DE9320967U1 - Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen - Google Patents

Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen

Info

Publication number
DE9320967U1
DE9320967U1 DE9320967U DE9320967U DE9320967U1 DE 9320967 U1 DE9320967 U1 DE 9320967U1 DE 9320967 U DE9320967 U DE 9320967U DE 9320967 U DE9320967 U DE 9320967U DE 9320967 U1 DE9320967 U1 DE 9320967U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
honeycomb body
body according
honeycomb
conductor elements
areas
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE9320967U
Other languages
English (en)
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 Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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 Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Priority to DE9320967U priority Critical patent/DE9320967U1/de
Priority claimed from DE4307431A external-priority patent/DE4307431C2/de
Publication of DE9320967U1 publication Critical patent/DE9320967U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F01N13/017—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
    • 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
    • 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
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • 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
    • F01N2330/14—Sintered material
    • 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)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Description

Unterlagen! die der Eintragung des Gebrauchsmustsrs zugrunde gelegt werden sollen
EMITEC Gesellschaft für ei5558gbm
Emissionstechnologie mbH 05.05.95
Hauptstraße 150
53797 Lohmar
5
Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen
Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizbaren, von einem Fluid durchströmbaren Wabenkörper, der aus mehreren voneinander elektrisch getrennten Teilbereichen besteht, insbesondere zur Verwendung als Trägerkörper für beheizbare katalytische Konverter bei Verbrennungsmotoren, wobei durch den Wabenkörper ein elektrischer Strom auf einem gewundenen Pfad um isolierende Stellen von Teilbereich zu Teilbereich fließen kann.
Elektrisch beheizbare Wabenkörper werden verwendet als Trägerkörper für katalytische Konverter zur Umsetzung von Schadstoffen in den Verbrennungsabgasen von Verbrennungskraftmaschinen, wobei sie insbesondere in Vorkatalysatoren Anwendung finden. Angesichts der weltweit immer strenger werdenden Abgasvorschriften für Verbrennungskraftmaschinen ist es wichtig, daß eine möglichst vollständige Umsetzung der Verbrennungsabgase auch schon während der Kaltstartphase stattfindet. Hierfür werden beheizbare Vorkatalysatoren eingesetzt, die kurz vor und/oder nach dem Start der Verbrennungskraftmaschine beheizt werden. Dadurch wird sichergestellt, daß die anfänglich noch verhältnismäßig kalten Verbrennungsabgase schnell katalytisch umgesetzt werden. Weiterhin finden elektrisch beheizbare Wabenkörper Anwendung in Lufterhitzern und dergleichen.
35
Derartige elektrisch beheizbare Wabenkörper sind z. B. offenbart in der WO 89/10471 und der WO 92/02714. Um hier einen geeigneten elektrischen Widerstand zu erreichen, wird der Wabenkörper durch Spalte oder elektrisch isolierende Zwischenschichten elektrisch so unterteilt, daß sich mindestens ein elektrischer Strompfad mit dem gewünschten Widerstand ergibt.
