DE3841182A1 - Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen - Google Patents

Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen

Info

Publication number
DE3841182A1
DE3841182A1 DE3841182A DE3841182A DE3841182A1 DE 3841182 A1 DE3841182 A1 DE 3841182A1 DE 3841182 A DE3841182 A DE 3841182A DE 3841182 A DE3841182 A DE 3841182A DE 3841182 A1 DE3841182 A1 DE 3841182A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
combustion
housing
wall
cyclone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3841182A
Other languages
English (en)
Inventor
Rolf Dr Leonhard
Ulrich Dr Projahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE3841182A priority Critical patent/DE3841182A1/de
Priority to US07/415,040 priority patent/US4989408A/en
Priority to JP1314479A priority patent/JPH02188615A/ja
Priority to GB8927633A priority patent/GB2225735B/en
Publication of DE3841182A1 publication Critical patent/DE3841182A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06Ceramic, e.g. monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/12Metallic wire mesh fabric or knitting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00Gas separation
    • Y10S55/30Exhaust treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entfernen von Festkörperpartikeln, insbesondere Rußteilchen, aus dem Abgas von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Dieselbrennkraftmaschinen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Bei solchen Abgasreinigungseinrichtungen ist dem Fliehkraftabscheider oder Zyklon im Abgasstrom ein Agglomerator vorgeschaltet, in dem ein elektrostatisches Hochspannungsfeld erzeugt wird. Die Festkörperpartikel koagulieren durch elektrische Aufladung in dem Hochspannungsfeld zu größeren Agglomeraten, die sich infolge ihres relativ großen Gewichtes aus dem Abgasstrom mechanisch gut abscheiden lassen. Die mechanische Abscheidung erfolgt in dem Fliehkraftabscheider oder Zyklon, dem der die Agglomerate enthaltende Abgasstrom mit relativ hoher tangentialer Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird. In dem Fliehkraftabscheider wird eine Drehströmung hervorgerufen, durch welche sich die schweren Agglomerate an den Außenwänden niederschlagen und spiralförmig zum Ende, z.B. nach unten, wandern, um von dort mit einem geringen Teil des Abgasstromes als sog. partikelangereicherter Trägergasstrom einer Verbrennungsvorrichtung zugeführt zu werden. Der größte Teil des Abgasstromes verläßt weitgehend partikelfrei als Kernströmung zentral den Fliehkraftabscheider und wird als Reingasstrom der Auspuffanlage der Brennkraftmaschine zugeführt. Der mit Ruß- und sonstigen Festkörper-Agglomeraten hochbeladene Trägergasstrom macht dabei im allgemeinen ca. 1% des Reingasstromes aus.
Bei einer bekannten Abgasreinigungseinrichtung der vorstehend genannten Art (DE 34 24 196 A1) weist die Verbrennungsvorrichtung ein vom Fliehkraftabscheider getrenntes Gehäuses auf, in das eine Brennkammer eingesetzt ist. Vom Sammelstutzen des Fliehkraftabscheiders führt ein Verbindungsrohr zu der Verbrennungsvorrichtung, ragt dort als Tauchrohr koaxial von der einen Stirnseite her in das Gehäuse und mündet dort in die Brennkammer. In der Brennkammer ist ein elektrischer Heizkörper installiert. Die Brennkammer selbst ist auf der vom Tauchrohr abgekehrten Seite zum Boden des Gehäuses hin offen und weist an dieser Stelle einen dem Heizkörper im Abgasstrom nachgeschalteten Filter auf. Das Gehäuse hat einen Auslaß für die Abbrandgase und den gefilterten Trägergasstrom nahe derjenigen Stirnseite, in welcher auch die Verbindungsleitung zum Sammelstutzen mündet. Die Brennkammer wird durch elektrische Beheizung auf ca. 500 bis 600° gehalten. Diese Temperatur ist ausreichend, um die zugeführten Rußteilchen auf Verbrennungstemperatur zu bringen. Rußteilchen, die im Bereich des elektrischen Heizkörpers noch nicht verbrannt sind, werden im nachgeschalteten Filter aufgefangen. Der Filter hat vom Gasstrom geheizt ebenfalls eine für die Rußverbrennung ausreichende hohe Temperatur, so daß die dort aufgefangenen Rußteilchen nachträglich vollständig verglühen. Der am Auslaß des Filters austretende gereinigte Trägergasstrom strömt dann - im Gegenstrom die Brennkammer und das Tauchrohr ringförmig umfassend - zur Stirnseite und dort über den Auslaß in eine Abgasleitung. Durch diese Umströmung von Brennkammer und Tauchrohr wird ein Wärmerückgewinn erzielt, so daß die elektrische Heizleistung verkleinert werden kann. Zur Verbesserung des Energiehaushalts ist das Gehäuse gut wärmeisoliert, so daß die Verlustwärme relativ klein gehalten werden kann.
