專利名稱：微粒過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的微粒過濾裝置。
背景技術(shù)：
微粒過濾器在柴油機(jī)的排氣后處理中變成越來越標(biāo)準(zhǔn)的部件。用于重載發(fā)動機(jī)的 最通用的微粒過濾器基于陶瓷基質(zhì)，例如堇青石或碳化硅(SiC)。所述過濾器通常制成為單 件基質(zhì)，所述過濾器通具有大量平行的單端通道，其中一部分通道在單件的入口處被封閉， 且一部分通道在單件的出口處被封閉。在促使排氣穿過該基質(zhì)的通道壁時(shí)，微粒被過濾。效 率通常很高，即高于90%。收集到的微粒通過氧化而從過濾器中去除。如果排氣內(nèi)存在有 NO2,則氧化可在始于大約250°C的較低溫度下發(fā)生，或通過在大約600°C的較高溫度下的氧 化來去除。對于微粒過濾器的耐久性來說，高溫氧化期間的溫度控制是很關(guān)鍵的。微粒過 濾器對局部溫度最大值尤其敏感。這樣的局部溫度最大值可能由于不規(guī)則的碳煙收集而引 起，或因過濾器的不良再生過程而引起。所收集到的碳煙中的一部分不能通過氧化來去除， 且在再生后必須分開處理灰分，主要通過手工地拆下消聲器并清洗過濾器來進(jìn)行。以上所述的過濾裝置已在20年來投入商用。在US 4，589，983A中示出了將波狀 的平的過濾器材料放在一起的若干方法。建議將波狀過濾器片堆疊，其中相繼的片的流體 通道相互間旋轉(zhuǎn)90度正交地定向。供給氣體在供給氣體側(cè)進(jìn)入，且過濾物(例如如果原始 的排氣作為供給氣，則過濾后的排氣作為過濾物)在與供給氣體側(cè)正交的一側(cè)離開該堆疊 結(jié)構(gòu)。在US 6，126, 833A中公開了帶有小的陶瓷單體的設(shè)備，以獲得交叉流動過濾，其 中過濾物可移動到模塊的外部。EP 1 132 582 Al中給出將燒結(jié)金屬片堆疊為微粒過濾器的示例。帶有中心開口 的大的片焊接在一起被稱為手風(fēng)琴狀的類型，其中排氣從外側(cè)引導(dǎo)穿過多孔層到內(nèi)側(cè)開口 內(nèi)。殘留物、即碳煙和灰分被收集在布置于過濾器片下方的容器內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種微粒過濾裝置，所述微粒過濾裝置允許從過濾器中容易 地去除碳煙和灰分。此目的通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。其他權(quán)利要求和說明書公開了本發(fā)明的有 利實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明，微粒過濾裝置包括過濾器，該過濾器具有用于供給氣體的供給入口 側(cè)和用于過濾物的過濾物出口，該微粒過濾裝置還包括供給氣體通道；過濾物通道；以及 位于供給入口側(cè)和過濾物出口之間的一個或多個隔膜。在與供給入口側(cè)相反的一側(cè)布置有 微粒出口，該微粒出口附接有收集器隔室，該收集器隔室用于收集留存在供給氣體通道內(nèi) 的微粒。有利地，該微粒出口布置在與供給入口側(cè)相反的一側(cè)，而過濾物出口與供給入口側(cè) 成橫向地布置。優(yōu)選地，供給氣體通道和過濾物通道之間的隔膜垂直于堆疊方向定向。過濾器體可具有立方體形狀。優(yōu)選地，過濾物出口可設(shè)置在過濾器的兩個相反側(cè)。過濾器的 橫向流動布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了緊湊而有效的過濾裝置。收集器隔室布置在過濾物出口側(cè)，用于收集包含在供給氣體管道內(nèi)的微粒。收集 器隔室收集在過濾器再生期間形成的灰分。過濾裝置優(yōu)選用在汽車應(yīng)用中，特別是用在裝 配有柴油發(fā)動機(jī)的車輛中。因此，隔室的尺寸可適于保持至少在定期維護(hù)間隔之間形成的 灰分。特別地，收集器隔室的體積可設(shè)計(jì)為保持車輛的若干維護(hù)間隔之間的灰分。供給氣 體、即汽車環(huán)境中的發(fā)動機(jī)的排氣進(jìn)入到過濾裝置的供給氣體通道中，且穿過可透氣隔膜 流到過濾通道內(nèi)，并離開該過濾裝置。在供給氣體內(nèi)攜帶的灰分和碳煙被隔膜留存。碳煙 可通過NQe和/或O2氧化，而灰分被粘性力緩慢地移動到供給通道的端部，進(jìn)入收集器隔室 內(nèi)。有利地，所述通道具有相當(dāng)?shù)某叽?，其橫截面積在若干mm2的范圍內(nèi)。有利地，收集器隔室能夠以可釋放方式連接到過濾器。將灰分從過濾裝置中去除 和清潔收集器隔室能夠以非常簡單的方式完成。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，當(dāng)過濾裝置安裝在其工作環(huán)境中時(shí)，收集器隔室在幾何位置 上可安裝在過濾器下方。例如，過濾器和所附接的收集器隔室可垂直而非平行地定向，使得 供給入口側(cè)在上側(cè)而收集器隔室在下側(cè)。除了將灰分驅(qū)動到供給通道的端部而進(jìn)入收集器 隔室內(nèi)的粘性力之外，在建議的布置結(jié)構(gòu)中，此驅(qū)動力利用了重力。優(yōu)選地，供給氣體相對 于供給入口側(cè)偏轉(zhuǎn)，例如通過提供相對于過濾器的供給入口側(cè)傾斜的通道來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，供給氣體可沿著布置在供給氣體板的供給氣體通道移動，并且/或過濾 物可沿著布置在過濾物板內(nèi)的過濾物通道移動。該布置結(jié)構(gòu)是簡單的設(shè)計(jì)。有利地，相繼 的板的通道可正交地布置。根據(jù)有利的實(shí)施例，所述板在堆疊方向上堆疊且通過可透氣隔膜隔開。這實(shí)現(xiàn)了 簡單而緊湊的過濾器設(shè)計(jì)。在其他優(yōu)選實(shí)施例中，可在一個或多個或全部供給氣體通道內(nèi)設(shè)置催化材料。優(yōu) 選地，一個或多個或全部供給氣體通道可設(shè)置有氧化催化劑。該催化材料可優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為催 化劑層。例如，催化劑可增加NO2的量，因此改進(jìn)在相對低的溫度下的連續(xù)的過濾器再生， 和/或提高NOx去除效率。因此，供給氣體通道內(nèi)的碳煙的氧化得以改善。另外或替代地，可在一個或多個過濾物氣體通道內(nèi)設(shè)置催化材料。有利地，一個或 多個或全部過濾物通道可設(shè)置有用于將氮氧化物(NOx)還原的催化劑。替代的催化劑可以 是將NO2還原為NO的催化劑，特別地，如果需要高的NO2含量來用于碳煙的氧化，則這可以 是優(yōu)選的。該催化材料可優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為催化劑層。一個板內(nèi)的氣體通道之間的一個或多個分離器壁可以是氣密的。在這樣的情況 中，供給氣體僅能穿透供給通道和過濾物通道之間的隔膜。板的優(yōu)選實(shí)施例是梳狀橫截面 的，帶有多個平行的分離器壁，所述分離器壁在一側(cè)上與板狀多孔體連接，所述板狀多孔體 形成氣體通道的底部。當(dāng)從上方觀看時(shí)，各個板是打開的，帶有多孔底部和在底部上豎立的 平行分離器壁。由多孔材料形成的底部用作隔膜，當(dāng)供給氣體流過隔膜時(shí)，所述隔膜將過濾 物與殘留物隔開。此類的板可制造為單體。將多個這樣的板相互堆疊產(chǎn)生了帶有通道的布 置結(jié)構(gòu)，其中相繼的板的底部形成了前一個板的通道的覆蓋件。因此，對于供給氣體來說， 通道的底部和覆蓋件是可穿透的。在此實(shí)施例中，通道的水力直徑可相對地大，這導(dǎo)致較低 的壓降，或替代地，所述通道在給定的水力直徑下可具有大的單位體積隔膜面積?！八χ?br> 5徑”是處理非圓形管和通道中的流動時(shí)通常使用的術(shù)語。水力直徑可定義為通道的橫截 面積的四倍除以通道的流體濕周。流體定義為在施加剪應(yīng)力時(shí)而無論所施加的應(yīng)力多小 都連續(xù)變形(流動)的物質(zhì)。所有液體和所有氣體都是流體。板的替代實(shí)施例是使用隔膜和板之間的波狀薄膜。當(dāng)與供給氣體通道內(nèi)的氧化催 化劑和/或過濾物通道內(nèi)的NOx還原催化劑組合時(shí)，此實(shí)施例是非常有利的，因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)對 于壓力下降更不敏感。催化劑涂層可布置在波狀薄膜上而非隔膜上。另外或替代地，一個板內(nèi)的氣體通道之間的一個或多個或所有分離器壁可充當(dāng)隔 膜。這允許以整體相同的材料來制造過濾器的板，從而使制造過程快速而經(jīng)濟(jì)。另外，在一 個或多個通道內(nèi)流動受阻的情況中，流體可從受阻的通道流過可穿透的分離器壁到達(dá)打開 的通道，從而使板內(nèi)通道之間的流體均勻流動。另外或替代地，同一板內(nèi)的氣體通道之間的一個或多個分離器壁可被穿孔。如果 過濾器的一部分受到例如由于被隔膜留存的微粒的不均勻分配而導(dǎo)致的較大壓力下降，則 可對在通道內(nèi)流動的流體再分配。根據(jù)有利的實(shí)施例，噴射單元可聯(lián)接到過濾器，與過濾物通道直接流體連通。優(yōu)選 地，噴射單元可取代一個過濾物出口。被噴射介質(zhì)可以是用于去除NOx的還原劑，例如氨或 尿素或另外的氨載體，這通常用于氨SCR(SCR =選擇性催化還原)。被噴射介質(zhì)也可以是用 于在烴SCR過程(HC-SCR)中還原NOx的燃料，或用于將NO2部分或完全還原為NO的燃料。供給氣體的一部分能夠有利地作為被噴射介質(zhì)的驅(qū)動氣體而引導(dǎo)到噴射單元中。 合適量的被引導(dǎo)的供給氣體可在直至15%體積百分比的范圍內(nèi)，優(yōu)選直至10%的體積百 分比的范圍內(nèi)。可調(diào)節(jié)被引導(dǎo)的供給氣體的量，以提供足夠的能量和駐留時(shí)間，從而允許蒸 發(fā)和/或分解被噴射介質(zhì)。優(yōu)選地，流體管道設(shè)置在供給氣體通道的下游端與噴射單元之 間。被引導(dǎo)的供給氣體的量可容易地通過附接到供給氣體出口的氣體管道的橫截面來調(diào) 節(jié)。被引導(dǎo)的氣體可將能量供給到還原劑小滴，用于蒸發(fā)和/或分解以及向過濾器的驅(qū)動 力。流體通道能夠與過濾器和噴射單元之間的接口并列布置。這產(chǎn)生了被噴射介質(zhì)的 有利預(yù)熱。過濾器的噴射器側(cè)能夠充當(dāng)熱交換器，且分別冷卻供給氣體和過濾物，因此加熱 被噴射介質(zhì)。如果供給氣體的溫度過低而不能產(chǎn)生所噴射的還原劑的合適蒸發(fā)和/或分 解，則單獨(dú)的加熱器可聯(lián)接到該裝置。例如，尿素需要大約40(TC作為工作溫度，從而可靠地 分解為希望的產(chǎn)物。如果來自排氣的熱能夠用于將被噴射介質(zhì)加熱，則加熱所需的能量更 少。優(yōu)選地，微粒過濾器能夠設(shè)置在流體管道內(nèi)。過濾器可以是與上述壁流型過濾器 相同的類型。過濾器能夠使用相同的、用于灰分的收集器隔室。然而，能夠在流體管道內(nèi)使 用任何類型的過濾器，例如流通型過濾器等。另外，加熱器能夠聯(lián)接到流體管道。加熱器能夠優(yōu)選是電加熱器。一般地，也可以 使用催化燃燒器或火焰燃燒器。在優(yōu)選實(shí)施例中，通道板和/或隔膜可由金屬制成。與陶瓷材料相比，使用金屬材 料特別是燒結(jié)金屬材料使得過濾器具有較高的熱傳導(dǎo)性和較高的熱容量，因此防止熱不均 勻和熱點(diǎn)。與陶瓷相比，金屬材料也具有較好的機(jī)械特性。一般地，隔膜也能夠由任何多孔材料制成。使用多孔金屬即燒結(jié)金屬，使得產(chǎn)生高的熱傳導(dǎo)性，因此避免了局部熱點(diǎn)。


從如下實(shí)施例、但不限于所述實(shí)施例的詳細(xì)描述中，可最好地理解本發(fā)明以及上 述其他目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖la、lb示意性示出根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置的第一優(yōu)選過濾器的側(cè)視圖(圖la) 和透視圖(圖lb)；圖2a、2b示意性示出根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置的第二優(yōu)選過濾器的側(cè)視圖(圖2a) 和透視圖(圖2b)；圖3示意性示出優(yōu)選過濾裝置的第一實(shí)施例的頂視圖，所述過濾裝置具有向附接 到過濾器的噴射單元引導(dǎo)的供給氣體；和圖4示意性示出優(yōu)選過濾裝置的第一實(shí)施例的頂視圖，所述過濾裝置具有向附接 到過濾器的噴射單元引導(dǎo)的供給氣體。在附圖中，相同或類似的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。附圖僅是示意性表示，并非 旨在展示本發(fā)明的特定參數(shù)。此外，附圖僅意圖于描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)認(rèn)為 限制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式圖Ia和圖Ib中描繪了根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置(未示出)的優(yōu)選過濾器10。過濾 器10具有用于供給氣體的供給入口側(cè)12和用于過濾物的過濾物出口 16、18。例如，在原 始的排氣作為供給流體的情況中，過濾物是不含碳微粒的排氣。供給氣體沿著布置在供給 氣體板30內(nèi)的供給氣體通道20流動，且過濾物沿著布置在過濾物通道板32內(nèi)的過濾物通 道22流動。板30、32以交替方式在堆疊方向40上相互堆疊，且通過可透氣隔膜34隔開， 其中相繼的通道板30、32的通道20、22正交地布置，即如圖Ia所示，板30、32在每個堆疊 層內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度。板30、32具有梳狀外形，帶有安放在作為隔膜34的多孔基板上的分離器壁36 (僅 以其附圖標(biāo)記標(biāo)出若干個)。這產(chǎn)生了通過分離器壁36隔開的平行的通道20、22 (僅以其 附圖標(biāo)記標(biāo)出若干個)。在板30、32的最外端處布置了端壁38，所述端壁38可以是氣密的 或多孔的。在氣密型端壁38的情況中，所述端壁38可限制供給氣體，使得供給氣體僅通過 通道20進(jìn)入過濾器10。在多孔型端壁38的情況中，所述端壁38可由與隔膜34相同的材 料制成。各個分離器壁36可以是氣密的或可滲透氣體的，例如由與隔膜34相同的材料制 成，或可以甚至是穿孔的。由梳狀外形的各個分離器壁36組成的組可分為子組，例如一個 子組包括氣密的分離器壁，而其他的分離器壁子組是可透氣的。兩個子組中的各個分離器 壁36能夠以一定的次序布置(例如，以交替的次序布置，其中氣密型分離器壁后面接著是 可透氣分離器壁)。其他的次序布置也是可以的。堆疊的板30、32可被焊接、燒結(jié)等，以形 成板30、32之間的穩(wěn)定連接，或可被機(jī)械地壓在一起。板30、32可制造為單體。位于過濾器10的角部內(nèi)的通道也可以由用于將過濾器10安裝到過濾裝置100內(nèi) 的材料封閉，即由纖維墊或金屬板封閉。如果使用可透氣的分離器壁36，則供給氣體不僅能夠穿過隔膜34流到過濾物通道22內(nèi)，而且也能夠流到相鄰的通道20內(nèi)。如果單獨(dú)的供給氣體通道20或甚至過濾物通 道22變得在運(yùn)行期間受阻，則這是有利的。然后，盡管通道受阻，但流體的流動可均勻化。 另一方面，可使氣密型的分離器壁36非常穩(wěn)定。如圖Ib中可見，所述堆疊結(jié)構(gòu)安裝在兩個氣密的端板14a、14b之間。在帶有通道 20 (僅若干以其附圖標(biāo)記標(biāo)出)的第一供給氣體板30的頂上安裝有第二過濾物板32，使得 第二過濾物板32的過濾物通道22與供給氣體通道20正交，然后是第三供給氣體通道板 30，然后是第四過濾物板32，然后是第五供給氣體通道板30，然后是第六過濾物板32。圖 Ib中以箭頭24指示的供給氣體、即柴油發(fā)動機(jī)的攜有未燃燒碳(碳煙)的排氣流入到供給 氣體通道20內(nèi)，且通過將相繼的板30、32的通道20、22隔開的隔膜34進(jìn)入過濾物通道22 內(nèi)(流動方向由箭頭28指示)。微粒出口 50布置在與供給入口側(cè)12相反的一側(cè)，且過濾物出口 16、18與供給入 口側(cè)12成橫向地布置。過濾物的流動由箭頭26指示。收集器隔室52布置在微粒出口 50 處，用于收集留存在供給氣體通道20內(nèi)的微粒。通道20、22不被特定的阻擋件阻擋，以促使供給氣體通過隔膜34，且通常沿其通 道長度開口。當(dāng)微粒出口 50被收集器隔室52封閉時(shí)，供給氣體僅能通過穿過隔膜34或多 孔的端壁38而離開。優(yōu)選地，收集器隔室52以可釋放方式連接到過濾器10，且能夠被拆下，以用于去 除長期收集的灰分。在示出的實(shí)施例中，收集器隔室52處于與供給氣體入口 12相同的高 度上，從而產(chǎn)生如圖所示的水平布置結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)過濾裝置處于其安裝狀態(tài)時(shí)，例如處于 車輛的排氣后處理系統(tǒng)內(nèi)時(shí)，收集器隔室52可替代地在幾何位置上安裝在過濾器10下方。 例如，在帶有附接到微粒出口 50的收集器隔室52的過濾器10中，如圖所示，微粒出口 50可 相對于垂直布置結(jié)構(gòu)(未示出)傾斜，使得收集器隔室52在幾何位置上處于過濾器10下 方，且可在供給入口側(cè)12的前方設(shè)置用于供給氣體的導(dǎo)管，以將供給氣體流動從過濾器10 外側(cè)的水平流動偏轉(zhuǎn)為進(jìn)入過濾器10內(nèi)的垂直流動。過濾器10具有立方體形狀。供給氣體入口 12在該立方體的前表面上，而兩個過 濾物出口 16、18設(shè)置在過濾器10的兩個相反側(cè)，所述側(cè)是立方體的側(cè)壁。微粒出口 50布 置在該立方體的與供給氣體入口 12相反的表面上。粘附到隔膜34的碳煙被氧化且灰分利用粘性力和/或重力運(yùn)輸?shù)绞占鞲羰?2， 如上文所述。板30、32可由燒結(jié)的材料制成，所述材料可以是陶瓷材料或特別優(yōu)選是金屬材 料?？稍诠┙o氣體通道20內(nèi)和/或過濾物氣體通道22內(nèi)設(shè)置催化劑。圖2a和圖2b示出了包括堆疊的板30、32的優(yōu)選過濾器10的另一個實(shí)施例。如圖2a中可見，板30、32由兩個部分形成，即隔膜34和波狀薄膜，例如具有三角 形橫截面的波狀薄膜，所述波狀薄膜充當(dāng)所述堆疊結(jié)構(gòu)內(nèi)的相繼的板30、32的隔膜34之間 的間隔器，且所述波狀薄膜也通過形成分離器壁36而在每個板30、32內(nèi)限定平行的通道 20、22。每個板30、32均具有端壁38，所述端壁38可以是氣密的或可透氣的，例如由隔膜材 料制成。通過使用氣密的端板38，供給氣體可僅通過供給氣體通道20進(jìn)入過濾器中。如圖2b中可見，所述堆疊結(jié)構(gòu)安裝在兩個氣密的端板14a、14b之間。在帶有通道 20 (僅以其附圖標(biāo)記標(biāo)出若干個)的第一供給氣體板30a的頂上安裝有第二過濾物板32，使得第二過濾物板32的過濾物通道22與供給氣體通道20正交，然后是第三供給氣體通道 板30，然后是第四過濾物板32，然后是第五供給氣體通道板30，然后是第六過濾物板32，然 后是第七供給氣體板30b。最下方和最上方的供給氣體板30a、30b可裝配有如所示出的阻 擋件42，或如果不設(shè)置阻擋件42，則波狀薄膜36可優(yōu)選是可透氣的，以避免供給氣體滯留 在這些最外側(cè)板30a、30b的死端通道20內(nèi)。由箭頭24指示的供給氣體、即柴油發(fā)動機(jī)的攜有未燃燒碳(碳煙)的排氣流入供 給氣體通道20內(nèi)，且通過將相繼的板30、32的通道20、22隔開的隔膜34進(jìn)入過濾物通道 22中(流動方向由箭頭28指示)。過濾物在過濾物出口 16、18處離開過濾器10。過濾物 的流動由箭頭26指示。如圖la和圖lb中，過濾物出口 50布置在與供給入口側(cè)12相反的一側(cè)，且過濾物 出口 16、18橫向于供給入口側(cè)12布置。收集器隔室52布置在微粒出口 50處，用于收集留 存在供給氣體通道20內(nèi)的微粒。除最外側(cè)的板30a、30b之外，通道20、22不被特定的阻擋件阻擋，以促使供給氣體 通過隔膜34，且通常沿其通道長度打開。當(dāng)微粒出口 50被收集器隔室52封閉時(shí)，供給氣體 僅能通過隔膜34離開?，F(xiàn)在參考圖3和圖4，優(yōu)選的過濾裝置100圖示為過濾器10上的頂視圖。噴射單元60聯(lián)接到過濾器10，與過濾物通道22直接流體連通。為描述過濾器10， 參考圖la、圖lb和圖2a、圖2b中的實(shí)施例，以避免不必要的重復(fù)。噴射單元60取代了一 個過濾物出口，例如過濾物出口 16。室62安裝到過濾物出口側(cè)16，所述過濾物出口側(cè)16具有用于噴射單元60和一部 分供給氣體的入口，從而形成噴射單元60與過濾器10之間的接口 64。供給氣體中的一部 分作為被噴射介質(zhì)的驅(qū)動氣體而被引導(dǎo)到噴射單元60中。為實(shí)現(xiàn)此目的，流體管道70 (以 大箭頭表示)設(shè)置在供給氣體管道20的下游端與噴射單元60之間。流體管道70與過濾器10和噴射單元60之間的接口 64并列布置。由于此布置， 接口 64可具有熱供給氣體和被噴射介質(zhì)之間的熱交換器的效果，所述被噴射介質(zhì)優(yōu)選是 尿素、氨或其他氨載體和/或烴。微粒過濾器72設(shè)置在流體管道70以及加熱器74內(nèi)，所述加熱器74特別為電加 熱器。管道70內(nèi)的另一過濾器72在圖3中布置在加熱器74上游，而在圖4中布置在加熱 器74下游。被引導(dǎo)的供給氣體的量優(yōu)選在供給氣體的百分之幾的體積百分比到15%的體積 百分比之間，優(yōu)選直至10%的體積百分比。該裝置也可以設(shè)計(jì)為處理引導(dǎo)流體管道70內(nèi)的 供給氣體中的更多部分。通過流體管道70的流動可例如由合適的閥76控制。所述閥76 可被動或主動地控制被弓I導(dǎo)的流動。在圖3中，過濾器72能夠是與過濾器10相同類型的過濾器，且甚至使用相同的收 集器隔室52來收集灰分。在圖4的布置中，特別對于壁流型過濾器，供給氣體的被引導(dǎo)的流動部分也可用 于處理基于氧的再生，所述基于氧的再生用于有時(shí)在基于N02的碳煙燃燒不足以使過濾器 10再生的條件下運(yùn)行的發(fā)動機(jī)或車輛的類型?；曳帜軌蛉菀椎厝コ也粫?dǎo)致微粒過濾器10的再生之間的壓力降的增加。當(dāng)
9使用燒結(jié)金屬隔膜時(shí)，局部熱點(diǎn)更不關(guān)鍵。可將若干功能集成到一個單元(過濾裝置100) 中，即將氧化催化劑、微粒過濾器、還原劑的噴射、去除氮氧化物(部分地)和熱交換器集成 到一個單元(過濾裝置100)中，使得封裝更不困難。作為板30、32(圖la和圖2a)的多孔 燒結(jié)金屬板比相應(yīng)的陶瓷過濾器片具有更高強(qiáng)度。具有集成功能的燒結(jié)金屬柴油微粒過濾 器解決方案可能給出比陶瓷柴油微粒過濾器解決方案更廉價(jià)的總解決方案。例如特別在具 有波狀薄膜的實(shí)施例中，當(dāng)壓降施加到支承通道壁36時(shí)，可在不增加過濾器兩端的壓降的 情況下實(shí)現(xiàn)用催化材料的涂敷。易于使入口通道20和出口通道22涂敷有不同涂層。
權(quán)利要求
一種微粒過濾裝置(100)，包括過濾器(10)，所述過濾器(10)具有用于供給氣體的供給入口側(cè)(12)和用于過濾物的過濾物出口(16、18)，所述微粒過濾裝置(100)還在所述供給入口側(cè)(12)與所述過濾物出口(16、18)之間包括供給氣體通道(20)、過濾物通道(22)以及一個或多個隔膜(34)，其特征在于，在與所述供給入口側(cè)(12)相反的一側(cè)布置有微粒出口(50)，所述微粒出口(50)附接有收集器隔室(52)，所述收集器隔室(52)用于收集留存在所述供給氣體通道(20)內(nèi)的微粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述收集器隔室(52)以可釋放方式連接 到所述過濾器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述過濾器(10)處于其安裝狀態(tài) 時(shí)，所述收集器隔室(52)在幾何位置上安裝在所述過濾器(10)下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述供給氣體相對于所述供給入口側(cè) (12)偏轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述過濾物出口(16、18)設(shè) 置在所述過濾器(10)的兩個相反側(cè)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述供給氣體沿著布置在供 給氣體板(30)內(nèi)的供給氣體通道(20)移動。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述過濾物沿著布置在過濾 物板(32)內(nèi)的過濾物通道(22)移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7所述裝置，其特征在于，相繼的板(30、32)的所述通道(20、22) 正交地布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述裝置，其特征在于，所述板(30、32)在堆疊方向 (40)上堆疊，且通過可透氣隔膜(34)隔開。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在一個或多個供給氣體通道 (20)內(nèi)設(shè)置有催化材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個供給氣體通道(20)設(shè) 置有氧化催化劑。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在一個或多個過濾物氣體通 道(22)內(nèi)設(shè)置有催化材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個過濾物通道(22)設(shè)置 有用于還原氮氧化物的催化劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述催化劑設(shè)置在所述隔膜(34) 上和/或分離器壁(36)上。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，位于所述供給氣體通道 (20)與所述過濾物通道(22)之間的所述隔膜(34)垂直于所述堆疊方向(40)定向。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分離器壁(36)布置在 一個板(30、32)內(nèi)的所述通道(20、22)之間，并且所述分離器壁(36)中的一個或多個是氣 密的。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，分離器壁(36)布置在一個 板(30、32)內(nèi)的所述通道(20、22)之間，并且所述分離器壁(36)中的一個或多個充當(dāng)隔膜2(34)。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分離器壁(36)布置在 一個板(30、32)內(nèi)的所述通道(20、22)之間，并且同一個板(30、32)內(nèi)的通道(20、22)之 間的一個或多個分離器壁(36)被穿孔。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，噴射單元(60)聯(lián)接到所述 過濾器(10)，與所述過濾物通道(22)直接流體連通。
20.至少根據(jù)權(quán)利要求5和19所述的裝置，其特征在于，所述噴射單元(60)取代了一 個過濾物出口(16、18)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述供給氣體的一部分 作為被噴射介質(zhì)的驅(qū)動氣體而被引導(dǎo)到所述噴射單元(60)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述裝置設(shè)置有閥(76)，所述閥(76) 用于調(diào)節(jié)被引導(dǎo)到所述噴射單元(60)中的所述供給氣體的量。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的裝置，其特征在于，在所述供給氣體通道(20)的下游 端與所述噴射單元(60)之間設(shè)置有流體管道(70)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述流體管道(70)與位于所述過濾器 (10)和所述噴射單元(60)之間的接口 (64)并列地布置。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述流體管道(70)內(nèi) 設(shè)置有微粒過濾器(72)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，加熱器(74)聯(lián)接到所述 流體管道(70)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述通道板(30、32)由金屬 制成。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述隔膜(34)由燒結(jié)金屬 制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微粒過濾裝置(100)，該微粒過濾裝置(100)包括過濾器(10)，該過濾器(10)具有用于供給氣體的供給入口側(cè)(12)和用于過濾物的過濾物出口(16、18)，該微粒過濾裝置(100)還在所述供給入口側(cè)(12)與所述過濾物出口(16、18)之間包括供給氣體通道(20)、過濾物通道(22)以及一個或多個隔膜(34)。在與所述供給入口側(cè)(12)相反的一側(cè)布置有微粒出口(50)，該微粒出口(50)附接有收集器隔室(52)，該收集器隔室(52)用于收集留存在供給氣體通道(20)內(nèi)的微粒。
文檔編號B01D46/52GK101903080SQ200780102032
公開日2010年12月1日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者倫納特·安德森, 佩爾-奧洛夫·拉松, 奧弗·莫斯, 海耶·韋斯特伯格, 愛德華·喬布森, 約根·克努特-尼爾森, 約納斯·愛德華松 申請人:沃爾沃技術(shù)公司;霍加納斯有限公司