用于加热气流的加热装置、废气处理装置和废气设备制造方法及图纸

一种用于加热气流的加热装置、废气处理装置和废气设备，其中加热装置用于加热内燃机的气流，尤其是废气流，加热装置包括能沿轴向方向被气流穿过的，能导电的加热元件，所述加热元件具有至少两个加热部段，所述加热部段区段式地通过间隙彼此分开，所述间隙尤其在一侧敞开，承载装置具有至少一个电绝缘的承载元件，所述承载元件至少区段式地沿周向包围所述加热元件和/或至少区段式地覆盖所述加热元件的至少一个轴向端侧的边缘区域，其中，所述承载元件具有至少一个伸入到所述间隙中的间隔区段和壳体区段，在所述壳体区段中保持所述加热元件和所述承载装置。元件和所述承载装置。元件和所述承载装置。

【技术实现步骤摘要】
用于加热气流的加热装置、废气处理装置和废气设备


[0001]本专利技术涉及一种用于加热内燃机的气流，尤其是废气流的加热装置。

技术介绍

[0002]在许多应用情况下，需要加热气流，例如以便在气流中产生特定的反应条件。一个重要的应用是废气技术，其中越来越多的注意力集中在尽可能有效的废气后处理上。在此使用的各种催化转化器只能在明显高于常规环境温度的特定温度窗口中有效地运行。在内燃机冷起动时，其首先相对冷的废气撞击到同样相对冷的催化转化器主体上，从而通常没有达到所述温度窗口的下阈值温度。这导致废气没有如期望的那样被完全净化。只有随着废气的增加加热和伴随而来的催化转化器主体的加热，系统才进入期望的催化反应有效进行的温度范围。
[0003]用于改善相应的废气设备的冷起动特性的措施在于，在催化转化器主体之前设置加热装置，借助该加热装置加热流入的废气。换句话说，将热量附加地供应给废气流，以便尽可能快地将系统带到工作温度，在该工作温度下确保有效的废气后处理。
[0004]这种加热装置可以包括可电加热的盘，该盘具有通道，废气流在被供应给催化转化器主体之前流过该通道。这导致从加热的盘到气流的热传递。该气流又加热催化转化器主体，以便使其尽可能快地达到所提到的工作温度。
[0005]这种盘是导电的并且
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在气流方向上看
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通常具有曲折的结构，该曲折的结构具有
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简单地说
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以蛇形线布置的部段，从而在盘的电触点之间产生尽可能长的加热路段，该加热路段在通电时由于其欧姆电阻而快速加热。在给定材料的情况下，除了横截面之外，载流路径的长度也决定了盘的电阻，从而决定了盘的加热功率。
[0006]将这种加热装置集成到废气系统中并非没有问题，因为可通电的盘必须可靠地电绝缘。此外，必须确保即使在废气系统运行时也避免盘的各个部段之间的无意短路。此外，加热装置必须是坚固的并且能够承受振动负荷和高的热应力。这也适用于在其他区域中使用的上述类型的加热装置。

技术实现思路

[0007]迄今为止已知的加热装置通常不够可靠和/或构造复杂，从而存在对同时可靠且构造简单的改进的解决方案的需求。
[0008]该目的通过具有以下特征的加热装置实现。
[0009]根据本专利技术的加热装置包括能沿轴向方向被气流穿过的，能导电的加热元件，加热元件具有至少两个加热部段，加热部段区段式地通过间隙彼此分开，该间隙尤其在一侧敞开。在此，部段本身优选可被气体穿过。也就是说，并非整个气流在运行时流过至少一个间隙，而是也流过部段。为此目的，加热部段可以具有通道，该通道的壁允许热量从加热元件的导电材料有效地传递到气体上。
[0010]此外，设置具有至少一个电绝缘的承载元件的承载装置，承载元件至少区段式地
沿周向包围加热元件和/或至少区段式地覆盖加热元件的至少一个轴向端侧的边缘区域，其中，承载元件具有至少一个伸入到间隙中的间隔区段。
[0011]加热部段彼此电连接。然而，间隔区段的尺寸被确定为使得其可靠地将加热部段的彼此对置的侧彼此分开，该侧限定间隙，从而可靠地防止在加热部段的未设置的区域中由于振动和/或热膨胀引起的不期望的电短路。不需要通过间隔区段填充整个间隙。设置相对小的间隔区段可能完全足够，该间隔区段尤其伸入到间隙的端部区段中。优选地，加热部段的侧面已经在加热装置的冷状态下贴靠在间隔区段上。
[0012]此外，根据本专利技术的加热装置具有壳体区段，加热元件和承载装置保持在壳体区段中。特别地，承载装置使壳体区段相对于加热元件电绝缘。
[0013]壳体区段尤其用于固定由加热元件和承载装置构成的整体，从而即使在加热装置的热应力和/或机械应力的情况下也可靠地确保其功能性。此外，壳体区段简化了加热装置在气体输送设备中的装配。在合适的设计方案中，加热装置也可以预装配，使得其可以作为整体安装在设备中。
[0014]在以下内容和所附附图中给出了本专利技术的其他实施方式。
[0015]根据一个实施方式，间隔区段沿轴向方向和/或垂直于轴向方向的方向从承载元件延伸到间隙中。
[0016]承载元件可以环形地设计或具有圆弧段的基本形状。例如，承载元件是环或环形区段，如果加热元件具有圆形的轮廓，则该环或环形区段被施加到加热元件的端侧中的一个端侧上。不言而喻，加热元件也可以采用其他形状（例如椭圆形，矩形，多边形）。承载元件于是互补地设计。也可以规定，承载元件被施加到加热元件的周面上。在这种情况下，加热元件和承载元件的造型也是互补的。上述两个概念可以组合。
[0017]根据另一实施方式，承载装置多件式地构造。例如，承载装置包括第一承载元件和第二承载元件，第一承载元件和第二承载元件分别包围加热元件的周缘的至少一部分和/或分别覆盖加热元件的至少一个端侧的边缘区域的至少一部分。例如可以考虑的是，第一承载元件和第二承载元件分别是环形的并且分别覆盖两个端侧的外边缘区域。
[0018]也可设想的是，设置多个承载元件，承载元件分别仅具有一个间隔区段。这种承载元件的至少区段式地覆盖加热元件的至少一个轴向端侧的边缘区域的区段和/或至少区段式地沿周向包围加热元件的区段可以相对短地设计。相同或不同的结构方式或尺寸的承载元件可以组合，以便形成适合于相应应用情况的承载装置。
[0019]当第一和第二承载元件是相同的部件时，在制造和装配方面产生成本节约。
[0020]用于改善加热元件的固定的另一措施在于，加热元件通过至少一个支承垫支撑在壳体区段上。优选地，在轴向方向上，尤其在两个轴向方向上（例如通过单独的或共同的支承垫）进行支撑，使得加热元件可以基本上轴向固定地固定，但同时也可以吸收，补偿和/或阻尼振动和/或热膨胀。上述实施方案类似地适用于承载装置。其同样可以通过至少一个支承垫支撑在壳体区段上，尤其沿轴向方向支撑。
[0021]尤其适合作为支承垫的是纤维材料垫，例如由多晶材料制成的纤维材料垫。
[0022]上述借助支承垫的支撑方案也可以组合。例如，加热元件的一个端侧仅通过支承垫与壳体区段接触，而其另一端侧贴靠在承载装置上，承载装置又轴向地通过支承垫支撑在壳体区段上。
[0023]为了能够容纳加热元件的热膨胀，在一方面承载装置和/或加热元件与另一方面壳体区段之间沿径向方向至少在加热元件的冷状态中存在间隙。例如，间隙通过径向间隙提供，该径向间隙仅填充有空气或未压缩或略微压缩的支承垫。
[0024]如开头已经提到的，加热元件的加热部段优选是透气的。具有多个气体输送通道的加热元件的蜂窝状基本结构能够实现有效的热传递并且产生相对较小的背压。
[0025]特别地，加热元件具有多个间隙，该间隙优选平行地布置和/或该间隙在平行于加热元件的端侧的方向上交替地从加热元件的彼此对置的侧伸入到加热元件的内部中。间隙在一侧敞开。由此产生具有长加热距离的曲折结构。在加热元件的被气流流入的一侧的俯视图中，间隙的面积明显小于加热部段的面积。因此，气流的大部分流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加热气流的加热装置，用于加热内燃机的气流，包括废气流，其特征在于，所述加热装置包括，能沿轴向方向被所述气流穿过的，能导电的加热元件（10），所述加热元件具有至少两个加热部段（14），所述加热部段区段式地通过间隙（16）彼此分开，所述间隙尤其在一侧敞开，承载装置，所述承载装置具有至少一个电绝缘的承载元件（18，18A，18B，18C，18D，18E），所述承载元件至少区段式地沿周向包围所述加热元件和/或至少区段式地覆盖所述加热元件的至少一个轴向端侧的边缘区域，其中，所述承载元件具有至少一个伸入到所述间隙中的间隔区段（20），并且壳体区段（32，32A，32B，32B
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，34，34A，34A
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），在所述壳体区段中保持所述加热元件和所述承载装置。2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述间隔区段（20，78）沿轴向方向和/或垂直于所述轴向方向的方向从所述承载元件（18，18A，18B，18C，18D，18E）延伸到所述间隙（16）中。3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其特征在于，所述承载元件（18A，18B，18C或18，18D）环形地设计或具有圆弧段的基本形状。4.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述承载装置（18，18A，18B，18C，18D，18E）多件式地构造。5.根据权利要求4所述的加热装置，其特征在于，所述承载装置（18，18A，18B，18D，18E）包括第一承载元件和第二承载元件，所述第一承载元件和第二承载元件分别包围所述加热元件的周缘的至少一部分和/或分别覆盖所述加热元件的至少一个端侧的边缘区域的至少一部分。6.根据权利要求4或5所述的加热装置，其特征在于，所述第一承载元件和所述第二承载元件是相同部件（18，18B，18D，18E）。7.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件（10）通过支承垫（24，24A，24B）尤其沿轴向支撑在所述壳体区段（32，32A，32B，32B
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，34，34A，34A
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）上。8.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述承载装置（18，18A，18B，18D，18E）通过支承垫（24，24A，24B）尤其沿轴向支撑在所述壳体区段（32，32A，32B，32B
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，34，34A，34A
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）上。9.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，至少在所述加热元件的冷状态下，在一方面所述承载装置（18，18A，18B，18D，18E）和/或所述加热元件（10）与另一方面所述壳体区段（32，32A，32B，32B
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，34，34A，34A
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）之间沿径向方向存在间隙。10.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件（10）具有蜂窝状的基本结构。11.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件（10）具有多个间隙（16），所述间隙优选平行地布置和/或所
述间隙在平行于所述加热元件的端侧的方向上交替地从所述加热元件的彼此对置的侧伸入到所述加热元件的内部中。12.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述壳体区段（32，32A，32B，32B
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，34，34A，34A
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）具有至少一个轴向凸肩（36），所述加热元件（10）沿轴向方向支撑在所述轴向凸肩上。13.根据前述权利要求中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述壳体区段（32，32A，32B，32B
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，34，34A，34A
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）多件式地构造。14.根据权利要求13所述的加热装置，其特征在于，所述壳体区段包括第一壳体元件（32，32A，32B，32B
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）和第二壳体元件（34，34A，34A

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔克马尔，
申请(专利权)人：波森公司，
类型：发明
国别省市：