WO2009124675A1 - Abreinigbarer partikelfilter - Google Patents

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WO2009124675A1
WO2009124675A1 PCT/EP2009/002325 EP2009002325W WO2009124675A1 WO 2009124675 A1 WO2009124675 A1 WO 2009124675A1 EP 2009002325 W EP2009002325 W EP 2009002325W WO 2009124675 A1 WO2009124675 A1 WO 2009124675A1
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WO
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purge gas
filter according
particulate filter
abreinigbarer
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PCT/EP2009/002325
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Inventor
Hans Leibold
Ingo MÜLLNER
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
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    • B01D46/72—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter with backwash arms, shoes or nozzles
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a particulate filter which can be cleaned according to the first claim and to soot and diesel particulate filters according to claims 27 and 28, respectively.
  • the particulate filter serves to filter solid particulate fractions from gases such as e.g. Flue gases, in particular of soot particles from combustion processes, preferably from mobile diesel engines and engines.
  • gases are in particular called dry fluids, i. E. both the gas and the particulate matter suspended therein are dry gases or solids. They have no liquid components and thus differ from aerosols, mists or vapors.
  • DE 100 25 141 C2 describes a filter element which can be used sealingly in a filter housing.
  • the filter element comprises a gas-permeable filter surface in the form of a fold pack as a separation between a raw gas side and a clean gas side. Mention is made of various embodiments, including tubular and cylindrical geometries of the filter element.
  • Particle fractions usually deposit on a filter element, which with increasing filtration time to a gradual clogging of the filter elements with a so-called.
  • Filter cake i. a layer of compacted, often also adhering particle fractions leads.
  • a cleaning of Schwebstofffiltern is preferably carried out by short-term compressed gas pulses, so-called. Jet pulses with clean purge gas through the filter surfaces in the opposite direction, ie in countercurrent to the clean room side.
  • the input of the required pressure surges takes place on the clean gas side, preferably with a purge gas via nozzle systems. This is acts a two-dimensional detachment of the raw gas side adhering to the filter surface filter pad.
  • DE 199 17 168 C2 discloses a method and a device for cleaning cassette filters by backwashing the folded filter surface.
  • the purge gas is blown laterally into a space between the filter surface and a second surface which covers the filter surface by way of the clean gas and is designed as a flow-dynamic switch.
  • This is preferably carried out purge gas pressure pulses, wherein said surface designed as a flow-dynamic switch at pressure surges during cleaning has a significantly increased flow resistance than in a gas flow in the current filter operation.
  • a purge air distributor is provided to reduce the purge gas flow required for a cleaning, which allows selective cleaning of certain filter surface areas and during the filtration process, i. the filter operation is closed, i. is disabled.
  • filter systems for dust-laden gases e.g. Exhausts, vacuum cleaners, air filters, exhaust filters such as diesel soot filters are known, which are often not designed for continuous operation or only clog for a long period of time. Instead of cleaning, there is usually an exchange of filter surfaces or whole filtration systems (e.g., vacuum cleaner bags) or thermal or chemical degradation of the filter load (e.g., diesel soot filters).
  • DE 103 00 718 A1 discloses an electric heating device for cleaning a diesel soot filter by soot burnout.
  • DE 101 30 338 A1 discloses a diesel particulate filter with an open-pore body as particulate filter, in which a finely dispersed catalyst continuously promotes the oxidation of soot particles with the residual oxygen of the exhaust gases and thus counteracts premature clogging of the filter.
  • a finely dispersed catalyst continuously promotes the oxidation of soot particles with the residual oxygen of the exhaust gases and thus counteracts premature clogging of the filter.
  • EP 1 160 435 B1 is also for the regeneration of a
  • Particulate filter of a diesel vehicle an addition of fuel additives proposed to a diesel fuel, which precipitate on a particulate filter to lower the combustion temperature of the collected particles from this.
  • the object of the invention is to propose a cleanable particle filter with continuous cleaning, which is characterized in particular by a constant flow resistance in the current cleaning operation. Furthermore, the particulate filter should be characterized by a compact design and a generally low absolute pressure loss level. Also, a filter cleaning should be done without interrupting the suction process.
  • the particulate filter which can be cleaned should in particular be suitable for use as a diesel soot filter for internal combustion engines, in particular for mobile diesel engines such as in locomotives, ships, construction vehicles, road vehicles (trucks and cars) or power generators.
  • the task is done by a cleanable particulate filter for
  • the filter surfaces of the filter element serve as a gas-permeable barrier between a clean gas space and a raw gas space.
  • the filter element is sealing in a filter housing with each raw and clean gas chamber side gas connections. It is within the scope of the invention to multi-stage the system, e.g. with two filter stages, in addition to provide a coarse filter upstream of the aforementioned filter surface (pre-separator).
  • the filter element with the filter surface extends with its lateral surfaces rotationally symmetrical about an axis of symmetry.
  • the filter element or the filter surfaces or the lateral surfaces (and the intermediate surfaces arranged therebetween) of the filter element span a rotational volume, preferably cylindrical or truncated cone-shaped nature.
  • the filter element is disc-shaped, wherein the lateral surfaces and possibly existing intermediate surfaces are orthogonal to the axis of symmetry.
  • a purge gas line is provided in the clean gas space with a purge gas outlet for a continuous or pulsed purge gas stream, wherein the purge gas stream has an orientation in the direction of the filter surface and thereby preferably not more than 25%, more preferably not more than 15%, more preferably not more than 10% and minimally preferably 0, 01%, more preferably at least 1%, more preferably at least 5% of the filter surface detected. It is essential that the purge gas outlet and the filter surface are rotatable relative to each other with a relative movement about the axis of symmetry. The purge gas outlet is therefore arranged concentrically relative to the clean gas side surface of the filter element relatively rotatable.
  • This relative movement between the purge gas outlet and the filter surface advantageously makes it possible to shut down the entire filter surface through the purge gas outlet. If the relative movement is continuous, preferably with a constant Relative angular velocity, the entire filter surface is continuously run over by the Spülgasaustritt, each filter area is preferably penetrated at intervals by the purge gas in the counterflow direction and is cleaned.
  • the purifyable particle filter preferably comprises a purge gas outlet aligned with the filter surface on the raw gas chamber side, wherein purge gas outlet and purge gas outlet span an equal area fraction of the filter surface and are not movable relative to one another. Purge gas outlet and purge gas exit are preferably coupled and moved together relative to the filter element.
  • the purge gas outlet is formed by a passive catcher for the particle load removed from the filter surfaces. It preferably has no active resources such as an exhaust.
  • the particulate loading is gravity driven or carried by the purge gas stream directly into a receiver, e.g. passed a filter bag, in which the filter load is separated from the purge gas. While the filter load is collected in the collecting container, a forwarding of the purge gas with possibly remaining amounts of the filter load, e.g. into the still-to-be-cleaned crude gas.
  • the purge gas outlet and the purge gas outlet are arranged fixedly on a filter element which rotates about the line of symmetry, the purge gas outlet preferably receiving the cleaned-up filter charge below the filter element from above.
  • An alternative embodiment of the purge gas outlet comprises an active trapping device for the particulate loading removed from the filter surfaces, the active element being formed by a vacuum sweep gas exhaust.
  • the purge gas outlet thus corresponds to a suction device (particle sucker) directed onto the filter surface, which sucks the filter assignment with the purge gas stream and forwards into a collecting container of the aforementioned type.
  • the Spülgasabsaugung improved reliable discharge of the filter load with the purge gas in each orientation of Spülgasauslasses and also favors a movable such as a relatively movable around the filter element assembly.
  • additional suction means are required, for example a blower or a connection to a vacuum reservoir (for example, crankshaft ventilation of a diesel engine), which fundamentally complicates, for example, an introduction into the raw gas.
  • the filter surface is not cleaned at an interruption of the filter operation, but segmentally in a fixed sequence cyclically by a purge gas countercurrent, via a purge gas with a purge gas, preferably a nozzle, a purge gas from the clean gas through the Filter surface is passed.
  • a purge gas countercurrent via a purge gas with a purge gas, preferably a nozzle, a purge gas from the clean gas through the Filter surface is passed.
  • the particulate filter that can be cleaned off advantageously has a constant or approximately constant filter population distribution as seen integrally on the entire filter surface.
  • the filter resistance thus remains constant or approximately constant, which makes the cleanable particulate filter particularly suitable for use as an exhaust gas filter, flue gas filter, soot filter or diesel particulate filter.
  • the aforementioned continuous cleaning of the particulate filter causes a continuous exemption of the filter surfaces from the particle occupancy at short intervals (cleaning frequency), ie preference wise at each revolution in the context of the relative movement between purge gas outlet and filter surface.
  • cleaning frequency short intervals
  • Another advantage of the invention is that the self-adjusting filter occupancy and thus the flow resistance is limited solely by a change in the cleaning frequency, i. can be influenced by the speed of the aforementioned relative movement at any time. This is particularly advantageous in very unsteady combustion processes, for example in diesel vehicles, in which the cleaning rate can be directly adapted to a continuously changing operating state.
  • a purge gas outlet for introducing a purge gas stream extends over a filter region not only on the clean gas side, but in the opposite side of the filter region on the side of the raw gas chamber a purge gas outlet for draining the purge gas with the filter assignment.
  • purge gas exit and purge gas outlet are mechanically coupled and thus not relatively movable relative to each other, i. they are only movable together relative to the filter element and thus span the same area fraction of the filter surface.
  • the particle assignment removed from the filter surface is not backwashed into the raw gas but separated into the purge gas outlet.
  • the filter surfaces of the filter element are flat (preferably forming at least one of the lateral surface), corrugated or folded.
  • they are designed as a fold pack with a preferably periodically folded or assembled circumferential filter surface. They have alternately on the clean gas chamber side and raw gas chamber side lying pleat ridges, between which extend the raw and pure gas side folding pockets.
  • the folds on the pleat ridges not only comprise kinks with inner bending radii, for example smaller than 0.5 mm, but in the case of, for example, poorly bendable (thicker) filter surfaces, also bends with inner bending radii above 0.5 mm.
  • At least the pure gas chamber-side pleat backs have a reinforcement in the form of a rod-shaped article or a stiffening, for example by impregnation with a hardening or solidifying material such as epoxy resin or a glass or molten metal.
  • a hardening or solidifying material such as epoxy resin or a glass or molten metal.
  • Composite filter surfaces are preferably to be provided if the filter surfaces consist of a filter surface material which can not be bent or only damaged by damage, such as e.g. from open-pore ceramics, plastics or metals and / or with larger material thicknesses (greater than about 1 mm) are made, for the reason mentioned also not kinkable or bendable or a desired bending radius with the filter surface material is not possible.
  • reinforcements such as rods or strips with receptacles are provided in the pleated backs, preferably in a form-fitting or material-locking manner, to secure the filter surface pieces.
  • the clean gas chamber-side pleat backs are preferably arranged at an equal distance from each other, each comprising a gap. These intermediate spaces between the clean gas chamber-side fold back span on the clean gas chamber side folding pockets, which preferably have one and the same geometric dimensions. As a result, in the case of a constant relative movement between the filter surface and purge gas outlet, each of these geometrically identical pockets on the clean gas side flows through in the same sequence (speed, time duration, repetition frequency) on the one hand with the purge gas stream and cleaned, on the other hand used in filter operation.
  • the fold backs extend both on a clean gas chamber side and a raw gas chamber side lateral surface of the filter element. In a further embodiment variant, they also extend on at least one intermediate surface arranged between the lateral surfaces and concentrically revolving therewith. In the latter case, there is a fold pack with non-constant high folds, where in the case of a rotationally symmetrical design of the filter element (cylindrical, frusto-conical or other rotationally symmetrical lateral surfaces), the filter surface in the outer regions can be increased by intermediate folds.
  • the intermediate folds preferably only purely gas-chamber-side intermediate folds, extend on intermediate surfaces between the two lateral surfaces.
  • the reinforcements which are arranged on the clean gas chamber lateral surface, formed as a sliding seal rail, which preferably form a sliding seal with the purge gas.
  • the clean gas chamber side surface is formed by a plate or plate with openings on which the Spülgasautritt is placed slidingly sealing. It is within the scope of the invention that this configuration of the pleats or the lateral surfaces also extends or only on the end faces of the filter element. In this case, only the clean gas chamber-side folding pockets on an end-side opening, while the raw gas chamber-side folding pockets are closed at the end face.
  • the aforementioned spaces are to cover the lateral surfaces to prevent inflow of purge gas into the clean gas space. This is done e.g. by means of a cover which is moved synchronously with the purge gas outlet and possibly the Spülgasaus- let through the filter element and thus spill gas outlet and cover spans the same proportion of filter surface.
  • the raw gas side surface is designed as a further filter surface (pre-separator), which, however, necessarily has a larger mesh size than the filter surface of the filter element.
  • pre-separator a further filter surface
  • the structure then corresponds to a filter element with two filter surfaces connected one behind the other, which can be cleaned off in an advantageous manner with the same purge gas stream.
  • the scraper is connected in its relative movement to the filter surface with the purge gas.
  • the pleat backs are arranged at the same distance from each other on the lateral surface area on the side of the gas chamber.
  • One possible embodiment includes fissure backs on an intermediate plane between the lateral surfaces of the gas chamber. As a result, the distance between the fold backs on the lateral surfaces can be adapted to each other or thus divide the lateral surfaces into corresponding filter segments.
  • the drive means for the relative movement comprise separate drive units such as electric motors or turbo drives, connection components to existing drives such as, for example, crankshafts or turbochargers of engines, or a corresponding design of the particle filter.
  • the named design converts a flow of the raw gas and / or of the flushing gas through flow or deflection into the relative movement.
  • a possible embodiment comprises a gas deflection as a drive means for a rotation of the filter element, possibly also around the axis of symmetry, for example by a design of the axisymmetric filter element with a variety of obliquely to Rohgas- and / or Spülgasanströmung employed Anströmungsflachen.
  • a design as a the filter element and / or the purge gas outlet (possibly also with the Spülgasauslass and possibly the cover) firmly connected in the raw gas or clean gas flow arranged separate turbine rotor or propeller is possible.
  • drive means which comprise an orientation of the purge gas flow askew to the axis of symmetry for the relative movement or for a rotation of the purge gas outlet about the axis of symmetry.
  • the drive elements acting around the symmetry line in each case for a rotation in one direction of rotation. comprising a force application resistance or a deflection for a gas inflow (raw or clean gas).
  • the purge gas is passed through the filter surfaces with overpressure for cleaning.
  • the purge gas tubing is connected to a compressor, blower or pressure vessel for a continuous purge gas flow.
  • this compressed air from existing pressure vessels such. Brake pressure vessel removed in trucks or locomotives.
  • the cleaning is carried out by suitable measures, e.g. by an ultrasonic device or mechanical impulse device acting on the filter surface in the region of the purge gas outlet. This increases the efficiency of the cleaning and thus also advantageously reduces the amount of purge gas required.
  • the invention also provides a soot filter comprising a cleanable particulate filter according to the aforementioned embodiments.
  • the particles to be cleaned consist entirely or predominantly of soot particles from combustion processes or other processes with carbon-containing emissions.
  • the invention also provides a diesel particulate filter for vehicles or other diesel engines (eg power units, stationary drives) comprising a particulate filter which can be cleaned according to the aforementioned embodiments.
  • the purge gas piping is preferably connected to a compressed air system or to a turbocharger of the vehicle.
  • the vacuum suction is preferably fluidly connected to the crankshaft ventilation or with an intermediate buffer and the tank ventilation.
  • the intermediate buffer comprises, for example, an additional separation stage, in particular soot particles, which additionally causes cooling of the purge gases.
  • FIG. 1 a to f show a schematic plan view and a side sectional view of three different embodiments with rotating filter elements and fixed purge gas outlets,
  • FIGS. 2 a to f show a schematic top view and a side sectional view of three different embodiments with fixed filter elements and rotating purge gas outlets,
  • FIG. 5 shows a cross section of a filter element with fold pack with a uniform fold height
  • 6a to c show the cross sections of filter elements with fold pack with varying fold heights.
  • the embodiments of the particulate filter for particles laden with solid particles shown in FIGS. 1 and 2 each include a filter element 1 with concentric clean gas chamber side and raw gas chamber lateral surfaces 2, 3, which extend axially symmetrically around a symmetry line 14. At least one circulating filter surface, which is symbolically indicated in all figures with an arrow direction indicated in the filter operation, are arranged on or between the lateral surfaces and form a gas-permeable barrier between the clean gas space 4 and a crude gas space 5 with a raw gas supply 6 and a clean gas discharge line 7 into Filter housing 8.
  • the device each comprise a purge gas 9 with a purge gas outlet 10 for a continuous or pulsed purge gas stream 11 in front of the clean gas chamber side in the direction of the raw gas chamber 5, the purge gas stream having the purge gas leaving an orientation in the direction of the filter surface.
  • the purge gas outlet 10 and the filter surface are rotatably arranged relative to each other about a relative movement about the axis of symmetry relative to each other, the relative movement is a shutdown of the entire Filter surface through the purge gas outlet 10 allows.
  • Arrows also indicate the direction of rotation 13 of the filter element 1 around the purge gas outlet 10 (FIGS.
  • FIGS. 1 and 2 in each case e and f have front side in the rotationally symmetrical cylinder surface shaped filter element 1 opening Spülgasaustritte 10, which for effective cleaning the aforementioned cover 15, which prevents escape of the purge gas in the clean gas space and so forcibly guided in the direction of the raw gas chamber through the filter surface.
  • the filter element is cylindrical and is closed at one end with a cover 16.
  • FIGS. 1 and 2 show the basic movements and thus also represent embodiments in which the filter element and purge gas outlet are rotatably arranged, i. with oppositely or identically rotatable filter elements and / or Spülgasaustritten. In the case of a co-rotating movement, a different angular velocity between the filter element and Spülgasaustritt is mandatory for a relative movement.
  • Fig.l and 2 indicate vertical arrangements, while Fig.3a represents a horizontal design, by way of example and preferably, but not limiting to a design with fixed Spülgasaustritt 10 and this rotating Filterlement with inward gas flow in the filter mode (analogous to FIG Ic and d).
  • This embodiment is preferred because it has a collection area 12 has, which is arranged in a shaft 17 below the raw gas side surface 3 always opposite the purge gas and practically not flowed by the raw gas of the filter operation.
  • the purge gas is diverted laterally to the collection area in the raw gas space and mixes with the raw gas.
  • the filter loading falls gravity into the collection area in the shaft, wherein a resuspension of the filter load in the raw gas, transported by the purge gas is indeed reduced, but not avoided.
  • the purge gas outlet which is aligned with the filter surface on the raw gas chamber side and coupled to the purge gas outlet in relative motion and extension of action, according to the conception described in FIG. 3 b, can in principle be attached to all in FIG Adapt to 3 shown horizontally and vertically aligned Ausure ⁇ ments.
  • 3c shows a horizontal embodiment in which the end cover has been replaced by a collecting device for the cleaned filter load in the form of a blind volume 27, which is not flowed through by the raw and clean gas.
  • This reactive volume is stationary and does not follow the rotational movement 13 of the filter element 1.
  • the abradable particle filter as a diesel particulate filter 19 (very simplified sectional view with arrangement of the filter element 1, visible purge gas line 9 and collecting area 12) in an exhaust system of a vehicle again, for example, a commercial vehicle 20 (eg tractor, tractor, tractor , Wheel loader).
  • the diesel particulate filter is preferably in the relatively cold end region of the exhaust system (directly on the exhaust pipe 21), wherein an arrangement without a casing by body parts or a housing additionally allows improved heat dissipation.
  • This arrangement can be implemented without conceptual changes e.g. also on semi-trailers, trucks, forklifts, construction machinery such as bulldozers, excavators, military vehicles such as tanks or wheeled vehicles, ships and soot-emitting locomotives and other rail vehicles of any kind transmitted.
  • a diesel particulate filter on the subfloor preferably immediately after exit of the elbow or the elbow and before the first muffler , arrange in the region of the end pot or, in the case of a connection of the relative movement to the crankshaft or to the gearbox, arrange it directly on the engine drive unit.
  • An arrangement in the hot raw gas range also favors a combustion of the cleaned filter occupancy due to the higher temperature level 5 shows the horizontal cross section of a filter element 1 with gas-permeable inner lateral surface 23 and an optional, the guide for the filter surface 24 serving outer surface 25 again.
  • the perspective corresponds to the cross section from Fig.l and 2 each a, c, e.
  • the height of all folds in the fold pack of the filter element are uniformly large in this embodiment.
  • the end faces of the filter elements are preferably bonded flow-inhibiting with annular end elements, which span in their dimensions, the surface between the inner circumferential surface 23 and the outer lateral surface 25.
  • the terms of the folds, fold heights and fold packs comprise not only folded or corrugated (eg, a reinforcement bent or tensioned) filter surfaces, but also folded unfolded individual filter elements with or without additional connecting elements such as guide strips.
  • FIGS. 6 a to c show embodiments of the filter element with different fold heights.
  • the filter elements 1 shown here are also periodically folded or made of e.g. unkinked single filter surfaces composite circumferential filter surfaces with alternating inside and outside fold backs.
  • the fold backs extend both to an inner circumferential surface 23 and on an outer circumferential surface 25 of the filter element and in the case of the embodiments according to FIG. 6a to c also on at least one intermediate intermediate surface 26 arranged therebetween.
  • At least the inner fold backs of the filter element 24 have a reinforcement, which hinder or avoid dodging of the fold pack.
  • a reinforcement is preferably the aforementioned inner gas-permeable inner lateral surface 23 (eg sheet metal with openings) as a separate component impregnation of the pleat back with a polymer, a strained wire or strips in or out of the folding.
  • the reinforcements which are arranged on the inner circumferential surface, as Gleitdichtungs- rail formed or the inner circumferential surface with a metal sheet
  • Reinforcements on an intermediate surface 26 preferably each comprise a rod-shaped object inserted in the pleat backs, e.g. a tensioned wire or alternatively an impregnation with a polymer.
  • the outer lateral surface is optionally in the case of a flow during the filter operation from outside to inside by another separate filter surface with a larger mesh size as the filter surfaces, i. functionally formed as a pre-separator (e.g., perforated plate).
  • a pre-separator e.g., perforated plate.
  • the inner circumferential surface can be designed as a pre-separator in the reverse flow direction
  • the outer pleated backs can also be fixed or hardened in another way for additional filter stability, for example by the aforementioned reinforcements.
  • FIG. 6a and b each show an embodiment in which extend on an intermediate surface 26 only inner fold backs.
  • the W-fold shown in its basic form in Figure 6a the annular volume between the inner and outer surface area is better utilized, since the folding of additional filter surface on a given annular surface is made possible.
  • the fold height between the two aforementioned lateral surfaces can be substantially increased. Both measures allow up to 60- 80% enlarged filter surface of the filter element 24.
  • the folds preferably all have the same pleat spacing on the outer circumferential surface. There are no more narrowed wrinkles. The filtered dust is thus much more effective removable.
  • an inwardly directed W-fold also allows an optimization of the flow.
  • not only much larger and yet completely accessible filter surfaces can be accommodated in a filter element, but also realize a certain pressure loss and a certain flow rate and thus a more uniform loading of the filter surfaces over the entire filter surface.
  • the distances of the pleat backs on the inner circumferential surface 23 and outer lateral surface 25 are equal, as well for a better Filteranströmung the spaces between the filter surfaces in the fold pack, the pleat back again preferably not sharp-edged kinked but to achieve a minimum distance between the filter surfaces in a certain radius are bent equal to half the minimum distance.
  • 6c also shows a further embodiment of a cleanable filter element, wherein on a second intermediate surface 26 only outer fold backs extend.
  • a second intermediate surface 26 only outer fold backs extend.
  • only two out of three outwardly oriented pleat ridges periodically end on the outer lateral surface 25.
  • the illustrated intermediate surfaces 26 and the outer and inner lateral surfaces 23 and 25 are rotationally symmetric concentric with each other, i. they extend like the filter element 1 around a common line of symmetry 14.

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Abstract

Abreinigbarer Partikelfilter für mit Feststoffpartikeln beladene Gase. Die Aufgabe liegt darin, einen abreinigbaren Partikelfilter mit kontunierlicher Abreinigung vorzuschlagen, der insbesondere sich im laufenden Abreinigungsbetrieb durch einen gleich bleibenden Strömungswiderstand auszeichnet. Die Aufgabe wird durch einen Partikelfilter, umfassend ein Filterelement (1) mit einer Filterfläche sowie konzentrischen Mantelflächen (2, 3), die sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie (14) erstrecken und eine gasdurchlässige Barriere zwischen Reingasraum (4) und einem Rohgasraum (5) bilden sowie eine Spülgasleitung (9) mit einem Spülgasaustritt (10) für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom (11) vorn der Reingasraumseite in Richtung des Rohgasraums, wobei der Spülgasstrom eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist und dabei zwischen 0,01 und 25% der Filterfläche erfasst gelöst, wobei der Spülgasaustritt (10) und die Filterfläche mit einer Relativbewegung um die Symmetrielinie (14) relativ zueinander drehbar angeordnet sind und die Relativbewegung ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt ermöglicht.

Description

Abreinigbarer Partikelfilter
Die Erfindung betrifft einen abreinigbaren Partikelfilter gemäß des ersten Patentanspruchs sowie Ruß- und Dieselrussfilter gemäß der Patentansprüche 27 bzw. 28.
Der Partikelfilter dient der Filtration von festen Partikelfraktionen aus Gasen wie z.B. Rauchgasen, insbesondere von Russpartikeln aus Verbrennungsprozessen, vorzugsweise aus mobilen Dieselmotoren und - aggregaten. Als Gase werden im Rahmen dieser Erfindung insbesondere trockene Fluide genannt, d.h. sowohl das Gas wie auch der darin suspendierte Partikelanteil sind trockene Gase bzw. Feststoffe. Sie weisen keine flüssigen Anteile und unterscheiden sich damit von Aerosolen, Nebeln oder Dämpfen.
Für die Abtrennung von festen Schwebstoffen aus Gasen ist eine Vielzahl von Schwebstofffiltern bekannt.
Beispielsweise wird in der DE 100 25 141 C2 ein Filterelement beschrieben, welches dichtend in ein Filtergehäuse einsetzbar ist. Das Filterelement umfasst eine gasdurchlässige Filterfläche in der Form eines Faltenpacks als Trennung zwischen einer Rohgasseite und einer Reingasseite. Erwähnt werden verschiedene Ausführungsformen, unter anderem auch röhr- und zylinderförmige Geometrien des Filterelements.
Partikelfraktionen scheiden sich üblicherweise auf einem Filterelement ab, was mit zunehmender Filtrationszeit zu einem allmählichen Zusetzen der Filterelemente mit einem sog. Filterkuchen, d.h. einer Schicht verdichteter, oftmals auch aneinander klebender Partikelfraktionen führt.
Eine Abreinigung von Schwebstofffiltern erfolgt bevorzugt durch kurzzeitige Druckgasimpulse, sog. Jet-Pulse mit sauberem Spülgas durch die Filterflächen in Gegenrichtung, d.h. im Gegenstrom von der Reinraumseite her. Die Eingabe der erforderlichen Druckstöße erfolgt reingasseitig bevorzugt mit einem Spülgas über Düsensysteme. Dies be- wirkt ein flächiges Ablösen des rohgasseitig an der Filterfläche anhaftenden Filterbelags.
Beispielhaft offenbart die DE 199 17 168 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abreinigen von Kassettenfiltern durch Rückspülung der gefalteten Filterfläche. Das Spülgas wird hierzu seitlich in einen Zwischenraum zwischen der Filterfläche und einer zweiten reingassei- tig die Filterfläche überdeckende und als strömungsdynamischen Schalter konzipierte Fläche eingeblasen. Dies erfolgt vorzugsweise Spülgasdruckimpulsen, wobei die genannte Fläche als strömungsdynamischer Schalter gestaltet bei Druckstößen während einer Abreinigung einen deutlich erhöhten Strömungswiderstand aufweist als bei einer Gasdurchströmung im laufenden Filterbetrieb. Dabei wird zur Reduzierung des für eine Abreinigung erforderlichen Spülgasstroms ein Spülluftverteiler vorgesehen, der ein selektives Abreinigen bestimmter Filterflächenbereiche ermöglicht und während des Filtrationsvorganges, d.h. des Filterbetriebs geschlossen, d.h. deaktiviert ist.
Auch sind Filtersysteme für mit Stäuben beladene Gase wie z.B. Absaugungen, Staubsauger, ümluftfilter, Abgasfilter wie Dieselrussfilter bekannt, die oftmals nicht für einen Dauerbetrieb konzipiert sind oder sich nur über längere Zeiträume zusetzen. Anstelle der Abreinigung erfolgt üblicherweise ein Austausch der Filterflächen oder ganzen Filtersystemen (z.B. Staubsaugerbeutel) oder ein thermischer oder chemischer Abbau der Filterbeladung (z.B. Dieselrussfilter) .
Beispielsweise offenbart die DE 103 00 718 Al eine elektrische Heizungseinrichtung für die Abreinigung eines Dieselrußfilters durch Rußausbrennen .
Außerdem wird in der DE 101 30 338 Al ein Dieselrußfilter mit einem offenporigen Körper als Partikelfilter offenbart, bei dem ein feindispers verteilter Katalysator die Oxidation von Rußpartikeln mit dem Restsauerstoff der Abgase kontinuierlich fördert und damit einem vorzeitigen Zusetzen des Filters entgegenwirkt. Beispielhaft in der EP 1 160 435 Bl wird zudem zur Regeneration eines
Partikelfilters eines Dieselfahrzeugs eine Zugabe von Brennstoffadditiven zu einem Dieselkraftstoff vorgeschlagen, die sich auf einen Partikelfilter niederschlagen, um die Verbrennungstemperatur der von diesem aufgefangenen Partikel zu erniedrigen.
Alle genannten Vorrichtungen und Verfahren zum Abreinigen von Partikelfilter arbeiten diskontinuierlich. Vor allem ändern sich zwischen den Abreinigungsintervallen die Filterbelegung und damit der Druckverlust und der Strömungswiderstand durch den Partikelfilter. Gerade aber bei Verbrennungsmotoren bewirken erhöhte oder sich ändernde Durchströmungswiderstände im Abgassystem eine Leistungsreduzierung bzw. sich ständig ändernde Verbrennungsbedingungen und damit eine Erfordernis einer ständigen Anpassung der Motorsteuerung an sich ändernde Rahmenbedingungen. Sich ständig ändernde Verbrennungsbedingungen erhöhen wie auch ein erhöhter Gegendruck bei Verbrennungsmaschinen grundsätzlich auch den Schadstoffausstoß, was wiederum eine laufende Anpassung im Abreinigungssystem erfordert.
Davon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, einen ab- reinigbaren Partikelfilter mit kontunierlicher Abreinigung vorzuschlagen, der insbesondere sich im laufenden Abreinigungsbetrieb durch einen gleich bleibenden Strömungswiderstand auszeichnet. Ferner soll der Partikelfilter sich durch eine kompakte Bauform und ein grundsätzlich geringes absolutes Druckverlustniveau auszeichnen. Auch soll eine Filterabreinigung ohne eine Unterbrechung des Saugvorgangs erfolgen.
Der abreinigbare Partikelfilter soll sich insbesondere für einen Einsatz als Dieselrußfilter für Verbrennungsmotoren insbesondere für mobile Dieselmotoren wie in Lokomotiven, Schiffen, Baufahrzeugen, Straßenfahrzeuge (LKW und PKW) oder Stromgeneratoren eigenen.
Die Aufgabe wird mit einem abreinigbaren Partikelfilter mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung wieder. - A -
Die Aufgabe wird durch einen abreinigbaren Partikelfilter für mit
Feststoffpartikeln wie Feinstaub oder Dieselruß beladene Gase gelöst, bei dem das Gas durch einen Schwebstofffilter, d.h. ein Filterfläche eines Filterelements geleitet wird. Die Filterflächen des Filterelements dienen als gasdurchlässige Barriere zwischen einem Reingasraum und einem Rohgasraum. Vorzugsweise ist das Filterelement dichtend in ein Filtergehäuse mit jeweils roh- und reingasraumseitige Gasanschlüsse. Es liegt im Rahmen der Erfindung, das System mehrstufig, z.B. mit zwei Filterstufen, zusätzlich mit einen vor der vorgenannten Filterfläche vorgeschalteten Grobfilter (Vorabscheider) vorzusehen. Das Filterelement mit der Filterfläche erstreckt sich mit seinen Mantelflächen rotationssymmetrisch um eine Symmetrieachse. Vorzugsweise umspannen das Filterelement oder das Filterflächen oder die Mantelflächen (und die ggf. dazwischen angeordneten Zwischenflächen) des Filterelements ein Rotationsvolumen, vorzugsweise zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Natur. Bei einer alternative Ausführung ist das Filterelement scheibenförmig, wobei die Mantelflächen und ggf. vorhandene Zwischenflächen orthogonal zur Symmetrieachse eben sind.
Ferner ist eine Spülgasleitung im Reingasraum mit einem Spülgasaustritt für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom vorgesehen, wobei der Spülgasstrom eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist und dabei vorzugsweise maximal 25% , weiter bevorzugt maximal 15%, weiter bevorzugt maximal 10% sowie minimal vorzugsweise 0,01%, weiter bevorzugt minimal 1%, weiter bevorzugt minimal 5% der Filterfläche erfasst. Wesentlich ist, dass der Spülgasaustritt und die Filterfläche mit einer Relativbewegung um die Symmetrieachse relativ zueinander drehbar angeordnet. Der Spülgasaustritt ist folglich konzentrisch zu der reingasseitigen Mantelfläche des Filterelements relativ drehbar angeordnet. Dabei ist entweder der Spülgasaustritt oder die Filterfläche allein oder sowohl der Spülgasaustritt als auch die Filterfläche um die Symmetrieachse (gegenläufig oder gleichläufig, gleichläufig mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit) drehbar konzipiert. Diese Relativbewegung zwischen Spülgasaustritt und Filterfläche ermöglicht in vorteilhafter Weise ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt. Erfolgt die Relativbewegung kontinuierlich, vorzugsweise mit konstanter Relativwinkelgeschwindigkeit, wird die gesamte Filterfläche kontinuierlich durch den Spülgasaustritt überfahren, wobei jeder Filterbereich vorzugsweise in zeitlichen Abständen durch den Spülgasstrom in Gegenstromrichtung durchdrungen wird und abgreinigt wird.
Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, wenn der Spülgasstrom nach dem Durchtritt durch die Filterfläche mit dem abgelösten Filterbelag nicht mehr mit dem noch abzureinigendem Rohgasstrom in Verbindung kommt, sich mit diesem zumindest partiell vermischt und im Filterbetrieb sich erneut auf den Filterflächen absetzt. Vorzugsweise umfasst der abreinigbare Partikelfilter einen rohgasraumseitig auf die Filterfläche ausgerichteten Spülgasauslass, wobei Spülgasaustritt und Spülgasauslass einen gleichen Flächenanteil der Filterfläche überspannen und nicht relativ zueinander bewegbar sind. Spülgasauslass und Spülgasaustritt sind vorzugsweise gekoppelt und werden gemeinsam relativ zum Filterelement bewegt.
Eine Ausführung des Spülgasauslasses wird durch eine passive Auffangvorrichtung für die von den Filterflächen entfernte Partikelbeladung gebildet. Sie weist vorzugsweise keine aktiven Betriebsmittel wie eine Absaugung auf. Die Partikelbeladung wird durch die Schwerkraft betrieben oder durch den Spülgasstrom getragen direkt in einen Auffangbehälter, z.B. einen Filtersack geleitet, in dem die Filterbeladung von dem Spülgas getrennt wird. Während die Filterbeladung im Auffangbehälter gesammelt wird, erfolgt eine Weiterleitung des Spülgases mit ggf. vorhandenen Restanteilen der Filterbeladung z.B. in das noch ab- zureinigende Rohgas. Vorzugsweise wird im Rahmen dieser Ausführungsform der Spülgasauslass und der Spülgasaustritt fest an einem sich um die Symmetrielinie drehenden Filterelement angeordnet, wobei der Spülgasauslass bevorzugt unterhalb des Filterelements angeordnet von oben die abgereinigte Filterbeladung aufnimmt.
Eine alternative Ausführung des Spülgasauslasses umfasst eine aktive Auffangvorrichtung für die von den Filterflächen entfernte Partikelbeladung, wobei das aktive Element durch eine Unterdruck-Spülgas- absaugung gebildet wird. Der Spülgasauslass entspricht damit einer auf die Filterfläche gerichteten Saugvorrichtung (Partikelssauger), die die Filterbelegung mit dem Spülgasstrom ansaugt und in einen Auffangbehälter der vorgenannten Art weiterleitet. Die Spülgasabsaugung verbessert eine zuverlässige Ableitung der Filterbeladung mit dem Spülgas in jeder Ausrichtung des Spülgasauslasses und begünstigt dabei auch eine bewegliche wie z.B. eine relativ um das Filterelement bewegliche Anordnung. Andererseits sind aber zusätzliche Absaugmittel erforderlich, beispielsweise ein Gebläse oder ein Anschluss an ein Unterdruckreservoir (z.B. Kurbelwellenentlüftung eines Dieselmotors), die grundsätzlich z.B. eine Einleitung in das Rohgas erschweren.
Wesentlich an der Erfindung ist, dass die Filterfläche nicht bei einer Unterbrechung des Filterbetriebs abgereinigt wird, sondern segmentweise in einer festgelegten Abfolge zyklisch durch einen Spülgas- Gegenstrom, wobei über eine Spülgasleitung mit einem Spülgasaustritt, vorzugsweise einer Düse, ein Spülgas von der Reingasseite durch die Filterfläche geleitet wird. Dies bedeutet, dass die Flächeanteile der Filterfläche, die gerade nicht durch den vorzugsweise stetig umlaufenden Spülgasaustritt abgedeckt sind und im Gegenstrom abgereinigt werden, für den Filterbetrieb zur Verfügung stehen. Damit wird jeder Filterbereich während der Relativbewegung mit jedem Umlauf des Spülgasaustritts auf der Filterfläche mit jeder Umdrehung, d.h. in zyklisch wieder kehrenden Abfolge abgereinigt. Dies bewirkt auch, dass jeder der Filterbereiche grundsätzlich für ein alle Filterbereiche gleiches Zeitintervall zwischen zwei Abreinigungen für einen Filterbetrieb zur Verfügung steht.
Folglich weist der abreinigbare Partikelfilter in vorteilhafter Weise eine integral auf die gesamte Filterfläche gesehen eine konstante oder annähernd konstante Filterbelegungsverteilung auf. Der Filterwiderstand bleibt damit konstant oder annähernd konstant, was den abreinigbaren Partikelfilter für einen Einsatz als Abgasfilter, Rauchgasfilter, Rußfilter oder Dieselrußfilter besonders prädestiniert .
Außerdem bewirkt die vorgenannte kontinuierliche Abreinigung des Partikelfilters eine laufende Befreiung der Filterflächen von der Partikelbelegung in kurzen Abständen (Abreinigungsfrequenz) , d.h. Vorzugs- weise bei jeder Umdrehung im Rahmen der Relativbewegung zwischen Spülgasaustritt und Filterfläche. Bei einer Auslegung einer erforderlichen Filterfläche muss nicht mehr die größtmögliche auf den Filterflächen akkumulierbare Filterbelegung beachtet werden, sondern ein sich einstellender integraler Filterbelegungswert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die sich einstellende Filterbelegung und damit der Durchströmungswiderstand allein durch eine Änderung der Abreinigungsfrequenz, d.h. durch die Geschwindigkeit der vorgenannten Relativbewegung jederzeit beeinflussen lässt. Dies ist insbesondere bei sehr instationären Verbrennungsprozessen vorteilhaft, beispielsweise in Dieselfahrzeugen, bei dem die Abreinigungsgeschwindigkeit sich unmittelbar an einen sich laufend ändernden Betriebszustand anpassbar ist.
In einer bevorzugten Ausführung erstreckt sich über ein Filterbereich nicht nur reingasraumseitig ein Spülgasaustritt zur Einleitung eines Spülgasstroms, sondern in der gegenüberliegenden rohgasraumseitigen Seite des Filterbereich ein Spülgasauslass zum Ableiten des Spülgases mit der Filterbelegung. Vorzugsweise sind Spülgasaustritt und Spülgasauslass mechanisch gekoppelt und damit nicht zueinander relativ bewegbar, d.h. sie sind nur gemeinsam relativ zum Filterelement bewegbar und überspannen folglich den gleichen Flächenanteil der Filterfläche. Damit wird vorteilhaft die von der Filterfläche entfernte Partikelbelegung nicht in das Rohgas zurückgespült, sondern in den Spülgasaustritt abgesondert. Vorteilhafter Weise vermeidet man dadurch ein mögliches erneutes Einmischen in das abzureinigende Rohgas mit einem erneuten Abscheiden auf der Filterfläche.
Die Filterflächen des Filterelements sind plan (vorzugsweise mindestens eine der Mantelfläche bildend), gewellt oder gefaltet. Bevorzugt sind sie als Faltenpack mit einer vorzugsweise periodisch gefalteten oder zusammengesetzten umlaufenden Filterfläche gestaltet. Sie weisen abwechselnd reingasraumseitig und rohgasraumseitig liegende Faltenrücken auf, zwischen denen sich die roh- und reingasseitige Faltentaschen erstrecken. Die Faltungen an den Faltenrücken umfassen im Rahmen der Erfindung nicht nur Knickungen mit Innenknickradien z.B. kleiner 0,5 mm, sondern im Falle z.B. von schlecht knickbaren (da dickere) Filterflächen auch Biegungen mit Innenknickradien oberhalb 0,5 mm. Vorzugsweise weisen zumindest die reingasraumseitigen Faltenrücken eine Verstärkung in der Form eines stabförmigen Gegenstandes oder einer Versteifung z.B. durch Tränkung mit einem aushärtenden oder erstarrenden Material wie Epoxid-Harz oder einer Glas- oder Metallschmelze auf.
Zusammengesetzte Filterflächen sind bevorzugt dann vorzusehen, wenn die Filterflächen aus einem nicht oder nur mit Beschädigungen knickbaren Filterflächenmaterial, wie z.B. aus offenporige Keramiken, Kunststoffe oder Metalle und/oder mit größeren Materialstärken (größer ca. 1 mm) gefertigt sind, aus dem genannten Grund auch nicht knick- oder biegbar oder ein gewünschter Biegeradius mit dem Filterflächenmaterial nicht möglicht ist. In diesem Fall sind in den Faltenrücken Verstärkungen wie Stangen oder Leisten mit Aufnahmen eine bevorzugt form- oder stoffschlüssige Befestigung der Filterflächenstücke vorgesehen.
Die reingasraumseitigen Faltenrücken sind vorzugsweise in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet, umfassend jeweils einen Zwischenraum. Diese Zwischenräume zwischen den reingasraumseitigen Faltenrücken spannen reingasraumseitige Faltentaschen auf, die vorzugsweise ein und dieselbe geometrischen Abmessungen aufweisen. Dadurch wird im Falle einer gleich bleibenden Relativbewegung zwischen Filterfläche und Spülgasaustritt vorteilhaft jede dieser geometrisch gleichen reingasraumseitigen Faltentaschen in gleicher Abfolge (Geschwindigkeit, Zeitdauer, Wiederholungsfrequenz) einerseits mit dem Spülgasstrom durchströmt und abgereinigt, andererseits im Filterbetrieb eingesetzt .
Bevorzugt erstrecken sich die Faltenrücken sowohl auf einer reingasraumseitigen und einer rohgasraumseitigen Mantelfläche des Filterelements. In einer weiteren Ausführungsvariante erstrecken sie sich auch auf mindestens einer zwischen den Mantelflächen angeordneten und mit dieser konzentrisch umlaufenden Zwischenfläche. Im letztgenannten Fall liegt ein Faltenpack mit nicht konstant hohen Faltungen vor, wo- durch sich im Falle einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Filterelements (zylinderförmige, kegelstumpfförmige oder sonstige rotationssymmetrischen Mantelflächen) die Filterfläche in den außen liegenden Bereichen durch Zwischenfaltungen erhöhen lässt. Vorzugsweise erstrecken sich die Zwischenfaltungen, vorzugsweise nur rein- gasraumseitige Zwischenfaltungen auf Zwischenflächen zwischen den beiden Mantelflächen.
In einer weiteren bevorzugten Variante sind die Verstärkungen, die auf der reingasraumseitigen Mantelfläche angeordnet sind, als Gleit- dichtungsschiene ausgebildet, die vorzugsweise mit dem Spülgasaustritt eine Gleitdichtung bilden. Alternativ wird die reingasraumgas- seitige Mantelfläche durch ein Blech oder Platte mit Durchbrüchen gebildet, auf die der Spülgasautritt gleitend dichtend aufgesetzt ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich diese Gestaltung der Faltenrücken bzw. der Mantelflächen auch oder nur auf die Stirnflächen des Filterelements erstreckt. Dabei weisen nur die reingasraumseitigen Faltentaschen eine stirnseitige Öffnung auf, während die rohgas- raumseitigen Faltentaschen stirnflächenseitig verschlossen sind. In einer Ausführungsvariante erfolgt beim Abreinigen ausschließlich ein stirnflächenseitiges Einleiten des Spülgasstrom in die reingasraumseitigen Faltentaschen, wobei die vorgenannten Zwischenräume auf den Mantelflächen zur Vermeidung eines Einströmens von Spülgas in den Reingasraum abzudecken sind. Dies erfolgt z.B. mittels einer Abdeckung, die Synchron mit dem Spülgasaustritt und ggf. dem Spülgasaus- lass über das Filterelement bewegt wird und damit Spülgasaustritt und Abdeckung denselben Anteil Filterfläche überspannt.
Vorzugsweise ist die rohgasseitige Mantelfläche als eine weitere Filterfläche (Vorabscheider) gestaltet, die jedoch zwingend eine größere Maschenweite als die Filterfläche des Filterelements aufweist. Damit wird in besonders vorteilhafter Weise ein vorzeitiges Zusetzen der Filterfläche durch Vorabscheidung von Partikelfraktionen mit großen Abmessungen vermieden. Der Aufbau entspricht dann einem Filterelement mit zwei hintereinander geschalteten Filterflächen, wobei diese in vorteilhafter Weise mit demselben Spülgasstrom abreinigbar sind. Durch einen auf die äußere Mantelfläche wirkenden mechanischen Ab- streifer lassen sich die auf dem Vorabscheider Partikelfraktionen mit großen Abmessungen abstreifen und separat auffangen. Vorzugsweise ist der Abstreifer in seiner Relativbewegung zur Filterfläche mit dem Spülgasaustritt verbunden. Vorzugsweise liegt bei dieser Ausführungsform mit nicht ebenen Mantelflächen der Reingasraum innen und der Rohgasraum außen, wobei die rohgasraumseitige Mantelfläche nach außen weist und gegenüber der reingasseitigen inneren Mantelfläche flächenmäßig größer ist und damit einen größeren Vorabscheider bewirkt.
In einer bevorzugten Ausführung sind die Faltenrücken auf der rohgas- raumseitigen Mantelfläche in gleichen Abstand zueinander angeordnet. Eine mögliche Ausführungsform umfasst rohgasraumseitige Faltenrücken auf einer Zwischenebene zwischen den Mantelflächen. Dadurch lässt sich der Abstand zwischen den Faltenrücken auf den Mantelflächen aneinander anpassen oder damit die Mantelflächen in korrespondierende Filtersegmente unterteilen.
Die Antriebsmittel für die Relativbewegung umfassen im Rahmen der Erfindung separate Antriebsaggregate wie Elektromotoren oder Turboantriebe, Anbindungskomponenten an vorhandene Antriebe wie z.B. Kurbelwellen oder Turbolader von Motoren oder auch eine entsprechende Gestaltung des Partikelfilters. Die genannte Gestaltung setzt eine Anströmung des Rohgases und/oder des Spülgases durch Anströmung oder Umlenkung in die Relativbewegung um. Eine mögliche Ausführung umfasst eine Gasumlenkung als Antriebsmittel für eine Rotation des Filterelements, ggf- auch der um die Symmetrieachse, beispielsweise durch eine Gestaltung des achsensymmetrischen Filterelements mit einer Vielzahl von schräg zur Rohgas- und/oder Spülgasanströmung angestellten Anströmungsflachen. Im Rahmen dieser Ausführung ist auch eine Gestaltung als ein dem Filterelement und/oder dem Spülgasaustritt (ggf. auch mit dem Spülgasauslass und ggf. der Abdeckung) fest verbundener im Rohgas- oder Reingasstrom angeordneter separater Turbinenläufer oder Propeller möglich. Alternativ sind Antriebsmittel, die für die Relativbewegung oder für eine Rotation des Spülgasaustritts um die Symmetrieachse eine Orientierung des Spülgasstroms windschief zur Symmetrieachse umfassen. Gemein sind die um die Symmetrielinie jeweils für eine Rotation in eine Drehrichtung wirkenden Antriebsmit- tel, umfassend einen Kraftangriffswiderstand oder eine Umlenkung für eine Gasanströmung (Roh- oder Reingas) .
Das Spülgas wird zur Abreinigung mit Überdruck durch die Filterflächen geleitet. Zur Erzeugung des Überdrucks ist die Spülgasrohrleitung an einen Kompressor, Gebläse oder einen Druckbehälter für einen kontinuierlichen Spülgasstrom angeschlossen. Bei einem Einsatz in Fahrzeugen wird hierzu Druckluft aus vorhandenen Druckbehältern wie z.B. Bremsdruckbehälter bei LKW oder Lokomotiven entnommen. Eine Gleitdichtung am Spülgasaustritt, auf die Mantelfläche wirkend, reduziert ungewolltes Entweichen von Spülgas in den Reingasraum und damit die erforderliche Menge an bereitzustellenden Spülgas in vorteilhafter Weise.
Die Abreinigung ist durch geeignete Maßnahmen, wie z.B. durch eine auf die Filterfläche im Bereich des Spülgasaustritts einwirkende Ultraschalleinrichtung oder mechanische Impulseinrichtung. Dies erhöht die Effizienz der Abreinigung und reduziert damit auch die erforderliche Spülgasmenge vorteilhaft.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Russfilter, umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter gemäß der vorgenannten Ausführungen. In diesem Fall bestehen die abzureinigenden Partikel ganz oder zum überwiegenden Teil aus Russpartikel aus Verbrennungsprozessen oder sonstigen Prozessen mit Kohlenstoffhaltigen Emissionen.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Dieselrussfilter für Fahrzeuge oder sonstige Dieselaggregate (z.B. Stromaggregate, stationäre Antriebe) , umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter gemäß der vorgenannten Ausführungen. In diesem Fall ist die Spülgasrohrleitung vorzugsweise an ein Druckluftsystem oder an einen Turbolader des Fahrzeuges angeschlossen. Ebenso ist die Unterdruckabsaugung vorzugsweise fluidisch mit der Kurbelwellenentlüftung oder mit einem Zwischenpuffer auch der Tankentlüftung verbunden. Der Zwischenpuffer um- fasst z.B. eine zusätzliche Abscheidestufe für insbesondere Russpartikel, die zudem eine Abkühlung der Spülgase bewirkt. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft
Fig. Ia bis f je eine schematische Draufsicht und eine Seitenschnitt- ansicht von drei verschiedenen Ausführungsformen mit rotierenden Filterelementen und feststehenden Spülgasaustritten,
Fig.2a bis f je eine schematische Draufsicht und eine Seiten- schnittansicht von drei verschiedenen Ausführungsformen mit feststehenden Filterelementen und rotierenden Spülgasaustritten,
Fig.3a bis c je eine Seitenschnittansicht eines abreinigbaren Partikelfilters in horizontaler Bauform,
Fig.4a bis b mögliche Anordnung des abreingbaren Partikelfilters als Dieselrussfilter am Beispiel eines Nutzfahrzeugs,
Fig.5 ein Querschnitt eines Filterelements mit Faltenpack mit einheitlicher Faltenhöhe sowie
Fig.6a bis c die Querschnitte von Filterelementen mit Faltenpack mit variierenden Faltenhöhen.
Die in Fig.l und 2 jeweils a bis e dargestellten Ausführungsformen des abreinigbaren Partikelfilters für mit Feststoffpartikeln beladene Gase umfassen je ein Filterelement 1 mit konzentrischen reingasraum- seitige und rohgasraumseitige Mantelflächen 2, 3, die sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie 14 erstrecken. Mindestens eine umlaufende Filterfläche, die in allen Figuren symbolisch mit einer die Durchflussrichtung im Filterbetrieb angedeuteten Pfeilrichtung angegeben sind, sind auf oder zwischen den Mantelflächen angeordnet und bilden eine gasdurchlässige Barriere zwischen Reingasraum 4 und einem Rohgasraum 5 mit einer Rohgaszuführung 6 und einer Reingasableitung 7 in ein Filtergehäuse 8. Ferner umfassen die Vorrichtung jeweils eine Spülgasleitung 9 mit einem Spülgasaustritt 10 für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom 11 vorn der Reingasraumseite in Richtung des Rohgasraums 5, wobei der Spülgasstrom den Spülgasaustritt verlassend eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist. Ferner umfassen die Ausführungformen je einen Sammelbereich 12 für die mit dem Spülgas abgereinigten Partikelmengen im Rohgasraum 5. Der Spülgasaustritt 10 und die Filterfläche (reingasseitige Mantelfläche oder Stirnfläche) sind über eine Relativbewegung um die Symmetrieachse relativ zueinander drehbar angeordnet, wobei die Relativbewegung ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt 10 ermöglicht. Mit Pfeilen ist zudem die Drehrichtung 13 des Filterelements 1 um den Spülgasaustritt 10 (Fig. Ia bis e) oder der Spülgasleitung 9 und des Spülgasaustritts 10 um das Filterelement 1 (Fig.2a bis e) im Rahmen dieser Relativbewegung angegeben. Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 jeweils e und f weisen stirnseitig in das rotationssymmetrisch zylindermantelflächenförmig gestaltete Filterelement 1 ausmündende Spülgasaustritte 10 auf, was für eine effektive Abreinigung die vorgenannte Abdeckung 15 auf, der ein Entweichen des Spülgases in den Reingasraum verhindert und sie so in Richtung des Rohgasraums durch die Filterfläche zwangsgeführt. Das Filterelement ist zylinderförmig und ist an einem Ende mit einer Abschlussdeckel 16 verschlossen.
Fig.l und 2 geben die Grundbewegungen wieder und repräsentieren damit auch Ausführungen, bei denen Filterelement und Spülgasaustritt drehbar angeordnet sind, d.h. mit gegenläufig oder gleichläufig drehbaren Filterelementen und/oder Spülgasaustritten. Im Falle einer gleichläufigen Drehbewegung ist für eine Relativbewegung eine unterschiedliche Winkelgeschwindigkeit zwischen Filterelement und Spülgasaustritt zwingend erforderlich.
Fig.l und 2 zeigen vertikale Anordnungen an, während Fig.3a eine horizontale Bauform repräsentiert, beispielhaft und bevorzugt, aber grundsätzlich nicht einschränkend auf eine Ausführung mit feststehendem Spülgasaustritt 10 und um diesen rotierenden Filterlement mit nach innen gerichteter Gasströmung im Filterbetrieb (analog zu Fig. Ic und d) . Diese Ausführung ist bevorzugt, da sie einen Sammelbereich 12 aufweist, der in einen Schacht 17 unterhalb des rohgasseitigen Mantelfläche 3 stets gegenüber dem Spülgasaustritt angeordnet ist und vom Rohgas des Filterbetriebs praktisch nicht angeströmt wird. Das Spülgas wird seitlich an den Sammelbereich in den Rohgasraum umgeleitet und vermischt sich mit dem Rohgas. Die Filterbeladung fällt schwerkraftbetrieben in den Sammelbereich in den Schacht, wobei einen Resuspendierung der Filterbeladung in das Rohgas, transportiert durch das Spülgas zwar reduziert wird, aber nicht vermieden wird.
Bei einer vertikalen Anordnung des Filterelements kommt es bei einer Abreinigung im unteren Bereich zwangsläufig zu einer gravimetrischen Anreicherung der abgelösten Filterbelegung. Durch eine abweichende, bevorzugt erweiternden Gestaltung der Strömungswege gerade in diesem Bereich z.B. durch eine nach unten hin zusammenlaufende kegelstumpf- förmige Gestaltung der Zwischenflächen für äußere Faltenrücken lassen sich eine bevorzugte Wiederabscheidung der abgelösten Filterbelegung auf den frisch gereinigten Filterflächen beeinflussen und bevorzugt auch vermeiden.
Wesentlich effektiver, aber auch aufwendiger ist dagegen die letztgenannte Ausführungsform gem. Fig.3a, wenn der vorgenannte Schacht 17 bis zu der rohgasraumseitigen Mantelfläche 3 reicht und durch diese zum Rohgasraum 5 hin vorzugsweise mit einer Gleitdichtung dichtend abgeschlossen ist. Das Spülgas und mit diesem ggf. ein Filterbeladungsrest kann dann jedoch nicht mehr seitlich in den Rohgasraum ausweichen, sondern muss dann separat abgeführt oder z.B. durch eine Spülgasabsaugung 22 abgesaugt werden (vgl. Fig.3b) . Die Schachtöffnung zur rohgasraumseitigen Mantelfläche 3 bildet dann einen Spülga- sauslass 18, wobei Spülgasaustritt 10 und Spülgasauslass 18 einen gleichen Flächenanteil der Filterfläche überspannen und nicht relativ zueinander bewegbar sind.
Der rohgasraumseitig auf die Filterfläche ausgerichteten und in Relativbewegung und Wirkungserstreckung an den Spülgasaustritt gekoppelten den Spülgasauslass gemäß der in Fig.3b beschriebenen Konzeption lässt sich im Rahmen der Erfindung in grundsätzlich an alle in Fig.l bis 3 dargestellten horizontal und vertikal ausgerichteten Ausfüh¬ rungsformen adaptieren.
Fig.3c gibt eine horizontale Ausführung wieder, bei dem der stirnseitige Abschlussdeckel durch eine Auffangvorrichtung für die abgereinigte Filterbeladung in Form eines Blindvolumens 27, der von dem Roh- und Reingas nicht durchströmt wird, ersetzt wurde. Dieses Blindvolumen ist ortsfest und folgt nicht der Drehbewegung 13 des Filterelements 1.
Fig.4a und b geben mögliche Anordnung des abreingbaren Partikelfilters als Dieselrussfilter 19 (sehr vereinfachte Schnittdarstellung mit Anordnung des Filterelements 1, sichtbarer Spülgasleitung 9 und Sammelbereich 12) in einer Abgasanlage eines Fahrzeugs wieder, beispielhaft für ein Nutzfahrzeug 20 (z.B. Zugmaschine, Schlepper, Traktor, Radlader) . Der Dieselrussfilter befindet sich vorzugsweise im relativ kalten Endbereich der Abgasanlage (direkt am Auspuffrohr 21) , wobei eine Anordnung ohne eine Verschalung durch Karosserieteile oder ein Gehäuse zusätzlich eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht. Diese Anordnung lässt sich ohne konzeptionelle Änderungen z.B. auch auf Sattelschlepper, LKW, Gabelstapler, Baumaschinen wie Planierraupen, Bagger, Militärfahrzeuge wie Panzer oder Radfahrzeuge, Schiffe und rußemittierende Lokomotiven und sonstige Schienenfahrzeuge jeglicher Art übertragen.
Bei PKW, LKW oder Bussen oder andere Fahrzeugen oder Rußquellen sonstiger Art, bei dem eine in Fig.4a und b dargestellte offene Anordnung unerwünscht ist, lässt sich ein Dieselrussfilter am Unterboden, vorzugsweise unmittelbar nach Austritt des Hosenrohrs oder des Krümmers und vor dem ersten Schalldämpfer, im Bereich des Endtopfes anordnen oder, im Falle einer Anbindung der Relativbewegung an die Kurbelwelle oder am Getriebe direkt an der Motor-Gebtriebeeinheit anordnen. Eine Anordnung im heißen Rohgasbereich begünstigt zudem aufgrund des höheren Temperaturniveaus grundsätzlich eine Verbrennung der abgereinigten Filterbelegung Fig.5 gibt den horizontalen Querschnitt eines Filterelements 1 mit gasdurchlässiger innerer Mantelfläche 23 sowie einer optionalen, der Führung für die Filterfläche 24 dienenden äußeren Mantelfläche 25 wieder. Die Perspektive entspricht dem Querschnitt aus Fig.l und 2 jeweils a, c, e. Die Höhe aller Faltungen im Faltenpack des Filterelements sind bei dieser Ausführungsform einheitlich groß. Die Stirnflächen der Filterelemente sind vorzugsweise mit ringförmigen Abschlusselementen strömungshemmend verklebt, die sich in ihren Abmessungen die Fläche zwischen inneren Mantelfläche 23 und äußeren Mantelfläche 25 überspannen. Die Begriffe der Faltungen, Faltenhöhen und Faltenpacks umfassen im Rahmen der Erfindung nicht nur gefaltete oder gewellt gebogene (z.B. um eine Verstärkung gebogen oder gespannte) Filterflächen, sondern auch aus ungefalteten Einzelfilterelementen mit oder ohne zusätzlichen Verbindungselemente wie Führungsleisten zusammengesetzte Faltenpacks.
Fig.6a bis c zeigen dagegen Ausführungsformen des Filterlements mit unterschiedlichen Faltenhöhen. Wie bei der in Fig.5 gezeigten Ausführungsform weisen aber auch die hier dargestellten Filterelemente 1 periodisch gefaltete oder aus z.B. ungeknickten Einzelfilterflächen zusammengesetzte umlaufenden Filterflächen mit abwechselnd innen und außen liegenden Faltenrücken. Dabei erstrecken sich die Faltenrücken sowohl auf eine innere Mantelfläche 23 als auch auf einer äußeren Mantelfläche 25 des Filterelements sowie im Falle der Ausführungsformen gem. Fig.6a bis c auch auf mindestens einer dazwischen angeordneten umlaufenden Zwischenfläche 26.
Zumindest die innen liegenden Faltenrücken des Filterelements 24 weisen eine Verstärkung auf, die ein Ausweichen des Faltenpacks behindern oder vermeiden. Als Verstärkung dient vorzugsweise die vorgenannte innere gasdurchlässige innere Mantelfläche 23 (z.B. Blech mit Durchbrüchen) als separates Bauteil eine Tränkung der Faltenrücken mit einem Polymer, ein gespannter Draht oder Leisten in oder außerhalb verbunden mit der Faltung. Vorzugsweise sind die Verstärkungen, die auf der inneren Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungs- schiene ausgebildet oder die innere Mantelfläche durch ein Blech mit
Durchbrüchen gebildet wird. Verstärkungen auf einer Zwischenfläche 26 umfassen vorzugsweise je eine in die Faltenrücken eingelegten stab- förmigen Gegenstand wie z.B. einen gespannten Draht oder alternativ eine Tränkung mit einem Polymer.
Die äußere Mantelfläche wird im Falle einer Durchströmung während des Filterbetriebs von Außen nach Innen optional durch eine weitere separate Filterfläche mit einer größeren Maschenweite wie die Filterflächen, d.h. funktionell als Vorabscheider gebildet (z.B. Lochblech) . Damit wird nicht nur eine weitere Vorabscheidung erzielt, sondern in vorteilhafte Weise eine zusätzliche Abstützung des Faltenpacks von außen und damit eine Entlastung der vorgenannten Verstärkungen. In äquivalenter Weise lässt sich bei umgekehrter Durchströmungsrichtung auch die innere Mantelfläche als Vorabscheider konzipieren
Alternativ zu der vorgenannten äußeren Mantelfläche als separate Filterfläche sind die äußeren Faltenrücken für eine zusätzliche Filterstabilität auch auf andere Weise fixier- oder verfestigbar, beispielsweise durch die vorgenannten Verstärkungen.
Fig.6a und b zeigen jeweils eine Ausführungsform, bei denen sich auf einer Zwischenfläche 26 nur innen liegende Faltenrücken erstrecken. Durch die in seiner Grundform in Fig.6a dargestellte W-Faltung wird das Kreisringvolumen zwischen innerer und äußerer Mantelfläche besser ausgenutzt, da die Einfaltung von zusätzlicher Filterfläche auf einer gegebenen Kreisringfläche ermöglicht wird. Gleichzeitig kann die Faltenhöhe zwischen den beiden genannten Mantelflächen wesentlich vergrößert werden. Beide Maßnahmen ermöglichen eine um bis zu 60 - 80% vergrößerte Filterfläche des Filterelements 24. Die Falten weisen vorzugsweise alle den gleichen Faltenabstand auf der äußeren Mantelfläche auf. Es treten keine verengten Falten mehr auf. Der anfiltrierte Staub ist damit wesentlich effektiver entfernbar.
Das Einbringen einer nach innen gerichteten W-Faltung (vgl. Fig.6a und b) ermöglicht auch eine Optimierung der Anströmung. Auf diese Weise lassen sich nicht nur wesentlich größere und dabei trotzdem vollständig zugängliche Filterflächen in einem Filterelement unterbringen, sondern auch über die gesamte Filterfläche ein bestimmter Druckverlust sowie eine bestimmte Durchströmungsgeschwindigkeit und damit eine gleichmäßigere Beladung der Filterflächen realisieren. Vorzugweise sind die Abstände der Faltenrücken an der inneren Mantelfläche 23 und äußeren Mantelfläche 25 gleich, ebenso für eine bessere Filteranströmung die Zwischenräume zwischen den Filterflächen im Faltenpack, wobei die Faltenrücken wiederum vorzugsweise nicht scharfkantig geknickt sondern zur Erzielung eines Mindestabstands zwischen den Filterflächen in einem bestimmten Radius gleich dem halben Mindestabstand gebogen sind.
Fig.6c zeigt zudem eine weitere Ausführungsform eines abreinigbaren Filterelements, wobei sich auf einer zweiten Zwischenfläche 26 nur außen liegende Faltenrücken erstrecken. In der dargestellten Variante enden beispielsweise nur zwei von drei nach außen hin orientierten Faltenrücken periodisch an der äußeren Mantelfläche 25. Durch eine derartige Gestaltung ist auch der Staugausweg der bei einer Abreini- gung abgelösten Filterbelegung optimierbar, z.B. durch eine gezielte Strömungswegerweiterung als Expansionsdüse oder einer zusätzlichen Verwirbelungskammer, wodurch ein erneutes Zusetzen der abgereinigten Filterbereiche des jeweiligen Segmentes erschwert wird.
Grundsätzlich sind die dargestellten Zwischenflächen 26 sowie die äußere und die innere Mantelflächen 23 bzw. 25 rotationssymmetrisch konzentrisch zueinander, d.h. sie erstrecken sich wie der Filterelement 1 um eine gemeinsame Symmetrielinie 14.
Weitere Ausführungsformen umfassen anstelle einer bevorzugten zylindrischen Gestaltung aller genannten Mantelflächen und Zwischenflächen mindestens eine dieser Flächen, die nicht zylindrisch, sondern bevorzugt kegelstumpfförmig gestaltet ist, wobei die Querschnitte grundsätzlich denen der in Fig.5 und 6 dargestellten gleichen und die vorgenannte konzentrische Anordnung dieser Flächen zueinander beibehalten wird. Bezugszeichnliste :
1 Filterelement
2 reingasraumseitige Mantelfläche
3 rohgasraumseitige Mantelfläche
4 Reingasraum
5 Rohgasraum
6 Rohgas Zuführung
7 Reingasableitung
8 Filtergehäuse
9 Spülgasleitung
10 Spülgasaustritt
11 Spülgasstrom
12 Sammelbereich
13 Drehrichtung
14 Symmetrielinie
15 Abdeckung
16 Abschlussdeckel
17 Schacht
18 SpülgasausIass
19 Dieselrußfilter
20 Nutzfahrzeug
21 Auspuffrohr
22 Spülgasabsaugung
23 innere Mantelfläche
24 Filterfläche
25 äußere Mantelfläche
26 Zwischenfläche
27 Blindvolumen

Claims

Patentansprüche :
1. Abreinigbarer Partikelfilter für mit Feststoffpartikeln beladene Gase, umfassend a) ein Filterelement (1) mit einer Filterfläche sowie konzentrischen Mantelflächen (2, 3), die sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie (14) erstrecken und eine gasdurchlässige Barriere zwischen Reingasraum (4) und einem Rohgasraum (5) bilden sowie b) eine Spülgasleitung (9) mit einem Spülgasaustritt (10) für einen kontinuierlichen oder gepulsten Spülgasstrom (11) vorn der Reingasraumseite in Richtung des Rohgasraums, wobei der Spülgasstrom eine Orientierung in Richtung der Filterfläche aufweist und dabei zwischen 0,01 und 25% der Filterfläche erfasst wobei c) der Spülgasaustritt (10) und die Filterfläche mit einer Relativbewegung um die Symmetrielinie (14) relativ zueinander drehbar angeordnet sind und d) die Relativbewegung ein Abfahren der gesamten Filterfläche durch den Spülgasaustritt ermöglicht.
2. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 1, umfassend einen rohgasraumseitig auf die Filterfläche ausgerichteten Spülgasaus- lass (18) , wobei Spülgasaustritt (10) und Spülgasauslass einen gleichen Flächenanteil der Filterfläche überspannen und nicht relativ zueinander bewegbar sind.
3. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filterfläche als Faltenpack mit einer periodisch gefalteten oder zusammengesetzten umlaufenden Filterfläche mit abwechselnd rein- gasraumseitig und rohgasraumseitig liegenden Faltenrücken und dazwischen angeordneten roh- und reingasseitige Faltentaschen ausgestaltet ist.
4. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 3, wobei das Faltenpack eine Anzahl von reingasraumseitige Faltenrücken aufweist, die in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
5. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Faltenrücken sich sowohl auf einer reingasraumseitigen und einer rohgasraumseitigen Mantelfläche des Filterelements als auch auf mindestens einer dazwischen angeordneten umlaufenden Zwischenfläche erstrecken.
6. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 5, wobei mindestens die reingasraumseitigen Faltenrücken je eine Verstärkung aufweisen.
7. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 6, wobei die Verstärkungen, die auf der reingasraumseitigen Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungsschiene ausgebildet sind oder die rein- gasraumgasseitige Mantelfläche durch ein Blech oder Platte mit Durchbrüchen gebildet wird.
8. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Verstärkungen, die auf der Zwischenfläche angeordnet sind, je eine in die Faltenrücken eingelegten stabförmigen Gegenstand umfassen.
9. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 8, wobei die rohgasraumseitige Mantelfläche durch eine weitere Filterfläche gebildet wird.
10. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 9, wobei sich auf einer Zwischenfläche nur reingasraumseitige Faltenrücken erstrecken.
11. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Faltenrücken auf der rohgasraumseitigen Mantelfläche in gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
12. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche vorgenannten Ansprüche 6 bis 11, wobei sich auf einer zweiten Zwischenfläche nur rohgasraumseitige liegende Faltenrücken erstrecken.
13. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 12, wobei die Zwischenflächen sowie die rohgasraumseitige und reingasraumseitige Mantelflächen sich rotationssymmetrisch konzentrisch um die Symmetrielinie erstrecken.
14. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 13, wobei die rohgasraumseitige Mantelfläche durch einen Vorabscheider gebildet wird.
15. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 14, umfassend mindestens einen auf den Vorabscheider wirkenden Abstreifer.
16. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 15, wobei der Spülgasaustritt von einer Randseite des Faltenpacks in mindestens eine reingasseitige Faltetasche ausmündet und eine Abdeckung umfasst, die Faltentasche zum Reingasraum hin abschließt .
17. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Filterelement eine zylindrische, kegelstumpfförmige oder eine einen anderen Rotationskörper umspannende Mantel- und Zwischenflächen umfasst.
18. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 17, wobei der Reingasraum innerhalb und der Rohgasraum außerhalb der Mantelfläche angeordnet ist.
19. Abreinigbarer Partikelfilter nach Anspruch 17, wobei der Rohgasraum innerhalb und der Reingasraum außerhalb der Mantelfläche angeordnet ist.
20. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Mantelflächen des Filterelements eben sind.
21. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Filterelement eine Gasumlenkung als Antriebsmittel für eine Rotation des Filterelements um die Symmetrieachse umfasst .
22. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei als Antriebsmittel für die Relativbewegung oder für eine Rotation des Spülgasaustritts um die Symmetrieachse eine Orientierung des Spülgasstroms windschief zur Symmetrieachse umfasst.
23. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Spülgasaustritt eine als Gleitdichtung gestaltete Austrittsöffnung aufweist.
24. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Spülgasrohrleitung an einen Kompressor, Gebläse oder einen Druckbehälter für einen kontinuierlichen Spülgasstrom angeschlossen ist.
25. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend eine auf die Filterfläche im Bereich des Spülgasaustritts einwirkende Ultraschalleinrichtung oder mechanische Impulseinrichtung .
26. Abreinigbarer Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Spülgasauslaß an eine Unterdruckabsaugung angeschlossen ist.
27. Rußfilter, umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter nach einem der vorgenannten Ansprüche.
28. Dieselrußfilter für Fahrzeuge, umfassend einen Rußfilter nach
Anspruch 27.
29. Dieselrußfilter nach Anspruch 28, wobei die Spülgasrohrleitung an ein Druckluftsystem oder an einen Turbolader des Fahrzeuges angeschlossen ist.
30. Dieselrußfilter für Fahrzeuge, umfassend einen abreinigbaren Partikelfilter nach Anspruch 26, wobei die Unterdruckabsaugung fluidisch mit der Kurbelwellenentlüftung verbunden ist.
31. Dieselrußfilter nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei eine Anbindung an eine Motorantriebswelle als Antriebsmittel zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Filterelement und Spülgasleitung vorgesehen ist.
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