DE3537976C1

DE3537976C1 - Filter device for soot particle filtration

Info

Publication number: DE3537976C1
Application number: DE19853537976
Authority: DE
Inventors: Richard Hofbeck; Horst Dr Kalfa; Ulrich Weidner
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-04-23

Abstract

In a filter device for soot particle filtration, in particular from exhaust gases of a diesel engine, in a ceramic filter body 1, there run inlet channels 11 and outlet channels 12. These are separated from each other by filtering walls 8. A simple and variable construction of the filter body 1 is achieved by this being made up of stacked ceramic plates 2, which are furnished with recesses 3 for formation of the channels 11, 12. Between the channels 11, 12 are provided ridges 7, on which the neighbouring plate 2 rests. The filtering walls are formed by bases 8 of the recesses 3 and/or the ridges 7. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung zur Rußpartikelfiltration aus Abgasen, insbesondere aus Abgasen eines Dieselmotors, wobei in einem keramischen Filterkörper Einlaßkanäle und Auslaßkanäle vorgesehen sind und durch filternde Wandungen des Filterkörpers voneinander getrennt sind und die Einlaßkanäle an der einen Seite des Filterkörpers offen und an der Gegenseite geschlossen und die Auslaßkanäle an der einen Seite geschlossen und an der Gegenseite offen sind.The invention relates to a filter device for soot particle filtration Exhaust gases, in particular from exhaust gases from a diesel engine, in one ceramic filter body inlet channels and outlet channels are provided and are separated from each other by filtering walls of the filter body and the inlet channels open on one side of the filter body and on the Opposite side closed and the outlet channels closed on one side and are open on the other side.

Durch die WO- 85/02784 ist eine Filtereinrichtung zur Rußpartikelfiltration aus Abgasen der o.g. Art vorbekannt. Der Filtereinsatz ist als monolithischer Keramikkörper mit Honigwabenstruktur ausgebildet. Dieser Aufbau wirkt sich nachteilig auf die Durchlässigkeit der mit Ruß behafteten Abgase aus.WO-85/02784 is a filter device for soot particle filtration from exhaust gases of the above Kind of known. The filter insert is as monolithic ceramic body with honeycomb structure. This Construction adversely affects the permeability of those affected by soot Exhaust gases.

Eine derartige Filtereinrichtung ist weiterhin in der DE-OS 32 35 363 beschrieben. Dort weist der Filterkörper Einlaßkanäle mit kreisrundem Querschnitt auf. Die Auslaßkanäle liegen in den Zwickeln zwischen den Einlaßkanälen. Der Filterkörper ist aus einer Vielzahl von keramischen Rohrstücken aufgebaut. Für jeden Einlaßkanal ist ein Rohrstück nötig. Der Zusammenbau der Rohrstücke zum Filterkörper ist aufwendig, da an der einen Seite die im Querschnitt zwickelförmigen Auslaßkanäle und an der Gegenseite die im Querschnitt kreisförmigen Einlaßkanäle geschlossen werden müssen und die Rohrstücke in ihrer gegenseitigen Lage festgelegt werden müssen. Bei der Verwendung von gebrannten Rohrstücken erweist sich auch als nachteilig, daß die beim Brennen entstehende Brennhaut die filterwirksame offene Porosität stark herabsetzt.Such a filter device is also in DE-OS 32 35 363 described. There the filter body has inlet channels with a circular Cross section on. The outlet channels are in the gussets between the Inlet channels. The filter body is made of a variety of ceramic Pipe pieces built up. A piece of pipe is required for each inlet duct. The Assembling the pipe pieces to the filter body is complex because on one side the cross section gusset-shaped outlet channels and on the opposite side in Cross section circular inlet channels must be closed and the Pipe pieces must be fixed in their mutual position. In the Use of fired pipe pieces also proves to be disadvantageous in that the burning skin that forms during burning has the filter-effective open porosity greatly reduced.

