EP1530500A2 - Filterkorper fur russfilter - Google Patents

Filterkorper fur russfilter

Info

Publication number
EP1530500A2
EP1530500A2 EP03792375A EP03792375A EP1530500A2 EP 1530500 A2 EP1530500 A2 EP 1530500A2 EP 03792375 A EP03792375 A EP 03792375A EP 03792375 A EP03792375 A EP 03792375A EP 1530500 A2 EP1530500 A2 EP 1530500A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter body
filter
body according
soot
cavities
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03792375A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Holm
Horst Kibbel
Ulf KÖNIG
Hartmut Presting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1530500A2 publication Critical patent/EP1530500A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F01N3/0215—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 the filtering elements having the form of disks or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2072—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
    • B01D39/2075—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular sintered or bonded by inorganic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • F01N3/023—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • 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
    • F01N3/033—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 in combination with other devices
    • F01N3/035—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 in combination with other devices with catalytic reactors

Definitions

  • the invention relates to a filter body for soot filters of internal combustion engines.
  • the object of the invention is to ensure effective exhaust gas cleaning with good regeneration ability of the soot filter.
  • Precise microstructuring of the filter body is required to filter out the smallest soot particles from the exhaust gas flow. It is particularly desirable here to optimize the shape, orientation and dimensions of the cavities in the filter body to meet the requirements of an effective filter effect. According to the invention, this is achieved by using semiconductor technology processes for structuring the body. The use of these methods allows the defined creation of structures even in the nanometer range; they are now used on an industrial scale. This makes it possible to filter out particles with a diameter of less than 10 nm due to the precise, requirement-oriented design of the filter body.
  • the etching methods known from semiconductor technology are advantageously used for microstructuring. Good results are achieved in particular by ICP (Inductive Coupled Plasma) etching or anodic etching.
  • ICP Inductive Coupled Plasma
  • An overview of known etching processes for microstructuring in the Semiconductor technology can be found, for example, under Köhler, "Etching Process for Microtechnology", Wiley-VCH 1998.
  • the separation of whiskers has also proven itself for microstructuring. Whiskers are thread-like crystals that are mostly single-crystalline or composed of a few crystallites.
  • the design options obtained through the selection of the above-mentioned production methods can be used advantageously for the defined microstructuring of the filter body.
  • the dimensions of the webs, cavities or pores of the filter body can be optimized for an optimal soot filter effect.
  • the design of the filter body as a monolithic block with a continuously decreasing pore size in the direction of the flow is advantageous.
  • the internal geometry of the filter body can be optimally matched to the requirements of a soot filter. To ensure the regeneration ability of the soot filter, it makes sense to manufacture the filter body in whole or in part from electrically conductive materials or to coat it with such materials. This eliminates the need to install a separate resistance heater.
  • the regeneration is independent of the temperature at which the exhaust gas fed into the filter is heated. This enables a space-optimized choice of the installation location of the filter in the exhaust system as well as an adjustment of the heating output to the current load condition of the filter.
  • the electrical conductivity of the filter material can be ensured, for example, by using suitably doped silicon.
  • the electrical properties of the filter body can be optimized with regard to an optimal regeneration effect during heating using the selected doping profiles.
  • silicon, germanium and their compounds or mixed crystals are suitable as filter body material.
  • Silicon in particular is chemically inert and mechanically stable even at high temperatures. This means that the filter body has a long service life over many regeneration cycles guaranteed.
  • semiconductor technology there is extensive experience in semiconductor technology regarding the microstructuring of the materials mentioned.
  • a further advantageous embodiment of the invention consists in coating the filter body with elements of the platinum metals or the rare earths in whole or in part, and thus to achieve a catalytic effect.
  • the reaction temperature at which soot burns to C0 2 is thereby reduced and a lower heating output is required to initiate the oxidation reaction.
  • an inexpensive filter element made of sintered silicon particles for example, can advantageously be used as an upstream filter.
  • the manufacture of the associated filter body is described in US Patent 4,767,585.
  • the average pore size is set by the particle size of the starting material.
  • a galvanically produced catalytic coating with e.g. Platinum is preferably obtained after the shaped body has been sintered.
  • the electrical resistance for direct heating of the filter element is set by doping the silicon starting material and / or the galvanic coating and the geometric shape.
  • the filter body described above can be easily integrated into a soot filter.
  • the geometry of the filter body can be selected so that it easily fits into a housing with the dimensions of conventional ones soot filter used in vehicles can be introduced. This means that conventionally equipped vehicles can be retrofitted without further design measures on the vehicle.
  • FIG. 1 shows an exemplary structure of a soot filter using filter bodies according to the invention.
  • the figure shows a longitudinal section through a soot filter, which has three partial filter bodies with different dimensions of the inner cavities.
  • the partial filter body 3 are arranged stacked in the housing 1 of the soot filter. This ensures that individual partial filter bodies can be replaced as part of maintenance measures.
  • the decrease in the dimensions of the inner cavities of individual partial filter bodies in the gas flow direction symbolized by arrow 2 is shown schematically. This ensures that the size of the filtered particles decreases in the direction of flow and that the fine pores or channels at the filter end are not prematurely clogged by soot particles.
  • the filter body In order to ensure that the filter body can be heated directly, it is contacted by means of the power connections 4 through the housing. If necessary, the soot filter shown can be heated in a simple manner by applying a voltage to the power connections and thus regenerated in the gas phase by oxidation of the soot particles to CO 2 with subsequent discharge from the filter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Filterkörper mit inneren Hohlräumen zur Anwendung in Partikelfiltern für Brennkraftmaschinen, der vorzugsweise unter Verwendung von Mikrostrukturierungsverfahren aus der Halbleitertechnologie wie bspw. Ätzen oder strukturierte Abscheidung hergestellt wird. Durch die Wahl eines elektrisch leitfähigen Materials für den Filterkörper kann eine integrierte Widerstandsheizung realisiert werden.

