DE19607341A1

DE19607341A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen

Info

Publication number: DE19607341A1
Application number: DE19607341A
Authority: DE
Inventors: Kensei Fukuda; Shoji Kuroda; Yoshinobu Kuwamoto; Kei Sakanoue
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2016-02-28
Also published as: DE19607341C2; DE19607341C5

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Reinigen von Abgasen, bei dem Feststoffe (brennbare Teilchen, wie zum Beispiel Ruß) und dergleichen, die von einem Dieselmotor oder dergleichen ausgestoßen werden, gesammelt und zurückgehalten und die zurückgehaltenen festen Teilchen ver brannt werden.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In der jüngeren Vergangenheit wurde begonnen, aus Diesel motoren ausgestoßene Feststoffpartikel im Hinblick auf den Umweltschutz und die Gesundheit zu normieren. Bei einem her kömmlichen Verfahren zur Beseitigung solcher Feststoffpartikel zum Reinigen der aus einem Dieselmotor ausgestoßenen Verbren nungsgase wird ein hitzefester Keramikfilter einer Bienenwaben bauweise in einem Abgasrohr zwischen dessen gegenüberliegende Enden angeordnet, um die Feststoffpartikel auszufiltern. Ein Merkmal dieses Verfahrens ist, daß die Feststoffpartikel, wenn sie sich in einem bestimmten Maß angesammelt oder abgelagert haben, entzündet werden, um sie zu verbrennen, so daß die Fest stoffpartikel in Kohlendioxidgas umgewandelt und in die Atmo sphäre abgegeben werden. Dabei wird der Keramikfilter in einen sauberen Zustand regeneriert, so daß der Filter wiederholt be nutzt werden kann. Dieser Vorgang wird als Verbrennungsregene ration bezeichnet. Im allgemeinen ist die Temperatur der Abgase eines Dieselmotors niedriger als die Zündtemperatur der Fest stoffpartikel, und demzufolge würden die Feststoffpartikel ohne das Vorhandensein besonderer Einrichtungen nicht verbrannt wer den, sondern sie wurden sich nur auf dem Filter ablagen, so daß der Ausstoßdruck unmäßig ansteigen würde, wodurch die Leistung des Motors und eine Emissionsleistung absinken würde. Um eine Verbrennungsregeneration zu bewirken, ist es daher erforder lich, die Temperatur der Abgase oder die Temperatur des Filters auf irgendeine Weise zu steigern. Kürzlich wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem zwei Filter in einem Abgassystem vorge sehen sind, um die Reinigung der Gase abwechselnd durchzufüh ren. Die Verbrennungsregeneration wird nicht während der Reini gung der Abgase durchgeführt, sondern nachdem sich Feststoff partikel in einem gewissen Ausmaß angesammelt haben, während der andere Filter die Reinigung der Abgase bewirkt. Die Tempe ratur der Filter wird mit einer elektrischen Heizung, einem Brenner, Mikrowellen oder dergleichen erhöht, um die Feststoff partikel zu verbrennen und die Filter zu regenerieren.

Nachfolgend wird eine herkömmliche Vorrichtung zur Reini gung von Dieselabgasen anhand der Zeichnungen erläutert.

In Fig. 8 ist der allgemeine Aufbau der herkömmlichen Vor richtung zur Reinigung der Abgase eines Dieselmotors schema tisch dargestellt. Mit den Bezugszeichen 8a und 8b sind Kera mikfilter einer Bienenwabenbauart bezeichnet, mit den Bezugs zeichen 20a und 20b sind elektrische Heizungen zum Heizen der Filter 8a und 8b bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Ventil zur Steuerung des Abgasstromes des Motors bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 11 ist ein Einlaßventil zur Einleitung von Sekundärluft zum Zweck der Verbrennungsregeneration be zeichnet, mit den Bezugszeichen 18a und 18b sind Auslaßventile zum Ausstoßen der Sekundärluft zum Zweck der Verbrennungsrege neration bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 13 ist ein Luftge bläse zum Zuführen der Sekundärluft bezeichnet, mit den Bezugs zeichen 4, 5a, 5b, 9a und 9b sind Rohre für die Motorabgase be zeichnet, mit den Bezugszeichen 10a, 10b und 12 sind Rohre für die Sekundärluft zum Zweck der Verbrennungsregeneration be zeichnet, mit den Bezugszeichen 19a und 19b sind Rohre zum Aus stoßen der Sekundärluft zum Zweck der Verbrennungsregeneration bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 16 ist eine Steuerung zum Steuern des Luftgebläses 13, des Ventils 6, des Einlaßventils 11, der Auslaßventile 18a und 18b und der elektrischen Heizun gen 20a und 20b bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Dieselmotor bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 3 ist ein Abgas krümmer bezeichnet, und mit den Bezugszeichen 7a und 7b sind Gehäuse bezeichnet, die die Filter 8a bzw. 8b enthalten.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise dieser vorstehend er läuterten herkömmlichen Vorrichtung zur Reinigung von Diesel abgasen zum Zeitpunkt der Regeneration erläutert.

