CN109563752A - 排气处理的具有多个加热元件的可电加热的蜂窝状本体 - Google Patents

排气处理的具有多个加热元件的可电加热的蜂窝状本体 Download PDF

Info

Publication number
CN109563752A
CN109563752A CN201780046325.5A CN201780046325A CN109563752A CN 109563752 A CN109563752 A CN 109563752A CN 201780046325 A CN201780046325 A CN 201780046325A CN 109563752 A CN109563752 A CN 109563752A
Authority
CN
China
Prior art keywords
honeycomb body
heating elements
sheet metal
metal layer
heating
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
CN201780046325.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109563752B (zh
Inventor
P·希尔特
C·帕布斯特
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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 Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of CN109563752A publication Critical patent/CN109563752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109563752B publication Critical patent/CN109563752B/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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • 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
    • F01N3/023—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/38—Honeycomb supports characterised by their structural details flow channels with means to enhance flow mixing,(e.g. protrusions or projections)
    • 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
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/08—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for heavy duty applications, e.g. trucks, buses, tractors, locomotives
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

本发明涉及一种蜂窝状本体(1)，气体能够流经该蜂窝状本体、沿流动方向(S)从第一端面(8)流动到第二端面(9)，该蜂窝状本体由至少部分结构化的片材金属层(2，3)构造，这些片材金属层彼此上下分层放置并且彼此盘绕，并且形成透气通道(4)，其中，这些片材金属层(2，3)中的至少一个由至少两个长形的电加热元件(11，12)来增强或替代，这些电加热元件沿流动方向大致平行地且彼此前后具有间距地安排、并且横向于流动方向地延伸。优选地，该蜂窝状本体(1)由交替安排的平滑片材金属层(2)和波纹状片材金属层(3)彼此相互缠绕地构造，其中，至少一个平滑片材金属层(2)或至少一个波纹状片材金属层(3)由加热元件(11，12)来增强或替代。这些加热元件(11，12)优选地是加热导体(14)，这些加热导体带有金属套(16)，该金属套以电绝缘的方式包围这些加热导体，这些电加热元件(11，12)具有0.02mm2至3mm2的导电截面(q)，这些电加热元件被设计成用于24V至48V的工作电压，并且能够共同接收500W至5000W的电功率。在这些片材金属层(2，3)中，可以存在开口(5)和/或导流元件(6)，这些开口和/或导流元件能够将气体甚至转移到该蜂窝状本体(1)的、至少部分被这些加热元件(11，12)阻挡的区域(7)中，并且能够将气体转移到所述区域之外。如果在该蜂窝状本体(1)中存在至少三个加热元件(11，12，13)，则这些加热元件可以在流动方向(S)上具有彼此不同的间距(A1，A1)。根据本发明的可电加热的蜂窝状本体尤其适合作为具有24V或更高的供电电压的机动车辆的排气净化系统的部件。

