專利名稱：排氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣處理裝置。
背景技術(shù)：
為了處理，更具體地說(shuō)為了凈化內(nèi)燃機(jī)(例如客用機(jī)動(dòng)車的柴油機(jī))的排氣，已 公知在排氣管中的封閉殼體中布置多孔、透氣基板/基底，以使排氣流過(guò)基板。為此，已公知將基板制成具有一個(gè)或更多個(gè)壁的中空體部的形狀，該中空體部 布置在殼體中以使排氣無(wú)論在任何情況下都必須流過(guò)中空體部的至少一個(gè)壁，以便從殼 體的入口到達(dá)其出口。用于中空體部的可能的幾何形狀例如包括其中一個(gè)反向地裝配到另一個(gè)中的一 對(duì)截錐，或相對(duì)于彼此同心布置的一對(duì)筒體。為了形成用于中空體部的基板，使用了由金屬泡沫、金屬海綿或金屬空心球結(jié) 構(gòu)制成的板，例如，該板可涂覆催化活性物質(zhì)。排氣處理可例如通過(guò)排氣攜帶的顆粒 (例如煤煙顆粒)在基板的孔中的化學(xué)變化、機(jī)械沉積，或通過(guò)不同方法的組合而實(shí)現(xiàn)。但是，中空體部——特別是由金屬泡沫板制成的中空體部——以及殼體(其在大 多數(shù)情況下由金屬片構(gòu)成)具有不同的熱膨脹系數(shù)，由于可能達(dá)到幾百攝氏度的排氣溫 度，因此這種熱膨脹系數(shù)的不同是很明顯的。使情況復(fù)雜化的額外的因素是基板較脆， 并且由于中空體部及殼體的線性膨脹不同而受到較大的應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以簡(jiǎn)單的方式將中空體部及殼體的不同尺寸考慮在內(nèi) 的方法。這通過(guò)一種排氣處理裝置實(shí)現(xiàn)，該排氣處理裝置包括殼體以及至少一個(gè)中空體 部，排氣流過(guò)該中空體部，并且該中空體部容納在殼體中并至少部分地包括透氣基板， 中空體部在至少一個(gè)端部處連接于壁構(gòu)件，該壁構(gòu)件布置在殼體中并形成為在軸向上是 柔性的。例如由于中空體部及殼體的線性膨脹不同而導(dǎo)致的尺寸不同通過(guò)壁構(gòu)件來(lái)補(bǔ) 償，使得避免中空體部的基板上任何過(guò)大的負(fù)荷。例如由于具有分隔壁性質(zhì)，壁構(gòu)件優(yōu)選地布置在殼體內(nèi)。優(yōu)選地，它不是排氣 處理裝置的外部殼體的一部分。壁構(gòu)件可構(gòu)造為內(nèi)部環(huán)形部段及外部環(huán)形部段的形式，它們例如通過(guò)至少兩個(gè) 輻條彼此連接。這里通過(guò)輻條實(shí)現(xiàn)在軸向上的柔性，以使內(nèi)部環(huán)形部段能夠相對(duì)于外部 環(huán)形部段沿軸線方向移動(dòng)。通過(guò)選擇輻條的數(shù)量、形狀、尺寸以及材料厚度，能夠以簡(jiǎn) 單的方式并在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)內(nèi)部環(huán)形部段相對(duì)于外部環(huán)形部段的最大偏移以及偏移所 需的力。為了增加輻條的柔度，輻條可包括至少一個(gè)沿徑向從壁構(gòu)件的平面向外彎成拱 形的部分。例如，沿徑向觀察，輻條具有一個(gè)或多個(gè)波峰及波谷的波浪形狀。這種形狀增加了軸線方向上的柔度。為了增加其固有剛度，內(nèi)部環(huán)形部段可包括例如周圍連續(xù)壓紋形式的加勁輪廓。內(nèi)部環(huán)形部段也可包括彎曲邊緣以增加固有剛度。優(yōu)選地，中空體部附連于內(nèi)部環(huán)形部段。另一方面，外部環(huán)形部段優(yōu)選地附連 于殼體。這確保了中空體部相對(duì)于殼體的軸向移動(dòng)能力，而中空體部與壁構(gòu)件的附連以 及壁構(gòu)件與殼體的附連都被實(shí)施成沒(méi)有任何空隙(playwhatsoever)。為了附連中空體部，壁構(gòu)件例如具有形成在其上的軸向延伸部，中空體部的端 部在該軸向延伸部處固定就位。這種類型的附連為中空體部的基板提供大的支承表面， 并且因此能夠使用一種附連裝置，在沿中空體部的周向上觀察時(shí)該附連裝置在基板上施 加均勻壓力。優(yōu)選地，軸向延伸部精確地調(diào)節(jié)成適應(yīng)中空體部的端部的直徑。這可以通 過(guò)將中空體部校準(zhǔn)以適應(yīng)延伸部的尺寸，或通過(guò)將延伸部的尺寸校準(zhǔn)以適應(yīng)中空體部的 尺寸而實(shí)現(xiàn)。在內(nèi)部環(huán)形部段上的加勁輪廓和/或彎曲邊緣也可例如通過(guò)在那里容納柔性緊 固裝置而被額外地用于附連中空體部。壁構(gòu)件優(yōu)選地附連在殼體的從進(jìn)口區(qū)域至流經(jīng)區(qū)域過(guò)渡的區(qū)域中或殼體的從流 經(jīng)區(qū)域至出口區(qū)域過(guò)渡的區(qū)域中。這里，壁構(gòu)件也可用作內(nèi)部分隔壁并且用于導(dǎo)流，在 內(nèi)部環(huán)形部段與外部環(huán)形部段之間的中間空間有目的地確定進(jìn)入中空體部?jī)?nèi)的流入槽， 排氣通過(guò)該流入槽被導(dǎo)入到中空體部?jī)?nèi)。能夠僅在中空體部的一個(gè)端部或在中空體部的兩個(gè)端部處都設(shè)置柔性壁構(gòu)件。


