DE102010042035A1

DE102010042035A1 - Method for cleaning particulate filter system of exhaust gas post-treatment system for internal combustion engine i.e. large diesel engine in e.g. ships, involves collecting ash and/or soot particles with collecting device

Info

Publication number: DE102010042035A1
Application number: DE201010042035
Authority: DE
Inventors: Christoph Doehring; Hans-Martin Jaeger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-04-12

Abstract

The method involves passing exhaust gas with ash and/or soot particles (36) through particulate filter elements (20). A collecting device (32) is provided in an exhaust gas flow direction (14) before inserting the particulate filter elements in an exhaust gas tract (12). A gaseous cleaning fluid is introduced in such a manner that the cleaning fluid is passed through the particulate filter elements against the exhaust gas flow direction, and the ash and/or soot particles are collected with the collecting device. The cleaning fluid is introduced at a pressure range of 2 to 50 bars.

Description

Stand der TechnikState of the art

Zur Verringerung von Partikelemissionen und hierbei vor allem Emissionen selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen, welche unter anderem krebsauslösend wirken, ist der Einsatz von Partikelfiltersystemen zum Zurückhalten von in Partikelform vorliegenden Schadstoffen bekannt. Zur Partikelabscheidung werden Abgase durch ein hitzebeständiges Filtermedium geleitet. Die von dem Filtermedium zurückgehaltenen Partikel belegen den Partikelfilter, wobei es zur Erhöhung des Druckverlustes über den Partikelfilter kommt, der eine kontinuierliche oder in Abständen erfolgende Regeneration des Filtermediums notwendig macht. Im Allgemeinen wird ein Regenerationsverfahren eingesetzt, wobei eine nahezu rückstandslose Verbrennung abgelagerter Rußpartikel mit Sauerstoff erfolgt.In order to reduce particulate emissions and, above all, emissions of self-igniting internal combustion engines which, inter alia, have a carcinogenic effect, the use of particulate filter systems for retaining particulate contaminants is known. For particle separation, exhaust gases are passed through a heat-resistant filter medium. The particles retained by the filter media occupy the particulate filter, which increases the pressure loss across the particulate filter, necessitating continuous or intermittent regeneration of the filter media. In general, a regeneration method is used, with a virtually residue-free combustion of deposited soot particles with oxygen.

Neben Rußpartikeln enthält das Abgas allerdings auch nicht brennbare Teilchen, welche aus Abrieb, aus Additiven des Kraftstoffs, Motorenölasche aus der Verbrennung von Schmierölbestandteilen usw. stammen. Diese summarisch als Asche bezeichneten Ablagerungen können durch eine thermische Regeneration aus dem Filtermedium eines Partikelfilters nicht entfernt werden und reichern sich mit zunehmender Betriebsdauer in diesem an. Es ist erforderlich, den Partikelfilter nach einer bestimmten Betriebsdauer oder einer bestimmten Ansammlung an Asche im Partikelfilter zu reinigen. Bisher wurde hierfür in bestimmten Intervallen der Partikelfilter ausgebaut und extern gereinigt oder getauscht, wobei Kosten und insbesondere hohe Standzeiten und eine Unterbrechung im Betrieb verursacht werden. Insbesondere erfolgt eine Reinigung in einer gesonderten Reinigungsstation und wird im Rahmen eines ohnehin vorgesehenen Serviceumfangs vorgesehen.In addition to soot particles, however, the exhaust also contains non-combustible particles derived from attrition, from additives of the fuel, engine oil ash from the combustion of lubricating oil components, and so forth. This summarily referred to as ash deposits can not be removed by a thermal regeneration of the filter medium of a particulate filter and accumulate with increasing operating time in this. It is necessary to clean the particle filter after a certain period of operation or a certain accumulation of ash in the particle filter. Until now, the particulate filter has been removed at certain intervals and cleaned or replaced externally, causing costs and in particular long service life and an interruption in operation. In particular, cleaning takes place in a separate cleaning station and is provided as part of an already provided scope of service.

