DE10156191A1 - Diesel exhaust pre-filter has electrically heated surface bringing exhaust gases to particle self-ignition temperature - Google Patents

Diesel exhaust pre-filter has electrically heated surface bringing exhaust gases to particle self-ignition temperature

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Abstract

In a process to regenerate an automotive diesel engine exhaust filter, a soot particle filter is located before a ceramic honeycomb exhaust gas filter. The soot particle filter has especially a heating element which is activated during the regeneration phase and heats the particles to their ignition point causing exothermic release of heat from the particles to the exhaust gases. The heated exhaust gases then reach or exceed the soot particle ignition point. An Independent claim is also included for an exhaust assembly with a soot particle collector which separates less than 50% of the soot particles. The soot particle collector and filter medium have a catalytic coating or themselves have catalytic properties. A number of soot particle filters are arranged in series. Each filter has a series of heating elements which are activated sequentially and maintain the downstream exhaust gases at the ignition temperature. The soot collected in the pre-filter is of higher density than that collected in the main ceramic filter.

Description

In den vergangenen Jahrzehnten wurde eine große Anzahl von Nachbehandlungssystemen zur Verminderung der Partikelemission auf ihr Einsatzpotential für Fahrzeugdieselmotoren untersucht. Für PKW-Dieselmotoren haben die Filterverfahren mit diskontinuierlicher Regeneration die größte Aufmerksamkeit erfahren. Over the past decades, a large number of Aftertreatment systems to reduce the particle emission to their application potential for Vehicle diesel engines examined. For passenger car diesel engines they have Filter processes with discontinuous regeneration receive the greatest attention experience.

Die Filtration erfolgt in einem porösen Speichermedium. Unter Berücksichtigung von Abscheidegrad, Speichervermögen, Abgasgegendruck und Dauerhaltbarkeit weist der keramische Wabenfilter (wallflow filter) das günstigste Verhalten auf. Tiefenfilter aus Fasern, Sintermetall oder Schaumkeramiken haben bei gleicher Größe einen deutlich geringeren Abscheidegrad und kommen deshalb derzeit nicht zum Einsatz. The filtration takes place in a porous storage medium. Taking into account Degree of separation, storage capacity, exhaust gas back pressure and durability the ceramic honeycomb filter (wallflow filter) the most favorable behavior. depth filter made of fibers, sintered metal or foam ceramics have the same size significantly lower separation efficiency and are therefore not currently used.

Mit steigender Rußbeladung steigt der Strömungswiderstand im Filter, was zu Leistungseinbuße und Kraftstoffmehrverbrauch führt. Deshalb ist es notwendig, den im Filter enthaltenen Ruß von Zeit zu Zeit zu oxidieren (Filterregeneration). Bei der Rußoxidation kommt es zur Freisetzung einer großen Wärmemenge innerhalb einer kurzen Zeit. Die freigesetzte Wärmemenge ist proportional zur im Filter gesammelten Rußmenge. Um eine Schädigung des Filtermaterials während der Regeneration zu vermeiden, darf eine gewisse Rußmenge nicht überschritten werden. With increasing soot loading, the flow resistance in the filter increases, which increases Performance loss and fuel consumption leads. That is why it is necessary to Oxidize the soot contained in the filter from time to time (filter regeneration). In the Soot oxidation releases a large amount of heat within one short time. The amount of heat released is proportional to the amount collected in the filter Soot. To damage the filter material during regeneration a certain amount of soot must not be exceeded.

Die Rußoxidation setzt ein, wenn die Abgastemperatur die Zündtemperatur des Rußes übersteigt und ausreichend Sauerstoff im Abgas enthalten ist. Die Zündtemperatur des Rußes beträgt je nach Rußzusammensetzung zwischen 470 und 600°C. Durch die Zugabe von katalytisch wirkenden Additiven zum Kraftstoff kann die Zündtemperatur um etwa 100°C herabgesetzt werden. The soot oxidation starts when the exhaust gas temperature is the ignition temperature of the Soot exceeds and sufficient oxygen is contained in the exhaust gas. The The ignition temperature of the soot is between 470, depending on the soot composition and 600 ° C. By adding catalytically active additives to the fuel the ignition temperature can be reduced by about 100 ° C.