Bei einer ebenfalls bekannten Abgasreinigungseinrichtung (DE 35 26 074 A1) weist die Verbrennungsvorrichtung eine Brennkammer und einen mit Kraftstoff betriebenen Zündbrenner auf. Der als Tauchrohr ausgebildete Einlaßstutzen für den Trägerstrom, der über eine Verbindungsleitung mit dem Sammelstutzen des Fliehkraftabscheiders verbunden ist, mündet frei im Innern der Brennkammer direkt vor einer Überströmöffnung in einer den Zündbrenner von der eigentlichen Brennkammer trennenden Kammerwand. Über die Überströmöffnung wird vom Zündbrenner her brennendes Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer eingeführt. Die Flamme umfaßt das Ende des Tauchrohrs und brennt zusammen mit den über das Tauchrohr eingebrachten Festkörperpartikeln in der Brennkammer ab. Die Verbrennungsprodukte der verbrannten Festkörperpartikel und die übrigen Restgase, im allgemeinen insgesamt als gasförmiger Abbrand bezeichnet, werden koaxial zum Tauchrohr über die Auslaßöffnung abgeleitet.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Entfernen von Festkörperpartikeln, insbesondere Rußteilchen, aus dem Abgas von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Dieselbrennkraftmaschinen in Fahrzeugen, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch die Integration der Verbrennungsvorrichtung in den Fliehkraftabscheider der Fertigungsaufwand reduziert und die Einrichtung insgesamt sehr kompakt wird, so daß sie problemlos und ohne nennenswertes zusätzliches Einbauvolumen in Fahrzeugen eingebaut werden kann. Außerdem werden durch die erfindungsgemäße Anordnung des Verbrennungsgehäuses in dem Sammelstutzen folgende zusätzliche Vorteile erzielt:
  • - Der Abgasstrom der Verbrennungsvorrichtung wird unmittelbar in den Zyklon-Wirbelkern eingeleitet und damit der dort vorhandene Unterdruck und dessen Saugwirkung dazu benutzt, den für den Partikeltransport erforderlichen Trägergasstrom auch bei Beladung des Filters aufrecht zu erhalten. Dadurch kann auf teure Zusatzeinrichtungen, wie Venturirohr im Abgasstutzen, verzichtet werden,
  • - durch den Ringkanal wird das Verbrennungsgehäuse mit dem heißen Trägergasstrom bestrichen. Eine Wärmerückgewinnung kann durch dieses Gegenstromprinzip leicht realisiert werden,
  • - durch entsprechende Bemessung der Kanalbreite des Ringkanals kann der Trägergasstrom gedrosselt und verringert werden und damit die zum Erreichen der Festkörperpartikel- bzw. Rußabbrandtemperatur erforder­ liche Heizleistung minimiert werden.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Einrichtung möglich.
Durch die Einstellung der radialen Ringkanalbreite derart, daß der Trägergasstrom auf die für den Partikeltransport erforderliche Mindestmenge gedrosselt wird, wird ein zuver­ lässiger Partikeltransport sichergestellt und eine minimale Heizleistung erreicht.
Wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Sammelstutzen-Verschluß von einem die Brennerkappe umgreifenden Flansch gebildet, der an dem Sammelstutzenende befestigt ist, und das Verbrennungsgehäuse nahe der Auslaßkammer von Sicken abgestützt, die aus der Wand des Sammelstutzens ausgeprägt sind, kann das Verbrennungsgehäuse leicht und schnell montiert und demontiert werden, wodurch eine leichte Auswechselbarkeit des Filters in der Brennkammer sichergestellt ist. Der Filter kann im ausgebauten Zustand rückgespült werden, wodurch sich seine Standzeit wesentlich erhöht. Durch entsprechende Gestaltung der Sicken kann der Drosselquerschnitt des Ringkanals zusätzlich beeinflußt werden. Als Filter für die Partikelfiltration kann jedes geeignete Material verwendet werden. Bewährt haben sich Keramikmonolith, Keramikschaum, Drahtgestrick u.ä.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Filter als Hohlzylinder ausgebildet und mit radialem Abstand in der Brennkammer derart gehalten, daß zwischen der äußeren Wand des Hohlzylinders und der Innenwand der Brennkammer ein Ringspalt verbleibt, der zur Zuführkammer hin abgeschlossen ist. Der Hohlzylinder ist auf seiner der Auslaßkammer zugekehrten Stirnfläche mindestens im Bereich seines lichten Durchmessers abgedeckt. Bei dieser konstruktiven Ausbildung des Filters durchströmt der partikelbeladene Trägergasstrom das Filtermaterial radial von innen nach außen, wodurch sich eine für den Energiehaushalt günstige Temperaturschichtung einstellt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Verbrennungsgehäuse quer zur Achse des Zyklongehäuses angeordnet und die Auslaßkammer als abgewinkeltes Rauchrohr ausgebildet, das bis in den Konusteil des Zyklongehäuses geführt ist. Diese konstruktive Bauart zeichnet sich durch erhöhte Wärmerückgewinnung aus, da die vom heißen Trägergasstrom umspülte Fläche des Verbrennungsgehäuses größer ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die koaxiale Reingasabführung des Fliehkraftabscheiders als ein durch das gesamte Zyklongehäuse sich axial erstreckendes Tauchrohr ausgebildet, das die Auslaßöffnung der Auslaßkammer umschließt und im Bereich des Konussteils des Zyklongehäuses einen perforierten Rohrwandabschnitt aufweist. Bei einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist die koaxiale Reingasabführung im Zyklongehäuse als im Zylinderteil frei endendes axiales Tauchrohr ausgebildet, in dessen Endabschnitt ein mit Luftleitschaufeln versehener hohler Verdrängungskörper eingesetzt ist. Der Verdrängungskörper ist auf das verjüngte Stirnende eines konischen Rohrs aufgesetzt, das mit seinem anderen Stirnende die Auslaßöffnung der Auslaßkammer umschließt. Bei diesen beiden an sich bekannten Tauchrohrausführungen zur Rückgewinnung eines Teils der Drallenergie im Fliehkraftabscheider bzw. Zyklon kann der aus der Auslaßkammer ausströmende Abbrandgasstrom durch das Tauchrohr direkt in den Auspuff des Fahrzeugs eingeleitet werden.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Abgasreinigungs­ einrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 und 4 jeweils einen Ausschnitt eines Längsschnitts der Abgasreinigungseinrichtung in Fig. 1 gemäß einem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 und 6 jeweils einen Längsschnitt der Abgasreinigungs­ einrichtung in Fig. 1 gemäß einem vierten und fünften Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das von einer nicht weiter dargestellten Dieselbrennkraftmaschine abgegebene Abgas wird im allgemeinen einem Agglomerator, auch elektrostatische Rußweiche oder Elektrofilterröhre genannt, zugeführt, in dessen Hochspannungsfeld die im Abgas enthaltenen Festkörperpartikel, insbesondere Rußteilchen, zu größeren Agglomeraten koagulieren, die aufgrund ihres Gewichtes leichter aus dem Gasstrom abgeschieden werden können. Dieser mit Agglomeraten beladene sog. Rohgasstrom (in Fig. 1 mit einem Pfeil 10 symbolisiert) wird der Abgasreinigungseinrichtung zugeführt. Diese besteht aus einem Fliehkraftabscheider oder Zyklon 11 und aus einer Verbrennungsvorrichtung 12. Das in Einbaulage z.B. liegend an­ geordnete Zyklongehäuse 13 ist in drei Gehäuseabschnitte unterteilt, nämlich in einen mit einer tangentialen Abgaszuführung 14 und einer zentralen koaxialen Reingasabführung 15 versehenen Zylinderteil 131, einen an dessen einem Ende angesetzten, sich zum Ende hin verjüngenden Konusteil 132 und einen sich daran anschließenden Sammelstutzen 133. Die Verbrennungsvorrichtung 12 weist in einem Verbrennungsgehäuse 16 eine Brennkammer 161, eine in Strömungsrichtung der Brennkammer 161 vorgeordnete Zuführkammer 162 und eine der Brennkammer 161 in Strömungsrichtung nachgeordnete Auslaßkammer 163 auf. An dem freien Ende der - ausgehend von der Brennkammer 161 - sich konisch verjüngenden Zuführkammer 162 sitzt eine Brennerkappe 19, die einen kraftstoffgespeisten Zündbrenner enthält, der eine durch die Zuführkammer 162 hindurch bis in die Brennkammer 161 hineinragende Brennflamme erzeugt. Die Verbrennungsvorrichtung 12 ist in dem Zyklon 11 dadurch integriert, daß das Verbrennungsgehäuse 16 in den Sammelstutzen 133 des Zyklongehäuses 13 derart eingesetzt ist, daß die Zuführkammer 162 nahe dem von dem Konusteil 132 abgekehrten Ende des Sammelstutzens 133 liegt und die Auslaßkammer 163 mit zur Reingasabführung 15 koaxialer Auslaßöffnung 17 dem Konusteil 112 zugekehrt ist. Zwischen der Außenwand des Verbrennungsgehäuses 16 und der Innenwand des Sammelstutzens 133 verbleibt dabei ein hohlzylindrischer Ringkanal 18, was dadurch sichergestellt ist, daß das Verbrennungsgehäuse 16 nahe der Auslaßkammer 163 im Bereich der Brennkammer 161 sich an Sicken 20 abstützt, die aus der Wand des Sammelstutzens 133 ausgeprägt sind. Das freie Ende des Sammelstutzens 133 ist von einem die Brennerkappe 19 umgreifenden Flansch 21 abgedeckt, der an einem Ringbund 22 am freien Ende des Sammelstutzens 133 verschraubt ist. Der Flansch 21 schließt damit einerseits das Zyklongehäuse 11 gasdicht ab und bildet andererseits eine Halterung für das Verbrennungsgehäuse 16. Durch Lösen der Flanschverschraubung kann das Verbrennungsgehäuse 16 einfach aus dem Zyklongehäuse 13 herausgezogen werden.
