DE112017003662T5

DE112017003662T5 - Polygonale Substratgehäuse und Baugruppen

Info

Publication number: DE112017003662T5
Application number: DE112017003662.3T
Authority: DE
Inventors: George Eugene Mavroudis; Taren DeHart; Daniel W. Woods; Ryan M. Johnson; Colin L. NORRIS; Randolph G. Zoran
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2019-04-04
Also published as: CN109563761A; CN109563761B; WO2018017848A1; US11534718B2; US20190240619A1

Abstract

Eine polygonale Substratbaugruppe beinhaltet ein polygonales Substratgehäuse, ein Substrat und eine komprimierbare Matte. Die komprimierbare Matte wird um das Substrat positioniert und das Substrat wird mit der komprimierbaren Matte in das polygonale Substratgehäuse eingepresst. Das polygonale Substratgehäuse kann eine Seitenwand mit einem konkaven Abschnitt einschließen. Das polygonale Substratgehäuse kann einen Substratinstallationsabschnitt aufweisen, der sich von einer Hauptseitenwand an einem Ende des polygonalen Substratgehäuses ausweitet. Das polygonale Substratgehäuse kann aus einer Vielzahl von Substratgehäusekomponenten gebildet sein, die miteinander verschweißt sind. Das polygonale Substratgehäuse kann eine oder mehrere Versteifungsrippen einschließen. Mehrere polygonale Substratbaugruppen können kombiniert und miteinander gekoppelt werden, um eine Anordnung in verschiedenen geometrischen Konfigurationen zu bilden.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/365,198 , eingereicht am 21. Juli 2016, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung behandelt allgemein das Gebiet von Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Für Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Dieselmotoren, können Stickoxid-Verbindungen (NOx-Verbindungen) in das Abgas abgegeben werden. Zum Reduzieren von NOx-Emissionen kann ein SCR-Verfahren eingesetzt werden, um die NOx-Verbindungen in neutrale Verbindungen wie zweiatomigen Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid mit Hilfe eines Katalysators und eines Reduktionsmittels umzuwandeln. Der Katalysator kann in einer Katalysatorkammer eines Abgassystems, beispielsweise derjenigen eines Fahrzeugs oder einer Energieerzeugungseinheit, enthalten sein. Ein Reduktionsmittel, beispielsweise Ammoniakanhydrid oder Harnstoff, wird üblicherweise vor der Katalysatorkammer in den Abgasstrom eingebracht. Um das Reduktionsmittel für den SCR-Prozess in den Abgasstrom einzubringen, kann ein SCR-System das Reduktionsmittel durch ein Dosiermodul, das das Reduktionsmittel der Katalysatorkammer vorgelagert in ein Abgasrohr der Abgasanlage verdampft oder sprüht, dosieren oder anderweitig einbringen. Das SCR-System kann einen oder mehrere Sensoren einschließen, um die Bedingungen innerhalb des Abgassystems zu überwachen.
SCR-Systeme verwenden üblicherweise ein mit Katalysatormaterial beschichtetes Substrat, das derart in dem Abgasstrom angeordnet ist, dass das gesamte Abgas durch das Substrat getrieben wird, wodurch das Abgas dem Katalysatormaterial ausgesetzt wird und die NOx-Verbindungen in neutralere Verbindungen umgewandelt werden. Zylindrische Substrate wurden üblicherweise für solche Systeme verwendet, da sie mit minimaler Schwierigkeit in zylindrische Gehäuse eingepresst werden können. Jedoch weist die zylindrische Form einen Nachteil hinsichtlich der Packungsdichte auf. Die nutzbare Querschnittsfläche eines zylindrischen Substrats ist gleich 0,7854 d2, wobei d der Durchmesser ist. Somit werden für die vom zylindrischen Substrat eingenommene Querschnittsfläche etwa 21 % der Fläche aufgrund der zylindrischen Form nicht genutzt.
KURZDARSTELLUNG
Hier beschriebene Implementierungen beziehen sich auf polygonale Substratgehäuse und baugruppen.
