EP1024255A2 - Trägerstruktur für eine Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

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EP1024255A2
EP1024255A2 EP00100991A EP00100991A EP1024255A2 EP 1024255 A2 EP1024255 A2 EP 1024255A2 EP 00100991 A EP00100991 A EP 00100991A EP 00100991 A EP00100991 A EP 00100991A EP 1024255 A2 EP1024255 A2 EP 1024255A2
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EP
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support structure
flow channels
exhaust gas
structure according
flow
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EP00100991A
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Anton Sen. Mangold
Matthias Mangold
Christian Mangold
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Oberland Mangold GmbH
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Oberland Mangold GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a support structure for an exhaust gas purification device, especially for catalytic converters of internal combustion engines, with at least one metal foil, the has impressed flow channels for the exhaust gas.
  • DE 27 59 559 C2 describes a matrix for a catalytic one Described reactor for exhaust gas purification in internal combustion engines been made up of at least two with catalyst material coated steel sheets. These are for education of exhaust gas flow channels between adjacent ones Steel sheets with waves that are arrow-shaped and in neighboring Steel sheets with opposite arrow direction are arranged. In this way, crosswise Flow channels formed, the turbulence of the flowing Exhaust gases should increase. It is also proposed that to wrap the matrix out of the corrugated steel sheets. In the However, there are problems in producing such a matrix, because the steel sheet through the embossed arrow structure has a high rigidity that the winding of the steel sheets difficult or even practically prevented.
  • the invention has for its object to provide a support structure according to the preamble of claim 1, which has a high exhaust gas turbulence and exhaust gas mixture with a low exhaust gas back pressure and can be easily wound into a winding body.
  • the waveform causes an improved exhaust gas mixing in the Flow channels within the support structure opposite one straight flow channel and yet has a lower Flow resistance like a sharp, arrow-shaped deflection of the known flow channel.
  • a multilayer structure of the support structure with at least two embossed metal foils can be different Flow structures are made that are different Can produce exhaust gas mixtures.
  • the maximum deflection of the wave bellies of the flow channels is taking into account the cross section of the flow channel expediently chosen such that an optical There is coverage, d. H. through the support structure or Flow channels cannot be seen through in the direction of flow become.
  • the exhaust gas flow distracted in a certain direction for example if the exit angle of the flow channels of two neighboring Metal foils are on the same side of the normal, or the exhaust gas flow is swirled when the exit angle are opposite.
  • the support structure with a catalytic coating it can be used to produce an exhaust gas catalytic converter be used.
  • the invention Carrier structure also as a particle filter, for example as Soot filter for a diesel engine, used, in particular Flow channels in microwave form are preferred.
  • Fig. 1 shows a section of a schematic representation Sheet metal or a metal foil 1 with embossed Flow channels 2, which are arranged side by side and from an entry end face 3 on the metal foil 1 which flows an exhaust gas flow into the flow channels 2 (Arrow A in Fig. 1), across the width of the metal foil 1 up to an outlet end face 4, from which the exhaust gas flow flows out (arrow B).
  • the flow channels 2 are in the top view is undulated and extend along an imaginary longitudinal line 5, which in the exemplary embodiment 1 perpendicular to the entrance face 3 and the outlet end face 4 and generally the main flow direction of the exhaust gas flow along the metal foil 1 indicates, even if the entry face 3 and the Outlet end 4 not in a direction of the main flow vertical plane are arranged.
  • the waveform can e.g. B. a sinusoidal waveform be approximate or match a sine wave.
  • the Metal foil 1 shown in Fig. 1 contains a waveform with three bellies 6 or deflections, which is 1.5 Correspond to wave amplitudes of a sine wave.
  • the flow channel 2 opens under one Exit angle ⁇ of, for example, approximately 10 to 20 ° at an angle to the longitudinal line 5, so that the outflowing exhaust gas flow (Arrow B) deflected from the straight main flow direction becomes.