Der in das Zyklon 11 tangential einströmende Rohgasstrom 10 führt eine im Zyklongehäuse 13 von oben nach unten erfolgende Drallströmung aus, wodurch der Rohgasstrom 10 in einen über eine Reingasabführung 15 abgeführten Reingasstrom (in Fig. 1 mit Pfeil 23 symbolisiert) und in einen Trägergasstrom aufgeteilt wird, der in Fig. 1 durch Pfeile 24 kenntlich gemacht ist. Der Reingasstrom 23 ist nahezu partikelfrei und tritt über den Kern der Wirbelströmung in die Reingasabführung 15 ein. Der Trägergasstrom 24 ist mit Rußteilchen oder sonstigen Partikeln angereichert und strömt in den Sammelstutzen 133 ein. Hier durchläuft er den Ringkanal 18, wobei nach dem Gegenstromprinzip die Brennkammer 161 aufgeheizt wird, und tritt über Öffnungen 25 in der Kammerwand der Zuführkammer 162 in letztere ein. Die Öffnungen 25 sind in Umfangsrichtung in vorzugsweise gleichen Abständen voneinander angeordnet. Die Breite des Ringkanals 18 ist durch entsprechende Sickenhöhe so bemessen, daß der Trägergasstrom 24 auf die für den Partikeltransport erforderliche Mindestmenge gedrosselt wird. Zur Verbesserung des Energiehaushaltes kann der Sammelstutzen 133 im Bereich des Ringkanals 18 mit einer Wärmeisolation 26 ummantelt sein.
In der Brennkammer 161 ist ein Filter 27 angeordnet, der die Brennkammer 161 nahzu vollständig ausfüllt. Als Filtermaterial wird Keramikmonolith, Keramikschaum oder ein Drahtgestrick verwendet. Der über die Öffnungen 25 in die Zuführkammer 162 eintretende Trägergasstrom durchströmt nunmehr den Filter 27, wobei alle Festkörperpartikel, insbesondere Rußteilchen, zurückgehalten werden, soweit sie nicht bereits in der Zuführkammer 162 verbrannt worden sind. Der gereinigte Gasstrom gelangt aus der Auslaßkammer 163, die als Apexkegel ausgebildet ist, in den im Zyklongehäuse 13 sich ausbildenden Wirbelstromkern. Das Filtermaterial wird von der Brennflamme auf eine Temperatur aufgeheizt, die über der Abbrandtemperatur der Festkörperpartikel liegt. Dadurch verglühen die im Filter 27 festgehaltenen Festkörperpartikel vollständig, und die Abbrandgase gelangen mit dem gereinigten Trägergasstrom in den Wirbelkern im Zyklongehäuse 13. Durch den Abbrand der Festkörperpartikel wird der Filter 27 freigehalten und eine Verstopfungsgefahr weitgehend minimiert. Infolge der Aufheizung der Brennkammer 161 und des Filters 27 durch den durch den Ringkanal 18 hindurchströmenden heißen Trägergasstrom wird die Heizleistung für den Zündbrenner zum Abbrennen der Ruß- und Festkörperpartikel relativ niedrig gehalten. Zusätzlich kann der Filter 27 nach Ausbau aus dem Verbrennungsgehäuse 13 rückgespült werden, wodurch seine Standzeit insgesamt erhöht wird.