Moderne Dieselmotoren erreichen die für die Rußverbrennung erforderliche Temperatur nur nahe der Vollast. Auch der Einsatz von katalytischer Beschichtung oder katalytischen Additiven ist nicht ausreichend, um eine Regeneration im gesamten Motorkennfeld zu gewährleisten. Modern diesel engines achieve what is required for soot combustion Temperature only close to full load. Also the use of catalytic coating or catalytic additives is not sufficient to regenerate the to ensure the entire engine map.

Um eine Regeneration auch im unteren Teillastbereich zu ermöglichen, kann die Abgastemperatur durch motorinterne Maßnahmen, z. B. durch Nacheinspritzung, oder anderweitige Zufuhr von Sekundärenergie, z. B. mittels Brennern, erhöht werden. Dieses Verfahren ist aber mit einem hohen Energieverbrauch verbunden. Der erforderliche Leistungsbedarf liegt zwischen 9 kW/dm3 Hubraum (W. R. Wade u. a. Diesel Particulate Trap Regeneration Techniques SAE 810 118) und 14 kW/dm3 Hubraum (W. R. Wade u. a. Thermal and Catalytic Regeneration of Diesel Particulate Traps SAE 830 083). In order to enable regeneration even in the lower partial load range, the exhaust gas temperature can be taken by internal engine measures, e.g. B. by post-injection, or other supply of secondary energy, for. B. by means of burners. However, this process is associated with high energy consumption. The required power requirement is between 9 kW / dm 3 displacement (WR Wade including Diesel Particulate Trap Regeneration Techniques SAE 810 118) and 14 kW / dm 3 displacement (WR Wade including Thermal and Catalytic Regeneration of Diesel Particulate Traps SAE 830 083).

Durch Verminderung des Abgasmassenstroms durch den Filter läßt sich der Bedarf an Sekundärenergie auf ca. 1,7 kW/dm3 Hubraum (E. Pauli u. a. The Calculation of Regeneration Limits of Diesel Particulate Traps for Different Regeneration Methods SAE 840 075) bzw. 1,3 kW/dm3 Hubraum (V. D. Rao u. a. Advanced Techniques for Thermal and Catalytic Diesel Particulate Trap Regeneration SAE 850 014) absenken. In einem weiteren Lösungsansatz wird vorgeschlagen, die erforderliche Erhöhung der Abgastemperatur durch vorübergehende Verringerung des Durchflußquerschittes zu erreichen. By reducing the exhaust gas mass flow through the filter, the need for secondary energy to about 1.7 kW / dm 3 displacement (E. Pauli et al. The Calculation of Regeneration Limits of Diesel Particulate Traps for Different Regeneration Methods SAE 840 075) or 1, 3 kW / dm 3 cubic capacity (VD Rao including Advanced Techniques for Thermal and Catalytic Diesel Particulate Trap Regeneration SAE 850 014). In a further solution it is proposed to achieve the required increase in the exhaust gas temperature by temporarily reducing the flow cross section.

Motorinterne Maßnahmen haben darüber hinaus den Nachteil, daß sie gerade im leerlaufnahen Motorkennfeld nicht in der Lage sind, eine ausreichende Temperatur zu erreichen. Lösungen mit Zusatzbrennern haben diesen Nachteil nicht, allerdings sind sie sehr teuer im Vergleich zu anderen technischen Lösungen. Internal engine measures also have the disadvantage that they are just in engine map near idle are not able to maintain a sufficient temperature to reach. Solutions with additional burners do not have this disadvantage, however they are very expensive compared to other technical solutions.

