DE10210950A1

DE10210950A1 - Rußfilter mit Umkehr der Abgasströmungsrichtung

Info

Publication number: DE10210950A1
Application number: DE10210950A
Authority: DE
Inventors: Ingo Janthur
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Bei einem regenerierbaren Partikelfilter (1) zum Entfernen von Rußpartikeln aus Abgasen (4), insbesondere Abgasen von Dieselbrennkraftmaschinen, mit einem Filtergehäuse (2) und einem darin von dem zu reinigenden Abgas durchströmbar angeordneten und aus einer Vielzahl wabenartig aneinander angrenzender, im Wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer Filterkanalenden (6a, 7a) verschlossenen Filterkanäle (10) mit porösen Umfangwänden (11) bestehenden Filterkörper (3) mit Filterkörpervorderseite und Filterkörperrückseite, soll eine Lösung geschaffen werden, die ein verbessertes Freibrennen der Filterkanäle von regenerierbaren Partikelfiltern ermöglicht. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, dass die Filterkörpervorderseite (6) und die Filterkörperrückseite (7) wechselseitig mit dem zu reinigenden Abgas (4) beaufschlagbar sind.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen regenerierbaren Partikelfilter zum Entfernen von Rußpartikeln aus Abgasen, insbesondere Abgasen von Dieselbrennkraftmaschinen, mit einem Filtergehäuse und einem darin von dem zu reinigenden Abgas durchströmbar angeordneten und aus einer Vielzahl wabenartig aneinander angrenzender, im Wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer Filterkanalenden verschlossener Filterkanäle mit porösen Umfangswänden bestehenden Filterkörper mit Filterkörpervorderseite und Filterkörperrückseite. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beladung und Regenerierung des Filterkörpers eines regenerierbaren Partikelfilters, insbesondere eines Rußfilters, zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgas einer Dieselbrennkraftmaschine, bei welchem ein in einem Filtergehäuse angeordneter und aus einer Vielzahl wabenartig aneinander angrenzender, im Wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer Filterkanalenden verschlossener Filterkanäle mit porösen Umfangswänden bestehender Filterkörper mit Filterkörpervorderseite und Filterkörperrückseite von dem Abgas durchströmt wird.

Regenerierbare Partikelfilter zum Entfernen von Rußpartikeln aus Abgasen, insbesondere Abgasen von Dieselbrennkraftmaschinen, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Häufig handelt es sich um keramische Filter. Die Filter bestehen aus einer Vielzahl von wabenartig angeordneten porösen Filterkanälen, die abwechselnd jeweils vorne oder hinten, also an einem Filterkanalende, verschlossen sind. Das den Filter bzw. die Filterkanäle von der einen Seite (vorne) zu der anderen Seite (hinten) durchströmende Abgas wird dadurch gezwungen, durch die porösen Kanalwände des Wabenkörpers zu strömen. Das Abgas strömt von der vorderen, offenen Seite (Zuströmseite) in die auf dieser Seite offenen Kanäle ein, tritt durch die porösen Zellzwischenwände dieser Kanäle in die jeweils benachbarten Kanäle über und strömt aus der hinteren Seite der auf dieser Seite (Abströmseite) offenen Kanäle aus. Die Partikel lagern sich in den Poren und/oder auf den Kanalinnenwänden der zur Zuströmseite offenen Kanäle ab. Da die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases innerhalb dieser Kanäle bis zu deren verschlossenen Enden stetig abnimmt, die Partikel in Folge ihrer Masse jedoch in geringerem Maße als das Gas ihre Geschwindigkeit reduzieren, häufen sich die Rußpartikel jeweils am verschlossenen Ende der zur Zuströmseite offenen Filterkanäle stärker an, als an den weiter zur Zutrittsöffnung liegenden Wandpartien. Dadurch steigt der Durchflusswiderstand des Filters an.

Um die volle Funktionsfähigkeit des Filters zu erhalten, muss dieser in gewissen Zeitabständen, spätestens bevor der Filter bzw. ein einzelner Filterkanal vollständig mit Rußpartikeln gefüllt ist, regeneriert werden. Dies geschieht dadurch, dass die Rußpartikel verbrannt werden, d. h. der Filter freigebrannt wird. Beispielsweise sind die Partikelfilter deshalb mit elektrischen Brenn- bzw. Heizelementen ausgestattet, die die einströmende Abgastemperatur auf einen Wert oberhalb der Rußzündungstemperatur erhöhen.

