DE202005010176U1

DE202005010176U1 - Dieselrußpartikelfilter

Info

Publication number: DE202005010176U1
Application number: DE202005010176U
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2015-06-30

Abstract

Dieselrußpartikelfilter, umfassend
– ein Gehäuse (10,) mit Einlass (11) und Auslass (12) für Abgase
– und ein Filterelement (1),
– das Filterelement besitzt
– von der einen Oberfläche (4) ausgehende Sackbohrungen (2) zur Abgaszuführung
– und von der gegenüber liegenden Oberfläche (5) ausgehende Sackbohrungen (3) zur Abgasabführung
– die Sackbohrungen (2, 3) sind räumlich gegeneinander versetzt.
gekennzeichnet durch das Merkmal:
– die Abstände (a) zwischen den Sackbohrungen (2) zur Abgaszuführung und den Sackbohrungen (3) zur Abgasabführung sind identisch mit den Abständen (a) zwischen den Enden der Sackbohrungen (2, 3) und der jeweiligen benachbarten Oberfläche (3, 4).

Description

Die Erfindung betrifft Dieselrußpartikelfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Dieselrußpartikelfilter sind seit Jahrzehnten in den unterschiedlichsten Konfigurationen bekannt und weltweit im praktischen Einsatz. Ihre Aufgabe ist es, die unverbrannten Rußpartikel im Abgas von Dieselmotoren herauszufiltern, damit sie anschließend durch Verbrennen unschädlich gemacht werden können. Dabei werden auch die an den Rußpartikeln anhaftenden Kohlenwasserstoffe verbrannt.
Die Porosität der Filterelemente ist auf die Größe der auszufilternden Partikel abgestimmt. Je mehr Rußpartikel im Filter zurückgehalten werden, desto höher wird der Druckabfall im Filter und desto mehr verringert sich die Motorleistung. Bei einem bestimmten Filtertyp wird bei Erreichen eines bestimmten Druckabfalls ein Regenerationsprozess in Gang gesetzt. Dazu werden die Betriebsparameter des Dieselmotors mit Hilfe der Motorelektronik so verändert, dass die Abgastemperatur so stark ansteigt, dass die Rußpartikel verbrennen. Gegebenenfalls wird diese Regeneration durch Heizelemente, Katalysatoren etc. unterstützt.
Dieselrußpartikelfilter mit aktiver Regeneration können jedoch in Altfahrzeugen nicht nachgerüstet werden, da deren Motorelektronik die nötigen Parameter nicht zur Verfügung stellt bzw. weil diese Fahrzeuge überhaupt keine Motorelektronik haben. Diese Rußpartikelfilter werden nur dann regeneriert, wenn ein Betriebszustand erreicht wird, bei dem die Abgastemperatur die nötigen Werte erreicht, beispielsweise bei einer schnellen Autobahnfahrt, bei einer Bergfahrt o.ä. Damit diese Filter im beladenen Zustand die Motorleistung nicht zu sehr drosseln können, verwenden sie Filterelemente mit relativ großer Porosität und damit relativ geringer Filterwirkung. Das ist unbefriedigend.
Darüber hinaus gibt es Nachrüst-Filter, bei denen ein ungefilterter Bypass zum Filterelement vorgesehen ist. Sobald der Abgasgegendruck wegen Beladung des Filters mit Rußpartikeln einen bestimmen Wert übersteigt, wird der Bypass geöffnet. Die Abgase gelangen ungefiltert in die Umgebung. Das ist äußert unbefriedigend.
Ein weiteres Problem der Nachrüst-Filter ist deren Platzbedarf. Platz steht unter dem Fahrzeugboden aktueller Kraftfahrzeuge nur in beschränktem Umfang zur Verfügung. Es ist daher wichtig, dass die Dieselrußpartikelfilter möglichst wenig Platz beanspruchen. Das bedeutet, dass auch die filternden Elemente möglichst klein ausfallen müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dieselrußpartikelfilter anzugeben, dessen Filterelement so gestaltet ist, dass nach Möglichkeit sein gesamtes Volumen gleichmäßig filtert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Dieselrußpartikelfilter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Dank der Angleichung der Abstände zwischen den Sackbohrungen einerseits und zwischen den Sackbohrungen und den Filteroberflächen andererseits wird erreicht, dass das gesamte Filtervolumen gleichmäßig mit Abgas beaufschlagt wird, so dass das Filtervolumen optimal ausgenützt wird. Dies erlaubt die von den Anwendern gewünschte Verkleinerung des Nachrüst-Dieselrußpartikelfilters.
