DE102008017959A1 - Abreinigbarer Partikelfilter - Google Patents

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Abstract

Abreinigbarer Partikelfilter für mit Feststoffpartikeln beladene Gase. Die Aufgabe liegt darin, einen abreinigbaren Partikelfilter mit kontinuierlicher Abreinigung vorzuschlagen, der insbesondere sich im laufenden Abreinigungsbetrieb durch einen gleich bleibenden Strömungswiderstand auszeichnet. Die Aufgabe wird durch einen Partikelfilter, umfassend ein Filterelement (1) mit einer Filterfläche sowie konzentrischen Mantelflächen (2, 3), die sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie (14) erstrecken und eine gasdurchlässige Barriere zwischen Reingasraum (4) und einem Rohgasraum (5) bilden, sowie eine Spülgasleitung (9) mit einem Spülgasaustritt (10) für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom (11) vorn der Reingasraumseite in Richtung des Rohgasraums, wobei der Spülgasstrom eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist und dabei zwischen 0,01 und 25% der Filterfläche erfasst, gelöst, wobei der Spülgasaustritt (10) und die Filterfläche mit einer Relativbewegung um die Symmetrielinie (14) relativ zueinander drehbar angeordnet sind und die Relativbewegung ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen abreinigbaren Partikelfilter gemäß des ersten Patentanspruchs sowie Ruß- und Dieselrussfilter gemäß der Patentansprüche 27 bzw. 28.
  • Der Partikelfilter dient der Filtration von festen Partikelfraktionen aus Gasen wie z. B. Rauchgasen, insbesondere von Russpartikeln aus Verbrennungsprozessen, vorzugsweise aus mobilen Dieselmotoren und -aggregaten. Als Gase werden im Rahmen dieser Erfindung insbesondere trockene Fluide genannt, d. h. sowohl das Gas wie auch der darin suspendierte Partikelanteil sind trockene Gase bzw. Feststoffe. Sie weisen keine flüssigen Anteile und unterscheiden sich damit von Aerosolen, Nebeln oder Dämpfen.
  • Für die Abtrennung von festen Schwebstoffen aus Gasen ist eine Vielzahl von Schwebstofffiltern bekannt.
  • Beispielsweise wird in der DE 100 25 141 C2 ein Filterelement beschrieben, welches dichtend in ein Filtergehäuse einsetzbar ist. Das Filterelement umfasst eine gasdurchlässige Filterfläche in der Form eines Faltenpacks als Trennung zwischen einer Rohgasseite und einer Reingasseite. Erwähnt werden verschiedene Ausführungsformen, unter anderem auch rohr- und zylinderförmige Geometrien des Filterelements.
  • Partikelfraktionen scheiden sich üblicherweise auf einem Filterelement ab, was mit zunehmender Filtrationszeit zu einem allmählichen Zusetzen der Filterelemente mit einem sog. Filterkuchen, d. h. einer Schicht verdichteter, oftmals auch aneinander klebender Partikelfraktionen führt.
  • Eine Abreinigung von Schwebstofffiltern erfolgt bevorzugt durch kurzzeitige Druckgasimpulse, sog. Jet-Pulse mit sauberem Spülgas durch die Filterflächen in Gegenrichtung, d. h. im Gegenstrom von der Reinraumseite her. Die Eingabe der erforderlichen Druckstöße erfolgt reingasseitig bevorzugt mit einem Spülgas über Düsensysteme. Dies bewirkt ein flächiges Ablösen des rohgasseitig an der Filterfläche anhaftenden Filterbelags.
  • Beispielhaft offenbart die DE 199 17 168 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abreinigen von Kassettenfiltern durch Rückspülung der gefalteten Filterfläche. Das Spülgas wird hierzu seitlich in einen Zwischenraum zwischen der Filterfläche und einer zweiten reingasseitig die Filterfläche überdeckende und als strömungsdynamischen Schalter konzipierte Fläche eingeblasen. Dies erfolgt vorzugsweise Spülgasdruckimpulsen, wobei die genannte Fläche als strömungsdynamischer Schalter gestaltet bei Druckstößen während einer Abreinigung einen deutlich erhöhten Strömungswiderstand aufweist als bei einer Gasdurchströmung im laufenden Filterbetrieb. Dabei wird zur Reduzierung des für eine Abreinigung erforderlichen Spülgasstroms ein Spülluftverteiler vorgesehen, der ein selektives Abreinigen bestimmter Filterflächenbereiche ermöglicht und während des Filtrationsvorganges, d. h. des Filterbetriebs geschlossen, d. h. deaktiviert ist.
  • Auch sind Filtersysteme für mit Stäuben beladene Gase wie z. B. Absaugungen, Staubsauger, Umluftfilter, Abgasfilter wie Dieselrussfilter bekannt, die oftmals nicht für einen Dauerbetrieb konzipiert sind oder sich nur über längere Zeiträume zusetzen. Anstelle der Abreinigung erfolgt üblicherweise ein Austausch der Filterflächen oder ganzen Filtersystemen (z. B. Staubsaugerbeutel) oder ein thermischer oder chemischer Abbau der Filterbeladung (z. B. Dieselrussfilter).
  • Beispielsweise offenbart die DE 103 00 718 A1 eine elektrische Heizungseinrichtung für die Abreinigung eines Dieselrußfilters durch Rußausbrennen.
  • Außerdem wird in der DE 101 30 338 A1 ein Dieselrußfilter mit einem offenporigen Körper als Partikelfilter offenbart, bei dem ein feindispers verteilter Katalysator die Oxidation von Ruß partikeln mit dem Restsauerstoff der Abgase kontinuierlich fördert und damit einem vorzeitigen Zusetzen des Filters entgegenwirkt.
  • Beispielhaft in der EP 1 160 435 B1 wird zudem zur Regeneration eines Partikelfilters eines Dieselfahrzeugs eine Zugabe von Brennstoffadditiven zu einem Dieselkraftstoff vorgeschlagen, die sich auf einen Partikelfilter niederschlagen, um die Verbrennungstemperatur der von diesem aufgefangenen Partikel zu erniedrigen.
  • Alle genannten Vorrichtungen und Verfahren zum Abreinigen von Partikelfilter arbeiten diskontinuierlich. Vor allem ändern sich zwischen den Abreinigungsintervallen die Filterbelegung und damit der Druckverlust und der Strömungswiderstand durch den Partikelfilter. Gerade aber bei Verbrennungsmotoren bewirken erhöhte oder sich ändernde Durchströmungswiderstände im Abgassystem eine Leistungsreduzierung bzw. sich ständig ändernde Verbrennungsbedingungen und damit eine Erfordernis einer ständigen Anpassung der Motorsteuerung an sich ändernde Rahmenbedingungen. Sich ständig ändernde Verbrennungsbedingungen erhöhen wie auch ein erhöhter Gegendruck bei Verbrennungsmaschinen grundsätzlich auch den Schadstoffausstoß, was wiederum eine laufende Anpassung im Abreinigungssystem erfordert.