Bei dem in Fig. 3 abschnittweise dargestellten Ausführungsbeispiel einer weiteren Abgasreinigungseinrichtung ist das Verbrennungsgehäuse 16 bezüglich des Filters 27′ modifiziert. Der Filter 27′ ist als Hohlzylinder ausgebildet und mit radialem Abstand in der Brennkammer 161 derart gehalten, daß zwischen der äußeren Wand des Hohlzylinders und der Innenwand der Brennkammer 161 ein Ringspalt 28 verbleibt, der zur Zuführkammer 162 hin abgeschlossen ist. Der Hohlzylinder ist auf seiner der Auslaßkammer 163 zugekehrten Stirnfläche von einem Blech 29 abgedeckt. Zur Abstützung des Filters 27′ in der Brennkammer 161 ist das Blech 29 bis hin zur Innenwand der Brennkammer 161 geführt und im Bereich des Ringspaltes 28 mit einer Vielzahl von Bohrungen 30 versehen. Wie durch Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist, wird der Trägergasstrom 24 über den Ringkanal 18 und die konische Zuführkammer 162 dem Filter 27′ zugeführt. Da der innere lichte Querschnitt des Hohlzylinders durch das Blech 29 verschlossen ist, wird das Filtermaterial radial von innen nach außen durchströmt, wodurch sich eine für den Energiehaushalt günstige Temperaturschichtung einstellt. Die Abbrandgase sowie der gereinigte Trägergasstrom werden über die Bohrungen 30 und dem Apexkegel der Auslaßkammer 163 in den Zyklon-Wirbelkern eingeleitet. Als weitere Modifikation ist der Sammelstutzen 133′ nicht einstückig mit dem Zyklongehäuse 13 ausgeführt sondern mittels eines Ringflansches 31 an dem Ende des Konusteils 132 angeflanscht, der hierzu einen entsprechenden Ringflansch 36 trägt. Der Sammelstutzen 133′ ist becherförmig mit zentraler Ausnehmung 32 im Bechergrund ausgebildet, durch welche die Brennerkappe 19 der Verbrennungsvorrichtung 12 hindurchragt. Zur Demontage der Verbrennungsvorrichtung 12 ist der Sammelstutzen 133′ am Ringflansch 36 zu lösen und das Verbrennungsgehäuse 16 axial aus dem Sammelstutzen 133′ herauszuziehen. Im übrigen stimmt die Abgasreinigungseinrichtung gemäß Fig. 3 mit der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Abgasreinigungseinrichtung überein, so daß gleiche Bauteile auch mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei beiden Abgasreinigungseinrichtungen ist das Verbrennungsgehäuse 16 koaxial mit Konusteil 132 und Zylinderteil 131 des Zyklongehäuses 13 angeordnet.
Bei dem in Fig. 4 schematisch skizzierten Ausführungsbeispiel einer weiteren Abgasreinigungseinrichtung ist das Verbrennungsgehäuse 16 quer zur Achse von Konusteil 132 und Zylinderteil 131 des Zyklongehäuses 13 angeordnet. Die Auslaßkammer 163′ ist als abgewinkeltes Rauchrohr 33 ausgebildet, das bis in den Konusteil 132 des Zyklongehäuses 13 geführt ist. Die Auslaßöffnung 17 des Rauchrohrs 33 ist von einer kegelförmig zur Innenwand des Konusteils 132 hin abfallenden Manschette 34 umgeben, die zur Innenwand des Konusteils 132 einen Ringspalt 35 freigibt. Die radiale Ringspaltbreite ist etwa gleich der radialen Breite des Ringkanals 18 eingestellt. Der Sammelstutzen 133′′ des Zyklongehäuses 13 ist ebenfalls abgewinkelt ausgeführt und über den Ringflansch 31 an dem Ringflansch 36 am Ende des Konusteils 132 befestigt. Bei dieser Ausführungsform wird ein erhöhter Wärmerückgewinn aus dem Trägergasstrom erzielt, da die vom Trägergasstrom umspülte Fläche des Verbrennungsgehäuses 16 wesentlich größer ist.
