DE60215329T2

DE60215329T2 - Elektrisch regenerierbares filterelement

Info

Publication number: DE60215329T2
Application number: DE60215329T
Authority: DE
Inventors: Willy Rome MARRECAU; Koen Wastijn; Geert Devooght
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Proventia Emission Control Oy
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: JP4255693B2; EP1386064A2; JP2004524145A; AU2002231769A1; DK1383990T3; KR20030079959A; KR20030079951A; WO2002063147A3; ATE342435T1; WO2002063147A2; AU2002238529A1; WO2002063146A2; US20040131511A1; AU2002250884A1; EP1386064B1; DE60221241D1; US20040050023A1; WO2002063148A2; WO2002063148A3; DE60221241T2

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Filterelemente, die elektrisch regeneriert werden können. Die Erfindung betrifft insbesondere Filterelemente zum Filtern von Dieselabgasen.
Allgemeiner Stand der Technik
Dieselrußpartikelfilter, die gefaltetes Metallfaservlies umfassen, sind z.B. aus US 5,709,722 bekannt. Dieselrußpartikelfilter, die über ein elektrisches Erhitzen des Filterelements selbst regeneriert werden können, sind z.B. aus US 5,800,790 bekannt.
Die gegenwärtig bekannten Filterelemente, die sich zur elektrischen Regenerierung eignen, weisen den Nachteil auf, daß der größte Teil der thermischen Energie, die durch Joule-Effekte aus elektrischer Energie erhalten und zum Erhitzen des Filterelements verwendet wird, aufgrund thermischer Verluste verlorengeht.
Kurze Darstellung der Erfindung
Es hat sich herausgestellt, daß die Verluste an thermischer Energie durch 3 Effekte verursacht wird:

1. Das die thermische Energie über Joule-Effekte erzeugende Filtermedium verliert thermische Energie über Strahlung, z.B. in Richtung des Filtergehäuses.
2. Thermische Energie geht über Konvektion verloren, wobei die Gase erhitzt werden, die während der Regenerierung durch das Filtermedium hindurchtreten. Dieser Effekt ist viel größer, wenn der Streifen in einem Strom regeneriert wird.
3. Thermische Energie geht aufgrund von Wärmeleitung verloren. Zum Beispiel wenn das Filtermedium an das Gehäuse geschweißt wird, wird viel thermische Energie von dem Filtermedium auf das Gehäuse über diesen Kontakt übertragen. Das Gehäuse wird unnötigerweise durch diese Leitung von thermischer Energie erhitzt.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Filterelements, das elektrisch regeneriert werden soll, das einen reduzierten Verlust an thermischer Energie aufweist. Weiterhin besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Verbesserung des Kontakts zwischen Filtermedium, das elektrisch regeneriert werden kann, und dem Gehäuse des Filterelements.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht außerdem in der Bereitstellung einer Filtereinheit, die mindestens zwei, aber möglicherweise mehr als zwei Filterelemente umfaßt, wobei jedes Filterelement individuell regeneriert werden kann. Eine derartige Filtereinheit, wie sie Gegenstand der Erfindung ist, kann als ein Dieselabgasfilterpaket für stationäre Dieselmotoren oder für Dieselmotoren, die in Fahrzeugen wie etwa Booten, Zügen und anderem Motorfahrzeug verwendet wird, verwendet werden.
Ein Filterpaket ist zu verstehen als ein Filtersystem, das in einem Gasstrom installiert oder verwendet wird. Es umfaßt einen Gaseinlaß, einen Gasauslaß und mindestens eine zwischen Einlaß und Auslaß installierte Filtereinheit.
Ein Filterelement, wie es Gegenstand der Erfindung ist, umfaßt ein gefaltetes Metallfaservlies. Dieses, bevorzugt gesinterte Metallfaservlies wird gemäß Faltlinien gefaltet, wodurch ein Rand mit Faltöffnungen bereitgestellt wird. Das zu filternde Gas muß von einer Seite des Vlieses (Einströmungsseite) zu der anderen Seite des Vlieses (Ausströmungsseite) strömen, wobei es durch das Vlies hindurchtritt. Entsprechende Faltöffnungen müssen geschlossen werden, um zu bewirken, daß das Gas durch das Metallfaservlies strömt, wodurch Umführungen von Gas von der Einströmungsseite zur Ausströmungsseite ohne das Hindurchtreten durch das Metallfaservlies verhindert werden.
Ein Filterelement gemäß der Erfindung umfaßt weiterhin ein Filterelementgehäuse, das mindestens zwei Flanken umfaßt, wobei jede eine steife Materialschicht umfaßt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Seite jeder Flanke mit thermisch und elektrisch isolierenden Eigenschaften versehen, im weiteren als „thermisch und elektrisch isolierte Seite" bezeichnet. „Steifes Material" ist zu verstehen als ein inflexibles Material, dem es bis zu einem gewissen Grad an Geschmeidigkeit oder Biegsamkeit fehlt und das die Eigenschaft aufweist, daß es schwierig zu biegen ist, wie im allgemeinen für Keramik- oder Metallplatten bekannt.
Gemäß der Erfindung ist der Rand des gefalteten Metallfaservlieses zwischen den zwei thermisch und elektrisch isolierten Seiten der Flanken derart montiert, daß die Ränder diese thermisch und elektrisch isolierten Seiten der Flanken kontaktieren. Diese Flanken üben eine Klemmkraft auf den Rand des Metallfaservlieses in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Faltlinien aus, wobei die Faltöffnungen geschlossen werden, um Umführungen zu verhindern.
Bevorzugt stellen das Metallfaservlies und die Flanken ein hohles Filtervolumen bereit. Mindestens eine, aber bevorzugt zwei Flanken sind mit einer Öffnung versehen, die einen Eintritt für Gase zur Innenseite des hohlen Filtervolumens bereitstellen. Gas, gefiltert oder zu filternd, kann über diese Öffnungen in das hohle Filtervolumen hinein oder aus diesem heraus strömen.
Eine verbesserte Verbindung kann auf viele unterschiedliche Weisen gemäß der Erfindung erhalten werden.
Jede Flanke kann eine Keramikplatte, die die steife Materialschicht ist, umfassen, die den Rand kontaktiert. Das Metallfaservlies wird zwischen jenen zwei Keramikplatten eingeklemmt. Beide Flanken üben eine Klemmkraft auf den Rand des Metallfaservlieses in eine Richtung im wesentlichen parallel zu den Faltlinien aus, wobei die Faltöffnungen geschlossen werden, um Umführungen zu verhindern.
Die Keramikplatte sorgt für thermische und elektrische Isolierungseigenschaften für die Flanken. Die Dicke der Keramikplatten beträgt bevorzugt mindestens 5 mm, ganz besonders bevorzugt mindestens 6 mm, z.B. mindestens 10 mm.
Bevorzugt sind diese Keramikplatten mit Vertiefungen versehen. Die Tiefe dieser Vertiefungen ist bevorzugt größer als 0,5 mm und kann im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm liegen, z.B. 1,58 mm. Diese Vertiefungen lassen sich erhalten durch Bereitstellen zum Beispiel eines Schlitzes in den thermisch und elektrisch isolierenden Keramikplatten. Diese Vertiefungen entsprechen dem Rand derart, daß sie eng mit dem Rand in Eingriff kommen, wenn das gefaltete Metallfaservlies zwischen den beiden Flanken montiert wird. Der Rand des Metallfaservlieses ist über eine bestimmte Tiefe in den Vertiefungen eingesunken. Der Teil des Randes des Metallfaservlieses, der in den Vertiefungen eingesunken ist, wird im folgenden als „eingesunkener Teil" bezeichnet.
Es sei angemerkt, daß der Rand in den Vertiefungen derart installiert wird, daß kleine Bewegungen, z.B. thermische Ausdehnungen oder Vibrationen, des gefalteten Metallfaservlieses erlaubt sein können. Diese Bewegungsfreiheit wird erhalten durch Bereitstellen von Vertiefungen, die geringfügig tiefer sind als die Höhe des eingesunkenen Teils des Rands in der thermisch und elektrisch isolierenden Seite.
Die Keramikplatten werden durch Verwendung von keramischen Materialien z.B. auf der Basis von Al₂O₃ und oder SiO₂ oder Glimmer bereitgestellt. Die Flanke kann aus einem Material bereitgestellt sein, oder sie kann verschiedene Schichten umfassen, die durch verschiedene Materialien bereitgestellt werden. Man versteht, daß in dem Fall, daß Vertiefungen verwendet werden, und in dem Fall, daß verschiedene Schichten verwendet werden, um die Flanken bereitzustellen, die Vertiefungen in Schichten bereitgestellt werden müssen, die thermisch und elektrisch isolieren. Um die Keramikplatten gegenüber mechanischen Beschädigungen zu schützen, können die Keramikplatten von einer Metallplatte getragen werden, die auf der anderen Seite der Keramikplatte vorliegt und das Metallfaservlies nicht kontaktiert. Alternativ kann diese Metallplatte die Gestalt einer Fassung besitzen, in die die Keramikplatte paßt.
Weniger bevorzugt, wenngleich gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, wird das Metallfaservlies unter Verwendung eines keramischen oder hochtemperaturbeständigen Klebers an die Keramikplatte geklebt.
Alternativ umfassend jede dieser Flanken ein thermisch und elektrisch isolierendes Gewebe und eine steife Materialschicht. Das thermisch und elektrisch isolierende Gewebe liegt auf einer Seite der steifen Materialschicht vor, wodurch die Flanke eine thermisch und elektrisch isolierte Seite erhält. Das Metallfaservlies ist zwischen den thermisch und elektrisch isolierten Seiten beider Flanken montiert, die eine Klemmkraft auf die Ränder des Metallfaservlieses in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Faltlinien ausübt, wobei die Faltöff nungen geschlossen werden, um Umführungen zu verhindern.
Für jede Flanke wird ein thermisch und elektrisch isolierendes Gewebe, z.B. eine keramische Textilschicht, von einer steifen Materialschicht, bevorzugt einer mit Metall- oder Keramikplatte oder Metall- oder Keramikeinfassung, getragen.
Das Metallfaservlies ist derart zwischen den thermisch und elektrisch isolierten Seiten beider Flanken montiert, daß diese Seiten der Flanken die Faltöffnungen schließen. Da das thermisch und elektrisch isolierende Gewebe die thermisch und elektrisch isolierte Seite liefert, kontaktieren die thermisch und elektrisch isolierenden Gewebe den Rand des Metallfaservlieses. Eine Klemmkraft wird von den Flanken auf die Ränder des Metallfaservlieses in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Faltlinien ausgeübt. Da das gefaltete Metallfaservlies einen ausreichenden Knickwiderstand aufweist, wird das gefaltete Metallfaservlies in das thermisch und elektrisch isolierende Gewebe gedrückt, wodurch eine Vertiefung über dem Rand des gefalteten Metallfaservlieses in den thermisch und elektrisch isolierenden Geweben der Flanken bereitgestellt wird.
Die Tiefe der Vertiefung des Rands sollte zumindest ausreichend sein, um zu verhindern, daß sich das gefaltete Metallfaservlies zusammen mit dem zu filternden Gas bewegt. Dieses Phänomen ist das sogenannte „Durchblasen". Die Vertiefung, die die Tiefe ist, über die das Metallfaservlies in das thermisch und elektrisch isolierende Gewebe gedrückt wird, ist bevorzugt größer als 0,5 mm, kann aber im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm liegen.
In dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird ein thermisch und elektrisch isolierendes Gewebe als ein Spinnvlies, als ein Gewebe, ein geflochtenes oder gestricktes textiles Gewebe verstanden, umfaßt thermisch und elektrisch isolierende Fasern an der Oberfläche des Gewebes, die mit dem Rand des Metallfaservlieses in Kontakt steht. Ganz besonders bevorzugt besteht das ganze Gewebe aus solchen thermisch und elektrisch isolierenden Fasern, doch kann eine Kombination aus thermisch und elektrisch isolierenden Fasern auf der den Rand kontaktierenden Seite mit Metallfasern auf der gegenüberliegenden Seite verwendet werden. Solche thermisch und elektrisch isolierenden Fasern sind bevorzugt keramische Fasern, wie etwa Fasern, die Al₂O₃ und/oder SiO₂ umfassen, z.B. NEXTEL^®-Fasern.
Die Gewebedicke beträgt bevorzugt zwischen 3 und 6 mm. Ein Gewebe oder Faservlies wird bevorzugt.
Wenn Flanken, die Keramikplatten oder Keramikeinfassungen umfassen, zusammen mit einem thermisch und elektrisch isolierenden Textilgewebe verwendet werden, um ein Filterelement bereitzustellen, das der Gegenstand der Erfindung ist, lassen sich die Keramikplatten oder Keramikeinfassungen erhalten durch Verwendung von keramischen Materialien zum Beispiel auf der Basis von Al₂O₃ und/oder SiO₂ oder Glimmer, um diese Seite der Flanke bereitzustellen. Wenn Flanken Metallplatten oder Metalleinfassungen umfassen, zusammen mit einem thermisch und elektrisch isolierenden Textilgewebe, wird bevorzugt rostfreier Stahl verwendet, um die Metallplatten oder -einfassungen bereitzustellen. Die Flanke kann aus einem Material vorgesehen werden oder kann verschiedene Schichten umfassen, die von verschiedenen Materialien bereitgestellt werden.
Ein weiteres Filterelement als Gegenstand der Erfindung kann unter Verwendung einer relativ dicken Schicht aus Keramikkleber bereitgestellt werden, um das Metallfaservlies und eine steife Materialschicht, bevorzugt eine Metallplatte oder -einfassung miteinander zu verbinden. Der Kleber liegt zumindest über die ganze Länge des Randes des Metallfaservlieses vor, doch ist bevorzugt die ganze Oberfläche der Seite der steifen Materialschicht mit diesem Kleber beschichtet. Das Metallfaservlies wird zwischen den Flanken montiert, wobei seine Faltlinien bevorzugt im wesentlichen senkrecht zu der steifen Materialschicht der Flanken verlaufen. Die Schicht aus Keramikkleber soll einen direkten Kontakt über die Gesamtlänge des Randes des Metallfaservlieses verhindern, welches mit der Flanke verbunden ist. Sie positioniert das Metallfaservlies, sorgt für die elektrisch und thermisch isolierenden Eigenschaften und bietet eine gute Abdichtung zwischen dem Metallfaservlies und der steifen Materialschicht. Eine thermisch und elektrisch isolierende Seite wird so für die steife Materialschicht bereitgestellt. Das Metallfaservlies ist zwischen den thermisch und elektrisch isolierenden Seiten beider von dem Kleber bereitgestellten Flanken montiert. Die Flanken üben eine Klemmkraft auf die Ränder des Metallfaservlieses in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Faltlinien aus. Dabei schließen diese Flanken die Faltöffnungen, um Umführungen zu verhindern.
Um die Haftung zwischen steifer Materialschicht und Keramikkleber zu verbessern, kann ein Drahtgitter, ein expandiertes oder perforiertes Metallblech zwischen der Oberfläche der steifen Materialschicht und dem Rand des Metallfaservlieses eingesetzt werden. Dieses Gitter oder expandierte oder perforierte Metallblech wirkt sozusagen als Verankerungspunkte für den Keramikkleber, und es wird in die Klebeschicht eingesunken. Die besten Ergebnisse wurden unter Verwendung einer Metalleinfassung und eines Metallgitters erhalten. Das Metallgitter wurde an mehreren Punkten an die Metalleinfassung punktgeschweißt.
Die Dicke der Klebeschicht beträgt bevorzugt mehr als 0,5 mm und weniger als 2 mm. Der Rand des Metallfaservlieses ist über eine bestimmte Tiefe in die Klebeschicht eingesunken, wodurch man einen sogenannten eingesunkenen Teil für den Rand des Metallfaservlieses erhält. Dieser eingesunkene Teil weist eine Höhe von bevorzugt mindestens 10% unter der Dicke der Klebeschicht auf, aber auch bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm.
Zudem kann die Haftung zwischen steifer Materialschicht und Keramikkleber erhalten werden, indem zuerst die Seite der steifen Materialschicht beschichtet wird, z.B. eine Schicht aus Keramikteilchen (z.B. durch Flammensprühen von Al₂O₃ oder SiO₂) aufgesprüht wird, bevor der Keramikkleber auf die steife Materialschicht aufgebracht wird. Diese Schicht verbessert auch weiter die elektrische Isolierung zwischen dem Metallfaservlies und der steifen Materialschicht, was erforderlich sein kann, wenn die steife Materialschicht eine Metallplatte oder Metalleinfassung ist. Solches Sprühen kann auch auf das Gitter oder das perforierte oder expandierte Metallblech erfolgen. Möglicherweise wird eine Keramikschicht auf das Gitter oder expandierte oder perforierte Blech gesprüht, nachdem es z.B. an eine Metalleinfassung oder Metallplatte punktgeschweißt worden ist.
Um die Duktilität und die Beständigkeit gegenüber Temperaturwechselbelastung der Keramikklebeschicht zwischen der steifen Materialschicht der Flanken, die eine Keramik- oder eine Metallplatte oder -einfassung ist, und der gesinterten Metallfaserschicht weiter zu verbessern, können dem Keramikkleber Metallpartikel zugesetzt werden. Kurze Metallfasern werden gegenüber Metallpulver bevorzugt, da die Duktilität eines gehärteten Keramikklebers im Vergleich zu einem Keramikkleber, der Metallpulver umfaßt, weitaus überlegener ist. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die elektrischen Isolierungseigenschaften einer derartigen Klebeschicht im Vergleich zu einer reinen keramischen Haftung nur geringfügig beeinflußt wurden.
Kurze Metallfasern umfassen bevorzugt Fasern mit einem äquivalenten Durchmesser „D" zwischen 1 und 150 μm, bevorzugt zwischen 2 und 100. Ganz besonders bevorzugt liegt der Durchmesser im Bereich zwischen 2 und 50 μm oder sogar zwischen 2 und 35 μm, wie etwa 2, 4, 6,5, 8, 12 oder 22 μm. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, weisen kurze Metallfasern ein L/D-Verhältnis von über 5, bevorzugt über 10 auf, wobei L für die mittlere Länge der kurzen Metallfasern steht.
Bevorzugt umfaßt die Schicht aus Keramikkleber mindestens 0,5 Gew.-% an kurzen Metallfasern, ganz besonders bevorzugt mehr als 10 Gew.-% oder sogar mehr als 20 Gew.-%. Bevorzugt umfaßt die Schicht aus Keramikkleber weniger als 30 Gew.-% an kurzen Metallfasern.
Eine Metallplatte oder -einfassung wird bevorzugt aus rostfreiem Stahl bereitgestellt. Ganz besonders bevorzugt bestehen die Metallfaser des Metallfaservlieses und die Metallplatte oder -einfassung aus der gleichen Metallegierung.
Filterelemente nach dem Gegenstand der Erfindung können weiterhin andere Elemente umfassen, um zusammen mit den obenerwähnten Flanken das Filterelementgehäuse zu bilden. Diese Elemente können ebenfalls thermisch und elektrisch isoliert sein, um die aufgrund von Strahlung von dem Metallfaservlies zu diesen Elementen oder aufgrund der Erhitzung dieser Elemente wegen Kontaktes zwischen heißem Gas und Gehäuse verlorene thermische Energie zu reduzieren. Zum Beispiel kann ein perforierter Metallschirm oder ein durchlässigeres thermisch isolierendes Gewebe aufgebracht werden, um die auf Strahlung in Richtung der benachbarten Filtereinheiten der Filterpaketwand zurückzuführenden thermischen Verluste weiter zu reduzieren. Im Fall eines durchlässigeren thermisch isolierenden Gewebes wird bevorzugt ein SiO₂-Gitter-Webstoff verwendet.
Solche Filterelemente als Gegenstand der Erfindung weisen mehrere Vorteile auf.
Der Verlust an thermischer Energie aufgrund von Leitung wird verhindert, da die Seiten der Flanken, die verwendet werden, um die Faltöffnungen zu schließen, thermisch isolierende Eigenschaften aufweisen. Das Metallfaservlies steht nur mit dem Filtergehäuse über diese Seite in Kontakt. Das Falten des Metallfaservlieses bewirkt auch Wärmestrahlung, die von einer Falte zu den benachbarten Falten abgestrahlt wird.
Da elektrischer Strom nur dem Metallfaservlies zugeführt werden soll, um das Vlies zu regenerieren, ist das Vlies elektrisch von dem Filtergehäuse an seinem Rand durch die elektrisch isolierende Seite isoliert.
Bevorzugt ist das Metallfaservlies gegenüber Knicken beständig. Ein gesintertes und gefaltetes Metallfaservlies weist aufgrund der gefalteten Gestalt, um einen Rand bereitzustellen, einen recht hohen Knickwiderstand auf.
Es hat sich zudem überraschenderweise herausgestellt, daß, wenn ein Filterelement als Gegenstand der Erfindung, das ein thermisch und elektrisch isolierendes Gewebe umfaßt, dazu verwendet wird, z.B. mit Rußpartikeln beladenes Dieselabgas zu filtern, das Filterelement selbst nach dem Regenerieren selbstabdichtend arbeitet. Dies wird wie folgt erklärt.
Der Rand des Metallfaservlieses wird zwischen den thermisch und elektrisch isolierenden Seiten der Flanken montiert oder gedrückt.
Falls ein thermisch und elektrisch isolierendes Gewebe verwendet wird, wird das Metallfaservlies aufgrund der textilen Natur des Gewebes bis zu einer bestimmten Tiefe in das Gewebe vertieft. Unter normalen Umständen reicht diese Vertiefung aus, um alle Hohlräume in dem Gewebe neben dem vertieften Teil des Metallfaservlieses zu schließen, so daß kein Gas das Metallfaservlies durch das thermische und elektrische isolierende Gewebe umgehen kann. Falls ein kleiner Hohlraum in dem Gewebe vorliegt, der durch den vertieften Teil des Metallfaservlieses nicht geschlossen wird, umgehen kleine Abgasmengen das Metallfaservlies über diesen Hohlraum. Der in dem Abgas vorliegende Ruß wird von dem Gewebe eingefangen, wodurch der Hohlraum geschlossen wird. wenn das Metallfaservlies nun regeneriert wird, wird das thermische und elektrische isolierende Gewebe nicht ausreichend erhitzt, um den Ruß zu verbrennen, der von dem Gewebe bei dem Hohlraum eingefangen wurde. So wird die Umführung des Gases durch das Gewebe nach dem Füllen der Hohlräume mit Ruß aufgrund einer derartigen Umführung behindert. Der Filter dichtet sich selbst ab.
Einen identischen Effekt erhält man, wenn der Rand des gefalteten Metallfaservlieses in einer Vertiefung in der thermisch und elektrisch isolierenden Seite einer Flanke, die die Keramikplatte ist, montiert wird. Bevorzugt wird ein kleiner Hohlraum unter dem Rand vorgesehen, um kleine Bewegungen zu gestatten. Die Vertiefung paßt so gut zu dem eingesunkenen Teil des Rands an der Oberfläche zu dem gefalteten Metallfaservlies, daß unter normalen Umständen kein Gas das Metallfaservlies über die Seiten des Rands und diese Hohlräume umgehen kann. Falls eine kleine Lücke zwischen der Seite des Rands an einem eingesunkenen Teil und dem Schlitz vorliegt, wird Ruß in diesen Lücken eingefangen und zurückgehalten. Wenn der Filter regeneriert wird, wird der Ruß nicht ausreichend erhitzt, um diesen Ruß vollständig zu verbrennen. So wird die Umführung von Gas durch die Lücken nach dem Füllen der Lücken mit Ruß aufgrund einer derartigen Umführung behindert. Der Filter dichtet sich selbst ab.
Im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird unter Metallfaservlies ein Vlies verstanden, das Metallfasern, bevorzugt Stahlfasern, umfaßt. Die Legierung aus Metall oder Stahl kann in Abhängigkeit von dem Temperaturbereich gewählt werden, dem das Metallfaservlies widerstehen soll. Fasern aus rostfreiem Stahl aus AISI-Legierungen der 300er oder 400er Serie oder Legierungen wie etwa Inconel^® sind zu bevorzugen. Falls während der Regenerierung hohe Temperaturen auszuhalten sind, werden Fe, Al und Cr umfassende Legierungen bevorzugt, wie etwa Fecralloy^®. Die Fasern können durch jedes gegenwärtig bekannte Produktionsverfahren wie etwa Bündelziehen oder Spanen erhalten werden. Faserdurchmesser zwischen 1 und 100 μm sind zu verwenden, bevorzugt zwischen 2 und 50 μm, z.B. zwischen 12 und 35 μm wie etwa 12, 17 und 22 μm. Bevorzugt wird das Vlies unter Einsatz entsprechender Sinterumstände gesintert entsprechend der verwendeten Legierung. Bevorzugt können die Metallfasern durch Bündelziehen oder „Coil Shaving" erhalten werden. Letzteres wird in WO97/04152 ausführlicher beschrieben.
Außerdem können Dicke, Gewicht pro m², Porendurchmesser und andere Vliesparameter entsprechend den Partikeln gewählt werden, die zurückgehalten werden sollen, und/oder der Anwendung, für die das Filterelement verwendet werden soll.
Bevorzugt umfaßt das Metallfaservlies, mit dem die Filterelemente als Gegenstand der Erfindung bereitgestellt werden, verschiedene Schichten aus Metallfasern. Jede Faserschicht umfaßt Fasern mit einem bestimmten äquivalenten Durchmesser. Die besten Filterergebnisse wurden erhalten, wenn eine Schicht mit den gröbsten Fasern der Einströmungsseite des Filterelements zugewandt ist, wohingegen eine Schicht aus Metallfasern mit den feinsten Fasern der Ausströmungsseite des Filters zugewandt ist. Ein Beispiel eines derartigen geschichteten Metallfaservlieses ist ein Metallfaservlies, das eine Schicht von Metallfasern mit einem äquivalenten Durchmesser von 35 μm umfaßt, und eine Schicht aus Metallfasern mit einem äquivalenten Durchmesser von 17 μm. Möglicherweise kann eine Schicht von Metallfasern mit einem äquivalenten Durchmesser von 22 μm zwischen diesen beiden Schichten angeordnet sein. Eine Porosität von über 85% wird bevorzugt, während das Gewicht pro Quadratmeter des Vlieses bevorzugt unter 1500 g/m² liegt, z.B. 1450 g/m².
Der äquivalente Durchmesser ist zu verstehen als der Durchmesser eines radialen Schnitts einer imaginären runden Faser mit einer identischen Oberfläche wie der radiale Schnitt der betrachteten Faser.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht bevorzugt das Metallfaservlies nur aus einem Streifen aus Filtermedien, die Metallfasern umfassen. Ganz besonders bevorzugt ist dieser Streifen rechteckig. Alternativ kann das Metallfaservlies jedoch aus mehr als einem Streifen aus Filtermedien bestehen, die Metallfasern umfassen, wobei die Streifen zwischen den beiden Flanken des Filterelements als Gegenstand der Erfindung montiert sind.
Gesintertes Metallfaservlies weist, wenn es in einer Richtung unter eine mechanische Last gesetzt wird, einen guten Widerstand gegenüber Knicken parallel zu der planen Oberfläche des Vlieses auf. Um den Knickwiderstand zu verbessern, kann das Vlies unter Verwendung von bevorzugt sich wiederholenden Wellungen gewellt werden mit einer Wellenlänge bevorzugt unter dem 5fachen der Dicke des Vlieses. Die Amplitude der Wellung liegt ebenfalls bevorzugt unter dem 5fachen der Dicke des Vlieses. Der Knickwiderstand kann mehr als 50% unter Umgebungsbedingungen verbessert werden. Dann wird das Vlies auf mehr als 600°C erhitzt, die Knickverbesserung liegt immer noch bei über 30%.
Das Metallfaservlies, das verwendet wird, um ein Filterelement als Gegenstand der Erfindung bereitzustellen, umfaßt weiterhin mindestens zwei, aber möglicherweise mehr als zwei Kontaktkörper, die an dem Metallfaservlies fixiert sind, z.B. angeklemmt oder daran gesintert sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktkörper ein Körper, dem der elektrische Strom von dem elektrischen Stromkreis geliefert wird, um das Filterelement zu regenerieren. Dieser Kontaktkörper teilt auf ordnungsgemäße Weise den elektrischen Strom über die Gesamtoberfläche des Metallfaservlieses auf. Bevorzugt sind diese Kontaktkörper Metallfolien, z.B. Ni-Folie oder Metallgewebegitter, an beiden Enden des Metallfaservlieses gesintert.
Besonders vorsichtig muß vorgegangen werden, wenn das Metallfaservlies derart gefaltet ist, daß beide Enden des Metallfaservlieses, wobei jedes von ihnen einen Pol der elektrischen Schaltung kontaktieren soll, nahe beieinander liegen. Die Kontaktkörper müssen voneinander isoliert werden. Dies kann erfolgen, indem eine oder mehrere elektrisch isolierende Platten zwischen beiden Kontaktkörpern eingesetzt werden, z.B. Glimmerplatten. Beide Kontaktkörper können unter Verwendung von Bolzen und Muttern oder dergleichen mit dieser elektrisch isolierenden Platte verbunden werden. Bevorzugt werden die Kontaktkörper derart an den Enden angebracht, daß sich die Kontaktkörper von dem Metallfaservlies aus in der Abstromrichtung des Filterelements erstrecken.
Filterelemente als Gegenstände der Erfindung werden verwendet, um Filtereinheiten bereitzustellen. Mehrere Filterelemente können kombiniert werden, z.B. aufeinander gestapelt werden. Um thermische Verluste zu vermeiden, werden die verschiedenen Filterelemente durch eine thermisch isolierende Schicht voneinander getrennt, z.B. eine thermisch isolierende und wärmebeständige Schicht aus Textil, z.B. einem SiO₂-Gewebestoff. Um die Filtereinheit herum kann ein durchlässigeres thermisch isolierendes Gewebe aufgebracht werden, um die thermischen Verluste aufgrund von Strahlung in Richtung auf die benachbarten Filtereinheiten der Filterpaketwand weiter zu reduzieren. Bevorzugt wird ein SiO₂-Gittergewebestoff verwendet.
Filterelemente als Gegenstand der Erfindung können zum Filtern heißer Gase wie etwa Abgase von Dieselverbrennungsmotoren verwendet werden.
Als Gegenstand der Erfindung wird eine Filterelemente umfassende Filtereinheit bereitgestellt, wobei Filterelemente mit zwei Flanken verwendet werden, wobei jede Flanke eine Öffnung aufweist, die einen Eintritt für Gase zur Innenseite des hohlen Filtervolumens bereitstellt. Die Filterelemente sind über einem durchlässigen Kernglied, z.B. einem perforierten Metallrohr montiert, das sich durch die Öffnungen der Filterelemente erstreckt. Gas, das dem durchlässigen Kernglied zugeführt wird, kann in die Innenseite des hohlen Filtervolumens eintreten. Solches Gas soll durch das Metallfaservlies der Filterelemente in Richtung der Außenseite der Filterelemente strömen. Alternativ kann Gas, das durch das in die Innenseite des hohlen Filtervolumens eintretende Metallfaservlies strömt, über das durchlässige Kernglied evakuiert werden.
Mehrere Filterelemente oder Filtereinheiten, die Filterelemente als Gegenstand der Erfindung umfassen, können parallel verwendet werden, um z.B. in der Lage zu sein, mindestens ein Filterelement zu regenerieren, durch das kein Gas strömt, so daß Konvektionshitzever luste reduziert werden, während die anderen Filterelemente weiter den Gasstrom filtern. Sie können in einer Reihenverbindung montiert sein, um den Gasstrom in verschiedenen Stufen zu filtern, z.B. für unterschiedliche Partikelgrößen.
Zudem wird als weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Filtersystem bereitgestellt, das mehrere Filtereinheiten als Gegenstand der Erfindung umfaßt. Ein Filtersystem umfaßt weiterhin ein Ventilsystem und ein elektrisches Steuersystem. Vorübergehend können eine oder mehrere Filtereinheiten gegenüber dem zu filternden Gasstrom abgeschlossen werden. Im folgenden bezeichnet als „Abschalten". Dies geschieht durch Schließen und Öffnen entsprechender Ventile des Ventilsystems. Das Schließen der Ventile wird durch das elektrische Steuersystem gesteuert. Das elektrische Steuersystem steuert weiterhin das Schicken von elektrischem Strom zu einem oder mehreren Filterelementen und möglicherweise die Temperatur und den Druck in dem Filtersystem. Gegebenenfalls kann außerdem die Zeitsteuerung der Regenerierungssequenzen der verschiedenen Filtereinheiten von diesem elektrischen Steuersystem gesteuert werden.
So kann jedes Filterelement individuell regeneriert werden, bevorzugt eins nach dem anderen. Alternativ kann das Filterelement inline regeneriert werden, während Gas weiter durch das Filterelement strömt.
Bevorzugt weisen mindestens eine und ganz besonders bevorzugt alle Flanken eine Öffnung, z.B. kreisförmig, in der Mitte der Flanke auf. Solche Öffnungen können verwendet werden, um mehrere Filterelemente als Gegenstand der Erfindung aufeinander zu montieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch eine allgemeine Ansicht einer Filtereinheit als Gegenstand der Erfindung,
2 schematisch eine vergrößerte Ansicht von Teil AA' der Filtereinheit von 1,
3 schematisch eine Sektion gemäß der Ebene BB' der Filtereinheit von 1,
4, 5a und 5c ein Detail AA' eines alternativen Filterelements als Gegenstand der Erfindung,
5b eine Sektion gemäß CC' des Filterelements von 5a,
5d eine Sektion gemäß CC' des Filterelements von 5c,
6 schematisch eine Seitenansicht der Kontaktkörper von einem Filterelement als Gegenstand der Erfindung,
7 schematisch eine Ansicht alternativer Kontaktkörper von einem Filterelement als Gegenstand der Erfindung,
8, 9 und 10 schematisch eine Sektion gemäß der Ebene BB' einer alternativen Ausführungsform einer Filtereinheit als Gegenstand der Erfindung,
11 ein Dieselabgasfiltersystem in einer schalldämpferartigen Gestalt, das verschiedene Filtereinheiten als Gegenstand der Erfindung umfaßt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Eine bevorzugte Filtereinheit als Gegenstand der Erfindung ist in 1, 2 und 3 gezeigt.
Die Filtereinheit umfaßt eine Reihe von Filterelementen 11, die aufeinander gestapelt sind. Sie weisen alle eine ringartige Gestalt auf. Ein perforiertes Metallrohr 12 ist in der inneren Öffnung 13 des Filterelements positioniert. Zwischen jedem Filterelement ist ein scheibenartiges SiO₂-Filzmaterial 14 positioniert, um die verschiedenen Filterelemente voneinander thermisch zu isolieren. An beiden Enden der Filtereinheit ist eine Metallplatte 15 gegen das obere und untere Filterelement fixiert, wie z.B. in 1 gezeigt, mit Hilfe einer Schraube 16, die die Platte in Richtung auf das Filterelement drückt. Zwischen dieser Platte 15 und dem oberen oder unteren Filterelement ist ein anderes scheibenartiges SiO₂-Filzmaterial 14 positioniert.
Wenn diese Filtereinheit verwendet wird, strömt bevorzugt das zu filternde Gas von der Außenseite der Filterelemente (mit Pfeil 17 angezeigt) durch das Filtermedium 18 durch die Perforationen des Metallrohrs 12 zu dem weiteren Abgassystem, wie mit Pfeil 19 angezeigt.
Bei Berücksichtigung jedes Filterelements der vorliegenden Erfindung wird ein Metallfaservlies als Filtermedium 18 verwendet. Das „schmutzige" Gas strömt über die Einströmungsseite 20 herein, durch das Metallfaservlies, über die Ausströmungsseite 21 des Metallfaservlieses zu dem Abgassystem. Das Metallfaservlies ist über zwei Kontaktkörper 22 und 23 mit einem elektrischen Stromkreis 24 verbunden, der einen elektrischen Strom an das Metallfaservlies liefert, um den Schmutz, z.B. Ruß, der in und an dem Filtermedium eingefangen ist, zu regenerieren. Das Metallfaservlies ist bevorzugt derart gefaltet, daß die von den Falten 25 während der Regenerierung erzeugte thermische Strahlungswärme zu den benachbarten Falten abstrahlt, wie durch Pfeile 26 angezeigt. Eine wichtige Reduzierung der elektrischen Leistung erhält man unter Verwendung dieser Strahlungswärme zum Ausbreiten und Unterstützen der Verbrennung der gefilterten Partikel.
Der Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform des Filterelements ist in 2 gezeigt. Eine Flanke 28 des Filterelements umfaßt eine Metalleinfassung 29, an die an mehreren Punkten 31 ein Drahtgitter 30 punktgeschweißt ist. Eine feine Schicht aus Keramikmaterial Al₂O₃ 32 wurde auf die elektrische und thermische isolierende Seite 33 der Flanke gesprüht. Eine relativ dicke Schicht aus Keramikkleber 34 wurde auf dieses Gitter und die elektrische und thermische isolierende Seite 33 aufgetragen, bevor das Metallfaservlies 18 an diesen Keramikkleber 34 geheftet wurde, der mehr als 10 Gew.-% kurzer Metallfasern umfaßt.
Die Dicke der Klebeschicht betrug 2 mm, und ein Kleber auf der Basis einer ZrO2-MgO-Verbindung wurde verwendet. Der Rand des Metallfaservlieses wurde in die Klebeschicht über eine Tiefe von 1,5 mm eingesunken.
Die Metallplatte und das Metallgitter wurden aus rostfreiem Stahl AISI 304 bereitgestellt. Alternativ wurde ein rostfreier Stahl AISI 430 verwendet.
Der Aufbau eines Details AA' einer alternativen Ausführungsform des Filterelements ist in 4 gezeigt. Eine Flanke 401 des Filterelements umfaßt eine steife Materialschicht 402, die eine Metalleinfassung ist, in der sich ein elektrisch und thermisch isolierendes Gewebe 403 befindet. Dieses Gewebe 403 ist bevorzugt ein SiO₂-filzartiges Material (z.B. Vlies) mit einer Dicke von etwa 3 mm. Der gefaltete Rand des Metallfaservlieses 18 ist zwischen zwei elektrisch und thermisch isolierenden Seiten der Flanken eingequetscht.
Wenn montiert, wird das Metallfaservlies 18 über eine Tiefe 404 von etwa 1 mm in das Gewebe 403 gedrückt. Diese Vertiefung vermeidet das Durchblasen des Metallfaservlieses, wenn das Filterelement in Gebrauch ist.
Der Aufbau eines Details AA' alternativer Ausführungsformen des Filterelements ist in 5a und 5c gezeigt.
Ein Detail AA' einer ersten alternativen Ausführungsform ist in 5a gezeigt. Eine Sektion gemäß der Ebene CC' dieser Ausführungsform ist schematisch in 5b gezeigt. Eine Flanke 501 des Filterelements umfaßt eine Metalleinfassung 502, in der eine Keramikplatte 503 vorgesehen ist. Diese Keramikplatte basiert auf Al₂O₃-Keramikmaterial oder SiO₂-Material und weist eine Dicke von etwa 6 mm auf. Die Keramikplatte 503 ist mit einer Vertiefung 504 mit einer Tiefe 505 von 2 mm versehen. Der Rand des Metallfaservlieses 18 ist in die Vertiefung 504 eingesunken, so daß ein eingesunkener Teil 506 zum Rand des Metallfaservlieses 18 mit einer Höhe 507 von etwa 1,5 mm bereitgestellt wird.
Ein Detail AA' einer zweiten alternativen Ausführungsform ist in 5c gezeigt. Eine Sektion gemäß der Ebene CC' dieser Ausführungsform ist schematisch in 5d gezeigt.
Eine Flanke 510 des Filterelements umfaßt eine Metalleinfassung 511, in der eine Keramikplatte 512 vorgesehen ist. Diese Keramikplatte basiert auf Al₂O₃-Keramikmaterial oder SiO₂-Material und weist eine Dicke von etwa 6 mm auf. Auf der Innenseite der Keramikplatte 512, die das Metallfaservlies 18 kontaktieren soll, ist Keramikkleber 513 vorgesehen. Der Rand des Metallfaservlieses 18 ist in dem Kleber 513 eingesunken. Diese relativ dicke Schicht aus Keramikkleber 513 basiert auf einer ZrO₂-MgO-Verbindung, umfaßt mehr als 10 Gew.-% an kurzen Metallfasern, die bevorzugt Fasern aus rostfreiem Stahl mit einem äquivalenten Durchmesser von 22 μm sind.
Um den Widerstand gegenüber mechanischer Spannung aufgrund der Fixierung der verschiedenen Elemente aufeinander durch die Schraube 16 zu verbessern, können mehrere Stege 35 an die obere und untere Einfassung jedes Filterelements geschweißt werden. Wie in 1, 2, 4, 5a, 5b, 5c und 5d gezeigt, kann um das Filterelement 11 herum eine perforierte Metallplatte 39 vorliegen (wie aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nur teilweise gezeigt).
Nunmehr unter Bezugnahme auf die Kontaktkörper 22 und 23 der bevorzugten Ausführungsformen, wie in 6 und 7 gezeigt, wurde ein feines Ni-Blech 36 an die Enden des Metallfaservlieses gesintert. Beide Kontaktkörper wurden zusammengebracht und mit Hilfe von zwei Bolzen 38 und 39 an einer isolierenden Platte 37, z.B. einer Glimmerplatte, fixiert. Um elektrischen Kontakt zwischen Kontaktkörper 22 und Bolzen 38 und zwischen Kontaktkörper 23 und Bolzen 39 zu vermeiden, wurden zwei Glimmerblättchen 40 zwischen der isolierenden Platte 37 und den Kontaktkörpern 22 und 23 eingesetzt.
Ein alternativer Aufbau ist in 7 gezeigt. Es wird ein identischer Aufbau wie in 6 verwendet, doch ist der Kontaktkörper 22 derart geformt, daß kein Material dieses Kontaktkörpers an hinter dem Bolzen 38 vorliegt, der den Kontaktkörper 23 an der isolierenden Platte 37 fixiert. Auf identische Weise ist der Kontaktkörper 23 derart geformt, daß kein Material dieses Kontaktkörpers 23 an hinter dem Bolzen 39 vorliegt, der den Kontaktkörper 22 an der isolierenden Platte 37 fixiert. Bei Verwendung solcher Kontaktkörper kann die Verwendung von zwei Glimmerplatten 40 vermieden werden, was die Konstruktion des Filterelements vereinfachen kann.
Ein alternativer Schnitt gemäß BB' ist in 8 gezeigt. Das perforierte Rohr weist bei dieser Ausführungsform eine elliptische Sektion auf. Auch hier ist das Metallfaservlies gemäß Faltlinien gefaltet, was Strahlung von einer Falte zu einer anderen während der Regenerierung ermöglicht.
Ein weiterer alternativer Querschnitt eines Filterelements als Gegenstand der Erfindung ist in 9 gezeigt. Das Filterelement umfaßt in dieser Ausführungsform zwei Metallfaservliesstreifen, die zusammen die ganzen Filtermedien des Filterelements bilden. Beide Metallfaservliesstreifen weisen zwei Kontaktkörper (22 und 23), jeweils an einem Ende, auf, die mit einer entsprechenden elektrischen Schaltung 24 verbunden sind.
