[发明专利]陶瓷体、制造陶瓷体的方法、废气净化设备及车辆

说明书

本发明涉及一种陶瓷体(10)，该陶瓷体可设计为催化剂载体和/或颗粒过滤器且该陶瓷体具有大量通道(11)和用于感应地升温的大量平行于通道(11)布置的伸长的金属元件(14)，其中伸长的金属元件(14)布置在陶瓷体(10)的壁部(12)中。优选地以该方式陶瓷体(10)的自由的端面减少或总计至少不超过5%。此外公开了一种用于制造陶瓷体(10)的方法、一种废气净化设备以及一种车辆。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷体、一种用于制造陶瓷体的方法、一种废气净化设备以及一种具有内燃机的车辆。

背景技术

化学计量地运行的内燃机的废气通常以催化的方式净化，以为了减少例如碳氢化合物、氮氧化物和一氧化碳。但是除气态的物质之外，在燃烧中还产生碳黑(Ruß，有时称为烟灰)，该碳黑可通过置于内燃机之后的颗粒过滤器减少。

颗粒过滤器通常以在流动方向中设有通道的过滤体为基础，该过滤体可由陶瓷生产，其中通道可相互封闭且通道壁具有预先确定的孔隙度。通过通道的相互封闭，迫使穿流过滤体的废气贯穿壁，由此从废气中过滤去除位于废气中的颗粒。通道壁此外可设有覆层，该覆层包含含有贵金属的催化材料以用于进一步废气处理。起催化作用的覆层作为所谓的“载体涂层(washcoat)”被施敷。

为了使带有一定的碳黑负载(Rußbeladung)的颗粒过滤器再生，将该颗粒过滤器带到限定的温度上，使得沉积的碳黑燃烧成二氧化碳。此外，催化器的高的转化率要求一定的温度，在所述温度中运行所述催化器。然而，与在车辆中不停地降低CO2排放的努力关联的是，越来越少的热能在废气装置中供使用，使得应采取措施以用于有针对性地对车辆的废气净化装置的构件进行调温。这尤其在内燃机的冷启动时是重要的，在该冷启动中催化器和过滤器应尽可能快速地被带到运行温度上。

为了可将带有陶瓷的过滤体的催化器快速地带到运行温度上，在EP 3 027 315B1和EP 3 431 179 A1中提出，将分离的金属体引入到过滤体的通路中，所述金属体可借助于电磁场感应地加热。然而，由此通道的可穿流的横截面(Querschnittsfläche，有时称为横截面面积)减小，使得催化器功率减小或必须通过增大过滤体补偿催化器功率。

发明内容

本发明的任务因此在于，提供一种用于颗粒过滤器和/或作为催化剂载体的陶瓷体，利用该陶瓷体快速的加热是可行的且同时相对于现有技术不必以损害陶瓷体的性能(Leistungsfähigkeit，有时称为工作效率)的方式减小可穿流的横截面。

该任务通过下文描述的一种陶瓷体、一种用于陶瓷体的制造方法、一种具有陶瓷体的废气净化设备和一种车辆解决。

根据本发明提供一种陶瓷体，该陶瓷体具有大量平行地布置的通道和大量用于感应地升温(Erhitzung，有时称为加热)的平行于通道布置的伸长的金属元件，其中伸长的金属元件布置在陶瓷体的壁部中。

不带有根据本发明的设计方案的这样的陶瓷体从现有技术中作为蜂窝状结构或颗粒过滤器陶瓷体已知。

根据本发明的陶瓷体可构造为催化剂载体和/或颗粒过滤器。由此陶瓷体可具有起催化作用的覆层。

根据本发明的陶瓷体有利地适合于，保证快速地加热到废气净化装置的运行温度上且此外提供必要的温度例如以为了在设计为颗粒过滤器的情况下进行再生。

根据本发明在陶瓷体中使用的金属元件是铁磁的，以为了适合于感应加热。

金属元件优选地彼此间隔开地引入到壁部中，以为了引起尽可能均匀的热量输入且以为了实现利用陶瓷以尽可能高的覆盖率(Bedeckungsgrad)覆盖金属元件的表面。

除此之外，金属元件可以更高的密度引入到陶瓷体的一定的区域中，以为了在运行中平衡在陶瓷体的加热特性方面的由结构形式引起的区别。