Es gibt eine Reihe von technische Ausführungen, die sich in der Anordnung eines Heizelementes in Bezug des Filterkörpers unterscheiden:

  • - vor dem Filter: US 5101095, US 4,404,795, US 4744216, DE 382 42 478 C2, Versuchsaufbau von G. Hüthwohl und G. Kroon, DE 195 30 749, DE 38 90 556, DE 197 48 561,
  • - auf der Filteroberfläche: US 5,144,798, US 4516993 und Versuchsaufbau G. Hüthwohl und G. Kroon
  • - zwischen Filterplatten US 6,024,927
  • - im Filterkanal: EP 0857862 und
  • - im Filtermaterial eingebettet EP 275 372, DE 198 21 869.
There are a number of technical designs that differ in the arrangement of a heating element in relation to the filter body:
  • - in front of the filter: US 5101095, US 4,404,795, US 4744216, DE 382 42 478 C2, experimental setup by G. Hüthwohl and G. Kroon, DE 195 30 749, DE 38 90 556, DE 197 48 561,
  • - On the filter surface: US 5,144,798, US 4516993 and experimental setup G. Hüthwohl and G. Kroon
  • - between filter plates US 6,024,927
  • - in the filter channel: EP 0857862 and
  • embedded in the filter material EP 275 372, DE 198 21 869.

Technische Konzepte, die auf dem Aufheizen des gesamten Filters basieren, benötigen in etwa genauso viel Energie wie Konzepte mit Anhebung der Abgastemperatur. Dies liegt an der sehr guten Wärmekopplung zwischen porösem Filtermaterial und Abgas. Technical concepts based on heating the entire filter require approximately as much energy as concepts with an increase in the Exhaust gas temperature. This is due to the very good heat coupling between porous Filter material and exhaust gas.

Aus diesem Grund stehen derzeit Konzepte mit lokaler Entzündung der Rußpartikel im Vordergrund. Hierbei wird an einer oder mehreren Stellen örtlich begrenzt Energie in den abgelagerten Ruß eingeleitet und dieser zur Zündung gebracht. Unter bestimmten Randbedingungen pflanzt sich die so eingeleitete Verbrennung im Filter fort. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß nur sehr geringe Leistungen benötigt werden. In der Regel liegen sie unter einem Kilowatt und sind somit dem elektrischen Bordnetz zu entnehmen. For this reason, there are currently concepts with local inflammation of the soot particles in the foreground. Here, energy is localized at one or more points introduced into the deposited soot and this brought to ignition. Under Under certain conditions, the combustion thus initiated is planted in the filter continued. This method has the advantage that only very little power is required become. As a rule, they are below one kilowatt and are therefore electrical Take on-board electrical system.

Grundvoraussetzung für dieses Verfahren ist der direkte Kontakt zwischen Heizelement und abgelagertem Ruß. Deshalb wäre es vorteilhaft, den Heizer im Inneren des Filters zu plazieren. Dies ist bei Wabenfiltern schwer realisierbar. Zum einen führt eine Heizzone im Filterinneren zu thermomechanischen Spannungen, zum anderen läßt sich ein Heizelement nur schwer ins Filterinnere einbringen, ohne den Wabenkörper nachhaltig zu schädigen. US 4,662,911 schlägt einen zweiteiligen Filter vor, dessen beide Teile mit direktem Kontakt gelagert sind und zwischen denen ein Heizelement angebracht ist. The basic requirement for this procedure is the direct contact between Heating element and deposited soot. Therefore it would be advantageous to use the heater in the To be placed inside the filter. This is difficult to achieve with honeycomb filters. To the a heating zone inside the filter leads to thermomechanical stresses, on the other hand, it is difficult to insert a heating element into the filter without sustainably damage the honeycomb body. US 4,662,911 proposes a two-part Filter, the two parts of which are stored in direct contact and between them a heating element is attached.

In der Regel werden die Heizelemente an der Anströmseite des Filters plaziert. Damit sind allerdings zwei Nachteile verbunden. Zum einen lagert sich Ruß erst dann an der Stirnfläche ab, wenn im Filter sehr viel Ruß gesammelt ist. Damit steigt gleichzeitig die im Filter gespeicherte exotherme Energie, die während der Regeneration als Wärme freigesetzt wird. Außerdem wird bei hohem Abgasdurchsatz der Ruß von der Stirnseite ins Filterinnere abgetragen wird, so daß eine stirnseitige Zündung nicht möglich ist. As a rule, the heating elements are placed on the upstream side of the filter. However, there are two disadvantages. First, soot only settles on the face if a lot of soot is collected in the filter. So that increases at the same time the exothermic energy stored in the filter, which during the Regeneration as heat is released. In addition, at high Exhaust gas flow the soot is removed from the front into the filter interior, so that front ignition is not possible.