Ein solcher gattungsgemäßer Partikelfilter ist aus der DE 100 03 816 A1 bekannt. Bei diesem Partikelfilter ist am hinteren verschlossenen Ende eines jeden Zuströmkanals ein elektrisches Heizelement angeordnet, mittels welchem die dort in verstärktem Maße abgelagerte Menge an Rußpartikeln entzündet wird. Nach Entzündung der an dem Heizelement anliegenden Rußpartikeln bewegt sich die Brennfront in der Rußpartikelablagerung entlang der Kanalinnenwand zur offenen Zuströmseite des jeweiligen Kanals. Von Nachteil ist hierbei, dass sich die Brennfront entgegen der Zuströmrichtung des zu reinigenden, partikelbeladenen Abgases in den Kanälen fortbewegen muss.

Die demgegenüber mögliche Anordnung von Heizelementen an der abgaseintrittsseitigen Öffnung der Kanäle hat den Nachteil, dass dort die Beladung mit Rußpartikeln nicht sehr groß ist und das Zünden der Partikel sowie das Durchbrennen, d. h. die Fortbewegung der Brennfront in die Kanäle hinein, dadurch erschwert ist.

Aus der DE 38 24 578 C2 ist es bekannt, zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren innerhalb eines einen Rußpartikelfilter aufweisenden Filtergehäuses in Strömungsrichtung vor dem Partikelfilter eine elektrische Heizeinrichtung zum Aufheizen des einströmenden Abgases vorzusehen. Das einströmende Abgas wird bis auf eine Temperatur aufgeheizt, die ausreicht, die in den Filterkanälen des Partikelfilters abgelagerten Rußpartikel zu entzünden. Da die gesamte Abgasmenge auf die Zündtemperatur erwärmt werden muss, ist dazu eine erhebliche Energiemenge erforderlich, die im Allgemeinen in einem Kraftfahrzeug nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die ein verbessertes Freibrennen der Filterkanäle von regenerierbaren Partikelfiltern ermöglicht.

Bei einem regenerierbaren Partikelfilter der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Filterkörpervorderseite und die Filterkörperrückseite wechselseitig mit dem zu reinigenden Abgas beaufschlagbar sind.

Hierbei ist es gemäß Weiterbildung der Erfindung günstig, wenn die gegenüberliegenden Filterkanalenden der an jeweils einem ihrer axial gegenüberliegenden Filterkanalenden verschlossenen Filterkanäle abwechselnd mit dem zu reinigenden Abgas beaufschlagbar sind.

Zweckmäßigerweise ist hierzu in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Filterkörper von dem Abgas längs der Filterkanäle umkehrbar durchströmbar in dem Filtergehäuse angeordnet ist.

Durch die Erfindung ist es somit nun möglich, jeweils zur Regenerierung der beladenen Filterkanäle und zu deren Neubeladung die Filterkörpervorderseite und die Filterkörperrückseite wechselseitig mit dem zu reinigenden Abgas zu beaufschlagen bzw. in Weiterbildung der Erfindung die Filterkanalenden abwechselnd mit dem zu reinigenden Abgas zu beaufschlagen sowie in Ausgestaltung der Erfindung die Abgasströmungsrichtung in den Filterkanälen umzukehren. All dies hat jeweils zur Folge, dass die Abgasströmungsrichtung in den Filterkanälen umgekehrt wird, so dass sich die Bereiche der Filterkanäle mit der höchsten Rußbeladung jeweils auf der Abgaszuströmseite befinden und die Zündung des Rußes an der in Strömungsrichtung jeweils vorderen Seite der Filterkanäle erfolgen kann. Die Zündung des Rußes zum Abbrennen bzw. Freibrennen der Filterkanäle erfolgt damit viel leichter und einfacher als beim vorbekannten Stand der Technik, da heißes Abgas nach Durchströmen der jeweiligen porösen Filterkanalwand auf relativ viel Ruß trifft und sich die Flamm- bzw. Brennfront mit dem Abgas in Abgasströmungsrichtung zur jeweiligen Abströmseite der Filterkanäle ausbreiten kann. Auch wird durch die abwechselnde Anströmung des Filters bzw. der Filterkanäle von beiden Seiten dessen/- deren Lebensdauer bzw. Standzeit verlängert. Die abwechselnde Umkehr der Abgasströmungsrichtung führt zu einer verbesserten, d. h. geringeren, thermischen Belastung des Filters. Schließlich kann der Filter eine größere anströmbare Fläche erhalten, da das Anbrennen leichter erfolgt. Weiterhin werden hierdurch die Filterwiderstände geringer.