Zwar ist aus der JP 60 25 1913 bereits ein scheibenförmiges Filterelement für Dieselmotoren bekannt, welches mit gegeneinander versetzten Sackbohrungen zur Abgas-Zuführung bzw. Abgas-Abführung versehen ist; allerdings sind die Abstände zwischen den verschiedenen Sackbohrungen einerseits und die Abstände zwischen den Enden der Sackbohrungen und den Oberflächen des Filterelements andererseits keineswegs aneinander angeglichen, so dass bestimmte Volumenteile des Filterelements mit Ruß überladen werden, wodurch die Filterwirkung abnimmt und mehr Rußpartikel in die Umwelt gelangen als nötig. Dies wird dank der Erfindung vermieden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Filter besteht das Filterelement aus offenporiger Schaumkeramik.
Alternativ kann das Filterelement auch aus Drahtgestrick oder -gewirke oder aus Keramikfasergestrick bestehen.
Es versteht sich, dass alle geeigneten Filtermaterialien geeignet sind.
Zur weiteren Verringerung des zusätzlichen Platzbedarfs besteht darüber hinaus die Möglichkeit, das Filter in einen Katalysator oder Schalldämpfer zu integrieren.
Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen
1 ein zylindrisches Filterelement in Schrägansicht
2 eine Frontansicht des Filterelements der 1 und
3 einen Schnitt durch einen Dieselrußpartikelfilter entlang der Linie III-III in 2.
1 als Schrägansicht und 2 als Frontansicht zeigen ein zylindrisches Filterelement 1 für einen Dieselrußpartikelfilter. Von der von den Abgasen angeströmten Oberfläche 4 gehen Sackbohrungen 2 aus, die der Abgaszuführung dienen. Von der gegenüberliegenden Oberfläche 5 gehen Sackbohrungen 3 aus, die der Abgasabführung dienen. Die Sackbohrungen 2, 3 sind räumlich derart gegeneinander versetzt, dass die Abstände a zwischen je einer Abgaszuführungsbohrung 2 und einer Abgasabführungsbohrung 3 jeweils identisch sind.
3 zeigt das Filterelement 1, eingesetzt in ein Gehäuse 10 mit Einlass 11 und Auslass 12. Das Filterelement 1 ist entlang der Linie III-III in 2 geschnitten. Man erkennt, dass die Sackbohrungen 2, 3 jeweils ebenfalls mit einem Abstand a vor der gegenüberliegenden Oberfläche 4, 5 enden. Da alle Abstände a identisch sind, herrschen in allen Volumenteilen des Filterelements 1 identische Bedingungen für die Abgasströmung, so dass in allen Volumenbereichen auch identische Filterwirkungen erreicht werden. Durch diese Vergleichmäßigung der Filterwirkung innerhalb des Filterelements 1 kann mit minimalem Filtervolumen eine maximale Filterwirkung erzielt werden.

Claims

Dieselrußpartikelfilter, umfassend – ein Gehäuse (10,) mit Einlass (11) und Auslass (12) für Abgase – und ein Filterelement (1), – das Filterelement besitzt – von der einen Oberfläche (4) ausgehende Sackbohrungen (2) zur Abgaszuführung – und von der gegenüber liegenden Oberfläche (5) ausgehende Sackbohrungen (3) zur Abgasabführung – die Sackbohrungen (2, 3) sind räumlich gegeneinander versetzt. gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Abstände (a) zwischen den Sackbohrungen (2) zur Abgaszuführung und den Sackbohrungen (3) zur Abgasabführung sind identisch mit den Abständen (a) zwischen den Enden der Sackbohrungen (2, 3) und der jeweiligen benachbarten Oberfläche (3, 4).
Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – das Filterelement (1) besteht aus offenporiger Schaumkeramik.
Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – das Filterelement (1) besteht aus Drahtgestrick oder -gewirke.
Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – das Filterelement (1) besteht aus Keramikfasergestrick.
Filter nach Ansprüchen 1–4, gekennzeichnet durch das Merkmal – das Filterelement (1) besteht aus allen geeigneten Filtermaterialien.
Filter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal – es ist in einen Katalysator oder Schalldämpfer integriert.