DE102011087532A1 - Filter device of emission control device installed in reducing agent tank, has heating device integrated in the filter holder, which is arranged with several heating elements - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung (1), mit einem rahmenartigen Filterträger (2) und wenigstens einem an dem Filterträger (2) befestigten Filterelement (3, 4). Dabei ist vorgesehen, dass zumindest zwei an dem Filterträger (2) aufgespannte, eine Durchtrittsöffnung (6) des Filterträgers (2) vollständig überdeckende Filterelemente (3, 4) vorgesehen sind, die zumindest ein Heizelement (7, 9, 10, 11, 12, 13, 14) einer Heizeinrichtung (8) wenigstens bereichsweise zwischen sich aufnehmen.The invention relates to a filter device (1) with a frame-like filter carrier (2) and at least one filter element (3, 4) attached to the filter carrier (2). It is provided that at least two filter elements (3, 4) which are mounted on the filter support (2) and completely cover a passage opening (6) of the filter support (2) are provided which comprise at least one heating element (7, 9, 10, 11, 12 , 13, 14) of a heating device (8) at least partially receive between them.
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem rahmenartigen Filterträger und wenigstens einem an dem Filterträger befestigten Filterelement.The invention relates to a filter device with a frame-like filter carrier and at least one filter element attached to the filter carrier.
Stand der TechnikState of the art
Filtereinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Filtereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten Filtereinrichtungen den Vorteil auf, dass sie platzsparender aufgebaut ist und zudem ein schnelleres Auftauen von in der Filtereinrichtung vorliegendem gefrorenen Fluid erlaubt. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem zumindest zwei an dem Filterträger aufgespannte, eine Durchtrittsöffnung des Filterträgers vollständig überdeckende Filterelemente vorgesehen sind, die zumindest ein Heizelement einer Heizeinrichtung wenigstens bereichsweise zwischen sich aufnehmen. Die Filtereinrichtung ist beispielsweise Bestandteil einer Abgasreinigungseinrichtung. Sie wird üblicherweise in einem Tank, insbesondere einem Reduktionsmitteltank, angeordnet. Durch die Filtereinrichtung soll Fluid, also insbesondere Reduktionsmittel, aus dem Tank entnehmbar sein. Auf diese Weise wird das dem Tank entnommene Fluid zumindest teilweise von Schmutzpartikeln befreit, welche ansonsten eine Einbringvorrichtung, insbesondere ein Einspritzventil, verstopfen können. Um die Filtereinrichtung platzsparend aufzubauen, ist es vorgesehen, dass sie aus dem rahmenartigen Filterträger besteht, welcher beispielsweise eine stegartige Seitenwand aufweist, welche eine Durchtrittsöffnung in Seitenrichtung vollständig umgreift. Diese Durchtrittsöffnung ist nun von zwei Filterelementen vollständig überdeckt. Die Filterelemente sind dabei an dem Filterträger über der Durchtrittsöffnung aufgespannt. Eine Durchströmung der Filtereinrichtung mit dem Fluid erfolgt durch die Durchtrittsöffnung, sodass das Fluid zunächst das stromaufwärts angeordnete der Filterelemente und anschließend das stromabwärts angeordnete passiert.The filter device with the features of claim 1 has over the known filter devices on the advantage that it is constructed space-saving and also allows faster thawing of present in the filter device frozen fluid. This is inventively achieved by at least two clamped on the filter support, a passage opening of the filter support completely overlapping filter elements are provided which receive at least a heating element of a heater at least partially between them. The filter device is for example part of an exhaust gas purification device. It is usually arranged in a tank, in particular a reducing agent tank. By the filter means fluid, so in particular reducing agent to be removed from the tank. In this way, the fluid removed from the tank is at least partially freed from dirt particles, which otherwise can clog a delivery device, in particular an injection valve. In order to construct the filter device in a space-saving manner, it is provided that it consists of the frame-like filter carrier which, for example, has a web-like side wall which completely surrounds a passage opening in the lateral direction. This passage is now completely covered by two filter elements. The filter elements are clamped on the filter carrier over the passage opening. A flow through the filter device with the fluid takes place through the passage opening, so that the fluid first passes the upstream of the filter elements and then the downstream arranged passes.