Während der Reinigung der Abgase durch den Filter 8a wird durch eine Rückstandsmengen-Meßeinrichtung, beispielsweise ei nen Differentialdrucksensor festgestellt, daß die Regeneration des Filters 8a begonnen werden sollte. Infolgedessen werden das Ventil 6 und das Einlaßventil 11 betätigt oder umgeschaltet, so daß die Abgase, die bisher von dem Rohr 5 in das Rohr 5a nun mehr von dem Rohr 5 in das Rohr 5b strömen und zur Reinigung durch den Filter 8b hindurchströmen und durch das Rohr 9b aus strömen. Andererseits wird der elektrischen Heizung 20a elek trische Energie zugeführt, um den Filter 8a zu erhitzen, bei dem eine Regeneration für erforderlich erachtet wurde. Gleich zeitig wird das Einlaßventil 11 geöffnet, und Sekundärluft wird dem Filter 8a durch das Rohr 10a zugeführt. Nach einer bestimm ten Zeitdauer erreicht die Temperatur des Filters 8a die Selbstentzündungstemperatur der Feststoffpartikel, so daß die Feststoffpartikel zu brennen beginnen. Diese Verbrennungsgase entweichen durch das Rohr 19a. Sodann wird nach einer bestimm ten Zeitdauer die Stromzufuhr zu der elektrischen Heizung 20a beendet, und die Verbrennung der Feststoffpartikel wird ledig lich durch die Sekundärluft fortgesetzt. Diese Verbrennung wird durch Flammenfortpflanzung der Feststoffpartikel erreicht. So dann wird nach einer bestimmten Zeitdauer ermittelt, daß die Verbrennungsregeneration abgeschlossen ist, wodurch das Luftge bläse 13 abgeschaltet, das Auslaßventil 18a geschlossen und die Zufuhr der Sekundärluft beendet wird, und der Filter 8a ist für den Reinigungsvorgang bereit.

Sodann wird durch die Rückstandsmengen-Meßeinrichtung, beispielsweise einen Differentialdrucksensor, festgestellt, daß es an der Zeit ist, mit der Regeneration des Filters 8b zu be ginnen. Infolgedessen wird für den Filter 8b ein Vorgang durch geführt ähnlich dem vorstehenden Vorgang für den Filter 8a, und die beiden Filter 8a und 8b bewirken demzufolge abwechselnd die Abgasreinigung und die Regeneration auf wiederholte Weise.

Wenngleich bei der vorstehenden herkömmlichen Konstruktion die Erwärmung durch elektrische Heizungen bewirkt wird, wurde auch ein Heizverfahren (IPC Code F01N3/02, 331) mit einem Bren ner angewendet, der Gasöl als Brennstoff verwendet, und die in diesem Fall zu lösenden Probleme bestanden in der Stabilität des Brenners und der Betriebssicherheit wegen der Verwendung einer Flamme. Bei einem Mikrowellen-Heizverfahren (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 4-136409) besteht der Vorteil, daß die Menge der zurückgehaltenen Feststoffpartikel ermittelt werden kann, es treten aber Probleme hinsichtlich einer gleichförmigen Erwärmung des Filters, des Austretens von Mikrowellen und der Betriebssicherheit wegen der angewendeten Hochspannung und dergleichen auf.

In der geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3- 36133 ist ein Verfahren offenbart, bei dem die Temperatur am Einlaß eines Filters festgesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird die für eine vollständige Verbrennung der Feststoffparti kel erforderliche Temperatur lediglich festgesetzt und eine Entzündungserscheinung eingeleitet, und es kommt zu einem raschen Temperaturanstieg, was mit einer möglichen Beschädigung des Filters verbunden ist.

Es ist auch ein Filterregenerationsverfahren (Rückspülver fahren genannt) bekannt, bei dem der Filter selbst nicht erhitzt und statt dessen die Feststoffpartikel mit unter hohem Druck stehender Luft ausgeblasen und außerhalb des Filters erhitzt und verbrannt werden.

Bei der vorstehenden herkömmlichen Konstruktion wird die Verbrennung jedoch durch die Flammenfortpflanzung infolge der Erhitzung durch die elektrische Heizung bewirkt, und demzufolge wird der Temperaturgradient in dem Filter sehr groß, so daß in dem Filter Sprünge entstehen. Ferner wird die Verbrennung durch die Flammenfortpflanzung fortgesetzt, und demzufolge bleibt ein von dem Zustand der Menge der zurückgehaltenen Feststoffparti kel abhängiger Teil derselben unverbrannt, und wenn das Zurück halten und die Regeneration wiederholt werden, dann treten hohe Temperaturen infolge einer anormalen Verbrennung auf, was eine Beschädigung durch Schmelzen verursacht. Die Entstehung von Sprüngen oder Rissen sowie die Beschädigung durch Schmelzen be einträchtigt die Leistungsfähigkeit des Filters, was schwerwie gende Probleme der praktischen Anwendung waren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht der vorstehenden Probleme liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen zu schaffen, bei dem die Entstehung von Sprüngen oder Rissen in dem Filter sowie die Beschädigung des Filters durch Schmelzen unterdrückt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Systems der Abgasreini gungsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der erfindungs gemäßen Abgasreinigungsvorrichtung zeigt;

Fig. 4A und 4B sind Diagramme, die den Zusammenhang zwi schen der von einem Temperatursensor gemessenen Temperatur und der Durchschnittstemperatur in einem Filter zeigen;

Fig. 5 ist eine Darstellung, die die zur Bestimmung der Durchschnittstemperatur in dem Filter benutzten Meßpunkte zeigt;

Fig. 6A und 6B sind charakteristische Diagramme, die den Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem durch thermische Analyse bestimmten Verbrennungsgewicht der zurückgehaltenen Feststoffpartikel zeigen;

Fig. 7 ist ein charakteristisches Diagramm, das den Zusam menhang zwischen der Geschwindigkeit des Anstiegs der Durch schnittstemperatur und dem Grad der Verunreinigung zeigt, und

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer herkömmli chen Vorrichtung zum Reinigen der aus einem Dieselmotor ausge stoßenen Verbrennungsgase.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennungs regeneration nicht durch Flammenfortpflanzung bewirkt, sondern statt dessen wird ein Filter in seiner Gesamtheit erhitzt, wo bei Luft als Heizmedium benutzt wird, derart, daß die Geschwin digkeit des Temperaturanstiegs nicht größer ist als 10°C/min, wenn die Temperatur im Filter im Bereich zwischen 400°C und 600°C liegt. Für den Fall, daß der Filter einen Oxidationskataly sator trägt, wird die Erwärmung derart durchgeführt, daß die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs nicht größer ist als 10°C/min im Bereich zwischen 200°C und 400°C.