Description

Filterkörper für Rußfilter
Die Erfindung betrifft einen Filterkörper für Rußfilter von Brennkraftmaschinen.
Der Anteil von Dieselmotoren als Antriebssysteme von Kraftfahrzeugen hat in den letzten Jahren in Europa stark zugenom- men. Allerdings ist damit ist die Emissionsproblematik als eines der Haupthindernisse für die weitere Verbreitung dieser Aggregate in das Zentrum des Interesses gerück . Insbesondere der Ausstoß feiner, lungengängiger und damit gesundheitsge- fährdender Partikel stellt eine noch nicht befriedigend ge- löste Herausforderung dar. Das gesundheitsgefährdende Potential von Partikeln mit Abmessungen kleiner 10 nm ist dabei aufgrund deren hoher Lungengängigkeit besonders hoch. Derzeit werden verschiedene Konzepte verfolgt, um Anzahl und Maximaldurchmesser der in die Außenluft emittierten Partikel zu reduzieren. So wird beispielsweise in der DE 39 41 698 AI ein Rußfilter vorgestellt, der einen Sinterkörper als Filterkörper aufweist. Diese Körper sind zwar leicht herzustellen; jedoch weisen sie hinsichtlich ihrer Porenabmessungen unbefriedigende Eigenschaften auf, so daß die Ausfilterung insbe- sondere kleinster Partikel aus dem Abgas nicht befriedigend gewährleistet werden kann.
Darüber hinaus werden die Poren konventioneller Rußfilter während des Betriebes mit fortschreitender Zeit zunehmend durch Rußpartikel zugesetzt, so daß der Strömungswiderstand im Filter steigt und eine Regeneration des Filters typischerweise durch Verbrennen des Rußes zu C02 bei ca. 600 °C erfor- derlich wird. Da die Abgastemperatur heutiger Dieselaggregate diesen Wert in der Regel nicht erreicht, muß entweder der Filterkörper aufgeheizt werden oder durch Beaufschlagung des Filters mit Kraftstoff oder Additiven die Verbrennungstempe- ratur herabgesetzt werden. Typische Verfahren und Vorrichtungen hierzu sind beispielsweise in den Schriften DE 4329558 AI, EP 661429 Bl, EP 806553 A2 und DE 4117148 C2 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine effektive Abgasreinigung bei guter Regenerierfähigkeit des Rußfilters zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtungen mit den in den Ansprüchen 1, 12 und 14 beschriebenen Merkmalen gelöst. Die in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Für die Ausfilterung kleinster Rußpartikel aus dem Abgasstrom ist eine exakte Mikrostrukturierung des Filterkörpers erfor- derlich. Besonders wünschenswert ist es hierbei, Form, Ausrichtung und Abmessungen der Hohlräume im Filterkörper auf die Anforderungen effektiver Filterwirkung hin zu optimieren. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Strukturierung des Körpers Verfahren der Halbleitertechnologie ver- wendet werden. Die Anwendung dieser Verfahren gestattet die definierte Schaffung von Strukturen auch im Nanometerbereich; sie werden mittlerweile im industriellen Maßstab angewendet. Damit wird es möglich, durch das präzise, anforderungsgerechte Design des Filterkörpers eine Ausfilterung von Partikel mit einem Durchmesser von unter 10 nm zu erreichen.
Vorteilhafterweise werden zur Mikrostrukturierung die aus der Halbleitertechnologie bekannten Ätzverfahren angewendet. Gute Ergebnisse werden insbesondere durch ICP - (Inductive Coupled Plasma) - Ätzen oder anodisches Ätzen erzielt. Eine Übersicht über bekannte Ätzverfahren zur Mikrostrukturierung in der Halbleitertechnologie findet sich beispielsweise unter Köhler, "Ätzverfahren für die Mikrotechnik" , Wiley-VCH 1998. Auch das Abscheiden von Whiskern hat sich zur Mikrostrukturierung bewährt. Whisker sind fadenförmige Kristalle, die zu- meist einkristallin sind oder aus wenigen Kristalliten zusammengesetzt sind.