Eine Implementierung betrifft eine polygonale Substratbaugruppe, die ein polygonales Substratgehäuse, ein Substrat und eine komprimierbare Matte umfasst. Die komprimierbare Matte wird um das Substrat positioniert und das Substrat wird mit der komprimierbaren Matte in das Gehäuse eingepresst. Das polygonale Substratgehäuse kann eine Seitenwand mit einem konkaven Abschnitt einschließen. Das polygonale Substratgehäuse kann einen Substratinstallationsabschnitt aufweisen, der sich von einer Hauptseitenwand an einem Ende des polygonalen Substratgehäuses ausweitet. Das polygonale Substratgehäuse kann aus einer Vielzahl von Substratgehäusekomponenten gebildet sein, die miteinander verschweißt sind. Das polygonale Substratgehäuse kann eine oder mehrere Versteifungsrippen einschließen. In einigen Implementierungen können mehrere polygonale Substratbaugruppen kombiniert und miteinander gekoppelt werden, um eine Anordnung in verschiedenen geometrischen Konfigurationen zu bilden.
Eine andere Implementierung bezieht sich auf eine Baugruppe, die eine Vielzahl polygonaler Substratbaugruppen einschließt. Jede der Vielzahl von polygonalen Substratbaugruppen schließt ein polygonales Substratgehäuse, ein Substrat und eine komprimierbare Matte ein. Die komprimierbare Matte wird um das Substrat positioniert, und das Substrat wird mit der komprimierbaren Matte in das polygonale Gehäuse eingepresst. Die Vielzahl von polygonalen Substratbaugruppen ist miteinander verbunden, um eine Anordnung zu bilden.
Eine andere Implementierung bezieht sich auf eine Baugruppe, die eine Einlegebaugruppe, welche eine polygonale Anordnung bildet, und mehrere Substratbaugruppen einschließt. Die Substratbaugruppen beinhalten ein Substrat und eine komprimierbare Matte. Die Matte wird um das Substrat positioniert. Die mehreren Substratbaugruppen sind in die Einlegebaugruppe eingepresst. In einigen Implementierungen schließt die Einlegebaugruppe eine erste Endkappe, eine zweite Endkappe und mehrere innere Trennwände ein. Eine Dicke einer inneren Trennwand der Vielzahl von inneren Trennwänden kann kleiner als eine Dicke der ersten Endkappe oder der zweiten Endkappe sein. Die polygonale Anordnung kann eine rechteckige Gitteranordnung sein.
Figurenliste
Die Details einer oder mehrerer Implementierungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich, für die gilt:

1 ist ein schematisches Schaubild eines beispielhaften selektiven katalytischen Reduktionssystems mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem für eine Abgasanlage;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines rechteckigen Substratgehäuses mit einem Substrat und einer komprimierbaren Matte;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des rechteckigen Substratgehäuses, wobei das Substrat und die komprimierbare Matte auseinandergezogen sind;
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines rechteckigen Substratgehäuses mit konkaven Wänden, wobei das Substrat und die komprimierbare Matte auseinandergezogen sind;
5A ist eine seitliche Querschnittsansicht eines rechteckigen Substratgehäuses mit einer aufgeweiteten Öffnung, die ein Substrat und eine komprimierbare Matte zeigt;
5B ist eine vergrößerte Ansicht der aufgeweiteten Öffnung des rechteckigen Substratgehäuses aus 5A vor dem Einsetzen des Substrats und der komprimierbaren Matte;
5C ist eine vergrößerte Ansicht der aufgeweiteten Öffnung des rechteckigen Substratgehäuses aus 5A, wobei das Substrat und die komprimierbare Matte eingesetzt sind;
5D ist eine seitliche Querschnittsansicht des rechteckigen Substratgehäuses aus 5A, wobei das Substrat und die komprimierbare Matte eingesetzt sind;
6A ist eine Aufrissansicht eines zerlegten rechteckigen Substratgehäuses, das vier separate abgewinkelte Stücke des rechteckigen Substratgehäuses aufweist;
6B ist eine vergrößerte Ansicht einer Verbindung des zerlegten rechteckigen Substratgehäuses aus 6A;
6C ist eine vergrößerte Ansicht der zusammengebauten Verbindung des zusammengebauten rechteckigen Substratgehäuses aus 6A;
6D ist eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten rechteckigen Substratgehäuses von 6A;
7A ist eine seitliche Querschnittsansicht eines rechteckigen Substratgehäuses mit einer Versteifungsrippe, die ein Substrat und eine komprimierbare Matte zeigt;
7B ist eine vergrößerte Ansicht der Versteifungsrippe des rechteckigen Substratgehäuses aus 7A;
7C ist eine seitliche Querschnittsansicht des rechteckigen Substratgehäuses mit der Versteifungsrippe aus 7A und zeigt das Substrat und die komprimierbare Matte als eingesetzt;
8A ist eine perspektivische Ansicht von mehreren rechteckigen Substratgehäusen vor dem Zusammenbau;
8B ist eine Vorderansicht von mehreren rechteckigen Substratgehäusen, die zu einer quadratischen Substratbaugruppe zusammengebaut sind;
9 ist eine Explosionsansicht einer Einlegebaugruppe;
10 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Einlegebaugruppe von 9 mit rechteckigen Substraten zeigt, die getrennt von der Baugruppe gezeigt sind;
11 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Einlegebaugruppe aus 9 zeigt, wobei die rechteckigen Substrate eingesetzt sind und;
12 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Einlegebaugruppen-Füllvorrichtung.

Es ist anzumerken, dass es sich bei manchen oder allen der Figuren um schematische Darstellungen zu Zwecken der Veranschaulichung handelt. Die Figuren werden zum Zweck der Veranschaulichung einer oder mehrerer Implementierungen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es folgen detailliertere Beschreibungen verschiedener Konzepte im Zusammenhang mit und Implementierungen von Verfahren, Geräten und Systemen für polygonale Substratgehäuse und baugruppen. Die verschiedenen, vorstehend vorgestellten und nachstehend ausführlich beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen implementiert werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Implementierung beschränkt sind. Beispiele für spezielle Implementierungen und Anwendungen werden hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt.
Übersicht
In einigen Fahrzeugen und/oder Systemen können die Abmessungen oder die Grundfläche des Systems aufgrund von Größenbeschränkungen, Ausrichtungen usw. wichtig sein. Somit kann das Vorsehen einer kompakten und effizienten Verwendung von verfügbarem Raum für ein Nachbehandlungssystem die Grundfläche des Systems reduzieren und/oder eine größere Vielfalt an Konfigurationen ermöglichen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft polygonale Substratgehäuse, die ausgebildet sind, um polygonale Substrate in verschiedenen Anwendungen unterzubringen, wie etwa in einem Motor-Abgasnachbehandlungssystem. Die hier bereitgestellten Konfigurationen sind brauchbare Alternativen zu herkömmlichen zylindrischen Substratgehäusen, die verwendet werden können, um den Raum zu reduzieren, der von einem Abgassystem eingenommen wird, ohne seine Kapazität zu reduzieren. Die polygonalen Substratgehäuse weisen variierende Konfigurationen auf, um einen gleichmäßigen Grenzflächendruck über der Substratoberfläche für die flachen Wände aufrecht zu erhalten. Motor-Abgasnachbehandlungssysteme beinhalten üblicherweise ein mit einem Katalysatormaterial beschichtetes und innerhalb eines Gehäuses gesichertes Substrat, das im Abgasstrom anzuordnen ist, so dass Abgas von dem Motor durch das Substrat getrieben wird, wodurch das Abgas dem Katalysatormaterial ausgesetzt wird und die Emissionen reduziert werden.
Bei Abgasnachbehandlungssystemen werden üblicherweise zylindrische Substrate und Gehäuse verwendet, da sich die zylindrische Form an die Abgasleitungen anpasst und das zylindrische Substrat in zylindrische Gehäuse eingepresst werden kann und/oder ein zylindrisches Gehäuse mit geringem Aufwand um das zylindrische Substrat gewickelt oder anderweitig geformt werden kann. Jedoch weist das zylindrisch geformte Substrat eine Querschnittsfläche von 0,7854 d2 auf, wobei d der Durchmesser ist. Im Gegensatz dazu ist eine quadratisch geformte Substrat-Querschnittsfläche d2. Somit kann ein System, das ein quadratisches oder rechteckiges Substrat verwendet, eine um ungefähr 21 % erhöhte Kapazität aufweisen, wenn es die gleiche Querschnittsfläche einnimmt (d. h. in einem Bereich basierend auf der maximalen Abmessung von d angeordnet ist). Bei Implementierungen, die andere polygonale Gehäuse und Substrate verwenden, kann die erhöhte Kapazität unter Verwendung mehrerer polygonaler Substratbaugruppen und/oder Kombinationen verschiedener polygonaler Substratbaugruppen (z. B. achteckiger und quadratischer Baugruppen) erreicht werden. Solch eine Zunahme der Querschnittsfläche kann gestatten, dass die Länge des Substrats aufgrund des höheren Prozentsatzes an Abgas, das dem Katalysatormaterial auf dem Substrat pro Längeneinheit ausgesetzt wird, reduziert wird.