In der EP- 0035 053 B1 ist ein Dieselabgasfilter beschrieben, bei dem zur Verbrennung von angesammelten Rußpartikeln eine elektrische Beheizung des Filters aus einer Kraftfahrzeugbatterie vorgesehen ist. Da hier der Filterkörper aufgeheizt wird, ist mit einem hohen Energieverbrauch zu rechnen.EP-0035 053 B1 describes a diesel exhaust gas filter in which Burning accumulated soot particles electrically heats the Filters from a motor vehicle battery is provided. Since here the Filter body is heated up, with a high energy consumption too count.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filtereinrichtung vorzuschlagen, dergestalt, daß der Filterkörper auf einfache Weise in jeweils gewünschten Abmessungen und Formgestaltungen aufbaubar ist, wobei eine hohe mechanische Festigkeit auch gegenüber schwingenden Belastungen erreichbar wird.The object of the invention is to propose a filter device, in such a way that the filter body in a desired manner in a simple manner Dimensions and shapes can be built, with a high mechanical Strength can also be achieved against vibrating loads.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß der Filterkörper aus gestapelten keramischen Platten aufgebaut ist, daß an den Platten zur Bildung der Kanäle Ausfräsungen vorgesehen sind, zwischen denen Stege stehen, daß auf den Stegen die jeweils benachbarte Platte aufsteht, daß die filternden Wandungen von den Böden der Ausfräsungen und/oder den Stegen gebildet sind und/oder daß Ausfräsungen auf beiden Seiten der Platte vorgesehen sind, wobei zwischen beidseitig mit Ausfräsungen versehene Platten eine Platte ohne Ausfräsungen eingesetzt ist.According to the invention, the above object is achieved in that the filter body stacked ceramic plates that is built on the plates Formation of the channels are provided between which webs stand that the adjacent plate stands on the webs, that the filtering walls from the bottoms of the cutouts and / or the webs are formed and / or that millings on both sides of the plate are provided, with milled on both sides Plates a plate without cutouts is used.

Der Filterkörper ist auf einfache Weise in jeweils gewünschten Abmessungen und Formgestaltungen durch aufeinandergesetzte Platten aufzubauen. Die Kanäle sind durch Ausfräsungen der ebenen Platten gebildet. Durch eine solche mechanische Bearbeitung der Platten ist gewährleistet, daß eine offene Porosität der Platten wirksam wird, da beim Ausfräsen eine etwaige Brennhaut mitentfernt wird. Es ergibt sich dadurch eine hohe Filteraktivität. Eine noch bessere Filteraktivität wird durch Verwendung von Platten erreicht, die an beiden Seiten Fräsungen aufweisen. Durch die gegenseitige Abstützung benachbarter Platten über die Stege wird eine hohe mechanische Festigkeit auch gegenüber schwingenden Belastungen erreicht, wie sie im Betrieb auftreten. The filter body is easily in any desired dimensions and build up shapes by stacking panels. The Channels are formed by milling the flat plates. By a such mechanical processing of the plates ensures that a open porosity of the plates becomes effective, as a possible Burning skin is also removed. This results in a high one Filter activity. An even better filter activity is by using reached by plates that have millings on both sides. Through the mutual support of adjacent panels over the webs becomes high mechanical strength achieved even against vibrating loads, as they occur in the company.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Advantageous embodiments of the invention result from the following Description of an embodiment. The drawing shows:

Fig. 1 einen aus mehreren Platten zusammengesetzten Filterkörper, Fig. 1 is a composite of several boards filter body,

Fig. 2 eine Platte für einen Filterkörper in perspektivischer Ansicht mit einseitigen Ausfräsungen, Fig. 2 is a plate for a filter body in perspective view with one-sided cut-outs,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Platte, mit zweiseitigen Ausfräsungen im Schnitt längs der Linie III-III nach Fig. 4, Fig. 3 shows another embodiment of a plate, with two side cutouts in the section along the line III-III of Fig. 4,

Fig. 4 einen Schnitt der Platte nach Fig. 3 längs der Linie IV-IV nach Fig. 3, Fig. 4 is a sectional view of the plate of FIG. 3 along the line IV-IV of FIG. 3,

Fig. 5a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Platte mit zweiseitigen Ausfräsungen unterschiedlicher Tiefe, Fig. 5a shows a further embodiment of a plate with two different side milled-out depth,

Fig. 5b eine Filterplatte ohne Ausfräsungen, Fig. 5b is a filter plate without cutouts,

Fig. 6 einen Filterkörper, eingepaßt in einen Abgaskrümmer, Fig. 6 shows a filter body fitted in an exhaust manifold,

Fig. 7 eine Ansicht des Filterkörpers nach Fig. 6 in Richtung des Pfeiles VII nach Fig. 6, Fig. 7 is a view of the filter body of Fig. 6 in the direction of arrow VII of Fig. 6,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Filterplatte, Fig. 8 shows another embodiment of a filter plate,

Fig. 9 eine Ansicht der Platte nach Fig. 8 längs der Linie IX-IX nach Fig. 8 Fig. 9 is a view of the plate according to Fig. 8 along the line IX-IX of FIG. 8

Fig. 10 eine Filtereinrichtung mit Heizwiderständen in den Einlaßkanälen und einer Druckregenerierungseinrichtung, und Fig. 10 shows a filter device with heating resistors in the inlet channels and a pressure regeneration device, and

Fig. 11 eine Filtereinrichtung mit zusätzlicher Luftzuführung. Fig. 11 shows a filter device with additional air supply.