  • Davon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, einen abreinigbaren Partikelfilter mit kontunierlicher Abreinigung vorzuschlagen, der insbesondere sich im laufenden Abreinigungsbetrieb durch einen gleich bleibenden Strömungswiderstand auszeichnet. Ferner soll der Partikelfilter sich durch eine kompakte Bauform und ein grundsätzlich geringes absolutes Druckverlustniveau auszeichnen. Auch soll eine Filterabreinigung ohne eine Unterbrechung des Saugvorgangs erfolgen.
  • Der abreinigbare Partikelfilter soll sich insbesondere für einen Einsatz als Dieselrußfilter für Verbrennungsmotoren insbesondere für mobile Dieselmotoren wie in Lokomotiven, Schiffen, Baufahrzeugen, Straßenfahrzeuge (LKW und PKW) oder Stromgeneratoren eigenen.
  • Die Aufgabe wird mit einem abreinigbaren Partikelfilter mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung wieder.
  • Die Aufgabe wird durch einen abreinigbaren Partikelfilter für mit Feststoffpartikeln wie Feinstaub oder Dieselruß beladene Gase gelöst, bei dem das Gas durch einen Schwebstofffilter, d. h. ein Filterfläche eines Filterelements geleitet wird. Die Filterflächen des Filterelements dienen als gasdurchlässige Barriere zwischen einem Reingasraum und einem Rohgasraum. Vorzugsweise ist das Filterelement dichtend in ein Filtergehäuse mit jeweils roh- und reingasraumseitige Gasanschlüsse. Es liegt im Rahmen der Erfindung, das System mehrstufig, z. B. mit zwei Filterstufen, zusätzlich mit einen vor der vorgenannten Filterfläche vorgeschalteten Grobfilter (Vorabscheider) vorzusehen. Das Filterelement mit der Filterfläche erstreckt sich mit seinen Mantelflächen rotationssymmetrisch um eine Symmetrieachse. Vorzugsweise umspannen das Filterelement oder das Filterflächen oder die Mantelflächen (und die ggf. dazwischen angeordneten Zwischenflächen) des Filterelements ein Rotationsvolumen, vorzugsweise zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Natur. Bei einer alternative Ausführung ist das Filterelement scheibenförmig, wobei die Mantelflächen und ggf. vorhandene Zwischenflächen orthogonal zur Symmetrieachse eben sind.
  • Ferner ist eine Spülgasleitung im Reingasraum mit einem Spülgasaustritt für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom vorgesehen, wobei der Spülgasstrom eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist und dabei vorzugsweise maximal 25%, weiter bevorzugt maximal 15%, weiter bevorzugt maximal 10% sowie minimal vorzugsweise 0,01%, weiter bevorzugt minimal 1%, weiter bevorzugt minimal 5% der Filterfläche erfasst. Wesentlich ist, dass der Spülgasaustritt und die Filterfläche mit einer Relativbewegung um die Symmetrieachse relativ zuein ander drehbar angeordnet. Der Spülgasaustritt ist folglich konzentrisch zu der reingasseitigen Mantelfläche des Filterelements relativ drehbar angeordnet. Dabei ist entweder der Spülgasaustritt oder die Filterfläche allein oder sowohl der Spülgasaustritt als auch die Filterfläche um die Symmetrieachse (gegenläufig oder gleichläufig, gleichläufig mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit) drehbar konzipiert. Diese Relativbewegung zwischen Spülgasaustritt und Filterfläche ermöglicht in vorteilhafter Weise ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt. Erfolgt die Relativbewegung kontinuierlich, vorzugsweise mit konstanter Relativwinkelgeschwindigkeit, wird die gesamte Filterfläche kontinuierlich durch den Spülgasaustritt überfahren, wobei jeder Filterbereich vorzugsweise in zeitlichen Abständen durch den Spülgasstrom in Gegenstromrichtung durchdrungen wird und abgreinigt wird.
  • Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, wenn der Spülgasstrom nach dem Durchtritt durch die Filterfläche mit dem abgelösten Filterbelag nicht mehr mit dem noch abzureinigendem Rohgasstrom in Verbindung kommt, sich mit diesem zumindest partiell vermischt und im Filterbetrieb sich erneut auf den Filterflächen absetzt. Vorzugsweise umfasst der abreinigbare Partikelfilter einen rohgasraumseitig auf die Filterfläche ausgerichteten Spülgasauslass, wobei Spülgasaustritt und Spülgasauslass einen gleichen Flächenanteil der Filterfläche überspannen und nicht relativ zueinander bewegbar sind. Spülgasauslass und Spülgasaustritt sind vorzugsweise gekoppelt und werden gemeinsam relativ zum Filterelement bewegt.
  • Eine Ausführung des Spülgasauslasses wird durch eine passive Auffangvorrichtung für die von den Filterflächen entfernte Partikelbeladung gebildet. Sie weist vorzugsweise keine aktiven Betriebsmittel wie eine Absaugung auf. Die Partikelbeladung wird durch die Schwerkraft betrieben oder durch den Spülgasstrom getragen direkt in einen Auffangbehälter, z. B. einen Filtersack geleitet, in dem die Filterbeladung von dem Spülgas getrennt wird. Während die Filterbeladung im Auffangbehälter ge sammelt wird, erfolgt eine Weiterleitung des Spülgases mit ggf. vorhandenen Restanteilen der Filterbeladung z. B. in das noch abzureinigende Rohgas. Vorzugsweise wird im Rahmen dieser Ausführungsform der Spülgasauslass und der Spülgasaustritt fest an einem sich um die Symmetrielinie drehenden Filterelement angeordnet, wobei der Spülgasauslass bevorzugt unterhalb des Filterelements angeordnet von oben die abgereinigte Filterbeladung aufnimmt.
  • Eine alternative Ausführung des Spülgasauslasses umfasst eine aktive Auffangvorrichtung für die von den Filterflächen entfernte Partikelbeladung, wobei das aktive Element durch eine Unterdruck-Spülgasabsaugung gebildet wird. Der Spülgasauslass entspricht damit einer auf die Filterfläche gerichteten Saugvorrichtung (Partikelssauger), die die Filterbelegung mit dem Spülgasstrom ansaugt und in einen Auffangbehälter der vorgenannten Art weiterleitet. Die Spülgasabsaugung verbessert eine zuverlässige Ableitung der Filterbeladung mit dem Spülgas in jeder Ausrichtung des Spülgasauslasses und begünstigt dabei auch eine bewegliche wie z. B. eine relativ um das Filterelement bewegliche Anordnung. Andererseits sind aber zusätzliche Absaugmittel erforderlich, beispielsweise ein Gebläse oder ein Anschluss an ein Unterdruckreservoir (z. B. Kurbelwellenentlüftung eines Dieselmotors), die grundsätzlich z. B. eine Einleitung in das Rohgas erschweren.
