DE102018117691A1 - Filtereinrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Filtereinrichtung (10) hat ein Gehäuse (12) mit einer ersten Gehäuseöffnung (21) und einer zweiten Gehäuseöffnung (22). Im Gehäuse (12) sind ein Monolith (30) und Aktivkohle (40) vorgesehen, welcher Monolith (30) zumindest bereichsweise von der Aktivkohle (40) umgeben ist und in direktem Kontakt zur Aktivkohle (40) steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere zur Verhinderung oder Verringerung eines Austretens von Kraftstoffdampf in die Atmosphäre.
  • Kraftfahrzeuge mit einem Kraftstofftank haben üblicherweise eine Tankentlüftung, durch welche der Kraftstofftank zum Druckausgleich mit der Umgebung in Fluidverbindung steht. Hierbei besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass Kraftstoffdampf, welcher insbesondere flüchtige Kohlenwasserstoffe aufweist, in die Umgebung gelangt. Die Umweltgesetze setzen hierfür immer strengere Grenzwerte, und aktuell wird durch die US-Gesetzgebung (LEVIII) die sogenannte Bleeding-Emission in der Bleed Emissions Test Procedure auf 20 mg beschränkt.
  • Die DE 102 03 959 A1 zeigt eine Speichervorrichtung, welche einen ersten Behälter und einen in dem ersten Behälter koaxial angeordneten zweiten Behälter aufweist. Im zweiten Behälter ist ein Monolith über zwei Schaumstoffringe gelagert, und Aktivkohle ist im zweiten Behälter axial beabstandet und zusätzlich im ersten Behälter angeordnet. Die Lagerung des Monolithen 22 erfolgt sowohl in axialer als auch in radialer Richtung über die Schaumstoffringe zwischen dem Monolithen und dem zweiten Behälter.
  • Die US 2007/0266997 A1 zeigt eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der eine Kammer von einer Einströmöffnung hin zu einer Ausströmöffnung durchströmbar ausgebildet ist, und bei welcher eine zusätzliche Kammer vorgesehen ist, welche quer zur ersten Kammer durchströmbar ist. Die erste Kammer enthält Aktivkohle, und die zweite Kammer enthält Monolithe.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Filtereinrichtung bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Eine Filtereinrichtung weist ein Gehäuse mit einer ersten Gehäuseöffnung und einer zweiten Gehäuseöffnung auf, wobei in dem Gehäuse ein Monolith und Aktivkohle vorgesehen sind, welcher Monolith zumindest bereichsweise von der Aktivkohle umgeben ist und in direktem Kontakt zur Aktivkohle steht. Das Vorsehen von Aktivkohl am Monolithen ermöglicht zum einen eine Lagerung des Monolithen durch die Aktivkohle, und zum anderen wird ein Fluidfluss außerhalb des Monolithen durch die Aktivkohle verringert oder verhindert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist als Aktivkohle eine Aktivkohle mit geringer Ausblutung vorgesehen. Das Ausbluten wird im Englischen als Bleeding bezeichnet, und beim Ausbluten erfolgt ein unkontrolliertes bzw. ungewünschtes Ablösen der gefilterten Stoffe. Daher ist die Verwendung einer hochwertigen Aktivkohle mit geringer Ausblutung bei der Lösung vorteilhaft.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Gehäuseöffnung auf einer ersten Seite des Monolithen angeordnet, und die zweite Gehäuseöffnung ist auf der zur ersten Seite des Monolithen entgegengesetzten Seite des Monolithen angeordnet. Hierdurch wird die Luftführung durch die Filtereinrichtung vorteilhaft möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Monolith Kanäle auf, welche Kanäle eine Längsrichtung des Monolithen definieren, welche Längsrichtung der bevorzugten Transportrichtung eines Fluids im Monolithen entspricht. Die Ausbildung mit einer Längsrichtung mit bevorzugtem Transport führt zu einer Verringerung des Strömungswiderstands.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Monolith quer zur Längsrichtung zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle. Ein Vorsehen der Aktivkohle in Querrichtung ermöglicht eine seitliche Lagerung des Monolithen durch die Aktivkohle, und auch eine Lagerung in axialer Richtung ist grundsätzlich möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Monolith in der Längsrichtung eine erste Stirnfläche und auf der zur ersten Stirnfläche entgegengesetzten Seite eine zweite Stirnfläche auf, wobei der Monolith an der ersten Stirnfläche zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle ist. Das Vorsehen von Aktivkohle an der ersten Stirnfläche führt zu einer besseren Druckverteilung, und sie verringert hierdurch die Gefahr einer Beschädigung an der ersten Stirnfläche.