EP0602063A1 - High-length monobloc honeycomb structure - Google Patents

High-length monobloc honeycomb structure

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EP0602063A1
EP0602063A1 EP92916954A EP92916954A EP0602063A1 EP 0602063 A1 EP0602063 A1 EP 0602063A1 EP 92916954 A EP92916954 A EP 92916954A EP 92916954 A EP92916954 A EP 92916954A EP 0602063 A1 EP0602063 A1 EP 0602063A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
honeycomb body
length
cross
monolithic honeycomb
bodies
Prior art date
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Ceased
Application number
EP92916954A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Maus
Ludwig Wieres
Alfred Reck
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Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Publication of EP0602063A1 publication Critical patent/EP0602063A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01N3/2821—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
    • B01J35/56—
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    • F01N3/2817—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates only with non-corrugated sheets, plates or foils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a monolithic honeycomb body, in particular a catalyst carrier body, preferably for use in catalytic converters of exhaust gas assemblies in motor vehicles.
  • honeycomb bodies made of layers of at least partially structured sheets, which form a multiplicity of channels through which a fluid can flow in a main flow direction, are known in large numbers from the prior art.
  • a typical design of such honeycomb bodies is described, for example, in EP-B-o 245 737.
  • honeycomb bodies Despite the relatively advanced development of such honeycomb bodies, they have so far only been built with a limited axial length, the largest construction types known to date having an axial length of 152 mm. built, the largest types known to date have an axial length L of 152 mm.
  • the object of the present invention is to create a cost-effective honeycomb body which can be installed with little effort, which can provide a large active volume without subdivision into partial bodies and which, if necessary, makes an intermediate space between partial bodies unnecessary for swirling or cross-mixing due to its design.
  • a monolithic honeycomb body in particular a catalyst carrier body, is used from many layers of at least partially structured sheets which form a multiplicity of channels through which a fluid can flow in a main flow direction, the honeycomb body having a length in the main flow direction of more than 160 mm has, preferably 170 to 200 mm. It can also have a swirl zone, at least in its central region as seen in the main flow direction.
  • additional inflow edges can be present in the interior of the channels in the swirling zone, as described in WO 91/01807.
  • Other types of inflow edges as are known from the prior art can also be used for this purpose.
  • the inversions described are particularly inexpensive and can be integrated into existing manufacturing processes if such a honeycomb body consists at least in part of sheets which are corrugated and can accordingly be easily provided with additional inversions.
  • openings in some or all of the sheet metal layers can be provided in the swirling zone, which enable cross-mixing between the individual channels.
  • honeycomb bodies for catalytic converters.
  • a large number of different ratios L / D of axial length L to diameter D were determined as a function of Diameter D or Dmin realized.
  • honeycomb bodies were never used in series, whose ratio L / D or L / Dmin as a function of D or Dmin was above the limit curves in FIGS. 2 and 3.
  • the limit curve corresponds to the longest construction types used to date with different diameters, the length always being 152 mm.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a device according to the invention Honeycomb body with possible swirl zone
  • FIG. 2 shows a diagram to illustrate the limit curve for "excess lengths” with honeycomb bodies that are round in cross section
  • FIG. 3 shows a diagram to illustrate the limit curve for "excess lengths” with oval or elliptical honeycomb bodies in cross section.
  • the honeycomb body 1 in FIG. 1 is constructed from structured sheet metal layers 3, which are generally arranged in a jacket tube 2, the sheet metal layers 3 being structured such that they form channels 4 through which a fluid can flow in a main flow direction S.
  • the type of structuring of the sheets is not important for the present invention, but alternating layers of smooth and corrugated sheets or alternating layers of differently corrugated sheets are preferably used.
  • the honeycomb body 1 has a length L of at least 160 mm and is therefore longer than the largest construction types used to date (compare limit curves in FIGS. 2 and 3). It is preferably even over 170 mm long, a length which has so far been achieved only by two partial bodies arranged one behind the other.
  • the honeycomb body typically has a diameter of z. B.
  • the honeycomb body according to the invention can have, at least in its central region, a swirling zone 5 which has one or more of the means for influencing the flow listed below. Openings 6 can be provided in the individual sheet-metal layers in the swirling zone, for cross-mixing between adjacent channels 4. Additional leading edges 7, preferably designed as inversions of corrugated sheet-metal layers, can also be present. Flow guiding surfaces 8 in connection with openings and / or inversions can also be useful.
