具有還原劑混合管的三重流動廢氣處理裝置制造方法
【專利摘要】一種廢氣處理裝置包括平行定位在殼體內的第一基體和第二基體。擋板支撐所述基體、入口管和出口管道，并且限定第一室的一部分?；w的第一端和入口管的第二端與所述第一室流體連通。隔板支撐所述基體、所述入口管和所述出口管道，并限定與第一室分離的第二室的一部分。所述基體的第二端和所述出口管道的第二開口端與所述第二室流體連通。所有廢氣沿第一方向流動通過所述入口管，反向通過所述基體并再次反向以流動通過所述出口管道。
【專利說明】具有還原劑混合管的三重流動廢氣處理裝置
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種用于還原來自內燃機的氮氧化物排放物的廢氣處理裝置，具體而言，涉及一種具有分解管的整體式選擇性催化還原裝置。
【背景技術】
[0002]本部分提供與本公開相關的背景信息，其未必是現有技術。
[0003]諸如催化轉換器、柴油機氧化催化器、柴油機微粒過濾器等的廢氣處理裝置可用在各種系統中，用于處理從內燃機排放的廢氣。許多廢氣處理系統包括分開一定距離的若干子部件。此外，許多獨立的廢氣處理裝置包括殼體，殼體具有多個板和支撐部，以限定不同的室并將各種元件安裝在廢氣處理裝置內。
[0004]一些已知的廢氣處理系統包括定位在選擇性催化還原裝置(SCR)上游的還原劑噴射器和還原劑分解裝置。盡管若干已知的SCR系統在過去已適當地工作，但產生了對尿素分解成氨的控制的關注。許多現有的系統要求上游分解管纏繞相對笨重和昂貴的絕緣體，以便將熱保持在管內。遺憾的是，SCR系統已經變得相對大、貴并可能笨重。
[0005]此外，一些廢氣處理裝置的殼體使用沖壓金屬片形成，以限定分割或“蛤殼(clamshell)”設計。這樣，內殼體和外殼體可由單獨的蛤殼部件形成。另外的沖壓件可被形成并焊接到蛤殼以便提供廢氣入口和廢氣出口，并且有時提供用于將還原劑噴射到廢氣流中的另一入口。一些廢氣處理裝置的殼體已經變得相對復雜、昂貴和難以組裝。因此，可能期望提供一種改進的廢氣處理裝置，其具有表現減小的尺寸、成本和復雜性的整體式分解管。

【發(fā)明內容】

[0006]本部分提供本公開的大致總結，并非其全部范圍或其所有特征的全面公開。
[0007]一種廢氣處理裝置包括平行定位在殼體內的第一基體(substrate)和第二基體。擋板支撐所述基體、入口管和出口管道，并且限定第一室的一部分。所述基體的第一端和所述入口管的第二端與所述第一室流體連通。隔板支撐所述基體、所述入口管和所述出口管道，并限定與第一室分離的第二室的一部分。所述基體的第二端和所述出口管道的所述第二開口端與所述第二室流體連通。所有廢氣沿第一方向流動通過所述入口管，反向通過所述基體并且再次反向以流動通過所述出口管道。
[0008]一種廢氣處理裝置包括第一基體和第二基體，該第一基體和該第二基體以平行流動的布置形式定位在所述殼體內。入口管具有定位在所述殼體外部的第一端和定位在所述殼體內部的第二開口端。出口管道具有定位在所述殼體外部的第一端和定位在所述殼體內部的第二開口端。第一隔板被定位在所述殼體內，并限定第一室的一部分。所述基體的第一端和所述入口管的所述第二端與所述第一室流體連通。第二隔板被定位在所述殼體內，與所述第一隔板隔開并限定與所述第一室分離并隔開的第二室的一部分。所述基體的第二端和所述出口管道的所述第二開口端與所述第二室流體連通。所述入口管延伸通過所述第二室、所述第一隔板和所述第二隔板，并終止于所述第一室。[0009]進一步可應用的領域從在此提供的描述將變得明顯。該
【發(fā)明內容】
中的描述和具體示例僅意欲例示的目的，并非意欲限制本公開的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]在此描述的附圖僅用于所選實施例而非所有可能的實施方式的例示目的，并非意欲限制本公開的范圍。
