專(zhuān)利名稱(chēng)：用于冷卻廢氣流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻廢氣流的裝置，該裝置具有能夠借助于廢氣流加載的排 出噴嘴，該排出噴嘴如此伸入鄰接的廢氣管的敞開(kāi)的端部中，從而在排出噴嘴和廢氣管之 間形成的吸入?yún)^(qū)域中在廢氣流穿過(guò)時(shí)能夠產(chǎn)生相對(duì)于周?chē)h(huán)境的低壓。
背景技術(shù)：
由歐盟公布的排放標(biāo)準(zhǔn)逐步地降低了由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣 排放到環(huán)境中的碳黑顆粒。碳黑顆粒排放的限制通過(guò)使用碳黑顆粒過(guò)濾器、通常用所謂的 壁流式過(guò)濾器來(lái)實(shí)現(xiàn)，在所述過(guò)濾器中發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣穿過(guò)由陶瓷或金屬材料制成的多孔的過(guò) 濾器壁。在此，包含在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的碳黑顆粒不僅沉積在過(guò)濾器壁的表面上而且沉積在 過(guò)濾器壁的內(nèi)部，使得廢氣背壓隨著過(guò)濾器壁的堵塞程度的增大而增大。因此，為了碳黑顆 粒過(guò)濾器的再生，在定期的時(shí)間間隔中燒盡沉積的碳黑顆粒，為此例如使用連接在碳黑顆 粒過(guò)濾器前面的氧化催化器暫時(shí)地將發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度提高到600°C以上的溫度。在碳黑 顆粒過(guò)濾器的再生階段中，會(huì)在排氣裝置的排氣尾管上相應(yīng)地出現(xiàn)較高的廢氣溫度，該廢 氣溫度對(duì)于周?chē)能?chē)輛組件、物體或者人來(lái)說(shuō)可能是種危險(xiǎn)。在這種背景下，從WO 2008/060559A2中得知了一種用于降低排氣尾管上廢氣溫 度的裝置。能夠借助于夾子或者夾鉗安置在排氣尾管上的裝置包括噴嘴，該噴嘴借助于多 個(gè)徑向布置的固定支柱如此安置在鄰接的轉(zhuǎn)向器殼體上，從而在廢氣流穿過(guò)時(shí)在噴嘴和轉(zhuǎn) 向器殼體之間構(gòu)成的入口中產(chǎn)生用于吸入較冷的周?chē)諝獾木植空婵铡Ｈ欢?，所述噴嘴?者說(shuō)轉(zhuǎn)向器殼體的沿著廢氣流穿過(guò)的方向逐漸變細(xì)的形狀會(huì)使得排氣裝置中的廢氣背壓 不希望地增大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種開(kāi)頭所述類(lèi)型的裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了將廢氣背壓 的不希望的增大至少限制在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段。該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的裝置得到解決。按本發(fā)明的用于冷卻廢氣流的裝置包括能夠借助于廢氣流加載的排出噴嘴，該排 出噴嘴如此伸入鄰接的廢氣管的敞開(kāi)的端部中，從而能夠在排出噴嘴和廢氣管之間形成的 吸入?yún)^(qū)域中在廢氣流穿過(guò)時(shí)產(chǎn)生相對(duì)于周?chē)h(huán)境的低壓。此外，設(shè)置了用于改變排出噴嘴 的流動(dòng)橫截面的調(diào)節(jié)件。確切地說(shuō)，根據(jù)文丘里原理來(lái)產(chǎn)生低壓，其中排出噴嘴延伸到廢氣管的敞開(kāi)的端 部中并且在吸入?yún)^(qū)域中產(chǎn)生取決于流動(dòng)橫截面的低壓。在此，由于低壓而吸入廢氣管中的 周?chē)諝飧鶕?jù)其溫度相應(yīng)地冷卻所述廢氣流。因?yàn)閮H僅在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段中需要混合較冷的周?chē)諝?，所以在碳?顆粒過(guò)濾器的其余工作階段中能夠借助于調(diào)節(jié)件如此增大排出噴嘴的流動(dòng)橫截面，使得廢 氣流能夠不受阻礙地通過(guò)。以這種方式實(shí)現(xiàn)了將廢氣背壓的不希望的增大限制在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段。按本發(fā)明的裝置的突出之處在于特別簡(jiǎn)單的構(gòu)造，從而能夠?qū)⒃撗b置節(jié)省空間地 安置在由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的車(chē)輛、尤其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)部的碳黑顆粒過(guò)濾器的 區(qū)域內(nèi)。布置在車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的高溫?zé)峤粨Q器通常用于冷卻柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該高溫?zé)峤?換器是與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接的液體冷卻回路的組成部分，其中借助于通風(fēng)機(jī)組用冷卻空氣加 載高溫?zé)峤粨Q器，通過(guò)散熱器格柵以及布置在后面的過(guò)濾器濾芯從周?chē)h(huán)境中吸入冷卻空 氣。因?yàn)槿绱藢?dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)室中的空氣在很大程度上沒(méi)有臟物，所以可靠地避免了構(gòu)造在排 出噴嘴和廢氣管之間的吸入?yún)^(qū)域的不希望的堵塞。在通風(fēng)機(jī)組方面引起的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)室中的 空氣的壓縮額外地引起了吸入?yún)^(qū)域中的體積流增加并且由此更有效地冷卻廢氣流。有利的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求中獲知。優(yōu)選根據(jù)廢氣溫度改變排出噴嘴的流動(dòng)橫截面。尤其在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階 段中典型出現(xiàn)的廢氣溫度的情況下通過(guò)調(diào)節(jié)件使得流動(dòng)橫截面增大。所述排出噴嘴能夠?yàn)榱烁淖兞鲃?dòng)橫截面而具有大量易彎曲的薄片。所述薄片例如 構(gòu)造成手指狀的導(dǎo)向片的造型，所述導(dǎo)向片是可以安置在碳黑顆粒過(guò)濾器的排出管接頭上 的固定條的一體的組成部分，其中所述導(dǎo)向片在裝配狀態(tài)下沿著廢氣流的方向伸出。所述 排出管接頭尤其是由碳黑顆粒過(guò)濾器包圍的過(guò)濾器殼體的固定的組成部分并且與過(guò)濾器 殼體進(jìn)行焊接或者以其它方式固定地連接。所述薄片尤其可以構(gòu)造成雙金屬元件，所述雙金屬元件占據(jù)使得排出噴嘴的流動(dòng) 橫截面隨著廢氣溫度的增加而變小的彎曲。換句話(huà)說(shuō)，所述雙金屬元件同時(shí)形成了用于根 據(jù)溫度改變排出噴嘴的流動(dòng)橫截面的調(diào)節(jié)件。這種雙金屬元件的構(gòu)造基本上是已知的。相 應(yīng)地，該雙金屬元件由金屬條制成，該金屬條具有兩個(gè)相互連接的具有不同的縱向膨脹系 數(shù)的金屬層。優(yōu)選如此構(gòu)造所述薄片，使得其在低于為廢氣溫度預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)抵靠在廢氣 管的敞開(kāi)的端部上。在這種情況下，所述薄片占據(jù)完全打開(kāi)的位置。如此預(yù)先設(shè)定所述閾 值，使得其在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段期間典型出現(xiàn)的廢氣溫度以下處于400到600°C 的范圍內(nèi)。在此存在這樣的方案，即在廢氣管的敞開(kāi)的端部上設(shè)置用于抵靠薄片的限制件。 該限制件可以構(gòu)造成沿著廢氣管的敞開(kāi)的端部的內(nèi)側(cè)環(huán)繞的止擋唇的造型。該止擋唇例如 是成形在廢氣管的敞開(kāi)的端部上的卷邊。在該卷邊中額外地置入了編織的玻璃纖維繩或者 陶瓷纖維繩造型的耐熱的密封件。此外，所述薄片可以沿著排出噴嘴的圓周方向隔膜狀地搭接地布置。由于所述搭 接可靠地避免了排出噴嘴區(qū)域內(nèi)的廢氣的不希望的釋放。優(yōu)選所述廢氣管至少分段地由接觸保護(hù)件包圍。該接觸保護(hù)件尤其具有管狀護(hù)層 的造型，該護(hù)層借助于多個(gè)間隔墊片沿著廢氣管的外側(cè)進(jìn)行安置。為了避免廢氣管的過(guò)度 加熱，所述管狀的護(hù)層至少在排氣尾管的區(qū)域內(nèi)具有大量開(kāi)口，所述開(kāi)口實(shí)現(xiàn)了在廢氣管 和管狀的護(hù)層之間存在的空氣的循環(huán)。


下面根據(jù)附圖對(duì)按本發(fā)明的裝置進(jìn)行詳細(xì)解釋。在此，在其功能方面一致的或者說(shuō)類(lèi)似的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。其中圖1是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛上用于冷卻從碳黑顆粒過(guò)濾器中出來(lái)的廢氣流的按本發(fā) 明的裝置的實(shí)施例的總透視圖，圖2是在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段期間，按本發(fā)明的裝置的在圖1中示出的實(shí) 施例的細(xì)節(jié)圖，以及圖3是在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段以外，按本發(fā)明的裝置的在圖1中示出的實(shí) 施例的細(xì)節(jié)圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛上用于冷卻從碳黑顆粒過(guò)濾器中出來(lái)的廢氣流的按 本發(fā)明的裝置的實(shí)施例的總透視圖，其中圖2或者說(shuō)圖3再現(xiàn)了在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生 階段期間或者說(shuō)在碳黑顆粒過(guò)濾器的再生階段以外，按本發(fā)明的裝置的在圖1中示出的實(shí) 施例的細(xì)節(jié)圖。例如構(gòu)造成拖拉機(jī)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛10包括安置在發(fā)動(dòng)機(jī)室12中的碳黑顆粒過(guò)濾 器14，其中該碳黑顆粒過(guò)濾器構(gòu)造成常規(guī)的壁流式過(guò)濾器，其中由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛10的柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣穿過(guò)由陶瓷或者金屬材料制成的多孔的過(guò)濾器壁。在此，包含 在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的碳黑顆粒不僅沉積在碳黑顆粒過(guò)濾器14的過(guò)濾器壁的表面上，而且沉 積在碳黑顆粒過(guò)濾器14的過(guò)濾器壁的內(nèi)部。因?yàn)閺U氣背壓隨著過(guò)濾器壁的堵塞程度的增 大而增大，所以在定期的時(shí)間間隔中燃燒沉積的碳黑顆粒用于碳黑顆粒過(guò)濾器14的再生， 為此，通過(guò)使用連接在碳黑顆粒過(guò)濾器14前面的氧化催化器暫時(shí)地將發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度 提高到600°C以上的溫度。為了冷卻從碳黑顆粒過(guò)濾器14中出來(lái)的并且在再生階段加熱的廢氣流18，按本 發(fā)明的裝置20包括構(gòu)造在碳黑顆粒過(guò)濾器14上的用于導(dǎo)出過(guò)濾好的廢氣流18的排出管 接頭22。安置在排出管接頭22上的并且由廢氣流18加載的排出噴嘴M如此伸入鄰接的 廢氣管觀的敞開(kāi)的端部26中，從而在排出噴嘴M和廢氣管觀之間形成的吸入?yún)^(qū)域30內(nèi) 能夠在廢氣流18穿過(guò)時(shí)產(chǎn)生相對(duì)于周?chē)h(huán)境32的低壓。該狀態(tài)在圖2中示出。確切地說(shuō)，根據(jù)文丘里原理來(lái)產(chǎn)生低壓，其中排出噴嘴M延伸到廢氣管觀的敞開(kāi) 的端部沈中并且在吸入?yún)^(qū)域30中產(chǎn)生取決于相應(yīng)流動(dòng)橫截面的低壓。在此，由于低壓而 吸入廢氣管觀中的周?chē)諝?4根據(jù)其溫度相應(yīng)地冷卻所述廢氣流18。此外，所述排出噴嘴M為了改變流動(dòng)橫截面而具有大量易彎曲的薄片36，所述薄 片沿著排出噴嘴M的圓周方向隔膜狀地搭接地布置。所述薄片36構(gòu)造成手指狀的導(dǎo)向片 的造型，所述導(dǎo)向片是借助于夾緊螺栓38安置在排出管接頭22上的固定條40的一體的組 成部分，其中所述導(dǎo)向片在裝配狀態(tài)下沿著廢氣流18的方向伸出。在此，所述排出管接頭 22是由碳黑顆粒過(guò)濾器14包圍的過(guò)濾器殼體42的固定的組成部分并且與過(guò)濾器殼體進(jìn)行 焊接或者以其它方式固定地連接。所述薄片36例如構(gòu)造成雙金屬元件，所述雙金屬元件占據(jù)使得排出噴嘴M的流 動(dòng)橫截面隨著廢氣溫度的增加而變小的彎曲。換句話(huà)說(shuō)，所述雙金屬元件同時(shí)形成了用于 根據(jù)廢氣溫度改變排出噴嘴M的流動(dòng)橫截面的調(diào)節(jié)件44。此外，如此構(gòu)造所述薄片36，使得其在低于為廢氣溫度預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)抵靠在廢氣管觀的敞開(kāi)的端部26上。在這種情況下，所述薄片36占據(jù)完全打開(kāi)的位置，從而使 得廢氣流18能夠不受阻礙地通過(guò)。這種狀態(tài)在圖3中示出。如此預(yù)先設(shè)定所述閾值，使得其在碳黑顆粒過(guò)濾器14的再生階段期間典型出現(xiàn) 的廢氣溫度以下處于400到600°C的范圍內(nèi)。在廢氣管觀的敞開(kāi)的端部沈上設(shè)置了用于抵靠薄片36的限制件46。該限制件 46構(gòu)造成沿著廢氣管觀的敞開(kāi)的端部沈的內(nèi)側(cè)48環(huán)繞的止擋唇50的造型。該止擋唇 50例如是成形在廢氣管觀的敞開(kāi)的端部沈上的卷邊。在該卷邊中額外地置入了編織的玻 璃纖維繩或者陶瓷纖維繩造型的耐熱的密封件52。根據(jù)圖1，所述廢氣管觀至少分段地由接觸保護(hù)件M包圍。該接觸保護(hù)件M具 有管狀護(hù)層56的造型，該護(hù)層借助于多個(gè)沒(méi)有示出的間隔墊片沿著廢氣管觀的外側(cè)進(jìn)行 安置。為了避免廢氣管觀的過(guò)度加熱，所述管狀的護(hù)層56至少在排氣尾管58的區(qū)域內(nèi)具 有大量開(kāi)口 60，所述開(kāi)口實(shí)現(xiàn)了在廢氣管觀和管狀的護(hù)層56之間存在的空氣的循環(huán)。即使在圖1中示出的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛10例如是拖拉機(jī)，但是按本發(fā)明的裝置20同 樣可以考慮用在任意其它的由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛中。此外，也提供了在靜態(tài)應(yīng)用中的 使用，例如用在由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組或者類(lèi)似機(jī)器中。
權(quán)利要求
1.用于冷卻廢氣流的裝置，該裝置具有能夠借助于廢氣流(18)進(jìn)行加載的排出噴嘴 (M)，該排出噴嘴伸入鄰接的廢氣管08)的敞開(kāi)的端部06)中，從而在所述排出噴嘴04) 和所述廢氣管08)之間形成的吸入?yún)^(qū)域(30)中在廢氣流(18)穿過(guò)時(shí)能夠產(chǎn)生相對(duì)于周 圍環(huán)境(32)的低壓，其特征在于，設(shè)置了用于改變所述排出噴嘴04)的流動(dòng)橫截面的調(diào)節(jié) 件(44)。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，根據(jù)廢氣溫度改變所述排出噴嘴04)的流 動(dòng)橫截面。
3.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述排出噴嘴04)為了改變流動(dòng)橫截 面而具有大量易彎曲的薄片(36)。
4.按權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述薄片(36)構(gòu)造成雙金屬 元件，所述雙金屬元件占據(jù)使得所述排出噴嘴04)的流動(dòng)橫截面隨著廢氣溫度的增加而 變小的彎曲。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，構(gòu)造所述薄片(36)，使得所述 薄片在低于為廢氣溫度預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)抵靠在所述廢氣管08)的敞開(kāi)的端部06)上。
6.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述廢氣管08)的敞開(kāi)的 端部06)上設(shè)置用于抵靠所述薄片(36)的限制件06)。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述薄片(36)沿著所述排出 噴嘴04)的圓周方向隔膜狀地搭接地布置。
8.按權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述廢氣管08)至少分段地 由接觸保護(hù)件(54)包圍。
9.車(chē)輛，尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)車(chē)輛，該車(chē)輛具有按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的用于冷卻 廢氣流(18)的裝置(20)。
10.按權(quán)利要求9所述的車(chē)輛，其特征在于，將所述裝置00)安置在發(fā)動(dòng)機(jī)室(12)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于冷卻廢氣流(18)的裝置(20)，該裝置具有能夠借助于廢氣流(18)進(jìn)行加載的排出噴嘴(24)，該排出噴嘴如此伸入鄰接的廢氣管(28)的敞開(kāi)的端部(26)中，從而在排出噴嘴(24)和廢氣管(28)之間形成的吸入?yún)^(qū)域(30)中在廢氣流(18)穿過(guò)時(shí)能夠產(chǎn)生相對(duì)于周?chē)h(huán)境(32)的低壓，其特征在于，設(shè)置了用于改變排出噴嘴(24)的流動(dòng)橫截面的調(diào)節(jié)件(44)。
文檔編號(hào)F01N3/05GK102052134SQ20101053139
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者M.朗, R.布魯內(nèi)特 申請(qǐng)人:迪爾公司