Obwohl die Vorteile der vergrößerten Querschnittsfläche bekannt sind, ist die Verwendung von Substraten und Gehäusen mit polygonalem Querschnitt aufgrund von technischen Problemen bei der Installation und der Wartung eingeschränkt worden. Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit diesen technischen Problemen und bietet gleichzeitig praktikable Alternativen zu zylindrischen Substraten.
Katalysatorsubstrate werden üblicherweise durch Umwickeln einer dicken Lage aus komprimierbarem Material (als MAT bezeichnet) um ein katalysatorbeschichtetes Substrat herum installiert, und das umwickelte Katalysatorsubstrat wird in ein Gehäuse eingepresst. Bei einem zylindrischen Gehäuse ist der Druck gleichmäßig über die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses verteilt. Im Gegensatz dazu neigen bei einem polygonalen Substratgehäuse, wie einem Quadrat, die Seitenwände dazu, sich „auszubuchten“, was zu einem Mangel an Grenzflächendruck (und mangelnder Substrathaltefähigkeit) an dem Mittelbereich der ausgebuchteten Seitenwände führt. Infolgedessen kann sich ein eingepresstes Katalysatorsubstrat aufgrund von Vibrationen und Abgasgegendruck auf das Katalysatorsubstrat lösen und sich vom Gehäuse ablösen. Ein Mangel an Grenzflächendruck am Mittelbereich der Seitenwände kann nicht durch mehr Grenzflächendruck an den Ecken kompensiert werden. Außerdem sollte aufgrund begrenzter Festigkeitseigenschaften von Substraten der Grenzflächendruck so gleichmäßig wie möglich über die gesamte Oberfläche des Substrats verteilt werden. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet eine Anzahl verschiedener Konfigurationen für ein polygonales Substratgehäuse, wie ein rechteckiges Substratgehäuse, um den Grenzflächendruck gleichmäßig über die Oberfläche des Substrats zu verteilen, um das Substrat innerhalb des polygonalen Gehäuses zu befestigen, während das Substrat selbst nicht beschädigt wird. Jede hier beschriebene Konfiguration kann allein oder in Kombination mit Merkmalen der anderen hierin beschriebenen Konfigurationen verwendet werden, um einer großen Vielfalt von Anwendungen zu genügen.
Die hier vorgestellten rechteckigen Substratgehäuse können gestatten, dass die Winkelbeziehung zwischen den Seiten um ein paar Grad von einem 90-Grad- oder senkrechten Winkel abweicht. Darüber hinaus können, obwohl rechteckige Substratgehäuse beschrieben sind, die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen verwendet werden, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen.
II. Überblick über das Nachbehandlungssystem
1 stellt ein Nachbehandlungssystem 100 mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 für eine Abgasanlage 190 dar. Das Nachbehandlungssystem 100 schließt einen Partikelfilter 102 (wie einen Dieselpartikelfilter (DPF)) ein, sowie das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110, eine Zersetzungskammer oder einen Reaktor 104, einen SCR-Katalysator 106 und einen Sensor 150.
Der Partikelfilter 102 ist so konfiguriert, dass Feinstaub, beispielsweise Ruß, aus im Abgassystem 190 strömendem Abgas entfernt wird. Der Partikelfilter 102 beinhaltet einen Einlass, an dem das Abgas aufgenommen wird, und einen Auslass, durch den das Abgas austritt, nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde.
