松散填充隔離物排氣處理裝置以及制造方法
【專利說明】松散填充隔離物排氣處理裝置以及制造方法 對(duì)相關(guān)申請的交叉引用
[0001] 本專利申請要求2013年3月14日提交的美國專利申請?zhí)?3/828,444的優(yōu)先權(quán)， 并且要求2012年11月20日提交的美國臨時(shí)申請?zhí)?1/849, 811的優(yōu)先權(quán)，并且要求2013 年2月7日提交的美國臨時(shí)申請?zhí)?1/762, 161的優(yōu)先權(quán)，這三個(gè)文獻(xiàn)的專利申請都通過引 用以其全部內(nèi)容結(jié)合在此。 發(fā)明背景
[0002] 已知的是在汽車工業(yè)中將一個(gè)排氣處理裝置或系統(tǒng)，例如利用一個(gè)排氣歧管、消 聲器、汽油顆粒過濾器或柴油顆粒過濾器和/或一個(gè)或多個(gè)催化單元（如催化轉(zhuǎn)換器、柴油 氧化催化單元或選擇性催化還原催化單元）的裝置或系統(tǒng)包括在內(nèi)以收集、引導(dǎo)、提供聲 學(xué)益處和/或改進(jìn)排氣中的排放物。當(dāng)前，將一般稱為絮墊、毛氈或氈墊的物品用于排氣系 統(tǒng)中以便提供用于該系統(tǒng)的聲學(xué)和后處理裝置的熱隔離和/或彈性安裝結(jié)構(gòu)，從而控制到 達(dá)這些裝置和來自這些裝置的熱交換和/或提供對(duì)這些裝置的一個(gè)內(nèi)芯或其他脆弱部件 的保護(hù)性安裝。 發(fā)明概述
[0003] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，披露了一種排氣處理裝置。該排氣處理裝置包括一個(gè)外層， 一個(gè)至少部分布置在該外層之內(nèi)的內(nèi)層，以及一種布置在該外層與該內(nèi)層之間的空間體積 中的松散填充隔離物。還將一個(gè)纖維氈片布置在該外層與該內(nèi)層之間并形成一個(gè)阻擋物， 該阻擋物至少部分地防止了從該外層與該內(nèi)層之間的體積損失該松散填充隔離物。
[0004] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露了一種用于制造排氣處理裝置的方法。該方法包括 將一種松散填充隔離物放置到一個(gè)排氣處理裝置的一個(gè)內(nèi)層與一個(gè)外層之間的空間體積 中，以及將一個(gè)纖維氈片定位在該外層與該內(nèi)層之間以形成一個(gè)阻擋物，該阻擋物至少部 分地防止了從該外層與該內(nèi)層之間的空間體積損失該松散填充隔離物。
[0005] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明的一種排氣處理裝置包括在該外層與該內(nèi)層之間 的一個(gè)空間體積，該空間體積被容納在一個(gè)氣密腔室中。在某些實(shí)施例中，這個(gè)氣密腔室容 納松散填充隔離物。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露了一種制造本發(fā)明的排氣處理裝置的方 法，該方法包括將一種松散填充隔離物放置到一個(gè)內(nèi)層與一個(gè)外層之間的空間體積中，以 及使得該空間體積密封成一個(gè)氣密腔室。
[0006] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明的一種排氣處理裝置包括一種能夠吸收濕氣的松 散填充隔離物。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露了一種制造本發(fā)明的排氣處理裝置的方法，其 中將一種能夠吸收濕氣的松散填充隔離物用于制造該裝置。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露 了一種在本發(fā)明的排氣處理裝置內(nèi)進(jìn)行熱隔離的方法，其中該方法包括向該松散填充隔離 物提供濕氣，從而使得濕氣被吸收在該松散填充隔離物中，并且向該裝置提供經(jīng)加熱的排 氣，其中，來自排氣的熱量將吸收在該松散填充隔離物中的濕氣轉(zhuǎn)化成氣體或蒸汽。
