專利名稱：防止發(fā)動機廢氣污染的可清洗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止發(fā)動機廢氣污染的可清洗設(shè)備，此種類型的設(shè)備包括為廢氣流通通道界定的殼體與安裝在所述通道中的微粒過濾器(particle filter)，所述殼體包括沿著其整個周邊長度的橫向隔斷件(break)，此隔斷件把殼體劃分為連續(xù)的第一與第二分段(segment)，第一與第二連續(xù)分段包括彼此接合的末端，第一分段的一個外末端沿著流通通道的長度部分與第二分段的一個內(nèi)末端相重疊。
此種類型的設(shè)備尤其用于防止汽車柴油機造成污染。
此種設(shè)備通常包括催化凈化構(gòu)件和微粒過濾器，它們布置在單個殼體中。
催化凈化構(gòu)件適合于處理氣相污染發(fā)散物，而微粒過濾器則適合于留持發(fā)動機所發(fā)散的灰粒。
微粒過濾器按照過濾階段與再生階段的順序而操作。在過濾階段，發(fā)動機所散發(fā)的灰粒被沉淀在過濾器上游表面上。在再生階段，實際上由碳構(gòu)成的灰粒在過濾器上游表面上被燒掉，以便使其原本屬性恢復(fù)。
為了促進過濾器的再生，就必須把可降低煤煙燃燒溫度的化學(xué)劑混合在送給發(fā)動機的燃料中。這種化學(xué)劑就是催化添加劑，其包含形式為有機金屬化合物的一種或多種金屬化合物。所述化合物在發(fā)動機的燃燒室中隨后會燃燒，并以灰粒內(nèi)的氧化物形式沉淀在過濾器的上游表面上。
在微粒過濾器的再生階段，通常被稱為灰燼的金屬氧化物殘留物，被留持在微粒過濾器的上游表面上。因此，如果在延長時期使用防污染設(shè)備，灰燼的積攢就會大大降低微粒過濾器的性能，且尤其是降低其再生能力。在防污染設(shè)備安裝在柴油發(fā)動機汽車上的情況下，一旦該汽車行駛了5萬公里以上，微粒過濾器的性能就會明顯降低。
專利申請FR-2.787.137號公開了一種用于防止廢氣污染的設(shè)備，其中，靠近微粒過濾器上游表面的裝置包括殼體中的隔斷件，此隔斷件與用于把殼體兩個連續(xù)分段相連接的可拆卸裝置合作。
殼體的兩個連續(xù)分段配設(shè)了連接凸緣。捆帶條(strapping)包圍著該兩個凸緣，并在軸向上把凸緣緊固而使其彼此抵靠。
有凸緣和捆帶條在場，就意味著防污染設(shè)備的外殼體在徑向上相對較大，這樣，就難以把該設(shè)備安裝在汽車上。
本發(fā)明的目的就是提供一種更為緊湊的防污染設(shè)備。
為了達到這個目的，本發(fā)明涉及上述類型的防止熱力發(fā)動機廢氣污染的設(shè)備，其特征在于第一分段的外末端包括沿著該分段周邊的至少一個薄弱區(qū)，此薄弱區(qū)可使所述第一分段的外末端的剖面變動。
根據(jù)一個特定實施例，防污染設(shè)備包括一個或多個下列特征-該設(shè)備包括多個沿著第一分段周邊分布的薄弱區(qū)，該薄弱區(qū)限定著處于薄弱區(qū)之間的第二分段內(nèi)末端的支承舌狀體(support tongue)；-所述舌狀體或每個舌狀體包括配置在其自由端上的發(fā)散邊緣(divergent edge)，該邊緣從第二分段逐漸向其自由端移動；-所述舌狀體或每個舌狀體包括朝向第二分段突出的凸臺(boss)，該凸臺停靠在第二分段的內(nèi)末端上；-第一及第二分段的末端包括互補的突出輪廓構(gòu)件及凹陷輪廓構(gòu)件(protruding and hollow profile member)，這些構(gòu)件用于在軸向上保持第一及第二分段；-該設(shè)備包括在第一及第二分段重疊區(qū)域中包圍著所述分段的捆帶條；-該設(shè)備包括一個O形環(huán)，該環(huán)插入第一及第二分段的內(nèi)末端與外末端之間；-從流入流通通道正常方向來看的上游分段的末端，延伸進入從流入流通通道正常方向來看的下游分段的末端中；-該設(shè)備包括催化凈化構(gòu)件，上述橫向隔斷件就配置在微粒過濾器與催化凈化構(gòu)件之間；
