effizient übertragen werden. Zur Entkopplung der Brennerab¬ gasdurchgänge von dem im Hochdruckanströmabschnitt herrschen- den Druck ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Brennerabgasdurchgang von einer ihn umgebenden Wand begrenzt wird.Advantageously, the burner exhaust gas passage is separated from the high-pressure inflow section by a first wall surrounding the high-pressure flow section. Thus, the burner exhaust gas passage and the burner connected therewith are substantially separated from the pressure prevailing in the high-pressure inflow section. This allows a particularly fast and effective discharge of the exhaust gases generated by the burner through the burner exhaust passage. The heat required for the regeneration of the filter device can be transmitted particularly quickly and efficiently. To decouple the burner exhaust gas passages from the pressure prevailing in the high-pressure inflow section, it is of course also possible that the Burner exhaust gas passage is limited by a surrounding wall.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese- hen, dass die erste Wand des Hochdruckanströmabschnitts, der Filterabschnitt und eine zweite, den Niederdruckabströmab¬ schnitt umgebende Wand aus dem porösen Material hergestellt sind. Das ermöglicht eine besonders einfache und kostengün¬ stige Herstellung der Filtereinrichtung. Sie kann beispiels- weise durch Extrusion kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden. Auch wenn die erste Wand lediglich aus einem porösen Material hergestellt ist, kann damit eine aus¬ reichende Entkopplung des Brennerabgasdurchgangs von dem im Hochdruckanströmabschnitt herrschenden Druck erreicht werden.According to a further embodiment of the invention, it is provided that the first wall of the high-pressure inflow section, the filter section and a second wall surrounding the low-pressure outflow section are made of the porous material. This allows a particularly simple and kostengün¬-term production of the filter device. For example, it can be inexpensively produced in large quantities by extrusion. Even if the first wall is produced only from a porous material, sufficient decoupling of the burner exhaust gas passage from the pressure prevailing in the high-pressure inlet section can thus be achieved.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird der Filterabschnitt zumindest abschnittsweise durch die erste und/oder zweite Wand gebildet. Zu diesem Zweck können in einer besonders ein¬ fachen geometrischen Ausgestaltung der kanalförmig ausgebil- dete Hochdruckanströmabschnitt von zumindest einem, vorzugs¬ weise mehreren, parallel dazu angeordneten kanalförmigen Nie¬ derdruckabströmabschnitten umgeben sein. Zweckmäßigerweise erstreckt sich in diesem Fall der Filterabschnitt über die gesamte Länge des Hochdruckanström- bzw. Niederdruckab- Strömabschnitts. Es kann so eine große Filterfläche zur Ver¬ fügung gestellt werden.According to a further embodiment, the filter section is at least partially formed by the first and / or second wall. For this purpose, in a particularly simple geometric configuration, the channel-shaped high-pressure inflow section may be surrounded by at least one, preferably several, channel-shaped low-pressure downflow sections arranged parallel thereto. Conveniently, in this case, the filter section extends over the entire length of the Hochdruckanström- or Niederdruckab- Strömabschnitts. It can be made available as a large filter surface Ver¬ addition.
Das poröse Material ist zweckmäßigerweise aus porösem Silizi¬ umkarbid hergestellt. Eine Oberfläche des Materials kann mit katalytisch aktiven Metallen, beispielsweise Ru, Rh, Pt, Pd, Ir, Ni, Cu, V, W, Y, Ze, Ti, Zi oder Kombinationen oder Oxi¬ den davon hergestellt sein. Die Poren zumindest des Filterab¬ schnitts weisen zweckmäßigerweise eine mittlere Porengröße im Bereich von 100 bis 200 μm auf. Die erste und/oder die zweite Wand können eine davon abweichende Porosität mit einer mitt¬ leren Porengröße im Bereich von 40 bis 80 μm aufweisen.The porous material is expediently made of porous silicon carbide. A surface of the material can be produced with catalytically active metals, for example Ru, Rh, Pt, Pd, Ir, Ni, Cu, V, W, Y, Ze, Ti, Zi or combinations or oxides thereof. The pores at least of the filter section expediently have an average pore size in the range from 100 to 200 μm. The first and / or the second Wall may have a different porosity with a mitt¬ ler pore size in the range of 40 to 80 microns.
