用具有径向壁的蜂窝体电加热催化剂的系统和方法技术方案

一种电加热器和一种加热催化剂的方法。加热器包括蜂窝体，该蜂窝体包括蜂窝结构。蜂窝结构包括纵向延伸的中心轴和多个互连壁。互连壁包括多个径向壁以及多个角向壁，多个径向壁沿蜂窝体的中心轴和最外周之间的蜂窝体的半径延伸，多个角向壁相对于中心轴同心布置，并且在径向壁之间跨越。蜂窝结构包括由互连壁限定的多个单元。加热器包括被设置在中心轴处的第一电极和被设置在中心轴的径向外侧的第二电极，并且第二电极经由被定位于第一电极和第二电极之间的一个或多个相交壁与第一电极电气连通。气连通。气连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用具有径向壁的蜂窝体电加热催化剂的系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请根据35U.S.C.
§
120要求于2019年9月16日提交的美国临时申请序列第62/900,984号的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用以其整体并入本文。

技术介绍

[0002]本申请总体上涉及用于加热催化剂(诸如催化转化器组件的基底上的催化剂)的电加热器，并且具体而言，涉及包括径向蜂窝结构的电加热器。

技术实现思路

[0003]下文提到的所有示例和特征都可以用技术上可行的方式进行组合。
[0004]在一些方面中，提供了电加热器。电加热器包括：蜂窝体，该蜂窝体包括蜂窝结构，该蜂窝结构包括穿过其中纵向延伸的中心轴和多个互连壁，其中互连壁包括多个径向壁和多个角向壁，每个径向壁至少部分沿蜂窝体的中心轴和最外周之间的蜂窝体的半径延伸，该多个角向壁相对于中心轴同心布置并在径向壁之间跨越；以及由互连壁限定的多个单元；设置在中心轴处的第一电极；以及被设置在中心轴的径向外侧的第二电极，该第二电极经由定位于第一电极和第二电极之间的一个或多个相交壁与第一电极电气连通。
[0005]在一些实施例中，多个角向壁的径向连续角向壁之间的径向距离在径向接近蜂窝体的外周时减小，以使得每个单元的水力直径基本相似。
[0006]在一些实施例中，多个单元的第一组在与中心轴直接相邻的第一区中，其中多个单元的第二组被设置在第一区径向外侧的第二区中，其中多个单元的第一集合中的每个单元的第一水力直径小于多个单元的第二集合中的每个单元的第二水力直径。
[0007]在一些实施例中，多个单元中的第一单元的每个径向壁相对于多个单元中与第一单元径向相邻的第二单元的径向壁成角度地偏移。
[0008]在一些实施例中，蜂窝体包括通过过渡角向壁与第二电阻区分隔的第一电阻区，其中第一电阻区包括比第二电阻区更少的的径向壁，第一电阻区比第二电阻区更靠近中心轴定位，并且第一电阻区和第二电阻区两者都定位在第一和第二电极之间。
[0009]在一些实施例中，第一电阻区和第二电阻区由过渡角向壁和第一电极、第二电极、或第二过渡角向壁中的一者界定。
[0010]在一些实施例中，第一电阻区的径向壁比第二电阻区的径向壁成比例地更厚，以使得，当在第一电极和第二电极之间承载电流时，由第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。
[0011]在一些实施例中，第一电阻区的径向壁比第二电阻区的径向壁成比例地更短，以使得，当在第一电极和第二电极之间承载电流时，由第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。
[0012]在一些实施例中，第一电阻区的径向壁比第二电阻区的径向壁轴向成比例地更
长，以使得，当在第一电极和第二电极之间承载电流时，由第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。
[0013]在一些实施例中，径向壁比角向壁厚。
[0014]在一些实施例中，第二电极被设置在围绕蜂窝结构外围设置的外皮处。
[0015]在一些方面中，提供了排气处理系统。排气处理系统包括根据上述任一者的电加热器和定位于电加热器下游的排气处理装置。
[0016]在一些实施例中，排气处理装置包括负载有催化材料的基底、微粒过滤器、或其组合。
[0017]在一些方面，提供了加热催化剂的方法。该方法包括以下步骤：跨位于蜂窝体中心轴的第一电极和位于蜂窝体上的从第一电极径向向外的第二电极施加电势差，其中蜂窝体包括多个相交壁，该多个相交壁包括多个径向壁和多个角向壁，每个径向壁至少部分沿着蜂窝体的半径在蜂窝体的中心轴和最外周之间延伸，多个径向壁中的至少一些径向壁围绕中心轴成角度地彼此间隔，该多个径向壁相对于中心轴同心布置并在径向壁之间跨越，其中，电势差产生流经位于第一电极和第二电极之间的相交壁的电流，该电流在相交壁中生成电阻加热。
[0018]在一些实施例中，多个单元的各单元的径向尺寸对于径向接近蜂窝体外周的每个后续径向相邻的单元减小，使得每个单元的水力直径基本相似。
[0019]在一些实施例中，多个单元的第一集合被围绕中心轴设置，其中多个单元的第二集合被围绕第一集合设置，其中多个单元的第一集合的每个单元的第一水力直径小于多个单元的第二集合的每个单元的第二水力直径。
[0020]在一些实施例中，多个单元的第一子集中的每个单元的一个或多个径向壁分别相对于多个单元中与第一子集径向相邻的第二子集中的每个单元的径向壁成角度地偏移。
[0021]在一些实施例中，单元的第二子集与中心轴分离多个角向壁中的至少两个角向壁。
[0022]在一些实施例中，蜂窝体包括通过过渡角向壁与第二电阻区分隔的第一电阻区，其中第一电阻区包括比第二电阻区更少的径向壁，第一电阻区比第二电阻区更靠近中心轴定位，并且第一电阻区和第二电阻区两者都定位在第一和第二电极之间。
[0023]在一些实施例中，第一电阻区的径向壁比第二电阻区的径向壁厚，以使得第一电阻区和第二电阻区的等效电阻基本相似。
[0024]在一些实施例中，第一电阻区的径向壁比第二电阻区的径向壁更短，以使得，当在第一电极和第二电极之间承载电流时，由第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。
[0025]在一些实施例中，第一电阻区的径向壁比第二电阻区的径向壁轴向更长，以使得，当在第一电极和第二电极之间承载电流时，由第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。
[0026]在一些实施例中，径向壁比角向壁厚。
[0027]在一些实施例中，第二电极被设置在围绕外围设置的外皮处。
[0028]在一些实施例中，催化剂装载在相交壁上。
[0029]在一些实施例中，该方法进一步包括用加热器加热流体流动，以及用流体流动加
热催化剂。
[0030]在以下所附附图和描述中阐述一个或多个实施方式的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征、目的以及优点将显而易见。
附图说明
[0031]图1描绘了根据示例的具有径向蜂窝结构的电加热器的部分截面图。
[0032]图2描绘了根据示例的电加热器的透视图。
[0033]图3描绘了根据示例的电加热器的径向壁的等效电阻。
[0034]图4A描绘了根据示例的电加热器的径向壁和角向壁的简化的部分截面图。
[0035]图4B描绘了根据示例的电加热器的径向壁的等效电阻。
[0036]图5描绘了根据示例的电加热器的径向壁和角向壁的简化的部分截面图。
[0037]图6描绘了根据示例的电加热器的径向壁和角向壁的简化的轴向截面图。
[0038]图7描绘了根据示例的具有径向蜂窝结构的电加热器的截面图。
[0039]图8描绘了根据示例的电加热器的加热分布。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于加热排气流的电加热器，包括：蜂窝体，所述蜂窝体包括：蜂窝结构，所述蜂窝结构包括在其中纵向延伸的中心轴，以及多个互连壁，所述互连壁包括：多个径向壁，每个径向壁至少部分沿所述蜂窝体的中心轴和最外周之间的所述蜂窝体的半径延伸；以及多个角向壁，所述多个角向壁相对于所述中心轴同心布置并且在所述径向壁之间跨越；以及多个单元，所述多个单元由所述互连壁限定；第一电极，所述第一电极被设置在所述中心轴处；以及第二电极，所述第二电极被设置在所述中心轴的径向外侧，所述第二电极经由被定位在所述第一电极和第二电极之间的一个或多个相交壁与所述第一电极电气连通。2.如权利要求1所述的电加热器，其特征在于，所述多个角向壁的径向连续角向壁之间的径向距离在径向接近所述蜂窝体的外周时减小，以使得每个单元的水力直径基本相似。3.如权利要求1或2中的任一项所述的电加热器，其特征在于，所述多个单元的第一组在与所述中心轴直接相邻的第一区中，其中所述多个单元的第二组被设置在所述第一区径向外侧的第二区中，其中所述多个单元的第一集合中的每个单元的第一水力直径小于所述多个单元的第二集合中的每个单元的第二水力直径。4.如权利要求1
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3中的任一项所述的电加热器，其特征在于，所述多个单元中的第一单元的每个径向壁相对于所述多个单元中与所述第一单元径向相邻的第二单元的径向壁成角度地偏移。5.如权利要求1
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4中的任一项所述的电加热器，其特征在于，所述蜂窝体包括通过过渡角向壁与第二电阻区分隔的第一电阻区，其中所述第一电阻区包括比所述第二电阻区更少的径向壁，所述第一电阻区比所述第二电阻区更靠近所述中心轴定位，并且所述第一电阻区和所述第二电阻区两者都定位在所述第一和第二电极之间。6.如权利要求5所述的电加热器，其特征在于，所述第一电阻区和所述第二电阻区由所述过渡角向壁和所述第一电极、所述第二电极、或第二过渡角向壁中的一者界定。7.如权利要求5所述的电加热器，其特征在于，所述第一电阻区的径向壁比所述第二电阻区的径向壁成比例地更厚，以使得，当在所述第一电极和所述第二电极之间承载电流时，由所述第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由所述第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。8.如权利要求5所述的电加热器，其特征在于，所述第一电阻区的径向壁比所述第二电阻区的径向壁成比例地更短，以使得，当在所述第一电极和所述第二电极之间承载电流时，由所述第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由所述第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。9.如权利要求5所述的电加热器，其特征在于，所述第一电阻区的径向壁比所述第二电阻区的径向壁轴向成比例地更长，以使得，当在所述第一电极和所述第二电极之间承载电流时，由所述第一电阻区的每个径向壁生成的热量和由所述第二电阻区的每个径向壁生成的热量基本相同。
10.如权利要求1
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9中的任一项所述的电加热器，其特征在于，所述径向壁比所述角向壁更厚。11.如权利要求1
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10中的任一项所述的电加热器，其特征在于，所述第二电极被设置在外皮处，所述外皮围绕所述蜂窝结构的所述外周设置。12.一种排气处理系统，所述排气处理系统包括如权利要求1
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11中的任一项所述的电加热器，并且排气处理装置被定位于所述电加热器的下游。13.如权利要求12所述的排气处理系统，其特征在于，所述排气处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：