CN106884698A - 一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构 - Google Patents

一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构 Download PDF

Info

Publication number
CN106884698A
CN106884698A CN201710063527.2A CN201710063527A CN106884698A CN 106884698 A CN106884698 A CN 106884698A CN 201710063527 A CN201710063527 A CN 201710063527A CN 106884698 A CN106884698 A CN 106884698A
Authority
CN
China
Prior art keywords
duct
air inlet
inlet port
pore passage
passage structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710063527.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106884698B (zh
Inventor
隆武强
肖鸽
田华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201710063527.2A priority Critical patent/CN106884698B/zh
Publication of CN106884698A publication Critical patent/CN106884698A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106884698B publication Critical patent/CN106884698B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous

Abstract

一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其属于内燃机排气净化领域。传统对称型孔道通过增加孔道目数降低压降升高率，但目数增加有其上限，因此需要采用进气孔道容积比出气孔道容积大的非对称孔道结构来扩大进气孔道的壁面面积，进一步降低压降升高率。该新型非对称孔道结构通过以下方式实现：进气孔道横截面中心连线形成多边形，孔道壁面之间不接触，存在微小的距离，增大过滤面积，各孔道之间用小肋板连接，孔道壁面和小肋板围成的孔道作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。与传统过滤体孔道结构相比，过滤面积增大10%；因此新型结构对降低压降和压降升高率有一定的积极作用。计算结果表明，压降升高率能降低10%。