  • Wesentlich an der Erfindung ist, dass die Filterfläche nicht bei einer Unterbrechung des Filterbetriebs abgereinigt wird, sondern segmentweise in einer festgelegten Abfolge zyklisch durch einen Spülgas-Gegenstrom, wobei über eine Spülgasleitung mit einem Spülgasaustritt, vorzugsweise einer Düse, ein Spülgas von der Reingasseite durch die Filterfläche geleitet wird. Dies bedeutet, dass die Flächeanteile der Filterfläche, die gerade nicht durch den vorzugsweise stetig umlaufenden Spülgasaustritt abgedeckt sind und im Gegenstrom abgereinigt werden, für den Filterbetrieb zur Verfügung stehen. Damit wird jeder Filterbereich während der Relativbewegung mit jedem Umlauf des Spülgas austritts auf der Filterfläche mit jeder Umdrehung, d. h. in zyklisch wieder kehrenden Abfolge abgereinigt. Dies bewirkt auch, dass jeder der Filterbereiche grundsätzlich für ein alle Filterbereiche gleiches Zeitintervall zwischen zwei Abreinigungen für einen Filterbetrieb zur Verfügung steht.
  • Folglich weist der abreinigbare Partikelfilter in vorteilhafter Weise eine integral auf die gesamte Filterfläche gesehen eine konstante oder annähernd konstante Filterbelegungsverteilung auf. Der Filterwiderstand bleibt damit konstant oder annähernd konstant, was den abreinigbaren Partikelfilter für einen Einsatz als Abgasfilter, Rauchgasfilter, Rußfilter oder Dieselrußfilter besonders prädestiniert.
  • Außerdem bewirkt die vorgenannte kontinuierliche Abreinigung des Partikelfilters eine laufende Befreiung der Filterflächen von der Partikelbelegung in kurzen Abständen (Abreinigungsfrequenz), d. h. vorzugsweise bei jeder Umdrehung im Rahmen der Relativbewegung zwischen Spülgasaustritt und Filterfläche. Bei einer Auslegung einer erforderlichen Filterfläche muss nicht mehr die größtmögliche auf den Filterflächen akkumulierbare Filterbelegung beachtet werden, sondern ein sich einstellender integraler Filterbelegungswert.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die sich einstellende Filterbelegung und damit der Durchströmungswiderstand allein durch eine Änderung der Abreinigungsfrequenz, d. h. durch die Geschwindigkeit der vorgenannten Relativbewegung jederzeit beeinflussen lässt. Dies ist insbesondere bei sehr instationären Verbrennungsprozessen vorteilhaft, beispielsweise in Dieselfahrzeugen, bei dem die Abreinigungsgeschwindigkeit sich unmittelbar an einen sich laufend ändernden Betriebszustand anpassbar ist.
  • In einer bevorzugten Ausführung erstreckt sich über ein Filterbereich nicht nur reingasraumseitig ein Spülgasaustritt zur Einleitung eines Spülgasstroms, sondern in der gegenüberliegen den rohgasraumseitigen Seite des Filterbereich ein Spülgasauslass zum Ableiten des Spülgases mit der Filterbelegung. Vorzugsweise sind Spülgasaustritt und Spülgasauslass mechanisch gekoppelt und damit nicht zueinander relativ bewegbar, d. h. sie sind nur gemeinsam relativ zum Filterelement bewegbar und überspannen folglich den gleichen Flächenanteil der Filterfläche. Damit wird vorteilhaft die von der Filterfläche entfernte Partikelbelegung nicht in das Rohgas zurückgespült, sondern in den Spülgasaustritt abgesondert. Vorteilhafter Weise vermeidet man dadurch ein mögliches erneutes Einmischen in das abzureinigende Rohgas mit einem erneuten Abscheiden auf der Filterfläche.
  • Die Filterflächen des Filterelements sind plan (vorzugsweise mindestens eine der Mantelfläche bildend), gewellt oder gefaltet. Bevorzugt sind sie als Faltenpack mit einer vorzugsweise periodisch gefalteten oder zusammengesetzten umlaufenden Filterfläche gestaltet. Sie weisen abwechselnd reingasraumseitig und rohgasraumseitig liegende Faltenrücken auf, zwischen denen sich die roh- und reingasseitige Faltentaschen erstrecken. Die Faltungen an den Faltenrücken umfassen im Rahmen der Erfindung nicht nur Knickungen mit Innenknickradien z. B. kleiner 0,5 mm, sondern im Falle z. B. von schlecht knickbaren (da dickere) Filterflächen auch Biegungen mit Innenknickradien oberhalb 0,5 mm. Vorzugsweise weisen zumindest die reingasraumseitigen Faltenrücken eine Verstärkung in der Form eines stabförmigen Gegenstandes oder einer Versteifung z. B. durch Tränkung mit einem aushärtenden oder erstarrenden Material wie Epoxid-Harz oder einer Glas- oder Metallschmelze auf.
  • Zusammengesetzte Filterflächen sind bevorzugt dann vorzusehen, wenn die Filterflächen aus einem nicht oder nur mit Beschädigungen knickbaren Filterflächenmaterial, wie z. B. aus offenporige Keramiken, Kunststoffe oder Metalle und/oder mit größeren Materialstärken (größer ca. 1 mm) gefertigt sind, aus dem genannten Grund auch nicht knick- oder biegbar oder ein gewünschter Biegeradius mit dem Filterflächenmaterial nicht möglicht ist. In diesem Fall sind in den Faltenrücken Verstärkungen wie Stangen oder Leisten mit Aufnahmen eine bevorzugt form- oder stoffschlüssige Befestigung der Filterflächenstücke vorgesehen.
  • Die reingasraumseitigen Faltenrücken sind vorzugsweise in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet, umfassend jeweils einen Zwischenraum. Diese Zwischenräume zwischen den reingasraumseitigen Faltenrücken spannen reingasraumseitige Faltentaschen auf, die vorzugsweise ein und dieselbe geometrischen Abmessungen aufweisen. Dadurch wird im Falle einer gleich bleibenden Relativbewegung zwischen Filterfläche und Spülgasaustritt vorteilhaft jede dieser geometrisch gleichen reingasraumseitigen Faltentaschen in gleicher Abfolge (Geschwindigkeit, Zeitdauer, Wiederholungsfrequenz) einerseits mit dem Spülgasstrom durchströmt und abgereinigt, andererseits im Filterbetrieb eingesetzt.