  • FIG. 2 shows the course of a limit curve 10 for defining the term “excess length” for honeycomb bodies with a round cross section in a diagram in which the diameter D on the X axis and the ratio L / D of length on the Y axis L is applied to diameter D.
  • the limit curve 10 corresponds to honeycomb bodies with the largest L / D ratios used to date in larger quantities, which occur with axial lengths of 152 mm. Larger ratios have so far not been considered feasible or technically meaningful and have therefore not been considered.
  • FIG. 3 shows the course of a limit curve 11 for oval or elliptical honeycomb bodies, all the explanations for FIG. 2 correspondingly applying, but replacing the diameter D with the minimum diameter Dmin.
  • larger L / Dmin ratios have so far not been considered as economically feasible or technically sensible.
  • a honeycomb body with excess length does not differ from honeycomb bodies constructed from two partial bodies, but a monolith can be integrated into an exhaust system more cost-effectively than two individual partial bodies, since several steps in handling, coating and fastening can be omitted . This is the main advantage of the present invention, while at the same time there are no disadvantages compared to known systems.

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Abstract

Corps à nid d'abeilles monolithique (1) composé de couches de tôles (3) au moins partiellement structurées, lesquelles constituent une pluralité de canaux (4) traversées par un fluide dans une direction de courant principale (S), le corps à nid d'abeilles (1) présentant une longueur (L) de plus de 160 mm, de préférence de 170 mm à 200 mm. De tels corps à nid d'abeilles sont utilisés en particulier dans des véhicules automobiles comme corps de support de catalyseurs destinés à l'épuration des gaz d'échappement. Des corps à nid d'abeilles particulièrement longs selon l'invention peuvent être utilisés au lieu de deux ou plusieurs corps individuels disposés en série, sans que se présentent les inconvénients auxquels les spécialistes sont confrontés jusqu'à présent. Si un mélange intérieur est souhaité, il est possible de prévoir une zone de turbulence (5), p. ex. avec des arêtes supplémentaires de division de flux (7).Monolithic honeycomb body (1) composed of at least partially structured sheet layers (3), which constitute a plurality of channels (4) traversed by a fluid in a main current direction (S), the nest body bees (1) having a length (L) of more than 160 mm, preferably from 170 mm to 200 mm. Such honeycomb bodies are used in particular in motor vehicles as catalyst support bodies intended for the purification of exhaust gases. Particularly long honeycomb bodies according to the invention can be used instead of two or more individual bodies arranged in series, without presenting the drawbacks which specialists have faced up to now. If an internal mixture is desired, it is possible to provide a turbulence zone (5), p. ex. with additional flow division edges (7).

Description

Monolithischer Wabenkörper mit ÜberlängeMonolithic honeycomb body with extra length
Die vorliegende Erfindung betrifft einen monolithischen Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, bevorzugt für den Einsatz in katalytischen Konvertern von Abgasarüagen bei Kraftfahrzeugen.The present invention relates to a monolithic honeycomb body, in particular a catalyst carrier body, preferably for use in catalytic converters of exhaust gas assemblies in motor vehicles.
Solche Wabenkörper aus Lagen zumindest teilweise strukturierter Bleche, welche eine Vielzahl von für ein Fluid in einer Hauptströmungsrichtung durchströmbaren Kanälen bilden, sind aus dem Stand der Technik in großer Zahl bekannt. Eine typische Bauform solcher Wabenkörper ist beispielsweise in der EP-B-o 245 737 beschrieben.Such honeycomb bodies made of layers of at least partially structured sheets, which form a multiplicity of channels through which a fluid can flow in a main flow direction, are known in large numbers from the prior art. A typical design of such honeycomb bodies is described, for example, in EP-B-o 245 737.
Auch ist bekannt, beispielsweise aus der WO 91/01178 und der WO 91/01807, im Inneren der Kanäle solcher Wabenkörper Mittel zur Beein¬ flussung der Strömung vorzusehen, insbesondere Öffnungen, Strörmmgsleit- flächen oder zusätzliche Anströmkanten in Form von Umstülpungen.It is also known, for example from WO 91/01178 and WO 91/01807, to provide means for influencing the flow in the interior of the channels of such honeycomb bodies, in particular openings, flow guiding surfaces or additional leading edges in the form of inversions.