Versuche haben gezeigt, daß die Fortpflanzung der durch die Zündung eingeleiteten Verbrennung nur erfolgt, wenn dem Kraftstoff katalytische Additive beigegeben sind, wenn eine sehr große Rußmenge im Filter enthalten ist und wenn der Abgasmassenstrom klein ist, d. h. nur im unteren Motorenkennfeld. Bei höherem Massenstrom ist die Regeneration unvollständig bzw. bleibt ganz aus. Dieses Verfahren hat sich deshalb als unzuverlässig erwiesen. Experiments have shown that the propagation initiated by the ignition Combustion only takes place if the fuel contains catalytic additives if there is a very large amount of soot in the filter and if the Exhaust mass flow is small, i. H. only in the lower engine map. At higher Mass flow, the regeneration is incomplete or does not occur. This The process has therefore proven to be unreliable.

Die Verwendung von Additiven hat zudem den Nachteil, daß sie bei der Regeneration zu Ascherückständen führt, die mit der Zeit den Filter verstopfen. The use of additives also has the disadvantage that they are used in Regeneration leads to ash residues that clog the filter over time.

Die bekannten technische Verfahren und Vorrichtungen sind nicht geeignet, ohne übermäßig hohen Energieverbrauch im gesamten Motorkennfeld mit für das Filtermaterial unbedenklicher Rußkonzentration eine zuverlässige Regeneration einzuleiten. The known technical methods and devices are not suitable without Excessively high energy consumption in the entire engine map with for that Filter material of safe soot concentration a reliable regeneration initiate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen aus Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere zur Entfernung von Partikeln mit kontinuierlicher Filtration und diskontinuierlicher Regeneration zu entwickeln, mit denen es möglich ist, einerseits mit einer geringen Energie auszukommen und trotzdem den Filter sicher zu regenerieren ohne ihn zu zerstören. Die Regeneration soll deshalb auch bei geringer Rußkonzentration im Filter möglich sein. Die Regeneration soll im gesamten Motorkennfeld möglich sein. Das Verfahren soll ohne Additive auskommen. The invention has for its object a method and an apparatus for Aftertreatment of exhaust gases from internal combustion engines, in particular for Removal of particles with continuous filtration and discontinuous To develop regeneration with which it is possible, on the one hand, with a low Get along with energy and still regenerate the filter safely without closing it to destroy. The regeneration should therefore also with low soot concentration in the Filters may be possible. Regeneration should be possible in the entire engine map. The process should do without additives.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Regenerieren eines Rußfilters mit Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6. According to the invention, the object is achieved by a method for regeneration a soot filter with features according to claim 1 and by a device with the Features according to claim 6.

Das Verfahren zur Nachbehandlung von Abgasen aus Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere zur Entfernung von Rußpartikeln, sieht vor, daß vor dem Hauptfilter ein Rußdepot liegt, daß in der Sammelphase gefüllt wird. Die Regeneration wird erfindungsgemäß dadurch ausgelöst, daß dem Rußdepot soviel Aktivierungsenergie zugeführt wird, daß der Ruß im Depot verbrannt wird. Das Depot und die Heizeinrichtung sind so zu wählen, daß durch die freigesetzte Reaktionswärme die Abgastemperatur soweit erhöht wird, daß auch der Hauptfilter regeneriert. Das Verfahren kann mit katalytischer Filterbeschichtung kombiniert werden. The process for the aftertreatment of exhaust gases from internal combustion engines, especially for the removal of soot particles, provides that in front of the main filter Soot depot is located in the collection phase. The regeneration will triggered according to the invention in that the soot depot has so much activation energy is supplied that the soot is burned in the depot. The depot and the Heating devices are to be selected so that the heat of reaction liberates the Exhaust gas temperature is increased so that the main filter also regenerates. The process can be combined with catalytic filter coating.