Die Erfindung basiert somit auf dem grundlegenden Gedanken, die Anströmrichtung des rußpartikelbeladenen Abgases je nach Beladungsstand der einzelnen Filterkanäle des Filterkörpers gezielt entweder auf die Filterkörpervorderseite oder die Filterkörperrückseite zu lenken und somit die Abgasströmungsrichtung in den Filterkanälen gezielt umzukehren, um ein verbessertes Abbrennen der abgelagerten Rußpartikel zu bewirken. Die Umkehr der Abgasströmungsrichtung kann während des Betriebszustandes der (Diesel-) Brennkraftmaschine mehrfach, in regelmäßigen oder unregelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgen.

Von Vorteil für die Konstruktion des Partikelfilters ist es gemäß Ausgestaltung der Erfindung, wenn das Filtergehäuse Mittel zur wechselseitigen Beaufschlagung von Filterkörpervorderseite und Filterkörperrückseite mit dem zu reinigenden Abgas aufweist.

Eine konstruktiv einfach zu realisierende Ausführungsform des Partikelfilters zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel einen Einlasskanal und einen Auslasskanal umfassen, die jeweils sowohl mit der Filterkörpervorderseite als auch mit der Filterkörperrückseite in Abgasströmungsverbindung bringbar sind, wobei aber Einlass- und Auslasskanal in ihrer die Filterkanäle umfassenden Abgasströmungsverbindung gleichzeitig jeweils nur einer der gegenüberliegenden Filterkörperseiten zugeordnet sind.

Hierbei sieht die Erfindung in vorteilhafter Weiterbildung vor, dass sich der Einlasskanal in seinem Mündungsbereich im Filtergehäuse in zwei Teileinlasskanäle verzweigt und der Auslasskanal in seinem Mündungsbereich im Filtergehäuse aus zwei sich vereinigenden Teilauslasskanälen gebildet ist, wobei ein Teileinlasskanal und ein Teilauslasskanal mit der Filterkörpervorderseite und der jeweils andere Teileinlass- oder Teilauslasskanal mit der Filterkörperrückseite derart in Abgasströmungsverbindung bringbar sind, dass jeweils ein Teileinlasskanal mit dem der jeweils gegenüberliegenden Filterkörperseite zugeordneten Teilauslasskanal in die Filterkanäle umfassender Abgasströmungsverbindung steht.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn im Mündungsbereich von Einlass- und Auslasskanal jeweils mindestens ein verstellbares und den Abgasströmungsweg wahlweise zu einer Filterkörperseite verschließendes Absperrelement, insbesondere ein Ventil oder eine Klappe, vorzugsweise nach Art einer Waste-Gate-Turboladerklappe, angeordnet ist, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.

Für das Freibrennen der Filterkanäle ist es von besonderem Vorteil, wenn die Filterkanäle aus keramischem Material mit einer kanalinnenseitigen katalytischen, die Zündtemperatur des Rußes herabsetzenden Beschichtung bestehen.

Des weiteren sieht die Erfindung vor, dass den Filterkanälen Heizelemente zugeordnet sind. Hierdurch kann das Abgas gezielt auf Rußzündungstemperatur erhöht werden.

Bei einem Verfahren zur Beladung und Regenerierung des Filterkörpers eines regenerierbaren Partikelfilters der eingangs bezeichneten Art wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass abwechselnd die Vorder- oder die Rückseite des Filterkörpers mit dem partikelbeladenen Abgas beaufschlagt wird. Hierdurch ergeben sich dieselben Vorteile, wie sie vorstehend bezüglich des regenerierbaren Partikelfilters aufgeführt sind.

