带有一加强壁结构的挤制式蜂窝体,特别是催化剂载体制造技术

技术编号:4428792 阅读:215 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种挤制式蜂窝体(11),特别是一种催化剂载体,其具有若干用于一种流体的通道(7),通道的至少一部分由第一厚度的壁(2)所限定并/或分离,至少一部分由第二厚度的壁(3)所限定并/或分离,第一厚度比第二厚度薄。蜂窝体(11)具有由第二厚度的通道壁(3)构成的稳定的壁结构(14),并具有若干大致直的第二厚度壁(13),其垂直于蜂窝体边缘的负荷方向,从蜂窝体(11)的一个外侧延伸到其内侧,或者穿过整个蜂窝体(11)。这些蜂窝体非常稳定,同时又可以具有若干薄的通道壁,因此,它们至少在局部具有特别低的热容量。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
,特别是催化剂载体的制作方法
本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所述的蜂窝体。这种蜂窝体用于例如内燃机的排气的催化转化。WO94/15712中公开了一种陶瓷和/或金属材料的挤制式蜂窝体,其具有若干由隔段壁彼此隔开的通道,这些通道大致彼此平行。与先前公知的蜂窝体相比,这种特殊的壁结构提高了弹性。在JP54-150406A中描述了一种挤制式蜂窝体,其通道由大致彼此垂直的交叉壁段隔开。在蜂窝体的横截面上,在两个彼此交叉地分别从蜂窝体的一外侧延伸到其相对的外侧的区域内的隔段壁的厚度大于隔段壁的基本厚度。具有厚隔段壁的壁段穿过与所述区域的延伸方向对角的区域,因此,壁段部分厚,部分薄。在一关于机械强度的试验中将这种蜂窝体与两种蜂窝体做了比较,在这两种蜂窝体中,在所述区域内的隔段壁的厚度等于隔段壁的基本厚度。试验结果在JP54-150406A中列出表格,从该表格中清楚地看出,在所述区域具有较厚隔段壁的蜂窝体与两种另外的蜂窝体相比,在机械强度方面没有任何优点,甚至在与所述壁段的方向对角的一方向上机械强度更低。近年来,新的蜂窝体的发展方向是减小热容量。当蜂窝体用于排气催化器中时,在较小的热容量下能够达到一种较好的冷启动状态。较早就可达到使催化过程开始的点火温度。除了热容量之外,发展的另一方向涉及气流穿过蜂窝体时发生的压力损失。这种压力损失应尽可能的小。两个发展目标-热容量减小和压力损失减小-都可通过薄的通道壁厚来实现。然而通道壁不能做得任意的薄,否则壁结构就会不稳定,在热和/或机械负荷下会受到损坏。本专利技术的任务是提供一种具有薄通道壁并具有稳定的壁结构的挤制式蜂窝体。按照本专利技术,这一任务通过一种具有权利要求1的特征的蜂窝体完成。按照本专利技术,这一任务还通过具有权利要求12的特征的蜂窝体来完成。一个按照本专利技术的蜂窝体具有若干第一厚度的通道壁和若干第二厚度的通道壁,第一厚度小于第二厚度。具有第二厚度的通道壁设计成稳定的骨架式壁结构。这种骨架式壁结构具有若干大致为直线的壁段,它们垂直于蜂窝体边缘的局部结构,各壁段从蜂窝体的外侧延伸到其内侧或穿过蜂窝体。壁段应理解成彼此伸入到对方内部的连续的多个通道的通道壁。在按照本专利技术的蜂窝体的一种实施形式中,若干壁段穿过蜂窝体的内部,从一外侧到另一相对的外侧。通过这种方式,可以将从外部作用在蜂窝体上,特别是在壁段从蜂窝体内穿出的蜂窝体边缘区域上的力引走,不会使蜂窝体受到破坏。但是在不穿过蜂窝体内部的第二厚度壁段的情况下,作用在蜂窝体边缘的力也可以被引走。伸入内部的壁段可以将力传递给许多与其相连的第一厚度的壁,从而将从外部作用的力分配到蜂窝体的内部。在本专利技术的另一实施例中,若干第二壁厚的壁段至少延伸到一共同的节点,它们在该节点上彼此连接,此节点位于蜂窝体内部。“节点”指的是这样一个区域,在该区域内至少两个大致直的壁段彼此固定连接。节点是沿一直线延伸的一长的壁段连接区域。在蜂窝体的某些实施例中,在节点上彼此连接的壁段从一外侧延伸到一大致相对的外侧,在某些实施例中,(大致为直的)壁段结束于节点中,在某些实施例中,所有或一部分在节点上连接的壁段经过节点向外连续,并到达一相对的外侧。本专利技术的一个优点是可以构造具有薄壁的稳定的蜂窝体。这样,例如可以实现高蜂窝密度,这就是说,在蜂窝体的横截面上,单位平面内有大量的通道,却不会带有使排气压力损失的缺点。高蜂窝密度有利于排气的催化转变,因为可以实现单位体积上的大的催化作用上表面。在一带有排气催化器的内燃机的冷启动阶段或重新启动阶段,重要的是尽可能早地达到催化器的点火温度。薄壁实现了这种可能性,因为其热容量小。起决定作用的是,至少在薄壁的局部上早达到点火温度,而不必在整个催化器中大约同时达到,因为在达到点火温度后进行的是放热化学反应。点火温度达到或超过的区域迅速扩大。应用按照本专利技术的蜂窝体导致了催化器中的催化过程的及早开始。在热排气大约同时流入第一和第二壁厚的通道壁的情况下,催化过程在第一壁厚的壁(较薄)处开始,并向第二厚度的壁上扩展。与比较均匀热容量但是只具有一个壁厚的的蜂窝体相比,在按照本专利技术的蜂窝体中,催化过程较早开始。然而,只要使用较薄的壁,即使按照本专利技术的蜂窝体热容量大,催化过程仍然较早开始。按照本专利技术的蜂窝体的一个优点是,还可以通过在与第二厚度的壁段的方向偏差的方向上连接于蜂窝体的稳定壁结构来引导力。特别是,在按照本专利技术的稳定的壁结构具有至少四个交叉在一个节点中的壁段的蜂窝体的情况下,对这种负荷具有抵抗能力。在这一实施例的发展中,所述至少四个壁段之间在节点处在蜂窝体的横截面上的角度相同。在蜂窝体具有大致旋转对称的外表面并且其通道大致平行于旋转轴线穿过蜂窝体的情况下,优选使节点大致设置在该旋转轴线上。此外,还可以为切入位于旋转轴线上的节点的壁段设置与其它壁段连接的节点。按照本专利技术的蜂窝体的另一优点是其有利的振动性能。由于其稳定的结构,这种骨架式壁结构对振动很敏感。然而,这也减小了垂直于蜂窝体的轴向长度的仅具有薄通道壁的壁结构区域的振动长度。该振动长度符合蜂窝体的一定的使用目的。对此需注意的是,不要引起蜂窝体的共振。在按照本专利技术的蜂窝体的一种发展中,在蜂窝体内部,由第一厚度的通道壁构成的通道壁面部分大于由第二厚度的通道壁构成的通道壁面部分。第一厚度优选至少比第二厚度少20%。一通道壁的“一”厚度理解成通道壁的平均厚度,局部的壁厚与该平均厚度的差别可以为百分之几。在这种蜂窝体的一实施例中,第一厚度的值在20μm与60μm之间,优选大约为30μm。在这种蜂窝体的一有利的实施例中,蜂窝体具有一外周边,通道设置在其内,若干与第二壁厚的直壁段交叉的封闭环绕的壁段与蜂窝体的外周边的距离不同,但其中各壁段的该距离大致恒定,因此,在横截面上构成环段区域。在一种实施中,至少一部分封闭环绕的壁段具有第一壁厚。在另一实施例中,其它的通道壁将环段区域细分,这些细分的通道壁垂直于封闭环绕的壁段。在另一实施例中,所有通道的横截面大小,至少在环段区域内相同。本专利技术的基本任务还通过一具有若干一种流体可流过的通道的蜂窝体来完成,其中至少一部分通道由一第一厚度的通道壁限界并/或彼此隔开,至少一部分通道由第二厚度的通道壁限界并/或彼此隔开,第一厚度小于第二厚度,蜂窝体具有一使其稳定的壁结构,该壁结构由第二厚度的通道壁构成。在这种蜂窝体中,稳定的壁结构具有若干第二厚度的大致直的壁段,这些壁段分别从蜂窝体边缘上的一位置穿过蜂窝体内部延伸到边缘上的另一位置。优选至少两个第二厚度的壁段起始于或终止于这种位置。下面结合附图描述本专利技术的实施形式。这些实施形式是例子,但本专利技术并不限于这些例子。附图中的各图分别为附图说明图1示出一具有辐条状稳定壁结构的蜂窝体,图2示出一具有椭圆形横截面的蜂窝体,图3示出一具有星状稳定壁结构的蜂窝体,图4示出一具有三个连接在一节点上的第二厚度壁段的蜂窝体,图5示出一具有八个第二厚度的平面壁段的蜂窝体的一横截面,这八个壁段之间没有节点。图1示出一具有圆形横截面的蜂窝体11,其具有一辐条状的使其稳定的壁结构14,该壁结构带有四个交叉于一节点5处的第二厚度的壁段13。壁段13分别从一外侧穿过蜂窝体11的内部到另一相对外侧。节点5大致位于蜂窝体11的旋转轴线上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
挤制式蜂窝体(11;21;31;41;51),特别是催化剂载体,具有若干可流过一种流体的通道(7),在这些通道中,至少一部分由具有第一厚度的通道壁(2)限界并/或彼此隔开,至少一部分由具有第二厚度的通道壁(3)限界并/或彼此隔开,第一厚度小于第二厚度,蜂窝体(11;21;31;41;51)具有一种使其稳定的壁结构(14;24;34;44;54),该结构由第二壁厚的通道壁(3)构成,其特征在于: 所述稳定的壁结构(14;24;34;44;54)具有若干大致直的第二厚度的壁段(13、23、33),它们垂直于蜂窝体边缘的局部结构,从蜂窝体(11;21;31;41;51)的一个外侧延伸到其内部,或者穿过蜂窝体(11;21;31;41;51)。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗尔夫布吕克沃尔夫冈毛斯
申请(专利权)人:发射技术有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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