过滤元件.pdf

本发明涉及一种尤其是用于过滤要凝固的液体、尤其是用于过滤一种在内燃机的废气后处理装置内用于选择性催化还原的还原剂的过滤元件(1、21)，其中过滤元件(1、21)具有至少一个空隙(2、3)和/或接纳部(22、23)，一根加热过滤元件(1、21)的管路嵌入/可嵌入到所述空隙和/或接纳部中，其中管路导引带有升高的温度的流体，以便过滤元件(1、21)可以形成散热器。

1.  一种尤其是用于过滤要凝固的液体、尤其是用于过滤在内燃机的废气后处理装置内用于选择性催化还原的还原剂的过滤元件(1、21)，其特征在于：过滤元件(1、21)具有至少一个空隙(2、3)和/或接纳部(22、23)，一根加热过滤元件(1、21)的管路嵌入/可嵌入到所述空隙和/或接纳部中，其中管路导引带有升高的温度的流体，以便过滤元件(1、21)形成/可形成散热器。

2.  根据权利要求1所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：过滤元件(1、21)具有多个设置在外面的槽(2、3)和/或接纳部(22、23)，导引带有升高的温度的流体的管路嵌入/可嵌入到所述槽和/或接纳部内。

3.  根据权利要求1或2所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：过滤元件(1、21)具有一个纵向延伸部，并且槽(2、3)和/或接纳部(22、23)沿着过滤元件(1)的方向延伸。

4.  根据上述权利要求任一项所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：管路是内燃机的冷却剂管和/或冷却剂软管。

5.  根据上述权利要求任一项所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：过滤元件(1、21)至少在槽(2、3)和/或接纳部(22、23)的区域内具有高的传热系数。

6.  根据上述权利要求任一项所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：过滤元件(1、21)至少在槽(2、3)和/或接纳部(22、23)的区域内具有高的导热性。

7.  根据上述权利要求任一项所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：管路卡入/可卡入到槽(2、3)和/或接纳部(22、23)内。

8.  根据上述权利要求任一项所述的过滤元件(1、21)，其特征在于：过滤元件(1、21)具有一个支承凸肩和/或是非对称的，并且允许只在一个位置上装入相应的接纳部(10、30)中。

9.  一种用于过滤在内燃机的废气后处理装置内用于选择性催化还原的还原剂的过滤元件(1、21)的结构，其特征在于：过滤元件(1、21)与内燃机的冷却剂循环热接触，并且形成冷却剂循环的散热器。

过滤元件
技术领域
本发明涉及一种尤其是用于过滤要凝固的液体、尤其是用于过滤一种在内燃机的废气后处理装置内用于选择性催化还原的还原剂的过滤元件。
背景技术
为了还原在燃烧设备、垃圾燃烧设备、工业设备和发动机的废气内的氮氧化物，将氨或氨溶液如所谓的AdBlue混入到废气内。对于AbBlue涉及一种合成的按DIN 70070的32.5％的尿素溶液，该尿素溶液用于在SCR催化器中后处理废气。在此通过选择性催化还原(英语：selectivecatalytic reduction，SCR)降低大约90％的氮氧化物(NO_x)排放量。尿素溶液如AdBlue在大约-11℃时凝固。为了即使在低于所述温度的情况下保证用于将尿素溶液如AdBlue射入到废气内的计量系统的运行，必须加热系统部件，尤其是用于过滤还原剂的管路过滤器。
已知的过滤器加热装置由所谓的电控的PTC电阻元件构成。
在此缺点是，为了加热需要电能。此外缺点是，更换或者导致昂贵地改动电热器或者导致更换包括加热装置的整个过滤元件，因为过滤器必须构成为维修件。
发明内容
本发明的目的是，进一步构成一种开头所述类型的过滤元件，以便能以更廉价的方式有效地加热管路过滤器，并且在维修间隔期时可以简单地更换管路过滤器。
所述目的按本发明通过一种按权利要求1的过滤元件解决。本发明的有利的扩展结构在从属权利要求中给出。
在尤其是用于过滤要凝固的液体、尤其是过滤一种在内燃机的废气后处理装置内用于选择性催化还原的还原剂的过滤元件中，特别有利的是，过滤元件具有至少一个空隙和/或接纳部，亦即接纳可能性，在其中嵌入或可嵌入一根加热过滤元件的管路，其中管路导引或可导引带有升高的温度的流体，以便过滤元件形成或可形成散热器。
优选过滤元件具有多个设置在外面的槽、空隙、接纳部或接纳可能性，在其中嵌入或可嵌入导引带有升高的温度的流体的管路。
槽、空隙、接纳部或接纳可能性也可以构成为使所述管路装在环绕过滤元件的皮碗内。因此槽、空隙或接纳可能性和过滤元件可以构成为多件式的。皮碗和过滤元件在所述情况中互相导热地接触。管路导引装置集成到皮碗内。
在按本发明的过滤元件中，冷却剂软管也可以嵌入或卡入到过滤器外壳或一个与过滤器外壳接触的皮碗内，也就是要加热的过滤元件作为散热器连接到内燃机的冷却剂循环内。因此通过内燃机的经由内燃机的冷却剂循环的冷却剂排出的废热实现简单且廉价地加热过滤元件，因为通过从冷却剂软管传到过滤元件上的热量优化地加热过滤元件。
特别有利的是，能简单地更换过滤器，而无需打开冷却剂软管的连接。为了更换管路过滤器，仅仅需要将冷却剂软管从需要更换的过滤器的接纳可能性内松开，并且重新嵌入或卡入到新的过滤器内。此外过滤器的结构优选设计成使为了保证流动不必解冻所有在过滤器内的介质。只须解冻一个相对小的区域以便保证流动。为此输入接头和/或输出接头可以设置在从外面输入热量的区域附近，也就是过滤元件的一个或多个管接头设置成使直接通过传过来的热量加热所述管接头。一旦能通流，通过从加热的罐内输入加热的或较高温度的液体(尿素溶液、AdBlue)促进解冻过程。
因此以更廉价的方式实现有效地加热管路过滤器，并且在到达维修间隔期时能简单地更换管路过滤器。本发明可以用在所有下述区域内，在所述区域内管路过滤器用于过滤要凝固的液体。特别优选的是，过滤元件用于过滤还原剂如氨或尿素溶液如AdBlue(按DIN 70070的尿素溶液)等，该还原剂借助于计量系统输入到废气内用于在内燃机的废气后处理装置内的选择性催化还原。因此产生一种特别有利的整体结构，因为内燃机的废热通过过滤元件的热耦合可以作为散热器在冷却剂循环内使用，以便以有效的方式加热过滤元件。
优选过滤元件具有一个纵向延伸部，并且槽沿着过滤元件的方向延伸。因此延长了冷却剂软管与过滤元件之间的接触面。因此提高了加热的效率和从冷却剂循环传到过滤元件上的热量。
可选择地或附加地，管路也可以垂直于过滤器轴沿着过滤元件的方向延伸，尤其是相应的管路也可以在相应的接纳部内不仅在这样的过滤元件的上侧也可以在下侧上延伸。
优选管路是内燃机的冷却剂管和/或冷却剂软管。通过所述的特别优选的实施方式实现特别简单且有效地加热过滤元件，因为特别优选地使用本发明，以便在在内燃机中用于计量尿素溶液如AdBlue的计量系统中过滤还原剂。
然而过滤元件也可以接纳任何其他的管路，该管路导引带有比过滤元件温度更高的温度的流体。因此出现从管路向过滤元件的热流。用所述的方式可以加热过滤元件。
优选过滤元件构成为使过滤元件至少在槽和/或接纳部的区域内具有高的传热系数。优选过滤元件至少在槽和/或接纳部的区域内具有高的导热性。
通过至少在槽区域内的相应的材料选择保证优化地传热并且从而保证优化地加热过滤元件，一加热过滤元件的管路可嵌入或嵌入到所述槽内。与此相应至少过滤元件的外侧的外壳优选由带有好的导热性的金属如铝或铜制成。为了改进传热也可以将添加剂如接触凝胶或类似物加入到空隙内，管路装在该空隙内。
