DE202007009729U1

DE202007009729U1 - Device for cleaning the exhaust gases of diesel engines

Info

Publication number: DE202007009729U1
Application number: DE200720009729
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2017-07-13

Abstract

Vorrichtung zum Reinigen der Abgase von Dieselmotoren, umfassend
– ein Gehäuse mit
– Mantel (1),
– vorderem Stirnblech (2),
– hinterem Stirnblech (3),
– Einlassrohr (4),
– Auslassrohr (5),
– einem Partikelfilter (12)
– und einem katalytisch beschichteten Träger (13)
gekennzeichnet durch die Merkmale:
– das Einlassrohr (4) besitzt im Inneren des Gehäuses (1, 2, 3) Perforationen (6),
– das Auslassrohr (5) besitzt im Inneren des Gehäuses (1, 2, 3) Perforationen (7),
– über Einlass- und/oder Auslassrohr (4, 5) ist ein perforiertes Trägerblech (11) bis zum Gehäusemantel (1) spiralig gewickelt,
– in dem Zwischenraum der Trägerblechspirale (11) ist
– eine Schicht (12) aus Sintermetall als Rußpartikelfilter
– und ein katalytisch beschichteter Drahtträger (13) als Abgaskatalysator untergebracht.Device for cleaning the exhaust gases of diesel engines, comprising
- a housing with
- coat (1),
- front face plate (2),
- rear face plate (3),
Inlet pipe (4),
Outlet pipe (5),
A particle filter (12)
And a catalytically coated carrier (13)
characterized by the features:
The inlet tube (4) has perforations (6) inside the housing (1, 2, 3),
- The outlet pipe (5) has inside the housing (1, 2, 3) perforations (7),
Via inlet and / or outlet tube (4, 5), a perforated support plate (11) is spirally wound up to the housing jacket (1),
- In the intermediate space of the carrier sheet spiral (11)
- A layer (12) of sintered metal as a soot particle filter
- And housed a catalytically coated wire carrier (13) as a catalytic converter.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Reinigen der Abgase von Dieselmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to devices for cleaning the exhaust gases of diesel engines according to the generic term of claim 1.

Dieselmotoren besitzen einen relativ hohen thermischen Wirkungsgrad. Aus diesem Grund nimmt ihre Verbreitung stark zu, nicht zuletzt auch ausgelöst durch steigende Treibstoffpreise. Leider erzeugen Dieselmotoren jedoch sowohl Stickoxide als auch Rußpartikel im Abgas. Das ist unbefriedigend.diesel engines have a relatively high thermal efficiency. For this Reason increases its distribution strongly, not least also triggered by rising fuel prices. Unfortunately, however, diesel engines produce both nitrogen oxides and soot particles in the exhaust. That is unsatisfactory.

Zur Beseitigung von Ruß und Stickoxid werden Dieselrußpartikelfilter und Abgaskatalysatoren eingesetzt. Dieselrußpartikelfilter haben die Aufgabe, die im Abgasstrom enthaltenen Partikelanteile zurückzuhalten. Sie enthalten Filterelemente, deren Porosität auf die Größe der auszufilternden Partikel abgestimmt ist. Je mehr Rußpartikel im Filter zurückgehalten werden, desto höher wird der Druckabfall im Filter und desto mehr verringert sich die Motorleistung. Bei den sogenannten aktiven Rußpartikelfiltern 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 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 Dieselrußpartikelfilter 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 oder ähnlich.to Elimination of soot and Nitric oxide become diesel soot particulate filter and catalytic converters used. Diesel particulate filters have the task of Retain the particulate matter contained in the exhaust stream. They contain filter elements, their porosity on the size of the file to be filtered out Particle is tuned. The more soot particles retained in the filter be, the higher the pressure drop in the filter decreases and the more it decreases Engine performance. In the so-called active particulate filters is on reaching a certain pressure drop, a regeneration process is set in motion. For this purpose, the operating parameters of the diesel engine with the help of Engine electronics changed so That the exhaust gas temperature rises so high that the soot particles burn. Optionally, this regeneration is supported by heating elements. diesel particulate filters with active regeneration can However, not be retrofitted in old vehicles, since their engine electronics the necessary ones Parameter not available represents or because these vehicles at all no engine electronics to have. These diesel particulate filters are regenerated only when an operating condition is reached, in which the exhaust gas temperature reaches the necessary values, for example on a fast highway ride, on a mountain trip or similar.

