(19) |
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(11) |
EP 0 220 588 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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13.06.1990 Patentblatt 1990/24 |
(22) |
Anmeldetag: 13.10.1986 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)5: F01N 3/02 |
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(54) |
Verfahren zur Oxidation von in Russfiltersystemen abgelagertem Russ
Method for oxidizing the soot deposit in soot filter systems
Procédé d'oxydation de la suie accumulée dans les filtres de suie
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT SE |
(30) |
Priorität: |
26.10.1985 DE 3538155
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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06.05.1987 Patentblatt 1987/19 |
(73) |
Patentinhaber: FEV Forschungsgesellschaft für
Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH |
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D-5100 Aachen (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Pischinger, Franz, Prof. Dr. techn.
D-5100 Aachen (DE)
- Lepperhoff, Gerhard, Dr. Ing.
D-5180 Eschweiler (DE)
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(74) |
Vertreter: Fischer, Friedrich B., Dr.-Ing. |
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Saarstrasse 71 D-5000 Köln 50 (Rodenkirchen) D-5000 Köln 50 (Rodenkirchen) (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
FR-A- 2 571 429 US-A- 4 331 454
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US-A- 4 257 225 US-A- 4 404 795
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 8, Nr. 83 (M-290)[1520], 17. April 1984; & JP-A-59
518 (FUJI DENKI SOUGOU KENKYUSHO K.K.) 05-01-1984
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 9, Nr. 29 (M-356)[1752], 7. Februar 1985; & JP-A-59
173 515 (MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO K.K.) 01-10-1984
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regeneration von Rußfiltersystemen
durch Oxidation von abgelagertem Ruß mit Zuführung von Sekundärenergie zur Einleitung
des Oxidationsvorgangs.
[0002] Im Zusammenhang mit der Entwicklung von Verbrennungskraftmaschinen mit möglichst
schadstoffarmen Abgasen werden bei Dieselmotoren zur Reduzierung der Partikelemission
Nachbehandlungssysteme für das Abgas eingesetzt. Diese bestehen im wesentlichen aus
Filtersystemen, die die festen Anteile an der Partikelphase auffangen und sammeln.
Die im Filter abgelagerten Partikel führen zu einer Erhöhung des Strömungswiderstandes
im Abgassystem, wodurch sich der Abgasgegendruck für den Motor erhöht. Mit zunehmender
Partikelmenge kann dies in Abhängigkeit von Last und Drehzahl zu einem Stillstand
des Motors führen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, kontinuierlich oder intermittierend
die im Filter abgelagerten Partikel zu beseitigen, und zwar im allgemeinen durch Oxidation
der Partikel.
[0003] Als Filtersysteme zur Sammlung der Partikel mit intermittierender oder kontinuierlicher
Partikelverbrennung haben sich u.a. keramische Filter mit Wabenstruktur, Stahlwollefilter
und keramischer Schaum mit und ohne katalytische Beschichtung bewährt.
[0004] Zur Senkung der Partikelemission von Dieselmotoren stellen regenerierbare Partikelfilter,
in denen die gesammelten Partikel intermittierend verbrannt werden, ein aussichtsreiches
Konzept dar. Um die Regeneration der Partikelfilter durchzuführen, wurde bislang die
Abgastemperatur so weit erhöht, daß die an dem Filtermaterial abgelagerten Partikel
sich entzündeten und verbrannten. Die Verbrennung erfordert hohe Energie (z.B. US-A
4 404 795).
[0005] Eine sich selbst tragende Rußoxidation beruht darauf, daß die bei der exothermen
Reaktion frei werdende Wärme im Gleichgewicht mit der vom Abgas aboeführten Wärme
steht. Ist die Wärmeabfuhr größer als die exotherm frei werdende Wärme, so sinkt die
Oxidationsgeschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit, mit der die Partikel im Filter
abgelagert werden. Das führt dazu, daß die Partikelmasse im Filter steigt. Ist dagegen
die Oxidationsgeschwindigkeit größer als die Wärmeabfuhr, so oxidieren mehr Partikel,
als durch den Motor in das Filter hinein transportiert werden, und die Partikelmasse
im Filter sinkt.
[0006] In den bisher vorgeschlagenen Systemen wurden Maßnahmen ergriffen, um die Wärmeabfuhr
zu verringem. Dies geschah dadurch, daß die Abgastemperatur mit Hilfe motorseitiger
und sekundärseitiger Maßnahmen soweit erhöht wurde, daß zum einen die Reaktionsgeschwindigkeit
deutlich ansteigt, zum anderen die Wärmeabfuhr aufgrund der höheren Abgastemperatur
sinkt.
[0007] Um mit Hilfe kleiner Energien und unter Ausnutzung der exothermen Energie der Rußoxidation
eine selbständige Filterregeneration zu erreichen, besteht einerseits die Möglichkeit,
die Wärmeabfuhr zu verringern, und andererseits könnte angestrebt werden, die Reaktionsrate
zu erhöhen.
[0008] In diesem Zusammenhang ist in S.A.E.-Paper 1985/850014 "Advanced Techniques for Thermal
and Catalytic Diesel Particulate Trap Regeneration" (z.B. Fig. 2, S. 64) vorgeschlagen
worden, dem Regenerationssystem Sekundärenergie zuzuführen, und zwar durch elektrische
Widerstandsbeheizung unter zusätzlicher Luftzufuhr.
[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regenerierung unter Zuführung
von Sekundärenergie noch einfacher und wirtschaftlicher zu gestalten.
[0010] Dabei ist die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis von Bedeutung, daß im gesamten
motorischen Kennfeld die Partikel- bzw. Rußkonzentration im Abgas deutlich unterhalb
der Konzentration für ein zündfähiges Gemisch liegt. Die an der Filterwand abgelagerten
Partikel und ihre Konzentration liegen dagegen deutlich oberhalb der Zündgrenzen.
Die Zündgrenzen werden aus den Kohlenstaubexplosionsuntersuchungen im Bergbaubereich
angegeben mit 200 g/m
3 bis 2000 g/m
3. Das stöchiometrische Verhältnis sind 130 g Kohlenstoff/m
3.
[0011] Gemäß der Erfindung ist zur Lösung der gestellten Aufgabe bei einem Verfahren zur
Regeneration von Rußfiltersystemen durch Oxidation von abgelagertem Ruß mit Zuführung
von Sekundärenergie zur Einleitung des Oxidationsvorgangs vorgesehen, daß die Partikelkonzentration
im Abgas vor oder in dem Filter durch kurzfristige Zugabe und/oder Rückführung partikelförmigen
oder festen Brennstoffs zum ungereinigten Abgasstrom auf einen im Bereich der Brennstoffstaubexplosion
liegenden Wert eingestellt und durch Sekundärenergie gezündet wird.
[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dabei die Partikelkonzentration
am Zündort durch Aufwirbelung von abgelagerten Partikeln erhöht. Auch kann es zweckmäßig
sein, daß kohlenstoffhaltige Partikel aus einem Vorrat zur Erhöhung der Partikelkonzentration
vor dem Filter feinverteilt eingeführt werden.
[0013] Hinsichtlich weiterer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche
und die nachfolgende Beschreibung Bezug genommen.
[0014] Das Regenerationsproblem wird in Anwendung der Erfindung dadurch gelöst, daß in allen
Drehzahl- und Lastbereichen örtlich eine Kohlenstoff/Luft- bzw. Kohlenstoff/Abgas-Konzentration
derart eingestellt wird, daß sie innerhalb der Zündgrenzen liegt. Dadurch steigt die
Reaktionsgeschwindigkeit, und die frei werdende exotherme Wärme wird größer als die
abgeführte Wärme. Dies wird dadurch erreicht, daß bei höheren Lasten und Drehzahlen
die Rußkonzentration im Abgas durch intermittierende Zugabe von z.B. Kohlenstaub oder
Koksstaub erhöht wird oder der abgelagerte Kohlenstaub auf den Filteroberflächen aufgewirbelt
wird. Durch diese Aufwirbelung bzw. Zugabe stellt sich am Ort der Energiezufuhr ein
zündfähiges Kohlenstaub/Luft-Gemisch ein, das verbrennt. Die dabei frei werdende exotherme
Wärme liegt oberhalb der abgeführten Wärme, so daß eine Zündungswelle durch das Filter
läuft und Bereiche außerhalb des Zündortes entflammt werden und verbrennen.
[0015] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
beschrieben.
Figuren 1 - 6 zeigen schematisch im Längsschnitt Rußfifteranordnungen, die zur Ausführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung mit Vorteil verwendet werden können.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Querschnitt nach der Linie A - B der Fig. 6.
Fig. 8 zeigt schematisch im Querschnitt eine Rußfilteranordnung, welche Teilbereichszündungen
des Filters ermöglicht.
Figuren 9 - 11 zeigen schematisch im Längsschnitt weitere Ausführungsformen von Rußfilteranordnungen,
die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit Vorteil verwendet werden
können.
Fig. 12 zeigt einen Querschnitt nach der Linie A - B der Fig. 11.
[0016] Wie Fig. 1 zeigt, strömt das zu reinigende Abgas, das durch Pfeil 1 angedeutet ist,
durch eine Rohrleitung 2 in einen konischen Übergangsraum 3 und von dort in einen
zylindrischen Raum 4, der das Filtermaterial enthält. Das Filtermaterial ist als keramischer
Filter mit Wabenstruktur derart ausgebildet, daß das zu reinigende Abgas in Ablagerungskanäle
5 strömt, unter Abscheidung des größten Teils der Ruß- und sonstigen Partikel an keramischen
Wandungen 6 in Abströmkanäle 7 gelangt und anschließend über einen konischen Übergangsraum
8 und Rohrleitung 9 abgeführt wird.
[0017] An den keramischen Wandungen 6 lagern sich die abgeschiedenen Ruß- und sonstigen
Partikel als Schicht 10 ab, und die Sekundärenergie wird über einen schematisch dargestellten
Widerstands-Heizdraht 30 zugeführt.
[0018] Um nun bei einer solchen Einrichtung gemäß der Erfindung die Partikelkonzentration
auf einen Wert innerhalb der Zündgrenzen des Partikel-Abgasgemisches durch kurzfristige
Rückführung partikelförmigen festen Brennstoffs zum Abgasstrom vor dem Filter einzustellen,
wird die Partikelkonzentration am Zündort durch Aufwirbelung von abgelagerten Partikeln
erhöht, und zwar bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel durch kurzfristiges impulsartiges
Rückblasen einer Menge des gereinigten Abgasstromes mit Hilfe von Druckluft bzw. Preßluft.
[0019] Zu diesem Zweck ist ein Druckluftbehälter 11 vorgesehen, der von einer (nicht dargestellten)
Druckluftquelle gespeist wird. Der Druckluftbehälter 11 steht über eine Leitung 12
und eine geeignete Steuereinrichtung 13, z.B. ein Magnetventil, mit einer Leitung
14 in Verbindung, an deren Ende sich eine Düse 15 befindet, durch die Druckluft und
durch Injektorwirkung auch gereinigtes Abgas auf die Austrittsfläche der Filteranordnung
geblasen wird. Vorzugsweise erfolgt das Einblasen mit einem Abstand 16 von weniger
als oder etwa gleich 15 mm auf die Filterausgangsoberfläche. Etwa der gleiche Abstand
kann auch bei Einblasen auf die Filtereingangsoberfläche eingehalten werden.
[0020] Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel steht der Druckluftbehälter 11
über eine Leitung 17 und eine geeignete Steuereinrichtung 18, z.B. ein Magnetventil,
mit einem Partikelspeicher 19 in Verbindung. Um in diesem Fall die Partikelkonzentration
auf einen Wert innerhalb der Zündgrenzen des Partikel-Abgasgemisches durch Zugabe
partikelförmigen festen Brennstoffs zum Abgasstrom vor dem Filter einzustellen, werden
kohlenstoffhaltige Partikel aus dem Partikelspeicher 19 über eine Leitung 20, eine
geeignete Steuereinrichtung 21, z.B. ein Magnetventil, und eine Leitung 22 zu einer
Düse 23 geleitet und vor der Filtereingangsoberfläche feinverteift eingeführt.
[0021] Bei dem Gegenstand der Fig. 3 ist wiederum ein von einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle
gespeister Druckluftbehälter 11 vorgesehen, der über eine Leitung 24, eine Steuereinrichtung
25 und eine Leitung 26 mit einer Ausströmdüse 27 in Verbindung steht. In diesem Fall
wird die Partikelkonzentration am Zündort durch kurzfristiges impulsartiges Einblasen
von Luft auf die Filtereingangsoberfläche eingestellt.
[0022] Hierbei werden durch Injektorwirkung auch Teile der zu reinigenden Abgasmenge an
der Aufwirbelung teilnehmen. Auch besteht die Möglichkeit, zu reinigendes Abgas ausschließlich
oder in einer anderen geeigneten Mischung mit Luft zur Aufwirbelung des in den Filterkanälen
und/oder auf der Filtereintrittsfläche abgelagerten Kohlenstoffs zu verwenden. Das
Ein- bzw. Rückblasen wird dabei vorzugsweise kurzfristig und impulsartig erfolgen.
An Stelle von Druckluft kann dabei nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
auch Ladeluft verwendet werden.
[0023] Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen der in
Fig. 1 dargestellten Anordnung, jedoch ist vor der Filtereingangsoberfläche ein schüsselförmiger
Strömungskörper 28 angeordnet, dessen Öffnung zur Filtereingangsoberfläche gerichtet
ist.
[0024] Der Strömungskörper 28 wirkt als Flammenhalter, und durch diese Maßnahme wird erreicht,
daß durch die Rezirkulation des Abgasstromes eine Zone niedriger Strömungsgeschwindigkeit
gebildet ist, so daß die Flammengeschwindigkeit größer als die bzw. gleich der Strömungsgeschwindigkeit
sein kann.
[0025] Es wird also die Zündflamme in dem Bereich unterhalb des Strömungskörpers stabilisiert.
Auch kann es dabei vorteilhaft sein, daß der Strömungskörper 28 eine zentrale Öffnung
aufweist, um zu erreichen, daß die Flamme in Richtung auf die Filteroberfläche abgelenkt
und dadurch ihre Zündeigenschaft verbessert wird.
[0026] Wie Fig. 6 zeigt, kann der Strömungskörper auch als eine mit Öffnungen versehene,
quer zum Abgasstrom angeordnete Wandung 29 ausgebildet sein.
[0027] Bei den bisher beschriebenen Einrichtungen wurde die Sekundärenergie über einen Widerstands-Heizdraht
30 bzw. über mehrere Heizdrähte dieser Art zugeführt. In Fig. 7 ist in diesem Zusammenhang
dargestellt, daß zwei Heizdrahtanordnungen 30a und 30b in Strömungsrichtung hinter
der Wandung 29 so angeordnet sind, daß sie im Strömungsschatten liegen. Es stehen
aber auch andere Möglichkeiten der Zuführung von Sekundärenergie zur Verfügung, z.B.
mit Hilfe einer Funkenstrecke 31, wie Fig. 5 zeigt.
[0028] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Sekundärenergie über Widerstandsdrähte
oder eine oder mehrere Funkenstrecken in partielle Filterbereiche eingeleitet werden,
wie Fig. 8 zeigt. Es sind über die Filtereintrittsoberfläche verteilt vier Teilbereiche
32 - 35 vorhanden, denen Sekundärenergie über Widerstands-Heizdrähte 36 - 39 zugeführt
wird. Ein Regler 40 mit Zeitsteuerung veranlaßt die Aussteuerung der Teilbereiche
in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebszuständen.
[0029] In zweckmäßiger Weise wird dabei den partiellen Filterbereichen nacheinander Energie
zugeführt. Auch wird - ebenso wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen -
die Dauer der Zufuhr der Sekundärenergie kurz im Verhältnis zur Oxidationszeit der
in dem Filtersystem abgelagerten Partikel sein. Die Dauer der Zufuhr von Sekundärenergie
kann etwa sec bei einer Regenerationsdauer von etwa 2 min betragen. Eine weitere vorteilhafte
Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 9. In Strömungsrichtung nach dem zylindrischen
Raum 4 ist ein weiterer im wesentlichen zylindrischer Raum 41 vorhanden, der durch
Wandung 42 abgeschlossen ist. In dem Raum 41 befindet sich eine dem Querschnitt dieses
Raumes angepaßte Platte 43, die ein im wesentlichen gleichmäßiges, flächendeckendes
Einblasen von Druckluft in Richtung auf die Filterausgangsfläche zum Zweck der Aufwirbelung
von abgelagerten Partikeln ermöglicht. Die Platte 43 kann als Drahtnetz, als mit Offnungen
versehenes Blech, als poröser, gasdurchlässiger Körper oder in anderer geeigneter
Weise ausgebildet sein.
[0030] Die Druckluft wird von Behälter 11 über Leitung 12, Steuereinrichtung 13, Leitung
14 und Düse 15 in den Raum 41 eingeführt. Die Ableitung der gereinigten Gase erfolgt
in Richtung des Pfeiles 44 über Rohrleitung 45.
[0031] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeigt Fig. 10. Hier ist eine im wesentlichen
flächendeckende Einführung von Druckluft dadurch erreicht, daß in einem dem zylindrischen
Raum 4 in Strömungsrichtung folgenden Raum 46 eine konische Platte 47 angeordnet ist,
die wiederum als Drahtnetz, als mit Öffnungen versehenes Blech, als poröser Körper
oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein kann. Das gereinigte Gas kann in
Richtung des Pfeiles 48 durch eine zentrale Öffnung 49 der konischen Platte 47 abströmen.
Druckluft wird von Behälter 11 über Leitung 12, Steuereinrichtung 13, Leitung 14 und
Düse 50 in den Raum 46 eingeführt.
[0032] Figuren 11 und 12 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform, die auf der Seite
der Filterausgangsfläche dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10 entspricht. Auf der Seite
der Fiftereingangsfläche wird die Sekundärenergie jedoch nicht wie bei den Gegenständen
der Figuren 9 und 10 durch Widerstandsbeheizung, sondern durch ein Drahtnetz 51 zugeführt,
bei dem nach Anlegen einer geeigneten Spannung Zündfunken an den Kreuzungsstellen
der Drähte überspringen. Hierdurch ist eine besonders gleichmäßig über die Filtereingangsfläche
verteilte Einführung der Sekundärenergie möglich.
[0033] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. So ist es nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
auch möglich, die Aufwirbelung der abgelagerten Partikel mit Hilfe von Schwingungen
durch einen geeigneten Schwingungserzeuger herbeizuführen, wobei nach einem weiteren
bevorzugten Merkmal die Aufwirbelung durch hochfrequente Schwingungen erfolgt.
[0034] Durch die vorliegende Erfindung ist in vorteilhafter Weise bei allen Betriebszuständen
eine zuverlässige Reinigung des Filters durch Oxidation ermöglicht, so daß sowohl
das Filter gefährdende Übertemperaturen als auch die Arbeitsweise der Maschine beeinträchtigende
Verstopfungen des Filters ausgeschlossen sind.
1. Verfahren zur Regeneration von Rußfiltersystemen durch Oxidation von abgelagertem
Ruß mit Zuführung von Sekundärenergie zur Einleitung des Oxidationsvorgangs, dadurch
gekennzeichnet, daß die Partikeikonzentration im Abgas vor oder in dem Filter durch
kurzfristige Zugabe und/oder Rückführung partikelförmigen oder festen Brennstoffs
zum ungereinigten Abgasstrom auf einen im Bereich der Brennstoffstaubexplosion liegenden
Wert eingestellt und durch Sekundärenergiezufuhr gezündet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration
am Zündort durch Aufwirbelung von abgelagerten Partikeln erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration
am Zündort durch kurzfristiges impulsartiges Rückblasen einer Menge des zu reinigenden
Abgases zur Aufwirbelung des in den Filterkanälen abgelagerten Kohlenstoffs erhöht
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration
am Zündort durch kurzfristiges impulsartiges Rückblasen mit Hilfe von Preßluft erhöht
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration
am Zündort durch kurzfristiges impulsartiges Rückblasen mit Hilfe von vollständiger
oder teilweiser Zufuhr von Ladeluft erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration
am Zündort durch kurzfristiges impulsartiges Rückblasen mit Hilfe eines Teils des
gereinigten Abgasstromes erhöht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration
am Zündort durch kurzfristiges Einblasen von Luft und/oder Abgas auf die Filtereingangsoberfläche
eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einblasen
von Luft und/oder Abgas mit einem Abstand von kleiner als oder etwa gleich 15 mm auf
die Filtereingangs- oder Ausgangsoberfläche erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltige
Partikel aus einem Vorrat zur Erhöhung der Partikelkonzentration vor dem Filter feinverteilt
eingeführt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Filtereingangsoberfläche
durch einen Strömungskörper eine Rezirkulationszone zur Zünd- und Flammenstabilisierung
gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Strömungskörper,
der die Form einer Schale besitzt, deren Öffnung zur Filtereingangsoberfläche gerichtet
ist, eine Rezirkulationszone zur Zünd- und Flammenstabilisierung gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Strömungskörper,
der die Form einer mit Öffnungen versehenen, quer zum Abgasstrom angeordneten Wandung
besitzt, eine Rezirkulationszone zur Zünd- und Flammenstabilisierung gebildet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärenergie
über Widerstandsdrähte oder wenigstens eine Funkenstrecke in partielle Filterbereiche
eingeleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß den partiellen Filterbereichen
nacheinander Energie zugeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer
der Zufuhr der Sekundärenergie kurz ist im Verhältnis zur Oxidationszeit der in dem
Filtersystem abgelagerten Partikel.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Zufuhr der
Sekundärenergie etwa 30 sec bei einer Regenerationsdauer von etwa 2 min beträgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufwirbelung
der abgelagerten Partikel mit Hilfe von Schwingungen erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwirbelung der abgelagerten
Partikel durch hochfrequente Schwingungen erfolgt.
1. A method for the regeneration of soot filter systems by oxidation of deposited
soot with supply of secondary energy for the initiation of the oxidation process,
characterised in that the particle concentration in the exhaust gas is adjusted, before
or in the filter, by brief addition and/or return of fuel in particle or solid form
to the unpurified exhaust gas current, to a value lying in the range of fuel dust
explosion, and ignited by a secondary energy supply.
2. A method according to Claim 1, characterised in that the particle concentration
is increased at the position of ignition by whirling-up of deposited particles.
3. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the particle concentration
is increased at the position of ignition by brief impulse-type blowing-back of a quantity
of the exhaust gas to be purified for the whirling-up of the carbon deposited in the
filter passages.
4. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the particle concentration
is increased at the position of ignition by brief impulse-type blowing-back with the
aid of compressed air.
5. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the particle concentration
is increased at the position of ignition by brief impulse-type blowing-back with the
aid of complete or partial supply of charging air.
6. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the particle concentration
is increased at the position of ignition by brief impulse-type blowing-back with the
aid of a part of the purified exhaust gas current.
7. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the particle concentration
is adjusted, at the position of ignition, by brief blowing of air and/or exhaust gas
on to the filter entry surface.
8. A method according to any one of Claims 1-7, characterised in that a blowing-in
of air and/or exhaust gas takes place on to the filter entry or exit surface with
a spacing of less than, or approximately equal to 15 mm.
9. A method according to any one of Claims 1-8, characterised in that carbon-containing
particles are introduced in fine distribution from a reserve to increase the particle
concentration before the filter.
10. A method according to any one of Claims 1-9, characterised in that a recirculation
zone for ignition and flame stabilisation is formed before the filter entry surface
by a flow body..
11. A method according to Claim 10, characterised in that a recirculation zone for
ignition and flame stabilisation is formed by a flow body which possesses the form
of a dish the opening of which is directed towards the filter entry surface.
12. A method according to Claim 10, characterised in that a recirculation zone for
ignition and flame stabilisation is formed by a flow body which possesses the form
of a wall provided with openings and arranged transversely of the exhaust gas current.
13. A method according to any one of Claims 1-12, characterised in that the secondary
energy is introduced by way of resistance wires or at least one spark gap into partial
filter zones.
14. A method according to Claim 13, characterised in that energy is fed to the partial
filter zones in succession.
15. A method according to any one of Claims 1-14, characterised in that the duration
of the supply of the secondary energy is short in relation to the oxidation time of
the particles deposited in the filter system.
16. A method according to Claim 15, characterised in that the duration of the supply
of the secondary energy amounts to about 30 sec. in the case of a regeneration duration
of about 2 min.
17. A method according to any one of Claims 1-16, characterised in that a whirling-up
of the deposited particles takes place with the aid of vibrations.
18. A method according to Claim 17, characterised in that the whirling-up of the deposited
particles is effected by high-frequency vibrations.
1. Procédé pour la régénération de systèmes de filtrage de la suie par oxydation de
la suie déposée, avec une amenée d'énergie secondaire pour l'amorçage du processus
d'oxydation, caractérisé par le fait que l'on règle la concentration des particules
dans les gaz d'échappement avant ou dans le filtre à une valeur située dans la zone
de l'explosion de la poussière de combustible en ajoutant et/ou en ramenant pendant
une courte durée du combustible en forme de particules ou solide dans le courant de
gaz d'échappement non purifié, et qu'on l'enflamme par amenée d'énergie secondaire.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on augmente la
concentration des particules à l'endroit de l'allumage en soulevant en tourbillons
des particules déposées.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on augmente
la concentration des particules à l'endroit de l'allumage en réinjectant par soufflage,
pendant une courte durée et à la manière d'une impulsion, une portion des gaz d'échappement
à purifier pour soulever en tourbillons le carbone déposé dans les canaux du filtre.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on augmente
la concentration des particules à l'endroit de l'allumage par réinjec- tion par soufflage,
pendant une courte durée et à la manière d'une impulsion, à l'aide d'air comprimé.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on augmente
la concentration des particules à l'endroit de l'allumage par réinjec- tion par soufflage,
pendant une courte durée et à la manière d'une impulsion, à l'aide d'une amenée totale
ou partielle d'air d'admission.
6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on augmente
la concentration des particules à l'endroit de l'allumage par réinjec- tion par soufflage,
pendant une courte durée et à la manière d'une impulsion, à l'aide d'une partie du
courant de gaz d'échappement purifié.
7. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on règle la
concentration des particules à l'endroit de l'allumage en soufflant, pendant une courte
durée, de l'air et/ou des gaz d'échappement sur la surface d'entrée du filtre.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'un soufflage
d'air et/ou de gaz d'échappement a lieu sur la surface d'entrée du filtre ou sur sa
surface de sortie à une distance inférieure ou sensiblement égale à 15 mm.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que, pour
augmenter la concentration des particules, on introduit avant le filtre des particules
contenant du carbone qui sont finement divisées et qui proviennent d'un réservoir.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'au moyen
d'un organe d'écoulement, on forme avant la surface d'entrée du filtre une zone de
recirculation destinée à stabiliser l'allumage et la flamme.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'une zone de recirculation
destinée à stabiliser l'allumage et la flamme est formée au moyen d'un organe d'écoulement
qui présente la forme d'une cuvette dont l'ouverture est dirigée vers la surface d'entrée
du filtre.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'une zone de recirculation
destinée à stabiliser l'allumage et la flamme est formée au moyen d'un organe d'écoulement
qui présente la forme d'une paroi munie d'ouvertures et disposée transversalement
par rapport au courant de gaz d'échappement.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'énergie
secondaire est introduite dans des zones partielles du filtre au moyen de fils résistants
ou d'au moins un éclateur.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'énergie est amenée
aux zones partielles du filtre l'une après l'autre.
15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la
durée de l'amenée d'énergie secondaire est courte par rapport à la durée d'oxydation
des particules déposées dans le système de filtrage.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la durée de l'amenée
d'énergie secondaire est d'environ 30 secondes pour une durée de régénération de 2
minutes environ.
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait qu'un soulèvement
en tourbillons des particules déposées a lieu à l'aide d'oscillations.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait que le soulèvement
en tourbillons des particules déposées a lieu au moyen d'oscillations à haute fréquence.