[發明專利]熱管理廢氣處理設備及其制造方法有效

申請號：	201410274881.6	申請日：	2011-03-09
公開（公告）號：	CN104033221B	公開（公告）日：	2017-11-17
發明（設計）人：	J.R.巴克內爾	申請（專利權）人：	通用汽車環球科技運作有限責任公司
主分類號：	F01N3/28	分類號：	F01N3/28;F01N9/00;F01N5/02
代理公司：	中國專利代理(香港)有限公司72001	代理人：	吳超,何逵游
地址：	美國密***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	管理廢氣處理設備及其制造方法
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【說明書】：

本申請是申請日為2011年3月9日、名稱為“熱管理廢氣處理設備及其制造方法”、申請號為“201110093900.1”的申請的分案申請。

技術領域

本發明的示范性實施例涉及一種用于處理內燃機廢氣的裝置，并且更具體地涉及一種具有主動熱管理的廢氣處理裝置及其制造方法。

背景技術

內燃機排出的廢氣是包含氣體排放物例如一氧化碳（“CO”）、未燃燒烴類（“HC”）和氮氧化物（“NO_X”）的非均質混合物。廢氣也可能包含構成顆粒物的凝相材料（液體和固體）。通常位于催化劑載體或基片（“催化設備”）上的催化劑組合物被設置在內燃機的排氣系統中以將某些或全部的這些廢氣成分轉化為非受管制的的廢氣組分。

催化設備可以由包括陶瓷整體結構和金屬整體結構在內的各種材料構成，該陶瓷整體結構和金屬整體結構被涂有選擇用于處理特定廢氣成分的催化劑組合物。大多數催化設備可配置成在給定的廢氣溫度范圍內運行。低于該溫度范圍運行可能會導致催化設備的性能下降，而高于該溫度范圍運行可能會導致工作壽命（也就是耐久性）低于預期。已經提出了各種不同的發動機控制策略用于控制催化設備運行的溫度范圍。這樣的控制策略包括將燃料噴入排氣系統中（在內燃機中直接噴射燃料或延遲噴射燃料）以提高或者降低廢氣的溫度。盡管有效，但是并非為了從內燃機中獲取功而利用燃料的控制策略可能會不利地影響發動機的整體燃料效率。其他的控制策略包括使用電加熱設備（例如設置在催化設備上或者催化設備內的柵格）以便將設備加熱至所需的溫度范圍。電加熱的解決方案在有效加熱催化設備的同時要利用較多的電能，這些電能必須由內燃機生成并且無法有效用于降低催化設備的工作溫度。

發明內容

在一個示范性實施例中，一種廢氣處理設備被設置在廢氣處理系統內并且包括：波紋金屬板制成的金屬卷筒，其具有從入口端軸向延伸至出口端的縱向延伸通道；以及位于金屬卷筒的各層之間并且配置成使傳熱介質在金屬卷筒中循環的管路，該管路在金屬卷筒中軸向和徑向地延伸。

在另一個示范性實施例中，一種構建置于廢氣處理系統內的廢氣處理設備的方法，該廢氣處理設備包括：波紋金屬板制成的金屬卷筒，其限定出從入口端軸向延伸至出口端的縱向延伸通道；以及位于金屬卷筒的各層之間并且被設置用于使傳熱介質在金屬卷筒中循環的管路，該管路在金屬卷筒中軸向和徑向地延伸。所述方法包括在波紋金屬條的單層上敷設以平面的蛇形結構設置的管路，并將金屬條和管路卷繞為金屬圓筒以構成基片，其中在金屬條的各層之間夾有管路，由此得到軸向和徑向都遍布基片分布的管路。

本發明提供了以下的技術解決方案：

解決方案1. 一種被設置在廢氣處理系統內的廢氣處理設備，包括：

波紋金屬板制成的金屬卷筒，其具有從入口端軸向延伸至出口端的縱向延伸通道；以及

位于卷繞的金屬板的各層之間并且配置用于使傳熱介質通過所述金屬卷筒循環的管路，管路在金屬卷筒中軸向和徑向地延伸。

解決方案2. 如解決方案1所述的廢氣處理設備，進一步包括：

廢氣處理設備內或者廢氣處理設備附近的溫度傳感器；以及

能量管理系統，其包括控制器，控制器與溫度傳感器信號通信并且可操作用于監測廢氣處理設備的溫度以及將傳熱介質引導至廢氣處理設備并且引導通過廢氣處理設備以添加或移除熱能。

解決方案3. 如解決方案1所述的廢氣處理設備，進一步包括：

設置在縱向延伸通道內的氧化催化劑，其包含貴金屬例如鉑（Pt）、鈀（Pd）、銠（Rh）或其他合適的氧化催化劑或者其組合。

解決方案4. 如解決方案1所述的廢氣處理設備，進一步包括：

設置在縱向延伸通道內的SCR催化劑組合物，其包含沸石以及一種或多種賤金屬成分例如鐵（“Fe”）、鈷（“Co”）、銅（“Cu”）或釩或者其組合。

解決方案5. 如解決方案1所述的廢氣處理設備，其中波紋金屬板包括具有在其中壓紋或者壓印出的空間的、有角度或人字形圖案的單層金屬條。