Das in Fig. 5 im Längsschnitt skizzierte Ausführungsbeispiel einer Abgasreinigungseinrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 skizzierten Einrichtung durch eine andersartige Tauchrohrgestaltung der Reingasabführung 15. Diese besteht aus dem im Zylinderteil 131 des Zyklongehäuses 13 frei endenden Tauchrohr 37, in dessen Endabschnitt ein mit Luftleitschaufeln 38 versehener hohler Verdrängungskörper 39 eingesetzt ist. Der Verdrängungskörper 39 ist auf das verjüngte Stirnende eines konischen Rohres 40 aufgesetzt, das mit seinem anderen Stirnende auf der Auslaßkammer 163 des Verbrennungsgehäuses 16 aufsitzt und dort die Auslaßöffnung 17 umschließt.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Abgasreinigungseinrichtung erstreckt sich das Tauchrohr 41 der Reingasabführung 15 durch das gesamte Zyklongehäuse 13 hindurch und sitzt auf der Stirnseite der Auslaßkammer 163 des Verbrennungsgehäuses 16, deren Auslaßöffnung 17 umschließend, auf. Im Bereich des Konusteils 132 des Zyklongehäuses 13 trägt das zum Zyklongehäuse 13 koaxiale Tauchrohr 41 einen perforierten Rohrwandabschnitt 411, der sich über die ganze axiale Länge des Konusteils 132 erstreckt. Die Perforation kann durch Löcher oder Schlitze realisiert werden. Im einfachsten Fall wird der Rohrwandabschnitt 411 aus Loch- oder Schlitzblech hergestellt. Im übrigen stimmt diese Abgasreinigungseinrichtung mit der in Fig. 5 bzw. Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Abgasreinigungseinrichtung überein, so daß sich gleiche Bauteile an gleichen Bezugszeichen erkennen lassen.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Entfernen von Festkörperpartikeln, insbesondere Rußteilchen, aus dem Abgas von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Dieselbrennkraftmaschinen in Fahrzeugen, mit einem den Abgasstrom in einen weitgehend partikelfreien Reingasstrom und einen partikelangereicherten Trägergasstrom auftrennenden Fliehkraftabscheider (Zyklon), der ein Zyklongehäuse mit einem eine tangentiale Abgaszuführung und eine koaxiale Reingasabführung tragenden Zylinderteil, einen an dessen einem Ende angesetzten, sich zum Ende hin verjüngenden Konusteil und einen sich daran anschließenden Sammelstutzen aufweist, und mit einer mit dem Trägergasstrom beschickten Verbrennungsvorrichtung, die in einem Verbrennungsgehäuse mit Brennkammer, Zuführkammer für den Trägergasstrom und Auslaßkammer einen von einer Abbrennflamme beheizten, vom Trägergasstrom durchströmten Filter aufweist, gekennzeichnet durch Einbau des Verbrennungsgehäuses (16) in das Zyklongehäuse (13) derart, daß die Zuführkammer (162) an dem vom Konusteil (132) abgekehrten Ende des Sammelstutzens (133) liegt und die Auslaßkammer (163) mit zur Reingasabführung (15) koaxialer Auslaßöffnung (17) dem Konusteil (132) zugekehrt ist und zwischen der Außenwand mindestens der Brennkammer (161) des Verbrennungsgehäuses (16) und der Innenwand des Sammelstutzens (133) ein hohlzylindrischer Ringkanal (18) verbleibt, und durch Verschluß des vom Konusteil (132) abgekehrten Endes des Sammelstutzens (133).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Breite des Ringkanals (18) so bemessen ist, daß der Trägergasstrom auf die für den Partikeltransport erforderliche Mindestmenge gedrosselt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem von der Brennkammer (161) abgekehrten Ende der Zuführkammer (162) eine einen Brenner aufnehmende Brennerkappe (19) angesetzt ist und daß die Kammerwand der Zuführkammer (162) Einlaßöffnungen (25) für den Trägergasstrom aufweist, die vorzugsweise äquidistant über den Umfang verteilt angeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelstutzen-Verschluß von einem die Brennerkappe (19) umgreifenden Flansch (21) gebildet ist, der am Sammelstutzenende befestigt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgehäuse (16) im Bereich der Brennkammer (161), und vorzugsweise nahe der Auslaßkammer (163) von Sicken (20) abgestützt ist, die aus der Wand des Sammelstutzens (133) ausgeprägt sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführkammer (162) konisch mit zur Brennkammer (161) sich vergrößerndem Durchmesser ausgebildet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (163) konisch mit zur Brennkammer (161) sich erweiterndem Querschnitt, vorzugsweise als Apex-Kegel, ausgebildet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelstutzen (133) mindestens im Bereich des Ringkanals (18) mit einer wärmeisolierenden Schicht (26) umgeben ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (27′) als