Ein weiterer alternativer Querschnitt durch ein Filterelement als Gegenstand der Erfindung ist in 10 gezeigt. Das Filterelement umfaßt einen Satz von Metallfaservliesstreifen, die jeweils über eine Faltlinie 81 gefaltet sind. Alle Streifen sind Seite an Seite befestigt. Jeder Metallfaservliesstreifen weist zwei Kontaktkörper (22 und 23) auf, einer an jedem Ende des Streifens. Die Kontaktkörper sind ausgerichtet und mit einer entsprechenden elektrischen Schaltung 24 verbunden.
Wie in 11 gezeigt kann zu filterndes Gas über einen Einlaß 91 in ein Schalldämpfersystem eintreten.
Mehrere Filtereinheiten 92, die jeweils mehrere Filterelemente 93 umfassen, liegen in dem schalldämpferartigen System vor. Das zu filternde Gas tritt, wie mit Pfeil 94 angezeigt, durch die Filtermedien jedes Filterelements hindurch und verläßt die Filtereinheit 92 über das perforierte Rohr 95 in einer Sammelkammer 96. Über einen Auslaß 97 strömt gefiltertes Abgas weiter durch das Abgassystem, wie mit Pfeil 98 angezeigt.
Als Filtermedium wird ein drei Schichten aus Fasern aus rostfreiem Stahl umfassendes gesintertes Metallfaservlies verwendet. Eine erste Schicht umfaßt 600 g/m² an Fecralloy^®-Fasern mit einem äquivalenten Durchmesser von 17 μm. Eine zweite Schicht aus Fecralloy^®-Fasern ist auf der ersten Schicht aufgebracht. Diese Schicht umfaßt 250 g/m² an Fasern mit einem äquivalenten Durchmesser von 22 μm. Eine dritte Schicht von Fecralloy^®-Fasern wird auf der zweiten Schicht aufgebracht und weist Fasern mit einem äquivalenten Durchmesser von 35 μm auf. Diese dritte Schicht umfaßt 600 g/m² Fasern.
91% Ruß wurden zurückgehalten unter Verwendung eines Vlieses aus rostfreiem Stahl mit einer Porosität von 85%.
Die Länge des Metallfaservlieses in den oben beschriebenen Ausführungsformen beträgt bevorzugt 1200 mm, während die Höhe des Metallfaservliesstreifens bevorzugt zwischen 30 und 35 mm liegt, z.B. 33,75 mm.
Der Ruß wurde sozusagen tiefengefiltert. Dies ist zu verstehen als die Tatsache, daß Rußpartikel durch die ganze Tiefe des Filters eingefangen wurden.
Nur 1 Minute pro Element wurden benötigt, um die Filtereinheit zu regenerieren, wobei nur 750 W bis 1500 W verbraucht wurden. Der Druckabfall über dem Filterelement war vor der Regenerierung auf 100 mbar eingestellt.

Claims

Elektrisch regenerierbares Filterelement, das mindestens zwei Flanken umfaßt, wobei jede der Flanken eine steife Materialschicht umfaßt, wobei jede der Flanken mindestens eine thermisch und elektrisch isolierte Seite aufweist, wobei das Filterelement ein Metallfaservlies umfaßt, das gemäß Faltlinien gefaltet ist, wodurch ein Rand mit Faltöffnungen bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallfaservlies zwischen den Flanken befestigt ist, wobei die thermisch und elektrisch isolierten Seiten den Rand kontaktieren, wobei die thermisch und elektrisch isolierten Seiten die Faltöffnungen verschließen.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Flanken eine Öffnung aufweist, wobei das Metallfaservlies und die Flanken ein hohles Filtervolumen bereitstellen, wobei die Öffnung einen Eintritt für Gase zur Innenseite des hohlen Filtervolumens bereitstellt.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 2, wobei alle der Flanken eine Öffnung aufweisen.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 1 bis 3, wobei die Flanken eine Klemmkraft auf das Metallfaservlies in einer im wesentlichen parallel zu den Faltlinien verlaufenden Richtung ausüben.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 1 bis 4, wobei jede der Flanken ein thermisch und elektrisch isolierendes Gewebe und eine steife Materialschicht umfaßt, wobei das thermisch und elektrisch isolierende Gewebe auf einer Seite der steifen Materialschicht vorliegt, wodurch die Flanke eine thermisch und elektrisch isolierte Seite erhält.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 1 bis 4, wobei jede der Flanken eine Keramikplatte umfaßt, wobei das Metallfaservlies zwischen den Keramikplatten von beiden Flanken befestigt ist.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 1 bis 4, wobei jede der Flanken eine steife Materialschicht umfaßt, wobei die steife Materialschicht und das Metallfaservlies unter Verwendung einer Schicht aus Keramikkleber verbunden sind, wobei die Schicht aus Keramikkleber einen direkten Kontakt des Metallfaservlieses über die Länge des Randes des Metallfaservlieses mit der Flanke verhindert.
Elektrisch regenerierbares Filterelement nach Anspruch 1 bis 7, wobei das Metallfaservlies mindestens einen Metallfaserstreifen umfaßt, wobei jeder der Metallfaserstreifen zwei Enden aufweist, wobei ein Kontaktkörper an jedem der Enden der Metallfaserstreifen fixiert ist.
Filtereinheit, die elektrisch regenerierbare Filterelemente wie in Anspruch 1 bis 8 umfaßt, wobei die Filtereinheit ein durchlässiges Kernglied umfaßt, das sich durch die Öffnungen der Flanken der Filterelemente erstreckt.
Filtereinheit nach Anspruch 9, wobei die Filterelemente thermisch voneinander isoliert sind.
Filtereinheit nach Anspruch 9 und 10, wobei das durchlässige Kernglied ein durchlöchertes Metallrohr ist.
Filtersystem, das mindestens eine Filtereinheit wie in Anspruch 9 bis 11 umfaßt, wobei das Filtersystem ein Ventilsystem und ein Elektroniksteuersystem umfaßt, wobei das Elektroniksteuersystem das Öffnen und Schließen des Ventilsystems steuert und das Elektroniksteuersystem die Lieferung elektrischen Stroms an die Filterelemente der Filtereinheiten des Filtersystems steuert.
Filtersystem nach Anspruch 12, wobei das Filtersystem mindestens zwei Filtereinheiten umfaßt, wobei das Ventilsystem eine Filtereinheit ausschaltet, wobei der elektrische Strom an mindestens ein Filterelement der Filtereinheit geliefert wird, die ausgeschaltet ist.