DE2360912A1 - Wabenkoerper - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sieh auf einen einstückigen Waben—
körper mit einer Vielzahl von engen, dünnwandigen Durchlässen,
sowie-auf· ein Verfahren zum Herstellen eines
solchen. . "
solchen. . "
Die Verwendung von Wabenkörpern in Wärmeaustauschern für Gasturbinen, als Katalysatorträger in einem katalytischen
Konverter für eine .Fahrzeug-Auspuffanlage oder zum Filtern
verschiedener Flüssigkeiten Ist allgemein bekannt. Ss wurden
bereits Wabenkörper mit dem verschiedenartigsten Aufbau
vorgeschlagen, beispielsweise in.der US-PS 3 4-44- 925 '
unter dem Titel "Structural Articles and Method of Making.
Them". Ein dort beschriebener Wabenkörper hat eine Anzahl gewellter Lagen und ebener Zwischenlagen aus dem gleichen ■
Blattmaterial. Die gewellten und die glatten Lageil sind
abwechselnd übereinander gelegt, so daß zwischen ihnen jeweils eine Vielzahl von Strömungsdurchlässen gebildet
ist.
Bei der Verwendung eines solchen Wabenkörpers in einem Wärmeaustauscher oder einem-katalytischen Konverter strömt
das geweilige Strömungsmittel geradlinig durch die zwischen den Wellen der gex-jellten Lagen vorhandenen Durchlässe. Bei
dieser Art der Durchströmung ergibt sich ein ziemlich niedriger Wirkungsgrad, da das Strömungsmittel nur mit einer
relativ kleinen Innenfläche des Wabenkörpers in Berührung
kommt. .
Gemäß der Erfindung ist ein Wabenkörper der eingangs genannten
Art gekennzeichnet durch eine Anzahl gewellter Lagen, welche derart übereinander gelegt und aneinander befestigt
sind, daß die Achsen der Wellen einer Lage in einem, vorbestimmten·
Winkel zu den Achsen der Wellen benachbarter. Lagen verlaufen.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben..Darin zeigt:
i*ig. 1 eine Schrägansicht eines Teils eines Wabenkörpers
gemäß der Erfindung,
Fig.2a eine Teilansicht eines Einzelteils des Wabenkörpers
nach Fig. 1 und .
S1Ig.2b eine Teilansicht eines anderen Einzelteils des
Wabenkörpers nach Fig. 1.
40982J/0750
Ein in 'Mg, 1 dargestellter einstückiger Wabenkörper 1.0
setzt sich aus mehreren gewellten Lagen 12a, 12b, 12c usw.
zusammen. Die Lagen bestehen aus einen Blattmaterial und haben Jeweils eine Vielzahl vorzugsweise geradliniger Wellen
14a, 14b, 14c usw.. Die Achsen der Wellen in den einzelnen
Lagen verlaufen in gleichen Abständen parallel zu- '".
einander. Ferner verlaufen die Achsen der .Wellen in einander benachbarten Lagen in einem vorbestimmten Winkel zueinander.
Die Wellen 14a,.14b, 14c usw. der Lagen 12a bzw.
12b bzw. 12c usw. können gleiches oder auch.verschiedenes
Profil aufweisen. Der.Wabenkörper 10 ist beispielsweise aus
einem keramischen und/oder metallischen Werkstoff.
Zur Bildung des"Wabenkörpers .10 werden die gewellten Lagen
derart übereinander gelegt und aneinander befestigt, daß
die Achsen der Wellen einer Lage in einem vorbestimmten
Winkel zu denen der Wellen benachbarter Lagen verlaufen. Aufgrund einer solchen Anordnung sind· zwischen einander
benachbarten Lagen untereinander in Verbindung stehende Strömungsdurchlässe 15 gebildet. Dies ist insbesondere
bei der Verwendung des Wabenkörpers in einem katalytischen
Konverter einer Fahrzeug-Auspuff anlage oder in einem
Wärmeaustauscher einer Gasturbine von Vorteil, da das '
Strömungsmittel-hierbei mit größeren Teilen der Innenflächen
der gewellten Lagen in Berührung kommt. : :
Der beschriebene Wabenkörper wird vorzugsweise auf die
nachstehend.erläuterte Weise hergestellt: Zunächst wird
ein ein keramisches Material in Pulverform enthaltendes
Blattmaterial angefertigt. . - .
Zu diesem Zweck wird ein-keramisches Material, etwa Cordierit, Schamotte, Tonerde und/oder Kieselerde feingemahlen und zusammen mit organischen Fasern in einer ■
Flüssigkeit, etwa Wasser suspendiert. Als organisches Fasermaterial kommt Holz, Hanf, Papier, Maulbeermark '
und dergl. oder auch ein synthetisches Fasermaterial ·
4 09 82 6/ 0 7BO
in Frage. Aus der Suspension werden etwa mittels einer
Fourdrinier-Papiemaschine aus dem keramischen Material
und den Fasern bestellende flexible Blätter gefertigt. Diese werden dann mittels einer bekannten'Wellvorrichtung
gewellt. Die für den Wabenkörper verwendeten gewellten Blätter haben vorzugsweise eine Dicke von 0,25 bis 0,4-5 *ma
und eine Breite von. 200 mm.
Zur Bildung des einstückigen Wabenkörpers 10 werden die \
flexiblen gewellten Blätter dann übereinander gelegt und mit einem Klebstoff aneinander befestigt. Dazu werden die
Außenflächen der Wellenberge auf beiden Seiten der gewellten Blätter mit einem Eleber, etwa Polyvinylazetat, Poly- .
vinylalkohol, Polyvinylazetal oder Polyakrylat beschichtet. Zum Verbessern der Bindung zwischen einander benachbarten
gewellten Lagen enthält der Eleber vorzugsweise einen Anteil des für die gewellten Blätter verwendeten keramischen Materials.
Auf die gewellten Blätter 12 kann jeweils eine Trägerlage 18 aus einem rückstandsfrei verbrennbaren organischen
Material geklebt werden, so daß man eine versteifte Lage 16a bzw. 16b erhält (Fig. 2a, 2b). Die Trägerlagen 18 bestehen
beispielsweise aus Papier mit einem Gehalt an Flachsfasern und/oder einem synthetischen Harz, etwa Polyäthylen, und
sind vorzugsweise etwa 0,1 mm dick und 200 mm breit. Die versteiften Lagen 16a, 16b werden dann auf vorbestimmte
Abmessungen, etwa 200 mm Länge und Breite, zugeschnitten. Dabei wird die eine Schnittkante A1 in einem' vorbestimmten
Winkel θ zu den Achsen der Wellen 14a der Lage 1'2a geführt. Die Schnittkante A2 der Lage 12b wird in einem gleich großen
Winkel -Θ zu den Achsen der Wellen 14b geführt, so daß also
der eingangs erwähnte vorbestimmte Winkel die Größe 2Θ hat.
Den versteiften Lagen 16a und 16b entsprechende Lagen werden
wechselweise übereinandergelegt und mit dem Kleber aneinander befestigt. Dadurch verlaufen dann di,e Wellen in
exnähder benachbarten Lagen im Winkel 2Θ zueinander. -
A09826/0750
Der auf diese Weise zusammengefügte 'Walzenkörper wird dann
"etira in einem Elektroofen auf. eine yorbestimmte Temperatur
von etwa.1 300 °C erhitzt. .Dabei werden die Trägerlagen
rückstandslos verbrannt und die gewellten Lagen gesintert und miteinander verschmolzen, so daß der fertige Wabenkörper
entsteht. ; ·...-■
Der fertige Wabenkörper 10 läßt sich in beliebige,,
kubische oder zylindrische Formen schneiden oder sägen. Die an anderen Außenflächen des Wabenkörpers als der
Einlaß- und der Auslaßseite liegenden Ausmündungen der Durchlässe 15 sind dann in geeigneter Weise, etwa mittels
Tonerdezement, zu verschließen. ·
4 0.9 8 2 6/. 0 7 SO-.-,'
Claims (11)
1. Einstückiger Wabenkörper gekennzeichnet
durch eine Anzahl gewellter Lagen (12a, 12b usw.), welche derart übereinander gelegt und aneinander befestigt
sind, daß die Achsen der Wellen (14a, 14b usw.) einer Lage
in einem vorbestimmten Winkel (2Θ) zu den Achsen der Wellen benachbarter Lagen verlaufen.
2. Wabenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Lagen (12) aus Metall
gefertigt sind.
■> ■ ·
3. Wabenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Lagen (12) aus einemkeramischen
Material gefertigt sind.
4. Wabenkörper nach !wenigstens einem der Ansprüche Λ
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
gewellten Lagen .gleiches Wellenprofil haben. ■ "
5. Verfahren zum Herstellen eines einstückigen Wabenkörpers
nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine Anzahl gewellter Lagen derart übereinanderlegt und aneinander
befestigt, daß die Achsen der Wellen in einer Lage in einem vorbestimmten Winkel zu denen der Wellen in benachbarten
Lagen verlaufen. -."--.-
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Lagen aus einem keramischen
Material gefertigt werden.
7· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß man zunächst eine Träger— lage aus einem organischen Material zwischen jeweils zwei
409826/0750
gewellte Lagen einlegt und daß die übereinandergelegten
gewellten Lagen aneinander "befestigt werden, indem man sie zusammen mit den dazwischen eingelegten' Trägerlagen
erhitzt, xvObei die Trägerlagen rückstandslos verbrennen
und die gextfellten Lagen gesintert und zu einem einstükkigen
Walzenkörper miteinander verschmolzen.werden.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5
"bis 75 dadurch g e k e η η ze i c h η e t, daß man
die Wellenberge der gewellten Lagen vor dem Einlegen der Trägerlagen mit einem Kleber beschichtet. .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e ken n.-zeichnet,
daß als Kleber Polyvinylazetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylazetal oder Polyakrylat verwendet wird."
.
10. Verfahren nach 'Anspruch 8 oder 9, dadurch .
g e k e η η ze i c h η e t, daß der Kleber das für die
gewellten Lagen verwendete keramische Material enthält. ■ ·
11. . Verfahren nach Anspruch 7? dadurch, g e k e η η -
ze i c h η e.t, daß als organisches Material für die Trägerlagen
ein Flachsfasern enthaltendes Papier oder ein Kunstharz
verwendet wird. - . -"
12·. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Lagen aus
einem flexiblen Blattmaterial sind.. " ·
409 826/07 50
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