Hohlzylinder ausgebildet und mit radialem Abstand von der Brennkammerwand in der Brennkammer (161) derart gehalten ist, daß zwischen der äußeren Wand des Hohlzylinders und der Innenwand der Brennkammer (161) ein Ringspalt (28) verbleibt, der zur Zuführkammer (162) hin abgeschlossen ist, und daß der Hohlzylinder auf seiner der Auslaßkammer (163) zugekehrten Stirnfläche mindestens im Bereich des lichten Querschnitts abgedeckt ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgehäuse (16) koaxial mit Konusteil (132) und Zylinderteil (131) des Zyklongehäuses (13) angeordnet ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgehäuse (16) quer zur Achse des Zyklongehäuses (13) angeordnet und die Auslaßkammer (163′) als abgewinkeltes Rauchrohr (33) ausgebildet ist, das bis in den Konusteil (132) des Zyklongehäuses (13) geführt ist, und daß die Auslaßöffnung (17) der Auslaßkammer (163) von einer kegelförmig zum Sammelstutzen (133′′) hin abfallenden Manschette (34) umgeben ist, die zur Innenwand des Konusteils (132) oder des Sammelstutzens (133′′) einen Ringspalt (35), vorzugsweise mit einer dem Ringkanal (18) entsprechenden Spaltbreite, freigibt.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale Reingasabführung (15) als ein durch das gesamte Zyklongehäuse (13) sich axial erstreckendes Tauchrohr (41) ausgebildet ist, das die Auslaßöffnung (17) der Auslaßkammer (163) umschließt und im Bereich des Konusteils (132) des Zyklongehäuses (13) einen perforierten Rohrwandabschnitt (411) aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der perforierte Rohrabschnitt (411) über die gesamte axiale Länge des Konusteils (132) des Zyklongehäuses (13) bis hin zur Auslaßöffnung (17) der Auslaßkammer (163) des Verbrennungsgehäuses (16) reicht.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale Rauchgasabführung (15) als ein im Zylinderteil (131) des Zyklongehäuses (13) frei endendes axiales Tauchrohr (37) ausgebildet ist, in dessen Endabschnitt ein mit Luftleitschaufeln (38) versehener hohler Verdrängungskörper (39) eingesetzt ist, und daß der Verdrängungskörper (39) auf das verjüngte Stirnende eines konischen Rohrs (40) aufgesetzt ist, das mit seinem anderen Stirnende die Auslaßöffnung (17) der Auslaßkammer (163) im Verbrennungsgehäuse (16) umschließt.
DE3841182A 1988-12-07 1988-12-07 Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen Withdrawn DE3841182A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3841182A DE3841182A1 (de) 1988-12-07 1988-12-07 Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen
US07/415,040 US4989408A (en) 1988-12-07 1989-09-29 Device for removing soot from diesel exhaust
JP1314479A JPH02188615A (ja) 1988-12-07 1989-12-05 内燃機関の排ガスから固体粒子を除去するための装置
GB8927633A GB2225735B (en) 1988-12-07 1989-12-06 A device for removing solid particles from the exhaust gas of internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3841182A DE3841182A1 (de) 1988-12-07 1988-12-07 Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3841182A1 true DE3841182A1 (de) 1990-06-13

Family

ID=6368625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3841182A Withdrawn DE3841182A1 (de) 1988-12-07 1988-12-07 Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4989408A (de)
JP (1) JPH02188615A (de)
DE (1) DE3841182A1 (de)
GB (1) GB2225735B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4015013A1 (de) * 1990-05-10 1991-11-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Mischvorrichtung

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69321361T2 (de) * 1993-12-16 1999-04-22 Centro Sviluppo Materiali S.P.A., Rom/Roma Abscheidvorrichtung von Abgaspartikel
US6003305A (en) 1997-09-02 1999-12-21 Thermatrix, Inc. Method of reducing internal combustion engine emissions, and system for same
US5989010A (en) 1997-09-02 1999-11-23 Thermatrix, Inc. Matrix bed for generating non-planar reaction wave fronts, and method thereof
US6398851B1 (en) * 2000-09-07 2002-06-04 Ranendra K. Bose Anti-air pollution & energy conservation system for automobiles using leaded or unleaded gasoline, diesel or alternate fuel
US6589314B1 (en) 2001-12-06 2003-07-08 Midwest Research Institute Method and apparatus for agglomeration
JP2004027949A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Yukio Kinoshita 高効率排気ガス処理システム
AU2003252127B2 (en) * 2002-07-25 2009-06-18 Kammel, Refaat A System and method for reducting pollutants from diesel engine exhaust
CN101111667B (zh) * 2004-12-17 2010-05-12 臼井国际产业株式会社 柴油发动机的排放气体用电气式处理方法及其装置
