DE4305915A1 - Regenerierbares Filter - Google Patents
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Description
Aus der DE-A-37 31 766 ist ein Rußfilter zum Filtern
der Abgase von Dieselmotoren bekannt. Bei diesem Fil
ter ist in einem von den Abgasen durchströmten Behäl
ter wenigstens ein Stützkörper eingeordnet, auf dem
das Filtermaterial sitzt. Der Stützkörper ist ein per
foriertes Rohr, das an einem Ende verschlossen ist,
so daß die Abgase radial durch das Rohr hindurchströ
men müssen. Das Filtermaterial wird von einem texti
len Flächengebilde in Gestalt eines Gestrickes aus
Mineralfasern gebildet. Die Mineralfasern haben den
Vorteil, daß sie die in dem Abgasstrom herrschende
hohe Temperatur überstehen, wobei die gestrickte An
ordnung dafür sorgt, daß das Filtermaterial in sich
Halt hat und nicht durch die in dem Abgasstrom vor
handenen Gasschwingungen allmählich verlagert wird.
Allerdings setzt sich das bekannte Filter in dem Maße,
in dem sich der Ruß an dem Filtermaterial abscheidet,
allmählich zu.
Um das Rußfilter zu reinigen, wird üblicherweise der
auf den Fasern des Filtermaterials lagernde Ruß ver
brannt, wozu der Restsauerstoff in dem Abgasstrom ver
wendet wird. Dazu ist es jedoch notwendig, die Tempe
ratur des Abgasstromes noch weiter zu erhöhen.
Zum Aufheizen des Abgasstromes ist es vorgesehen, den
Stützkörper für das Filtermaterial als Widerstandsheiz
element auszubilden. Bei einer Beaufschlagung dieses
Stützkörpers mit Strom in der Größenordnung von 120 A
bei 12 bis 24 V soll die erforderliche Aufheizung des
Abgasstromes erreicht werden. Es hat sich jedoch heraus
gestellt, daß diese Aufheizung nicht unter allen Um
ständen ausreicht und daß bei weiterer Erhöhung der
Temperatur des Widerstandsheizelementes das Heizelement
gefährdet ist. Sobald nämlich die Menge des Abgasstro
mes pro Zeiteinheit schwankt, besteht die Gefahr, daß
das Heizelement selbst verbrennt.
Ausgehend hier von ist es Aufgabe der Erfindung, ein
regenerierbares Rußfilter zu schaffen, mit dem zuver
lässig und ohne Gefährdung des Widerstandsheizelementes
die erforderlichen Temperaturen für die Regenerierung
erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das regenerier
bare Rußfilter mit den Merkmalen des Anspruches 1 ge
löst.
Durch die Verwendung der Wärmeübertragungseinrichtung,
die mit dem Widerstandsheizelement in thermischem Kon
takt ist, wird die Wärmeübertragungsfläche, an der der
vorbeistreichende Abgasstrom aufgeheizt wird, deutlich
vergrößert. Die vergrößerte Fläche führt dazu, daß bei
geringerer Übertemperatur des Heizelementes zuverlässig
die zum Abbrennen des Rußes erforderlichen Abgastempe
raturen erreicht werden können. Allein schon durch die,
verglichen mit dem Stand der Technik niedrigeren Tem
peraturen des Widerstandsheizelementes, ist es gegen
Verbrennen besser geschützt. Eine weitere Schutzwir
kung kommt dadurch zustande, daß die Wärmeübertragungs
einrichtung selbst eine gewisse thermische Trägheit
aufweist und in der Lage ist, vorübergehend Wärme von
dem Widerstandsheizelement aufzunehmen, falls kurz
fristig der Abgasstrom zurückgehen sollte. Auch hier
durch wird ein unzulässiges Ansteigen der Temperatur
des Widerstandsheizelementes in dem Temperaturbereich
vermieden, der das Heizelement selbst gefährdet.
Eine besonders raumsparende Anordnung wird erreicht,
wenn der Tragkörper gleichzeitig das Widerstandsheiz
element darstellt.