Description

排气处理的具有多个加热元件的可电加热的蜂窝状本体
本发明涉及可电加热的蜂窝状本体的领域，可电加热的蜂窝状本体尤其用于内燃发动机(优选机动车辆中)的排气净化。可电加热的蜂窝状本体在机动车辆中主要作为催化转化器基体本体使用，排气可以流经蜂窝状本体，并且在某些操作条件下，例如在冷启动期间，蜂窝状本体被电加热以快速达到用于催化反应的合适温度，或者即使在不利的条件下也能保持合适温度。
尽管存在高的热波动载荷、侵蚀性环境条件、以及可能的沉积物，但可电加热的蜂窝状本体及其部件必须以恒定的电功能实现长的使用寿命，这对材料和结构提出了高的要求。
在最近的发展中，正在考虑供电电压为24V、36V或者甚至48V[伏特]的系统，而不是迄今为止在机动车辆中广泛使用的供电网络中的12V。这也对电加热的蜂窝状本体中有待选择的电绝缘材料和电阻提出了特别要求。在较高的电压下，几乎不可能将蜂窝状本体作为整体配置为加热电阻器。必须提供单独的加热元件。
从EP 0 603 222B1中已经已知，在蜂窝状本体的内部以电绝缘的方式将电导体作为传感器或加热导体布置。为此目的，所述电导体以电绝缘的方式安排在两个金属片之间，这两个金属片形成平滑的或波纹状的片材金属层，以用于构建蜂窝状本体。在所述文件中，原则上还描述了这种加热导体如何穿过套管到达外部，然后在那里该加热导体可以连接至电源。然而，对于具有较大截面或具有适用于较高电压的绝缘材料的加热导体，实现所述概念变得越来越困难，因为具有该加热导体的片材金属层变得越来越硬并且越来越难以加工。
从EP 0 569 400B1中，还已知的概念是，将形成蜂窝状本体的片材金属层的一部分通过狭槽和片材金属层的特殊设计用作加热导体。在这种情况下，同样随着供电电压的增加，设置合适的电阻和确保电绝缘材料的介电强度变得越来越困难。
EP 2 773 857B1公开了将电加热元件附接至蜂窝状本体的端面、尤其附接在端面凹槽中。虽然这允许附接甚至厚的加热元件，但致使仅对蜂窝状本体在端面上进行加热。
此外，从EP 0 483 256B1中已知，提供了一种具有内部开口和导流表面的蜂窝状本体，以便对蜂窝状本体中的流动路线产生影响。
本发明的目的是提供一种用于可电加热的蜂窝状本体的结构，该蜂窝状本体也适用于高于12V的供电电压，并且在该蜂窝状本体中，通过设计参数的选择，可以在宽的界限内选择蜂窝状本体内部的加热功率分布。此外，通过电加热流经蜂窝状本体的气体，寻求将压力损失保持较低。
所述目的是通过根据独立权利要求1的蜂窝状本体来实现的。从属权利要求指明了可以单独使用或在技术上有利地彼此组合使用的有利改进。
根据本发明的蜂窝状本体由至少部分结构化的片材金属层构造，气体能够流经该蜂窝状本体、沿流动方向从第一端面流动到第二端面，这些片材金属层彼此上下分层放置并且彼此盘绕，并且形成透气通道，其中，这些片材金属层中的至少一个片材金属层由至少两个长形的电加热元件来增强或替代，这些长形的电加热元件沿流动方向大致平行地且彼此前后具有间距地安排、并且横向于流动方向地延伸。
EP 0 603 222B1通过举例的方式描述了如何可以将加热元件集成到平滑的或波纹状的片材金属层中作为增强件并且蜂窝状本体可以由其缠绕。然而，可以看出，随着加热元件的厚度增加，此方法受到限制。具体地讲，如果加热元件的厚度向着与蜂窝状本体的通道的截面尺寸具有相同的数量级发展，则根据本发明可以简单忽略所讨论的片材金属层，因为在蜂窝状本体的缠绕过程中，至少两个加热元件可以执行与波纹状片材金属层几乎相同的机械功能。