Die Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters besteht aus mindestens einem Gehäuse, mit Abgaseintritt und Abgasaustritt, einem ersten Filterkörper mit einem Abscheidegrad < 50% mit mindestens einer Heizvorrichtung sowie einem zweiten Filterkörper. Der zweite Filter ist größer als der erste. The device for regenerating a soot filter consists of at least one Housing, with exhaust gas inlet and exhaust gas outlet, a first filter body with a Degree of separation <50% with at least one heating device and a second one Filter body. The second filter is larger than the first.

Der erste Filterkörper kann aus porösem keramischen oder metallischem Material oder aus Fasern bestehen. Er kann auch als Elektroabscheider ausgeführt sein. Der zweite Filter ist vorteilhafter Weise ein keramischer Wabenkörper. The first filter body can be made of porous ceramic or metallic material or consist of fibers. It can also be designed as an electrical separator. Of the second filter is advantageously a ceramic honeycomb body.

Die Heizvorrichtung kann in unterschiedlicher Art und Weise ausgeführt sein. Es kann das Filtermaterial selbst teilweise leitfähig sein, es können Heizelement in den Filterkörper ragen oder an dessen Stirnseite plaziert sein. Auch externe Energiequellen wie Mikrowellengeneratoren sind geeignet. The heating device can be designed in different ways. It can the filter material itself be partially conductive, it can heating element in the Protrude filter body or be placed on the end face. Even external ones Energy sources such as microwave generators are suitable.

Beide Filterkörper können katalytisch beschichtet sein. Both filter bodies can be coated catalytically.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:
In normalen Sammelbetrieb wird ein bestimmter Anteil der im Abgas enthaltenen Partikel in einem Vorfilter gesammelt. Die restlichen Partikel werden von einem nachgeschalteten Hauptfilter gesammelt. Der Abscheidegrad des Vorfilters ist kleiner als der des Hauptfilters, so daß der Großteil der Rußpartikel im Hauptfilter gesammelt werden. Abscheidegrad und Größe des Vorfilters ist so abgestimmt, daß im Vorfilter eine größere Rußdichte ist als im Hauptfilter. The operation of the invention is as follows:
In normal collection operation, a certain proportion of the particles contained in the exhaust gas are collected in a pre-filter. The remaining particles are collected by a downstream main filter. The degree of separation of the pre-filter is smaller than that of the main filter, so that the majority of the soot particles are collected in the main filter. The degree of separation and the size of the pre-filter are adjusted so that there is a greater soot density in the pre-filter than in the main filter.

Ist der Hauptfilter so voll, daß eine Regeneration einzuleiten ist, wird dem Vorfilter Energie zugeführt, bis der Ruß verbrennt. Entscheidend ist dabei, daß der Vorfilter so auszulegen ist, daß die bei der Verbrennung frei werdende Energie ausreicht, das durchströmende Abgas über die Rußzündtemperatur zu erwärmen. Dies geschieht durch geeignete Wahl der Geometrie und des Abscheidegrades. Das erwärmte Abgas strömt anschließend in den Hauptfilter und löst dort die Regeneration aus. If the main filter is so full that regeneration has to be initiated, the pre-filter is activated Energy supplied until the soot burns. It is crucial that the prefilter is to be interpreted so that the energy released during combustion is sufficient Exhaust gas flowing through to heat the soot ignition temperature. this happens through a suitable choice of the geometry and the degree of separation. That warmed up Exhaust gas then flows into the main filter and triggers regeneration there.

Ausführungsbeispieleembodiments

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erklärt werden. The invention is to be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments.

Fig. 1 Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters Fig. 1 device for regenerating a soot filter

Fig. 2 Vorfilter mit Heizelement im Inneren Fig. 2 pre-filter with heating element inside

Fig. 3 Punktbrenner Fig. 3 point burner

Fig. 4 Bypassanordnung Fig. 4 bypass arrangement

Fig. 5 Kaskadenanordnung Fig. 5 cascade arrangement

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters. Fig. 1 shows the side view of an inventive device for regenerating a soot filter.

Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 3, mit einem Eintritt 2 und einem Austritt 4 für das Abgas 1, einen Filterkörper 5 aus porösem Material als Vorfilter mit einem elektrischen Heizer 6 und einem Wabenfilter 7 als Hauptfilter. The device consists of a housing 3 , with an inlet 2 and an outlet 4 for the exhaust gas 1 , a filter body 5 made of porous material as a prefilter with an electric heater 6 and a honeycomb filter 7 as the main filter.

Fig. 2 zeigt eine mögliche Integration des Heizelements in den Vorfilter. Hier ist eine Glühkerze 8 in eine Bohrung 9 des porösen Filtermaterials eingeführt. Fig. 2 shows a possible integration of the heating element in the prefilter. Here, a glow plug 8 is inserted into a bore 9 of the porous filter material.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung mit einem Heißgasheizer 9, das so ausgelegt ist, daß nur ein Teil der Stirnfläche des Vorfilters 5 mit Heißgas bestrichen wird. Fig. 3 shows an embodiment with a hot gas heater 9 , which is designed so that only a part of the end face of the pre-filter 5 is coated with hot gas.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit Bypass 10 und Steuerungsklappe 11. Hier kann der Vorfilter 5 umgangen, wenn genügend Ruß im Vorfilter 5 gesammelt ist, aber keine Regeneration ausgelöst werden soll. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß unnötiger Gegendruck vermieden wird. Fig. 4 shows an arrangement with a bypass 10 and control flap 11. Here, the pre-filter 5 can be bypassed if enough soot is collected in the pre-filter 5 , but no regeneration is to be triggered. This arrangement has the advantage that unnecessary back pressure is avoided.

Fig. 5 zeigt eine Kaskadenanordnung. Mehrere Filterelemente 5a, 5b, . . . sind hintereinander angebracht, wobei ein Teil der Elemente mittels Heizelement 6a, 6b, gezündet werden können. Diese Anordnung ermöglicht es, erst die hinteren Elemente zu regenerieren und danach in Stufen die vorderen. Dadurch wird übermäßige Erwärmung des Abgases verhindert. Fig. 5 shows a cascade arrangement. Several filter elements 5 a, 5 b,. , , are attached one behind the other, some of the elements can be ignited by means of heating element 6 a, 6 b. This arrangement makes it possible to regenerate the rear elements first and then the front elements in stages. This prevents excessive heating of the exhaust gas.

Die Vorteile der Erfindung sind folgende:
Die Einleitung der Regeneration erfolgt außerhalb des Hauptfilters in einem Vorfilter. Dies hat den Vorteil, daß der Vorfilter optimal auf die Regenerationsauslösung abgestimmt werden kann. Insbesondere hat er keine abgasreinigende Aufgabe. The advantages of the invention are as follows:
Regeneration is initiated outside the main filter in a pre-filter. This has the advantage that the pre-filter can be optimally matched to the regeneration triggering. In particular, it has no exhaust gas cleaning task.

Der Vorfilter wird so ausgelegt, daß er genügend Ruß sammelt, um die erforderliche Anhebung der Abgastemperatur zu erreichen. Da er kleiner ist als der Hauptfilter kann die Rußdichte im beladenen Zustand höher sein. Die während der Regeneration entstehenden Temperaturen sind aufgrund der geringen Größe des Vorfilters dennoch unkritisch. Aufgrund der hohen Rußdichte ist es einfacher, den Ruß mittels eines Heizelementes zu entzünden. Zudem ist es unproblematisch, ein Heizelement in einen Tiefenfilter einzubringen. So kann man einen Schaumkeramikfilter einfach anbohren und das Element in die Bohrung stecken, in einen Faserfilter kann man das Element sogar ohne Bohrung integrieren. Der geringe Abscheidegrad der Tiefenfilter ist in dieser Anwendung kein Nachteil, sondern sogar gewollt. The pre-filter is designed so that it collects enough soot to provide the required Raising the exhaust gas temperature. Since it is smaller than the main filter the soot density can be higher when loaded. The during the Regeneration temperatures are due to the small size of the Prefilter nonetheless critical. Due to the high soot density, it is easier to Ignite soot using a heating element. It is also unproblematic to have a Place the heating element in a depth filter. So you can Simply drill the foam ceramic filter and insert the element into the hole in a fiber filter, the element can even be integrated without drilling. Of the the low degree of separation of the depth filters is not a disadvantage in this application, but even wanted.