Die durch die Auswahl der oben genannten Herstellungsverfahren gewonnenen Gestaltungsmöglichkeiten können in vorteilhaf- ter Weise zur definierten Mikrostrukturierung des Filterkörpers verwendet werden. So können beispielsweise die Abmessungen der Stege, Hohlräume oder Poren des Filterkörpers auf eine optimale Rußfilterwirkung hin optimiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, die Porenabmessungen im Filterkörper in Strömungsrichtung zu verkleinern um einerseits den Strömungswiderstand des Gesamtfiltersystems gering zu halten und andererseits definierte Reinigungsstufen zur Optimierung der Filterwirkung herzustellen.
Als fertigungstechnisch besonders praktikabel erscheint es, einzelne Teilfilterkörper mit konstanten Porenabmessungen herzustellen und diese anschließend zum gesamten Filterkörper zusammensetzen. Diese Verfahrensweise ermöglicht darüber hin- aus bei Bedarf den Austausch von einzelnen Filterelementen beispielsweise zu Wartungszwecken. Es ist ferner vorteilhaft, die Teilfilterkörper selbst oder ganze Filterkörper durch Sintern bzw. Bonden von Stapeln einzelner, jeweils bereits mikrostrukturierter Wafer herzustellen.
Ebenso ist die Ausbildung des Filterkörpers als monolithischer Block mit in Richtung der Strömung kontinuierlich abnehmender Porengröße vorteilhaft. Auch hier kann die Innengeometrie des Filterkörpers in optimaler Weise auf die Anforde- rungen eines Rußfilters abgestimmt werden. Zur Sicherstellung der Regenerationsfähigkeit des Rußfilters bietet es sich an, den Filterkörper insgesamt oder in Teilen aus elektrisch leitfähigen Materialien herzustellen oder mit derartigen Materialien zu beschichten. Damit entfällt die Notwendigkeit des Einbaus einer gesonderten Widerstandsheizung.
Wird der Filterkörper mit einer Heizspannung beaufschlagt, so wird er ganz oder in großen Raumbereichen vom Heizstrom durchflössen, damit aufgeheizt und somit vollständig gereinigt. Es bleiben keine lokalen Rußansammlungen zurück, die den Filter in seiner Leistungsfähigkeit beeinträchtigen.
Aufgrund der zusätzlichen Beheizbarkeit des Filters ist die Regeneration unabhängig von der Eintrittstemparatur des eingespeisten Abgases in den Filter. Dies ermöglicht eine raumoptimierte Wahl des Montageortes des Filters im Abgassystem sowie eine Anpassung der Heizleistung an den aktuellen Beladungszustand des Filters.
Die elektrische Leitfähigkeit des Filtermaterials kann beispielsweise durch die Verwendung geeignet dotierten Siliziums gewährleistet werden. Über die gewählten Dotierprofile lassen sich die elektrischen Eigenschaften des Filterkörpers im Hin- blick auf eine optimale Regenerationswirkung beim Beheizen hin optimieren. Insbesondere ist es vorteilhaft, die elektrischen Eigenschaften der von den Rußpartikeln in besonderem Maße beaufschlagten Bereiche so zu wählen, daß in diesen Bereichen die Heizleistung maximal ist; damit wird die Leis- tungsaufnahme der Heizung bei optimaler Wirkung minimiert.