[0007] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明的排氣處理裝置被配置為允許氣流穿過該外層與 該內(nèi)層之間的體積。在某些實(shí)施例中，該裝置被配置為引導(dǎo)氣流穿過該外層與該內(nèi)層之間 的體積。在某些實(shí)施例中，該裝置被配置為迫使氣流穿過該外層與該內(nèi)層之間的體積。在 本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種制造本發(fā)明的排氣處理裝置的方法，其中本發(fā)明的排氣 處理裝置被配置為允許氣流穿過該外層與該內(nèi)層之間的體積。在某些實(shí)施例中，該裝置被 配置為引導(dǎo)氣流穿過該外層與該內(nèi)層之間的體積。在某些實(shí)施例中，該裝置被配置為迫使 氣流穿過該外層與該內(nèi)層之間的體積。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露了一種與本發(fā)明的排 氣處理裝置進(jìn)行熱隔離的方法，該方法包括使空氣穿過該內(nèi)層與該外層之間的空間體積， 例如，迫使空氣穿過該內(nèi)層與該外層之間的空間體積。
[0008] 具體地，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種排氣處理裝置。該排氣處理裝置包括一個(gè)外 層和一個(gè)內(nèi)層，該內(nèi)層至少部分地布置在該外層之內(nèi)。一種松散填充隔離物布置在該外層 與該內(nèi)層之間的體積中，并且一個(gè)纖維氈片布置在該外層與該內(nèi)層之間并形成一個(gè)阻擋 物，該阻擋物至少部分地防止了從該外層與該內(nèi)層之間的體積損失該松散填充隔離物。在 某些實(shí)施例中，該排氣處理裝置具有包括一個(gè)外管的一個(gè)外層，包括一個(gè)內(nèi)管的一個(gè)內(nèi)層， 或者具有包括一個(gè)外管的該外層和包括一個(gè)內(nèi)管的該內(nèi)層二者。在某些實(shí)施例中該排氣處 理裝置是選自由以下各項(xiàng)組成的組：具有三效催化劑的歧管、連接管道、歧管、消聲器、排放 控制單元、選擇性催化還原（SCR)催化器、柴油顆粒過濾器（DPF)、汽油顆粒過濾器（GPF)、 熱再生單元、分解管、噴射器安裝位置、混合器、DOC柴油氧化催化器、以及管箱系統(tǒng)。在某些 實(shí)施例中，該松散填充隔離物是選自由以下各項(xiàng)組成的組：氣凝膠、珍珠巖、以及微孔隔離 物。在某些實(shí)施例中該外層的至少一部分被收縮來對(duì)該纖維氈片施加壓力，或者該纖維氈 片是由一個(gè)夾鉗或環(huán)來保持在位的。在某些實(shí)施例中，該外管具有一個(gè)第一端和一個(gè)第二 端，并且在一端的至少一部分是朝向該內(nèi)管變細(xì)的從而使其對(duì)該纖維氈片施加壓力。在某 些實(shí)施例中，該松散填充隔離物基本上填充了該外層與該內(nèi)層之間的體積。在某些實(shí)施例 中，至少一個(gè)第一纖維氈片基本上布置在該松散填充隔離物與該內(nèi)層之間或者基本上布置 在該松散填充隔離物與該外層之間。在某些實(shí)施例中，該松散填充隔離物定位在一個(gè)第一 纖維氈片與一個(gè)第二纖維氈片之間，并且該第一纖維氈片和第二纖維氈片布置在該外層與 該內(nèi)層之間的體積中。在某些實(shí)施例中，該內(nèi)層是與一個(gè)基底的外表面相同的。在某些實(shí) 施例中，該纖維氈片形成一個(gè)阻擋物，該阻擋物至少部分地防止了穿過該內(nèi)層或該外層中 的一個(gè)或多個(gè)開口損失該松散填充隔離物。在該纖維氈片形成一個(gè)阻擋物、該阻擋物至少 部分地防止了穿過該內(nèi)層或該外層中的一個(gè)或多個(gè)開口損失該松散填充隔離物的某些實(shí) 施例中，形成了一個(gè)阻擋物的這個(gè)纖維氈片基本上布置在該松散填充隔離物與該內(nèi)層之間 或者基本上布置在該松散填充隔離物與該外層之間。在某些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括 一個(gè)中間層，該中間層至少部分地布置在該外層與該內(nèi)層之間，并且其中該松散填充隔離 物布置在該外層與該中間層之間。在該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)中間層、該中間層至少部分地 布置在該外層與該內(nèi)層之間、并且其中該松散填充隔離物布置在該外層與該中間層之間的 某些實(shí)施例中，將一種纖維隔離物毯布置在該中間層與該內(nèi)層之間。