DE29600681U1 - Russfilteranlage - Google Patents

Description

Hug Engineering Ag HUG960101GDE

CH-8484 Weisslingen 16.01.1996

Russfilteranlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Russfilteranlage zur Abscheidung nichtflüchtiger Stoffe aus einem Abgasstrom, insbesondere von Russpartikeln aus Dieselmotoren, welche Russfilteranlage in einem Gehäuse mit Gaszufuhr- und Gasab-\ fuhrstutzen über Filtermedien verbundene Innenräume hat, wobei die Filtermedien mehrere axial in Abstand verlaufende, stromauf verschlossene und stromab offene Filterpatronen mit einem formfesten, perforierten Innenmantel und einem mit geringem Widerstand gasdurchlässig ausgebildeten Aussenmantel aus einem wärmebeständigen Material, insbesondere einem organischen Fasermaterial, umfassen.

In Verbrennungsanlagen, insbesondere bei stationären oder mobilen Dieselmotoren, entstehen neben schädlichen gasförmigen Komponenten bei unvollständiger Verbrennung auch nicht-flüchtige Stoffe, in erster Linie Russpartikel. Dieser amorphen Form von reinem Kohlenstoff lagern sich bei der Abkühlung des Abgases sogenannte polyzyklische Kohlenwasserstoffe an. Sowohl diese poly zyklischen Kohlenwasserstoffe als auch die Russpartikel an sich gelten als krebserregend.

Russpartikel von Dieselmotoren sind in der Mehrheit sehr klein, sie können submikrone Ausmasse aufweisen, weshalb sie mit der Atemluft aufgenommen werden und tief in die Lungen geraten können. Mehrere Institute aus verschiedenen Ländern

3 stellten bei Dieselruss-Konzentrationen ab etwa 2, 2 mg/m im Tierversuch eine krebserregende Wirkung im Lungenbereich fest. Im Rahmen zunehmenden ökologischen Bewusstseins und entsprechenden gesetzlichen Schranken wird es daher unabdingbar, Abgase von Dieselmotoren aller Art nicht nur von den schädlichen Gaskomponenten, sondern auch von den Russpartikeln zu befreien.

Die EP, Al 0558452 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von gasförmigen Schadstoffen aus Abgasen von Verbrennungsanlagen, eingeschlossen Diesel- und Gas-Dieselanlagen- Diese wirtschaftlich arbeitende Anlage hat in bezug auf die Entfernung von gasförmigen Schadstoffen einen hohen Wirkungsgrad, ist jedoch beim Einsatz für Dieselmotoren nicht speziell für die Entfernung von Russpartikeln konzipiert, es muss ein geeigneter Dieselrussfilter vorgeschaltet werden.

Es ist eine grosse Anzahl von verschiedensten Dieselrussfiltern bekannt, welche grundsätzlich einen offenporigen Schaumstoff oder ein Fasermaterial als Filtermedium verwenden.

Von zentraler Bedeutung ist die Detail-Ausbildung des Filtermediums, welches einerseits die Russpartikel mit hohem Wirkungsgrad aus dem Abgasstrom ausscheiden muss, andererseits jedoch keinen zu hohen, den Wirkungsgrad des Motors herabsetzenden Gegendruck erzeugen darf. Im folgenden werden nur noch die mit der vorliegenden Erfindung gattungsgemässen Filtermedien aus Fasermaterial betrachtet. Faserförmige Filtermedien werden beispielsweise in der WO 93/23657 mit kreuzförmig aufgetragenen Filterlagen, in der DE, Al 4125686 mit im Fasermaterial statistisch verteilten Stützkörpern und in der EP, Bl 0334910 mit zumindest teilweise oder vollständig von einer rundgestrickten Maschenware gebildetem Filtermaterial offenbart.

Aus der EP, Al 0515776 ist eine Filterpatrone, dort Russfilterkerze genannt, bekannt, welche von aussen mit Abgas beaufschlagt wird. Der Russ lagert sich auf der Aussenwand ab, welche aus einem Gefüge von temperaturbeständigen Fasern besteht und als Gewebe, Gestricke, Gewirke, Wickel und/oder Filz ausgebildet ist. Die Fasern bestehen aus Keramik und/ oder Metall, beide vorzugsweise gesintert.