  • Bevorzugt erstrecken sich die Faltenrücken sowohl auf einer reingasraumseitigen und einer rohgasraumseitigen Mantelfläche des Filterelements. In einer weiteren Ausführungsvariante erstrecken sie sich auch auf mindestens einer zwischen den Mantelflächen angeordneten und mit dieser konzentrisch umlaufenden Zwischenfläche. Im letztgenannten Fall liegt ein Faltenpack mit nicht konstant hohen Faltungen vor, wodurch sich im Falle einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Filterelements (zylinderförmige, kegelstumpfförmige oder sonstige rotationssymmetrischen Mantelflächen) die Filterfläche in den außen liegenden Bereichen durch Zwischenfaltungen erhöhen lässt. Vorzugsweise erstrecken sich die Zwischenfaltungen, vorzugsweise nur reingasraumseitige Zwischenfaltungen auf Zwischenflächen zwischen den beiden Mantelflächen.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante sind die Verstärkungen, die auf der reingasraumseitigen Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungsschiene ausgebildet, die vorzugsweise mit dem Spülgasaustritt eine Gleitdichtung bilden. Alternativ wird die reingasraumgasseitige Mantelfläche durch ein Blech oder Platte mit Durchbrüchen gebildet, auf die der Spülgasautritt gleitend dichtend aufgesetzt ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich diese Gestaltung der Faltenrücken bzw. der Mantelflächen auch oder nur auf die Stirnflächen des Filterelements erstreckt. Dabei weisen nur die reingasraumseitigen Faltentaschen eine stirnseitige Öffnung auf, während die rohgasraumseitigen Faltentaschen stirnflächenseitig verschlossen sind. In einer Ausführungsvariante erfolgt beim Abreinigen ausschließlich ein stirnflächenseitiges Einleiten des Spülgasstrom in die reingasraumseitigen Faltentaschen, wobei die vorgenannten Zwischenräume auf den Mantelflächen zur Vermeidung eines Einströmens von Spülgas in den Reingasraum abzudecken sind. Dies erfolgt z. B. mittels einer Abdeckung, die Synchron mit dem Spülgasaustritt und ggf. dem Spülgasauslass über das Filterelement bewegt wird und damit Spülgasaustritt und Abdeckung denselben Anteil Filterfläche überspannt.
  • Vorzugsweise ist die rohgasseitige Mantelfläche als eine weitere Filterfläche (Vorabscheider) gestaltet, die jedoch zwingend eine größere Maschenweite als die Filterfläche des Filterelements aufweist. Damit wird in besonders vorteilhafter Weise ein vorzeitiges Zusetzen der Filterfläche durch Vorabscheidung von Partikelfraktionen mit großen Abmessungen vermieden. Der Aufbau entspricht dann einem Filterelement mit zwei hintereinander geschalteten Filterflächen, wobei diese in vorteilhafter Weise mit demselben Spülgasstrom abreinigbar sind. Durch einen auf die äußere Mantelfläche wirkenden mechanischen Abstreifer lassen sich die auf dem Vorabscheider Partikelfraktionen mit großen Abmessungen abstreifen und separat auffangen. Vorzugsweise ist der Abstreifer in seiner Relativbewegung zur Filterfläche mit dem Spülgasaustritt verbunden. Vorzugsweise liegt bei dieser Ausführungsform mit nicht ebenen Mantelflächen der Reingasraum innen und der Rohgasraum außen, wobei die rohgasraumseitige Mantelfläche nach außen weist und gegenüber der reingasseitigen inneren Mantelfläche flächenmäßig größer ist und damit einen größeren Vorabscheider bewirkt.
  • In einer bevorzugten Ausführung sind die Faltenrücken auf der rohgasraumseitigen Mantelfläche in gleichen Abstand zueinander angeordnet. Eine mögliche Ausführungsform umfasst rohgasraumseitige Faltenrücken auf einer Zwischenebene zwischen den Mantelflächen. Dadurch lässt sich der Abstand zwischen den Faltenrücken auf den Mantelflächen aneinander anpassen oder damit die Mantelflächen in korrespondierende Filtersegmente unterteilen.
  • Die Antriebsmittel für die Relativbewegung umfassen im Rahmen der Erfindung separate Antriebsaggregate wie Elektromotoren oder Turboantriebe, Anbindungskomponenten an vorhandene Antriebe wie z. B. Kurbelwellen oder Turbolader von Motoren oder auch eine entsprechende Gestaltung des Partikelfilters. Die genannte Gestaltung setzt eine Anströmung des Rohgases und/oder des Spülgases durch Anströmung oder Umlenkung in die Relativbewegung um. Eine mögliche Ausführung umfasst eine Gasumlenkung als Antriebsmittel für eine Rotation des Filterelements, ggf. auch der um die Symmetrieachse, beispielsweise durch eine Gestaltung des achsensymmetrischen Filterelements mit einer Vielzahl von schräg zur Rohgas- und/oder Spülgasanströmung angestellten Anströmungsflächen. Im Rahmen dieser Ausführung ist auch eine Gestaltung als ein dem Filterelement und/oder dem Spülgasaustritt (ggf. auch mit dem Spülgasauslass und ggf. der Abdeckung) fest verbundener im Rohgas- oder Reingasstrom angeordneter separater Turbinenläufer oder Propeller möglich. Alternativ sind Antriebsmittel, die für die Relativbewegung oder für eine Rotation des Spülgasaustritts um die Symmetrieachse eine Orientierung des Spülgasstroms windschief zur Symmetrieachse umfassen. Gemein sind die um die Symmetrielinie jeweils für eine Rotation in eine Drehrichtung wirkenden Antriebsmittel, umfassend einen Kraftangriffswiderstand oder eine Umlenkung für eine Gasanströmung (Roh- oder Reingas).
  • Das Spülgas wird zur Abreinigung mit Überdruck durch die Filterflächen geleitet. Zur Erzeugung des Überdrucks ist die Spülgasrohrleitung an einen Kompressor, Gebläse oder einen Druckbehälter für einen kontinuierlichen Spülgasstrom angeschlossen.
  • Bei einem Einsatz in Fahrzeugen wird hierzu Druckluft aus vorhandenen Druckbehältern wie z. B. Bremsdruckbehälter bei LKW oder Lokomotiven entnommen. Eine Gleitdichtung am Spülgasaustritt, auf die Mantelfläche wirkend, reduziert ungewolltes Entweichen von Spülgas in den Reingasraum und damit die erforderliche Menge an bereitzustellenden Spülgas in vorteilhafter Weise.