Da in aller Regel Materialien, die gut wärmeleitend
sind, auch Stromleiter darstellen, ist es von Vorteil,
wenn die Wärmeübertragungseinrichtung gegenüber dem
Widerstandsheizelement elektrisch isoliert ist, während
andererseits der gute thermische Kontakt erhalten bleibt.
Dadurch wird ein Kurzschluß des Widerstandsheizelementes
durch die Wärmeübertragungseinrichtung vermieden und
die Widerstandsheizeinrichtung bleibt voll wirksam,
da nur sie vom Strom durchflossen wird.
Eine besonders gute Stromverteilung in einer rohrförmi
gen Widerstandsheizeinrichtung ergibt sich, wenn die
Ränder, die parallel zur Mantellinie des Rohres liegen,
gegeneinander elektrisch isoliert sind. Im einfachsten
Falle kann dies dadurch erreicht werden, daß die Rän
der am Stoß nicht überlappen, sondern einen kleinen
Spalt bilden.
Eine besonders gute Wirksamkeit der Wärmeübertragungs
einrichtung wird erreicht, wenn sie zwischen der Wi
derstandsheizeinrichtung und dem Filtermaterial ange
ordnet ist. Allerdings ist es auch möglich, die Wärme
übertragungseinrichtung, bezogen auf die Strömungs
richtung des Abgasstromes, vor der Widerstandsheiz
einrichtung anzuordnen.
Eine große wirksame Fläche der Wärmeübertragungseinrich
tung kann erreicht werden, wenn sie aus einem textilen
Körper oder Flächengebilde besteht. Dieses textile Flä
chengebilde enthält gut wärmeleitende Fasern, bei
spielsweise aus Metall, das hinreichend hitzebeständig
ist.
Im Falle des textilen Körpergebildes kann es sich um
eine Art Drahtwatte handeln, die locker in die rohr
förmige Widerstandsheizeinrichtung eingefüllt ist.
Wenn dagegen die Wärmeübertragungseinrichtung um das
Widerstandsheizelement herumliegt, ist es vorteilhaft,
ein textiles Flächengebilde zu verwenden, das beispiels
weise ein Wirrfaservlies, ein Gewebe oder eine Maschen
ware, wie ein Gestrick oder Gewirk, sein kann. Letztere
haben dabei den wesentlichen Vorteil, daß die Fasern
infolge der Maschenbildung in dem textilen Flächenge
bilde einen eigenen Halt besitzen und nicht durch den
Gasstrom verlagert werden können, was zu einer Loch
bildung führen würde. Außerdem hat die Maschenware den
Vorteil, daß sie sich sehr gut an einer Oberfläche
anschmiegen kann, da sie in jeder Richtung elastisch
ist.
Es ist jedoch auch möglich, das textile Flächengebilde
unter Spannung in die rohrförmige Widerstandsheizein
richtung einzulegen.
Das textile Flächengebilde, das das Filtermaterial bil
det, ist vorteilhafterweise abschnittsweise zu Ringen
aufgewickelt, die auf der Widerstandsheizeinrichtung
aufgeschoben sind, wobei, je nach Anordnung, gegebenen
falls zwischen der Widerstandsheizeinrichtung und den
Ringen aus dem Filtermaterial die Wärmeübertragungs
einrichtung flächenmäßig angeordnet ist.
Eine weitere Verbesserung der Wärmeübertragung läßt sich
erreichen, wenn die Fasern, aus denen das Filtermaterial
bestehen, auch metallische Fasern umfassen, d. h. das
Filtermaterial ist aus metallischen und keramischen
Fasern gleichzeitig gestrickt oder gewirkt.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein erfindungs
gemäßes regenerierbares Rußfilter im Längsschnitt ge
zeigt.