Während des Betriebes eines Dieselrussfilters werden die praktisch ausschliesslich aus Russ bestehenden Partikel mechanisch und durch Adhäsionskräfte im Fasermaterial abgeschieden, wobei der Filter beladen wird. Die Filtermedien müssen deshalb von Zeit zu Zeit regeneriert werden, wobei der Russ praktisch ohne Rückstand verbrannt wird. Es sind verschiedene Verfahren zur Regeneration bekannt:

- Einem Russfilter wird eine Brennkammer vorgeschaltet und im Innern ein Freiraum geschaffen (DE, Al 4909478 ) . Es ist auch bekannt, einen Brenner sektorenweise einzusetzen {WO 87/073424).

- Einem Dieselrussfilter wird ein Heissgaserzeuger vorgeschaltet, welcher lösbar anschliessbar ist (DE, Al 4226 901).

- Es wird eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung in den Dieselrussfilter eingebaut.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Russfilteranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei langlebiger, robuster Konstruktion ein einfaches Recyclingkonzept erlaubt und universell verwendbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Russfilteranlage wenigstens einen ausbaubaren Russfiltereinsatz oder ausbaubare Russfiltermodule umfasst, wobei diese mit beidends lösbar befestigten Filterpatronen ausgerüstet sind. Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Während des Betriebs der Russfilteranlage lagern sich auf dem Filtermedium der Filterpatronen kontinuierlich rückstandsfrei verbrennbare Russpartikel und in sehr geringem

Masse unbrennbare Ablagerungen ab. Beim Regenerieren, d.h. dem Abbrennen des Russes, bleiben die unbrennbaren Ablagerungen im Filtermedium haften. Sind die Eigenschaften des Filtermediums in Folge dieser unbrennbaren Ablagerungen nicht mehr ausreichend, wird der betreffende Russfiltereinsatz beziehungsweise das betreffende Russfiltermodul ausgebaut, eine oder mehrere Filterpatronen entfernt und das FiI-termedium gereinigt oder erneuert. Auch bei einer Erneuerung des Filtermediums kann der Innenmantel von Filterpatronen, auch Lochrohr genannt, mehrmals verwendet werden. Damit können wertvolle Ressourcen gespart und die Wirtschaftlichkeit erhöht werden.

Die Filterpatronen sind stromauf verschlossen und müssen in diesem Fall stromab offen sein. Sie sind auf der Gaseintrittseite mit einem im Bereich zwischen den Patronen offenen Filterpatronenhalter, auf der Gasaustrittseite mit einem im Bereich der Patronen offenen Filterpatronenhalter verschraubt. Besondere Beachtung ist der Abdichtung zu schenken, es dürfen keine kriechenden Gasströme am Filtermedium vorbei entstehen, vielmehr muss der gesamte Abgasstrom durch das Filtermedium geleitet sein.

Durch eine lösbare mechanische Verbindung, z.B. Verschraubung, der Einzelteile entstehen solide Russfiltereinsätze oder Russfiltermodule, welche in sich stabil sind. Die Abdichtung kann durch ein bevorzugt mehrteiliges Klemmstück erfolgen, welches innenseitig benachbart des stromab liegenden Filterpatronenhalters angeordnet ist und über eine Dichtung auf den steifen Innenmantel der Filterpatronen einwirkt.

Die Halte- und Stützteile der Russfilteranlage bestehen bevorzugt aus einem rostfreien Stahl, dadurch kann eine Verzunderung der Metallteile weitgehend verhindert und eine sehr hohe Lebensdauer erreicht werden. Besondere Aufmerksamkeit wird der Ausbildung des formfesten Innenmantels von

• ·

Filterpatronen geschenkt. Die Porosität wird in der Regel durch Ausbildung von Rund- und/oder Langlöchern in einem Blechmantel erreicht. Eine zylindrische Oberfläche mit der notwendigen mechanischen Festigkeit kann aber auch mit einem Draht- oder Bändergitter erreicht werden.

Der formfeste Innenmantel hat den die Abscheidung der Russpartikel bewirkenden Aussenmantel der Filterpatronen abzustützen. Das wärmebeständige, anorganische Fasermaterial besteht aus Hochtemperaturfilamenten oder -garnen mit hohem Adsorptionsvermögen, wobei die Garne in an sich bekannter Weise als Multifilamentgarn oder Faserngarn, gedreht oder ungedreht, ausgebildet sein können. Die summarisch als Fasern bezeichneten Filamente oder Garne sind vorzugsweise als wenigstens einlagiges Geflecht aufgetragen. Der Aussenmantel kann jedoch auch als ein- oder mehrlagiges Gestrick, Gewirk, Vlies oder dgl. aufgetragen sein.