Der Vorfilter ist so ausgelegt, daß in ihm eine größere Rußdichte angesammelt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß der Vorfilter immer voll ist, wenn eine Regeneration ausgelöst werden muß. Die Regeneration kann so kontrolliert ausgelöst werden. The pre-filter is designed so that a larger soot density is accumulated in it. This ensures that the pre-filter is always full when regeneration must be triggered. The regeneration can thus be triggered in a controlled manner.

Dadurch, daß der Hauptfilter durch das heiße Abgas regeneriert wird, ist die Verbrennung vollständig und gleichmäßig. Lokale Überladung und Temperaturspannungen des Filtermaterials werden verhindert. The fact that the main filter is regenerated by the hot exhaust gas is the Burn completely and evenly. Local overload and Temperature stresses of the filter material are prevented.

Durch die Nutzung der im Vorfilter gesammelten Rußpartikel als Energiequelle kommt das System mit geringerer Energie aus als Brennersysteme, die ebenfalls eine Anhebung der Abgastemperatur bewirken. By using the soot particles collected in the pre-filter as an energy source the system uses less energy than burner systems, which also cause an increase in the exhaust gas temperature.

Im Vergleich zu bekannten Systemen mit elektrischer Zündung des Rußes ist dieses Verfahren wesentlich zuverlässiger und schonender, da die Regeneration im Hauptfilter über die Anhebung der Abgastemperatur ausgelöst wird. This is compared to known systems with electrical ignition of the soot Process much more reliable and gentle, since the regeneration in the Main filter is triggered by raising the exhaust gas temperature.

Vorteilhaft ist katalytische Beschichtung beider Filter. Dadurch wird die Zündtemperatur um etwa 100°C herabgesetzt. Es wird weniger externe Energie benötigt, um den Vorfilter zu zünden. Außerdem muß das Abgas nicht so sehr erwärmt werden. Der Vorfilter kann in diesem Fall kleiner ausfallen. Catalytic coating of both filters is advantageous. This will make the Ignition temperature reduced by about 100 ° C. There is less external energy needed to ignite the pre-filter. In addition, the exhaust gas does not have to be so much be heated. In this case, the pre-filter can be smaller.

Eine Variation des beschriebenen Systems ist die Kaskadenanordnung. Sie ermöglicht es, den Ruß stufenweise zu verbrennen, so daß die Abgastemperatur nicht zu sehr ansteigt. A variation of the system described is the cascade arrangement. she allows the soot to be burned gradually so that the exhaust gas temperature does not rise too much.

Claims (13)