Vorzugsweise ist eines der Filterelemente auf der einen Seite der Durchtrittsöffnung und das andere der Filterelemente auf der der einen Seite gegenüberliegenden anderen Seite der Durchtrittsöffnung angeordnet. Die beiden Filterelemente sind insoweit in vertikaler Richtung voneinander beabstandet. Der Filterträger stellt eine einfache Austauschbarkeit der Filtereinrichtung sicher, weil die Filterelemente auf einfache Art und Weise zusammen mit dem Filterträger entnommen und ausgetauscht werden können. Zu diesem Zweck ist der Filterträger beispielsweise in einer Filterträgerhalterung in dem Tank befestigt, insbesondere in diese eingesteckt.Preferably, one of the filter elements is arranged on one side of the passage opening and the other of the filter elements on the one side opposite to the other side of the passage opening. The two filter elements are so far apart in the vertical direction. The filter support ensures easy interchangeability of the filter device, because the filter elements can be removed and replaced in a simple manner together with the filter carrier. For this purpose, the filter carrier is fastened, for example, in a filter carrier holder in the tank, in particular inserted into this.
Insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen kann es vorkommen, dass das in dem Tank befindliche Fluid gefriert. Entsprechend wird auch die Filtereinrichtung und insbesondere die Durchtrittsöffnung von gefrorenem Fluid durchsetzt. Um das in der Filtereinrichtung beziehungsweise dem Tank vorliegende gefrorene Fluid aufzutauen, um es über die Filtereinrichtung aus dem Tank entnehmen zu können, ist die Heizeinrichtung vorgesehen. Bei üblichen Abgasreinigungseinrichtungen ist die Heizeinrichtung beziehungsweise deren Heizelement beabstandet von der Filtereinrichtung in dem Tank angeordnet. Auf diese Weise dauert es sehr lange, bis das in der Filtereinrichtung vorliegende gefrorene Fluid mittels der Heizeinrichtung aufgetaut ist. Bis zu diesem Zeitpunkt ist das Fluid durch die Filtereinrichtung nicht mit dem gewünschten Durchsatz (Volumen beziehungsweise Masse pro Zeiteinheit) entnehmbar.Especially at low ambient temperatures, it can happen that the fluid in the tank freezes. Accordingly, the filter device and in particular the passage opening of frozen fluid is penetrated. In order to thaw the frozen fluid present in the filter device or the tank in order to be able to remove it from the tank via the filter device, the heating device is provided. In conventional exhaust gas purification devices, the heating device or its heating element is arranged at a distance from the filter device in the tank. In this way, it takes a very long time until the frozen fluid present in the filter device is thawed by means of the heating device. Until this time, the fluid through the filter device with the desired throughput (volume or mass per unit time) can not be removed.
Die hier vorgesehene Heizeinrichtung weist das wenigstens eine Heizelement auf, mittels welchem Wärme an die Filtereinrichtung beziehungsweise das in dieser vorliegende Fluid abgegeben werden kann. Durch die Anordnung des Heizelements zwischen den Filterelementen werden Fluidbewegungen des in der Filtereinrichtung befindlichen, bereits aufgetauten Fluids zumindest teilweise verhindert. Das bereits aufgetaute Fluid wird also im Bereich der Filtereinrichtung gehalten und trägt dazu bei, die mittels des Heizelements eingebrachte Wärme zu noch in der Filtereinrichtung vorliegendem gefrorenem Fluid zu transportieren. Durch die Anordnung des Heizelements zwischen den Filterelementen kann somit die Filtereinrichtung beziehungsweise das darin befindliche gefrorene Fluid schnell aufgetaut werden, sodass anschließend das Fluid dem Tank mit einem ausreichenden Durchsatz entnehmbar ist.The heating device provided here has the at least one heating element, by means of which heat can be delivered to the filter device or the fluid present in it. The arrangement of the heating element between the filter elements fluid movements of the filter device located in the already thawed fluid are at least partially prevented. The already thawed fluid is thus held in the region of the filter device and helps to transport the heat introduced by means of the heating element to still present in the filter device frozen fluid. As a result of the arrangement of the heating element between the filter elements, the filter device or the frozen fluid contained therein can thus be quickly thawed so that subsequently the fluid can be removed from the tank with sufficient throughput.