Anstelle von Siliziumkarbid kann das poröse Material selbst- verständlich auch aus anderen keramischen Materialien, bei¬ spielsweise Cordierit, Aluminiumoxid, Mullit, Siliziumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid, Spinell oder Mischungen davon herge¬ stellt sein.Instead of silicon carbide, the porous material can of course also be made of other ceramic materials, for example cordierite, aluminum oxide, mullite, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, spinel or mixtures thereof.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Fil¬ tereinrichtung und der Brennerabgasdurchgang von einem ge¬ meinsamen Gehäuse umgeben. In diesem Fall können im Gehäuse Strömungsleitmittel zum Führen der Brennerabgase vorgesehen sein. Es kann sich dabei um Bleche handeln, welche eine zur Richtung der z. B. in Form gerader lang gestreckter Kanäle ausgebildeten Hochdruckanströmabschnitte senkrechte Strömung der Brennerabgase bewirken.According to a further embodiment of the invention, the filter device and the burner exhaust gas passage are surrounded by a common housing. In this case, flow guiding means for guiding the burner exhaust gases may be provided in the housing. It may be sheets, which one to the direction of z. B. in the form of straight long elongated channels formed Hochdrucküberströmabschnitte vertical flow of the burner exhaust gases.
Die Filtereinrichtung kann ein oder mehrere monolithisch aus- gebildete Filterelemente umfassen. Solche monolithischen Fil¬ terelemente können beispielsweise durch Extrusionsverfahren hergestellt werden. Dazu können die Hochdruckanstrδm- und die Niederdruckabströmabschnitte als parallele Kanäle ausgeführt sein, welche in einem an den Extrusionsvorgang anschließenden Verfahrensschritt zu einem Teil auf der einen Seite und zum anderen Teil auf der anderen Seite verschlossen werden. Wenn die Filtereinrichtung mehrere Filterelemente umfasst, so kön¬ nen sie im Gehäuse in paralleler Anordnung angeordnet sein. Der zwischen den Filterelementen verbleibende Freiraum bildet in diesem Fall den Brennerabgasdurchgang. Die Filterelemente können in diesem Fall zum Regenerieren von heißen Brennerab¬ gasen umspült werden.The filter device may comprise one or more monolithically formed filter elements. Such monolithic filter elements can be produced, for example, by extrusion processes. For this purpose, the Hochdruckanstrδm- and Niederdruckabströmabschnitte may be designed as parallel channels, which are closed in a subsequent process to the extrusion process step to a part on one side and the other part on the other side. If the filter device comprises a plurality of filter elements, they can be arranged in a parallel arrangement in the housing. The remaining space between the filter elements in this case forms the burner exhaust passage. In this case, the filter elements can be flushed around to regenerate hot burner exhaust gases.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Ein- richtung zur Messung des in der Motorabgaszuführleitung herr- sehenden Drucks und eine Steuereinrichtung zum An- und Ab¬ schalten eines mit der Brennerabgaszuführleitung verbundenen Brenners vorgesehen. Die Steuereinrichtung kann einen Mikro¬ prozessor umfassen, der den Brenner gemäß einem vorgegebenen Algorithmus oder Programm an- und abschaltet . Die vorgeschla¬ gene Vorrichtung bildet somit ein selbstständiges System, welches unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand des Ver¬ brennungsmotors eine Regeneration der Filtereinrichtung be¬ wirkt. Vorteilhafterweise erfordert die vorgeschlagene Vor- richtung keine Änderung der Verbrennungsparameter beim Be¬ trieb des Verbrennungsmotors. Der Verbrennungsmotor kann wäh¬ rend der Regeneration der Filtereinrichtung ohne Leistungs¬ einbuße betrieben werden.According to a further embodiment of the invention, a device for measuring the engine exhaust gas supply line is provided. visual pressure and a control device for switching on and off a connected to the Brennerabgaszuführleitung burner provided. The control device may comprise a microprocessor which switches the burner on and off according to a predetermined algorithm or program. The proposed device thus forms an independent system which, independently of the respective operating state of the combustion engine, acts to regenerate the filter device. Advantageously, the proposed device does not require any change in the combustion parameters during operation of the internal combustion engine. The internal combustion engine can be operated during the regeneration of the filter device without loss of performance.
