[发明专利]带有凹入式入口端塞子的电加热微粒物过滤器

说明书

政府权利的声明

【0001】本发明是依据美国政府与能源部(DoE)的合约No.DE-FC-04-03AL67635提出的。美国政府对本发明具有一定权利。

相关申请的交叉引用

【0002】本申请要求2008年3月17日提交的美国临时申请No.61/037,181的益处。上述申请的内容通过引用完整地并入本文。

技术领域

【0003】本发明涉及微粒物(PM)过滤器。

背景技术

【0004】此处提供的背景技术描述是为了大概介绍本发明的背景。

【0005】柴油机在有空气存在的情况下燃烧燃料以产生动力。燃料的燃烧会产生包含微粒物(PM)的排气。使用PM过滤器可以从排气中过滤PM。随着时间的过去，PM会积存在PM过滤器内，从而会限制流过PM过滤器的排气流量。通过称为再生的过程去除堆积在PM过滤器中的PM。在再生期间，将PM过滤器内的PM烧掉。

【0006】再生会包括将PM过滤器加热到PM的燃烧温度。进行再生的方式有多种，包括改进发动机操纵，使用燃料燃烧器，在燃料喷射后使用催化氧化剂来升高排气温度，使用电阻加热线圈，和/或使用微波能量。

【0007】当温度达到例如600℃的燃烧温度以上时，柴油机PM就燃烧。燃烧的开始导致温度的进一步升高。一旦PM被点燃，燃烧的PM可被用于再生过滤器的剩余部分。换句话说，级联火焰前锋从PM过滤器的入口移到出口。虽然火花点火式发动机在排气流中通常具有低的氧气值，但是柴油机具有高得多的氧气值。虽然增多的氧气值使PM过滤器的再生能够更快，但它也带来一些问题。

【0008】现在参照图1，示出了一个用于再生PM过滤器的PM过滤器系统10。PM过滤器系统10包括加热器12。PM过滤器系统10还包括微粒物过滤器14，其包括壁16-1，16-2，...，和16-6(统称为壁16)。几对相邻壁16限定出口通道，并可包括入口端塞子。其它几对相邻壁限定入口通道并可包括出口端塞子。

【0009】具体地，相邻壁16-1和16-2，16-3和16-4，以及16-5和16-6限定出口通道，并分别包括入口端塞子18-1，18-2，和18-3(统称为入口端塞子18)。相邻壁16-2和16-3，16-4和16-5限定入口通道，并分别包括出口端塞子20-1和20-2(统称为出口端塞子20)。

【0010】使用中，排气流过加热器12，并流入过滤器14的入口通道。来自入口通道的排气经过壁16流入相邻的出口通道。当排气经过壁16时，PM被过滤，并积聚在入口通道的壁16上。PM也积聚在入口通道中出口端塞子20周围的区域中。

【0011】现在参照图2-图4，示出了PM过滤器系统10中的再生。在图2中，当加热器12被打开时，与加热器相邻的PM开始在燃烧区域中燃烧。在燃烧区域外的区域中的载体温度可能低于PM的点燃温度。因此，此时在这些区域中没有再生。

【0012】在图3中，燃烧区域沿PM过滤器14的长度方向移动。只要燃烧区域的温度高于PM的点燃温度，PM的再生就继续。在图4中，如果燃烧区域的温度降到PM的点燃温度以下，过滤器14将不能完全再生。换句话说，PM可能残留在过滤器14的与出口端塞子20相邻的部分中。

【0013】为了避免这种情况，加热器12可以被打开以将PM过滤器加热到更高的初始温度。更高的温度趋于降低PM过滤器的耐久性。

发明内容

【0014】一种微粒物(PM)过滤器，其包括过滤器壁，这些壁具有入口端和出口端。过滤器壁的第一相邻对限定入口通道。过滤器壁的第二相邻对限定出口通道。出口端塞子被布置在入口通道中且邻近出口端。入口端塞子布置在出口通道中且与入口端间隔开。

【0015】在其它特征中，排气流入入口通道、经过入口通道的过滤器壁、到达出口通道。排气还流入出口通道位于壁的入口端和入口端塞子之间的部分。在工作期间PM积聚在这些部分中。

【0016】一种系统，其包括所述PM过滤器且还包括布置成邻近过滤器壁的入口端的加热器。一种控制模块选择性地启动加热器，以再生PM过滤器。

【0017】从本文提供的详细描述中将更明显地看出本发明的更多适用范围。应当理解，本描述和特定例子只是起到举例的作用，而不意图限制本发明的范围。

附图说明

【0018】通过详细说明和附图将更完整地理解本发明，其中：

【0019】图1是根据现有技术的PM过滤器组件的侧剖视图；