[发明专利]用于对排气流进行热处理的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对排气流进行热处理的装置，其中应在预定的温 度范围内处理排气。

背景技术

为此已知所谓的换热器，其中排气被引导从换热表面旁流过，该换热 表面将排气流和换热介质隔开。通过排气与所述换热表面的接触来影响排 气流的温度。这种具有分离的换热介质的换热器通常构造得很复杂，因此 也很难集成到机动车辆的排气系统中。此外，关于已知的排气处理装置已 经发现，这些排气处理装置局部/部分对温度敏感，也就是说仅在有限的温 度范围内引起包含在排气中的有害物质的所希望的转化。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种处理排气流的装置以及方法，该装 置和方法至少部分地解决上述的技术问题或将上述技术问题减小到最低程 度。特别是想要提供一种用于处理排气流的装置，该装置具有相对简单的 结构并同时允许在无需分离的换热介质的情况下控制排气流的温度。此外， 还想要提供一种方法，该方法引起包含在排气中的有害物质的特别有效的 并能以低的费用维持的转化。

所述目的通过具有权利要求1所述特征的用于处理排气流的装置以及 具有权利要求11所述步骤的用于处理排气流的方法来实现。其它有利的实 施例在各从属权利要求中说明。须指出，在专利权利要求中单独列出的特 征可以以任意技术上有意义的方式相互组合并形成本发明的其它实施例。

根据本发明的用于处理排气流的装置具有至少一个入流通道和至少一 个回流通道，该入流通道具有前部区域和后部区域，其中，在所述至少一 个入流通道的后部区域内设有一第一涂层，该第一涂层支持排气流的放热 反应，以及在该入流通道的前部区域内形成有用于从回流通道传递热量的 元件。

关于入流通道和回流通道的实施例优选的是，该入流通道和回流通道 根据逆流原理彼此定向/对齐。在此，它们特别是具有相同的长度并基本上 彼此平行地延伸。此外，入流通道被分成至少两个分区域，即一前部区域 和一后部区域。该前部区域布置在通道开端附近，特别是从通道开端延伸 至后部区域。但也可以在该前部区域的上游和/或下游设置另一分区域。同 样，所述后部区域布置在入流通道的通道末端附近，该后部区域优选从通 道末端延伸至入流通道的内部区域。

此外，在所述至少一个入流通道的后部区域内设有第一涂层，该第一 涂层支持排气流的放热反应。换言之，例如可以仅在所述后部区域内设置 涂层，该涂层具有促进排气流组分氧化的贵重金属催化剂，如铂、铑或钯。 因此，借助于该第一涂层激发排气中的化学反应，该化学反应在放热情况 下进行，因此总体上引起排气流被加热。优选的是，所有的入流通道形成 有相应的后部区域，亦即具有相应的第一涂层。

在入流通道的前部区域内现形成有用于从回流通道传递热量的元件。 换言之，在入流通道的后部区域内被加热的排气在返回时又被引导经过入 流通道的前部区域，其中回流通道内较热的排气将热量传递给进入入流通 道的排气流。在此，在回流通道的后部区域内的放热反应有利地配置成， 在回流的排气流中存在比流入入流通道中的排气流高出至少50℃的温度。 用于实现热传递的特别简单的元件包括由导热性能良好的材料制成的共用 的壁，其中该壁有利地具有很小的单位面积的热容量。这种壁可例如借助 于薄的金属薄板来实现。

根据所述装置的一个改进，在所述至少一个入流通道内设有用于排气 流的导入元件，其中实现了可变的气体入流位置。这特别是指，该气体入 流位置在入流通道的区域内可变化。因此，通过使流入的排气流或多或少 地在前部区域内经受热传递或者在后部区域内经受放热反应，实现了可在 入流通道内改变所述排气流的温度升高的目的。

在这种情况下有利的是，导入元件包括双金属活门。双金属(也称为 热双金属)通常是一种由两层不同材料构成的金属条，这两层材料彼此材 料相连地或形锁合地相连接。其特性在于在温度改变时形状改变。所述的 形状改变称为弯曲。其原因在于所用金属具有不同的延展系数。所述金属 可以例如是锌和钢。因此，双金属活门具有以下特性，即该双金属活门由 于不同的温度而不同程度地变形。如果通过这种活门引导流入的排气流， 则会发生反复变形，该变形可设计成根据双金属活门的变形来改变气体入 流位置。