1. Verfahren zum Regenerieren eines Rußfilters mit einem im Abgasstrom angeordneten Hauptfilterkörper, vorzugsweise einem keramischen Wabenfilter, in dem Ruß gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptfilter eine Rußsammelvorrichtung vorgelagert ist und daß eine Heizvorrichtung vorhanden ist, welche in dem Zeitpunkt, in dem die Regeneration ausgelöst werden soll, den in der Rußsammelvorrichtung gesammelten Ruß zumindest lokal auf mindestens Rußzündtemperatur erwärmt und daß die Rußsammelvorrichtung derart gestaltet ist, daß der in ihr verbrannte Ruß soviel Wärme freisetzt, daß das durchströmende Abgas mindestens auf Rußzündtemperatur erwärmt wird. 1. A method for regenerating a soot filter with a arranged in the exhaust gas main filter body, preferably a ceramic honeycomb filter in which soot is collected, characterized in that the main filter is preceded by a soot collecting device and that a heating device is present, which at the time when the Regeneration is to be triggered, the soot collected in the soot collecting device is at least locally heated to at least soot ignition temperature and the soot collecting device is designed in such a way that the soot burned in it releases so much heat that the exhaust gas flowing through it is heated to at least soot ignition temperature. 2. Verfahren zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidegrad der Rußsammelvorrichtung kleiner als 50% ist. 2. A method for regenerating a soot filter according to claim 1, characterized characterized in that the degree of separation of the soot collecting device is less than Is 50%. 3. Verfahren zum Regenerieren eines Rußfilters nach Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rußsammelvorrichtung und Filtermedium katalytisch beschichtet oder selbst katalytisch wirksam sind. 3. A method for regenerating a soot filter according to claims 1, characterized characterized in that the soot collecting device and filter medium are catalytic coated or even catalytically active. 4. Verfahren zum Regenerieren eines Rußfilters nach Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußsammelvorrichtung mittels einer Bypassleitung umgangen wird, wenn sie genügend Ruß gespeichert hat und keine Regeneration ausgelöst werden soll. 4. A method for regenerating a soot filter according to claims 1, characterized characterized in that the soot collecting device by means of a bypass line is avoided if it has stored enough soot and no regeneration should be triggered. 5. Verfahren zum Regenerieren eines Rußfilters mit mehreren im Abgasstrom hintereinander angeordneten Filterkörpern, in denen Ruß gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkörper teilweise durch Heizvorrichtungen erwärmt werden kann und der enthaltene Ruß dadurch verbrennt, daß diese Heizvorrichtungen zeitlich versetzt ausgelöst werden und daß die Filterkörper so ausgefegt sind, daß die Abgastemperatur hinter diesen Filterkörpern infolge der Regeneration mindestens die Rußzündtemperatur erreicht. 5. Method for regenerating a soot filter with several in the exhaust gas stream filter bodies arranged one behind the other, in which soot is collected, characterized in that the filter body partially by heaters can be heated and the soot contained burns in that this Heaters are triggered at different times and that the filter body so are swept that the exhaust gas temperature behind these filter bodies as a result of Regeneration has reached at least the soot ignition temperature. 6. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters mit einem im Abgasstrom angeordneten Hauptfilterkörper, vorzugsweise einem keramischen Wabenfilter, in dem Ruß gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptfilter ein Vorfilter vorgelagert ist und daß eine Heizvorrichtung vorhanden ist, welche in dem Zeitpunkt, in dem die Regeneration ausgelöst werden soll, den in der Rußsammelvorrichtung gesammelten Ruß zumindest lokal auf mindestens Rußzündtemperatur erwärmt und daß die Rußsammelvorrichtung derart gestaltet ist, daß der in ihr verbrannte Ruß soviel Wärme freisetzt, daß das durchströmende Abgas mindestens auf Rußzündtemperatur erwärmt wird. 6. Device for regenerating a soot filter with one in the exhaust gas stream arranged main filter body, preferably a ceramic honeycomb filter, in the soot is collected, characterized in that the main filter Pre-filter is upstream and that a heater is present, which in the point in time at which the regeneration is to be triggered, in the Soot collecting device collects soot at least locally on at least Soot ignition temperature is heated and that the soot collecting device is designed in this way is that the soot burned in it releases so much heat that the flowing exhaust gas is heated to at least soot ignition temperature. 7. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Abscheidegrad und Volumen des Vorfilters so gewählt ist, daß der im Vorfilter gesammelte Ruß eine größere Dichte aufweist als der im Hauptfilter gesammelte. 7. Device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the degree of separation and volume of the pre-filter is selected so that the soot collected in the pre-filter has a greater density than that in Main filter collected. 8. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfilter aus porösem Material wie Sintermetall, Fasern oder Schaumkeramik besteht. 8. A device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the pre-filter made of porous material such as sintered metal, fibers or foam ceramic. 9. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein elektrisches Widerstandselement ist. 9. Device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the heating element is an electrical resistance element. 10. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement in den Vorfilter integriert ist. 10. Device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the heating element is integrated in the prefilter. 11. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein Mikrowellengenerator ist. 11. Device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the heating element is a microwave generator. 12. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement eine Heißgasquelle ist. 12. Device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the heating element is a hot gas source. 13. Vorrichtung zum Regenerieren eines Rußfilters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfilter ein Elektrofilter ist. 13. Device for regenerating a soot filter according to claim 6, characterized characterized in that the pre-filter is an electrostatic filter.
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