DE4431567B4 - Partikelfilter - Google Patents

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Abstract

Partikelfilter, das bei seiner thermischen Regeneration von heißem Oxidatorgas durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration im Nebenstrom und nur an bestimmten Orten erfolgt, dass am Regenerationsort ein ortsfester Wärmetauscher (7) vorgesehen ist, der im Abgasstrom hinter dem Partikelfilter und einem gegebenenfalls vorhandenen Oxidationskatalysator (6) angeordnet ist und dass der Wärmetauscher (7) in einem stationären Regenerationsapparat (1) für Partikelfilter angeordnet ist, die als Wechselfilter (2) ausgebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Partikelfilter, das bei seiner thermischen Regeneration von heißem Oxidatorgas durchströmt wird.
  • Für die thermische Regeneration von Rußfiltern sind erhebliche Energiemengen erforderlich. Diese Energie geht normalerweise verloren. Bei Vollstromsystemen, bei denen die Regeneration während des Arbeitseinsatzes einer Maschine erfolgt, ist eine Nutzung der Redenerationsenergie kaum möglich und im allgemeinen auch nicht sinnvoll, da zur Fahrzeugheizung ohnehin Abwärme aus dem Motorbetrieb reichlich zur Verfügung steht.
  • Aus der DE 31 44 349 A1 ist ein gattungsgemäßes Partikelfilter bekannt, bei dem der Brenner zur Erzeugung des heißen Regenerationsgases, das normalerweise zur Regeneration des Rußfilters genutzt wird, alternativ genutzt werden kann. Die alternative Nutzung besteht in einer Vorwärmung der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Ansaugluft oder einer Vorwärmung des Kühlwassers oder Schmieröls der Brennkraftmaschine.
    •
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein thermisches Regenerationsverfahren anzugeben, dass eine weitgehende Rückgewinnung der Regenerationsenergie erlaubt.
  • Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Die Nebenstromregeneration, die durch eine motorunabhängige Versorgung mit Oxidatorgas gekennzeichnet ist, gestattet die Regeneration an bestimmten, festen Orten vorzunehmen. Dadurch ist der Einbau eines ortsfesten Wärmetauschers, der vom Abgas des Partikelfilters durchströmt wird, möglich. Die zurückgewonnene Wärme kann zum Beispiel zur Aufheizung von Brauchwasser verwendet werden, wie es bei Duschen und Handwaschbecken eines Betriebes benötigt wird. Auf diese Weise ist die Rückgewinnung eines großen Teils der aufgewendeten Regenerationsenergie, aber auch der im gesammelten Ruß enthaltenen Energie und der im Oxidationskatalysator anfallenden Energie verwirklicht. Dabei ist in einer ersten Variante gemäß Patentanspruch 1 der Wärmetauscher in einem Regenerationsapparat für als Wechselfilter ausgebildete Partikelfilter angeordnet. Da ein Regenerationsapparat zur Regeneration der Wechselfilter vieler Arbeitsgeräte dient, kann der Auslastungsgrad des Regenerationsapparats und damit auch des nachgeschalteten Wärmetauschers hoch sein. Bei ortsfester Regeneration im Nebenstrom mit konstant hoher Temperatur des Oxidatorgases kann der Wärmetauscher klein und damit preisgünstig ausgeführt werden. Da er wegen der elektrischen Aufheizung des Oxidatorgases von schwefelfreiem und wegen seiner Anordnung hinter dem Partikelfilter auch von rußfreiem Abgas durchströmt wird, ist seine Lebensdauer praktisch unbegrenzt. Dasselbe gilt auch für Brennerheizung mit schwefelfreiem Brennstoff, wie zum Beispiel Gas. Von Vorteil ist auch die niedrige Abgastemperatur hinter dem Wärmetauscher, durch die der Bauaufwand für nachgeordnete Rohrleitungen und ein eventuelles Sauggebläse minimiert wird.
  • Die oben geschilderten Vorteile lassen sich in einer zweiten Variante gemäß Patentanspruch 2 auch bei fahrzeugfesten Regenerationsvorrichtungen nutzen, indem der Wärmetauscher in einer Abgasübernahmeleitung für deren Abgas installiert wird. In diesem Fall wird das Fahrzeug mit dem zu regenerierenden Partikelfilter zur Regenerationsstelle gefahren. Dort wird seine Regenerationsvorrichtung elektrisch und abgasseitig angeschlossen, so dass die Regeneration mit ortsfester Energie erfolgt und die anfallende Abwärme ortsfest genutzt werden kann.
    •
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.
  • Die einzige Figur zeigt einen ortsfesten Regenerationsaparat 1 mit einer Regenerationsvorrichtung 3, die heißes Oxidatorgas über eine Vorkammer 4 in ein Wechselfilter 2 liefert, dem in einer Nachkammer 5 ein Oxidationskatalysator 6 nachgeschaltet ist. Dieser oxidiert die bei der Regeneration aus dem Wechselfilter 2 ausgetriebenen Kohlenwasserstoffe und das beim Regenerieren anfallende Kohlenmonoxyd. Im Abgasstrom danach ist ein mit Wasser beaufschlagter Wärmetauscher 7 angeordnet, der dem Abgas die Regenerationswärme und die Verbrennungswärme von Ruß und Schadstoffen weitgehend entzieht. Das saubere, abgekühlte Abgas wird durch eine kostengünstige Endleitung 8, in der gegebenenfalls ein einfacher Ventilator angeordnet ist, entsorgt. Das im Wärmetauscher 7 erwärmte Wasser steht je nach Aufstellungsort des Regenerationsapparats für unterschiedliche Anwendungszwecke wie Heizen oder Waschen zur Verfügung.

Claims (2)

  1. Partikelfilter, das bei seiner thermischen Regeneration von heißem Oxidatorgas durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration im Nebenstrom und nur an bestimmten Orten erfolgt, dass am Regenerationsort ein ortsfester Wärmetauscher (7) vorgesehen ist, der im Abgasstrom hinter dem Partikelfilter und einem gegebenenfalls vorhandenen Oxidationskatalysator (6) angeordnet ist und dass der Wärmetauscher (7) in einem stationären Regenerationsapparat (1) für Partikelfilter angeordnet ist, die als Wechselfilter (2) ausgebildet sind.
  2. Partikelfilter, das bei seiner thermischen Regeneration von heißem Oxidatorgas durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration im Nebenstrom und nur an bestimmten Orten erfolgt, dass am Regenerationsort ein ortsfester Wärmetauscher (7) vorgesehen ist, der im Abgasstrom hinter dem Partikelfilter und einem gegebenenfalls vorhandenen Oxidationskatalysator (6) angeordnet ist und dass der Wärmetauscher (7) in einer fahrzeugfernen Abgasübernahmeleitung für das Abgas von fahrzeugfesten Regenerationsvorrichtungen angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3144349A1 (de) * 1981-11-07 1983-05-19 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Diesel-brennkraftmaschine mit russabbrenn-vorrichtung
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