CN107076412A - 带有集成式消声器的加热装置排放管道结构及其制造方法 - Google Patents

带有集成式消声器的加热装置排放管道结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一带有集成式消声器的加热装置排放气体结构，其具有：刚性的排气管道(1)，所述排气管道通过对穿孔的金属片材进行卷曲和纵向焊接而制成，并且所述排气管道具有未穿孔的、弯曲的第一管道部段(2)、未穿孔的第二管道部段(3)以及在第一管道部段(2)和第二管道部段(3)之间的与所述第一管道部段(2)和第二管道部段(3)一体形成的穿孔消声器部段(4)；以及消声器壳体(5)，其外部地覆盖穿孔消声器部段(4)并且设置成使得第一管道部段(2)和第二管道部段(3)都至少主要在消声器壳体(5)以外地延伸。

Description

带有集成式消声器的加热装置排放管道结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种带有集成式消声器的加热装置排放管道结构，涉及一种具有该类型加热装置排放管道结构的移动式燃料操作加热装置，以及涉及一种用于制造加热装置排放管道结构的方法。
背景技术
在以燃料操作的移动式加热装置中，该类型的移动式加热装置特别用于交通工具中的驻车加热器或辅助加热器，通常采用的是制成燃烧器结构，其中燃料在燃烧室中与所供应的燃烧空气一起转化同时伴随释放热量。在此，尽管也可能的是部分或完全的催化转化，但原则上转化大体上包含明火燃烧。在燃烧期间形成的热排放气体经常经过换热器以便尽可能地将释放的热量传递至待加热的媒介，并且然后经由排放管线排出。
在本文中，采用术语“移动式加热装置”来意指被设计用在移动式应用中并相应适合的加热装置。尤其是，这意指该加热装置是可运输的(可选地以固定方式安装在交通工具中或仅仅容置在交通工具中用于运输)并且并非是排他地设计用于永久静态的使用，例如当加热建筑物时为这种情况。所述移动式加热装置也可以固定方式安装在交通工具(陆上交通工具、船只等)中，特别是安装在陆上交通工具中。尤其地，所述移动式加热装置可设计成用于加热交通工具的内部，如加热陆上交通工具、船舶或飞机的内部，以及可在船只、特别例如是游艇上发现的部分开放空间的内部。对于移动式加热装置而言还可以暂时地用于静态应用，例如在大型帐篷、容器(例如燃烧容器)等中。尤其地，所述移动式加热装置可设计为用于陆上交通工具(例如用于大篷车、活动房屋、公交车、小汽车等)的驻车加热器或辅助加热器。
为了避免由于排放气体流出该类型移动式加热装置的非期望噪声污染，一种已知的实践是在移动式加热装置的排放管线中设置消声器。在已知移动式加热装置的情况下，消声器通常连接至柔性排放管道长度段(特别是在改进的情况下)，例如借助于夹具连接；或者在特别是用作初始设备类型的刚性排放管道结构的情况下，卷曲后的抗弯排放管道长度段被焊接至消声器的入口端和出口端。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的加热装置排放管道结构以及提供一种改进的移动式燃料操作的加热装置。
所述目的通过权利要求1中所述带有集成式消声器的加热装置排放管道结构实现。有利的改进在从属权利要求中给出。
所述带有集成式消声器的加热装置排放管道结构具有抗弯/不易弯(flexurallystiff)的排放管道，所述排放管道由穿孔的金属片材通过圆形卷曲和纵向焊接制造并且具有未穿孔的弯曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段、与所述第一管道部段和第二管道部段一体形成的在所述第一管道部段和第二管道部段之间的穿孔消声器部段、以及消声器壳体，所述消声器壳体外部地覆盖所述穿孔消声器部段并设置成使得所述第一管道部段和第二管道部段各自至少主要在消声器壳体以外地延伸。