在某些實(shí)施例中，該裝 置進(jìn)一步包括一個(gè)中間層，該中間層至少部分地布置在該外層與該內(nèi)層之間，并且該松散 填充隔離物布置在該中間層與該內(nèi)層之間。在該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)中間層、該中間層至 少部分地布置在該外層與該內(nèi)層之間、并且該松散填充隔離物布置在該中間層與該內(nèi)層之 間的某些實(shí)施例中，將一種纖維隔離物毯布置在該外層與該中間層之間。在該排氣處理裝 置具有包括一個(gè)外管的一個(gè)外層，包括一個(gè)內(nèi)管的一個(gè)內(nèi)層，或者具有包括一個(gè)外管的該 外層和包括一個(gè)內(nèi)管的該內(nèi)層二者的某些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括布置在該外管與該 內(nèi)管之間的一個(gè)中間管，并且該松散填充隔離物布置在該外管與該中間管之間并且將一個(gè) 纖維隔離毯布置在該中間管與該內(nèi)管之間。在該排氣處理裝置具有包括一個(gè)外管的一個(gè)外 層，包括一個(gè)內(nèi)管的一個(gè)內(nèi)層，或者具有包括一個(gè)外管的該外層和包括一個(gè)內(nèi)管的該內(nèi)層 二者的某些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括布置在該外管與該內(nèi)管之間的一個(gè)中間管，并且 將一個(gè)纖維隔離毯布置在該外管與該中間管之間并且將該松散填充隔離物布置在該中間 管與該內(nèi)管之間。在該排氣處理裝置具有包括一個(gè)外管的一個(gè)外層，包括一個(gè)內(nèi)管的一個(gè) 內(nèi)層，或者具有包括一個(gè)外管的該外層和包括一個(gè)內(nèi)管的該內(nèi)層二者的某些實(shí)施例中，該 內(nèi)管包括多個(gè)吸入端，這些吸入端被適配為接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣，該多個(gè)吸入端匯合到 數(shù)目更少的、具有與該吸入端相反的出口端的管中，并且該出口端被適配為將排氣釋放到 大氣中或者釋放至下游的排氣處理裝置。在某些實(shí)施例中，該內(nèi)層接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣， 并且至少部分地防止從該外層與該內(nèi)層之間損失該松散填充隔離物的這種纖維氈片，與內(nèi) 層與外層之間的直接接觸相比，還顯著降低了熱量從該內(nèi)層傳導(dǎo)到該外層。在該排氣處理 裝置具有包括一個(gè)外管的一個(gè)外層，包括一個(gè)內(nèi)管的一個(gè)內(nèi)層，或者具有包括一個(gè)外管的 該外層和包括一個(gè)內(nèi)管的該內(nèi)層二者的某些實(shí)施例中，該外管在其表面的至少一部分上是 用鉻涂覆的，并且布置在該內(nèi)管與該外管之間的該纖維氈片具有足夠低的熱導(dǎo)率而足以充 分阻擋熱量從該內(nèi)管傳遞到該外管，從而防止了鉻的褪色。在該排氣處理裝置具有包括一 個(gè)外管的一個(gè)外層，包括一個(gè)內(nèi)管的一個(gè)內(nèi)層，或者具有包括一個(gè)外管的該外層和包括一 個(gè)內(nèi)管的該內(nèi)層二者的某些實(shí)施例中，該外管在其表面的至少一部分上是用鉻涂覆的，并 且布置在該外管與該內(nèi)管之間的松散填充隔離物還充分阻擋了熱量從該內(nèi)管傳遞到該外 管，從而防止了鉻的褪色。在某些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)通道，該通道附接到至 少該外層上，該通道允許從與該內(nèi)層的內(nèi)表面鄰近的區(qū)域連通到與該外層的外表面鄰近的 區(qū)域，并且該通道在該外層與該內(nèi)層之間的體積中至少部分地被一個(gè)纖維氈片包圍。在某 些包括通道的實(shí)施例中，該通道是通過傳感器凸座形成的。在某些包括通道的實(shí)施例中，至 少部分地包圍該通道的纖維氈片形成一個(gè)阻擋物，該阻擋物至少部分地防止了從在該通道 外部與該內(nèi)層或外層之間的開口損失該松散填充隔離物。
