DE3529684A1 - Russfilter fuer dieselmotore - Google Patents
Russfilter fuer dieselmotoreInfo
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- 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
- F01N3/021—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
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Description
Die Erfindung betrifft ein keramisches Filter zur
Entrußung der Abgase von Dieselmotoren, bei dem eine
Vielzahl von porösen keramischen Flächen den Ruß
mechanisch zurückhalten.
Filter der bekannten Art bestehen meist aus einem
keramischen Filterkörper aus vielen, nebeneinander
liegenden Kanälen, die an beiden Seiten, der
Eingangsseite und der Ausgangsseite, gegeneinander
versetzt durch Propfen verschlossen sind. Dadurch
können die Abgase von der Eingangsseite des Filters in
die Kanäle eintreten und die porösen Wandungen der
Kanäle durchströmen. Sie treten sodann in die jeweils
benachbarten Kanäle über und verlassen danach den
Filter durch diese Kanäle an der Ausgangsseite. Durch
die versetzte Abpfropfung an den beiden Filterenden wird
somit eine sehr kleine Filteranordnung mit einer sehr
großen Durchgangsfläche geschaffen.
Solche Filter haben jedoch den Nachteil, daß der Ruß
nach einiger Zeit die Filterfläche bedeckt und dadurch
verschließt. Dadurch wird der Abgasstrom verringert und
schließlich ganz abgestellt.
Es müssen deshalb Mittel angewendet werden, die den Ruß
aus der Filterfläche entfernen. Dazu kann beispielsweise
der Ruß auf etwa 600 Grad erhitzt werden, so daß er
sich entzündet und dann mit dem Sauerstoffrestgehalt des
Abgases verbrennt.
Die erforderliche Aufheizung erfolgt meist mittels eines
im Abgaskanal angeordneten Gasbrenners, weil mit solchen
Gasbrennern eine ausreichende Erwärmung des Abgasstromes
erreicht werden kann.
Der Aufwand für diese Anlagen ist beträchtlich, weil
nicht nur Zündung und Abbrand unter den in dieser
Umgebung ungünstigen Verhältnissen sicher erfolgen
müssen. Es muß außerdem noch ein zweiter
Energieträger, das Gas, mitgeführt werden.
Elektrische Heizungen sind andererseits zur Aufheizung
weniger geeignet, weil dazu sehr hohe Stromstärken
erforderlich sind. Das ist insbesondere bei
ortsveränderlichem Betrieb, wie beispielsweise bei
Kraftfahrzeugen, schon wegen der Erzeugung der
elektrischen Energie, darüber hinaus aber auch wegen der
hohen Ströme und der zu ihrer Steuerung benötigten
Schaltelemente problematisch.
Beispielsweise sind etwa 10 KW elektrischer Energie nötig,
um das Abgas eines 50 KW Dieselmotors auf Brenntemperatur
zu bringen. Das führt bei den herkömmlichen 12 V
Bordnetzen dann zu Strömen von etwa 1000 A. Solche Werte
lassen sich nicht mehr mit praktikablem Aufwand
beherrschen.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, den
Abbrand der Rußbelegung des Filters zu erreichen, ohne
daß hohe elektrische Ströme oder aufwendige
Zusatzbrenner erforderlich sind.
Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß Teilsegmente des
Filters mit elektrischen Heizelementen versehen sind und
daß die die Teilsegmente durchströmende Abgasmenge
segmentweise nacheinander elektrisch zur
Entzündungstemperatur des Rußes aufheizbar sind.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß einmal
die elektrische Leistung um Faktoren verringert werden,
daß aber auch der Filterkörper geschont werden kann.
Wird nämlich der gesamte Ruß auf einmal verbrannt,
erhitzt sich der Filterkörper sehr stark und es kommt zu
Schmelz- und Bruchvorgängen. Hingegen entstehen bei
segmentaler Erhitzung solche Belastungen nicht. Außerdem
kühlt sich in den Pausen zwischen den Schaltzeiten der
Filter schnell ab. Der Vorteil der elektrischen
Aufheizung, ohne bewegliche Teile auszukommen, bleibt
jedoch bestehen.
Die Methode zum Betrieb des Filters besteht darin, daß
die die Teilsegmente des Filters aufheizenden
elektrischen Heizungen sequentiell eingeschaltet werden
und daß diese Einschaltung in Intervallen wiederholt
wird.