优选管路卡入到槽或接纳可能性内，也就是管路可以卡入到槽内。为此相应构成槽或接纳部，尤其是槽或接纳部可以具有突出部，管路卡到所述突出部后面。槽基本上也可以构成为圆形的用于接纳圆形的管路，其中槽遮盖略大于180°的圆周，以便包围嵌接管路。因此管路可以固定在空隙内，以便即使在例如由内燃机引起的振动时保证可靠的配合。
在一种优选的实施方式中，过滤元件整体上是非对称的，以便过滤器只能在一个唯一的位置上和/或只能沿着一个唯一的方向装入到相应的接纳部或支架内。因此过滤器支架和过滤元件在装配后构成形锁合，其中过滤元件设计成使该过滤元件不可能无意的颠倒装配，因为它由于其非对称的结构只在一个唯一的位置上适配到相应的接纳部内。
过滤元件的优选的结构是一种在内燃机的废气后处理装置内用于选择性催化还原的还原剂例如尿素溶液的过滤装置，其中过滤元件与内燃机的冷却剂循环热接触，并且形成冷却剂循环的散热器。
通过过滤元件与冷却剂循环热接触，实现有效地加热管路过滤器，该管路过滤器用于过滤还原剂例如尿素溶液/AdBlue，因为AdBlue在-11℃时凝固，并且从而必须加热用于在废气内计量还原剂的计量系统的管路过滤器。
附图说明
在附图中示出并且下面详细解释本发明的实施例，其中：
图1 按本发明的过滤元件的第一实施方式的侧视图、俯视图和仰视图；
图2 相应用于接纳按图1的过滤元件的支架的两个视图；
图3 按本发明的过滤元件的第二实施方式在插入到装配架前的第一透视图；
图4 按图3的过滤元件在插入到装配架后的第二透视图。
具体实施方式
在图1中以在图1左侧内的侧视图以及在图1右上部内的从上面的俯视图以及在图1的右下部内的仰视图示出按本发明的过滤元件的第一实施方式。
过滤元件1在沿着其纵向延伸、也就是平行于中间轴的方向的外侧上具有两个槽2和3。内燃机的冷却剂软管可以嵌入或卡入到过滤元件1的槽2和3内。
借助于所述未示出的卡入到槽2和3内的冷却剂软管加热过滤元件1，并且它防止要过滤的液体凝固。
过滤元件1具有两个管接头4和5，所述管接头用作为要过滤的液体的入流口和出流口。
过滤元件1构成为非对称的，并且具有一个凸肩6，以便过滤元件1只能在一个唯一的位置上装在按图2的相应支架10内。按图2的支架10为此在下部内具有两个凸起部11和12。
在过滤元件1的凸肩6所平放的两个凸起11和12之间，支架具有一个空隙13，非对称的过滤元件1的下部可以嵌入到该空隙内。此外装配元件10具有孔14、15，所述孔可以被螺栓穿过，并且用于将支架10固定在周围的结构上。
在图3和4中以两个不同的透视图示出按本发明的过滤元件21的第二实施方式。图3示出在将过滤元件21装在装配架30内之前的透视图，而图4示出在过滤元件21的接头区域上完全装在装配架30内的位置上的过滤元件21的透视图。
过滤元件21在其外壳的上侧上具有接纳部22，并且在其外壳的下侧上具有接纳部23。内燃机的冷却剂软管可以卡入到接纳部22、23内，以便通过来自嵌入到接纳部22、23内的冷却剂软管的冷却剂的废热加热过滤元件21，从而抵抗要过滤的液体的可能发生的凝固。
包括接纳部22、23的过滤器21的外壳由金属制成，以便产生最佳的导热并且从而加热过滤元件21。
过滤元件21在背面具有两个卡锁突出部26，其中在按图3的透视图中可见一个卡锁突出部26。所述卡锁突出部嵌接在装配架30的相应空隙31、32内，也就是卡锁突出部26嵌到在装配架30内的空隙31、32后面并且卡住。过滤元件21装在装配架30内通过按图3的箭头31示出，该箭头示出将过滤元件21推入到装配架30内和为此设定的接纳座内，过滤元件21的相应接纳部和装配件被推入到所述接纳座内。
在图4中示出过滤元件21在相应的装配构件30上在完全推入和卡锁的位置。
为了更换过滤元件与此相应只能从接纳槽22、23内取出冷却剂软管，并且在松开卡锁突出部26后向上拔出过滤元件，并且然后用一个新的过滤元件21替换。
过滤元件1或21的特别优选的使用区域在用于在废气后处理装置内计量氨、尿素溶液或按DIN 70070的尿素溶液如AdBlue(柴油专用尿素还原剂)的计量系统中。这种用于用SCR系统满足排放标准的柴油机的废气系统具有一个用于计量作为还原剂使用的添加剂的计量系统。SCR也称为选择性催化还原，也就是选择性催化还原废气中的氮氧化物的技术。所述的计量系统具有一个用于过滤还原剂的过滤元件。按DIN70070的尿素溶液在-11℃时凝固。与此相应必须加热计量系统的零部件。
所述的过滤器的必需的加热以特别有利的和简单的方式在按本发明的过滤元件中是可能的，通过在过滤元件1或21中将内燃机的冷却剂管卡入到槽2、3或接纳部22、23内。因此通过内燃机的废热加热过滤元件1或21。因此过滤元件与内燃机的冷却剂循环热接触，并且形成冷却剂循环的散热器。
因此计量系统的尿素过滤器在内燃机的废气后处理装置中进行加热，其中在利用内燃机废热也就是内燃机的冷却剂管将一部分内燃机的废热传到过滤元件上的情况下喷入还原剂如氨或尿素溶液用于选择性催化还原(SCR)废气。
然而按本发明的过滤元件以及在利用废热的情况下用于加热过滤元件的方法的应用不局限于所述优选的应用。更确切地说按本发明的过滤元件可以在所有下述区域内使用，即：在所述区域内管路过滤器用于过滤要凝固的液体。