-外殼體包括一個分支，其與上述流通通道在微粒過濾器上游相結(jié)合。
本發(fā)明還涉及使上述設(shè)備的第一與第二分段相分離的方法，其特征在于它包括一個步驟，此步驟牽涉到把受壓而穿過上述分支的流體注入上述流通通道中，以便順著相反方向推進第一及第二分段。
閱讀下列僅以舉例方式并參照附圖所做的說明，將有利于更好地理解本發(fā)明，在這些附圖中

圖1的正視圖，顯示符合本發(fā)明的防止廢氣污染的設(shè)備；圖2是沿著線段II-II截取繪制的縱向剖視圖，顯示圖1所示防污染設(shè)備；圖3是圖2中以III表示的一個細部視圖；圖4是所述防污染設(shè)備的殼體一個分段的局部縱向剖視圖；圖5是沿著圖4中線段V-V截取繪制的凸臺大尺度剖視圖；圖6是所述防污染設(shè)備的殼體另一個分段的局部縱向剖視圖；圖7是符合本發(fā)明的防污染設(shè)備一個變體的局部縱向剖視圖；圖8是圖7中以VIII表示的放大局部視圖。
圖1與2所示防污染設(shè)備10包括排氣管12，該排氣管通常為筒形的，并在其一個末端上具有至少一個入口14，在另外那個末端上具有出口16。由自由轉(zhuǎn)換空間22所分開的催化凈化構(gòu)件18與過濾器20，被順著從入口到出口的順序布置在排氣管12中。
排氣管12包括界定著廢氣流通通道的外殼體23，催化凈化構(gòu)件18與微粒過濾器20就是穿過該通道而布置的。
催化凈化構(gòu)件18例如包括可透氣構(gòu)造，該構(gòu)造被促進燃燒氣體氧化和/或減少一氧化氮的催化金屬所覆蓋。
微粒過濾器20由過濾材料所制，該材料包括單片陶瓷(monolithicceramic)或碳化硅構(gòu)造，所述構(gòu)造有充足的細孔以便讓廢氣流通。然而，如其本質(zhì)上為人所知那樣，細孔的直徑要被選擇為對于微粒而言是足夠細小的，且要把特定灰粒留持在過濾器上游表面上。微粒過濾器也可由陶瓷泡末、堇青石或碳化硅制成。它也可由筒式過濾器或燒結(jié)金屬過濾器構(gòu)成。
本發(fā)明所述設(shè)備所用微粒過濾器例如包括一批平行管道(channel)，這些管道被分為第一組即入口管道和第二組即出口管道。入口管道與出口管道被以交錯方式布置。
入口管道敞開于微粒過濾器的上游部分中，在微粒過濾器的下游部分的區(qū)域中則關(guān)閉。
相反，出口管道在微粒過濾器的上游部分中關(guān)閉，而在其下游部分中則敞開。
在其共用部分上，外殼體23由剖面基本上大小一致的筒狀壁24所構(gòu)成。
在其入口末端處，排氣管包括發(fā)散分段26，此分段使入口管28與筒狀壁24相連接。相似地，在其后端，筒狀壁24延伸為一個界定著出口16而通入出口管32的會聚分段(convergent segment)30。
在操作期間，廢氣首先穿過催化凈化構(gòu)件18，繼而穿過微粒過濾器20而流通。
用于接近微粒過濾器20上游表面的裝置，沿著殼體23的長度而配置。所述裝置包括在殼體中沿著整個周邊的橫向隔斷件34，以及用于把兩個連續(xù)分段38、40相連接因此而被限定在筒狀壁24中隔斷件34整個側(cè)邊上的可拆卸裝置36。
在所示實施例中，可拆卸連接裝置36在催化凈化構(gòu)件18周圍延伸。
殼體分段40的末端被裝配在殼體分段38的對應(yīng)末端中。
殼體分段38與40的末端因此就彼此重疊，從流入流通通道方向看去的上游分段40的末端，延伸在下游分段38的末端內(nèi)。因此，就把上游分段40的末端當(dāng)作內(nèi)末端，而把下游分段38的末端當(dāng)作外末端。
在共用部分中，兩個分段38與40顯出同樣大小的剖面。
