DE102006039571A1 - Honeycomb body with fluid flow channels, useful in exhaust gas purification and/or regenerative heat recovery, includes receiving channel for process parameter measuring sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wabenkörper, insbesondere zur thermischen und/oder katalytischen Abgasreinigung oder regenerativen Wärmerückgewinnung, der Außenflächen und mehrere, von einem Fluid durchströmbare Fluidkanäle besitzt.The The invention relates to a honeycomb body, in particular for thermal and / or catalytic emission control or regenerative heat recovery, the outer surfaces and has a plurality of fluid channels through which a fluid can flow.
Wabenkörper der genannten Art sind bekannt. Sie werden beispielsweise bei der thermischen und/oder katalytischen Abgasreinigung eingesetzt. Dazu wird üblicherweise eine Anordnung von mehreren Wabenkörpern mit einem erhitzten Fluid, beispielsweise heißer Luft, durchströmt, um die Wabenkörper auf eine gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. Wenn die Betriebstemperatur erreicht ist, wird die Durchleitung des erhitzten Fluids gestoppt und ein anderes Fluid, nämlich ein zu reinigendes Abgas durch die Wabenkörper geleitet. Dabei nimmt das Abgas von den Wabenkörpern abgegebene Wärmeenergie auf, sodass der Abgasreinigung dienende chemische Reaktionen vorbereitet werden. Zudem können die Oberflächen der Fluidkanäle mit einer katalytisch wirkenden Beschichtung versehen sein, damit die chemischen Reaktionen schneller und/oder bei einem geringeren Energieeinsatz stattfinden. Die Betriebstemperatur der Wabensteine muss in engen Grenzen eingehalten werden, um Schäden an den Waben zu vermeiden. Je höher die Temperatur ist, desto mehr Wärmeenergie können die Wabenkörper aufnehmen. Weisen die Wabenkörper zu hohe Temperaturen auf, so können die erwähnten chemischen Reaktionen bereits im Wabenkörper und nicht in einer den Wabenkörper nachgeschalteten Brennkammer stattfinden, wodurch es zur Zerstörung von Waben kommen kann. Hohe lokale Temperaturunterschiede in den Wabenkörpern sind zu vermeiden, da dies zu hohen thermischen Spannungen führt und zur Zerstörung von Waben führen kann.Honeycomb body of mentioned type are known. For example, they are used in the thermal and / or catalytic exhaust gas purification used. This is usually an arrangement of a plurality of honeycomb bodies with a heated fluid, for example hot Air, flows through, around the honeycomb body to a desired To bring operating temperature. When the operating temperature is reached is, the passage of the heated fluid is stopped and a other fluid, namely a cleanable exhaust gas passed through the honeycomb body. It takes that Exhaust from the honeycomb bodies delivered heat energy so that the exhaust gas purification prepares serving chemical reactions become. In addition, you can the surfaces the fluid channels be provided with a catalytic coating, so the chemical reactions faster and / or at a lower Energy use take place. The operating temperature of the honeycomb stones must be kept within narrow limits to prevent damage to the honeycomb. The higher the temperature is, the more heat energy can pick up the honeycomb bodies. Assign the honeycomb bodies too high temperatures, so can the mentioned chemical reactions already in the honeycomb body and not in a honeycombs downstream combustion chamber, causing it to destroy Honeycomb can come. High local temperature differences in the honeycomb bodies are to avoid, as this leads to high thermal stresses and to destruction lead by honeycombs can.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wabenkörper zu schaffen, der eine lange Lebenszeit aufweist. Damit erhöht sich auch die Lebensdauer einer gesamten Anlage, in der Wabenkörper eingesetzt sind.Of the Invention is therefore based on the object to a honeycomb body create a long life. This increases also the life of an entire plant, used in the honeycomb body are.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wabenkörper mindestens einen zu mindestens einer der Außenflächen hin offenen Sensor-Aufnahmekanal aufweist. Der Sensor-Aufnahmekanal gestattet es, einen Sensor im Wabenkörper, nämlich im Sensor-Aufnahmekanal, zu platzieren, sodass dort interessierende Größen, insbesondere Temperatur, Druck, chemische Zusammensetzung des passierenden Gases und/oder Staubanteil des Gases, ermittelt werden können. Wird mit dem Sensor insbesondere die Temperatur im Wabenkörper kontrolliert und eine entsprechende Prozessführung durchgeführt, so werden Übertemperaturen vermieden. Damit bleibt der ein Wärmespeicherelement darstellende Wabenkörper vor einer Zerstörung seiner Waben geschützt. Durch den zu mindestens einer der Außenflächen hin offenen Sensor-Aufnahmekanal kann der an einem elektrischen Datenkabel angeschlossene Sensor in den Sensor-Aufnahmekanal