In EP-A-O 452 125 ist ein elektrisch beheizbarer Wabenkörper bekannt, der vorzugsweise aus einer Metallpulveraufschlämmung extrudiert und mit &iacgr;&ogr; Elektroden an seiner äußeren Oberfläche versehen ist. In den Wabenkörper sind Strukturen, wie z. B. Schlitze eingearbeitet, die den elektrischen Strom in dem Wabenkörper auf einen gewundenen Pfad zwingen, wobei der elektrische Strom an den Enden der Schlitze umgelenkt wird. Bei einer gegebenen angelegten Spannung kommt es bevorzugt an diesen Umlenkungspunkten an den Enden der Schlitze zu einer erhöhten Stromdichte und damit einer starken lokalen Erhitzung. An diesen "Heißstellen" kann der Wabenkörper beschädigt werden. Neben einer verkürzten Lebensdauer und Beschädigung des Wabenkörpers wird der Wabenkörper dadurch auch nicht homogen erhitzt, wodurch es zu einer ungleichmäßig verteilten katalytischen Wirkung innerhalb des Wabenkörpers kommt und somit insgesamt für einen über den gesamten Wabenkörper verteilten Fluidstrom nicht überall innerhalb des Wabenkörpers optimale Bedingungen für die katalytische Umsetzung herrschen. Dieser geschlitzte Wabenkörper ist zwischen seinen nur zwei gegenüberliegenden Festpunkten - 25 (gleichzeitig Stromdurchführung) labil gegen Schwingungsbelastungen. Er muß durch federnde und elektrisch isolierende "Fasermatten" gegen das Gehäuse abgestützt werden. Diese Fasermatten sind nicht langzeitstabil und langzeitelastisch bei den Temperaturen im Abgassystem. Die Fasern werden durch die Beanspruchung zerrieben. Das Wabenpaket mit bis zu mehr als 300 mm gestreckter Länge ist freischwingend zwischen den
beiden Festpunkten angeordnet. Die niedrige Eigenfrequenz einer solchen Anordnung liegt im Bereich der im Abgasstrang auftretenden Schwingungsanregungen. Die Isoliermatten müßten dann zusätzlich zur dauerhaften elastischen Federung auch dauerhaft ohne Verschleiß eine Schwingungsdämpfungsfunktion übernehmen. Quellmatten, wie zwischen Keramikwaben und Metallmantel, funktionieren grundsätzlich anders. Sie quellen mit der Temperatur. Quellmatten zwischen Metallstrukturen und bei Differenzdehnungen wie hier müßten gestaucht werden. Daher kann z.B. Glimmer nicht verwendet werden.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Überhitzungen an Stromumlenkungsstellen innerhalb des Wabenkörpers zu vermeiden und eine gleichförmige Erwärmung des Wabenkörpers sicherzustellen.
Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen aus verschiedenen Teilbereichen bestehenden Wabenkörper hoher Festigkeit und Schwingungssteifigkeit bei gleichzeitig weitgehend unbehinderter Dehnfähigkeit bereitzustellen. Es sollen dabei Fasermatten bzw. bewegliche Keramikisolierungen zum Außenmantel hin sowie Schwingungdämpfer vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die technische Lehre von Anspruch 1 gelöst. Der elektrisch beheizbare, von einem Fluid durchströmbare, aus mehreren voneinander durch elektrisch isolierende Mittel zumindest teilweise getrennten Teilbereichen bestehende Wabenkörper wird beim Beheizen von einem Strom auf einem gewundenen Pfad durchflossen. Der erfindungsgemäße Wabenkörper weist dabei in den Bereichen, in denen der elektrische Strom umgelenkt wird, zusätzliche elektrische Leiterlemente aus einem Material größerer spezifischer elek-
trischer Leitfähigkeit und größerer mechanischer Festigkeit als dem der Teilbereiche auf.
Somit gewährleistet die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wabenkörpers, daß dem elektrischen Strom in den Umlenkungsbereichen ein zusätzlicher niederohmiger Strompfad bereitgestellt wird, wodurch eine stärkte Erhitzung oder Überhitzung des Wabenkörpers an den Stromumlenkungsstellen verhindert wird.
&iacgr;&ogr; Die in den elektrisch beheizbaren Wabenkörper eingearbeiteten isolierenden Mittel sind vorzugsweise Luftspalte, die einen durch den Wabenkörper fließenden Heizstrom auf einen gewundenen Pfad zwingen. Vorteilhafterweise können die elektrisch isolierenden Mittel auch Spalte sein, die mit einem elektrisch isolierenden Material ausgefüllt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wabenkörpers sind die zusätzlichen Leiterelemente an einer äußeren Oberfläche des Wabenkörpers angebracht und stellen somit eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Teilbereichen des Wabenkörpers dar.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich aus durch Leiterelemente mit einer besonders hohen mechanischen Festigkeit, die als Verstärkung der Verbindung zwischen benachbarten Teilbereichen des Wabenkörpers dienen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Leiter- -· 25 elemente, so ausgebildet sind, daß sie Halterungselemente zwischen dem Wabenkörper und einem den Wabenkörper umgebenden Gehäuse bilden. Die mechanische Dauerhaltbarkeit läßt sich mit solch einem Systemaufbau weitgehend unabhängig vom Wabenpaketaufbau an sich und von dem elektrischen Widerstand gestalten. Es ist möglich, filigranere Struktu-
ren und damit vergrößerte Oberflächen sowie auch erhöhte elektrische Widerstände ohne Festigkeitsnachteile zu verwirklichen.