Das hat den Vorteil einer geringeren Belastung des
Bordnetzes, vor allem der Batterie, deren Lebensdauer
durch Stoßlasten besonders dann begrenzt wird, wenn
keine Erholungspausen eingehalten werden können.
Das Ruhe-Arbeitsverhältnis eines Intervalls liegt bei
kontinuierlicher Arbeitsweise vorzugsweise bei etwa 10 : 1,
die Zykluslänge etwa 2 Minuten.
Die Einschaltungen können aber nicht nur in festen
Intervallen erfolgen, sondern auch durch einen Sensor,
beispielsweise durch einen Drucksensor für
Differenzdruck bestimmt werden. Wenn nämlich der
Rußanfall gering ist, wie bei Dauerbetrieb unter
Optimallast, kann die Entrußung erst nach einigen
Stunden erforderlich werden, so daß die Anordnung in der
Zwischenzeit ausgeschaltet bleiben kann. Stellt der
Drucksensor nämlich einen Druckanstieg des strömenden
Abgases über dem Filter fest und schaltet er dann einen
Abbrandzyklus über den gesamten Filterquerschnitt, - also
über alle Heizdrähte nacheinander -, ein, dann ist
dadurch eine Regelung der Entrußung entstanden, die sich
jeweils dem Bedarf anpaßt, also optimierbar geworden
ist.
In Ausführung der Erfindung sind mehrere elektrische
Heizdrähte am Eingang des Filterkörpers vorgesehen.
Insbesondere sind diese Heizdrähte auf einem vom
Filterkörper unabhängigen Heizungsträger angeordnet.
Das ist ein Vorteil für die Filtermontage, weil die
Heizdrähte mit den Zuleitungen am Träger fertig
verschweißt werden können und der Heizungsträger bei
der Montage in das Blechgehäuse, das vorzugsweise als
Teil der Abgasleitung ausgebildet sein kann, dem
eigentlichen Filterkörper beigepackt werden kann.
Die Anordnung der Heizdrähte auf dem Heizungsträger
kann parallel (bei Rechteckquerschnitt des Filters) oder
radial sein (bei zylindrischem oder elliptischem Filter).
In der Zeichnung, anhand derer die Erfindung erläutert
wird, zeigt
Fig. 1 ein halb aufgeschnittenes Filtergehäuse mit
Heizungsträger,
Fig. 2 einen Querschnitt durch Filterkanäle,
Fig. 3 verschiedene Heizungsträger.
In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 10 einer Abgasleitung 11
ein keramischer Filterkörper 12 angeordnet. Das Abgas A
durchströmt den Filterkörper aus poröser Keramik.
Dabei werden die Rußteilchen zurückgehalten. Ein
Heizrahmen 15 trägt mehrere Heizdrähte 160, 161. ., die
mit vorzugsweise angeschweißten elektrischen Zuleitungen
170, 171, . . versehen sind. Die Heizdrähte werden bei
Betrieb einzeln für etwa 10 bis 20 Sek aufgeheizt.
Dadurch werden auf dem jeweils dem Heizdraht
gegenüberliegenden Segment 120 des Filters 12 durch das
aufgeheizte Abgas und die Strahlungswärme der dort
befindliche Ruß entzündet und dieser brennt sodann
unter dem Druck des Abgases in die Filterkanäle des
Segmentes hinein. Dadurch werden die Kanäle dieses
Segmentes freigebrannt. Es entsteht dadurch kein weiterer
Abfall, weil der den Ruß bildenden Kohlenstoff
rückstandsfrei verbrennt. Dabei sind im Abgas keine
beweglichen Teile, wie Klappen oder Steuermittel
erforderlich.
Drucksensoren 20 können zur Überwachung des
Filterzustandes verwendet sein. Ein Druckabfall entsteht
erst, wenn der Widerstand durch Verrußung zu groß
geworden ist.
In Fig. 2 ist dieser Vorgang im Einzelnen dargestellt: Das
Abgas A tritt in die Einlaufkanäle 1200 ein,
durchströmt dann die Stege 1201, die die Längswände
der einzelnen Kanäle 1200 bilden und die aus Keramik
einer solchen Porosität bestehen, daß die Rußteilchen
des Abgasstromes abgefangen werden. Durch die Stege 1201,
die diesen Ruß tragen, tritt das Abgas in die
Auslaufkanäle 1205 ein und ist damit vom Ruß gereinigt.
Die Kanäle sind in versetzter Anordnung durch Propfen
1202 verschlossen. Dadurch entsteht eine quer zum
Abgasstrom liegende, aus vielen Einzelflächen bestehende
Filterfläche. Die Heizelemente 160, 161. . heizen das
Abgas A auf und es entsteht der gewünschte Abbrand an
und in den Kanälen 1200, wenn die Temperatur von etwa
600 Grad erreicht worden ist.
In Fig. 3 sind separate Heizungsträger dargestellt. In
einem keramischen Rahmen 15 sind die Heizdrähte
160, 161. . einzementiert und werden durch vorzugsweise
angeschweißte Drähte 170, 171. ., die zweckmäßig als
bewegliche Litzen ausgebildet sind, mit einer Schaltung
18, die nacheinander die Heizdrähte
160, 161. . einschaltet, verbunden, so daß jeder
Einzeldraht mit wesentlich geringerer Heizleistung als
bisher die Zündtemperatur des Rußes erreicht. Die
Drucksensoren 20 können dazu verwendet werden, den
Zyklus zur jeweils aufeinanderfolgenden Erhitzung der
Drähte einzuleiten, so daß eine selbstoptimierte
Entrußung abläuft.
Die Heizungsträger 15 sind in ihrer Form dem Querschnitt
der Abgasleitung angepaßt und können rechteckig oder
quadratisch sein oder andere Formen aufweisen.
Claims (8)
1. Keramisches Filter zur Entrußung der Abgase von
Dieselmotoren, bei dem eine Vielzahl von porösen
keramischen Flächen den Ruß mechanisch zurückhalten,
dadurch gekennzeichnet,
daß Teilsegmente (120. .) des Filters (12) mit
elektrischen Heizungen (160, 161. .) versehen sind und daß
die die Teilsegmente (120) durchströmende Abgasmenge (A)
segmentweise nacheinander elektrisch zur
Entzündungstemperatur des Rußes aufgeheizt wird.
2. Methode zum Betrieb des Filters nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilsegmente (120)
des Filters (12) aufheizenden elektrischen Heizungen
(160, 161. .) sequentiell eingeschaltet werden und daß
diese Einschaltung in Intervallen (18) wiederholt wird.
3. Methode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ruhe-Arbeitsverhältnis vorzugsweise etwa 10 : 1
beträgt und daß das Intervall eine Länge von etwa 2
Minuten hat.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zykluslänge durch Sensoren
(20), beispielsweise durch Differenzdrucksensoren,
bestimmt wird, die eine Schaltung (18) zur konsekutiven
Einschaltung der Heizungen (160, 161. .) auslösen.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere elektrische Heizdrähte (160, 161. .) am
Eingang des Filterkörpers (12) vorgesehen sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizdrähte (160, 161. .) auf einem vom
Filterkörper ( 12) unabhängigen Heizungsträger (15)
angeordnet sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filter (12) und die Heizung (15)
als Teil der Abgasleitung (10, 11) ausgebildet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizdrähte (160, 161. .) auf dem
Heizungsträger (15) parallel (bei Rechteckquerschnitt
des Filters) oder radial (zylindrisches Filter)
angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853529684 DE3529684A1 (de) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Russfilter fuer dieselmotore |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853529684 DE3529684A1 (de) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Russfilter fuer dieselmotore |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3529684A1 true DE3529684A1 (de) | 1987-02-26 |
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ID=6278873
Family Applications (1)
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DE19853529684 Withdrawn DE3529684A1 (de) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Russfilter fuer dieselmotore |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3529684A1 (de) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3712333A1 (de) * | 1987-04-11 | 1988-10-20 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Regenerierbare filteranordnung zum entfernen von russpartikeln aus abgasen |
WO1989001088A1 (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-09 | Jovan Matijas | Process and device for separating soot particles and cleaning exhaust gases from an internal combustion engine |
DE3825876A1 (de) * | 1987-08-03 | 1989-02-16 | Jovan Matijas | Verfahren zur aufbereitung von russpartikeln und reinigung von abgasen eines verbrennungsmotors sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
EP0320457A1 (de) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Alusuisse-Lonza Services Ag | Verfahren zum Beschichten eines Teils der Oberfläche eines porösen Keramikkörpers |
DE3800723A1 (de) * | 1988-01-13 | 1989-07-27 | Daimler Benz Ag | Russabbrennfilter fuer dieselmotoren |
EP0332609A2 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-13 | Fleck, Carl Maria, Prof. Dr. | Dieselabgasfilter |
EP0454346A1 (de) * | 1990-04-21 | 1991-10-30 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Filter für Teilchen in Auspuffgas |
US5101095A (en) * | 1989-03-30 | 1992-03-31 | Donaldson Company, Inc. | Diesel engine gas filter with electrical heater |
US5203166A (en) * | 1991-02-22 | 1993-04-20 | Miller John W | Method and apparatus for treating diesel exhaust gas to remove fine particulate matter |
DE4339686C1 (de) * | 1993-11-22 | 1994-11-03 | Daimler Benz Ag | Elektrisch beheizbarer Abgaskatalysator |
WO2002048513A1 (de) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur regeneration eines partikelfilters und partikelfilter |
US6461398B2 (en) | 2000-01-28 | 2002-10-08 | General Motors Corporation | Regenerable particle filter for the removal of soot particles from exhaust gases |
DE102006045363B3 (de) * | 2006-09-26 | 2008-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Abgasreinigungsanlage mit Feinstaubfilter für Biomasse-Heizanlagen und Heizungssystem |
US8347607B2 (en) | 2009-01-23 | 2013-01-08 | GM Global Technology Operations LLC | Integrated exhaust and electrically heated particulate filter regeneration systems |
-
1985
- 1985-08-20 DE DE19853529684 patent/DE3529684A1/de not_active Withdrawn
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3712333A1 (de) * | 1987-04-11 | 1988-10-20 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Regenerierbare filteranordnung zum entfernen von russpartikeln aus abgasen |
WO1989001088A1 (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-09 | Jovan Matijas | Process and device for separating soot particles and cleaning exhaust gases from an internal combustion engine |
DE3825876A1 (de) * | 1987-08-03 | 1989-02-16 | Jovan Matijas | Verfahren zur aufbereitung von russpartikeln und reinigung von abgasen eines verbrennungsmotors sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
EP0320457A1 (de) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Alusuisse-Lonza Services Ag | Verfahren zum Beschichten eines Teils der Oberfläche eines porösen Keramikkörpers |
DE3800723A1 (de) * | 1988-01-13 | 1989-07-27 | Daimler Benz Ag | Russabbrennfilter fuer dieselmotoren |
EP0332609A2 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-13 | Fleck, Carl Maria, Prof. Dr. | Dieselabgasfilter |
EP0332609A3 (en) * | 1988-03-11 | 1990-08-01 | Carl Maria Dr. Fleck | Filter for diesel exhaust gas |
US5101095A (en) * | 1989-03-30 | 1992-03-31 | Donaldson Company, Inc. | Diesel engine gas filter with electrical heater |
EP0454346A1 (de) * | 1990-04-21 | 1991-10-30 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Filter für Teilchen in Auspuffgas |
US5171337A (en) * | 1990-04-21 | 1992-12-15 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Exhaust particulate filter |
US5203166A (en) * | 1991-02-22 | 1993-04-20 | Miller John W | Method and apparatus for treating diesel exhaust gas to remove fine particulate matter |
DE4339686C1 (de) * | 1993-11-22 | 1994-11-03 | Daimler Benz Ag | Elektrisch beheizbarer Abgaskatalysator |
US6461398B2 (en) | 2000-01-28 | 2002-10-08 | General Motors Corporation | Regenerable particle filter for the removal of soot particles from exhaust gases |
WO2002048513A1 (de) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur regeneration eines partikelfilters und partikelfilter |
DE102006045363B3 (de) * | 2006-09-26 | 2008-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Abgasreinigungsanlage mit Feinstaubfilter für Biomasse-Heizanlagen und Heizungssystem |
US8347607B2 (en) | 2009-01-23 | 2013-01-08 | GM Global Technology Operations LLC | Integrated exhaust and electrically heated particulate filter regeneration systems |
DE102010005179B4 (de) * | 2009-01-23 | 2013-10-10 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Integriertes Abgas- und Regenerationssystem mit elektrisch beheiztem Partikelfilter |
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Legal Events
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