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform steht der Monolith auch an der zweiten Stirnfläche zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle. Hierdurch kann der Monolith in beide axiale Richtungen durch Aktivkohle gelagert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Monolith an der Außenseite, welche quer zur Längsrichtung vorgesehen ist, zumindest teilweise fluiddurchlässig ausgebildet, so dass ein Fluidfluss zwischen der Aktivkohle und dem Monolithen möglich ist. Dies ermöglicht einen Fluidaustausch zwischen dem Monolithen und der Aktivkohle. Bei der Regenerierung kann das auf Grund einer Unterdruckbildung im Monolithen zu einer verbesserten Mitnahme von Kohlenwasserstoffen führen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Bewegung des Monolithen in zumindest zwei sich unterscheidende Richtungen durch die Aktivkohle begrenzt. Dies führt zu einer verbesserten Lagerung des Monolithen in der Aktivkohle.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Monolith ausschließlich durch die Aktivkohle gelagert. Der Monolith ist also nicht in einer Halteverbindung mit weiteren strukturellen Halteelementen. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung des Monolithen starke verringert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind ein erstes Lager und ein zweites Lager vorgesehen, wobei der Monolith zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager angeordnet ist, und wobei eine Bewegung der Aktivkohle zum ersten Lager hin durch das erste Lager begrenzt ist und eine Bewegung des Monolithen zum zweiten Lager hin durch das zweite Lager begrenzt ist. Das Vorsehen solcher Lager ermöglicht es, die Aktivkohle zumindest weitgehend im Bereich zwischen den Lagern zu halten und die Filtereinrichtung formstabil auszugestalten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Monolith in Kontakt zum ersten Lager. Der Monolith kann hierdurch abgestützt werden, und er kann sowohl vom Lager als auch durch die Aktivkohle gehalten werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Lager als Flies, als Schaum oder als Formteil ausgebildet. Diese Materialien ermöglichen mechanisch einen Halt und können gut montiert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Lager zumindest teilweise durchlässig für Kohlenwasserstoffe. Die Kohlenwasserstoffe können hierdurch vorteilhaft in den Bereich des Monolithen gelangen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager der Raum zwischen dem Monolithen und dem Gehäuse zu mindestens 60 % mit Aktivkohle gefüllt ist, bevorzugt zu mindestens 75 %, weiter bevorzugt zu mindestens 90 %. Die Füllung führt dazu, dass die Aktivkohle keine größeren Freiräume aufweist und hierdurch die Gefahr einer Bewegung des Monolithen relativ zur Kohle verringert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aktivkohle durch Rütteln verdichtet. Zum einen wächst hierdurch der Durchflusswiderstand, was zu einer Bevorzugung eines Flusses durch den Monolithen führt, und zum anderen wird die Speicherkapazität erhöht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Monolith und die Aktivkohle zwischen der ersten Gehäuseöffnung und der zweiten Gehäuseöffnung zumindest bereichsweise fluidtechnisch parallel geschaltet, so dass ein Fluidfluss zwischen der ersten Gehäuseöffnung und der zweiten Gehäuseöffnung in diesem Bereich über den Monolithen oder über die Aktivkohle erfolgen kann.
  • Weiter Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
    • 1 in einem Längsschnitt eine Ausführungsform einer Filtereinrichtung,
    • 2 in einem Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Filtereinrichtung,
    • 3 in einem Querschnitt die Filtereinrichtung von 1 mit kreisrundem Querschnitt,
    • 4 in einem Querschnitt die Filtereinrichtung von 1 mit einem eckigen Querschnitt, und
    • 5 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung mit einem Kraftstofftank und einer Filtereinrichtung.