Description

一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构
技术领域
本发明涉及一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其属于内燃机排气后处理领域。
背景技术
颗粒捕集器目前是最有效、应用最广泛的颗粒物排放后处理装置，随着颗粒物被捕集在孔道壁面上，排气背压会越来越高，影响柴油机性能，因此需要定期对颗粒捕集器进行再生；但再生频率过大不仅会增加后处理成本，还会缩短颗粒捕集器的使用寿命。因此，降低颗粒捕集器压降升高率一直是研究重点，传统的对称型壁流式过滤孔道结构进、出气孔道形状大小一致，通过增加孔道目数来降低压降升高率，但目数增加有其上限，因此需要采用进气孔道容积比出气孔道容积大的非对称孔道结构来进一步降低压降升高率。该新型非对称孔道结构通过以下方式实现：新型结构将进气孔道横截面中心连线形成多边形，孔道壁面之间不接触，存在微小的距离，各孔道之间增加小肋板连接，孔道壁面和小肋板围成的孔道作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。与传统过滤体孔道结构相比，过滤面积增大10%，因此新型结构对降低压降和压降升高率有一定的积极作用。计算结果表明，压降升高率能降低10%。
发明内容
为了降低目前通用的颗粒捕集器压降升高率，本发明提供一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其压降升高率明显下降，对于降低颗粒捕集器再生频率、延长使用寿命具有积极的作用。
本发明采用的技术方案是：一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，该新型结构将进气孔道的横截面设计成圆形孔道，进气孔道中心连线形成方形，圆形孔道壁面之间不相交，存在微小的距离，各圆形孔道之间增加小肋板连接，小肋板位于进气孔道中心连线上，圆形孔道壁面和小肋板围成的第一型孔道作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构；进、出气孔道轴向入口与出口两端交替封堵，迫使发动机尾气从进气孔道进入穿透孔道壁面后排出，尾气中的颗粒物被孔道壁面捕集。
进气孔道中心连线形成方形，圆形孔道和菱形孔道作为进气孔道相互间隔，菱形孔道的顶点位于进气孔道中心的连线上，由圆形孔道壁面、直线形孔道壁面以及小肋板围成的第二型孔道作为出气孔道。
进气孔道中心连线形成正三角形，小肋板与圆形孔道壁面围成的第三型孔道作为出气孔道。
由进气孔道中心连成的正三角形单元上的进气孔道替换为两个圆形孔道和一个正六边形孔道，正六边形孔道的顶点位于进气孔道中心的连线上，由圆形孔道壁面、直线形孔道壁面以及小肋板围成的第四型孔道作为出气孔道；将正三角形单元上的进气孔道替换为一个圆形孔道和两个正六边形孔道，由圆形孔道壁面、直线形孔道壁面以及小肋板围成的第五型孔道作为出气孔道；将正三角形单元上的进气孔道全部替换为正六边形孔道，由直线形孔道壁面、小肋板围成的第六型孔道作为出气孔道。
圆形孔道作为进气孔道，进气孔道中心连线形成正六边形，圆形孔道壁面和小肋板围成的第七型孔道作为出气孔道。
进气孔道中心连线形成正六边形，将圆形孔道替换为正六边形孔道作为进气孔道，正六边形孔道的顶点位于进气孔道中心的连线上，由直线形孔道壁面、小肋板围成的第八型孔道作为出气孔道。
小肋板宽度L根据性能和结构要求进行调整，L的长度应小于1/4圆形孔道半径r；小肋板厚度亦进行调整。
本发明的有益效果是：新型结构将进气孔道横截面中心连线形成正多边形，孔道壁面之间不接触，存在微小的距离，各孔道之间增加小肋板连接，孔道壁面和小肋板围成的孔道作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。与传统过滤体孔道结构相比，过滤面积增大了10%；因此新型结构对降低压降和压降升高率有一定的积极作用。计算结果表明，压降升高率能降低10%。
附图说明
图1是进气孔道中心连线形成方形的圆形进气孔道过滤体孔道横截面示意图。
图2是进气孔道中心连线形成方形的圆形和菱形进气孔道过滤体孔道横截面示意图。
图3是进气孔道中心连线形成正三角形的圆形进气孔道过滤体孔道横截面示意图。
图4是进气孔道中心连线形成正三角形的单元上是两个圆形和一个正六边形进气孔道过滤体孔道横截面示意图。
图5是进气孔道中心连线形成正三角形的单元上是一个圆形和两个正六边形进气孔道过滤体孔道横截面示意图。
图6是进气孔道中心连线形成正三角形的正六边形进气孔道过滤体孔道横截面示意图。
图7是进气孔道中心连线形成正六边形的圆形进气孔道的过滤体孔道横截面示意图。
图8是进气孔道中心连线形成正六边形的正六边形进气孔道的过滤体孔道横截面示意图。
图9是传统方形对称型孔道结构和孔道中心连线为方形的圆形进气孔道新型非对称孔道结构的压降对比。
图中：1、圆形孔道，1a、菱形孔道，1b、正六边形孔道，2、圆形孔道壁面，2a、直线形孔道壁面，3a、第一型孔道，3b、第二型孔道，3c、第三型孔道，3d、第四型孔道，3e、第五型孔道，3f、第六型孔道，3g、第七型孔道，3h、第八型孔道，4、小肋板，5、进气孔道中心。