[0011]圖1為根據本公開的教導構造的廢氣處理裝置的透視圖；
[0012]圖2為廢氣處理裝置的另一透視圖；
[0013]圖3為廢氣處理裝置的部件的分解透視圖；
[0014]圖4為廢氣處理裝置的局部剖視圖；
[0015]圖5為沿入口管的中心線截取的廢氣處理裝置的剖視圖；和
[0016]圖6為廢氣處理裝置的另一剖視圖。
[0017]相應的附圖標記在附圖的若干視圖中始終表示相應的部分。
【具體實施方式】
[0018]圖1-6描繪了由附圖標記10標識的示例性廢氣處理裝置。廢氣處理裝置10包括在殼體16內被定位為與第二基體14平行的第一基體12。設想第一基體12和第二基體14可基本彼此類似，并且可被構造為SCR基體或者一些其它類型的廢氣處理部件，例如柴油機氧化催化器、柴油機微粒過濾器等。第一基體12被容納在或“塞進”第一罐20內。第一墊22被擠壓在第一基體12的外圓柱形表面和第一罐20的內圓柱形表面之間。以類似方式，第二基體14被保持在第二罐24內，而第二擠壓墊26定位在第二基體14的外圓柱形表面和第二罐24的內表面之間?？蛇x的第三基體12a和第三墊22a也可在第一基體12下游被安裝在第一罐20內。類似地，可選的第四基體14a在第二罐24內與第三墊26a協作。
[0019]殼體16包括管狀內殼28，該管狀內殼28在第一端30處被第一內端板32覆蓋。內殼28的相反端34被第二內端板36密封。管狀外殼38劃定內殼28的范圍。殼體16的第一端30包括固定到外殼38的第一外端板40。在殼體16的相反端34處,第二外端板42被固定到外殼38。絕緣材料44被定位在內殼28和外殼38之間。絕緣材料46被定位在第一外端板40和第一內端板32之間。另一絕緣材料48被定位在第二外端板42和第二內端板36之間。
[0020]入口 50被形成在延伸通過第一外端板40和第一內端板32的管52的一端。出口54被形成在延伸通過第二外端板42和第二內端板36的出口管道56的一端。管52和出口管道56基本平行于彼此延伸并且彼此偏離。
[0021]擋板60包括被周界凸緣64周向圍繞的基本平坦的主體部分62。凸緣64的尺寸和形狀被設定為密封地接合內殼28的內表面。延伸通過平坦的主體部分62的第一孔66被凸緣68限定。凸緣68接納管52的端部70。端部70可被壓配合到凸緣68中和/或管52可在該位置被焊接到凸緣68。第二孔74延伸通過平坦的主體部分62，并接納出口管道56。
[0022]擋板60包括第一軸向伸出的突起80，該第一軸向伸出的突起80包括與端面84和平坦的主體部分62相交的圓柱形壁82。多個孔86延伸通過端面84?？椎某叽缱兓?，其中孔86a具有比孔86b大的直徑?？?6c具有比孔86b小的直徑。具有最大直徑的孔86a被定位在最接近管52的端部70的位置處,在這里廢氣壓力最低。最小直徑的孔86c被定位為距管52最遠，在這里廢氣壓力最大。中間尺寸的孔86b被定位在中間廢氣壓力的位置處。通過以這種方式布置孔和設定孔的尺寸，基本恒定的廢氣流將進入第一基體12中。多個周向隔開的槽90延伸通過圓柱形壁82。擋板60通過借助槽90焊接圓柱形壁82而被焊接到第一罐20。
[0023]擋板60包括基本類似于突起80的第二軸向伸出的突起94。這樣，突起94包括圓柱形壁96、端面98和多個孔IOOaUOOb和100c。多個周向隔開的槽102延伸通過圓柱形壁96。第二突起94通過槽102被焊接到第二罐24。擋板60在內殼28內被定位為基本平行于第二內端板36，并與第二內端板36隔開。第一腔106被擋板60、第二內端板36和內殼28限定。第一腔106與管52的端部70流體連通。