  • 1 zeigt eine Filtereinrichtung 10 mit einem Gehäuse 12, welches Gehäuse 12 eine erste Gehäuseöffnung 21 und eine zweite Gehäuseöffnung 22 aufweist. Die erste Gehäuseöffnung 21 ist bspw. der Umgebung zugeordnet, und die zweite Gehäuseöffnung 22 dem Kraftstofftank. Die Zuordnung muss aber nicht zwingend durch die Filtereinrichtung 10 vorgegeben sein, sondern die Filtereinrichtung 10 kann auch derart ausgebildet werden, dass sie in beide Richtungen einsetzbar ist.
  • Im Gehäuse 12 sind ein Monolith 30 und Aktivkohle 40 vorgesehen, wobei der Monolith 30 zumindest bereichsweise von der Aktivkohle 40 umgeben ist und in direktem Kontakt zur Aktivkohle 40 steht. Naturgemäß können auch mehrere Monolithen vorgesehen sein, es ist aber immer mindestens ein Monolith vorgesehen.
  • Aktivkohle besteht überwiegend aus Kohlenstoff und hat eine hochporöse Struktur mit einer großen inneren Oberfläche. Die Aktivkohle kann als Pulver, als Granulat oder in Form kleiner gepresster Pellets eingesetzt werden. Als Schüttgut kann sie geschüttet werden. Bevorzugt wird eine Aktivkohle mit geringer Ausblutung verwendet. Durch den direkten Kontakt der Aktivkohle 40 zum Monolithen 30 wird der Monolith 30 in der Aktivkohle 40 gelagert. Die Lagerung erfolgt im Ausführungsbeispiel einerseits zu den seitlichen Wänden des Gehäuses 12 hin, und die Aktivkohle 40 hat zusätzlich eine Lagerwirkung in die axiale Richtung bzw. in die Längsrichtung 34 des Monolithen 30, insbesondere durch Haftreibung und ggf. Verzahnung bzw. Mirkoverzahnung.
  • Der Monolith 30 hat Kanäle 33, welche Kanäle 33 eine Längsrichtung 34 des Monolithen 30 definieren, welche Längsrichtung 34 der bevorzugten Transportrichtung eines schematisch angedeuteten Fluids 28 im Monolithen 30 entspricht. Das Fluid 28 kann bspw. ein Gas oder ein Aerosol sein.
  • Im Ausführungsbeispiel ist der Monolith 30 quer zur Längsrichtung 34 zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle 40.
  • Der Monolith 30 weist in der Längsrichtung 34 eine erste Stirnfläche 31 und auf der zur ersten Stirnfläche 31 entgegengesetzten Seite eine zweite Stirnfläche 32 auf. An den Stirnflächen 31, 32 sind Kanalöffnungen der Kanäle 33 vorgesehen.
  • Im Gehäuse 12 sind ein erstes Lager 14 und ein zweites Lager 16 vorgesehen, und der Monolith 30 ist zwischen dem ersten Lager 14 und dem zweiten Lager 16 angeordnet.
  • Das erste Lager 14 und/oder das zweite Lager 16 können bspw. als Flies, als Schaum oder als Formteil ausgebildet sein. Das erste Lager 14 und das zweite Lager 16 können durchlässig für Kohlenwasserstoffe ausgebildet werden, da es bei diesen nicht auf eine Filterfunktion ankommt. Das erste Lager 14 und das zweite Lager 16 dienen dazu, die Aktivkohle 40 im Bereich zwischen dem ersten Lager 14 und dem zweiten Lager 16 zu halten. Eine Bewegung der Aktivkohle 40 zum ersten Lager 14 hin ist bevorzugt durch das erste Lager 14 begrenzt, und eine Bewegung des Monolithen 30 zum zweiten Lager 16 hin ist bevorzugt durch das zweite Lager 16 begrenzt. Hierbei ist es unschädlich, wenn sehr kleine Aktivkohlepartikel in geringem Ausmaß durch das erste Lager 14 oder das zweite Lager 16 hindurchtreten.