Ein Filterkörper 1 ist aus einer Vielzahl von übereinandergestapelten Platten 2 aus keramischem Material, vorzugsweise Fasern, aufgebaut. Die Platten 2 nach den Fig. 1 und 2 weisen einseitig Ausfräsungen 3 auf. Die Ausfräsungen 3 erstrecken sich fast über die gesamte Länge L der Platten 2. Sie sind zum einen Rand 4 der Platte 2 hin offen, enden jedoch an einem Quersteg 5, so daß sie zum gegenüberliegenden Rand 6 der Platte 2 geschlossen sind. Zwischen den Ausfräsungen 3 bestehen Längsstege 7, die bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 7 parallel zueinander verlaufen.A filter body 1 is constructed from a large number of stacked plates 2 made of ceramic material, preferably fibers. The plates 2 according to FIGS. 1 and 2 have cutouts 3 on one side. The cutouts 3 extend almost over the entire length L of the plates 2 . They are open to one edge 4 of the plate 2 , but end at a crosspiece 5 , so that they are closed to the opposite edge 6 of the plate 2 . Between the cutouts 3 there are longitudinal webs 7 which, in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 7, run parallel to one another.

Die Tiefe T der Ausfräsungen 3 ist so bemessen, daß der verbleibende Boden 8 eine zur Filtration geeignete Wandstärke F aufweist. Die Breite B der Ausfräsung 3 ist größer als die Breite b der Längsstege 7. Die Breite B der Ausfräsungen 3 ist auch größer als die Wandstärke F des Bodens 8. Sie ist jedoch kleiner als die Länge L.The depth T of the cutouts 3 is dimensioned such that the remaining base 8 has a wall thickness F suitable for filtration. The width B of the cutout 3 is greater than the width b of the longitudinal webs 7 . The width B of the cutouts 3 is also greater than the wall thickness F of the base 8 . However, it is smaller than the length L.

Um aus Platten nach Fig. 2 einen Filterkörper aufzubauen, werden solche Platten wechselseitig so aufeinander gesetzt, daß der Rand 4 der einen Platte mit dem Rand 6 der benachbarten Platte fluchtet. Es sind dann abwechselnd die Ausfräsungen 3 der einen Platte zur Rohgasseite 9 hin offen und zur Reingasseite 10 hin geschlossen, wogegen die Ausfräsungen 3 der nächsten Platte zur Rohgasseite 9 hin geschlossen und zur Reingasseite 10 hin offen sind (vgl. Fig. 1). Die zur Rohgasseite 9 hin offenen Ausfräsungen 3 bilden die Einlaßkanäle 11. Die zur Reingasseite 10 hin offenen Ausfräsungen 3 bilden die Auslaßkanäle 12. Die Einlaßkanäle 11 und die Auslaßkanäle 12 liegen also abwechselnd in verschiedenen Ebenen übereinander. Die Böden 8 und die Querstege 5 wirken als filternde Wandungen. Die Platten 2 stützen sich über die Längsstege 7 aufeinander ab.In order to build up a filter body from plates according to FIG. 2, such plates are mutually placed on top of one another such that the edge 4 of one plate is aligned with the edge 6 of the adjacent plate. The cutouts 3 of one plate are then alternately open to the raw gas side 9 and closed to the clean gas side 10 , whereas the cutouts 3 of the next plate are closed to the raw gas side 9 and open to the clean gas side 10 (see FIG. 1). The millings 3 open towards the raw gas side 9 form the inlet channels 11 . The millings 3 open towards the clean gas side 10 form the outlet channels 12 . The inlet channels 11 and the outlet channels 12 are therefore alternately one above the other in different planes. The floors 8 and the transverse webs 5 act as filtering walls. The plates 2 are supported on one another via the longitudinal webs 7 .