  • Die Abreinigung ist durch geeignete Maßnahmen, wie z. B. durch eine auf die Filterfläche im Bereich des Spülgasaustritts einwirkende Ultraschalleinrichtung oder mechanische Impulseinrichtung. Dies erhöht die Effizienz der Abreinigung und reduziert damit auch die erforderliche Spülgasmenge vorteilhaft.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Russfilter, umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter gemäß der vorgenannten Ausführungen. In diesem Fall bestehen die abzureinigenden Partikel ganz oder zum überwiegenden Teil aus Russpartikel aus Verbrennungsprozessen oder sonstigen Prozessen mit Kohlenstoffhaltigen Emissionen.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Dieselrussfilter für Fahrzeuge oder sonstige Dieselaggregate (z. B. Stromaggregate, stationäre Antriebe), umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter gemäß der vorgenannten Ausführungen. In diesem Fall ist die Spülgasrohrleitung vorzugsweise an ein Druckluftsystem oder an einen Turbolader des Fahrzeuges angeschlossen. Ebenso ist die Unterdruckabsaugung vorzugsweise fluidisch mit der Kurbelwellenentlüftung oder mit einem Zwischenpuffer auch der Tankentlüftung verbunden. Der Zwischenpuffer umfasst z. B. eine zusätzliche Abscheidestufe für insbesondere Russpartikel, die zudem eine Abkühlung der Spülgase bewirkt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft
  • 1a bis f je eine schematische Draufsicht und eine Seitenschnittansicht von drei verschiedenen Ausführungsformen mit rotierenden Filterelementen und feststehenden Spülgasaustritten,
  • 2a bis f je eine schematische Draufsicht und eine Seitenschnittansicht von drei verschiedenen Ausführungsformen mit feststehenden Filterelementen und rotierenden Spülgasaustritten,
  • 3a bis c je eine Seitenschnittansicht eines abreinigbaren Partikelfilters in horizontaler Bauform,
  • 4a bis b mögliche Anordnung des abreingbaren Partikelfilters als Dieselrussfilter am Beispiel eines Nutzfahrzeugs,
  • 5 ein Querschnitt eines Filterelements mit Faltenpack mit einheitlicher Faltenhöhe sowie
  • 6a bis c die Querschnitte von Filterelementen mit Faltenpack mit variierenden Faltenhöhen.
  • Die in 1 und 2 jeweils a bis e dargestellten Ausführungsformen des abreinigbaren Partikelfilters für mit Feststoffpartikeln beladene Gase umfassen je ein Filterelement 1 mit konzentrischen reingasraumseitige und rohgasraumseitige Mantelflächen 2, 3, die sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie 14 erstrecken. Mindestens eine umlaufende Filterfläche, die in allen Figuren symbolisch mit einer die Durchflussrichtung im Filterbetrieb angedeuteten Pfeilrichtung angegeben sind, sind auf oder zwischen den Mantelflächen angeordnet und bilden eine gasdurchlässige Barriere zwischen Reingasraum 4 und einem Rohgasraum 5 mit einer Rohgaszuführung 6 und einer Reingasableitung 7 in ein Filtergehäuse 8. Ferner umfassen die Vorrichtung jeweils eine Spülgasleitung 9 mit einem Spülgasaustritt 10 für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom 11 vorn der Reingasraumseite in Richtung des Rohgasraums 5, wobei der Spülgas strom den Spülgasaustritt verlassend eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist. Ferner umfassen die Ausführungformen je einen Sammelbereich 12 für die mit dem Spülgas abgereinigten Partikelmengen im Rohgasraum 5. Der Spülgasaustritt 10 und die Filterfläche (reingasseitige Mantelfläche oder Stirnfläche) sind über eine Relativbewegung um die Symmetrieachse relativ zueinander drehbar angeordnet, wobei die Relativbewegung ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt 10 ermöglicht. Mit Pfeilen ist zudem die Drehrichtung 13 des Filterelements 1 um den Spülgasaustritt 10 (1a bis e) oder der Spülgasleitung 9 und des Spülgasaustritts 10 um das Filterelement 1 (2a bis e) im Rahmen dieser Relativbewegung angegeben. Die Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 jeweils e und f weisen stirnseitig in das rotationssymmetrisch zylindermantelflächenförmig gestaltete Filterelement 1 ausmündende Spülgasaustritte 10 auf, was für eine effektive Abreinigung die vorgenannte Abdeckung 15 auf, der ein Entweichen des Spülgases in den Reingasraum verhindert und sie so in Richtung des Rohgasraums durch die Filterfläche zwangsgeführt. Das Filterelement ist zylinderförmig und ist an einem Ende mit einer Abschlussdeckel 16 verschlossen.
  • 1 und 2 geben die Grundbewegungen wieder und repräsentieren damit auch Ausführungen, bei denen Filterelement und Spülgasaustritt drehbar angeordnet sind, d. h. mit gegenläufig oder gleichläufig drehbaren Filterelementen und/oder Spülgasaustritten. Im Falle einer gleichläufigen Drehbewegung ist für eine Relativbewegung eine unterschiedliche Winkelgeschwindigkeit zwischen Filterelement und Spülgasaustritt zwingend erforderlich.
  • 1 und 2 zeigen vertikale Anordnungen an, während 3a eine horizontale Bauform repräsentiert, beispielhaft und bevorzugt, aber grundsätzlich nicht einschränkend auf eine Ausführung mit feststehendem Spülgasaustritt 10 und um diesen rotierenden Filterlement mit nach innen gerichteter Gasströmung im Filterbetrieb (analog zu 1c und d). Diese Ausführung ist bevorzugt, da sie einen Sammelbereich 12 aufweist, der in einen Schacht 17 unterhalb des rohgasseitigen Mantelfläche 3 stets gegenüber dem Spülgasaustritt angeordnet ist und vom Rohgas des Filterbetriebs praktisch nicht angeströmt wird. Das Spülgas wird seitlich an den Sammelbereich in den Rohgasraum umgeleitet und vermischt sich mit dem Rohgas. Die Filterbeladung fällt schwerkraftbetrieben in den Sammelbereich in den Schacht, wobei einen Resuspendierung der Filterbeladung in das Rohgas, transportiert durch das Spülgas zwar reduziert wird, aber nicht vermieden wird.
  • Bei einer vertikalen Anordnung des Filterelements kommt es bei einer Abreinigung im unteren Bereich zwangsläufig zu einer gravimetrischen Anreicherung der abgelösten Filterbelegung. Durch eine abweichende, bevorzugt erweiternden Gestaltung der Strömungswege gerade in diesem Bereich z. B. durch eine nach unten hin zusammenlaufende kegelstumpfförmige Gestaltung der Zwischenflächen für äußere Faltenrücken lassen sich eine bevorzugte Wiederabscheidung der abgelösten Filterbelegung auf den frisch gereinigten Filterflächen beeinflussen und bevorzugt auch vermeiden.