Abgaskatalysatoren haben die Aufgabe, die in dem Abgasstrom von Dieselmotoren enthaltenen Stickoxide zu reduzieren. Sie verwenden dazu einen keramischen oder metallischen Träger, der aufgrund seiner Struktur den Abgasen eine große Oberfläche zur Verfügung stellt. Diese Oberfläche wird mit diversen Edelmetallen beschichtet. Bei Katalysatoren, die nach dem sogenannten SCR-Verfahren arbeiten, muss den Abgasen eine Harnstofflösung zugedüst werden, da die katalytische Reaktion nur in Anwesenheit von Ammoniak abläuft.Catalytic converters have the task, the nitrogen oxides contained in the exhaust stream of diesel engines to reduce. They use a ceramic or metallic Carrier, Due to its structure, the exhaust gases have a large surface area disposal provides. This surface is coated with various precious metals. For catalysts that after work on the so-called SCR process, the exhaust gases must be a urea solution zugesüst, since the catalytic reaction takes place only in the presence of ammonia.

Die Abgasreinigung ergibt optimale Ergebnisse, wenn Dieselrußpartikelfilter und Katalysator in getrennten Gehäusen untergebracht sind, die auf die jeweilige Funktion optimal abgestimmt sind. Aufgrund der baulichen Gegebenheiten im Bereich der Abgasanlage von Kraftfahrzeugen ist jedoch eine Anordnung von zwei Gehäusen oft nicht möglich. Dies gilt insbesondere im Fall von Altfahrzeugen, bei denen eine moderne Abgasreinigung nachgerüstet werden soll. Für diese Fälle hat die Industrie bereits Vorrichtungen entwickelt, bei denen Rußpartikelfilter und Katalysator in einem Gehäuse untergebracht sind.The Exhaust gas purification gives optimum results when diesel particulate filter and catalyst are housed in separate housings, the are optimally matched to the respective function. Due to the Structural conditions in the area of the exhaust system of motor vehicles However, an arrangement of two housings is often not possible. this applies especially in the case of end-of-life vehicles, where a modern emission control system retrofitted shall be. For these cases The industry has already developed devices that use particulate filters and catalyst in a housing are housed.

Es versteht sich, dass die Filterwirkung eines Rußpartikelfilters um so besser ist, je länger der Weg ist, den die Abgase durch das Filter zurücklegen. Es versteht sich ebenso, dass die katalytische Reduktion der Stickoxide um so vollständiger erfolgt, je mehr und je länger der Kontakt zwischen den Abgasen und den katalytisch aktiven Edelmetallschichten dauert. Diesen Bedingungen werden jedoch die bekannten Kombigeräte nicht gerecht.It It is understood that the filter effect of a particulate filter better is, the longer the way the exhaust fumes go through the filter. It goes without saying that the catalytic reduction of the nitrogen oxides takes place the more completely, the more and the longer the contact between the exhaust gases and the catalytically active noble metal layers lasts. These conditions, however, the known combi devices are not just.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Abgase des Dieselmotors möglichst lange Wege durch den Partikelfilterabschnitt und den Katalysatorabschnitt zurücklegen müssen.Of the The present invention is therefore based on the object, a device specify the type mentioned, in which the exhaust gases of the diesel engine preferably long distances through the particle filter section and the catalyst section return have to.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved by a device having the features of claim 1.

Die vorliegende Erfindung realisiert die erforderliche und wünschenswerte Verlängerung der Gaswege durch eine spiralige Anordnung der als Filter aktiven und der als Katalysator aktiven Bestandteile. Dabei dienen das Einlassrohr bzw. das Auslassrohr gleichzeitig als Wickelkern für die Spirale, so dass sich ein konstruktiv besonders einfacher und stabiler Aufbau ergibt.The The present invention realizes the required and desirable ones renewal the gas paths by a spiral arrangement of the active as a filter and the catalyst active ingredients. This serve the inlet pipe or the outlet tube at the same time as a winding core for the spiral, so that a structurally particularly simple and stable construction results.

Durch Veränderung der Spiralenwicklung lässt sich die Geschwindigkeit der Abgasströmung auf ihrem Weg durch Filter und Katalysatorelement steuern. Beispielsweise lässt sich die Abgasgeschwindigkeit beim Durchgang durch das Filterelement durch sich vergrößernde Volumina verringern, so dass die Rußpartikel sich in den Filterporen optimal absetzen können.By change the spiral winding leaves the speed of the exhaust flow on its way through filters and control catalyst element. For example, the exhaust gas velocity can be when passing through the filter element by increasing volumes reduce so that the soot particles can settle in the filter pores optimally.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Einlass- und Auslassrohr einstückig, wobei eine Trennwand im Rohrinneren Einlass und Auslass gegeneinander trennt. Auf jeden Fall erhält man auf diese Weise eine sehr einfache und vor allem sehr stabile Konstruktion.According to one advantageous embodiment of the invention are inlet and outlet pipe in one piece, being a partition inside the pipe inlet and outlet against each other separates. In any case, you get in this way a very simple and above all very stable construction.

Als Träger für die katalytische Beschichtung eignet sich insbesondere ein Drahtgewebe.When carrier for the Catalytic coating is in particular a wire mesh.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigenBased the drawing is intended to illustrate the invention in the form of an embodiment be explained in more detail. Show it

1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren in Form eines Längsschnitts entlang der Linie I-I in 2 und 1 a longitudinal section through a Vorrich for cleaning the exhaust gases of diesel engines in the form of a longitudinal section along the line II in FIG 2 and

2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der 1 entlang der Linie II-II. 2 a cross section through the device of 1 along the line II-II.

1 als Längsschnitt und 2 als Querschnitt zeigen eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren. Das Gehäuse besteht aus einem Gehäusemantel 1, einem einlassseitigen Stirnblech 2, einem auslassseitigen Stirnblech 3, einem Einlassrohr 4 und einem Auslassrohr 5. Einlass- und Auslassrohr 4, 5 sind einstückig ausgebildet, wobei eine Querwand 8 im Inneren des Rohrs Einlass und Auslass voneinander trennt. 1 as a longitudinal section and 2 as a cross section show a device for cleaning the exhaust gases of diesel engines. The housing consists of a housing jacket 1 , an inlet side face plate 2 , an outlet-side face plate 3 , an inlet pipe 4 and an outlet tube 5 , Inlet and outlet pipe 4 . 5 are integrally formed, with a transverse wall 8th inside the pipe inlet and outlet separates from each other.

Im Gehäuseinneren besitzt das Einlassrohr 4 an seinem Umfang Perforationen 6, durch die die in das Einlassrohr 4 einströmenden Abgase 10 das Einlassrohr 4 verlassen können. In gleicher Weise besitzt das Auslassrohr 5 im Gehäuseinneren Perforationen 7, durch die die Abgase 10 in das Auslassrohr 5 wieder eintreten können.Inside the housing has the inlet tube 4 at its perimeter perforations 6 through which the into the inlet pipe 4 incoming exhaust gases 10 the inlet pipe 4 being able to leave. In the same way has the outlet pipe 5 inside the housing perforations 7 through which the exhaust gases 10 into the outlet pipe 5 can enter again.

Wie insbesondere 2 erkennen lässt, sind auf Einlass- und Auslassrohr 4, 5 ein perforiertes Trägerblech 11, eine Schicht 12 aus Sintermetall als Rußpartikelfilter und ein katalytisch beschichteter Drahtträger 13 als Abgaskatalysator spiralig aufgewickelt. Aufgrund dieser Anordnung müssen die Abgase 10 auf ihrem Weg von Einlassrohr 4 zum Auslassrohr 5 zunächst das Partikelfilterelement 12 und anschließend das Katalysatorelement 13 durchströmen, so dass zunächst die Rußpartikel aus dem Abgas ausgefiltert und anschließend die Stickoxide katalytisch reduziert werden. Somit verlässt das Abgas die erfindungsgemäße Vorrichtung im gereinigten Zustand.In particular 2 recognize are on inlet and outlet pipe 4 . 5 a perforated carrier sheet 11 , a layer 12 made of sintered metal as a soot particle filter and a catalytically coated wire carrier 13 spirally wound as catalytic converter. Due to this arrangement, the exhaust gases 10 on her way from inlet pipe 4 to the outlet pipe 5 first the particle filter element 12 and then the catalyst element 13 flow through, so that first the soot particles are filtered out of the exhaust gas and then the nitrogen oxides are catalytically reduced. Thus, the exhaust gas leaves the device according to the invention in the cleaned state.

Claims

Device for cleaning the exhaust gases of diesel engines, comprising - a housing with - jacket ( 1 ), - front face plate ( 2 ), - rear face plate ( 3 ), - inlet pipe ( 4 ), - outlet pipe ( 5 ), - a particulate filter ( 12 ) - and a catalytically coated carrier ( 13 ) characterized by the features: - the inlet pipe ( 4 ) has inside the housing ( 1 . 2 . 3 ) Perforations ( 6 ), - the outlet pipe ( 5 ) has inside the housing ( 1 . 2 . 3 ) Perforations ( 7 ), - via inlet and / or outlet pipe ( 4 . 5 ) is a perforated carrier sheet ( 11 ) to the housing shell ( 1 ) spirally wound, - in the intermediate space of the carrier sheet spiral ( 11 ) is - a layer ( 12 ) of sintered metal as a soot particle filter - and a catalytically coated wire carrier ( 13 ) housed as an exhaust gas catalyst.

Device according to claim 1, characterized by the features: - inlet and outlet tube ( 4 . 5 ) are integral, - a partition ( 8th ) inside the pipe separates inlet and outlet.

Device according to claim 1 or 2, characterized by the feature: - the wire carrier ( 13 ) is a wire mesh.