Das grosse Adsorptionsvermögen der Hochtemperaturfasern, physikalisch ausgedrückt die hohen van der Waals-Kräfte, wird durch die Ausbildung einer hohen spezifischen Oberfläche gewährleistet. Die eingesetzten Hochtemperaturfasern bestehen vorzugsweise aus Glas oder Keramik.

Zur Verbrennung des während des Filterbetriebs abgeschiedenen Russes muss in an sich bekannter Weise, z.B. nach einer vorstehend beschriebenen Variante, eine Regenerationstemperatur von etwa 600 ⁰C überschritten werden, dann verbrennt der Russ ohne Rückstand.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Russzündtemperatur auf etwa 300 - 400°C abgesenkt werden, wenn das filternde Fasermaterial· mit einem katalytisch aktiven Material beschichtet ist. Diese besteht beispielsweise aus Vanadiumoxid (V-O₁-), auch mit einem Edelmetallanteil, z.B. Platin (Pt).

Für einen sehr guten Wirkungsgrad der Russfilteranlage ist weiter von Bedeutung, dass keine Lecks zwischen den einzelnen Russfiltereinsätzen oder Russfiltermodulen entstehen können, was ungereinigte Kriechgasströme zur Folge hätte. Insbesondere Russfiltermodule werden vorzugsweise mit einer elastischen Glasgewebeabdichtung wirkungsvoll gegeneinander abgedichtet.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung einer erfindungsgemässen Russfilteranlage oder von Russfiltermodulen einer erfindungsgemässen Russfilteranlage in einer Abgasreinigungsanlage in Kombination mit einem nachgeschalteten selektiven Reduktionskatalysator oder einem nachgeschalteten selektiven Reduktions- und Oxidationskatalysator. Bevorzugt hat jeder Russfiltereinsatz oder jedes Russfiltermodul wenigstens einen stromab angeordneten, z.B. angeflanschten Katalysator, wobei die Querschnittsdimensionierung und die Anzahl der Elemente auf den Abgasvolumenstrom abgestimmt ist.

Zweckmässig kann eine Russfilteranlage mit Russfiltereinsätzen oder Russfiltermodulen und nachgeschalteten Katalysatoren in einer Abgasreinigungsanlage gemäss der EP, Al 0558452 eingebaut werden. Eine nachstehend als Beispiel beschriebene Anlage dieses Typs zur Herstellung von elektrischem Strom hat einen Dieselmotor von 6000 kW. Bei 100% Last liegt die Gastemperatur im Bereich bis etwa 550 ⁰C, wobei ein

Abgasvolumenstrom von 100' 000 m /h erzeugt wird. Als Treibstoff wird schwefelarmer (etwa 0,05 % S) Dieselbrennstoff und als Motorenschmieröl aschefreies oder synthetisches Schmieröl verwendet. Bei optimal eingestelltem Motor wird ein Abgasgegendruck von etwa 12 mbar erzeugt, der Rohgas-

3
Staubgehalt liegt bei etwa 120 mg/Nm .

In dieser Anlage werden 176 Russfiltermodule mit nachgeschaltetem selektivem Reduktions- und Oxidations-Katalysator eingesetzt, wobei jedes Russfiltermodul von 150 &khgr; 150 &khgr;

1000 mm neun Filterpatronen mit einem Durchmesser von 47 mm und einer Länge von etwa 1000 mm umfasst. Die Abgasbelastung

3
pro Modul beträgt etwa 570 m /h.

Bei Normallast ist ein Russabscheidegrad von wenigstens etwa 90 % gemessen worden, meist wenigstens etwa 95%.

Die Lebensdauer der Russfiltermodule ist abhängig von den inerten, d.h. nicht abbrennbaren festen Teilchen im Motorenabgas. Diese Asche besteht aus Verbindungen folgender Elemente :

Kalzium >30Gew.-%
Zink 10 bis 30 Gew. -%
^; Phosphor 3 bis 10 Gew. -%

Der Rest besteht aus Verbindungen von Aluminium, Eisen, Magnesium, Blei und Silicium, mit einem Gehalt von je etwa 1 bis 3 Gew.-%.
20

Die Menge dieser Verbindungen ist abhängig vom Verbrauch an Brennstoff und Schmieröl, natürlich auch von deren Zusammensetzung. Ein einzelnes Russfiltermodul für einen Betriebs-

3
volumenstrom von etwa 600 m /h kann maximal mit etwa 80 g Asche beladen werden. Ein Teil der Asche sickert im Laufe der Zeit nach innen durch das Filtermedium. Wenn die Asche auf der Innenseite des Filtermediums den Abgasstrom erreicht, wird sie mitgerissen. Dank des Einsickerns der Asche werden die Reinigungsintervalle grosser.

