EP0218047B1 - Soot filter regeneration device - Google Patents

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EP0218047B1
EP0218047B1 EP86111153A EP86111153A EP0218047B1 EP 0218047 B1 EP0218047 B1 EP 0218047B1 EP 86111153 A EP86111153 A EP 86111153A EP 86111153 A EP86111153 A EP 86111153A EP 0218047 B1 EP0218047 B1 EP 0218047B1
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EP
European Patent Office
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burner
gas
filter
fuel
flame tube
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Application number
EP86111153A
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German (de)
French (fr)
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EP0218047A1 (en
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Josef Schurrer
Josef Kreutmair
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MT Aerospace AG
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MAN Technologie AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regenerieren von Rußfiltern, die in der Abgasleitung von Verbrennungsmaschinen angeordnet sind, mit einem an der Abgasleitung in der Nähe des Rußfilters angeordneten, eine Brennstoffdüse enthaltenden Brenner.The invention relates to a device for regenerating soot filters, which are arranged in the exhaust pipe of internal combustion engines, with a burner arranged on the exhaust pipe in the vicinity of the soot filter and containing a fuel nozzle.

Aus der DE-A 2 756 570 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der im Filtergehäuse ein aus elektrischen Heizwicklungen bestehendes Heizelement vorgesehen ist, das mit einem Teil des Filterbettes in Berührung steht. Mit dem Heizgerät sollen die Verbrennungsgase auf die Entzündungstemperatur der im Filter zurückgehaltenen Kohlenstoffteilchen angehoben werden. Eine derartige Vorrichtung eignet sich insbesondere für stationäre Anlagen, bei denen eine ausreichende Stromquelle, z.B. das Stromnetz verfügbar ist. Ein derartiges System wird jedoch bei Fahrzeugen, bei denen nur eine begrenzte elektrische Energie zur Verfügung steht, zu Schwierigkeiten führen.From DE-A 2 756 570 a device is known in which a heating element consisting of electrical heating coils is provided in the filter housing and is in contact with a part of the filter bed. The heating device is intended to raise the combustion gases to the ignition temperature of the carbon particles retained in the filter. Such a device is particularly suitable for stationary systems in which a sufficient power source, e.g. the power grid is available. However, such a system will lead to difficulties in vehicles in which only limited electrical energy is available.

Aus der DE-A 3 403 505 ist eine für Fahrzeuge geeignete Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, bei dem zur Regenerierung von Rußfiltern ein Ölbrenner verwendet wird, der mit dem für das Fahrzeug vorgesehenen Brennstoff gespeist werden kann. Der Brenner besteht lediglich aus einer Brennstoffdüse mit zugehöriger Zündelektrode und Verbrennungsluftzufuhr, die im Rußfiltergehäuse angeordnet sind. Eine derartige Regeneriereinrichtung ist zwar für mobile Verbrennungsmaschinen verwendbar, jedoch werden mit dem Verbrennungsgasstrom des Brenners Schadstoffe ausgestoßen, was gerade zu vermeiden ist. Außerdem können bei der unvollständigen Verbrennung entstehender Ruß den Regenerierprozeß des Filters verzögern.DE-A 3 403 505 discloses a device suitable for vehicles according to the preamble of claim 1, in which an oil burner is used to regenerate soot filters and can be fed with the fuel provided for the vehicle. The burner consists only of a fuel nozzle with associated ignition electrode and combustion air supply, which are arranged in the soot filter housing. Such a regeneration device can be used for mobile internal combustion engines, but pollutants are expelled with the combustion gas flow from the burner, which is to be avoided. In addition, soot produced during incomplete combustion can delay the regeneration process of the filter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für Fahrzeuge geeignetes System zur Regenerierung von Rußfiltern der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine möglichst rasche Reinigung von Rußfiltern möglich ist.The invention has for its object to provide a system suitable for vehicles for the regeneration of soot filters of the type mentioned, with which the quickest possible cleaning of soot filters is possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.The object is achieved with the features characterized in claim 1.

Ein derartiger Brenner ist auch mit dem für den Verbrennungsmotor vorgesehenen Brennstoff betreibbar und damit für Fahrzeuge verwendbar. Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß eine vollständige Verbrennung des dem Brenner zugeführten Brennstoffs erfolgt. Damit werden keine Schadstoffe in der Regenerierungsphase erzeugt. Das Abbrennen des im Filter festhaftenden Rußes kann dabei rasch und vollständig geschehen, nachdem der Brenner keinen Ruß erzeugt.Such a burner can also be operated with the fuel provided for the internal combustion engine and can therefore be used for vehicles. The device according to the invention has the advantage that the fuel supplied to the burner is completely combusted. This means that no pollutants are generated in the regeneration phase. The soot stuck in the filter can be burned off quickly and completely after the burner has not produced soot.

In dem Mischrohr des Brenners wird nämlich der aus der Düse austretende Brennstoff mit der Verbrennungsluft gemischt und durch die heißen rezirkulierenden Verbrennungsgase verdampft, so daß die eigentliche Verbrennung aus der Gasphase des Brennstoffes verläuft. Ein derartiges Gemisch wird dann problemlos gezündet und ohne Rückstände zu hinterlassen vollständig verbrannt. Das Flammrohr begrenzt dabei die Verbrennungszone, so daß auch keine ungezündeten Gase aus dem Gemisch entweichen können. Das Flammrohr, das nicht Bestandteil des Abgasrohres ist, dient gleichzeitig als Abschirmung bzw. Begrenzung für die heißen Verbren-e-nungsgase, die bei einem derartigen Brenner ca: 1600°C erreichen. Die Abgasanlage kann dadurch in Bezug auf ihre Temperaturbeständigkeit unverändert bleiben.In the mixing tube of the burner, namely, the fuel emerging from the nozzle is mixed with the combustion air and evaporated by the hot, recirculating combustion gases, so that the actual combustion proceeds from the gas phase of the fuel. Such a mixture is then easily ignited and completely burned without leaving any residue. The flame tube delimits the combustion zone so that no ignited gases can escape from the mixture. The flame tube, which is not part of the exhaust pipe, also serves as a shield or limitation for the hot combustion gases, which reach approx. 1600 ° C with such a burner. The exhaust system can therefore remain unchanged in terms of its temperature resistance.

Der Brenner ist vorzugsweise mit einer Gaszufuhreinrichtung ausgestattet, die in der Umgebung des Flammrohres des Brenners mündet und zur Zuführung von sauerstoffhaltigem Gas für die Verbrennung der Rußpartikel dient. Mit dem sauerstoffhaltigen Gas können gleichzeitig die heißen Verbrennungsgase des Brenners soweit abgekühlt werden, daß einerseits das Ausbrennen der Rußpartikel möglich ist und andererseits eine Beschädigung der umgebenden Bauteile durch Überhitzung vermieden wird.The burner is preferably equipped with a gas supply device which opens into the vicinity of the flame tube of the burner and is used to supply oxygen-containing gas for the combustion of the soot particles. With the oxygen-containing gas, the hot combustion gases of the burner can be cooled down to the extent that the soot particles can be burnt out and damage to the surrounding components due to overheating is avoided.