Der Filter zum Zurückhalten von Feststoffpartikeln ist bienenwabenförmig ausgebildet und aus einem anorganischen Mate rial wie zum Beispiel Kordierit und Mullit hergestellt. Der Filter hat üblicherweise eine zylindrische Form, er kann aber auch rohrförmig mit einem ovalen oder mit einem quadratischen Querschnitt sein. Der Filter hat einen Durchmesser von 10 bis 33 cm und eine Länge von 13 bis 36 cm, und die Anzahl (Dichte) der Zellen des Filters beträgt 8 bis 62 pro cm². Die Menge der von dem Filter zurückgehaltenen Feststoffpartikel wird durch das Gewicht (g)/Einheitsvolumen (1 Liter) des Filters ausge drückt, und die Menge beträgt 1 bis 30 g/l.

Als Lufterhitzungseinrichtung kommen eine elektrische Hei zung zum Erhitzen der Luft und ein Brenner zum Erhitzen der Luft durch Verbrennen von Brennstoff in Frage. Die elektrische Heizung zum Erhitzen der Luft ist so ausgebildet, daß ein Heiz element die Luft berührt, und die Heizelemente bestehen bei spielsweise aus einem Nickelchrom-Draht, einem Kanthal-Draht oder einer keramischen Heizeinrichtung. Die Leistungsfähigkeit der Heizeinrichtung wird entsprechend der Menge der zu erhit zenden Luft bestimmt.

Ein den Filter enthaltendes Gehäuse ist aus einem hitzefe sten Metall hergestellt, und ein Dichtungsteil, das Vermiculit enthält und sich bei Erwärmung ausdehnt, ist zwischen dem Fil ter und dem Gehäuse angeordnet, um ein Entweichen der Fest stoffpartikel zu verhindern. Wegen der Wärmestrahlung des Ge häuses entsteht eine Temperaturdifferenz zwischen dem inneren und dem äußeren Umfang des Filters, und demzufolge wird vor zugsweise ein Wärmeisolierungsverfahren angewendet, bei dem das Gehäuse mit einem wärmeisolierenden Material, beispielsweise Steinwolle, bedeckt oder ummantelt ist.

Als Luftfördereinrichtung kommen ein Luftgebläse, eine Luftpumpe und ein Verdichter in Frage. Das Luftgebläse bewirkt einen großen Durchsatz aber nur einen kleinen statischen Druck. Die Luftpumpe und der Verdichter bewirken einen hohen stati schen Druck, aber nur einen geringen Durchsatz.

Der Luftdurchsatz beträgt 0,1 bis 2 m³, und er sollte mög lichst groß sein; in Anbetracht der Leistungsfähigkeit der Luftfördereinrichtung ist es aber angebracht, daß dieser Durch satz nicht größer als 1 m³ ist. Um ungefähr 1 m³ Luft zu erhit zen, ist viel elektrische Energie erforderlich, weshalb vor zugsweise Sparmaßnahmen getroffen werden, beispielsweise indem die erhitzte Luft umgewälzt wird oder indem die Abgase eines Motors benutzt werden.

Die Feststoffpartikel enthalten lösliche organische Sub stanzen (SOF) als Bestandteil, und selbst wenn die Feststoff partikel von dem Filter zurückgehalten werden, dann wird diese Substanz während der Regeneration nicht verbrannt, und sie ver dampft und wird in die Atmosphäre ausgestoßen. Deshalb ist es vorteilhaft, daß ein SOF Oxidationskatalysator, der mit Edel metall oder dergleichen beschichtet ist, vor oder hinter dem in der vorliegenden Erfindung benutzten Filter angeordnet ist.

Mit den technischen Mitteln der vorliegenden Erfindung werden folgende Wirkungen erreicht.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennungsrege neration nicht durch Flammenfortpflanzung bewirkt, und statt dessen wird der Filter insgesamt erhitzt, wobei Luft als Heiz medium benutzt wird auf solche Weise, daß die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs nicht größer ist als 10°C/min, wenn die Temperatur in dem Filter in dem Bereich zwischen 400°C und 600°C liegt (im Bereich zwischen 200°C und 400°C für den Fall, daß der Filter einen Oxidationskatalysator trägt). Bei diesem Verfahren wird die infolge einer Verbrennungsreaktion der Feststoffpartikel pro Zeiteinheit entstehende Wärmemenge verringert, und sie ist kleiner als die Strahlungswärme pro Zeiteinheit. Dadurch wird ein als "Zündung" bezeichneter plötz licher Temperaturanstieg verhindert, und der Temperaturgradient in dem Filter ist klein, wodurch die Entstehung unmäßig hoher Temperaturen verhindert wird. Demzufolge kann das Entstehen von Sprüngen oder Rissen in dem Filter oder eine Beschädigung des Filters durch Schmelzen zuverlässig verhindert werden.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist ein Krümmer 103 mit einem Dieselmotor 102 verbunden, und ein Rohr 104 ist mit dem Krümmer 103 verbunden. Abzweigrohre 105a und 105b sind mit dem Rohr 104 verbunden, und ein Abzweigventil 106 ist an einem Verbindungsbereich vorgese hen, wo das Rohr 104 mit den Abzweigrohren 105a und 105b ver bunden ist. Ein Auslaßrohr 119a ist über ein Auslaßventil 118a mit dem Abzweigrohr 105a verbunden. Auf ähnliche Weise ist ein Auslaßrohr 119b über ein Auslaßventil 118b mit dem Abzweigrohr 105b verbunden.

