DE19530966A1 - Abgasreinigungseinrichtung - Google Patents
AbgasreinigungseinrichtungInfo
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- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
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- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
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- B01D46/84—Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning by heating only
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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- F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen,
bestehend aus einer Filtereinrichtung zum Auffangen von Ruß- und Feststoffpartikeln
und einer Brennereinrichtung zum Abbrennen der am Filter abgelagerten Rußpartikel.
Eine Einrichtung dieser Art ist in der US-A 4,571,938 dargestellt und beschrieben. Deren
Brennereinrichtung besteht aus einer Brennerdüse, die an einen Verdichter und eine
Brennstoffpumpe angeschlossen ist. Der Luftverdichter fördert durch ein Luft
regulierventil, das den Förderdruck in Abhängigkeit vom Abgasdruck im Bereich der
Abgasrohre vor der Filtereinrichtung steuert.
In der DE-A-38 08 075 ist eine Rußfiltereinrichtung mit Brenner offenbart, die stromauf
oder stromab des Filters eine Teilfläche des Filters erhitzt, wobei Filter und Brenner
relativ zueinander bewegbar sind, so daß während eines Zyklus nacheinander alle
Teilflächen erhitzt werden. Dieser Brenner muß in beiden Fällen gegen den Staudruck vor
dem Filter arbeiten.
In der EP-A1-0100 547 ist eine Rußfiltereinrichtung offenbart, deren Filter von einem
außerhalb des Abgasrohres angeordneten Brenner beheizt wird, und zwar nur dessen
äußere peripheren Teile. Obwohl bei dieser Einrichtung nicht gegen den Staudruck
gearbeitet werden muß, kann sie nicht wirkungsvoll arbeiten, da nur die peripheren
Filterteile beheizt werden.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Abgasreinigungseinrichtung derart zu gestalten, daß eine vom Abgasgegendruck
unabhängige Lufteinblasung bei Brennbetrieb erfolgen kann, wobei eine reduzierte
Brennerleistung angestrebt werden soll, wodurch Brennstoffeinsparung erreicht und der
Bauraum- und Bauteileaufwand verringert werden kann.
Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst worden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und
wird nachfolgend beschrieben.
Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Einrichtung;
Fig. 2a-c und 3a-c Querschnitte aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Abgasreinigungseinrichtung, welcher über
einen Einlaß-Anschlußstutzen 1 ungereinigtes Abgas eines Dieselmotors (zeichnerisch
nicht dargestellt) zugeführt wird. Das Abgas tritt über eine Abgaskammer 2 in einen
Rußpartikelfilter 3 ein. Dieser Filter ist vorzugsweise aus porösem (gasdurchlässigem)
Material (Metall oder Keramik) mit relativ guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt.
Der Filterkörper kann als Monolith hergestellt oder aus Einzelteilen zusammengesetzt
sein, wie später noch erläutert wird. Die Materialstruktur ist so beschaffen, daß ein guter
Kompromiß zwischen Gasdurchlässigkeit und Filtervermögen erreicht wird. Mit
zunehmender Beladung des Filters 3 verringert sich durch Ablagerung der Partikel in den
engen Poren die Gasdurchlässigkeit, wodurch sich ein erhöhter Abgasgegendruck
aufbaut. Es ist deshalb erforderlich den Filter zu regenerieren. Bei den Partikeln im
Diesel-Abgas handelt es sich zum weitaus größten Teil um Ruß, der sich durch
Aufheizen des Filters auf <600°C verbrennen und damit beseitigen läßt. Bei der
Dimensionierung des Filters ist eine bestimmte Reserve vorgesehen, damit die
notwendige Regenerierung des Filters 3 nicht kontinuierlich, sondern aus Gründen der
Energie-Einsparung in Intervallen erfolgen kann.
Das Abgas tritt von der Abgaskammer 2 durch poröse Filterwände 4 direkt in
Abströmkanäle 5 und von diesen in einen in die Atmosphäre führenden Auslaßkanal 6
über. Dabei werden die Rußpartikel in den Filterwänden 4 zurückgehalten und das Abgas
gereinigt.
Für die erwähnte Aufheizung des Filters 3 weist die Einrichtung eine Brennereinrichtung
7 auf, die aus einer Brennkammer 8 mit Brennstoffeinspritzung 9 und Lufteinblasung 10
sowie Zündeinrichtungen 11 etc. sowie einer Heizgaskammer 12 besteht, in die die
Brennflamme/das Heizgas eingeblasen wird.
Aus dieser Heizgaskammer 12 gelangt das Heizgas durch zur Heizgaskammer 12 offene
Heizgaskanäle 13 über den Auslaßkanal 6 gemeinsam mit dem gereinigten Abgas des
Dieselmotors in die Atmosphäre. Innerhalb der Heizgaskanäle 13 findet ein Wärmetausch
zwischen Brennerflamme/Heizgas und Filter 3 statt, wodurch der Filter 3 auf die für die
Regenerierung notwendige Temperatur aufgeheizt wird.
Fig. 2a-c zeigen Querschnitte des Filters 3 in verschiedenen Ausführungen, Fig. 2a
rechteckig mit mehreren gleichmäßig verteilten Heizgaskanälen 13, die gemäß Fig. 3a in
Filterteilstücken 14 angeordnet sein können, Fig. 2b rechteckig mit nur zwei Heizgas
kanälen 13, die aus zusammengesetzten Filterteilstücken 15 gebildet werden, wie in Fig.
3b dargestellt ist, und Fig. 2c rund mit gleichmäßig verteilten Heizgaskanälen 13, die,
wie in Fig. 3c dargestellt ist, in segmentförmig zusammengesetzten Filterteilstücken 16
angeordnet sein können.
Die Heizgaskammer 12 kann durch eine nicht dargestellte Prallscheibe von einer
Brennkammer 8 getrennt sein. Heizgaskammer 12 und Brennkammer 8 bilden einen
Heizdom 17, der stromab der Filtereinrichtung angeordnet ist. Um diesen Heizdom 17 ist
die Abgaskammer 2 konzentrisch angeordnet, wodurch eine Wärmeisolierung nach
außen und Vorwärmung des Abgases erreicht wird. Ein Flammwächter 16 überwacht
aus Sicherheitsgründen die Brennerfunktion. Auf die Darstellung der weiteren, für die
Funktion des Brennersystems erforderlichen Peripherien, kann hier verzichtet werden,
weil diese im Hinblick auf die Brennstoff- und Luftversorgung einschließlich der
Zumessung, des Zündmoduls und der Steuerelektronik mit der Erfindung nichts zu tun hat.
Die Einrichtung zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
Keine nennenswerte Auswirkung des je nach Filter-Beladungsgrad und Motordrehzahl veränderlichen Abgasgegendruckes auf die Druckverhältnisse in der Brennkammer 8.
Keine nennenswerte Auswirkung des je nach Filter-Beladungsgrad und Motordrehzahl veränderlichen Abgasgegendruckes auf die Druckverhältnisse in der Brennkammer 8.
Deshalb kann ein üblicher Luftverdichter mit ca. 50-100 mbar Förderdruck zur
Versorgung der Brennereinrichtung 7 mit Brennluft eingesetzt werden und der
Brennerbetrieb bei allen Betriebszuständen gewährleistet werden. Dieser Luftverdichter
ist vorteilhafterweise als Strömungsmaschine ausgeführt.
Die Brennerheizenergie wird über die Filterwände 4 auch auf den Abgasstrom
übertragen, der durch die Abströmkanäle 5 strömt. Um das Abgasgemisch auf eine für
die Einleitung der Regenerierung erforderliche Temperatur zu erwärmen, ist ein ent
sprechender Energieeinsatz erforderlich. Nach Beginn der Regenerierung von der
Heizgaskammerseite her durchläuft die Regenerierungszone den gesamten Partikelfilter
3, wobei die bei der Verbrennung der Rußpartikel freiwerdende Wärme zur Aufheizung
des restlichen Filterkörpers 3 genutzt wird und beim Energieeinsatz durch Senkung der
Heizleistung berücksichtigt wird.
Durch die Anordnung der Brennereinrichtung 7 im Bereich des gefilterten Abgasstromes,
also stromab des Filters, ist die Gefahr unzulässiger Rußablagerungen in der
Brennereinrichtung 7, beispielsweise am Austritt der Brennnstoffeinspritzung 8, an der
Zündeinrichtung 11 und dem Flammwächter 16 erheblich verringert.
Aus den vorgenannten Vorteilen resultiert eine wesentlich erhöhte Betriebssicherheit.
Claims (4)
1. Abgasreinigungseinrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer
Filtereinrichtung zum Auffangen von Rußpartikeln und aus einer Brennereinrichtung zum
Abbrennen der am Filter abgelagerten Rußpartikel, dadurch gekennzeich
net, daß die Dieselabgase über eine Abgaskammer (2) in den Filter (3) eintreten, durch
Filterwände (4) in Abströmkanäle (5) und über einen Auslaßkanal (6) in die Atmosphäre
und daß die Brennerflamme/das Brennerheizgas über eine Heizgaskammer (12) in
durch im Partikelfilter angeordnete Heizgaskanäle (13) und den Auslaßkanal (6) in die
Atmosphäre strömt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizgaskanäle (13) als eigenständige, integrierte Filterkanäle in Filterteilstücken (14, 16)
angeordnet sind, die zusammengesetzt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizgaskanäle (13) durch zusammengesetzte Filterteilstücke (15) gebildet werden.
4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abgaskammer (2) konzentrisch um die in einem Heizdom (17)
angeordnete Brennereinrichtung (7) angeordnet ist zur Wärmeisolierung nach außen und
Vorwärmung des Dieselmotor-Abgases.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19530966A DE19530966A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Abgasreinigungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19530966A DE19530966A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Abgasreinigungseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19530966A1 true DE19530966A1 (de) | 1997-02-27 |
Family
ID=7770158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19530966A Withdrawn DE19530966A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Abgasreinigungseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19530966A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2787343A1 (fr) * | 1998-12-18 | 2000-06-23 | Finecor | Procede et installation de regeneration d'un filtre a particules d'un moteur diesel |
DE102017118680A1 (de) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Abgasanlage |
-
1995
- 1995-08-23 DE DE19530966A patent/DE19530966A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2787343A1 (fr) * | 1998-12-18 | 2000-06-23 | Finecor | Procede et installation de regeneration d'un filtre a particules d'un moteur diesel |
WO2001065080A1 (fr) * | 1998-12-18 | 2001-09-07 | Finecor | Procede et installation de regeneration d'un filtre a particules d'un moteur diesel |
DE102017118680A1 (de) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Abgasanlage |
US10655520B2 (en) | 2017-08-16 | 2020-05-19 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Exhaust system |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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8130 | Withdrawal |