  • Wesentlich effektiver, aber auch aufwendiger ist dagegen die letztgenannte Ausführungsform gem. 3a, wenn der vorgenannte Schacht 17 bis zu der rohgasraumseitigen Mantelfläche 3 reicht und durch diese zum Rohgasraum 5 hin vorzugsweise mit einer Gleitdichtung dichtend abgeschlossen ist. Das Spülgas und mit diesem ggf. ein Filterbeladungsrest kann dann jedoch nicht mehr seitlich in den Rohgasraum ausweichen, sondern muss dann separat abgeführt oder z. B. durch eine Spülgasabsaugung 22 abgesaugt werden (vgl. 3b). Die Schachtöffnung zur rohgasraumseitigen Mantelfläche 3 bildet dann einen Spülgasauslass 18, wobei Spülgasaustritt 10 und Spülgasauslass 18 einen gleichen Flächenanteil der Filterfläche überspannen und nicht relativ zueinander bewegbar sind.
  • Der rohgasraumseitig auf die Filterfläche ausgerichteten und in Relativbewegung und Wirkungserstreckung an den Spülgasaustritt gekoppelten den Spülgasauslass gemäß der in 3b beschriebenen Konzeption lässt sich im Rahmen der Erfindung in grundsätzlich an alle in 1 bis 3 dargestellten horizontal und vertikal ausgerichteten Ausführungsformen adaptieren.
  • 3c gibt eine horizontale Ausführung wieder, bei dem der stirnseitige Abschlussdeckel durch eine Auffangvorrichtung für die abgereinigte Filterbeladung in Form eines Blindvolumens 27, der von dem Roh- und Reingas nicht durchströmt wird, ersetzt wurde. Dieses Blindvolumen ist ortsfest und folgt nicht der Drehbewegung 13 des Filterelements 1.
  • 4a und b geben mögliche Anordnung des abreingbaren Partikelfilters als Dieselrussfilter 19 (sehr vereinfachte Schnittdarstellung mit Anordnung des Filterelements 1, sichtbarer Spülgasleitung 9 und Sammelbereich 12) in einer Abgasanlage eines Fahrzeugs wieder, beispielhaft für ein Nutzfahrzeug 20 (z. B. Zugmaschine, Schlepper, Traktor, Radlader). Der Dieselrussfilter befindet sich vorzugsweise im relativ kalten Endbereich der Abgasanlage (direkt am Auspuffrohr 21), wobei eine Anordnung ohne eine Verschalung durch Karosserieteile oder ein Gehäuse zusätzlich eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht. Diese Anordnung lässt sich ohne konzeptionelle Änderungen z. B. auch auf Sattelschlepper, LKW, Gabelstapler, Baumaschinen wie Planierraupen, Bagger, Militärfahrzeuge wie Panzer oder Radfahrzeuge, Schiffe und rußemittierende Lokomotiven und sonstige Schienenfahrzeuge jeglicher Art übertragen.
  • Bei PKW, LKW oder Bussen oder andere Fahrzeugen oder Rußquellen sonstiger Art, bei dem eine in 4a und b dargestellte offene Anordnung unerwünscht ist, lässt sich ein Dieselrussfilter am Unterboden, vorzugsweise unmittelbar nach Austritt des Hosenrohrs oder des Krümmers und vor dem ersten Schalldämpfer, im Bereich des Endtopfes anordnen oder, im Falle einer Anbindung der Relativbewegung an die Kurbelwelle oder am Getriebe direkt an der Motor-Gebtriebeeinheit anordnen. Eine Anordnung im heißen Rohgasbereich begünstigt zudem aufgrund des höheren Temperaturniveaus grundsätzlich eine Verbrennung der abgereinigten Filterbelegung
  • 5 gibt den horizontalen Querschnitt eines Filterelements 1 mit gasdurchlässiger innerer Mantelfläche 23 sowie einer optionalen, der Führung für die Filterfläche 24 dienenden äußeren Mantelfläche 25 wieder. Die Perspektive entspricht dem Querschnitt aus 1 und 2 jeweils a, c, e. Die Höhe aller Faltungen im Faltenpack des Filterelements sind bei dieser Ausführungsform einheitlich groß. Die Stirnflächen der Filterelemente sind vorzugsweise mit ringförmigen Abschlusselementen strömungshemmend verklebt, die sich in ihren Abmessungen die Fläche zwischen inneren Mantelfläche 23 und äußeren Mantelfläche 25 überspannen. Die Begriffe der Faltungen, Faltenhöhen und Faltenpacks umfassen im Rahmen der Erfindung nicht nur gefaltete oder gewellt gebogene (z. B. um eine Verstärkung gebogen oder gespannte) Filterflächen, sondern auch aus ungefalteten Einzelfilterelementen mit oder ohne zusätzlichen Verbindungselemente wie Führungsleisten zusammengesetzte Faltenpacks.
  • 6a bis c zeigen dagegen Ausführungsformen des Filterlements mit unterschiedlichen Faltenhöhen. Wie bei der in 5 gezeigten Ausführungsform weisen aber auch die hier dargestellten Filterelemente 1 periodisch gefaltete oder aus z. B. ungeknickten Einzelfilterflächen zusammengesetzte umlaufenden Filterflächen mit abwechselnd innen und außen liegenden Faltenrücken. Dabei erstrecken sich die Faltenrücken sowohl auf eine innere Mantelfläche 23 als auch auf einer äußeren Mantelfläche 25 des Filterelements sowie im Falle der Ausführungsformen gem. 6a bis c auch auf mindestens einer dazwischen angeordneten umlaufenden Zwischenfläche 26.
  • Zumindest die innen liegenden Faltenrücken des Filterelements 24 weisen eine Verstärkung auf, die ein Ausweichen des Faltenpacks behindern oder vermeiden. Als Verstärkung dient vorzugsweise die vorgenannte innere gasdurchlässige innere Mantelfläche 23 (z. B. Blech mit Durchbrüchen) als separates Bauteil eine Tränkung der Faltenrücken mit einem Polymer, ein gespannter Draht oder Leisten in oder außerhalb verbunden mit der Faltung. Vorzugsweise sind die Verstärkungen, die auf der inneren Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungsschiene ausgebildet oder die innere Mantelfläche durch ein Blech mit Durchbrüchen gebildet wird. Verstärkungen auf einer Zwischenfläche 26 umfassen vorzugsweise je eine in die Faltenrücken eingelegten stabförmigen Gegenstand wie z. B. einen gespannten Draht oder alternativ eine Tränkung mit einem Polymer.
  • Die äußere Mantelfläche wird im Falle einer Durchströmung während des Filterbetriebs von Außen nach Innen optional durch eine weitere separate Filterfläche mit einer größeren Maschenweite wie die Filterflächen, d. h. funktionell als Vorabscheider gebildet (z. B. Lochblech). Damit wird nicht nur eine weitere Vorabscheidung erzielt, sondern in vorteilhafte Weise eine zusätzliche Abstützung des Faltenpacks von außen und damit eine Entlastung der vorgenannten Verstärkungen. In äquivalenter Weise lässt sich bei umgekehrter Durchströmungsrichtung auch die innere Mantelfläche als Vorabscheider konzipieren Alternativ zu der vorgenannten äußeren Mantelfläche als separate Filterfläche sind die äußeren Faltenrücken für eine zusätzliche Filterstabilität auch auf andere Weise fixier- oder verfestigbar, beispielsweise durch die vorgenannten Verstärkungen.