Ein Filtergehäuse 107a ist mit dem Abzweigrohr 105a ver bunden, und das Filtergehäuse 107a enthält einen Filter 108a zum Zurückhalten von in dem Abgas enthaltenen Feststoffparti keln und dergleichen, um das Abgas zu reinigen, eine elektri sche Heizung 117a und einen Temperaturfühler 114a, der zwischen dem Filter 108a und der elektrischen Heizung 117a angeordnet ist. Der Filter 108a und die elektrische Heizung 117a sind in dieser Reihenfolge in dem Filtergehäuse 107a in Strömungsrich tung der Abgase angeordnet.

Ein Differentialdrucksensor 121a mißt oder ermittelt einen Differentialdruck zwischen den gegenüberliegenden Enden des Filters 108a in dem Filtergehäuse 107a.

Ein Filtergehäuse 107b ist mit dem Abzweigrohr 105b ver bunden, und es hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Filtergehäuse 107a. Genauer gesagt, das Filtergehäuse 107b ent hält einen Filter 108b, um die in den Abgasen enthaltenen Fest stoffpartikel zurückzuhalten und die Abgase zu reinigen, eine elektrische Heizung 117b und einen Temperaturfühler 114b, der zwischen dem Filter 108b und der elektrischen Heizung 117b an geordnet ist. Der Filter 108b und die elektrische Heizung 117b sind in dieser Reihenfolge in dem Filtergehäuse 107b in Strö mungsrichtung der Abgase angeordnet.

Ein Differentialdruckmesser 121b mißt oder ermittelt einen Differentialdruck zwischen den gegenüberliegenden Enden des Filters 108b in dem Filtergehäuse 107b.

Ein Rohr 109a ist mit dem Filtergehäuse 107a verbunden und stößt die gereinigten Abgase aus, und ein Rohr 109b ist mit dem Filtergehäuse 107b verbunden und stößt die gereinigten Abgase aus. Ein Luftgebläse 113 erzeugt einen Luftstrom, und ein Rohr 112 ist mit dem Luftgebläse 113 verbunden. Abzweigrohre 110a und 110b sind mit dem Rohr 112 sowie mit den Rohren 109a bzw. 109b verbunden. Ein Abzweigventil 111 ist an einer Verzwei gungsstelle angeordnet, wo das Rohr 112 mit den Abzweigrohren 110a und 110b verbunden ist.

Eine Steuerung (Steuerbereich) 116 steuert die elektri schen Heizungen 117a und 117b, das Luftgebläse 113 und so wei ter.

Die vorstehend erwähnten Rohre sind vorzugsweise aus einem korrosionsfesten Material, wie zum Beispiel rostfreier Stahl, hergestellt. Die vorstehend erwähnten Ventile (einschließlich der Auslaßventile und der Abzweigventile) können mit irgendei ner geeigneten Einrichtung, beispielsweise einer pneumatischen Einrichtung, einer hydraulischen Einrichtung oder einer magne tischen Einrichtung, betätigt werden. Vorzugsweise sind dieje nigen Bereiche eines jeden der vorstehend erwähnten Ventile, die mit den Verbrennungsgasen in Berührung kommen, aus einem korrosionsfesten Material, wie zum Beispiel rostfreier Stahl, hergestellt.

Die Filter 108a und 108b sind vorzugsweise aus einem kor rosionsfesten Material, wie zum Beispiel Kordierit und Mullit hergestellt, und sie haben einen Bienenwabenaufbau mit kleinem Druckverlust. Ein Oxidationskatalysator kann an mindestens einem der Filter 108a und 108b vorgesehen sein.

Das Luftgebläse 113 ist erforderlich, um einen bestimmten Ausstoßdurchsatz und einen bestimmten statischen Druck zu er zeugen, was von der Größe der Filter 108a und 108b abhängt, und das Luftgebläse 113 sollte vorzugsweise einen großen Ausstoß durchsatz und einen großen statischen Druck bewirken. Anstelle des Luftgebläses 113 könnte eine Luftpumpe benutzt werden.

Die Temperaturfühler 114a und 114b können von irgendeiner geeigneten Bauart sein, die verhältnismäßig hohe Temperaturen ermitteln kann, wie zum Beispiel ein ummanteltes Thermoelement und einen Platinwiderstand. Da diese Fühler 114a und 114b den Abgasen ausgesetzt sind, sind sie vorzugsweise korrosionsbe ständig. Jeder dieser Fühler ist vorzugsweise so angeordnet, um ein Absinken der angezeigten Temperatur infolge der Strahlungs wärme zu verhindern.

Jede der elektrischen Heizungen 117a und 117b ist vorzugs weise von einer Bauart, bei der ein Heizelement, wie zum Bei spiel ein Nickelchrom-Draht oder ein Kanthal-Draht derart ge wickelt ist, um die thermische Leistung zu steigern, und in einem Trägerteil aus keramischem Material angeordnet ist.

Vorzugsweise werden Halbleiter-Druckfühler oder derglei chen an denjenigen Bereichen der Differentialdrucksensoren 121a und 121b benutzt, die an den zugeordneten Filtergehäusen 107a und 107b vorgesehen sind, und vorzugsweise ist ein Staubfilter oder dergleichen um jeden Sensor herum angeordnet, damit die Abgase mit dem Sensor nicht in unmittelbare Berührung gelangen.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen wird nachfolgend anhand der Fig. 1, 2 und 3 erläutert. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der erfindungsge mäßen Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen, und Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Vorrichtung veranschau licht. Bei dieser Ausführungsform werden die Vorgänge erläu tert, bei denen nach vorheriger Reinigung der Abgase in dem Filtergehäuse 107a die Abgase in das Filtergehäuse 107b einge leitet und der in dem Filtergehäuse 107a enthaltene Filter 108a regeneriert wird.