在任何情况下，通常也由电绝缘材料包围的电加热元件在当前使用情况下具有较大的截面，使得它们对蜂窝状本体在气体流过其时施加的流动阻力具有相当大的影响。加热元件阻挡蜂窝状本体的一部分截面，否则该部分截面可用于流动。因此，根据本发明，在流动方向上彼此前后充分加热所需的两个或更多个加热元件特别地在流动方向上彼此前后安排，使得第二加热元件和任何更多后面的加热元件不会阻挡任何更多额外的截面区域。当然，可能的是，为了加热蜂窝状本体，根据其设计，在蜂窝状本体的截面平面中需要若干加热元件；于是，上述陈述类似地适用于沿流动方向安排在所述加热元件下游的更多的加热元件。加热元件可以以已知的方式集成到蜂窝状本体的一个或多个片材金属层中作为增强件，例如通过卷绕或者通过连接技术(熔焊、钎焊、烧结等)产生的连接，但是在此处讨论的使用情况下，加热元件的截面尺寸与蜂窝状本体的通道的截面具有相同的数量级或甚至比其更大。这使得可以代替波纹状的或平滑的片材金属层，使两个或更多个加热元件与其他金属片分层放置并且缠绕。此处可以想到的层的所有序列都是可能的，使得加热元件可以邻接两个相邻的平滑层、或两个相邻的波纹状层、或相邻的波纹状层和平滑层。此处，制造方面可以连同对相邻金属片的热传导或周围的气体流动的问题一起考虑。然而，可能必要的是，在将加热元件集成到这些片材金属层之一中时，考虑它们成形所需的额外空间以及可能的相邻层的成形，但如果其中一个片材金属层简单地由两个或更多个加热元件替代，则这种考虑是不必要的。如果需要，还可以沿流动方向在这些加热元件的上游、之间和/或下游安排有结构化的、尤其是波纹状片材金属层部分，这些片材金属层部分与加热元件具有相同的高度。
在本发明的第一优选实施例中，该蜂窝状本体由交替安排的平滑片材金属层和波纹状片材金属层彼此相互缠绕地构造，其中，至少一个平滑片材金属层由加热元件来增强或替代。在这种设计的情况下，热量可以通过与相邻波纹状片材金属层相接触的点从加热元件中消散，并且气体可以在加热元件周围流动，使得热量还可以直接排放到流经蜂窝状本体的气体中。
在另一个优选实施例中，根据本发明的蜂窝状本体由交替安排的平滑片材金属层和波纹状片材金属层彼此相互缠绕地构造，其中，至少一个波纹状片材金属层由加热元件来增强或替代。由波纹状片材金属层形成的通道、或者在片材金属层由加热元件完全替代的情况下在两个平滑片材金属层之间产生的间隙基本上被加热元件阻挡，使得在此变体中，散热是从加热导体到相邻的片材金属层进行的，根据加热的应用这可能是有利的。
这些加热元件优选地是加热导体，这些加热导体带有金属套，该金属套以电绝缘的方式包围这些加热导体。这种夹套式导体以及其经过蜂窝状本体的套管引入到蜂窝状本体外部的电连接例如是从上述EP 0 603 222B中已知的并且可以以几乎任何期望的长度并以合适的导体截面进行生产。
典型地，加热元件具有圆形截面，但根据本发明还可以使用具有扁平截面的加热导体，具有扁平截面的加热导体尤其可以通过卷绕常规夹套式导体来实现。在这种情况下，在蜂窝状本体中，加热元件被安排成在流动方向上具有较大的截面尺寸而在径向方向(横向于流动方向)上具有较小的截面尺寸。
根据本发明，这些电加热元件具有0.02mm2至3mm2、优选0.05mm2至2mm2[平方毫米]的导电截面。精确的尺寸确定取决于供电电压、所需的电功率、以及加热元件的长度，进而取决于相应的可电加热的蜂窝状本体的设计和尺寸。
根据本发明，这些电加热元件被设计成用于24V至48V[伏特]的工作电压，并且能够共同接收500W至5000W[瓦特]、优选1000W至3000W的电功率，由此可以在不同的操作条件下快速且充分地加热蜂窝状本体。
如以上提及的，加热元件阻挡蜂窝状本体中的某些截面区域，这些区域因此不可用于流动。根据本发明，如果在这些片材金属层中存在开口和/或导流元件，则可以大大缓解这种情况，这些开口和/或导流元件能够将气体甚至转移到该蜂窝状本体的至少部分被这些加热元件阻挡的区域之中、并且转移到所述区域之外。此实施例改善了直接与流经的气体的热交换，并且特别有利的是加热元件集成到波纹状层中替代波纹状层、或者如以上提及的与波纹状片材金属层部分结合使用，这些波纹状片材金属层部分被安排在加热元件的上游、之间和/或下游并且与加热元件具有相同的高度。以这种方式，蜂窝状本体的几乎所有区域、还尤其这些加热元件之间的区域有气体流过，并且有助于排气处理。