由于所述消声器被集成到加热装置排放管道结构中，所述消声器因此直接地形成为排放管道的一部分并且其不必分开地连接至排放管道长度段，这引起了显著减少了的组装工作。由于具有消声器部段的排放管道由穿孔的金属片材通过圆形卷曲和纵向焊接制造，进一步可能的是尤其低成本的生产。尤其地，用于消声器部段的穿孔可在圆形卷曲和纵向焊接以给出管状形状之前例如通过冲压于金属片材中以低成本形成。通过排放管道的一体形成，所述排放管道具有未穿孔的弯曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段以及消声器部段，包括了消声器以及该消声器上游和下游排放管道部段的整个单元、即加热装置排放管道结构可以非常低的成本生产。未穿孔的第二管道部段也可优选地具有弯曲的设计。而且以该方式，相比于消声器与同其连接的排放管道长度段的分开形成实现了显著更加紧凑的设计，并且能够减少引起的公差。借助于带有集成式消声器的排放管道的抗弯设计，同时提供了尤其易于装配的自支撑构造。由于至少第一管道部段是弯曲的，所以即使在难以安装的条件下，也进一步可以不需要附加肘式元件地固定至移动式燃料操作的加热装置。特别是当未穿孔的第二管道部段也弯曲时，这适用于甚至更广的范畴。
根据一改进，穿孔消声器部段占排放管道总长度的至多40％地延伸。优选地，穿孔消声器部段占排放管道总长度的至多35％地延伸。在该情况下，未穿孔的、弯曲的管道部段具有如下长度，即使在难以安装的条件下，该长度也允许不需要附加中间零件的可靠安装。在此，排放管道的长度或排放管道各个部段的长度意指于管道中心测量的流动路径的长度。
根据一改进，弯曲的第一管道部段和第二管道部段的至少其中之一具有如下长度，该长度为穿孔消声器部段长度的至少80％。在该情况下，第一管道部段和/或第二管道部段具有如下长度，该长度允许加热装置排放管道结构在移动式燃料操作加热装置上的可靠安装而不需要附加的中间零件。弯曲的第一管道部段和第二管道部段优选各自具有如下长度，该长度为穿孔消声器部段长度的至少50％。
根据一改进，至少弯曲的第一管道部段具有大于90°、优选大于120°的弯曲度。在此，弯曲度意指沿排放管道延伸方向测量的弯曲度。给定这种大弯曲度的弯曲管道部段，即使非常小的可用安装空间也可以安装所述加热装置排放管道结构。第二管道部段也可优选具有这样的弯曲度。
消声器壳体优选焊接至排放管道的外侧。尤其地，可以通过点焊而以简单且低成本的方式将消声器壳体连接至消声器部段或连接至第一未穿孔的管道部段的和/或第二未穿孔的管道部段的直接邻接区域。
如果消声器壳体具有相同设计的两个半壳，则可能的是尤其低成本的生产，其中所述半壳能大量的生产且安装非常简单。
根据一改进，在消声器壳体的内侧与穿孔消声器部段的外侧之间设置吸收噪音的隔离材料以便实现对噪音尽可能良好的抑制。在此，所述隔离材料可优选包括矿物棉和/或玻璃棉，尤其是可由矿物棉和/或玻璃棉形成。
排放管道优选由温度稳定的钢片材制造。在该情况下，可以简单的方式实现尤其低成本的生产。作为替代，例如由其它材料、诸如由铝或尤其由铝合金生产也是可以的。
所述目的还通过如权利要求11中所述的具有该类型加热装置排放管道结构的移动式燃料操作加热装置来实现。
所述目的还通过如权利要求12中所述的用于制造带有集成式消声器的加热装置排放管道结构的方法来实现。有利的改进在从属权利要求中给出。
所述方法具有以下步骤：
-通过将区域性穿孔的金属片材进行圆形卷曲和纵向焊接而形成抗弯管道，所述抗弯管道具有第一未穿孔的管道部段、第二未穿孔的管道部段以及设置在它们之间的穿孔消声器部段；
-将至少第一未穿孔的管道部段非弹性的变形以形成抗弯的排放管道，所述排放管道具有未穿孔的弯曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段以及位于它们之间的穿孔消声器部段，
-将消声器壳体固定在穿孔消声器部段的区域中，以使得未穿孔的弯曲的第一管道部段和未穿孔的第二管道部段至少主要在消声器壳体以外地延伸。
借助于所述方法，实现了以上所述的有关带有集成式消声器的加热装置排放管道结构的优点。由于集成到加热装置排放管道结构中的消声器借助于所述方法生产，因而消声器直接形成为排放管道的一部分并且其不必单独地连接至排放管道长度段，引起显著减少了的组装工作。由于具有所述消声器部段的排放管道由穿孔的金属片材通过圆形卷曲和纵向焊接而制造，因此生产是尤其低成本的。尤其地，用于消声器部段的穿孔可在圆形卷曲和纵向焊接以给出管状形状之前例如通过冲压于金属片材中以低成本形成。通过排放管道的一体形成，所述排放管道具有未穿孔的弯曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段以及消声器部段，相比于消声器与同其连接的排放管道长度段的分开形成实现了显著更加紧凑的设计，并且能够减少引起的公差。也可优选地实现将第二未穿孔的管道部段非弹性地变形以形成未穿孔的弯曲的第二管道部段。借助于带有集成式消声器的排放管道的抗弯设计，同时提供了尤其易于装配的自支撑构造。由于第一管道部段是弯曲的，所以即使在难以安装的条件下，也进一步可以不需要附加肘式元件地固定至移动式燃料操作的加热装置。特别是当第二管道部段也弯曲时，这甚至更好地实现。
根据一改进，消声器壳体被焊接至排放管道。在此，可尤其通过点焊而以简单且低成本的方式完成焊接。尤其地，消声器壳体可被焊接至消声器部段或被焊接至第一管道部段的和/或第二管道部段的与所述消声器部段直接邻接的区域。
根据一改进，在消声器壳体的内侧与穿孔消声器部段的外侧之间引入吸音隔离材料。在该情况下，所述吸音隔离材料尤其应在焊接消声器壳体之前被引入。
附图说明
进一步的优点和改进将从以下参照所附附图对示例性实施例的说明而变得明显。
图1为在根据本发明的方法中所使用类型的区域性穿孔的金属片材的示意图。
图2为抗弯金属管道的示意图，该管道由图1中穿孔的金属片材通过圆形卷曲和纵向焊接而制造，并且具有第一未穿孔的管道部段、第二未穿孔的管道部段以及设置在它们之间的穿孔消声器部段。
图3为根据所述实施例的抗弯排放管道的示意图。
图4为带有消声器壳体的一个半壳的抗弯排放管道的示意图。
图5为其上固定有消声器壳体的排放管道的示意图。
图6为穿过带有根据所述实施例的集成式消声器的加热装置排放管道结构的示意剖面图。
图7为所述加热装置排放管道结构的示意性透视图。
具体实施方式
以下参照图1至图7描述带有集成式消声器的加热装置排放管道结构100的实施例。
根据所述实施例的加热装置排放管道结构100具体被设计用于移动式燃料操作的加热装置，尤其用于通常例如在驻车加热器或辅助加热器中所使用类型的车辆加热装置。
带有集成式消声器的加热装置排放管道结构100具有如图3中所示非柔性的排放管道1。排放管道1由金属形成，在具体所示实施例中尤其是由钢片材形成，所述钢片材由温度稳定的钢种构成。排放管道1具有弯曲的第一管道部段2、弯曲的第二管道部段3和在所述弯曲的第一管道部段2与弯曲的第二管道部段3之间形成的消声器部段4。在该情况下，消声器部段4与弯曲的第一管道部段2和弯曲的第二管道部段3一体地由金属片材形成。在消声器部段4中，排放管道1的壁被穿孔，而弯曲的第一管道部段2和弯曲的第二管道部段3未被穿孔，即形成有连续的管道壁。在穿孔消声器部段4中，排放管道1的壁设有多个孔，所述多个孔将消声器部段4的内侧与消声器部段4的外侧连接。
未穿孔的弯曲的第一管道部段2和未穿孔的弯曲的第二管道部段3各自占一管道长度(按管道中心形成的流动路径测量)地延伸，该管道长度为穿孔消声器部段4长度的至少50％。在具体示出的图示性实施例中，未穿孔的弯曲的第一管道部段3占一长度地延伸，该长度近似等同于消声器部段的长度，并且未穿孔的弯曲的第二管道部段3因此占超过消声器部段4长度的80％地延伸。未穿孔的弯曲的第一管道部段2和未穿孔的弯曲的第二管道部段一起形成了排放管道1的相比于穿孔消声器部段4更大比例的长度。
在所示实施例中，未穿孔的弯曲的第二管道部段3例如设有约90°的弯曲度，且未穿孔的弯曲的第一管道部段2设有明显更大的弯曲度，尤其是大于120°的弯曲度，或者在具体示出的图示性实施例中甚至超过160°的弯曲度。与之相比，穿孔消声器部段4在该实施例中至少大体上以直线方式延伸，因此具有非弯曲的设计。
具有所述未穿孔的弯曲的第一管道部段2、穿孔消声器部段4以及未穿孔的弯曲的第二管道部段3的排放管道1被实施为抗弯的，并因此该排放管道是自支撑的，即如果该排放管道例如仅在一个点或少量点处固定则不会变形。通过对例如在图1中示意性所示类型的平坦金属片材10进行圆形卷曲和纵向焊接而形成排放管道1，所述金属片材具有未穿孔的第一部段11、未穿孔的第二部段12以及位于所述第一部段和第二部段之间的穿孔部段13。尤其地，穿孔部段13中的孔可在金属片材10中通过冲压生成，其允许特别低成本的制造。通过圆形卷曲和纵向焊接生成的抗弯管道在图2中示意性地示出。如图2示意性所示，所述抗弯管道20具有焊缝25，所述焊缝沿管道20的纵向方向延伸并在图2中以虚线示出。应注意的是，图1和图2仅为示意图，并且金属片材10的未穿孔部段11和12的长度以及穿孔部段13的长度由于示意的原因而并非完全地对应于图3至图7中所示排放管道1的相应长度。如图2中所能看到的，形成的抗弯管道20具有未穿孔的第一管道部段21、未穿孔的第二管道部段22以及位于它们之间的消声器部段4。
通过将抗弯管道2非弹性地变形而形成图3中示出的抗弯排放管道1。在此，通过使用传统的弯管设备将未穿孔的管道部段21和22进行卷曲而形成所述未穿孔的弯曲的第一管道部段2和未穿孔的弯曲的第二管道部段3。为了制造抗弯的排放管道1，未穿孔的弯曲的第一管道部段2的自由端和/或未穿孔的弯曲的第二管道部段3的自由端也可尤其被切割至所需长度。
为了根据所述实施例形成加热装置排放管道结构100，抗弯的排放管道1设有消声器壳体5。在所述实施例中，消声器壳体5具有彼此相同设计的两个半壳5a、5b，这允许尤其低成本的生产。在所述实施例中，消声器壳体5也由金属片材、尤其是由钢片材形成。在该情况下，对于消声器壳体5的半壳5a、5b而言尤其可以由金属片材通过变形而形成。消声器壳体5的半壳5a、5b在抗弯的排放管道1上设置，以使得消声器壳体5覆盖穿孔消声器部段4。在该情况下，消声器壳体5围绕消声器部段4的整个外周边，并因此在穿孔消声器部段4的外侧与消声器壳体5的内侧之间形成间隙，特别在图6的示意性剖面图中能够看到该间隙。在所述间隙中设置吸收噪音的隔离材料6，所述隔离材料在该实施例中尤其由矿物棉形成。可替代或附加地，尤其也可以使用玻璃棉作为隔离材料。然而，也可以使用其它温度稳定和环境方面稳定的纤维材料。
消声器壳体5通过焊接被连接至抗弯排放管道1的外侧。消声器壳体5尺寸设置成使得未穿孔的弯曲的第一管道部段2以及未穿孔的弯曲的第二管道部段3二者都主要在消声器壳体5以外地延伸。未穿孔的弯曲的第一管道部段2和未穿孔的弯曲的第二管道部段3因而不仅形成用于排放管道部分长度段的、从消声器壳体5突出的连接件，而且它们各自形成排放管道的部分长度段。消声器壳体5被焊接至消声器部段4或焊接至未穿孔的弯曲的第一管道部段2的和/或未穿孔的弯曲的第二管道部段3的与所述消声器部段直接邻接的区域。在此，对于消声器壳体5与排放管道1之间的焊接点而言尤其可以通过点焊而以简单且低成本的方式形成。
在所述实施例中，带有集成式消声器的加热装置排放管道结构100还具有如图6和图7中所能看到的用于固定该加热装置排放管道结构100的托架7。托架7同样由金属片材制成且通过焊接连接至消声器壳体5。由于排放管道1的抗弯设计，加热装置排放管道结构可例如借助于托架7而被专门地固定，并且加热装置排放管道结构100以自支撑的方式保持，尤其是防止未穿孔的弯曲的第一管道部段2或未穿孔的弯曲的第二管道部段3相对于由消声器部段4和消声器壳体5形成的集成式消声器移动。因此，排放管道1与消声器壳体5之间的焊接点未被较高的力作用，并且因此该接头非常稳定且耐用。
由于消声器部段4被设计为排放管道1的一部分，所以排放管道1可设计成与消声器壳体5直接邻接地弯曲，从而相比于消声器与例如借助于连接件而固定于其上的部分排放管道长度段的分开形成而言，允许更加显著紧凑的构造。
在根据所述实施例的加热装置排放管道结构100的制造方法中，通过对在图1中示意性所示的区域性穿孔的金属片材10进行圆形卷曲和纵向焊接而形成如图2中示意性所示的抗弯管道20，所述抗弯管道具有第一未穿孔的管道部段21、第二未穿孔的管道部段22以及设置在它们之间的穿孔消声器部段4。
第一未穿孔的管道部段21和第二未穿孔的管道部段22然后非弹性地变形，这例如在传统的弯管设备中进行。以该方式，如图3中示意性所示，形成抗弯的排放管道1，其带有未穿孔的弯曲的第一管道部段2、未穿孔的弯曲的第二管道部段3以及位于第一管道部段和第二管道部段之间的穿孔消声器部段4。