Aus US 4 833 883 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Teilchen im Abgas aus einem Dieselmotor bekannt, wobei zur Reinigung einer Filtereinheit im eingebauten Zustand eine Rückspüleinrichtung vorgesehen ist. Die Rückspüleinrichtung erzeugt eine intermittierende impulsförmige Gasströmung durch das Filtermedium von der Reingasseite durch die Trennwände der Filtereinheit zur Partikel enthaltenden Rohgasseite, d. h. entgegen der Abgasströmungsrichtung, wobei Ablagerungen an dem Filtermedium entfernt werden. Die entfernten Ablagerungen gelangen weitgehend in einen Teilchen aufnehmenden Teil der Vorrichtung, in den offene Enden der Rohgasführenden Kanäle enden. In dem Teilchen aufnehmenden Teil werden die von einer Gasströmung mitgeführten Teilchen an einer mit einer Widerstandsheizeinrichtung versehenen Filterplatte abgeschieden. An dieser wird ein Teil der gesammelten Teilchen verbrannt und nicht brennbare Teile werden über eine vorgesehene Öffnung entnommen. Nachteilig erweist sich dabei, dass ein Teil der durch den Rückspülvorgang abgelösten Teilchen auf die Reingasseite und von dort stromaufwärts in die Verbrennungskraftmaschine oder einen eventuell angeordneten Oxidationskatalysator gelangen kann. Die beschriebene Vorrichtung ist darüber hinaus an eine bestimmte Ausgestaltung der Filtereinheit gekoppelt und nicht universell einsetzbar.Out US 4,833,883 a device for the treatment of particles in the exhaust gas from a diesel engine is known, wherein for cleaning a filter unit in the installed state, a backwashing device is provided. The backwashing device generates an intermittent pulsed gas flow through the filter medium from the clean gas side through the partition walls of the filter unit to the particle-containing raw gas side, ie opposite to the exhaust gas flow direction, removing deposits on the filter medium. The removed deposits largely pass into a particle receiving portion of the device into which open ends of the raw gas carrying channels terminate. In the particle receiving part, the particles carried by a gas flow are deposited on a filter plate provided with a resistance heater. At this part of the collected particles is burned and non-combustible parts are removed through a designated opening. The disadvantage is that part of the particles removed by the backwashing process can reach the clean gas side and from there upstream into the internal combustion engine or a possibly arranged oxidation catalytic converter. The device described is also coupled to a specific embodiment of the filter unit and not universally applicable.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von bekannten Abgasnachbehandlungssystemen für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Partikelfiltersystem, wobei eine Vorrichtung zur Entfernung von Ascheablagerungen an mindestens einem Partikelfilter bereitgestellt wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Großdieselmotoren, weitgehend eingesetzt im Off-Highway Betrieb, beispielsweise als Haupt- oder Hilfsmaschinen z. B. auf Schiffen oder in Lokomotiven, in Minenfahrzeugen, Gabelstaplern oder bzw. quasi baugleich stationär in Kraftwerken. Großdieselmotoren können mit Dieselkraftstoff, Gasöl oder Schweröl betrieben werden, wobei für die Einhaltung der sich verschärfenden gesetzlichen Vorgaben, insbesondere bei der Verwendung in teilweise oder vollständig geschlossenen Räumen eine Kombination von Oxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter erforderlich ist. Für den Betrieb von Großdieselmotoren werden hohe Anforderungen hinsichtlich eines unterbrechungsfreien Betriebes gestellt, so dass nur kurze Standzeiten tolerierbar sind.The invention is based on known exhaust aftertreatment systems for internal combustion engines with a particulate filter system, wherein an apparatus for removing ash deposits on at least one particulate filter is provided. In particular, the present invention relates to large diesel engines, widely used in off-highway operation, for example, as main or auxiliary machinery z. B. on ships or in locomotives, in mining vehicles, forklifts or or quasi-identical stationary in power plants. Large diesel engines can be operated with diesel fuel, gas oil or heavy oil, with a combination of oxidation catalyst and diesel particulate filter being required to comply with the stricter legal requirements, especially when used in partially or fully enclosed spaces. For the operation of large diesel engines high demands are made with regard to an uninterrupted operation, so that only short service lives are tolerable.