具体实施方式
下面依据附图对本发明作进一步描述。
图1示出了进气孔道中心连线形成方形的进气孔道为圆形的过滤体孔道横截面示意图。如图中所示，新型结构将进气孔道的横截面设计成圆形孔道1，其进气孔道中心5连线形成方形，圆形孔道壁面2之间不相交，存在微小的距离，各圆形孔道1之间增加小肋板4连接，小肋板位于进气孔道中心5连线上，圆形孔道壁面2和小肋板围成的第一型孔道3a作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。进、出气孔道轴向入口与出口两端交替封堵，迫使发动机尾气从进气孔道进入穿透孔道壁面后排出，尾气中的颗粒物被孔道壁面捕集。采用圆形能够增加面容比，而中间用小肋板连接可以避免孔道壁面接触带来的过滤面积损失。
图2示出了进气孔道中心连线形成方形的进气孔道为圆形和菱形的过滤体孔道横截面示意图。圆形孔道1和菱形孔道1a作为进气孔道相互间隔，进气孔道中心5连线形成方形，菱形孔道1a的顶点位于进气孔道中心5的连线上，由圆形孔道壁面2、直线形孔道壁面2a以及小肋板4围成的第二型孔道3b作为出气孔道。
图3示出了进气孔道中心连线形成正三角形的进气孔道为圆形的过滤体孔道横截面示意图。进气孔道中心5连线形成正三角形，小肋板4与圆形孔道壁面2围成的第三型孔道3c作为出气孔道。中心连线形成正三角形能够更进一步增加进气孔道容积与出气孔道容积比，降低压降升高率。
图4示出了进气孔道中心连线形成正三角形的三角形单元上是两个圆形和一个正六边形进气孔道的过滤体孔道横截面示意图。将图3中进气孔道中心5连成的正三角形单元上的进气孔道替换为两个圆形孔道1和一个正六边形孔道1b，正六边形孔道1b的顶点位于进气孔道中心5的连线上，由圆形孔道壁面2、直线形孔道壁面2a以及小肋板4围成的第四型孔道3d作为出气孔道。
图5示出了进气孔道中心连线形成正三角形的三角形单元上是一个圆形和两个正六边形进气孔道的过滤体孔道横截面示意图。将图3中正三角形单元上的进气孔道替换为一个圆形孔道1和两个正六边形孔道1b，由圆形孔道壁面2、直线形孔道壁面2a以及小肋板4围成的第五型孔道3e作为出气孔道。
图6示出了进气孔道中心连线形成正三角形的三角形单的正六边形进气孔道的过滤体孔道横截面示意图。将图3中正三角形单元上的进气孔道全部替换为正六边形孔道1b，由直线形孔道壁面2a、小肋板4围成的第六型孔道3f作为出气孔道。
图7示出了进气孔道中心连线形成正六边形的进气孔道形状为圆形的过滤体孔道横截面示意图。圆形孔道1作为进气孔道，进气孔道中心5连线形成正六边形，圆形孔道壁面2和小肋板4围成的第七型孔道3g作为出气孔道。
图8示出了进气孔道中心连线形成正六边形的进气孔道形状为正六边形的过滤体孔道横截面示意图。将图7中的圆形孔道1替换为正六边形孔道1b作为进气孔道，正六边形孔道1b的顶点位于进气孔道中心5的连线上，由直线形孔道壁面2a、小肋板4围成的第八型孔道3h作为出气孔道。
小肋板4宽度L可根据性能和结构要求进行调整，宽度L应小于1/4圆形孔道半径r；其厚度亦进行调整。增加小肋板一是避免壁面接触带来的过滤面积损失，二是能够增加过滤体的强度；限制小肋板的长度目的在于控制出气孔道容积小于进气孔道容积。
下面结合某一具体实施例验证新型结构的压降特性。
对比计算了传统方形对称型孔道结构与进气孔道中心连线为方形的圆形进气孔道新型非对称孔道结构的压降特性。排气入口端排气量都为0.241m3/s，进气温度同为300℃，尾气中颗粒物含量都为0.0002kg颗粒物/kg尾气（为了缩短计算时间而对比结果又比较明显，稍微增大了尾气中颗粒物含量）；颗粒捕集器的结构大小同为286×305mm，孔密度（CPSI）同为200，孔道壁厚同为0.3048mm。
图9是方形对称型孔道结构和孔道中心连线为方形的圆形进气孔道新型非对称孔道结构的压降对比计算结果。图中实线代表传统方形对称型孔道结构的压降变化，虚线代表新型非对称孔道结构压降变化。从结果可以看出，新型非对称结构的初始压力比传统方形结构要小，这是由于新型结构过滤面积较大，气流渗透速度降低，摩擦系数较小。随着颗粒物被过滤壁面捕集并形成滤饼层后，新型非对称结构压降升高率明显要低。根据计算，传统方形对称型孔道结构的压降升高率为7.4Pa/s，新型孔道结构的压降升高率为6.6Pa/s，压降升高率下降了11%。
新型结构将进气孔道横截面中心连线形成多边形，孔道壁面之间不接触，存在微小的距离，各孔道之间增加小肋板连接，孔道壁面和小肋板围成的孔道作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。与传统过滤体孔道结构相比，过滤面积增大了10%；因此新型结构对降低压降和压降升高率有一定的积极作用。计算结果表明，压降升高率能降低10%。采用新型颗粒捕集器过滤体孔道结构能够有效控制压降升高率，降低捕集器的再生频率，降低后处理成本，延长捕集器使用寿命。新型颗粒捕集器过滤体孔道结构凭借其优越的压降特性在颗粒后处理技术的商业应用及推广上将会具有很大的应用的潜力。

