DE3609151A1 - Partikelfilter fuer abgase - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Partikelfilter für Abgase, bestehend aus einem Gehäuse, in dem mindestens zwei in Abgasströmrichtung hintereinander und mit Abstand zueinander angeordnete Filterplatten vorgesehen sind.

Ein Filter dieser Art ist aus der DE-OS 34 07 172 bekannt, bei dem eine Vielzahl von kreisrunden Filterplatten in einem rohrförmigen Gehäuse mit Abstand und parallel zueinander angeordnet sind. Das Problem derartiger Filter ist jedoch, daß die zuerst beaufschlagten Filterplatten schneller mit Partikeln und Ruß beladen werden, so daß eine Regenerierung bereits erforderlich wird, bevor die hinteren Filterplatten genutzt werden. Die Speicherkapazität wird hierbei nicht optimal genutzt.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 31 49 960), die Filterplatten mit unterschiedlicher Porosität auszubilden. Durch das Voransetzen eines Filters mit grober Porosität kann das Speichervolumen des nachgeschalteten Filters besser genutzt werden. Dieses bedarf jedoch die Verwendung von verschiedenen Filterarten, was fertigungstechnisch einen Mehraufwand bedeutet. Außerdem ist die Ablagerungswirkfläche eines großporigen Speichers wesentlich kleiner als die eines feinporigen, gleichgroßen Filters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß unter fertigungstechnisch einfachen Maßnahmen eine Optimierung der Speicherkapazität möglich ist.

Die Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die gezielt eingebrachten Durchbrüche werden die Filterplatten jeweils nur von einem Teilstrom beaufschlagt. Dieser Teilstrom ist größer als der durch die Durchbrüche durchströmende Teilstrom. Der Reinigungsgrad des Abgases verschiebt sich somit gegenüber der Ausführung gemäß dem Stand der Technik stromabwärts. Dadurch wird eine bessere Beladungsverteilung erreicht, die durch die Dimensionierung des Verhältnisses der Durchbrüche zur Filterplatten- Beaufschlagungsfläche und der Dicke der Filterplatten entsprechend bestimmt wird.

Ein derartiger Filter bedarf keiner Filterelemente unterschiedlicher Porosität, womit die Fertigung außerdem vereinfacht wird, indem lediglich Serien von identischen Filterelementen hergestellt zu werden brauchen.

Die Durchbrüche von benachbarten Filterplatten werden vorzugsweise diametral gegenüberliegend vorgesehen. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein Teilstrom etwa ungereinigt durch den Filter gelangen kann. Das durch einen Durchbruch gelangende Gas wird sich mit dem zum Teil gereinigten Gas vermischen, von wo aus abermals ein Teil durch den nächsten Durchbruch strömt.

Die Durchbrüche können Bohrungen jeder Konfiguration in den Filterplatten sein. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, werden die Durchbrüche als Spalt zwischen einer Filterplattenkante und dem Gehäuse gebildet. Bei einem Filtergehäuse mit rechteckigem Querschnitt würde der Spalt dadurch gebildet werden, daß die Filterplatten jeweils in einer Richtung kürzer sind als die entsprechende Gehäuse lichte Breite. Bei Filtergehäusen mit rundem Querschnitt wird an den Filterplatten ein Kreissegment ausgespart.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel im Längsschnitt,

Fig. 2 das Beispiel in Querschnitt.

Fig. 1 zeigt einen Partikelfilter (10), bestehend aus einem Gehäuse (11), in dem eine Vielzahl von Filterplatten (12) parallel zueinander und in Strömungsrichtung der Abgase (13) hintereinander befestigt sind. Der Querschnitt des rohrförmigen Filtergehäuses (11) kann quadratisch, rechteckig, rund sein oder jede andere Form haben.

Als Filterplatten (12) sind sowohl poröse Keramikfilter, als auch Drahtgestrickfilter oder Faserfilter verwendbar. Deren Kontur richtet sich nach der Querschnittsform des Filtergehäuses (11).

Bei einem runden Filtergehäuse (11) sind, wie Fig. 2 zeigt, runde Filterplatten (12) vorgesehen, bei denen zur Bildung eines Durchbruches (14 bzw. 15) entsprechende Kreisausschnitte ausgespart sind. Die Filterplatten (12) werden so angeordnet, daß die Aussparungen abwechselnd an einer Seite (in Fig. 1 links) und an der anderen Seite (rechts) im Filtergehäuse (11) zu liegen kommen.

Ferner ist zwischen den Filterplatten (12) jeweils ein Spalt (16) vorgesehen, der die jeweils diametral gegenüberliegenden Durchbrüche (14, 15) von angrenzenden Filterplatten (12) miteinander verbindet.

Das Abgas (13) wird über einen Stutzen (17) in das Filtergehäuse (11) eingeleitet. Zum Großteil strömt das Abgas (13) durch die erste Filterplatte (12). Der Rest des Abgases, Teilstrom 18, der von der Beladung der Filterplatte (12) abhängt, strömt durch den Durchbruch (14) in den ersten Spalt (16), wo es sich zum Teil mit dem vorgereinigten Abgas (19) aus der ersten Filterplatte (12) vermischt und durch die zweite Filterplatte (12) durchströmt. Von dieser Mischung (20) strömt abermals ein Teilstrom (21) durch den rechten Durchbruch (15). Dieser Strom vermischt sich wiederum mit dem zweifach vorgereinigten Abgas (22) usw. bis die Abgase schließlich gereinigt aus dem Filtergehäuse (11) heraustreten. Der labyrinthartige Kanal (14, 16, 15, 16 usw.) führt dazu, daß stärker ungereinigtes Gas zu den hinteren Filterplatten (12) gelangen kann, womit eine bessere Verteilung der Partikeln und des Rußes aus den Abgasen (13) auf den gesamten Filter (10) möglich ist.

Der Spalt (16) bzw. der Abstand zwischen den Filterplatten und die Durchbrüche (14 und 15) dürfen nicht zu groß gewählt werden, damit der Großteil des Abgases jeweils durch die Filterplatten strömt und daß im Falle einer kompletten Beladung des Filters der Abgasgegendruck merklich ansteigen kann und eine Regeneration erforderlich macht. Durch den Umgehungskanal (14, 16, 15) ist es dabei möglich, alle Filterplatten (12) vollständig zu beladen.

Der Partikelfilter (10) kann auch so ausgebildet werden, daß die in Strömungsrichtung zuletzt angeordnete Filterplatte keine Aussparung hat, hierbei wird die letzte Filterplatte nicht voll beladen werden können, dafür ist in der Dimensionierung des Umgehungskanals (14, 16, 15) ein größerer Spielraum belassen.

Anstelle von Aussparungen können in den Filterplatten Bohrungen oder dergleichen vorgesehen werden.

Claims (3)

1. Partikelfilter für Abgase, bestehend aus einem Gehäuse, in dem mindestens zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander und mit Abstand zueinander angeordnete Filterplatten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Teil der Filterplatten (12) Durchbrüche (14, 15) vorgesehen sind, durch die ein Teilstrom (18) des Abgases (13) unter Umgehung der betreffenden Filterplatte durchströmen kann.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (14, 15) von benachbarten Filterplatten (12) sich diametral gegenüberstehen.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (14, 15) durch Aussparungen an den Filterplatten (12) gebildet sind.