专利名称：用于处理燃烧发动机的废气的具有波纹板和通道的基体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理燃烧发动机的废气的具有波纹板和通道的基 体。本发明还涉及用于制造具有所述开放通道的所述基体的方法。
背景技术：
具有开放或封闭的通道、或具有它们的结合的基体被用于燃烧发动机 的废气的处理。在开放通道中，废气直接通过基体流动。在具有封闭通道 的基体中，废气被强制通过例如陶瓷或金属多孔壁的壁而流动。在开放通 道中，气体杂质的还原程度通常很高但杂质颗粒的还原程度很低，例如从
10%至15%。在封闭通道/壁流动过滤器中，气体杂质的还原程度很高并且 杂质颗粒的还原程度也很高，例如从70%至99%。封闭通道中存在的问题 是壁的阻塞。如果不对其进行清洁的话，封闭通道/壁流动过滤器将会逐渐 地完全被阻塞。压力损失也将会增加。保持通道开放的一种方式是连续地 或周期性地对其进行清洁。
发明内容
现在已经发明了在开放通道中高效地还原废气的颗粒和气体杂质的基 体。相应地，也发明了用于制造所述基体的方法。
为此，本发明的特征概括于独立权利要求中所呈现的方案中。本发明 的一些优选实施例公开于其它权利要求中。
本发明的结构性实施例不以任何方式对本发明进行限定。根据本发明 的一实施例，本发明的催化剂可以存在于相对于流动方向并联或串联组装 或与POC/DPF-结构/基体级联的多种结构中。
根据本发明的一实施例，基体包括具有与一个或多个平坦丝网板相接 合的凹部的一个或多个波纹板，并且在所述平坦丝网板和所述波纹板之间 具有用于废气流动的一个或多个至少部分开放的通道，并且凹部的深度比波纹的高度小0.05-2.0mm，例如小0.05-0.5mm或0.5-1.5mm。
已经意外地发现，在开放通道中流动的颗粒的还原已经被实质地改进。 同样，在至少部分开放的通道中杂质气体的还原也被改进。
优选地，凹部的深度为0.2-2.0mm,并且波纹的高度为0.5-4.0mm，例 如为1.0-3.0mm。这种结合在颗粒的还原和杂质气体的还原中都是非常有效 的。凹部彼此之间的间隔可以例如为10-40mm，比如20-30mm。
废气可以自由地通过部分开放的通道流动，但在板的表面上，由于丝 网板的不规则表面并且由于板的凹部，气体流速减小。开放通道的方向可 以改变。它可以相对于基体的方向(X方向)成0到卯度。这些不规则表 面和凹部还将气体混合，因此使得气体保留时间的标准偏差最小化。丝网 板的表面也起到作为废气颗粒的打开颗粒捕集器的作用。这种结合增加了 气体杂质与颗粒的接触，因此增加了保留时间和杂质与颗粒的还原。与平 滑的板相比，杂质颗粒更经常地粘附在网板上。尤其是重且大的颗粒粘附 在丝网板的表面上。
颗粒的还原很大程度上取决于颗粒源与颗粒成分。颗粒可以包括不同 量的挥发性有机化合物(VOF)、固体碳、硫、水以及金属氧化物。标准的 氧化催化剂可以氧化大多数VOF并且以这种方式还原颗粒质量的10%至 60%。利用该新发明，可以将颗粒还原改进至甚至高达80%。利用该新发 明，可以将气体杂质的还原改进至高于90%。
与如果不对其进行清洁则将被逐渐地完全阻塞的封闭通道或过滤器相 比，新的部分开放通道的重要特征在于其根本不被阻塞或阻塞极小。这是 非常重要的，并且具有根据本发明的至少部分开放的通道的基体可以使用 于最需要的状况下，并且它们在许多应用中都是非常有用的。
粘附在至少部分开放的通道的表面上的颗粒分裂为气体杂质，其进一 步分解为无害的成分。部分气体可以通过网板的开口流动并且颗粒粘附在 板的表面上。同样，这也使得颗粒更好地还原。另一方面，部分开放的通 道不会被阻塞或阻塞最小，并且在板附近气体的压力损失和流速未减小。 这减少了运行中的故障并且因此提高了部分开放的通道的效率。
网板的开口的形状可以改变。其可以是沟槽状、方形状、菱形状或孔 眼状。例如在菱形状的网板中，丝线可以位于同一水平面上或它们可以交
5叉。
网板侧面之间的压差增加了通过网板孔眼的废气的流动。该现象使得 颗粒粘附在载体上并且促进了来自废气的颗粒更好地还原。
根据本发明的一实施例，所述波纹板是波纹状的丝网板。这增加了杂 质气体与颗粒的接触，因此增加了保留时间和杂质的还原。这使得废气的 杂质颗粒获得更好的还原值。气体的碰撞也使得气体与催化活性物质更好 地接触，因此改进了气体杂质的还原并且增加了颗粒在所述基体中的保留 时间。
优选地，在所述网板的两个尺寸上具有开放通道。这种丝网板结构非 常简单，其很容易制造并且与例如在开放通道中使用的平滑板相比颗粒的 还原很高。
根据本发明的一实施例，所述平坦丝网板具有凹部。同样，通过减小 杂质气体的流速和增加颗粒在载体上的粘附，这也增加了杂质气体颗粒的 还原。
根据本发明的一实施例，波纹板的凹部与平坦丝网板的凹部相匹配。 由于其将各层彼此锁定，这使得基体具有更好的强度。
根据本发明的一实施例，网板的中值(或平均)开口尺寸为0.01至 0.5mm，优选地为0.05至0.3mm，例如为0.08至0.2mm。
根据本发明的一实施例，网孔直径为0.02至0.24mm。网孔直径优选 地为0.1至0.15mm。于是，机械强度很高并且气流的压力损失很低。
根据本发明的一实施例，网板的网孔数目为30至500。至少一部分废 气可以通过网板的开口流动。这使得废气的颗粒粘附在载体的表面上，使 得颗粒在实质上更好地被还原。
根据本发明的一实施例，所述平坦丝网板和所述波纹板通过焊接(熔 焊)/钎焊彼此粘结。这使得基体具有更好的强度。
根据本发明的一实施例，所述板至少部分地被载体和/或催化材料覆 盖。优选地，所述载体的中值孔径超过5nm，优选地为10至50nm，例如 为15至20nm。载体的最佳孔径还取决于废气和网板附近的气流环境。废 气可以具有例如从5至200nm的中值粒径并且中值孔径可以例如为5至 20nm。优选的载体包括粗颗粒和/或纤维，其从所述载体的平面向外突出。优
选地，载体具有超过0.4um、例如为1.5至3.5^m的中值粒径。这实质上 增加了颗粒的粘附，因此改进了所述基体中颗粒的还原。
根据本发明的一实施例，板实质上已经被载体覆盖，该载体具有超过 1.4 u m的中值粒径和/或具有超过10nm的孔径。通过增加颗粒至板的粘附， 这也改进了杂质颗粒的还原。
燃烧发动机的废气颗粒可以利用根据本发明具有网板部分开放通道的 基体得以高效处理。与传统的基体相比，杂质颗粒的还原惊人地高。而且， 气体杂质的还原也很高。根据本发明的网板不会阻塞或阻塞极小，从而其 对基体中的废气的流速没有影响。而且，基体中的压力损失也极小。
基体例如可以是颗粒氧化催化剂(POC)或SCR催化剂。其也可以是 水解催化剂。基体可以优选地用于净化燃烧发动机的废气的杂质颗粒。基 体的结构可以改变。其可以例如巻绕、层叠或折叠。
参照附图，现在将更详细地说明本发明的一些实施例。
图1示出了具有波纹板和平坦丝网板的基体，该波纹板具有凹部。
具体实施例方式
图1中，基体1包括具有凹部3d的平滑波纹板3和具有凹部2d的平 坦丝网板2。这些板彼此接合(连接)并且在所述板2、 3之间具有用于废 气EG流动的部分开放的通道POC。波纹板3的凹部3d与平坦丝网板2的 凹部2d相匹配。所述平坦丝网板2的凹部2d的深度小于所述波纹板3的 波纹3c的高度。在该实施例中，凹部2d、 3d的深度约为lmm，而波纹3c 的高度约为2mm。
权利要求
1. 一种用于处理燃烧发动机的废气的具有波纹板和通道的基体，其特征在于，所述基体(1)至少包括具有凹部(3d)的一个波纹板(3)和与所述波纹板(3)接合的具有凹部(2d)的一个平坦丝网板(2)，并且在所述平坦丝网板(2)和所述波纹板(3)之间具有用于废气(EG)流动的至少部分开放的通道(POC)，所述平坦丝网板(2)的凹部(2d)的深度比所述波纹板(3)的波纹(3c)的高度小0.05-2.0mm。
2. 根据权利要求1所述的基体，其特征在于，所述波纹板(3)是波纹 状丝网板。
3. 根据权利要求1或2所述的基体，其特征在于，所述波纹板(3)的 凹部(3d)与所述平坦丝网板(2)的凹部(2d)相匹配。
4. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述丝网板从 包括以下板的组中选取-金属丝网板， -纤维网板， -毛发状钢丝板， -钢丝绒板。
5. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述丝网板的 结构在所述丝网板的x方向上、y方向上和/或z方向上变化。
6. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述丝网板的 网孔直径在所述丝网板的x方向上、y方向上和/或z方向上变化。
7. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述丝网板的 网孔数目在所述丝网板的x方向上、y方向上和/或z方向上变化。
8. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述丝网板在 波纹板与丝网板的接合区域被强化。
9. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述丝网板在 废气的入口区域被强化。
10. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述凹部(2d， 3d)的深度为0.2-2.0mm。
11. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述波纹(3c) 的高度为0.5-4.0mm，优选为1.0-3.0mm。
12. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述网板的网 孔数目为30至500。
13. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述平坦丝网 板(2)与所述波纹板(3)通过焊接或通过钎焊彼此附着在一起。
14. 根据上述任一项权利要求所述的基体，其特征在于，所述板(2， 3) 至少部分地被载体和/或催化材料覆盖。
15. —种用于使用根据权利要求1至14之一所述的基体净化废气(EG) 的方法。
16. —种制造用于处理燃烧发动机的废气的具有波纹板的基体的方法， 其特征在于，具有凹部(2d)的平坦丝网板(2)与具有凹部(3d)的波纹 板(3)相接合，从而在所述平坦丝网板(2)与所述波纹板(3)之间具有 用于废气(EG)流动的至少部分开放的通道(POC)，并且凹部(3d)的 深度比波纹(3c)的高度小0.03-2.0mm。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过滚压使所述平坦 丝网板(2)与所述波纹板(3)相接合。
18. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过层叠或折叠使所 述平坦丝网板(2)与所述波纹板(3)相接合。
19. 根据权利要求16至18之一所述的方法，其特征在于，通过在所述 平坦丝网板(2)和波纹板(3)上形成凹部(2d， 3d)并且使这些凹部(2d， 3d)彼此匹配，平坦丝网板(2)与波纹板(3)相接合。
20. 根据权利要求16至19之一所述的方法，其特征在于，所述平坦丝 网板(2)与所述波纹板(3)通过焊接或通过钎焊彼此附着在一起。
全文摘要
本发明涉及一种用于处理燃烧发动机的废气的具有波纹板和通道的基体。本发明还涉及用于制造和使用具有开放通道的所述基体的方法。基体(1)至少包括具有凹部(3d)的一个波纹板(3)和与所述波纹板(3)相接合的具有凹部(2d)的一个平坦丝网板(2)，并且在所述平坦丝网板(2)与所述波纹板(3)之间具有用于废气(EG)流动的至少部分开放的通道(POC)，所述平坦丝网板(2)的凹部(2d)的深度比所述波纹板(3)的波纹(3c)的高度小0.05-2.0mm。
文档编号F01N3/022GK101454545SQ200780019028
公开日2009年6月10日 申请日期2007年4月23日 优先权日2006年4月24日
发明者A·列沃宁, E·内尔希, J-M·阿森布吕克, K·莱赫托尔塔, P·马蒂莱宁 申请人:依柯卡特有限公司