DE102013012193A1 - Body, useful e.g. as motor vehicle air filter, comprises fluid channels e.g. filter element or catalyst element, that are arranged in flow of fluid, where fluid channels extend along longitudinal direction - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen Körper mit Fluidkanälen, insbesondere ein Filterelement und/oder ein Katalysatorelement, die zur Durchströmung mit einem Fluid vorgesehen sind, sowie ein System mit einem Körper mit Fluidkanälen, insbesondere ein Filtersystem mit einem Filterelement und/oder ein Katalysatorsystem mit einem Katalysatorelement, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a body with fluid channels, in particular a filter element and / or a catalyst element, which are provided for the passage of a fluid, and a system having a body with fluid channels, in particular a filter system with a filter element and / or a catalyst system with a catalyst element, for example, a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
In
Die
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Effizienz eines Körpers mit Fluidkanälen, insbesondere ein Filterelement und/oder ein Katalysatorelement, zu verbessern.The object of the invention is to improve the efficiency of a body with fluid channels, in particular a filter element and / or a catalyst element.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein System, insbesondere ein Filter- und/oder ein Katalysatorsystem, zur Aufnahme eines solchen auswechselbaren Körpers mit Fluidkanälen mit erhöhter Effizienz zu schaffen.Another object of the invention is to provide a system, in particular a filter and / or a catalyst system, for receiving such a replaceable body with fluid channels with increased efficiency.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung bei einem Körper mit Fluidkanälen, insbesondere einem Filterelement und/oder einem Katalysatorelement, die zur Durchströmung mit einem Fluid vorgesehen sind, dadurch gelöst, dass die Fluidkanäle sich entlang einer Längsrichtung erstrecken und in einer Lage quer zur Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei Begrenzungswände der Fluidkanäle bezogen auf die Längsrichtung zumindest zu einem Teil gewellt ausgeführt sind und zur Bildung des Körpers mehrere Lagen von Fluidkanälen quer zur Längsrichtung übereinander angeordnet sind, sowie dadurch, dass zumindest ein Teil der Fluidkanäle entlang der Längsrichtung eine Folge von Querschnittsverengungen und Querschnittserweiterungen aufweist, und nach einem anderen Aspekt der Erfindung durch ein System mit einem Körper mit Fluidkanälen, insbesondere ein Filtersystem mit einem Filterelement und/oder ein Katalysatorsystem mit einem Katalysatorelement, gelöst, wobei der Körper auswechselbar in einem Gehäuse des Systems angeordnet ist.The above objects are achieved according to an aspect of the invention in a body having fluid channels, in particular a filter element and / or a catalyst element, which are provided for flowing through a fluid, characterized in that the fluid channels extend along a longitudinal direction and in a position transverse to Longitudinal side by side are arranged, wherein limiting walls of the fluid channels are at least a part wavy with respect to the longitudinal direction and to form the body a plurality of layers of fluid channels are arranged transversely to the longitudinal direction one above the other, and in that at least a portion of the fluid channels along the longitudinal direction of a sequence of cross-sectional constrictions and cross-sectional enlargements, and according to another aspect of the invention by a system having a body with fluid channels, in particular a filter system with a filter element and / or a catalyst system with a catalyst element dissolved st, wherein the body is interchangeably arranged in a housing of the system.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es wird ein Körper mit Fluidkanälen vorgeschlagen, insbesondere ein Filterelement und/oder ein Katalysatorelement, die zur Durchströmung mit einem Fluid vorgesehen sind, wobei die Fluidkanäle sich entlang einer Längsrichtung erstrecken und in einer Lage quer zur Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die Begrenzungswände der Fluidkanäle sind bezogen auf die Längsrichtung zumindest zu einem Teil gewellt ausgeführt. Zur Bildung des Körpers sind mehrere Lagen mit Fluidkanälen quer zur Längsrichtung übereinander angeordnet, wobei zumindest ein Teil der Fluidkanäle entlang der Längsrichtung eine Folge von Querschnittsverengungen und Querschnittserweiterungen aufweist.It is proposed a body with fluid channels, in particular a filter element and / or a catalyst element, which are provided for flow through a fluid, wherein the fluid channels extend along a longitudinal direction and are arranged in a position transverse to the longitudinal direction side by side. The boundary walls of the fluid channels are designed to be corrugated at least in part with respect to the longitudinal direction. To form the body, a plurality of layers with fluid channels are arranged one above the other transversely to the longitudinal direction, wherein at least a part of the fluid channels along the longitudinal direction has a series of cross-sectional constrictions and cross-sectional widenings.
Erfindungsgemäß sind dabei die Fluidkanäle in Strömungsrichtung des Fluids, entlang der Längsrichtung des Körpers, nicht mehr in einer Linie ausgerichtet mit gleichförmigem Querschnitt, sondern verändern sich im Querschnitt und/oder in der Strömungsrichtung. Die Fluidkanäle können dabei wellenförmig oder beispielsweise auch in Zickzack-Geometrie ausgeführt sein.According to the invention, the fluid channels in the flow direction of the fluid, along the longitudinal direction of the body, are no longer aligned in a line with a uniform cross section, but change in cross section and / or in the flow direction. The fluid channels can be wave-shaped or, for example, also configured in zigzag geometry.
Durch die sich über die Länge der Fluidkanäle veränderliche Geometrie kann die Abscheidung von Partikeln auf einer Begrenzungswand eines Fluidkanals, wie es beispielsweise in der Funktion eines Partikelfilters, beispielsweise eines Dieselpartikelfilters, gegeben ist, so beeinflusst werden, dass sich die Effizienz der Partikelabscheidung erhöht. Es können Bereiche mit hoher und niedriger Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden. Ebenso kann durch Krümmungen, Wellenformen, Zickzack-Geometrie der Fluidkanäle das Strömungsverhalten laminar zu turbulent, bzw. umgekehrt und damit die Ablagerung von Partikeln auf einer Begrenzungswand eines Fluidkanals beeinflusst werden. Dies ist beispielsweise bei offenen oder teiloffenen Partikelfiltersystemen besonders nützlich, insbesondere bei Dieselpartikelfiltersystemen. Unter „offen” oder „teiloffen” wird verstanden, dass der Fluidstrom im Nebenstromprinzip gefiltert wird, also nicht („offen”) oder nur zum Teil („teiloffen”) gezwungen wird, durch das Filtersystem zu strömen, womit nicht die Effizienz eines geschlossenen Systems erreicht wird. Bei Katalysatoren oder katalytisch beschichteten Dieselpartikelfiltersystemen kann durch eine turbulentere Strömung die katalytische Wirkung verbessert werden. Der Volumenstrom des durch die Fluidkanäle strömenden Fluids ändert sich über die Längsrichtung, da ein Teil des Volumenstroms sukzessive durch die Begrenzungswände der Fluidkanäle hindurchtritt. Dieser Umstand kann durch den entlang der Längsrichtung sich, beispielsweise periodisch, verändernden Kanalquerschnitt berücksichtigt werden. Entlang der Längsrichtung kann auf diese Weise ein nahezu beliebiges geeignetes Druckprofil im Fluidstrom eingestellt werden.The variable geometry over the length of the fluid channels, the deposition of particles on a boundary wall of a fluid channel, such as in the function of a particulate filter, such as a diesel particulate filter is given, be influenced so that the efficiency of particle deposition increases. It can be generated areas with high and low flow velocity. Likewise, through curvatures, wave forms, and zigzag geometry of the fluid channels, the flow behavior can be laminarly turbulent, or vice versa, and thus the deposition of particles on a boundary wall of a fluid channel can be influenced. This is particularly useful, for example, in open or partially open particulate filter systems, especially diesel particulate filter systems. By "open" or "partially open" is meant that the fluid flow is filtered in the bypass principle, so not ("open") or only partially ("partially open") is forced to flow through the filter system, which is not the efficiency of a closed Systems is achieved. at Catalysts or catalytically coated diesel particulate filter systems can be improved by a turbulent flow, the catalytic effect. The volume flow of the fluid flowing through the fluid channels changes over the longitudinal direction, since a part of the volume flow passes successively through the boundary walls of the fluid channels. This circumstance can be taken into account by the channel cross section changing along the longitudinal direction, for example periodically. Along the longitudinal direction can be adjusted in this way, almost any suitable pressure profile in the fluid flow.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Körper dadurch gebildet werden, dass Lagen mit Fluidkanälen in einer Stapelrichtung quer zur Längsrichtung aufeinander geschichtet sind. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise sehr kompakte, insbesondere quaderförmige Körper als Filter- und/oder Katalysatorelemente ausbilden, die in verschiedensten Bauformen technisch umgesetzt und eingesetzt werden können.In a preferred embodiment, the body can be formed by laminating layers with fluid channels in a stacking direction transverse to the longitudinal direction. In this way, for example, very compact, in particular cuboidal body form as filter and / or catalyst elements, which can be technically implemented and used in a variety of designs.
In einer besonders günstigen Ausführungsform kann ein Körper mit Fluidkanälen, die zur Durchströmung mit einem Fluid vorgesehen sind, der insbesondere als Filterelement und/oder Katalysatorelement eingesetzt werden soll, so gebildet sein, dass Fluidkanäle sich entlang einer Längsrichtung erstrecken und in einer Lage quer zur Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind, dass Begrenzungswände der Fluidkanäle bezogen auf die Längsrichtung zumindest zu einem Teil gewellt ausgeführt sind und dass zur Bildung des Körpers mindestens eine durchgehende Lage mit Fluidkanälen zu einem mehrlagigen Wickelkörper aufgewickelt ist. Ein solcher Körper lässt sich besonders einfach aus einer einzigen durchgehenden Lage mit Fluidkanälen ausführen. Der Wickelvorgang zu einem mehrlagigen Wickelkörper lässt sich produktionstechnisch schnell und einfach umsetzen, sodass auf diese Weise ein solcher Körper sehr günstig herzustellen ist. Weiter ist die Bauform als zylinderförmiger Wickelkörper besonders günstig, um beispielsweise als Filterkerze in Partikelfiltern, insbesondere Dieselpartikelfiltern, oder Luftfiltern eingesetzt zu werden.In a particularly favorable embodiment, a body with fluid channels, which are provided for the flow through with a fluid which is to be used in particular as a filter element and / or catalyst element, be formed so that fluid channels extend along a longitudinal direction and in a position transverse to the longitudinal direction are arranged side by side, that boundary walls of the fluid channels with respect to the longitudinal direction are designed to be corrugated at least in part and that at least one continuous layer is wound with fluid channels to form the body to a multilayer bobbin. Such a body is particularly easy to execute from a single continuous layer with fluid channels. The winding process to a multilayer bobbin can be implemented quickly and easily production technology, so that in this way such a body is very cheap to produce. Next, the design is particularly advantageous as a cylindrical winding body to be used for example as a filter candle in particulate filters, especially diesel particulate filters, or air filters.
Vorteilhafterweise können Begrenzungswände der Fluidkanäle bezogen auf die Längsrichtung zumindest zu einem Teil gewellt ausgeführt sein und zur Bildung des Körpers mehrere Lagen von Fluidkanälen quer zur Längsrichtung übereinander angeordnet sein, wobei zumindest ein Teil der Fluidkanäle entlang der Längsrichtung eine Folge von Querschnittsverengungen und Querschnittserweiterungen aufweist. Durch diese nicht-gleichförmigen Querschnitte der Fluidkanäle können sich unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und Druckverhältnisse einstellen, sodass die Abscheidung von Partikeln auf den Begrenzungswänden der Fluidkanäle besonders günstig beeinflusst werden kann.Advantageously, boundary walls of the fluid channels can be designed to be corrugated with respect to the longitudinal direction, at least in part, and several layers of fluid channels can be arranged one above the other to form the body, wherein at least part of the fluid channels along the longitudinal direction has a series of cross-sectional constrictions and cross-sectional enlargements. As a result of these non-uniform cross sections of the fluid channels, different flow velocities and pressure conditions can be established so that the deposition of particles on the boundary walls of the fluid channels can be influenced particularly favorably.
Zweckmäßigerweise können bei den beschriebenen Körpern quer zur Längsrichtung benachbarte Fluidkanäle wenigstens abschnittweise so angeordnet sein, dass eine Querschnittserweiterung in einem Fluidkanal einer Querschnittsverengung in mindestens einem benachbarten Fluidkanal derselben Lage entspricht. Werden solche Lagen von Fluidkanälen aufeinander gestapelt oder gewickelt, dann bilden sich auch bei räumlichen Anordnungen Fluidkanäle, die nicht-gleichförmige Querschnitte aufweisen und die schon erwähnten Vorteile bezüglich Strömungsgeschwindigkeiten und Druckverhältnissen in den Kanälen aufweisen.Conveniently, adjacent to the longitudinal direction adjacent fluid channels in the bodies described at least partially arranged so that a cross-sectional widening in a fluid channel of a cross-sectional constriction in at least one adjacent fluid channel corresponds to the same location. If such layers of fluid channels are stacked or wound on one another, then fluid channels which have non-uniform cross sections and which have the already mentioned advantages with regard to flow velocities and pressure conditions in the channels also form in spatial arrangements.
in einer vorteilhaften Ausgestaltung können quer zur Längsrichtung benachbarte Fluidkanäle wenigstens abschnittweise auch so angeordnet sein, dass zumindest ein benachbarter Fluidkanal wenigstens abschnittweise einen wellenförmigen, der Folge von Querschnittsverengungen und Querschnittserweiterungen des benachbarten Fluidkanals derselben Lage entsprechenden Verlauf entlang der Längsrichtung mit gleichförmigem Querschnitt aufweist. Solche gemischten Bauformen von Körpern mit Fluidkanälen können ebenfalls günstige Strömungsverhältnisse zur Reinigung von Fluiden von Partikeln oder für Katalysatoranwendungen aufweisen, da hierdurch gleichförmige mit nicht-gleichförmigen Strömungsverhältnissen gemischt auftreten können und so die Effizienz von Filtern beispielsweise gesteigert werden kann.In an advantageous embodiment, adjacent to the longitudinal direction adjacent fluid channels at least in sections may also be arranged so that at least one adjacent fluid channel at least partially has a wavy, the sequence of cross-sectional constrictions and cross-sectional extensions of the adjacent fluid channel same location corresponding course along the longitudinal direction with uniform cross-section. Such mixed fluid channel body designs may also have favorable flow conditions for cleaning fluids from particles or for catalyst applications, as this may cause uniform mixing with non-uniform flow conditions and thus increase the efficiency of filters, for example.
Zweckmäßigerweise können bei einem solchen Körper eine Eintrittsseite und eine Austrittsseite vorgesehen sein, die an verschiedenen Seiten des Körpers angeordnet sein können. Das den Körper durchströmende Fluid kann auf der Eintrittsseite in den Körper eintreten und ihn auf der Austrittsseite wieder verlassen. Üblicherweise werden Eintritt- und Austrittsseite des Körpers bei Filteranwendungen einander gegenüberliegen, sie können jedoch auch beispielsweise unter einem Winkel von 90° angeordnet sein, wenn dies von der Bauform her sich als besonders günstig herausstellen sollte.Appropriately, in such a body, an inlet side and an outlet side may be provided, which may be arranged on different sides of the body. The fluid flowing through the body can enter the body on the inlet side and leave it again on the outlet side. Usually the inlet and outlet side of the body in filter applications are opposed to each other, but they can also be arranged for example at an angle of 90 °, if this should turn out to be particularly favorable from the design ago.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können mittelbar oder unmittelbar benachbarte Fluidkanäle wechselseitig durch Verschlussstopfen verschlossen sein, so dass ein Fluidpfad des Fluids zwangsweise durch wenigstens teilweise poröse und/oder fluiddurchlässige, insbesondere gasdurchlässige Begrenzungswände eines Fluidkanals führt. Unter „unmittelbar benachbart” ist zu verstehen, dass zwischen zwei auf einer Seite verschlossenen Fluidkanälen jeweils ein auf dieser Seite offener Fluidkanal liegt. Unter „mittelbar benachbart” ist zu verstehen, dass zwischen auf derselben Seite verschlossenen Fluidkanälen jeweils zwei oder mehr auf dieser Seite nicht verschlossene Fluidkanäle liegen. Am gegenüberliegenden Ende kann ein auf der einen Seite offener Fluidkanal offen oder verschlossen sein und umgekehrt. In einem austrittsseitig so verschlossenen Fluidkanal entsteht bei Beaufschlagung des Körpers mit einem Fluid ein Staudruck in dem Fluidkanal, der einen Durchtritt des Fluids in einen benachbarten Kanal, der eintrittsseitig mit einem Verschlussstopfen verschlossen ist, begünstigt. Beim Durchtritt des Fluids durch die Begrenzungswand kann das Fluid dann von mitgeführten Partikeln gereinigt werden, die sich an der Begrenzungswand ablagern können oder es kann, wenn die Begrenzungswand aus einem Katalysatorwerkstoff besteht oder katalytisch beschichtet ist, eine katalytische Wirkung auf das Fluid ausgeübt werden.In a further advantageous embodiment, directly or indirectly adjacent fluid channels can be mutually closed by sealing plugs, so that a fluid path of the fluid forcibly passes through at least partially porous and / or fluid-permeable, in particular gas-permeable boundary walls of a fluid channel. By "immediately adjacent" is meant that between two closed on one side fluid channels each have an open on this side fluid channel. By "indirectly adjacent" is meant that between on the same page each closed fluid channels are two or more not closed on this side fluid channels. At the opposite end, a fluid channel open on one side may be open or closed, and vice versa. In a fluid channel which is closed off on the outlet side, upon pressurization of the body with a fluid, a dynamic pressure is created in the fluid channel, which promotes a passage of the fluid into an adjacent channel, which is closed on the inlet side by a sealing plug. As the fluid passes through the boundary wall, the fluid can then be cleaned of entrained particles that may deposit on the boundary wall, or if the boundary wall is made of a catalytic material or catalytically coated, a catalytic effect on the fluid may be exerted.
Bei einer besonders günstigen Ausführungsform können die Begrenzungswände der Fluidkanäle aus keramisiertem Faserwerkstoff bestehen. Dabei kann der Körper aus mindestens einer keramisch imprägnierten Faserbahn, insbesondere aus Papier, gebildet sein, die derart unter Temperatur durch Sintern gebildet ist, dass Fasern des Fasermaterials freigebrannt sind. Das Keramikmaterial kann unter Bildung des durchgängig zwischen seinen beiden Oberflächen porösen und/oder gasdurchlässigen Abschnittes zusammengesintert werden, wobei mindestens eine Faserbahn zur Bildung von Fluidkanälen gewellt ausgeführt sein kann. Der besondere Vorteil gegenüber den üblichen im Abgasbereich eingesetzten keramischen Körpern ist, dass auf diese Weise komplexe Bauformen wie Fluidkanäle mit nicht-gleichförmigem Querschnitt gebildet werden können. Bei herkömmlichen keramischen Körpern ist, bedingt durch den üblicherweise eingesetzten Extrusionsprozess, keine Veränderung des Querschnitts in Strömungsrichtung möglich. Weiterhin ist durch den Einsatz von keramisiertem Faserwerkstoff eine deutliche Festigkeitssteigerung möglich, da durch die schräg verlaufenden Kontaktlinien zwischen den Lagen eine mechanisch belastbarere Struktur entsteht.In a particularly favorable embodiment, the boundary walls of the fluid channels may consist of ceramised fiber material. In this case, the body may be formed of at least one ceramic impregnated fiber web, in particular of paper, which is formed in such a temperature by sintering that fibers of the fiber material are burned free. The ceramic material can be sintered together to form the porous and / or gas-permeable section between its two surfaces, whereby at least one fibrous web can be corrugated to form fluid channels. The particular advantage over the conventional ceramic bodies used in the exhaust gas area is that in this way complex types such as fluid channels with non-uniform cross-section can be formed. In conventional ceramic bodies, due to the extrusion process usually used, no change in the cross section in the flow direction is possible. Furthermore, a significant increase in strength is possible through the use of ceramized fiber material, since the obliquely extending contact lines between the layers results in a structure which is more mechanically resilient.
Die Verwendung von keramisch imprägnierten Faserbahnen erlaubt eine nahezu beliebige Formgebung. Im imprägnierten, aber noch nicht gesinterten Zustand halten die Faserbahnen den daraus gebildeten Grundkörper in Form. Die Formstabilität in diesem Zustand reicht aus, auch komplexe Formgebungen mit dünnen Kanalquerschnitten und dünnen Wandstärken herzustellen. Beim Sinterprozess brennen die Fasern der Faserbahnen frei und erzeugen die gewünschte durchgängige Porosität der einzelnen Abschnitte. Im Vergleich zu einem vorbekannten Extrusionsprozess lassen sich dünnere Wandstärken und nahezu beliebige Kanalquerschnitte bzw. Querschnittsverläufe herstellen. Die Porengröße kann durch verschiedene Fasermaterialien bzw. keramische Imprägnierungen eingestellt werden.The use of ceramic-impregnated fiber webs allows almost any shape. In the impregnated, but not yet sintered state, the fibrous webs hold the basic body formed therefrom in shape. The dimensional stability in this state is sufficient to produce even complex shapes with thin channel cross-sections and thin wall thicknesses. During the sintering process, the fibers of the fiber webs burn free and produce the desired continuous porosity of the individual sections. In comparison to a previously known extrusion process, thinner wall thicknesses and virtually any channel cross-sections or cross-sectional profiles can be produced. The pore size can be adjusted by different fiber materials or ceramic impregnations.
Vorteilhafterweise können die Begrenzungswände der Fluidkanäle eines erfindungsgemäßen Körpers wenigstens bereichsweise katalytisch wirksames Material aufweisen. Dabei kann das Material zum einen direkt in den Strukturwerkstoff der Begrenzungswände eingearbeitet sein. Es kann jedoch auch nur als Oberflächenbeschichtung auf den Werkstoff der Begrenzungswände aufgebracht sein. Für diese Art der Beschichtung sind verschiedene Verfahren denkbar. Der katalytische Werkstoff kann aufgespritzt oder aufgedampft werden, er kann jedoch auch durch chemische Abscheidung aus einer flüssigen oder gasförmigen Phase aufgebracht werden. Auf diese Weise lassen sich solche Körper besonders kostengünstig als Katalysatorelemente beispielsweise für Abgaskatalysatoren herstellen.Advantageously, the boundary walls of the fluid channels of a body according to the invention may comprise at least partially catalytically active material. The material may be incorporated directly into the structural material of the boundary walls. However, it can also be applied only as a surface coating on the material of the boundary walls. Various methods are conceivable for this type of coating. The catalytic material can be sprayed or vapor deposited, but it can also be applied by chemical vapor deposition from a liquid or gaseous phase. In this way, such bodies can be produced particularly cost-effectively as catalyst elements, for example for catalytic converters.
Vorteilhafterweise lassen sich die beschriebenen Körper als Kompaktluftfilter, insbesondere als Kraftfahrzeug-Luftfilter, einsetzen. Durch die Übereinanderschichtung mehrerer Lagen von Fluidkanälen lassen sich kundenspezifisch besonders kompakte Bauformen für Luftfilter realisieren.Advantageously, the described body can be used as a compact air filter, in particular as a motor vehicle air filter. Due to the stacking of several layers of fluid channels, particularly compact designs for air filters can be realized on a customer-specific basis.
Eine weitere günstige Verwendungsmöglichkeit eines solchen Körpers ist die Verwendung als Partikelfilter, insbesondere als Dieselpartikelfilter. Die nicht-gleichförmige Strömungs- und Druckverteilung begünstigt eine besonders hohe Abscheidungsrate eines solchen Partikelfilters.Another favorable use of such a body is the use as a particulate filter, in particular as a diesel particulate filter. The non-uniform flow and pressure distribution favors a particularly high deposition rate of such a particulate filter.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein solcher Körper als Katalysator eingesetzt werden. Auch katalytische Umsetzungsprozesse, beispielsweise bei Abgaskatalysatoren, werden durch die nicht-gleichförmigen Strömungs- und Druckverteilungen der beschriebenen Fluidkanäle besonders günstig beeinflusst.In an advantageous embodiment, such a body can be used as a catalyst. Also, catalytic conversion processes, for example in catalytic converters, are particularly favorably influenced by the non-uniform flow and pressure distributions of the described fluid channels.
Bei den genannten Verwendungsmöglichkeiten liegen die besonderen Vorteile außerdem in einer besonders kostengünstigen Herstellungsmöglichkeit des jeweiligen Körpers sowie in der besonders hohen Effizienz der Körper im jeweiligen Einsatzgebiet als Luftfilter, Partikelfilter, und/oder Katalysator auf Grund des strömungs- und druckverteilungsmäßig besonders günstigen nicht-gleichförmigem Querschnitts der Fluidkanäle.In the aforementioned uses, the particular advantages are also in a particularly cost-effective production possibility of the respective body and in the particularly high efficiency of the body in the respective application as an air filter, particulate filter, and / or catalyst due to the flow and pressure distribution moderately favorable non-uniform cross-section the fluid channels.
Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein System mit einem Körper mit Fluidkanälen, insbesondere ein Filtersystem mit einem Filterelement und/oder ein Katalysatorsystem mit einem Katalysatorelement, wobei der Körper auswechselbar in einem Gehäuse des Systems angeordnet sein kann. Da gerade Filterelemente eines Filtersystems im Rohfluid bereich, d. h. im Bereich eines ungefilterten Fluids, üblicherweise in regelmäßigen Wartungsintervallen ausgetauscht werden müssen, ist es zweckmäßig, wenn das Filterelement auswechselbar vorgesehen ist. Auch bei anderen Systemen wie Partikelfilter oder Katalysatorsystemen ist es zweckmäßig, wenn die jeweiligen Filter- oder Katalysatorelemente auswechselbar vorgesehen sind, um im Wartungs- und/oder Reparaturfall einfach ausgetauscht zu werden.According to a further aspect, the invention relates to a system having a body with fluid channels, in particular a filter system with a filter element and / or a catalyst system with a catalyst element, wherein the body can be interchangeably arranged in a housing of the system. Since just filter elements of a filter system in the raw fluid area, ie in the range of unfiltered fluid, usually need to be replaced at regular maintenance intervals, it is expedient if the filter element is provided interchangeable. In other systems such as particle filters or catalyst systems, it is expedient if the respective filter or catalyst elements are provided interchangeable, to be easily replaced in the maintenance and / or repair case.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen beispielhaft:They show by way of example:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.
In den
In den
Denkbar ist auch eine Ausgestaltung, bei der Fluidkanäle
Durch den welligen Verlauf der Fluidkanäle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1930060 A1 [0002] EP 1930060 A1 [0002]
- EP 1202790 [0003] EP 1202790 [0003]
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US11596893B2 (en) | 2018-06-11 | 2023-03-07 | Donaldson Company, Inc. | Filter media, filter media packs, and filter elements |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1202790A1 (en) | 1999-08-13 | 2002-05-08 | 3M Innovative Properties Company | Channel flow filter |
EP1930060A1 (en) | 2006-11-27 | 2008-06-11 | Mann+Hummel Gmbh | Diesel particulate filter with a ceramic filter body |
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2013
- 2013-07-23 DE DE201310012193 patent/DE102013012193A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1202790A1 (en) | 1999-08-13 | 2002-05-08 | 3M Innovative Properties Company | Channel flow filter |
EP1930060A1 (en) | 2006-11-27 | 2008-06-11 | Mann+Hummel Gmbh | Diesel particulate filter with a ceramic filter body |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11596893B2 (en) | 2018-06-11 | 2023-03-07 | Donaldson Company, Inc. | Filter media, filter media packs, and filter elements |
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