專利名稱：黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣后處理裝置，特別涉及一種黑煙(DIESELPARTI⑶LATE)減少裝置用的泡沫金屬過濾器。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機燃燒排出的廢氣中含有氮氧化物(NOx)、二氧化碳、灰分(ash)等各種有害成分，目前已很多種去除這些有害成分的裝置或者方法。尤其在具備柴油發(fā)動機的車輛中，利用柴油顆粒狀物質(zhì)去除用過濾器(Diesel Particular Filter, DPF)等廢氣過濾裝置或者后處理裝置去除顆粒狀物質(zhì)(particulate matter)等。柴油顆粒狀物質(zhì)去除用過濾器(Diesel Particular Filter trap，DPF)是將由柴油發(fā)動機排出的顆粒狀物質(zhì)(particulate matter, PM)用過濾器進行捕集，并燃燒該廢氣 (再生)后重新捕集顆粒狀物質(zhì)，然后繼續(xù)使用的技術(shù)。該技術(shù)可以減少80%以上的黑煙， 并在性能方面非常優(yōu)秀，但其耐久性和經(jīng)濟性較差，成為實用化的障礙要素。為了反復使用柴油顆粒狀物質(zhì)去除用過濾器(DPF)，需要再生(regeneration)， 而為了再生使用催化劑時，廢氣溫度只有保持260度以上，顆粒狀物質(zhì)才通過催化劑反應分解。然而，就行駛在都市中的車輛而言，由于頻繁的停止操作，很難達到其溫度，因而存在再生不夠完整的問題。如上所述，由于在都市中行駛，再生不夠完整的情況下，隨著過濾器捕集到顆粒狀物質(zhì)，發(fā)動機上會產(chǎn)生背壓(backpressure)，從而功率降低，燃料消耗率增加。因此，需要一種改善該問題的技術(shù)。如此，就安裝在車輛上的廢氣后處理裝置用過濾器而言，由于顆粒狀物質(zhì)的積累， 壓差迅速增加，從而對車輛功率產(chǎn)生影響。其中，所述車輛具有很難進行催化劑再生的運行條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種用于防止由于在都市中的行駛等原因而再生不夠完整，而導致過濾器捕集過多顆粒狀物質(zhì)的過濾器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器可以包括多個孔，其沿廢氣流向形成，從而防止壓差增加。所述泡沫金屬過濾器可以由多個金屬板(metal sheet)沿所述廢氣流向疊置而成，所述多個金屬板(metal sheet)上形成有所述多個孔。所述金屬板的厚度可以為0.5mm至3mm。所述泡沫金屬過濾器上可以形成有大小為10 μ m至1000 μ m的平均氣孔。所述金屬板上形成的所述平均氣孔大小可以沿廢氣流向逐漸變小。所述孔的直徑可以大于或等于所述平均氣孔的1. 5倍。
所述孔之間相隔距離可以大于或等于所述直徑的1. 5倍。所述孔的一個邊長可以大于或等于所述平均氣孔的1. 5倍。所述孔之間相隔距離可以大于或等于所述孔一個邊長的1. 5倍。所述多個孔的總面積可以是所述金屬板整體面積的10%至90%。所述多個金屬板可以相疊置，從而使所述各金屬板上的孔連通。所述孔可用于連通所述泡沫金屬過濾器的入口單元和出口單元。所述多個金屬板可以相疊置，從而使各金屬板的孔的至少一部分被相鄰金屬板擋住。所述孔中被所述相鄰金屬板擋住的截面積小于或等于所述孔截面積的10%。所述金屬板可按一定規(guī)則疊置，從而使連通的孔保持一定形狀。所述泡沫金屬過濾器可通過銅焊(brazing)將所述金屬板一體結(jié)合而形成。所述泡沫金屬過濾器可通過燒結(jié)(sintering)將所述金屬板一體結(jié)合而形成。所述泡沫金屬過濾器可包含貴金屬催化劑或者沸石催化劑。所述貴金屬催化劑可包含選自由鉬、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅組成的組中的至少一種。所述沸石催化劑可以是銅、鉬、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰、鎵中至少一個元素被離子交換的催化劑。依據(jù)所述本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其上形成有為防止壓差增加而沿廢氣流向形成的多個孔，從而可以防止壓差過度增加。本發(fā)明可通過防止過濾器的壓差過度增加，來防止發(fā)動機功率下降和燃料消耗增加。


圖1是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的主視圖。圖2是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的金屬板相疊置的剖視圖。圖3是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中孔的示意圖。圖4是本發(fā)明變形例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中孔的示意圖。圖5是本發(fā)明變形例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中相疊金屬板的剖視圖。圖6是本發(fā)明其它變形例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中相疊金屬板的剖視圖。圖7是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的放大圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的主視圖。圖2是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的金屬板相疊置的剖視圖。參照圖1及圖2，本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器10包括沿廢氣流向形成的多個孔40，從而防止壓差增加。在此，所述過濾器10形成柴油顆粒狀物質(zhì)去除用過濾器50(DPF，Diesel Particular Filter trap)，其可通過安裝托架52來固定。泡沫金屬(Metal Foam)具有較復雜的流道，所以包含有顆粒狀物質(zhì)的廢氣通過泡沫金屬時，顆粒狀物質(zhì)經(jīng)碰撞、干擾、靜電引力等被過濾。圖7是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器的放大圖。泡沫金屬過濾器與其它類型的過濾器相比，重量輕、形狀變形相對自由。而且，泡沫金屬過濾器相對比較適合于高壓、高熱環(huán)境，即使廢氣直接傳遞，也不會發(fā)生變形，并且容易去除顆粒狀物質(zhì)。因此，可以從發(fā)動機直接供給廢氣，并對其進行過
濾ο如圖7所示，泡沫金屬過濾器具有復雜的流道，對黑煙等的過濾比較有效，即使顆粒狀物質(zhì)積累在過濾器上，也可以使平均氣孔持續(xù)保持，所以盡管壓差增加速度低，導致顆粒狀物質(zhì)長時間積累到過濾器上，也能夠防止因壓差增加引起的車輛發(fā)動機的功率下降等問題。為再生而使用催化劑時，廢氣的溫度需保持在260度以上，只有在該溫度條件下顆粒狀物質(zhì)才被催化劑反應分解。就行駛在都市的車輛而言，由于頻繁的停止操作，具有很難達到該溫度的問題。如此，就具有催化劑再生困難的運行條件的車輛上安裝的排氣后處理裝置用過濾器而言，由于顆粒狀物質(zhì)的積累而壓差迅速增加，從而會影響車輛功率。然而，如圖2所示， 為防止產(chǎn)生該問題，將所述孔40形成于所述泡沫金屬過濾器10上，并使過濾器不完全堵塞。因此，小量廢氣將通過所述孔40，從而可防止過濾器被完全堵塞，導致壓差急劇增加的現(xiàn)象。所述泡沫金屬過濾器10通過形成有所述多個孔40的多個金屬板12、14、16、 18 (metal sheet)沿所述廢氣流向疊置而形成。所述多個金屬板12、14、16、18可具有0. 5mm至3mm的厚度，并將多個金屬板相疊置，根據(jù)廢氣的流動狀態(tài)配置不同性質(zhì)的金屬板，以吸收各種形狀/大小的顆粒狀物質(zhì)，從而可凈化多種有害廢氣。所述泡沫金屬過濾器10上可形成10 μ m至1000 μ m的平均氣孔(porous)。所述金屬板12、14、16、18上的所述平均氣孔可以沿著廢氣流向逐漸變小。即，平均氣孔大小沿廢氣流向逐漸變小，所以較大顆粒狀物質(zhì)在流向的上流被吸附，而較小的顆粒狀物質(zhì)在流向的下流被吸附，從而可以防止壓差(differential pressure)的增加。所述多個金屬板12、14、16、18可以相疊置，從而使所述各金屬板的孔40連通。S卩，如圖2所示，可以使各金屬板的孔40連通而讓廢氣順利流過。所述孔40可被構(gòu)成為連通所述泡沫金屬過濾器10的入口單元20和出口單元30， 從而使廢氣的一部分通過所述孔40流出。所述多個金屬板12、14、16、18可以相疊置，從而通過相鄰的金屬板12、14、16、18，
使所述各金屬板上的孔40的至少一部分堵塞。如圖2所示，例如，所述孔40中被所述相鄰的金屬板18堵塞部分的截面積B可以小于或等于所述孔40截面積A的10%。
S卩，在第一金屬板12的截面積A中，被相鄰金屬板18堵塞部分的截面積B小于或等于所述孔40的截面積A的10%，從而通過所述孔40的廢氣的一部分不被過濾而直接通過，而另一部分則形成渦流(votex)，并經(jīng)各金屬板12、14、16、18而得到過濾，從而可保持排氣流速，并對廢氣的一部分進行凈化。圖3是本發(fā)明實施例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中孔的示意圖。圖4 是本發(fā)明變形例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中孔的示意圖。如圖3所示，所述孔40的一個邊長C可以大于或等于所述平均氣孔的1. 5倍。這是為確保廢氣不被堵塞而順利通過的最小截面積。雖然圖中所述孔40的形狀為矩形，但并不局限于此，還可具有多邊形的形狀。所述多個孔40的相隔距離可以大于或等于所述一個邊長C的1. 5倍，這是形成所述孔40的最小間距D，且是能保證廢氣凈化和防止廢氣堵塞的最小間距。如圖4所示，所述孔41還可以是圓形，所述孔41的直徑E可以大于或等于所述平均氣孔的1.5倍。所述孔41之間的間距F還可以大于或等于所述直徑E的1. 5倍的。就面積比而言，所述多個孔40 (或41)的總面積可以是所述金屬板12(或14、16、 18)整體面積的10%至90%，這是為了保證廢氣不被堵塞而通過的最小截面積。圖5是本發(fā)明變形例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中相疊金屬板的剖視圖。圖6是本發(fā)明其它變形例涉及的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器中相疊金屬板的剖視圖。為了便于說明，圖5和圖6中將使用與前述第1實施例相同的附圖標記。參照圖2、圖5及圖6，所述多個金屬板12、14、16、18可以按照一定規(guī)則疊置，從而使連通的所述孔保持一定形狀。S卩，如圖2所示，偶數(shù)次金屬板14、18和奇數(shù)次金屬板12、16可被疊置成預定圖案。如圖5所示，金屬板12、14、16、18可被疊置成偏向于一方向的預定圖案，并且如圖6所示，金屬板12、14、16、18可被疊置成反復出現(xiàn)預定圖案，即疊置所述多個金屬板后，金屬板上的孔40 (或41)被連接成鋸齒(zigzag)形狀。這種圖案(pattern)不僅使廢氣的流動保持一定水平，而且使一部分廢氣流向所述金屬板12、14、16、18，從而可以實現(xiàn)廢氣凈化。所述泡沫金屬過濾器10可通過銅焊(brazing)將所述多個金屬板12、14、16、18 一體結(jié)合而形成。由于所述泡沫金屬過濾器10形成一體，可以阻擋廢氣的泄漏，并使黑煙減少裝置(DPF)的構(gòu)成變?yōu)楹唵巍Ｋ雠菽饘龠^濾器10還可以通過燒結(jié)(sintering)將所述金屬板12、14、16、18 一體結(jié)合而形成。所述泡沫金屬過濾器還可以包含貴金屬催化劑或者沸石催化劑。所述貴金屬催化劑可以包含選自由鉬、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅組成的組中的至少一種。所述沸石催化劑可以是銅、鉬、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰、鎵中至少一個元素被離子交換的催化劑。所述催化劑以顆粒狀或者以涂敷等各種形態(tài)包含在泡沫金屬過濾器10上，并且還可以氧化廢氣中的總烴(Total Hydrocarbon,THC)和一氧化碳(Carbon Monoxide，CO)。
以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明，但本發(fā)明并不局限于所述實施例，凡不脫離本發(fā)明精神的情況下所做的各種變更或修飾均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于，包括 多個孔，其沿廢氣流向形成，從而防止壓差增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于所述泡沫金屬過濾器由多個金屬板沿所述廢氣流向疊置而成，所述多個金屬板上分別形成有所述多個孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述金屬板的厚度為0. 5mm至3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于，形成有大小為10 μ m至1000 μ m的平均氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述金屬板上形成的所述平均氣孔大小沿廢氣流向逐漸變小。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述孔的直徑大于或等于所述平均氣孔的1. 5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述孔之間相隔距離大于或等于所述直徑的1. 5倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述孔的一個邊長大于或等于所述平均氣孔的1. 5倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述孔之間相隔距離大于或等于所述一個邊長的1. 5倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述多個孔的總面積是所述金屬板整體面積的10%至90%。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述多個金屬板相疊置，從而使各金屬板上的孔相連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述孔被構(gòu)成為連通所述泡沫金屬過濾器的入口單元和出口單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述多個金屬板相疊置，從而使各金屬板的孔的至少一部分被相鄰金屬板擋住。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述孔中被所述相鄰金屬板擋住部分的截面積小于或等于所述孔截面積的10%。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于 所述金屬板以一定規(guī)則疊置，從而使連通的所述多個孔保持一定形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任何一項所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于其為通過銅焊將所述金屬板一體結(jié)合而形成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任何一項所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于其為通過燒結(jié)將所述金屬板一體結(jié)合而形成的。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任何一項所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于包含貴金屬催化劑或者沸石催化劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于所述貴金屬催化劑包含選自由鉬、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅組成的組中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，其特征在于所述沸石催化劑是銅、鉬、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰、鎵中至少一個元素被離子交換的催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黑煙減少裝置用泡沫金屬過濾器，具體涉及一種用于防止因黑煙等積累導致的過濾器壓力增加的泡沫金屬過濾器。本發(fā)明的黑煙減少裝置用泡沫金屬包括多個孔，其沿廢氣流向形成，從而防止壓差增加。
文檔編號F01N3/022GK102251830SQ201010507060
公開日2011年11月23日 申請日期2010年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者吳權(quán)五, 樸萬鎬, 李義成, 柳德洙, 洪升賢, 金基榮 申請人:阿蘭圖姆公司