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Title:
LATENT HEAT STORAGE CATALYST FOR AN EXHAUST SYSTEM IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/009894
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a latent heat storage catalyst (3) for an exhaust system (1) in an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, comprising a member (5) that includes several parallel ducts (6). First ducts (6') contain a phase change material (7), and second ducts (6") have a catalytic coating (14). In order to be able to produce said latent heat storage catalyst at a low cost, the member (5) is formed by at least one layered structure (9) comprising two metal sheets (10, 11), at least one of which is corrugated and which rest against each other and are attached to one another such that the ridges of the at least one corrugated metal sheet (10) form the ducts (6).

Inventors:
GAISER GERD (DE)
Application Number:
EP2010/060580
Publication Date:
January 27, 2011
Filing Date:
July 21, 2010
Export Citation:
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Assignee:
EBERSPAECHER J GMBH & CO (DE)
GAISER GERD (DE)
International Classes:
F28D20/02; F01N3/28; F28D9/00; F28D9/04
Domestic Patent References:
WO2008050210A22008-05-02
Foreign References:
DE102004052106A12006-05-04
FR2081113A11971-12-03
DE10329153A12005-01-27
DE19820971A11999-11-18
EP0596854A11994-05-11
CH666118A51988-06-30
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BRP RENAUD & PARTNER Rechtsanwälte, Notare, Patentanwälte (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Latentwärmespeicherkatalysator für eine Abgasanlage (1 ) einer

Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,

- mit einem Körper (5), der mehrere parallel zueinander verlaufenden Kanäle (6) aufweist,

- wobei erste Kanäle (6') ein Phasenwechselmaterial (7) enthalten,

- wobei zweite Kanäle (6") eine katalytische Beschichtung (14) aufweisen,

- wobei der Körper (5) durch mindestens eine Schichtstruktur (9) mit mindestens zwei Blechen (10, 11 ) gebildet ist, von denen zumindest eines gewellt ist und die aneinander anliegen sowie aneinander befestigt sind, derart, dass die Wellen des wenigstens einen Blechs (10) die Kanäle (6) bilden.

2. Latentwärmespeicherkatalysator nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die zwei Bleche (10, 11 ) spiralförmig gewickelt sind, oder

- dass die zwei Bleche (10, 11 ) paarweise in ebenen Lagen aufeinander

geschichtet sind.

3. Latentwärmespeicherkatalysator nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die beiden Bleche (10, 11 ) entlang von Kontaktlinien aneinander anliegen und entlang solcher Kontaktlinien aneinander befestigt sind.

4. Latentwärmespeicherkatalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die beiden Bleche (10, 11 ) nur entlang von Kontaktlinien aneinander befestigt sind, die beiderseits von ersten Kanälen (6') angeordnet sind.

5. Latentwärmespeicherkatalysator nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die beiden Bleche (10, 11 ) entlang einiger Kontaktlinien lose aneinander anliegen.

6. Latentwärmespeicherkatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

dass die mit Phasenwechselmaterial (7) befüllten ersten Kanäle (6') endseitig verschlossen und von Abgas nicht durchströmbar sind, während die katalytisch beschichteten zweiten Kanäle (6") von Abgas durchströmbar sind.

7. Latentwärmespeicherkatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

dass das andere Blech (11 ) glatt oder ungewellt ist.

8. Latentwärmespeicherkatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

dass das andere Blech (11 ) auch gewellt ist oder Wellen aufweist.

9. Latentwärmespeicherkatalysator nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Wellenstrukturen der beiden Bleche (10, 11 ) gleiche Wellenlängen aufweisen, und/oder

- dass die Wellenstrukturen der beiden Bleche (10, 11 ) unterschiedliche

Amplituden aufweisen, und/oder - dass die Bleche (10, 11 ) hinsichtlich ihrer Wellenstrukturen gleichphasig aneinander anliegen, und/oder

- dass die Bleche (10, 11 ) hinsichtlich ihrer Wellenstrukturen

phasenverschoben, insbesondere um eine halbe Wellenlänge, aneinander anliegen.

10. Latentwärmespeicherkatalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

dass der Körper (5) aus zumindest zwei Schichtstrukturen (9) zusammengebaut ist, wobei eine erste Schichtstruktur (9') keine zweiten Kanäle (6") aufweist, während eine zweite Schichtstruktur (9") keine ersten Kanäle (6') aufweist.

11. Verfahren zum Herstellen eines Latentwärmespeicherkatalysators (3) nach Anspruch 10,

bei dem zumindest eine solche erste Schichtstruktur (9') mit mindestens einer solchen zweiten Schichtstruktur (9") zusammengebaut werden.

Description:
LATENTWÄRMESPEICHERKATALYSATOR FUR ABGASANLAGE EINER BRENNKRAFTMASCHINE

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicherkatalysator für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Ein Latentwärmespeicher charakterisiert sich insbesondere durch die

Verwendung eines Phasenwechselmatehals zur Wärmespeicherung. Ein derartiges Phasenwechselmaterial, bei dem es sich üblicherweise um Salze handelt, führt bei der jeweils gewünschten Speichertemperatur einen

Phasenwechsel zwischen flüssiger Phase und fester Phase durch. Beim

Aufladen des Latentwärmespeichers schmilzt das Wärmespeichermaterial, während es bei der Entladung erstarrt. Unterhalb der Speichertemperatur, also unterhalb der Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials kann der damit gebildete Latentwärmespeicher nur sensible Wärme speichern, also in Form einer Temperaturerhöhung des festen Phasenwechselmaterials. Wenn das Phasenwechselmaterial bis auf seine Phasenwechseltemperatur aufgeheizt ist, schmilzt es, was zu einer latenten Wärmespeicherung durch den Phasenwechsel führt. Die so gespeicherte Wärme wird dabei auf dem Temperaturniveau der Speichertemperatur gespeichert und kann auch bei dieser Temperatur abgerufen werden. Darüber hinaus kann auch das flüssige Phasenwechselmaterial zusätzlich erwärmt werden, was wieder zu einer sensiblen, also

temperaturabhängigen Wärmespeicherung führt. Durch Auswahl des

Phasenwechselmaterials kann die Speichertemperatur des

Latentwärmespeichers auf den jeweiligen Einsatzzweck des

Latentwärmespeichers adaptiert werden.

Insbesondere bei Fahrzeuganwendungen können Latentwärmespeicher dazu verwendet werden, die Brennkraftmaschine oder einzelne Komponenten einer Abgasanlage möglichst lange auf Betriebstemperatur zu halten, um die Effizienz der jeweiligen Komponente bzw. der Brennkraftmaschine zu steigern. Da ein zunehmendes Interesse an derartigen Latentwärmespeichern besteht, werden Lösungen für eine kostengünstige Fertigung gesucht, die sich insbesondere für eine Serieproduktion eignen.

Ferner wird mit Latentwärmespeichern versucht, die Kaltstartphasen von aktiven Komponenten der Abgasanlage, wie zum Beispiel von Katalysatoren, zu verkürzen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen

Latentwärmespeicher und/oder für einen Katalysator eine verbesserte

Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie eine verbesserte Effektivität besitzt und vorzugsweise relativ preiswert herstellbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der

unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind

Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen

Latentwärmespeicher in einen Katalysator zu integrieren bzw. umgekehrt, um so einen Latentwärmespeicherkatalysator bereitzustellen, der die Funktionalitäten eines Katalysators und eines Latentwärmespeichers in einem Integralbauteil vereint. Des Weiteren beruht die Erfindung auf der grundsätzlichen Idee, einen Körper des Latentwärmespeicherkatalysators durch wenigstens eine

Schichtstruktur zu bilden, die mit Hilfe mehrerer Bleche hergestellt wird.

Zumindest eines dieser Bleche ist gewellt. Die Bleche liegen aneinander an und sind aneinander befestigt. Hierdurch bilden die Wellen des wenigstens einen Blechs Kanäle innerhalb des Körpers aus, die parallel zueinander verlaufen und von denen zumindest einige mit einem Phasenwechsel matehal befüllt sind, während andere katalytisch aktiv beschichtet sind. Eine derartige Schichtstruktur aus Blechen kann besonders einfach und preiswert hergestellt werden.

Insbesondere eignet sie sich auch für eine Serienherstellung.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform können die zwei Bleche spiralförmig gewickelt sein, um so den Körper bzw. dessen Schichtstruktur zu bilden. Hierdurch ergibt sich eine besonders preiswerte Herstellbarkeit, da die Schichtstruktur in einer ebenen Konstellation quasi als Endlosmaterial hergestellt werden kann und dann einfach zum Körper aufgewickelt werden kann. Alternativ ist es grundsätzlich ebenso möglich, die zwei Bleche paarweise in ebenen Lagen aufeinander zu schichten, um die Schichtstruktur bzw. den Körper zu bilden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die beiden Bleche entlang von Kontaktlinien aneinander anliegen und entlang solcher Kontaktlinien aneinander befestigt sind, bspw. mittels Schweißnähten oder Lötverbindungen. Hierdurch ergibt sich eine intensive Aussteifung des Körpers, wodurch er sehr stabil wird und insbesondere selbsttragend sein kann, was die Unterbringung in einem Gehäuse, sogenanntes Canning, vereinfacht.

Um thermisch bedingte Spannungen innerhalb des Körpers zu reduzieren, kann vorgesehen sein, die beiden Bleche entlang einiger solcher Kontaktlinien lose aneinander anzulegen. Im Bereich dieser lose aneinander anliegenden

Kontaktlinien können somit Relativbewegungen zwischen den beiden Blechen auftreten, was den Aufbau thermisch bedingter Spannungen innerhalb des Körpers reduziert. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, beide Bleche gewellt auszugestalten, wodurch die Bleche quer zur Längsrichtung der Wellen eine gewisse

Biegeelastizität besitzen, die es ermöglicht, thermische Spannungen

auszugleichen bzw. aufzunehmen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die beiden Bleche nur entlang von Kontaktlinien aneinander befestigt sind, die beiderseits von mit Phasenwechselmatehal befüllten ersten Kanälen angeordnet sind.

Optional kann vorgesehen sein, dass die beiden Bleche entlang einiger anderer Kontaktlinien lose aneinander anliegen, z.B. zwischen zwei katalytisch beschichteten zweiten Kanälen.

Zweckmäßig können die mit Phasenwechselmaterial befüllten ersten Kanäle endseitig verschlossen und von Abgas nicht durchströmbar sind, während die katalytisch beschichteten zweiten Kanäle im Körper von Abgas durchströmbar angeordnet sind.

Innerhalb der wenigstens zwei Bleche aufweisenden Schichtstruktur ist beim erfindungsgemäßen Latentwärmespeicherkatalysator das eine Blech gewellt, während das andere Blech glatt oder ungewellt sein kann. Alternativ kann das andere Blech auch gewellt sein oder ebenfalls Wellen aufweisen.

Sofern innerhalb der wenigstens zwei Bleche aufweisenden Schichtstruktur die beiden Bleche jeweils gewellt sind, können die Wellenstrukturen der beiden gewellten Bleche gleiche Wellenlängen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Wellenstrukturen der beiden gewellten Bleche unterschiedliche Amplituden aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die gewellten Bleche hinsichtlich ihrer Wellenstrukturen gleichphasig aneinander anliegen. Zusätzlich oder alternativ können die gewellten Bleche hinsichtlich ihrer Wellenstrukturen phasenverschoben, insbesondere um eine halbe Wellenlänge, aneinander anliegen.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei welcher der Körper aus zumindest zwei Schichtstrukturen zusammengebaut ist, wobei eine erste

Schichtstruktur keine zweiten Kanäle und insbesondere nur erste Kanäle aufweist, während eine zweite Schichtstruktur keine ersten Kanäle und

insbesondere nur zweite Kanäle aufweist. Hierdurch lassen sich eine den

Latentwärmespeicher repräsentierende erste Schichtstruktur und eine den Katalysator repräsentierende zweite Schichtstruktur separat voneinander herstellen und erst beim Zusammenbau bzw. beim Herstellen des Körpers „verheiraten", um den Latentwärmespeicherkatalysator zu bilden. Die separate Herstellbarkeit der unterschiedlichen Schichtstrukturen vereinfacht einerseits die Befüllung mit Phasenwechselmaterial und andererseits die Beschichtung mit Katalysatormaterial .

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines solchen

Latentwärmespeicherkatalysators kann zumindest eine solche erste

Schichtstruktur mit mindestens einer solchen zweiten Schichtstruktur

zusammengebaut werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, das Phasenwechselmaterial so auszuwählen, dass seine Phasenwechseltemperatur bei bzw. oberhalb einer Anspringtemperatur des jeweiligen Katalysatormaterials liegt. Hierdurch kann für den jeweiligen Katalysator eine Stand-by-Funktion realisiert werden, da mit Hilfe des Phasenwechselmaterials der Katalysator relativ lange auf dem Temperaturniveau der Phasenwechseltemperatur gehalten werden kann. Katalytische Beschichtungen, die sich zur Realisierung einer derartigen Stand-by-Funktion eignen, sind bspw. Three-Way-Catalyst (TWC) oder Diesel-Oxidation-Catalyst (DOC). Alternativ (oder bei Verwendung von zwei verschiedenen Phasenwechselmatehalien zusätzlich) ist es möglich, das

Phasenwechselmatehal so auszuwählen, dass sich seine

Phasenwechseltemperatur am oberen Ende eines zulässigen

Betriebstemperaturfensters des jeweiligen Katalysators befindet. Hierdurch kann eine Überhitzung des jeweiligen Katalysators vermieden werden. Nimmt die Temperatur des Katalysators stark zu und erreicht die obere Temperaturgrenze seines Betriebstemperaturfensters, wird die Phasenwechseltemperatur erreicht und das Phasenwechselmaterial schmilzt und nimmt dabei Wärme auf. Während dieser latenten Wärmeaufnahme wird eine Temperaturerhöhung im Katalysator stark reduziert, wodurch dieser vor einer Überhitzung geschützt werden kann. Katalytische Beschichtungen, die sich für eine derartige Funktion eignen, sind insbesondere NOX-Speicher-Katalysator (NSK) und Partial-Oxidation-Catalyst (POC). Wie vorstehend angedeutet, kann der Latentwärmespeicherkatalysator einer besonderen Ausführungsform beide vorbeschriebenen Funktionalitäten realisieren, wenn zwei verschiedene Phasenwechselmaterialien in getrennten ersten Kanälen verwendet werden, die sich durch unterschiedliche

Phasenwechseltemperaturen voneinander unterscheiden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen

Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Abgasanlage im

Bereich eines Latentwärmespeicherkatalysators,

Fig. 2 bis 12 Schnittansichten durch einen Teil eines Körpers des

Latentwärmespeicherkatalysators bei verschiedenen

Ausführungsformen.

Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Abgasanlage 1 einer im Übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann, eine Abgasleitung 2, in der ein

Latentwärmespeicherkatalysator 3 angeordnet bzw. eingebunden ist. Der

Latentwärmespeicherkatalysator 3 enthält in einem Gehäuse 4 einen Körper 5, der mehrere Kanäle 6 enthält, die parallel zueinander verlaufen und die zum Teil ein Phasenwechselmaterial 7 enthalten. Dabei müssen nicht alle Kanäle 6 mit dem Phasenwechselmaterial 7 befüllt sein. Vielmehr sind einige der Kanäle 6 so in die Abgasleitung 2 eingebunden, dass sie von einer in der Abgasleitung 2 transportierten Abgasströmung 8 durchströmbar sind. Die mit

Phasenwechselmaterial 7 befüllten Kanäle 6 werden im Folgenden als erste Kanäle bezeichnet und in den Schnittdarstellungen der Fig. 2 bis 12 mit 6' bezeichnet. Von den verbleibenden, nicht mit dem Phasenwechselmaterial 7 befüllten Kanälen 6 sind einige mit einer katalytisch aktiven Beschichtung 14 versehen. Die mit der katalytischen Beschichtung 14 versehenen Kanäle 6 sind im Betrieb der Abgasanlage 1 vom Abgas durchströmt und werden im Folgenden als zweite Kanäle bezeichnet, die in den Fig. 2 bis 12 mit 6" bezeichnet.

Außerdem können grundsätzlich auch weitere, dritte Kanäle 6 vorhanden sein, die weder Phasenwechselmaterial 7 enthalten noch mit einer

Katalysatorbeschichtung 14 versehen sind.

Entsprechend den Fig. 2 bis 12 wird beim hier vorgestellten

Latentwärmespeicherkatalysator 3 der Körper 5 durch wenigstens eine

Schichtstruktur 9 gebildet, welche die Kanäle 6 enthält und die in den

Darstellungen der Fig. 2 bis 12 quer zur Längsrichtung der Kanäle 6 geschnitten ist und nur teilweise dargestellt ist. Die jeweilige Schichtstruktur 9 ist dabei mit wenigstens zwei Blechen 10, 11 gebildet, von denen zumindest das eine Blech

10 gewellt ist, während das andere Blech 11 in den Ausführungsformen der Fig. 2 bis 6 ungewellt oder glatt und insbesondere eben ausgestaltet ist. Bei den Ausführungsformen der Fig. 7, 8, 11 und 12 ist auch das andere Blech 11 gewellt ausgeführt. Bei den Ausführungsformen der Fig. 9 und 10 ist das andere Blech

11 teilweise gewellt und teilweise ungewellt bzw. flach und insbesondere eben ausgestaltet.

Zur Herstellung der jeweiligen Schichtstruktur 9 sind die beiden Bleche 10, 11 schichtförmig aufeinander gelegt und aneinander befestigt. Dabei bilden die Wellen des wenigstens einen Blechs 10 gemeinsam mit dem anderen Blech 11 die Kanäle 6. Je nach Betrachtungsweise liegt das gewellte Blech 10 im Bereich seiner dem jeweils anderen Blech 11 zugewandten Scheitellinien der

Wellenberge bzw. Wellentäler am anderen Blech 11 an. Die Kontaktierung erfolgt dadurch linienförmig. Bei geradlinigen Wellenstrukturen sind auch diese

Kontaktlinien geradlinig. Entlang solcher Kontaktlinien sind die beiden Bleche 10, 11 bevorzugt aneinander befestigt. Entsprechende Befestigungsstellen sind in den Fig. 2 und 6 bis 12 durch Verdickungen symbolisiert und mit 12 bezeichnet. Die Befestigungsstellen 12 können z. Bsp. durch Schweißnähte oder durch Lötverbindungen realisiert sein.

Zum Herstellen der Schichtstruktur 9 können die Bleche 10, 11 bspw. spiralförmig gewickelt werden, was in den gekrümmten Darstellungen der Fig. 2 und 5 angedeutet ist. Ebenso ist es möglich, die beiden Bleche 10, 11 paarweise in ebenen Lagen aufeinander zu schichten bzw. zu stapeln, was in den Fig. 3, 4 und 6 bis 12 angedeutet ist. Beide Herstellungsverfahren sind vergleichsweise einfach realisierbar und eignen sich insbesondere für eine Serienproduktion.

Von besonderem Vorteil ist eine z.B. in den Fig. 3 und 5 angedeutete

Ausführungsform, bei welcher der Körper 5 aus zumindest zwei Schichtstrukturen 9 zusammengebaut ist, nämlich aus wenigstens einer ersten Schichtstruktur 9' und aus wenigstens einer zweiten Schichtstruktur 9". Dabei weist die erste Schichtstruktur 9' keine zweiten Kanäle 6" auf. Insbesondere kann die erste Schichtstruktur 9' auch so konzipiert sein, dass sie nur erste Kanäle 6' aufweist. Die zweite Schichtstruktur 9" weist keine ersten Kanäle 6' auf. Insbesondere kann die zweite Schichtstruktur 9"so gestaltet sein, dass sie nur zweite Kanäle 6" aufweist. Hierdurch lassen sich den Latentwärmespeicher repräsentierende erste Schichtstrukturen 9' und den Katalysator repräsentierende zweite

Schichtstrukturen 9" separat voneinander herstellen und erst beim

Zusammenbau bzw. beim Herstellen des Körpers 5„verheiraten", um den Latentwärmespeicherkatalysator 3 zu bilden. Die separate Herstellbarkeit der unterschiedlichen Schichtstrukturen 9', 9" vereinfacht einerseits die Befüllung mit Phasenwechselmaterial 7 und andererseits das Anbringen der Beschichtung 14 aus Katalysatormaterial.

Bei den in den Fig. 2, 7, 8, 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen sind die beiden Bleche 10, 11 entlang aller Kontaktlinien aneinander befestigt. Die Fig. 6, 9 und 10 zeigen dagegen Ausführungsformen bei denen die beiden Bleche 10, 11 nur entlang von solchen Kontaktlinien aneinander befestigt sind, die sich beiderseits von befüllten Kanälen 6' befinden. Im Bereich der übrigen

Kontaktlinien liegen die beiden Bleche 10, 11 lose aneinander an. Derartige lose Anlagestellen sind in den Fig. 6, 9 und 10 mit 13 bezeichnet. Eine solche

Konfiguration ermöglicht Relativbewegungen zwischen den beiden Blechen 10, 11. Relativbewegungen dieser Art können bspw. aufgrund thermischer

Dehnungseffekte auftreten und reduzieren thermisch bedingte Spannungen innerhalb der Schichtstruktur 9.

Die mit dem Phasenwechselmaterial 7 befüllten ersten Kanäle 6' sind seitlich durch die Befestigungsstellen 12 verschlossen, die hierzu durchgehend ausgestaltet sind. An ihren Längsenden sind diese befüllten ersten Kanäle 6' ebenfalls auf geeignete Weise verschlossen. Durch das endseitige Verschließen der befüllten ersten Kanäle 6' wird das Phasenwechselmaterial 7 innerhalb dieser ersten Kanäle 6' nach außen gekapselt, so dass es auch im flüssigen Zustand innerhalb der dafür vorgesehenen abgeschlossenen ersten Kanäle 6' verbleibt. Die für die Gasführung vorgesehenen, katalytisch beschichteten zweiten Kanäle 6" sind endseitig offen. Durch die Anzahl befüllter erster Kanäle 6' und katalytisch aktiver zweiter Kanäle 6" sowie durch deren räumliche Anordnung innerhalb der Schichtstruktur 9 kann die Wärmespeicherkapazität des

Latentwärmespeicherkatalysators 3 und die katalytische Aktivität des

Latentwärmespeicherkatalysators 3 sowie die Wärmeübertragung innerhalb des Latentwärmespeicherkatalysators 3 beeinflusst werden. Die Fig. 3 bis 5 zeigen rein exemplarisch unterschiedliche Konfigurationen, die zu unterschiedlichen Speicherleistungen, Katalysatorleistungen und Wärmeübertragungsleistungen führen. Ferner kann die Anzahl der katalytisch aktiven zweiten Kanäle 6" durch den maximal in der Abgasanlage 1 auftretenden Abgasstrom 8 bzw. durch den zulässigen Durchströmungswiderstand vorgegeben sein, wodurch die Auslegung der Schichtstruktur 9 mitbestimmt ist.

Die durchströmbaren Kanäle 6 können zumindest teilweise katalytisch aktiv beschichtet sein, um die katalytisch aktiven zweiten Kanäle 6" zu bilden.

Hierdurch ist es besonders einfach möglich, in den

Latentwärmespeicherkatalysator 3 die Katalysatorfunktion zu integrieren. Die Wärmespeicherung und die Wärmeabgabe innerhalb des

Latentwärmespeicherkatalysators 3 können dadurch unmittelbar dort erfolgen, wo die Wärme gegebenenfalls benötigt wird bzw. zum Aufladen des

Wärmespeichers 3 bereitgestellt wird. Hierdurch arbeitet der

Latentwärmespeicherkatalysator 3 besonders effizient.

Hierzu kann das Phasenwechselmaterial 7 so ausgewählt werden, dass seine Phasenwechseltemperatur bei bzw. oberhalb einer Anspringtemperatur des jeweiligen Katalysatormaterials liegt. Hierdurch kann für den jeweiligen

Katalysator eine Stand-by-Funktion realisiert werden, da mit Hilfe des

Phasenwechselmaterials 7 der Katalysator relativ lange auf dem

Temperaturniveau der Phasenwechseltemperatur gehalten werden kann.

Katalytische Beschichtungen, die sich zur Realisierung einer derartigen Stand-by- Funktion eignen, sind bspw. Three-Way-Catalyst (TWC) oder Diesel-Oxidation- Catalyst (DOC). Alternativ (oder bei Verwendung von zwei verschiedenen

Phasenwechselmaterialien zusätzlich) ist es möglich, das

Phasenwechselmaterial so auszuwählen, dass sich seine

Phasenwechseltemperatur am oberen Ende eines zulässigen

Betriebstemperaturfensters des jeweiligen Katalysators befindet. Hierdurch kann eine Überhitzung des jeweiligen Katalysators vermieden werden. Nimmt die Temperatur des Katalysators stark zu und erreicht die obere Temperaturgrenze seines Betriebstemperaturfensters, wird die Phasenwechseltemperatur erreicht und das Phasenwechselmaterial 7 schmilzt und nimmt dabei Wärme auf.

Während dieser latenten Wärmeaufnahme wird eine Temperaturerhöhung im Katalysator stark reduziert, wodurch dieser vor einer Überhitzung geschützt werden kann. Katalytische Beschichtungen, die sich für eine derartige Funktion eignen, sind insbesondere NOX-Speicher-Katalysator (NSK) und Partial- Oxidation-Catalyst (POC). Wie vorstehend angedeutet, kann der

Latentwärmespeicherkatalysator 3 einer besonderen Ausführungsform beide vorbeschriebenen Funktionalitäten realisieren, wenn zwei verschiedene

Phasenwechselmaterialien 7 in getrennten Kanälen 6 verwendet werden, die sich durch unterschiedliche Phasenwechseltemperaturen voneinander unterscheiden.

Die Ausführungsformen der Fig. 7 bis 12 zeigen Schichtstrukturen 9, bei denen beide Bleche 10, 11 Wellen aufweisen. Dabei besitzen die Wellenstrukturen beider Bleche 10, 11 bevorzugt gleiche Wellenlängen. Das heißt, der Abstand quer zur Wellenlängsrichtung zwischen zwei unmittelbar benachbarten Scheiteln ist bei beiden Blechen 10, 11 etwa gleich groß. Ferner können die

Wellenstrukturen der beiden Bleche 10, 11 entsprechend den hier gezeigten Ausführungsformen unterschiedliche Amplituden aufweisen. Erkennbar zeigt das in den Fig. 7 bis 12 oben dargestellte erste Blech 10 größere Amplituden, also größere Abstände zwischen Wellental und Wellenberg, als das untere oder zweite Blech 11. Beispielsweise sind die Amplituden des einen Blechs 10 zwei- bis zehnmal größer als die Amplituden des anderen Blechs 11.

Sofern beide Bleche 10, 11 Wellen aufweisen, können thermisch bedingte Dehnungseffekte innerhalb der Schichtstruktur 9 besser aufgenommen bzw. kompensiert werden.

Die Fig. 7, 9 und 11 zeigen Ausführungsformen, bei denen die Bleche 10, 11 hinsichtlich ihrer Wellenstrukturen gleichphasig aneinander anliegen. Dass heißt, die Wellentäler des einen Blechs 10 kontaktieren das andere Blech 11 ebenfalls im Bereich von Wellentälern. Eine derartige Konfiguration kann auch als bikonkave Wellenpaarung bezeichnet werden. Im Unterschied dazu zeigen die Fig. 8, 10 und 12 Konfigurationen, bei denen die Bleche 10, 11 hinsichtlich ihrer Wellenstrukturen phasenverschoben aneinander anliegen. Im Beispiel beträgt die Phasenverschiebung eine halbe Wellenlänge. Dies zeigt sich darin, dass die Wellentäler des einen Blechs 10 am anderen Blech 11 im Bereich von dessen Wellenbergen anliegen. Eine derartige Konfiguration kann auch als konkavkonvexe Wellenpaarung bezeichnet werden. Es ist klar, dass auch andere Phasenverschiebungen möglich sind, die größer oder kleiner als eine halbe Wellenlänge sind.

Die Fig. 9 und 10 zeigen spezielle Ausführungsformen, bei denen zwischen zwei benachbarten befüllten ersten Kanälen 6' zumindest ein katalytisch aktiver zweiter Kanal 6" angeordnet ist, wobei außerdem vorgesehen ist, das zweite Blech 11 nur im Bereich der befüllten ersten Kanäle 6' mit einer entsprechenden Welle auszustatten. Im Bereich der katalytisch aktiven zweiten Kanäle 6" ist das zweite Blech 11 bei diesen Ausführungsformen ungewellt bzw. glatt und insbesondere eben ausgestaltet. Die in Fig. 9 gezeigte Konfiguration kann als selektive bi-konkave Wellenpaarung bezeichnet werden, während die in Fig. 10 gezeigte Konfiguration als selektive konkav-konvexe Wellenpaarung bezeichnet werden kann.

Diese Konfigurationen zeichnen sich dadurch aus, dass für den Fall, dass mehrere katalytisch aktive zweite Kanäle 6" innerhalb der Speicherstruktur 5 zueinander benachbart sind, eine höhere Beweglichkeit zum Ausgleich von thermischen Dehnungseffekten gegeben ist. Fig. 11 zeigt für eine bi-konkave Wellenpaarung eine vorteilhafte Möglichkeit zur Anordnung benachbarter Wellenpaare bzw. Wellenblechpaare. Erkennbar wird ein benachbartes weiteres erstes Blech 10' gleichphasig zu den Blechen 10, 11 der vollständig dargestellten Wellenpaarung positioniert, so dass die dem zweiten Blech 11 der Wellenpaarung zugewandten Wellenberge des weiteren ersten Blechs 10' im Bereich der Wellenberge des zweiten Blechs 11 der

Wellenpaarung anliegen. Durch die gleichphasige Anordnung innerhalb der Wellenpaarung liegen die Kontaktlinien des benachbarten Blechs 10' zwischen den Kontaktlinien innerhalb der Wellenpaarung.

Bei der in Fig. 12 gezeigten Konfiguration liegt das weitere Blech 10' mit seinen Wellenbergen ebenfalls im Bereich der Wellenberge des zugewandten zweiten Blechs 11 der Wellenpaarung an. Durch die Phasenverschiebung innerhalb der Wellenpaarung fallen dabei die Kontaktlinien zwischen dem weiteren Blech 10' und dem zweiten Blech 11 der Wellenpaarung mit den Kontaktlinien innerhalb der Wellenpaarung zusammen. Die hier vorgeschlagene Anordnung baut besonders kompakt.