Vorzugsweise sind die Halterungsstrukturen gleichzeitig Leiterelemente als Stromverteilungsstrukturen zum Einleiten und Ableiten eines Stromes an dem Wabenkörper ausgebildet.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform sind die Leiterelemente dabei mit den Stromzufühnmgen und den Stromab führungen verbunden.
&iacgr;&ogr; Die Halterungselemente sind als Biegestützen ausgebildet. Die schwingfähige maximale Länge des Wabenkörpers entspricht nur dem Katalysatordurchmesser. Damit wird die Eigenfrequenz in entscheidendem Maße nach oben bis in den Bereich außerhalb der kritischen Anregungsfrequenzen verschoben. Die am Umfang des Außenmantels etwa gleichmäßig verteilten ungefähr drei oder vier Festpunkte sind so gestaltet, daß ein Optimum zwischen Biegefähigkeit und Schwingungssteifigkeit gefunden werden kann. Es lassen sich mit diesem System je nach Katalysatorgröße und Bauform grundsätzlich auch weitere zusätzliche oder anders angeordnete Festpunkte je nach Belastung anpassen.
Es ist günstig, den Wabenkörper mit einem kreisförmigen, ovalen, rechteckigen, nierenförmigen oder elliptischen Querschnitt senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung für ein den Wabenkörper durchströmendes Fluid bereitzustellen.
■ 2s ~&Ggr;
In einer besonderen Ausführungsform des Wabenkörpers verlaufen die Spalte durchgehend von einem ersten Ort an der äußeren Oberfläche zu einem zweiten Ort der äußeren Oberfläche, so daß der Wabenkörper in Teilbereiche aufgespalten ist. Die Teilbereiche sind über die zusätzlichen Leiterelemente miteinander leitend verbunden, wobei die Leiterelemente
an den Umlenkungsstellen des elektrischen Stromes angebracht sind. Dadurch kann ein elektrischer Strom auf einem gewundenen Pfad durch den Wabenkörper fließen, und zwar von Teilbereich zu Teilbereich jeweils über die verbindenden Leiterelemente.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Wabenkörper aus einem wabenartig extrudierten gesinterten Material. Die Schlitze können dann einfach durch Sägen in dem Wabenkörper gebildet werden.
&iacgr;&ogr; Es können auch ovale, rechteckig oder anders geformte Querschnitte aus streifenförmigen Wabenflormaterial zusammengesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers können die verschiedenen Teilbereiche aus Wabenstrukturen bestehen, die aus mehreren Lagen von zumindest teilweise umgeformten und/oder gestanzten Blechen bestehen.
In allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stellen die benachbarte Teilbereiche des Wabenkörpers verbindenden Leiterelemente zum einen eine gut leitende Verbindung an den Umlenkstellen des Stroms zwischen benachbarten Teilbereichen dar und sorgen zum anderen für eine Stabilisierung des gesamten Wabenkörpers.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung _ergeben sich aus der Zeichnung mit einer genaueren Beschreibung ausgewählter Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Hauptströmungsrichtung eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers.
Fig. la zeigt schematisch einen Ausschnitt aus dem Wabenkörper von Fig. 1 in einem Längsschnitt entlang der Ebene I-I.
Fig. Ib ist ein vergrößerter Ausschnitt von dem Querschnitt des Wabenkörpers von Fig. 1.
Fig. 2 ist eine teilweise aufgeschnittene Darstellung eines in einer Hauptströmungsrichtung vor einem Hauptkatalysator liegenden Vorkatalysators, wobei in den aufgeschnittenen Bereichen die &iacgr;&ogr; wabenartige Struktur angedeutet ist.
Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt senkrecht zur Hauptströmungsrichtung durch einen Wabenkörper, wobei in den einzelnen Teilbereichen jeweils verschiedene Wabenstrukturen gezeigt sind.
Fig. 4 zeigt einen typischen gewundenen Strompfad durch einen erfindungsgemäßen Wabenkörper.
In Fig. 1 ist der Wabenkörper 1 senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung S im Querschnitt gezeigt. Der Wabenkörper besteht aus einem ersten la, einem zweiten Ib, einem dritten Ic, einem vierten Id, einem fünften Ie und einem sechsten If Teilbereich, weiche jeweils durch elektrisch isolierende Spalte 6 voneinander getrennt sind. Die einzelnen Teilbereiche des Wabenkörpers sind leitend miteinander verbunden durch
. 25 Leiterelemente IQb, 10c, 1Od, 1Oe, 1Of. Die elektrisch isolierenden Spalte 6 sind entweder Luftspalte oder mit einem elektrisch isolierenden Material ausgefüllte Spalte. Die Leiterelemente 10a, 10b, 10c, 1Od, 1Oe, 1Of,
10g sind an den einzelnen Teilbereichen la, , If des Wabenkörpers
durch Löten oder Schweißen oder durch starkes Anpressen bei gleichzeitigern Erhitzen (Sintern) befestigt. Bei Sinterwaben können die Leiter-
elemente schon bei der Herstellung gleich mit angeformt und mitgesintert werden. Dadurch wird eine gut leitende elektrische Verbindung zwischen den Teilbereichen und eine hohe Stabilität des gesamten Wabenköpers sichergestellt. Der elektrische Strom wird durch eine elektrische Stromzuführung 2 und eine Stromabführung 3 in den Wabenkörper 1 ein- bzw. ausgeleitet. Die Stromzuführung 2 und die Stromabführung 3 verlaufen jeweils durch eine elektrische Durchführung 4 in dem Gehäuse 30, welches den Wabenkörper 1 umgibt. Zur weiteren Stabilisierung und besseren Aufhängung des Wabenkörpers 1 sammt seiner ihn umgebenden &iacgr;&ogr; Leiterelemente 10a, ...., 10g sind zusätzlich Verstärkungselemente 27 vorhanden, welche in den elektrischen Durchführungen 4 und an den Leiterelementen 10a, 10c, 1Oe, 10g sowie an der oberen Halterung 8 und den Leiterelementen 10b, 1Od, 1Of befestigt sind. Die Halterung 8 mit ihren Verstärkungselementen 27 dient in diesem Ausführungsbeispiel zur Befestigung des Wabenkörpers 1 an dem Gehäuse 30. Die elektrischen Durchführungen 4 dienen in diesem Ausführungsbeispiel sowohl zur Befestigung des Wabenkörpers 1 an dem Gehäuse 30 als auch zur Stromzufuhr und -abfuhr. Die Stromzuführung 2 und die Stromab führung 3 dienen dabei ebenfalls als Halterung. Die elektrischen Durchführungen 4 sind mit Dicht- und Isoliermasse nach außen hin abgedichtet. Bei der in Fig. 1 angezeigten Polarität der elektrischen Anschlüsse 2, 3 fließt ein elektrischer Strom auf einem gewundenen Pfad durch den Wabenkörper. In Teilbereich la fließt der Strom nach oben, in Teilbereich Ib nach unten, in Teilbereich Ic nach oben, in Teilbereich Id nach unten, in Teilbereich Ie nach oben und schließlich in Teilbereich If nach unten. Zwischen diesen einzelnen Teilbereichen wird die Richtung des Stroms über die Leiterelemente 10b, 10c, 1Od, 1Oe, 1Of jeweils umgelenkt, ohne daß es dabei zu einer starken lokalen Überhitzung kommt. Die Leiterelemente 10b, ...., 1Of bieten den Vorteil, daß sie einen geringen Widerstand darstellen und somit einer örtlichen Überhitzung an Stromumlen-
me * «
• (f · ·
kungsstellen vorbeugen und zum anderen neben einer guten elektrischen Leitfähigkeit auch eine gute thermische Leitfähigkeit haben, was ebenfalls zu einer gleichförmigeren Temperaturverteilung führt. Die Verstärkungselemente 27 sind an Verbindungsstellen 20 mit den Leiterelementen 10a, ...., 10g verbunden. Diese Verstärkungselemente 27 sind so ausgebildet, daß Differenzdehnungen ohne Verformungen oder unzulässige Spannungen in den Wabenteilen ausgeglichen werden können. Insbesondere können die Verstärkungselemente 27 als Biegeträger oder Dehnungshüllen ausgebildet sein.
Fig. la zeigt einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch den Wabenkörper entlang der Ebene I-I. Hier ist nochmals die Verbindungsstelle 20 zwischen dem Leiterelement 10 und einem Verstärkungselement 27 gezeigt.
Fig. Ib zeigt vergrößert den in Fig. 1 eingekreisten Bereich mit einer elektrischen Durchführung 4. Die Stromabführung 3 und die Verstärkungselemente 27 sind hier durch Lötung bzw. Schweißung 20 an den Leiterelementen 1Oe, 10g befestigt. Zum Dehnungsausgleich kann ein Dehnspalt 9 für ungehinderte Biegeverformung zwischen den Leiterelementen 1Oe, 10g und dem Verstärkungselement 27 bereitgestellt sein.
Fig. 2 zeigt einen Vorkatalysator mit einem Wabenkörper 1 in eingebautem Zustand vor einem Hauptkatalysator mit Wabenkörper &Ggr;. Die - 25 Hauptströmungsrichtung S durch den Vor- und Hauptkatalysator ist durch Pfeile angedeutet. Eine Dicht- und Isoliermasse 7 ist an der teilweise aufgeschnittenen Halterung 8 dargestellt. Weiterhin ist die elektrische Durchführung 4 gezeigt. Die in Figur 2 als Ebenen dargestellten Begrenzungsflächen am Strömungsein- und Austritt können auch kegelig bzw. sphärisch gewölbt ausgebildet sein.
Fig. 3 zeigt in einer etwas schematischeren Darstellung einen Querschnitt senkrecht zur Hauptströmungsrichtung durch den Wabenkörper 1, wobei die verschiedenen Teilbereiche la, Ib, lc, ld, le, If des Wabenkörpers durch beispielhafte verschiedene Wabenstrukturen, die aus Blechen oder durch Extrudieren geformt sein können, dargestellt sind. Die Spalte 6a, 6b, 6c, 6d, 6e verlaufen hier jeweils von einem ersten Punkt 16a, 16b, 16c, 16d, 16e an der Oberfläche des Wabenkörpers 1 zu einem zweiten Punkt 17a, 17b, 17c, 17d, 17e an der Oberfläche des Wabenkörpers 1.
&iacgr;&ogr; Fig. 4 zeigt im gleichen Querschnitt wie in Fig. 1 und Fig. 3 den Stromverlauf durch den Wabenkörper 1. Der Strom wird über die Stromzuführung 2 und das Leiterelement 10a in den ersten Teilbereich eingespeist, fließt dann senkrecht nach oben, um dann in einem Stromumlenkungsbereich 5 durch das Leiterelement 10b umgelenkt zu werden. Daraufhin fließt der Strom durch den nächsten Teilbereich nach unten bis zu einem nächsten Stromumlenkungsbereich 5, wo er durch das Leiterelement 10c wieder nach oben umgelenkt wird. Dies setzt sich durch die weiteren Teilbereiche und an den weiteren Leiterelementen fort, bis der Strom im letzten Teilbereich nach unten fließend ankommt, um von Leiterelement 10g zu der Stromab führung 3 geführt zu werden. Die Leiterelemente 10b, 10c, 1Od, 1Oe und 1Of an den Stromumlenkungsstellen 5 verhindern dabei eine übermäßige Erhitzung und mögliche Beschädigung oder ein Zerbrechen des Wabenkörpers an den Umlenkungsstellen 5.
Figur 4 stellt auch gleichzeitig ein Gehäuse 30 dar, welches vorzugsweise aus einem oderjinehreren Blechstreifen besteht, welche in die in Figur gezeigte gewünschte Form gebogen bzw. gefaltet werden. In dieses Gehäuse 30 können dann gestanzte oder vorgeformte Wabenstrukturen eingelegt werden. Am Ende werden dann alle Bleche und Wabenstrukturen miteinander gemeinsam verlötet. Die Wabenkörper, der Teilbereiche
la, Ib, lc, ld, le und If können so geformt sein, daß die Stirnflächen des gesamten Wabenkörpers 1 eine konische oder gewölbte Form bilden.
Durch Kombinieren von metallischen und keramischen Wabenkörpern in den einzelnen Teilbereichen la, ..., If des Wabenkörpers 1 ist es möglich, in der Hauptströmungsrichtung axial unterschiedliche Widerstände für ein den Wabenkörper 1 durchströmendes Fluid zu erzeugen. Dabei können in den verschiedenen Teilbereichen z.B. die Wanddicken der einzelnen Wabenkörper unterschiedlich sein sowie Perforierungen in den &iacgr;&ogr; Wänden der einzelnen Wabenkörper bereitgestellt werden.
In aus Sintermaterial hergestellten Wabenkörpern können die Schlitze 6 durch Sägen eingebracht werden. Vorzugsweise werden die gesinterten Wabenkörper vollständig in mehrere Teile zersägt, damit in dem aus mehreren Teilbereichen la, ..., If bestehenden WabenkÖrper 1 die Stromumlenkungsstellen 5 mit den Überbrückungsstellen der Leiterelemente 10b, ..., 1Of zusammenfallen, so daß potentielle Überhitzungsstellen vermieden werden oder zumindest an der Oberfläche des Wabenkörpers und in den Leiterelementen 10 liegen.
Es wurde somit gezeigt, daß die vorliegende Erfindung besonders dazu geeignet ist, Überhitzungen und daraus resultierende Beschädigungen an Stromumlenkungsstellen des Wabenkörpers zu vermeiden und auch die Festigkeit des aus Teilbereichen bestehenden Wabenkörpers zu erhöhen.

Claims (15)

EMITEC Gesellschaft für ei55S8G3m Emissionstechnologie mbH 05.05.95 Hauptstraße 150 53797 Lohmar , ' Schutzansprüche
1. Elektrisch beheizbarer, von einem Fluid durchströmbarer, aus mehreren voneinander durch elektrisch isolierende Mittel (6) zumindest teilweise getrennten Teilbereichen (la, ..., If) bestehender Wabenkörper (1), insbesondere zur Verwendung als Trägerkörper für einen katalytischen Konverter, wobei die Teilbereiche (la, ..., If), durch die ein Strom auf einem gewundenen Pfad fließen kann, eine erste spezifische elektrische Leitfähigkeit pro Querschnittsfläche haben, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wabenkörper (1) in den Bereichen (5), in denen der elektrische Strom umgelenkt wird, zusätzliche elektrische Leiterelemente (10a, ..., 10g) aus einem Material mit einer zweiten größeren spezifischen elektrischen Leitfähigkeit pro Querschnittsfläche und größerer mechanischer Festigkeit als der der Teilbereiche aufweist.
2. Wabenkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrisch isolierenden Mittel (6) in den Wabenkörper (1) eingearbeitete Spalte (6a. ..., 6e) sind.
3. Wabenkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spalte (6a, ..., 6e) mit einem elektrisch isolierenden Material aus se füllt sind.
4. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
■ die Leiterelemente (10a, ..., 10g) an einer äußeren Oberfläche des Wabenkörpers (1) angebracht sind und Teilbereiche (la, Ib, Ic, ...) des Wabenkörpers (1) elektrisch verbinden.
5. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiterelemente (10a, ..., 10g) eine mechanisch verstärkte Verbindung zwischen benachbarten Teilbereichen (la, Ib, Ic, ...) bilden.
6. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiterelemente (10a, ..., 10g) zumindest zum Teil Halterungselemente in elektrischen Durchführungen (4) zwischen dem Wabenkörper (1) und einem Gehäuse (25) bilden.
7. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiterelemente (10a, ..., 10g) zumindest zum Teil Stromverteilungsstrukturen zum Einleiten und Ausleiten eines Stromes in bzw. aus dem Wabenkörper (1) sind.
8. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Teil der Leiterelemente (10a, ..., 10g) mit den Stromzuführungen (2) und den Stromabführungen (3) verbunden sind.
9. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wabenkörper (1) einen kreisförmigen, ovalen, nierenförmigen oder elliptischen Querschnitt senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung für ein Fluid aufweist.
10. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß
eine maximale schwingfähige Länge des Wabenkörpers (1) im
wesentlichen dem Durchmesser des Wabenkörpers (1) entspricht.
&iacgr;&ogr;
11. Wabenkörper, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wabenkörper (1) an mindestens drei, vorzugsweise vier Punkten durch eine Halterung (4, 8) an dem Gehäuse (30) befestigt ist.
12. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spalte (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) in dem Wabenkörper (1) durchgehend sind und von einer ersten Stelle (16a, 16b, 16c, 16d, 16e) der äußeren Oberfläche (15) zu einer zweiten Stelle (17a, 17b, 17c, 17d, 17e) der äußeren Oberfläche (15) verlaufen, wodurch Teilbereiche (la, Ib, lc, ld, le, If) des Wabenkörpers (1) als längliche Scheiben in der Hauptströmungsrichtung (S) des Fluids gebildet sind.
13. Wabenkörper nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der die Spalte (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) aufweisende Wabenkörper (1) ein Gehäuse (30) aufweist, welches aus mindestens einem Blechstreifen mäanderförmig gebogen ist.
14. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Wabenkörper (1) aus einem wabenartigen gesinterten Material besteht.
15. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper aus extrudiertem Material, insbesondere einer Mischung aus versintertem Metall- und Keramikpulver besteht.
DE9320967U 1993-03-09 1993-03-09 Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen Expired - Lifetime DE9320967U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9320967U DE9320967U1 (de) 1993-03-09 1993-03-09 Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9320967U DE9320967U1 (de) 1993-03-09 1993-03-09 Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen
DE4307431A DE4307431C2 (de) 1993-03-09 1993-03-09 Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE9320967U1 true DE9320967U1 (de) 1995-07-06

Family

ID=25923779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE9320967U Expired - Lifetime DE9320967U1 (de) 1993-03-09 1993-03-09 Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE9320967U1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4307431C2 (de) Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen
EP0541585B1 (de) Elektrisch beheizbarer wabenkörper, insbesondere katalysator-trägerkörper, mit inneren tragstrukturen
DE69503574T3 (de) Heizungseinheit und katalytischer Umwandler
EP0581784B1 (de) Elektrisch beheizbarer wabenkörper
EP0379873B1 (de) Vorrichtung zum Erhitzen von Gasen
EP2836687B1 (de) Elektrischer anschluss von mehreren blechlagen eines elektrisch beheizbaren wabenkörpers und zugehöriger wabenkörper
DE2236854C2 (de) Abstandshalter für gasisolierte Hochspannungskabel
DE69501049T2 (de) Elektrisch beheizbarer katalytischer Umwandler für einen Motor
EP0245738A1 (de) Metallischer Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit Tragwand und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4132439A1 (de) Abgaskatalysator
EP0929738B1 (de) Wabenkörper mit wärmeisolierung, vorzugsweise für einen abgaskatalysator
DE9317050U1 (de) Mechanisch stabilisierte Heizkatalysatoranordnung
DE19628798B4 (de) Abgaskrümmer zur Abgasführung aus einer Brennkraftmaschine
EP0618842B1 (de) Wabenkörper mit einer innenstruktur, die durch eine stützstruktur gehalten ist
DE102020132800A1 (de) Abgasheizeinheit
WO1994017290A1 (de) Katalytischer konverter mit elektrischer beheizung
DE69704440T2 (de) Katalysator zur Reinigung von Abgas einer Brennkraftmaschine
DE3328078C2 (de)
EP0193072A1 (de) Katalytische Abgasentgiftungseinrichtung
WO1994017292A1 (de) Elektrisch isolierende stützstruktur mit möglichkeit zur metallischen anbindung, verfahren zur ihrer herstellung und deren anwendung
DE9320967U1 (de) Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen
DE102022130442A1 (de) Heizelement für Abgasleitung
DE69304746T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines katalytischen Konverters zur Abgasreinigung
EP3999728A1 (de) Abschirmteil
DE10009938B4 (de) Vorrichtung zum Reinigen von Abgas