從下文結(jié)合附圖給出的幾種示例實(shí)施方式的描述中，本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn) 將變得顯而易見(jiàn)，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的剖視示意圖；圖2、圖3及圖4示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的變型的示意圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的帶有柔性壁構(gòu)件的排氣處理裝置的部分剖視示意圖；圖6以立體圖的方式示出圖5的柔性壁構(gòu)件；圖7至圖9示出根據(jù)變型的柔性壁構(gòu)件的不同視圖；圖10至圖14示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的中空體部附連于殼體中 的第一種變型；圖15至圖20示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的中空體部附連于殼體中 的第二種變型；圖21示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的中空體部附連于殼體中的另一變型的示 意圖；圖22至圖27示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的中空體部附連于殼體中 的另一變型；圖28至圖30示出密封中空體部的邊緣的不同選擇；圖31及圖32分別示出從包括支承體的根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置截取的剖視示意圖；圖33示出從包括導(dǎo)流構(gòu)件的根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置截取的剖視示意圖；圖34示出包括如圖31所示的導(dǎo)流構(gòu)件的壁構(gòu)件的立體示意圖；圖35示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的殼體的剖視示意圖；以及圖36示出根據(jù)本發(fā)明的排氣處理裝置的部分的剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了用于內(nèi)燃機(jī)的排氣處理裝置10。排氣處理裝置10插入到排氣管中并 且定位在流過(guò)該排氣管的排氣流中，所述排氣管僅在排氣處理裝置10的兩個(gè)外端處示意 性示出。所述排氣處理裝置10包括殼體12，該殼體12具有位于圖1中左手側(cè)的漏斗狀 的進(jìn)口區(qū)域14，沿流動(dòng)方向與其相鄰的流經(jīng)區(qū)域16，以及沿流動(dòng)方向與流經(jīng)區(qū)域16相鄰 的漏斗狀的出口區(qū)域18，其位于圖1中的殼體12的右手側(cè)。殼體12密封于外側(cè)并且還 連接于排氣管以便于氣密，以使所有排氣必須流過(guò)殼體12。殼體12有利地由耐高溫并且 尺寸穩(wěn)定的金屬片形成。殼體12中容納有中空體部20，其設(shè)置在排氣的流動(dòng)路徑中，以使排氣必須流過(guò) 中空體部20的至少一個(gè)壁以從進(jìn)口區(qū)域14到達(dá)出口區(qū)域18。在這里，中空體部20包括 多層透氣基板，例如包括由金屬泡沫或金屬海綿板或由金屬空心球結(jié)構(gòu)制成的板或任何 其它合適的基板材料制成的多層透氣基板。排氣處理裝置10可以是顆粒過(guò)濾器，例如， 其中煤煙顆粒從排氣中過(guò)濾出來(lái)。在本示例中，中空體部20的基板涂覆有催化活性物 質(zhì)，這在與之相似的裝置中都是已知的。在這里所示的情況中，中空體部20由一個(gè)相反地裝配到另一個(gè)中的一對(duì)截錐形 式的兩個(gè)構(gòu)件形成。在第一端22(圖1中的左邊)處，中空體部20包括一對(duì)環(huán)形前端 面24、26，該對(duì)環(huán)形前端面24、26 —個(gè)在另一個(gè)內(nèi)同心地定位。