Zunächst stellt die Steuerung 116 im Schritt 1 (in Fig. 3 mit S1 bezeichnet) fest, ob der Zeitpunkt für eine Verbren nungsregeneration gekommen ist oder nicht. Im Schritt 1 prüft die Steuerung 116 den Ausgang des Differentialdrucksensors 121a, um dadurch zu beurteilen, ob der Zeitpunkt für eine Ver brennungsregeneration gekommen ist oder nicht. Genauer gesagt, ein Differentialdruck-Meßbereich 201 erzeugt ein Differen tialdrucksignal entsprechend dem Ausgang des Differentialdruck sensors 121a, und die Steuerung 116 beurteilt auf der Grundlage dieses Differentialdrucksignals, ob der Zeitpunkt für eine Ver brennungsregeneration gekommen ist oder nicht. Bei dieser Aus führungsform ist die Menge der zurückgehaltenen Feststoffparti kel und so weiter um so größer, je größer der Druckunterschied zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite des Filtergehäuses 107a ist, und demzufolge kann die Steuerung den Zeitpunkt für die Verbrennungsregeneration bestimmen.

Sodann betätigt oder schaltet die Steuereinrichtung 116 im Schritt 2 das Abzweigventil 106, so daß die Abgase in dem Krüm mer 103, die bisher in das Filtergehäuse 107a geströmt sind, in das Filtergehäuse 107b strömen, indem das Abzweigrohr 105b mit dem Rohr 104 verbunden wird. Infolgedessen strömen die Abgase von dem Krummer 103 in das Filtergehäuse 107b. Die Steuerung 116 betätigt ferner das Abzweigventil 111, so daß ein von dem Luftgebläse 113 erzeugter Luftstrom über das Abzweigrohr 110a und das Rohr 109a in das Filtergehäuse 107a zugeführt wird.

Sodann sendet die Steuerung 116 im Schritt 3 ein Signal an einen Heizungs-Betriebsbereich 202 zum Einschalten der elektri schen Heizung 117a. Im Schritt 3 sendet die Steuerung 116 fer ner ein Signal an einen Gebläse-Betriebsbereich 203 zum Ein schalten des Luftgebläses 113, um die Luftzufuhr zu beginnen. Im Schritt 3 sendet die Steuerung 116 ferner ein Signal an das Auslaßventil 118a, um das Abzweigrohr 105a mit dem Rohr 119a zu verbinden. Durch diese Vorgänge wird der von dem Luftgebläse 113 erzeugte Luftstrom über das Abzweigrohr 110a und das Rohr 109a dem Filtergehäuse 107a zugeführt und von der elektrischen Heizung 117a innerhalb des Filtergehäuses 107a zu einem Heiß luftstrom erhitzt. Dieser Heißluftstrom strömt in den Filter 108a, um diesen zu erhitzen, und er entzündet die in dem Filter 108a zurückgehaltenen oder gesammelten Feststoffpartikel oder dergleichen. Der auf diese Weise in den Filter 108a einge strömte Heißluftstrom tritt aus dem Filtergehäuse 107a aus und strömt durch das Abzweigrohr 105a in das Rohr 119a und wird durch das Auslaßventil 118a in die Atmosphäre ausgestoßen.

Im Schritt 4 erzeugt ein Temperatur-Meßbereich 204 ein Temperatursignal entsprechend dem Ausgang des Temperaturfühlers 114a, und die Steuerung 116 beurteilt aufgrund dieses Tempera tursignals, ob die Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a nicht unter 400°C liegt. Zu diesem Zeitpunkt, nachdem einige Zeit vergangen ist, beträgt der Unterschied zwischen der von dem Temperaturfühler 114a ermittelten Temperatur und der Durch schnittstemperatur in dem Filter 108a ungefähr 100°C wie in Fig. 4A gezeigt. Genauer gesagt, wenn der Druckfühler 114a un gefähr 500°C ermittelt, dann beträgt die Durchschnittstempera tur in dem Filter 108a ungefähr 400°C. Ferner besteht ein Zusammenhang zwischen der von dem Temperaturfühler 114a ermit telten Temperatur und der Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a, wie in Fig. 4B gezeigt, und wenn die von dem Temperatur fühler 114a ermittelte Temperatur beispielsweise 600°C be trägt, dann beträgt die Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a 500°C, wie aus Fig. 4B hervorgeht. Bei dieser Ausfüh rungsform beträgt der Unterschied zwischen der von dem Tempera turfühler 114a ermittelten Temperatur und der Durchschnittstem peratur in dem Filter 108a ungefähr 100°C wie in Fig. 4A ge zeigt, und zwischen der ermittelten Temperatur und der Durch schnittstemperatur besteht ein linearer Zusammenhang, wie in Fig. 4B gezeigt. Diese Temperaturen schwanken jedoch in Abhän gigkeit von der Art des Filters 108a, der Regenerationstempera tur, der Art der Abgase und so weiter, und der Zusammenhang zwischen den beiden Temperaturen muß daher im Hinblick auf diese Einflußgrößen gefunden werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a (bei dem es sich um einen zylindrischen Filter mit einem Durchmesser von 14,4 cm und einer Länge von 15 cm handelt) bestimmt, indem die Summe der an Meßpunkten Z1 bis Z9 (wie in Fig. 5 gezeigt) ge messenen Temperaturen gemittelt wird. Der Punkt Z1 ist ungefähr 20 mm von der Achse des Zylinders entfernt, und die Punkte Z4 bis Z5 bezeichnen Temperaturen nahe dem Zentrum des Filters 108a.

Wenn im Schritt 4 festgestellt wird, daß die Durch schnittstemperatur in dem Filter 108a unter 400°C liegt, dann wird der Vorgang mit dem Schritt 5 fortgesetzt, bei dem die Steuerung 116 ein Signal an den Heiz-Betriebsbereich 202 sen det, um die an die elektrische Heizung 117a angelegte Spannung zu erhöhen. Wenn im Gegenteil beim Schritt 4 festgestellt wird, daß die Durchschnittstemperatur des Filters 108a nicht unter 400°C liegt, dann wird der Vorgang mit dem Schritt 6 fortge setzt. Der Grund dafür, daß die Durchschnittstemperatur des Filters 108a auf mindestens 400°C festgesetzt ist, besteht darin, daß die meisten Bestandteile (hauptsächlich Feststoff partikel) der von dem Filter zurückgehaltenen Teilchen bei Temperaturen über 406°C zu brennen beginnen.

Für den Fall, daß ein Oxidationskatalysator auf dem Filter 108a angeordnet ist, wird im Schritt 4 festgestellt, ob die Temperatur in dem Filter 108a nicht unter 200°C liegt. Der Grund für 200°C besteht darin, daß die meisten der zurückge haltenen Teilchen infolge der Anwesenheit des Oxidationskataly sators bei Temperaturen über 200° verbrannt werden.

Im Schritt 6 wird nach einer bestimmten Zeitdauer eine Zieltemperatur eingestellt, damit die Geschwindigkeit, mit der die Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a ansteigt (nachfolgend als "Zunahme der Durchschnittstemperatur" bezeich net) nicht mehr als 10°C/min beträgt. Wenn beispielsweise die Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a derzeit 400°C be trägt, dann wird die Zieltemperatur nach 0,5 Minuten auf 405°C eingestellt (in diesem Fall beträgt die Zunahme der Durch schnittstemperatur 10°C/min). Wenngleich die Zunahme der Durchschnittstemperatur nicht mehr als 10°C/min beträgt, soll te diese Zunahme vorzugsweise 3°C/min bis 7°C /min. und vor zugsweise 4°C/min bis 5°C/min betragen.

Im Schritt 7 wird beurteilt, ob die Durchschnittstempera tur im Filter 108a über 600°C liegt, und wenn diese Durch schnittstemperatur über 600°C liegt, dann springt der Vorgang zum Schritt 10, bei dem die elektrische Heizung 117a und das Luftgebläse 113 abgeschaltet werden. Wenn jedoch im Schritt 7 festgestellt wird, daß die Durchschnittstemperatur nicht über 600°C liegt, dann fährt die Bearbeitung mit dem Schritt 9 fort.

Im Schritt 9 wird beurteilt, ob die tatsächliche Tempera tur unter der Zieltemperatur liegt, und wenn die tatsächliche Temperatur unter der Zieltemperatur liegt, dann fährt der Vor gang mit dem Schritt 8 fort, bei dem die an die elektrische Heizung 117a angelegte Spannung erhöht wird. Sodann kehrt der Vorgang zum Schritt 6 zurück, bei dem eine neue Zieltemperatur eingegeben wird. Wenn beim Schritt 9 festgestellt wird, daß die augenblickliche Temperatur höher ist als die Zieltemperatur, dann fährt der Vorgang fort zum Schritt 11, bei dem die an die elektrische Heizung 117a angelegte Spannung verringert wird. Sodann kehrt der Vorgang zum Schritt 6 zurück, bei dem eine neue Zieltemperatur eingegeben wird.

Die Regeneration des Filtergehäuses 107b wird auf die gleiche Weise durchgeführt, wie dies vorstehend für das Filter gehäuse 107a erläutert wurde. Dabei führen ein Differential druck-Meßbereich 301, ein Heizungs-Betriebsbereich 302 und ein Temperatur-Meßbereich 304 die gleichen Funktionen aus wie der Differentialdruck-Meßbereich 201, der Heizungs-Betriebsbereich 202 und der Temperatur-Meßbereich 204.

Wenngleich bei dieser Ausführungsform die Temperatur in dem Filtergehäuse 107a durch Verändern der von der elektrischen Heizung 117a erzeugten Wärmemenge eingestellt wird, kann diese Temperatur eingestellt werden, indem die Menge des von dem Luftgebläse 113 erzeugten Luftstromes verändert wird. Alterna tiv kann diese Temperatur eingestellt werden, indem sowohl die von der elektrischen Heizung 117a erzeugte Wärmemenge als auch die Menge des von dem Luftgebläse 113 erzeugten Luftstromes verändert wird. Vorzugsweise wird aber, wie bei dieser Ausfüh rungsform, die elektrische Heizung 117a gesteuert, weil dieses Verfahren mit einer einfachen Steuerung und mit geringen Kosten durchgeführt werden kann.

Wie dies vorstehend erläutert wurde, ist diese Ausfüh rungsform auf eine Vorrichtung gerichtet, bei der die Abgase durch eines der Filtergehäuse 107a und 107b gereinigt werden, und wenn eines der Filtergehäuse durch die Abgase verstopft ist, dann werden die Abgase durch das andere Filtergehäuse ge reinigt, und der Filter in dem einen Filtergehäuse wird regene riert. Ähnliche Wirkungen können aber in einer Vorrichtung er reicht werden, die nur ein Filtergehäuse hat. Bei einer solchen Vorrichtung, die nur ein Filtergehäuse hat, wird der Motor ab geschaltet, wenn der Filter verstopft ist, und der Filter wird sodann regeneriert. Ahnliche Wirkungen könne auch mit einer Vorrichtung erreicht werden, die drei oder mehr Filtergehäuse hat.

Wenngleich bei dieser Ausführungsform festgestellt wird, ob die Durchschnittstemperatur in dem Filter 108a 600°C be trägt oder nicht, kann eine Anordnung benutzt werden, bei der eine solche Zeitdauer voreingestellt wird, daß die Durch schnittstemperatur 600°C nicht übersteigt, und vor Ablauf die ser Zeitdauer wird der Filter bei einer bestimmten Zunahme der Durchschnittstemperatur erhitzt. Wenngleich bei dieser Ausfüh rungsform die Durchschnittstemperatur im Hinblick auf das Mate rial des Filters 108a und andere Einflußgrößen so festgesetzt wird, daß sie nicht über 600°C liegt, kann sie 600°C gering fügig übersteigen. Bei dieser Ausführungsform sollte die Durch schnittstemperatur aber vorzugsweise 600°C nicht übersteigen.

Wenngleich der Filter 108a bei dieser Ausführungsform durch den Heißluftstrom erhitzt wird, können ähnliche Wirkungen erreicht werden, indem der Filter 108a mit einem heißen (oder erhitzten) Fluid erhitzt wird, dem die Abgase oder ein Oxida tionsmittel beigefügt sind. Als ein solches heißes Fluid kann einfach die heiße oder erhitzte Luft verwendet werden, und das macht die Konstruktion einfach und verringert die Kosten.

Nachfolgend wird die Zunahme der Durchschnittstemperatur erläutert.

In einem Versuch wurde ein aus Mullit hergestellter Fil ter von zylindrischer Form mit einem Durchmesser von 14,4 cm und einer Länge von 15 cm benutzt. Die Anzahl der Zellen des Filters betrug 15,5 Zellen pro cm², und die Menge der von dem Filter zurückgehaltenen Feststoffpartikel betrug 15 g/liter. Zum Erhitzen der Luft wurde eine elektrische Heizung benutzt, bestehend aus einem Heizelement, das in einem Metallrohr ange ordnet ist, durch das die Luft hindurchgeleitet wird. Als Heiz element wurde ein Kanthal-Draht benutzt. Zum Zuführen der Luft wurde ein Luftgebläse benutzt, und der Luftdurchsatz betrug 600 Liter pro Minute. Die übrige Ausbildung war die gleiche wie in Fig. 1 gezeigt.

Fig. 7 zeigt den Zusammenhang zwischen der Zunahme der Durchschnittstemperatur und dem Verunreinigungsgrad, der das Entweichen von Feststoffpartikeln nach der Regeneration an zeigt. Die Zunahme der Durchschnittstemperatur wird durch Ein geben der Temperaturdaten im Abstand von 5 Sekunden und durch Berechnen der Temperaturzunahme pro Minute ermittelt. Der Ver unreinigungsgrad wurde unter Verwendung von JIS D8004 gemessen (Reflexions-Rauchmeßgerät zum Messen der Rauchabgase eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors). Wie aus Fig. 7 deutlich hervor geht, steigt der Verunreinigungsgrad nicht an, und der Filter ist nicht beschädigt, wenn die Zunahme der Durchschnittstempe ratur nicht mehr als 10°C/min beträgt. Wenn die Zunahme der Durchschnittstemperatur mehr als 10°C/min beträgt, dann nimmt der Verunreinigungsgrad zu, und der Filter ist beschädigt. Je geringer die Zunahme der Durchschnittstemperatur ist, um so besser. Es ist aber eine beträchtliche Zeitdauer erforderlich, bis die Durchschnittstemperatur auf 600°C ansteigt, und die Zunahme der Durchschnittstemperatur sollte daher nicht kleiner als 3°C/min sein. Wenn die Zunahme der Durchschnittstemperatur auf 10°C/min festgesetzt wird, dann steigt sie wegen eines Steuerfehlers häufig auf 11°C/min an, und die Zunahme der Durchschnittstemperatur sollte daher nicht über 7°C/min lie gen. Demzufolge beträgt diese Zunahme vorzugsweise 3°C/min bis 7°C/min, und ihr noch praktikabler Bereich beträgt 4°C/min bis 5°C/min.

Wie vorstehend erläutert, wird der Filter 108a derart einer Verbrennungsregeneration unterzogen, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur nicht mehr als 10°C/min (vorzugsweise 3°C/min bis 7°C/min und noch vorteilhafter 4°C/min bis 5°C/min) beträgt, wenn die Temperatur in dem Filter in dem Be reich zwischen 400°C und 600°C liegt (in dem Bereich zwischen 200°C und 400°C für den Fall, daß der Filter 108a einen Oxi dationskatalysator trägt). Dadurch wird der Filter 108a nicht beschädigt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennungsrege neration nicht durch Flammenfortpflanzung bewirkt, und statt dessen wird der Filter insgesamt erhitzt, wobei Luft als Heiz medium benutzt wird, so daß die Zunahme der Temperatur nicht mehr als 10°C/min beträgt, wenn die Temperatur in dem Filter in dem Bereich zwischen 400°C und 600°C liegt (in dem Bereich zwischen 200°C und 400°C für den Fall, daß der Filter einen Oxidationskatalysator trägt). Mit diesem Verfahren kann die in folge der Verbrennungsreaktion der Feststoffpartikel pro Zeit einheit erzeugte Wärmemenge verringert werden und geringer ge macht werden als die Strahlungswärme pro Zeiteinheit. Dadurch wird ein als "Zündung" bezeichneter plötzlicher Temperaturan stieg verhindert, und der Temperaturgradient in dem Filter wird klein, wodurch die Entstehung unmäßig hoher Temperaturen ver mieden wird. Demzufolge kann die Entstehung von Sprüngen oder Rissen in dem Filter sowie eine Beschädigung des Filters durch Schmelzen zuverlässig verhindert werden.

