DE102007021156A1

DE102007021156A1 - Abscheidekörper

Info

Publication number: DE102007021156A1
Application number: DE102007021156A
Authority: DE
Inventors: Karl Amft
Original assignee: GAT KATALYSATOREN GmbH
Current assignee: GAT KATALYSATOREN GmbH
Priority date: 2007-05-05
Filing date: 2007-05-05
Publication date: 2008-11-13

Abstract

Ein Abscheidekörper (4) für eine zumindest zwei in Strömungsrichtung eines Fluids aufeinander folgende Abscheidekörper aufweisende Schadstoffabscheidevorrichtung hat eine Eintritts- und eine Austrittsfläche (13) und ist vom abzuscheidende Schadstoffe enthaltenden Fluid durchströmbar. Um in unerwünschter Weise unterschiedliche Abscheideeffekte im Abscheidekörper (4) realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass der Strömungsquerschnitt des Abscheidekörpers (4) in Bereiche (9, 10) feiner bzw. grober Porosität aufgeteilt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abscheidekörper für eine zumindest zwei in Strömungsrichtung eines Fluids aufeinander folgende Abscheidekörper aufweisende Schadstoffabscheidevorrichtung, wobei der Abscheidekörper eine Eintritt- und eine Austrittfläche aufweist und vom abzuscheidende Schadstoffe enthaltenden Fluid durchströmbar ist.
Derartige Abscheidekörper haben sich beim Einsatz in Schadstoffabscheidevorrichtungen bewährt und werden insbesondere für die Abscheidung von Russpartikeln aus Dieselabgasen erfolgreich eingesetzt. Auch bei der Reinigung von Benzinabgasen kommen sie zum Einsatz.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Abscheidekörper derart weiterzubilden, dass mittels einer aus derartigen Abscheidekörpern zusammengesetzten Schadstoffabscheidevorrichtung höhere Abscheideeffekte erzielbar sind, so dass bei gleicher Baugröße der Schadstoffabscheidevorrichtung höhere Abscheideleistungen oder bei gleicher Abscheideleistung geringere Baugrößen erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Strömungsquerschnitt eines Abscheidekörpers in Bereiche unterschiedlicher grober bzw. feiner Porosität aufgeteilt ist. Hierdurch lassen sich auf einer Stirnfläche unterschiedliche Abscheideeffekte erzielen, wobei diese in jedem Abscheidekörper unterschiedlich erreichbaren Abscheideeffekte insgesamt dazu führen, dass sich die Abscheideleistung einer aus entsprechenden Abscheidekörpern zusammengesetzten Schadstoffabscheidevorrichtung erhöht.
Der erfindungsgemäße Abscheidekörper kann vorteilhaft aus Schaumkeramik oder aus Metallschaum hergestellt werden.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abscheidekörpers werden seine Bereiche unterschiedlicher Porosität in einem gemeinsamen Verfahrensschritt hergestellt.
Vorteilhaft weist der erfindungsgemäße Abscheidekörper einen inneren, zentralen Bereich grober bzw. feiner Porosität und einen äußeren Bereich feiner bzw. grober Porosität auf. Hierbei umgibt der äußere Bereich den inneren Bereich quasi übergangslos.
Der erfindungsgemäße Abscheidekörper kann vorteilhaft einen runden Strömungsquerschnitt mit einem inneren kreisförmigen und einem äußeren ringförmigen Bereich oder einen ovalen Strömungsquerschnitt mit einem inneren ovalen Bereich und einem diesen umgebenden äußeren ringförmigen Bereich aufweisen.
Die vorstehend geschilderten Abscheidekörper können zweckmäßigerweise zu einer Schadstoffabscheidevorrichtung mit zumindest zwei derartigen, in Strömungsrichtung des die Schadstoffabscheidevorrichtung durchströmenden Fluids aufeinander folgenden Abscheidekörpern zusammengesetzt werden.
Besonders vorteilhafte Effekte bei der Abscheidung ergeben sich, wenn ein Bereich grober bzw. feiner Porosität eines Abscheidekörpers etwa mit einem Bereich feiner bzw. grober Porosität eines benachbarten Abscheidekörpers der Abscheidevorrichtung fluchtet.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schadstoffabscheidevorrichtung weist der eingangsseitige Abscheidekörper einen inneren, zentralen Bereich grober Porosität und einen äußeren Bereich feiner Porosität und der darauf folgende Abscheidekörper einen inneren, zentralen Bereich feiner Porosität und einen äußeren Bereich grober Porosität auf.
Eine Erhöhung des Wirkungsgrads und damit eine höhere Leistung bzw. eine geringere Baugröße bei gleicher Leistung lässt sich auch bei einer Schadstoffabscheidevorrichtung mit zumindest zwei in Strömungsrichtung eines die Schadstoffabscheidevorrichtung durchströmenden Fluids aufeinander folgenden Abscheidekörpern aus einem porösen Werkstoff, z. B. einer Schaumkeramik oder einem Metallschaum, erreichen, wenn zumindest ein Abscheidekörper ihn in Strömungsrichtung des Fluids durchbrechende Fluidkanäle aufweist. Hierbei verlaufen die Fluidkanäle senkrecht zur Ein- bzw. Austrittfläche des Abscheidekörpers.
