加热元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于排气后处理的装置，该装置具有可被排气流过的流动线路，该流动线路具有至少一个作用为催化器的蜂窝体(1)和至少一个加热元件(2)，其中，加热元件(2)由陶瓷材料形成，该加热元件能沿多个流动通道从流入侧到流出侧被流过，其中，加热元件(2)沿界定流动通道的壁部能导电，并且可以通过电触点(3)与电压源连接，其中，加热元件(2)在流动线路的可流过的横截面上蜿蜒状地延伸。流过的横截面上蜿蜒状地延伸。流过的横截面上蜿蜒状地延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热元件


[0001]本专利技术涉及一种用于排气的后处理的装置，该装置具有可被排气流过的流动线路，该流动线路具有至少一个作用为催化器的蜂窝体和至少一个加热元件，其中，加热元件由陶瓷材料形成，该加热元件可沿多个流动通道从流入侧到流出侧被流过，其中，加热元件沿界定流动通道的壁部能导电。

技术介绍

[0002]加热元件用于加热催化(转化)器、例如在内燃机的排气管路中的催化器，以便提前达到所谓的催化器起燃温度，从该起燃温度开始，排气的化学转化特别有效地起作用。为此，加热元件例如由导电的导体结构形成，该导体结构与电流源连接，并且因此在利用欧姆电阻的情况下生热。
[0003]在现有技术中，用于内燃机的排气系统中的多种加热盘是已知的。主要使用金属蜂窝体，该金属蜂窝体由相互堆叠并缠绕的多个金属箔形成。由此，蜂窝体形成有多个可流通的流动通道，排气可以流过这些流动通道。加热盘通过电气接头与电压源连接。
[0004]替代地，已知了由陶瓷材料制成的加热盘，加热盘具有金属导体，该金属导体与电压源连接并且可以在利用欧姆电阻的情况下被加热。
[0005]在现有技术中的装置的缺点尤其是，必须采取复杂的绝缘措施来防止电流遵循不必要的路径并且导致电短路。如果流动的电流遵循尽可能短的路径，并且因此在加热元件上形成比其他的区域明显更强地被电流流过且因此被加热的区段，那么沿加热元件也可能会出现不必要的热点。热点尤其在耐久性方面可能是不利的，并且附加地，在可被流过的催化器横截面上的不均匀热分布在催化器的效率方面是不利的。
专利技术内容
[0006]因此本专利技术的目的是，提供一种具有催化器和加热元件的装置，其中，加热元件是可简单制造的、耐用的并且能够简单地适配于不同的要求。
[0007]关于具有电加热元件的催化器的目的通过具有权利要求1的特征的催化器来实现。
[0008]本专利技术的一个实施例涉及一种用于排气的后处理的装置，该装置具有可由排气流过的流动线路，该流动线路具有至少一个作用为催化器的蜂窝体和至少一个加热元件，其中，加热元件由陶瓷材料形成，该加热元件可沿多个流动通道从流入侧到流出侧被流过，其中，加热元件沿界定流动通道的壁部能导电并且可以借助于电触点与电压源连接，其中，加热元件在流动线路的可通流的横截面上蜿蜒地延伸。
[0009]加热元件优选可以由盘形的蜂窝体制成，该蜂窝体例如可以通过挤出方法制成。例如，盘状的蜂窝体可以利用切削方法被加工，并且因此产生期望的形状。优选地，加热元件设计为蜿蜒状的，并且因此形成加热线路，该加热线路在用于排气后处理的装置的可通流的横截面上延伸。替代地，加热元件也可以通过适当的成形方法已经制成为蜿蜒状成形
的加热线路。
[0010]加热元件优选具有以下结构，即该结构例如也具有催化活性催化器的陶瓷蜂窝体。多个细小的通道从流入侧到流出侧穿过蜂窝体，从而使得蜂窝体以及加热元件总体上沿限定的主方向是透气的。
[0011]加热元件的导电性通过界定流动通道的通道壁来实现。为此，例如，陶瓷可以设有导电涂层。替代地，可以将金属颗粒混合到陶瓷中，从而使得金属陶瓷混合物总体上能导电。
[0012]加热元件通过其蜿蜒状的结构尤其良好地适用于覆盖可通流的横截面的尽可能多的部分，以便实现对流动的排气的尽可能均匀且强的加热。原则上，加热元件可以通过交替地依次排列180
°
的偏转来构造，从而形成加热元件的相互平行延伸的区段。替代地，优选提出加热元件的各个区段的螺旋形布置方案，该螺旋形布置方案例如由现有技术中的用于加热盘的金属蜂窝体而是已知的。
[0013]目的是，实现对可通流的横截面的尽可能大面积的覆盖，而加热元件的各个区段不会彼此导电接触。
[0014]加热元件可以完全布置在一个单个平面中。替代地，加热元件例如也可以布置在彼此间隔开的两个或更多个平面中。为此，加热元件在偏转之后沿蜂窝体的主流动方向延伸，并且因此使两个平面相互连接。因此，加热元件也可以沿蜂窝体的主流动方向延伸。
[0015]特别有利的是，加热元件在一个平面内具有多个偏转。180
°
的偏转是特别有利的，以便实现蜂窝体的可用横截面面积的尽可能好的利用，并且因此产生尽可能高的加热功率。
[0016]此外优选的是，加热元件由陶瓷蜂窝体形成。由盘形的蜂窝体通过切削方法形成的加热元件是尤其有利的。
[0017]也有利的是，与加热元件的其余区域相比，加热元件在偏转处具有导电结构的横截面增厚。导电结构由通道壁形成。为了在偏转区域中实现横截面增厚，例如可以局部在每单位面积中布置更多的通道壁，或者可以局部增加通道壁的厚度。替代地或附加地，通道壁的孔隙率可以是不一样大的。由于高的孔隙率，在每单位体积中能在材料中结合更多的空气，由此总体上在那里存在较少的导电材料。因此，降低的孔隙率导致每单位体积中更多的材料，由此在那里存在相对多的材料。
[0018]在偏转区域中的材料增厚是有利的，以便避免形成所谓的热点或热区。由于材料增厚，局部存在可被电流沿加热元件流过的更多材料。因此，在加热元件上所生成的热分布在更多的质量上，由此减小最大的局部加热。
[0019]在优选的设计方案中，导电结构的横截面增厚也可以在加热元件的横截面上以不同的强度形成，从而使得例如在偏转区域中靠近内部较小曲率半径的区域获得较低的横截面增厚，或者甚至获得横截面减小，而在偏转区域中靠近外部较大曲率半径的区域获得较大的横截面增厚。这尤其可以是有利的，以便针对性地影响沿加热元件的电流流动，并且因此避免由于电流流动增大而形成热点。
[0020]优选的实施例的特征在于，与在偏转部之前和之后的区段上相比，加热元件在偏转区域中具有在加热元件的横截面上不同的热导率。
[0021]较低的热导率反作用于局部热点的形成。例如通过特殊的材料选择，可以例如以
下方式产生较小的热导率，即，偏转区域由与加热元件的其余部分不同的材料制成。加热元件的基本材料也可以例如在偏转区域中掺有另外的材料或另外的元件。
[0022]优选地，邻近较小的曲率半径的偏转部内边缘处的热导率与邻近较大的曲率半径的偏转部外边缘处的热导率不同。由此，可以将热导率设计成减少尤其是在较小曲率半径的区域中的热点形成。热导率此外可以受到材料选择、孔隙率、加热元件的横截面面积或通道壁部的数量和厚度的影响。
[0023]此外优选的是，与在偏转部之前和之后的区段上相比，加热元件在偏转区域中具有在加热元件的横截面上不同的热容。局部地产生较高的热容也反作用于局部的热点形成，由此总体上实现更均匀的热分布。在此优选地，通过相应的参数选择在较小的曲率半径区域中产生的热容也不同于在较大的曲率半径区域中产生的热容。
[0024]也有利的是，加热元件在偏转区域中具有在加热元件的横截面上不同的电阻。电阻率也可能受到已经提到的材料特性的影响。有利地，电阻率也在加热元件的横截面上被调整，从而减少或完全避免热点的形成。优选地，加热元件在较小或较窄的曲率半径的区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于排气后处理的装置，该装置具有可被排气通流的流动线路，该流动线路具有至少一个作用为催化器的蜂窝体和至少一个加热元件(2)，其中，加热元件(2)由陶瓷材料形成，所述加热元件能沿多个流动通道从流入侧到流出侧被流过，其中，加热元件(2)沿界定流动通道的壁部能导电，并且能够借助于电触点(3)与电压源连接，其中，加热元件(2)在流动线路的能通流的横截面(1)上蜿蜒状地延伸。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，加热元件(2)在一平面内具有多个偏转部(4、7、9)。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，加热元件(2)由陶瓷蜂窝体形成。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，与加热元...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：纬湃技术有限公司，
类型：发明
国别省市：