[发明专利]具有弯曲网的基材以及包含该基材的颗粒过滤器

说明书

背景

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2012年11月30日提交的美国临时申请系列第61/731,840号的优先权，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。本申请根据35U.S.C.§120还要求2013年3月14日提交的美国专利申请系列号第13/826,476号的优先权，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。

本申请与2012年11月30日提交的美国专利申请系列号第13/690,186相关，但不要求其优先权，该申请涉及包含集成热电发电机的槽式过滤器，包含槽式过滤器的车辆，和处理废气的方法。

技术领域

本发明涉及用于气流的催化转化或过滤的基材，并且涉及包含陶瓷的适用于明显径向壁流的壁流过滤器。

技术背景

已知用于汽车废气系统的陶瓷蜂窝体基材和蜂窝体过滤器。通常通过挤出制成正方形和长方形的蜂窝体单元室(honeycombcells)。通常由包含低热膨胀材料，如堇青石或钛酸铝基材料，的壁流蜂窝体处理从柴油发动机排出的废气中的颗粒排放物。市售的产品具有通常直的、轴向排列的具有均一截面的通道，以及在蜂窝片的末端的交替方格图案的封堵物以使废气通过单元室通道壁。

概述

本发明的实施方式提供了具有可通过流体的纵向通道的基材。该基材可包含中心纵轴、第一支持网(supportweb)和第二支持网。弯曲网可位于第一支持网和第二支持网之间。弯曲网可包含横向网部分和桥连网部分，其中桥连网部分交替连接离纵轴较近的相邻横向网部分的末端以及离纵轴较远的相邻横向网部分的末端。桥连网部分和横向网部分可在与纵轴垂直的截面中形成弯曲形状。弯曲网可通过在桥连网部分与背对纵轴的第一支持网的表面之间延伸的支持腿连接至第一支持网。弯曲网可通过在桥连网部分与朝向纵轴的第二支持网的表面之间延伸的支持腿连接至第二支持网。支持腿长度与横向网部分之间距离的比率可以是约1.0至约4.0。

附图简要说明

当结合以下附图阅读时，能对本发明下文的具体实施方式的详细描述有最好的理解，附图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：

图1显示了相关领域的单层过滤器，其中过滤槽具有两种不同的长度；

图2显示了相关领域的单层过滤器，其中过滤槽有一种长度；

图3显示了一种基材，其具有：弯曲过滤器元件的两个冠(crown)、三个支持网以及连接弯曲过滤器元件和圆柱形支持网的支持腿；

图4显示了一种基材，其具有：弯曲过滤器元件的四个冠、五个支持网以及连接弯曲过滤器元件和支持网的支持腿；

图5是显示弯曲过滤元件和支持网中的元件的示意图；

图6是显示流体进入部分和流体排出部分的示意图；

图7是显示弯曲过滤结构的进入和排出部分的示意图，其中所有的横向网部分都不相等，并且不是所有的桥连网部分都是连接的桥连网部分；

图8A和8B是分别显示偏移和对齐的支持腿的示意图；

图9A和9B是显示排出部分和过滤槽的封堵和显示进入部分和过滤槽的封堵的示意图；

图10A和10B是显示多个排出部分和所有过滤槽的封堵和显示多个进入部分和所有过滤槽的封堵的示意图；

图11是显示与正方形单元室蜂窝体相比的槽式过滤器的净压降对比气流的图；

图12是显示与正方形单元室蜂窝体相比的槽式过滤器的再生最高温度与烟尘负荷的关系的图；以及

图13是显示槽式过滤器的压降与槽的数量和槽网厚度的关系的图。

图14是槽式过滤元件的3D流体流模型的示意图。

图15是压降与支持腿长度和横向网部分之间的距离之比的关系的图。

详细描述

应当理解，上述一般描述和以下详细描述仅仅是示例性和说明性的，而非限制性的。其他实施方式就说明书而言是显而易见的。

本文所述的基材可提供通过多孔陶瓷壁的增强的径向流，并且可以是指颗粒过滤器或径向壁流颗粒过滤器。可以采用颗粒过滤器来从废气流(如内燃机废气流)中去除颗粒材料。

图1和图2显示了相关领域的颗粒槽式过滤器。颗粒槽式过滤器100可具有中心纵轴104，过滤器100可包含多个在纵轴104周围周向排列的相邻槽106。各槽106可具有一个开放末端116和设置在开放末端116的相反侧的封闭末端118。