[实用新型]电热式柴油机尾气颗粒捕集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机尾气后处理技术领域，具体涉及一种可通电加热，具有主动再生功能的金属纤维过滤毡壁流式柴油发动机尾气颗粒捕集器。

背景技术

目前广泛应用于汽车、工程机械、农业机械、列车牵引机车以及船舶的柴油发动机，在工作中排放出大量的颗粒物，不仅对人体健康造成严重的危害，而且对环境造成严重的污染。为此，业界投入大量的人力物力研究出各种方式的发动机颗粒物后处理技术和产品，为发动机排放水平的提升做出了巨大的贡献。综述已有的发动机颗粒物后处理技术和产品，可划分为两个方面，一是颗粒物的捕集，二是颗粒物的再生。

在颗粒物的捕集方面，已有的技术和产品及其特点如下：

1)壁流式陶瓷过滤器过滤效率很高、抗高温性好，但透气性差、流体压降大、抗机械振动性差、抗热冲击性差，在不具备再生条件下工作易堵塞，孔道一旦堵塞，排气背压很高，影响发动机继续工作，需要人工离线清理。

2)壁流式金属纤维过滤器过滤效率较高、透气性好、流体压降小、抗机械振动性强、抗热冲击性好，但抗高温性差，在不具备再生条件下工作会堵塞，孔道一旦堵塞，排气背压很高，影响发动机继续工作，需要人工离线清理或高温控制再生。

3)其它类型的金属纤维过滤器，如袋式、管式或褶页式过滤器，过滤效率较高、透气性好、流体压降小、抗机械振动性强、抗热冲击性好，但抗高温性差，在不具备再生条件下工作虽然不易堵塞，但积碳层太厚也会造成排气背压很高，影响发动机继续工作。除此，该类型过滤器单位容积的过滤面积小，造成过滤器体积大、占据车辆较大的空间，应用不方便。

4)部分流过滤器，如金属泡沫过滤器、金属丝网过滤器、交叉式金属纤维波形板过滤器、波形金属板支撑导流式金属纤维过滤器等。该类过滤器在防止过滤器堵塞方面具有明显的优势，但也存在不足，如过滤效率较低，一般发动机加装后颗粒物的排放有所改善，但达不到高标准排放水平的要求。

在颗粒物的再生方面，已有的技术和产品及其特点如下：

1)被动再生技术和产品，如连续再生捕集器，是将发动机尾气中的NO气体在柴油机氧化型催化转化器的作用下转变成NO₂，NO₂再与颗粒物中的主要成分碳颗粒发生氧化反应，实现颗粒物的再生。该技术和产品的重要应用条件之一是发动机的尾气温度，即发动机在一定的工作周期中，必须有15％以上的时间，尾气温度≥300℃。否则，碳颗粒积累过多，或造成捕集器的堵塞而影响发动机工作，或造成非控制再生而烧毁捕集器。

2)燃油加热主动再生技术和产品，如发动机后喷及控制再生技术、排气管道内喷油催化燃烧再生技术、柴油燃烧器加热再生技术等。该类技术均是通过辅助燃油加热的方式来提升尾气温度以实现再生，该系统控制较为复杂，燃油消耗较大，经济性不好。如2008年09月24日公开的公开号为CN101270685的专利文件，公开了一种柴油机微粒捕集器主动热再生方法及其装置，需要将将沸点高于常温的液体燃料置于发动机尾气中，或辅以电加热使其成为高压燃料蒸气。

3)电加热主动再生技术和产品，如多个壁流式过滤器并联结构，端面电加热引燃再生技术。具有过滤性能好、电能消耗较低的特点，但再生时间较长，控制较复杂。此外，金属纤维过滤毡折页式过滤器串/并联结构、整体通电加热再生技术具有单元再生时间短的优点，但单位体积过滤面积小，系统体积大，过滤单元数量较多，再生占载率高。

实用新型内容

为解决现有柴油发动机颗粒捕集再生技术存在的不足，本实用新型提供一种电热式柴油机尾气颗粒捕集器，集过滤、加热功能于一体。

本实用新型提供的电热式柴油机尾气颗粒捕集器，主要包括导电中心管1、波形板过滤元件2、压条3、平板过滤元件4、绝缘涂层5、导电金属条6、外圈绝缘层7及金属外壳8。

电热式柴油机尾气颗粒捕集器的具体结构如下：

电源端由导电中心管和导电金属条构成；所述滤芯由平板过滤元件置于波形板过滤元件下层叠合构成，平板过滤元件和波形板过滤元件的宽度相同；所述滤芯的首端平齐与导电中心管的母线重合并焊接在一起，滤芯尾端与导电金属条6贴焊在一起，两条涂敷有绝缘涂层的压条3分别焊接在所述波形板过滤元件的两端；所述滤芯以导电中心管为中心卷绕成圆柱状滤芯后，其外层包覆外圈绝缘层7，置于金属外壳8中。