Sind die Eigenschaften des Filtermediums in Folge überhöhter unbrennbarer Ablagerungen nicht mehr ausreichend, wird die betreffende Filterpatrone demontiert und das Filtermedium gereinigt oder erneuert. Der Innenmantel der Filterpatrone kann mehrmals verwendet und dadurch wertvolle Ressourcen gespart werden.

Eine erfindungsgemässe Russfilteranlage ist dank der auswechselbaren Russfiltereinsätze oder Russfiltermodule mit einzeln ersetzbaren Filterpatronen von einfachem Grundkonzept, flexibel im Einsatz und wirtschaftlich in Herstellung und Betrieb. Mit einer kleinen Anzahl von Elementen können die vielfaltigsten Russfilteranlagen gebaut werden, zu den kostengünstigen Grosserien kommt eine niedrige Lagerhaltung, was die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert. Ein bevorzugtes, speziell ausgebildetes Klemmstück kann am stromabseitigen Ende Temperaturspannungen abfangen und Schwingungen aufnehmen.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Ansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:

- Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht

eines Russfiltermoduls einer stationären Russfilteranlage,
20

- Fig. 2 eine Stirnansicht des Moduls von der Abgasein

trittsseite,

- Fig. 3 eine Stirnansicht des Moduls von der Abgasaustrittsseite,

- Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer

Filterpatrone,

- Fig. 5 eine teilweise detaillierte Ansicht de"b Innenmantels der Filterpatrone,

-Fig. 6 eine Ansicht eines mehrteiligen Klemmstücks,

- Fig. 7 eine aufgeschnittene Ansicht einer mobilen Russ-

filteranlage mit einem Russfiltereinsatz,

- Fig. 8 einen Radialschnitt bei VIII - VIII in Fig. 7,

-Fig. 9 einen Russfiltereinsatz für Fig. 7, 5

- Fig. 10 der stromauf liegende Filterpatronenhalter von

Fig. 9,

- Fig. 11 der stromab liegende Filterpatronenhalter von Fig. 9,

- Fig. 12 ein Klemmstück des Russfiltereinsatzes nach Fig.

9 und

- Fig. 13 einen Axialschnitt durch eine Filterpatrone im

Bereich der Ausstrittsseite.

Ein Russfiltermodul 10 einer stationären Russfilteranlage gemäss Fig.l bis 3 ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet, es hat einen Querschnitt von etwa 150 &khgr; 150 mm und eine Länge von etwa 1000 mm. Ein Modul umfasst neun Filterpatronen 12 mit einem formfesten Innenmantel 14 eines Durchmessers von 34 mm und einen Aussenmantel 16 aus einem geflochtenen anorganischen Fasermaterial, welches strumpfförmig über den Innenmantel 14 gezogen ist.

Die Filterpatronen 12 sind bezüglich eines Abgasstroms 18 stromauf mit einer Verschlusskappe 20 versehen, durch Öffnungen im Filterpatronenhalter 24 strömt das Abgas 18 in den Innenraum 26 zwischen den Filterpatronen 12. Über den faserförmigen Aussenmantel 16 und den porösen Innenmantel 14 gelangt das Abgas 18 in den Innenraum 28 der Filterpatronen 12, wobei die Russpartikel im Faserngeflecht des Aussenmantels 16 abgeschieden werden. Der von festen Partikeln befreite Abgasstrom 18 tritt aus den stromab offenen Filterpatronen 12 ungehindert aus. An diesem Austrittsende ist über eine Klemmbride 34 eine koaxiale Flanschhülse 30 befestigt. Die

• ·

Hülse 30 durchgreift entsprechend dimensionierte Öffnungen 36 im stromab liegenden Filterpatronenhalter 38. Verschlusskappe 20 und Flanschhülse 30 sind durch Punktschweissen mit dem Innenmantel verbunden, also nicht gasdicht. Die Abdichtung erfolgt durch je eine stirnseitige Klemmbride 34, welche auf den Aussenmantel 16 aufgesetzt und im Bereich der Verschlusskappe 20 und der Flanschhülse 30 angezogen werden. Die nicht gasdichten Uebergänge Verschlusskappe 20 - Innenmantel 14 - Flanschhülse 30 liegen somit im Reingasbereich.

Innenseitig ist ein mehrteiliges Klemmstück 40, 42, welches in Fig. 6 im Detail dargestellt ist, mit dem Filterpatronenhalter 38 verschraubt, die Verschraubung ist mit 56 bezeichnet. Dieses Klemmstück dient der austrittsseitigen Abdichtung des Innenraums 26 um die Filterpatronen 12 und damit der Verhinderung von Leckströmen. Die Dichtungen sind mit 44, 46 bezeichnet.

Stromauf ist die Verschlusskappe 20 der Filterpatronen 12 über einen Gewindebolzen 48 und eine entsprechende Schraubenmutter 50 am Filterpatronenhalter 24 befestigt. Schliesslich wird die Formstabilität des Russfiltermoduls 10 noch weiter verbessert, indem der Filterpatronenhalter 24 einen nach innen umgelegten Rand 52, der Filterpatronenhalter 38 einen umgelegten Rand 54 hat. Beim Stapeln von Modulen 10 bilden die umgelegten Ränder 52, 54 die Auflageflächen,

Auf der in Fig.2 dargestellten Einströmseite des Russfiltermoduls 10 ist der schalenförmige Filterpatronenhalter 24 mit im wesentlichen quadratischen Aussparungen versehen. Die über die Verschlusskappen 20 stirnseitig verschraubten Filterpatronen lassen stromauf einen Innenraum 26 frei, welcher dank den Öffnungen 22 problemlos vom zu reinigenden Abgas durchströmt wird.

Im stromab liegenden Filterpatronenhalter 38 gemäss Fig. 3 sind neben den Öffnungen 36 für den Innenmantel der Filterpa-

•11

tronen die Verschraubungen 56 für das Klemmstück 40, 42 sichtbar.

Der in Fig. 4 gekürzt dargestellte Innenmantel 14 einer FiI-terpatrone 12 (Fig.l) umfasst am stromaufseitigen Ende die Verschlusskappe 20 mit einem Schweissbolzen 48, welcher als Gewindestange ausgebildet ist. Am stromabseitigen Ende des Innenmantels 14 ist eine Flanschhülse 30, auch Kragen genannt, aufgezogen und mit dem Innenmantel punktverschweisst.

Fig. 5 zeigt den ausgebreiteten, ebenfalls verkürzt dargestellten Innenmantel 14 gemäss Fig. 4. Die Porosität besteht in regelmässig angeordneten Rundlöchern 58, welche über den ganzen Innenmantel 14 verteilt sind. Die Rundlöcher 58 haben im vorliegenden Fall einen Durchmesser von 5 mm und einen allseitigen Abstand d von 7 mm. So gewährleistet die hexagonale Lochung eine hinreichende mechanische Stabilität zum Tragen des faserförmigen Aussenmantels 16 (Fig. 1).

Das mehrteilige Klemmstück, von welchem je ein End- und Mittelstück 40, 42 dargestellt sind, weist gemäss Fig. 6 im wesentlichen halbkreisförmige Aussparungen 60 auf, welche insgesamt der Anzahl von aufzunehmenden Filterpatronen entsprechen. Die Aussparungen 60 haben einen etwa 1 mm grösseren Radius als die Flanschhülse 30. Weiter sind Schraubenlöcher 62 vorgesehen, welche der Befestigung am stromab liegenden Filterpatronenhalter 38 (Fig. 1,3) dienen.

Fig. 7,8 zeigen eine mobile Russfilteranlage 66 mit einem entfernbaren Russfiltereinsatz 70 und einem nachgeschalteten Katalysator 64 zur Entfernung von schädlichen gasförmigen Komponenten mittels selektiver Reduktion oder selektiver Reduktion und Oxidation. Eine stationäre Russfilteranlage im Sinne von Fig. 7, 8 kann anstelle eines Russfiltereinsatzes 70 eine beliebige Mehrzahl von Russf iltermodulen gemäss Fig. 1 enthalten. Der Katalysator hat in diesem Fall

zweckmässig eine entsprechende Anzahl von gleich dimensionierten Katalysatormodulen, auch Waben genannt. Zur Bildung des Filterkatalysators ist zweckmässig ein Katalysatorgehäuse 72 an ein Russfiltergehäuse 68 angeflanscht. Die Verschraubung 74 ist in eine beide Gehäuse umgebende Isolationsschicht 76 eingebettet.

