[发明专利]具有倾斜径向向外延伸的孔道的锥形蜂窝体

说明书

技术领域

本发明涉及一种由层盘绕和/或层叠形成的蜂窝体，该蜂窝体特别在气体净化领域中使用。在特别用于机动车内燃机的排气净化设备中，使用涂覆有催化活性材料的和/或特别设计为用于分离颗粒的蜂窝体，其中，经常将金属材料用于蜂窝体。

背景技术

恰恰在机动车的应用中必须重视不同的框架条件。一方面用于安装排气净化系统的位置是有限的，另一方面该系统在排气系统中不应产生大的压力损失，因为这种大的压力损失对内燃机的效率产生不利影响。

在现有技术中已经已知了大量的用于盘绕或层叠的蜂窝体的结构形式，其中包括具有轴向沿流动方向延伸的孔道的结构形式、具有径向从内部空腔向外延伸到收集室的孔道的结构形式以及还包括锥形蜂窝体，其中，横剖面扩大的孔道从一端侧延伸到一相对设置的端侧。

在EP 0 676 534 A1中也描述了多种不同的结构形式，其中也包括了那些具有倾斜径向向外延伸的孔道的结构形式。DE 102 35 691 A1也描述了这种孔道延伸路线。

发明内容

本发明的目的是对所述类型的蜂窝体进一步改进，使得该蜂窝体能够容易地、特别是以大批量生产方式来制造和/或能够在安装时适配于不同的空间条件。该蜂窝体也能够实现如下的结构形式：该结构形式在压力损失相对较小的情况下提供了用于排气净化的相对较大的表面。

该目的通过根据权利要求1所述的蜂窝体实现。可单独地或以技术上合理的方式相互组合地使用的有利设计方案在从属权利要求中描述。说明书、特别是与附图相结合描述了本发明以及本发明的其它实施变型方案。

由层盘绕和/或层叠形成的蜂窝体具有几何中心轴线、围绕该中心轴线旋转对称布置的空腔以及外周面(外侧向面)，其中，每个层(近似)同心地围绕中心轴线延伸，其中，这些层中的至少一个至少部分地结构化(形成结构，带有结构)，从而这些层形成多个能由流体通流的孔道，该孔道从空腔以相对于中心轴线非直角的锥角向外朝向外周面延伸，其中，这些孔道还具有在所述孔道的延伸路线上从内向外变化的孔道横剖面(面积)。此外提出，至少一个结构化的层以与至少一个中间层相交替的方式布置，其中，这两个层被以螺旋形式彼此上下层叠。

在此，孔道不恰好径向从内向外延伸，也就是说不相对于中心轴线垂直地或成直角地延伸，而是相对于中心轴线成(不同的)角度。这减小了相对于恰好径向延伸的孔道的压力损失，因为流体的两次偏转会使得强度降低。在该设计中，各个层具有近似漏斗的形状，其中在此特别考虑螺旋形的结构形式，使得层不是闭合(封闭)的，而是类似于螺旋形阶梯—然而相对于中心轴线成非直角—延伸。这种根据本发明的结构形式特别与其它结构形式相结合地在充分利用了现有的结构空间和减小了压力损失的情况下提供了额外的灵活性。

为了特别也能够实现相对简单的制造，使至少一个结构化的层以和至少一个中间层交替的方式布置，其中，这两个层被以螺旋形式彼此上下层叠。中间层基本上用于维持结构化的层之间的距离，使得这些结构化的层不会由于其结构而彼此滑入。

在制造这种蜂窝体时的一个主要问题在于，各个层设计成使得该层能形成期望的螺旋形状并具有期望的结构特性。由于通常用于这种蜂窝体的金属片是被作为长的直的条带—盘绕成所谓的线圈—提供的，因此需要进行合适的变形，其中，这种变形不允许超过由材料规定的界限。

在一个优选的实施例中，所述空腔和/或周面是柱形的。仅出于制造技术的原因，这种结构形式是优选的，因为所有结构化的层都能够具有相同的形状。

此外提出，相对于中心轴线的锥角为25°至85°，优选为40°至70°，其中，对于多种应用特别合适的是近似45°的角度。

在另一个实施方式中，结构化的层形成为，使该结构化的金属片层的、形成所述孔道的结构高度(基本上)是恒定的，而孔道横剖面从内向外增大。通过恒定的结构高度，蜂窝体中的彼此依次跟随的层的延伸路线几乎是平行的，这例如不是具有从一端侧延伸到另一端侧横剖面增大的孔道的锥形蜂窝体的情况。