In der Figur ist ein Filter 1 veranschaulicht, das speziell
als Rußfilter zum Herausfiltern des Rußes aus dem Abgas
eines Dieselmotors verwendbar ist. Das Filter 1 weist
einen äußeren Behälter 2, bestehend aus einem Topfteil 3
und einem darauf aufgesetzten Deckelteil 4 auf. Der
Topfteil 3 ist einstückig und enthält eine im wesent
lichen zylindrische Wand 5, die einstückig in ein Bo
denteil 6 übergeht. Das Bodenteil 6 trägt koaxial
zu der Wand 5 einen rohrförmigen Einlaßstutzen 7.
Der Deckelteil 4 ist gasdicht auf den Wandteil 3 auf ge
setzt und ist ebenfalls axial mit einem Auslaßstutzen 8
versehen.
Im Inneren des Behälters 2 befindet sich die eigentliche
Filterpatrone 9, die koaxial zu dem Behälter 2 angeord
net ist und mittels einer in dem Topfteil 2 veranker
ten ringförmigen Scheibe 11, die sich in der Nähe des
Bodens 6 befindet, sowie mit Hilfe einzelner Streben
12, die in der Nähe des Deckelteils 4 an der Wand 5
befestigt sind, gehalten ist.
In Durchströmungsrichtung gesehen enthält die Filter
patrone 9 eine Widerstandsheizeinrichtung 13, eine
Wärmeübertragungseinrichtung 14 sowie in einzelnen
dicht gepackten Ringen angeordnetes Filtermaterial
15, das den eigentlichen Filterkörper bildet.
Die Widerstandsheizeinrichtung 13 besteht aus einem zu
einem Rohr gebogenen Blech, das über seine gesamte Länge,
wie gezeigt, mit einer Vielzahl von gleichmäßig ver
teilten Langlöchern 16 versehen ist, deren lange Achse
in Umfangsrichtung der rohrförmigen Widerstandsheiz
einrichtung 13 liegt. An den beiden Stirnseiten der
rohrförmigen Widerstandsheizeinrichtung 13 ist das Blech
jeweils ungelocht, so daß sich ungelochte Stirnbereiche
17 und 18 ergeben, wobei der Stirnbereich 18 mit einem
radial nach innen weisenden Bördelrand 19 versehen ist,
während der Stirnbereich geradeaus verläuft. Das die
Widerstandsheizeinrichtung 13 bildende Blech bildet in
Umfangsrichtung gesehen kein vollständig geschlossenes
Rohr, sondern die in Richtung der Mantellinie des
Rohres liegenden Ränder des Bleches stehen im Abstand
zueinander, damit sich in Umfangsrichtung gesehen eine
federnde Wirkung ergibt, die in der Lage ist, die bei
der Betriebstemperatur auftretenden Längenänderungen
aufzunehmen.
Das Blech der Widerstandsheizeinrichtung 13 besteht aus
22% Chrom, 4,8% Aluminium, wobei der Rest Eisen ist.
An dem ungelochten Stirnbereich 17 ist ein Schraubenbol
zen 21 elektrisch leitend befestigt, der mittels einer
in dem Boden 6 eingesetzten isolierenden Buchse 22 in dem Boden 6
gehaltert ist. Die Buchse 22 ist eine Bundbuchse und
auf der Außenseite des Bodens 6 mittels einer Gegen
mutter 23 gesichert. Der Bolzen 21 verläuft achsparallel
zu dem Einlaßstutzen 7 und gegenüber diesem geringfü
gig radial versetzt. Sein aus dem Behälter 2 vorstehen
des Ende trägt ein Gewinde 24, während der Bereich in
nerhalb der Buchse 22 zylindrisch glatt ist, damit
dort keine undichten Stellen entstehen.
Ein weiterer Bolzen 25, der ähnlich ausgebildet ist, ist
mit dem ungelochten Stirnbereich 18 verbunden und durch
eine weitere als Bundbuchse ausgeführte isolierenden Buchse 26 durch
eine Bohrung 27 in dem Deckelteil 4 herausgeführt. Auch
die Bundbuchse 26 ist mittels einer von außen auf ge
schraubten Mutter 28 in der Bohrung 27 festgehalten.
Der Bolzen 25 sitzt wie der Bolzen 21 weitgehend gas
dicht in der zugehörigen Buchse 22 bzw. 26, ist jedoch
darin begrenzt verschieblich, so daß thermisch bedingte
Längenänderungen aufgenommen werden können.
Das aus der Buchse 26 herausragende Ende des Bolzens 25
ist wiederum mit einem Gewinde 29 versehen. Die beiden
Bolzen 21 und 25 dienen einerseits in gewisser Weise
der Halterung der Filterpatrone 9 und andererseits als
elektrische Anschlußklemmen, die eine äußere Versor
gungsspannung bei Bedarf an die elektrische Heizeinrich
tung 13 angelegt werden kann.
Damit das über den Einlaßstutzen 7 einströmende Gas in
radialer Richtung durch die Widerstandsheizeinrichtung
13 hindurchströmt, befindet sich bei dem ungelochten
Stirnbereich 18 eine Verschlußplatte 31, die von dem
Bördelrand 13 in axialer Richtung gehalten ist.
Die rohrförmige Widerstandsheizeinrichtung 13 ist im
Bereich zwischen ihren beiden ungelochten Stirnberei
chen 17 und 18, wie oben erwähnt, von der Wärmeüber
tragungseinrichtung 14 umgeben, die die Aufgabe hat,
die Oberfläche, mit der die elektrische Widerstands
heizeinrichtung 13 Wärme an das durchströmende Gas ab
gibt, zu vergrößern. Die Wärmeübertragungseinrichtung
14 besteht aus diesem Grund aus einem textilen Flächen
gebilde, und zwar speziell aus einem Drahtgestrick, d. h.
einem Gestrick, dessen Fasern von einem Draht gebildet
sind. Der Draht ist vorzugsweise Inconel-Draht.
Der Durchmesser des Drahtes liegt vorzugs
weise zwischen 0,15 bis 0,23 mm. Die Maschenweite des
Gestricks liegt bei ungefähr 6 mm und es sind soviele
Lagen des Gestricks in Umfangsrichtung auf die rohr
förmige Widerstandsheizeinrichtung 13 aufgewickelt, bis
sich insgesamt eine Stärke der Wärmeübertragungsein
richtung 14, gemessen in radialer Richtung, ergibt, die
etwa bei 4 bis 5 mm liegt.
Dabei hat die Verwendung des Gestricks oder, was gleich
bedeutend ist, eines Gewirkes den wesentlichen Vorteil,
daß das textile Flächengebilde in sich infolge der Ma
schenbildung einen ausreichenden Halt erhält, der ver
hindert, daß die pulsierende Gasströmung die einzelnen
Drahtfasern gegeneinander verschiebt, so daß lokal
Löcher entstehen, die die Wirksamkeit der Wärmeüber
tragungseinrichtung 14 verhindern könnten. Außerdem haben
Gestricke und Gewirke die Eigenschaft, in beiden Achs
richtungen, also sowohl in Richtung der Maschenstäb
chen als auch in Richtung der -reihen dehnbar zu sein,
so daß die bei hohen Betriebstemperaturen auftretenden
Längenänderungen ohne weiteres von dem textilen Flä
chengebilde aufgenommen werden können.
Es ist jedoch auch möglich, als textiles Flächengebilde
ein Wirrfaservlies zu verwenden, wenn die Anforderungen
an die innere Stabilität nicht so hoch sind.
In jedem Falle muß das textile Flächengebilde, das die
Wärmeübertragungseinrichtung 14 darstellt, einen guten
thermischen Kontakt mit der Außenseite der Wider
standsheizeinrichtung 13 bilden.
