[发明专利]过滤装置，尤其用于内燃机排气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其用于内燃机排气系统的过滤装置以及具有过滤元 件的炭黑过滤器。

背景技术

由EP 1502640 A1已知一种过滤元件，它具有一个进入面和一个排出 面，具有多个进入通道并具有多个排出通道，其中进入通道具有六角形的 横截面，排出通道具有正方形或菱形的横截面，进入通道和排出通道通过 由开孔材料制成的过滤壁分开。

过滤元件经常由陶瓷材料构成并通常通过挤出制成。这意味着，过滤 元件的毛坯是具有多个相互平行延伸的通道的棱形体。毛坯的通道起初在 两端是敞开的。

为了使待清洁的废气流过过滤器的壁，一部分通道在过滤元件后端部 封闭，而另一部分通道在过滤元件前端部封闭。由此形成两组通道，即所 谓的进入通道和所谓的排出通道，进入通道在后端部封闭，排出通道在过 滤元件的始端是封闭的。

进入通道与排出通道之间仅通过过滤元件的多孔壁(下面称为过滤壁) 形成通流连接，使得废气只能以这种方式流过过滤元件：废气从进入通道 通过过滤元件的壁流入排出通道。

在已知的过滤元件中，随着时间的增加在过滤壁的上游表面上沉积炭 黑颗粒。这些炭黑颗粒导致过滤壁通过性降低并由此导致气流通过过滤壁 时产生的压力降增大。相应地，所谓的“排气背压”增大。如果该背压超 过一个确定值则过滤器再生，其方式是，使沉积的炭黑颗粒燃烧。在此释 放热量，这导致过滤元件中的温度升高。

蜂窝体的过滤面积越大，再生间隔就可能越长。具有高蜂巢密度、即 具有小通道直径的蜂窝体具有高的单位体积过滤面积。不过通道在进入侧 不能太小，因为否则担心由于烟灰颗粒或炭黑颗粒堵塞通道。此外当由流 过过滤器通道所引起的压力损失在过滤器总压力损失中所占份额太大时担 心负载不均匀。尤其当该高份额由过滤器排出侧的通道引起时，这是不利 的，因为在这种情况下在过滤器后部区域流过过滤壁并且较大部分的炭黑 在那里沉积。在过滤器的该部分中在再生时总是产生最高温度。这种效应 通过大量沉积的炭黑还进一步加剧。这种隐患主要在由堇青石制成过滤元 件中存在，因为堇青石具有相对较小的比热容并且因此在炭黑沉积物氧化 时可产生局部非常高的温度。因此在不利情况下在再生时在过滤元件内部 可能产生这样高的温度，使得不再能保证堇青石的热稳定性。目前这种关 系已经妨碍在轿车中使用由堇青石制成的过滤元件。

发明内容

本发明的任务是，提高过滤元件对炭黑和烟灰的吸收能力并由此延长 再生之间的间隔。此外要防止，在过滤元件排出面的区域中在再生时出现 不允许的高温，它们可能导致过滤元件破坏。

根据本发明，提出一种过滤元件，具有一个进入面和一个排出面、具 有多个进入通道和多个排出通道，其中，进入通道与排出通道通过由开孔 材料制成的过滤壁分开，其中，所有进入通道的横截面面积大于所有排出 通道的横截面面积，并且，进入通道的数量大于排出通道的数量，进入通 道的横截面的圆度参数f_ein小于排出通道的横截面的圆度参数f_aus，其中， 圆度参数f通过下面的等式定义：

f=4πAU2,]]>

其中，过滤元件的横截面通过多个六角形单元蜂巢的相互接合构成， 每个单元蜂巢由一些等边的三角形组合成，其中的每个三角形与相邻的三 角形关于公共的三角形边镜像对称，在每个三角形中存在三个过滤壁，每 个过滤壁与三角形的一个边正交地延伸，其中，A：一个通道(28，30)的 横截面面积，U：一个通道(28，30)的周长。

有利的是，过滤壁(31)的交点位于三角形(34)内部。