Die Zersetzungskammer 104 ist dazu konfiguriert, ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Harnstoff, wässrige Ammoniaklösung oder DEF in Ammoniak umzuwandeln. Die Zersetzungskammer 104 beinhaltet ein Reduktionsmittelzuführsystem 110 mit einem Dosiermodul 112, das dazu konfiguriert ist, das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Bei einigen Implementierungen wird das Reduktionsmittel vor dem SCR-Katalysator 106 eingespritzt. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Prozesse der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb der Abgasanlage 190 zu bilden. Die Zersetzungskammer 104 schließt einen Einlass in Fluidverbindung mit dem Partikelfilter 102 ein, um das Abgas aufzunehmen, das NOx-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NOx-Emissionen, Ammoniak und/oder verbleibendes Reduktionsmittel für die Strömung zum SCR-Katalysator 106.
Die Zersetzungskammer 104 beinhaltet das an der Zersetzungskammer 104 angebrachte Dosiermodul 112 dergestalt, dass das Dosiermodul 112 das Reduktionsmittel in die Abgase dosieren kann, die in die Abgasanlage 190 strömen. Das Dosiermodul 112 kann einen Isolator 114 beinhalten, der zwischen einem Abschnitt des Dosiermoduls 112 und dem Abschnitt der Zersetzungskammer 104 angeordnet ist, an dem das Dosiermodul 112 montiert ist. Das Dosiermodul 112 ist fluidisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 116 gekoppelt. Bei einigen Implementierungen kann eine Pumpe 118 verwendet werden, um die Reduktionsmittelquelle 116 für die Zufuhr zum Dosiermodul 112 mit Druck zu beaufschlagen.
Das Dosiermodul 112 und die Pumpe 118 sind ebenfalls elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist dazu konfiguriert, das Dosiermodul 112 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Die Steuerung 120 kann auch zum Steuern der Pumpe 118 konfiguriert sein. Die Steuerung 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (applicationspecific integrated circuit (ASIC)), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (field-programmable gate array (FPGA)) usw. oder Kombinationen davon beinhalten. Die Steuerung 120 kann einen Speicher beinhalten, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder eine andere Datenspeicher- oder Übermittlungsvorrichtung beinhaltet, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read only memory (EPROM)), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher beinhalten, aus dem die Steuerung 120 Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können Code von einer beliebigen geeigneten Programmiersprache beinhalten.
Der SCR-Katalysator 106 ist dazu konfiguriert, zur Verringerung von NOx-Emissionen beizutragen, indem ein NOx-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NOx des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 106 beinhaltet einen Einlass in Fluidverbindung mit der Zersetzungskammer 104, von der Abgas und Reduktionsmittel empfangen werden, und einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Ende der Abgasanlage 190.
Die Abgasanlage 190 kann ferner einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) in Fluidverbindung mit der Abgasanlage 190 beinhalten (z. B. dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert oder dem Partikelfilter 102 vorgelagert), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
Bei manchen Ausführungen kann der Partikelfilter 102 der Zersetzungskammer oder dem Reaktorrohr 104 nachgelagert positioniert sein. Beispielsweise können der Partikelfilter 102 und der SCR-Katalysator 106 in einer einzelnen Einheit, wie etwa einer SDPF, kombiniert sein. Bei manchen Ausführungen kann das Dosiermodul 112 stattdessen einem Turbolader nachgelagert oder einem Turbolader vorgelagert positioniert sein.
Der Sensor 150 kann mit dem Abgassystem 190 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgasstroms durch das Abgassystem 190 zu erkennen. Bei einigen Implementierungen kann der Sensor 150 einen innerhalb des Abgassystems 190 angeordneten Teil haben, z. B. kann eine Spitze des Sensors 150 in einen Teil des Abgassystems 190 verlaufen. Bei anderen Implementierungen kann der Sensor 150 Abgase durch eine andere Leitung empfangen, wie z. B. durch ein Probenrohr, das vom Abgassystem 190 verläuft. Während der Sensor 150 so dargestellt ist, dass er dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert ist, versteht es sich, dass der Sensor 150 an anderen Positionen des Abgassystems 190, einschließlich dem Partikelfilter 102 vorgelagert, im Partikelfilter 102, zwischen dem Partikelfilter 102 und der Zersetzungskammer 104, innerhalb der Zersetzungskammer 104, zwischen der Zersetzungskammer 104 und dem SCR-Katalysator 106, im SCR-Katalysator 106 oder dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert angeordnet sein kann. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 150 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 150, wobei jeder Sensor 150 an einer der vorerwähnten Positionen des Abgassystems 190 angeordnet ist.