Claims (7)

1.一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：肋板连接型孔道结构将进气孔道的横截面设计成圆形孔道（1），进气孔道中心（5）连线形成方形，圆形孔道壁面（2）之间不相交，存在微小的距离，各圆形孔道（1）之间增加小肋板（4）连接，小肋板（4）位于进气孔道中心（5）连线上，圆形孔道壁面（2）和小肋板（4）围成的第一型孔道（3a）作为出气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构；进、出气孔道轴向入口与出口两端交替封堵，迫使发动机尾气从进气孔道进入穿透孔道壁面后排出，尾气中的颗粒物被孔道壁面捕集。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：圆形孔道（1）和菱形孔道（1a）作为进气孔道相互间隔，菱形孔道（1a）的顶点位于进气孔道中心（5）的连线上，由圆形孔道壁面（2）、直线形孔道壁面（2a）以及小肋板（4）围成的第二型孔道（3b）作为出气孔道。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：进气孔道中心（5）连线形成正三角形，圆形孔道（1）作为进气孔道，小肋板（4）与圆形孔道壁面（2）围成的第三型孔道（3c）作为出气孔道。
4.根据权利要求3所述的一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：由进气孔道中心（5）连成的正三角形单元上的进气孔道替换为两个圆形孔道（1）和一个正六边形孔道（1b），正六边形孔道（1b）的顶点位于进气孔道中心（5）的连线上，由圆形孔道壁面（2）、直线形孔道壁面（2a）以及小肋板（4）围成的第四型孔道（3d）作为出气孔道；将正三角形单元上的进气孔道替换为一个圆形孔道（1）和两个正六边形孔道（1b），由圆形孔道壁面（2）、直线形孔道壁面（2a）以及小肋板（4）围成的第五型孔道（3e）作为出气孔道；将正三角形单元上的进气孔道全部替换为正六边形孔道（1b），由直线形孔道壁面（2a）、小肋板（4）围成的第六型孔道（3f）作为出气孔道。
5.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：圆形孔道（1）作为进气孔道，进气孔道中心（5）连线形成正六边形，圆形孔道壁面（2）和小肋板（4）围成的第七型孔道（3g）作为出气孔道。
6.根据权利要求5所述的一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：将圆形孔道（1）替换为正六边形孔道（1b）作为进气孔道，正六边形孔道（1b）的顶点位于进气孔道中心（5）的连线上，由直线形孔道壁面（2a）、小肋板（4）围成的第八型孔道（3h）作为出气孔道。
7.根据权利要求1所述的一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构，其特征是：小肋板（4）宽度L根据性能和结构要求进行调整，L的长度应小于1/4圆形孔道半径r；小肋板（4）厚度亦进行调整。
CN201710063527.2A 2017-02-03 2017-02-03 一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构 Active CN106884698B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710063527.2A CN106884698B (zh) 2017-02-03 2017-02-03 一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710063527.2A CN106884698B (zh) 2017-02-03 2017-02-03 一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106884698A true CN106884698A (zh) 2017-06-23
CN106884698B CN106884698B (zh) 2019-06-25