应提及的是，根据本发明，在该蜂窝状本体中存在至少三个加热元件，这些加热元件在流动方向上具有彼此不同的间距。这使得蜂窝状本体可以在流动方向上不均匀地加热，例如在前部区域中比在后部区域中更强烈地加热，这可能例如在冷启动阶段中是有利的。
如从现有技术中已知的，对于蜂窝状本体的稳定性而言通常有用的是片材金属层是互连的。根据本发明，加热元件还可以通过连接技术至少在局部区域连接至相邻的片材金属层，以实现高的稳定性和更好的热传导。
将参考下面的附图更详细地解释本发明的实施例和进一步的细节，其中根据本发明，在不同的附图中示出的特征也可以联合使用。在附图中：
图1示出了穿过根据本发明的蜂窝状本体的示意性截面，
图2示出了穿过根据本发明的蜂窝状本体的示意性纵截面，其中出于说明性目的，波纹被旋转经过90°，
图3示出了穿过根据本发明的蜂窝状本体的纵截面的示意性细节，
图4示意性地示出了用于生产根据本发明的蜂窝状本体的金属片堆叠的构造并且
图5示意性地示出了用于构造根据本发明的蜂窝状本体的金属片和加热元件的另一种安排。
图1示意性地示出了穿过根据本发明的可电加热的蜂窝状本体1的截面，该可电加热的蜂窝状本体由平滑片材金属层2和波纹状片材金属层3构造。本示例性实施例涉及由具有两个加热元件11的相互缠绕的片材金属堆叠构造的蜂窝状本体，这意味着两个加热元件11也用于对截面区域进行加热。整个蜂窝状本体被套管包围，加热元件11穿过套管以本身已知的方式引导至外部至电连接(未展示出)。
图2示出了穿过根据本发明的蜂窝状本体1的示意性纵截面，其中，波纹状的片材金属层3由锯齿形曲线示出，尽管波纹实际上相对于所示的锯齿形曲线旋转地偏移90°。蜂窝状本体1由交替安排的平滑片材金属层2和波纹状片材金属层3组成，这些片材金属层形成通道4，这些片材金属层之一由三个加热元件11、12、13来增强(或由其完全替代)。穿过蜂窝状本体1，气体可以沿流动方向S从第一端面8流动到第二端面9，其中，三个加热元件沿流动方向S彼此前后安排，使得它们分别阻挡流动截面的相同区域。在流动方向S上，第一加热元件11和第二加热元件12具有间距A1，第二加热元件12和第三加热元件13具有间距A2，其中，可以根据加热功率在蜂窝状本体1中期望的分布来选择不同的A1和A2。
图3示意性地示出了穿过根据本发明的蜂窝状本体1的纵截面的一部分，该蜂窝状本体进而由平滑片材金属层2和波纹状片材金属层3构造。在一个波纹状片材金属层3中，第一加热元件11和第二加热元件12沿流动方向S彼此前后地集成。以这种方式，如果在片材金属层2、3中不存在开口5和/或导流元件6，则会产生阻挡气体流经蜂窝状本体的区域7，这些开口和/或导流元件使得也经过加热元件之间的区域7的流动。作为开口5和导流元件6，可以使用现有技术中已知的许多实施例。在本示例性实施例中，加热元件11、12具有截面Q，该截面大致对应于通道4的截面。加热元件11、12内部中的加热导体14被金属外套16的电绝缘层15包围。
图4示意性地示出了用于构造平滑片材金属层2和波纹状片材金属层3的堆叠的示例性实施例，其中，此处示出了一个实施例，在该实施例中仅片材金属层部分20被提供为插入有加热元件11、12、而不是整个波纹状片材金属层。在此实例中，开口5提供在邻近加热元件11、12的平滑片材金属层2中，这些开口有助于气流在蜂窝状本体中更好地分布。
图5示意性地示出了用于缠绕蜂窝状本体的片材金属层2、3的堆叠的替代性构造。在此实例中，两个加热元件11、12以间距A1地位于两个波纹状片材金属层3之间。该堆叠的其余部分由交替的平滑片材金属层2和波纹状片材金属层3构造。在这种安排中，不产生完全阻挡气体流经的区域。为了改善与相邻波纹状片材金属层的热传导，可以在加热元件11、12和相邻的波峰之间提供通过连接技术、尤其通过钎焊连接产生的连接19。非常概括地说，钎焊连接还以及在平滑片材金属层情况下在热导体和相邻片材金属层2、3之间的大面积的连接改善了蜂窝状本体中的热分布。
本发明尤其适用于机动车辆的排气净化系统、尤其在24V、36V、或48V电源的情况下，并且例如在沉积或腐蚀的情况下，几乎不易受到电击穿的影响。