Werden für den Filterkörper 1 Platten 2 mit gleichgeformten Ausfräsungen 3 verwendet, dann ist das Volumen der Einlaßkanäle 11 gleich dem Volumen der Auslaßkanäle 12. Soll das Volumen der Einlaßkanäle 11 größer sein als das der Auslaßkanäle 12, dann können für die Einlaßkanäle 11 entsprechend dickere Platten 2 mit entsprechend größerer Tiefe T der Ausfräsungen 3 verwendet werden. Es könnte auch die Breite b der Längsstege 7 entsprechend geändert werden. Allerdings soll die Breite b der Längsstege 7 nicht zu klein werden, um eine sichere gegenseitige Abstützung der Platten 2 zu gewährleisten.If plates 2 with the same shape of cut-outs 3 are used for the filter body 1 , the volume of the inlet channels 11 is equal to the volume of the outlet channels 12 . If the volume of the inlet channels 11 is to be greater than that of the outlet channels 12 , then correspondingly thicker plates 2 with a correspondingly greater depth T of the cutouts 3 can be used for the inlet channels 11 . The width b of the longitudinal webs 7 could also be changed accordingly. However, the width b of the longitudinal webs 7 should not be too small in order to ensure a secure mutual support of the plates 2 .

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auf die oberste Platte 2 eine Deckplatte 13 aufgesetzt, die zur Filterwirkung nichts beizutragen braucht. Zum Zusammenhalt der Platten 2 läßt sich die Deckplatte 13 mit einer entsprechenden, nicht dargestellten Bodenplatte verspannen. Die Längsstege 7 brauchen nicht über ihre gesamte Länge gasdicht an der benachbarten Platte 2 anzuliegen, da die Längsstege 7 jeder Platte 2 nur Einlaßkanäle 11 bzw. Auslaßkanäle 12, nicht jedoch Einlaßkanäle von Auslaßkanälen trennen. Der Quersteg 5 dagegen soll möglichst dicht an der benachbarten Platte anliegen, damit nicht Rußpartikel ungefiltert von der Rohgasseite 9 zur Reingasseite 10 wandern. Ebenso ist es denkbar, daß die Platte 2 mittels feuerbeständigem Kleber oder Kitt verbunden sind.In the embodiment of FIG. 1, a cover plate 13 is placed on the top plate 2 , which does not need to contribute to the filter effect. To hold the plates 2 together, the cover plate 13 can be braced with a corresponding base plate, not shown. The longitudinal webs 7 do not need to lie against the adjacent plate 2 in a gastight manner over their entire length, since the longitudinal webs 7 of each plate 2 only separate inlet channels 11 and outlet channels 12 , but not inlet channels from outlet channels. The crossbar 5, however, should lie as close as possible to the adjacent plate, so that soot particles do not pass unfiltered from the raw gas side 9 to the clean gas side 10 . It is also conceivable that the plate 2 are connected by means of fire-resistant adhesive or putty.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 weist die Platte 2 auf der einen Seite Ausfräsungen 3 und auf der anderen Seite Ausfräsungen 14 auf. Die Ausfräsungen 3 und 14 haben die gleiche Tiefe T. Die Ausfräsungen 3 sind zum Rand 4 offen. Die Ausfräsungen 14 sind zum Rand 6 hin offen und zum Rand 4 durch einen Quersteg 5′ geschlossen.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the plate 2 has cutouts 3 on one side and cutouts 14 on the other side. The millings 3 and 14 have the same depth T. The millings 3 are open to the edge 4 . The cutouts 14 are open to the edge 6 and closed to the edge 4 by a crosspiece 5 '.

Aus den Platten 2 nach Fig. 3 und 4 läßt sich ein Filterkörper 1 dadurch zusammensetzen, daß zwischen jeweils zwei Platten 2 nach den Fig. 3 und 4 eine ebene Filterplatte 15 ohne Ausfräsungen nach Fig. 5b eingelegt wird. Die Ausfräsungen 3 bilden dann die Einlaßkanäle 11, wogegen die Ausfräsungen 14 die Auslaßkanäle 12 bilden.A filter body 1 can be assembled from the plates 2 according to FIGS. 3 and 4 by inserting a flat filter plate 15 between two plates 2 according to FIGS. 3 and 4 without milling according to FIG. 5b. The cutouts 3 then form the inlet channels 11 , whereas the cutouts 14 form the outlet channels 12 .

Aus den Platten 2 nach den Fig. 3 und 4 kann ein Filterkörper 1 auch dadurch zusammengestellt werden, daß solche Platten wechselseitig versetzt aufeinandergeschichtet werden. jede der Ausfräsungen 3 einer Platte 2 mit der fluchtenden Ausfräsung 14 der nächsten Platte bildet dann einen Einlaßkanal bzw. einen Auslaßkanal. A filter body 1 can also be put together from the plates 2 according to FIGS. 3 and 4 in that such plates are stacked on top of one another in a mutually offset manner. each of the cutouts 3 of a plate 2 with the aligned cutout 14 of the next plate then forms an inlet channel or an outlet channel.

Bei der Platte 2 nach Fig. 5a sind ebenfalls an beiden Plattenseiten Ausfräsungen 3 und 14 vorgesehen. Die Ausfräsungen 3 sind tiefer als die Ausfräsungen 14. Wird aus solchen Platten ein Filterkörper mit zwischengelegten ebenen Filterplatten 15 hergestellt, dann ist das Volumen der von den Ausfräsungen 3 gebildeteten Einlaßkanäle größer als das Volumen der von den Ausfräsungen 14 gebildeten Auslaßkanäle.In the plate 2 according to FIG. 5a, cutouts 3 and 14 are likewise provided on both sides of the plate. The cutouts 3 are deeper than the cutouts 14 . If a filter body with interposed flat filter plates 15 is produced from such plates, then the volume of the inlet channels formed by the cutouts 3 is greater than the volume of the outlet channels formed by the cutouts 14 .

Durch die Ausfräsungen 3 und 14 ist erreicht, daß an den filternden Wandungen, nämlich den Böden 8, keine Brennhaut mit verschlossenen Poren besteht. Dadurch ist eine offene Porosität der filternden Wandungen von 10% bis 90% erreichbar. Stört eine Brennhaut an der den Ausfräsungen 3 abgewandten Fläche der Platte nach Fig. 2, dann läßt sich diese abschleifen. Stört eine Brennhaut der Filterplatte 15, dann kann diese ebenfalls abgeschliffen werden. Da bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3, 4, 5a die filternde Wandung vom beidseitig angefrästen Boden 8 gebildet ist, kommt es jedoch auf die Filterwirkung der Platte 15 weniger an.The millings 3 and 14 ensure that there is no burning skin with closed pores on the filtering walls, namely the bottoms 8 . As a result, an open porosity of the filtering walls of 10% to 90% can be achieved. If a burning skin interferes with the surface of the plate according to FIG. 2 facing away from the cutouts 3 , then this can be ground off. If a burning skin of the filter plate 15 interferes, it can also be ground down. As in the embodiments according to FIGS. 3, 4, 5a, the filtering wall is formed from both sides of the milled plate 8, however, it depends on the filtering action of the disk 15 at less.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 5a ist der einseitige Abschluß der Einlaß- bzw. Auslaßkanäle 11 bzw. 12 durch den Quersteg 5, 5′ gebildet, der einstückiges Teil der Platte 2 ist. Der Verschluß kann bei durchgehenden Ausfräsungen jedoch auch durch entsprechend eingekittete Abschlußteile geschaffen werden.In the embodiments of FIGS . 1 to 5a, the one-sided termination of the inlet and outlet channels 11 and 12 is formed by the crossbar 5 , 5 ', which is an integral part of the plate 2 . In the case of continuous milling, however, the closure can also be created by appropriately cemented-in end parts.

Bei dem beschriebenen Filterkörper lassen sich die Dimensionierung und Anordnung der Ein- und Auslaßkanäle leicht an den jeweiligen Einsatzfall anpassen. Gleiches gilt für die Form des Filterkörpers 1.With the filter body described, the dimensions and arrangement of the inlet and outlet channels can easily be adapted to the respective application. The same applies to the shape of the filter body 1 .

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 ist ein Filterkörper 1 gezeigt, der in einen Abgaskrümmer 16 eines Dieselmotors integriert ist. Der Filterkörper 1 ist aus den beschriebenen Platten 2 aufgebaut. Seine Außenkontur ist dem Raum im Abgaskrümmer 16 angepaßt. Der Filterkörper 1 weist eine gewölbte Rohgasseite 9 und eine gewölbte Reingasseite 10 auf. Dem Filterkörper 1 ist seine endgültige Außenkontur erst nach dem Zusammenbau der Platten 2 gegeben. Es ist hier günstig, durchgehende Ausfräsungen 3 vorzusehen. Nach der Formgebung des Filterkörpers 1 sind die Einlaßkanäle 11 mit Verschlußstücken 17 und die Auslaßkanäle 12 mit Verschlußstücken 18 einseitig verkittet.In the embodiment of FIGS. 6 and 7, a filter body 1 is shown which is integrated into an exhaust manifold of a diesel engine sixteenth The filter body 1 is constructed from the plates 2 described. Its outer contour is adapted to the space in the exhaust manifold 16 . The filter body 1 has a curved raw gas side 9 and a curved clean gas side 10 . The filter body 1 is given its final outer contour only after the plates 2 have been assembled. It is advantageous here to provide continuous millings 3 . After the filter body 1 has been shaped, the inlet channels 11 are cemented on one side with closure pieces 17 and the outlet channels 12 with closure pieces 18 .

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 weist die Platte 2 paarweise konisch zueinander verlaufende Längsstege 19 bis 22 auf. Die zwischen den Längsstegen 19 und 20 und den Längsstegen 21 und 22 liegenden Ausfräsungen 3 bilden Einlaßkanäle 11. Zwischen einer Randleiste 23 und dem Längssteg 19 besteht eine Ausfräsung 24. Zwischen den Längstegen 20 und 21 ist eine Ausfräsung 25 vorgesehen. Zwischen dem Längssteg 22 und einer Randleiste 26 liegt eine Ausfräsung 27. Die Ausfräsungen 24, 25 und 27 bilden die Auslaßkanäle 12. Sie erweitern sich zur Reingasseite 10 hin, wogegen sich die Einlaßkanäle 11 von der Rohgasseite 9 her verengen. Die entsprechenden Verschlußstege sind mit 28, 29 und 30 bezeichnet. Die Längsstege 19 bis 22 bilden hier die filternden Wandungen. Sie weisen hierfür die Wandstärke F auf. Ebenso haben die Böden 8 die Wandstärke F. Die beschriebene Form der Einlaß- bzw. Auslaßkanäle 11 bzw. 12 ist in bestimmten Anwendungsfällen aus strömungstechnischen Gründen günstig. Der Schichtaufbau ist in der Weise vorgesehen, daß die Platten 2 gemäß Fig. 8 bzw. Fig. 9 wechselweise mit den Platten 2 gemäß Fig. 2 übereinander angeordnet sind. Dabei entspricht die Breite B der Ausfräsung 3 der Platte 2 nach Fig. 2 der Eintrittsseite des Rohgaskanals 11 in Fig. 8. Ebenso läßt sich ein Filterkörper 1 aus Platten 2 der Fig. 8 bzw. 9 ebenfalls durch Übereinanderstapeln solcher Platten herstellen. Die Stege 19 bis 22, 28, 29, 30 bilden hier die Trennung der Rohgasseite 9 von der Reingasseite 10.In the exemplary embodiment according to FIGS. 8 and 9, the plate 2 has pairs of longitudinal webs 19 to 22 that run conically to one another. The cutouts 3 lying between the longitudinal webs 19 and 20 and the longitudinal webs 21 and 22 form inlet channels 11 . There is a cutout 24 between an edge strip 23 and the longitudinal web 19 . A cutout 25 is provided between the longitudinal webs 20 and 21 . A cutout 27 is located between the longitudinal web 22 and an edge strip 26 . The cutouts 24 , 25 and 27 form the outlet channels 12 . They expand towards the clean gas side 10 , whereas the inlet channels 11 narrow from the raw gas side 9 . The corresponding closure webs are designated 28 , 29 and 30 . The longitudinal webs 19 to 22 form the filtering walls here. For this purpose, they have the wall thickness F. Likewise, the floors 8 have the wall thickness F. The shape of the inlet and outlet channels 11 and 12 described is favorable in certain applications for fluidic reasons. The layer structure is provided in such a way that the plates 2 according to FIG. 8 or FIG. 9 are alternately arranged one above the other with the plates 2 according to FIG. 2. The width B of the cut-out 3 of the plate 2 according to FIG. 2 corresponds to the entry side of the raw gas channel 11 in FIG. 8. Likewise, a filter body 1 can be produced from plates 2 of FIGS. 8 and 9 likewise by stacking such plates on top of one another. The webs 19 to 22 , 28 , 29 , 30 here form the separation of the raw gas side 9 from the clean gas side 10 .

Bei der Filtereinrichtung nach Fig. 10 ist ein Filterkörper 1 in einen motorfernen Filtertopf 31 eingebaut. In den Einlaßkanälen 11 sind elektrische Heizwiderstände 32 angeordnet. Diese sind an die Batterie des betreffenden Kraftfahrzeugs angeschlossen. Die Heizwiderstände 32 sind in den Einlaßkanälen 11 so verlegt, daß sie dort liegen, wo sich Rohgaspartikel bevorzugt sammeln. Sie sollen also nicht den Rohgasstrom oder den Filterkörper 1 erhitzen. In the filter device according to FIG. 10, a filter body 1 is installed in a filter bowl 31 remote from the engine. Electrical heating resistors 32 are arranged in the inlet channels 11 . These are connected to the battery of the motor vehicle in question. The heating resistors 32 are laid in the inlet channels 11 in such a way that they are located where raw gas particles preferentially collect. So you should not heat the raw gas stream or the filter body 1 .

Bei der motorfernen Montage des Filtertopfes 31 werden sich an den Heizwiderständen 32 aufgrund der dort niedrigen Temperaturen des Abgases Rußpartikel sammeln. Um den Ruß abzubrennen, werden die elektrischen Heizwiderstände 32 nacheinander kurzzeitig eingeschaltet. Dies kann druck-, zeitgesteuert oder überlagert erfolgen. Es läßt sich dadurch ein Zusetzen des Filterkörpers vermeiden.When the filter bowl 31 is mounted away from the engine, soot particles will collect on the heating resistors 32 due to the low temperatures of the exhaust gas. In order to burn off the soot, the electrical heating resistors 32 are briefly switched on in succession. This can be pressure, time controlled or overlaid. This prevents clogging of the filter body.

Bei der motorfernen Anordnung der Filtereinrichtung ist damit zu rechnen, daß der Filter langfristig durch zusätzliche Feststoffe, beispielsweise Korro sionsprodukte und Sulfate, verstopft. Um eine solche Verstopfung beseitigen zu können, ist in der Rohgasleitung 34 ein Dreiwegeventil 35 vorgesehen, das mit einem Absperrventil 36 verbunden ist. Wird eine Filterverstopfung festge stellt, dann wird das Dreiwegeventil 35 umgestellt und das Absperrventil 36 geöffnet und durch den Filtertopf 31 wird in Gegenrichtung Preßluft geblasen.When the filter device is arranged away from the engine, it can be expected that the filter will become blocked in the long term by additional solids, for example corrosion products and sulfates. In order to be able to remove such a blockage, a three-way valve 35 is provided in the raw gas line 34 , which is connected to a shut-off valve 36 . If a filter clogged festge, then the three-way valve 35 is changed over and the shut-off valve 36 is opened and compressed air is blown through the filter bowl 31 in the opposite direction.

Die Filtereinrichtung nach Fig. 11 ist motornah angeordnet. Es ist dabei mit hohen Abgastemperaturen zwischen 400°C und 500°C an der Rohgasseite 9 zu rechnen. Die anhand von Fig. 10 beschriebenen Heizwiderstände 32 können zur Regenerierung des Filters als Sicherheitsmaßnahme genügen. Denn bei 400°C beginnt bereits die Selbstreinigung des Filters durch Verbrennung der Rußpartikel. Die Heizwiderstände 32 brauchen nur eingeschaltet zu werden, wenn der Motor im Niederlastbereich oder im Kurzzeitbetrieb arbeitet, wenn die Betriebstemperatur zur Selbstregenerierung nicht ausreicht.The filtration device of Fig. 11 is arranged close to the engine. High exhaust gas temperatures between 400 ° C and 500 ° C on the raw gas side 9 must be expected. The heating resistors 32 described with reference to FIG. 10 can suffice to regenerate the filter as a safety measure. Because at 400 ° C the filter begins to self-clean by burning the soot particles. The heating resistors 32 need only be switched on when the engine is operating in the low-load range or in short-term operation, when the operating temperature is not sufficient for self-regeneration.