Die Entzündungstemperatur von Abgasruß liegt etwa bei 500°C, so daß zur Regenerierung des Filters eine Heißgastemperatur von 550 bis 750°C erforderlich ist. Für diese Zwecke kann das gekühlte Heißgas vorzugsweise auf eine konstante Temperatur von etwa 600°C geregelt werden. Bei der Verwendung von Frischluft als sauerstoffhaltiges Gas geschieht dieses am einfachsten durch ein in der Zufuhrleitung für die Frischluft angeordnetes Regelventil, das den Luftdurchsatz so regelt, daß das gekühlte Heißgas, d.h. nach der Zumischung der Frischluft in die Heißgase des Brenners auf die gewünschte konstante Temperatur gehalten wird. Das hat den Vorteil, daß ein geringstmöglicher Regelaufwand erforderlich ist, wobei der Brenner in seinem optimalen Betriebspunkt betrieben wird.The ignition temperature of exhaust soot is approximately 500 ° C, so that a hot gas temperature of 550 to 750 ° C is required to regenerate the filter. For these purposes, the cooled hot gas can preferably be regulated to a constant temperature of about 600 ° C. When using fresh air as the oxygen-containing gas, this is most easily done by a control valve arranged in the supply line for the fresh air, which regulates the air flow rate in such a way that the cooled hot gas, ie after the fresh air has been mixed into the hot gases of the burner, to the desired constant temperature is held. This has the advantage that the least possible control effort is required, the burner being operated at its optimum operating point.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas eine Abgaszufuhreinrichtung, mit der zumindest ein Teil des Abgases der Verbrennungsmaschine in die Umgebung des Flammrohres leitbar ist.According to a further embodiment of the invention, the device for supplying oxygen-containing gas is an exhaust gas supply device with which at least part of the exhaust gas of the internal combustion engine can be conducted into the surroundings of the flame tube.

Mit den ca. 180°C heißen Abgasen läßt sich das Heißgas des Brenners ausreichend kühlen.The hot gas of the burner can be sufficiently cooled with the flue gases which are approx. 180 ° C hot.

Durch Anordnung zumindest des Flammrohrendteiles in die Abgasleitung erfolgt eine direkte Umspülung dieses Teiles durch das Abgas, das sich dabei mit den austretenden Heißgasen kühlend vermischt.By arranging at least the flame tube end part in the exhaust pipe, this part is flushed directly by the exhaust gas, which mixes cooling with the emerging hot gases.

Im Leerlaufbetrieb der Verbrennungsmaschine enthält das Abgas einen Sauerstoffüberschuß. Dieser kann gleichzeitig genützt werden, um den für die Verbrennung des Rußes im Filter erforderlichen Sauerstoff zu liefern. Damit entfallen Einrichtungen zur Zuführung von Frischluft.When the internal combustion engine is idling, the exhaust gas contains an excess of oxygen. This can be used at the same time to supply the oxygen required for the combustion of the soot in the filter. This eliminates the need for fresh air supply.

Bei einer derartigen Ausrüstung ist es vorteilhaft, wenn der Regeneriervorgang für den Rußfilter nach Bedarf oder periodisch vom Fahrzeugfahrer eingeleitet wird. Dieses kann derart erfolgen, daß durch eine optische und/oder akustische Anzeige dem Fahrer zu erkennen gegeben wird, daß in Kürze eine Reinigung des Filters erforderlich wird. Der Fahrer wird dann den Wagen auf einen Parkplatz fahren, den Motor im Leerlauf weiterbetreiben und den Brenner für die Regenerierung betätigen. In wenigen Minuten, etwa 5 bis 10 Minuten kann dann der Regeneriervorgang wieder beendet werden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Stadtlinienbusse, die insbesondere an Endhaltestellen ohnehin einen längeren Aufenthalt haben, der für den Regeneriervorgang genutzt werden kann.With such equipment, it is advantageous if the regeneration process for the soot filter is initiated by the vehicle driver as required or periodically. This can be done in such a way that the driver is shown by an optical and / or acoustic display that the filter will soon have to be cleaned. The driver will then drive the car into a parking lot, keep the engine idling, and operate the burner for regeneration. The regeneration process can then be ended again in a few minutes, about 5 to 10 minutes the. This method is particularly suitable for city buses, which have a longer stop anyway, in particular at final stops, which can be used for the regeneration process.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Brenner am Austritt des Flammrohres mit einer im wesentlichen zylindrischen Blende vorgesehen, die den Heißgasstrom in mehrere Ströme aufteilt, wobei die Blende im Mantelbereich zumindest teilweise mit einem Kanal für das sauerstoffhaltige Gas umgeben ist.According to a further embodiment of the invention, the burner is provided at the outlet of the flame tube with an essentially cylindrical orifice which divides the hot gas flow into a plurality of flows, the orifice in the jacket region being at least partially surrounded by a channel for the oxygen-containing gas.

Eine den Gasstrom führende Blende trennt den Gasstrom am Blendenaustritt bzw. entlang der Strömungsrichtung derart, daß ein möglichst geringer Druckunterschied durch die Blende aufgebaut wird. Beeinträchtigungen des Brenners, insbesondere innerhalb der Verbrennungszone bzw. der Verbrennung selber, sowie Geräuschbildungen werden dadurch weitgehend vermieden.A diaphragm guiding the gas flow separates the gas flow at the diaphragm outlet or along the flow direction in such a way that the smallest possible pressure difference is built up through the diaphragm. Impairment of the burner, especially within the combustion zone or the combustion itself, and noise are largely avoided.

Die Blende ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei zumindest am Heißgasaustrittsende der Zylinder in Umfangsrichtung wellenartig ausgebildet ist. Dabei können die Austrittsöffnungen im Mantelbereich und/oder am Stirnende des Zylinders angeordnet sein.The diaphragm is preferably essentially cylindrical, with the cylinder being designed to be wave-like in the circumferential direction at least at the hot gas outlet end. The outlet openings can be arranged in the jacket area and / or at the front end of the cylinder.

Der Heißgasstrom wird auf diese Weise radial aufgefächert, d.h. die Vergrößerung der Oberfläche des Heißgasstromes findet im wesentlichen in radialer Richtung statt, so daß sich die axiale Länge der Mischzone reduziert. Es konnte festgestellt werden, daß mit einem derartigen Blendenbauteil Geräuschbildungen von offenen Brennern gedämpft werden.The hot gas flow is radially fanned out in this way, i.e. the enlargement of the surface of the hot gas flow takes place essentially in the radial direction, so that the axial length of the mixing zone is reduced. It was found that such an aperture component dampens noise from open burners.

Der sauerstoffhaltige Gasstrom wird vorzugsweise innerhalb eines Ringraumes dem Heißgas zugeführt, der durch das Blendenbauteil und einen diesen umgebenden Zylinder gebildet wird. Das Gas wird dabei in gleicher Richtung strömen wie das Heißgas und mit diesem unmittelbar am Austritt aus der Blende in Verbindung gebracht.The oxygen-containing gas stream is preferably supplied to the hot gas within an annular space, which is formed by the diaphragm component and a cylinder surrounding it. The gas will flow in the same direction as the hot gas and will be connected to it directly at the outlet from the orifice.

Der Brenner ist vorzugsweise mit einer Luftpumpe bzw. einem Gebläse für die Verbrennungsluft ausgestattet, die bzw. das so ausgelegt ist, daß damit der Verbrennungsluftdurchsatz in Abhängigkeit einer Regelgröße, z.B. des im Filtergehäuse entstehenden Gegendruckes änderbar ist.The burner is preferably equipped with an air pump or a blower for the combustion air, which is designed such that the combustion air throughput is dependent on a controlled variable, e.g. the back pressure generated in the filter housing can be changed.

Hierdurch wird der einwandfreie Betrieb des Brenners sichergestellt, auch wenn durch starke Ablagerung von Rußpartikeln im Filter sich ein hoher Gegendruck im Filtergehäuse aufbaut, der die Verbrennungsluftzufuhr zum Brenner beeinträchtigen könnte.This ensures the proper operation of the burner, even if a high back pressure builds up in the filter housing due to the soot particles in the filter, which could impair the combustion air supply to the burner.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Brennstoffzufuhrventil mit einem Druckluftanschluß versehen, mit dem die Brennstoffdüse in Betriebspausen des Brenners freigehalten werden kann. Damit wird verhindert, daß Ruß bzw. Kraftstoffablagerungen, insbesondere durch Verdampfung der flüchtigen Brennstoffbestandteile durch die Abgase des Verbrennungsmotors die Brennstoffdüse verstopft.According to a further embodiment of the invention, the fuel supply valve is provided with a compressed air connection with which the fuel nozzle can be kept free during breaks in operation of the burner. This prevents soot or fuel deposits, especially from evaporation of the volatile fuel components from the exhaust gases of the internal combustion engine, from clogging the fuel nozzle.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Abgase der Verbrennungsmaschine als Verbrennungsluft für den Brenner verwendet, insbesondere die Abgase im Leerlaufbetrieb der Verbrennungsmaschine. Hierzu ist ein Expansionsraum für das Abgas vor dessen Eintritt in den Brenner vorgesehen, in dem der aufgrund des Maschinenbetriebes pulsierende Abgasstrom sich zumindest weitgehend beruhigen kann.According to a preferred embodiment of the invention, the exhaust gases from the internal combustion engine are used as combustion air for the burner, in particular the exhaust gases when the internal combustion engine is idling. For this purpose, an expansion space for the exhaust gas is provided before it enters the burner, in which the exhaust gas flow pulsating due to the machine operation can at least largely calm down.

Die Anordnung des Brenners innerhalb des Expansionsraumes bietet außer der Platzersparnis viele Vorteile. Abgasleitungen zwischen Expansionsraum und Brenner sind dabei nicht erforderlich. Der während des Brennerbetriebes vom Abgas durchströmte Expansionsraum dient gleichzeitig als Wärmeisolierung gegenüber angrenzende Fahrzeugteile und zugleich als Kühler für das Flammrohr des Brenners.The arrangement of the burner within the expansion space offers many advantages in addition to saving space. Exhaust pipes between the expansion space and the burner are not required. The expansion space through which the exhaust gas flows during burner operation simultaneously serves as thermal insulation from adjacent vehicle parts and at the same time as a cooler for the flame tube of the burner.

In diesem Fall übernimmt der Expansionsraum auch die Zuführung der Abgase in die Heißgase.In this case, the expansion space also takes over the supply of the exhaust gases into the hot gases.

Für die Aufteilung der Abgase in Verbrennungsluft für den Brenner und als Zumischung für die Heißgase ist ein Strömungsrohr vorgesehen, das das Flammrohr umgibt und das Öffnungen aufweist, die den gewünschten Zustrom der Abgase in die Heißgase vorgeben. Die Öffnungen können nach der Mündung des Flammrohres oder aber auch um das Flammrohr vorgesehen werden, je nachdem ob eine zusätzliche Kühlung des Flammrohres nötig oder erwünscht ist.For the division of the exhaust gases into combustion air for the burner and as an admixture for the hot gases, a flow tube is provided which surrounds the flame tube and which has openings which dictate the desired inflow of the exhaust gases into the hot gases. The openings can be provided after the mouth of the flame tube or else around the flame tube, depending on whether additional cooling of the flame tube is necessary or desired.

Der den Expansionsraum begrenzende und den Brenner einschließende Windkessel kann vorzugsweise am Abgasrohr, in Abgasströmungsrichtung unmittelbar vor dem Filter angeordnet werden. Stromaufwärts nach dem Filter ist dann der Reihe nach ein Durchbruch für den Eintritt der Heißgase, eine verstellbare Abgasklappe sowie die Öffnung für den Austritt der Abgase in den Expansionsraum. Bei dieser Ausführung dienen die Abgase als Verbrennungsluft und Kühlgas für den Brenner sowie als sauerstoffhaltiges Gas für die Rußverbrennung. Es ist also zusätzlich lediglich ein Brennstoffzufuhrsystem für den Brenner vorzusehen.The wind boiler delimiting the expansion space and enclosing the burner can preferably be arranged on the exhaust pipe, directly in front of the filter in the exhaust gas flow direction. Upstream after the filter there is in turn a breakthrough for the entry of the hot gases, an adjustable exhaust flap and the opening for the exit of the exhaust gases into the expansion space. In this version, the exhaust gases serve as combustion air and cooling gas for the burner and as oxygen-containing gas for soot combustion. It is therefore only necessary to provide a fuel supply system for the burner.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung näher erläutert.

  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel,
  • Fig. 2 und 3 je ein Detail aus Fig. 1 und
  • Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail with reference to an embodiment of the invention shown schematically in the drawing.
  • 1 shows a first embodiment,
  • 2 and 3 each have a detail from Fig. 1 and
  • Fig. 4 shows a second embodiment.

In der Abgasleitung 10 ist ein Rußpartikelfilter 11 zwischengeschaltet, der z.B. aus mehreren zylindrischen porösen Schaumkeramikrohren 12 besteht. Das Abgas 13 strömt dabei in die Hohlräume 14 der Schaumkeramikrohre 12 und von dort durch die Schaumkeramik hindurch in äußere Räume 17, von wo aus das von Rußpartikeln gereinigte Abgas 13' abgeleitet wird. In den porösen Wandungen der Rohre 12 werden die im Abgas 13 enthaltenen Partikel zurückgehalten.A soot particle filter 11 is interposed in the exhaust line 10, e.g. consists of several cylindrical porous foam ceramic tubes 12. The exhaust gas 13 flows into the cavities 14 of the foam ceramic tubes 12 and from there through the foam ceramic into outer spaces 17, from where the exhaust gas 13 'cleaned of soot particles is derived. The particles contained in the exhaust gas 13 are retained in the porous walls of the tubes 12.

Der in den Keramikrohren 12 aufgefangene Ruß muß zumindest periodisch entfernt werden, was in der Regel durch Abbrennen desselben geschieht. Dazu ist eine Erhitzung der Keramikrohre 12 auf die Entzündungstemperatur des Rußes erforderlich, die je nach dem Vorhandensein eines Katalysators oder von Kraftstoffzusätzen bei 300 bis 600°C liegt. Die Abgastemperaturen können im Vollastbereich die niedrigeren Entzündungstemperaturen erreichen, jedoch wird in der Regel diese Temperatur nicht soweit beibehalten, daß eine ausreichende Reinigung der Filter gewährleistet ist. Bei Stadtfahrten, Fahrten im Stau und im Falle der Stadtlinienbusse wird die Abgastemperatur zu niedrig sein, so daß bei länger anhaltendem Betrieb ohne gleichzeitiger Rußentfernung durchaus eine Verstopfung des Filters 11 die Folge sein kann.The soot collected in the ceramic tubes 12 must be removed at least periodically, which is usually done by burning the same. This requires heating the ceramic tubes 12 to the ignition temperature of the soot, which, depending on the presence of a catalyst or of fuel additives, is 300 to 600 ° C. The exhaust gas temperatures can be the lower ignition temperatures in the full load range range, but this temperature is usually not maintained to such an extent that sufficient cleaning of the filter is guaranteed. During city trips, journeys in traffic jams and in the case of city buses, the exhaust gas temperature will be too low, so that during long-term operation without simultaneous soot removal, the filter 11 may well be clogged.

Es ist daher notwendig, durch Zusatzwärme eine ausreichende Regenerierung von Rußfiltern sicherzustellen.It is therefore necessary to ensure adequate regeneration of soot filters by means of additional heat.

Gemäß Fig. 1 ist dazu ein Brenner 20 vorgesehen, der in einen Vorraum 19 des Rußfilters 11 mündet, durch den auch das Abgas 13 strömt. Dieser Brenner 20 ist für periodische Filterreinigungen während Betriebspausen des Verbrennungsmotors ausgelegt. Ist der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs abgestellt, so wird der motorseitige Abgasrohrabschnitt 10 mittels eines Schließvorganges, z.B. einer Klappe 21 vom Vorraum 19 des Filters 11 getrennt. Die Klappen können zur besseren Dichtwirkung mit Kolbenringen versehen sein. Damit soll vermieden werden, daß bei Betrieb des Brenners 20 die aus diesem strömenden Heißgase 23 zum Verbrennungsmotor gelangen. Die Anordnung des Brenners 20 relativ zur Strömungsrichtung des Filters 11 und des Abgases 13 richtet sich nach dem Aufbau des jeweiligen Fahrzeugs. Gemäß Fig. 1 strömen die Heißgase 23 parallel zur Strömungsrichtung innerhalb des Filters 11, während die Abgase 13 senkrecht dazu einströmen.According to FIG. 1, a burner 20 is provided for this purpose, which opens into an antechamber 19 of the soot filter 11, through which the exhaust gas 13 also flows. This burner 20 is designed for periodic filter cleaning during breaks in operation of the internal combustion engine. If the internal combustion engine of the vehicle is switched off, the engine-side exhaust pipe section 10 is closed by means of a closing process, e.g. a flap 21 separated from the vestibule 19 of the filter 11. The flaps can be provided with piston rings for a better sealing effect. This is to prevent the hot gases 23 flowing from the burner 20 from reaching the internal combustion engine during operation of the burner 20. The arrangement of the burner 20 relative to the flow direction of the filter 11 and the exhaust gas 13 depends on the structure of the respective vehicle. 1, the hot gases 23 flow parallel to the flow direction within the filter 11, while the exhaust gases 13 flow in perpendicular thereto.

Als Brenner 20 wird ein öl- oder gasbetriebenes Gerät verwendet, je nach Antriebssystem des Fahrzeugs. Die Brennstoffzufuhr zum Brenner 20 erfolgt daher durch eine zusätzliche Kraftstoffpumpe 25, die an dem Brennstofftank des Fahrzeugs angeschlossen ist. Die Kraftstoffpumpe 25 wird von einem eigenen Motor 26 angetrieben, der gleichzeitig ein Gebläse oder eine Luftpumpe 27 betreibt, die Luft z.B. aus dem bereits vorhandenen Luftfilter des Fahrzeugs als Verbrennungsluft 28 dem Brenner 20 zuführt. Die Brennstoffzufuhr 29 und die Verbrennungsluftzufuhr 28 erfolgen im Verhältnis 1,05<a,<3,0, wobei eine konstante Brennstoffzufuhr während des Betriebes des Brenners 20 vorgesehen werden kann.An oil or gas-operated device is used as the burner 20, depending on the drive system of the vehicle. The fuel supply to the burner 20 is therefore provided by an additional fuel pump 25, which is connected to the fuel tank of the vehicle. The fuel pump 25 is driven by its own motor 26, which simultaneously operates a blower or an air pump 27, the air e.g. feeds the burner 20 from the already existing air filter of the vehicle as combustion air 28. The fuel supply 29 and the combustion air supply 28 take place in a ratio of 1.05 <a, <3.0, wherein a constant fuel supply can be provided during the operation of the burner 20.

Für den Fahrzeugbetrieb, d.h. bei Ausstoßen von Abgasen 13 sind Sicherungsvorkehrungen für das Brennersystem vorgesehen, die in einem z.B. Rückschlagventil 30 in der Verbrennungsluftzufuhrleitung 31 und einer Druckluftzufuhr 32 für ein Brennstoffventil 33 bestehen. Mit dem Rückschlagventil 30 wird verhindert, daß die Abgase 13 des Verbrennungsmotors in das Gebläse 27 und weiter in den Ansaugfilter des Motors gelangen. Durch die heißen Abgase verdampfen die leichter flüchtigen Bestandteile des Brennstoffzufuhrsystems 35, so daß die zurückbleibenden höher siedenden Bestandteile die Brennstoffdüse 34 zusetzen können. Um dieses zu verhindern, wird während der Betriebspause des Brenners 20 und während des Betriebes des Fahrzeug-Verbrennungsmotors Druckluft 32 durch das Ventil 33 geblasen, um eine Verschmutzung der Düse 34 zu verhindern.For vehicle operation, i.e. when exhaust gases 13 are emitted, safety precautions are provided for the burner system, which are e.g. Check valve 30 in the combustion air supply line 31 and a compressed air supply 32 for a fuel valve 33 exist. The check valve 30 prevents the exhaust gases 13 of the internal combustion engine from entering the blower 27 and further into the intake filter of the engine. The hot exhaust gases vaporize the more volatile components of the fuel supply system 35, so that the remaining higher-boiling components can clog the fuel nozzle 34. To prevent this, compressed air 32 is blown through the valve 33 during the break in operation of the burner 20 and during the operation of the vehicle internal combustion engine, in order to prevent the nozzle 34 from being contaminated.

Aufgrund von im Abgassystem auftretenden Fibrationen ist nur der Brenner selbst am Abgassystem bzw. am Filtergehäuse befestigt, während alle anderen Komponenten, nämlich die Kraftstoffpumpe 25, der Motor 26, das Gebläse 27 und das Brennstoffventil 33 am Fahrzeugrahmen befestigt sind. Elastische Bereiche 40, 41 der Brennstoff- bzw. Verbrennungsgaszufuhr verhindern die Ausbreitung der Fibrationen des Brenners 20 auf die übrigen Komponenten des Brennersystems bzw. auf das Fahrzeug.Due to fibrations occurring in the exhaust system, only the burner itself is attached to the exhaust system or to the filter housing, while all other components, namely the fuel pump 25, the engine 26, the blower 27 and the fuel valve 33 are attached to the vehicle frame. Elastic areas 40, 41 of the fuel or combustion gas supply prevent the vibrations of the burner 20 from spreading to the other components of the burner system or to the vehicle.

Für die Verbrennung der Rußpartikel im Abgasfilter 11 ist es erforderlich, daß in das Filtergehäuse Sauerstoff zugeführt wird, nachdem die Heißgase 23 keinen ausreichenden Sauerstoffgehalt haben. Zu diesem Zweck ist eine Zusatzleitung 45 vorgesehen, durch die Luft 60 aus der Verbrennungsluftleitung 31 abgeleitet und den Heißgasen 23 beigemischt wird. Die Beimischung erfolgt nach der Verbrennungszone 46 des Brenners 20. Hierzu ist das Flammrohr 47 von einer Hülse 48 umgeben und im Bereich nach der Verbrennungszone 46 mit Durchlässen 49 versehen. Die Zusatzleitung 45 mündet in den Ringraum 50 zwischen der Hülse 48 und dem Flammrohr 47 und gelangt über die Öffnungen 49 zum Heißgas 23, wo es sich vermischt und als gekühltes Mischgas 53 in den Vorraum 19 des Filters 11 einströmt. Durch eine Prallplatte 54 wird das Mischgas 53 verteilt und gegebenenfalls durch die Umlenkung vollends vermischt. Das Mischgas 53 strömt ebenso wie das Abgas 13 über die noch freigebliebenen Hohlräume 14 durch die Keramikwandungen der Rohre 12 hindurch.For the combustion of the soot particles in the exhaust gas filter 11, it is necessary that oxygen be fed into the filter housing after the hot gases 23 have insufficient oxygen content. For this purpose, an additional line 45 is provided, through which air 60 is discharged from the combustion air line 31 and admixed with the hot gases 23. The admixture takes place after the combustion zone 46 of the burner 20. For this purpose, the flame tube 47 is surrounded by a sleeve 48 and provided with passages 49 in the area after the combustion zone 46. The additional line 45 opens into the annular space 50 between the sleeve 48 and the flame tube 47 and passes through the openings 49 to the hot gas 23, where it mixes and flows as a cooled mixed gas 53 into the antechamber 19 of the filter 11. The mixed gas 53 is distributed by a baffle plate 54 and, if necessary, completely mixed by the deflection. The mixed gas 53, like the exhaust gas 13, flows through the ceramic walls of the tubes 12 via the cavities 14 which are still free.

Die mit ca. 1600°C aus der Verbrennungszone 46 austretenden Heißgase werden unter entsprechender Zumischung von Frischluft aus der Zusatzleitung 45 auf ca. 600°C abgekühlt. Diese Temperatur reicht aus, um die Rußpartikel im Keramikrohr 12 auf deren Zündtemperatur von 500°C aufzuheizen. Mittels eines Thermostaten 58 wird über ein Magnetventil 59, das in der Zusatzleitung 45 zwischengeschaltet ist, der Zusatzluftdurchsatz 60 so geregelt, daß die Temperatur des Mischgases 53 den erwünschten Wert, z.B. ca. 600°C konstant beibehält. Je nach Ablagerungsgrad des Rußes in den Filterrohren 12 wird ein Gegendruck im Vorraum 19 aufgebaut, der bei dem Betrieb des Brenners 20 berücksichtigt werden muß. Mittels eines Druckreglers 62 wird demzufolge die Luftpumpe 27 so geregelt, daß im Verbrennungsluftzufuhrrohr 31 ein definierter Überdruck gegenüber dem Vorraum 19 herrscht.The hot gases emerging from the combustion zone 46 at approximately 1600 ° C. are cooled to approximately 600 ° C. with the appropriate admixture of fresh air from the additional line 45. This temperature is sufficient to heat the soot particles in the ceramic tube 12 to their ignition temperature of 500 ° C. By means of a thermostat 58, the additional air throughput 60 is regulated via a solenoid valve 59, which is interposed in the additional line 45, in such a way that the temperature of the mixed gas 53 constantly maintains the desired value, for example about 600 ° C. Depending on the degree of deposition of the soot in the filter tubes 12, a back pressure is built up in the antechamber 19, which must be taken into account when the burner 20 is operating. The air pump 27 is accordingly regulated by means of a pressure regulator 62 in such a way that a defined excess pressure prevails in the combustion air supply pipe 31 in relation to the antechamber 19.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung ist ein Beispiel, bei dem der Rußfilter 11 periodisch regeneriert wird. Im Betrieb des Fahrzeugs ist die Klappe 21 zum Durchlassen des Abgases 13 geöffnet, während dieser Zeit ist der Brenner außer Betrieb. Um den Reinigungsprozeß des Filters 11 durchzuführen, muß der Verbrennungsmotor abgeschaltet sein. Die Klappe 21 wird geschlossen und der Brenner 20 wird in Betrieb genommen. In etwa 5 bis 15 Minuten, je nach Füllungsgrad und Größe des Filters 11, ist dieser wieder gereinigt und zur erneuten Aufnahme von Ruß bereit.The embodiment shown in FIG. 1 is an example in which the soot filter 11 is regenerated periodically. During operation of the vehicle, the flap 21 is open to let the exhaust gas 13 pass, during which time the burner is out of operation. In order to carry out the cleaning process of the filter 11, the internal combustion engine must be switched off. The flap 21 is closed and the burner 20 is put into operation. In about 5 to 15 minutes, depending on the degree of filling and size of the filter 11, it is cleaned again and ready for the soot to be taken up again.

Die Einrichtung läßt sich auch bei Doppelfiltersystemen verwenden. Hier wird die Zuleitung des Abgasrohres 10 bzw. der Mischgase 53 alternierend von einem Filter zum anderen geleitet. Während ein Filter Ruß aus den Abgasen aufnimmt, wird der andere Filter zu dessen Reinigung vom Mischgas aus dem Brenner beaufschlagt. Nach einer vorgegebenen Zeit werden die Gasströme auf den jeweils anderen Filter gelenkt. Auf diese Weise ist ein kontinuierlicher Betrieb bzw. eine kontinuierliche Reinigung möglich, bei der das Fahrzeug nicht außer Betrieb genommen werden muß. Da die Reduzierung nur etwa 2-3 mal täglich erfolgt, ist es auch denkbar, für die kurze Zeit der Regenerierung auf den Filter vollständig zu verzichten und ihn durch einen Bypaß zu umgehen.The device can also be used with double filter systems. Here the supply line from Ab gas pipe 10 or the mixed gases 53 alternately passed from one filter to another. While one filter absorbs soot from the exhaust gases, the other filter is cleaned by the mixed gas from the burner. After a predetermined time, the gas flows are directed to the other filter. In this way, continuous operation or continuous cleaning is possible, in which the vehicle does not have to be taken out of operation. Since the reduction takes place only about 2-3 times a day, it is also conceivable to completely dispense with the filter for the short period of regeneration and to bypass it by bypassing it.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Brenners 20 mit einem Brennergehäuse 36 und der darin angeordneten Brennstoffdüse 34, die in einem Mischrohr 24 mündet. Das Mischrohr 24 ist vom Flammrohr 74 umgeben, das die Verbrennungszone 46 einschließt. Das aus der Verbrennungszone 46 austretende Heißgas 23 wird mit der Zusatzluft 60 vermischt, das durch die Leitung 45 in einen Ringraum 50' einströmt. Zu diesem Zweck ist an der Mündung des Flammrohres 74 eine Blende 15 aufgesetzt, deren Querschnitt sich zur Mündung 38 hin verkleinert. Am Mündungsende 38 der Blende 15 sind Schlitze 49' vorgesehen, durch die das Heißgas 23 zusätzlich zur stirnseitig verbleibenden Öffnung der Blende 15 heraustritt. Dabei vermischt sich das Heißgas 23 mit der im Ringspalt 50' befindlichen Zusatzluft 60. Der Ringspalt 50' wird durch eine die Blende 15 umgebende Hülse 39 gebildet, in die die Gaszufuhrleitung 45 mündet.2 shows part of the burner 20 with a burner housing 36 and the fuel nozzle 34 arranged therein, which opens into a mixing tube 24. The mixing tube 24 is surrounded by the flame tube 74, which includes the combustion zone 46. The hot gas 23 emerging from the combustion zone 46 is mixed with the additional air 60, which flows through the line 45 into an annular space 50 '. For this purpose, an aperture 15 is placed at the mouth of the flame tube 74, the cross section of which decreases towards the mouth 38. At the mouth end 38 of the diaphragm 15, slots 49 'are provided through which the hot gas 23 exits in addition to the opening of the diaphragm 15 remaining on the end face. The hot gas 23 mixes with the additional air 60 located in the annular gap 50 '. The annular gap 50' is formed by a sleeve 39 surrounding the diaphragm 15, into which the gas supply line 45 opens.

Durch starke Verjüngung des Mündungsteiles 38 der Blende 15 kann der durch die Schlitze 49' gezwungene Heißgasstromanteil vergrößert werden, um damit die Vermischung der beiden Gase soweit wie möglich noch innerhalb des Ringspaltes 50' erfolgen zu lassen. Ähnliche Wirkung wird erreicht, wenn die stirnseitige Öffnung der Blende 15 geschlossen wird.By greatly tapering the mouth part 38 of the diaphragm 15, the hot gas flow portion forced through the slots 49 'can be increased, so that the mixing of the two gases can take place within the annular gap 50' as far as possible. A similar effect is achieved when the front opening of the diaphragm 15 is closed.

Durch die Blende 15 wird der Heißgasstrom 23 radial aufgefächert. Der Strom erhält damit eine wesentlich größere Kontaktfläche für die Zusatzluft 60. Dadurch kann eine gute Vermischung der beiden Gase 23 und 60 sowie auch ein wirkungsvoller Temperaturausgleich erfolgen, wobei keine weiteren Maßnahmen notwendig sind. Die gewünschten Ziele bei der Vermischung der beiden Gase 23 und 60 werden dabei in einem relativ kurzen Ringraum erfüllt, was zu einer Einsparung in der Gesamtlänge des Mischungsraumes führt.The hot gas stream 23 is radially fanned out through the orifice 15. The current thus has a much larger contact area for the additional air 60. This allows good mixing of the two gases 23 and 60 and also effective temperature compensation, with no further measures being necessary. The desired goals in the mixing of the two gases 23 and 60 are met in a relatively short annular space, which leads to a saving in the total length of the mixing space.

Die Blende kann vielseitig ausgestaltet werden, um eine Auffächelung bzw. Teilung des Heißgasstromes 23 zu erreichen.The diaphragm can be designed in a variety of ways in order to achieve a fanning out or division of the hot gas stream 23.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein zylindrisches Blendenbauteil 15' an seinem Mündungsende 38 im Umfang wellenartig geformt ist derart, daß der Querschnitt 41 die Form eines Sternes oder ähnlichen Gebildes einnimmt. Das aus der Blende 15' austretende Heißgas 23 hat damit auch einen sternförmigen Querschnitt. Durch starkes Einziehen der zur Zylindermitte hineingedrückten Umfangsteile 43 der Blende 15' können schmale, sternförmig gerichtete Austrittsschlitze 44 gebildet werden, die eine sehr hohe Vergrößerung der Umfangsfläche des austretenden Heißgasstrahles 23 bewirkt. Die eingezogenen Bereiche 43 dienen gleichzeitig zur Leitung des Gasstromes 60 in den Mittelbereich 51 des Heißgasstromes 23. Bei einer Blende gemäß Fig. 3 dringt also das Zusatzgas 60 bis in den Kern des Heißgasstromes 23 ein.FIG. 3 shows a further exemplary embodiment, in which a cylindrical screen component 15 'is shaped in a wave-like manner at its mouth end 38 in such a way that the cross section 41 takes the form of a star or similar structure. The hot gas 23 emerging from the orifice 15 'thus also has a star-shaped cross section. By strongly pulling in the peripheral parts 43 of the diaphragm 15 ′ pressed in toward the center of the cylinder, narrow, star-shaped outlet slots 44 can be formed, which causes a very large increase in the peripheral surface of the emerging hot gas jet 23. The drawn-in regions 43 simultaneously serve to direct the gas stream 60 into the central region 51 of the hot gas stream 23. In the case of an orifice according to FIG. 3, the additional gas 60 thus penetrates into the core of the hot gas stream 23.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Brenneranlage zur Regenerierung des Filters 11' so ausgelegt ist, daß die Abgase 13 als Verbrennungsluft für den Brenner 20 und als sauerstoffhaltiges Gas genutzt werden kann.In Fig. 4 is a second embodiment in which the burner system for regenerating the filter 11 'is designed so that the exhaust gases 13 can be used as combustion air for the burner 20 and as an oxygen-containing gas.

Dazu ist ein von einem Gehäuse 81 umgebener Expansionsraum 80 vorgesehen, in den ein Einlaßstutzen 70 für das Abgas 13 hineinragt und der zumindest den heißen Teil des Brenners 20 enthält. Im Betrieb des Fahrzeugs werden die Abgase 13 über die Hauptabgasleitung 10 in den Filter 11' geführt, indem eine Hauptklappe 82 das Abgasrohr 10 freigibt, während eine Nebenklappe 83 den vom Abgasrohr 10 abzweigenden Einlaßstutzen 70 sperrt. Beide Klappen 82, 83 können über einen geeigneten Mechanismus 84 vom Fahrer bedient werden.For this purpose, an expansion space 80 is provided which is surrounded by a housing 81, into which an inlet connection 70 for the exhaust gas 13 projects and which contains at least the hot part of the burner 20. During operation of the vehicle, the exhaust gases 13 are fed into the filter 11 ′ via the main exhaust gas line 10, in that a main flap 82 releases the exhaust pipe 10, while a secondary flap 83 blocks the inlet connection 70 branching off the exhaust pipe 10. Both flaps 82, 83 can be operated by the driver via a suitable mechanism 84.

Zur Regenerierung des Filters 11' wird die Verbrennungsmaschine des Fahrzeugs im Leerlauf betrieben, die Hauptklappe 82 geschlossen und die Nebenklappe 83 geöffnet. Damit strömen die im Leerlauf entstehenden sauerstoffhaltigen Abgase 13 durch den Einlaßstutzen 70 in den Expansionsraum 80 hinein. Gleichzeitig wird die Brennstoffzufuhr 29 zum Brenner 20 freigegeben. Der aus der Düse 34 austretende Brennstoff mischt sich mit den aus dem Expansionsbehälter einströmenden Teilstrom des Abgases 13. Das Mischrohr 24 ist so angeordnet, daß die Verbrennungsgase 23 aus der Verbrennungszone 46 über einen ringzylindrischen Rezirkulationsraum 75 in das Mischrohr 24 zurückgesaugt werden. Innerhalb des Mischrohres 24 wird der Brennstoff 29 durch die rezirkulierenden Verbrennungsgase 86 erwärmt und verdampft und mit diesen und dem Abgas 13 zu einem vollständig verbrennbaren Gas vermischt, das mit einer Zündeinrichtung 85 gezündet und in der Verbrennungszone 46 innerhalb des Flammrohres 47' vollständig verbrennt.To regenerate the filter 11 ' , the internal combustion engine of the vehicle is operated in idle mode, the main flap 82 is closed and the secondary flap 83 is opened. In this way, the oxygen-containing exhaust gases 13 that arise during idling flow through the inlet connection 70 into the expansion space 80. At the same time, the fuel supply 29 to the burner 20 is released. The fuel emerging from the nozzle 34 mixes with the partial flow of the exhaust gas 13 flowing in from the expansion tank. The mixing tube 24 is arranged such that the combustion gases 23 are sucked back into the mixing tube 24 from the combustion zone 46 via an annular cylindrical recirculation space 75. Within the mixing tube 24, the fuel 29 is heated and evaporated by the recirculating combustion gases 86 and mixed with these and the exhaust gas 13 to form a completely combustible gas which is ignited with an ignition device 85 and burns completely in the combustion zone 46 within the flame tube 47 '.

Der Brenner 20 bzw. das Flammrohr 47' ist von einem Strömungsrohr 71 umgeben, das Öffnungen 72 enthält, durch die die Abgase 13 teilweise aus dem Expansionsraum 80 an den Austritt des Flammrohres 47' gelangen.The burner 20 or the flame tube 47 'is surrounded by a flow tube 71 which contains openings 72 through which the exhaust gases 13 partially reach the outlet of the flame tube 47' from the expansion space 80.

Das hier eintretende Abgas vermischt sich somit mit dem aus dem Flammrohr 47' austretenden Heißgas 23. Hierbei wird einerseits das Heißgas mit den kühleren Abgasen 23 auf niedrigere Temperaturen gebracht und andererseits der Sauerstoff im Heißgas 23 angereichert. Das auf diese Weise gekühlte und mit Sauerstoff versetzte Heißgas 53' strömt dann in Strömungsrichtung der Hauptabgase 13 nach der Hauptklappe 82 in das Abgasrohr 10 ein, um von dort in den Filter 11' zu gelangen.The exhaust gas entering here thus mixes with the hot gas 23 emerging from the flame tube 47 '. On the one hand, the hot gas is brought to lower temperatures with the cooler exhaust gases 23 and, on the other hand, the oxygen in the hot gas 23 is enriched. The hot gas 53 ′ cooled in this way and mixed with oxygen then flows in the flow direction of the main exhaust gases 13 after the main flap 82 into the exhaust pipe 10 in order to get into the filter 11 ′ from there.

Bei dieser Ausführung wird also keine gesonderte Frischluft für den Regenerationsbetrieb benötigt. Stattdessen wird das Abgas 13 in einer einfachen Weise über den Brenner umgelenkt. Durch die in einer derartigen Anordnung ohnehin vorgesehenen Drosselstellen zwischen der Nebenklappe 83 im Einlaßstutzen 70 und in den Eintrittsöffnungen 72, 73 und 74 im Brennergehäuse 36 findet eine Dämpfung der stark pulsierenden Motorabgase 13 statt, die durch den gleichzeitig als Gasführung dienenden Expansionsraum 80 stark unterstützt wird. Es sind also keine weiteren Maßnahmen notwendig, um die stark schwingenden Motorabgase 13 als Verbrennungsluft für den Brenner 20 brauchbar zu machen.In this version, no separate fresh air is required for the regeneration operation. Instead, the exhaust gas 13 is redirected in a simple manner via the burner. Through the In such an arrangement, throttle points provided in any case between the secondary flap 83 in the inlet port 70 and in the inlet openings 72, 73 and 74 in the burner housing 36 are damped by the strongly pulsating engine exhaust gases 13, which is strongly supported by the expansion space 80, which also serves as a gas guide. No further measures are therefore necessary in order to make the strongly oscillating engine exhaust gases 13 usable as combustion air for the burner 20.

Je nach Bedarf und ohne weiteren Aufwand kann das Abgas 13 gleichzeitig dazu verwendet werden, das Flammrohr 47' zu kühlen, indem entsprechende Öffnungen 72 auch im Bereich des Flammrohres 47' vorgesehen werden.Depending on requirements and without further effort, the exhaust gas 13 can simultaneously be used to cool the flame tube 47 'by providing corresponding openings 72 in the area of the flame tube 47 ' .

Die Ausführung gemäß Fig. 4 eignet sich ganz besonders für Stadtlinienbusse, bei denen im Fahrplan Wartezeiten eingeplant werden müssen. Diese Pausen können dazu genützt werden, den Regeneriervorgang durchzuführen.The version according to FIG. 4 is particularly suitable for city buses where waiting times have to be scheduled in the timetable. These pauses can be used to carry out the regeneration process.

Im allgemeinen wird das Fahrzeug mit einer optischen und/oder akustischen Anzeige versehen, die in Abhängigkeit vom Druckverlust des Filters in Verbindung mit Motordrehzahl und Abgastemperatur bzw. anderweitigen Größen, ein Signal abgibt, das anzeigt, daß der Filter demnächst regeneriert werden muß. Der Fahrer wird dann das Fahrzeug kurzzeitig im Leerlauf betreiben und über Bedienungselemente die Hauptklappe 82 schließen, gleichzeitig die Nebenklappe 83 öffnen und den Regeneriervorgang einleiten. Nach einer vorgeschriebenen Zeit zwischen 5 bis 15 Minuten kann die Regenerierungsphase wieder beendet werden. Der Fahrer wird dann von Regenerierbetrieb auf Fahrbetrieb umschalten, so daß die Abgase wieder im Hauptabgasrohr zum Filter gelangen. Danach kann die Fahrt bzw. der Fahrzeugbetrieb (Filterbetrieb) wieder fortgesetzt werden.In general, the vehicle is provided with an optical and / or acoustic display which, depending on the pressure loss of the filter in connection with engine speed and exhaust gas temperature or other quantities, emits a signal which indicates that the filter must be regenerated soon. The driver will then briefly operate the vehicle in idle mode and close the main flap 82 via operating elements, simultaneously open the secondary flap 83 and initiate the regeneration process. The regeneration phase can be ended after a prescribed time of between 5 and 15 minutes. The driver will then switch from regeneration mode to driving mode, so that the exhaust gases get back to the filter in the main exhaust pipe. Then the journey or vehicle operation (filter operation) can be continued.

Claims (15)

1. Apparatus for the regeneration of soot filters disposed in the exhaust pipe of internal combustion engines and with, disposed in the exhaust pipe in the vicinity of the soot filter a burner containig a fuel jet, characterised in that the burner (20) is an oil burner, possibly as an alternative a burner which can be operated by gas, comprising a mixing tube (24) associated with the fuel jet (34), and, surrounding the mixer tube, a flame tube (47, 47') defining a combustion zone (46) and in that the burner (20) is furthermore so constructed that part of the hot gases from the combustion zone flow back into the mixer tube on the inlet side and in that there is associated with the burner (20) a device (45; 70, 72) with which, in the end portion or downstream of the flame tube (47, 4T), it is possible to feed to the hot gas (23) produced by the burner a substantially cooler oxygen-bearing gas (60, 13) to be blended with the former and cool it down to a temperature adequate to burn off the soot particles.
2. Apparatus according to Claim 1, characterised in that the device is an auxiliary line (45) for fresh air which terminates in the end portion or downstream of the flame tube (47) of the burner (20).
3. Apparatus according to Claim 2, characterised in that there is interposed into the auxiliary line (45) for fresh air (60) a regulating valve (59) with which it is possible to regulate the throughput of fresh air as a function of the temperature of the hot gas (23 or 53) cooled by the fresh air.
4. Apparatus according to Claim 3, characterised in that the regulating valve (59) is so designed that the temperature of the cooled hot gas (53) can be maintained at a constant temperature of about 600°C.
5. Apparatus according to Claim 1, characterised in that the device is a waste gas feed device (70, 72) with which at least a part of the exhaust gas (13) from the internal combustion engine can be conducted into the end zone or downstream of the flame tube (47') of the burner (20).
6. Apparatus according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the burner (20) has at the outlet from the flame tube (47, 47') a substantially cylindrically constructed shutter means (15) which divides the hot gas flow (23), the shutter means being at least partially enclosed in the area of its outer casing by a duct (50) adapted to carry the oxygen-bearing gas (60, 13).
7. Apparatus according to Claim 6, characterised in that the outlet end (38) of the shutter means (15') is undulatingly narrowed so that the outlet has an approximately stellate cross section (41).
8. Apparatus according to Claim 6 or 7, characterised in that the shutter means (15) is radially enclosed by a sleeve (39) for forming a flow duct (50') for the oxygen-containing gas (60, 13).
9. Apparatus according to one of the preceding Claims, characterised in that the burner (20) is equipped with a blower (27) for delivering combustion air and so designed that it can be used to vary the rate of combustion air throughput (28) as a function of a controlled variable.
10. Apparatus according to one of the preceding Claims, characterised in that the compressed air line (32) is provided which discharges into a fuel valve (33) for delivering fuel (29) to the burner (20), the compressed air which is thus supplied serving to atomise the fuel and to cool the jet.
11. Apparatus according to one of the preceding Claims, characterised in that means (70, 81, 82, 83, 73, 74) are provided with which waste gases (13) from the internal combustion engine can be fed to the burner (20) as combustion air.
12. Apparatus according to Claim 11, characterised in that an expansion chamber (80) is provided for the waste gas (13) before it enters (73) the burner (20).
13. Apparatus according to Claim 12, characterised in that the burner (20) is at least partially disposed in the expansion chamber (80), in fact so that the relatively cold waste gas can flow around the flow pipe (71).
14. Apparatus according to Claim 3, characterised in that the flame tube (47') is enclosed by a flow pipe (71) which is provided with apertures (72).
15. Apparatus according to one of Claims 11 to 13, characterised in that the expansion chamber (80) can be connected via a closable aperture (70) to the chamber (10') of the waste gas line (10) downstream of the soot filter (11') and in that the waste gas line (10) comprises an adjustable throttle (82) between the aperture and the filter.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7025810B2 (en) 2004-01-13 2006-04-11 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for shutting down a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US7118613B2 (en) 2004-01-13 2006-10-10 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for cooling the components of a control unit of an emission abatement assembly
US7243489B2 (en) 2004-01-13 2007-07-17 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for monitoring engine performance as a function of soot accumulation in a filter
DE102007030606A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 J. Eberspächer GmbH & Co. KG vehicle heater
US7581389B2 (en) 2004-01-13 2009-09-01 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for monitoring ash accumulation in a particulate filter of an emission abatement assembly
US7628011B2 (en) 2004-01-13 2009-12-08 Emcon Technologies Llc Emission abatement assembly and method of operating the same
US7685811B2 (en) 2004-01-13 2010-03-30 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for controlling a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US7908847B2 (en) 2004-01-13 2011-03-22 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for starting up a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US8641411B2 (en) 2004-01-13 2014-02-04 Faureua Emissions Control Technologies, USA, LLC Method and apparatus for directing exhaust gas through a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US8789363B2 (en) 2007-06-13 2014-07-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Emission abatement assembly having a mixing baffle and associated method

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3720829C2 (en) * 1987-06-24 1991-04-25 Zeuna-Staerker Gmbh & Co Kg, 8900 Augsburg, De
DE3728006C2 (en) * 1987-08-22 1993-07-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De
DE3734197C2 (en) * 1987-10-09 1991-12-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE3828256A1 (en) * 1988-03-09 1989-09-21 Webasto Ag Fahrzeugtechnik BURNER FOR HARD-FLAMMABLE GAS MIXTURES
DE3837472C2 (en) * 1988-11-04 1998-09-24 Deutz Ag Particulate filter system
DE4130378A1 (en) * 1991-09-12 1993-03-18 Eberspaecher J DEVICE FOR THERMAL REGENERATION OF PARTICLE FILTERS FOR DIESEL ENGINE EXHAUST GAS
DE4242090A1 (en) * 1992-12-14 1994-06-16 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Method to operate particle filter system - involves oxygen deficiency occurring in exhaust gas of engine being made up by increasing combustion air volume
DE4242096B4 (en) * 1992-12-14 2004-03-25 Deutz Ag Purge air supply to a particle filter system
DE4303720C2 (en) * 1993-02-09 2003-12-24 Deutz Ag particulate filter system
DE4307525A1 (en) * 1993-03-10 1994-09-15 Audi Ag Method and device for the treatment of exhaust gases from an internal combustion engine
DE4330983A1 (en) * 1993-09-13 1995-03-16 Ernst Apparatebau Gmbh & Co Burner element for soot filters
DE4431569B4 (en) * 1994-09-05 2004-04-08 Deutz Ag Process for the gentle regeneration of a soot filter
DE10048921A1 (en) * 2000-10-04 2002-04-18 Bosch Gmbh Robert Device for forming a reducing agent-exhaust gas mixture and exhaust gas purification system
GB2408470B (en) * 2003-11-25 2007-06-13 Arvin Internat An internal combustion engine exhaust system
JP4842146B2 (en) * 2004-01-13 2011-12-21 エムコン テクノロジーズ エルエルシー Method and apparatus for monitoring engine performance in response to soot accumulation in a filter
DE102004048336A1 (en) 2004-10-01 2006-04-13 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Exhaust system for an internal combustion engine
FR2902137B1 (en) * 2006-06-07 2008-08-01 Jean Claude Fayard BURNER AND METHOD FOR REGENERATING FILTRATION CARTRIDGES AND DEVICES EQUIPPED WITH SUCH A BURNER
US8459017B2 (en) * 2008-04-09 2013-06-11 Woodward, Inc. Low pressure drop mixer for radial mixing of internal combustion engine exhaust flows, combustor incorporating same, and methods of mixing
DE102014108878A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-31 Twintec Technologie Gmbh Method for operating an exhaust gas burner
DE102018009400A1 (en) 2018-11-29 2020-06-04 Daimler Ag Internal combustion engine for a motor vehicle with a burner arranged in an exhaust tract, and method for operating such an internal combustion engine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2756570A1 (en) * 1977-03-21 1978-09-28 Texaco Development Corp CONTROLLABLE HEATABLE SMOKE FILTER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JPS5412029A (en) * 1977-06-30 1979-01-29 Texaco Development Corp Smoke filter
DE2751524C2 (en) * 1977-11-18 1986-08-21 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Blue-burning oil burner
DE3121274A1 (en) * 1981-05-29 1982-12-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Device for cleaning a filter for an exhaust system of a heat engine
CA1216200A (en) * 1983-02-03 1987-01-06 Vemulapalli D.N. Rao Method for operating a regenerative diesel engine particulate trap
JPS6011617A (en) * 1983-06-30 1985-01-21 Mitsubishi Electric Corp Combustion apparatus for vehicle
US4589254A (en) * 1983-07-15 1986-05-20 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Regenerator for diesel particulate filter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Diesel Particulate Trap Regeneration Techniques (SAE-810118) *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7025810B2 (en) 2004-01-13 2006-04-11 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for shutting down a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US7118613B2 (en) 2004-01-13 2006-10-10 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for cooling the components of a control unit of an emission abatement assembly
US7243489B2 (en) 2004-01-13 2007-07-17 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for monitoring engine performance as a function of soot accumulation in a filter
US7581389B2 (en) 2004-01-13 2009-09-01 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for monitoring ash accumulation in a particulate filter of an emission abatement assembly
US7628011B2 (en) 2004-01-13 2009-12-08 Emcon Technologies Llc Emission abatement assembly and method of operating the same
US7685811B2 (en) 2004-01-13 2010-03-30 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for controlling a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US7908847B2 (en) 2004-01-13 2011-03-22 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for starting up a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US8641411B2 (en) 2004-01-13 2014-02-04 Faureua Emissions Control Technologies, USA, LLC Method and apparatus for directing exhaust gas through a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US8789363B2 (en) 2007-06-13 2014-07-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Emission abatement assembly having a mixing baffle and associated method
US9328640B2 (en) 2007-06-13 2016-05-03 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Emission abatement assembly having a mixing baffle and associated method
DE102007030606A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 J. Eberspächer GmbH & Co. KG vehicle heater

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