eingelegt und/oder eingeschoben werden. Dies ist auch nach Fertigstellung einer Wabenkörperanordnung möglich, die aus mehreren Wabenkörpern besteht. Auch andere interessierende Größen, die mittels des entsprechenden Sensors erfasst werden, gestatten eine entsprechende Betriebsführung, die eine Langlebigkeit garantiert.These Task is inventively characterized solved, that the honeycomb body at least one sensor receiving channel open towards at least one of the outer surfaces having. The sensor pickup channel allows a sensor in the honeycomb body, namely in the sensor receiving channel to place such that there are variables of interest, in particular temperature, Pressure, chemical composition of the passing gas and / or dust content of the gas, can be determined. Becomes in particular the temperature in the honeycomb body is controlled with the sensor and a corresponding litigation carried out, this will be over-temperature avoided. This remains the heat storage element performing honeycombs from destruction protected by its honeycomb. Due to the at least one of the outer surfaces open towards the sensor receiving channel the connected to an electrical data cable sensor in the Sensor receiving channel inserted and / or inserted. This is possible even after completion of a honeycomb assembly, the from several honeycomb bodies consists. Other sizes of interest, by means of the corresponding Sensors are detected, allow a corresponding management, the a longevity guaranteed.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor-Aufnahmekanal zu einer Außenfläche mit einer Kanallängsseite offen liegt, in eine andere Außenfläche mit einer Kanalanfangsöffnung und in eine weitere Außenfläche mit einer Kanalendöffnung mündet. Diese Ausbildung gestattet eine einfache Fertigung, da der Sensor-Aufnahmekanal ähnlich wie eine Nut in die erwähnte Außenfläche des Wabenkörpers eingearbeitet ist. Da die beiden Kanalenden, nämlich die Kanalanfangsöffnung und die Kanalendöffnung in entsprechende Außenflächen des Wabenkörpers münden, durchsetzt der Sensor-Aufnahmekanal den Wabenkörper vollständig, sodass mehrere derartige Wabenkörper hintereinandergeschaltet werden können, um einen entsprechend langen Sensor-Kanal zu schaffen.To A development of the invention is provided that the sensor receiving channel to an outer surface with a channel side is open, with another outside surface a channel opening and in another outer surface with a channel end opening empties. This design allows for easy manufacture, since the sensor receiving channel similar a groove in the mentioned Outside surface of the honeycomb is incorporated. Since the two channel ends, namely the channel opening and the channel end opening in corresponding outer surfaces of the honeycomb lead, passes through the sensor-receiving channel completely the honeycomb body, so that several such honeycombs one after the other can be connected in series long sensor channel to create.
Es ist vorteilhaft, wenn der Sensor-Aufnahmekanal geradlinig verlaufend ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung. Er verläuft vorzugsweise unter einem 90° Winkel zur Längserstreckung der Fluidkanäle des Wabenkörpers, wobei eine bestimmte Anzahl von Fluidkanälen in den Grund des Sensor-Aufnahmekanals münden, sodass auf diese Art und Weise das den Wabenkörper durchströmende Fluid auch den Sensor-Aufnahmekanal durchsetzt. Insbesondere ist bei einer Wabenkörperanordnung vorgesehen, dass die Sensor-Aufnahmekanäle horizontal verlaufen.It is advantageous if the sensor receiving channel running straight is trained. this makes possible a simple production. He runs preferably at a 90 ° angle to the longitudinal extent the fluid channels the honeycomb body, wherein a certain number of fluid channels in the bottom of the sensor-receiving channel lead, so that in this way the fluid flowing through the honeycomb body also penetrates the sensor-receiving channel. In particular, is at a Honeycomb body configuration provided that the sensor receiving channels are horizontal.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Sensor-Aufnahmekanal an einer eine Außenfläche bildenden Oberseite oder an einer eine Außenfläche bildenden Unterseite des Wabenkörpers ausgebildet ist. Hierdurch weisen die beiden Seitenwände und der dazwischen liegende Kanalgrund des Sensor-Aufnahmekanals vor zugsweise ein nach oben hin offenes U oder ein nach unten hin offenes U jeweils in der Querschnittsansicht auf.A Development of the invention provides that the sensor receiving channel one forming an outer surface Top or on an outer surface forming Bottom of the honeycomb body is trained. This shows the two side walls and the intermediate channel bottom of the sensor receiving channel before preferably one open U at the top or U at the bottom, each open in the cross-sectional view.
Die Ausbildung als Extruder-Wabenkörper hat den Vorteil, dass eine einfache Herstellung im Extruder möglich ist. Der Sensor-Aufnahmekanal wird vorzugsweise nach dem Extrudieren des Wabenkörpers durch Schneidbearbeitung gebildet. Anschließend wird der Wabenkörper gebrannt. Der Wabenkörper besteht beispielsweise aus Zirkoniumsilikat (ZrSiO4) oder weist diesen Stoff auf. Wie bereits erwähnt, ist es für eine genaue Temperaturerfassung mittels des Sensors vorteilhaft, wenn der Sensor-Aufnahmekanal quer zu den Fluidkanälen verläuft und zumindest einige der Fluidkanäle schneidet.The formation as extruder honeycomb body has the advantage that a simple production in the extruder is possible. The sensor receiving channel is preferably formed after extrusion of the honeycomb body by cutting processing. Subsequently, the honeycomb body is fired. The honeycomb body consists for example of zirconium silicate (ZrSiO 4 ) or has this substance. As already mentioned, it is advantageous for accurate temperature detection by means of the sensor when the sensor-receiving channel extends transversely to the fluid channels and intersects at least some of the fluid channels.
Ferner betrifft die Erfindung eine Wabenkörperanordnung mit mehreren Wabenkörpern, insbesondere wie vorstehend bereits erläutert, wobei die Wabenkörper jeweils mindestens einen Sensor-Aufnahmekanal besitzen und benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die Sensor-Aufnahmekanäle derart aneinandergrenzen, dass ein durchgängiger Sensor-Kanal geschaffen ist, dessen Länge der Summe der Längen zumindest einiger der einzelnen Sensor-Aufnahmekanäle entspricht. Die Sensor-Aufnahmekanäle werden daher in Reihe geschaltet, sodass sich ein derartiger Sensor-Kanal über mehrere Wabenkörper erstreckt, um den Sensor möglichst zentral in der Wabenkörperanordnung positionieren zu können. Über den Aufnahmekanal wird dann das notwendige Datenkabel vom Sensor kommend nach außen zu einer entsprechenden Auswerteeinrichtung geführt, die mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Betriebsführung, beispielsweise der thermischen und/oder katalytischen Abgasreinigung, angeschlossen ist.Further The invention relates to a honeycomb arrangement with several Honeycombs, in particular, as already explained above, wherein the honeycomb body respectively at least one sensor receiving channel are located and adjacent to each other, wherein the sensor-receiving channels such contiguous that created a continuous sensor channel is whose length the sum of the lengths at least some of the individual sensor receiving channels corresponds. The sensor recording channels become therefore connected in series, so that such a sensor channel extends over a plurality of honeycomb bodies, around the sensor as centrally as possible in the honeycomb body assembly to be able to position. On the Recording channel is then the necessary data cable coming from the sensor outward to an appropriate evaluation facility, which is equipped with a and / or control device for operation management, for example, the thermal and / or catalytic emission control, is connected.
Es ist vorteilhaft, wenn sensoraufnahmekanalfreie Wabenkörper und/oder weitere sensoraufnahmekanalfreie Wärmespeicherelemente zusätzlich vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass nur dort, wo ein Sensor platziert werden soll, Wabenkörper mit Sensor-Aufnahmekanal eingesetzt werden. In den anderen Bereichen der Wabenkörperanordnung, die keine Temperaturerfassung erfordern, werden Wabenkörper oder andere Wärmespeicherelemente eingesetzt, die kanalfrei sind.It is advantageous if sensor receiving channel-free honeycomb body and / or additional sensor receiving channel free heat storage elements additionally provided are. This means that only where a sensor is placed supposed, honeycomb body with sensor receiving channel be used. In the other areas of the honeycomb body arrangement, which do not require temperature detection, honeycomb or other heat storage elements used, which are channel-free.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigt:The Drawings illustrate the invention with reference to an embodiment, and that shows:
Die
Die
Fluideintrittsseite
Der
Es
ergibt sich folgende Funktionsweise: Nachdem die Wabenkörperanordnung
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