DE4330983A1

DE4330983A1 - Brennereinsatz für Rußfilter

Info

Publication number: DE4330983A1
Application number: DE4330983A
Authority: DE
Inventors: Adrian Zingalik
Original assignee: ERNST-Apparatebau GmbH and Co
Current assignee: ERNST-Apparatebau GmbH and Co
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Rußfiltervorrichtung für Dieselmotoren mit mehreren Filterkerzen, auf denen sich der Ruß als Schicht absetzt, mit einem Brenner, durch den die Rußschicht in zeitlichen Abständen abgebrannt wird und mit einem rohrförmigen, den Brennerraum umgebenden Brennereinsatz, der an eine erste Stirnseite zu den Filterkerzen hin geöffnet ist und durch dessen andere zweite Stirnseite die Flammgase von der Brennerdüse aus und Außenluft eindringen.

Bei bekannten Rußfiltervorrichtungen der eingangs genannten Art besteht der zylindrische Brennereinsatz aus einem gelochten Rohr, durch dessen Öffnungen die gegenüber den Flammgasen kühleren Abgase in den Brennerraum eindringen und dort die Flammgase bzw. die Brennerflamme stören, so daß sie zum einen unruhig brennt und zum anderen nicht genügend tief in den Brennerraum und in die Filtervorrichtung eindringt, so daß die Rußschichten auf den Filterkerzen ungenügend abgebrannt werden. Es kann sogar dazu kommen, daß bei hohen Motordrehzahlen und damit bei hohen Geschwindigkeiten der eintretenden Abgase die Brennerflamme ausgeblasen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rußfiltervorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Brennerflamme sich optimal entwickeln kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im oder am Rand der zweiten Stirnseite Luftdüsen angeordnet sind, durch die die Außenluft in den Brennerraum geblasen wird, wobei die Luftdüsen schräg nach innen gerichtet sind.

Durch die schräg nach innen gerichteten Luftdüsen wird die Brennerflamme von der sie umgebenden Außenluft konzentriert und weit nach vorne geführt. Die Flammentemperatur wird wesentlich erhöht, so daß die Restkohlenwasserstoffe besser verbrennen. Hierbei besteht bei einfacher Konstruktion eine kleine Bauweise.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, daß die Achsen der Düsen einen Kegel bilden, dessen Spitze auf der Achse des Brennereinsatzes liegt. Auch sollte hierzu die Kegelspitze in der Hälfte insbesondere in demjenigen letzten Drittel des Brennereinsatzes liegen, die bzw. das näher den Filterkerzen gelegen ist.

Besonders vorteilhaft macht sich bemerkbar, daß der Brennereinsatz keine Durchbrüche insbesondere Öffnungen aufweist. Die Abgase können hierdurch nicht mehr die Brennerflamme stören, so daß die Flamme bei großer Länge ruhig brennt.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der Brennereinsatz von einer etwa zylindrischen mit Öffnungen versehenen Führungswand umgeben ist, auf deren Außenseite die Abgase zugeführt werden, wobei die Länge des Brennereinsatzes 4/5 bis 8/9 der Länge der Führungswand beträgt. Durch einen solch langen Brennereinsatz werden die Abgase an der Außenwand des Brennereinsatzes nach vorne geführt, um zwischen Brennereinsatz und Führungswand ringförmig auszutreten und sich nicht sofort mit den Flammgasen zu vermischen. Vielmehr strömen Flammgase und Abgase hinter dem Brennereinsatz und der zylindrischen Führungswand nebeneinander weiter seitlich an einer Prallwand vorbei, so daß die Abgase unvermischt mit den Flammgasen an der Außenwand entlang gleiten und die Außenwand nicht zu heiß wird. Eine Vermischung der beiden Gase erfolgt dann erst im Filterraum.