  • 6a und b zeigen jeweils eine Ausführungsform, bei denen sich auf einer Zwischenfläche 26 nur innen liegende Faltenrücken erstrecken. Durch die in seiner Grundform in 6a dargestellte W-Faltung wird das Kreisringvolumen zwischen innerer und äußerer Mantelfläche besser ausgenutzt, da die Einfaltung von zusätzlicher Filterfläche auf einer gegebenen Kreisringfläche ermöglicht wird. Gleichzeitig kann die Faltenhöhe zwischen den beiden genannten Mantelflächen wesentlich vergrößert werden. Beide Maßnahmen ermöglichen eine um bis zu 60–80% vergrößerte Filterfläche des Filterelements 24. Die Falten weisen vorzugsweise alle den gleichen Faltenabstand auf der äußeren Mantelfläche auf. Es treten keine verengten Falten mehr auf. Der anfiltrierte Staub ist damit wesentlich effektiver entfernbar.
  • Das Einbringen einer nach innen gerichteten W-Faltung (vgl. 6a und b) ermöglicht auch eine Optimierung der Anströmung. Auf diese Weise lassen sich nicht nur wesentlich größere und dabei trotzdem vollständig zugängliche Filterflächen in einem Filterelement unterbringen, sondern auch über die gesamte Filterfläche ein bestimmter Druckverlust sowie eine bestimmte Durchströmungsgeschwindigkeit und damit eine gleichmäßigere Beladung der Filterflächen realisieren. Vorzugweise sind die Abstände der Faltenrücken an der inneren Mantelfläche 23 und äußeren Mantelfläche 25 gleich, ebenso für eine bessere Filteranströmung die Zwischenräume zwischen den Filterflächen im Faltenpack, wobei die Faltenrücken wiederum vorzugsweise nicht scharfkantig geknickt sondern zur Erzielung eines Mindestabstands zwischen den Filterflächen in einem bestimmten Radius gleich dem halben Mindestabstand gebogen sind.
  • 6c zeigt zudem eine weitere Ausführungsform eines abreinigbaren Filterelements, wobei sich auf einer zweiten Zwischenfläche 26 nur außen liegende Faltenrücken erstrecken. In der dargestellten Variante enden beispielsweise nur zwei von drei nach außen hin orientierten Faltenrücken periodisch an der äußeren Mantelfläche 25. Durch eine derartige Gestaltung ist auch der Staugausweg der bei einer Abreinigung abgelösten Filterbelegung optimierbar, z. B. durch eine gezielte Strömungswegerweiterung als Expansionsdüse oder einer zusätzlichen Verwirbelungskammer, wodurch ein erneutes Zusetzen der abgereinigten Filterbereiche des jeweiligen Segmentes erschwert wird.
  • Grundsätzlich sind die dargestellten Zwischenflächen 26 sowie die äußere und die innere Mantelflächen 23 bzw. 25 rotationssymmetrisch konzentrisch zueinander, d. h. sie erstrecken sich wie der Filterelement 1 um eine gemeinsame Symmetrielinie 14.
  • Weitere Ausführungsformen umfassen anstelle einer bevorzugten zylindrischen Gestaltung aller genannten Mantelflächen und Zwischenflächen mindestens eine dieser Flächen, die nicht zylindrisch, sondern bevorzugt kegelstumpfförmig gestaltet ist, wobei die Querschnitte grundsätzlich denen der in 5 und 6 dargestellten gleichen und die vorgenannte konzentrische Anordnung dieser Flächen zueinander beibehalten wird.
  • 1
    Filterelement
    2
    reingasraumseitige Mantelfläche
    3
    rohgasraumseitige Mantelfläche
    4
    Reingasraum
    5
    Rohgasraum
    6
    Rohgaszuführung
    7
    Reingasableitung
    8
    Filtergehäuse
    9
    Spülgasleitung
    10
    Spülgasaustritt
    11
    Spülgasstrom
    12
    Sammelbereich
    13
    Drehrichtung
    14
    Symmetrielinie
    15
    Abdeckung
    16
    Abschlussdeckel
    17
    Schacht
    18
    Spülgasauslass
    19
    Dieselrußfilter
    20
    Nutzfahrzeug
    21
    Auspuffrohr
    22
    Spülgasabsaugung
    23
    innere Mantelfläche
    24
    Filterfläche
    25
    äußere Mantelfläche
    26
    Zwischenfläche
    27
    Blindvolumen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10025141 C2 [0004]
    • - DE 19917168 C2 [0007]
    • - DE 10300718 A1 [0009]
    • - DE 10130338 A1 [0010]
    • - EP 1160435 B1 [0011]

Claims (31)

  1. Abreinigbarer Partikelfilter für mit Feststoffpartikeln beladene Gase, umfassend a) ein Filterelement (1) mit einer Filterfläche sowie konzentrischen Mantelflächen (2, 3), die sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie (14) erstrecken und eine gasdurchlässige Barriere zwischen Reingasraum (4) und einem Rohgasraum (5) bilden sowie b) eine Spülgasleitung (9) mit einem Spülgasaustritt (10) für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom (11) vorn der Reingasraumseite in Richtung des Rohgasraums, wobei der Spülgasstrom eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist und dabei zwischen 0,01 und 25% der Filterfläche erfasst wobei c) der Spülgasaustritt (10) und die Filterfläche mit einer Relativbewegung um die Symmetrielinie (14) relativ zueinander drehbar angeordnet sind und d) die Relativbewegung ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt ermöglicht.
  2. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 1, umfassend einen rohgasraumseitig auf die Filterfläche ausgerichteten Spülgasauslass (18), wobei Spülgasaustritt (10) und Spülgasauslass einen gleichen Flächenanteil der Filterfläche überspannen und nicht relativ zueinander bewegbar sind.
  3. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filterfläche als Faltenpack mit einer periodisch gefalteten oder zusammengesetzten umlaufenden Filterfläche mit abwechselnd reingasraumseitig und rohgasraumseitig liegenden Faltenrücken und dazwischen angeordneten roh- und reingasseitige Faltentaschen ausgestaltet ist.
  4. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 3, wobei das Faltenpack eine Anzahl von reingasraumseitige Faltenrücken aufweist, die in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
  5. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Faltenrücken sich sowohl auf einer reingasraumseitigen und einer rohgasraumseitigen Mantelfläche des Filterelements als auch auf mindestens einer dazwischen angeordneten umlaufenden Zwischenfläche erstrecken.
  6. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 5, wobei mindestens die reingasraumseitigen Faltenrücken je eine Verstärkung aufweisen.
  7. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 6, wobei die Verstärkungen, die auf der reingasraumseitigen Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungsschiene ausgebildet sind oder die reingasraumgasseitige Mantelfläche durch ein Blech oder Platte mit Durchbrüchen gebildet wird.
  8. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Verstärkungen, die auf der Zwischenfläche angeordnet sind, je eine in die Faltenrücken eingelegten stabförmigen Gegenstand umfassen.
  9. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 8, wobei die rohgasraumseitige Mantelfläche durch eine weitere Filterfläche gebildet wird.
  10. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 9, wobei sich auf einer Zwischenfläche nur reingasraumseitige Faltenrücken erstrecken.
  11. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Faltenrücken auf der rohgasraumseitigen Mantelfläche in gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
  12. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche vorgenannten Ansprüche 6 bis 11, wobei sich auf einer zweiten Zwischenfläche nur rohgasraumseitige liegende Faltenrücken erstrecken.
  13. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 12, wobei die Zwischenflächen sowie die rohgasraumseitige und reingasraumseitige Mantelflächen sich rotationssymmetrisch konzentrisch um die Symmetrielinie erstrecken.
  14. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 13, wobei die rohgasraumseitige Mantelfläche durch einen Vorabscheider gebildet wird.
  15. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 14, umfassend mindestens einen auf den Vorabscheider wirkenden Abstreifer.
  16. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 15, wobei der Spülgasaustritt von einer Randseite des Faltenpacks in mindestens eine reingasseitige Faltetasche ausmündet und eine Abdeckung umfasst, die Faltentasche zum Reingasraum hin abschließt.
  17. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Filterelement eine zylindrische, kegelstumpfförmige oder eine einen anderen Rotationskörper umspannende Mantel- und Zwischenflächen umfasst.
  18. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 17, wobei der Reingasraum innerhalb und der Rohgasraum außerhalb der Mantelfläche angeordnet ist.
  19. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 17, wobei der Rohgasraum innerhalb und der Reingasraum außerhalb der Mantelfläche angeordnet ist.
  20. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Mantelflächen des Filterelements eben sind.
  21. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Filterelement eine Gasumlenkung als Antriebsmittel für eine Rotation des Filterelements um die Symmetrieachse umfasst.
  22. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei als Antriebsmittel für die Relativbewegung oder für eine Rotation des Spülgasaustritts um die Symmetrieachse eine Orientierung des Spülgasstroms windschief zur Symmetrieachse umfasst.
  23. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Spülgasaustritt eine als Gleitdichtung gestaltete Austrittsöffnung aufweist.
  24. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Spülgasrohrleitung an einen Kompressor, Gebläse oder einen Druckbehälter für einen kontinuierlichen Spülgasstrom angeschlossen ist.
  25. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend eine auf die Filterfläche im Bereich des Spülgasaustritts einwirkende Ultraschalleinrichtung oder mechanische Impulseinrichtung.
  26. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Spülgasauslaß an eine Unterdruckab saugung angeschlossen ist.
  27. Rußfilter, umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche.
  28. Dieselrußfilter für Fahrzeuge, umfassend einen Rußfilter nach Anspruch 27.
  29. Dieselrußfilter nach Anspruch 28, wobei die Spülgasrohrleitung an ein Druckluftsystem oder an einen Turbolader des Fahrzeuges angeschlossen ist.
  30. Dieselrußfilter für Fahrzeuge, umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter nach Anspruch 26, wobei die Unterdruckabsaugung fluidisch mit der Kurbelwellenentlüftung verbunden ist.
  31. Dieselrußfilter nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei eine Anbindung an eine Motorantriebswelle als Antriebsmittel zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Filterelement und Spülgasleitung vorgesehen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010042419A1 (de) 2010-10-13 2012-04-19 Wolfgang Bengel Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von schwefelhaltigem Abgas aus schwerölgefeuerten Schiffsantrieben

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3069452B1 (fr) * 2017-07-28 2022-01-21 Novares France Filtre a air rotatif avec parois absorbantes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19917168C2 (de) 1999-04-16 2001-03-29 Karlsruhe Forschzent Verfahren zum Abreinigen von Filtern und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens
DE10025141C2 (de) 2000-05-20 2002-06-13 Karlsruhe Forschzent Filterelement
DE10130338A1 (de) 2001-06-26 2003-04-24 Forschungszentrum Juelich Gmbh Dieselrussfilter mit einem feindispers verteiltem Dieselrusskatalysator
DE10300718A1 (de) 2003-01-08 2004-07-22 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Heizungseinrichtung für einen Filter, insbesondere einen Dieselrußfilter
EP1160435B1 (de) 2000-05-30 2004-09-29 Peugeot Citroen Automobiles SA System für die Unterstützung der Regeneration eines Partikelfilters enthalten in der Auspuffslinie eines Dieselfahrzeugmotors

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR687742A (fr) * 1929-02-01 1930-08-12 Procédé et dispositif de filtrage pour le dépoussiérage des gaz, de l'air, etc.
DE4345130C1 (de) * 1993-12-30 2000-11-23 Jacobi Systemtechnik Gmbh Hohlzylindrisches Filterelement
EP0916381A3 (de) * 1997-11-11 1999-06-23 Peter Dieckmann Produktabscheider
DE102006000310A1 (de) * 2006-06-26 2008-01-10 Hilti Ag Staubsaugvorrichtung
DE102006047284B4 (de) * 2006-10-06 2012-08-09 Karlsruher Institut für Technologie Abreinigbares Filtersystem und Staubsauger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19917168C2 (de) 1999-04-16 2001-03-29 Karlsruhe Forschzent Verfahren zum Abreinigen von Filtern und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens
DE10025141C2 (de) 2000-05-20 2002-06-13 Karlsruhe Forschzent Filterelement
EP1160435B1 (de) 2000-05-30 2004-09-29 Peugeot Citroen Automobiles SA System für die Unterstützung der Regeneration eines Partikelfilters enthalten in der Auspuffslinie eines Dieselfahrzeugmotors
DE10130338A1 (de) 2001-06-26 2003-04-24 Forschungszentrum Juelich Gmbh Dieselrussfilter mit einem feindispers verteiltem Dieselrusskatalysator
DE10300718A1 (de) 2003-01-08 2004-07-22 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Heizungseinrichtung für einen Filter, insbesondere einen Dieselrußfilter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010042419A1 (de) 2010-10-13 2012-04-19 Wolfgang Bengel Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von schwefelhaltigem Abgas aus schwerölgefeuerten Schiffsantrieben

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Publication number Publication date
WO2009124675A1 (de) 2009-10-15

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