FR2606293A2 - Diesel engine exhaust emission elimination device - Google Patents

Diesel engine exhaust emission elimination device Download PDF

Info

Publication number
FR2606293A2
FR2606293A2 FR8715116A FR8715116A FR2606293A2 FR 2606293 A2 FR2606293 A2 FR 2606293A2 FR 8715116 A FR8715116 A FR 8715116A FR 8715116 A FR8715116 A FR 8715116A FR 2606293 A2 FR2606293 A2 FR 2606293A2
Authority
FR
France
Prior art keywords
winding
cage
constituted
function
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8715116A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2606293B2 (en
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Nutzfahrzeuge AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19863622623 external-priority patent/DE3622623A1/en
Application filed by MAN Nutzfahrzeuge AG filed Critical MAN Nutzfahrzeuge AG
Publication of FR2606293A2 publication Critical patent/FR2606293A2/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2606293B2 publication Critical patent/FR2606293B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/40—Particle separators, e.g. dust precipitators, using edge filters, i.e. using contiguous impervious surfaces
    • B01D46/403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using edge filters, i.e. using contiguous impervious surfaces of helically or spirally wound bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/46—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration automatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/80—Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning
    • B01D46/84—Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning by heating only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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
    • F01N3/0217—Exhaust 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 the filtering elements having the form of hollow cylindrical bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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
    • F01N3/022—Exhaust 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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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
    • F01N3/022—Exhaust 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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0226—Exhaust 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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being fibrous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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
    • F01N3/023—Exhaust 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
    • F01N3/027—Exhaust 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 electric or magnetic heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/30—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for treatment of exhaust gases from IC Engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/08—Granular material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
    • F01N2350/08—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing with means for compressing granular material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/22—Selection of materials for exhaust purification used in non-catalytic purification apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Abstract

The device uses a wound surface filter contained within a metal housing having feed and return connections for the exhaust gas flow. The fliter insert divides a dirty exhaust gas chamber from a clean exhaust gas chamber, with a controlled electrical current for burning the exhaust emission deposits on the filter via an electrode configuration. The electrodes are provided by the winding cage for the wound filter band formed by roving threads extending parallel to the periphery of the winding cage perpendicular to its axis.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif par.l'élimination du noir de fumée des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur diesel, constitué par un corps métallique avec des tubulures d'entrée et de sortie pour le courant de gaz d'échappement et une installation de filtration disposée dans le corps et contenant un moyen filtrant non métallique, résistant aux températures élevées, constitué par une couche enroulée sur un support, cette installation de filtration séparant dans le corps du filtre une chambre à gaz d'échappement bruts et une chambre à ga# d'échappement filtrés ; et par une source de courant électrique utilisée pour la combustion commandée du noir de fumée déposé sur le moyen filtrant ,cette installation de filtration étant prévue à cette fin avec une configuration d'électrodes convenable , conformément au brevet principal. The invention relates to a device for removing the black smoke from the exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, consisting of a metal body with inlet pipes and outlet for the exhaust gas stream and a filtration installation arranged in the body and containing a non-metallic filtering means, resistant to high temperatures, constituted by a layer wound on a support, this filtration installation separating in the body of the filters a chamber with raw exhaust gases and a chamber with filtered exhaust gases; and by a source of electric current used for the controlled combustion of the smoke black deposited on the filtering means, this filtration installation being provided for this purpose with a suitable electrode configuration, in accordance with the main patent.

Selon le brevet principal, on utilise des filtres de surface, qui sont fabriqués par l'enroulement sur un corps creux perforé d'un tissu serré en fibres de verre quartzeux ou en fibres de céramique, qui présente une disposition de fibres orthogonales. Dans ce cas, deux électrodes en fil enroulé en spirale servent à la fixation du tissu enroulé et à la conduite de L'énergie électrique auxiliaire dans la couche du noir de fumée entraOné et déposé à la surface de l'enroulement. Le noir de fumée sert dans ce cas lui-m#me de conducteur chauffant électrique. According to the main patent, surface filters are used, which are produced by winding on a perforated hollow body a tight fabric made of quartz glass fibers or ceramic fibers, which has an arrangement of orthogonal fibers. In this case, two electrodes in wire wound in a spiral are used for fixing the wound fabric and for conducting the auxiliary electrical energy in the layer of the black smoke entrained and deposited on the surface of the winding. The black smoke in this case itself serves as an electric heating conductor.

La fabrication d'un filtre de surface de ce type (en particulier la configuration des électrodes) est très coûteuse. En outre, il ne procure pas encore une élimination optimale du noir de fumée. The manufacture of a surface filter of this type (in particular the configuration of the electrodes) is very expensive. In addition, it does not yet provide optimal removal of the black smoke.

L'invention a donc pour but principal de parvenir avec un filtre de surface du type sus-mentionné, d'une part à une fabrication moins coûteuse de la configuration des électrodes et, d'autre part, un degré bien plus élevé de l'élimination du noir de fumée.  The main object of the invention is therefore to achieve with a surface filter of the above-mentioned type, on the one hand a less costly manufacture of the configuration of the electrodes and, on the other hand, a much higher degree of elimination of smoke black.

Ce but est atteint selon l'invention avec un dispositif du type mentionné plus haut, grâce au fait que le support est constitué comme une cage d'enroulement réalisant la configuration des électrodes et que, pour la formation de la couche enroulée, des fibres stratifiées sans tension sont utilisées dans un enroulement en sens circonférentiel, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe (x) de la cage d'enroulement. This object is achieved according to the invention with a device of the type mentioned above, thanks to the fact that the support is constituted as a winding cage realizing the configuration of the electrodes and that, for the formation of the wound layer, laminated fibers without tension are used in a winding in circumferential direction, that is to say perpendicular to the axis (x) of the winding cage.

Selon L'invention, le support réalise en même temps la configuration des électrodes et la fonction d'une cage d'enroulement. L'effet de filtration proprement dit est obtenu par l'enroulement sur le support de fibres stratifiées sans torsion. Par fibre stratifiée on désigne un fil fait de plusieurs fibres individuelles (par exemple une fibre stratifiée de 4 mm de large et de 0,2 mm d'épaisseur comprend environ 4800 fibres individuelles de diamètre 9 vm). Ces fibres stratifiées (de verre quartzeux) sont enroulées de façon très serrée (spires contre spires). Dans ce cas, il en résulte dans les interstices capillaires alignés parallèles aux fibres individuelles des fibres stratifiées, une très grande séparation de noir de fumée.En outre, la conductivité électrique de la couche de noir de fumée formée a une direction préférentielle, nommément dans la direction de la formation des interstices capillaires, donc dans le sens circonférentiel de l'enroulement. Comme elle se trouve dans la même direction que celle des champs électriques situés entre les électrodes, celà a l'effet souhaité de former de petites quantités de noir de fumée, déjà déposées comme des fibres constituant des chemins conducteurs qui sont chauffés électriquement et, ensuite, sont bru lés.La conséquence pratique est que, avec un branchement permanent des électrodes cela se produit avec seulement une très faible augmentation de la chute de tension dans l'enroulement du filtre par suite du processus de séparation du noir de fumée (le dépôt de noir de fumée est brûlé dès le stade de sa formation.)
Un autre avantage de l'enroulement est sa capacité à pouvoir développer une flexibilité élastique entre les fibres distinctes (dans le sens axial de l'enroulement).According to the invention, the support simultaneously performs the configuration of the electrodes and the function of a winding cage. The actual filtration effect is obtained by winding laminated fibers without twisting on the support. By laminated fiber is meant a yarn made of several individual fibers (for example a laminated fiber 4 mm wide and 0.2 mm thick comprises approximately 4800 individual fibers of diameter 9 vm). These laminated fibers (of quartz glass) are wound very tightly (turns against turns). In this case, the capillary interstices aligned parallel to the individual fibers of the laminated fibers result in a very great separation of smoke black. In addition, the electrical conductivity of the smoke black layer formed has a preferential direction, namely in the direction of the formation of the capillary interstices, therefore in the circumferential direction of the winding. As it is in the same direction as that of the electric fields located between the electrodes, this has the desired effect of forming small quantities of smoke black, already deposited as fibers constituting conductive paths which are electrically heated and then The practical consequence is that with a permanent connection of the electrodes this occurs with only a very small increase in the voltage drop in the filter winding as a result of the process of separation of the smoke black (the deposit smoke black is burned at the stage of its formation.)
Another advantage of the winding is its ability to be able to develop elastic flexibility between the separate fibers (in the axial direction of the winding).

Cette caractéristique est La bienvenue par exemple quand des petites particules de cendres se rassemblent dans ltenrou- lement du filtre. La perte de charge s 'accroissanttà travers l'enroulement augmente la probabilité d'un élargissement dû à la pression de tels interstices capillaires (remplis de cendres) qui se trouvent dans une région proche des zones locales de plus grande flexibilité élastique axiale en liaison avec une plus grande résistance radiale au courant tra
versant.(Micro non-homogénéité statistique répartie localement de la distribution axiale de la "flexibilité" et de la résistance radiale au courant traversant). L'évacuation de particules de cendres hors des interstices élargis est effectuée selon le mode souhaité.Le débit de gaz plus important, à présent, des interstices libérés des cendres, laisse de nouveau s'élever la probabilité du dépôt de plus de particules de cendres en comparaison avec les endroits de non élargissement. C'est une sorte de processus autorégulé qui a tendance à maintenir une homogénéité souhaitée de la répartition de la résistance au courant de passage en sens radial.This feature is welcome, for example, when small ash particles collect in the filter winding. The pressure drop increasing through the winding increases the probability of a widening due to the pressure of such capillary interstices (filled with ashes) which are in a region close to the local areas of greater axial elastic flexibility in connection with greater radial resistance to tra current
slope (locally distributed statistical non-homogeneity of the axial distribution of "flexibility" and of the radial resistance to the through current). The evacuation of ash particles from the widened interstices is carried out in the desired mode. The greater gas flow, now, from the interstices released from the ashes, again increases the probability of the deposition of more ash particles. in comparison with places of non-enlargement. It is a kind of self-regulating process which tends to maintain a desired homogeneity in the distribution of the resistance to the flow current in the radial direction.

Pour la configuration constitutive du support d'enroulement, deux possibilités entrent en ligne de compte. Two possibilities are taken into account for the configuration of the winding support.

D'une part, la cage d'enroulement peut être constituée par plusieurs goujons, ainsi que par des éléments tubulaires métalliques décalés angulairement (formant la périphérie) qui sont reliés avec un élément de fond et un élément d'entrée.On the one hand, the winding cage can be constituted by several studs, as well as by tubular metal elements angularly offset (forming the periphery) which are connected with a bottom element and an input element.

Mais on peut utiliser aussi une cage d'enroulement en céramique constituée par un cylindre creux avec un élément de fond qui lui est intégré et une bride qui lui est intégrée aussi constituant une partie de l'élément d'entrée. Dans ce cas, le cylindre creux présente à sa périphérie sur une zone déterminée (zone d'enroulement) des ouvertures s'étendant longitudinalement ; il en résulte entre ces ouvertures, des parois restantes du cylindre creux analogues à des barres.However, it is also possible to use a ceramic winding cage constituted by a hollow cylinder with a bottom element which is integrated therein and a flange which is integrated therein also constituting a part of the input element. In this case, the hollow cylinder has at its periphery on a determined area (winding area) openings extending longitudinally; between these openings this results in the remaining walls of the hollow cylinder similar to bars.

Les surfaces extérieures de ces barres portant l'enroulement sont métallisées et de ce fait sont en mesure d'accomplir la fonction d'électrode. Dans la configuration de la cage d'enroulement décrite en premier, la fonction d'électrode est accomplie par les goujons et par les éléments tubulaires en liaison avec des parties de l'élément de fond et de l'élément d'entrée respectivement.The outer surfaces of these bars carrying the winding are metallized and therefore are able to perform the function of electrode. In the configuration of the winding cage described first, the electrode function is performed by the studs and by the tubular elements in connection with parts of the bottom element and the input element respectively.

Pour exclure, avec cette réalisation, une déchirure des fibres stratifiées par suite d'une tension trop grande des fibres - en raison d'une différence entre I-e coefficient de dilatation thermique des parties métalliques du fond et de l'élément d'entrée et celui des fibres stratifiées -, les parties extrêmes des éléments tubulaires présentent à la périphérie plusieurs fentes longitudinales de longueurs différentes, d'où il résulte une élasticité en sens radial. To exclude, with this embodiment, a tear in the laminated fibers due to excessive tension of the fibers - due to a difference between the coefficient of thermal expansion of the metal parts of the bottom and of the input element and that laminated fibers -, the end portions of the tubular elements have several longitudinal slots at the periphery of different lengths, resulting in elasticity in the radial direction.

Avec la réalisation en céramique, le problème ne se présente pas, puisque la cage et le moyen filtrant ont le même coefficient de dilatation thermique. En outre, la réalisation en céramique est relativement moins coûteuse à la fabrication (moins de pièces).With the ceramic realization, the problem does not arise, since the cage and the filtering means have the same coefficient of thermal expansion. In addition, making ceramic is relatively less expensive to manufacture (fewer parts).

Pour s'assurer qu'il n'y a pas d'interstices pouvant laisser passer le gaz entre les spires de la couche enroulée des fibres stratifiées, il est préférable d'utiliser un enroulement à deux épaisseurs. Mais on pourrait aussi enrouler avec recouvrement. Il est avantageux aussi d'augmenter à chaque partie extrême le nombre des épaisseurs des spires de l'enroulement du filtre pour des raisons d'étanchéité. To ensure that there are no gaps that can allow the gas to pass between the turns of the wound layer of the laminated fibers, it is preferable to use a two-layer winding. But we could also wind with overlap. It is also advantageous to increase the number of thicknesses of the turns of the filter winding at each end part for sealing reasons.

On donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple et sans intention limitative, une description de deux modes de réalisation de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention (représenté sans l'enroulement filtrant),
- la figure 2 montre en perspective la cage d'enroulement constituée par des goujons et des éléments tubulaires selon la figure 1, avec L'enroulement filtrant,
- la figure 3 est une vue partielle montrant une partie extrême des éléments tubulaires selon la figure 1,
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation du dispositif selon L'invention, dans lequel est utilisée une cage d'enroulement en céramique (représentée sans enroulement filtrant).A description will now be given, by way of example only and without limitation, of two embodiments of the invention. Reference is made to the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a view in longitudinal section of a first embodiment of the device according to the invention (shown without the filtering winding),
FIG. 2 shows in perspective the winding cage constituted by studs and tubular elements according to FIG. 1, with the filtering winding,
FIG. 3 is a partial view showing an end part of the tubular elements according to FIG. 1,
- Figure 4 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the device according to the invention, in which is used a ceramic winding cage (shown without filtering winding).

La figure 1 représente un filtre à noir de fumée 1 avec un corps 2 de filtre constitué par une enveloppe cylindrique en tôle. Cette dernière est fermée sur l'une des faces frontales par un disque 2a tandis que l'autre face frontale est munie d'un anneau 2b qui réalise en même temps la fonction de bride de fixation pour ta surface de la bride3a d'une tubulure d'entrée 3. Radialement au corps 2 se trouve une tubulure de sortie 4. FIG. 1 represents a smoke black filter 1 with a filter body 2 constituted by a cylindrical sheet metal envelope. The latter is closed on one of the front faces by a disc 2a while the other front face is provided with a ring 2b which simultaneously performs the function of a fixing flange for the surface of the flange 3a of a tube. inlet 3. Radially to the body 2 is an outlet pipe 4.

A l'intérieur du corps 2 du filtre est logée une installation de filtration 5. Celle-ci divise l'intérieur du corps 2 en une chambre 6 à gaz d'échappement bruts et une chambre 7 à gaz d'éhappement filtrés. L'installation de filtration 5 est composée comme suit : trois goujons disposés à 120C soudés à la surface de la bride3a de la tubulure d'entrée servent de structure porteuse pour un élément de fond 10 et pour un élément d'entrée 11. L'élément de fond 10 comprend deux plaques métalliques circulaires 15 et 16 et une rondelle métallique 17 qui est soudée aussi avec les goujons 8. Entre ces pièces 15, 16, 17 sont disposés des éléments isolants (plaque 18 et une rondelle 19) en céramique ou en mica genre phlogopite ou en structures tissées en céramique ou en verre quartzeux. Inside the body 2 of the filter is housed a filtration installation 5. This divides the interior of the body 2 into a chamber 6 with raw exhaust gases and a chamber 7 with filtered exhaust gases. The filtration installation 5 is composed as follows: three studs arranged at 120C welded to the surface of the flange 3a of the inlet manifold serve as a support structure for a bottom element 10 and for an inlet element 11. The bottom element 10 comprises two circular metal plates 15 and 16 and a metal washer 17 which is also welded with the studs 8. Between these parts 15, 16, 17 are arranged insulating elements (plate 18 and a washer 19) made of ceramic or in phlogopite-like mica or in woven ceramic or quartz glass structures.

Diamétralement opposés aux goujons 8 (voir aussi la figure 2) sont prévus dans-oes trous borgnes de la plaque intérieure 16 (de l'élément de fond 10), de même que dans des
trous borgnes d'une rondelle de l'élément d'entrée Il, des
éléments tubulaires 9 (qui sont aussi répartis circonféren
tiellement à 120c). Ces éléments tubulaires présentent à
leurs extrémités des fentes longitudinales 9a de différentes
longueurs (voir la figure 3).Diametrically opposite the studs 8 (see also FIG. 2) are provided in the blind holes of the inner plate 16 (of the bottom element 10), as well as in
blind holes of a washer of the input element Il,
tubular elements 9 (which are also distributed circumferen
at 120c). These tubular elements present
their ends of the longitudinal slots 9a of different
lengths (see Figure 3).

La plaque extérieure 15 et les rondelles 17 (de
l'élément de fond 10) remplissent en relation avec les gou
jons 8 la fonction d'électrode de masse. La fonction d'élec
trode conductrice de tension est réalisée par la plaque inté
rieure 16 en relation avec les éléments tubulaires 9 et avec
la rondelle 20 de l'élément d'entrée 11.The outer plate 15 and the washers 17 (of
the bottom element 10) fill in relation to the gou
jons 8 the function of ground electrode. The elect function
voltage conducting trode is made by the internal plate
higher 16 in relation to the tubular elements 9 and with
the washer 20 of the input element 11.

La plaque intérieure 16 est isolée électrique
ment des goujons 8 à l'aide de douilles isolantes 22. L'iso
lement des éléments tubulaires 9 vis-à-vis de la rondelle
17 est effectué par des douilles isolantes 23 et l'isole
ment des goujons 8 vis-à-vis de la rondelle 20 de l'élément d'entrée 11 est effectué par des douilles isolantes 24. Sur
le côté de la bride de la tubulure d'entrée 3, une rondelle
isolante 21 réalise l'isolement électrique de la rondelle
20 par rapport à la masse. Les douilles isolantes ou les éléments isolants mentionnés ont aussi une fonction d'étan
chéité (et une fonction de centrage). La force de fermeture
de l'assemblage en sandwich décrit ci-dessus est réalisée
à l'aide d'un montage par vis, la butée en appui contre les
rondelles 17 soudées sur les goujons étant déjà préparée.The inner plate 16 is electrically insulated
studs 8 using insulating sleeves 22. The ISO
tubular elements 9 vis-à-vis the washer
17 is carried out by insulating sleeves 23 and the insulator
of the studs 8 opposite the washer 20 of the input element 11 is carried out by insulating sockets 24. On
the flange side of the inlet manifold 3, a washer
insulator 21 performs electrical isolation of the washer
20 relative to mass. The insulating sleeves or insulating elements mentioned also have a sealing function
cheeness (and a centering function). Closing force
of the sandwich assembly described above is carried out
using a screw mounting, the stop bearing against
washers 17 welded to the studs being already prepared.

L'effet de filtration proprement dit est obtenu grâce à un enroulement réalisé sur la cage composée par les goujons
8 et les éléments tubulaires 9. On utilise, comme il est
représenté sur la figure 2, des fibres stratifiées 27 sans
torsion qui sont enroulées parallèlement au sens circonférentiel de façon extrêmement serrée, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe X de la cage d'enroulement.The actual filtration effect is obtained thanks to a winding produced on the cage composed by the studs
8 and the tubular elements 9. We use, as it is
shown in Figure 2, laminated fibers 27 without
torsion which are wound parallel to the circumferential direction in an extremely tight way, that is to say perpendicular to the axis X of the winding cage.

Pour être assuré qu'il n'y a pas entre les spires d'intervalles pouvant laisser passer un gaz, un enroulement en deux couches est préférable.  To be sure that there are no gaps between the turns that can allow a gas to pass, a winding in two layers is preferable.

Toutes les matières métalliques, en particulier celles qui ont à assurer des fonctions d'électrodes, sont en métal résistant à la chaleur et à l'oxydation à chaud. All metallic materials, in particular those which have to perform the functions of electrodes, are made of metal resistant to heat and to hot oxidation.

Ceci est valable aussi pour la ligne 25 conductrice de potentiel, qui s'étend hors de la chambre 6 à gaz d'échappement bruts à travers une isolation 26.This also applies to the potential conducting line 25, which extends outside the raw exhaust chamber 6 through an insulation 26.

Les gaz d'échappement chargés de noir de fumée (voir les flèches 28) entrent par la tubulure d'entrée 3 dans la chambre 6 à gaz d'échappement bruts et circule en sens radial dans l'enroulement de filtration 27 et quittent la chambre 7 à gaz filtrés par la tubulure de sortie 4 à l'état filtré en passant à nouveau par le corps 2 du filtre. The exhaust gases laden with smoke black (see arrows 28) enter via the inlet pipe 3 into the chamber 6 of raw exhaust gas and circulate in a radial direction in the filtration winding 27 and leave the chamber 7 with gases filtered by the outlet pipe 4 in the filtered state again passing through the body 2 of the filter.

La figure 4 représente une réalisation où l'on utilise comme support du moyen de filtration une cage d'enroulement du céramique. Ici les memes pièces désignées avec les mêmes références sont disposées comme sur la figure 1. FIG. 4 represents an embodiment in which a ceramic winding cage is used as support for the filtration means. Here the same parts designated with the same references are arranged as in FIG. 1.

Le corps en céramique se compose aussi d'un élément de fond 10a. A ce dernier est intégré un cylindre creux 12 que suit à nouveau un élément d'entrée lita. Le cylindre creux 12 présente à sa périphérie dans une zone déterminée (zone d'enroulement) des ouvertures 13 s'étendant longitudinalement. La paroi du cylindre creux existante entre les ouvertures 13 considérées comme des barres 14 portant l'enroulement, sont métallisées superficiellement et de ce fait, sont en mesure de remplir la fonction d'électrodes (les conducteurs nécessaires et les passages isolants sont omis sur la figure). Un axe de centrage 30 assure la fonction de maintien du fond de la cage d'enroulement céramique. Celleci est appuyée par la surface de la bride 12a (partie de l'élément d'entrée lIa) à l'aide d'un ressort 31 en matériau hautement résistant à la chaleur contre un joint souple 29 résistant à la chaleur, qui est conformé de telle sorte qu'il assure en même temps le soutien radial de la surface de la bride 12a contre le corps 2 du filtre. The ceramic body also consists of a bottom element 10a. To the latter is integrated a hollow cylinder 12 which again follows an input element lita. The hollow cylinder 12 has at its periphery in a determined zone (winding zone) openings 13 extending longitudinally. The wall of the hollow cylinder existing between the openings 13 considered as bars 14 carrying the winding, are metallized on the surface and therefore are able to fulfill the function of electrodes (the necessary conductors and the insulating passages are omitted on the figure). A centering pin 30 performs the function of holding the bottom of the ceramic winding cage. This is supported by the surface of the flange 12a (part of the input element 11a) by means of a spring 31 made of highly heat resistant material against a flexible heat resistant seal 29, which is shaped so that it ensures at the same time the radial support of the surface of the flange 12a against the body 2 of the filter.

Enfin, il est encore mentionné ce qui suit avec chaque configuration des électrodes, il faut veiller à ce que chaque électrode présente une polarité opposée à celle des deux électrodes immédiatement voisines. De ce fait seule sont possibles des nombres d'électrodes qui sont un nombre multiple de deux. En ce qui concerne l'installation de L'alimentation en courant, il convient de se rapporter au brevet principal et au premier Certificat d'Addition N0 87-14190.  Finally, it is also mentioned the following with each configuration of the electrodes, care must be taken that each electrode has a polarity opposite to that of the two immediately adjacent electrodes. Therefore only numbers of electrodes are possible which are a multiple of two. Regarding the installation of the power supply, reference should be made to the main patent and the first Certificate of Addition N0 87-14190.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'élimination du noir de fumée des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur diesel, constitué par un corps métallique avec des tubulures d'entrées et de sorties par le courant de gaz d'échappement et une installation de filtration disposée dans le corps et contenant un moyen filtrant non métallique, résistant aux températures élevées constitué par une couche enroulée sur un support, cette installation de filtration séparant dans le corps du filtre une chambre à gaz d'échappement bruts et une chambre à gaz d'échappement filtrés, et par une source de courant électrique utilisée pour la combustion commandée du noir de fumée déposé sur le moyen filtrant, cette installation de filtration étant prévue à cette fin, avec une configuration d'électrodes convenable selon la revendication 2 du brevet principal, caractérisé en ce que le support est constitué par une cage d'enroulement réalisant la configuration des électrodes et en ce que, pour la formation de la couche enroulée, des fibres (27) stratifiées sans torsion sont utilisées dans un enroulement en sens circonférentiel, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe (x) de la cage d'enroulement. 1. Device for eliminating the black smoke from the exhaust gases of an internal combustion engine, in particular of a diesel engine, constituted by a metal body with inlet and outlet pipes by the flow of exhaust gas and a filtration installation arranged in the body and containing a non-metallic filtering means, resistant to high temperatures consisting of a layer wound on a support, this filtration installation separating in the filter body a gas chamber raw exhaust and a filtered exhaust gas chamber, and by an electric current source used for the controlled combustion of the smoke black deposited on the filtering means, this filtration installation being provided for this purpose, with an electrode configuration suitable according to claim 2 of the main patent, characterized in that the support is constituted by a winding cage realizing the configuration of the electrodes and in that, for ur formation of the wound layer, fibers (27) laminated without twisting are used in a winding in the circumferential direction, that is to say perpendicular to the axis (x) of the winding cage. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cage d'enroulement est constituée par plusieurs goujons (8) ainsi que par des éléments tubulaires (9) métalliques espacés angulairement et composant la périphérie de ladite cage, ces goujons et éléments notant réunis par un élément de fond (10) et par un élément d' entrée (11). 2. Device according to claim 1 characterized in that the winding cage is constituted by several studs (8) as well as by tubular elements (9) metal spaced angularly and constituting the periphery of said cage, these studs and noting elements joined together by a bottom element (10) and by an input element (11). 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une cage d'enroulement en céramique est utilisée pour constituer un cylindre creux (12) auquel sont intégrés un élément de fond (10a) et une bride (12a) composant une partie de l'élément d'entrée (11a), ce cylindre creux t12) présentant à sa périphérie dans une zone déterminée (servant de zone d'enroulement), des ouvertures (13) s'étendant longitudinalement, les parois (14) du cylindre subsistantes comme des barres entre Les ouvertures (13) étant métallisées à l'extérieur. 3. Device according to claim 1 characterized in that a ceramic winding cage is used to form a hollow cylinder (12) in which are integrated a bottom element (10a) and a flange (12a) constituting part of the entry element (11a), this hollow cylinder t12) having at its periphery in a determined zone (serving as winding zone), openings (13) extending longitudinally, the walls (14) of the cylinder remaining as bars between the openings (13) being metallized on the outside. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2 réunies caractérisé en ce que l'élément de fond (10) est constitué par deux plaques métalliques circulaires (15,16) et par une rondelle métallique t17) , entre lesquelles sont disposés des éléments isolants respectifs (18,19), la plaque extérieure (15) et la rondelle (17) assurant avec les goujons (8) la fonction d'électrode de masse et la plaque intérieure (16) assurant avec les éléments tubulaires (9) et une rondelle métallique (20) de l'élément d'entrée (11) isolée par #rapport à la masse, la fonction d'électrode conductrice de tension. 4. Device according to claims 1 and 2 together characterized in that the bottom element (10) consists of two circular metal plates (15,16) and a metal washer t17), between which are disposed respective insulating elements (18,19), the outer plate (15) and the washer (17) ensuring with the studs (8) the function of ground electrode and the inner plate (16) ensuring with the tubular elements (9) and a washer metal (20) of the input element (11) isolated by #report to ground, the function of voltage conductive electrode. 5. Dispositif selon les revendications 1 et 3 réunies caractérisé en ce que les parois métallisées périphériques (14) analogues à des barres de la cage d'enroulement en céramique remplissent à tour de rôle la fonction d'électrode de masse et la fonction d'électrode de tension. 5. Device according to claims 1 and 3 combined characterized in that the peripheral metallized walls (14) similar to bars of the ceramic winding cage fulfill in turn the function of ground electrode and the function of voltage electrode. 6. Dispositif selon les revendications 2 et 4 réunies caractérisé en ce que les parties extrême des éléments tubulaires (9) présentent à leur périphérie plusieurs fentes longitudinales (9a) de longueurs différentes. 6. Device according to claims 2 and 4 together characterized in that the end parts of the tubular elements (9) have at their periphery several longitudinal slots (9a) of different lengths. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche enroulée est constituée par un enroulement sur deux épaisseurs. 7. Device according to claim 1 characterized in that the wound layer is constituted by a winding on two thicknesses. 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enroulement de filtration est renforcé en sens radial à ses extrémités par plusieurs épaisseurs des spires de la couche enroulée.  8. Device according to claim 1 characterized in that the filtration winding is reinforced in the radial direction at its ends by several thicknesses of the turns of the wound layer.
FR878715116A 1986-07-05 1987-10-30 PROCESS AND DEVICE FOR REMOVAL OF SMOKE BLACK COLLECTED BY AN EXHAUST GAS FILTER FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE Expired - Lifetime FR2606293B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863622623 DE3622623A1 (en) 1986-07-05 1986-07-05 METHOD AND DEVICE FOR ELIMINATING SOOT SEPARATED IN AN EXHAUST FILTER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE19863637331 DE3637331A1 (en) 1986-07-05 1986-11-03 Device for the removal of soot from the exhaust gases of an internal combustion engine, especially a diesel internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2606293A2 true FR2606293A2 (en) 1988-05-13
FR2606293B2 FR2606293B2 (en) 1990-01-12

Family

ID=25845303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR878715116A Expired - Lifetime FR2606293B2 (en) 1986-07-05 1987-10-30 PROCESS AND DEVICE FOR REMOVAL OF SMOKE BLACK COLLECTED BY AN EXHAUST GAS FILTER FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3637331A1 (en)
FR (1) FR2606293B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041735C1 (en) * 1990-12-24 1991-11-07 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Particle filter for exhaust gas from combustion engine - includes ceramic filter material sleeved support tubes arranged in parallel and having planar walls

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2070272A (en) * 1980-02-19 1981-09-03 Univ Kishinevskij Method and device for recording optical information
JPS58222907A (en) * 1982-06-22 1983-12-24 Toyota Motor Corp Refreshing method of exhaust particle trap of diesel engine
US4456457A (en) * 1981-04-28 1984-06-26 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas cleaning device for diesel engine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3007642C2 (en) * 1980-02-29 1985-01-31 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Soot filter in the exhaust gas flow of an internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2070272A (en) * 1980-02-19 1981-09-03 Univ Kishinevskij Method and device for recording optical information
US4456457A (en) * 1981-04-28 1984-06-26 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas cleaning device for diesel engine
JPS58222907A (en) * 1982-06-22 1983-12-24 Toyota Motor Corp Refreshing method of exhaust particle trap of diesel engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 8, no. 76 (M-288)[1513], 9 avril 1983; & JP - A - 58 222 907 (TOYOTA) 24-12-1983 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2606293B2 (en) 1990-01-12
DE3637331A1 (en) 1988-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2637940A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REMOVING BLACK SMOKE DEPOSITED IN AN EXHAUST GAS FILTER FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP0481858A1 (en) Self-heating collecting aerosol filter for pyrolysis
WO2001019525A1 (en) Device for treating an internal combustion engine exhaust gases
FR2812822A1 (en) Electrically conducting fuel filter assembly, used to remove static electricity created by flow of fuel through filter, comprises outer layer of polymer containing carbon particles welded to end caps
WO2002049767A1 (en) Electrostatic device for ionic air emission
FR2606293A2 (en) Diesel engine exhaust emission elimination device
FR2941156A1 (en) FILTRATION DEVICE FOR LIQUID CIRCULATING IN AN ENGINE OR A HYDRAULIC EQUIPMENT, COMPRISING MEANS FOR HEATING THE LIQUID JOINING THE FILTRATION MEANS
WO2020065235A1 (en) Fuel filter with heater for evacuating electrostatic charge
FR2779359A1 (en) FILTER ELEMENT FOR USE IN A FILTRATION DEVICE
EP1506347A1 (en) Device and method for filtering particle-loaded exhaust gases
EP3810330A1 (en) Device for purifying a gaseous medium loaded with particles
FR2907843A1 (en) Soot particle capturing electrical device for motor vehicle, has inner axial electrodes extending across soot particle agglomeration unit and assembly of radial plates, and passages for exhaust gas arranged in plates around electrodes
FR2663865A1 (en) Devices for the electrostatic treatment of fluids and circuits for supplying fuel to internal combustion engines using such devices
FR2751559A1 (en) Filter for retaining solid particles contained in exhaust gas
EP1674160A1 (en) Particulate filter for the exhaust gas after-treatment of an internal combustion engine of a motor vehicle and method for filtering exhaust gas particulates thereof
FR2864143A1 (en) Electrostatic filter for removing soot particles from internal combustion engine exhaust gases comprises a deflector sleeve surrounding a central electrode where it passes through the wall of a filtration cell
FR2605714A1 (en) Boiler using wet air
FR2832078A1 (en) Gas purification filter comprises induction coil to allow even induction heating during desorption
CA2434598C (en) Device for electric contact for textile material and use thereof for joule heating
FR2864142A1 (en) ELECTROSTATIC FILTRATION SYSTEM FOR EXHAUST GASES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FR2488675A1 (en) DEVICE FOR AVOIDING CALCIUM DEPOSITS AND CORROSION IN PIPE NETWORKS OR WATER CIRCULATES
FR3119418A1 (en) Exhaust gas heater
FR2783564A1 (en) Particle filter regenerator for automobile exhaust gas purification, uses comb like electrode contacts in certain filter channels
FR2890107A1 (en) Particulate filter for exhaust line of motor vehicle, has electric resistance heater for burning particulates deviated between plates and located in grooves of plates, where axial dimension of heater is less than that of grooves
FR2812220A1 (en) Filter device where the fluid to be treated passes through an adsorbent medium heated by a current using the joule effect