Da die Wärmeübertragungseinrichtung 14 um die Wider
standsheizeinrichtung 13 herumgewickelt ist, ist auch
die Außenseite der Wärmeübertragungseinrichtung 14 im
wesentlichen zylindrisch und folglich koaxial zu dem
Behälter 2. Auf der Außenseite der Wärmeübertragungs
einrichtung 14 befindet sich, wie oben erwähnt, das
Filtermaterial 15, das in einzelnen Ringen 32 auf ge
bracht ist. Jeder Ring 32 besteht seinerseits aus einem
Abschnitt eines Rundgestrickes, dessen Fasern Mineral
fasern sind. Die Abschnitte des Rundgestrickes sind je
weils zu einem der Ringe 32 aufgerollt, plissiert oder
spiralisiert, wie dies im übrigen in der DE-A-37 31 766
beschrieben ist.
Die plissierte Anordnung entsteht, indem der rundge
strickte Schlauch in Achsrichtung zusammengestaucht
wird, wodurch im Schnitt gesehen, geordnet nebeneinan
derliegende Falten entstehen, ähnlich wie bei einer
Ziehharmonika. Bei der spiralisierten Anordnung wird
der aus Draht rundgestrickte oder rundgewirkte Schlauch
flachgelegt und in Längsrichtung einmal gefaltet. Hier
durch entsteht ein bandförmiges Gebilde, in dem vier
Lagen Gestrick nebeneinander angeordnet sind. Das so
erhaltene vierlagige Band wird hochkant stehend zu
dem Ring 32 auf gewickelt. Bei der plissierten Anord
nung liegen die Maschenstäbchen,von den Knickbereichen
abgesehen, überwiegend radial bezüglich der elektri
schen Widerstandsheizeinrichtung 13, während bei der
spiralisierten Form die Maschenstäbchen in Umfangs
richtung orientiert sind. Beide Anordnungen haben ge
genüber der aufgerollten Form den Vorteil, daß die
Maschenstäbchen bzw. -reihen sehr viel geordneter lie
gen und deswegen eine bessere Filterwirkung zustande
kommt.
Um ein ungefiltertes Durchströmen von Abgasen zu ver
meiden, sind die einzelnen Ringe 32 in axialer Richtung
unter einer gewissen Vorspannung gehalten, so daß,
im Querschnitt gesehen, das Gestrick zu einem etwa
rechteckigen Körper zusammengedrängt wird. Um dies zu
erreichen, sind die das Filtermaterial 15 bildenden
Ringe 32 außen von einem Rohr 33 umgeben, das mit einer
Vielzahl von Löchern 34 versehen ist. Endseitig ist
das Rohr 33 umgebördelt und der so entstehende Bördel
rand 35 bzw. 36 an den beiden Stirnenden hält weitge
hend gasdicht ringförmige Abschlußscheiben 37, die
in axialer Richtung gegen die beiden außenliegenden
Ringe 32 aus Filtermaterial 15 angepreßt sind. Außer
dem fixieren die beiden Abschlußscheiben 37 zwischen
sich die aufgewickelten Lagen, die die Wärmeübertra
gungseinrichtung 14 bilden.
Das äußere Rohr 33 der Filterpatrone 9 ist an seinem
Bördelrand 35 mit der vorerwähnten Scheibe 11 gasdicht
verbunden, während der Bördelrand 36 über die einzel
nen Streben 13 mit der Behälterwand 3 in Verbindung
steht. Da der Außendurchmesser des Rohres 33 deutlich
kleiner ist als die lichte Weite des Topfteils 3, ent
steht zwischen der Außenumfangsfläche des Rohres 3
und der Innenseite der Wand 5 ein Ringraum 38, der
strömungsmäßig mit dem Auslaßstutzen 8 in Verbindung
steht.
Die Wirkungsweise des insoweit beschriebenen Filters 1
ist wie folgt:
Ein zu filterndes Gas, beispielsweise das mit Ruß beladene Abgas eines Dieselmotors, strömt in Richtung eines Pfei les 39 in den Einlaßstutzen 7 ein. Von dort gelangt das Gas in das Innere der rohrförmigen Widerstandsheizein richtung 13. Durch deren Löcher 16 kann das Gas, wie durch Pfeile 41 angedeutet, radial nach außen zu der Wärme übertragungseinrichtung 14 strömen. Durch diese gelangt das Gas hindurch zu dem Filtermaterial 15, das es eben falls durchströmt. Aus dem Filtermaterial 15 strömt das zu reinigende Gas durch die Löcher 34 des äußeren Rohres 33 in den Ringraum 38. Da der Ringraum 38 in Richtung des Bodens 6 durch die Scheibe 11 verschlossen ist, kann das Gas nur in Richtung auf den Deckelteil 4 und damit zu dem Auslaßstutzen 8 strömen, den es in Richtung ei nes Pfeiles 42 verläßt.
Ein zu filterndes Gas, beispielsweise das mit Ruß beladene Abgas eines Dieselmotors, strömt in Richtung eines Pfei les 39 in den Einlaßstutzen 7 ein. Von dort gelangt das Gas in das Innere der rohrförmigen Widerstandsheizein richtung 13. Durch deren Löcher 16 kann das Gas, wie durch Pfeile 41 angedeutet, radial nach außen zu der Wärme übertragungseinrichtung 14 strömen. Durch diese gelangt das Gas hindurch zu dem Filtermaterial 15, das es eben falls durchströmt. Aus dem Filtermaterial 15 strömt das zu reinigende Gas durch die Löcher 34 des äußeren Rohres 33 in den Ringraum 38. Da der Ringraum 38 in Richtung des Bodens 6 durch die Scheibe 11 verschlossen ist, kann das Gas nur in Richtung auf den Deckelteil 4 und damit zu dem Auslaßstutzen 8 strömen, den es in Richtung ei nes Pfeiles 42 verläßt.
Strömungen aus dem Einlaßstutzen 7 direkt in den Ringraum
38 werden durch die vorerwähnte Scheibe 11 ver
hindert, während das wirkungslose Durchströmen der
Widerstandsheizeinrichtung 13 von der Abschlußscheibe 31
unterbunden wird.
Sobald nun im Laufe der Zeit das Filtermaterial 15 so
stark mit Ruß beladen ist, daß der Strömungswiderstand
des Filters 1 zu hohe Werte erhalten hat, wird an die
beiden Bolzen 21 und 25, die als elektrische Kontakte
dienen, eine äußere, nicht gezeigte Stromquelle ange
schlossen. Mit Hilfe dieser Stromquelle wird in dem
Blech der Widerstandsheizeinrichtung 13 Strom erzeugt,
der von einem der ungelochten Stirnbereich 17 zu dem
anderen ungelochten Strombereich 18 fließt und dabei
das gesamte Material, d. h. die Stege zwischen den Lö
chern 16 beaufschlagt. Hierdurch werden diese Restbe
reiche aufgeheizt. Gleichzeitig damit wird die Wärme
auch infolge des thermischen Kontaktes auf die Wärme
übertragungseinrichtung 14 übergeben, so daß sich eine
erhebliche Fläche ergibt, an der Wärme auf den Gasstrom
übertragen wird, der die Wärmeübertragungseinrichtung 14
und die elektrische Heizeinrichtung 13 durchströmt.
Hierdurch wird erreicht, daß der Gasstrom nach dem Ver
lassen der Wärmeübertragungseinrichtung 14 eine so
hohe Temperatur hat, daß der in ihm enthaltene Sauer
stoff in der Lage ist, mit dem im Filtermaterial 15
festgesetzten Ruß zu reagieren, um den Ruß zu Kohlen
dioxid zu verbrennen, das über den normalen Weg das
Filter 1 verläßt. Das Filter 1 wird gleichsam frei
gebrannt und, sobald der Ruß aus dem Filtermaterial
15 entfernt ist, wird die äußere Spannungsquelle von
der Widerstandsheizeinrichtung 13 wieder abgeschal
tet, die daraufhin auf die normale Temperatur des
durchströmenden Gases wieder abkühlt.
Die Wärmeübertragungseinrichtung 14 sorgt dafür, daß
die Kontaktfläche, längs derer der durchströmende Gas
strom mit Teilen in Berührung kommt, die die notwendige
Übertemperatur haben, groß genug ist. Ohne die Wärme
übertragungseinrichtung 14 müßte die elektrische Wider
standsheizeinrichtung 13 auf wesentlich höhere Über
temperaturen aufgeheizt werden, damit der Abgasstrom
beim Passieren der Heizeinrichtung 13 die notwendige
Temperatur erreicht. Allerdings würden bereits geringe
Schwankungen in der Durchflußrate zu einem Überhitzen
der Widerstandsheizeinrichtung 14 führen, die dadurch
gefährdet wird. Die wesentlich vergrößerte Fläche in
folge der Wärmeübertragungseinrichtung 14 gestattet es,
bei der Widerstandsheizeinrichtung 13 mit geringeren
Übertemperaturen zu arbeiten, so daß eine Gefährdung
der Widerstandsheizeinrichtung 13, die immerhin auf
1300°C aufgeheizt werden muß, ausbleibt. Außerdem kann
die Wärmeübertragungseinrichtung 14 für eine begrenzte
Zeit überschüssige Wärme aufnehmen, falls die Durch
flußrate momentan sinkt.
Die als textiles Flächengebilde ausgestaltete Wärme
übertragungseinrichtung 14 behindert dabei den Gasstrom
nicht nennenswert und wirkt andererseits gleichzeitig
noch als Filtermaterial.
Während in der Figur das Filter 1 so dargestellt ist,
daß die Wärmeübertragungseinrichtung 14 außen um die
Widerstandseinrichtung 13 herumliegt, ist es auch mög
lich, mit der Wärmeübertragungseinrichtung 14 die rohr
förmige Widerstandsheizeinrichtung 13 auszukleiden. In
diesem Falle würde die die Wärmeübertragungseinrichtung
14 symbolisierende kreuzschraffierte Schicht innerhalb
der Widerstandsheizeinrichtung 13 angeordnet sein. Die
Maschenstruktur würde auch in diesem Falle infolge der
Eigenelastizität für einen guten thermischen Kontakt
mit der Widerstandsheizeinrichtung 13 sorgen. Schließ
lich ist es auch möglich, die Widerstandsheizein
richtung 13 mit einem textilen Körpergebilde, wie einer
Drahtwatte zu füllen, um den gleichen Effekt zu er
reichen. Allerdings zeigt eine Drahtwatte, die sich
im Inneren der Widerstandsheizeinrichtung 13 befindet,
bei gleicher Wärmeübertragungskapazität einen erhöhten
Strömungswiderstand.
Ob zwar in der vorausgehenden Beschreibung das Filter 1
so dargestellt ist, daß es als Rußfilter wirkt, ist
aufgrund der Beschreibung ohne weiteres erkennbar, daß
auch andere Einsatzzwecke denkbar sind, bei denen sich
der herauszufilternde an dem Filtermaterial 15 anlagert
und durch Temperaturerhöhung des Abgasstromes aus dem
Filtermaterial 15 beseitigen läßt.
Claims (24)
1. Regenerierbares Filter zum Ausfiltern von Partikeln
aus einem Gasstrom,
mit einem gasdurchlässigen Tragkörperkörper (13),
mit auf dem Tragkörper angeordnetem gasdurchlässigem Filtermaterial (15) aus einem temperaturbeständigen Material
mit einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung (13), die bezogen auf einen Gasstrom stromaufwärts des Filtermaterials (15) angeordnet ist,
mit einer Wärmeübertragungseinrichtung (14), die mit der Widerstandsheizeinrichtung (13) in thermischen Kontakt steht und bezüglich des Gasstromes vor dem Filtermaterial (15) angeordnet ist, sowie
mit einem Gehäuse (2), das einen Einlaß und einen Auslaß für den Gasstrom aufweist und in dem der Trag körper, die Widerstandsheizeinrichtung, die Wärme übertragungseinrichtung und das Filtermaterial ange ordnet sind.
