EP0236817B1 - Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme,insbesondere für Partikelfiltersysteme - Google Patents

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EP0236817B1 EP87102379A EP87102379A EP0236817B1 EP 0236817 B1 EP0236817 B1 EP 0236817B1 EP 87102379 A EP87102379 A EP 87102379A EP 87102379 A EP87102379 A EP 87102379A EP 0236817 B1 EP0236817 B1 EP 0236817B1
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    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/30—Exhaust treatment

Definitions

  • the invention relates to a housing for exhaust gas aftertreatment systems with a plurality of juxtaposed monolithic individual bodies for the treatment of the exhaust gas, which are arranged in peripheral brackets and which are arranged in a housing such that they are visible and exchangeable when the housing is opened.
  • the service life of commercial vehicles is up to 1 million km. This lifespan has not yet been reached by particle filters. In addition to the risk of filter destruction due to thermal cracks and melting during soot oxidation, it is also possible that the filter may become clogged with ash residues over time.
  • the monoliths are pressed into sheet metal jackets with mats, and the sheet metal jackets are welded into a single deck.
  • an axial filter bearing must therefore be removed, and then the defective monolith can then be pressed out of the housing using a press.
  • This construction means that checking the monoliths installed in vehicles for proper functioning is difficult and time-consuming.
  • an exchange of monoliths is only possible in specialized companies or at the manufacturer of the filter arrangements at considerable expense.
  • the task is to create a housing for exhaust gas aftertreatment systems, in particular for particle filter systems for the exhaust gas of internal combustion engines, which allows damage to the filter elements or the like.
  • exhaust gas aftertreatment systems in particular for particle filter systems for the exhaust gas of internal combustion engines, which allows damage to the filter elements or the like.
  • a housing for exhaust gas aftertreatment systems of the type described above in that the monoliths are clamped with their peripheral brackets between two base plates and sealed with seals against at least one of the base plates, that the base plate assigned to the outflow sides of the monoliths is easily divided into several removable parts is divided, and that after removal of the housing wall and partial or complete removal of the base plate one or more monoliths can be replaced.
  • the exhaust gas to be cleaned passes through pipe 1 into an inflow housing 2, and from there it arrives in the direction of arrows 3, 4 and 5 in individual filters 6, 7 and 8 and 6 ', 7' and 8 '(Fig. 2). After flowing through the filters connected in parallel, the cleaned exhaust gas reaches an outlet housing 9, where it is deflected in the direction of arrows 10, 11 and 12 and passed on via exhaust pipe 13.
  • the individual monolithic filters 6, 7 and 8 and 6 ', 7' and 8 ' are preferably ceramic honeycomb bodies, and they are arranged tightly and tightly in a housing 14. They contain parallel channels, the inflow channels to the outflow side and the outflow channels to the inflow side being closed. The separated particles are deposited on the walls of the inflow channels.
  • the outlet housing 9 of the filter arrangement is placed on a base plate 15 such that it can be opened quickly by loosening a few screws 16 or other quick-release fasteners during maintenance work. After opening the housing, filter damage to the individual monoliths 6-8 and 6'-8 '(FIG. 2) can easily be recognized by the blackening caused by the soot of the unfiltered exhaust gas.
  • the ceramic monoliths 6-8 and 6'-8 ' are housed separately in a sheet metal jacket.
  • the ceramic monolith with its sheet metal housing in which it is stored is used by exchanged on the filter outlet side.
  • the sheet metal shells are inserted between two base plates, namely base plate 17 and base plate 15 tense.
  • the base plate 15 consists of several parts, only the part corresponding to the defective filter needing to be dismantled, which means that work is considerably easier when individual elements are replaced.
  • the outlet-side base plate 15 is divided according to lines 21 and 22 so that an opening is provided for the control and, if necessary, for the replacement of filters for two filters.
  • three or more filters can also be combined in maintenance and exchange groups, to which a corresponding removable part of the base plate 15 is then assigned.
  • the monolithic individual filters can be inserted tightly and tightly between the base plates 15 and 17 with the aid of seals 20.
  • the invention can also be used advantageously in the exhaust gas aftertreatment by catalysts when several catalysts are required in large engines to reduce the pollutants. These catalysts are also advantageously arranged in parallel in a housing, and each monolith is held separately. If individual catalysts are destroyed, e.g. by melting or poisoning, these catalysts in the exhaust gas aftertreatment system can be replaced quickly and easily.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme mit mehreren nebeneinander angeordneten, in Umfangshalterungen untergebrachten monolithischen Einzelkörpern für die Behandlung des Abgases, welche derart in einem Gehäuse angeordnet sind, daß sie bei Öffnung des Gehäuses sichtbar und austauschbar sind.
  • Für Abgasnachbehandlungssysteme, insbesondere für keramische Partikelfilter in Nutzfahrzeugen, sind Volumina oberhalb des Hubvolumens des Fahrzeuges erforderlich. Derartig große Filter sind in Fahrzeugen bruchgefährdet und empfindlich gegenüber den bei der Partikeloxidation auftretenden thermischen Spannungen. Aus diesem Grund werden anstelle eines großen Partikelfilters vielfach mehrere kleine, parallel beaufschlagte Filter eingesetzt.
  • Die Lebensdauer von Nutzfahrzeugen beträgt bis zu 1 Mio km. Diese Lebensdauer wird von Partikelfiltern zur Zeit noch nicht erreicht. Neben der Gefahr der Filterzerstörung durch thermische Risse und Anschmelzungen während der Rußoxidation ist es auch möglich, daß die Filter durch Ascherückstände mit der Zeit verstopfen.
  • Es wäre daher ein Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme, insbesondere für Partikelfiltersysteme für das Abgas von Brennkraftmaschinen erwünscht, bei dem Schäden rechtzeitig erkannt und behoben werden können.
  • Aus der EP-A 0 112 634 ist ein Gehäuse für keramische monolithische Partikelfilter bekannt, in dem mehrere Monolithe parallel durchströmt untergebracht sind. Das Gehäuse kann mit entsprechendem Montageaufwand geöffnet werden, so daß dann die Monolithe sichtbar sind und erforderlichenfalls ausgetauscht werden können.
  • Die Monolithe sind in Blechmäntel mit Matten eingepreßt, und die Blechmäntel sind in einem einzigen Deck eingeschweißt. Zum Auswechseln eines Monolithen muß daher eine axiale Filterlagerung demontiert werden, und anschließend kann dann der defekte Monolith mit einer Presse aus dem Gehäuse gedrückt werden. Diese Konstruktion bedingt, daß bereits die Überprüfung in Fahrzeuge eingebauter Monolithe auf einwandfreie Funktion schwierig und aufwendig ist. Ein Austausch von Monolithen ist aber nur in spezialisierten Betrieben oder beim Hersteller der Filteranordnungen unter erheblichem Kostenaufwand möglich.
  • Demgegenüber ist die Aufgabe gestellt, ein Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme, insbesondere für Partikelfiltersysteme für das Abgas von Brennkraftmaschinen, zu schaffen, welches erlaubt, daß Schäden der Filterelemente o.dgl. in besonders einfacher Weise erkannt und behoben werden können, insbesondere im Rahmen der üblichen Fahrzeug- oder Motorwartung. Auch sollte nach Möglichkeit sogar der Fahrer eines Fahrzeuges, z.B. eines im Stadtverkehr eingesetzten Omnibusses, den Zustand der Filter laufend kontrollieren können, damit Schäden, die zu einer Verschlechterung der Abgaszusammensetzung führen, möglichst frühzeitig erkannt werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die Monolithe mit ihren Umfangshalterungen zwischen zwei Grundplatten eingespannt und durch Dichtungen gegenüber mindestens einer der Grundplatten abgedichtet sind, daß die den Abströmseiten der Monolithe zugeordnete Grundplatte in mehrere leicht abnehmbare Teile aufgeteilt ist, und daß nach Abnahme der Gehäusewand und teilweiser oder vollständiger Abnahme der Grundplatte ein oder mehrere Monolithe auswechselbar sind.
  • Hinsichtlich weiterer Merkmale und bevorzugter Ausführungsformen wird auf die nachfolgende Beschreibung Bezug genommen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme gemäß der Erfindung.
    • Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Grundplatte zur Aufnahme und Halterung von Einzelfiltern.
    • Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der Fig. 1.
  • Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, tritt das zu reinigende Abgas durch Rohr 1 in ein Einströmgehäuse 2, und von dort gelangt es in Richtung der Pfeile 3, 4 und 5 in einzelne Filter 6, 7 und 8 sowie 6', 7' und 8' (Fig. 2). Nach Durchströmen der parallel geschalteten Filter gelangt das gereinigte Abgas in ein Austrittsgehäuse 9, und es wird dort in Richtung der Pfeile 10, 11 und 12 umgelenkt und über Abgasrohr 13 weitergeleitet.
  • Die einzelnen monolithischen Filter 6, 7 und 8 sowie 6', 7' und 8' sind vorzugsweise keramische Wabenkörper, und sie sind fest und dicht in einem Gehäuse 14 angeordnet. Sie enthalten parallele Kanäle, wobei die Einströmkanäle zur Abströmseite und die Abströmkanäle zur Einströmseite geschlossen sind. Die abgeschiedenen Partikeln werden an die Wandungen der Einströmkanäle angelagert.
  • Das Austrittsgehäuse 9 der Filteranordnung ist so auf eine Grundplatte 15 aufgesetzt, daß es bei Wartungsarbeiten schnell durch Lösen weniger Schrauben 16 oder sonstiger Schnellverschlüsse geöffnet werden kann. Nach Öffnen des Gehäuses können Filterschäden der einzelnen Monolithen 6-8 und 6'-8' (Fig. 2) einfach an der Schwärzung durch den Ruß des ungefiltert durchtretenden Abgases erkannt werden.
  • Um ein einfaches Austauschen der keramischen Monolithen 6-8 und 6'-8' zu ermöglichen, sind diese separat in einem Blechmantel untergebracht. Im Gegensatz zu bisher bekannten Filtersystemen, bei denen im Schadensfalle ein hoher Montage aufwand notwendig ist, um die Monolithen in ihrem Gehäuse auszutauschen und abzudichten, wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Keramikmonolith mit seinem Blechgehäuse, in welchem er gelagert ist, von der Filteraustrittsseite her ausgetauscht. Die Blechmäntel sind hierzu, wie in Fig. 1 gezeigt ist, zwischen zwei Grundplatten, nämlich Grundplatte 17 und Grundplatte 15, eingespannt. Zum Wechsel des Filters ist es lediglich notwendig, die auslaßseitige Grundplatte 15 mit vorteilhafterweise außerhalb des korrosiven Abgases liegenden Schrauben 19 zu lösen. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Grundplatte 15 aus mehreren Teilen besteht, wobei zum Wechsel lediglich der mit dem defekten Filter korrespondierende Teil demontiert zu werden braucht, was bei Austausch einzelner Elemente eine erhebliche Arbeitserleichterung bedeutet.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal ist, daß in der in Fig. 1 dargestellten Weise die monolithischen Filter 6, 7 und 8 sowie 6', 7' und 8' rechtwinklig zur Zu-und Abströmrichtung der zu behandelnden Gase angeordnet sind. Es wird dabei in vielen Fällen auch genügen, eine solche Anordnung nur auf derjenigen Seite vorzusehen, bei der eine Offnung für die Kontrolle und erforderlichenfalls für den Ersatz von Filtern erfolgen soll. Diese Bauart ermöglicht eine besonders einfache und bedienungsfreundliche Kontrolle und Auswechslung von Filtern.
  • Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, ist die auslaßseitige Grundplatte 15 nach den Linien 21 und 22 so geteilt, daß eine Öffnung für die Kontrolle und erforderlichenfalls für den Ersatz von Filtern für jeweils zwei Filter vorgesehen ist. Es ist jedoch auch möglich, die Grundplatte 15 so aufzuteilen, daß jeweils nur ein Filter freigelegt wird. Entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall können jedoch auch drei oder mehr Filter in Wartungs- und Austauschgruppen zusammengefaßt werden, denen dann ein entsprechender demontierbarer Teil der Grundplatte 15 zugeordnet ist.
  • Für den Fall, daß ein Prüfen und erforderlichenfalls ein Austauschen der Filterkörper von der Einströmseite her erwünscht ist, ist dies dadurch möglich, daß die in Fig. 2 dargestellte Ausbildung der Grundplatte im unteren Teil der in Fig. 1 dargestellten Filteranordnung angebracht wird. Es ergibt sich dann die gleiche Konstruktion, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, nur mit umgekehrter Strömungsrichtung der zu behandelnden Abgase.
  • Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist, können die monolithischen Einzelfilter mit Hilfe von Dichtungen 20 fest und dicht zwischen die Grundplatten 15 und 17 eingesetzt werden.
  • Die Erfindung kann auch in vorteilhafter Weise bei der Abgasnachbehandlung durch Katalysatoren dann eingesetzt werden, wenn mehrere Katalysatoren bei großen Motoren zur Verminderung der Schadstoffe notwendig sind. Auch diese Katalysatoren werden vorteilhafterweise parallel in einem Gehäuse angeordnet, und jeder Monolith ist separat gehaltert. Bei Zerstörung einzelner Katalysatoren, z.B. durch Anschmelzung oder Vergiftung, können diese Katalysatoren im Abgasnachbehandlungssystem einfach und schnell ausgetauscht werden.

Claims (1)

  1. Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme mit mehreren nebeneinander angeordneten, in Umfangshalterungen untergebrachten monolithischen Einzelkörpern für die Behandlung des Abgases, welche derart in einem Gehäuse angeordnet sind, daß sie bei Öffnung des Gehäuses sichtbar und austauschbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Monolithe (6, 7, 8, 6', 7', 8') mit ihren Umfangshalterungen zwischen zwei Grundplatten (15, 17) eingespannt und durch Dichtungen (20) gegenüber mindestens einer der Grundplatten (15, 17) abgedichtet sind, daß die den Abströmseiten der Monolithe (6, 7, 8, 6', 7', 8') zugeordnete Grundplatte (15) in mehrere leicht abnehmbare Teile aufgeteilt ist, und daß nach Abnahme der Gehäusewand (9) und teilweiser oder vollständiger Abnahme der Grundplatte (15) ein oder mehrere Monolithe (6, 7, 8, 6', 7', 8') auswechselbar sind.
EP87102379A 1986-03-13 1987-02-19 Gehäuse für Abgasnachbehandlungssysteme,insbesondere für Partikelfiltersysteme Expired EP0236817B1 (de)

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DE3608371 1986-03-13

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EP0236817A1 EP0236817A1 (de) 1987-09-16
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