Um sicherzustellen, dass die gesamte Fluidströmung weitestgehend von Schadstoffen befreit wird, sollten vorteilhaft im ausgangsseitigen Abscheidekörper der Schadstoffabscheidevorrichtung ausgebildete Fluidkanäle als ausgangsseitig geschlossene Sacklöcher ausgestaltet sein.
Um die Durchlässigkeit der erfindungsgemäßen Schadstoffabscheidevorrichtung in gewünschter Weise einstellbar zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung einander benachbarte Abscheidekörper der Schadstoffabscheidevorrichtung zueinander verstell- bzw. verdrehbar sind, so dass die Fluidkanäle einander benachbarter Abscheidekörper in und außer Fluchtung verbringbar sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schadstoffabscheidevorrichtung;
2 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidekörpers;
3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schadstoffabscheidevorrichtung; und
4 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abscheidekörpers.
Eine in 1 prinzipiell dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schadstoffabscheidevorrichtung 1 dient dazu, einem die Schadstoffabscheidevorrichtung 1 in Strömungsrichtung 2 durchströmenden, Schadstoffe enthaltendem Fluid die Schadstoffe in möglichst großem Umfang zu entziehen. Bei den zu entziehenden Schadstoffen kann es sich insbesondere um Russpartikel oder andere in Diesel- oder Benzinabgasen auftretende Schadstoffpartikel handeln.
Die Schadstoffabscheidevorrichtung 1 hat hierzu zwei in Strömungsrichtung 2 des Fluids aufeinander folgende Abscheidekörper 3, 4.
Der in Strömungsrichtung 2 gesehen stromaufwärtige bzw. eingangsseitige Abscheidekörper 3 ist scheibenförmig ausgestaltet und hat einen, wie sich aus 2 ergibt, ovalen Strömungsquerschnitt. An seiner Eintrittfläche 5 tritt das Fluid in den Abscheidekörper 3 bzw. die Schadstoffabscheidevorrichtung 1 ein, an seiner Austrittfläche 6 verlässt das Fluid den Abscheidekörper 3 und tritt in den stromab des Abscheidekörpers 3 angeordneten Abscheidekörper 4 der Schadstoffabscheidevorrichtung 1 ein.
Der Abscheidekörper 3 hat einen zentralen inneren Bereich 7 grober Porosität. Dieser innere Bereich 7 wird von einem äußeren Bereich 8 feiner Porosität in Form eines ovalen Rings umgeben. Die beiden Bereiche 7, 8 unterschiedlicher Porosität werden in einem Herstellungsgang gefertigt.
Der auf den Abscheidekörper 3 in Strömungsrichtung 2 des Fluids folgende Abscheidekörper 4 hat einen entgegengesetzten Aufbau, wobei ein zentraler innerer Bereich 9 feiner Porosität und ein diesen umgebender ringförmiger äußerer Bereich 10 grober Porosität vorgesehen ist. Eine Vorderansicht des Ab scheidekörpers 4 ist in 2 dargestellt. Die Strömungsquerschnitte der beiden Abscheidekörper 3, 4 entsprechen einander; dies gilt auch für die inneren Bereiche 7, 9 sowie die äußeren Bereiche 8, 10 der beiden Abscheidekörper 3, 4, so dass auf den zentralen inneren Bereich 7 grober Porosität des ersten Abscheidekörpers 3 der zentrale innere Bereich 9 feiner Porosität des zweiten Abscheidekörpers 4 und auf den äußeren Bereichen 8 feiner Porosität des ersten Abscheidekörpers 3 der äußere Bereich 10 grober Porosität des zweiten Abscheidekörpers 4 folgt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abscheidekörper 3, 4 aus einer geeigneten Schaumkeramik ausgebildet. Sie können jedoch auch aus Metallschaum od. dgl. geeignetem Werkstoff hergestellt werden.
Eine anhand der 3 und 4 gezeigte weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schadstoffabscheidevorrichtung 1 unterscheidet sich von der vorstehend geschilderten Ausführungsform außer durch die exakt kreisförmige Querschnittsform der beiden Abscheidekörper 3, 4 dadurch, dass in den Abscheidekörpern 3, 4 in Strömungsrichtung 2 des Fluids verlaufende Fluidkanäle 11, 12 vorgesehen sind. Während die Fluidkanäle 11 des ersten Abscheidekörpers 3 diesen insgesamt durchbrechen, sind die Fluidkanäle 12 des zweiten Abscheidekörpers 4 als Sacklöcher 12 ausgestaltet, wobei diese Fluidkanäle bzw. Sacklöcher 12 an der Austrittfläche 13 des ausgangsseitig der Schadstoffabscheidevorrichtung 1 vorgesehenen Abscheidekörpers 4 geschlossen sind.
Die beiden Abscheidekörper 3, 4 sind zueinander verdrehbar, so dass die Fluidkanäle 11, 12 aus einer Position, wie sie in 3 dargestellt ist und in der die Fluidkanäle 11 des Abscheidekörpers 3 mit den ihnen zugeordneten Fluidkanälen bzw. Sacklöchern 12 des zweiten Abscheidekörpers 4 fluchten, in eine Position verbringbar sind, in der die Fluidkanäle 11 außer Fluchtung mit den Fluidkanälen bzw. Sacklöchern 12 sind. Die Anordnung der Abscheidekörper 3, 4 zueinander kann auch so gewählt werden, dass die jeweiligen Fluidkanäle 11, 12 lediglich mit einem bestimmten Anteil ihres Strömungsquerschnitts miteinander fluchten.