Aufgrund ihrer mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften bieten sich Silizium, Germanium sowie deren Verbindungen bzw. Mischkristalle als Filterkörpermaterial an. Insbesondere Silizium ist chemisch inert und mechanisch auch bei hohen Temperaturen stabil. Somit ist eine lange Lebensdauer des Filterkörpers über viele Regenerationszyklen hinweg gewährleistet. Darüber hinaus liegen aus der Halbleitertechnologie umfangreiche Erfahrungen über die Mikrostrukturierung der genannten Materialien vor. Selbstverständlich ist auch der Einsatz anderer Stoffe, die sich mittels der oben be- schriebenen Verfahren mikrostrukturieren lassen, möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, den Filterkörper mit Elementen der Platinmetalle oder der Seltenen Erden ganz oder in Teilen innen zu beschichten und somit eine Katalysatorwirkung zu erzielen. Die Reaktionstemperatur, bei der Ruß zu C02 verbrennt, wird dadurch abgesenkt und es wird eine geringere Heizleistung zur Einleitung der Oxidationsreaktion benötigt.
Ebenso hat es sich bewährt, bei Verwendung eines Siliziumfilterkörpers das Silizium gezielt zu oxidieren und durch die so entstehende Quarzschichteine Inertisierung gegen alle vorliegenden Verbrennungsprodukte zu erreichen.
Zur Ausfilterung großer Rußpartikel (>100nm) kann in vorteilhafter Weise ein preisgünstig herstellbares Filterelement aus gesinterten beispielsweise Siliziumpartikeln als vorgeschalteter Filter verwendet werden. Die Herstellung des zugehörigen Filterkörpers ist im US Patent 4,767,585 beschrieben. Die mittlere Porenabmessung wird durch die Partikelgrösse des Ausgangsmaterials eingestellt. Eine galvanisch hergestellte katalytische Beschichtung mit z.B. Platin erfolgt vorzugsweise nach der Sinterung des Formkörpers. Der elektrische Widerstand zur direkten Heizung des Filterelementes wird durch Do- tierung des Siliziumausgangsmaterials und/oder die galvanische Beschichtung und die geometrische Formgebung eingestellt.
Der vorstehend beschriebene Filterkörper läßt sich auf einfa- ehe Weise zu einem Rußfilter integrieren. Beispielsweise läßt sich die Geometrie des Filterkörpers so wählen, daß er leicht in ein Gehäuse mit den Abmessungen konventioneller, bereits in Fahrzeugen eingesetzter Rußfilter eingebracht werden kann. Ohne weitere konstruktive Maßnahmen am Fahrzeug können somit konventionell ausgestattete Fahrzeuge nachgerüstet werden.
Ferner ist es vorteilhaft, den beschriebenen Filterkörper bereits als Erstausstattung neuer Kraftfahrzeuge einzusetzen.
In Figur 1 ist ein beispielhafter Aufbau eines Rußfilters un- ter Verwendung von erfindungsgemäßen Filterkörpern dargestellt.
Die Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch einen Rußfilter, der drei Teilfilterkörper mit unterschiedlichen Abmessungen der inneren Hohlräume aufweist. Die Teilfilterkörper 3 sind dabei im Gehäuse 1 des Rußfilters gestapelt angeordnet. Damit wird sichergestellt, daß einzelne Teilfilterkörper im Rahmen von Wartungsmaßnahmen ausgetauscht werden können. Schematisch dargestellt ist die Abnahme der Abmessungen der inneren Hohl- räume einzelnen Teilfilterkörper in die durch den Pfeil 2 symbolisierte Gasstromrichtung. Damit ist sichergestellt, daß die Größe der ausgefilterten Partikel in Strömungsrichtung abnimmt und die feinen Poren bzw. Kanäle am Filterende nicht vorzeitig durch Rußpartikel zugesetzt werden. Um die direkte Beheizbarkeit des Filterkörpers sicherzustellen, wird dieser mittels der durch das Gehäuse durchgeführten Stromanschlüsse 4 kontaktiert. Im Bedarfsfall läßt sich der dargestellte Rußfilter durch Anlegen einer Spannung an die Stromanschlüsse in einfacher Weise beheizen und somit durch Oxidation der Ruß- partikel zu C02 mit anschließendem Austritt aus dem Filter in der Gasphase regenerieren.

