RU2083283C1 - Ячеистый корпус и способ изготовления электрически подогреваемого ячеистого корпуса - Google Patents

Ячеистый корпус и способ изготовления электрически подогреваемого ячеистого корпуса Download PDF

Info

Publication number
RU2083283C1
RU2083283C1 RU9294033351A RU94033351A RU2083283C1 RU 2083283 C1 RU2083283 C1 RU 2083283C1 RU 9294033351 A RU9294033351 A RU 9294033351A RU 94033351 A RU94033351 A RU 94033351A RU 2083283 C1 RU2083283 C1 RU 2083283C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sheet
layers
housing according
internal structure
sheets
Prior art date
Application number
RU9294033351A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94033351A (ru
Inventor
Брюк Рольф
Original Assignee
Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
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 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх filed Critical Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Publication of RU94033351A publication Critical patent/RU94033351A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2083283C1 publication Critical patent/RU2083283C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/33—Electric or magnetic properties
    • 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
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • 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
    • F01N3/2814—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
    • 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
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F01N2330/321—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils with two or more different kinds of corrugations in the same substrate
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/1234—Honeycomb, or with grain orientation or elongated elements in defined angular relationship in respective components [e.g., parallel, inter- secting, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Ячеистый корпус согласно изобретению с осью, вдоль которой через него может проходить жидкость и вдоль которой он ограничен по меньшей мере с двух противоположных торцевых сторон, имеет состоящую по меньшей мере из одного листа внутреннюю структуру, через которую может проходить электрический ток для обогрева, и на каждой торцевой стороне имеет в основном металлическую раму, в которой закрепляется внутренняя структура. Между внутренней структурой и рамой расположена электрическая изоляция. В этом ячеистом корпусе элементы, обеспечивающие механическую прочность, отделены от элементов, непосредственно подвергаемых электрическому нагреву и в соответствии с заданными значениями сформированных для создания требуемого для нагрева электрического сопротивления. Ячеистый корпус прост в изготовлении и обладает особой прочностью; он особенно пригоден для применения в качестве корпуса-носителя для катализатора в системах отвода отработанных газов автомобиля. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к ячеистому корпусу, содержащему по меньшей мере один лист, имеющему ось, вдоль которой через него может проходить жидкость и вдоль которой он ограничен по меньшей мере двумя противоположными торцевыми сторонами.
Изобретение относится, в частности, к ячеистым корпусам, пригодным и предназначенным для применения в качестве корпусов-носителей катализатора, например, в системах отвода отработанных газов в автомобилях.
Ячеистые корпуса, образованные из металлических структур, в частности по меньшей мере из частично структурированных листов, описаны в WO 89/07488 A1 и WO 90/023220 A1. Для образования таких ячеистых корпусов листы, в том числе и гофрированные листы, укладывают слоями и скручивают вокруг оси; для повышения механической стабильности можно слои отчасти усилить, причем усиления не должны проходить по всей длине ячеистого корпуса вдоль его оси, а могут быть ограничены участками, в частности участками вблизи торцевых сторон ячеистого корпуса.
Для целенаправленного воздействия на протекание жидкости через ячеистую структуру, например отработанного газа двигателя внутреннего сгорания, листы, образующие ячеистый корпус, можно снабдить мелкими структурами. На таких структурах возникают, например, турбулентности, улучшающие контакт жидкости с ячеистым корпусом и тем самым поддерживающие реакцию в жидкости, вызванную катализатором на ячеистом корпусе. В соответствии с WO 90/08249 A1 листы, образующие ячеистый корпус, снабжены микроструктурами, которые проходят поперек или под углом по отношению к направлению потока жидкости. Такие микроструктуры могут представлять собой, например, желобки, гофры, утолщения или пазы. В соответствии с WO 91/01178 A1 листы, образующие ячеистый корпус, снабжены отверстиями, к которым присоединены направляющие поверхности для потока; такие направляющие поверхности могут проводить частичные потоки протекающей через ячеистый корпус жидкости через отверстия и тем самым снизить эффект граничного слоя; с помощью систематического расположения отверстий и направляющих поверхностей для потока можно дополнительно достичь равномерности профиля потока в ячеистом корпусе. В соответствии с WO 91/01807 A1 гофрированные листы в ячеистом корпусе снабжены опрокидывателями, которые образуют дополнительные ребра обтекания внутри ячеистого корпуса, благодаря чему можно также подавить эффект граничного слоя.
В соответствии с EP 0 279 159 A1 металлический корпус-носитель для катализатора образован из сменяющих друг друга слоев из двух различных гофрированных листов. Такой ячеистый корпус отличается особенно высокой механической стабильностью; он пригоден, прежде всего, для использования при высоких переменных термических нагрузках.
Из WO 89/10470 A1 и WO 89/10471 A1 известны электрически нагреваемые ячеистые корпуса, выполненные из листов. Так как обычные катализаторы, предназначенные для использования в системах для отвода отработанных газов из двигателей внутреннего сгорания, эффективны лишь при повышенных температурах, обычно выше 300oC, то в начальный момент обтекания катализатора холодным отработанным газом не наступает никакой каталитической реакции; сначала катализатор должен быть подогрет до достаточно высокой температуры. Для ускорения такого предварительного нагрева или даже его осуществления перед запуском двигателя внутреннего сгорания металлический ячеистый корпус можно подвергать непосредственному электрическому нагреву, пропуская через него электрический ток. Электрическое сопротивление ячеистого корпуса должно соответствовать, при определенных условиях, свойствам имеющегося в наличии источника электрического тока; в ячеистом корпусе для применения в автомобиле линия электрического тока должна иметь сопротивление порядка 0,1 Ом. Чтобы этого достичь, ячеистый корпус может быть разделен зазорами и/или электроизолированными промежуточными слоями по своему поперечному сечению и/или по своей оси. В соответствии с WO 90/12951 A1 можно повысить прочность ячеистого корпуса, подвергаемого непосредственному электрическому нагреванию, вводя в ячеистый корпус соединения с геометрическим замыканием между листами и керамическим промежуточным слоем, причем в каждом случае между двумя листами помещается промежуточный керамический слой.
Известные из уровня техники указания по конструкции ячеистого корпуса с непосредственным электрическим подогревом, в частности ячеистого корпуса для применения в качестве корпуса-носителя для катализатора в системах для отвода отработанных газов автомобиля, не всегда обеспечивают достаточно стабильную и механически нагружаемую структуру; введение зазоров и/или электроизолирующих слоев, как например керамических слоев, может быть связано с задачей соединений силового замыкания между различными положениями в ячеистом корпусе и тем самым способствовать возможному ослаблению механической структуры ячеистого корпуса.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание ячеистого корпуса, в котором обеспечение соответствующего сопротивления для электрического подогрева не требовало бы никаких значительных уступок относительно механической прочности; при изготовлении такого ячеистого корпуса для образования требуемых соединений силового замыкания должны использоваться простые и надежные возможности из технологии изготовления ячеистых корпусов без электрического подогрева.
Решение задачи согласно изобретению представляет ячеистый корпус, который:
а) имеет ось, вдоль которой через него проходит жидкость;
б) ограничен вдоль оси по меньшей мере двумя противоположными торцевыми сторонами;
в) имеет образованную из по меньшей мере одного листа внутреннюю структуру, через которую может проходить электрический ток для подогрева;
г) на каждой торцевой стороне имеет, в основном, металлическую раму, в которой крепится внутренняя структура, причем между внутренней структурой и рамой расположена электрическая изоляция.
В ячеистом корпусе согласно изобретению составные части, обеспечивающие механическую прочность, отделены от составных частей, подвергаемых непосредственному электрическому подогреву; ячеистый корпус состоит из внутренней структуры, которая подогревается электрически, и в конкретной конструкции этой структуры могут использоваться все уже известные сведения по обеспечению электрического сопротивления в соответствии с заданным значением. Далее можно использовать то, что внутренняя структура не требует никакой особенной собственной стабильности, так как механическая прочность и способность выдерживать нагрузки ячеистого корпуса, согласно изобретению, определяется двумя рамами, которые в каждом случае на соответствующей торцевой стороне ячеистого корпуса удерживают внутреннюю структуру, при этом, конечно, электрически изолированы от внутренней структуры.
Наложение электрических подсоединений к внутренней структуре должно следовать в соответствии с формой электрического проводника, вдоль которого электрический ток протекает через внутреннюю структуру; электрическое подсоединение так же, как и внутренняя структура, не должно само воспринимать механические нагрузки, что дает возможность, согласно изобретению, свободы выбора формы для электрического проводника и электрических подсоединений.
Удерживание внутренней структуры в каждой раме осуществляется согласно дальнейшему предпочтительному усовершенствованию изобретения, в основном, с помощью трения, например, благодаря тому, что лист, образующий внутреннюю структуру, зажимают в каждой раме. Крепление с помощью трения является, как правило, достаточным прежде всего тогда, когда ячеистый корпус на рамах соединен с остальными компонентами проводящей системы, к которой он относится.
Изоляцией между внутренней структурой и рамой является, при благоприятных условиях, по меньшей мере один керамический слой, в зависимости от формы внутренней структуры и рамы несколько или множество керамических слоев. Керамические слои являются особенно стабильными в отношении термических нагрузок и поэтому особенно пригодны в ячеистых корпусах, которые должны противостоять высоким термическим нагрузкам. Керамический слой может представлять собой покрытие листа внутренней структуры или рамы; согласно одному варианту, он может быть образован также керамическим волокнистым холстом, фольгой из спеченной стеклянной керамики или тому подобным. Особенно предпочтительны фольги из спеченной стеклокерамики, так как они могут быть очень тонкими, очень гибкими и иметь очень небольшую склонность к хрупкому разрушению.
Крепление внутренней структуры в каждой раме осуществляется более благоприятным образом благодаря тому, что лист во внутренней структуре захватывается и зажимается находящимся в раме загибом листа; само собой разумеется, этот сгиб листа вместе с листом также должен охватывать соответствующую изоляцию. Предпочтительно, чтобы эта изоляция представляла собой сцепленный со сгибом листа керамический слой.
Сгиб листа на торцевой стороне, у которой он согнут, имеет значительные изменения металлической структуры, из которой он состоит. Во избежание повреждений металла путем хрупкого разрушения или тому подобного при последующих эксплуатационных нагрузках сгиб листа вблизи торцевой стороны снабжают содержащей припой, предпочтительно состоящей из припоя паяной вставкой. Эта паяная вставка способствует некоторому спаиванию наложенных друг на друга частей сгиба листа друг с другом и таким образом надежно предотвращает разрушение сгиба листа. Само собой разумеется, паяная вставка должна располагаться на расстоянии от изолируемого листа внутренней структуры.
Предпочтительно, особенно в отношении благоприятного закрепления ячеистого корпуса в системе проводки, чтобы каждая рама была окружена соответствующим кожухом в виде трубы и закреплена на нем. Такой трубообразный кожух пригоден для образования соединений с другими трубами; в зависимости от требований он может быть снабжен фланцем.
Предпочтительно, лист во внутренней структуре ячеистого корпуса согласно изобретению гофрирован, благодаря чему определена высота гофра и длина гофра. Применение гофрированного листа для образования ячеистого корпуса согласно изобретению является важным для реализации признаков многих известных конструкций. Кроме того, волнистость листа, используемого для построения ячеистого корпуса согласно изобретению, имеет особенное преимущество в связи с тем, что в каждом случае предусмотрено по одной складке листа для крепления листа в каждой раме. Как правило, гофры гофрированного листа в ячеистом корпусе направлены параллельно оси; сгиб листа, который в раме с торцевой стороны ячеистого корпуса согласно изобретению охватывает известным образом гофрированный лист, должен, в свою очередь, быть также гофрированным. Предпочтительно, чтобы лист и охватывающая этот лист складка листа гофрировались одновременно; гладкие складки листа сдвигаются на гладкий лист, а затем известным образом придают волнистость. Волнистый сгиб имеет большое преимущество в том, что он не сминается или сминается незначительно, когда его загибают для образования переплетенного или скрученного ячеистого корпуса. Оказалось, что гладкий сгиб листа при таком скручивании или переплетении может слегка смяться, от чего при соответствующих обстоятельствах может снизиться прочность рамы, образованной таким сгибом листа.
Преимущества, являющиеся результатом использования гофрированных листов, особенно проявляются в том случае, если для образования ячеистого корпуса используются лишь гофрированные листы, предпочтительно гофрированные листы с двумя различными волнистостями, которые попеременно накладываются друг на друга.
При образовании по изобретению ячеистого корпуса из гофрированного первого листа с первой длиной волны и первой высотой волны, а также из второго листа со второй длиной волны и второй высотой волны предпочтительно выбирают первую длину волны примерно равной второй длине волны; таким образом, волнистости могут взаимно зацепляться, что может иметь значение для достижения высокой механической прочности. Хотя взаимное зубчатое зацепление обеих волнистостей не обязательно равномерно, если волнистости скручиваются или переплетаются; благодаря соответствующему согласованию длин волн друг с другом можно при определенных условиях оптимизировать зубчатое зацепление. Благоприятно, если выбирают явно отклоняющиеся друг от друга первую высоту волны и вторую высоту волны, чтобы исключить то, что волнистости непосредственно лежат друг на друге без оставления свободными достаточно больших каналов на больших участках. Первая высота волны выбирается предпочтительно большей, чем вторая высота волны, а именно, прежде всего, по меньшей мере вдвое больше, предпочтительно втрое больше.
Как внутренняя структура, так и рамы ячеистого корпуса благоприятным образом в каждом случае укладываются в слои (как выше пояснялось для особого случая), и слои по типу спирали или эвольвенты наматываются вокруг оси. Подобные конструкции известны в многообразных формах и могут использоваться в вариантах выполнения изобретения.
В рамках особенно предпочтительного дальнейшего усовершенствования изобретения внутренняя структура разделена электрической изоляцией между слоями. Как уже упоминалось, изобретение ставит лишь очень незначительные требования к механической собственной стабильности внутренней структуры; в соответствии с этим, внутренняя структура особенно пригодна для образования электрической проводки с электрическим сопротивлением, соответствующим заданному источнику тока, для чего могут быть предусмотрены подразделения в виде изолирующих слоев и зазоров. Становится возможным с помощью изобретения в ячеистых корпусах с электрическим подогревом для использования в системах отвода отработанных газов транспортных средств, для нагревания которых должна быть в наличии электрическая мощность в 2 кВт, создать электрическое сопротивление между 0,05 Ом (соответствующее электрическому источнику напряжения с напряжением примерно 12 В) и 20 Ом (соответствующее электрическому источнику напряжения с напряжением около 200 В напряжение в сети для Европы).
Так как, в соответствии с выполнением, рамы являются важными несущими частями ячеистого корпуса, то желательно в каждой раме слои соединять между собой в достаточно полной мере с силовым замыканием, в частности, с помощью пайки твердым припоем. Так как рамы расположены на торцевых сторонах ячеистого корпуса, то его можно собрать по возможности без предварительного внесения припоя, а затем для нанесения припоя окунуть в ванну, содержащую припой, или в псевдоожиженный слой, содержащий припой, а также, в случае необходимости, подвергнуть затем термической обработке для оплавления припоя. Эту возможность, известную для изготовления простых ячеистых корпусов, можно также использовать согласно изобретению для изготовления более сложных по конструкции, электрически нагреваемых ячеистых корпусов.
При дальнейшем усовершенствовании изобретения в каждую раму ячеистого корпуса между слоями, под которыми понимают уложенные слоями складки листа или тому подобное, введены гладкие листовые полосы и/или гофрированные листовые полосы и соединены со слоями силовым замыканием. Благодаря введению таких листовых полос можно, с одной стороны, образовать во внутренней структуре стабильные воздушные зазоры, что может иметь значение для электроподогреваемых внутренних структур, а с другой стороны, можно с помощью введения таких листовых полос уменьшить теплоемкость рамы. Возможно это важно также для ячеистого корпуса с электронагреваемой внутренней структурой, так как одновременно с внутренней структурой должна также нагреваться каждая рама, что требует тем больше энергии, чем выше теплоемкость рамы.
Изобретение относится также к способу изготовления ячеистого корпуса с признаками согласно изобретению. В рамках этого способа вначале подготавливают по крайней мере один примерно прямоугольный лист с двумя противолежащими, направленными примерно перпендикулярно оси, торцевыми кромками; каждая торцевая кромка охватывается сгибом листа, снабженным накладываемым на лист керамическим слоем; затем лист и сгиб листа подвергаются гофрированию, а именно под тупым углом, предпочтительно примерно перпендикулярно оси; затем лист с листовым сгибом укладывают в слои и скручивают вокруг оси; затем листовые сгибы, образующие рамы, окружают кожухами в виде труб и, наконец, соединяют слои, образованные между листовыми сгибами, с силовым замыканием. Такие соединения с силовым замыканием могут представлять собой пайку твердым припоем; такую пайку твердым припоем можно получить, например, погружая рамы в ванну или в псевдоожиженный слой с припоем, а затем, производя термообработку для оплавления припоя.
Предпочтительно изготовление ячеистого корпуса согласно изобретению осуществляют из большего числа листов, причем, в случае необходимости, все листы должны гофрироваться одной из двух волнистостей.
Дальнейшее пояснение изобретения осуществляют на основании представленных на чертежах примеров выполнения; для уточнения специфических свойств изобретения чертеж выполнен отчасти схематически и/или с искажением.
На фиг.1 представлен гофрированный лист, снабженный сгибом, для использования по изобретению; на фиг.2 пример выполнения ячеистого корпуса согласно изобретению в осевом сечении; на фиг.3 отчасти схематичный вид под острым углом другого примера выполнения изобретения; на фиг.4 поперечное сечение размещения листов с различной волнистостью; на фиг.5 вид части рамы ячеистого корпуса согласно изобретению; на фиг.6 сгиб листа с дополнительной вкладкой припоя.
На фиг.1 показан лист 3, торцевые кромки 16 которого охвачены листовыми сгибами 9. Между листовыми сгибами 9 и листом 3 находится изолирующий слой 16, например керамическое покрытие на каждом листовом сгибе 9. Лист 3 и листовые сгибы 9 гофрированы, а именно перпендикулярно оси 1 ячеистого корпуса, образуемого листом 3.
Фиг. 2 представляет собой схематичный продольный осевой разрез примера выполнения ячеистого корпуса согласно изобретению.
Вдоль оси 1 ячеистый корпус ограничен торцевыми поверхностями 2. У каждой торцевой поверхности 2 расположена рама 6, которая поддерживает внутреннюю структуру 5, образованную уложенными слоями и скрученными листами 3. Каждая рама 6 содержит листовые сгибы 9, которые в каждом случае охватывают торцевую кромку 16 листа 3. От листов 3 листовые сгибы 9 изолированы керамическими изолирующими слоями 7 и зазором 8. В каждой раме 6 между двумя образуемыми листовыми сгибами 9 слоями введена листовая полоса 14; эта листовая полоса 14, с одной стороны, снижает теплоемкость рамы 6, а с другой стороны, обеспечивает во внутренней структуре 5 расстояние между соседними слоями. Благодаря этому можно во внутренней структуре 5 предусмотреть изолирующие слои 11, 12. Такие изолирующие слои могут представлять собой зазоры 12; можно также между двумя соседними слоями листов 3 ввести керамический изолирующий слой 11 или ему подобный. Такой изолирующий слой 11 может представлять собой керамический волокнистый мат, введенный между двумя слоями, или керамическое покрытие на одном из листов 3. Каждая рама 6 введена в трубообразный кожух 10, что создает дополнительную стабильность для ячеистого корпуса.
На фиг.3 показан вид под острым углом ячеистого корпуса согласно изобретению. Вдоль оси 1 ячеистый корпус ограничен торцевыми поверхностями 2. На каждой торцевой стороне 2 находится рама 6, заключенная в каждом случае в трубообразный кожух 10. Между установленными на расстоянии друг от друга рамами 6 располагается, подвергаемая непосредственному электронагреву, внутренняя структура 5. Для подвода и отвода требуемого для нагрева электрического тока внутренняя структура 5 снабжена подсоединениями 17; в соответствии с выбранной перспективой видно только одно подсоединение 17.
На фиг.4 показано взаимное расположение наложенных друг на друга слоями, обладающих различной волнистостью листов 3 и 4. Первые листы 3 имеют определяемую в направлении их волнистости длину волны d1, а также высоту волны h1, которая является амплитудой волнистости. Второй лист 4 имеет соответствующую длину волны d2, а также высоту волны h2, причем высота волны h2 второго листа соответствует примерно трети высоты волны h1 первого листа 3. Длина волны d2 второго листа 4 соответствует приблизительно длине волны d1 первого листа 3. Естественно, что зазор между первыми листами 3 и вторыми листами 4 также зависит от того, скручены ли листы 3, 4 в дополнение к слоистому строению; в этом случае могут получиться отклонения от представленного образца. Упомянутый предпочтительный выбор длины волн d1 и d2, а также высоты волн h1 и h2 в общем, однако, оказалось оптимальным, дающим преимущества.
На фиг.5 показан частичный вид рамы 6 ячеистого корпуса согласно изобретению; рама 6 состоит из уложенных в слои сгибов 9 листа, а также гладких полос 14 и волнистых листовых полос 15. Каждый листовой сгиб 9 охватывает (не показано) лист (не показано) внутренней структуры; листовые полосы 14 и 15 не вдаются во внутреннюю структуру, а, в основном, ограничены рамами 6. На фиг. 5 показан один предпочтительный пример выполнения по изобретению, а именно полное спаивание рамы 6. Фактически в каждом месте соприкосновения между сгибами 9 и листовыми полосами 14 и 15 находится твердый припой 13. Таким образом, рама 6 становится исключительно стабильной, причем, однако, всегда остается возможность с помощью введения зазоров, изолирующих слоев или тому подобное так выполнить внутреннюю структуру, чтобы электрическая цепь получилась с относительно высоким, соответствующим заданным характеристикам обогрева электрическим сопротивлением. Эти зазоры и тому подобные не оказывают значительного влияния на стабильность ячеистого корпуса согласно изобретению.
На фиг. 6 показан листовой сгиб 9, охватывающий заключенный в изоляционные слои 7 лист 3. Листовой сгиб 9 сложен на торцевой стороне 18 и вблизи от нее и на расстоянии от торцевой кромки 16 листа 3 имеет вкладку 19 из припоя. Вкладка 19 из припоя обеспечивает некоторое спаивание наложенных друг на друга участков листового сгиба 9 и тем самым создает дополнительную прочность, которая предпочтительно дополняет возможно ограниченную сгибом прочность листового сгиба 9 на торцевой стороне 18. Следует также отметить, что вместо согнутого листового сгиба 9 может использоваться согласно изобретению также листовой сгиб 9 из двух наложенных друг на друга, спаянных с торцевой стороны 18 частей.
В ячеистом корпусе согласно изобретению элементы, обеспечивающие механическую прочность, отделены от элементов, подвергаемых непосредственному электрическому нагреву и выполненных согласно заданным значениям электрического сопротивления. Ячеистый корпус прост в изготовлении и обладает особенно высокой прочностью.

Claims (18)

1. Ячеистый корпус, имеющий ось, вдоль которой через него проходит жидкость, вдоль оси он ограничен по меньшей мере двумя противолежащими торцевыми сторонами, имеет образованную по меньшей мере из одного листа внутреннюю структуру, через которую подводится электрический ток для нагрева, отличающийся тем, что ячеистый корпус на каждой торцевой стороне имеет металлическое опорное устройство для поддержания внутренней структуры и между внутренней структурой и опорным устройством расположена электрическая изоляция.
2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что листы в каждом опорном устройстве удерживаются за счет сил трения.
3. Корпус по п.1 или 2, отличающийся тем, что в каждом опорном устройстве изоляция образована по меньшей мере одним керамическим слоем.
4. Корпус по одному из пп.1 3, отличающийся тем, что каждое опорное устройство имеет по меньшей мере один листовой сгиб, который охватывает изоляцию и лист.
5. Корпус по п.4, отличающийся тем, что изоляция образована соединенным с листовым сгибом керамическим слоем.
6. Корпус по п.4 или 5, отличающийся тем, что листовой сгиб вблизи его кромки и на некотором расстоянии от листа имеет вкладку из припоя.
7. Корпус по одному из пп.1 6, отличающийся тем, что каждое опорное устройство снабжено соответствующим ему трубообразным кожухом и закреплено в нем.
8. Корпус по одному из пп.1 7, отличающийся тем, что листы выполнены гофрированными и гофры имеют высоту и длину волны.
9. Корпус по п.8, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один гофрированный первый лист, который имеет первую высоту волны и первую длину волны, и по меньшей мере второй гофрированный лист, который имеет вторую высоту волны и вторую длину волны.
10. Корпус по п.9, отличающийся тем, что первая высота волны больше второй высоты волны, в частности по меньшей мере вдвое больше, предпочтительно примерно втрое больше.
11. Корпус по одному из пп. 1 10, отличающийся тем, что внутренняя структура вместе с опорным устройством уложены слоями.
12. Корпус по п.11, отличающийся тем, что слои скручены вокруг оси.
13. Корпус по п. 11 или 12, отличающийся тем, что листы, образующие внутреннюю структуру, разделены между слоями с помощью электрической изоляции.
14. Корпус по одному из пп.11 13, отличающийся тем, что в каждом опорном устройстве слои соединены между собой путем силового замыкания, в частности, с помощью пайки твердым припоем.
15. Корпус по одному из пп.11 14, отличающийся тем, что в каждом опорном устройстве между слоями размещены гладкие листовые полосы и/или гофрированные листовые полосы и соединены с ним путем силового замыкания, в частности, с помощью пайки твердым припоем.
16. Способ изготовления электрически подогреваемого ячеистого корпуса, включающий подготовку по меньшей мере одного примерно прямоугольного листа с двумя противолежащими, ориентированными примерно перпендикулярно оси торцевыми кромками, отличающийся тем, что каждую торцевую кромку охватывают листовым сгибом, который имеет накладываемый на лист керамический слой, для образования опорных устройств и осуществляют гофрирование листа и листовых сгибов под тупым углом, предпочтительно примерно прямым углом, относительно оси, укладывают листы и листовые сгибы в слои и скручивают слои вокруг оси, снабжают опорные устройства трубообразными кожухами и соединяют слои, образованные листовыми сгибами, путем силового замыкания в опорных устройствах.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что подготавливают по меньшей мере первый лист и по меньшей мере второй лист, охватывают их листовыми сгибами, гофрируют и укладывают в слои.
18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что осуществляют подготовку большого количества листов.
RU9294033351A 1991-12-21 1992-12-17 Ячеистый корпус и способ изготовления электрически подогреваемого ячеистого корпуса RU2083283C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP4142597.9 1991-12-21
DE4142597 1991-12-21
PCT/EP1992/002934 WO1993012880A1 (de) 1991-12-21 1992-12-17 Wabenkörper mit einer innenstruktur, die im rahmen gehaltert ist

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94033351A RU94033351A (ru) 1996-06-27
RU2083283C1 true RU2083283C1 (ru) 1997-07-10

Family

ID=6447903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9294033351A RU2083283C1 (ru) 1991-12-21 1992-12-17 Ячеистый корпус и способ изготовления электрически подогреваемого ячеистого корпуса

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5468455A (ru)
EP (1) EP0618842B1 (ru)
JP (1) JP2666192B2 (ru)
KR (1) KR100234225B1 (ru)
BR (1) BR9206958A (ru)
DE (1) DE59209230D1 (ru)
ES (1) ES2115747T3 (ru)
RU (1) RU2083283C1 (ru)
WO (1) WO1993012880A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675295C2 (ru) * 2014-10-10 2018-12-18 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Турбина с корпусом из листового металла с усиливающим элементом в виде ячеистой структуры (варианты)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129894A1 (de) * 1991-09-09 1993-03-11 Emitec Emissionstechnologie Elektrische isolierung von strukturen in einem wabenkoerper, insbesondere einem elektrisch beheizbaren katalysator-traegerkoerper
DE4301564A1 (de) * 1993-01-21 1994-07-28 Emitec Emissionstechnologie Elektrisch isolierende Stützstruktur mit Möglichkeit zur metallischen Anbindung, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Anwendung
US5948504A (en) * 1993-01-21 1999-09-07 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Electrically insulating supporting structure capable of metallic bonding, process for producing the same, electrically heatable catalytic converter and electrically conductive honeycomb body using the same
JPH07293232A (ja) * 1994-04-21 1995-11-07 Nippon Soken Inc 排ガス浄化用金属製触媒担体
JPH08177473A (ja) * 1994-12-22 1996-07-09 Nippon Soken Inc 排ガス浄化装置
AU6488196A (en) * 1995-07-12 1997-02-10 Engelhard Corporation Structure for converter body
DE19704521A1 (de) 1997-02-06 1998-08-13 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers
DE10055447B4 (de) * 2000-11-09 2010-11-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Elektrisch isolierendes Verbindungselement und Verfahren zu seiner Herstellung
JP3685106B2 (ja) * 2001-08-08 2005-08-17 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置
JP2003080083A (ja) * 2001-09-14 2003-03-18 Calsonic Kansei Corp メタル触媒担体
ES2312795T3 (es) * 2002-08-02 2009-03-01 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Capa metalica con zonas de diferente espesor de material, procedimiento para fabricar esta capa metalica y cuerpo de nido de abeja fabricado al menos en parte con tales capas metalicas.
DE102007011107B4 (de) 2007-03-05 2011-05-05 Stiftung Alfred-Wegener-Institut Für Polar- Und Meeresforschung Technische Leichtbaukonstruktion mit einer fraktal gegliederten Stützstruktur
US7846535B2 (en) * 2007-07-05 2010-12-07 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Edge stiffened polymeric corrugated sheet material
DE102009034655A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Latentwärmespeicher
DE102016214489A1 (de) 2016-08-04 2018-02-08 Continental Automotive Gmbh Metallische Folie mit aufgebrachtem flächigem elektrischem Leiter und unter Verwendung der Folie hergestellter Wabenkörper
DE102022206145A1 (de) 2022-06-20 2023-12-21 Vitesco Technologies GmbH Vorrichtung zur Erwärmung von in einer Abgasleitung strömbaren Abgas

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1921874A1 (de) * 1968-10-14 1970-04-23 Msl Ind Inc Erzeugnis aus Flachmaterial mit Verformungen aus seiner Ebene
ATE77764T1 (de) * 1987-01-19 1992-07-15 Emitec Emissionstechnologie Metallischer katalysator-traegerkoerper aus zwei unterschiedlich gewellten blechlagen.
DE8801788U1 (ru) * 1988-02-11 1989-06-15 Emitec Emissionstechnologie
DE8816514U1 (ru) * 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Emissionstechnologie
EP0427753B1 (en) * 1988-07-28 1995-09-20 Eastman Kodak Company Coating apparatus provided with a protective shield
KR960012698B1 (ko) * 1988-09-22 1996-09-24 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 다수의 금속판재로 이루어진 벌집형 구조물 및 그 제조방법
DE8900467U1 (ru) * 1989-01-17 1990-05-17 Emitec Emissionstechnologie
DE8905073U1 (ru) * 1989-04-21 1990-08-30 Emitec Emissionstechnologie
JP2634669B2 (ja) * 1989-06-01 1997-07-30 日産自動車株式会社 金属ハニカム触媒装置
DE8909128U1 (ru) * 1989-07-27 1990-11-29 Emitec Emissionstechnologie
JPH0634927B2 (ja) * 1989-11-16 1994-05-11 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化触媒用メタル担体
US5094074A (en) * 1990-02-23 1992-03-10 Nissan Motor Co., Ltd. Catalytic converter with metallic carrier and method for producing same
JP2553733B2 (ja) * 1990-04-17 1996-11-13 昭和飛行機工業株式会社 耐熱構造体
US5277937A (en) * 1992-06-03 1994-01-11 Corning Incorporated Method for controlling the conductance of a heated cellular substrate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WO, Заявка N 90/12951, кл. F 01 N 3/28, 1990. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675295C2 (ru) * 2014-10-10 2018-12-18 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Турбина с корпусом из листового металла с усиливающим элементом в виде ячеистой структуры (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
EP0618842A1 (de) 1994-10-12
BR9206958A (pt) 1995-11-28
WO1993012880A1 (de) 1993-07-08
KR100234225B1 (ko) 1999-12-15
DE59209230D1 (de) 1998-04-16
EP0618842B1 (de) 1998-03-11
JP2666192B2 (ja) 1997-10-22
KR940703714A (ko) 1994-12-12
JPH07500285A (ja) 1995-01-12
RU94033351A (ru) 1996-06-27
ES2115747T3 (es) 1998-07-01
US5468455A (en) 1995-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2083283C1 (ru) Ячеистый корпус и способ изготовления электрически подогреваемого ячеистого корпуса
US5411711A (en) Electrically heatable honeycomb body, in particular catalyst carrier body, with internal support structures
KR101221785B1 (ko) 큰 전기식 가열가능 허니콤체를 포함하는 장치
KR101454141B1 (ko) 2개의 배기 가스 처리 장치의 상호 연결부
US5433926A (en) Electrically heatable honeycomb body divided into subregions with additional electrical conductor elements
KR100225194B1 (ko) 배기가스 촉매변환기(exhaust gas catalytic converter)
US5174968A (en) Structure for electrically heatable catalytic core
RU2601028C2 (ru) Электрическое подключение нескольких слоев листового металла электрически обогреваемого сотового тела и соответствующее сотовое тело
US5948504A (en) Electrically insulating supporting structure capable of metallic bonding, process for producing the same, electrically heatable catalytic converter and electrically conductive honeycomb body using the same
KR100989302B1 (ko) 단부측에 경랍 구역을 가지는 벌집형체
KR20140027485A (ko) 배기 가스 처리 장치
US5851495A (en) Electrically heated catalytic converter for an engine
RU2156658C2 (ru) Сотовый элемент, состоящий из металлических листов с усиливающими структурами
JP2754286B2 (ja) 金属結合できる電気的に絶縁性の支持構造、それを製造するための処理、およびその用途
RU2149084C1 (ru) Элемент с сотовой структурой, соединенный с трубчатым кожухом только на отдельных участках
US10895186B2 (en) Electrically heatable honeycomb body for exhaust gas treatment having a plurality of heating elements
US5573731A (en) Electrically heated catalytic converter for an engine
JP2541912B2 (ja) ハニカム状の本体、特に電気的に加熱可能な触媒担体本体における構造の電気的絶縁
US11092051B2 (en) Metallic film having applied flat electrical conductor and honeycomb body produced using said film
JP3208020B2 (ja) 電気加熱式触媒装置用金属担体
SU1216583A1 (ru) Электрокалорифер
JPH05253494A (ja) 電熱触媒担体及びその製造方法
JP3474357B2 (ja) 電気加熱担体
RU2172412C2 (ru) Сотовый элемент с теплоизоляцией, предпочтительно для каталитического нейтрализатора отработавших газов
JPH1033992A (ja) 内燃機関用触媒コンバータの金属触媒担体

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091218