Claims

Abscheidekörper für eine zumindest zwei in Strömungsrichtung (2) eines Fluids aufeinander folgende Abscheidekörper (3, 4) aufweisende Schadstoffabscheidevorrichtung (1), der eine Eintritt- (5) und eine Austrittfläche (6; 13) aufweist und vom abzuscheidende Schadstoffe enthaltenden Fluid durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Abscheidekörpers (3, 4) in Bereiche (7, 8; 9, 10) unterschiedlich grober bzw. feiner Porosität aufgeteilt ist.
Abscheidekörper nach Anspruch 1, der aus Schaumkeramik ausgebildet ist.
Abscheidekörper nach Anspruch 1, der aus Metallschaum ausgebildet ist.
Abscheidekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bereiche (7, 8; 9, 10) unterschiedlicher Porosität in einem gemeinsamen Verfahrensschritt hergestellt sind.
Abscheidekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der einen inneren, zentralen Bereich (7; 9) grober bzw. feiner Porosität und einen äußeren Bereich (8; 10) feiner bzw. grober Porosität aufweist.
Abscheidekörper nach Anspruch 5, mit einem runden oder ovalen Strömungsquerschnitt und einem inneren kreisförmigen oder ovalen Bereich (9, 7) sowie einem äußeren ringförmigen Bereich (10, 8).
Schadstoffabscheidevorrichtung mit zumindest zwei in Strömungsrichtung (2) eines die Schadstoffabscheidevorrichtung (1) durchströmenden Fluids aufeinander folgenden Abscheidekörpern (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Schadstoffabscheidevorrichtung nach Anspruch 7, bei der ein Bereich (7, 8) grober bzw. feiner Porosität eines Abscheidekörpers (3) etwa mit einem Bereich (9, 10) feiner bzw. grober Porosität eines benachbarten Abscheidekörpers (4) der Abscheidevorrichtung (1) fluchtet.
Schadstoffabscheidevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der eingangsseitige Abscheidekörper (3) einen inneren, zentralen Bereich (7) grober Porosität und einen äußeren Bereich (8) feiner Porosität und der darauf folgende Abscheidekörper (4) einen inneren, zentralen Bereich (9) feiner Porosität und einen äußeren Bereich (10) grober Porosität aufweist.
Schadstoffabscheidevorrichtung mit zumindest zwei in Strömungsrichtung (2) eines die Schadstoffabscheidevorrichtung (1) durchströmenden Fluids aufeinander folgenden Abscheidekörpern (3, 4) aus einem porösen Werkstoff, z. B. einer Schaumkeramik oder einem Metallschaum, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der zumindest ein Abscheidekörper (3, 4) ihn in Strömungsrichtung (2) des Fluids durchbrechende Fluidkanäle (11, 12) aufweist.
Schadstoffabscheidevorrichtung nach Anspruch 10, bei der im ausgangsseitigen Abscheidekörper (4) der Schadstoffabscheidevorrichtung (1) ausgebildete Fluidkanäle (12) als ausgangsseitig geschlossene Sacklöcher (12) ausgestaltet sind.
Schadstoffabscheidevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der einander benachbarte Abscheidekörper (3, 4) der Schadstoffabscheidevorrichtung (1) zueinander verstell- bzw. verdrehbar sind, so dass die Fluidkanäle (11, 12) einander benachbarter Abscheidekörper (3, 4) in und außer Fluchtung verbingbar sind.