Claims (10)

1.一种蜂窝状本体(1)，气体能够流经该蜂窝状本体、沿流动方向(S)从第一端面(8)流动至第二端面(9)，该蜂窝状本体由至少部分结构化的片材金属层(2，3)构造，这些片材金属层彼此上下分层放置并且彼此盘绕，并且形成透气通道(4)，其中，这些片材金属层(2，3)中的至少一个由至少两个长形的电加热元件(11，12)来增强或替代，这些电加热元件沿流动方向大致平行地且彼此前后具有间距地安排、并且横向于流动方向地延伸。
2.如权利要求1所述的蜂窝状本体(1)，其中，该蜂窝状本体(1)由交替安排的平滑片材金属层(2)和波纹状片材金属层(3)彼此相互缠绕地构造，并且其中，至少一个平滑片材金属层(2)由加热元件(11，12)来增强或替代。
3.如权利要求1所述的蜂窝状本体(1)，其中，该蜂窝状本体(1)由交替安排的平滑片材金属层(2)和波纹状片材金属层(3)彼此相互缠绕地构造，并且其中，至少一个波纹状片材金属层(3)由加热元件(11，12)来增强或替代。
4.如前述权利要求之一所述的蜂窝状本体(1)，其中，这些加热元件(11，12)是加热导体(14)，这些加热导体带有金属套(16)，该金属套以电绝缘的方式包围这些加热导体。
5.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝状本体(1)，其中，这些加热元件(11，12)具有圆形或扁平的截面(Q)。
6.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝状本体(1)，其中，这些电加热元件(11，12)具有0.02mm2至3mm2的导电截面(q)。
7.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝状本体(1)，其中，这些加热元件(11，12)被设计成用于24V至48V的工作电压，并且能够共同接收500W至5000W的电功率。
8.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝状本体(1)，其中，在这些片材金属层(2，3)中，存在开口(5)和/或导流元件(6)，这些开口和/或导流元件能够将气体甚至转移到该蜂窝状本体(1)的、至少部分被这些加热元件(11，12)阻挡的区域(7)中，并且能够将气体转移到所述区域之外。
9.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝状本体(1)，其中，在该蜂窝状本体(1)中存在至少三个加热元件(11，12，13)，这些加热元件在该流动方向(S)上具有彼此不同的间距(A1，A1)。
10.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝状本体(1)，其中，这些片材金属层(2，3)通过由连接技术产生的连接(19)、至少在局部区域彼此连接和/或连接至这些加热元件(11，12)。
CN201780046325.5A 2016-08-04 2017-07-18 排气处理的具有多个加热元件的可电加热的蜂窝状本体 Active CN109563752B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016214495.2A DE102016214495A1 (de) 2016-08-04 2016-08-04 Elektrisch beheizbarer Wabenkörper zur Abgasbehandlung mit einer Mehrzahl von Heizelementen
DE102016214495.2 2016-08-04
PCT/EP2017/068066 WO2018024477A1 (de) 2016-08-04 2017-07-18 Elektrisch beheizbarer wabenkörper zur abgasbehandlung mit einer mehrzahl von heizelementen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109563752A true CN109563752A (zh) 2019-04-02
CN109563752B CN109563752B (zh) 2022-02-18

Family

ID=59363157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780046325.5A Active CN109563752B (zh) 2016-08-04 2017-07-18 排气处理的具有多个加热元件的可电加热的蜂窝状本体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10895186B2 (zh)
EP (1) EP3494294B1 (zh)
CN (1) CN109563752B (zh)
DE (1) DE102016214495A1 (zh)
WO (1) WO2018024477A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115702284A (zh) * 2020-06-15 2023-02-14 纬湃科技有限责任公司 用于电加热排出气体催化器的装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101679A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasheizelement
DE102019107384A1 (de) * 2019-03-22 2020-09-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasheizelement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1086001A (zh) * 1992-07-14 1994-04-27 埃米特放射技术股份有限公司 金属薄板夹层缠绕制成的金属蜂窝格栅及其制造工艺
US5474746A (en) * 1991-09-09 1995-12-12 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Catalyst carrier body for exhaust systems of internal combustion engines
US5584175A (en) * 1992-04-22 1996-12-17 Sandvik Ab Heating means for catalyst unit
US6540816B2 (en) * 2001-08-23 2003-04-01 Fleetguard, Inc. Regenerable filter with localized and efficient heating
CN101680339A (zh) * 2007-05-25 2010-03-24 排放技术有限公司 具有能电加热的大蜂窝体的装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8908738U1 (de) 1989-07-18 1989-09-07 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Wabenkörper mit internen Strömungsleitflächen, insbesondere Katalysatorkörper für Kraftfahrzeuge
KR0140505B1 (ko) 1991-01-31 1998-06-01 볼프강 마우스, 지그프리트 나스 불균일하게 전기 가열되는 벌집형 본체
DE4129894A1 (de) 1991-09-09 1993-03-11 Emitec Emissionstechnologie Elektrische isolierung von strukturen in einem wabenkoerper, insbesondere einem elektrisch beheizbaren katalysator-traegerkoerper
DE4132439A1 (de) 1991-09-28 1993-04-01 Behr Gmbh & Co Abgaskatalysator
US5140812A (en) * 1991-11-05 1992-08-25 W. R. Grace & Co.-Conn. Core for an electrically heatable catalytic converter
DE4223134A1 (de) 1992-07-14 1994-01-20 Emitec Emissionstechnologie Metallischer Wabenkörper aus verschlungenen Blechlagen und Verfahren zur seiner Herstellung
US5582805A (en) * 1992-12-21 1996-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic apparatus
DE19943846A1 (de) * 1999-09-13 2001-03-15 Emitec Emissionstechnologie Vorrichtung mit Heizelement zur Abgasreinigung
US7886529B2 (en) * 2007-05-30 2011-02-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically heated DPF/SCR 2-way system
DE102011117624A1 (de) 2011-11-04 2013-05-08 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasbehandlungsvorrichtung
DE102015111689C5 (de) 2015-07-17 2022-09-01 Türk & Hillinger GmbH Elektrisch beheizbarer Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5474746A (en) * 1991-09-09 1995-12-12 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Catalyst carrier body for exhaust systems of internal combustion engines
US5584175A (en) * 1992-04-22 1996-12-17 Sandvik Ab Heating means for catalyst unit
CN1086001A (zh) * 1992-07-14 1994-04-27 埃米特放射技术股份有限公司 金属薄板夹层缠绕制成的金属蜂窝格栅及其制造工艺
US6540816B2 (en) * 2001-08-23 2003-04-01 Fleetguard, Inc. Regenerable filter with localized and efficient heating
CN1547501A (zh) * 2001-08-23 2004-11-17 具有定位和有效加热的可再生的过滤器
CN101680339A (zh) * 2007-05-25 2010-03-24 排放技术有限公司 具有能电加热的大蜂窝体的装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115702284A (zh) * 2020-06-15 2023-02-14 纬湃科技有限责任公司 用于电加热排出气体催化器的装置
CN115702284B (zh) * 2020-06-15 2024-06-21 纬湃科技有限责任公司 用于电加热排出气体催化器的装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3494294B1 (de) 2020-06-17
EP3494294A1 (de) 2019-06-12
DE102016214495A1 (de) 2018-02-08
WO2018024477A1 (de) 2018-02-08
US20190170039A1 (en) 2019-06-06
CN109563752B (zh) 2022-02-18
US10895186B2 (en) 2021-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0140505B1 (ko) 불균일하게 전기 가열되는 벌집형 본체
CN112832886B (zh) 排气加热器
JP6178963B2 (ja) 熱シールド
CN104053876B (zh) 具有多个与连接销电连接的板层的能电加热的蜂窝体
CN109563752A (zh) 排气处理的具有多个加热元件的可电加热的蜂窝状本体
CA2779367C (en) Electric heater, heating device and heating system
CN103384756B (zh) 废气处理装置
JP2015520820A (ja) 電気的に加熱可能なハニカム体の複数の薄板金属層の電気的接続、及び関連するハニカム体
KR102008087B1 (ko) 전기적으로 가열 가능한 벌집형 물체를 위한 층상 패킷 접촉
CN103748328B (zh) 用于处理废气的装置
US8288688B2 (en) Electrically heatable honeycomb body with zones of increases resistance and motor vehicle with at least one honeycomb body
EP3636043A1 (de) Heizsystem und verfahren zu dessen herstellung
JP2008536749A (ja) 自動車暖房装置または空調装置用の電気補助ヒータ
US11885530B2 (en) Electric heating device
US11761367B2 (en) Shielding element
US20240102411A1 (en) Ceramic heating plate as heating element
JP2022537838A (ja) 排ガス後処理のための装置
US20230349310A1 (en) Device of Exhaust Gas Treatment and Method for Production Thereof
US11092051B2 (en) Metallic film having applied flat electrical conductor and honeycomb body produced using said film
CN112867851B (zh) 可电加热的加热盘
CN110268145A (zh) 具有可电加热的加热板的催化转化器
CN111094714B (zh) 用于处理排气的催化转化器
JP2022164639A (ja) 排ガス加熱アセンブリのための加熱導体
CN111543120A (zh) 加热元件
CN117239973A (zh) 绝缘纸、定子绕组、电机和车辆

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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230410

Address after: Regensburg, Germany

Patentee after: WeiPai Technology Co.,Ltd.

Address before: 9 Valen Ward street, Hannover, Germany

Patentee before: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH

TR01 Transfer of patent right