DE3235363A1

DE3235363A1 - Keramikfilter, insbesondere fuer russ in der abgasstroemung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3235363A1
Application number: DE19823235363
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Pöttner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-03-29

Description

Keramikfilter, insbesondere für Ruß in
der Abgasströmung einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft einen Keramikfilter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher Keramikfilter ist aus Figur 6 der europäischen Patentanmeldung 00 43 694 in der Weise bekannt, daß die Einlaß- und die Auslaßkanäle gleich große und kreisrunde Innenquerschnitte besitzen.
Ein Problem bei derartigen Keramikfiltern ist in dem relativ hohen Druckverlust der Gasströmung infolge des Durchtritts des Gases durch die Keramikwände und gegebenenfalls auch durch davor vorhandene Filtekuchen zu sehen.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ohne Vergrößerung der Außenabmessungen eines solchen Keramikfilters diesen so auszubilden, daß durch Vergrößerung der Filterfläche der Druckverlust zumindest in starkem Maße verringert wird.
in Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe bestehtVden kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, zwei mögliche Ausführungsformen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Ein Vorteil der Erfindung ist in der verblüffenden Einfachheit der beanspruchten Maßnahmen zu sehen. Die kreisrunden Kanalquerschnitte werden für die Einlaßkanäle beibehalten, so daß diese die größtmöglichen, als Filterflächen wirkenden Wandflächen besitzen. Demgegenüber sind die Innenquerschnitte der Austrittskanäle, die gleichsam von den Zwickelräumen zwischen einander benachbarten Einlaßkanälen gebildet sind, erheblich kleiner, was sich aber hinsichtlich der Druckerhöhung zumindest nicht nachteilig bemerkbar macht, da die Auslaßkanäle in Strömungsrichtung hinter den eigentlichen Filterst ellen liegen.
Die Verwendung kreisrunder Innenquerschnitte für die Einlaßkanäle und damit auch ringförmiger Wandquerschnitte wirkt sich auch günstig hinsichtlich der Belastbarkeit des Keramikfilters aus, da runde Kanäle in Radialrichtung belastbarer sind als einen eckigen Innenquerschnitt besitzende Kanäle. So können auch Thermospannungen, die beim teilweisen Abbrennen des Filterkuchens bei der Regeneration des'Filters auftreten, mit im Querschnitt runden Kanälen besser ausgeglichen werden.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert, deren Figur 1 schematisch einen Längsschnitt und deren Figuren 2 und 3 ebenfalls schematisch Querschnitte durch zwei verschiedene Ausführungsbeispiele wiedergeben.
Betrachtet man zunächst Figur 1, so besteht das an sich bekannte Prinzip des Keramikfilters darin, daß in beiden zueinander senkrechten Querschnittsrichtungen Einlaßkanäle 1, die auslaßseitig bei 2 verschlossen sind, und Auslaßkanäle 3, die einlaßseitig bei 4 verschlossen sind, angrenzend aufeinander folgen, so daß das Gas, beispielsweise Abgas einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine, gemäß den in Figur 1 eingezeichneten Pfeilen die die eigentlichen Filter darstellenden Wände 5 zwischen Einlaß- und Auslaßkanälen durchströmen muß. An diesen Wänden werden die in der Gasströmung enthaltenen Partikel, also beispielsweise Ruß, zurückgehalten.
Figur 2 zeigt nun eine erste Ausbildung des erfindungsgemäßen Keramikfilters. Alle einen runden Querschnitt besitzenden Kanäle sind Einlaßkanäle, also, wie anhand Figur 1 erläutert, auslaßseitig verschlossen.
Betrachtet man eine Vierergruppe von vier einander benachbarten Einlaßkanälen 20, 21, 22 und 23, die so angeordnet sind, daß ihre Querschnittsmittelpunkte 24, 25, 26 und 27 ein Quadrat definieren, so besitzen die gleichsam durch die Zwickelräume zwischen den genannten vier Einlaßkanälen und dem innerhalb der Vierergruppe liegenden Einlaßkanal 28 gebildeten Auslaßkanäle 29, 30, 31 und 32 etwa kissenförmige, viereckn Innenquerschnitte, deren Querschnittsflächen erheblich kleiner als die Querschnittsflächen der Einlaßkanäle sind.
Auch in der Ausführungsform nach Figur 3 kann man derartige Vierergruppen von Einlaßkanälen definieren. Eine dieser Gruppen wird durch die Einlaßkanäle 40, 41, 42 und 43 gebildet, deren Querschnittsmittelpunkte 44, 45, 46 und 47 hier ein Parallelogramm definieren. Bei dieser Anordnung der kreisrunden Einlaßkanäle besitzen die dazwischen liegendon Auslaßkanäle, also beispielsweise der Auslaßkanal 48, einen etwa dreieckigen Querschnitt.
Gemeinsam ist beiden Ausführungsformen der Erfindung gleichsam eine Vergrößerung des resultierenden Einlaßquerschnitts und damit der wirksamen Filterfläche ohne Vergrößerung der äußeren Abmessungen des Keramikfilters.
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Claims

P a t e n.t a n s p r ü c h e 1. Keramikfilter für Partikel in einer Gasströmung, insbesondere Ruß in der Abgasströmung einer Brennkraftmaschine, mit parallel zwischen einem Einlaß und einem Auslaß für die Gasströmung verlaufenden Gaskanälen, von denen Einlaßkanäle, die mit einem im wesentlichen kreisrunden Innenquerschnitt ausgeführt sind, auslaßseitig und Auslaßkanäle einlaßseitig zwecks Erzwingung eines Gasdurchtritts durch die Wände der Einlaßkanäle verschlossen sind, wobei alle mit kreisrundem Innenquerschnitt ausgeführten Kanäle eine über den Umfang konstante Wandstärke besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kanäle mit kreisrundem Innenquerschnitt Einlaßkanäle (20, 21, 22, 23) sind und die Auslaßkanäle (29, 30, 31, 32) durch die kleinere Innenquerschnitte besitzenden Zwischenräume zwischen einander bebenachbarten Einlaßkanälen (20, 21, 22, 23) gebildet sind.
2. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Querschnitt mit ihren Mittelpunkten (24, 25, 26, 27) ein Quadrat definierenden Vierergruppen von benachbarten Einlaßkanälen (20, 21, 22, 23) die Auslaßkanäle (29, 30, 31, 32) kissenförmige Querschnitte besitzen.
3. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Querschnitt mit ihren Mittelpunkten (44, 45, 46r 47) ein Parallelogramm definierenden Vierergruppen von benachbarten Einlaßkanälen (40, 41, 42, 43) die Auslaßkanäle (48) etwa dreieckförmige Querschnitte besitzen.