在相對(duì)側(cè)，在第二端 28(圖1中的右邊)處，中空體部20具有單獨(dú)的環(huán)形前端面30，其中中空體部的兩個(gè)構(gòu) 件的頂部彼此相壓。中空體部20的每個(gè)構(gòu)件例如包括三層基板，其可具有不同的特性，例如，不同 的孔隙率。圖2至圖4示出了圖1的排氣處理裝置10的變型10’。在這種情況下，中空體 部20’由多個(gè)單獨(dú)的平的基板組成。中空體部20’總共具有兩個(gè)截?cái)嗬忮F的形狀，每 個(gè)截?cái)嗬忮F均是六角形的，并且一個(gè)反向地放置在另一個(gè)的內(nèi)部。中空體部20的兩個(gè)端部22、28分別附連于各自的壁構(gòu)件32、34，所述壁構(gòu)件完 全布置在殼體12內(nèi)部，壁構(gòu)件32、34都取向?yàn)榇怪庇谳S線方向A。第一壁構(gòu)件32位于 從進(jìn)口區(qū)域14至流經(jīng)區(qū)域16的過(guò)渡區(qū)，而第二壁構(gòu)件34位于從流經(jīng)區(qū)域16至出口區(qū)域 18的過(guò)渡區(qū)。在此示例中，壁構(gòu)件32、34都由耐高溫金屬片制成。它們牢固地?zé)o間隙 地連接于殼體12的外壁。壁構(gòu)件32，34分別使流經(jīng)部分36處于開(kāi)放狀態(tài)，其在進(jìn)口側(cè)構(gòu)成大體為環(huán)形的 流入開(kāi)口 37，流入的氣體通過(guò)流入開(kāi)口 37被系統(tǒng)地導(dǎo)入中空體部20的兩個(gè)構(gòu)件之間的中 間空間內(nèi)，并且在出口側(cè)構(gòu)成流出開(kāi)口，氣體通過(guò)該流出開(kāi)口從中空體部20的內(nèi)部及周 圍又被導(dǎo)出。下面將更詳細(xì)地討論壁構(gòu)件32、34的構(gòu)造及其與中空體部20的附連。
殼體12本身的形狀能夠有助于優(yōu)化通過(guò)排氣處理裝置10的氣體流。這也將在 下面詳細(xì)說(shuō)明。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，第二壁構(gòu)件34被制成在軸線方向A上是柔性的。 例如，在圖5及圖6中示出這樣的壁構(gòu)件34。為此，壁構(gòu)件34包括內(nèi)部環(huán)形部段38以 及外部環(huán)形部段40，它們通過(guò)多個(gè)(在這個(gè)示例中是三個(gè))輻條42彼此連接，這些輻條 沿壁構(gòu)件34的周向均勻分布。在這里沿徑向r觀察，每個(gè)輻條42具有兩個(gè)直接相鄰的 拱形部分44，其在輻條中形成為一個(gè)波峰和一個(gè)波谷的形狀，分別指向軸線方向A和相 反方向。由于這種幾何形狀，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部環(huán)形部段38沿軸線方向A相對(duì)于外部環(huán)形部段 40的柔性，其表示為內(nèi)部環(huán)形部段38能夠沿軸線方向A以及與其相反的方向相對(duì)于外部 環(huán)形部段40移動(dòng)預(yù)定的距離。此軸向補(bǔ)償路徑的數(shù)值優(yōu)選達(dá)到大約1mm。通過(guò)這種方 式可實(shí)現(xiàn)對(duì)由于殼體12與中空體部20的熱膨脹率不同而導(dǎo)致的殼體12與中空體部20之 間的長(zhǎng)度的差異的補(bǔ)償。也能夠以這種方式補(bǔ)償中空體部20與殼體12的尺寸的任何制 造誤差。輻條42也可具有確保期望柔性的不同形狀。內(nèi)部環(huán)形部段及外部環(huán)形部段38、40可布置在相同平面內(nèi)或沿軸線方向A相對(duì) 于彼此稍微偏移。圖7至圖9示出了剛才所描述的壁構(gòu)件34的變型34’。這里提供的是總共6個(gè) 窄輻條42，其連接內(nèi)部環(huán)形部段38’和外部環(huán)形部段40’。內(nèi)部環(huán)形部段38’為剛性 支承板的形式并且在工作中將基本上不發(fā)生內(nèi)在變形。為了提高剛度，在環(huán)形部段38’的表面上形成有加勁輪廓39 (參見(jiàn)圖9)。此外 或可替換地，同樣為了提高剛度，環(huán)形部段38’的徑向外邊緣41是彎曲的。這里，內(nèi) 部環(huán)形部段38’的外形選擇為六邊形以與中空體部20’的端部28的橫截面相匹配。在排氣處理裝置10的組裝過(guò)程中，在將中空體部20附連于壁構(gòu)件34之后，壁 構(gòu)件34被安置在其最終軸向位置(如圖13所示)，并且牢固地焊接或釬焊至殼體的外壁 上(如圖14中焊縫35所示)。第一壁構(gòu)件32也能夠以合適的方式設(shè)計(jì)為柔性的。圖10至圖27示出了用于將中空體部20附連于殼體12的不同變型。下面將更 加詳細(xì)地描述附連的幾種示例。