In dem Partikelfiltersystem eines Abgasnachbehandlungssystems, weitgehend umfassend bekannte Filterelemente, beispielsweise Filterkanäle, Filtergeflechte oder Filtertaschen aus keramischen oder gesinterten, metallischen Material, bauen sich über die Zeit Partikel, insbesondere Ruß- und Aschepartikel auf. Die sich aufbauenden Partikelablagerungen führen zu einem erhöhten Gegendruck und letztlich zu einer verringerten Leistung, erhöhten Abgastemperaturen und einem verschlechterten Kraftstoffverbrauch. Die Partikelfiltersysteme werden demnach im Betrieb entweder kontinuierlich oder periodisch aktiv oder passiv regeneriert, wobei mit herkömmlichen thermischen Regenerationsverfahren Ascheablagerungen nicht entfernt werden können.In the particulate filter system of an exhaust aftertreatment system, largely comprising known filter elements, such as filter channels, filter meshes or filter bags made of ceramic or sintered, metallic material, build up over time particles, in particular soot and ash particles. The buildup of particulate build up leads to increased back pressure and ultimately reduced power, increased exhaust gas temperatures, and degraded fuel consumption. Accordingly, the particle filter systems are either actively or passively regenerated during operation, either continuously or periodically, whereby ash deposits can not be removed by conventional thermal regeneration methods.

Erfindungsgemäß wird eine Ascheabreinigung eines Partikelfilters vorgeschlagen, welche in geeigneten Zeitintervallen oder bei Überschreiten einer Beladungsgrenze des Filtermediums mit Asche vorgenommen wird. Die Beladungsgrenze des Filtermediums kann hierbei durch eine Differenzdruckmessung ermittelt werden, wobei Drücke im Abgasstrom in Strömungsrichtung gesehen vor und nach dem Partikelfilter in geeigneter Weise ermittelt werden. Alternativ kann die Beladung des Partikelfilters aus einem theoretischen Beladungsmodell bestimmt werden, wobei von einem Zusammenhang zwischen erzeugter Aschemenge und geleisteten Betriebsstunden oder Verbrauch an Kraftstoff ausgegangen wird.According to the invention, an ash cleaning of a particulate filter is proposed which is carried out at suitable time intervals or when a loading limit of the filter medium with ash is exceeded. In this case, the loading limit of the filter medium can be determined by a differential pressure measurement, with pressures in the exhaust gas flow, as seen in the flow direction, being suitably determined before and after the particle filter become. Alternatively, the loading of the particulate filter can be determined from a theoretical loading model, assuming a relationship between the amount of ash produced and hours worked or consumption of fuel.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ascheabreinigung eines Partikelfilters, welches im eingebauten Zustand erfolgt, kann bei Stillstand des Motors oder im laufenden Motorbetrieb durchgeführt werden, wobei durch einen Bypass der Abgasstrom an dem zu reinigenden Partikelfilter vorbei über einen weiteren Partikelfilter des Partikelfiltersystems geleitet wird. Alternativ kann ein mehrsträngiger Abgastrakt vorgesehen sein, wobei eine Umleitung des Abgasstroms bereitgestellt wird.The inventive method for the ash removal of a particulate filter, which takes place in the installed state, can be carried out at standstill of the engine or during operation of the engine, being passed through a bypass of exhaust gas flow past the particle filter to be cleaned over another particle filter of the particulate filter system. Alternatively it can be provided a multi-stranded exhaust tract, wherein a diversion of the exhaust gas flow is provided.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ascheabreinigung des mindestens einen Partikelfilters durch Einbringen von Druckluft oder eines geeigneten Reinigungsfluids erfolgt, welches typischerweise über mindestens eine Düseneinrichtung an der Reingasseite, d. h. in Strömungsrichtung des Abgases gesehen hinter dem Partikelfilter, derart eingedüst wird, dass das Filtermedium entgegen der Abgasströmungsrichtung von der Druckluft oder dem Reinigungsfluid durchströmt wird. Die Düseneinrichtung kann in Form einer Einzeldüse oder in Form einer Düsenlanze mit mehreren Düsenöffnungen ausgebildet sein. Die Düseneinrichtung kann über ein Öffnung des Abgastraktes an der Reingasseite eingeführt werden oder dort integriert sein. Die Düseneinrichtung kann in Form einer Druckluftdüse ausgebildet sein.According to the invention, it is provided that the ash cleaning of the at least one particle filter takes place by introducing compressed air or a suitable cleaning fluid, which typically flows via at least one nozzle device on the clean gas side, ie. H. Seen in the flow direction of the exhaust gas behind the particulate filter, is injected in such a way that the filter medium is flowed through against the exhaust gas flow direction of the compressed air or the cleaning fluid. The nozzle device may be in the form of a single nozzle or in the form of a nozzle lance with a plurality of nozzle openings. The nozzle device can be introduced via an opening of the exhaust gas tract at the clean gas side or be integrated there. The nozzle device may be in the form of a compressed air nozzle.