[0009] 具體地，本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種制造排氣處理裝置的方法。該方法包括將 一種松散填充隔離物放置到一個(gè)內(nèi)層與一個(gè)外層之間的空間體積中，以及將一個(gè)纖維氈片 定位在該外層與該內(nèi)層之間以形成一個(gè)阻擋物，該阻擋物至少部分地防止了從該外層與該 內(nèi)層之間的空間體積損失該松散填充隔離物。在某些實(shí)施例中，該外層包括一個(gè)外管并且 該內(nèi)層包括一個(gè)內(nèi)管。在某些實(shí)施例中該排氣處理裝置是選自由以下各項(xiàng)組成的組：具 有三效催化劑的歧管、連接管道、歧管、消聲器、排放控制單元、選擇性催化還原（SCR)催化 器、柴油顆粒過濾器（DPF)、汽油顆粒過濾器（GPF)、熱再生單元、分解管、噴射器安裝位置、 混合器、DOC柴油氧化催化器、以及管箱系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，該松散填充隔離物是選自 由以下各項(xiàng)組成的組：氣凝膠、珍珠巖、以及微孔隔離物。在某些實(shí)施例中，該松散填充隔 離物是穿過該內(nèi)層與該外層之間的一個(gè)開口引入到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中的。 在某些實(shí)施例中，在將該松散填充隔離物放置到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中之前， 通過一個(gè)夾鉗或環(huán)來將該纖維氈片保持在位。在該松散填充隔離物是穿過該內(nèi)層與該外層 之間的一個(gè)開口引入到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中的某些實(shí)施例中，在將該松散填 充隔離物放置到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積內(nèi)之后，將該內(nèi)層與該外層之間的、穿過 其引入該松散填充隔離物的這個(gè)開口的距離或尺寸減小，以便至少部分地防止損失該松散 填充隔離物。在某些實(shí)施例中，該松散填充隔離物是穿過在該外層或該內(nèi)層中的一個(gè)或多 個(gè)開口引入到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中的。在該松散填充隔離物是穿過在該外層 或該內(nèi)層中的一個(gè)或多個(gè)開口引入到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中的某些實(shí)施例中， 在將該松散填充隔離物放置到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中之后，該一個(gè)或多個(gè)開口 被堵塞。在該松散填充隔離物是穿過在該外層或該內(nèi)層中的一個(gè)或多個(gè)開口引入到該內(nèi)層 與該外層之間的空間體積中的某些實(shí)施例中，該松散填充隔離物是使用壓縮空氣引入到該 內(nèi)層與該外層之間的空間體積中的。在該松散填充隔離物是穿過在該外層或該內(nèi)層中的一 個(gè)或多個(gè)開口引入到該內(nèi)層與該外層之間的空間體積中的某些實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包 括在該內(nèi)層與該外層之間的空間之內(nèi)提供真空以輔助用該松散填充隔離物來填充該空間。 在某些實(shí)施例中，在放置該松散填充隔離物的步驟過程中，該方法進(jìn)一步包括使得該排氣 處理裝置振動(dòng)以輔助該松散填充隔離物的沉降，并且該振動(dòng)的特征是選自以下各項(xiàng)組成的 組：單一頻率，隨機(jī)頻率，正弦掃描特征，及其組合。在某些實(shí)施例中，該松散填充隔離物基 本上填充了該外層與該內(nèi)層之間的整個(gè)體積。
[0010] 具體地，本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種排氣處理裝置，該排氣處理裝置包