Claims

Patentansprüche
1. Filterkörper mit inneren Hohlräumen, bspw. Poren oder Kanälen, zur Anwendung in Partikelfiltern für Brennkraftmaschinen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er unter Verwendung von Mikrostrukturierungs- verfahren der Halbleitertechnologie hergestellt wird.
2. Filterkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Mikrostrukturierungsverfahren Ätzverfahren oder Strukturierte Abscheidung oder eine Kombination beider Verfahren verwendet wird.
3. Filterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er Bereiche mit unterschiedlichen Abmessungen der Hohlräume aufweis .
4. Filterkörper nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abmessungen der Hohlräume entlang der Strömungsrichtung abnehmen.
5. Filterkörper nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Größe der Hohlräume abschnittsweise konstant bleibt, jedoch entlang der Strömungsrichtung abnimmt.
6. Filterkörper nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abmessungen der Hohlräume entlang der Strömungs- riehtung kontinuierlich abnehmen.
7. Filterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er mindestens teilweise aus elektrisch leitendem Ma- terial besteht.
8. Filterkörper nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er Bereiche unterschiedlicher spezifischer Leitfä- higkeit aufweist.
9. Filterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er mindestens teilweise aus Silizium, Germanium, ei- ner Silizium- oder Germaniumverbindung oder einem Mischkristall daraus besteht.
10. Filterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er mindestens teilweise eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist.
11. Filterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er mindestens teilweise eine Oxidschicht aufweist.
12. Rußfilter für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse mit mindestens einem Gaseinlaß und mindestens einem Gasauslaß, welcher einen in den vorhergehenden Ansprüchen beschrie- benen Filterkörper aufweist.
13. Rußfilter für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er zusätzlich mindestens einen Filterkörper aus einem Sintermaterial aufweist .
14. Fahrzeug mit einem Rußfilter mit einem Gehäuse mit mindestens einem Gaseinlaß und mindestens einem Gasauslaß, welcher einen Filterkörper nach den Ansprüchen 1-11 aufweist .
EP03792375A 2002-08-23 2003-08-19 Filterkorper fur russfilter Withdrawn EP1530500A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10239551A DE10239551A1 (de) 2002-08-23 2002-08-23 Filterkörper für Rußfilter
DE10239551 2002-08-23
PCT/EP2003/009173 WO2004018077A2 (de) 2002-08-23 2003-08-19 FILTERKÖRPER FÜR RUßFILTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1530500A2 true EP1530500A2 (de) 2005-05-18

Family

ID=31197472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03792375A Withdrawn EP1530500A2 (de) 2002-08-23 2003-08-19 Filterkorper fur russfilter

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20060051271A1 (de)
EP (1) EP1530500A2 (de)
JP (1) JP2005536334A (de)
AU (1) AU2003258634A1 (de)
DE (1) DE10239551A1 (de)
WO (1) WO2004018077A2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7469532B2 (en) * 2005-09-22 2008-12-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel particulate filter (DPF) regeneration by electrical heating of resistive coatings
KR101567919B1 (ko) * 2015-07-07 2015-11-11 허정민 포집필터 세트 및 상기 포집필터 세트를 케이스를 이용하여 제조한 포집필터