Schließlich sieht die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen regenerierbaren Partikelfilters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Querschnittsansicht in
Fig. 1 einen regenerierbaren Partikelfilter gemäß der Erfindung mit einer Abgasdurchströmung in einer ersten Strömungsrichtung und in
Fig. 2 den regenerierbaren Partikelfilter nach Fig. 1 mit einer Abgasdurchströmung in der zur Fig. 1 umgekehrten Strömungsrichtung.
Der in den Fig. 1 und 2 insgesamt mit 1 bezeichnete regenerierbare Partikelfilter besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Filtergehäuse 2 und einem darin angeordneten Filterkörper 3, der auch als Filtermatrix bezeichnet wird. Der Filterkörper 3 weist eine Filterkörpervorderseite 6 und eine Filterkörperrückseite 7 auf. Er besteht aus einer Vielzahl rohrartiger, wabenartig aneinander angrenzender, im Wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer axial gegenüberliegenden Filterkanalenden 6a, 7a verschlossener Filterkanäle 10 mit porösen Umfangswänden 11. Das den verschlossenen Filterkanalenden 6a, 7a jeweils gegenüberliegende offene Filterkanalende 6b, 7b der einzelnen Filterkanäle 10 bildet eine Eintrittsöffnung für zu reinigendes Abgas 4 aus. Der regenerierbare Partikelfilter 1 ist bei einer Dieselbrennkraftmaschine zwischen dem Motor und einem Katalysator angeordnet.
Das Filtergehäuse 2 weist einen Einlasskanal E und einen Auslasskanal A auf. Durch den Einlasskanal E wird dem Filtergehäuse 2 das partikelbeladene Abgas 4 (schematisch als durch Punkte unterbrochene Pfeillinie dargestellt) zugeführt, welches als gereinigtes Abgas S (schematisch als Pfeillinie dargestellt) durch den Auslasskanal A wieder aus dem Filtergehäuse 2 herausgeleitet wird. Bei dem zu reinigenden, partikelbeladenen Abgas 4 handelt es sich um das mit Rußpartikeln beladene Abgas einer Dieselbrennkraftmaschine und das Filtergehäuse 2 mit dem Filterkörper 3 ist Bestandteil der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges.
Im Mündungsbereich des Einlasskanals E zum Filtergehäuse 2 verzweigt sich der Einlasskanal E in zwei Teileinlasskanäle E1 und E2. Analog hierzu wird im gegenüberliegenden Mündungsbereich des Auslasskanals A mit dem Filtergehäuse 2 dieser aus zwei sich zu dem Auslasskanal A vereinigenden Teilauslasskanälen A1 und A2 gebildet. Der Teileinlasskanal E1 und der Teilauslasskanal A1 sind der Filterkörpervorderseite 6 und der Teileinlasskanal E2 und der Teilauslasskanal A2 sind der gegenüberliegenden Filterkörperrückseite 7 zugeordnet. Da im nachstehend beschriebenen Anwendungsfall zunächst die Filterkörperseite mit rußpartikelbeladenem Abgas beaufschlagt wird, wird diese Seite im Rahmen dieser Anmeldung als Filterkörpervorderseite 6 bezeichnet, während die anschließend nach Umkehr der Abgasströmungsrichtung mit dem rußpartikelbeladenen Abgas beaufschlagte Filterkörperseite als Filterkörperrückseite 7 bezeichnet wird.
Im Mündungsbereich des Einlasskanals E mit den Teileinlasskanälen E1 und E2 sowie im Mündungsbereich des Auslasskanals A mit den Teilauslasskanälen A1 und A2 ist jeweils ein Absperrelement 8, 9 in Form einer verschwenkbaren Klappe angeordnet. Diese sind von der in den Fig. 1 und 2 mit durchgezogenen Strichen dargestellten Position in die jeweils gestrichelt dargestellte Position verschwenkbar und schließen in jeder dieser Endpositionen einen Teileinlass- bzw. Teilauslasskanal abgasströmungsdicht ab. Diese Absperrelemente 8, 9 stellen somit Mittel zur wechselseitigen Beaufschlagung von Filtervorderseite bzw. Filterrückseite sowie zur abwechselnden Beaufschlagung der Filterkanalenden 6a, 6b und 7a, 7b mit dem zu reinigenden Abgas 4 dar. Mit Hilfe der Absperrelemente 8, 9 lässt sich somit die Abgasströmungsrichtung in den Filterkanälen 