FR2881793B1 (fr) * 2005-02-04 2007-05-11 Melchior Jean F Moteur alternatif a combustion interne et procede d'elimination des particules des gaz brules pour un tel moteur alternatif
US8281579B2 (en) * 2008-05-28 2012-10-09 Caterpillar Inc. Exhaust system having thermophoretic particulate agglomerator
CN102361676B (zh) * 2009-03-23 2014-07-30 国际壳牌研究有限公司 用于从气体中移除固体颗粒的容器
JP5351791B2 (ja) * 2009-04-30 2013-11-27 株式会社クボタ ディーゼルエンジンの排気処理装置
JP5494795B2 (ja) * 2010-03-24 2014-05-21 株式会社Ihi バーナ装置
US9364790B2 (en) 2013-05-07 2016-06-14 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust mixing assembly
US9314750B2 (en) 2013-05-07 2016-04-19 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Axial flow atomization module
US9289724B2 (en) 2013-05-07 2016-03-22 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Flow reversing exhaust gas mixer
US9334781B2 (en) 2013-05-07 2016-05-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Vertical ultrasonic decomposition pipe
US9352276B2 (en) 2013-05-07 2016-05-31 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust mixing device
US9291081B2 (en) 2013-05-07 2016-03-22 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Axial flow atomization module
US9534525B2 (en) 2015-05-27 2017-01-03 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Mixer assembly for exhaust aftertreatment system
US10436090B2 (en) 2017-03-22 2019-10-08 Clean Diesel Development LLC Soot separator for an internal combustion engine
USD870775S1 (en) 2017-03-22 2019-12-24 Clean Diesel Development LLC Centrifugal separator
CN108915895B (zh) * 2018-06-21 2020-08-04 湖北三江航天江河化工科技有限公司 一种低温旋风燃气发生器
IT201900007863A1 (it) * 2019-06-03 2020-12-03 Same Deutz Fahr Italia S P A Sistema catalizzatore dei gas di scarico
CN112730709B (zh) * 2020-12-05 2024-05-28 江苏省欧萨环境检测技术有限公司 一种气相色谱仪载气净化装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788213A (en) * 1980-11-21 1982-06-02 Nippon Soken Inc Carbon particle purifying device
DE3734197A1 (de) * 1987-10-09 1989-04-20 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas einer brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4015013A1 (de) * 1990-05-10 1991-11-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Mischvorrichtung
DE4015013B4 (de) * 1990-05-10 2004-09-16 Deutz Ag Mischvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
GB2225735A (en) 1990-06-13
JPH02188615A (ja) 1990-07-24
GB8927633D0 (en) 1990-02-07
GB2225735B (en) 1992-08-19
US4989408A (en) 1991-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3841182A1 (de) Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen
EP0310815B1 (de) Einrichtung zum Entfernen von Festkörperpartikeln, insbesondere Russteilchen, aus dem Abgas einer Brennkraftmaschine
EP0152623B1 (de) Einrichtung zur Entfernung von Festkörperteilen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen
DE2953010C2 (de)
DE3500373A1 (de) Vorrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere von russteilchen aus dem abgas von brennkraftmaschinen
DE2548948C2 (de) Zyklonabscheider
EP0946251B1 (de) Vorrichtung zum abscheiden von flüssigkeiten und/oder feststoffen oder gasen mit anderem spezifischem gewicht aus einem gasstrom
EP3341109A1 (de) Abscheidevorrichtung
EP0215205A1 (de) Einrichtung zur Entfernung von brennbaren Festkörperteilchen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen
DE10003816A1 (de) Regenerierbarer Partikelfilter zum Entfernen von Rußpartikeln aus Abgasen
DE3024539A1 (de) Vorrichtung zum beseitigen von russ aus den abgasen einer brennkraftmaschine
DE2835741C2 (de)
DE102006045363B3 (de) Abgasreinigungsanlage mit Feinstaubfilter für Biomasse-Heizanlagen und Heizungssystem
CH693002A5 (de) Oelabscheidevorrichtung.
DE749608C (de) Schalldaempfer mit Funkenfaenger fuer Brennkraftmaschinen
DE19933442B4 (de) Partikelfilter mit einem Filtermedium und einem Katalysator
DE10317694B4 (de) Abscheidesystem und Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
DE3627734C2 (de)
DE69614245T2 (de) Russbehandlungsvorrichtung mit einem Staubsammler
WO2004003354A1 (de) Zentrifuge, insbesondere zur abscheidung von russ aus einem abgasstrom einer brennkraftmaschine
EP4108986A1 (de) Heizgerät, verfahren zu dessen betrieb und verwendung einer partikelabscheidevorrichtung
DE3842000A1 (de) Fliehkraftabscheider fuer eine abgasreinigungsvorrichtung
DE3909951A1 (de) Einrichtung zum entfernen brennbarer feststoffteilchen aus abgasen von verbrennungsmotoren
DE3035828A1 (de) Zentrifugalabscheider, insbesondere fuer rauchgase
DE19626908A1 (de) Abgasreinigungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee