[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2008148634A1 - Filter- und katalysatorelement - Google Patents

Filter- und katalysatorelement Download PDF

Info

Publication number
WO2008148634A1
WO2008148634A1 PCT/EP2008/056100 EP2008056100W WO2008148634A1 WO 2008148634 A1 WO2008148634 A1 WO 2008148634A1 EP 2008056100 W EP2008056100 W EP 2008056100W WO 2008148634 A1 WO2008148634 A1 WO 2008148634A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter element
filter
deviations
housing
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/056100
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Bressler
Teruo Komori
Hans-Peter Frisse
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP08759727A priority Critical patent/EP2165054A1/de
Publication of WO2008148634A1 publication Critical patent/WO2008148634A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a filter element for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a filter with a filter element according to the independent claim 5.
  • filter elements are used for example as a soot filter for diesel internal combustion engines. But they can also be used as catalyst elements.
  • the filter elements often consist of a ceramic material and have a plurality of mutually parallel inlet channels and outlet channels.
  • Filter elements made of ceramic materials are produced by extrusion.
  • the blank of the filter element is a prismatic body with a plurality of mutually parallel channels.
  • the channels of a blank are initially open at both ends.
  • Such a blank may be completed to a catalyst element if its surface is provided with a catalytically active coating.
  • these filter elements are manufactured as prismatic bodies. Usually, these filter elements have a circular cross section and are pressed together with a sealing mat in a housing of a filter device. It is essential for the function of the filter device that the sealing mat gas-tightly closes the gap between the housing and filter element, otherwise a bypass to the
  • Filter element would arise and thus flow parts of the exhaust gas to be cleaned unfiltered through the filter device.
  • Sealing mat loosens and twisted relative to the housing. This relative movement between the sealing mat and filter element causes an increasingly larger gap between the sealing mat and the filter element is formed, which forms a bypass for the exhaust gas.
  • the invention has for its object to provide a filter and catalyst element and filter devices whose Filtration- or conversion rate over the entire life remains at the highest possible level and their life is still increased.
  • a filter element in particular for filtering or catalytic cleaning of exhaust gases of an internal combustion engine, with a parallel to the main flow direction of the exhaust gas longitudinal axis, with a plurality of inlet channels, with a plurality of outlet channels, wherein the inlet channels and / or the Outlet passages are limited by filter walls, wherein the filter element is circular in cross-section, achieved in that the circular cross-section over the circumference of the filter element distributed deviations are superimposed.
  • connection the seal between the filter element and housing remains effective through the sealing mat over the entire life, so that even at the end of the life of the filter element, the entire exhaust gas to be cleaned flows through the filter element and thus the filter rate of a erfinduingsdorfen filter device and the conversion rate a catalyst element remains at a high level throughout its lifetime.
  • a further advantage of the filter element according to the invention is that it does not cause any additional costs, since the costs for the production of an extrusion unit for producing a conventional filter element and an extrusion unit for producing the filter element according to the invention are the same.
  • a radius of the filter element in the range of the deviations deviates by at least 0.2 mm in the radial direction from the circular shape. Deviations from larger diameters or towards smaller diameters are possible. Particularly advantageous is a combination of these deviations, so that in total an at least partially "wavy" outer contour of the Filter element results.
  • the advantage according to the invention is achieved that the filter walls, which cut a radius at an angle of about 45 °, are exposed to a higher pressure load, as the other filter walls, the pressure load is substantially parallel to its extension. Namely, when the filter walls are acted upon at an angle of about 45 ° with a radially inwardly acting compressive stress, this compressive stress can be better introduced into the filter element, so that a higher pressure load is possible. This higher pressure supports the internal strength of the filter element against so-called “ring off cracks" and "face cracks". Thus, it is also ensured at the same time that the inventive
  • Filter elements greater temperatures or larger resulting from temperature differences internal stresses withstand without cracks.
  • the aforementioned object is also achieved in a filter device with a filter element, with a housing and with an exhaust pipe, achieved in that the filter element is a filter element according to one of the preceding claims.
  • the housing usually has an annular cross-section. Due to the different circumferential compressive stresses between the filter element and the housing, which are transmitted through the sealing mat, the housing deforms locally, especially where the radius of the filter element is greater than that of a filter element with an ideal circular shape. As a result, the positive connection between the filter element and the housing and the sealing mat arranged therebetween is further improved and the safety against rotation of the filter element relative to the housing is further improved.
  • the housing has deviations from the circular shape in cross section, which correspond to the deviations of the filter element. Then results even without elastic or plastic deformation of the housing during insertion of the filter element a positive connection between housing and filter element.
  • Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment device according to the invention.
  • Figure 2 shows an embodiment of a filter element according to the invention in a longitudinal section and Figures 3 and 4 further embodiments of inventive filter elements in cross section.
  • an internal combustion engine carries the reference numeral 10.
  • the exhaust gases are discharged via an exhaust pipe 12, in which a filter device 14 is arranged. With this soot particles are filtered out of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 12 to comply with legal requirements.
  • the filter device 14 comprises a cylindrical housing 16, in which a filter element 18, which is also rotationally symmetrical in the present exemplary embodiment, is also arranged.
  • a filter element 18 which is also rotationally symmetrical in the present exemplary embodiment, is also arranged.
  • the invention is not limited to these geometries.
  • FIG. 2 shows a cross section through a first exemplary embodiment of a filter element 18 according to the invention.
  • the filter element 18 is manufactured as an extruded shaped body from a ceramic material, such as cordierite.
  • the filter element 18 is in Direction of the arrows 20 flows through not shown exhaust gas.
  • An entrance surface has the reference numeral 22 in FIG. 2, while an exit surface in FIG. 2 has the reference numeral 24.
  • inlet channels 28 Parallel to a longitudinal axis 26 of the filter element 18 extend a plurality of inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30.
  • the inlet channels 28 are closed at the second end face 24.
  • the sealing plugs are shown in FIG. 2 without reference numerals.
  • the outlet channels 30 are open at the second end face 24 and closed in the region of the first end face 22.
  • the flow path of the unpurified exhaust gas thus leads into one of the inlet channels 28 and from there through a filter wall 34 into one of the outlet channels 30. This is illustrated by the arrows 32 by way of example.
  • FIG. 2 It can be clearly seen in FIG. 2 that the filter element 18 is surrounded on the outside by a sealing mat 36.
  • This sealing mat 36 is in turn located within a wall 38 of the housing 16th
  • FIG. 3 shows a cross section through an exemplary embodiment of a filter element 18 according to the invention along the line A-A. Only two filter walls 34 are provided with reference numerals by way of example. For reasons of clarity, the inlet channels 28 and the outlet channels 30 are not provided with reference numerals.
  • a dashed line 40 is exactly circular, thus illustrating a cross section of a conventional filter element with a circular cross section.
  • the cross section of the filter element 18 according to the invention has deviations 42 and 44 from the circular shape (see line 40) over an angular range of ⁇ i ⁇ 20 ° to 01 2 ⁇ 70 °.
  • the X-axis and the Y-axis of the Korrdinatensystems are placed so that they are parallel to the filter walls 34.
  • the filter walls 34 are arranged at right angles to each other in the illustrated embodiment.
  • FIG. 4 shows an inventive filter element 18 is shown in the installed state.
  • a rotation indicated by the reference numeral 46, the filter element 18 is excluded relative to the sealing mat 36.
  • the radial forces F R which are increased in particular in the region of the deviations 42, are shown by way of example in FIG. 4 in the region of the first quadrant.
  • the wall 38 of the housing 16 has a circular cross-sectional point.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

Es wird ein prismatisches Filterelement (18) für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, das im Querschnitt Abweichungen von der idealen Kreisform aufweist, so dass das Filterelement (18) formschlüssig mit dem umgebenden Gehäuse (16) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Titel
Filter- und Katalysatorelement
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Filter mit einem Filterelement nach dem nebengeordneten Anspruch 5. Derartige Filterelemente werden beispielsweise als Rußfilter für Dieselbrennkraftmaschinen eingesetzt. Sie können aber auch als Katalysatorelemente eingesetzt werden.
Die Filterelemente bestehen häufig aus einem keramischen Werkstoff und weisen eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Eintrittskanälen und Austrittskanälen auf.
Hergestellt werden Filterelemente aus keramischen Werkstoffen durch Extrudieren. Dies bedeutet, dass der Rohling des Filterelements ein prismatischer Körper mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Kanälen ist. Die Kanäle eines Rohlings sind zunächst an beiden Enden offen. Ein solcher Rohling kann zu einem Katalysatorelement vervollständigt werden, wenn seine Oberfläche mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen wird.
Wenn aus dem Rohling ein Filterelement werden soll, wird ein Teil der Kanäle am hinteren Ende des Filterelements verschlossen, während ein anderer Teil der Kanäle am vorderen Ende des Filterelements verschlossen werden. Dadurch werden zwei Gruppen von Kanälen gebildet, nämlich die sogenannten Eintrittskanäle, welche am Ende verschlossen sind, und die sogenannten Austrittskanäle, welche am Anfang des Filterelements verschlossen sind.
Dann besteht zwischen den Eintrittskanälen und den Austrittskanälen nur über die porösen Wände des Filterelements (nachfolgend Filterwände) eine Strömungsverbindung, so dass das Abgas das Filterelement nur durchströmen kann, indem es aus den Eintrittskanälen durch die Wände des Filterelements hindurch in die Austrittskanäle strömt. Dabei lagert sich der im Abgas enthaltene Ruß in denFilterwänden ab.
Bei der Regeneration der Filterelemente werden diese Rußablagerungen oxidiert, wobei Wärme freigesetzt wird. Daraus resultiert eine Temperaturerhöhung im Filterelement. Wenn die bei der Regeneration auftretenden Temperaturen zu groß werden, nimmt das Filterelement Schaden. Diese Gefahr ist vor allem bei Filterelementen aus Cordierit vorhanden, da Cordierit eine vergleichsweise geringe spezifische Wärmekapazität hat und deshalb bei der Oxidation von
Rußablagerungen lokal sehr hohe Temperaturen auftreten können. In Folge dessen können bei der Regeneration in kritischen Motorbetriebspunkten so hohe Temperaturen und so große Temperaturunterschiede innerhalb des Filterelements auftreten, dass das Filterelement Risse bekommt und dadurch unbrauchbar wird.
Diese Filterelemente werden, bedingt durch den Herstellungsprozess, als prismatische Körper hergestellt. Üblicherweise haben diese Filterelemente einen kreisrunden Querschnitt und werden zusammen mit einer Dichtmatte in ein Gehäuse einer Filtereinrichtung gepresst. Dabei ist es für die Funktion der Filtereinrichtung unbedingt erforderlich, dass die Dichtmatte den Zwischenraum zwischen Gehäuse und Filterelement gasdicht abschließt, da andernfalls ein Bypass zu dem
Filterelement entstehen würde und somit Teile des zu reinigenden Abgases ungefiltert durch die Filtereinrichtung strömen.
Aufgrund der großen thermischen und mechanischen Beanspruchungen, insbesondere durch Vibrationen der Brennkraftmaschine, besteht die Gefahr, dass sich das Filterelement in der
Dichtmatte lockert und sich relativ zu dem Gehäuses verdreht. Diese Relativbewegung zwischen Dichtmatte und Filterelement führt dazu, dass ein zunehmend größerer Spalt zwischen Dichtmatte und Filterelement entsteht, der einen Bypass für das Abgas bildet.
Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter- und Katalysatorelement sowie Filtereinrichtungen bereit zu stellen, deren Filtrations- bzw. Umwandlungsrate über die gesamte Lebensdauer auf einen möglichst hohen Niveau bleibt und deren Lebensdauer noch dazu erhöht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst bei einem Filterelement, insbesondere zur Filterung bzw. katalytischen Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine, mit einer parallel zu Hauptströmungsrichtung des Abgases verlaufenden Längsachse, mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen, mit einer Vielzahl von Austrittskanälen, wobei die Eintrittskanäle und/oder die Austrittskanäle durch Filterwände begrenzt werden, wobei das Filterelement im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, dadurch gelöst, dass dem kreisförmigen Querschnitt über den Umfang des Filterelements verteilt Abweichungen überlagert sind.
Diese Abweichungen in radialer Richtung führen dazu, dass ein Formschluss zwischen der Dichtmatte und dem Filterelement entsteht und damit eine Rotation des Filterelements um seine Längsachse innerhalb des Gehäuses der Filtereinrichtung wirksam unterbunden wird.
Dadurch bleibt die Verbindung, die Abdichtung zwischen Filterelement und Gehäuse mit durch die Dichtmatte über die gesamte Lebensdauer wirksam, so dass auch am Ende der Lebensdauer des Filterelements das gesamte zu reinigende Abgas durch das Filterelement strömt und somit die Filterrate einer erfinduingsgemäßen Filtereinrichtung bzw. die Umwandlungsrate eines Katalysatorelements über die gesamte Lebensdauer auf hohem Niveau bleibt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Filterelements ist, dass es keine Mehrkosten verursacht, da die Kosten für die Herstellung eines Extrusionswerks zur Herstellung eines herkömmlichen Filterelements und eines Extrusionswerks zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements gleich sind.
Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn ein Radius des Filterelements im Bereich der Abweichungen um mindestens 0,2 mm in radialer Richtung von der Kreisform abweicht. Dabei sind Abweichungen zu größeren Durchmessern oder in Richtung zu kleineren Durchmessern möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Kombination dieser Abweichungen, so dass sich im Querschnitt insgesamt eine mindestens bereichsweise "wellenförmige" Außenkontur des Filterelements ergibt.
Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, dass bei Filterelementen, deren Filterwände im Querschnitt senkrecht zueinander verlaufen, dass ein Radius zu den Abweichungen die Filterwände in einem Winkel zwischen 20° und 70°, bevorzugt in einem Winkel zwischen 30° und 60°, schneidet.
Dadurch wird der erfindungsgemäße Vorteil erreicht, dass die Filterwände, die einen Radius unter einem Winkel von etwa 45° schneiden, einer höheren Druckbelastung ausgesetzt sind, als die anderen Filterwände, deren Druckbelastung im wesentlichen parallel zu ihrer Erstreckung verläuft. Wenn nämlich die Filterwände in einem Winkel von etwa 45° mit einer radial nach innen wirkenden Druckspannung beaufschlagt werden, kann diese Druckspannung besser in das Filterelement eingeleitet werden, so dass eine höhere Druckbelastung möglich ist. Dieser höhere Druck unterstützt die innere Festigkeit des Filterelements gegen sog. "Ring off Cracks" und "Facecracks". Somit ist gleichzeitig auch gewährleistet, dass die erfindungsgemäßen
Filterelemente größere Temperaturen bzw. größere aus Temperaturunterschieden resultierende innere Spannungen aushalten, ohne dass sich Risse bilden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst bei einer Filtereinrichtung mit einem Filterelement, mit einem Gehäuse und mit einem Abgasrohr, dadurch gelöst, dass das Filterelement ein Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.
Bei diesen Filterelementen weist das Gehäuse üblicherweise einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Durch die in Umfangsrichtung unterschiedlichen Druckspannungen zwischen Filterelement und Gehäuse, die durch die Dichtmatte übertragen werden, verformt sich das Gehäuse lokal, insbesondere dort, wo der Radius des Filterelements größer ist als der eines Filterelements mit idealer Kreisform. Dadurch wird der Formschluss zwischen Filterelement und Gehäuse sowie der dazwischen angeordneten Dichtmatte weiter verbessert und die Sicherheit gegen Verdrehen des Filterelements relativ zum Gehäuse weiter verbessert.
Alternativ ist auch möglich, dass das Gehäuse im Querschnitt Abweichungen von der Kreisform aufweist, die mit den Abweichungen des Filterelements korrespondieren. Dann ergibt sich auch ohne elastische oder plastische Verformung des Gehäuses beim Einbringen des Filterelements eine formschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Filterelement.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen genannten Vorteile können sowohl Einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements im Längsschnitt und Figuren 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Filterelemente im Querschnitt.
Ausführungsformen der Erfindung
In Figur 1 trägt eine Brennkraftmaschine das Bezugszeichen 10. Die Abgase werden über ein Abgasrohr 12 abgeleitet, in dem eine Filtereinrichtung 14 angeordnet ist. Mit dieser werden Rußpartikel aus dem im Abgasrohr 12 strömenden Abgas herausgefiltert, um gesetzliche Bestimmungen einzuhalten.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Filtereinrichtung 14 ein zylindrisches Gehäuse 16, in dem ein im vorliegenden Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisches, insgesamt ebenfalls zylindrisches Filterelement 18 angeordnet ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese Geometrien beschränkt.
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 18 dargestellt. Das Filterelement 18 ist als extrudierter Formkörper aus einem keramischen Material, wie zum Beispiel Cordierit, hergestellt. Das Filterelement 18 wird in Richtung der Pfeile 20 von nicht dargestelltem Abgas durchströmt. Eine Eintrittsfläche hat in Figur 2 das Bezugszeichen 22, während eine Austrittsfläche in Figur 2 das Bezugszeichen 24 hat.
Parallel zu einer Längsachse 26 des Filterelements 18 verlaufen mehrere Eintrittskanäle 28 im Wechsel mit Austrittskanälen 30. Die Eintrittskanäle 28 sind an der zweiten Stirnfläche 24 verschlossen. Die Verschlussstopfen sind in Figur 2 ohne Bezugszeichen dargestellt. Im Gegensatz dazu sind die Austrittskanäle 30 an der zweiten Stirnfläche 24 offen und im Bereich der ersten Stirnfläche 22 verschlossen.
Der Strömungsweg des ungereinigten Abgases führt also in einen der Eintrittskanäle 28 und von dort durch eine Filterwand 34 in einen der Austrittskanäle 30. Exemplarisch ist dies durch die Pfeile 32 dargestellt.
In Figur 2 ist gut zu erkennen, dass das Filterelement 18 außen von einer Dichtmatte 36 umschlossen wird. Diese Dichtmatte 36 befindet sich wiederum innerhalb einer Wand 38 des Gehäuses 16.
In Figur 3 ist ein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 18 entlang der Linie A-A dargestellt. Dabei sind lediglich zwei Filterwände 34 exemplarisch mit Bezugszeichen versehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Eintrittskanäle 28 und die Austrittskanäle 30 nicht mit Bezugszeichen versehen.
Eine gestrichelte Linie 40 ist exakt kreisförmig und veranschaulicht somit Querschnitt eines herkömmlichen Filterelements mit kreisförmigen Querschnitt.
Wie aus Figur 3 ersichtlich weist der Querschnitt des erfindungsgemäßen Filterelements 18 in einem Winkelbereich von αi ~ 20° bis 012 ~ 70° Abweichungen 42 und 44 von der Kreisform (siehe die Linie 40) auf. Die X-Achse und die Y-Achse des Korrdinatensystems sind so gelegt, dass sie parallel zu den Filterwänden 34 verlaufen. Die Filterwände 34 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechtwinklig zueinander angeordnet.
Die Abweichungen 42 und 44 der Außenkontur des Filterelements 18 relativ zu einem kreisförmigen Querschnitt sind in Figur 3 stark vergrößert dargestellt. Es hat sich bei praktischen Versuchen herausgestellt, dass in radialer Richtung ein Betrag von etwa 0,2 mm für die Abweichungen 42 und 44 von der idealer Kreisform ausreicht, um die gewünschte Sicherheit gegen Verdrehen des Filterelements im Gehäuse 16 (siehe Figur 4) zu erreichen.
Wenn die Abweichungen 42 und 44 innerhalb des angegebenen Winkelbereichs zwischen 20° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60°, liegen, wird insbesondere im Bereich der Abweichungen 42 eine erhöhte Druckkraft in radialer Richtung in das Filterelement 18 eingeleitet. Da diese Kraft im wesentlichen in einem Winkelbereich zwischen 35° und 55° auf die Filterwände 34 wirkt, kann diese Kraft sehr gut in das Innere des Filterelements abgeleitet werden, ohne dass es zu mechanischen Überbelastungen und infolge dessen zu Rissen im Filterelement 18 kommt. Diese durch diese Abweichungen 42 und 44 verursachten Radialspannungen erhöhen die innere Festigkeit des Filterelements gegen "Ring off Cracks" und "Facecracks".
In Figur 4 ist ein erfindungsgemäßes Filterelement 18 in eingebautem Zustand dargestellt. Durch die in Figur 4 deutlich sichtbare formschlüssige Verbindung zwischen Dichtmatte 36 und Filterelement 18 andererseits, ist ein Verdrehen, angedeutet durch das Bezugszeichen 46, des Filterelements 18 relativ zu Dichtmatte 36 ausgeschlossen. Die insbesondere im Bereich der Abweichungen 42 erhöhten radialen Kräfte FR sind in Figur 4 im Bereich des ersten Quadranten exemplarisch eingezeichnet.
Die mit der in Figur 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel hat die Wand 38 des Gehäuses 16 einen kreisrunden Querschnittpunkt. Alternativ ist jedoch auch möglich, die Wand 38 beispielsweise im Bereich der Abweichungen 44 mit entsprechenden Einbuchtungen 48 zu versehen, wie dies im Bereich des zweiten und vierten Quadranten angedeutet ist.

Claims

Ansprüche
1. Filterelement, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Brennkraftmaschine, mit einer parallel zur Hauptströmungsrichtung des Abgases verlaufenden Längsachse (26), mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen (28), und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen (30), wobei die Eintrittskanäle (28) und/oder die Austrittskanäle (30) durch Filterwände (34) begrenzt werden, wobei das Filterelement (18) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem kreisförmigen Querschnitt Abweichungen (42, 44) überlagert sind.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius des Filterelements (18) im Bereich der Abweichungen (42, 44) um mindestens 0,2 mm von der Kreisform (40) abweicht.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterwände (34) im Querschnitt senkrecht zueinander verlaufen, und dass ein Radius zu den Abweichungen (42, 44) die Filterwände (34) in einem Winkel (α) zwischen 20° und 70°, bevorzugt in einem Winkel (α) zwischen 30° und 60°, schneidet.
4. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterwände (34) aus Aluminium-Magnesium- Silikat, bevorzugt Cordierit, Titandioxid (TiC^), Siliziumcarbid (SiC) und/oder Aluminiumtitanat bestehen.
5. Filtereinrichtung mit einem Filterelement (18), mit einem Gehäuse (16) und mit einem Abgasrohr (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement ein Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.
6. Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) im Querschnitt Abweichungen (48) von der Kreisform aufweist, die mit den Abweichungen (42) des Filterelements (18) korrespondieren.
7. Filtereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuse (16) und Filterelement (18) eine Matte (36) vorgesehen ist, und das die Matte (36) den Zwischenraum zwischen Gehäuse (16) und Filterelement (18) gasdicht verschließt.
PCT/EP2008/056100 2007-06-05 2008-05-19 Filter- und katalysatorelement WO2008148634A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08759727A EP2165054A1 (de) 2007-06-05 2008-05-19 Filter- und katalysatorelement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007026108A DE102007026108A1 (de) 2007-06-05 2007-06-05 Filter- und Katalysatorelement
DE102007026108.1 2007-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008148634A1 true WO2008148634A1 (de) 2008-12-11

Family

ID=39616570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/056100 WO2008148634A1 (de) 2007-06-05 2008-05-19 Filter- und katalysatorelement

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2165054A1 (de)
DE (1) DE102007026108A1 (de)
WO (1) WO2008148634A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2711516A3 (de) * 2012-09-21 2014-04-23 Kohler Co. Abgasreinigungssystem mit Nassabgassystem und Katalysatorkühlung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01216010A (ja) * 1988-02-22 1989-08-30 Ngk Insulators Ltd セラミックハニカム触媒コンバータ
JPH01240716A (ja) * 1988-03-22 1989-09-26 Ngk Insulators Ltd セラミックハニカム構造体
US5149475A (en) * 1988-07-28 1992-09-22 Ngk Insulators, Ltd. Method of producing a honeycomb structure
US6316384B1 (en) * 1997-09-30 2001-11-13 EMITEC GESELLSCHAFT FüR EMISSIONS TECHNOLOGIE MBH Honeycomb body configuration with support sections
DE10254036A1 (de) * 2002-11-20 2004-06-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Mehrbettkatalysator
WO2007057253A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-24 Robert Bosch Gmbh Filterelement und filter zur abgasnachbehandlung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01216010A (ja) * 1988-02-22 1989-08-30 Ngk Insulators Ltd セラミックハニカム触媒コンバータ
JPH01240716A (ja) * 1988-03-22 1989-09-26 Ngk Insulators Ltd セラミックハニカム構造体
US5149475A (en) * 1988-07-28 1992-09-22 Ngk Insulators, Ltd. Method of producing a honeycomb structure
US6316384B1 (en) * 1997-09-30 2001-11-13 EMITEC GESELLSCHAFT FüR EMISSIONS TECHNOLOGIE MBH Honeycomb body configuration with support sections
DE10254036A1 (de) * 2002-11-20 2004-06-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Mehrbettkatalysator
WO2007057253A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-24 Robert Bosch Gmbh Filterelement und filter zur abgasnachbehandlung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2711516A3 (de) * 2012-09-21 2014-04-23 Kohler Co. Abgasreinigungssystem mit Nassabgassystem und Katalysatorkühlung
US9328641B2 (en) 2012-09-21 2016-05-03 Kohler Co. Power management system that includes a wet exhaust system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2165054A1 (de) 2010-03-24
DE102007026108A1 (de) 2008-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2027373B1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein abgassystem einer brennkraftmaschine
EP1928577B1 (de) FILTERELEMENT UND RUßFILTER MIT GEOMETRISCH ÄHNLICHEN KANÄLEN
EP3448542B1 (de) Filterelement zur filtration von abgasen oder prozessgasen sowie verfahren zur herstellung eines solchen filterelementes
DE102006035052A1 (de) Filterelement und Filter zur Abgasnachbehandlung
WO2008034664A1 (de) Filterelement, insbesondere zur filterung von abgasen einer brennkraftmaschine
EP1767752B1 (de) Abgasbehandlungseinrichtung
WO2008148634A1 (de) Filter- und katalysatorelement
EP1787705A1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Dieselbrennkraftmaschine
EP3214282B1 (de) Partikelfilter für eine abgasanlage sowie verfahren zum herstellen eines partikelfilters
WO2009112384A2 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein abgassystem einer brennkraftmaschine
WO2008037521A1 (de) Filterelement, insbesondere zur filterung von abgasen einer brennkraftmaschine
EP2026894B1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein abgassystem einer brennkraftmaschine
EP2100012B1 (de) Durch extrudieren hergestelltes filterelement zur filterung von abgasen einer diesel-brennkraftmaschine
DE102007063100A1 (de) Abgasnachbehandlungseinrichtung mit mindestens zwei Partikelfiltern
WO2008113631A1 (de) Filter- und katalysatorelement mit erhöhter thermomechanischer stabilität
DE102005049690A1 (de) Temperaturvergleichmässigender Innenkanal für ein Filterelement und Filter zur Abgasnachbehandlung
DE102006021737B4 (de) Filterelement für einen Rußpartikelfilter einer Brennkraftmaschine
WO2008025599A1 (de) Filterelement für einen russpartikelfilter und verfahren zur herstellung eines filterelements
DE102006020725A1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE10359574A1 (de) Partikelfilter zur Reinigung von Abgasen
EP2075047A2 (de) Filterelement und Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements
DE102006019048A1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE202015107023U1 (de) Partikelfilter für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2009016008A1 (de) Filtereinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE102008014975A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Rußfilters und Rußfilter für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08759727

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008759727

Country of ref document: EP