多筒柴油机烟灰颗粒过滤器制造技术

本发明专利技术涉及多筒柴油机烟灰颗粒过滤器(100)，其包括界定了过滤器容积的外边界的外壳。该过滤器具有中央过滤器轴线(170)。该外壳具有限定了与中央轴线基本上平行的平均流向的流入侧和流出侧。过滤器容积填充有至少两个过滤器筒，每个过滤器筒具有中央过滤器筒轴线(170)。过滤器筒的中央过滤器筒轴线(170)与过滤器的平均流向基本上平行。过滤器筒包括由金属纤维构成的多孔结构(101)。过滤器筒形成穿过所述多孔结构(101)的径向流向。经过多筒柴油机烟灰颗粒过滤器的流体流是轴向的，而经过过滤器筒的流体流是径向的。本发明专利技术还涉及制造多筒柴油机烟灰颗粒过滤器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多筒柴油机烟灰颗粒过滤器，其包括多个径向过滤器筒。本专利技术还涉及制造多筒柴油机烟灰过滤器的方法以及多筒柴油机烟灰颗粒过滤器的用途。
技术介绍
例如可以从W02007/079829中知道包括金属纤维的柴油机烟灰颗粒过滤器。这种过滤器由于其流向是轴向的故被称为轴向过滤器。但是，这种类型的过滤器具有许多缺点，例如其面积流量有限，并且压降相对较高。本领域还已知 采用陶瓷过滤器来过滤柴油机排放物。但是，它们的特征都在于高热质量，从而导致再生时间较长。另外，其质量效率不是可调的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供避免出现现有技术缺陷的过滤器。本专利技术的另一个目的在于提供一种具有轴向流的多筒柴油机烟灰颗粒过滤器，其包括多个具有径向流的径向过滤器筒。这些过滤器筒在过滤表面区域中具有较低的压降和更大的流量。本专利技术的另一个目的在于提供具有高成型的且设计柔性的多筒柴油机烟灰颗粒过滤器，例如使得该过滤器能够与其尺寸或形状无关地结合在现有的消音器结构中。本专利技术的再一个目的在于提供具有可调质量效率的多筒柴油机烟灰颗粒过滤器。本专利技术的再一个目的在于采用本专利技术模块化多筒构思提供装配、安装和维护成本更低的多筒柴油机烟灰颗粒过滤器。根据本专利技术的第一方面提供了一种多筒柴油机烟灰颗粒过滤器。该多筒柴油机烟灰颗粒过滤器包括外壳，其界定了被称为过滤器容积的空间外部边界。多筒柴油机烟灰颗粒过滤器具有中央过滤器轴线。外壳和过滤器容积具有带有至少一个过滤器入口的流入侧和带有至少一个过滤器出口的流出侧。流入侧和流出侧限定了平均流向(average flowdirection)。平均流向基本上与中央过滤器轴线平行。这意味着穿过多筒柴油机烟灰颗粒过滤器的平均流体流为轴向流。外壳沿着平均流动通道的方向限定了过滤器容积的外部边界。外壳沿着径向方向是不能透气的。过滤器容积填充有多个过滤器筒。每个过滤器筒具有中央过滤器筒轴线。该中央过滤器筒轴线与过滤器的平均流向基本上平行，并且因此与中央过滤器轴线基本上平行。在流入侧处的入口数量为至少一个，并且更优选的是等于过滤器筒的数量，在流出侧处的过滤器出口数量为至少一个，并且更优选的是等于过滤器筒的数量。过滤器筒包括由金属纤维构成的多孔结构。过滤器筒提供穿过过滤器筒的多孔结构的径向流向。过滤器筒的径向流可以是从过滤器筒的外部流向过滤器筒的内部，或者反之亦然，从过滤器筒的内部流向过滤器筒的外部。在径向流为从过滤器筒的外部流向过滤器筒的内部的情况下，入口流径向向内朝着过滤器筒，而出口流基本上与中央过滤器筒轴线平行，因此沿着轴向方向。在径向流从过滤器筒的内部流向过滤器筒的外部的情况下，过滤器筒的入口流与中央过滤器筒轴线平行，并且出口流朝着过滤器筒的径向向外。在该情况中，入口流为轴向方向，并且出口流为径向向外。因此过滤器筒可以沿着径向方向是透气的。虽然流经筒柴油机烟灰颗粒过滤器的平均流为轴向流，但是流经单个过滤器筒过滤器的流体为径向流。外壳界定了被称为过滤器容积的空间。该外壳可以由任意使得过滤器容积能够沿着径向方向不透气的材料构成。在采用金属纤维 的情况下，外壳可以为金属外壳，任选从用来提供金属纤维的类似或相同金属合金中提供。优选的外壳包括金属管或者金属箔。过滤器容积可以具有任意形状，例如具有圆形横截面的圆筒形或者具有椭圆横截面的形状。过滤器容积可以任选为锥形，例如具有圆形或椭圆形横截面。过滤器容积填充有多个过滤器筒。过滤器筒的数量为至少2个。原则上，在过滤器筒的数量上限方面没有任何限制。过滤器筒的数量例如2、4、7、20、37、...。过滤器筒可以按照不同的方式设置在过滤器容积内。过滤器筒例如可以按照这样的方式在过滤器容积上分布设置，即使得不存在中央过滤器筒。不具有中央过滤器筒的结构示例为包括4个过滤器筒的过滤器容积。可选的是，过滤器筒可以布置成一个或多个过滤器筒设置在中央，并且多个过滤器筒设置在围绕着中央设置的过滤器筒的第一层中。可能的是，多个过滤器筒设置在围绕着第一层的第二层中。原则上，对于过滤器筒的层数没有任何限制。这种结构的第一示例包括一个中央设置的过滤器筒，其由在第一层中的围绕着居中布置的过滤器筒设置的六个过滤器筒包围，简称为1+6。另一个示例包括一个中央设置的过滤器筒，围绕着中央设置的过滤器筒设置在第一层中的六个过滤器筒，围绕着六个过滤器筒设置在第二层中的十二个过滤器筒，以及设置在第三层中的十八个过滤器筒，简称为1+6+12+18。根据本专利技术的多筒柴油机烟灰颗粒过滤器包括多孔结构。该多孔结构优选由金属纤维构成。可以采用任意合适的金属或合金来形成金属纤维。金属纤维例如由钢例如不锈钢制成。可能的不锈钢合金为AISI 300或AISI 400系列合金，例如AISI 316L或AISI 347或者包含铁、铝和铬的合金、包含铬、铝和/或镍以及重量百分比0. 05%至0. 3%的钇、铈、镧、铪或钛的不锈钢，例如采用DIN1. 4767合金或Fecralloy 。也可以采用铜或铜合金或者钛或钛合金。金属纤维也可以由镍或镍合金制成。可以通过任意公知的金属纤维生产方法例如通过成束拉拔操作、通过如在JP3083144中所述的线圈刮削操作、通过线材刮削操作(例如钢丝绒)或者通过从熔融金属合金浴提供金属纤维的方法来制造金属纤维。为了提供具有平均长度的金属纤维，可以通过采用如在W002/057035中所述的方法或者通过采用例如在US4664971中所述的提供金属纤维颗粒的方法来切割金属纤维，或者可以使之拉伸断裂。优选的是，金属纤维的当量直径D小于100 V- m,例如小于65 U m,更优选小于36 ii m例如35 V- m、22 y m或17 y m。任选的是,金属纤维的当量直径小于15 u m,例如14 y m、12 y m或11 ii m,或者甚至小于9 u m,例如为8 ii m。任选的是,金属纤维的当量直径D小于7 y m或者小于 6 Ii m,例如小于 5 u m,例如 I u m、I. 5 u m、2 u m、3 u m、3. 5 u m 或 4 u m。金属纤维可以是环形金属纤维，环形纤维为已知的细丝，或者具有纤维平局长度Lfiber,任选地,在例如0. Icm至5cm之间。在优选实施方案中，金属纤维为非烧结金属纤维，其粗糙度高于I. 7，例如高于I.9，闻于2或闻于2. 5。为了本专利技术的目的，“粗糙度”定义为特定纤维的横截面周长与假想纤维的横截面的周长的比率，假想纤维具有其表面积等于特定纤维的横截面的平均表面积的圆形径向横截面。该假想纤维的直径被称为当量直径。对于本专利技术而 言，“横截面”指的是在与纤维主轴垂直地切割纤维时所得到的横截面。非烧结金属纤维具有较高的粗糙度。令人惊讶的是，已经注意到，具有这些粗糙度的金属纤维由于它们有效的俘获颗粒，所以对于柴油机烟灰颗粒过滤而言非常有效。已经注意到，由包含Fe、Al和Cr的合金、包含铬、铝和/或镍以及重量百分比0. 05%至0. 3%的钇、铈、镧、铪或钛的不锈钢制成的粗糙度高于I. 7的金属纤维对于柴油机烟灰颗粒过滤而言最有效。过滤器筒的多孔结构盘绕在中央过滤器筒轴线上，该轴线与平均流向基本上平行，即基本上平行与多筒柴油机烟灰颗粒过滤器的中央轴线。在优选实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·席尔德曼斯，J·旺达姆，F·韦沙瓦，
申请(专利权)人：贝卡尔特公司，
类型：发明
国别省市：