然后于穿孔消声器部段4的所在区域将消声器壳体5固定在排放管道1上，以使得未穿孔的弯曲的第一管道部段2和未穿孔的弯曲的第二管道部段3至少主要在消声器壳体5以外地延伸。在示意性实施例中，尤其通过焊接、尤其是通过点焊完成所述固定。在固定消声器壳体5之前或是期间，将吸音的隔离材料6设置在消声器壳体5的内侧与穿孔消声器部段4的外侧之间。托架7可例如甚至在消声器壳体5被固定之前连接至两个半壳5a、5b其中之一，或是替代地，所述托架可仅在消声器壳体5已固定在抗弯的排放管道1上之后被固定。托架7的固定也可优选地通过点焊来完成。

Claims (14)

1.一种带有集成式消声器的加热装置排放管道结构，其具有：
抗弯的排放管道(1)，所述排放管道由穿孔的金属片材通过圆形卷曲和纵向焊接而制造，并且所述排放管道具有未穿孔的弯曲的第一管道部段(2)、未穿孔的第二管道部段(3)以及在第一管道部段(2)与第二管道部段(2)之间的与所述第一管道部段(2)和第二管道部段(3)一体形成的穿孔消声器部段(4)；以及
消声器壳体(5)，所述消声器壳体覆盖穿孔消声器部段(4)的外部，并且设置成使得所述第一管道部段(2)和第二管道部段(3)各自至少主要在消声器壳体(5)以外地延伸。
2.如权利要求1所述的加热装置排放管道结构，其中所述穿孔消声器部段(4)占排放管道(1)的总长度的至多40％地延伸，优选占排放管道(1)的总长度的至多35％地延伸。
3.如权利要求1或2所述的加热装置排放管道结构，其中弯曲的第一管道部段(2)以及第二管道部段(3)的至少其中之一具有如下长度，该长度为穿孔消声器部段(4)的长度的至少80％。
4.如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构，其中弯曲的第一管道部段(2)和第二管道部段(3)各自具有如下长度，该长度为穿孔消声器部段(4)的长度的至少50％。
5.如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构，其中至少所述弯曲的第一管道部段(2)具有大于90°、优选大于120°的弯曲度。
6.如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构，其中所述消声器壳体(5)被焊接至所述排放管道(1)的外侧。
7.如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构，其中所述消声器壳体(5)具有相同设计的两个半壳(5a，5b)。
8.如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构，其中吸收噪音的隔离材料(6)设置在消声器壳体(5)的内侧与穿孔消声器部段(4)的外侧之间。
9.如权利要求8所述的加热装置排放管道结构，其中所述隔离材料(6)包括矿物棉和/或玻璃棉。
10.如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构，其特征在于所述排放管道(1)由温度稳定的钢片材制造。
11.一种移动式燃料操作的加热装置，其具有如前述权利要求中之一所述的加热装置排放管道结构。
12.一种用于制造带有集成式消声器的加热装置排放管道结构的方法，所述方法包括以下步骤：
通过对区域性穿孔的金属片材(10)进行圆形卷曲和纵向焊接而形成抗弯的管道(20)，所述管道具有第一未穿孔的管道部段(21)、第二未穿孔的管道部段(22)以及在第一未穿孔的管道部段与第二未穿孔的管道部段之间设置的穿孔消声器部段(4)；
将至少所述第一未穿孔的管道部段(21)非弹性地变形以形成抗弯的排放管道(1)，所述排放管道具有未穿孔的弯曲的第一管道部段(2)、未穿孔的第二管道部段(3)以及位于所述第一管道部段与第二管道部段之间的穿孔消声器部段(4)；
将消声器壳体(5)固定在所述穿孔消声器部段(4)的区域中，以使得未穿孔的弯曲的第一管道部段(2)以及未穿孔的第二管道部段(3)至少主要在消声器壳体(5)以外地延伸。
13.如权利要求12所述的方法，包括以下步骤：
将所述消声器壳体(5)焊接至所述排放管道(1)。
14.如权利要求12或13所述的方法，包括以下步骤：
在所述消声器壳体(5)的内侧与所述穿孔消声器部段(4)的外侧之间引入吸音的隔离材料(6)。
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