如圖4所示，界定著分段38的管狀壁具有末端分段42，該分段擴大為通常的筒形形狀，其直徑大于分段38共用部分的直徑。這個擴大分段42形成前述分段的外末端，該末端適合于接納互補分段的內(nèi)末端。它以分段38的其余部分限定著內(nèi)肩部(inner shoulder)46。
根據(jù)本發(fā)明，外末端包括至少一個沿著其周邊的薄弱區(qū)，使這一末端的剖面可變化，且更為具體地說，可使這一末端向心變形。
如圖2與圖4所示，薄弱區(qū)包括切口(notch)50，該切口沿著該分段的輪廓均勻分布在該分段外末端上。這些切口通常沿著擴大分段42的母面(generatrices)延伸。這些切口界定著舌狀體52。舌狀體52僅被限定在擴大分段42上。
在每個舌狀體自由端附近均外部變形而形成周邊條帶(strip)60，這些條帶處于所有的舌狀體上。此種條帶60限定著凹陷輪廓構(gòu)件，所述凹陷輪廓構(gòu)件形成管道，該管道朝內(nèi)敞開并適合于接納配置在另外那個分段上的互補突出輪廓構(gòu)件。
除了條帶60之外，每個舌狀體還具有抬高的邊緣62，此邊緣朝著舌狀體自由端而發(fā)散。此邊緣從分段的軸線逐漸向分段的末端而移動。
如圖5所示，在每個舌狀體中間部分配置了凸臺64。此凸臺64由于壁凸起而形成，使得該壁向內(nèi)變形。凸臺64朝著分段38的內(nèi)部即朝向該分段的軸線而突出。
凸臺64使接合著的分段38與40之間的接觸面積減小。
分段38還帶有分支70，其適合于接納電熱塞(heater plug)，該分支的活動部分被布置成面對著微粒過濾器上游表面。
接納催化凈化構(gòu)件的互補分段40在圖6中顯示為被分隔的。它包括在剖面上大小一致并朝向自由端延伸的主要分段80，該主要分段借助于一個剖面尺寸小的分段82而裝配在分段38中。這兩個分段80、82由周邊喉部(throat)84而彼此連接，以便如圖3所示那樣接納O形環(huán)86。此喉部朝外敞開，它由于形成分段40的金屬片向心變形所限定。
最后要說一點，主要分段80具有周邊條帶88，該條帶朝外突出并適合于接納每個切口的條帶60所界定的管道。
在分段38上使肩部46與條帶60分開的距離，等于使喉部84與條帶88分開的距離。
凸臺64應(yīng)用于喉部84與條帶88之間的那個分段40上。應(yīng)用凸臺64的那個分段40的表面是平滑的。在一個變體中，喉部84與條帶88之間的分段40的表面為凹陷的，以便接納凸臺64，因此，通過把凸臺裝配在凹陷中，就使分段38及40有角度地定位，其結(jié)果就使所述分段的形狀具有互補性。
另外，捆帶條90在分段的重疊區(qū)域中包圍著內(nèi)分段與外分段。
捆帶條90包括形成為敞開圈子的緊固帶(tightening band)92，該緊固帶的兩個末端由牽引機構(gòu)(traction mechanism)94而彼此連接，該牽引機構(gòu)包括例如緊固螺桿94。此緊固螺桿把緊固帶92的兩個末端牽拉在一起。
捆帶條90在徑向上使舌狀體變形，把舌狀體壓得抵靠著內(nèi)分段的外表面。捆帶條還包括O形環(huán)86，該環(huán)改善分段38與40之間的緊固效果。
每個舌狀體與分段40內(nèi)末端外表面之間的接觸，沿著每個凸臺64的頂點(peak)而發(fā)生，如圖6所示那樣。
有了此種類型的設(shè)備，就可理解，雖然微粒過濾器的上游表面在發(fā)動機既定操作時間之后會被灰燼弄臟，但該設(shè)備還是可以在汽車上起作用，以便清洗微粒過濾器。
為了達到這個目的，首先把設(shè)備10從汽車排氣管線上完全拆卸下來。為了拆卸兩個連續(xù)分段38、40，首先要把牽引機構(gòu)64完全松開，使捆帶條46可以退出。一旦捆帶條已退出，就把一根用于在壓力下傳輸空氣的軟管連接在每個分支70上，本來曾經(jīng)在場的電熱塞就被退出來。受壓的空氣，尤其是受到2巴至8巴之間壓力的空氣，被引入排氣室中，處于微粒過濾器上游表面與催化凈化構(gòu)件下游表面所限定的空間中。
在此空間中增大壓力，會導(dǎo)致兩個分段形成的排氣室可被拆卸，這是微粒過濾器與催化凈化構(gòu)件所引起的壓力明顯散失的結(jié)果。由該壓力而產(chǎn)生的力大于使舌狀體變形所需要的力，以便使互補的突出輪廓構(gòu)件與凹陷輪廓構(gòu)件脫開，而且所述之力也大于破除任何結(jié)合尤其是有可能以發(fā)生在各個舌狀體與內(nèi)末端外表面之間的侵蝕而引起的結(jié)合所需要的力。
當(dāng)舌狀體與內(nèi)末端表面之間的結(jié)合過量時，每個舌狀體的發(fā)散末端62就可使杠桿形成器具(lever-forming implement)例如螺絲刀容易介入每個舌狀體與內(nèi)末端之間。
沿著橫向隔斷件34打開殼體，就可便于接近微粒過濾器20的上游表面，這一表面正被轉(zhuǎn)向催化凈化構(gòu)件18。
用于把空氣或適當(dāng)流體注入的噴嘴應(yīng)用于微粒過濾器的下游。留持在過濾器上游表面的灰燼由于逆流流動而穿過微粒過濾器被排除。
當(dāng)清洗了微粒過濾器的上游表面之后，就重新組裝設(shè)備的兩個分段。由于對促進導(dǎo)向的并與內(nèi)分段結(jié)合的截短表面(truncated surface)加以限定，就可使發(fā)散邊緣62讓內(nèi)分段插入各個舌狀體之間。然后，把捆帶條90放回本來位置上。于是，所述設(shè)備就被重新組裝在汽車的排氣管線上。
圖7與圖8顯示防污染設(shè)備的變體，其標示為110。如同上述例子一樣，此設(shè)備包括具有入口114與出口116的排氣管112，在入口與出口之間布置了催化凈化構(gòu)件118與微粒過濾器120。
排氣管112形成殼體123。所述殼體包括兩個連續(xù)的分段138、140。催化凈化構(gòu)件118被接納在分段138中，而微粒過濾器120則被分段140所接納。
分段140被裝配在殼體分段138的對應(yīng)末端中。
為了達到這個目的，殼體分段138具有擴大的末端分段142，此末端分段的直徑大于分段138共用部分的直徑，在后一分段中接納了催化凈化構(gòu)件118。擴大分段適合于接納殼體分段140的末端。在擴大分段142與分段138的共用部分之間限定著肩部146。
在其自由端處，分段140具有縮頸(constriction)147，該縮頸限定著相反于肩部146而延伸的肩部148。在兩個肩部之間布置了O形環(huán)149。
根據(jù)本發(fā)明，擴大分段142的自由端具有薄弱區(qū)，該薄弱區(qū)可讓這一末端的剖面變動，更具體地說，可讓這一末端向心變形。
薄弱區(qū)包括沿著該分段的輪廓均勻分布在該分段外末端上的切口150，這些切口界定著舌狀體152。
分段140的剖面大小通常是一致的。在分段的周邊上，當(dāng)兩個分段被裝配時就與舌狀體152相符合，分段包括周邊條帶，該條帶包括被焊接在分段140的壁上的金屬凸緣(collar)154。
所述凸緣的剖面中包括通常為筒狀的并由筒狀支承區(qū)158延展的連接區(qū)156，所述筒狀支承區(qū)布置成與分段140的壁有一段距離。支承區(qū)158由通常被截短的留持前部(retaining front)160而連接著連接區(qū)156。
在其自由端上，支承區(qū)158具有折疊邊緣162，該邊緣指向壁140并與該壁保持一段距離。因此，通常為筒狀的支承區(qū)158就僅有一個側(cè)部連接著分段140，并沿著該壁以懸垂方式延伸。
在壁140與支承區(qū)158之間界定著間隔(interval)164。
形成條帶的凸緣154由焊縫(a weld)166連接著分段140的壁，該焊縫處于連接區(qū)156的末端上。該焊縫處于與兩個分段138、140的裝配一側(cè)相反的那一側(cè)上。
如圖8所示，舌狀體152在徑向上朝外變形，并由界定著肩部的截短部分170與擴大分段142相連接，該截短部分支承著接納于此截短分段與折疊邊緣162之間的復(fù)曲面密封件(toroidal seal)172。
在每個舌狀體自由端上，均包括一個朝內(nèi)指向的縮頸174，該縮頸界定著傾斜表面176，該傾斜表面適合于停靠在截短留持前部160上。此傾斜表面由抬高的邊緣178所延展。這些區(qū)域176、178之間界定著通常為V形的回轉(zhuǎn)管道(revolution channel)。
為了支撐兩個已組裝的分段，所述設(shè)備包括捆帶條190，該捆帶條包括緊固帶192和用于牽拉緊固帶的裝置(未顯示)。緊固帶具有處于舌狀體152主表面上的主平面支承區(qū)194。在緊固帶192的橫向邊緣上，具有周邊縮頸196，此縮頸有適當(dāng)形狀，以便與每個舌狀體的縮頸174相配合。更具體地說，縮頸196通常具有V形剖面，這一剖面適合應(yīng)用于舌狀體的區(qū)域176與178，并因此而適合于把舌狀體的緊縮末端支承在條帶154的截短表面160上。當(dāng)舌狀體配合在周邊條帶上時，舌狀體的主表面被支承在凸緣152的彈性支承表面158上。
要明白，在本實施例中，有條帶154在場而配置形成前部160以便留持舌狀體的截短末端，該條帶與捆帶條的緊固帶相結(jié)合而確保舌狀體的縮頸保持在前部160之后，這樣就確保設(shè)備組件的性能令人滿意。另外，有密封件172插入被截短區(qū)域176所限定的肩部與條帶154之間，就確保緊固性令人滿意。
由于支承區(qū)域158以懸垂方式延伸于界定著分段140的壁上方，所述壁就提供了彈性，此彈性確保捆帶條190的保持力令人滿意。
權(quán)利要求
1.防止熱力發(fā)動機廢氣污染的設(shè)備，所述設(shè)備包括界定著廢氣流通通道的殼體(23；123)與安裝在上述通道中的微粒過濾器(20；120)，所述殼體(23；123)包括沿著其整個周邊的橫向隔斷件(34)，此隔斷件把殼體(23；123)劃分為連續(xù)的第一與第二分段(38、40；138、140)，第一與第二連續(xù)分段(38、40；138、140)包括彼此接合的末端，第一分段(38；138)的一個外末端沿著流通通道的長度部分與第二分段(40；140)的一個內(nèi)末端相重疊，其特征在于第一分段(38；138)的外末端包括沿著其周邊的至少一個薄弱區(qū)(52；152)，此薄弱區(qū)可使所述第一分段(38；138)外末端的橫剖面變動。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于它包括沿著第一分段(38；138)周邊分布的多個薄弱區(qū)，該薄弱區(qū)之間限定著處于第二分段(40；140)內(nèi)末端上的支承舌狀體(52；152)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述舌狀體或每個舌狀體(52；152)包括配置在其自由端上的發(fā)散邊緣(62；178)，該邊緣(62；178)從第二分段(40；140)逐漸向其自由端移動。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于所述舌狀體或每個舌狀體(52)包括朝向第二分段(40)突出的凸臺(64)，該凸臺(64)?？吭诘诙侄?40)的內(nèi)末端上。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于第一及第二分段(38、40)的末端包括互補的突出輪廓構(gòu)件及凹陷輪廓構(gòu)件(60、88)，這些構(gòu)件用于在軸向上保持第一及第二分段(38、40)。
6.如以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于它包括在第一及第二分段(38、40；138、140)重疊區(qū)域中包圍著所述分段的捆帶條(90；90)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于它包括一個O形環(huán)(86；149)，該環(huán)插入第一及第二分段(38、40；138、140)的內(nèi)末端與外末端之間。
8.如以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于從流入流通通道正常方向來看的上游分段(40)的末端，延伸進入從流入流通通道正常方向來看的下游分段(38)的末端中。
9.如以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于它包括催化凈化構(gòu)件(18；118)，上述橫向隔斷件(34)就配置在微粒過濾器(20；120)與催化凈化構(gòu)件(18；118)之間。
10.如以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于外殼體(23)包括一個分支(70)，所述分支在微粒過濾器上游的上述流通通道中敞開。
11.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于第二分段(140)包括附帶的凸緣(154)，該凸緣形成周邊條帶，上述舌狀體(152)就?？吭谠摋l帶上。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于上述凸緣(154)具有支承區(qū)(158)，該支承區(qū)僅以一個側(cè)部連接著界定著第二分段(140)的壁，該支承區(qū)(158)以懸垂方式沿著界定著第二分段(140)的壁而延伸。
13.如權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，其特征在于每個舌狀體(152)具有縮頸(174)，該縮頸被支承在由外凸緣(154)所形成的周邊條帶之后。
14.如權(quán)利要求6和13所述的設(shè)備，其特征在于捆帶條(190)包括一個部分，該部分適合與每個處于外凸緣(154)所形成的周邊條帶之后的每個舌狀體(152)的上述縮頸(174)相配合。
15.使符合權(quán)利要求10的設(shè)備的第一與第二分段(38、40)相分離的方法，其特征在于它包括一個步驟，該步驟牽涉到把受壓而穿過上述分支(70)的流體注入上述流通通道中，以便順著相反方向推進第一及第二分段。
全文摘要
本發(fā)明涉及防止熱力發(fā)動機廢氣污染的設(shè)備，所述設(shè)備包括界定著廢氣流通通道的殼體(23)與安裝在上述通道中的微粒過濾器(20)。殼體(23)包括沿著其整個周邊長度的橫向隔斷件(34)，所述隔斷件(34)把殼體(23)劃分為連續(xù)的第一與第二分段(38、40)。第一與第二連續(xù)分段(38、40)包括彼此接合的末端，第一分段(38)的一個外末端沿著流通通道的長度部分與第二分段(40)的一個內(nèi)末端相重疊。第一分段(38)的外末端包括沿著其周邊的至少一個薄弱區(qū)(50)，此薄弱區(qū)可使所述第一分段(38)外末端的剖面變動。本發(fā)明可應(yīng)用于汽車。
文檔編號F01N3/035GK1659367SQ03813335
公開日2005年8月24日 申請日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月7日
發(fā)明者雅克·埃登斯 申請人:富爾西亞排氣系統(tǒng)公司