WO1989001088A1 - Process and device for separating soot particles and cleaning exhaust gases from an internal combustion engine - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for processing soot particles and cleaning exhaust gases from an internal combustion engine and an apparatus for performing the method
  • a device for removing soot particles and other solid particles from the exhaust gas of motor vehicles which comprises a soot collector, which must be freed from soot via a disposal connection.
  • the device has the disadvantages that it is not functional if the soot collector is completely filled with soot.
  • the soot collector has to be disposed of from time to time, which leads to downtimes of the vehicle in question.
  • the invention has for its object to provide a method and ' a device of the type mentioned, with which it is possible to continuously remove soot particles from the exhaust gas of an internal combustion engine and to clean the exhaust gas without having to clean a filter from time to time got to.
  • the invention has the advantages over the known that soot particles are continuously freed of soot particles during the operation of the internal combustion engine in question, a filter for soot particles remaining filling with soot only after long periods of operation.
  • the method and the device enable the soot particles to be removed and then the remaining hydrocarbon groups to be oxidized or the carbon monoxide to be burned to form carbon dioxide, so
  • FIG. 4 is a plan view of a heating ring belonging to the device
  • Fig. 5 is a view of an anchor for a heating wire.
  • the device initially comprises a housing 1 (FIG. 1) which is formed from two housing halves 3, 5 which are held together by means of flanges 15, 16 and screws 17.
  • a housing 1 FIG. 1
  • the screws 17 are loose in the bores, that is to say with play. Threads are let into the other flange 16, into which the screws 17 are screwed.
  • a heating ring 9 (FIG. 2) and a flow cone 6 are inserted into the housing 1.
  • the first housing half 3 (FIG. 3) has an inlet 2
  • the second housing half 5 has an outlet 22 for the exhaust gases.
  • the flow cone 6 of the device is inserted into the housing 1 so that its tip over the inlet
  • the gas baffles 7 cause the exhaust gases to be swirled like a circular path along the outer wall of the housing 1.
  • the exhaust gases then pass through the electrically heated heating wires 10, 11 (FIGS. 2, 3, 4) stretched in the heating ring 9 at an angle to the distance between the heating wires 10 and the heating wires 11 and then reach a first deflection chamber 4 in the second housing half 5 There they meet the outer wall of the second
  • the soot particles Due to the fact that the exhaust gases and in particular the soot particles pass through the heated heating wires 10, 11 three times and pass obliquely past the heating wires, the soot particles are heated intensively, which thereby burns well (pyrolysis).
  • a line 12 leads from the inside of the flow cone 6 out of the first housing half 3. Where the line 12 opens into the deflection chamber 8 in the flow cone 6, there is a calm zone for the exhaust gases. From here, residues that remain after the three combustion times can be sucked out of the housing 1. This takes place via a line 21 (FIGS. 1, 3) which is connected to a channel 14 in a space 31 downstream of the outlet of the housing 1 (FIG. 3).
  • a soot filter 30, preferably in the form of an exchangeable filter cartridge, is switched into line 21.
  • an overpressure is created in the channel 14, as a result of which combustion residues still present at the outlet 22, including soot particles, are fed to the soot filter 30 via line 21 and deposited there. If the soot filter 30 is saturated with soot particles and other combustion residues, it can be replaced.
  • a probe 32 which is connected to electronics (not shown in the drawings), for example, can monitor the degree of saturation of the soot filter 30.
  • a channel 13 is used to supply fresh air, which is necessary when the engine is set too rich.
  • the supply of air into the deflection chamber 4 favors the second and third combustion of the soot particles by the heating wires 10, 11.
  • the air supply to the channel 13 and thus to the deflection chamber 4 is controlled by means known per se.
  • gas baffles 27 are provided for the purpose of swirling the exhaust gases, which also carry soot particles. Further gas baffles 37 are installed centrally in terms of flow in front of the outlet.
  • the heating ring 9 carrying the heating wires 10, 11 is also made of highly temperature-resistant ceramic material.
  • the heating wires 10, 11 are clamped between resilient anchors 26 (FIG. 5) in the exemplary embodiment.
  • the resilient armatures 26 compensate for length changes in the heating wires 10, 11 at changing temperatures.
  • the heating wires 10, 11 have developed temperatures between 700 and 800 C in one embodiment.
  • the gas baffles 7 are inclined above the planes in which the heating wires lie
  • the inclination of all the gas baffles 7, 27, 37 can be changed if necessary, e.g. by bending the gas baffles.
  • the exhaust gases leave the housing 1 via its outlet 22 and reach an exhaust gas filter 28 known per se, for example a catalyst in the form of a monolith.
  • an internal combustion engine in connection with the described device can be done in such a way that the ignition electrodes, that is to say the heating wires 10, 1V, are initially supplied with current, as a result of which they heat up to a high temperature. Only then is the internal combustion engine started up. As a result, very good preparation and
  • the process for the treatment of soot particles and the cleaning of exhaust gases from an internal combustion engine consists in that exhaust gases with soot particles are passed past one or more ignition electrodes heated to high temperature, remaining soot particles are fed to a soot filter, and the exhaust gases are passed through an exhaust gas filter become.
  • the exhaust gases for the soot particle separation which initially carry the soot particles, are set in rotary motion, the soot particles are spatially concentrated by the action of centrifugal forces and, if appropriate, the quiet zone (s) arranged in the course of the flow, and are fed there from a soot filter.
  • Inflowing for combustion 'articles to Rußp-burning is used instead of ignition electrodes, the reaction heat of the burning soot particles.
  • the reaction heat of the soot particles already burning and / or the device heated by the combustion to high temperature is used to carry out the method instead of ignition electrodes.

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Rußpartikeln und Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors sowie Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Rußpartikeln und Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Aus der DE-OS 35 02 448 ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln und anderen Festkörperteilchen aus dem Abgas von Kraftfahrzeugen bekannt, die einen Rußsammler umfaßt, der über einen Entssorgungsstutzen vom Ruß befreit werden muß. Die Vorrichtung hat die Nachteile, daß sie nicht funktionsfähig ist, falls der Rußsammler vollständig mit Ruß angefüllt ist. Der Rußsammler muß von Zeit zu Zeit entsorgt werden, was Stillstandzeiten des betreffenden Fahrzeugs zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und' eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zuschaffen, mit der es möglich ist, kontinuierlich Rußpartikel aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors zu entfernen und das Abgas zu reinigen, ohne daß ein Filter von Zeit zu Zeit gereinigt werden muß.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß während des Betriebs des betreffenden Verbrennungsmotors de'ssen Abgase kontinuierlich von Rußpartikeln befreit werden, wobei sich ein Filter für restliche Rußpartikel nur nach großen Betriebszeiträumen mit Ruß füllt. Das Verfahren bewirkt und die Vorrichtung ermöglicht die Beseitigung der Rußpartikel und sodann eine Aboxidier.ung der restlichen Kohlenwasserstoffgruppen bzw. eine Verbrennung des Kohlenmonoxids zu Kohlendioxid, so
ERSATZBLATT daß nur Wasserdampf H-O und Kohlensäuredämpfe C02 als Abgasbestandteile übrigbleiben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 die Vorrichtung in zusammengebautem Zustand, perspektivisch,
Fig. 2 die Vorrichtung in Explosionsdarstellung, perspektivisch,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung in zusammengebautem Zustand,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen zu der Vorrichtung gehörenden Heizring,
Fig. 5 eine Ansicht eines Ankers für einen Heizdraht.
Die Vorrichtung umfaßt zunächst ein Gehäuse 1 (Fig. 1) , das aus zwei Gehäusehälften 3, 5 gebildet ist, die mittels Flanschen 15, 16 und Schrauben 17 zusammengehalten sind. Hierbei sind in dem einen Flansch 15 Bohrungen vorgesehen, deren Durchmesser etwas größer sind, als die der Schrauben. In den Bohrungen sitzen die Schrauben 17 lose, also mit Spiel. In dem anderen Flansch 16 sind Gewinde eingelassen, in die die Schrauben 17 eingedreht sind.
Vor dem Zusammensetzen der beiden Gehäusehälften 3, 5 sind ein Heizring 9 (Fig. 2) und ein Strömungskegel 6 in das Gehäuse 1 eingesetzt. Die erste Gehäusehälfte 3 (Fig. 3) weist einen Einlaß 2, die zweite Gehäusehälfte 5 einen Auslaß 22 für die Abgase auf. Der Strömungskegel 6 der Vorrichtung ist so in das Gehäuse 1 eingesetzt, daß seine Spitze den über den Einlaß
2 der Vorrichtung zuströmenden Abgasen entgegenweist. An einem Rand 18 (Fig. 2) des Strömungskegels 6 sind Gasleitbleche 7 vorgesehen. In Richtung eines Pfeils 20 (Fig. 3) entlang einer Strömungslinie 19 zuströmende Abgase passieren den Einlaß 2, den zwischen dem Strömungskegel 6 und der Wandung der oberen Gehäusehälfte
3 gebildeten Raum und die Gasleitbleche 7 (Fig. 3). Die Gasleitbleche 7 bewirken, daß die Abgase entlang der Außenwandung des Gehäuses 1 kreisbahnartig verwirbelt werden. Die Abgase passieren sodann die im Heizring 9 gespannten, elektrisch aufgeheizten Heizdrähte 10, 11 (Fig. 2, 3, 4) schräg zu dem Abstand zwischen den Heizdrähten 10 und den Heizdrähten 11 und gelangen dann in eine erste Umlenkkammer 4 in der zweiten Gehäusehälfte 5. Dort treffen sie auf die Außenwandung der zweiten
.Gehäusehälfte 5 auf und werden, immer noch auf einer Kreisbahn entsprechend der Außenwandung der zweiten Gehäusehälfte 5 verwirbelnd, in der ersten Umlenkkammer 4 umgelenkt. Die Abgase sind auch deshalb auf die Außenwandung der zweiten Gehäusehälfte 5 gerichtet, weil sie vorher von einem aufgeweiteten Rand 24 am Strömungskegel 6 auf die Außenwandung der zweiten Gehäusehälfte 5 hin abgelenkt werden.
Nach Umlenkung der Abgase in der Umlenkkämmer 4 werden sie . - wieder schräg - zum zweiten Mal durch die im Heizring 9 gespannten und erhitzten Heizdrähte 10, 11 geleitet und gelangen an die Innenfläche 23 des Strömungskegels 6, wo sie - immer noch kreisringförmig verwirbelt - umgelenkt werden und von hier aus zum dritten Mal - wieder schräg - die erhitzten Heizdrähte 10, 11 passieren. - r -
Durch den Umstand, daß die Abgase und insbesondere die Rußpartikel die erhitzten Heizdrähte 10, 11 dreimal passieren und dabei schräg an den Heizdrähten vorbeistreichen, erfolgt intensive Erhitzung der Rußpartikel, die hierdurch gut verbrennen (Pyrolyse).
Eine Leitung 12 führt vom Inneren des Strömungskegels 6 aus der ersten Gehäusehälfte 3 heraus. Dort, wo die Leitung 12 in der Umlenkkammer 8 im Strömungskegel 6 mündet, befindet sich fr die Abgase eine beruhigte Zone- Von hier aus können Rückstände, die nach der dreimaligen Verbrennung übrigbleiben, aus dem Gehäuse 1 abgesaugt werden. Dies geschieht über eine Leitung 21 (Fig. 1, 3), die an einen Kanal 14 in einem dem Auslaß des Gehäuses 1 strömungsmäßig nachgeschalteten Raum 31 (Fig. 3) angeschlossen ist. In die Leitung 21 ist ein Rußfilter 30, vorzugsweise in Form einer auswechselbaren Filterpatrone, eingeschaltet.
Beim Betrieb der Vorrichtung entsteht im Kanal 14 ein Überdruck, wodurch am Auslaß 22 noch vorhandene Verbrennungsrückstände, also auch Rußpartikel, über die Leitung 21 dem Rußfilter 30 zugeführt und dort abgelagert werden. Ist der Rußfilter 30 mit Rußpartikeln und anderen Verbrennugsrückständen gesättigt, kann er ausgetauscht werden. Eine Sonde 32, die beispielsweise an eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Elektronik angeschlossen ist, kann den Sättigungsgrad des Rußfilters 30 überwachen.
Ein Kanal 13 dient der Zuführung von Frischluft, die dann notwendig wird, wenn der Motor zu- fett eingestellt ist. Die Zuführung von Luft in die Umlenkkammer 4 begünstigt die zweite und dritte Verbrennung der Rußpartikel durch die Heizdrähte 10, 11. Die Steuerung der Luftzufuhr zu dem Kanal 13 und damit zu der Umlenkkammer 4 erfolgt durch an sich bekannte Mittel. Durch eine weitere Leitung 25 (Fig. 1 , 2) , die ebenfalls in der Umlenkkammer 4 mündet, kann
P S TZB TT unmittelbar aus der Umlenkkammer 4 eine Probe aus dem Abgasstrom entnommen und mittels eines Sensors auf ihren Zustand hin untersucht werden.
Auch im Bereich der Gehäusehälfte 5 (Fig. 3) sind zum Zweck guter Verwirbelung der auch Rußpartikel führenden Abgase Gasleitbleche 27 vorgesehen. Weitere Gasleitbleche 37 sind zentral strömungsmäßig vor dem Auslaß eingebaut.
Der die Heizdrähte 10, 11 tragende Heizring 9 besteht au.s hoch temperaturfestem Keramikmaterial. Die Heizdrähte 10, 11 sind beim Ausführungsbeispiel zwischen federnden Ankern 26 (Fig. 5) eingespannt. Die federnden Anker 26 gleichen Längenäriderungen der Heizdrähte 10, 11 bei wechselnden Temperaturen aus.
Die Heizdrähte 10, 11 haben bei einem Ausführungsbeispiel Temperaturen zwischen 700 und 800 C entwickelt.
Die Gasleitbleche 7 sind bei einem Ausführungsbeispiel mit eeiinneemm AAnnsstteellllwwiinnkkeell vvoonn eettwwaa 2222 ggeeggeenniüber den Ebenen, in denen die Heizdrähte liegen, geneigt
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Neigung aller Gasleitbleche 7, 27, 37 bedarfsweise verändert werden, z.B. durch Verbiegen der Gasleitbleche.
Die Abgase verlassen das Gehäuse 1 über dessen Auslaß 22 und gelangen ein an sich bekanntes Abgasfilter 28, beispielsweise einen Katalysator in Form eines Monolithen.
Der Betrieb eines Verbrennungsmotors in Verbindung mit der beschriebenen Vorrichtung kann so geschehen, daß zunächst die Zündelektroden, also die Heizdrähte 10, 1V, mit Strom versorgt werden, wodurch sie sich auf hohe Temperatur aufheizen. Danach erst wird der Verbrennungsmotor in Betrieb gesetzt. Hierdurch sind sehr gute Aufbereitung und
-«SATZBLATT Herausfilterung der Rußpartikel sowie gute Abgasreinigung gewährleistet.
Das Verfahren zur Aufbereitung von Rußpartikeln und Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors besteht darin, daß Abgase mit Rußpartikeln zu deren Verbrennung an einer oder mehreren, auf hohe Temperatur aufgeheizten Zündelektrode(n) vorbeigeführt, verbleibende Rußpartikel einem Rußfilter zugeleitet, und die Abgase über einen Abgasfilter geleitet werden. Die zunächst die Rußpartikel mitführenden Abgase zur Rußpartikelabscheidung werden in Drehbewegung versetzt, die Rußpartikel durch die Wirkung von Fliehkräften sowie gegebenenfalls im Strömungsverlauf angeordneten Ruhezone(n) räumlich konzentriert und vori P' dort aus einem Rußfilter zugeleitet. Zur Verbrennung zuströmender, zu verbrennender Rußp'artikel wird anstatt Zündelektroden die Reaktionswärme der verbrennenden Rußpartikel verwendet. Zur Ingangsetzung der Verbrennung neu zuströmender, zu verbrennender Rußpartikel wird anstatt Zündelektroden die Reaktionswärme der schon verbrennenden Rußpartikel und/oder der durch die Verbrennung auf hohe Temperatur aufgeheizten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens benutzt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Aufbereitung von Rußpartikeln und Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß Abgase mit Rußpartikeln zu deren Verbrennung an einer oder mehreren, auf hohe Temperatur aufgeheizten 'Zündelektrode(n) vorbeigeführt, verbleibende Rußpartikel einem Rußfilter zugeleitet, und die Abgase über einen Abgasfilter geleitet werden.
2.' Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst die Rußpartikel mitführenden Abgase zur Rußpartikelabscheidung in Drehbewegung versetzt, die Rußpartikel durch die Wirkung von Fliehkräften sowie gegebenenfalls im Strömungsverlauf angeordneten Ruhezone(n) räumlich konzentriert und von dort aus einem Rußfilter zugeleitet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung zuströmender, zu verbrennender Rußpartikel anstatt Zündelektroden die Reaktionswärme der verbrennenden Rußpartikel verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur" Ingangsetzung der Verbrennung neu zuströmender, zu verbrennender Rußpartikel anstatt Zündelektroden die Reaktionswärme der schon verbrennenden Rußpartikel und/oder der durch die Verbrennung auf' hohe
ERSATZBLATT
E Temperatur aufgeheizten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens benutzt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse ( 1 ) zur Einleitung und gegebenenfalls Aufrechterhaltung der Verbrennung der Rußpartikel eine oder mehrere Zündelektroden (Heizring 9), zur Verwirbelung der zunächst die Rußpartikel mitführenden Abgase Gasleitbleche (7, 27) sowie im Strömungsverlauf angeordnete Ruhezonen vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung das Gehäuse (1) mit einer den Einlaß (2) aufweisenden ersten Gehäusehälfte (3) und einer den Auslaß (22) sowie eine erste Umlenkkammer (4) aufweisenden zweiten Gehäusehälfte (5), einem Strömungskegel (6) mit Gasleitblechen
(7) und einer zweiten Umlenkkammer (8) sowie mindestens einer Zündelektrode (Heizring 9) und ferner ein dem Gehäuse (1) nachgeschaltetes Abgasfilter (28) umfaßt.
1 . Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Gehäusehälfte (5) Gasleitbleche (27) in einem Ringraum (29) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gehäusehälfte (5) weitere Gasleitbleche (37) aufweist, die zentral in der zweiten Gehäusehälfte (5) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1 ,r dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im wesentlichen rotationssymmetrische Gestalt aufweist.
10. Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizring (9) in der Ebene liegt,
ε HSATZBU AX in der die beiden beiden Gehäusehälften (3, 5) miteinander verbunden sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Heizring (9) eine erste Gruppe von einander parallel verlaufender Heizdrähte (10) und eine, zweite Gruppe von einander parallel verlaufender Heizdrähte (11) vorgesehen sind, und die erste Gruppe in Strömungsrichtung vor der zweiten Gruppe angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Heizdrähten
(10, 11) hinsichtlich der Längsachsen der Heizdrähte gegeneinander verdreht angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, ddaaßß ddiiee LLäännggssaacchhsseenn ddeerr Heizdrähte (10, 11) um 90 gegeneinander verdreht sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (12) vorgesehen ist, der vom Inneren des Strömungskegels (6) aus der ersten Gehäusehälfte (3) herausführt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der zweiten Gehäusehälfte (5) ein nach außen führender Kanal (13) befindet, der mit der ersten Umlenkkammer (4) strömungsmäßig in Verbindung steht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Gehäusehälfte (5) ein vom Auslaß (22) nach außen führender Kanal (14) vorgesehen ist, der quer zum Auslaß (22) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der zweiten Umlenkkammer (8)
£BS ßCr Bt herausführende Leitung (12) über eine externe Leitung (21) mit einer zu einem Auslaß (22) des Gehäuses (1) führenden Leitung (14) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein freier Rand (24) des Strömungskegels (6) aufgeweitet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Gasleitbleche (7, 2.7) gegenüber den Ebenen der Heizdrähte (10, 11) verstellbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die äußeren Enden der Kanäle (12, 13) ein Rußfilter (30) angeschlossen ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansrüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreisen der Heizdrähte (10, 11) des Heizrings (9) jeweils ein von einer Steuerelel tronik geschalteter Schalter zum temperaturabhängigen Ein- und Ausschalten des betreffenden Stromkreises liegt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt von Heizdrähten eine tiefenwirksame, kanalartige Struktur einer oder mehrerer katalytisch wirksam aufgebrachter Substanzen dient.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasfilter (28) ein Katalysator ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Struktur umfaßt, bei der auch der Träger ausschließlich aus katalytisch wirksamem Material besteht.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anreicherung der Rußpartikel Impaktion, Diffusion und/oder elektrostatische Deposition angewandt werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417383A2 (de) * 1989-09-12 1991-03-20 Zeuna-Stärker Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen eines Russfilters

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560965B1 (en) 2001-08-20 2003-05-13 Honeywell Power Systems Inc. System and method of cleaning a recuperator in a microturbine power system
US6589314B1 (en) 2001-12-06 2003-07-08 Midwest Research Institute Method and apparatus for agglomeration
US20040065200A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-08 Lo Kok-Keung N.A. Method and apparatus for the removal of particulate from a fluid stream
JP2014034887A (ja) * 2012-08-07 2014-02-24 Ihi Corp ディーゼルエンジンの排気ガス処理装置及び排気ガス処理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57210114A (en) * 1981-06-22 1982-12-23 Toyota Motor Corp Purifier for exhaust particles of diesel engine
US4505107A (en) * 1981-10-26 1985-03-19 Nippondenso Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
EP0152623A2 (de) * 1984-02-11 1985-08-28 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Entfernung von Festkörperteilen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen
DE3502448A1 (de) * 1985-01-25 1986-07-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum entfernen von russpartikeln und anderen festkoerperteilchen aus dem abgas von kraftfahrzeugen
DE3529684A1 (de) * 1985-08-20 1987-02-26 Wengenrodt Fa Russfilter fuer dieselmotore
EP0215205A1 (de) * 1985-07-20 1987-03-25 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Entfernung von brennbaren Festkörperteilchen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen
EP0220588A2 (de) * 1985-10-26 1987-05-06 FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH Verfahren zur Oxidation von in Russfiltersystemen abgelagertem Russ
EP0252257A1 (de) * 1986-06-30 1988-01-13 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Verbrennen von Feststoffteilchen im Abgas von Brennkraftmaschinen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450682A (en) * 1980-02-18 1984-05-29 Nippon Soken, Inc. Carbon particulates cleaning device for diesel engine
JPS578311A (en) * 1980-06-19 1982-01-16 Toyota Motor Corp Method and device for decreasing discharged quantity of diesel particulates
CH675895A5 (de) * 1987-04-03 1990-11-15 Daimler Benz Ag

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57210114A (en) * 1981-06-22 1982-12-23 Toyota Motor Corp Purifier for exhaust particles of diesel engine
US4505107A (en) * 1981-10-26 1985-03-19 Nippondenso Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
EP0152623A2 (de) * 1984-02-11 1985-08-28 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Entfernung von Festkörperteilen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen
DE3502448A1 (de) * 1985-01-25 1986-07-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum entfernen von russpartikeln und anderen festkoerperteilchen aus dem abgas von kraftfahrzeugen
EP0215205A1 (de) * 1985-07-20 1987-03-25 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Entfernung von brennbaren Festkörperteilchen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen
DE3529684A1 (de) * 1985-08-20 1987-02-26 Wengenrodt Fa Russfilter fuer dieselmotore
EP0220588A2 (de) * 1985-10-26 1987-05-06 FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH Verfahren zur Oxidation von in Russfiltersystemen abgelagertem Russ
EP0252257A1 (de) * 1986-06-30 1988-01-13 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Verbrennen von Feststoffteilchen im Abgas von Brennkraftmaschinen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Volume 7, No. 68 (M-201); & JP,A,57 210 114 (23-12-1982). *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417383A2 (de) * 1989-09-12 1991-03-20 Zeuna-Stärker Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen eines Russfilters
WO1991004394A1 (de) * 1989-09-12 1991-04-04 Zeuna-Stärker GmbH & Co. KG Verfahren und vorrichtung zum reinigen eines russfilters
EP0417383A3 (en) * 1989-09-12 1991-05-02 Zeuna-Staerker Gmbh & Co Kg Method and apparatus for cleaning a soot filter

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EP0334907A1 (de) 1989-10-04
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KR890701872A (ko) 1989-12-22
JPH02501082A (ja) 1990-04-12
US5119630A (en) 1992-06-09

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