10 des Filterkörpers 3 umkehren. In der in der Fig. 1 gezeigten Stellung der Absperrelemente 8 und 9 sperren diese den Abgaseintritt in den Teileinlasskanal E2 und den Teilauslasskanal A1. Das mit Rußpartikeln beladene Abgas 4 strömt in diesem Falle vom Einlasskanal E kommend in den Teileinlasskanal E1 und tritt auf der Filterkörpervorderseite 6 in die Filterkanäle 10 des Filterkörpers 3 ein, wie dies durch die Pfeile dargestellt ist. Die Filterkanäle 10 sind wabenartig aneinander angrenzend angeordnet und im wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer stirnseitigen Enden verschlossen. Sie haben poröse Umfangswände 11 und bilden zusammen den Filterkörper 3. Das Abgas strömt von der Filterkörpervorderseite 6 in Pfeilrichtung längs der Umfangswände 11 der zur Anström- bzw. Filterkörpervorderseite 6 offenen Filterkanäle 10 und tritt durch die Umfangswände 11 hindurch in die jeweils benachbarten Filterkanäle 10 über. Hierbei lagern sich Rußpartikel innenseitig an den Kanalumfangswänden 11 ab. Da die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases innerhalb der zur Filterkörpervorderseite 6 offenen Filterkanäle 10 auf deren geschlossenes Ende 7a hin abnimmt, die im Abgas 4 mitgeführten Rußpartikel aber infolge ihrer kinetischen Energie einen Teil ihrer Geschwindigkeit beibehalten, bilden sich am verschlossenen Ende 7a der zur Filterkörpervorderseite 6 offenen Filterkanäle 10 verstärkt Rußablagerungen aus, welche in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 12 versehen sind. Das gereinigte Abgas 5 durchströmt anschließend die benachbarten, zur Filterkörperrückseite 7 offenen Filterkanäle 10 in Längsrichtung und verlässt den Filterkörper 3 durch deren Öffnungen 7b. Danach wird das Abgas 5 durch den Teilauslasskanal A2 und den Auslasskanal A aus dem Filtergehäuse 2 herausgeführt. Wird nun, z. B. von einer elektronischen Motorsteuerung, erkannt, dass der Durchgangswiderstand des Abgases durch den Partikelfilter 1 einen akzeptablen Wert überschreitet, der Filterkörper 3 also bis zu einem akzeptablen Maß mit Rußpartikeln beladen ist, erfolgt eine Umkehr der Abgasströmungsrichtung. Hierzu werden die Absperrelemente 8 und 9 aus der in Fig. 2 gestrichelt gezeichneten Position in die mit durchgezogener Linie gezeichnete Position verschwenkt. Der Teileinlasskanal E1 und der Teilauslasskanal A2 werden dadurch abgasdicht verschlossen, so dass das rußpartikelbeladene Abgas 4 nun durch den Teileinlasskanal E2 in die auf der Filterkörperrückseite 7 offenen Filterkanäle 10 strömt, beim Durchtritt durch die porösen Umfangswände 11 gereinigt wird und durch die auf der Filterkörpervorderseite 6 offenen Filterkanäle 10 ausströmt. Durch den Teilauslasskanal A1 gelangt das nun gereinigte Abgas 5 anschließend in den Auslasskanal A.
Das auf der Filterkörperrückseite 7 durch die porösen Umfangswände 11 in die zur Filterkörpervorderseite 6 offenen Filterkanäle 10 eintretende Abgas 4 besitzt eine solch hohe Temperatur, dass die in jedem Filterkanal 10 an dieser Stelle verstärkt ausgebildete Rußpartikelbeladung 12 (Fig. 1) gezündet und abgebrannt wird. Die sich dabei bildende Flamm- bzw. Brennfront wandert mit der Abgasströmung in diesen Filterkanälen auf deren Öffnungen 6b auf der Filterkörpervorderseite 6 zu, so dass nach einiger Zeit diese Filterkanäle im Wesentlichen völlig vom Ruß freigebrannt, also regeneriert, sind.
Stattdessen bilden sich nun in den zur Filterkörperrückseite 7 offenen Filterkanäle 10, und verstärkt an deren verschlossenem Ende 6a, Rußablagerungen aus, welche in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 13 versehen sind. Wenn nun, z. B. von der elektronischen Motorsteuerung, wiederum erkannt wird, dass der Durchgangswiderstand des Abgases durch den Partikelfilter 1 den akzeptablen Wert überschreitet, der Filterkörper 3 also erneut bis zu einem akzeptablen Maß mit Rußpartikeln beladen ist, erfolgt eine neuerliche Umkehr der Abgasströmungsrichtung. Hierzu werden die Absperrelemente 8 und 9 aus der in Fig. 2 mit durchgezogener Linie gezeichneten Position wieder in die in Fig. 1 mit durchgezogener Linie gezeichnete Position verschwenkt, so dass sich wieder die in Fig. 1 dargestellten Verhältnisse einstellen.
Die gegenüberliegenden Filterkörperseiten bzw. die gegenüberliegenden Filterkanalenden sind somit abwechselnd mit dem zu reinigenden Abgas 4 beaufschlagbar.
Die Umkehr der Abgasströmungsrichtung kann sich während des Betriebes der Dieselbrennkraftmaschine beliebig oft wiederholen. Da sich die Brenn- bzw. Flammfront in den Filterkanälen 10 in Abgasströmungsrichtung bewegt, werden größere Teile der Rußbeladung ggf. vom Abgas mitgenommen und über den Auslasskanal A aus dem Filtergehäuse 2 entfernt.
Die Filterkanäle 10 bestehen aus einem keramischen Material und weisen kanalinnenseitig auf ihren porösen Umfangswänden 11 eine katalytische, die Zündtemperatur des Rußes herabsetzende Beschichtung auf.
Wie von üblichen regenerierbaren Partikelfiltern bekannt, können den Filterkanälen 10 oder dem Filterkörper 3 ergänzend auch noch Heizelemente zugeordnet sein, die im Ausführungsbeispiel allerdings nicht dargestellt sind.
Die vorstehend beschriebenen Mittel (Absperrelemente 8, 9) zur Umkehr der Abgasströmungsrichtung in den Filterkanälen 10 bzw. zur abwechselnden Beaufschlagung der Filterkanalenden 6a, 6b, 7a, 7b mit dem zu reinigenden Abgas 4 können auch als Ventile oder Klappen nach Art von Waste-Gate-Turboladerklappen ausgebildet sein. Auch ist es möglich an oder in jedem Einlasskanal E1, E2 und jedem Auslasskanal A1, A2 ein separates Absperrmittel auszubilden.
Natürlich ist es über das beschriebene Beispiel hinaus ferner möglich, den Partikelfilter auch noch anders auszugestalten, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So kann die Umkehr der Abgasströmungsrichtung auch dadurch bewirkt werden, dass der Filterkörper in dem Filtergehäuse um 180° drehbar angeordnet ist, so dass bei fest vorgegebenem bzw. feststehendem Abgaseinlasskanal und Abgasauslasskanal durch Drehung des Filterkörpers um 180° die Strömungsumkehr in den Filterkanälen bzw. die wechselseitige oder abwechselnde Beaufschlagung der Filterkörperseiten oder der Filterkanalenden mit dem zu reinigenden Abgas bewirkt wird. Auch ist es möglich, durch Ausbildung von sowohl jeweils eines Abgaseinlasskanals als auch eines Abgasauslasskanals auf jeder Filterseite eine Strömungsumkehr bzw. abwechselnde Beaufschlagung der Filterkanalenden zu erzeugen, wenn diese jeweils wechselseitig zu- und abschaltbar ausgebildet sind, so dass jeweils auf einer Seite des Filterkörpers ein Einlass- und auf der anderen Seite des Filterkörpers ein Auslasskanal aktiviert ist. Hierbei können die beidseitigen Einlass- und Auslassleitungen jeweils über das Filtergehäuse umgehende Bypass-Leitungen miteinander in Strömungsverbindung stehen, so dass auf diese Weise wechselseitig beide Seiten des Filters von dem partikelbeladenen Abgas angeströmt werden können. Bezugszeichenliste 1 regenerierbarer Partikelfilter
2 Filtergehäuse
3 Filterkörper
4 Partikelbeladenes Abgas
5 Gereinigtes Abgas
6 Filterkörpervorderseite
6a verschlossenes Filterkanalende
6b offenes Filterkanalende
7 Filterkörperrückseite
7a verschlossenes Filterkanalende
7b offenes Filterkanalende
8 Absperrelement
9 Absperrelement
10 Filterkanal
11 Poröse Umfangswand
12 Filterrückseitige Rußpartikelbeladung
13 Filtervorderseitige Rußpartikelbeladung
E Einlasskanal
E1 Teileinlasskanal
E2 Teileinlasskanal
A Auslasskanal
A1 Teilauslasskanal
A2 Teilauslasskanal

