CN107288716A - 电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置 - Google Patents

电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，包括陶瓷载体、隔热壳体、励磁线圈和高频交变电源；所述陶瓷载体由若干个输入单胞和若干个输出单胞交错堆积而成，输入单胞和输出单胞中空且设置有封闭端，输入单胞的进口与输出单胞的封闭端相邻设置，输出单胞的出口与输入单胞的封闭端相邻设置，汽车尾气从输入单胞的进口进入、经陶瓷单胞侧壁过滤、从输出单胞的出口输出，输入单胞和/或输出单胞在横截面的侧壁内嵌有导磁材料，所述高频交变电源和励磁线圈连接，所述励磁线圈缠绕在隔热壳体外侧，所述陶瓷载体装在隔热壳体内。本发明加热更均匀且无接触加热，另外加热线圈和单胞间的防裂过渡层可以减少因温度梯度而产生的热裂纹。

Description

电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置
技术领域
本发明属于汽车工程领域，尤其涉及一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置。
背景技术
柴油机尾气中的颗粒例如PM2.5会严重影响人们健康，而柴油机颗粒捕集器可以有效降低颗粒物的排放，其中壁流式陶瓷颗粒捕集器因具有较高的颗粒过滤效率而应用广泛。随着颗粒在壁流式陶瓷颗粒捕集器载体的侧壁上不断沉积会影响发动机尾气排放，因此需要将沉积的颗粒燃烧掉，这一过程称为颗粒捕集器的再生。目前颗粒捕集器主动再生的方式有电阻丝加热、微波加热、红外线加热和喷油燃烧，其中电阻丝加热的方式主要是在颗粒捕集器载体的外圆周上布上电阻丝，电阻丝通电加热后热量从颗粒捕集器载体外圆周向中心传递，而在传热过程中因局部热量累积会出现壁流式陶瓷颗粒捕集器烧裂的问题。壁流式陶瓷颗粒捕集器载体横截面表现为三角形、方形或六边形孔周期性叠合成的结构，因此需要可对这些具有三角形、方形或六边形单孔结构的单胞进行加热的壁流式颗粒捕集器装置，从而实现颗粒捕集器的均匀加热再生。
发明内容
本发明为了克服现有装置无法实现壁流式陶瓷颗粒捕集器横截面上每个中空柱状单胞单独加热的问题，本发明提供了一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置。
本发明的技术方案：
一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：其包括陶瓷载体、隔热壳体、励磁线圈和高频交变电源；所述陶瓷载体由若干个输入单胞和若干个输出单胞交错堆积而成，输入单胞和输出单胞中空且设置有封闭端，输入单胞的进口与输出单胞的封闭端相邻设置，输出单胞的出口与输入单胞的封闭端相邻设置，汽车尾气从输入单胞的进口进入、经陶瓷单胞侧壁过滤、从输出单胞的出口输出，输入单胞和/或输出单胞在横截面的侧壁内嵌有导磁材料，所述高频交变电源和励磁线圈连接，所述励磁线圈缠绕在隔热壳体外侧，所述陶瓷载体装在隔热壳体内，励磁线圈能对导磁材料加热，从而能将堆积在陶瓷单胞侧壁上的颗粒燃烧掉。
优选地，所述的导磁材料由高导磁率、低剩磁材料制成。
优选地，所述导磁材料为铁丝。
优选地，所述导磁材料呈环状。
优选地，所述导磁材料外包裹有防裂过渡层。
优选地，所述防裂过渡层为掺杂纤维的陶瓷增韧层。
优选地，所述环状导磁材料沿输入单胞和/或输出单胞长度方向等距排列。
优选地，所述输入单胞和输出单胞的材料为泡沫陶瓷。
优选地，所述输入单胞和输出单胞的截面形状为正方形、正三角形、六边形。
本发明的有益效果是克服现有装置无法实现壁流式陶瓷颗粒捕集器载体每个中空柱状单胞单独加热的问题，同时可以实现电源与加热线圈的无接触加热，另外加热线圈和单胞间的防裂过渡层可以减少因温度梯度而产生的热裂纹，从而为实现载体均匀加热再生提供一种装置。
附图说明
图1为本发明的整体组装结构示意图；
图2为本发明输入单胞和输出单胞截面上加热线圈示意图；
图3为本发明输入单胞和输出单胞沿横截面和纵断面剖开后加热线圈和防裂过渡层示意图。
图4为本发明两个相邻输入单胞和输出单胞中汽车尾气流动图。
图中1. 高频交变电源，2. 励磁线圈，3. 隔热壳体，4. 输入单胞和输出单胞，5.单胞封闭端，6. 输入单胞进口，7.加热线圈，8.防裂过渡层，9.气流流入输入单胞进口，10.陶瓷单胞侧壁过滤尾气，11. 气流流出输出单胞尾气出口。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其包括陶瓷载体、隔热壳体3、励磁线圈2和高频交变电源1；所述陶瓷载体由若干个输入单胞和若干个输出单胞交错堆积而成，输入单胞和输出单胞中空且设置有封闭端5，输入单胞的进口6与输出单胞的封闭端相邻设置，输出单胞的出口与输入单胞的封闭端相邻设置，汽车尾气从输入单胞的进口6进入、经陶瓷单胞侧壁过滤、从输出单胞的出口输出，输入单胞和/或输出单胞在横截面的侧壁内嵌有导磁材料7，所述高频交变电源1和励磁线圈2连接，所述励磁线圈2缠绕在隔热壳体3外侧，所述陶瓷载体装在隔热壳体3内，励磁线圈2能对导磁材料7加热，从而能将堆积在陶瓷单胞侧壁上的颗粒燃烧掉。
所述的导磁材料7由高导磁率、低剩磁材料制成。
所述导磁材料7为铁丝。
所述导磁材料7呈环状。
所述导磁材料外包裹有防裂过渡层8。
所述防裂过渡层8为掺杂纤维的陶瓷增韧层。
所述环状导磁材料沿输入单胞和/或输出单胞长度方向等距排列。
所述输入单胞和输出单胞的材料为泡沫陶瓷。
所述输入单胞和输出单胞的截面形状为正方形、正三角形、六边形。
本发明液化时颗粒孔隙中的细观流场观测装置的工作过程如下：
步骤1：如图1所示将励磁线圈2缠绕在隔热壳体3外侧，在隔热壳体3内将输入单胞和输出单胞4堆积为陶瓷载体；
步骤2：发动机工作时尾气在如图1所示的陶瓷载体内流过，两个相邻输入单胞和输出单胞中尾气流动过程如图4所示，输入单胞尾气从输入单胞进口6流入并从陶瓷单胞侧壁过滤后从相邻输出单胞的出口流出，再在此过程中尾气中的颗粒堆积在陶瓷单胞侧壁；
步骤3：连接高频交变电源1和励磁线圈2，在如图2所示的加热线圈7中产生电涡流从而将热量途经防裂过渡层8传递至陶瓷载体中的输入单胞和输出单胞4，随着温度升高，颗粒被燃烧掉，从而实现颗粒捕集器的加热再生。
本发明所述输入单胞和输出单胞的截面形状可以为任意中空的形状。

Claims (9)

1.一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：其包括陶瓷载体、隔热壳体、励磁线圈和高频交变电源；所述陶瓷载体由若干个输入单胞和若干个输出单胞交错堆积而成，输入单胞和输出单胞中空且设置有封闭端，输入单胞的进口与输出单胞的封闭端相邻设置，输出单胞的出口与输入单胞的封闭端相邻设置，汽车尾气从输入单胞的进口进入、经陶瓷单胞侧壁过滤、从输出单胞的出口输出，输入单胞和/或输出单胞在横截面的侧壁内嵌有导磁材料，所述高频交变电源和励磁线圈连接，所述励磁线圈缠绕在隔热壳体外侧，所述陶瓷载体装在隔热壳体内，励磁线圈能对导磁材料加热，从而能将堆积在陶瓷单胞侧壁上的颗粒燃烧掉。
2.根据权利要求1所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述的导磁材料由高导磁率、低剩磁材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述导磁材料为铁丝。
4.根据权利要求1所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述导磁材料呈环状。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述导磁材料外包裹有防裂过渡层。
6.根据权利要求5所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述防裂过渡层为掺杂纤维的陶瓷增韧层。
7.根据权利要求4所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述环状导磁材料沿输入单胞和/或输出单胞长度方向等距排列。
8.根据权利6所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述输入单胞和输出单胞的材料为泡沫陶瓷。
9.根据权利1所述的一种电涡流均匀加热的壁流式陶瓷颗粒捕集器装置，其特征在于：所述输入单胞和输出单胞的截面形状为正方形、正三角形、六边形。
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