mit einem gasdurchlässigen Tragkörperkörper (13),
mit auf dem Tragkörper angeordnetem gasdurchlässigem Filtermaterial (15) aus einem temperaturbeständigen Material
mit einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung (13), die bezogen auf einen Gasstrom stromaufwärts des Filtermaterials (15) angeordnet ist,
mit einer Wärmeübertragungseinrichtung (14), die mit der Widerstandsheizeinrichtung (13) in thermischen Kontakt steht und bezüglich des Gasstromes vor dem Filtermaterial (15) angeordnet ist, sowie
mit einem Gehäuse (2), das einen Einlaß und einen Auslaß für den Gasstrom aufweist und in dem der Trag körper, die Widerstandsheizeinrichtung, die Wärme übertragungseinrichtung und das Filtermaterial ange ordnet sind.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Tragkörper (13) von der Widerstandsheizeinrich
tung (13) gebildet ist.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Widerstandsheizeinrichtung (13) gegenüber der
Wärmeübertragungseinrichtung (14) elektrisch isoliert
ist.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß
die Widerstandsheizeinrichtung (13) von einem rohr
förmig gebogenen Blech gebildet ist, das mit einer
Vielzahl von Löchern (16) versehen ist.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die in Richtung der Mantellinie des rohrförmig gebo
genen Blechs liegenden Ränder gegeneinander elek
trisch isoliert sind.
6. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ränder voneinander beabstandet sind.
7. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß
die Wärmeübertragungseinrichtung (14) zwischen der
Widerstandsheizeinrichtung (13) und dem Filtermateri
al (15) angeordnet ist.
8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeübertragungseinrichtung (14) bezogen auf die
Strömungsrichtung vor der Widerstandsheizeinrichtung
(13) angeordnet ist.
9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß
die Wärmeübertragungseinrichtung (14) von einem tex
tilen Körper- oder Flächengebilde gebildet ist.
10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das textile Flächen- oder Körpergebilde aus gut wär
meleitenden hitzebeständigen Fasern besteht.
11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fasern aus Draht bestehen.
12. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das textile Körpergebilde eine Drahtwatte ist.
13. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß
das textile Flächengebilde ein Wirrfaservlies ist.
14. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das textile Flächengebilde ein Gewebe ist.
15. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das textile Flächengebilde ein Gestrick oder Gewirk
ist.
16. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das textile Körpergebilde in die hohl ausgebildete
Widerstandsheizeinrichtung eingefüllt ist.
17. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl ausgebildete Widerstandsheizeinrichtung (13)
mit dem textilen Flächengebilde ausgekleidet ist,
derart, daß es in der Widerstandsheizeinrichtung (13)
eine Schicht bildet.
18. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Widerstandsheizeinrichtung (13) mit dem textilen
Flächen- oder Körpergebilde umwickelt ist, derart,
daß es auf der Widerstandsheizeinrichtung (13) eine
Schicht bildet.
19. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Filtermaterial (15) aus einem oder mehreren Ab
schnitten aus textilem Flächengebilde besteht.
20. Filter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
der oder jeder Abschnitt aus textilem Flächengebilde
zu einem Ring (32) aufgerollt ist und daß mehrere
derartige Ringe (32) nebeneinander auf der Wider
standsheizeinrichtung (13) sitzen.
21. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Filtermaterial in einem Behälter (33) inner
halb des Gehäuses (2) befindet und daß der Behälter
(33) eine gasdurchlässige Wand aufweist.
22. Filter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der Behälter Stirnwände (37) aufweist, zwischen denen
das Filtermaterial (32) gefaßt ist.
23. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das textile Flächengebilde des Filtermaterials (15)
zumindest zum Teil Fasern aus gut wärmeleitendem Ma
terial bspw. Draht enthält.
24. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Rußfil
ter für den Abgasstrom eines Dieselmotors ist.
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DE4117602C2 (de) | Rußfilterkerze für Dieselmotoren |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |