Cuerpo hueco para la captura de partículas en un conducto de escape de gases.

Cuerpo hueco (1) para la captura de partículas, que es un tamiz,

un tejido o una tela no tejida de filtro, con almenos una pared (6) al menos parcialmente permeable, que se extiende entre dos orificios (7) al menosparcialmente opuestos entre sí y alrededor de una primera dirección longitudinal (3), en el que el cuerpo hueco (1)tiene una primera forma de la sección transversal (4), que define una primera área de la sección transversal (5), y almenos uno de los orificios (7) define una segunda área de la sección transversal (8), en el que, además, la segundaárea de la sección transversal (8) es mayor que la primera área de la sección transversal (5), de manera que elcuerpo hueco (1) está ensanchado en la zona marginal cerca da al menos uno de los orificios (7).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/062074.

Solicitante: EMITEC GESELLSCHAFT FUR EMISSIONSTECHNOLOGIE MBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HAUPTSTRASSE 128 53797 LOHMAR ALEMANIA.

Inventor/es: WIERES, LUDWIG, KOTTHOFF, HUBERTUS, SITTIG,JOACHIM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01N3/021 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › utilizando filtros.
  • F01N3/022 F01N 3/00 […] › caracterizados por estructuras filtrantes especialmente adaptadas, p. ej. en forma de panal, de malla o fibrosas.
  • F02M25/07 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02M ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION CON MEZCLAS COMBUSTIBLES O CONSTITUYENTES DE LAS MISMAS (introducción de la carga de alimentación en tales motores F02B). › F02M 25/00 Aparatos específicos conjugados con los motores para añadir sustancias no combustibles o pequeñas cantidades de combustible secundario, al aire comburente, al combustible principal o a la mezcla aire-combustible (F02M 43/00 tiene prioridad; adición de aire secundario a la mezcla de aire y combustible F02M 23/00). › añadiendo gases de escape.

PDF original: ES-2424888_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Cuerpo hueco para la captura de partículas en un conducto de escape de gases.

La invención se refiere a un cuerpo hueco para la captura de partículas en un conducto de escape de gases, que está dispuesto especialmente en la zona de transición desde un conducto de escape de gases hacia un conducto de retorno de escape de gases para impedir que las partículas lleguen desde el conducto de escape de gases hasta el conducto de retorno de escape de gases. Tales cuerpos huecos se emplean especialmente en sistemas de escape de gases de motores de combustión interna (móviles) .

En el tratamiento de los gases de escape de motores de combustión interna móviles, como por ejemplo motores Otto y motores Diesel, se pretende actualmente preparar los gases de escape de tal manera que se puedan descargar a ser posible libres de sustancias nocivas al medio ambiente. Este tratamiento de los gases de escape se puede realizar, por ejemplo, purificando los gases de escape en un catalizador y/o en un filtro. También se conoce retornar una parte del gas de escape producido de nuevo al motor de combustión interna, para conseguir especialmente una reducción de la cantidad de compuestos de óxido de nitrógeno en el gas de escape. Esto significa que una parte de los gases de escape es extraída del conducto de escape de gases y es transportada a través de un conducto de retorno de escape de gases, para ser introducidos con el aire de aspiración conjuntamente en la cámara de combustión del motor de combustión interna.

La purificación de gases de escape de un motor Diesel plantea requerimientos especiales, porque estos gases de escape presentan gran medida partículas de carbono no quemadas, con frecuencia también partículas de negro de carbón. Un objetivo importante de la purificación de los gases de escape es eliminar estas partículas de carbono o bien de negro de carbón fuera de los gases de escape de un motor Diesel. También durante el retorno de los gases de escape al motor de combustión interna, tales partículas pueden repercutir negativamente. La finalidad de un dispositivo para la captura de partículas entre el conducto de escape de gases y el conducto de retorno de gases escape es, por lo tanto, impedir el retorno de partículas de carbono o bien de negro de carbón, así como, dado el caso, también retener otros cuerpos sólidos.

En parte, en los conductos de escape de gases se emplean también los llamados filtros de combustión de negro de carbón, para eliminar partículas de negro de carbón desde el gas de escape. Estos filtros de combustión de negro de carbón están fabricados con frecuencia de materiales cerámicos. Con frecuencia se emplean filtros de cerámica sinterizados porosos (“wall flow filter”) . Los filtros de cerámica se caracterizan de todos modos ya por una fragilidad grande. Debido a las diferentes temperaturas durante el empleo en un conducto de escape de gases, se apoya adicionalmente este comportamiento. Puede suceder fácilmente que desde el filtro de cerámica o desde una estera de almacenamiento que rodea el filtro de cerámica se desprendan partículas pequeñas. Si se conducen tales cuerpos sólidos a través de un conducto de retorno de escape de gases de nuevo a la cámara de combustión de un motor de combustión interna o a un turbo compresor de gases de escape, se pueden producir allí daños considerables. Las partículas cerámicas se comportan allí como cuerpos de esmeril y pueden conducir a desgaste considerable en componentes del motor o en partes de un turbocompresor.

Una instalación de filtro dispuesta en el conducto de retorno de escape de gases está en condiciones de eliminar partículas desde los gases de escape retornados. Sin embargo, u inconveniente de tal instalación de filtro es que ésta se puede obstruir a través de las partículas. Las partículas capturadas una vez por una instalación de filtro de este tipo son retenidas a través de los gases de escape que circulan a continuación adicionalmente en la instalación de filtro. De esta manera se pueden modificar considerablemente las propiedades de la instalación de filtro. La permeabilidad del filtro se reduce, por ejemplo, de manera que se puede producir una caída no deseable de la presión a través del filtro. La caída de la presión y la permeabilidad tienen de nuevo una influencia sobre la cantidad del gas de escape retornado. Para el mantenimiento de propiedades del filtro constantes sobre el tiempo es necesaria, por lo tanto, una purificación regular de la instalación de filtro.

Para eludir una purificación regular de la instalación de filtro, se conoce a partir del documento DE-A1-38 33 957 disponer un inserto de filtro de gases de escape directamente en el lugar de derivación entre el conducto de escape de gases y el conducto de retorno de escape de gases. El inserto de filtro de gases de escape está dispuesto en este caso de tal forma que la superficie se extiende paralelamente a la dirección de la circulación de la corriente principal de gases de escape. Además, allí se indica que el inserto de filtro de escape de gases se puede fabricar de una cerámica sinterizada porosa o de un metal sinterizado. Una porosidad típica para una instalación de filtro de este tipo puede estar entre 0, 1 y 10 micrómetros.

Además, se conoce a partir del documento WO – A1 – 2007/110170 prever un ensanchamiento de la sección transversal en un conducto de retorno de escape de gases, en el que está integrada una capa de tamiz. La capa de tamiz tiene – en oposición a un filtro – grado de separación grosero para las partículas, de manera que solamente partículas a partir de un tamaño predeterminado (de acuerdo con el tamaño de la malla del tamiz) son retenidas. De la misma manera, con la solución propuesta allí se puede conseguir un contacto repetido (brusco) entre las partículas gruesas y la capa de tamiz robusta, de manera que estas partículas gruesas se desmenuzan, dado el

caso, todavía.

Aunque los conceptos anteriores han dado en parte ya muy buen resultado, existe, además, la necesidad de una mejora. En particular, los conceptos conocidos no cumplen todavía en una medida suficiente los requerimientos de integración de tales dispositivos de captura para partículas en sistemas de retorno de escape de gases, de manera que, por ejemplo, el lugar de empleo no se puede seleccionar libremente todavía con frecuencia, el gasto de montaje de tales dispositivos de captación en conductos de escape de gases es demasiado grande y/o no es posible una fabricación económica de los dispositivos de captación para el empleo en la fabricación en serie para automóviles.

Partiendo de aquí, el cometido de la presente invención es aliviar los problemas técnicos descritos en conexión con el estado de la técnica. En particular, debe indicarse un dispositivo, con el que se posibilita una sección más flexible del lugar de empleo en un sistema de escape de gases, así como un montaje sencillo con el menor número posible de procesos de unión. Al mismo tiempo debe garantizarse una fabricación lo más económica posible de los dispositivos de captura para el empleo en la fabricación en serie para automóviles.

Estos cometidos se solucionan con un dispositivo con las características de la reivindicación 1 de la patente. Otras configuraciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones de la patente formuladas de forma independiente. Las características indicadas individualmente en las reivindicaciones de patente se pueden combinar entre sí de una manera discrecional, técnicamente conveniente y se pueden completar a través de hechos de explicación de la descripción, indicando otras variantes de realización de la invención.

El dispositivo de acuerdo con la invención es un cuerpo hueco, que es un tamiz, un tejido o una teja no tejida de filtro, para la captura de partículas con al menos una pared al menos parcialmente transparente, que se extiende entre dos orificios al menos parcialmente opuestos y alrededor de una primera dirección longitudinal. Además, el cuerpo hueco tiene una forma de la sección trasversal primaria, que define una primera área de la sección transversal. Además, uno de los orificios define una segunda área de la sección transversal. Ahora se ha determinado que la segunda área de la sección transversal es mayor que la primera área de la sección transversal, de manera que el cuerpo hueco está ensanchado en la zona marginal cerca del al menos un orificio.

Un cuerpo hueco de este tipo es un tamiz, tejido, tela no tejida de filtro o similar. Éste se puede posicionar especialmente entre un conducto de escape de gases y un conducto de retorno de escape de gases. La pared al menos parcialmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cuerpo hueco (1) para la captura de partículas, que es un tamiz, un tejido o una tela no tejida de filtro, con al menos una pared (6) al menos parcialmente permeable, que se extiende entre dos orificios (7) al menos parcialmente opuestos entre sí y alrededor de una primera dirección longitudinal (3) , en el que el cuerpo hueco (1) tiene una primera forma de la sección transversal (4) , que define una primera área de la sección transversal (5) , y al menos uno de los orificios (7) define una segunda área de la sección transversal (8) , en el que, además, la segunda área de la sección transversal (8) es mayor que la primera área de la sección transversal (5) , de manera que el cuerpo hueco (1) está ensanchado en la zona marginal cerca da al menos uno de los orificios (7) .

2. Cuerpo hueco (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la pared (6) al menos parcialmente permeable presenta elevaciones (10) y cavidades (11) , que se extienden al menos parcialmente a lo largo de la primera dirección longitudinal (3) con una altura (12) .

3. Cuerpo hueco (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la forma de la sección transversal primaria (4) se ensancha en la medida de una anchura (36) hacia la segunda área de la sección transversal (8) y la anchura (36) es al menos 30 % y como máximo 300 % de la altura (12) .

4. Cuerpo hueco (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que éste está realizado en la zona de al menos un orificio (7) con una pared lisa (6) .

5. Cuerpo hueco (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo hueco (1) presenta en la zona de la primera área de la sección transversal (5) una primera longitud circunferencial (13) y en la zona de al menos un orificio (7) presenta una segunda longitud circunferencial (14) , en el que la primera longitud circunferencial (13) se diferencia como máximo el 35 % de la segunda longitud circunferencial (14) .

6. Cuerpo hueco (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo hueco (1) presenta una primera longitud (32) y la forma de la sección transversal primaria (4) presenta una segunda longitud (33) , que se extienden, respectivamente, a lo largo de la primera dirección longitudinal (3) , y en el que la segunda longitud (32) es como mínimo el 50 % y como máximo el 90 % de la primera longitud (33) .

7. Cuerpo hueco (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared (6) al menos parcialmente permeable comprende un tejido (15) de filamentos de alambre (16) .

8. Dispositivo de tratamiento de gases de escape (18) , que presenta un conducto de escape de gases (2) con una segunda dirección longitudinal (20) y con una tercera área de la sección transversal (21) , en el que al menos un cuerpo hueco (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, cuya segunda área de la sección transversal (8) corresponde a la tercera área de la sección transversal (21) , está dispuesto en el conducto de escape de gases (2) , y además, la pared (6) del cuerpo hueco (1) delimita una entrada (22) hacia un conducto de retorno de escape de gases (23) desde el conducto de escape de gases (2) .

9. Automóvil (28) , que presenta un motor de combustión interna (19) y un dispositivo de tratamiento de gases de escape (18) con un conducto de escape de gases (2) así como un conducto de retorno de escape de gases (23) para la conducción de gases de escape desde el dispositivo de tratamiento de gases de escape (18) de retorno al motor de combustión interna (19) , en el que el conducto de retorno de escape de gases (23) está delimitado por el conducto de escape de gases (2) a través de un cuerpo hueco (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.


 

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