Family

ID=59175972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710063527.2A Active CN106884698B (zh) 2017-02-03 2017-02-03 一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106884698B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064023A1 (zh) * 2018-09-29 2020-04-02 大连理工大学 一种颗粒捕集器过滤体的非对称孔道结构
CN114151170A (zh) * 2021-12-22 2022-03-08 天津大学合肥创新发展研究院 一种低流动阻力的颗粒捕集-换热集成芯体结构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124417A (en) * 1979-12-03 1981-09-30 Gen Motors Corp Ceramic filter for particle in diesel exhaust and its manufacture
CN1883792A (zh) * 2005-06-24 2006-12-27 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
CN100445522C (zh) * 2004-08-25 2008-12-24 圣戈班欧洲设计研究中心 用于过滤内燃机废气中微粒的具有叶片的过滤块
US8012234B2 (en) * 2002-09-13 2011-09-06 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structural body
EP2705891A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-12 NGK Insulators, Ltd. Plugged honeycomb structure
CN105781687A (zh) * 2016-02-26 2016-07-20 武汉理工大学 改善dpf声学性能的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124417A (en) * 1979-12-03 1981-09-30 Gen Motors Corp Ceramic filter for particle in diesel exhaust and its manufacture
US8012234B2 (en) * 2002-09-13 2011-09-06 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structural body
CN100445522C (zh) * 2004-08-25 2008-12-24 圣戈班欧洲设计研究中心 用于过滤内燃机废气中微粒的具有叶片的过滤块
CN1883792A (zh) * 2005-06-24 2006-12-27 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
EP2705891A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-12 NGK Insulators, Ltd. Plugged honeycomb structure
CN105781687A (zh) * 2016-02-26 2016-07-20 武汉理工大学 改善dpf声学性能的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064023A1 (zh) * 2018-09-29 2020-04-02 大连理工大学 一种颗粒捕集器过滤体的非对称孔道结构
US11753976B2 (en) 2018-09-29 2023-09-12 Dalian University Of Technology Asymmetrical channel structure of particulate trap filter body
CN114151170A (zh) * 2021-12-22 2022-03-08 天津大学合肥创新发展研究院 一种低流动阻力的颗粒捕集-换热集成芯体结构
CN114151170B (zh) * 2021-12-22 2023-09-19 天津大学合肥创新发展研究院 一种低流动阻力的颗粒捕集-换热集成芯体结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN106884698B (zh) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101449034B (zh) 过滤装置，尤其用于内燃机排气系统
CN100445522C (zh) 用于过滤内燃机废气中微粒的具有叶片的过滤块
CN106884698B (zh) 一种颗粒捕集器过滤体肋板连接型孔道结构
CN109209575B (zh) 一种颗粒捕集器过滤体的非对称孔道结构
CN203756278U (zh) 柴油机尾气细化粘结净化器
CN109356689A (zh) 一种抗热震非对称蜂窝陶瓷壁流式过滤器
CN102042058B (zh) 尾气颗粒捕集器及其滤芯
CN2586819Y (zh) 柴油机黑烟颗粒过滤器
CN108286466A (zh) 一种高抗热震性能的蜂窝陶瓷过滤器
CN106870071A (zh) 一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构
AU2015355309B2 (en) Filter media with flutes
CN208918665U (zh) 进气导流管组件
CN113797690A (zh) 一种用于交叉流除尘的级联式降膜柱及装置
JP2007538193A (ja) 特に内燃機関の排ガスシステムのためのフィルタ装置
CN208212729U (zh) 一种新型尾气细粉沉降处理装置
CN201963375U (zh) 尾气颗粒捕集器及其滤芯
CN106593583A (zh) 一种折叠型滤芯的颗粒物捕集器
CN208734407U (zh) 一种蜂窝陶瓷颗粒过滤器
CN204627707U (zh) 一种汽车尾气消音净化器
CN105804835B (zh) 环保动态微粒捕集器
CN204984546U (zh) 一种柴油车尾气后处理装置
CN205796745U (zh) 一种润滑油过滤装置
CN210660259U (zh) 一种采用特殊封孔方式的颗粒捕集器
CN2907843Y (zh) 空气过滤板
CN108686439A (zh) 蜂窝结构体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant