[发明专利]具有可电加热的加热板的催化转化器

说明书

本发明涉及一种催化转化器，该催化转化器具有用于内燃发动机排气的后处理的蜂窝结构并且具有可电加热的加热板(13，30)，其中，该加热板(13，30)由多个金属箔片(2，3，4，5，17，20)形成，该多个金属箔片堆叠在彼此顶部以形成层叠堆(1，32)并最终卷绕以形成具有多个流送管道(6)的蜂窝结构，其中，该加热板(13，30)在其中布置有绝缘装置(7，10，6，26，33)，经由该绝缘装置在至少两个相互相邻布置的卷绕的金属箔片(2，3，4，5，17，120)之间形成电绝缘。

技术领域

本发明涉及一种催化转化器，该催化转化器具有用于内燃发动机排气的后处理的蜂窝结构并且具有可电加热的加热板，其中，加热板由多个金属箔片形成，该多个金属箔片堆叠在彼此顶部以形成层叠堆并且最终卷绕以形成具有多个流送管道的蜂窝结构。

背景技术

除了多个不同的催化转化器之外，还已知内燃发动机的排气系统具有加热元件，这些加热元件用于针对性加热排气流。例如，在内燃发动机冷启动之后，这对于将排气温度更快地增加到能够有效地开始排气后处理所必需的温度水平而言是必需的。

已知各种各样的加热元件、尤其是加热板形式的加热元件，这些加热板由卷绕的层叠堆形成，这些层叠堆由结构化的和非结构化的金属箔片组成。使用欧姆电阻、通过电流传导通过加热板而使这些加热板加热。

为了在加热板内产生定向的电流流动，卷绕的金属层必需彼此电绝缘。为此目的必须采取适当的措施。已知这样的装置，其中，在金属层卷绕之前在金属层之间插入间隔件。在卷绕操作之后，随后再次移除间隔件，从而产生气隙，该气隙使金属层间隔开并产生电绝缘。

这些装置的缺点尤其在于以下事实：需要额外的工作步骤来移除间隔件。此外，在移除间隔件时，实际的加热板发生损坏。另外，如果加热板具有对应的化学涂层，则加热板的用于加热和用于对排气进行催化转化的活性表面减少。

使用填充位于金属层绕组之间的通常充气间隙的间隔件和绝缘装置是不利的，因为排气流动通过加热板和布置在下游的催化转化器因此受到负面影响。此外，将替代的间隔件或替代的绝缘材料留在加热板中是困难的，这是因为由于排气系统中的高温动力学和强机械负荷而与非常高的费用相关联，并且大大增加了缺陷的风险。

发明内容

因此，本发明着手解决的问题是提供一种催化转化器，该催化转化器具有被设计为加热板的加热元件，该催化转化器具有优化的设计，并且尤其是在加热板中具有改进的金属层彼此的绝缘，以便可以实现针对性电流流动。

本发明的一个示例性实施例涉及一种催化转化器，该催化转化器具有用于内燃发动机排气的后处理的蜂窝结构并且具有可电加热的加热板，其中，该加热板由多个金属箔片形成，该多个金属箔片堆叠在彼此顶部以形成层叠堆并最终卷绕以形成具有多个流送管道的蜂窝结构，其中，该加热板在其中布置有绝缘装置，经由该绝缘装置在至少两个相互相邻布置的卷绕的金属箔片之间形成电绝缘。

绝缘装置的目的是用于使相互相邻放置的金属层彼此电绝缘，这些金属层由于层叠堆的卷绕而彼此接触。这对于产生限定的电流路径是必要的，以便实现均匀加热并且还以便能够精确地确定加热板的电阻率。如果通过卷绕操作产生的整个蜂窝结构是完全导电的互连区域，则通过蜂窝结构的电流传导将原样任意地和随机地发生，因此加热板中的电流路径的相应欧姆电阻实际上可能不能事先确定，结果是确定在限定的电流强度下要达到的温度也是不可能的。因此，有必要通过巧妙地引入绝缘装置来产生可精确限定的电流路径，在该电流路径中可以以限定的方式引入已知电流强度的电流，以便在通过已知电流路径限定的欧姆电阻下产生可预先确定的加热。

在此，特别有利的是，加热板占据的整个体积还可以用于排气的催化处理，并且加热板的表面相对于总体占据的体积尽可能大。由加热板产生的压力损失应尽可能低，由于此原因，特别有利的是，加热板具有尽可能少的可以防止排气流过的元件。

此时应该指出，术语金属层和金属箔片用作同义词，并且使用不同的术语描述相同的元件。