Bezugszeichenliste

2 Dieselmotor
3 Abgaskrümmer
4 Abgasrohr
5a, b Abgasrohr
6 Ventil
7a, b Gehäuse
8a, b Keramikfilter
9a, b Abgasrohr
10a, b Sekundärluftrohr
11 Einlaßventil
12 Sekundärluftrohr
13 Luftgebläse
16 Steuerung
18a, b Auslaßventil
19a, b Rohr
20a, b elektrische Heizung
102 Dieselmotor
103 Krümmer
104 Rohr
105a, b Abzweigrohr
106 Abzweigventil
107a, b Filtergehäuse
108a, b Filter
109a, b Rohr
110a, b Abzweigrohr
111 Abzweigventil
112 Rohr
113 Luftgebläse
114a, b Temperaturfühler
116 Steuerungsbereich
117a, b elektrische Heizung
118a, b Auslaßventil
119a, b Auslaßrohr
121a, b Differentialdrucksensor
201 Differentialdruck-Meßbereich
202 Heizungs-Betriebsbereich
203 Gebläse-Betriebsbereich
204 Temperatur-Meßbereich
301 Differentialdruck-Meßbereich
302 Heizungs-Betriebsbereich
304 Temperatur-Meßbereich.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen von Abgasen, umfassend die Schritte:
Hindurchleiten der Abgase durch einen Filter, um Fest stoffpartikel und dergleichen aus den Abgasen zu beseitigen;
Erhitzen des Filters, um die auf dem Filter abgelagerten Feststoffpartikel und dergleichen zu verbrennen;
Festsetzen der Zunahme einer Durchschnittstemperatur in dem Filter auf nicht mehr als 10°C/min in einem Bereich der Durchschnittstemperatur in dem Filter, die nicht unter 400°C liegt, wenn der Filter erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter derart erhitzt wird, daß die Durchschnittstemperatur in dem Filter nicht mehr als 600°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 3°C/min bis 7°C/min beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 4°C/min bis 5°C/min beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter mit einem Fluid erhitzt wird.

6. Verfahren zum Reinigen von Abgasen, umfassend die Schritte:
Hindurchleiten eines Gases durch einen einen Oxidations katalysator tragenden Filter, um Feststoffpartikel und derglei chen aus den Abgasen zu beseitigen;
Erhitzen des Filters, um die auf dem Filter abgelagerten Feststoffpartikel zu verbrennen; und
Festsetzen der Zunahme einer Durchschnittstemperatur in dem Filter auf nicht mehr als 10°C/min in einem Bereich der Durchschnittstemperatur des Filters, die nicht unter 200°C liegt, wenn der Filter erhitzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter derart erhitzt wird, daß die Durchschnittstemperatur in dem Filter nicht mehr als 400°C beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 3°C/min bis 7°C/min beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 4°C/min bis 5°C/min beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter durch ein Fluid erhitzt wird.

11. Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen, umfassend:
einen Filter zum Hindurchleiten der Abgase, um in den Abgasen enthaltene Feststoffpartikel und dergleichen zurück zuhalten;
ein den Filter enthaltendes Filtergehäuse;
ein erstes Rohr zum Zuführen der Abgase zu dem Filter gehäuse;
ein zweites Rohr zum Ableiten der gereinigten Abgase aus dem Filtergehäuse;
Temperaturbestimmungsmittel zur Bestimmung der Temperatur des Filters;
Heizmittel zum Heizen des Filters; und
einen Steuerbereich zum Steuern der Energiezufuhr zu den Heizmitteln aufgrund einer Information der Temperaturbestim mungsmittel, um den Filter derart zu erhitzen, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter nicht mehr als 10°C/min beträgt, wenn die Durchschnittstemperatur in dem Filter in dem Bereich zwischen 400°C und 600°C liegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel eine Luftzuführeinrichtung und eine elektri sche Heizung zum Erhitzen eines Luftstromes der Luftzuführein richtung umfaßt, wobei der Filter von dem heißen Luftstrom erhitzt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet,, daß der Steuerbereich die Energiezufuhr derart steu ert, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 3°C/min bis 7°C/min beträgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Steuerbereich die Energiezufuhr derart steu ert, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 4°C/min bis 5°C/min beträgt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß der Steuerbereich eine an die elek trische Heizung angelegte Spannung steuert.

16. Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen, umfassend:
einen Filter zum Hindurchleiten der Abgase, um in den Abgasen enthaltene Feststoffpartikel und dergleichen zurück zuhalten, wobei der Filter einen Oxidationskatalysator trägt;
ein den Filter enthaltendes Filtergehäuse;
ein erstes Rohr zum Zuführen der Abgase zu dem Filter gehäuse;
ein zweites Rohr zum Abführen der gereinigten Gase von dem Filtergehäuse;
Temperaturbestimmungsmittel zur Bestimmung der Temperatur des Filters;
Heizmittel zum Heizen des Filters;
einen Steuerbereich zum Steuern der Energiezufuhr zu den Heizmitteln aufgrund einer Information der Temperaturbestim mungsmittel, um den Filter derart zu erhitzen, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter nicht mehr als 10 °C/min beträgt, wenn die Durchschnittstemperatur in dem Filter in dem Bereich zwischen 200°C und 400°C liegt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel eine Luftgebläseeinrichtung und eine elek trische Heizung umfassen, um einen von der Luftgebläseeinrich tung erzeugten Luftstrom zu erhitzen, wobei der Filter durch den Heißluftstrom erhitzt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn zeichnet, daß der Steuerbereich die Energiezufuhr derart steu ert, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 3°C/min bis 7°C/min beträgt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn zeichnet, daß der Steuerbereich die Energiezufuhr derart steu ert, daß die Zunahme der Durchschnittstemperatur in dem Filter 4°C/min bis 5°C/min beträgt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß der Steuerbereich eine an die elek trische Heizung angelegte Spannung steuert.