Bei dem Reinigungsfluid kann es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handeln. Vorgesehen ist, dass bevorzugt gasförmige Reinigungsfluid mit einem Überdruck von vorzugsweise 2 bis 50 bar von der Reingasseite auf das Filtermedium einwirken zu lassen, wobei sich eine verbesserte Reinigungswirkung ergibt. Es kann auch vorgesehen werden, das bevorzugt gasförmige Reinigungsfluid mit einem sich zeitlich variierenden Druck einzudüsen. Ebenso kann vorgesehen werden, das bevorzugt gasförmige Reinigungsfluid mit einer erhöhten Temperatur einzusetzen, um die Reinigungswirkung weiter zu verbessern.The cleaning fluid may be a gas or a liquid. It is provided that preferably gaseous cleaning fluid with an excess pressure of preferably 2 to 50 bar of the clean gas side to act on the filter medium, resulting in an improved cleaning effect. It can also be provided to inject the preferred gaseous cleaning fluid with a time-varying pressure. Likewise, it can be provided to use the preferred gaseous cleaning fluid with an elevated temperature in order to further improve the cleaning action.

Um zu verhindern, dass die von dem eingedüsten Reinigungsfluid abgelösten Partikel stromaufwärts in den Motor oder in einen angeordneten Oxidationskatalysator gelangen, wird vor dem Beginn des Ascheabreinigungsverfahrens eine Auffangvorrichtung über eine Öffnung an geeigneter Stelle im Abgastrakt eingeführt, beispielsweise zwischen dem zu reinigenden Partikelfilter und Verbrennungskraftmaschine bzw. einem angeordneten Oxidationskatalysator. Die Auffangvorrichtung kann in Form einer Wanne oder in ähnlicher Form gestaltet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Absaugvorrichtung über die Öffnung im Abgastrakt eingeführt, welche den Reinigungsprozess unterstützt.In order to prevent the particles detached from the injected cleaning fluid from entering the engine upstream or into an arranged oxidation catalytic converter, a collecting device is introduced via an opening at a suitable point in the exhaust gas tract, for example between the particle filter to be cleaned and the internal combustion engine or combustion engine, before the beginning of the ash cleaning process an arranged oxidation catalyst. The collecting device may be designed in the form of a tub or in a similar form. In a preferred embodiment, a suction device is introduced via the opening in the exhaust tract, which supports the cleaning process.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Düseneinrichtung entlang des Profils des Filtermediums manuell oder automatisiert geführt wird, um eine weitgehend komplette Ascheabreinigung zu erzielen. Die sich an dem Filtermedium abgelagerten Partikel werden abgelöst und entgegen der Abgasströmungsrichtung aus dem Partikelfilter ausgeblasen, in der Auffangvorrichtung gesammelt und aus dem Abgastrakt entfernt.According to the invention, it is provided that the at least one nozzle device is guided manually or automatically along the profile of the filter medium in order to achieve a substantially complete ash cleaning. The particles deposited on the filter medium are detached and blown out of the particle filter against the exhaust gas flow direction, collected in the collecting device and removed from the exhaust gas tract.

Nach dem Reinigungsvorgang, bei dem Aschablagerungen im Partikelfilter weitgehend entfernt worden sind, können die Düseneinrichtung und die Auffangvorrichtung bzw. eine eventuell vorhandene Absaugvorrichtung durch die jeweiligen Öffnungen im Abgastrakt entfernt und diese Öffnungen verschlossen werden, so dass der Betrieb des nunmehr gereinigten Partikelfilters wieder aufnehmbar ist.After the cleaning process, in which ash deposits have been largely removed in the particle filter, the nozzle device and the collecting device or a possibly existing suction device can be removed through the respective openings in the exhaust tract and these openings are closed, so that the operation of the now cleaned particulate filter is resumed ,

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren zur Ascheabreinigung eines Partikelfiltersystem eines Abgasnachbehandlungssystem für Großdieselmotoren ist es vorteilhaft möglich, eine Reinigung vorzusehen, ohne dass ein kostenintensiver Ausbau des Partikelfilters notwendig. ist. Insbesondere besteht durch den Einsatz von mindestens zwei separaten Partikelfilterelementen oder bei einem zweisträngigen Abgastrakt die Möglichkeit durch Umleiten des Abgasstroms über nur ein Partikelfilterelement bzw. einen Abgasstrang, das andere Partikelfilterelement zu reinigen. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren verkürzen sich die Wartungszeiten und Stillstandzeiten der Verbrennungskraftmaschine werden vermieden, so dass ein unterbrechungsfreier Betrieb insbesondere für Dieselmotoren höherer Leistungsklassen gewährleistet ist.With the method proposed according to the invention for the ash removal of a particulate filter system of an exhaust aftertreatment system for large diesel engines, it is advantageously possible to provide a cleaning, without a costly expansion of the particulate filter necessary. is. In particular, through the use of at least two separate particulate filter elements or in the case of a two-stranded exhaust tract, it is possible to divert the other particulate filter element by diverting the exhaust gas flow through only one particulate filter element or exhaust gas line. With the proposed method, the maintenance times and downtime of the internal combustion engine are shortened, so that an uninterrupted operation is ensured especially for diesel engines higher power classes.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ascheabreinigung ist es möglich, dass die in dem Partikelfiltersystem vorgesehenen Partikelfilterelemente kleiner dimensioniert werden können. Insbesondere können Partikelfilter verwendet werden, welche einen kürzeren, vom Abgas überströmten Strömungsweg bereitstellen. Filterkapazitäten können kleiner dimensioniert sein, wodurch Kosten und Platzbedarf reduziert werden.With the method according to the invention for the purification of ash, it is possible that the particle filter elements provided in the particle filter system can be made smaller. In particular, particulate filters can be used, which provide a shorter, overflowed from the exhaust flow path. Filter capacities can be smaller, reducing costs and space requirements.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ascheabreinigung erfolgt die Reinigung der Ascheablagerung durch Druckluft, so dass auch Filterelemente gereinigt werden können, welche eine empfindliche Beschichtung aufweisen.In the method according to the invention for cleaning ash, the ash deposit is cleaned by compressed air, so that filter elements can also be cleaned which have a sensitive coating.

Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Ascheabreinigung universell einsetzbar, wobei insbesondere unterschiedliche Geometrien, verschiedenste Materialien und Aufbauten der Partikelfilter mit dem dargestellten Verfahren von Aschablagerungen gereinigt werden können.Furthermore, the method according to the invention for ashes purification is universally applicable, In particular, different geometries, various materials and structures of the particulate filter can be cleaned with the illustrated method of ash deposits.

Insbesondere hat es sich als sinnvoll erwiesen, die Reinigung des Partikelfiltersystems im Anschluss an eine Regeneration mit Verbrennung von ausgefilterten Rußpartikeln durchzuführen, welche unmittelbar vor oder zumindest kurz vor dem Verfahren zur Ascheabreinigung durchgeführt wird. Dadurch kann eine eventuell vorhandene störende oder wechselwirkende Beeinflussung von abgelagerten Rußpartikeln auf das Verfahren zur Ascheabreinigung vermieden werden.In particular, it has proven to be useful to carry out the cleaning of the particulate filter system following regeneration with combustion of filtered-out soot particles, which is carried out immediately before or at least shortly before the ash removal process. As a result, any interfering or interacting influence of deposited soot particles on the process for ash cleaning can be avoided.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained with reference to a drawing. It shows

1 eine schematische Darstellung eines Abgasnachbehandlungssystems. 1 a schematic representation of an exhaust aftertreatment system.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein schematischer Aufbau eines Abgasnachbehandlungssystems 10 für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere ein Großdieselmotor dargestellt, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung zur Anwendung kommt, wobei auch eine andere Einbaulage denkbar wäre, beispielsweise eine um 90° gedrehte Anordnung. Das Abgasnachbehandlungssystem 10 weist einen Abgastrakt 12 auf, welcher von dem von einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgas durchströmt wird. Der in 1 dargestellte Abgastrakt umfasst nur einen Abgasstrang, doch können mehrere Abgasstränge parallel vorhanden sein. Mit Pfeil 14 ist dabei die Strömungsrichtung des Abgases in dem Abgastrakt 12 bezeichnet. In der in 1 dargestellten Ausführungsform durchströmt das Abgas einen im Abgastrakt 12 vorhandenen Oxidationskatalysator 16, welcher beispielsweise unter Einsatz eines schadstoffmindernden Hilfsstoffes die im Abgas vorhandenen Stickoxide katalytisch reduziert. Stromabwärts des Oxidationskatalysators 16 ist ein Partikelfiltersystem 18 angeordnet. Allerdings ist es auch möglich, in dem Abgasnachbehandlungssystem 10 kein Oxidationskatalysator 16 vorzusehen, sondern das Partikelfiltersystem 18 mit einer entsprechenden Beschichtung bereitzustellen. Das Partikelfiltersystem 18 umfasst Partikelfilterelemente 20, an welchen sich im Abgas vorhandene Partikel abscheiden. Partikelfilterelemente 20 können als geschlossene Filter mit einem vom Abgas durchströmten Filtermedium ausgebildet sein. Wie dies in 1 angedeutet, umfasst das Filtermedium Kanäle 22, 24, welche derart ausgebildet sind, dass das Abgas gezwungen wird, das Filtermedium zu durchströmen. Die in dem Abgas mitgeführten Partikel sammeln sich je nach Filtermaterial an der Oberfläche oder im Inneren des Filtermediums. Alternativ kann das Partikelfilterelement 20 derart ausgebildet sein, dass das Abgas an gewickelten, geschichteten oder in geeigneter Weise aufgebauten Filtermedium vorbei strömt, ohne diese zu durchdringen. Partikelfilterelement 20 kann aus einem beliebigen, für den Einsatz geeigneten Material sein. Als Material eignen sich beispielsweise Keramik-Monolithe, Keramikschäume, Keramikwickelfilter, Drahtgestrick-Filter.In 1 is a schematic construction of an exhaust aftertreatment system 10 for an internal combustion engine, in particular a large diesel engine, in which the inventive method for cleaning is used, wherein also another mounting position would be conceivable, for example, a 90 ° rotated arrangement. The exhaust aftertreatment system 10 has an exhaust tract 12 on which flows through the exhaust gas generated by an internal combustion engine, not shown. The in 1 illustrated exhaust tract includes only one exhaust line, but multiple exhaust strands may be present in parallel. With arrow 14 is the flow direction of the exhaust gas in the exhaust system 12 designated. In the in 1 illustrated embodiment, the exhaust gas flows through an exhaust tract 12 existing oxidation catalyst 16 which catalytically reduces the nitrogen oxides present in the exhaust gas, for example, by using a pollutant-reducing auxiliary substance. Downstream of the oxidation catalyst 16 is a particle filter system 18 arranged. However, it is also possible in the exhaust aftertreatment system 10 no oxidation catalyst 16 provide, but the particulate filter system 18 to provide with a corresponding coating. The particle filter system 18 includes particulate filter elements 20 at which particles present in the exhaust gas are deposited. particulate filter elements 20 may be formed as a closed filter with a filter medium flowed through by the exhaust gas. Like this in 1 indicated, the filter medium includes channels 22 . 24 , which are designed such that the exhaust gas is forced to flow through the filter medium. The entrained in the exhaust gas particles accumulate depending on the filter material on the surface or in the interior of the filter medium. Alternatively, the particulate filter element 20 be formed so that the exhaust flows past wound, layered or appropriately constructed filter medium without penetrating them. particulate filter element 20 may be of any suitable material for use. Suitable materials are, for example, ceramic monoliths, ceramic foams, ceramic wound filters, wire knit filters.

Gesehen in Abgasströmungsrichtung 14 kann vor und hinter dem Partikelfiltersystem 18 Vorrichtungen zur Druckmessung 26, 28 bereitgestellt sein, wobei eine Druckdifferenz über das Partikelfiltersystem 18 bestimmbar ist. Aus der Druckdifferenz kann auf die Beladung des Partikelfiltersystems 18 geschlossen werden, wobei in Zusammenhang zu einer Beladungsgrenze eine beispielsweise thermische Regeneration zum Abbrennen abgelagerter Rußpartikel und eine Ascheabreinigung durchgeführt werden kann.Seen in the exhaust gas flow direction 14 can be in front of and behind the particulate filter system 18 Devices for pressure measurement 26 . 28 be provided, wherein a pressure difference across the particulate filter system 18 is determinable. From the pressure difference can be on the loading of the particulate filter system 18 be closed, in connection with a loading limit, for example, a thermal regeneration for burning deposited soot particles and ash cleaning can be performed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ascheabreinigung sieht vor, dass in Abgasströmungsrichtung 14 hinter dem Partikelfiltersystem 18 eine Düseneinrichtung 30 vorhanden ist. Die Düseneinrichtung 30, versehen mit einer oder mehrer Düsenöffnungen, beispielsweise ausgebildet als Druckluftdüse, kann in den Abgastrakt 12 integriert sein, oder über eine (nicht dargestellt) Öffnung in diesen eingeführt werden. Die Düsenöffnungen sind derart ausgerichtet, dass beispielsweise ein gasförmiges Reinigungsfluid entgegen der Abgasströmungsrichtung 14 auf das Partikelfiltersystem 18 geblasen wird. Das Reinigungsfluid durchströmt das Filtermedium in entgegengesetzter Abgasströmungsrichtung, wobei an dem Filtermedium abgelagerte Partikel von dem Strom des Reinigungsfluids abgelöst und aus dem Filtermedium entfernt werden.The inventive method for ash cleaning provides that in the exhaust gas flow direction 14 behind the particulate filter system 18 a nozzle device 30 is available. The nozzle device 30 , provided with one or more nozzle openings, for example formed as a compressed air nozzle, can in the exhaust system 12 be integrated, or via an opening (not shown) are introduced into this. The nozzle openings are aligned such that, for example, a gaseous cleaning fluid opposite to the exhaust gas flow direction 14 on the particulate filter system 18 is blown. The cleaning fluid flows through the filter medium in the opposite direction of exhaust gas flow, particles deposited on the filter medium being detached from the flow of the cleaning fluid and being removed from the filter medium.

Die Düseneinrichtung 30 kann dabei über ein Profil der Partikelfilterelemente 20 manuell oder automatisch geführt werden, wobei eine verbesserte Ascheabreinigung erzielt wird.The nozzle device 30 can have a profile of the particulate filter elements 20 be performed manually or automatically, with an improved ash cleaning is achieved.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das in Abgasströmungsrichtung 14 gesehen vor dem Partikelfiltersystem 18 eine Auffangvorrichtung 32 in den Abgastrakt 12 über eine (nicht dargestellte) Öffnung vor dem eigentlichen Reinigungsbeginn eingeführt wird. Die Auffangvorrichtung 32 kann als einfache Filterplatte 34 ausgebildet sein, in der abgelöste Partikel 36 gesammelt werden und mit der Filterplatte über die im Abgastrakt 12 vorgesehene Öffnung entfernt werden. Alternativ ist vorgesehen, die Auffangvorrichtung 32 in Form einer Absaugvorrichtung zu gestalten, wobei durch Anlegen eines Unterdrucks die abgelösten Partikel 36 gesammelt werden und der Reinigungsprozess unterstützt wird.According to the invention, it is provided in the exhaust gas flow direction 14 seen before the particulate filter system 18 a collecting device 32 in the exhaust tract 12 is introduced via an opening (not shown) before the actual start of cleaning. The collecting device 32 can as a simple filter plate 34 be formed in the detached particles 36 be collected and with the filter plate over the exhaust tract 12 intended opening to be removed. Alternatively, the collecting device is provided 32 in the form of a suction device, wherein by applying a negative pressure the detached particles 36 collected and the cleaning process is supported.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4833883 [0003]

Claims

Method for cleaning a particle filter system ( 18 ) an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, in particular a large diesel engine, wherein exhaust gas with ash and / or soot particles ( 36 ) Particle filter elements ( 20 ) flows through, characterized in that in an exhaust tract ( 12 ) a collecting device ( 32 ) in the exhaust gas flow direction ( 14 ) seen in front of the particle filter elements ( 20 ) is introduced and a cleaning fluid is introduced such that it the particulate filter elements ( 20 ) against the exhaust gas flow direction ( 14 ) flows through and that detached ash and / or soot particles ( 36 ) with the collecting device ( 32 ) to be collected.

A method according to claim 1, characterized in that the cleaning of the particulate filter system ( 18 ) is performed in the integrated state in the exhaust aftertreatment system state.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the method for cleaning during operation of the internal combustion engine is performed, wherein the exhaust gas to be cleaned on the particle filter elements ( 20 ) is bypassed.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cleaning fluid is gaseous, preferably compressed air.

A method according to claim 4, characterized in that the gaseous cleaning fluid is introduced at a pressure of 2 to 50 bar.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cleaning fluid via a nozzle device ( 30 ) is introduced, wherein the nozzle device ( 30 ) via a closable opening in the exhaust tract ( 12 ) in the exhaust gas flow direction ( 14 ) behind the particulate filter elements ( 20 ) is introduced.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nozzle device ( 30 ) along a profile of the particulate filter elements ( 20 ) is moved manually.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nozzle device ( 30 ) along the profile of the particulate filter elements ( 20 ) is moved automatically.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the collecting device ( 32 ) by applying a negative pressure, the detached ash and / or soot particles ( 36 ) collects.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cleaning of the particulate filter elements ( 20 ) following regeneration of the particulate filter system ( 18 ) with combustion of deposited combustible particles on the particulate filter elements ( 20 ) he follows.