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB721592A (en) * 1951-03-29 1955-01-12 Ronald John Stevens Improvements in or relating to filters
JPS6038014A (ja) * 1983-08-10 1985-02-27 Toray Ind Inc 濾過方法
DE3613778A1 (de) * 1986-04-23 1987-10-29 Heliotronic Gmbh Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus granulat auf der basis von silicium, germanium oder mischkristallen dieser elemente
US4965101A (en) * 1987-12-10 1990-10-23 Swiss Aluminium Ltd. Ceramic foam for filters for cleaning exhaust gases of diesel engines
US5510194A (en) * 1989-07-05 1996-04-23 Alabama Cryogenic Engineering, Inc. Perforated plate filter media and related products
DE4106301A1 (de) * 1991-02-28 1992-09-03 Roggenkamp Karl Heinz Verfahren zum regenerieren mit russ beladener abgasfilter
DE4034365A1 (de) * 1990-10-29 1992-04-30 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zur herstellung freitragender mikrostrukturen
DE4137738C2 (de) * 1991-11-15 1993-12-23 Daimler Benz Ag Rußfilter
NL9200902A (nl) * 1992-05-21 1993-12-16 Cornelis Johannes Maria Van Ri Keramisch membraan voor microfiltratie, alsmede werkwijze ter vervaardiging van een dergelijk membraan.
DE4244511C2 (de) * 1992-12-30 2002-09-12 Hermann Josef Gerstenmeier Vorrichtung zum filtrierenden Entfernen von Rußpartikeln
US5846276A (en) * 1995-07-05 1998-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust gas filter
US5882496A (en) * 1997-02-27 1999-03-16 The Regents Of The University Of California Porous silicon structures with high surface area/specific pore size
JP2002533236A (ja) * 1998-12-23 2002-10-08 モーフォメトリックス テクノロジーズ インコーポレーテッド 薄膜ミクロフィルタの現場での製造
ITTO20010034A1 (it) * 2001-01-19 2002-07-19 Fiat Ricerche Filtro di particolato per motori diesel
DE10153284A1 (de) * 2001-10-29 2003-05-15 Emitec Emissionstechnologie Filterverbund und Verfahren zu seiner Herstellung
US20030080060A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-01 .Gulvin Peter M Integrated micromachined filter systems and methods
DE10304814C5 (de) * 2003-02-06 2009-07-02 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von strukturierten Blechlagen; Katalysator-Trägerkörper
NL1030081C2 (nl) * 2005-09-30 2007-04-02 Stork Veco Bv Zeefmateriaal uit metaal en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004018077A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10239551A1 (de) 2004-03-04
WO2004018077A3 (de) 2004-04-22
US20060051271A1 (en) 2006-03-09
AU2003258634A1 (en) 2004-03-11
JP2005536334A (ja) 2005-12-02
WO2004018077A2 (de) 2004-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69904132T2 (de) Regenerationssystem für eine Abgasreinigungsanlage
DE69624890T2 (de) Filter zur Abscheidung von Russpartikeln aus Abgas und Vorrichtung zur Verwendung desselben
EP1336032B1 (de) Verfahren zur verminderung kohlenstoffhaltiger partikelemissionen von dieselmotoren und zugehörige anordnung
EP1500638B1 (de) Laserbestrahlte metallisierte Elektrokeramik
EP3981493A1 (de) Partikelfilter
EP0537219A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abgasen.
DE69900397T2 (de) Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
WO2008025603A1 (de) Filter zur entfernung von partikeln aus einem gasstrom sowie verfahren zu seiner herstellung
EP1971757B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verringerung der partikelanzahl im abgas einer verbrennungskraftmaschine
EP2477749A1 (de) VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BEHANDLUNG VON RUßPARTIKEL ENTHALTENDEM ABGAS
EP4015067A1 (de) Katalytisch aktiver partikelfilter mit hoher filtrationseffizienz
DE69132576T2 (de) Betrieb eines katalytischen Konverters
EP1517737A1 (de) Plasma-russfilter
EP1530500A2 (de) Filterkorper fur russfilter
EP2150685B1 (de) Regelung eines plasmaregenerierten russfilters
DE102006035052A1 (de) Filterelement und Filter zur Abgasnachbehandlung
WO2008080696A1 (de) Filterelement und filter zur abgasnachbehandlung einer brennkraftmaschine
DE102021214073A1 (de) Wabenstruktur und elektrischer Heizträger und Abgasbehandlungsvorrichtung, die jeweils die Wabenstruktur verwenden
WO2009000667A2 (de) Herstellungsverfahren und katalysatorelement mit axial veränderlicher katalytischer beschichtung
DE10351882A1 (de) Partikelfiltervorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters
DE102021125536A1 (de) Katalytisch aktiver Partikelfilter mit hoher Filtrationseffizienz
AT509854B1 (de) Regelung eines plasmaregenerierten russfilters
EP1990098A2 (de) Wall-flow-Filter mit geringem Druckaufbau
EP2069616B1 (de) Vorrichtung zur entfernung von russpartikeln aus dem abgasstrom einer brennkraftmaschine
DE102024104185A1 (de) Brenngasreinigungsvorrichtung und Kaminofen mit einer Brenngasreinigungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20041220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG

17Q First examination report despatched

Effective date: 20070530

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: DAIMLER AG

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20090603