在排氣后處理或聲學(xué)裝置中安裝多層氈、毯或墊的方法
【專利說明】在排氣后處理或聲學(xué)裝置中安裝多層氈、毯或墊的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用不適用
聯(lián)邦資助研宄或開發(fā)不適用
微縮膠卷/版權(quán)引用不適用。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及排氣處理裝置，并且更具體地涉及具有墊的這種裝置，該墊圍圍繞單塊過濾器或單塊催化載體結(jié)構(gòu)的外周表面以用于在殼體內(nèi)支撐該結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003]已知在汽車工業(yè)中包括一種排氣處理系統(tǒng)，其利用汽油顆粒過濾器或柴油顆粒過濾器和/或一個或更多個催化單元(例如，催化轉(zhuǎn)化器、柴油氧化催化劑單元、或選擇性的催化還原催化劑單元)，以改進排氣的排放。在這種催化單元中，催化劑通常作為涂層承載在支撐基底結(jié)構(gòu)(例如具有單塊結(jié)構(gòu)的陶瓷基底)上，并且在顆粒過濾器中，通常采用可為非催化性的單塊過濾器結(jié)構(gòu)。
[0004]典型地，這種單塊結(jié)構(gòu)的截面是卵形或圓形的，并且通常纏繞有支撐或安裝墊的層，該層定位在單塊結(jié)構(gòu)與單元的外殼體之間，以有助于相對于沖擊和振動力保護單塊結(jié)構(gòu)，該力可從殼體傳遞至單塊結(jié)構(gòu)。此外，支撐墊已包括與隔離和減少來自單塊結(jié)構(gòu)的熱損失的材料。在美國公開N0.2010-023946A1中已經(jīng)顯示和描述了一個此種結(jié)構(gòu)，該文獻在此通過引用而并入。典型地，支撐或安裝墊由耐熱和吸收沖擊類型的材料制成，例如玻璃纖維、陶瓷纖維或石棉(rock wool)的墊。
[0005]這種結(jié)構(gòu)的制造可為困難且昂貴的。此外，這種結(jié)構(gòu)可能在例如車輛的使用壽命結(jié)束之前損毀或不能提供所期望的功能特征和特性。因而，提供這種單塊結(jié)構(gòu)是有利的，這種單塊結(jié)構(gòu)使它們的使用壽命最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在本發(fā)明的一方面中，提供一種用于處理來自燃燒過程的排氣的排氣處理單元，其包括芯部、支撐墊和隔離物。芯部具有縱向軸線和圍繞縱向軸線為圓周的縱向地延伸的外表面。支撐墊具有與芯部縱向軸線平行地延伸的寬度，并且包括圍繞芯部外表面周向地纏繞的第一層，和圍繞第一層周向地纏繞的第二層。隔離物是粉狀隔離物，并且滲透在支撐墊第一和第二層之間。
[0007]在本發(fā)明的該方面的一個形式中，粉狀隔離物的最內(nèi)層滲透在芯部的外表面與支撐墊第一層之間。
[0008]在本發(fā)明的該方面的另一個形式中，殼體包圍圍繞芯部纏繞的支撐墊的最外層。
[0009]在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于將支撐墊安裝在排氣后處理或聲學(xué)裝置的芯部和外殼體之間的空間內(nèi)的方法，其中，該空間具有內(nèi)表面和與內(nèi)表面間隔開的外表面，并且內(nèi)表面圍繞縱向軸線延伸并且具有圍繞軸線的圓周。該方法步驟包括:(1)提供支撐墊，該支撐墊具有第一端部與第二端部之間的長度和支撐墊端部之間的相反的第一和第二表面，該長度至少大于裝置內(nèi)表面的周長的兩倍；(2)從墊第一端部開始圍繞內(nèi)表面纏繞支撐墊，其中墊第一表面面對裝置內(nèi)表面；(3)在圍繞內(nèi)表面纏繞支撐墊多于大約一次之前，從為離墊第一端部大約內(nèi)表面周長的距離開始對墊第二表面應(yīng)用粉狀隔離物的層，且應(yīng)用至少為內(nèi)表面周長的距離；和(4)將墊壓縮在裝置的內(nèi)表面和外表面之間。
[0010]在本發(fā)明的該方面的一個形式中，纏繞步驟包括:(a)首先圍繞內(nèi)表面纏繞支撐墊大約一次；和(b)然后將支撐墊的剩余部分圍繞其自身和裝置內(nèi)表面纏繞，直至將整個墊以大體螺旋構(gòu)造圍繞裝置內(nèi)表面纏繞，其中，隔離物層應(yīng)用步驟在第一纏繞步驟之后并在纏繞支撐墊的剩余部分之前執(zhí)行。在其他形式中，粉狀隔離物層應(yīng)用步驟沿著支撐墊的剩余部分的長度應(yīng)用粉狀隔離物。在另一其他形式中，粉狀隔離物層應(yīng)用步驟跨過墊支撐表面的大致總寬度應(yīng)用粉狀隔離物，在又一其他形式中，粉狀隔離物層應(yīng)用步驟跨過墊第二表面的小于總寬度應(yīng)用粉狀隔離物，由此墊第二表面的側(cè)邊緣基本未被應(yīng)用粉狀隔離物。
[0011]在本發(fā)明的該方面的另一形式中，最初的纏繞步驟包括圍繞裝置的縱向軸線纏繞墊 360° 至 370°。
[0012]在本發(fā)明的該方面的又一形式中，使粉狀隔離物滲透到支撐墊中。
【附圖說明】
[0013]圖1是在其中包括本發(fā)明的排氣系統(tǒng)的概要表示。
[0014]圖2是沿著圖1的2-2線作出的截面圖，其顯示了包括本發(fā)明的排氣系統(tǒng)構(gòu)件。
[0015]圖3A是依照本發(fā)明的在墊圍繞芯部纏繞之前的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的側(cè)視圖。
[0016]圖3B是墊已圍繞芯部纏繞一周后的圖3A的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的側(cè)視圖。
[0017]圖4A是依照本發(fā)明的一個實施例的在墊圍繞芯部纏繞時的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的等距視圖。
[0018]圖4B是墊已完全圍繞芯部纏繞的圖4A的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的側(cè)視圖。
[0019]圖5A是依照本發(fā)明的第二實施例的在墊圍繞芯部纏繞時的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的等距視圖。
[0020]圖5B是墊已完全圍繞芯部纏繞的圖5A的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的側(cè)視圖。
[0021]圖6A是依照本發(fā)明的第三實施例的在墊圍繞芯部纏繞時的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的等距視圖。
[0022]圖6B是圖6A的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的側(cè)視圖，其中墊已圍繞芯部完全纏繞。
【具體實施方式】
[0023]排氣系統(tǒng)10在圖1中顯為柴油排氣后處理系統(tǒng)的形式，以處理來自(例如柴油發(fā)動機16所發(fā)生的)燃燒過程14的排氣12。燃燒過程14的排氣12將典型地包含多種副產(chǎn)物，包括:氮氧化物(NOx)(其中例如一氧化氮[NO]和二氧化氮[NO2])、顆粒物質(zhì)(PM)、烴、一氧化碳(CO) O
[0024]系統(tǒng)10包括一個或更多個排氣聲學(xué)和/或后處理裝置或構(gòu)件18，其實例包括催化轉(zhuǎn)化器、柴油氧化催化劑、柴油顆粒過濾器(DPF)、氣體顆粒過濾器、貧NOx捕集器、選擇性的催化還原單件、噴燃器、歧管、連接管、消聲器、諧振器、尾管、排放控制系統(tǒng)封閉箱、隔離環(huán)、隔離的端部錐狀物、隔離的端帽、隔離的入口管、和隔離的出口管，都具有任何截面幾何形狀。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，前述裝置18中的一些可嚴格地為可具有中央芯部20的金屬構(gòu)件，排氣12流動穿過該中央芯部20，而其他這種裝置18可包括為陶瓷單塊結(jié)構(gòu)和/或編織金屬結(jié)構(gòu)的形式的芯部20，排氣12流動穿過該芯部20。這些裝置18可有利地用于例如:機動車輛(柴油或汽油)、建筑設(shè)備、機車發(fā)動機應(yīng)用(柴油或汽油)、船用發(fā)動機應(yīng)用(柴油或汽油)、小型內(nèi)燃機(柴油或汽油)、和固定的發(fā)電(柴油或汽油)中。
[0025]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的后處理裝置18包括:芯部20 ;連續(xù)的支撐或安裝墊24的至少兩個層22 ;和至少一層粉狀隔離物28，其夾在支撐墊24的至少兩個相鄰層22之間，并且滲透到支撐墊24的至少兩個相鄰層22中，其中墊層22壓縮在外殼體30內(nèi)。
[0026]有利地，粉狀隔離物28可降低層22之間和來自芯部20和排氣12的有效導(dǎo)熱率，以及降低來自芯部20和排氣12的輻射熱傳遞。這可有益于將排氣12和芯部20的溫度維持在適當(dāng)?shù)?、并且?yōu)選地最適于期望的(多個)催化反應(yīng)(如果例如，芯部20包括催化劑)的溫度范圍內(nèi)。然而，在一些應(yīng)用中，可能期望粉狀隔離物28不顯著地降低層22之間和/或來自芯部20和排氣12的有效導(dǎo)熱率。
[0027]芯部20可為后處理裝置18所需的任何適當(dāng)?shù)念愋秃蜆?gòu)造。在圖2所示出的實施例中，芯部20是承載催化劑涂層的多孔陶瓷單塊結(jié)構(gòu)，該催化劑涂層適用于系統(tǒng)10的預(yù)期功能，諸如例如，適當(dāng)?shù)难趸呋瘎┗蜻m當(dāng)?shù)倪x擇性催化還原催化劑。
[0028]芯部20可有利地具有與縱向軸線34平行地延伸的邊界表面32，該縱向軸線通常將與穿過單元10的排氣12的流動方向一致。穿過軸線34的芯部的截面中的邊界表面32可例如為:卵形、橢圓形、三角形、矩形、或六角形。在圖2實施例中，芯部20為圓柱形，其中邊界表面32在截面中為圓形，中心對準在軸線34上。
[0029]支撐墊24和粉狀隔離物28夾在由同心的內(nèi)表面和外表面限定的空間中，其中，內(nèi)表面是芯部邊界表面32，且空間外表面是外殼體30的內(nèi)表面36。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)芯部20和殼體30為圓柱形時，該空間在截面上可為環(huán)的形狀，然而該空間可基于芯部20和殼體30的形狀而具有其他形狀，例如包括:卵形、橢圓形、三角形、矩形、或六角形。墊24和粉狀隔離物28尤其有助于