从内燃机或工业燃气涡轮机的烟气移除固态内容物的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于从内燃机或工业燃气涡轮机的烟气移除固态内容物的装置，其中，该装置包括根据权利要求1的前序部分的具有金属性颗粒的结构。
【背景技术】
[0002]借由颗粒过滤器从内燃机的烟气移除固体例如在机动车辆领域是已知的。也已经变得已知的是在发电厂中采用毛毡过滤器结构用于烟气清洁，其借由压缩空气而被周期性地清洁，以便避免通过在过滤器结构上的滤渣的过量累积而升高的压力损失。为此目的所采用的过滤器材料通常具有范围从220至250°C的温度阻抗，而在发电厂技术中越来越多采用的内燃机的废气温度位于从380至400°C的范围内并且也在发电厂技术中被采用的工业燃气涡轮机的废气温度位于从500至600°C的范围内。
[0003]迄今为止采用的过滤器结构不适于用在内燃机和工业燃气涡轮机的上述温度范围中。为此原因，形式为烧结过滤器或金属泡沫过滤器的用于热气过滤的过滤器结构因此也已经成为已知，然而与由过滤器所产生的压力损失相比，分离程度是不理想的，并且它们的制造成本尚昂。
[0004]借由DEll 2008 003 152 T5，形式为纵向取向的金属纤维的具有金属性颗粒的过滤器已经成为已知，其用于从柴油机的废气分离煤烟颗粒。
【发明内容】
[0005]本发明是基于产生一种用于从内燃机或工业燃气涡轮机的烟气移除固态内容物的装置的目的，该装置包括金属性颗粒并且能够成本有效地制造，该装置的过滤器表面能够被表面处理以用于废气的进一步处理，并且当它们用于发电厂技术时，该装置同时实现了现代发动机和工业燃气涡轮机的温度稳定性。一种用于根据本发明的装置的表面处理的方法也要被产生。
[0006]为了解决关于该装置的这个目的，本发明包括权利要求1中所述的特征。其有利的配置在其他权利要求中被解释。除此之外，本发明产生了根据权利要求6的一种用于产生毛毡或类似毛毡的金属结构的方法，以及根据权利要求7的一种用于毛毡或类似毛毡的金属结构的表面处理的方法。
[0007]本发明产生了一种用于从内燃机或工业燃气涡轮机的烟气移除固态内容物的装置，其中该装置包括具有金属性颗粒的结构，并且金属性颗粒连接到毛毡或类似毛毡的金属结构中并且布置在平坦的基底结构上。
[0008]术语毛毡或类似毛毡的金属结构表示根据本发明的装置的金属性颗粒呈现在相对彼此无取向的布置中，作为其结果，实现了基于由该装置所要求的安装体积可用于烟气过滤的大表面。除此之外，因此额外地实现了用于形成金属结构所要求的金属性颗粒无需使用特殊的制造步骤放入它们相对于彼此对准的位置中，这降低了制造成本并且金属性颗粒的使用额外地致使该装置耐久地经受住工业燃气涡轮机的废气温度范围。
[0009]根据本发明的进一步发展，提供的是金属结构被非对称地设计并且金属性颗粒被大量地布置在基底结构的覆盖侧上。具有已知的过滤器结构，过滤器毛网(f Ieece )布置在两个覆盖层之间，其中，覆盖层用于保护过滤器毛网并且避免材料不受控地泄漏出毛网。采用根据本发明的装置，仅在一侧上提供基底结构，使得金属结构的非对称构造被获得，因为由于个体颗粒在彼此上的高粘附力，无需预期金属性颗粒不受控地泄漏出毛毡金属结构。
[0010]于是，金属结构因此能够被设计作为在垫子主体，该垫子主体在垫子的覆盖侧上具有基底结构，并且因此形成的该垫子主体能够包围管形截面状的线，该线对于烟气是可渗透的，使得烟气能够径向地进入垫子结构中并且固态内容物累积在毛毡金属性颗粒之间的中空空间中。通过非对称设计，实现了中空空间沿径向向外方向变得更小并且特别地烟气自身能够穿过，但是包含在其中的固态内容物被保留在金属结构中。
[0011]为了实现非对称构造，根据本发明的进一步发展提供的是金属结构的填料密度在基底结构的方向上降低。填料密度在此意味着金属结构的单位体积的金属性颗粒数目。单位体积的高数目金属性颗粒确保了存在于颗粒之间的中空空间体积小并且可供离开烟气的固态内容物穿过的面积小，而金属性颗粒的较低数目确保了中空空间大并且因此金属结构中固态内容物的渗透深度大。从基底结构开始，固态内容物因此能够进入毛毡或类似毛毡的金属结构但是不渗透该金属结构。
[0012]根据本发明的进一步发展，提供的是金属结构包括金属性细丝和/或纤维。细丝和/或纤维能够具有不同的长度和不同的直径，使得上面描述的填料密度能够被特定地控制，即具有较大直径的细丝和/或纤维能够例如被布置比具有较小直径的细丝和/或纤维更靠近基底结构。
[0013]根据本发明的进一步发展，还提供的是金属结构包括非金属性细丝和/或纤维，其能够例如是包括陶瓷或石英成分的细丝和/或纤维，使得单位体积的金属结构的质量能够同样被特定地控制。
[0014]本发明还产生一种用于制造毛毡或类似毛毡金属结构的方法，其包括热烧结金属纤维和/或细丝的步骤。通过热烧结，实现了纤维和/或细丝在它们接触彼此的点处进入与彼此的连接并且因此产生了机械可承载的结构，采用该结构减小了细丝和/或纤维变得从该结构脱离的风险，使得不再有任何必要为金属结构的两个覆盖侧提供覆盖层。
[0015]根据该方法的进一步发展，还提供的是在毛毡或类似毛毡的金属结构上执行表面处理，其中借由电流沉积在金属结构上执行涂层和/或借由物理气相沉积在金属结构上执行涂层。
[0016]由于此，能够例如实现金属结构的催化涂层，使得金属结构不仅适于从烟气分离颗粒，而且也适于烟气的后处理，例如通过氧化或者还原烟气中的氮氧化物。
[0017]根据本发明的该方法的进一步发展，还提供的是具有不同截面面积的细丝和/或纤维用于形成金属结构。因此例如有可能使用其在截面视图中为十字形或梯形的细丝和纤维以用于形成金属结构。不同截面面积的使用具有的优点在于，在通过热烧结操作增强金属结构之前，已经由此实现了单独不同地形成的纤维和/或细丝的良好粘附连接，因为由于不同的截面面积，纤维和/或细丝在彼此中被钩住并且因此能够已经实现了自身结实的结构。
[0018]根据本发明的该方法的进一步发展，还提供的是使用具有脱离拉伸构造的构造的纤维和/或细丝。因此，例如能够使用线圈形或扭曲类似于螺丝锥的纤维和/或细丝用于形成金属结构。这个构造确保了个体纤维和/或细丝变得彼此钩住用于形成结实的结构。
[0019]根据本发明的该方法的进一步发展，还提供的是具有脱离表面平滑的外轮廓的外轮廓的纤维和/或细丝用于形成金属结构。该纤维和/或细丝能够例如设有在外轮廓上的鳞片或者具有多孔结构。这样的设计确保了与由表面平滑的纤维和/或细丝形成的金属结构的表面相比，该金属结构的表面明显地增大，并且用于要被分离的固态内容物落在其上的吸收面积增大。
[0020]最后，本发明还产生了一种具有如上所述的装置的内燃机，以及一种联接至该内燃机的催化转换器装置，其特征在于，该装置布置在内燃机的下游并且在催化转换器装置的上游。
[0021]因此，内燃机的烟气能够被允许进入根据本发明的作为废气管道中从流体上讲是第一装置的装置中，并且因此防止包括大量固态内容物的烟气被允许进入催化转换器装置中。这样的构造确保了催化转换器能够被设计得比从流体上讲按已知方式布置成直接跟在内燃机后面的催化转换器要小。
【附图说明】
[0022]在下文中，借助于附图更详细解释本发明。在附图中示出了:
图1是对根据当前发明实施例的毛毡金属结构的摘录；
图2是根据图1的摘录“A”的放大代表图；
图3是用于形成金属结构的不同纤维和/或细丝的代表图；
图4是对根据当前发明的进一步实施例的毛毡金属结构的摘录；以及图5是内燃机的构架的示意性代表图，具有连接的废气管道，该废气管道包括根据当前发明的装置，催化转换器和热交换器以及烟气提取器。
【具体实施方式】
[0023]附图的图1示出了对根据当前发明的实施例的金