Trotz der relativ weit fortgeschrittenen Entwicklung solcher Wabenkörper, wurden diese bisher nur mit einer begrenzten axialen Länge gebaut, wobei die größten bisher bekannten Bautypen etwa eine axiale Länge von 152 mm aufweisen. gebaut, wobei die größten bisher bekannten Bautypen etwa eine axiale Länge L von 152 mm aufweisen.Despite the relatively advanced development of such honeycomb bodies, they have so far only been built with a limited axial length, the largest construction types known to date having an axial length of 152 mm. built, the largest types known to date have an axial length L of 152 mm.
Obwohl für metallische Trägerkörper (im Gegensatz zu keramischen, bei denen fertigungstechnische Schwierigkeiten bestehen) weder durch die Walzwerke, noch durch die Fertigungstechnik, noch durch die Technik der späteren Beschichtung mit katalytisch aktivem Material eine solche Grenze prinzipiell vorgegeben ist oder war, hat sich dennoch in der Fachwelt ein Vorurteil durchgesetzt, daß der Einsatz von Wabenkörpern größerer Länge nicht sinnvoll sein kann, weshalb bei katalytischen Kon¬ vertern, welche ein größeres aktives Volumen benötigten, immer aus mehreren Teilkörpern zusammengesetzte katalytische Konverter verwendet wurden. Neben fertigungstechnischen Bedenken mag ein Grund für die Entstehung dieses Vorurteils auch darin bestehen, daß man dem Zwi- schenraum zwischen zwei Teilkörpern günstige Eigenschaften in Bezug auf Quervermischung, Temperaturausgleich und das Dehnungsverhalten zuschrieb. Für keramische Wabenkörper mag dies auch durchaus zutref¬ fen, jedoch ist dies, wie die vorliegende Erfindung zeigt, nicht auf metal¬ lische Wabenkörper übertragbar. Zumindest sind inzwischen viele Baufor- men bekannt, bei denen durch entsprechende Befestigung der Blechlagen am Mantel und/oder thermische Isolierung des Mantels kaum Dehnungs¬ probleme auftreten, weshalb eine Längenbegrenzung hier nicht mehr erforderlich ist.Although such a limit has not been or was in principle set for metallic support bodies (in contrast to ceramic ones, where there are manufacturing difficulties), neither by the rolling mills, nor by manufacturing technology, nor by the technique of subsequent coating with catalytically active material, in A prejudice prevailed in the professional world that the use of honeycomb bodies of greater length cannot be expedient, which is why catalytic converters which require a larger active volume have always been composed of catalytic converters composed of several partial bodies. In addition to production-related concerns, one reason for the origin of this prejudice may also be that the space between two partial bodies is attributed to favorable properties in terms of cross-mixing, temperature compensation and the expansion behavior. This may also be true for ceramic honeycomb bodies, but, as the present invention shows, this cannot be transferred to metallic honeycomb bodies. At least many designs are now known in which there are hardly any expansion problems due to appropriate fastening of the sheet metal layers to the jacket and / or thermal insulation of the jacket, which is why a length limitation is no longer necessary here.
Durch die inzwischen entwickelten Formen zur Quervermischung und sogar zur Erhöhung der katalytischen Aktivität ist auch aus anderen Gründen eine Unterteilung eines katalytisch aktiven Volumens in mehrere Teüvolumina nicht erforderlich.Due to the meanwhile developed forms for cross-mixing and even for increasing the catalytic activity, a division of a catalytically active volume into several part volumes is not necessary for other reasons.
Tatsächlich ist der Aufbau von katalytischen Konvertern aus mehreren Teilkörpern wesentlich aufwendiger und teurer als es die Einbindung eines einzigen monolithischen Körpers in ein Abgassystem wäre. Trotz allem wurde dieser Nachteil jahrelang in Kauf genommen, ohne daß es Anzeichen für einen Schritt in Richtung auf Wabenkörper mit "Über¬ länge" gegeben hätte.In fact, the construction of catalytic converters from several partial bodies is much more complex and expensive than the integration of a single monolithic body in an exhaust system. In spite of everything, this disadvantage was accepted for years without there being any signs of a step in the direction of honeycomb bodies with "excess length".
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines kostengün¬ stigen und mit geringem Aufwand einbaubaren Wabenkörpers, der ohne Unterteilung in Teilkörper eine großes aktives Volumen bereitstellen kann und der nötigenfalls durch seine Bauart einen Zwischenraum zwischen Teilköφern zur Verwirbelung oder Quervermischung unnötig macht.The object of the present invention is to create a cost-effective honeycomb body which can be installed with little effort, which can provide a large active volume without subdivision into partial bodies and which, if necessary, makes an intermediate space between partial bodies unnecessary for swirling or cross-mixing due to its design.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein monolithischer Wabenköφer, insbesondere Katalysator-Trägerköφer, aus vielen Lagen zumindest teil- weise strukturierter Bleche, welche eine Vielzahl von für ein Fluid in einer Hauptströmungsrichtung durchströmbaren Kanälen bilden, wobei der Wabenköφer eine Länge in Hauptströmungsrichtung von mehr als 160 mm aufweist, vorzugsweise 170 bis 200 mm. Er kann auch zumindest in seinem in Hauptströmungsrichtung gesehen mittleren Bereich eine Ver- wirbelungszone aufweisen. Mit einem solchen Wabenköφer lassen sich die Vorgaben für viele Abgassysteme von Kraftfahrzeugen genauso erfül¬ len, wie dies bisher durch zwei hintereinander angeordnete Trägerköφer der Fall wäre. Insgesamt wird die Anordnung sogar etwas kompakter, da der übliche Zwischenraum von ca. 15 bis 40 mm zwischen den Teilkör- pern eingespart werden kann. Durch eine nach an sich bekannten Mit¬ teln hergestellte, im mittleren Bereich des Wabenköφers befindliche Ver¬ wirbelungszone können, falls erforderlich, die vorteilhaften Eigenschaften eines Zwischenraums zwischen Teilköφern mit weit geringerem Aufwand beim Zusammenbau verwirklicht werden. Dabei braucht die Verwirbe- lungszone nicht exakt in der Mitte des Köφers zu liegen, sondern kann auch etwas in oder gegen die Hauptströmungsrichtung verschoben sein.To solve this problem, a monolithic honeycomb body, in particular a catalyst carrier body, is used from many layers of at least partially structured sheets which form a multiplicity of channels through which a fluid can flow in a main flow direction, the honeycomb body having a length in the main flow direction of more than 160 mm has, preferably 170 to 200 mm. It can also have a swirl zone, at least in its central region as seen in the main flow direction. With such a honeycomb body, the requirements for many exhaust systems of motor vehicles can be met in the same way as would previously be the case with two carrier bodies arranged one behind the other. Overall, the arrangement is even somewhat more compact, since the usual space of approximately 15 to 40 mm between the partial bodies can be saved. By means of a swirling zone which is produced by means known per se and is located in the central region of the honeycomb body, the advantageous properties of an intermediate space between partial bodies can be achieved with far less effort during assembly, if necessary. The interlacing not exactly in the middle of the body, but can also be slightly shifted in or against the main flow direction.
Insbesondere können in der Verwirbelungszone zusätzliche Anströmungs- kanten im Inneren der Kanäle vorhanden sein, wie sie in der WO 91/01807 beschrieben sind. Auch andere Arten von Anströrnkanten wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, können für diesen Zweck eingesetzt werden. Besonders günstig und in bestehende Fertigungsprozes¬ se integrierbar sind jedoch die beschriebenen Umstülpungen, wenn ein solcher Wabenköφer zumindest zum Teil aus Blechen besteht, welche gewellt sind und sich dementsprechend leicht mit zusätzlichen Umstülpun¬ gen versehen lassen.In particular, additional inflow edges can be present in the interior of the channels in the swirling zone, as described in WO 91/01807. Other types of inflow edges as are known from the prior art can also be used for this purpose. However, the inversions described are particularly inexpensive and can be integrated into existing manufacturing processes if such a honeycomb body consists at least in part of sheets which are corrugated and can accordingly be easily provided with additional inversions.
Falls nicht in jedem einzelnen Kanal eine Verwirbelung, sondern alterna- tiv oder gleichzeitig ^ine Quervermischung gewünscht wird, können in der Verwirbelungszone Öffnungen in einigen oder in allen Blechlagen vor¬ gesehen werden, welche eine Quervermischung zwischen den einzelnen Kanälen ermöglichen.If swirling is not desired in each individual channel, but instead or alternatively or simultaneously, cross-mixing is desired, openings in some or all of the sheet metal layers can be provided in the swirling zone, which enable cross-mixing between the individual channels.
Auch können, falls eine gezielte Quervermischung gewünscht wird, zusätz¬ liche Strömungsleitflächen gemäß der WO 91/01178 vorgesehen werden. Im übrigen können sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Bauformen und Verbesserungen typischerweise auch bei den erfindungs¬ gemäßen Wabenköφern mit "Überlänge" eingesetzt werden.If a targeted cross-mixing is desired, additional flow guide surfaces according to WO 91/01178 can also be provided. In addition, all of the designs and improvements known from the prior art can typically also be used in the honeycomb bodies according to the invention with "excess length".
Wie anhand der Figuren 2 und 3 noch näher erläutert wird, gab es bisher eine große Zahl unterschiedlich dimensionierter Wabenköφer für katalytische Konverter. Dabei wurden sehr viele verschiedene Verhältnisse L/D von axialer Länge L zu Durchmesser D (bzw. bei nicht runden Querschnitten zu minimalem Durchmesser Dmin) in Abhängigkeit vom Durchmesser D bzw. Dmin realisiert. Aufgrund des beschriebenen Vor¬ urteils der Fachwelt wurden jedoch niemals Wabenköφer serienmäßig eingesetzt, deren Verhältnis L/D bzw. L/Dmin in Abhängigkeit von D bzw. Dmin oberhalb der Grenzkurven in Fig. 2 bzw. Fig. 3 lagen. Die Grenzkurve entspricht den längsten bisher eingesetzten Bautypen bei verschiedenen Durchmessern, wobei die Länge immer 152 mm betrug.As will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3, there have been a large number of differently dimensioned honeycomb bodies for catalytic converters. A large number of different ratios L / D of axial length L to diameter D (or in the case of non-round cross sections to minimum diameter Dmin) were determined as a function of Diameter D or Dmin realized. Because of the described prejudice of the professional world, however, honeycomb bodies were never used in series, whose ratio L / D or L / Dmin as a function of D or Dmin was above the limit curves in FIGS. 2 and 3. The limit curve corresponds to the longest construction types used to date with different diameters, the length always being 152 mm.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das diese jedoch nicht be¬ schränkt ist, sowie die für die Definition einer "Überlänge" charakteristi- sehen Grenzkurven sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 in einem schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemä¬ ßen Wabenköφer mit eventueller Verwirbelungszone, Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Grenzkurve für "Über¬ längen" bei im Querschnitt runden Wabenköφern und Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Grenzkurve für "Über¬ längen" bei im Querschnitt ovalen oder eliptischen Wabenköφern.An exemplary embodiment of the invention, to which the invention is not restricted, however, and the limit curves characteristic of the definition of an “excess length” are shown in the drawing, namely: FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a device according to the invention Honeycomb body with possible swirl zone, FIG. 2 shows a diagram to illustrate the limit curve for "excess lengths" with honeycomb bodies that are round in cross section, and FIG. 3 shows a diagram to illustrate the limit curve for "excess lengths" with oval or elliptical honeycomb bodies in cross section.
Der Wabenköφer 1 in Fig. 1 ist aus im allgemeinen in einem Mantel¬ rohr 2 angeordneten strukturierten Blechlagen 3 aufgebaut, wobei die Blechlagen 3 so strukturiert sind, daß sie für ein Fluid in einer Haupt¬ strömungsrichtung S durchströmbare Kanäle 4 bilden. Auf die Art der Strukturierung der Bleche kommt es für die vorliegende Erfindung nicht an, jedoch werden bevorzugt abwechselnde Lagen glatter und gewellter Bleche oder abwechselnder Lagen unterschiedlich gewellter Bleche einge- setzt. Der Wabenköφer 1 hat eine Länge L von wenigstens 160 mm und ist damit länger als die größten bisher verwendeten Bautypen (vergleiche Grenzkurven in den Figuren 2 und 3). Vorzugsweise ist er sogar über 170 mm lang, eine Länge, die bisher nur durch zwei hintereinander angeordnete Teilköφer verwirklicht wurde. Dabei hat der Wabenköφer typischerweise einen Durchmesser von z. B. mehr als 80 mm, Vorzugs- weise z. B. etwa 90 bis 130 mm. Auch ovale oder elliptische Bauformen mit vergleichbaren Querschnittsflächen können erfindungsgemäß gestaltet sein. Um trotzdem vollständig die Eigenschaften von zwei mit Abstand hintereinander angeordneten Teilköφern zu erreichen, kann der erfin- dungsgemäße Wabenköφer zumindest in seinem mittleren Bereich eine Verwirbelungszone 5 aufweisen, welche eines oder mehrere der im folgenden aufgezählten Mittel zur Beeinflussung der Strömung aufweist. In der Verwirbelungszone können Öffnungen 6 in den einzelnen Blechla¬ gen vorgesehen werden, zur Quervermischung zwischen benachbarten Kanälen 4. Es können auch zusätzliche Anströmkanten 7, bevorzugt ausgebildet als Umstülpungen gewellter Blechlagen, vorhanden sein. Auch Strömungsleitflächen 8 in Verbindung mit Öffnungen und/oder Umstül¬ pungen können sinnvoll sein.The honeycomb body 1 in FIG. 1 is constructed from structured sheet metal layers 3, which are generally arranged in a jacket tube 2, the sheet metal layers 3 being structured such that they form channels 4 through which a fluid can flow in a main flow direction S. The type of structuring of the sheets is not important for the present invention, but alternating layers of smooth and corrugated sheets or alternating layers of differently corrugated sheets are preferably used. The honeycomb body 1 has a length L of at least 160 mm and is therefore longer than the largest construction types used to date (compare limit curves in FIGS. 2 and 3). It is preferably even over 170 mm long, a length which has so far been achieved only by two partial bodies arranged one behind the other. The honeycomb body typically has a diameter of z. B. more than 80 mm, preferred wise z. B. about 90 to 130 mm. Oval or elliptical designs with comparable cross-sectional areas can also be designed according to the invention. In order nevertheless to completely achieve the properties of two sub-bodies arranged one behind the other at a distance, the honeycomb body according to the invention can have, at least in its central region, a swirling zone 5 which has one or more of the means for influencing the flow listed below. Openings 6 can be provided in the individual sheet-metal layers in the swirling zone, for cross-mixing between adjacent channels 4. Additional leading edges 7, preferably designed as inversions of corrugated sheet-metal layers, can also be present. Flow guiding surfaces 8 in connection with openings and / or inversions can also be useful.
Fig. 2 zeigt den Verlauf einer Grenzkurve 10 zur Festlegung des Begrif¬ fes "Überlänge" für Wabenköφer mit rundem Querschnitt in einem Diagramm, in dem auf der X-Achse der Durchmesser D und auf der Y- Achse das Verhältnis L/D von Länge L zu Durchmesser D aufgetragen ist. Die Grenzkurve 10 entspricht Wabenköφern mit den bisher größten serienmäßig in höheren Stückzahlen eingesetzten Verhältnissen L/D, welche bei axialen Längen von 152 mm auftreten. Größere Verhältnisse wurden bisher für nicht realisierbar oder technisch nicht sinnvoll gehalten und daher nicht in Betracht gezogen.FIG. 2 shows the course of a limit curve 10 for defining the term “excess length” for honeycomb bodies with a round cross section in a diagram in which the diameter D on the X axis and the ratio L / D of length on the Y axis L is applied to diameter D. The limit curve 10 corresponds to honeycomb bodies with the largest L / D ratios used to date in larger quantities, which occur with axial lengths of 152 mm. Larger ratios have so far not been considered feasible or technically meaningful and have therefore not been considered.
Fig. 3 zeigt den Verlauf einer Grenzkurve 11 für ovale oder elliptische Wabenköφer, wobei alle Erläuterungen zur Fig. 2 entsprechend gelten, aber an Stelle des Durchmessers D der minimale Durchmesser Dmin, tritt. Auch für solche im Querschnitt nicht runden Wabenköφer wurden größere L/Dmin-Verhältnisse bisher nicht als wirtschaftlich realisierbar oder technisch sinnvoll in Betracht gezogen. In seinen integralen Eigenschaften unterscheidet sich ein solcher Waben¬ köφer mit Überlänge nicht von aus zwei Teilköφern aufgebauten Wa¬ benköφern, jedoch kann ein Monolith kostengünstiger in ein Abgassystem integriert werden als zwei einzelne Teilköφer, da mehrere Schritte bei der Handhabung, Beschichtung und Befestigung entfallen können. Hierin ist der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung zu sehen, wobei gleichzeitig keine Nachteile gegenüber bekannten Systemen entstehen. FIG. 3 shows the course of a limit curve 11 for oval or elliptical honeycomb bodies, all the explanations for FIG. 2 correspondingly applying, but replacing the diameter D with the minimum diameter Dmin. Even for such honeycomb bodies that are not round in cross section, larger L / Dmin ratios have so far not been considered as economically feasible or technically sensible. In its integral properties, such a honeycomb body with excess length does not differ from honeycomb bodies constructed from two partial bodies, but a monolith can be integrated into an exhaust system more cost-effectively than two individual partial bodies, since several steps in handling, coating and fastening can be omitted . This is the main advantage of the present invention, while at the same time there are no disadvantages compared to known systems.

Claims

- ff-PATENTANSPRÜCHE - ff PATENT CLAIMS
1. Monolithischer Wabenköφer (1), insbesondere Katalysator-Trägerkör¬ per, aus Lagen zumindest teilweise strukturierter Bleche (3), welche eine Vielzahl von für ein Fluid in einer Hauptströmungsrichtung (S) durchströmbaren Kanälen (4) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenköφer (1) eine Länge (L) von mehr als 160 mm auf¬ weist, vorzugsweise 170 bis 200 mm.1. Monolithic honeycomb body (1), in particular catalyst support body, from layers of at least partially structured sheets (3) which form a plurality of channels (4) through which a fluid can flow in a main flow direction (S), characterized in that the Honeycomb body (1) has a length (L) of more than 160 mm, preferably 170 to 200 mm.
2. Monolithischer Wabenköφer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet daß zumindest in seinem, in Hauptströmungsrichtung (s) gesehen, mittleren Bereich eine Verwirbelungszone (5) vorhanden ist.2. Monolithic honeycomb body (1) according to claim 1, characterized in that a swirl zone (5) is present at least in its central region, seen in the main flow direction (s).
3. Monolithischer Wabenköφer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der Verwirbelungszone zusätzliche Anströmkanten (7) im Inneren der Kanäle (4) vorhanden sind.3. Monolithic honeycomb body (1) according to claim 2, characterized gekenn¬ characterized in that additional leading edges (7) are present in the interior of the channels (4) in the swirl zone.
4. Monolithischer Wabenköφer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Bleche (3) gewellt ist und die zusätzlichen Anströrnklanten (7) durch Umstülpungen der Wellung gebildet sind.4. Monolithic honeycomb body (1) according to claim 2 or 3, characterized in that part of the sheets (3) is corrugated and the additional inflow edges (7) are formed by inverting the corrugation.
5. Monolithischer Wabenköφer (1) nach Anspruch 2, 3 oder 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungszone (5) alternativ oder gleichzeitig eine Quervermischungszone ist, in dem in dieser Zone in einigen oder allen Blechlagen Öffnungen (6) zur Quervermischung zwischen benachbarten Kanälen (4) vorhanden sind. - 3 -5. Monolithic honeycomb body (1) according to claim 2, 3 or 4, da¬ characterized in that the swirl zone (5) is alternatively or simultaneously a cross-mixing zone in which in this zone in some or all sheet metal layers openings (6) for cross-mixing between adjacent channels (4) are available. - 3 -
6. Monolithischer Wabenköφer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Strömungsleitflächen (8) die Verwirbelung und Quervermischung begünstigen.6. Monolithic honeycomb body (1) according to one of claims 2 to 5, characterized in that additional flow guide surfaces (8) favor the swirling and cross-mixing.
7. Monolithischer Wabenköφer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wabenköφer (1) einen runden Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D/L) von Durchmesser (D) zu Länge (L) in Abhängigkeit von der Länge (L) oberhalb der in Fig. 2 dargestellten Grenzkurve (10) liegt.7. Monolithic honeycomb body (1) according to one of the preceding claims, wherein the honeycomb body (1) has a round cross section, characterized in that the ratio (D / L) of diameter (D) to length (L) depending on the length (L) lies above the limit curve (10) shown in FIG. 2.
8. Monolithischer Wabenköφer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wabenköφer (1) einen ovalen oder elliptischen Quer¬ schnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (Dmin/L) von minimalem Durchmesser (Dmin) zu Länge (L) in Abhängigkeit von der Länge (L) oberhalb der in Fig. 3 dargestellten8. Monolithic honeycomb body according to one of claims 1 to 6, wherein the honeycomb body (1) has an oval or elliptical cross-section, characterized in that the ratio (Dmin / L) of minimum diameter (Dmin) to length (L) in Dependence on the length (L) above that shown in Fig. 3
Grenzkurve (12) liegt. Limit curve (12).
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