Eine besonders einfache und wirksame Konstruktion wird erreicht, wenn die Düsen von Rohrabschnitten gebildet sind. Alternativ können aber auch die Düsen Durchlaßöffnungen aufweisen, an denen Luftleitelemente sich anschließen. Hierbei können die Luftleitelemente zwei konische Ringe sein, die koaxial zur Brennereinsatzachse liegen und zwischen denen sich die Durchlaßöffnungen befinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen axialen Schnitt durch die Filtervorrichtung

Fig. 2: eine Ansicht auf die Stirnseite des Brennereinsatzes mit Luftdüsen und

Fig. 3: einen Schnitt durch die Stirnseite nach III/III in Fig. 2.

Die Rußfiltervorrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das einen Filterraum 2 bildet, in dem achsparallel Filterkerzen befestigt sind. An den Filterraum 2 schließt sich in axialer Richtung ein Bereich 3 an, in dem ein Brenner angeordnet ist. Der Bereich 3 ist durch einen Deckel 4 stirnseitig verschlossen, der eine Einspritzdüse 5 aufweist, durch die Dieselöl eingesprüht wird.

Der vom Deckel 4 umschlossene Raum 6 ist durch eine Trennwand 7 vom übrigen Bereich 3 getrennt. Die Flammgase werden durch seitlich der Düse 5 angeordnete Zündkerzen 8 gezündet, wobei die Brennerflamme vom Raum 6 aus durch eine koaxiale Öffnung 9 in den Brennerraum 10 koaxial gelangt.

Der Brennerraum 10 ist von einem zylindrischen koaxialen Brennereinsatz 11 umgeben, wobei die Wand des Brennereinsatzes 11 keine Öffnungen aufweist. Das dem Filterraum 2 zugewandte Ende des Brennereinsatzes 11 ist erweitert und endet kurz vor dem Ende einer koaxialen zylindrischen Führungswand 12, die den Brennereinsatz 11 koaxial umgibt. Zwischen Brennereinsatz 11 und Führungswand 12 befindet sich damit ein im Querschnitt ringförmiger Raum, dem über Öffnungen 13 bzw. Bohrungen in der Wand des Brennereinsatzes 11 Abgase zugeführt werden.

Die Außenseite der Führungswand 12 bildet mit der Innenseite des Gehäuses 1 einen im Querschnitt ringförmigen Umgebungsraum 14, in den die Abgase über einen tangentialen Einlaß 15 eingeführt werden, so daß sie die Führungswand 12 solange schraubenförmig umkreisen, bis sie durch die Öffnungen 13 in den Raum zwischen Brennereinsatz 11 und Führungswand 12 treten. Von dort strömen die Abgase zu einer konischen Prallwand 16 und zur Seite hin an die Innenwand des Gehäuses 1, bis sie in den Filterraum 2 an der Prallwand vorbei eintreten.

Der Deckel 4 bildet einen inneren zylindrischen koaxialen Düsenraum 6a, in den die koaxiale Düse 5 und zwei seitliche Zündkerzen 8 hineinreichen. Der Düsenraum 6a ist von einem koaxialen Ringraum 6b umgeben, der von dem Düsenraum 6a durch eine koaxiale Ringwand 6c getrennt ist. In den vom Deckel 4 umschlossenen Raum 6 wird Außenluft eingepumpt, die über Düsen 17 in den Brennerraum 10 eintritt. Die Düsen 17 sind in der Trennwand 7 innerhalb des Brennerraums 10 am Rand der Öffnung 9 befestigt und schräg nach innen gerichtet, wobei die Achsen aller (im Ausführungsbeispiel achtzehn) Düsen auf einem koaxialen Kegel liegen, dessen Spitze auf der Achse des Brennereinsatzes 11 und damit der Achse der Filtervorrichtung sich befindet. Hierbei liegt die Kegelspitze in der Hälfte insbesondere in demjenigen letzten Drittel des Brennereinsatzes, die bzw. das näher den Filterkerzen 3 gelegen ist.