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Heizelement in dem Filterträger integriert ist. Das Heizelement muss also nicht in der Durchtrittsöffnung vorliegen, sondern ist vielmehr in der Seitenwand des Filterträgers vorgesehen, welche die Durchtrittsöffnung einfasst. Auf diese Weise kann das Heizelement Wärme über eine größtmögliche Fläche in Richtung der Durchtrittsöffnung abgeben, sodass ein effizientes Erwärmen des Fluids beziehungsweise der Filtereinrichtung möglich ist. Bevorzugt ist das Heizelement in dem Filterträger eingegossen beziehungsweise zur Ausbildung des Filterträgers mit dem Filterträgermaterial, beispielsweise Kunststoff, umspritzt.A development of the invention provides that the heating element is integrated in the filter carrier. Thus, the heating element need not be present in the passage opening, but rather is provided in the side wall of the filter support, which encloses the passage opening. In this way, the heating element can emit heat over a maximum area in the direction of the passage opening, so that an efficient heating of the fluid or the filter device is possible. Preferably, the heating element is poured into the filter carrier or to form the filter carrier with the Filter carrier material, for example plastic, overmoulded.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Heizelement die Durchtrittsöffnung zumindest bereichsweise durchgreift. Das Heizelement muss also nicht notwendigerweise vollständig in den Filterträger integriert sein. Vielmehr kann das Heizelement auch in der Durchtrittsöffnung vorliegen beziehungsweise diese wenigstens bereichsweise durchgreifen. Das Heizelement erstreckt sich also bevorzugt von dem Filterträger beziehungsweise dessen Seitenwand in die Durchtrittsöffnung hinein. Auf diese Weise wird der Wärmetransport in die Durchtrittsöffnung hinein verbessert.A development of the invention provides that at least one heating element passes through the passage opening at least in certain areas. The heating element does not necessarily have to be completely integrated into the filter carrier. Rather, the heating element can also be present in the passage opening or pass through it at least in some areas. The heating element thus preferably extends from the filter carrier or its side wall into the passage opening. In this way the heat transfer into the passage opening is improved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an der Durchtrittsöffnung zwischen den Filterelementen mehrere Heizelemente vorliegen, die gemeinsam eine Trägerstruktur für die Filterelemente bilden. Beispielsweise liegen die Heizelemente im Zickzackverlauf in der Durchtrittsöffnung vor, erstrecken sich also von einem Bereich der Seitenwand zu einem gegenüberliegenden Bereich der Seitenwand. Alternativ können die Heizelemente auch in Mäanderform beziehungsweise Mäanderanordnung vorliegen. Auf diese Weise bilden sie die Trägerstruktur für die Filterelemente aus, durch welche die Stabilität der Filtereinrichtung deutlich erhöht wird. Die Trägerstruktur stellt demnach eine Art Stützgerüst für die Filterelemente dar. Die Heizelemente erstrecken sich bevorzugt in vertikaler Richtung von einem der Filterelemente hin zu dem gegenüberliegenden der Filterelemente.A development of the invention provides that there are a plurality of heating elements at the passage opening between the filter elements, which together form a support structure for the filter elements. By way of example, the heating elements project zigzag in the passage opening, ie they extend from one area of the side wall to an opposite area of the side wall. Alternatively, the heating elements may also be present in a meandering or meandering arrangement. In this way, they form the support structure for the filter elements, by which the stability of the filter device is significantly increased. The support structure therefore constitutes a kind of support structure for the filter elements. The heating elements preferably extend in the vertical direction from one of the filter elements to the opposite one of the filter elements.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Seitenwand des Filterträgers eine Auslassöffnung aufweist, die strömungstechnisch mit der Durchtrittsöffnung verbunden und von einem weiteren Filterelement vollständig überdeckt ist. Mittels des weiteren Filterelements, welches die Auslassöffnung überdeckt, kann die verfügbare Filterfläche der Filtereinrichtung vergrößert werden. Auf diese Weise ist ein größerer Durchsatz des Fluids durch die Filtereinrichtung realisierbar. Die Auslassöffnung korrespondiert strömungstechnisch mit der Durchtrittsöffnung. Insbesondere mündet sie zwischen den beiden Filterelementen in die Durchtrittsöffnung ein.A development of the invention provides that a side wall of the filter carrier has an outlet opening, which is fluidically connected to the passage opening and completely covered by a further filter element. By means of the further filter element, which covers the outlet opening, the available filter area of the filter device can be increased. In this way, a larger throughput of the fluid through the filter device can be realized. The outlet port corresponds in terms of flow with the passage opening. In particular, it opens into the passage opening between the two filter elements.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:
Die
Die
Mit der vorstehend beschriebenen Filtereinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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