[0024]隔板110包括平行于第一內端板32且與第一內端板32隔開的基本平坦的主體部分112。周界凸緣114圍繞平坦的主體部分112，并且尺寸和形狀被設定為接合內殼28的內表面。凸緣114可通過使用諸如密封焊接的工藝被聯接到內殼28。隔板110包括接納管52的孔116。另一孔120延伸通過隔板110，并接納出口管道56的端部122。第二腔126被限定為隔板110、第一內端板32和內殼28之間的空間。出口管道56的開口端122與第二腔126流體連通。第一基體孔128允許第一基體12和第二腔126之間的流體連通。第二基體孔130允許第二基體14和第二腔126之間的流體連通。
[0025]噴射器安裝凸緣134被安裝到靠近入口 50形成的突起136。噴射器(未示出)可被固定到安裝凸緣134。防熱罩137可被聯接到管52的從第一內端板32向外延伸的部分，以便使從管52的靠近噴射器安裝凸緣134的部分向大氣中的熱傳遞最小化。絕緣材料可被定位在防熱罩137和管52之間，以便進一步最小化熱損失?；旌掀?38在噴射器安裝凸緣134的下游被定位在管52內，以便將所噴射的還原劑與流動通過管52的廢氣混合。混合器138和管52延伸的長度足以適當地汽化所噴射的還原劑。通過將管52定位在內殼28內，在絕緣環(huán)境內發(fā)生還原劑的分解。此外，管52延伸廢氣處理裝置10的總長度的大約四分之三至八分之七。在絕緣的殼體16內的管52的包裝消除了對可能安裝在SCR裝置外部的分解管進行外部絕緣的需要。
[0026]應該認識到，大量的廢氣流可通過平行布置的基體12、14的使用而被處理。通過三重流動(tr1-flow)布置形式的使用確保了增強的廢氣與還原劑的混合。流動的第一軸線由管52限定。廢氣沿第一軸線144流入入口 50，并離開端部70進入第一腔106。廢氣和還原劑流的方向被反轉180度，從而沿軸線146a穿過第一基體12或者沿由146b標識的流動軸線穿過第二基體14。軸線146a、146b基本平行于軸線144延伸并且偏離軸線144。處理過的廢氣通過第一基體孔128和第二基體孔130離開第一基體12和第二基體14，進入第二腔126。廢氣被迫使再次改變180度方向，并進入出口管道56的開口端122。廢氣沿第三軸線148流動，并在出口 54處離開廢氣處理裝置10。如前所述的平行廢氣流動路徑的使用允許廢氣處理裝置10具有減小的總長度。
[0027]已經為了例示和描述的目的提供了實施例的前述描述。其不意欲窮盡或限制本公開。即使沒有具體示出或描述，特定實施例的單獨的元件或特征通常不限于該特定實施例，而是在可應用的場合，能夠互換，并且能夠用于所選實施例中。特定實施例的單獨的元件或特征還可以以許多方式變化。這些變化不被認為是脫離本公開，并且所有這些更改意欲被包括在本公開的范圍內。
【權利要求】
1.一種廢氣處理裝置，包括: 殼體； 第一基體和第二基體，該第一基體和該第二基體以平行流動的布置形式定位在所述殼體內； 入口管，該入口管具有定位在所述殼體外部的第一端和定位在所述殼體內部的第二開口端； 出口管道，該出口管道具有定位在所述殼體外部的第一端和定位在所述殼體內部的第二開口端； 擋板，該擋板支撐所述基體、所述入口管和所述出口管道，所述擋板和所述殼體的一部分限定第一室，所述基體的第一端和所述入口管的所述第二端與所述第一室流體連通；和 隔板，該隔板支撐所述基體、所述入口管和所述出口管道，所述隔板和所述殼體的另一部分限定與所述第一室分離并隔開的第二室，所述基體的第二端和所述出口管道的所述第二開口端與所述第二室流體連通，其中流動通過所述處理裝置的所有廢氣沿第一方向流動通過所述入口管，反向以流動通過所述基體并再次反向以流動通過所述出口管道。
2.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其中所述擋板包括接合所述入口管的周向延伸的凸緣。
3.如權利要求2所述的廢氣處理裝置，其中所述擋板包括具有支撐所述第一基體的壁的第一凹部和具有支撐所述第二基體的壁的第二凹部。
4.如權利要求3所述的廢氣處理裝置，進一步包括支撐所述第一基體的第一罐，其中所述第一凹部的所述壁包括多個周向隔開的槽，該多個周向隔開的槽接納與所述第一罐的焊接部。
5.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，進一步包括與所述入口管定位在一起的混合器和在所述殼體外部固定到所述入口管的噴射器支座，所述混合器被定位在所述殼體內并在所述噴射器支座的下游。
6.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其中所述殼體包括被絕緣體圍繞的內金屬殼，所述絕緣體被外金屬殼圍繞。
7.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其中所述入口管被定位為鄰近所述第一基體和所述第二基體二者，以使從所述入口管到大氣中的熱損失最小化。
8.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其中所述擋板包括具有不同尺寸的孔，最大尺寸的孔最接近所述入口管道的所述第二端。
9.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其中所述隔板基本平行于所述擋板延伸。
10.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其中所述第一室和所述第二室被定位在所述處理裝置的相反的端部。
11.一種廢氣處理裝置，包括: 殼體； 第一基體和第二基體，該第一基體和該第二基體以平行流動的布置形式定位在所述殼體內； 入口管，該入口管具有定位在所述殼體外部的第一端和定位在所述殼體內部的第二開口端；出口管道，該出口管道具有定位在所述殼體外部的第一端和定位在所述殼體內部的第二開口端； 第一隔板，該第一隔板被定位在所述殼體內并限定第一室的一部分，所述基體的第一端和所述入口管的所述第二端與所述第一室流體連通；和 第二隔板，該第二隔板被定位在所述殼體內，與所述第一隔板隔開并限定與所述第一室分離并隔開的第二室的一部分，所述基體的第二端和所述出口管道的所述第二開口端與所述第二室流體連通，其中所述入口管延伸通過所述第二室、所述第一隔板和所述第二隔板，所述入口管終止于所述第一室。
12.如權利要求11所述的廢氣處理裝置，其中所述入口管被定位為鄰近所述第一基體和所述第二基體二者，以使從所述入口管到大氣中的熱損失最小化。
13.如權利要求12所述的廢氣處理裝置，其中所述第一室和所述第二室被定位在所述處理裝置的相反的端部。
14.如權利要求13所述的廢氣處理裝置，其中所述殼體包括被絕緣體圍繞的內殼，所述絕緣體被外殼圍繞。
15.如權利要求14所述的廢氣處理裝置，其中所述第一隔板包括具有不同尺寸的孔，最大尺寸的孔最接近所述入口管道的所述第二端。
16.如權利要求15所述的廢氣處理裝置，其中所述第一隔板基本平行于所述第二隔板延伸。
17.如權利要求11所·述的廢氣處理裝置，其中所述第一隔板支撐所述第一基體和所述第二基體。
18.如權利要求17所述的廢氣處理裝置，進一步包括支撐所述第一基體的第一罐，其中所述第一隔板包括多個周向隔開的槽，該多個周向隔開的槽接納與所述第一罐的焊接部。
19.如權利要求11所述的廢氣處理裝置，進一步包括與所述入口管定位在一起的混合器和在所述殼體外部固定到所述入口管的噴射器支座，所述混合器被定位在所述殼體內并在所述噴射器支座的下游。
20.如權利要求11所述的廢氣處理裝置，其中所述殼體包括基本平行于所述第一隔板和所述第二隔板延伸的第一端板和第二端板。
【文檔編號】F01N13/08GK103443414SQ201280012298
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月27日 優(yōu)先權日:2011年3月9日
【發(fā)明者】邁根·維卡亞斯, 里克·湯普森, 道格拉斯·奧特普克, 帕威爾·羅夫萊斯 申請人:坦尼科汽車操作有限公司