  • the flow channel begins at the entry end face 3 2 also at an entry angle at an angle to the longitudinal line 5, but the waveform can also be different, so that the flow channel 2 for example in to the longitudinal line 5 parallel alignment begins and ends.
  • the flow channels can for example by an embossing roller in the metal foil be embossed so that by embossing on both Sides of the metal foil 1 flow channels 2 are formed.
  • the metal foil 1 'shown in FIG. 2 contains flow channels 2 'with a waveform which is opposite that in FIG. 1 waveform shown has a larger wavelength.
  • the flow channel 2 ' only has a wave antinode 6 'so that the waveform has 0.5 wave amplitudes of a sine wave or a comparable wave type.
  • the Exit angle ⁇ ' is smaller in this embodiment as the exit angle ⁇ in the embodiment of FIG. 1.
  • the size of the angle ⁇ or ⁇ ' depends on the Waveform, d. H. on the ratio of the maximum deflection of the antinodes 6 and 6 '(the amplitude of the antinodes) to the wavelength, and from the interface at which the Wave or the flow channel at the outlet end 4 is cut off or finished.
  • Fig. 3 is a support structure 7 with a multi-layer Structure shown cut away.
  • the one shown in Fig. 1 Metal foil 1 forms a lower layer on which a smooth one Metal foil 8, which has no embossed flow channels, is arranged.
  • the smooth metal foil 8 covers her facing flow channels 2 and separates them from each other.
  • the flow channels 2 there is a waveform molecular exhaust gas mixture that has an improved reaction with causes a catalytic surface of the support structure 7.
  • a second metal foil 1 lies on the smooth metal foil 8 with embossed flow channels 2, which in turn from a smooth metal foil 8 is covered.
  • the waveform of the two metal foils 1 and the same oblique orientation of the flow channels 2 on the outlet face 4 are correct match, so that from the support structure 7 through the Flow channels 2 of the first and second metal foils 1 flowing exhaust gas is deflected in the same direction and, if the support structure 7 to a cylindrical catalytic converter is wound, a swirl around a longitudinal axis of the catalytic converter receives. If a second catalytic converter in the Flow path is connected downstream, through the through the Swirl caused oblique flow in its catalytic Effect more active.
  • the support structure 7 is shown as an example two layers each of an embossed and a smooth metal foil 1 or 8 formed, but can also consist of only one be formed such a position, which is wound to an exhaust gas catalytic converter becomes.
  • the support structure 9 shown in FIG. 4 has a first, lower metal foil 1 and a second, upper metal foil 1 with Flow channels 2 with the same waveform, however the two metal foils 1 are arranged such that the respective flow channels 2 are opposite to each other, so that the exhaust gas flow from each of the two metal foils 1 in opposite directions distracted and thus swirled immediately becomes and a partial exhaust gas mixture behind the Carrier structure leads.
  • FIGS. 5 and 6 of support structures 7 'and 9' correspond in their layer structure the support structures of Fig. 3 and 4, however the embossed metal foils 1 'correspond to a longer waveform of FIG. 2.
  • the support structure 7 ' 5 have the flow channels 2 'on the outlet end 4 in the same direction while at the support structure 9 'of FIG. 6 point in opposite directions.
  • FIG. 7 shows an exhaust gas purification device or an exhaust gas catalytic converter 10, which consists of a support structure shown in FIG. 4 9 wound and housed in a casing 11 is. There are several at the cut-open point Layers of the support structure 9 with the embossed metal foil 1 and to recognize the smooth metal foil 8. In addition to mixing there is a strong mixing within the flow channels of the exhaust gas flow after exiting the support structure or the exhaust gas catalytic converter achieved.
  • FIG. 9 shows a metal foil 13 with flow channels 2 a waveform corresponding to Fig. 1.
  • the Waveform a superimposed microwave the waves 14 a have a comparatively much smaller wavelength, whereby Amplitudes of the two waves are added.
  • everyone wavy Flow channel 2 thus has one with additional small ones Waves 14 corrugated wall that an additional swirl in the Flow channel 2 causes.
  • a metal foil 15 shown in FIG. 10 contains flow channels 2 'or 2' ', which is only a waveform with waves 14 of short wavelength and comparatively less Have amplitude or height of the wave bellies, which corresponds to the superimposed microwave according to FIG. 9.
  • Flow channels 2 'and 2' 'according to FIGS. 9 and 10 supported the micro-swirling of the exhaust gas flow the adherence single particle. Because of the inertia, the contact with the flow channel walls intensified and the adhesive forces can be better exploited. Therefore, the Metal foil 15 expediently as a support structure for one Particulate filters are used.
  • All metal foils and thus the support structures have one catalytic coating when used as exhaust gas catalysts for exhaust gas cleaning.
  • All of the support structures shown and described can are wound to catalytic converters, the wavy embossed metal foils do not form warps. This Metal foils are also not so rigid that they wind up would hinder.
  • the longitudinal line of symmetry of the waveform of the flow channels agrees with one in the examples shown Longitudinal line 5 coincides. It can also be oblique to a longitudinal line be arranged so that the main flow direction deviates from the longitudinal line due to the support structure. Thereby can additional flow diversions and exhaust gas mixtures be achieved.
  • layers of the support structures can be made from any Combinations of the metal foils shown are produced, to specific mixtures of the exhaust gas flow receive.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trägerstruktur (7) für eine Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere für Abgaskatalysatoren von Brennkraftmaschinen, mit zumindest einer Metallfolie (1), die eingeprägte Strömungskanäle (2) für das Abgas aufweist und bei welcher die Strömungskanäle der Metallfolie (1) in Durchströmungsrichtung (A) wellenförmig gebildet sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerstruktur für eine Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere für Abgaskatalysatoren von Brennkraftmaschinen, mit zumindest einer Metallfolie, die eingeprägte Strömungskanäle für das Abgas aufweist.
In der DE 27 59 559 C2 ist eine Matrix für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen beschrieben worden, die aus zumindest zwei mit Katalysatormaterial beschichteten Stahlblechen besteht. Diese sind zur Bildung von Abgasströmungskanälen zwischen jeweils benachbarten Stahlblechen mit Wellen versehen, die pfeilförmig und in benachbarten Stahlblechen mit entgegengesetzter Pfeilrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise werden kreuzweise liegende Strömungskanäle gebildet, die die Turbulenz der durchströmenden Abgase erhöhen sollen. Des weiteren wird vorgeschlagen, die Matrix aus den gewellten Stahlblechen zu wickeln. Bei der Herstellung einer derartigen Matrix ergeben sich jedoch Probleme, da das Stahlblech durch die geprägte Pfeilstruktur eine hohe Steifigkeit aufweist, die das Aufwickeln der Stahlbleche erschwert oder praktisch sogar verhindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trägerstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die eine hohe Abgasturbulenz und Abgasmischung bei geringem Abgasgegendruck aufweist und auf einfache Weise zu einem Wickelkörper aufgewickelt werden kann.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Trägerstruktur dadurch gelöst, daß die Strömungskanäle der Metallfolie in Durchströmungsrichtung wellenförmig gebildet sind. Die Wellenform bewirkt eine verbesserte Abgasdurchmischung in den Strömungskanälen innerhalb der Trägerstruktur gegenüber einem geraden Strömungskanal und weist dennoch einen geringeren Strömungswiderstand auf wie eine scharfe, pfeilförmige Umlenkung des bekannten Strömungskanals.
Durch einen mehrlagigen Aufbau der Trägerstruktur mit zumindest zwei geprägten Metallfolien können unterschiedliche Durchströmungsstrukturen hergestellt werden, die unterschiedliche Abgasmischungen erzeugen können. Dabei können sich die einzelnen Wellenformen der Strömungskanäle der verschiedenen Metallfolien unterscheiden.
Die maximale Auslenkung der Wellenbäuche der Strömungskanäle ist unter Berücksichtigung des Querschnitts des Strömungskanals zweckmäßigerweise derart gewählt, daß eine optische Deckung gegeben ist, d. h. durch die Trägerstruktur bzw. die Strömungskanäle kann in Strömungsrichtung nicht hindurchgesehen werden.
Wenn die Strömungskanäle am Austrittsende der Trägerstruktur unter einem Austrittswinkel zur Normalen der Austrittsstirnfläche der Trägerstruktur angeordnet sind, wird die Abgasströmung in eine bestimmte Richtung abgelenkt, beispielsweise wenn die Austrittswinkel der Strömungskanäle zweier benachbarter Metallfolien auf der gleichen Seite der Normalen liegen, oder die Abgasströmung wird verwirbelt, wenn die Austrittswinkel entgegengesetzt sind.
Wenn die Trägerstruktur mit einer katalytischen Beschichtung versehen wird, kann sie zur Herstellung eines Abgaskatalysators verwendet werden. Andererseits kann die erfindungsgemäße Trägerstruktur auch als Partikelfilter, beispielsweise als Rußfilter für einen Dieselmotor, verwendet werden, wobei insbesondere Strömungskanäle in Mikrowellenform bevorzugt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Trägerstrukturen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1:
in einer Draufsicht eine Metallfolie mit einer Strömungskanalstruktur in Wellenform als Teil einer Trägerstruktur;
Fig. 2:
in einer Draufsicht entsprechend Fig. 1 eine Metallfolie mit einer Strömungskanalstruktur mit gegenüber Fig. 1 abweichender Wellenform;
Fig. 3:
in einer schaubildlichen Ansicht eine mehrlagige Trägerstruktur;
Fig. 4:
in einer schaubildlichen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mehrlagigen Trägerstruktur;
Fig. 5:
in einer schaubildlichen Ansicht entsprechend Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mehrlagigen Trägerstruktur;
Fig. 6:
in einer schaubildlichen Ansicht entsprechend Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mehrlagigen Trägerstruktur;
Fig. 7:
in einer schaubildlichen Ansicht eine gewickelte Trägerstruktur in einem Mantelgehäuse;
Fig. 8:
in einer schaubildlichen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer zweilagigen Trägerstruktur;
Fig. 9:
in einer Draufsicht eine Metallfolie mit einer geprägten Strömungskanalstruktur in Wellenform, die zusätzlich eine überlagerte Mikrowellenform aufweist; und
Fig. 10:
in einer Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Metallfolie mit einer geprägten Strömungskanalstruktur in Mikrowellenform.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Abschnitt eines Metallblechs oder einer Metallfolie 1 mit eingeprägten Strömungskanälen 2, die nebeneinander angeordnet sind und sich von einer Eintrittsstirnseite 3 an der Metallfolie 1, an der eine Abgasströmung in die Strömungskanäle 2 zuströmt (Pfeil A in Fig. 1), über die Breite der Metallfolie 1 bis zu einer Austrittsstirnseite 4 erstrecken, von der die Abgasströmung abströmt (Pfeil B). Die Strömungskanäle 2 sind in der Draufsicht wellenförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang einer gedachten Längslinie 5, die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 senkrecht zu der Eintrittsstirnseite 3 und der Austrittsstirnseite 4 verläuft und generell die Hauptdurchströmungsrichtung des Abgasstromes entlang der Metallfolie 1 angibt, auch wenn die Eintrittsstirnseite 3 und die Austrittsstirnseite 4 nicht in einer zur Hauptdurchströmungsrichtung senkrechten Ebene angeordnet sind.
Die Wellenform kann z. B. einem sinusförmigen Wellenverlauf angenähert sein oder mit einer Sinuswelle übereinstimmen. Die in Fig. 1 dargestellte Metallfolie 1 enthält eine Wellenform mit drei Wellenbäuchen 6 oder Auslenkungen, die somit 1,5 Wellenamplituden einer Sinuswelle entsprechen. An der Austrittsstirnseite 4 mündet der Strömungskanal 2 unter einem Austrittswinkel α von beispielsweise etwa 10 bis 20° schräg zur Längslinie 5, so daß die ausströmende Abgasströmung (Pfeil B) von der geraden Hauptströmungsrichtung abgelenkt wird. An der Eintrittsstirnseite 3 beginnt der Strömungskanal 2 ebenfalls unter einem Eintrittswinkel schräg zur Längslinie 5, jedoch kann der Wellenverlauf auch davon abweichend sein, so daß der Strömungskanal 2 beispielsweise in zur Längslinie 5 paralleler Ausrichtung beginnt und auch endet. Durch die Wellenform wird eine Verwirbelung der Abgasströmung schon in den Strömungskanälen 2 erreicht, wobei auf scharfe Umlenkungen der Strömungskanäle verzichtet wird, die die Strömung behindern und den Abgasgegendruck in der Trägerstruktur bzw. in einem Katalysator deutlich erhöhen würden. Die Strömungskanäle können beispielsweise durch eine Prägewalze in die Metallfolie eingeprägt werden, so daß durch die Prägung auf beiden Seiten der Metallfolie 1 Strömungskanäle 2 ausgebildet werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Metallfolie 1' enthält Strömungskanäle 2' mit einer Wellenform, die gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Wellenform eine größere Wellenlänge aufweist. Zwischen der Eintrittsstirnseite 3 und der Austrittsstirnseite 4 weist der Strömungskanal 2' lediglich einen Wellenbauch 6' auf, so daß die Wellenform 0,5 Wellenamplituden einer Sinuswelle oder einer vergleichbaren Wellenart entspricht. Der Austrittswinkel α' ist in diesem Ausführungsbeispiel kleiner wie der Austrittswinkel α in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Generell hängt die Größe des Winkels α bzw. α' ab von der Wellenform, d. h. von dem Verhältnis der maximalen Auslenkung des Wellenbauchs 6 und 6' (der Amplitude des Wellenbauches) zu der Wellenlänge, und von der Schnittstelle, an der die Welle bzw. der Strömungskanal an der Austrittsstirnseite 4 abgeschnitten oder beendet ist.
In Fig. 3 ist eine Trägerstruktur 7 mit einem mehrlagigen Aufbau aufgeschnitten dargestellt. Die in Fig. 1 dargestellte Metallfolie 1 bildet eine untere Lage, auf der eine glatte Metallfolie 8, die keine eingeprägten Strömungskanäle aufweist, angeordnet ist. Die glatte Metallfolie 8 deckt die ihr zugewandten Strömungskanäle 2 ab und trennt sie voneinander. In den Strömungskanälen 2 erfolgt durch die Wellenform eine molekulare Abgasmischung, die eine verbesserte Reaktion mit einer katalytischen Oberfläche der Trägerstruktur 7 bewirkt. Auf der glatten Metallfolie 8 liegt eine zweite Metallfolie 1 mit eingeprägten Strömungskanälen 2 auf, die wiederum von einer glatten Metallfolie 8 abgedeckt ist. Die Wellenform der beiden Metallfolien 1 und die gleichsinnig schräge Ausrichtung der Strömungskanäle 2 an der Austrittsstirnseite 4 stimmen überein, so daß das von der Trägerstruktur 7 durch die Strömungskanäle 2 der ersten und der zweiten Metallfolie 1 abströmende Abgas in dieselbe Richtung abgelenkt wird und, wenn die Trägerstruktur 7 zu einem zylindrischen Abgaskatalysator gewickelt ist, einen Drall um eine Längsachse des Abgaskatalysators erhält. Wenn ein zweiter Abgaskatalysator im Strömungsweg nachgeschaltet ist, wird er durch die durch den Drall bewirkte schräge Anströmung in seiner katalytischen Wirkung aktiver. Die Trägerstruktur 7 ist beispielhaft mit zwei Lagen aus jeweils einer geprägten und einer glatten Metallfolie 1 bzw. 8 gebildet, kann jedoch auch nur aus einer solchen Lage gebildet sein, die zu einem Abgaskatalysator gewickelt wird.
Die in Fig. 4 dargestellte Trägerstruktur 9 weist eine erste, untere Metallfolie 1 und eine zweite, obere Metallfolie 1 mit Strömungskanälen 2 mit der gleichen Wellenform auf, wobei jedoch die beiden Metallfolien 1 derart angeordnet sind, daß die jeweiligen Strömungskanäle 2 zueinander gegenläufig sind, so daß der Abgasstrom aus jeder der beiden Metallfolien 1 in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt und damit sofort verwirbelt wird und zu einer partiellen Abgasmischung hinter der Trägerstruktur führt.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele von Trägerstrukturen 7' bzw. 9' entsprechen in ihrem Lagenaufbau den Trägerstrukturen der Fig. 3 bzw. 4, wobei jedoch die geprägten Metallfolien 1' eine längere Wellenform entsprechend der Fig. 2 aufweisen. Bei der Trägerstruktur 7' der Fig. 5 weisen die Strömungskanäle 2' an der Austrittsstirnseite 4 in die gleiche Richtung, während sie bei der Trägerstruktur 9' der Fig. 6 in entgegengesetzte Richtungen weisen.
Fig. 7 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung oder einen Abgaskatalysator 10, der aus einer in Fig. 4 dargestellten Trägerstruktur 9 aufgewickelt und in einem Mantelgehäuse 11 untergebracht ist. An der aufgeschnittenen Stelle sind mehrere Lagen der Trägerstruktur 9 mit der geprägten Metallfolie 1 und der glatten Metallfolie 8 zu erkennen. Neben der Vermischung innerhalb der Strömungskanäle wird eine starke Vermischung des Abgasstromes nach dem Austritt aus der Trägerstruktur bzw. dem Abgaskatalysator erzielt.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Trägerstruktur 12 liegen zwei geprägte Metallfolien 1 in gegenläufiger Ausrichtung der Strömungskanäle 2 ohne glatte Zwischenlage direkt aufeinander. Durch die zueinander geöffneten Strömungskanäle 2 wird eine zusätzliche Verwirbelung an den Kreuzungspunkten innerhalb der Metallfolien 1 erreicht.
Fig. 9 zeigt eine Metallfolie 13 mit Strömungskanälen 2 mit einer Wellenform entsprechend Fig. 1. Zusätzlich enthält die Wellenform eine überlagerte Mikrowelle, deren Wellen 14 eine vergleichsweise viel geringere Wellenlänge aufweisen, wobei Amplituden der beiden Wellen addiert werden. Jeder wellenförmige Strömungskanal 2 hat somit eine mit zusätzlichen kleinen Wellen 14 gewellte Wand, die eine zusätzliche Verwirbelung im Strömungskanal 2 bewirkt.
Eine in Fig. 10 dargestellte Metallfolie 15 enthält Strömungskanäle 2' bzw. 2'', die ausschließlich eine Wellenform mit Wellen 14 von kurzer Wellenlänge und vergleichsweise geringer Amplitude bzw. Höhe der Wellenbäuche aufweisen, welche der überlagerten Mikrowelle gemäß Fig. 9 entspricht. In diesen Strömungskanälen 2' bzw. 2'' gemäß Fig. 9 und 10 unterstützt die Mikroverwirbelung des Abgasstromes die Anhaftung einzelner Partikel. Aufgrund der Massenträgheit wird der Kontakt mit den Strömungskanalwänden intensiviert und die Adhäsionskräfte können besser ausgenützt werden. Daher kann die Metallfolie 15 zweckmäßigerweise als Trägerstruktur für einen Partikelfilter verwendet werden.
Alle Metallfolien und somit die Trägerstrukturen weisen eine katalytische Beschichtung bei der Verwendung als Abgaskatalysatoren zur Abgasreinigung auf.
Alle dargestellten und beschriebenen Trägerstrukturen können zu Abgaskatalysatoren gewickelt werden, wobei die wellenförmig geprägten Metallfolien keine Verwerfungen bilden. Diese Metallfolien sind auch nicht derart starr, daß sie ein Aufwickeln behindern würden.
Die Längssymmetrielinie der Wellenform der Strömungskanäle stimmt in den gezeigten Beispielen mit einer jeweiligen Längslinie 5 überein. Sie kann auch schräg zu einer Längslinie angeordnet sein, so daß die Hauptdurchströmungsrichtung durch die Trägerstruktur von der Längslinie abweicht. Dadurch können zusätzliche Strömungsableitungen und Abgasvermischungen erzielt werden.
Des weiteren können Lagen der Trägerstrukturen aus beliebigen Kombinationen der dargestellten Metallfolien hergestellt werden, um jeweils spezifische Vermischungen des Abgasstromes zu erhalten.

Claims (12)

  1. Trägerstruktur für eine Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere für Abgaskatalysatoren von Brennkraftmaschinen, mit zumindest einer Metallfolie, die eingeprägte Strömungskanäle für das Abgas aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (2; 2'; 2'') der Metallfolie (1;
    1'; 13; 15) in Durchströmungsrichtung wellenförmig gebildet sind.
  2. Trägerstruktur nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Trägerstruktur (7; 9; 12) einen mehrlagigen Aufbau mit zumindest zwei geprägten Metallfolien (1; 1'; 13) aufweist.
  3. Trägerstruktur nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungskanäle (2; 2') eine im wesentlichen sinusförmige Wellenform aufweisen.
  4. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungskanäle (2, 2') am Austrittsende (4) der Trägerstruktur (7; 9; 12) unter einem Austrittswinkel (α; α') schräg zu der Hauptdurchströmungsrichtung angeordnet sind.
  5. Trägerstruktur nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Austrittswinkel (α; α') der Strömungskanäle (2; 2') zweier benachbarter Metallfolien (1; 1') entgegengesetzt gerichtet sind.
  6. Trägerstruktur nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Austrittswinkel (α, α') der Strömungskanäle (2; 2') zweier benachbarter Metallfolien (1; 1') gleichgerichtet sind.
  7. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Trägerstruktur (7; 9) zumindest eine geprägte Metallfolie (1; 1') mit Strömungskanälen (2; 2') und eine daran angeordnete glatte Metallfolie (8) aufweist.
  8. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sie zum Bilden einer Abgasreinigungsvorrichtung (10) aufgewickelt und in einem Gehäuse (11) untergebracht ist.
  9. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wellenform der Strömungskanäle (2; 2') eine Länge von etwa 1 bis 3 Wellenbäuche (6) (0,5 bis 1,5 Amplituden) aufweist.
  10. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Amplitudenlänge (Wellenlänge) etwa 70 mm beträgt.
  11. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die wellenförmigen Strömungskanäle (2; 2'; 2'') zusätzlich die Form von überlagerten Mikrowellen (14) aufweisen.
  12. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sie eine katalytische Beschichtung aufweist.
EP00100991A 1999-01-29 2000-01-19 Trägerstruktur für eine Abgasreinigungsvorrichtung Withdrawn EP1024255A3 (de)

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DE1999103591 DE19903591A1 (de) 1999-01-29 1999-01-29 Trägerstruktur für eine Abgasreinigungsvorrichtung

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EP1024255A3 EP1024255A3 (de) 2002-07-17

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EP00100991A Withdrawn EP1024255A3 (de) 1999-01-29 2000-01-19 Trägerstruktur für eine Abgasreinigungsvorrichtung

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DE (1) DE19903591A1 (de)

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