Der zu reinigende Abgasstrom 18 fliesst über einen angeflanschten Gaszufuhrstutzen 78 in das Russfiltergehäuse 68, dort weiter durch die Öffnungen des Filterpatronenhalters 24 in den Bereich des Russfiltereinsatzes 70, welcher in Fig. 9 im Detail gezeigt ist. Die Gehäuse 68, 72 sind unter Zwischenlage eines Dichtungsrings 80 aneinander geflanscht. Im Innern des Katalysatorgehäuses 72 ist eine peripher umlaufende Quellmatte 82 und stirnseitig beidseits ein Quellmattenring 84 eingelegt. In Richtung der Längsachse L werden diese Polsterungen durch einen eingelegten Distanzhalter 86 und eine ringförmige Einschnürung 88 im Katalysatorgehäuse 72 begrenzt. Stromab ist ein Gasabfuhrstutzen 90 am Katalysatorgehäuse 72 angeflanscht.

Benachbart des Gaszufuhrstutzens 78 durchgreift ein Rohr 92 mit Kabelhülle die Isolationsschicht 76 und das Russfiltergehäuse 68. Es dient der Einführung einer Messonde und ist bei Nichtgebrauch verschlossen.

In Fig. 8 ist ein Radialschnitt VII-VII gemäss Fig. 7 dargestellt. Der Russfiltereinsatz 70 umfasst neunzehn Filterpatronen 12 mit Innenmantel 14 und Aussenmantel 16. Das Russfiltergehäuse 68 mit der Isolationsschicht 76 ist von einem Spannring 94 umgeben, welcher mit einer Verschraubung 96 feststellbar ist.

Der in Fig. 9 dargestellte Russfiltereinsatz 70 entspricht im wesentlichen einem Russfiltermodul 10 gemäss Fig. 1. Bei sechseckiger Gestaltung der den Aussenumfang bildenden Filterpatronenhalter 24, 38 bzw. von deren umgelegten Rändern

52, 54 (Fig. 1) wird der Russfiltereinsatz 70 zum Russfiltermodul 10 mit neunzehn Filterpatronen 12. Die vorderste Filterpatrone 12 der mittleren Ebene ist in voller Grosse sichtbar, die übrigen sind teilweise verdeckt.
5

Bei einem grösseren Abgasvolumenstrom kann der Russfiltereinsatz 70 durch Anlegen weiterer Kränze von Filterpatronen vergrössert werden. Aus mechanischen und statischen Gründen muss für einen Russfiltereinsatz eine Grenze für die Anzahl von Filterpatronen festgelegt werden, der Russfiltereinsatz wird durch mehrere Russfiltermodule ersetzt.

Der Filterpatronenhalter 24 gemäss Fig. 10 auf der Eintrittsseite entspricht im wesentlichen Fig. 2. Wegen der hexagonalen Struktur des Russfiltereinsatzes 70 sind die Öffnungen 22 jedoch dreieckförmig ausgebildet. Die neunzehn Löcher 98 dienen der Aufnahme von Gewindebolzen 48 {Fig. 4) zur Befestigung der nicht dargestellten Filterpatronen. Analog entspricht der Filterpatronenhalter 38 gemäss Fig. 11 der vorstehenden Fig. 3. Die zahlreichen Löcher 100 dienen der Befestigung eines mehrteiligen Klemmstücks. An der Peripherie sind weitere Schraubenlöcher 102 zum Anflanschen eines Katalysatorgehäuses 72 (Fig. 7) vorgesehen.

Ein dem Filterpatronenhalter 38 auf der Austrittsseite zugeordnetes Klemmstück gemäss Fig. 12 ist fünfteilig ausgebildet. Die beiden endständigen Klemmstücke 40 haben auf ihrer geraden Längsseite drei im wesentlichen halbkreisförmige Aussparungen 60, welche einen etwa 1 mm grösseren Radius als die Flanschhülsen 30 (Fig. 4) haben. Die vier mittleren Klemmstücke 41 haben auf ihren Längsseiten drei bis fünf entsprechende halbkreisförmige Aussparungen 60. Zwischen den Klemmstücken 4O₇ 41 ist jeweils ein etwa 1 mm breiter Schlitz 104 ausgespart. Die Anordnung der Löcher 100 für die Verschraubungen 56 (Fig. 1,9) entspricht exakt derjenigen des stromab angeordneten Filterpatronenhalters 38.

