[發(fā)明專利]顆粒過濾裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680052561.X
• 申請日: 2006-12-22
• 公開（公告）號: CN101365866A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·斯蒂格爾鮑爾
• 申請（專利權(quán)）人: ARK－控股有限公司
• 主分類號: F01N3/021
• 分類號: F01N3/021;F01N3/025
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 趙辛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明原則上涉及廢氣的后處理領(lǐng)域。更準確地說本發(fā)明的第一個方面涉及一種用于過濾內(nèi)燃機的，尤其是柴油內(nèi)燃機的廢氣的顆粒過濾裝置，它具有一個入口和一個出口，其中在廢氣的流動路徑中在入口和出口之間設(shè)置有至少一個顆粒過濾器，其中廢氣在一條管路里流動導向，其中管路具有第一個部段，在這部段里廢氣基本上向出口方向流，其中管路還具有第二個部段，在這部段里廢氣基本上向入口方向流。按照第二個方面本發(fā)明涉及一種用于過濾內(nèi)燃機的，尤其是柴油內(nèi)燃機的廢氣的顆粒過濾裝置，它具有一個入口和一個出口，其中在廢氣的流動路徑里在入口和出口之間至少設(shè)有一個轉(zhuǎn)向元件用于實現(xiàn)廢氣流的方向改變。按照第三個方面本發(fā)明涉及一種用于過濾內(nèi)燃機的，尤其是柴油內(nèi)燃機的廢氣顆粒過濾裝置，它具有一個入口和一個出口。按照第四個方面本發(fā)明涉及一種對內(nèi)燃機的，尤其是柴油內(nèi)燃機的廢氣進行過濾的方法，借助于一個具有一個入口和一個出口的顆粒過濾裝置。

背景技術(shù)

由內(nèi)燃機或者工業(yè)過程所產(chǎn)生的廢氣一般包含有趨向于損害健康的成分，例如象碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)；而且尤其是也有粒子狀成分，例如象細灰塵。這種成分必須被變成無害的或者至少危險性小的成分，以便減小排出到周圍環(huán)境里去的有害物質(zhì)的數(shù)量。因此通常都要對廢氣進行一種催化處理和/或一種過濾過程。

原則上說在現(xiàn)有技術(shù)中催化劑也是眾所周知的，它們用于從廢氣里去除有害成分，例如象SOx和NOx。除此之外催化劑也有以下效果：提高廢氣的溫度，而這又可能有利于碳黑顆粒的分解。

柴油發(fā)動機原則上存在以下問題：在廢氣里尤其是含有碳黑顆粒(CO)。為了將這種碳黑顆粒從廢氣里除去，已知了有顆粒過濾器。碳黑顆粒尤其是由于給燃油加入添加劑而引起。顆粒過濾器雖然可以從廢氣里去除碳黑，但有以下問題：如果在過濾器里積聚的碳黑顆粒太多的話，它就會發(fā)生堵塞或滿負載。但在相應高的溫度時(大約超過400℃)就使CO分解，因此一個滿負載的過濾器在這種溫度下可以再生。因此特別重要的是：在過濾前或過濾時的廢氣溫度盡可能地高，而且尤其是在過濾器里的溫度盡可能高，從而達到“點火溫度”。

特別重要的是：整個顆粒過濾裝置以及顆粒過濾器本身的結(jié)構(gòu)空間盡可能小，而且盡可能快地達到高溫，從而使自點火效應起動，因為否則的話過濾器太快地就堵塞了，而且例如汽車就不能運行了。尤其是在一種運行方式時，例如此時每天只開車幾分鐘(“早晨取面包”)，過濾器越來越多地由于碳黑顆粒而滿負載，而不會達到足夠高的溫度來燒掉碳黑，因此在一段時間之后汽車就不能再運行了而且必須更換過濾器。因此尤其是也涉及到多么快達到必需的高溫。這在技術(shù)背景中是眾所周知的問題，這些問題都與發(fā)動機的冷起動(用一種對應的冷的催化器)和與“冷廢氣”，正如它們從一個柴油發(fā)動機里出來的那樣，有關(guān)。

廢氣的溫度原則上取決于所應用的柴油發(fā)動機的類型，而如果是汽車，那當然取決于其型號。正常情況下汽車里的廢氣溫度在150℃和210℃之間。在自吸式發(fā)動機中廢氣溫度大約為280℃，在一種渦輪增壓器中為350℃。因此在自吸式發(fā)動機或者渦輪增壓器中所必需的顆粒過濾器的滿負載問題就遠不那么嚴重了，這是因為廢氣的輸出溫度已經(jīng)相應地高了。對于正常的柴油發(fā)動機來說顆粒過濾器的滿負載或堵塞在實踐中是一個重大的問題，對此現(xiàn)有技術(shù)卻并沒有足夠的補救措施。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的任務(wù)是避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并且尤其是對開頭所述類型的顆粒過濾裝置進行改進，從而特別快地使裝置或顆粒過濾器達到足夠高的運行溫度以避免過濾器的滿負載。

按照本發(fā)明的第一個方面，該任務(wù)對于一種開頭所述種類的顆粒過濾裝置來說通過如下方法來解決：管路還具有第三個部段，在這部段里廢氣基本向出口方向引導。

按照本發(fā)明的設(shè)計的一個特別的優(yōu)點在于：由于三個部段而形成的所謂廢氣的“折疊的”流動路徑造成顆粒過濾裝置整體上很緊湊，這種過濾裝置具有用于廢氣的長的行程段，因此廢氣在裝置里的停留時間相對較長。尤其是，如果用于升高廢氣溫度的部件，例如象催化器，布置在流動中間路徑里的話，其中長的流動路徑也可以用來實現(xiàn)相應的調(diào)整用于布置這樣的構(gòu)件，那么廢氣就達到高的溫度，這與長的停留時間一起相應有利地作用于在整個裝置中所產(chǎn)生的平衡溫度或者也作用于產(chǎn)生一種這樣的平衡溫度時的速度。