An dem dem Filterraum 2 zugewandten Ende der Wand des Brennereinsatzes 11 ist innen eine Ringwand 18 koaxial befestigt, deren innere Öffnung 19 so groß ausführt ist, daß die Brennerflamme bzw. die Flammgase sicher austreten können. Diese Ringwand 18 sorgt dafür, daß ein bestimmter Rückstau innerhalb des Brennerraums 10 erzeugt wird, um zu einer ausreichenden Verbrennung zu kommen.

Die aus der Öffnung 19 und im offenen Ende des Brennereinsatzes 11 austretenden Flammgase strömen an der Innenseite der Abgase parallel zu diesen und ohne sich mit diesen zu vermischen am Außenrand der Prallwand 16 vorbei in den Filterraum 2, um dort die Rußschichten abzubrennen.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, weisen die Düsen 17 kurze Rohrabschnitte 17a auf, die schräg in Öffnungen 20 der Trennwand 7 eingeschweißt sind. Diese Rohrabschnitte 17a haben im Ausführungsbeispiel einen über die Länge gleichbleibenden Querschnitt. Sie können aber auch verjüngt ausgeführt sein. In die Brennerkammer 10 und hinter der Prallwand reichen je ein Temperaturfühler 21 hinein, die für eine exakte elektronische Steuerung der Filtervorrichtung verwendet werden.

Zum Bilden von Düsen 17 können auch nur Düsenöffnungen (Durchlaßöffnungen) 20 in der Wand 7 eingebracht sein, an denen auf der Seite des Brennerraumes 10 sich Luftleitelemente anschließen. Hierbei können die Luftleitelemente zwei konische Ringe sein, die koaxial zur Brennereinsatzachse liegen und zwischen denen sich die Durchlaßöffnungen 20 befinden.

Claims

1. Rußfiltervorrichtung für Dieselmotoren mit mehreren Filterkerzen (3), auf denen sich der Ruß als Schicht absetzt, mit einem Brenner (5, 8, 10, 11), durch den die Rußschicht in zeitlichen Abständen abgebrannt wird und mit einem rohrförmigen, den Brennerraum (10) umgebenden Brennereinsatz (11), der an eine erste Stirnseite zu den Filterkerzen (3) hin geöffnet ist und durch dessen andere zweite Stirnseite die Flammgase von der Brennerdüse (5) aus und Außenluft eindringen, dadurch gekennzeichnet, daß im oder am Rand der zweiten Stirnseite Luftdüsen (17) angeordnet sind, durch die die Außenluft in den Brennerraum (10) geblasen wird, wobei die Luftdüsen schräg nach innen gerichtet sind.

2. Rußfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Düsen (17) einen Kegel bilden, dessen Spitze auf der Achse des Brennereinsatzes (11) liegt.

3. Rußfiltervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelspitzen in der Hälfte insbesondere in demjenigen letzten Drittel des Brennereinsatzes (11) liegt, die bzw. das näher den Filterkerzen (3) gelegen ist.

4. Rußfiltervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennereinsatz (11) keine Durchbrüche insbesondere Öffnungen aufweist.

5. Rußfiltervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennereinsatz (11) von einer etwa zylindrischen mit Öffnungen versehenen Führungswand (12) umgeben ist, auf deren Außenseite die Abgase zugeführt werden.

6. Rußfiltervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Brennereinsatzes (11) 4/5 bis 8/9 der Länge der Führungswand (12) beträgt.

7. Rußfiltervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (17) von Rohrabschnitten (17a) gebildet sind.

8. Rußfiltervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (17) Durchlaßöffnungen (20) aufweisen, an denen Luftleitelemente sich anschließen.

9. Rußfiltervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitelemente zwei konische Ringe sind, die koaxial zur Brennereinsatzachse liegen und zwischen denen sich die Durchlaßöffnungen (20) befinden.