當(dāng)然，所示示例也可轉(zhuǎn)用于附連如圖2所示的中空體部 20’。但是，其它所有合適的附連方法也是適用的。圖10至圖12示出了第一種變型。圖10示出了中空體部20的端部28的附連，該端部在圖1的右邊。壁構(gòu)件34 的內(nèi)部自由空間46的邊界設(shè)計(jì)成沿軸線方向A突出的連續(xù)環(huán)繞形凸緣48。中空體部20 的端部28附連于該凸緣48。在所示的情況下，凸緣48在徑向上位于中空體部20內(nèi)部， 以使中空體部20沿其整個(gè)周向被支承在凸緣48上。為了將中空體部20的端部28附連于凸緣48，在中空體部20之外沿徑向布置緊 固組件的柔性緊固裝置50。該柔性緊固裝置50優(yōu)選地形成為至少沿徑向r，但是如果可 能，也沿軸線方向A為柔性，也就是說(shuō)可以有一定程度的彈性壓縮。柔性緊固裝置50例 如可以是絲網(wǎng)(如在本示例中所示)，或者是用于將插入件附連至排氣處理裝置的殼體中 的支承墊，或纖維墊。
緊固組件的柔性緊固裝置50的目的是盡可能均勻地將接觸壓力沿中空體部20的 周向分配至中空體部20的脆性基板并遍布附連表面，以便于防止對(duì)中空體部20的任何損 壞。此外，在排氣處理裝置10的使用壽命期間，它能夠補(bǔ)償中空體部20的材料的設(shè)定 以使夾緊力保持大致恒定。柔性緊固裝置50也可以承擔(dān)中空體部20與殼體12之間的公 差補(bǔ)償?shù)墓δ?。沿徑向布置在柔性緊固裝置50之外的是固定的緊固裝置52，其同樣是緊固組件 的一部分并且在這里由金屬帶形成。這里，柔性緊固裝置50以及固定的緊固裝置52是 兩個(gè)獨(dú)立的部件，直到排氣處理裝置10的組裝期間它們才被放置在一起。為了將中空體部20附連于壁構(gòu)件34，中空體部20的端部28裝在凸緣48上，能 夠伴隨有校準(zhǔn)，也就是說(shuō)，端部28的尺寸調(diào)節(jié)成適應(yīng)凸緣48的尺寸(或反之亦然)。柔 性緊固裝置50隨后安置成包圍端部28，以使沿周向封閉的絲網(wǎng)環(huán)包圍端部28。最終， 固定的緊固裝置52被安置成圍繞該組件并且安置成處于張緊狀態(tài)，如常規(guī)已知的。固定 的緊固裝置52的金屬帶的端部例如通過(guò)焊接而彼此附連，以使組件通過(guò)夾緊被保持在凸 緣48上?？商鎿Q地或額外地，緊固組件的柔性緊固裝置53也可布置在內(nèi)側(cè)上，也就是 說(shuō)，在凸緣48與中空體部20的端部28之間(見(jiàn)圖12)。也能夠?qū)⒅锌阵w部20的端部28布置成沿徑向朝向凸緣48的內(nèi)側(cè)，并且提供與 上述金屬帶相似的夾緊環(huán)作為沿徑向最內(nèi)部的固定的緊固裝置，該夾緊環(huán)對(duì)將被保持在 一起的部件施加所需的夾緊力。固定的緊固裝置52可被焊接或釬焊到第二壁構(gòu)件34上。當(dāng)然，也能夠與在第二壁構(gòu)件34上使用凸緣48的附連相似地將中空體部20的 第一端部22附連于第一壁構(gòu)件32。例如，在圖1、圖21、圖31、圖32、圖33及圖36 中示出的示例中，一個(gè)圍繞另一個(gè)同心地布置的兩個(gè)凸緣48a、48b設(shè)置在壁構(gòu)件32上， 每個(gè)凸緣用于附連中空體部20的兩個(gè)構(gòu)件的軸向端部之一。中空體部構(gòu)件的每個(gè)端部通 過(guò)各自的環(huán)形柔性緊固裝置50以及環(huán)形或帶形的固定的緊固裝置52附連，所述固定的緊 固裝置52與上述步驟相似地圍繞緊固裝置50接合。圖21示出了一種變型，其中固定的緊固裝置52焊接于壁構(gòu)件32上。在圖13及圖14中所示的變型中，滑動(dòng)層56 (例如合適的涂層、合適的光滑的膜 或光滑的絲網(wǎng))定位在中空體部20的端部28的外表面與柔性緊固裝置50的沿徑向向內(nèi) 的表面之間，滑動(dòng)層56允許柔性緊固裝置50沿中空體部20的粗糙的基板的周向移動(dòng)。 因此防止了中空體部20的任何的粗糙的表面以及柔性緊固裝置50的任何的粗糙表面的纏 繞(entangled)。通過(guò)這種方式，柔性緊固裝置50能夠相對(duì)于中空體部20移動(dòng)，并且能 夠更好地分配在固定的緊固裝置52關(guān)閉期間所施加的緊固力?；瑒?dòng)層56特別地設(shè)置在中空體部20的端部22、28上并且僅在這些區(qū)域內(nèi)。在與中空體部20的進(jìn)口端對(duì)應(yīng)的端部22上尤其適合于兩個(gè)中空體部構(gòu)件中外面 的一個(gè)的附連，固定的緊固裝置52的功能由殼體的外壁的適當(dāng)成形的部分，例如流經(jīng)區(qū) 域16的壁承擔(dān)(見(jiàn)圖35及圖36)。在這種情況下，殼體12的外壁變形至所需的預(yù)定程度以實(shí)現(xiàn)中空體部20的可靠 的附連以及位于其間的柔性緊固裝置50的夾緊。
圖15至圖20示出將中空體部20附連在殼體12中的另一變型。這里，柔性緊固裝置150是在中空體部20的端部22處包圍外部中空體部構(gòu)件 的端部的環(huán)形輪廓的形式。它沿軸線方向A定位在端部的前端面24與第一壁構(gòu)件32之 間。柔性緊固裝置150的一部分由固定的緊固裝置152包圍，該固定的緊固裝置152是 與柔性緊固裝置150的形狀相適應(yīng)的輪廓的形式。固定的緊固裝置152布置在柔性緊固 裝置150與第一壁構(gòu)件32之間并且牢固地附連于壁構(gòu)件32。內(nèi)部中空體部構(gòu)件的端部也 可被適當(dāng)?shù)丶舆叢⑶彝ㄟ^(guò)固定的緊固裝置152附連于壁構(gòu)件32。中空體部20的另一端28相應(yīng)地也被封閉。但是，形狀如圖3并且具有兩個(gè)凹 槽的兩個(gè)輪廓或一個(gè)輪廓可設(shè)置在那里以形成柔性緊固裝置150，以使中空體部20的每 個(gè)構(gòu)件被單獨(dú)地封閉(例如，見(jiàn)圖16)。另一方面，固定的緊固裝置152是僅具有一個(gè)凹槽的輪廓，使得中空體部20的 端部28被完全封閉，柔性緊固裝置150布置在中空體部20的前端面30與固定的緊固裝 置152的前端面之間。柔性緊固裝置150優(yōu)選地僅通過(guò)被夾緊而被保持在固定的緊固裝置152中。但 是，柔性緊固裝置150例如也可以被焊接、釬焊或粘合于中空體部20的基板材料上。在 所示的示例中，柔性緊固裝置150以及固定的緊固裝置152均設(shè)計(jì)為包圍環(huán)形輪廓沿周向 封閉，以使中空體部20的前端面24、30以及可選地，內(nèi)部中空體部構(gòu)件的前端面26被 完全保護(hù)。固定的緊固裝置152可通過(guò)壓縮沿徑向!·被校準(zhǔn)至適應(yīng)中空體部20的端部22、 28的尺寸。固定的緊固裝置152例如通過(guò)焊縫分別附連于壁構(gòu)件32、34(例如，見(jiàn)圖16)。 也能夠以某些其它方式，例如，通過(guò)釬焊或粘合而附連。圖18示出了一種變型，其中，固定的緊固裝置152的輪廓的一個(gè)腿部通過(guò)承載 構(gòu)件60被附連。承載構(gòu)件60—方面焊接于由剛性輪廓形成的固定的緊固裝置152的腿部，另一 方面通過(guò)焊縫與第二壁構(gòu)件34牢固地連接。承載構(gòu)件60可以是調(diào)節(jié)成適應(yīng)中空體部20 的端部28的尺寸的金屬片環(huán)，但是也可包括多個(gè)單獨(dú)的承載構(gòu)件60，它們分布在中空體 部的端部28的周向上。這里也能夠使用釬焊接合部或粘合接合部，而不用焊接接合部。圖22示出了用于將中空體部20附連于殼體的另一變型。在這種情況中，出口 側(cè)端部28在壁構(gòu)件234上固定就位。但是該種類型的附連可沒(méi)有困難地轉(zhuǎn)用于進(jìn)口側(cè)端 部22的附連。在這種變型中，壁構(gòu)件234構(gòu)造為基本上是平的(例如，見(jiàn)圖2)。第一有角的 構(gòu)件248例如通過(guò)焊接而附連于壁構(gòu)件34，以使兩個(gè)有角的部分之一沿軸線方向A從壁 構(gòu)件234突出以構(gòu)成用于中空體部20的徑向內(nèi)部支承件。第二有角的構(gòu)件249沿徑向r 布置在中空體部的另一側(cè)上并且在壁構(gòu)件234上固定就位，以使中空體部20的端部在兩 個(gè)有角的構(gòu)件248、249之間牢固地固定就位。為了保護(hù)中空體部20的基板，例如絲網(wǎng)層形式的柔性緊固裝置50布置在中空體 部20的壁和有角的構(gòu)件248、249之間，以及中空體部20本身的相鄰壁之間。在后一種情況中，有角的構(gòu)件248可形成為環(huán)或簡(jiǎn)單的肘狀件，多個(gè)有角的構(gòu)件248設(shè)置成分布在中空體部構(gòu)件的周向上。相同的設(shè)置可適用于有角的構(gòu)件249。圖23示出了用于將中空體部20附連于殼體的另一變型。在這種情況下，示出 了進(jìn)口側(cè)端部22的附連，但是，該方法當(dāng)然也可轉(zhuǎn)用于出口側(cè)端部的附連。這里，壁構(gòu)件332包括兩部分，也就是，內(nèi)底332a以及外環(huán)332b。同樣在這種情況中，例如絲網(wǎng)環(huán)形式的柔性緊固裝置50安置為包圍中空體部部 段的端部，使得避免中空體部部段的基板與壁構(gòu)件332之間直接接觸。內(nèi)底332a具有用于內(nèi)部中空體部部段的前端面26的中央座架，其在前端面上封 閉，和用于外部中空體部部段的前端面24的接納部分，并且從進(jìn)口側(cè)被推到中空體部20 上并且被牢固地壓緊。外環(huán)332b被從相反側(cè)推到中空體部20上。在該過(guò)程中，錐形漸 細(xì)的周向部分與柔性緊固裝置50接觸，其包圍外部中空體部部段的壁，并且將其壓在一 起以至產(chǎn)生牢固接觸的程度。在平坦的環(huán)形部分中，外環(huán)332b與內(nèi)底332a的平坦的環(huán)形部分重疊，并且在壁 構(gòu)件332的零件已被置于其最終位置之后在重疊區(qū)域中焊接于其上。該方法導(dǎo)致在氣體入口處柔性緊固裝置50沿徑向被壓下。圖24示出了另一選擇，其用于附連特別是棱錐形的中空體部，例如具有六邊形 中空體部構(gòu)件的中空體部20’ (見(jiàn)圖4)。這里示出端部28在氣體出口側(cè)上的附連。中空體部20’的前端面由具有大致如圖17所示的形式的柔性緊固裝置150覆蓋。設(shè)置具有多邊形、在這種情況中是六邊形的橫截面的一對(duì)管狀部分以形成固定 的緊固裝置452a、452b，所述兩個(gè)管狀部分在中空體部20’的端部28的部位分別定位在 中空體部20’的沿徑向的內(nèi)部以及沿徑向的外部。在組裝過(guò)程中兩個(gè)管狀部分都可被校 準(zhǔn)，也就是，它們的尺寸可被調(diào)節(jié)至適應(yīng)中空體部20’的尺寸，并且，為此它們的直徑 都可減小或增加。管狀部分例如通過(guò)焊縫又牢固地連接于壁構(gòu)件34。也能夠?qū)⒈跇?gòu)件連同管狀部 分設(shè)計(jì)為拉制件。當(dāng)然，該方法也可轉(zhuǎn)用至具有不同幾何形狀的中空體部。圖25以及圖26示出了剛描述的技術(shù)的變型。在這種情況下，為了附連棱錐形 的中空體部20’，分別具有圓形橫截面的一對(duì)管狀部分各自沿徑向設(shè)置在中空體部20’ 的內(nèi)部及外部以用作固定的緊固裝置552a、552b。為了使與中空體部部段的壁的距離相 等，設(shè)有成形的柔性緊固裝置550，這里它是由絲網(wǎng)形成。柔性緊固裝置550成形為使得 其補(bǔ)償中空體部部段的角部與管狀部分的圓形內(nèi)側(cè)或外側(cè)之間的距離的不等。否則，柔 性緊固裝置550是與例如緊固裝置150相同的設(shè)計(jì)。如圖27所示，如已經(jīng)關(guān)于圖23描述的那樣，在中空體部20的一端的沿徑向的 按壓操作，例如可與中空體部在其另一端的軸向按壓操作相結(jié)合。圖28至圖30示出了在中空體部20、20，的端部22、28的區(qū)域內(nèi)密封中空體部 構(gòu)件的基板，以使它變得基本上不透氣的不同方式。密封件660優(yōu)選地布置在被柔性和/或固定的緊固裝置接合的位置處，例如，在 與端部相鄰的表面上或在中空體部構(gòu)件的前端面上。
一種選擇包括在端部區(qū)域按壓基板表面以便密封表面層中的孔。這種按壓可以 相對(duì)于軸線方向A在側(cè)向和/或正面部分執(zhí)行。作為按壓的替換方案，可使基板在中空體部的端部區(qū)域中例如通過(guò)浸泡密封漿 料而被涂覆。在這種情況下，由蛭石、纖維或陶瓷帶制成的固定裝置優(yōu)選地被用作柔性緊固
直ο特別地，如果是棱錐形的中空體部，則能夠?qū)⒂杉埢蛱沾芍瞥傻谋〉臈l帶670 插在中空體部部段的單獨(dú)的板之間并且能夠擠壓那里的板的切口的邊緣。密封件660也 可構(gòu)造為滑動(dòng)層，與上述滑動(dòng)層56相似。所有的壁構(gòu)件可以，但不是必須設(shè)計(jì)為柔性的。所有示出的變型可調(diào)節(jié)成既適于具有圓形橫截面的中空體部，又適于具有多邊 形橫截面的中空體部，并且適于在入口側(cè)或出口側(cè)的端部處使用，即使它們分別描述為 僅用于一個(gè)具體示例也是如此。如圖31及圖32所示，能夠?qū)⑿螤钸m合的支承體57插入中空體部20的最內(nèi)部的 空腔54內(nèi)。支承體57例如由穿孔板或尺寸穩(wěn)定性不同且可承受壓力、但是透氣的材料 制成。支承體57的兩個(gè)軸向端優(yōu)選地都是開(kāi)放的。中空體部20的最內(nèi)部的壁被支承在 支承體57上。如圖17所示，為了附連，支承體57可通過(guò)適當(dāng)預(yù)彎曲的環(huán)構(gòu)件58在預(yù)緊力作 用下安置為抵靠第二壁構(gòu)件34，并且環(huán)構(gòu)件58例如可以焊接于壁構(gòu)件34。透氣性可沿軸線方向A變化，例如，在圖17中由開(kāi)口的分布表示。支承體57 的不同孔眼和/或孔隙比使氣體流量以及顆粒沉積物的分布能夠被控制。第一壁構(gòu)件32將殼體12的流動(dòng)橫截面限制為環(huán)形流入開(kāi)口 37 (僅被沿徑向r延 伸的輻條42中斷)，例如見(jiàn)圖1，其與中空體部構(gòu)件的端部之間的環(huán)形間隙基本上對(duì)應(yīng)。 在所示出的示例中，排氣從進(jìn)口區(qū)域14通過(guò)流入開(kāi)口 37進(jìn)入到流經(jīng)區(qū)域16內(nèi)。圖18至圖21示出了系統(tǒng)地控制排氣處理裝置10的殼體12中的流量的不同方 式。在圖18中所示的變型中，錐形導(dǎo)流構(gòu)件70布置在進(jìn)口區(qū)域14中，其將排氣流 引導(dǎo)至第一壁構(gòu)件32的環(huán)形流入開(kāi)口 37。結(jié)果，流入的排氣直接到達(dá)由中空體部20的 兩個(gè)構(gòu)件的流入側(cè)形成的環(huán)形間隙，而不撞擊在垂直于流動(dòng)方向的壁上。導(dǎo)流構(gòu)件70的錐尖是圓形的。錐形導(dǎo)流構(gòu)件70附連于第一壁構(gòu)件32。它可作 為單獨(dú)的部件否則作為構(gòu)成壁構(gòu)件32的一體的部分而布置在壁構(gòu)件32上。導(dǎo)流構(gòu)件70 易于由金屬片拉延制造而成。導(dǎo)流構(gòu)件70有效地密封凸緣48b內(nèi)部的開(kāi)口 72，這是因?yàn)樵诖颂幃?dāng)然沒(méi)有氣體 能夠到達(dá)流經(jīng)區(qū)域16。在圖19中更加詳細(xì)地示出了第一壁構(gòu)件32的幾何形狀。如上述第二壁構(gòu)件34， 提供了內(nèi)部環(huán)形部段38以及外部環(huán)形部段40，它們通過(guò)沿周向分布的三個(gè)輻條42彼此連 接。在壁構(gòu)件32的面向遠(yuǎn)離導(dǎo)流構(gòu)件70的那一側(cè)上延伸的分別在內(nèi)部環(huán)形部段38及外 部環(huán)形部段40上的兩個(gè)凸緣48a及48b分別被圖19中的中空體部20的構(gòu)件以及固定的 緊固裝置52遮住。
作為引導(dǎo)流動(dòng)的輔助(裝置)，殼體12可在進(jìn)口區(qū)域14的區(qū)域中具有流線型， 如圖20所示。圖20是排氣處理裝置10的示意圖，其中，僅為了清晰起見(jiàn)，省略了那些 未示出的上述元件。在這種情況下，第一壁構(gòu)件32優(yōu)選地，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)成適應(yīng)進(jìn)口區(qū)域14的尺寸。進(jìn)口區(qū)域14的外壁以彎曲的形狀——該形狀適于流動(dòng)——延伸至中空體部20的 第一端部22，并且與第一壁構(gòu)件32連接。進(jìn)口區(qū)域14的端部與流經(jīng)區(qū)域16的開(kāi)頭部分 鄰接，流經(jīng)區(qū)域16的壁也在很接近中空體部20的端部22附近處與第一壁構(gòu)件32連接。這種設(shè)計(jì)的目的是避免在中空體部20的流入側(cè)的端部22與流經(jīng)區(qū)域16的壁的 內(nèi)部之間的沿徑向r的死體積(dead space)。殼體12在流經(jīng)區(qū)域16沿軸線方向A以漏斗形擴(kuò)大。這里壁可具有線性坡度， 以使流經(jīng)區(qū)域16成圓錐形地?cái)U(kuò)大，或成彎曲形狀。流經(jīng)區(qū)域16的橫截面可以是圓形、 卵形、或多邊形(優(yōu)選地帶有圓角)，或具有任何期望的自由形狀。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠 根據(jù)與具體的預(yù)期應(yīng)用相符的流體學(xué)相關(guān)的考慮而建立流經(jīng)區(qū)域16的形狀。殼體12的流經(jīng)區(qū)域16的與第一壁構(gòu)件32很接近的區(qū)域用作固定的緊固裝置 152，其用于將中空體部構(gòu)件中的外部的一個(gè)構(gòu)件附連于壁構(gòu)件32的凸緣48a。殼體12 的尺寸也能夠僅在用作固定的緊固裝置152的區(qū)域中直徑減小。流經(jīng)區(qū)域16也能夠沿軸線方向A漸細(xì)，而不是漸粗大。在從流經(jīng)區(qū)域16至出口區(qū)域18的過(guò)渡區(qū)域處，流經(jīng)區(qū)域16的壁的端部與出口 區(qū)域18的壁的開(kāi)頭部分在第二壁構(gòu)件34處會(huì)合。如上所述，中空體部20的第二端28附連于第二壁構(gòu)件34的凸緣48。這里，同樣地，壁構(gòu)件32、34中的一個(gè)或兩個(gè)都可例如以上述形式的一種而制 成在軸線方向A上是柔性的。所有殼體零件，也就是說(shuō)，進(jìn)口區(qū)域14、流經(jīng)區(qū)域16以及出口區(qū)域18的那些殼 體零件，可相互焊接和/或焊接于壁構(gòu)件32、34上，如在圖21中的流經(jīng)區(qū)域16的殼體 以及第一壁構(gòu)件32所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員可任意將各實(shí)施方式中描述的以及示出的所有特征自由互相組 合或相互替換。特別地，柔性壁構(gòu)件的使用、上述附連及密封中空體部的方法的使用、 以及上述殼體的用于優(yōu)化氣體流的構(gòu)造是彼此獨(dú)立的。當(dāng)然，中空體部20也能夠設(shè)計(jì)成不同于本文所述的包括一個(gè)嵌套于另一個(gè)中的 兩個(gè)截錐；它能夠包括，例如，一個(gè)裝配于另一個(gè)中的兩個(gè)筒體，特別是圓筒，或者由 直的、平板部分構(gòu)成的筒體。代替圓錐或圓錐臺(tái)構(gòu)件，也可使用具有任何期望的側(cè)面數(shù) 量的棱錐形或截?cái)嗬忮F形構(gòu)件。特別地，所述兩個(gè)構(gòu)件中僅外部的一個(gè)可具有圓筒形狀。
權(quán)利要求
1.一種排氣處理裝置，其包括殼體(12)以及至少一個(gè)中空體部(20)，排氣流過(guò)該中空體部，并且該中空體部容納在所述殼體 (12)中并至少部分地包括透氣基板，其中，所述中空體部(20)在至少一個(gè)端部(22、28)處連接于壁構(gòu)件(34)，所述壁構(gòu) 件(34)布置在所述殼體(12)中并形成為在軸線方向(A)上是柔性的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述壁構(gòu)件(34)包括內(nèi)部環(huán) 形部段(38)以及外部環(huán)形部段(40)，所述內(nèi)部環(huán)形部段與外部環(huán)形部段通過(guò)至少兩個(gè)輻 條(42)彼此連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述輻條(42)包括至少一個(gè) 沿徑向(r)從軸平面向外彎成拱形的部分(44)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述中空體部 (20)附連于所述內(nèi)部環(huán)形部段(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述外部環(huán)形部 段(40)附連于所述殼體(12)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述壁構(gòu)件(32) 具有構(gòu)造在其上的凸緣(48)，所述中空體部(20)的所述端部(28)附連于所述凸緣 (48)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述凸緣(48)被調(diào)節(jié)成適應(yīng) 于所述中空體部(20)的所述端部(28)的直徑。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述殼體(12)具 有進(jìn)口區(qū)域(14)、流經(jīng)區(qū)域(16)以及出口區(qū)域(18)，所述進(jìn)口區(qū)域、流經(jīng)區(qū)域以及出 口區(qū)域沿軸線方向(A) —個(gè)接一個(gè)地布置，并且所述壁構(gòu)件(32、34)附連于從流經(jīng)區(qū)域 (16)至出口區(qū)域(18)過(guò)渡的區(qū)域中或從進(jìn)口區(qū)域(14)至流經(jīng)區(qū)域(16)過(guò)渡的區(qū)域中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述內(nèi)部環(huán)形部 段(38’ )包括用于加勁的加勁輪廓(39)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述內(nèi)部環(huán)形部 段(38’)包括彎曲邊緣(41)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求9和10中任一項(xiàng)所述的排氣處理裝置，其特征在于，所述加勁 輪廓(39)和/或所述彎曲邊緣(41)容納柔性緊固裝置(50 ； 150)。
全文摘要
一種排氣處理裝置，具有殼體(12)以及中空體部(20)，排氣流過(guò)該中空體部，并且該中空體部容納在殼體(12)中并至少部分地包括透氣基板。中空體部(20)在至少一個(gè)端部(22、28)處連接于壁構(gòu)件(34)，該壁構(gòu)件(34)布置在殼體(12)中并形成為在軸線方向(A)上是柔性的。
文檔編號(hào)F01N3/28GK102027213SQ200880126407
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者克里斯托弗·諾勒, 埃里希·福斯特, 曼弗雷德·施蒂格爾邁爾 申請(qǐng)人:排放控制技術(shù)德國(guó)(奧格斯堡)有限公司