DE102017220470B3 - Arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine, wobei die Anordnung wenigstens ein äußeres umhüllendes Rohr und wenigstens einen in dem Rohr angeordneten Abgasfilter zur Ausfilterung von Partikeln aufweist. Es wird vorgeschlagen, das wenigstens eine äußere umhüllende Rohr 1, 2, 19 wendelförmig auszubilden und den wenigstens einen Abgasfilter 3, 3', 3" im Innern des umhüllenden wendelförmigen Rohres 1, 2, 19 in dessen Längserstreckung zumindest abschnittweise anzuordnen, wobei der wenigstens eine Abgasfilter 3, 3', 3" in Längserstreckung des umhüllenden Rohres 1, 2, 19 eine vom Abgas frei durchströmbare, der Wendelung des äußeren umhüllenden Rohres folgende röhrenförmige Ausnehmung 4, 4', 4" aufweist, deren Querschnittfläche ein Vielfaches der Querschnittsfläche eines Partikels 22, 22' beträgt.

Figure DE102017220470B3_0000
Arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, wherein the arrangement comprises at least one outer enveloping tube and at least one arranged in the tube exhaust filter for filtering out particles. It is proposed to form the at least one outer enclosing pipe 1, 2, 19 helical and at least partially arrange the at least one exhaust gas filter 3, 3 ', 3 "in the interior of the enveloping helical pipe 1, 2, 19 in its longitudinal extent, wherein the at least an exhaust gas filter 3, 3 ', 3 "in the longitudinal extent of the enveloping tube 1, 2, 19 a free flow through the exhaust, the spiraling of the outer enclosing tube following tubular recess 4, 4', 4" whose cross-sectional area is a multiple of the cross-sectional area of a Particles 22, 22 'amounts to.
Figure DE102017220470B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Sowohl bei der dieselmotorischen Verbrennung als auch bei der ottomotorischen Verbrennung bei Direkteinspritzung des Kraftstoffs kommt es zu einer Emission von Kohlenstoffpartikeln, die aus dem Abgas wieder entfernt werden müssen. Da eine Oxidation der Kohlenstoffpartikel direkt im Abgas nicht möglich ist, müssen diese zunächst angelagert und dann mit Hilfe von Sauerstoff oder Stickstoffdioxid oxidiert werden. Um eine Einlagerung der Kohlenstoffpartikel zu erreichen, ist es üblich, in einem umhüllenden rohrartigen Gehäuse einen Partikelfilter oder Partikelabscheider vorzusehen, der die Kohlenstoffpartikel aus dem durch den Partikelfilter oder Partikelabscheider strömenden Abgasstrom herausfiltert, bzw. anlagert. Verwendet man Partikelfilter, wie sie zum Beispiel aus der DE 100 57 862 C1 , JP 2000- 5 536 A oder US 4 133 762 A bekannt sind, so ist es zur Erreichung der Filterwirkung notwendig, dass die Abgase eine Filterwand oder ein Filtermaterial durchströmen. Dies bedingt, dass dem Abgasstrom ein hoher Widerstand entgegengesetzt wird, was wiederum zu einem hohen Abgasgegendruck führt, der die Leistung der Brennkraftmaschine negativ beeinflusst.Both in diesel engine combustion and in Otto engine combustion with direct injection of the fuel, there is an emission of carbon particles, which must be removed from the exhaust again. Since oxidation of the carbon particles directly in the exhaust gas is not possible, they must first be deposited and then oxidized with the aid of oxygen or nitrogen dioxide. In order to achieve an incorporation of the carbon particles, it is customary to provide in a surrounding tubular housing a particle filter or particle separator which filters out or attaches the carbon particles from the exhaust gas flow flowing through the particle filter or particle separator. If one uses particle filters, as for example from the DE 100 57 862 C1 . JP 2000-5 536 A or US 4 133 762 A are known, it is necessary to achieve the filter effect that the exhaust gases flow through a filter wall or a filter material. This requires that the exhaust gas flow is opposed by a high resistance, which in turn leads to a high exhaust back pressure, which adversely affects the performance of the internal combustion engine.

Um den hohen Abgasgegendruck zu vermeiden, wurde mit der EP 1 072 765 B1 bereits ein filterloser Partikelabscheider vorgeschlagen, bei dem der Abgasstrom entlang einer strukturierten Oberfläche geführt sowie ständig umgelenkt wird, um feinste Partikel durch insbesondere Diffusion aus dem Abgasstrom abzuscheiden. Weiter ist es aus der DE 10 2008 029 520 A1 bekannt, eine Vielzahl von Strömungszellen vorzusehen, die eine Umlenkung des Abgasstroms unter Ausbildung von Strömungstodzonen und Turbulenzzonen bewirken, was wiederum zu einer verbesserten Ablagerung von im Abgas enthaltenen Kohlenstoffpartikeln führen soll. DE 10 2005 030 615 A1 beschriebt eine „Auspuffschnecke“, die ein optimierte Abscheideverfahren auf rein physikalischer Grundlage bereitstellen. Dieses wird dadurch gewährleistet, dass man die Abluft in mehreren Rohrschleifen so um eine Longitudinalachse herumleitet, dass die Partikel von der Zentrifugalkraft an deren Außenwand gedrängt werden. Mithilfe solcher filterloser Partikelabscheider lässt sich zwar der Abgasgegendruck niedrig halten, es ist aber für die Ausbildung der Strömungskanäle ein erhöhter Aufwand erforderlich, darüber hinaus benötigen derartige Partikelabscheider einen relativ großen Bauraum um die erforderliche Abscheiderate zu erreichen.In order to avoid the high exhaust backpressure, was with the EP 1 072 765 B1 a filterless particle separator has already been proposed in which the exhaust gas flow is guided along a structured surface and constantly deflected in order to separate the finest particles from the exhaust gas flow in particular by diffusion. Next it is from the DE 10 2008 029 520 A1 known to provide a plurality of flow cells, which cause a deflection of the exhaust gas flow to form Strömungstodzonen and turbulence zones, which in turn should lead to an improved deposition of carbon particles contained in the exhaust gas. DE 10 2005 030 615 A1 describes an "exhaust snail" that provides an optimized separation process on a purely physical basis. This is ensured by passing the exhaust air in several pipe loops around a longitudinal axis so that the particles are urged by the centrifugal force on the outer wall. Although the exhaust backpressure can be kept low with the aid of such filterless particle separators, an increased effort is required for the formation of the flow channels; moreover, such particle separators require a relatively large installation space in order to achieve the required deposition rate.

Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass nachfolgend unter einem Partikel alles verstanden wird, was sich von dem umgebenden, kontinuierlichen gasförmigen Medium durch eine Phasengrenzfläche unterscheidet, also alle festen oder flüssigen Bestandteile des Abgases.It should be noted at this point that the term "particle" is understood below to mean everything that differs from the surrounding, continuous gaseous medium by a phase boundary, ie all solid or liquid constituents of the exhaust gas.

Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die einerseits eine hohe Abscheiderate erreicht und andererseits den Abgasgegendruck möglichst niedrig hält.Based on the above-mentioned prior art, it is an object of the invention to provide an arrangement which on the one hand reaches a high deposition rate and on the other hand keeps the exhaust back pressure as low as possible.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Bei einer Anordnung, die wenigstens ein äußeres umhüllendes Rohr und wenigstens einen in dem Rohr angeordneten Abgasfilter zur Ausfilterung von Partikeln aufweist, wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine äußere umhüllende Rohr wendelförmig ausgebildet ist und der wenigstens eine Abgasfilter im Innern des umhüllenden wendelförmigen Rohres in dessen Längserstreckung zumindest abschnittweise angeordnet ist. Weiter wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Abgasfilter in Längserstreckung des wendelförmigen Rohres eine vom Abgas frei durchströmbare, der Wendelung des äußeren umhüllenden Rohres folgende röhrenförmige Ausnehmung aufweist, deren Querschnittfläche ein Vielfaches der Querschnittsfläche eines Partikels beträgt. Durch diese Ausbildung wird vorteilhaft erreicht, dass sich einerseits durch die frei durchströmbare röhrenförmige Ausnehmung kein unzulässig hoher Abgasgegendruck aufbaut, andererseits wird der Abgasstrom durch die wendelförmige Ausbildung des Außenrohrs auf eine wendelförmige Bahn gezwungen, so dass im Abgas enthaltene Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit eine in Richtung Wendelaußenseite gerichtete Beschleunigung erfahren, wodurch sie auf ihrem Weg durch die Wendel unweigerlich in den Randbereich befördert werden, wo sich Filtermaterial befindet, in dem die Partikel eingefangen und angelagert werden. Durch die Wendelung wird weiter erreicht, dass der Abgasweg zwischen der Zuströmöffnung und der Abströmöffnung der Anordnung stark verlängert wird, was die Partikelabscheiderate deutlich erhöht und die nachfolgende Oxidation der angelagerten Partikel positiv beeinflusst.In an arrangement comprising at least one outer enveloping tube and at least one exhaust filter disposed in the tube for particulate filtering, it is proposed that the at least one outer enveloping tube be helical in shape and the at least one exhaust filter be disposed inside the enveloping helical tube Longitudinal extension is arranged at least in sections. It is further proposed that the at least one exhaust gas filter in the longitudinal extent of the helical tube has a tubular recess which can flow freely through the exhaust gas and which follows the helix of the outer enveloping tube, whose cross-sectional area is a multiple of the cross-sectional area of a particle. By this design is advantageously achieved that on the one hand by the freely flowable tubular recess no unacceptably high exhaust back pressure builds up, on the other hand, the exhaust gas flow is forced by the helical design of the outer tube on a helical path, so that particles contained in the exhaust due to their inertia in the direction On the outside of the spiral, they are inevitably transported to the edge area where there is filter material in which the particles are captured and deposited. The spiraling further ensures that the exhaust gas path between the inflow opening and the outflow opening of the arrangement is greatly prolonged, which significantly increases the particle separation rate and positively influences the subsequent oxidation of the accumulated particles.

Eine Weiterbildung der Anordnung sieht vorteilhaft eine Mehrzahl äußerer umhüllender, wendelförmig ausgebildeter Rohre vor, die jeweils wenigstens einen im Innern jedes umhüllenden wendelförmigen Rohres, in dessen Längserstreckung zumindest abschnittweise angeordneten Abgasfilter aufweisen, wobei der wenigstens eine Abgasfilter in Längserstreckung des wendelförmigen Rohres eine vom Abgas frei durchströmbare röhrenförmige Ausnehmung aufweist, deren Querschnittfläche ein Vielfaches der Querschnittsfläche eines Partikels beträgt und wobei die Mehrzahl der äußeren umhüllenden wendelförmig ausgebildeten Rohre in Form einer Mehrfachhelix angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung der Anordnung wird erreicht, dass der Abgasstrom in Teilströme mit geringerem Strömungsquerschnitt aufgeteilt wird, wodurch sich die Partikelabscheiderate nochmals verbessert.A development of the arrangement advantageously provides a plurality of outer enveloping helically formed tubes, each having at least one inside each enveloping helical tube, in the longitudinal extent at least partially arranged exhaust gas filter, wherein the at least one exhaust gas filter in the longitudinal extent of the helical tube from the Exhaust gas freely permeable tubular recess has, whose cross-sectional area is a multiple of the cross-sectional area of a particle and wherein the plurality of outer enveloping helically shaped tubes are arranged in the form of a multiple helix. This configuration of the arrangement ensures that the exhaust gas flow is divided into partial flows with a smaller flow cross-section, whereby the particle separation rate is improved even further.

Um die einfache und damit vorteilhafte Verbindbarkeit der Anordnung mit vorgeordneten oder nachgeordneten Teilen des Abgastraktes zu vereinfachen, ist es von Vorteil, dass das oder die äußeren Rohre jeweils mit ihren Rohrenden an Flanschen fest angeordnet sind, wobei die Flansche für jedes Rohrende eine Durchgangsöffnung aufweisen und wobei der erste Flansch mit einem Zuströmflansch einer Abgasanlage und der zweite Flansch mit einem Abströmflansch der Abgasanlage nach außen hin gasdicht verbindbar ist.To simplify the simple and thus advantageous connectivity of the arrangement with upstream or downstream parts of the exhaust system, it is advantageous that the one or more outer tubes are fixedly arranged with their pipe ends on flanges, the flanges have a through hole for each pipe end and wherein the first flange with an inflow flange of an exhaust system and the second flange with a discharge flange of the exhaust system is connected to the outside gas-tight.

In weiterer Ausgestaltung der Anordnung kann vorgesehen sein, dass das Filtermaterial des Abgasfilters einem der Typen Gewirk, Gestrick, Faserbulk oder Granulat angehört. Derartiges Filtermaterial ist für Abgasfilter gebräuchlich, kostengünstig und leicht einbaubar.In a further embodiment of the arrangement can be provided that the filter material of the exhaust gas filter belongs to one of the types knitted fabric, knitted fabric, pulp or granules. Such filter material is common for exhaust filters, inexpensive and easy to install.

Um derartiges loses Filtermaterial in Position zu halten, kann vorteilhaft vorgesehen sein, die röhrenförmige Ausnehmung im Abgasfilter durch ein das Filtermaterial abstützendes perforiertes Innenrohr auszubilden. Um bei abschnittweise im umhüllenden Außenrohr angeordnetem Filtermaterial dieses auch in Längserstreckung des Außenrohres in Position zu halten ist es weiter vorteilhaft, das Filtermaterial in axialer Richtung durch auf dem Innenrohr angeordneten Kreisringscheiben zu fixieren.In order to keep such loose filter material in position, may be advantageously provided to form the tubular recess in the exhaust filter by a filter material supporting the perforated inner tube. In order to keep this in the longitudinal direction of the outer tube in position in sections arranged in the enveloping outer tube filter material, it is also advantageous to fix the filter material in the axial direction by arranged on the inner tube annular discs.

Eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit sieht vor, dass das Filtermaterial ein rohrförmig ausgebildeter, offenporiger Festkörper ist. Derartige Materialien sind ebenfalls in Verbindung mit der Abgasfilterung erprobt und können vorteilhaft eingesetzt werden.An alternative embodiment possibility provides that the filter material is a tubular, open-pore solid. Such materials are also tested in conjunction with the exhaust gas filtration and can be used advantageously.

Weiter besteht vorteilhaft die Möglichkeit, das verwendete Filtermaterial mit katalytisch wirksamen Bestandteilen zu versehen, um nachfolgende Abgasreinigungsschritte zu vereinfachen. Dies kann dadurch geschehen, dass dem Filtermaterial Katalysatormaterial beigemischt wird oder dass das Filtermaterial mit Katalysatormaterial beschichtet wird. Ein nachfolgender Abgasnachbehandlungsschritt kann zum Beispiel die Entfernung von Stickoxiden sein.Furthermore, it is advantageously possible to provide the filter material used with catalytically active constituents in order to simplify subsequent exhaust gas purification steps. This can be done by adding catalyst material to the filter material or by coating the filter material with catalyst material. A subsequent exhaust aftertreatment step may be, for example, the removal of nitrogen oxides.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungseinrichtung mit zwei in Form einer Doppelhelix angeordneten wendelförmig ausgebildeten Außenrohren, in Seitenansicht;
  • 2 Prinzipdarstellung eines Flanschanschlusses der Anordnung gemäß 1;
  • 3 Prinzipdarstellung einer ersten Ausbildungsform einer Filteranordnung in Seitenansicht und Draufsicht;
  • 4 Prinzipdarstellung einer zweiten Ausbildungsform einer Filteranordnung in Seitenansicht und Draufsicht;
  • 5a Prinzipdarstellung einer dritten Ausbildungsform einer Filteranordnung in Teilseitenansicht von der Seite gesehen; und
  • 5b Darstellung aus 5a quer zur Längserstreckung geschnitten.
Further embodiments and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
  • 1 Schematic representation of an exhaust gas purification device according to the invention with two arranged in the form of a double helix helical outer tubes, in side view;
  • 2 Schematic representation of a flange connection of the arrangement according to 1 ;
  • 3 Schematic representation of a first embodiment of a filter assembly in side view and top view;
  • 4 Schematic representation of a second embodiment of a filter assembly in side view and top view;
  • 5a Schematic representation of a third embodiment of a filter assembly seen in partial side view from the side; and
  • 5b Presentation off 5a cut transversely to the longitudinal extent.

1 zeigt in Seitenansicht und schematischer Darstellung eine Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine. Wie durch die Bruchlinien etwa in der Mitte der Darstellung angedeutet, ist das Mittelteil der Anordnung aus Platzgründen nicht dargestellt, alle wesentlichen Bestanteile sind jedoch der Zeichnung entnehmbar. 1 shows a side view and schematic representation of an arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine. As indicated by the fault lines approximately in the middle of the illustration, the middle part of the arrangement is not shown for reasons of space, but all essential components are the drawing can be removed.

Die Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine besteht im Wesentlichen aus einem ersten umhüllenden Rohr 1 und einem zweiten umhüllenden Rohr 2, wobei das erste umhüllende Rohr 1 und das zweite umhüllende Rohr 2 jeweils wendelförmig ausgebildet sind und die beiden wendelförmigen umhüllenden Rohre 1, 2 zueinander in Form einer Doppelhelix angeordnet sind. In dem ersten umhüllenden Rohr 1 befinden sich zueinander beabstandet zwei Abgasfilter 3. Ebenso sind in dem zweiten umhüllenden Rohr 2 zueinander beabstandet zwei Abgasfilter 3 angeordnet. Die Abgasfilter 3 sind baugleich ausgeführt und füllen den Querschnitt des jeweils umhüllenden Rohres 1, 2 aus. Jeder der Abgasfilter 3 weist in seiner Längsrichtung eine vom Abgas (nicht dargestellt) frei durchströmbare, der Wendelung des jeweils umhüllenden Rohres 1,2 folgende, röhrenförmige Ausnehmung 4 auf. Zu den Rohrenden hin ist die Anordnung durch Flansche 5, 6 begrenzt wobei der erste Flansch 5 mit einem Zuströmflansch 7 und der zweite Flansch 6 mit einem Abströmflansch 8 gasdicht verbunden ist. Zuströmflansch 7 und Abströmflansch 8 sind nicht Teil der erfindungsgemäßen Anordnung und daher gestrichelt dargestellt. Der erste Flansch 5 und der zweite Flansch 6 sind für die Durchströmbarkeit der umhüllenden Rohre mit Durchgangsöffnungen 9 versehen, im Bereich dieser Durchgangsöffnung 9 sind die Rohrenden der umhüllenden Rohre 1, 2 gasdicht an den Flanschen 5, 6 befestigt. Stromauf zum Zuströmflansch 7 und stromab zum Abströmflansch 8 befinden sich weitere Teile der Abgasanlage der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt), die vorstehend beschriebene Anordnung ist also in den Abgastrakt integriert.The arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine consists essentially of a first enclosing pipe 1 and a second enclosing tube 2 , wherein the first enveloping tube 1 and the second enveloping pipe 2 are each helically formed and the two helical enveloping tubes 1 . 2 are arranged to each other in the form of a double helix. In the first enveloping pipe 1 are spaced from each other two exhaust filters 3 , Likewise, in the second enclosing tube 2 spaced apart two exhaust filters 3 arranged. The exhaust filters 3 are identical in construction and fill the cross section of the respective surrounding tube 1 . 2 out. Each of the exhaust filters 3 has in its longitudinal direction by the exhaust gas (not shown) freely flowed through, the spiraling of the respective enveloping tube 1 . 2 following, tubular recess 4 on. To the pipe ends, the arrangement is by flanges 5 . 6 limited where the first flange 5 with an inflow flange 7 and the second flange 6 with a discharge flange 8th connected in a gastight manner. Zuströmflansch 7 and outflow flange 8th are not part of the arrangement according to the invention and therefore shown in dashed lines. The first flange 5 and the second flange 6 are for the flow through the enveloping tubes with through holes 9 provided, in the region of this passage opening 9 are the pipe ends of the enveloping pipes 1 . 2 gas-tight on the flanges 5 . 6 attached. Upstream to the inflow flange 7 and downstream of the discharge flange 8th There are further parts of the exhaust system of the internal combustion engine (not shown), the arrangement described above is thus integrated into the exhaust system.

Selbstverständlich ist die vorstehend beschriebene Anordnung nicht auf die Verwendung von nur zwei umhüllenden Rohren 1, 2 beschränkt, es kann vielmehr auch eine größere Anzahl von umhüllenden Rohren verwendet werden, diese sind dann ebenfalls in Form einer Mehrfachhelix angeordnet. Weiter besteht natürlich die Möglichkeit, anstelle der zueinander beabstandeten einzelnen Abgasfilter 3 einen die gesamte Länge des umhüllenden Rohres oder zumindest einen Teil davon einnehmenden rohrförmigen Abgasfilter zu verwenden.Of course, the arrangement described above is not based on the use of only two enveloping tubes 1 . 2 limited, it can also be used a larger number of enveloping tubes, these are then also arranged in the form of a multiple helix. Next, of course, there is the possibility, instead of the spaced individual exhaust filters 3 to use a tubular exhaust gas filter occupying the entire length of the enveloping tube or at least a portion thereof.

2 zeigt den ersten Flansch 5 in Draufsicht, die Blickrichtung ist in 1 durch die Blickrichtungspfeile 10 kenntlich gemacht. Wie bereits oben ausgeführt, befinden sich in dem ersten Flansch 5 Durchgangsöffnung 9, weiter sind in dem ersten Flansch 5 Durchgangsbohrungen 11 angeordnet, die mit Durchgangsbohrungen (nicht dargestellt) des Zuströmflansches (1) zusammenwirken, um die beiden Flansche mittels Schrauben (nicht dargestellt) zu verbinden. Analog zur Ausbildung des vorstehend beschriebenen ersten Flansches 5 bzw. des Zuströmflansch 7 sind auch der zweite Flansch 6 und der Abströmflansch 8 (1) ausgeführt. 2 shows the first flange 5 in plan view, the line of sight is in 1 through the line of sight arrows 10 indicated. As stated above, are located in the first flange 5 Through opening 9 , continue in the first flange 5 Through holes 11 arranged with through holes (not shown) of the inflow ( 1 ) cooperate to connect the two flanges by means of screws (not shown). Analogous to the formation of the first flange described above 5 or of the inflow flange 7 are also the second flange 6 and the outlet flange 8th ( 1 ).

3 zeigt einen Abgasfilter 3 in einer ersten Ausführungsform, in Seitenansicht (Abbildung links) und Draufsicht auf die in der Seitenansicht linke Stirnfläche (Abbildung rechts). Es handelt sich dabei um einen röhrenförmigen ausgebildeten Filterkörper 12, der aus einem offenporigen Festkörper besteht. Der Außendurchmesser d ist so bemessen, dass der Filterkörper 12 unter Zwischenlage einer verformbaren Matte (nicht dargestellt) in die umhüllenden Rohre 1, 2 (1) einführbar und zum Beispiel durch Kleben in diesen fixierbar ist. In seinem Innern weist der Filterkörper 12 eine röhrenförmige Ausnehmung 4 auf. 3 shows an exhaust filter 3 in a first embodiment, in side view (Figure left) and top view of the left side in the side view (Figure right). It is a tubular shaped filter body 12 which consists of an open-pore solid. The outer diameter d is dimensioned so that the filter body 12 with the interposition of a deformable mat (not shown) in the enclosing tubes 1 . 2 ( 1 ) and for example by gluing in this is fixable. Inside, the filter body points 12 a tubular recess 4 on.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der Abgasfilter 3' zeigt 4. Die dort dargestellte Anordnung ist ebenfalls in Seitenansicht (linke Abbildung) und Draufsicht auf die linke Stirnseite (rechte Abbildung) gezeigt. Der Abgasfilter 3' besteht aus einem Innenrohr 13 dessen Wandung mit Öffnungen14 durchbrochen ist. An den Enden des Innenrohrs 13 sind Kreisringscheiben 15 angeordnet. Das Innenrohr 13 bildet so eine röhrenförmige Ausnehmung 4' im Abgasfilter 3' aus und ist frei durchströmbar. Weiter ist zwischen Innenrohr 13 und Kreisringscheiben 15 ein Freiraum ausgebildet, in dem eine Filtermatte 16 das Innenrohr 13 mantelförmig umschließend angeordnet ist. Der Durchmesser d der Kreisringscheiben15 bzw. der mantelförmig angeordneten Filtermatte 16 ist so bemessen, dass der Abgasfilter 3' in die umhüllenden Rohre 1, 2 (1) eingeschoben und in diesen befestigt werden kann. Die Kreisringscheiben 15 sind in ihrem Ringbereich mit Durchbrüchen 17 versehen, die von den gasförmigen Bestandteilen des Abgasstroms (nicht dargestellt) durchströmbar sind.Another possible embodiment of the exhaust filter 3 ' shows 4 , The arrangement shown there is also shown in side view (left figure) and top view on the left end (right figure). The exhaust filter 3 ' consists of an inner tube 13 whose wall is pierced with openings14. At the ends of the inner tube 13 are circular disks 15 arranged. The inner tube 13 thus forms a tubular recess 4 ' in the exhaust filter 3 ' out and can be flowed through freely. Next is between inner tube 13 and circular disks 15 formed a space in which a filter mat 16 the inner tube 13 is arranged enveloping surrounding. The diameter d of the annular discs 15 or the jacket-shaped filter mat arranged 16 is sized so that the exhaust filter 3 ' into the enveloping pipes 1 . 2 ( 1 ) can be inserted and fixed in this. The circular disks 15 are in their ring area with breakthroughs 17 provided, which are flowed through by the gaseous components of the exhaust stream (not shown).

Selbstverständlich kann das im vorstehenden Beispiel als Filtermatte 16 ausgebildete Filtermaterial auch ein Gestrick, ein Gewirkt, ein Faserbulk oder eine Granulat-Schüttung sein. Beim letztgenannten sind natürlich entsprechende Vorkehrungen zu treffen, dass das Filtermaterial im dafür vorgesehenen Bereich gehalten wird.Of course, in the above example as a filter mat 16 trained filter material also be a knitted fabric, a knitted, a pulp or a granulate bed. In the latter, of course, appropriate precautions must be taken that the filter material is kept in the designated area.

Neben den vorstehend beschriebenen Ausbildungsformen besteht natürlich auch die Möglichkeit, in ein wendelförmiges umhüllendes Rohr 19, anstelle der zueinander beabstandeten einschiebbaren Abgasfilter oder eines durchgehenden einschiebbaren Abgasfilters, einen Abgasfilter 3" vorzusehen, der aus einer innenliegenden Beschichtung des umhüllenden Rohres 19 mit einem Filtermaterial besteht. Eine solche Anordnung ist in Teildarstellung in den 5a und 5b gezeigt. Der im Innern des umhüllenden Rohres 19 liegende Abgasfilter 3" ist in den Darstellungen durch eine gestrichelt ausgeführte Linie angedeutet. Dabei ist in 5a eine Seitenansicht parallel zur Wendelachse 18 und in 5b eine Schnittdarstellung mit Schnittebene senkrecht zur Wendelachse 18 dargestellt, die Blickrichtung auf die Schnittebene ist mit Hilfe des Blickrichtungspfeiles 27 in 5a kenntlich gemacht. Wie aus den Darstellungen ersichtlich, ist die Beschichtung so vorgenommen, dass sich das Filtermaterial hauptsächlich an der Wendel-Außenseite des umhüllenden Rohres 19 befindet. Besonders deutlich wird dies in der Schnittdarstellung in 5b. Hier ist erkennbar, dass sich die Filterbeschichtung 20 im Wendel-Außenbereich 21 konzentriert, so dass im Innern eine frei durchströmbare röhrenförmige Ausnehmung 4" gegeben ist.In addition to the embodiments described above, of course, there is also the possibility of a helical enveloping tube 19 instead of the mutually spaced retractable exhaust gas filter or a continuous retractable exhaust gas filter, an exhaust filter 3 ' to be provided, which consists of an inner coating of the enveloping tube 19 with a filter material. Such an arrangement is in partial representation in the 5a and 5b shown. The inside of the enveloping pipe 19 lying exhaust filter 3 ' is indicated in the illustrations by a dashed line. It is in 5a a side view parallel to the helix axis 18 and in FIG. 5b a sectional view with a sectional plane perpendicular to the helix axis 18 shown, the line of sight on the cutting plane is using the line of sight arrow 27 in 5a indicated. As can be seen from the illustrations, the coating is made so that the filter material mainly at the helical outside of the enveloping tube 19 located. This is particularly clear in the sectional view in 5b , Here it can be seen that the filter coating 20 in the spiral outdoor area 21 concentrated so that inside a freely flowable tubular recess 4 ' given is.

Um zunächst aufzuzeigen, wie sich Abgaspartikel in dem wendelförmig ausgebildeten umhüllenden Rohr 19 bewegen, wird dies an einem Abgaspartikel 22 deutlich gemacht. Da sich der Abgaspartikel 22 im Innern des umhüllenden Rohres 19 bewegen, wird diese zur Veranschaulichung als transparent angenommen. Durch die Wendelung des umhüllenden Rohres 19 wird das Abgas in der frei durchströmbaren röhrenförmigen Ausnehmung 4" auf eine wendelförmige Bahn gezwungen, die in Richtung der Wendelachse 18 betrachtet die Form einer Kreisbahn 26 aufweist. Hieraus wird deutlich, dass auf einen in dem Abgas (nicht dargestellt) enthaltenen massebehafteten Abgaspartikel 22, aufgrund seiner Massenträgheit, sowohl Tangentialkräfte 23 als auch Radialkräfte 24 wirken. Durch diese auf den Abgaspartikel 22 wirkenden Kräfte 23, 24 wird dieser auf eine bogenförmige Bahn 25 gezwungen, die ihn stetig in Richtung des Wendel-Außenbereiches 21 des umhüllenden Rohres 19 führt, bis er schließlich mit der Filterbeschichtung 20 in Kontakt kommt und von dieser aufgenommen wird. Ebenso streben alle massebehafteten Abgaspartikel 22, 22' in Richtung Filterbeschichtung 20.To first show how exhaust particles in the helically formed enveloping tube 19 move, this will be due to an exhaust particulate 22 made clear. Because the exhaust particles 22 inside the enveloping pipe 19 move, this is assumed to be transparent for illustrative purposes. By the spiraling of the enveloping tube 19 the exhaust gas is in the freely flow-through tubular recess 4 ' forced on a helical path, which is in the direction of the helical axis 18 looks at the shape of a circular path 26 having. From this it is clear that a mass-laden exhaust gas particles contained in the exhaust gas (not shown) 22 , due to its inertia, both tangential forces 23 as well as radial forces 24 Act. Through this on the exhaust particles 22 acting forces 23 . 24 this is on an arcuate path 25 forced him steadily towards the helix-outside area 21 of the surrounding pipe 19 leads until he finally with the filter coating 20 comes into contact and is absorbed by this. Likewise, all mass exhaust particles strive 22 . 22 ' in the direction of filter coating 20 ,

Selbstverständlich ist die Bewegung der Abgaspartikel ähnlich, wenn es sich um eine Anordnung handelt, wie sie in Verbindung mit 1, 2 und 3 beschrieben ist. Auch hier werden die Partikel in die Filter gezwungen.Of course, the movement of the exhaust particles is similar when it comes to an arrangement, as in connection with 1 . 2 and 3 is described. Again, the particles are forced into the filters.

Zur Erzeugung der vorstehend erwähnten Filterbeschichtung 20 kann so vorgegangen werden, dass zunächst eine Suspension in das umhüllende Rohr 19 eingefüllt wird, wobei die Suspension keramische Partikel und ein Bindemittel aufweist, so dass die Partikel durch Wärme an der Rohrwandung anlagerbar sind. Als nächstes wird die Wendel, die das umhüllende Rohr 19 ausbildet um die Wendelachse 18 gedreht und dabei jeweils an den geodätisch tiefsten Punkten erhitzt, so dass sich die Partikel aus der Suspension bevorzugt an der Innenseite des umhüllenden Rohres 18, jeweils auf der Wendel-Außenseite anlagern. Nach einer prozesstechnisch vorgegebenen Zeit wird die restliche nicht angelagerte Suspension aus dem umhüllenden Rohr 19 entfernt und das umhüllende Rohr 19 mit den angelagerten Partikeln bei einer prozesstechnisch vorgegebenen Temperatur gebacken, wobei die Partikel einen offenporigen Filter bilden, der fest am umhüllenden Rohr 19 haftet, wobei im Rohrinnern eine frei durchströmbare röhrenförmige Ausnehmung 4" verbleibt. Derartige Prozesse zur Erzeugung von Beschichtungen mit Filtermaterial sind bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.To produce the above-mentioned filter coating 20 can be proceeded so that first a suspension in the surrounding tube 19 is filled, wherein the suspension comprises ceramic particles and a binder, so that the particles can be added by heat to the pipe wall. Next, the helix, which is the enveloping tube 19 forms around the spiral axis 18 rotated and heated in each case at the geodesically lowest points, so that the particles from the suspension preferably on the inside of the enveloping tube 18 , each on the outside of the coil attach. After a process-technically predetermined time, the remaining non-deposited suspension from the surrounding tube 19 removed and the surrounding pipe 19 baked with the accumulated particles at a process-technically predetermined temperature, wherein the particles form an open-pore filter, the firmly on the surrounding tube 19 adheres, wherein inside the tube a freely durchströmmbare tubular recess 4 ' remains. Such processes for producing coatings with filter material are known and therefore require no further explanation.

Hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine bestehen zahlreiche Variationsmöglichkeiten, mit deren Hilfe sich eine solche Anordnung an die baulichen Gegebenheiten eines Kraftfahrzeugs einerseits und an die Leistung der Brennkraftmaschine andererseits anpassen lässt. So kann die Anzahl der umhüllenden Rohre, deren Länge und deren Durchmesser entsprechend gewählt werden. Auch die Steigung der Wendelung der umhüllenden Rohre ist eine Variable, die der Auslegung der Anordnung dient. Weiter kann die Anzahl und Abmessung der Abgasfilter, sowie der Durchmesser der frei durchströmbaren röhrenförmigen Ausnehmung in den Abgasfiltern und der Typ der verwendeten Abgasfilter entsprechend den baulichen Gegebenheiten und der Art und Leistung der Brennkraftmaschine gewählt werden.With regard to the above-described arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, there are numerous possible variations, with the help of which such an arrangement can be adapted to the structural conditions of a motor vehicle on the one hand and to the performance of the internal combustion engine on the other hand. Thus, the number of enveloping tubes, their length and their diameter can be selected accordingly. Also, the pitch of the helix of the enveloping tubes is a variable that serves the design of the assembly. Furthermore, the number and dimensions of the exhaust gas filters, as well as the diameter of the freely permeable tubular recess in the exhaust gas filters and the type of exhaust gas filter used can be selected according to the structural conditions and the type and performance of the internal combustion engine.

Claims (9)

Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine, wobei die Anordnung wenigstens ein äußeres umhüllendes Rohr und wenigstens einen in dem Rohr angeordneten Abgasfilter zur Ausfilterung von Partikeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine äußere umhüllende Rohr (1, 2, 19) wendelförmig ausgebildet ist und der wenigstens eine Abgasfilter (3, 3', 3") im Innern des umhüllenden wendelförmigen Rohres (1, 2, 19) in dessen Längserstreckung zumindest abschnittweise angeordnet ist und wobei der wenigstens eine Abgasfilter (3, 3', 3") in Längserstreckung des umhüllenden Rohres (1, 2, 19) eine vom Abgas frei durchströmbare, der Wendelung des äußeren umhüllenden Rohres folgende röhrenförmige Ausnehmung (4, 4', 4") aufweist, deren Querschnittsfläche ein Vielfaches der Querschnittsfläche eines Partikels (22, 22') beträgt.Arrangement for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, the arrangement comprising at least one outer enveloping tube and at least one arranged in the tube exhaust filter for filtering particles, characterized in that the at least one outer enclosing tube (1, 2, 19) is formed helically and the at least one exhaust gas filter (3, 3 ', 3 ") in the interior of the enveloping helical tube (1, 2, 19) is arranged in the longitudinal extent at least in sections and wherein the at least one exhaust gas filter (3, 3', 3") in Longitudinal extent of the enveloping tube (1, 2, 19) has a tubular recess (4, 4 ', 4 ") which can flow freely through the exhaust gas and follow the helix of the outer enveloping tube, the cross-sectional area of which is a multiple of the cross-sectional area of a particle (22, 22'). ) is. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl äußerer wendelförmig ausgebildeter, umhüllender Rohre (1, 2, 19) vorgesehen ist, die jeweils wenigstens einen im Innern eines jeden umhüllenden wendelförmigen Rohres in dessen Längserstreckung zumindest abschnittweise angeordneten Abgasfilter (3, 3', 3") aufweisen, wobei der wenigstens eine Abgasfilter (3, 3', 3") in Längserstreckung des umhüllenden Rohres (1, 2, 19) eine vom Abgas frei durchströmbare röhrenförmige Ausnehmung (4, 4', 4") aufweist, deren Querschnittsfläche ein Vielfaches der Querschnittsfläche eines Partikels (22, 22') beträgt und wobei die Mehrzahl der wendelförmig ausgebildeten äußeren umhüllenden Rohre (1, 2, 19) in Form einer Mehrfachhelix angeordnet sind.Arrangement according to Claim 1 , characterized in that a plurality of outer helically formed, enveloping tubes (1, 2, 19) is provided, each having at least one in the interior of each enveloping helical tube in the longitudinal extent at least partially arranged exhaust gas filter (3, 3 ', 3 ") wherein the at least one exhaust gas filter (3, 3 ', 3 ") in the longitudinal extension of the enveloping tube (1, 2, 19) has a tubular recess (4, 4', 4") freely flowed through by the exhaust, whose cross-sectional area is a multiple is the cross-sectional area of a particle (22, 22 ') and wherein the plurality of helically shaped outer enveloping tubes (1, 2, 19) are arranged in the form of a multiple helix. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die äußeren umhüllenden Rohre (1, 2, 19) jeweils mit ihren Rohrenden an Flanschen (5, 6) fest angeordnet sind, wobei die Flansche (5, 6) für jedes Rohrende eine Durchgangsöffnung (9) aufweisen und wobei der erste Flansch (5) mit einem Zuströmflansch (7) einer Abgasanlage und der zweite Flansch (6) mit einem Abströmflansch (8) der Abgasanlage nach außen hin gasdicht verbindbar ist.Arrangement according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the one or more outer enveloping tubes (1, 2, 19) are each fixedly arranged with their tube ends to flanges (5, 6), wherein the flanges (5, 6) for each tube end having a through hole (9) and wherein the first flange (5) with a Zuströmflansch (7) of an exhaust system and the second flange (6) with a discharge flange (8) of the exhaust system is connected to the outside gas-tight. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filtermaterial des Abgasfilters (3') einem der Typen Gewirk, Gestrick, Faserbulk oder Granulat angehört.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a filter material of the exhaust gas filter (3 ') belongs to one of the types knitted fabric, knitted fabric, fibrous pulp or granules. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die röhrenförmige Ausnehmung (4') im Abgasfilter (3') durch ein das Filtermaterial abstützendes perforiertes Innenrohr (13) gebildet ist.Arrangement according to Claim 4 , characterized in that the tubular recess (4 ') in the exhaust gas filter (3 ') is formed by a perforated inner tube (13) supporting the filter material. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial in axialer Richtung durch auf dem Innenrohr (13) angeordnete Kreisringscheiben (15) fixiert ist.Arrangement according to Claim 5 , characterized in that the filter material in the axial direction by on the inner tube (13) arranged annular discs (15) is fixed. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasfilter (3) ein rohrförmig ausgebildeter, aus offenporigem Filtermaterial bestehender Festkörper ist.Arrangement according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the exhaust gas filter (3) is a tubular formed, consisting of open-cell filter material solid. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die frei durchströmbare röhrenförmige Ausnehmung (4") im Filtermaterial so angeordnet ist, dass sie eng benachbart zu der den inneren Durchmesser der Wendel bildenden Wandung des wendelförmigen umhüllenden Rohres (19) verläuft.Arrangement according to one of Claims 4 to 7 characterized in that the freely permeable tubular recess (4 ") in the filter material is arranged to be closely adjacent to the inner diameter of the coil forming wall of the helical enveloping tube (19). Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial katalytisch wirksame Bestandteile enthält.Arrangement according to one of Claims 4 to 8th , characterized in that the filter material contains catalytically active ingredients.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113123851A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 珠海六和节能投资有限公司 Automobile exhaust absorption and purification device and using method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4133762A (en) 1975-12-12 1979-01-09 Visceglia Marco P Coil type filter
JP2000005536A (en) 1998-06-24 2000-01-11 Etsuro Kato Spiral honeycomb filter body
DE10057862C1 (en) 2000-11-21 2002-02-07 Siemens Ag Carbon particle emission reduction method for diesel engine uses electrical surface discharge for regeneration of particle filter
EP1072765B1 (en) 1999-07-26 2004-06-30 Man Nutzfahrzeuge Ag Method and apparatus for separating fine particulate matter from exhaust gas of an internal combustion engine
DE102005030615A1 (en) 2005-06-30 2007-02-01 Rupert Soltenau Cyclone-like piece of tubing for removing dust from exhaust gases, especially diesel exhaust, using hydrodynamic paradox, comprises spiral or coil with outward facing small openings connected to air tube system
DE102008029520A1 (en) 2008-06-21 2009-12-24 Man Nutzfahrzeuge Ag Particle separator and method for separating particles from an exhaust stream of an internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4133762A (en) 1975-12-12 1979-01-09 Visceglia Marco P Coil type filter
JP2000005536A (en) 1998-06-24 2000-01-11 Etsuro Kato Spiral honeycomb filter body
EP1072765B1 (en) 1999-07-26 2004-06-30 Man Nutzfahrzeuge Ag Method and apparatus for separating fine particulate matter from exhaust gas of an internal combustion engine
DE10057862C1 (en) 2000-11-21 2002-02-07 Siemens Ag Carbon particle emission reduction method for diesel engine uses electrical surface discharge for regeneration of particle filter
DE102005030615A1 (en) 2005-06-30 2007-02-01 Rupert Soltenau Cyclone-like piece of tubing for removing dust from exhaust gases, especially diesel exhaust, using hydrodynamic paradox, comprises spiral or coil with outward facing small openings connected to air tube system
DE102008029520A1 (en) 2008-06-21 2009-12-24 Man Nutzfahrzeuge Ag Particle separator and method for separating particles from an exhaust stream of an internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113123851A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 珠海六和节能投资有限公司 Automobile exhaust absorption and purification device and using method thereof
CN113123851B (en) * 2019-12-30 2022-05-24 珠海六和节能投资有限公司 Automobile exhaust absorption and purification device and using method thereof

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