Zur Unterstützung der Selbstreinigung des Filterkörpers 1 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 eine Frischluftzuführung vorgesehen. Es wird hierbei die Frischluft über einen Wärmetauscher 37, der von Krümmerrohren 38 erhitzt ist, erwärmt und über eine Dosiereinrichtung 39 dem Abgasstrom an der Rohgasseite 9 zugeführt. Dadurch erhöht sich der Sauerstoffgehalt des Rohgases, was die Verbrennung des Rußes begünstigt. Die Dosiereinrichtung 39 ist in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgasstromes gesteuert. Bei niedriger Abgastemperatur wird keine Frischluft zugeführt, da dadurch nur eine zusätzliche Volumenstrombelastung des Filters gegeben wäre. Erst wenn der Abgasstrom die Zündtemperatur des Rußes erreicht, die abhängig davon ist, ob eine katalytische oder nichtkatalytische Ausführung des Filterkörpers 1 vorgesehen ist, wird Luft zugemischt, wodurch der Abbrennprozeß des Rußes beschleunigt und auch vollständiger verläuft als ohne Luftbeimischung.To support the self-cleaning of the filter body 1 , a fresh air supply is provided in the exemplary embodiment according to FIG. 11. Here, the fresh air is heated via a heat exchanger 37 , which is heated by elbow pipes 38 , and fed to the exhaust gas flow on the raw gas side 9 via a metering device 39 . This increases the oxygen content of the raw gas, which promotes the combustion of the soot. The metering device 39 is controlled as a function of the temperature of the exhaust gas flow. At low exhaust gas temperatures, no fresh air is supplied, since this would only result in an additional volume flow load on the filter. Only when the exhaust gas stream reaches the ignition temperature of the soot, which is dependent on whether a catalytic or non-catalytic design of the filter body 1 is provided, air is mixed in, whereby the combustion process of the soot is accelerated and also more complete than without the addition of air.

Claims

1. Filter device for soot particle filtration from exhaust gases, in particular from exhaust gases from a diesel engine, wherein inlet channels and outlet channels are provided in a ceramic filter body and are separated from one another by filtering walls of the filter body and the inlet channels are open on one side of the filter body and closed on the opposite side and the Outlet channels are closed on one side and open on the opposite side, characterized in that the filter body ( 1 ) is constructed from stacked ceramic plates ( 2 ), that on the plates ( 2 ) to form the channels ( 11 , 12 ), cutouts ( 3 ; 14 ; 24 , 25 , 27 ) are provided, between which there are webs ( 7 ; 19 to 22 ) that the respective adjacent plate ( 2 ) stands on the webs ( 7 ; 19 to 22 ) that the filtering walls of the bottoms ( 8 ) of the cutouts ( 3 ; 14 ; 24 , 25 , 27 ) and / or the webs ( 5 ; 19 to 22 , 28 , 29 , 30 ) are formed and / or cutouts ( 3 ; 14 ) are provided on both sides of the plate (2), wherein between a plate (15) is used without any cut-outs on both sides with cut-outs (3, 14) provided with plates (2).

2. Filter device according to claim 1, characterized in that the cutouts ( 3 ; 14 ; 24 , 25 , 27 ) are wider than the webs ( 7 ; 19 to 22 ).

3. Filter device according to claim 1 or 2, characterized in that the width (B) of the cutouts ( 3 ; 14 ; 24 , 25 , 27 ) is greater than the wall thickness (F) of the bottom ( 8 ) of the plate ( 2 ).

4. Filter device according to claim 1, characterized in that the cutouts ( 3 ) on one side of the plate are deeper than the cutouts ( 14 ) on the other side of the plate.

5. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the millings ( 3 or 14 ) in front of an edge ( 6 or 4 ) on a crossbar ( 5 or 5 ') end, which is integral with the plate ( 2 ) is.

6. Filter device according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the cutouts ( 3 , 14 ) after the shaping of the filter body ( 1 ) by closing pieces ( 17 , 18 ) to the relevant edge ( 6 or 4 ) are closed.

7. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of two uniformly shaped superimposed plates ( 2 ), the cutouts ( 3 , 14 ) lying one above the other in the plane of the plate alternately form inlet channels ( 11 ) and outlet channels ( 12 ).

8. Filter device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that inlet channels ( 11 ) and outlet channels ( 12 ) are formed in the same plate plane, which are separated from one another by webs ( 19 to 22 ) of the plates ( 2 ).

9. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the webs ( 7 ) run parallel to one another.

10. Filter device according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the webs ( 19 to 22 ) are tapered in pairs to one another.

11. Filter device according to claim 10, characterized in that the web pairs ( 19 , 20 and 21 , 22 ) narrow from the raw gas side ( 9 ) as inlet channels ( 11 ) and a milled between the adjacent webs ( 20 and 21 ) 25 ) expanded as an outlet channel ( 12 ) to the clean gas side ( 10 ).

12. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of the inlet channels ( 11 ) is greater than that of the outlet channels ( 12 ).

13. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the plates ( 2 ) consist of ceramic fibers.