Claims

1. Regenerierbarer Partikelfilter (1) zum Entfernen von Rußpartikeln aus Abgasen (4), insbesondere Abgasen von Dieselbrennkraftmaschinen, mit einem Filtergehäuse (2) und einem darin von dem zu reinigenden Abgas (4) durchströmbar angeordneten und aus einer Vielzahl wabenartig aneinander angrenzender, im Wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer Filterkanalenden (6a, 7a) verschlossener Filterkanäle (10) mit porösen Umfangswänden (11) bestehenden Filterkörper (3) mit Filterkörpervorderseite (6) und Filterkörperrückseite (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkörpervorderseite (6) und die Filterkörperrückseite (7) wechselseitig mit dem zu reinigenden Abgas (4) beaufschlagbar sind.

2. Regenerierbarer Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Filterkanalenden (6a, 6b, 7a, 7b) der an jeweils einem ihrer axial gegenüberliegenden Filterkanalenden (6a, 7a) verschlossenen Filterkanäle (10) abwechselnd mit dem zu reinigenden Abgas (4) beaufschlagbar sind.

3. Regenerierbarer Partikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (3) von dem Abgas (4) längs der Filterkanäle (10) umkehrbar durchströmbar in dem Filtergehäuse (2) angeordnet ist.

4. Regenerierbarer Partikelfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) Mittel zur wechselseitigen Beaufschlagung von Filterkörpervorderseite (6) und Filterkörperrückseite (7) mit dem zu reinigenden Abgas (4) aufweist.

5. Regenerierbarer Partikelfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Einlasskanal (E) und einen Auslasskanal (A) umfassen, die jeweils sowohl mit der Filterkörpervorderseite (6) als auch mit der Filterkörperrückseite (7) in Abgasströmungsverbindung bringbar sind, wobei aber Einlass- und Auslasskanal (E, A) in ihrer die Filterkanäle (10) umfassenden Abgasströmungsverbindung gleichzeitig jeweils nur einer der gegenüberliegenden Filterkörperseiten (6, 7) zugeordnet sind.

6. Regenerierbarer Partikelfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlasskanal (E) in seinem Mündungsbereich im Filtergehäuse (2) in zwei Teileinlasskanäle (E1, E2) verzweigt und der Auslasskanal (A) in seinem Mündungsbereich im Filtergehäuse (2) aus zwei sich vereinigenden Teilauslasskanälen (A1, A2) gebildet ist, wobei ein Teileinlasskanal (E1) und ein Teilauslasskanal (A1) mit der Filterkörpervorderseite (6) und der jeweils andere Teileinlass- oder Teilauslasskanal (E2, A2) mit der Filterkörperrückseite (7) derart in Abgasströmungsverbindung bringbar sind, dass jeweils ein Teileinlasskanal mit dem der jeweils gegenüberliegenden Filterkörperseite zugeordneten Teilauslasskanal in die Filterkanäle (10) umfassender Abgasströmungsverbindung steht.

7. Regenerierbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass im Mündungsbereich von Einlass- und Auslasskanal (E, A) jeweils mindestens ein verstellbares und den Abgasströmungsweg wahlweise zu einer Filterkörperseite (6, 7) verschließendes Absperrelement (8, 9), insbesondere ein Ventil oder eine Klappe, vorzugsweise nach Art einer Waste-Gate-Turboladerklappe, angeordnet ist.

8. Regenerierbarer Partikelfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkanäle (10) aus keramischem Material mit einer kanalinnenseitigen katalytischen, die Zündtemperatur des Rußes herabsetzenden Beschichtung bestehen.

9. Regenerierbarer Partikelfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Filterkanälen (10) Heizelemente zugeordnet sind.

10. Verfahren zur Beladung und Regenerierung des Filterkörpers (3) eines regenerierbaren Partikelfilters (1), insbesondere eines Rußfilters, zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgas (4) einer Dieselbrennkraftmaschine, bei welchem ein in einem Filtergehäuse (2) angeordneter und aus einer Vielzahl wabenartig aneinander angrenzender, im Wesentlichen jeweils wechselseitig an einem ihrer Filterkanalenden (6a, 7a) verschlossener Filterkanäle (10) mit porösen Umfangswänden (11) bestehender Filterkörper (3) mit Filterkörpervorderseite (6) und Filterkörperrückseite (7) von dem Abgas durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd die Vorder- (6) oder die Rückseite (7) des Filterkörpers (3) mit dem partikelbeladenen Abgas (4) beaufschlagt wird.

11. Verwendung eines regenerierbaren Partikelfilters mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 10.