Nach einer weiteren Ausgestaltung mündet der Brennerabgas¬ durchgang in die Abgasabführleitung. Es ist also vorteilhaf¬ terweise nicht erforderlich, zum Abführen der durch die Bren¬ nerabgasdurchgänge geführten heißen Brennerabgase eine geson¬ derte Abgasabführleitung vorzusehen. Es kann dafür die be- reits zum Abführen der Motorabgase vorgesehene Abgasabführ¬ leitung verwendet werden.According to a further embodiment, the Brennerabgas¬ passage opens into the Abgasabführleitung. Thus, it is advantageously not necessary to provide a separate exhaust gas discharge line for discharging the hot burner exhaust gases conducted through the burner exhaust gas passages. For this purpose, the exhaust-removal line already provided for discharging the engine exhaust gases can be used.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch einen Fil¬ terabschnitt einer ersten Filtereinrichtung,1 is a schematic sectional view through a Fil¬ terabschnitt a first filter device,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten FiI- tereinrichtung,2 shows a perspective view of a second filter device,
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht gemäß der Schnitt¬ linie A-A' in Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Schnittansicht gemäß der Schnitt¬ linie B-B1 in Fig. 2,3 shows a schematic sectional view according to the section line AA 'in FIG. 2, FIG. 4 shows a schematic sectional view according to the section line BB 1 in FIG. 2, FIG.
Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht durch eine dritte Filtereinrichtung,5 shows a schematic cross-sectional view through a third filter device,
Fig. 6 eine schematische Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie A-A1 in Fig. 5,6 is a schematic cross-sectional view according to the section line AA 1 in Fig. 5,
Fig. 7 eine Detailansicht gemäß Fig. 6,7 is a detail view of FIG. 6,
Fig. 8 eine schematische Schnittansicht durch eine vierte Filtereinrichtung,8 is a schematic sectional view through a fourth filter device,
Fig. 9 eine schematische Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie A-A' in Fig. 8,9 is a schematic cross-sectional view according to the section line A-A 'in Fig. 8,
Fig. 10 eine Detailansicht gemäß Fig. 9,10 is a detail view of FIG. 9,
Fig. 11 eine schematische Schnittansicht durch eine fünfteFig. 11 is a schematic sectional view through a fifth
Filtereinrichtung undFilter device and
Fig. 12 eine schematische Schnittansicht durch eine sechsteFig. 12 is a schematic sectional view through a sixth
Filtereinrichtung,Filter device,
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Abgasrei¬ nigung und13 is a plan view of a device for Abgasrei¬ nigung and
Fig. 14 eine schematische Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie A-A' in Fig. 13.14 shows a schematic cross-sectional view according to the section line A-A 'in FIG. 13.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch ein mono¬ lithisch ausgebildetes Filterelement einer ersten Filterein¬ richtung. Das Filterelement ist aus einer Vielzahl von FiI- terabschnitten 1 gebildet. Jeder der Filterabschnitte 1 um- fasst einen Hochdruckanströmkanal 2. Benachbart zum Hoch¬ druckanströmkanal 2 kann ein Niederdruckabströmkanal 3 und/oder ein Brennerabgasdurchgang 4 vorgesehen sein. Die Hochdruckanströmkanäle 2 , die Niederdruckabströmkanäle 3 so- wie der Brennerabgasdurchgang 4 sind von Wänden W umgeben, welche aus einer porösen SiC-Keramik hergestellt sind.1 shows a schematic sectional view through a monolithic filter element of a first filter device. The filter element is formed from a plurality of filter sections 1. Each of the filter sections 1 um- a high-pressure inlet channel 2 adjoins. Next to the high-pressure inlet channel 2, a low-pressure outlet channel 3 and / or a burner exhaust gas passage 4 can be provided. The Hochdruckanströmkanäle 2, the Niederdruckabströmkanäle 3 and the burner exhaust passage 4 are surrounded by walls W, which are made of a porous SiC ceramic.
Die Hochdruckanströmkanäle 2 verlaufen hier parallel zu den Niederdruckabströmkanälen 3 sowie zum Brennerabgasdurchgang 4. Die Hochdruckanströmkanäle 2 sind mit einer (hier nicht gezeigten) Motorabgaszuführleitung verbunden. Ein Eingang des Brennerabgasdurchgangs 4 ist mit einer Brennerabgaszuführlei- tung (hier nicht gezeigt) verbunden. Ein Ausgang des Bren¬ nerabgasdurchgangs 4 und Öffnungen der Niederdruckabstrόmka- näle 3 sind mit einer (hier nicht gezeigten) Abgasabführlei¬ tung verbunden.The Hochdruckanströmkanäle 2 here parallel to the Niederdruckabströmkanälen 3 and the burner exhaust passage 4. The Hochdruckanströmkanäle 2 are connected to a (not shown here) Motorabgaszuführleitung. An entrance of the burner exhaust gas passage 4 is connected to a burner exhaust gas supply line (not shown here). An outlet of the burner exhaust gas passage 4 and openings of the low-pressure exhaust ducts 3 are connected to an exhaust discharge line (not shown).
Bei dem nach dem so genannten "Cross-Flow-Prinzip" arbeiten¬ den Filterelement wird ein Ruß enthaltendes Motorabgas MG un- ter einem hohen Druck den Hochdruckanströmkanälen 2 zuge¬ führt. Das Motorabgas MG wird gemäß den Pfeilen Pl durch die Wände W entweder in die Niederdruckabströmkanäle 3 oder auch in den Brennerabgasdurchgang 4 drückt. Dabei wird der im Mo¬ torabgas MG enthaltene Ruß in den Wänden W und ggf. auch in den Hochdruckanströmkanälen 2 zurückgehalten. Derart gerei¬ nigtes Motorabgas MGR wird über die mit den Niederdruckab¬ strömkanälen 3 und dem Ausgang des Brennerabgasdurchgangs 4 verbundene Abgasabführleitung abgeführt.In the filter element which operates according to the so-called "cross-flow principle", an engine exhaust gas MG containing soot is supplied to the high-pressure flow channels 2 under high pressure. The engine exhaust MG is pressed according to the arrows Pl through the walls W either in the Niederdruckabströmkanäle 3 or in the burner exhaust passage 4. In this case, the soot contained in the engine exhaust gas MG is retained in the walls W and possibly also in the high-pressure flow channels 2. Engine exhaust gas MGR purified in this way is discharged via the exhaust gas discharge line connected to the low-pressure discharge ducts 3 and the outlet of the burner exhaust gas passage 4.
Sofern ein Druck im Bereich der Hochdruckanströmkanäle 2 bzw. der Motorabgaszuführleitung einen bestimmten Grenzwert über¬ schreitet, wird durch die Brennerabgasdurchgänge 4 heißes Brennerabgas BG geführt. Die den Ruß zurückhaltenden Wände W sowie die Hochdruckanströmabschnitte 2 werden auf eine Tempe- ratur erhitzt, bei welcher der Ruß verbrennt. Damit wird das Filterelement regeneriert und steht zum erneuten Entfernen von Ruß aus Motorabgasen MG zur Verfügung.If a pressure in the region of the high-pressure flow channels 2 or the engine exhaust gas supply line exceeds a certain limit value, hot burner exhaust gas BG is conducted through the burner exhaust gas passages 4. The soot-retaining walls W and the high pressure inflow sections 2 are heated to a temperature at which the soot burns. This will be the Regenerated filter element and is available for removing again soot from engine exhaust MG available.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten FiI- tereinrichtung 5. An einem ersten Ende El wird den Hochdruck¬ anströmkanälen 2 mit Ruß beladenes Motorabgas MG zugeführt . An einem zweiten Ende E2 verlassen gereinigte Motorabgase MGR die Niederdruckabströmkanäle 3. Die Hochdruckanströmkanäle 2 sind am ersten Ende El offen und am zweiten Ende E2 geschlos- sen. Die Niederdruckabströmkanäle 3 sind am ersten Ende El geschlossen und am zweiten Ende E2 offen. Wie insbesondere in Zusammensicht mit den Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind an quer zum ersten El und zum zweiten Ende E2 verlaufenden Ober- o und Unterseiten u parallel zur Richtung der Hochdruckanström- 2 und Niederdruckabströmkanäle 3 verlaufende Schlitze 6 vor¬ gesehen. Die Schlitze 6 erstrecken sich von an der Oberseite o vorgesehenen ersten Eintrittsöffnungen 7 und an der Unter¬ seite u vorgesehenen zweiten Eintrittsöffnungen 8 ins Innere des Filterelements 1. Sie öffnen sich am zweiten Ende E2 in dort vorgesehenen Austrittsöffnungen 9.FIG. 2 shows a perspective view of a second filter device 5. At a first end E1, engine exhaust gas MG laden with soot is supplied to the high-pressure inlet passages 2. At a second end E2 cleaned engine exhaust MGR leave the Niederdruckabströmkanäle 3. The Hochdruckanströmkanäle 2 are at the first end El open and at the second end E2 closed sen. The Niederdruckabströmkanäle 3 are closed at the first end El and open at the second end E2. As can be seen in particular with reference to FIGS. 3 and 4, slits 6 running parallel to the direction of the high-pressure inlet 2 and low-pressure outlet channels 3 are provided on upper and lower sides u extending transversely to the first El and the second end E2. The slots 6 extend from the first inlet openings 7 provided on the upper side o and second inlet openings 8 provided on the lower side u into the interior of the filter element 1. They open at the second end E2 into outlet openings 9 provided there.
Durch die Eintrittsöffnungen 7, 8 wird heißes Brennerabgas BG zugeführt . Durch die Austrittsöffnung 9 wird abgekühltes Brennerabgas BGK abgeführt. Die Schlitze 6 sind von den Hoch- druckanströmkanälen 2 durch die sie umgebenden Wände W ge¬ trennt, so dass ein (hier nicht gezeigter) Brenner im Wesent¬ lichen von dem in den Hochdruckanströmkanälen 2 herrschenden Druck entkoppelt ist .Through the inlet openings 7, 8 hot burner exhaust gas BG is supplied. Cooled burner exhaust gas BGK is discharged through the outlet opening 9. The slots 6 are separated from the high pressure inflow passages 2 by the walls W surrounding them, so that a burner (not shown here) is substantially decoupled from the pressure prevailing in the high pressure inflow passages 2.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine dritte Filtereinrichtung 10. Die dritte Filtereinrichtung 10 umfasst eine Vielzahl von, vor¬ zugsweise rechteckig ausgebildeten, ersten Filterelementen 11. Die ersten Filterelemente 11 sind übereinander so ange¬ ordnet, dass dazwischen parallel dazu verlaufende Schlitze 6 sich ausbilden. In den gezeigten Ausführungsbeispielen können die Schlitze 6 allgemein eine Weite im Bereich von 1 bis 6 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, aufweisen. Die Hochdruckanströmkanäle 2 und die Niederdruckabströmkanäle 3 weisen zweckmäßigerweise im Inne¬ ren eine Höhe und eine Breite von 1 bis 3 mm auf. Die Stärke der sie umgebenden Wände W kann 0,5 bis 2,0 mm betragen.5 to 7 show a third filter device 10. The third filter device 10 comprises a plurality of, preferably rectangularly formed, first filter elements 11. The first filter elements 11 are arranged one above the other such that slots 6 extending parallel thereto are arranged form. In the embodiments shown, the slots 6 may generally have a width in the range of 1 to 6 mm, preferably 2 to 3 mm. The Hochdruckanströmkanäle 2 and the Niederdruckabströmkanäle 3 expediently in Ren ren a height and a width of 1 to 3 mm. The thickness of the surrounding walls W can be 0.5 to 2.0 mm.
Bei der dritten Filtereinrichtung 10 durchströmt das heiße Brennerabgas BG die Schlitze 6 in einer Richtung quer zurIn the third filter device 10, the hot burner exhaust gas BG flows through the slots 6 in a direction transverse to
Richtung der Hochdruckanstrόm- 2 und Niederdruckabströmkanäle 3.Direction of Hochdruckanstrόm- 2 and Niederdruckabströmkanäle 3.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine vierte Filtereinrichtung 12. Dabei sind in einem Gehäuse 13 eine Vielzahl von hier zylin¬ drisch ausgebildeten zweiten Filterelementen 14 vorgesehen. Zur Befestigung der zweiten Filterelemente 14 können (hier nicht gezeigte) Abstandhalter im Gehäuse 13 aufgenommen sein. Die zweiten Filterelemente 14 sind mit einem Abstand a von 1 bis 6 mm angeordnet. Ein Einlass 15 ist mit einer (hier nicht gezeigten) Brennerabgaszuführleitung und ein Auslass 16 ist mit einer (hier nicht gezeigten) Abgasabführleitung verbun¬ den. Innerhalb des Gehäuses 13 befinden sich quer zu den zweiten Filterelementen 14 vorgesehene Strδmungsleitbleche 16a, welche entsprechend den Pfeilen P2 eine im Wesentlichen zu den zweiten Filterelementen 14 senkrecht verlaufende Strö¬ mung der heißen Brennerabgase BG erzwingen. Wie insbesondere aus Fig. 8 ersichtlich ist, werden die heißen Brennerabgase BG bei der vierten Filtereinrichtung 12 im Bereich des zwei- ten Endes E2 zugeführt und im Bereich des ersten Endes El ab¬ geführt, d. h. sie werden nach dem Gegenstromprinzip geführt.FIGS. 8 to 10 show a fourth filter device 12. In this case, a multiplicity of second filter elements 14, which are formed cylindrically here, are provided in a housing 13. For attachment of the second filter elements 14 (not shown here) spacers may be received in the housing 13. The second filter elements 14 are arranged at a distance a of 1 to 6 mm. An inlet 15 is connected to a burner exhaust gas supply line (not shown here) and an outlet 16 is connected to an exhaust gas discharge line (not shown here). Within the housing 13, there are flow guide plates 16a provided transversely to the second filter elements 14, which, in accordance with the arrows P2, force a flow of the hot burner exhaust gases BG which extends substantially perpendicular to the second filter elements 14. As can be seen in particular from FIG. 8, the hot burner exhaust gases BG are supplied in the fourth filter device 12 in the region of the second end E 2 and are led off in the region of the first end E 1, ie. H. they are guided according to the countercurrent principle.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, sind die Niederdruckabström¬ kanäle 3 im Bereich des zweiten Endes E2 geöffnet, wo hinge- gen die Hochdruckanströmkanäle 2 im Bereich des zweiten Endes E2 geschlossen sind.As can be seen from FIG. 10, the low-pressure discharge channels 3 are open in the region of the second end E 2, where, however, conditions the Hochdruckanströmkanäle 2 are closed in the region of the second end E2.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine fünfte 17 sowie eine sechste Filtereinrichtung 18. Dabei sind im Gehäuse 13 wiederum rechteckig bzw. quaderförmig ausgebildete erste Filterelemen¬ te 11 in unterschiedlicher Art und Weise angeordnet, so dass dazwischen bei der fünften Filtereinrichtung 17 quer zur Richtung der Hochdruckanströmkanäle 2 bzw. der Niederdruckab- Strömkanäle 3 vorgesehene Schlitze 6 verlaufen. Bei der sech¬ sten Filtereinrichtung 18 sind senkrecht zueinander verlau¬ fende Schlitze 6 vorgesehen, welche quer zur Richtung der Hochdruckanströmkanäle 2 und den Niederdruckabströmkanälen 3 verlaufen.11 and 12 show a fifth 17 and a sixth filter device 18. In this case, in the housing 13 again rectangular or cuboid-shaped first Filterelemen¬ te 11 are arranged in different ways, so that therebetween in the fifth filter device 17 transverse to the direction the high-pressure inlet channels 2 and the low-pressure outlet flow channels 3 provided slots 6 extend. In the case of the sixth filter device 18, slits 6 extending at right angles to one another are provided which extend transversely to the direction of the high-pressure flow channels 2 and the low-pressure flow channels 3.
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Vorrichtung zur Abgasreini¬ gung. Ein monolithisch ausgebildetes drittes Filterelement 19 ist im Gehäuse 13 aufgenommen. Das dritte Filterelement 19 weist diagonal verlaufende Schlitze 6 auf. Zwei Brennerabgas- zuführleitungen 15 führen von einem schematisch mit dem Be¬ zugszeichen 20 bezeichneten Brenner weg, welcher mit einem Gebläse 21 zum Zuführen zu erwärmender Luft versehen ist. Ei¬ ne Motorabgaszuführleitung ist mit dem Bezugszeichen 22 be¬ zeichnet. Sie ist lediglich mit den (hier nicht gezeigten) Hochdruckanströmkanälen 2 des dritten Filterelements 19 ver¬ bunden.FIGS. 13 and 14 show a device for exhaust gas purification. A monolithically formed third filter element 19 is accommodated in the housing 13. The third filter element 19 has diagonal slots 6. Two burner exhaust gas supply lines 15 lead away from a burner, indicated schematically by the reference numeral 20, which is provided with a blower 21 for supplying air to be heated. An engine exhaust gas feed line is designated by the reference numeral 22. It is connected only to the high pressure contact channels 2 of the third filter element 19 (not shown here).
Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:The function of the device is as follows:
Durch die Motorabgaszuführleitung 22 zugeführtes heißes und mit Ruß beladenes Motorabgas MG gelangt unter hohen Druck in die Hochdruckanströmkanäle 2 des dritten Filterelements 19. Die heißen Motorabgase MG werden durch die Wände W in die Niederdruckabströmkanäle 3 gedrückt . Dabei wird der in den heißen Motorabgasen MG enthaltene Ruß in den Wänden W zurück- gehalten. Das gereinigte Motorabgas MGR verlässt über die Ab¬ gasabführleitung 23 die Vorrichtung.Hot exhaust gas loaded with soot and supplied with soot through the engine exhaust gas supply line 22 enters the high-pressure flow channels 2 of the third filter element 19 under high pressure. The hot engine exhaust gases MG are forced through the walls W into the low-pressure outflow channels 3. In this case, the soot contained in the hot engine exhaust gases MG in the walls W zurück- held. The cleaned engine exhaust gas MGR leaves the device via the exhaust gas discharge line 23.
Zur Regenerieren des dritten Filterelements 19 wird durch Zu- sammenwirken des Brenners 20 und des Gebläses 21 heißes Bren¬ nerabgas BG erzeugt, welches sowohl an der Oberseite o als auch an der Unterseite u in die Schlitze 6 eindringt und das dritte Filterelement 19 auf eine Temperatur erhitzt, bei wel¬ cher der in den Wänden W abgelagerte Ruß verbrennt . Die dabei gebildeten Abgase werden ebenfalls durch die Abgasabführlei¬ tung 23 abgeführt. To regenerate the third filter element 19, hot burner exhaust BG is generated by cooperation of the burner 20 and the blower 21, which penetrates into the slots 6 both at the top o and at the bottom u and the third filter element 19 at a temperature at which the soot deposited in the walls W burns. The exhaust gases formed in this way are also discharged through the Abgasabführlei¬ device 23.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Filterabschnitt1 filter section
2 Hochdruckanströmkanal2 high-pressure inlet channel
3 Niederdruckabströmkanal3 Niederdruckabströmkanal
4 Brennerabgasdurchgang4 burner exhaust passage
5 zweite Filtereinrichtung5 second filter device
6 Schlitz6 slot
7 erste Eintrittsöffnung7 first entrance opening
8 zweite Eintrittsöffnung8 second inlet
9 Austrittsöffnung9 outlet opening
10 dritte Filtereinrichtung10 third filter device
11 erstes Filterelement11 first filter element
12 vierte Filtereinrichtung12 fourth filter device
13 Gehäuse13 housing
14 zweites Filterelement14 second filter element
15 Einlass15 inlet
16 Auslass16 outlet
16a Strömungsleitblech16a flow baffle
17 fünfte Filtereinrichtung17 fifth filter device
18 sechste Filtereinrichtung18 sixth filter device
19 drittes Filterelement19 third filter element
20 Brenner20 burners
21 Gebläse21 blowers
22 Motorabgaszuführleitung22 engine exhaust gas supply line
23 Abgasabführ1eitung23 Abgasabführ1eitung
a Abstand BG heißes Brennerabgasa distance BG hot burner exhaust gas
BGK abgekühltes BrennerabgasBGK cooled burner exhaust gas
El erstes EndeEl first end
E2 zweites EndeE2 second end
MG Ruß enthaltendes Motorabgas MGR gereinigtes Motorabgas o Oberseite u Unterseite W Wand MG soot containing engine exhaust MGR purified engine exhaust o top u bottom w wall
Claims
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2006053750A1 true WO2006053750A1 (en) | 2006-05-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2005/012326 Ceased WO2006053750A1 (en) | 2004-11-17 | 2005-11-17 | Device for purifying exhaust gases of an internal combustion engine that contain soot |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013914A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus for purifying diesel particulate |
| US4685291A (en) * | 1985-06-28 | 1987-08-11 | Ontario Research Foundation | Diesel particulate traps |
| EP0410200A1 (en) * | 1989-07-12 | 1991-01-30 | Sintermetallwerk Krebsöge Gmbh | Porous body for the treatment of gases and/or vapours and/or liquids and process for the production thereof |
| DE19508804A1 (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-19 | Pierburg Gmbh | Exhaust gas soot filter for Diesel engines |
-
2005
- 2005-11-17 WO PCT/EP2005/012326 patent/WO2006053750A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013914A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus for purifying diesel particulate |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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| AK | Designated states |
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