[發明專利]一種顆粒捕集器過濾體的非對稱孔道結構

有效

• 申請號: 201811150998.8
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109209575B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 肖鴿;隆武強;田華
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F01N3/023
• 分類號: F01N3/023
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種顆粒捕集器過濾體的非對稱孔道結構。本發明所述非對稱孔道結構的孔道橫截面形狀包括六邊形、方形和三角形三種形狀的組合，其中六邊形孔道和三角形孔道作為進口孔道，方形孔道作為出口孔道，形成進口孔道與出口孔道橫截面形狀或面積不一致的非對稱孔道結構。該結構能夠有效增加進口孔道容積和過濾壁面面積，與傳統的對稱型過濾體孔道結構相比，該結構的進口孔道容積和過濾面積增加了30％以上，這就意味著捕集相同的顆粒量，在壁面上形成的顆粒濾餅層更薄。計算結果表明，采用新型孔道結構的極限碳載量增加了30％以上，對于降低再生頻率、延長捕集器使用壽命具有非常積極的作用。

技術領域

本發明涉及內燃機排氣處理技術領域，具體而言，尤其涉及一種顆粒捕集器過濾體的非對稱孔道結構。

背景技術

顆粒捕集器目前是最有效、應用最廣泛的顆粒物排放后處理裝置，隨著顆粒物被捕集在孔道壁面上，排氣背壓會越來越高，影響柴油機性能，所以需要定期對顆粒捕集器進行再生；但再生頻率過大不僅會增加后處理成本，還會縮短顆粒捕集器的使用壽命。降低顆粒捕集器壓降升高率一直是國內外的研究重點，傳統的對稱型壁流式過濾孔道結構進、出口孔道形狀大小一致，通過增加孔道目數來降低壓降升高率，但目數增加有其上限，且制造成本過高。

發明內容

根據上述提出的技術問題，為了降低目前通用的顆粒捕集器壓降升高率，而提供一種顆粒捕集器過濾體的非對稱孔道結構。本發明主要利用橫截面形狀為六邊形和三角形的進口孔道和方形的出口孔道，有效降低壓降升高率，計算結果表明新型結構碳載極限能夠增加30％以上，對于降低顆粒捕集器再生頻率具有非常明顯的作用。

本發明采用的技術手段如下：

一種顆粒捕集器過濾體的非對稱孔道結構，所述非對稱孔道結構的孔道橫截面形狀包括六邊形、方形和三角形三種形狀的組合，其中六邊形孔道和三角形孔道作為進口孔道，方形孔道作為出口孔道，形成進口孔道與出口孔道橫截面形狀或面積不一致的非對稱孔道結構。

進一步地，所述進口孔道與出口孔道軸向入口與出口兩端交替封堵，迫使發動機尾氣從進口孔道進入穿透過濾壁面后排出，尾氣中的顆粒物被過濾壁面捕集。

進一步地，在橫截面方向上，所述方形孔道兩條相對的邊分別作為兩個六邊形孔道的邊，另外兩條相對的邊分別作為兩個三角形孔道的邊或一條作為三角形孔道的邊，另一條作為過濾體的臨界邊。

進一步地，三角形孔道壁面邊長b和六邊形孔道壁面邊長a的比例為預設值，b:a比例范圍在0.5-5之間。

進一步地，所述六邊形孔道的邊替換為向外凸的曲線形或所述三角形孔道的邊替換為向外凸的曲線形。

進一步地，所述六邊形孔道的邊替換為向外凸的曲線形，所述三角形孔道的邊替換為向外凸的曲線形。

進一步地，所述六邊形孔道的邊替換為向外凸的折線形或所述三角形孔道的邊替換為向外凸的折線形。

進一步地，所述六邊形孔道的邊替換為向外凸的折線形，所述三角形孔道的邊替換為向外凸的折線形。

進一步地，所述六邊形孔道的邊替換為向外凸的折線形，所述三角形孔道的邊替換為向外凸的曲線形。

進一步地，所述六邊形孔道的邊替換為向外凸的曲線形，所述三角形孔道的邊替換為向外凸的折線形。

較現有技術相比，本發明具有以下優點：

非對稱結構的孔道橫截面形狀由六邊形、三角形和方形組成，其中六邊形和三角形孔道作為進口孔道，方形孔道作為出口孔道。該結構能夠有效增加進口孔道容積和過濾壁面面積，與傳統的對稱型過濾體孔道結構相比，該結構的進口孔道容積和過濾面積增加了30％以上，這就意味著捕集相同的顆粒量，在壁面上形成的顆粒濾餅層更薄。計算結果表明，采用新型孔道結構的極限碳載量增加了30％以上，對于降低再生頻率、延長捕集器使用壽命具有非常積極的作用。