Fig. 13 zeigt eine Variante der Abdichtung des Innenraums 26 (Fig. 1,2) ausserhalb der Filterpatronen in einem Russfiltermodul oder Russfiltereinsatz. Benachbart der Stirnseite weist der Innenmantel 14 eine punktgeschweisste Flanschhülse 30 auf. Ein an dieser Flanschhülse stirnseitig anliegendes Klemmstück 40, 42 drückt beim Anziehen der Schrauben 56 (Fig. 1,9) die Flanschhülse 30 gegen die Dichtung 44 und den Filterpatronenhalter 38. Die Filterpatronen 12 müssen also nicht mit einer Dichtung im Filterpatronenhalter 38 gehaltert sein.

Claims (9)

Ansprüche

1. Russfilteranlage (66) zur Abscheidung nichtflüchtiger Stoffe aus einem Abgasstrom (18 ), insbesondere von Russpartikeln aus Dieselmotoren, welche Russfilteranlage in einem Gehäuse (68) mit Gaszufuhr- (78) und Gasabfuhrstutzen (90) über Filtermedien verbundene Innenräume hat, wobei die. Filtermedien mehrere axial in Abstand verlaufende, stromauf verschlossene und stromab offene Filterpatronen (12) mit einem formfesten, perforierten Innenmantel (14) und einem mit geringem Widerstand gasdurchlässig ausgebildeten Aussenmantel (16) aus einem wärmebeständigen Material umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Russfilteranlage (66) wenigstens einen ausbaubaren Russfiltereinsatz (70) oder ausbaubare Russfiltermodule (10) umfasst, wobei diese mit beidends lösbar befestigten Filterpatronen (12) ausgerüstet sind.

2. Russfilteranlage (66) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stromauf verschlossenen Filterpatronen (12) auf der Gaseintrittsseite mit einem im Bereich zwischen den Patronen offenen Filterpatronenhalter (24) verschraubt, auf der Gasaustrittsseite in einem im Bereich der Patronen offenen Filterpatronenhalter (38) gehaltert oder mit diesem verschraubt sind.

3. Russfilteranlage (66) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterpatronen (12) stromab mit Spiel von einem vorzugsweise mehrteiligen Klemmstück (40, 42) umfasst sind, welches auf eine zwischen dem Klemmstück (40, 42) und dem Filterpatronenhalter (38) eingelegte Dichtung (44) einwirkt und den Innenraum (26 ) ausserhalb der Filterpatronen (12 ) abdichtet.

"16

4. Russfilteranlage (66) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmstück (40, 42) streifenförmig, mit im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildeten Aussparungen ( 60) für die Filterpatronen (12 ), ausgebildet ist.

5. Russfilteranlage (66) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine stromauf über dem Innenmantel (14) der Filterpatronen (12) gestülpte Verschlusskappe (20), stromab eine Flanschhülse (30) der Befestigung der Filterpatronen (12) dient, wobei Verschlusskappe (20) und Flanschhülse (30) vorzugsweise durch Punktschweissen mit dem Innenmantel (14) verbunden sind.

6. Russfilteranlage (66) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel (16) mit Klemmbriden (34) gasdicht auf der Verschlusskappe (20) und der Flanschhülse (30) befestigt ist.

7. Russfilteranlage (66) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel (16) der Filterpatronen (12) aus anorganischem Fasermaterial, insbesondere aus Hochtemperaturfilamenten oder -garnen mit hohem Adsorptionsvermögen besteht, welche vorzugsweise als wenigstens einlagiges Geflecht aufgetragen sind.

8. Russfilteranlage (66) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperaturfasern, welche aus Glas oder Keramik mit hoher spezifischer Oberfläche, katalytisch aktiv beschichtet sind, vorzugsweise mit Vanadiumoxid, auch mit einem Edelmetallanteil, insbesondere Platin.

9. Russfilteranlage (66) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Russfiltermodule (10) mit einer elastischen Glasgewebeabdichtung gegeneinander abgedichtet sind.