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1、10申请公布号CN102046937A43申请公布日20110504CN102046937ACN102046937A21申请号200980121169X22申请日2009052908010043120080602EPF01N3/022200601B01D46/12200601B01D39/10200601B01D46/2420060171申请人阿兰图姆公司地址韩国京畿道72发明人D迈斯特A马卡里安S舒尔霍尔茨74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人张昱谭祐祥54发明名称用于来自内燃机的废气的后续处理的过滤元件57摘要本发明涉及用于来自内燃机的废气的后续处理的过滤元件。除了包含于。
2、废气中的粒子的分离之外，如有必要，还可用过滤元件实现后续的催化处理。本发明的目的是使得具有用于废气后续处理的改善的特性的过滤元件是可以获得的，从而在废气中改善了热特性。根据本发明的过滤元件用开孔材料形成。它具有在一侧密封的入口通道和在直径相对侧上密封的出口通道。待后续处理的废气流入入口通道，并通过由开孔金属材料形成的分离壁流入相邻布置的出口通道，并从过滤元件流出出口通道。在入口通道和出口通道的内部中的自由横截面在进入或离开入口通道和出口通道的流入和流出方向上改变。从而将入口通道与出口通道彼此分开的分离壁的壁厚在废气流过的区域中保持恒定。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日20101202。
3、86PCT申请的申请数据PCT/KR2009/0028682009052987PCT申请的公布数据WO2009/148236EN2009121051INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图4页CN102046941A1/1页21一种用于来自内燃机的废气的后续处理的过滤元件，其由开孔材料和在一侧上密封的入口通道、以及在直径相对侧上密封的出口通道形成，待后续处理的废气从而流入所述入口通道、流过由开孔金属材料形成的分离壁进入相邻布置的所述出口通道，并从所述过滤元件流出所述出口通道，其特征在于，在所述入口和出口通道2，3的内部中的自由横截面在进入或离开所述。
4、入口和出口通道2，3的流入和流出方向上改变，并且将所述入口和出口通道2，3彼此分开的所述分离壁4的壁厚在废气流过的区域中保持恒定。2根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤元件由彼此整体连接并形成层叠的板状过滤元件形成，借助于构造在所述板状过滤元件中的开口构造成所述入口和出口通道2，3。3根据权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，所述入口和出口通道2，3的自由横截面具有圆形、方形、矩形或多边形的几何形状，或者以圆环节的形式进行构造。4根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述入口和出口通道2，3以截锥体或棱锥体的形式进行构造。5根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件。
5、，其特征在于，板状过滤元件被彼此烧结。6根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，在两端侧上布置气密的板状过滤元件，其中在一个端侧上构造用于入口通道2的过滤元件开口，并且在另一端侧上构造用于出口通道3的开口。7根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，分离壁4的表面设置有催化有效的涂层和/或催化有效的材料。8根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，形成具有彼此连接的两个区域A，B的过滤元件1，所述区域形成存在入口通道2、中间通道5和出口通道3的串联布置，并且通过所述入口通道2进入的废气流过分离壁4进入所述中间通道5，并通过另外的分离壁4流入所述出口通道3。9根据。
6、前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述分离壁4在废气流过的区域中具有恒定的孔隙率、孔径大小和孔密度。10根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，废气流过的所述过滤元件1的区域由气密壳体包围，并且在所述区域的外部区域中存在较低的孔隙率或者孔在此区域中被封闭。11根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤元件1由开孔金属材料形成。权利要求书CN102046937ACN102046941A1/4页3用于来自内燃机的废气的后续处理的过滤元件【技术领域】0001本发明涉及用于来自内燃机的废气的后续处理的过滤元件。除了包含于废气中的粒子的分离之外，如有必要，还可。
7、以用过滤元件实现后续的催化处理。【背景技术】0002到目前为止已经使用了以许多变化的形式和由各种材料制成的粒子过滤器和催化剂。众所周知，例如对于再生或催化效率需要特定的最低温度。这些仅通过用热废气在内燃机的操作期间冷起动、部分负载或短行程的延迟来部分地获得或获得，使得由于通过沉积碳降低了孔隙率，所以以临时受限制的方式或压力升高的结果来获得该效果。为了抵消这个，已采用诸如补充加热的不同措施。然而，必然增加成本和复杂性。0003从DE102006009164A1已知使用由金属开孔泡沫形成的过滤介质。废气在通流方向上流过其的过滤介质旨在由至少两层和减小的厚度形成，并且在层中旨在存在平均孔隙率和/或平。
8、均孔径大小。0004在该已知装置的情况下，存在用于废气的入口通道和出口通道，并且由过滤介质将入口通道和出口通道彼此分开。在一个实施例中，入口通道旨在在废气的流动方向上具有减小的自由截面，其结果旨在帮助流动废气在渐窄区域中、以及在入口通道的气密密封端处偏转，使得能获得流过过滤介质的废气的改善的流率。0005然而，由于多层结构，所以废气将流过的多层过滤介质不具有横跨整个体积的、不仅适用于渗透性而且适用于电参数以及尤其热参数的恒定性能。【发明内容】0006本发明的目的是使得具有用于废气后续处理的改善的特性的过滤元件是可以获得的，并从而改善了热特性。0007根据本发明，该目的通过具有根据权利要求1的特。
9、征的过滤元件实现。有利的实施例和发展通过在从属权利要求中描述的特征实现。0008在根据本发明的过滤元件的情况下，存在用于废气的入口和出口通道，并且所述通道在各自的直径相对侧上密封，使得流入入口通道的废气流过分离壁进入各自相邻的出口通道，并从所述相邻的出口通道在外部环境的方向上进一步流动。至少分离壁由开孔材料形成。从而用于流入入口通道的废气的入口孔在过滤元件的端侧处位于废气的主流方向上，并且出口孔形成在位于相对的端侧上的出口通道处。0009尽管入口通道和出口通道具有变化的自由横截面，但分离所述入口通道与出口通道的分离壁在废气流过的区域中具有恒定的壁厚。在该区域中的分离壁优选地具有完全均匀的构造、。
10、即恒定的平均孔隙率、平均孔径和厚度，并由相同的材料形成。0010这不仅对流动特性有利，而且从而提供相同的热特性。由于恒定的导热性的结果，所以能避免热桥HEATBRIDGE和热沉HEATSINK，并且能在废气流过的分离壁的总体积中获得较短时间内的更均匀加热。说明书CN102046937ACN102046941A2/4页40011金属合金优选地用作分离壁的材料，并且尤其可使用铁或镍合金。0012作为特别的优选，根据本发明的过滤元件由彼此整体连接的板状元件形成。这些板状元件至少在废气流过的区域中由开孔金属材料形成。在单独的板状元件中构造开口，所述开口在用板状元件形成的层叠中形成入口通道和出口通道。0。
11、013在单独的板状元件中构造开口。然而，自由横截面从一个板状元件至相邻的板状元件变化，使得能获得在入口通道和出口通道的自由横截面中的变化。0014可以例如与本身已知的SCHWARZWALD法类似的方法生产板状元件。可用激光束从单独的板状元件切割开口。此外，从而可以形成不垂直的切割边缘，以便在从一个板状元件到相邻布置的板状元件的通道中获得连续的过渡。0015然后可以以指定的顺序相互叠置如此制备的板状元件，并且然后可以在热处理期间将如此制备的板状元件彼此整体连接。从而实现烧结，并且优选地在板状元件彼此接触的表面上从而可涂覆由用于板状元件生产的材料制成的可烧结的粉末。在热处理期间，可将待彼此连接的板。
12、状并叠置的元件挤压到一起。0016入口通道和出口通道的自由横截面可以具有非常多变的几何形状和尺寸。结果，能保证适应于不同的内燃机和各自的废气体积流动。自由横截面可以为圆形、方形、三角形、矩形或多边形。然而，它们也可以具有圆环节SEGMENT的形式。0017可能有利的是，在一个过滤元件上的入口通道和出口通道具有相同的几何形状，并且还可能具有相同的尺寸，其中自由截面具有的尺寸在主流方向上观察各自以相反的方式改变。如果从入口通道的入口孔开始直到封闭端侧减小入口通道的自由截面，则应提供从出口通道的封闭端侧开始直到它们的出口孔，出口通道的自由截面的增大。0018当入口和出口通道以截锥体或棱锥体的形式构造。
13、时，情况尤其如此。0019用适于该目的并且相对于废气的主流方向布置在两端侧上的板状元件可获得入口和出口通道的气密密封。由各自的金属制成的无孔板状元件可以用于该目的。然而，还存在利用具有明显较低的孔隙率或封闭的多孔结构的板状元件的可能性。这还可以在用于构造整体连接的热处理中实现或通过附加的热处理实现。从而可借助于渗透或用合适的金属粉末至少大范围地封闭存在的孔。0020然而，气密密封还可以通过适于该目的并且其中构造有用于废气的流入和流出的对应开口的壳体实现。这能在覆盖区域中实现，即在没有布置用于废气的入口孔和出口孔的区域中实现，并且如已经说明地也可以借助于热处理通过渗透或用金属粉末实现。因此在所述。
14、区域可存在明显较低的孔隙率或可被完全封闭的孔。0021为了废气后续的催化处理，分离壁的表面可设置有催化有效的涂层和/或催化有效的材料。在分离壁的内部多孔区域中这是可以并且也应该是可能的。在此可借助于本身已知的解决方案和合适的材料。0022分离壁的壁厚至少在废气流过的区域中应具有在10MM至25MM的范围内、优选地在2MM至20MM的范围内的厚度。然而，如果流过分离壁的体积流动能保持大致恒定，则可容许壁厚在废气能流过的入口通道和出口通道的区域中的小偏差。0023在一个实施例中，在根据本发明的过滤元件上还可以另外存在中间通道，所述中间通道能够形成腔室，并且从而废气能够通过分离壁从入口通道流出并流入。
15、中间通道，并通过另外的分离壁从中间通道流入出口通道。通过用彼此连接的两个区域形成的串联类说明书CN102046937ACN102046941A3/4页5型的布置可以生成这样的实施例。例如，在以截锥体或棱锥体方式构造成在一侧上具有以气密方式密封的开口的通道的情况下，具有板状元件的两个这样的区域可以用于该目的。于是彼此相对取向的这些板状元件能彼此重叠放置，并且正如单独的板状元件一样彼此连接。于是，中间通道从而在废气通过过滤元件的主流方向上具有首先增大且然后减小的自由截面。在该情况下，分离壁同样具有恒定的壁厚。0024有利效果0025根据本发明的过滤元件可以尤其适应于废气的后续处理的各自要求。于是可。
16、以影响过滤效率和/或催化效率。从而，由于在后续的催化处理的情况下，在催化作用期间不降低效率而能减少催化有效的材料尤其贵金属的使用，所以能显著降低生产成本。【附图说明】0026随后旨在参考示例更详细地说明本发明。0027因此示出0028图1是在截面图示中的过滤元件的一个示例；0029图2是在截面图示中的过滤元件的另一示例；0030图3是在截面图示中的过滤元件的另一示例；0031图4是过滤元件的俯视图；以及0032图5是过滤元件的透视图示。【具体实施方式】0033在图1至3中图示出根据本发明的过滤元件的三个示例，它们由彼此整体连接的板状过滤元件形成。板状过滤元件由金属开孔材料形成并通过热处理彼此烧。
17、结。在图1和2所示的示例中，存在25个这样的板状过滤元件。所有的板状过滤元件具有相同的密度、孔隙率和平均孔径大小。至少在分离壁4的区域中例如通过掺杂能将金属材料设置有催化有效的涂层或催化有效的材料。0034已通过激光在板状过滤元件中切割形成开口。入口通道2和出口通道3在单独的板状过滤元件中已再次配置有开口，并且在图3所示的示例中也配置有中间通道5。0035在图解中同样变得清楚的是，废气能流过的自由截面在入口通道2和出口通道3中改变。分离壁4的壁厚在入口通道和出口通道的整个长度上保持在275MM的常数。0036板状过滤元件具有3MM的恒定厚度。0037在图1所示的过滤元件1的示例中，已将开口构造。
18、成使得在入口通道和出口通道的两侧上出现均匀的锥形渐缩。为此目的，将在开口上的端边缘构造成以一定的角度倾斜。在其他情况下，如能从图4中的图解所推断地，有些入口通道和出口通道在柱形过滤元件1上通过它们的自由截面构造成圆环节。还能从在那里所示的俯视图推断截面线AA，所述截面线对应于图1至3的截面图示。0038在图2中所示的示例中，入口通道和出口通道的分离壁4在各自通道的方向上凸状地弯曲，其至少适用于布置在过滤元件1的半径上的区域。与该图示的形状形成对比，还可能凹状地弯曲。0039图3示出由彼此连接的两个区域A和B形成的过滤元件1的示例。废气可以在此说明书CN102046937ACN102046941。
19、A4/4页6进入入口通道2的入口。然后，废气通过入口通道2、分离壁4流入中间通道5，并从中间通道5再次通过另外的分离壁4流入出口通道3。0040在该示例中，区域A和B由没有开口的板状过滤元件分开，使得该没有出口的板状过滤元件能在中间通道5中形成附加的分离壁。这用在中间通道5的该部分中的箭头表示。0041当废气流过分离壁4时，首先能实现包含在废气中的粒子的分离，然后能实现后续的催化处理。0042为了清楚，已在图解中限制了用于分离壁4的附图标记的数字，并且还已经省去了外壳的图示。0043图5通过透视图示旨在阐明过滤元件1的可能实施例，该过滤元件1具有入口通道2的布置和几何构造。于是，在此不可见的、具有出口通道3的出口开口的一侧可以具有互补的构造。说明书CN102046937ACN102046941A1/4页7图1说明书附图CN102046937ACN102046941A2/4页8图2图3说明书附图CN102046937ACN102046941A3/4页9图4说明书附图CN102046937ACN102046941A4/4页10图5说明书附图CN102046937A。