  • Das erste Lager 14 und das zweite Lager 16 können im Bereich der ersten Stirnfläche 31 und der zweiten Stirnfläche 32 eine Aussparung aufweisen, da nicht zwingend eine Lagerwirkung für den Monolithen unmittelbar durch das erste Lager 14 und das zweite Lager 16 erforderlich ist.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die erste Stirnfläche 31 in Kontakt zum ersten Lager 14, und die zweite Stirnfläche 32 ist in Kontakt zum zweiten Lager 16.
  • Der Kontakt des Monolithen 30 begrenzt zusätzlich zur Haltewirkung der Aktivkohle 40 eine Bewegung des Monolithen 30 in die Längsrichtung 34.
  • Im Bereich zwischen dem ersten Lager 14 und dem zweiten Lager 16 ist der Raum zwischen dem Monolithen 30 und dem Gehäuse 12 bevorzugt zu mindestens 60 % mit Aktivkohle gefüllt, weiter bevorzugt zu mindestens 75 %, und weiter bevorzugt zu mindestens 90 %. Es sind also keine oder zumindest nur geringe makroskopische Hohlräume ohne Aktivkohle vorgesehen. Naturgemäß sind im Inneren der Aktivkohle durch die poröse Struktur mikroskopische Hohlräume, die nicht zum Grad der Füllung hinzugerechnet werden.
  • Bevorzugt ist die erste Gehäuseöffnung 21 auf einer ersten Seite 51 des Monolithen angeordnet, und die zweite Gehäuseöffnung 22 ist auf der zur ersten Seite 51 des Monolithen 30 entgegengesetzten zweiten Seite 52 des Monolithen 30 angeordnet.
  • Herstellung der Filtereinrichtung
  • Zur Herstellung der Filtereinrichtung 10 wird bevorzugt im Gehäuse 12 das zweite Lager 16 vorgesehen, und der Monolith 30 wird auf dem zweiten Lager 16 positioniert. Anschließend wird die Aktivkohle 40 von oben in den Bereich zwischen dem Monolithen 30 und dem Gehäuse 12 hineingeschüttet, und durch Rütteln des Gehäuses 12 erfolgt eine leichte Verdichtung der Aktivkohle. Die Aktivkohle 40 wird bevorzugt bis zur Höhe der ersten Stirnfläche 31 aufgeschüttet, und anschließend wird das zweite Lager 14 im Gehäuse 12 angebracht. Bei der Verwendung eines Flieses oder Schaums für das erste Lager 14 kann dieses auch durch die erste Gehäuseöffnung 21 eingeführt werden, wenn die erste Gehäuseöffnung 21 kleiner als die maximale Breite des Gehäuses 12 ist. Für Formteile wird bevorzugt ein mehrteiliges Gehäuse 12 verwendet, bei dem das erste Lager 14 vor der Montage des Gehäuseteils mit der ersten Gehäuseöffnung 21 montiert werden kann.
  • Durch das Schütten der Aktivkohle 40 in den Bereich zwischen dem Monolithen 30 und dem Gehäuse 12 wird ein gleichmäßiger Kontakt der Aktivkohle 40 zum Monolithen 30 ermöglicht.
  • Monolithen 30 sind üblicherweise spröde und können nicht oder nur schlecht starr mit dem Gehäuse 12 verbunden werden, da es bei Erschütterungen zu einem Bruch des Monolithen 30 kommen kann. Durch die Lagerung des Monolithen 30 in der Aktivkohle 40 ist der Monolith 30 eingebettet in die Aktivkohle und hierdurch gut vor einer Zerstörung durch Erschütterungen geschützt.
  • Funktionsweise der Filtereinrichtung
  • Der Monolith 30 ermöglicht einen Fluss eines Fluids 28 zwischen der ersten Gehäuseöffnung 21 und der zweiten Gehäuseöffnung 22 in Längsrichtung 34 in beide Richtungen. Hierbei ist der fluidtechnische Widerstand für einen Fluss des Fluids 28 durch den Monolithen 30 deutlich geringer als der Fluidwiderstand eines Fluidflusses durch die Aktivkohle 40 hindurch. Wenn es also bspw. durch eine Druckdifferenz zwischen der ersten Gehäuseöffnung 21 und der zweiten Gehäuseöffnung 22 zu einem Fluidfluss kommt, wird dieser zu einem großen Teil durch den Monolithen 30 hindurch erfolgen. Bevorzugt sind der Monolith 30 und die Aktivkohle 40 zwischen der ersten Gehäuseöffnung 21 und der zweiten Gehäuseöffnung 22 zumindest bereichsweise fluidtechnisch parallel geschaltet, so dass ein Fluidfluss zwischen der ersten Gehäuseöffnung 21 und der zweiten Gehäuseöffnung 22 in diesem Bereich der Parallelschaltung über den Monolithen 30 oder über die Aktivkohle 40 erfolgen kann.
  • Der Monolith 30 ist dazu vorgesehen, kleine Mengen an Kohlenwasserstoffen, die auch als Bleeding Emissionen bezeichnet werden, zurückzuhalten. Im Ausführungsbeispiel werden somit Fluide 28, welche von der zweiten Gehäuseöffnung 22 zur ersten Gehäuseöffnung 21 und damit zur Umgebung hin transportiert werden, durch den Monolithen 30 gefiltert. In einem geringen Maß wird das Fluid 28 auch in Kontakt zur Aktivkohle 40 treten, und in der Aktivkohle 40 kann durch die gute Speicherwirkung eine Adsorption der Kohlenwasserstoffe erfolgen.
  • In Kraftfahrzeugen kann eine Regeneration der Filtereinrichtung 10 vorgesehen werden, indem auf der Seite der zweiten Gehäuseöffnung 22 ein Unterdruck erzeugt wird, bspw. durch eine fluidtechnische Verbindung der zweiten Gehäuseöffnung 22 mit einem Saugbereich eines Motors. Bei dieser Regeneration wird frische Luft von der Umgebung über die erste Gehäuseöffnung 21 eingesaugt, und die frische Luft transportiert in der Filtereinrichtung 10 gespeicherte Kohlenwasserstoffe zur zweiten Gehäuseöffnung 22 hin aus der Filtereinrichtung 10 heraus. Die Kohlenwasserstoffe werden anschließend bspw. der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor zugeführt und gelangen hierdurch nicht in die Umgebung.
  • Mit der Filtereinrichtung 10 können die Emissionen stark reduziert werden. Bei bisherigen Lösungen, bei denen der Monolith 30 bspw. durch zwei Schaumstoffringe im Gehäuse gelagert war, haben sich Hohlräume zwischen dem Monolithen und dem Gehäuse ergeben. Es wird vermutet, dass sich Kohlenwasserstoffe in diesen Hohlräumen gesammelt haben, und über die Hohlräume in die Umgebung gelangen konnten.
  • Durch die Verwendung der Aktivkohle 40 können zum einen zusätzliche Lagerringe um den Monolithen 30 herum entfallen, und zum anderen wird die Gefahr eines Kohlenwasserstoffaustritts über den Bereich zwischen dem Monolithen 30 und dem Gehäuse 12 stark verringert, da dieser Bereich einerseits durch die Aktivkohle 40 einen hohen fluidtechnischen Widerstand aufweist und zum anderen die Aktivkohle 40 eine gute Speicherwirkung für Kohlenwasserstoffe aufweist. Dies ermöglicht einen sehr geringen Austritt von unerwünschten Kohlenwasserstoffen auf der Seite der ersten Gehäuseöffnung 21.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Filtereinrichtung 10. Im Unterschied zur 1 ist im Bereich 42 zwischen der ersten Stirnfläche 31 und dem ersten Lager 14 sowie im Bereich 43 zwischen der zweiten Stirnfläche 32 und dem zweiten Lager 16 ebenfalls Aktivkohle 40 vorgesehen.
  • Der Monolith 30 kann somit sowohl in Längsrichtung 34 als auch quer zur Längsrichtung 34 durch die Aktivkohle 40 gelagert werden, und er ist hierdurch gut vor einer Zerstörung durch Erschütterungen geschützt. Bevorzugt ist eine Bewegung des Monoliths 30 durch die Aktivkohle in zumindest zwei sich unterscheidende Richtungen begrenzt, also bei der Lagerung in radialer Richtung insbesondere in zwei Richtungen, welche senkrecht zu einander sind. Bevorzugt wirkt die Lagerung in drei Richtungen, welche jeweils senkrecht zu einander sind. Bevorzugt ist der Monolith ausschließlich durch die Aktivkohle gelagert.
  • Bei der Herstellung kann bspw. vor der Platzierung des Monolithen 30 eine erste Schicht Aktivkohle auf dem zweiten Lager 16 angeordnet werden, und anschließend kann der Monolith 30 auf der Aktivkohle 40 platziert werden.
  • 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die Filtereinrichtung 10 von 1 mit kreisrundem Querschnitt. Der Monolith 30 hat bevorzugt ebenfalls einen kreisrunden Querschnitt, und er ist bevorzugt koaxial im Gehäuse 12 angeordnet. Die Aktivkohle 40 umgibt den Monolithen 30 an der Außenseite 36, und eine Bewegung des Monolithen 30 zum Gehäuse 12 ist hierdurch stark eingeschränkt. Die Kanäle 33 des Monolithen 30 bilden eine Wabenstruktur. Im Ausführungsbeispiel ist die Wabenstruktur aus rechteckigen Kanälen zusammengesetzt, es kann aber auch eine andere Wabenstruktur wie bspw. die sechseckige Struktur einer Honigwabe verwendet werden.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Querschnitts durch die Filtereinrichtung 10 von 1. Der Querschnitt ist rechteckförmig bzw. quadratisch ausgebildet, bevorzugt sowohl beim Monolithen 30 als auch beim Gehäuse 12. Auch hier ist die Außenseite 36 des Monolithen 30 von Aktivkohle 40 umgeben und lagert hierdurch den Monolithen 30.
  • 5 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die Filtereinrichtung 10. Ein Kraftstofftank 90 ist über eine Leitung 101 mit einer Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 verbunden. Die Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 ist über eine Leitung 102 mit einem steuerbaren Ventil 94 verbunden, und das Ventil 94 ist über eine Leitung 103 mit einem Verbrennungsmotor 96 verbunden. Die Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 ist über eine Leitung 104 mit der Filtereinrichtung 10 verbunden, und die Filtereinrichtung 10 steht über eine Leitung 105 in Kontakt mit der Umgebung 98.
  • Bei geschlossenem Ventil 94 steht der Kraftstofftank 90 über die Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 in Fluidverbindung mit der Filtereinrichtung 10, wobei die Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 einen Großteil der enthaltenen Kohlenwasserstoffe adsorbiert. Die Kohlenwasserstoffe, die in allenfalls geringer Menge über die Leitung 104 zur Filtereinrichtung 10 gelangen, werden in der Filtereinrichtung 10 zurückgehalten bzw. gespeichert, und über die Leitung 105 gelangt nur noch sehr wenig Kohlenwasserstoff in die Umgebung 98.
  • Die Speichereigenschaft bzw. Filtereigenschaft der Filtereinrichtung 10 würde mit der Zeit nachlassen, wenn immer mehr Kohlenwasserstoffe gespeichert würden. Daher ist das Ventil 94 vorgesehen, und über eine Öffnung des Ventils 94 kann im Betrieb des Motors 96 eine Regeneration der Filtereinrichtung 10 und der Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 erfolgen. Hierzu kann der Unterdruck im Saugrohrbereich des Motors verwendet werden, und dieser führt dazu, dass bei geöffnetem Ventil 94 Luft aus der Umgebung 98 über die Filtereinrichtung 10 und die Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 angesaugt wird und dem Verbrennungsprozess im Motor 96 zugeführt wird. Bei der Regeneration wird somit gespeicherter Kohlenwasserstoff aus der Filtereinrichtung 10 und aus der Aktivkohle-Filtereinrichtung 92 entfernt und im Motor 96 verbrannt. Die Filterwirkung und Speicherwirkung wird hierdurch wieder hergestellt.
  • Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.
  • Die Grundform des Querschnitts des Monolithen 30 und des Gehäuses 12 müssen nicht übereinstimmen. So kann beispielsweise der Monolith eine rechteckige Grundform haben und das Gehäuse eine runde oder ovale Grundform, oder umgekehrt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10203959 A1 [0003]
    • US 2007/0266997 A1 [0004]

Claims (17)

  1. Filtereinrichtung (10), welche ein Gehäuse (12) mit einer ersten Gehäuseöffnung (21) und einer zweiten Gehäuseöffnung (22) aufweist, in welchem Gehäuse (12) ein Monolith (30) und Aktivkohle (40) vorgesehen sind, welcher Monolith (30) zumindest bereichsweise von der Aktivkohle (40) umgeben ist und in direktem Kontakt zur Aktivkohle (40) steht.
  2. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher als Aktivkohle (40) eine Aktivkohle mit geringer Ausblutung vorgesehen ist.
  3. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die erste Gehäuseöffnung (21) auf einer ersten Seite (51) des Monolithen (30) angeordnet ist, und bei welchem die zweite Gehäuseöffnung (22) auf der zur ersten Seite (51) des Monolithen (30) entgegengesetzten Seite (52) des Monolithen (30) angeordnet ist.
  4. Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Monolith (30) Kanäle (33) aufweist, welche Kanäle (33) eine Längsrichtung (34) des Monolithen definieren, welche Längsrichtung (34) der bevorzugten Transportrichtung eines Fluids (28) im Monolithen (30) entspricht.
  5. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 4, bei welchem der Monolith (30) quer zur Längsrichtung (34) zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle (40) ist.
  6. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher der Monolith (30) in der Längsrichtung (34) eine erste Stirnfläche (31) und auf der zur ersten Stirnfläche (31) entgegengesetzten Seite eine zweite Stirnfläche (32) aufweist, wobei der Monolith (30) an der ersten Stirnfläche (31) zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle (40) ist.
  7. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 6, bei welcher der Monolith (30) auch an der zweiten Stirnfläche (32) zumindest bereichsweise in Kontakt zur Aktivkohle (40) steht.
  8. Filtereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei welcher der Monolith (30) an der Außenseite (36), welche quer zur Längsrichtung (34) vorgesehen ist, zumindest teilweise fluiddurchlässig ausgebildet ist, so dass ein Fluidfluss zwischen der Aktivkohle (40) und dem Monolithen (30) möglich ist.
  9. Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher eine Bewegung des Monolithen (30) in zumindest zwei sich unterscheidende Richtungen durch die Aktivkohle (40) begrenzt ist.
  10. Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Monolith (30) ausschließlich durch die Aktivkohle (40) gelagert ist.
  11. Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein erstes Lager (14) und ein zweites Lager (16) vorgesehen sind, wobei der Monolith (30) zwischen dem ersten Lager (14) und dem zweiten Lager (16) angeordnet ist, und wobei eine Bewegung der Aktivkohle (40) zum ersten Lager (14) hin durch das erste Lager (14) begrenzt ist und eine Bewegung des Monolithen (40) zum zweiten Lager (16) hin durch das zweite Lager (16) begrenzt ist.
  12. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 11, bei welcher der Monolith (30) in Kontakt zum ersten Lager (14) ist.
  13. Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher das erste Lager (14) als Flies, als Schaum oder als Formteil ausgebildet ist.
  14. Filtereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welcher das erste Lager (14) zumindest teilweise durchlässig für Kohlenwasserstoffe ist.
  15. Filtereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher im Bereich zwischen dem ersten Lager (14) und dem zweiten Lager (16) der Raum zwischen dem Monolithen (30) und dem Gehäuse (12) zu mindestens 60 % mit Aktivkohle gefüllt ist, bevorzugt zu mindestens 75 %, weiter bevorzugt zu mindestens 90 %.
  16. Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Aktivkohle durch Rütteln verdichtet ist.
  17. Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Monolith (30) und die Aktivkohle (40) zwischen der ersten Gehäuseöffnung (21) und der zweiten Gehäuseöffnung (22) zumindest bereichsweise fluidtechnisch parallel geschaltet sind, so dass ein Fluidfluss zwischen der ersten Gehäuseöffnung (21) und der zweiten Gehäuseöffnung (22) in diesem Bereich über den Monolithen (30) oder über die Aktivkohle (40) erfolgen kann.
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