III. Implementierungen des polygonalen Substratgehäuses
Die 2-3 zeigen eine Implementierung einer polygonalen Substratbaugruppe 200 mit einem rechteckigen Substratgehäuse 210, einem Substrat 220 und einer komprimierbaren Matte 230. Das rechteckige Substratgehäuse 210 der Implementierungen der 2-3 ist ein quadratisches Rohr mit dicken Seitenwänden (z. B. etwa 3 Millimeter (mm) Wanddicke). Obwohl das rechteckige Substratgehäuse 210 in einer quadratischen Konfiguration gezeigt ist, kann jede rechteckige Konfiguration verwendet werden. Die Seitenwanddicke kann mit einer beliebigen Länge des rechteckigen Substratgehäuses 210 verwendbar sein. In einigen Implementierungen kann das rechteckige Substratgehäuse 210 eine Breite und Höhe von ungefähr 150 Millimetern aufweisen, obwohl jede dimensionale Größe für die Breite und Höhe des rechteckigen Substratgehäuses 210 verwendet werden kann.
Das Substrat 220 kann ein beliebiges Substrat sein, das zum Beschichten von Katalysatormaterial darauf geeignet ist, wie beispielsweise ein Keramiksubstrat, ein metallisches Substrat, usw. Das Substrat 220 beinhaltet einen darauf aufgebrachten Katalysator-Washcoat. Die komprimierbare Matte 230 umfasst jede zur thermischen Isolierung des Substrats 220 und Befestigen des Substrats 220 innerhalb des rechteckigen Substratgehäuses 210 geeignete Matte. In einigen Implementierungen kann die komprimierbare Matte 230 aus Keramikfasern oder Verbundmaterialien gebildet sein. In einigen Implementierungen kann die komprimierbare Matte 230 ein intumeszierendes Material sein.
In der in den 2-3 gezeigten Implementierung umfasst das Substrat 220 ein katalytisches Material, das auf eine oder mehrere Oberflächen des Substrats 220 aufgebracht ist. Das Aufbringen des katalytischen Materials kann durch Aufbringen eines Washcoats auf das Substrat 220 erfolgen. Die komprimierbare Matte 230 wird dann um das Substrat 220 positioniert. Bei einigen Implementierungen wird die komprimierbare Matte 230 um das Substrat 220 gewickelt. Bei anderen Implementierungen wird das Substrat 220 in eine vorgeformte komprimierbare Matte 230 eingesetzt. In einigen Implementierungen basiert die Dicke der komprimierbaren Matte 230 auf einer gewünschten Spalt-Rohdichte für die polygonale Substratbaugruppe 200. Das Substrat 220 mit der komprimierbaren Matte 230, die um das Substrat 220 positioniert ist, wird dann durch einen quadratischen Fülltrichter (nicht gezeigt) in das rechteckige Substratgehäuse 210 gepresst. Bei einigen Implementierungen kann ein quadratischer Füllkolben mit zurückziehbaren Laschen verwendet werden, um die komprimierbare Matte 230 zusammen mit dem Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 210 zu drücken. Wenn die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 210 eingesetzt werden, wie in 2 gezeigt, wird die komprimierbare Matte 230 zwischen der inneren Oberfläche der Seitenwände und Ecken des rechteckigen Substratgehäuses 210 und der äußeren Oberfläche des Substrats 220 zusammengedrückt. Somit wird die komprimierbare Matte 230 auf die gewünschte Spalt-Rohdichte für die polygonale Substratbaugruppe 200 komprimiert und stellt auch eine Presspassung zwischen dem rechteckigen Substratgehäuse 210 und dem Substrat 220 bereit, wodurch das Substrat 220 innerhalb des rechteckigen Substratgehäuses 210 gesichert wird.
In der gezeigten Implementierung haben die Seitenwände des rechteckigen Substratgehäuses 210 eine Dicke von 3 Millimetern relativ zu der Seitenwandbreite und höhe von 150 Millimetern. Das Verhältnis der Seitenwanddicke zur Seitenwandbreite/Höhe vermeidet eine übermäßige Ausbuchtung des Mittelpunkts der Seitenwand des rechteckigen Substratgehäuses 210, wodurch der Grenzflächendruck mit dem Substrat 220 aufrechterhalten wird. In einigen Implementierungen kann die Seitenwanddicke auf der Breiten- oder Höhenabmessung des rechteckigen Substratgehäuses 210 und einer gewünschten Spalt-Rohdichte und/oder dem Grenzflächendruck basieren. Bei anderen Implementierungen kann die Breiten- oder Höhenabmessung des rechteckigen Substratgehäuses 210 auf der Seitenwanddicke und einer gewünschten Spalt-Rohdichte und/oder dem Grenzflächendruck basieren. Obwohl rechteckige Substratgehäuse beschrieben sind, können die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen verwendet werden, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen.
4 zeigt eine weitere Implementierung einer polygonalen Substratbaugruppe 300 mit einem rechteckigen Substratgehäuse 310, dem Substrat 220 und der komprimierbaren Matte 230. In dieser Implementierung weist das rechteckige Substratgehäuse 310 konkave Seitenwände auf, was eine dünnere Seitenwanddicke (z. B. 1-2 Millimeter) ermöglicht, die sich aufgrund des Seitenwandgrenzflächendrucks ausdehnen und begradigen, wenn die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 eingeführt werden. In einigen Implementierungen kann die Konkavität der Seitenwände des rechteckigen Substratgehäuses 310 1,5 Millimeter oder ungefähr 1/100-stel der Höhen- und Breitenabmessungen betragen. Bei anderen Implementierungen kann die Konkavität eines konkaven Abschnitts der Seitenwände auf einer Spalt-Rohdichte der komprimierbaren Matte 230 basieren, wenn das Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 310 eingepresst wird.
Um die polygonale Substratbaugruppe 300 zusammenzubauen, wird das Substrat 220 mit der komprimierbaren Matte 230, die um das Substrat 220 positioniert ist, dann durch einen quadratischen Fülltrichter (nicht gezeigt) in das rechteckige Substratgehäuse 210 gepresst. Da die Seitenwände des rechteckigen Substratgehäuses 210 konkav sind (und somit das direkte Einsetzen der komprimierbaren Matte 230 und des Substrats 220 stören), werden die Seitenwände für das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 gerade oder vertikal gehalten, z. B. mit einem rollenförmigen Rohrexpansionskolben. Der rollenförmige Rohrexpansionskolben wird durch ein erstes Ende des rechteckigen Substratgehäuses 210 gegenüber dem Einführungsende für das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 eingeführt. Wenn das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 eingesetzt werden, wird der rollenförmige Rohrexpansionskolben von dem ersten Ende des rechteckigen Substratgehäuses 210 entfernt, wenn das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 in das entgegengesetzte Ende eingepresst werden. Obwohl rechteckige Substratgehäuse beschrieben sind, können die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen verwendet werden, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen.
5A-5D zeigen eine weitere Implementierung einer polygonalen Substratbaugruppe 400 mit einem rechteckigen Substratgehäuse 410, dem Substrat 220 und der komprimierbaren Matte 230. In dieser Implementierung beinhaltet das rechteckige Substratgehäuse 410 einen Hauptseitenwandabschnitt 412 und einem Substratinstallationsabschnitt 416. Der Hauptseitenwandabschnitt 412 ist dimensioniert, um die komprimierbare Matte 230 gegen das Substrat 220 auf eine spezifizierte Spalt-Rohdichte zu komprimieren, wenn die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 410 eingesetzt werden. In einigen Implementierungen kann der Hauptseitenwandabschnitt 412 eine Dicke von 3 Millimetern und eine Breiten- und/oder Höhenabmessung von 150 Millimetern aufweisen, ähnlich der in den 2-3 gezeigten Implementierung. Bei anderen Implementierungen kann der Hauptseitenwandabschnitt 412 eine Dicke von 1-2 Millimetern mit einer Konkavität von 1,5 Millimetern und einer Breiten- und/oder einer Höhenabmessung von 150 Millimetern ähnlich der in 4 gezeigten Implementierung aufweisen.
Wie in 5B detaillierter gezeigt, weist das rechteckige Substratgehäuse 410 einen Übergangsabschnitt 414 auf, um sich zum Substratinstallationsabschnitt 416 auszuweiten. Der Substratinstallationsabschnitt 416 kann gemäß den unkomprimierten Abmessungen der komprimierbaren Matte 230 dimensioniert sein, die um das Substrat 220 positioniert oder gewickelt ist. Bei anderen Implementierungen kann der Substratinstallationsabschnitt 416 eine größere oder kleinere Größe aufweisen. Beispielsweise kann der Substratinstallationsabschnitt 416 eine große Größe aufweisen, um mit einer vorgelagerten Komponente eines Abgasnachbehandlungssystems verbunden zu werden und/oder um Abgas in Richtung des Substrats 220 zu führen. In anderen Fällen kann der Substratinstallationsabschnitt 416 kleiner bemessen sein als die unkomprimierte komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220, um das Blockieren benachbarter zusätzlicher rechteckiger Substratbaugruppen 400 zu reduzieren. Bei einigen Implementierungen kann der Übergangsabschnitt 414 in einem Winkel von einschließlich 10 Grad bis einschließlich 80 Grad relativ zu der Hauptseitenwand des rechteckigen Substratgehäuses 410 geneigt sein. In einigen Implementierungen kann der Übergangsabschnitt 414 in einem Winkel von 30 Grad relativ zu der Hauptseitenwand des rechteckigen Substratgehäuses 410 sein.
Um die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 zu installieren, wird die komprimierbare Matte 230 um das Substrat 220 positioniert oder gewickelt. Die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 werden benachbart zu dem Substratinstallationsabschnitt 416 des rechteckigen Substratgehäuses 410 positioniert und in den Hauptseitenwandabschnitt 412 des rechteckigen Substratgehäuses 410 eingepresst. In einigen Implementierungen kann ein quadratischer Fülltrichter (nicht gezeigt) verwendet werden, um die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 410 einzuführen. Bei einigen Implementierungen kann ein quadratischer Füllkolben mit zurückziehbaren Laschen verwendet werden, um die komprimierbare Matte 230 zusammen mit dem Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 410 zu drücken. Wenn die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 410 eingesetzt werden, wird die komprimierbare Matte 230 zwischen der inneren Oberfläche des Hauptseitenwandabschnitts 412 und den Ecken des rechteckigen Substratgehäuses 410 und der äußeren Oberfläche des Substrats 220 zusammengedrückt. Somit wird die komprimierbare Matte 230 auf die gewünschte Spalt-Rohdichte für die rechteckige Substratbaugruppe 400 komprimiert und stellt auch eine Presspassung zwischen dem rechteckigen Substratgehäuse 410 und dem Substrat 220 bereit, wodurch das Substrat 220 innerhalb des rechteckigen Substratgehäuses 410 gesichert wird. Obwohl rechteckige Substratgehäuse beschrieben sind, können die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen verwendet werden, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen.
Die 6A-6D zeigen eine weitere Implementierung einer polygonalen Substratbaugruppe 500 mit mehreren Substratgehäusekomponenten 510, dem Substrat 220 und der komprimierbaren Matte 230. In der gezeigten Implementierung beinhaltet die polygonale Substratbaugruppe 500 vier Substratgehäusekomponenten 510. Jede Substratgehäusekomponente 510 kann eine rechtwinklige (d. h. 90 Grad) Komponente sein, die, wenn sie an den anderen Substratgehäusekomponenten 510 befestigt ist, ein rechteckiges oder quadratisches Substratgehäuse bildet. In einigen Implementierungen können die Substratgehäusekomponenten eine spitzwinklig abgewinkelte Komponente (d. h. weniger als 90 Grad) sein. Die Substratgehäusekomponenten 510 beinhalten ein erstes Ende 512, ein zweites Ende 514 und eine Ecke 516. Das erste Ende 512 beinhaltet eine erste Kerbe oder einen Hinterschnitt 518 in der oberen Oberfläche und das zweite Ende 514 beinhaltet eine zweite Kerbe oder einen Hinterschnitt 520 in der unteren Oberfläche, die komplementär zur ersten Kerbe oder dem Hinterschnitt 518 ist, so dass, wenn die Substratgehäusekomponente 510 mit einer anderen Substratgehäusekomponente 510 montiert ist, die Dicke des ersten Endes 512 in Kombination mit der Dicke des zweiten Endes 514 im Wesentlichen gleich einer gewünschten Gesamtdicke ist.
Wie in 6A gezeigt, sind vier Substratgehäusekomponenten 510 um das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 positioniert. In einigen Implementierungen kann eine Spannvorrichtung verwendet werden, um die Substratgehäusekomponenten 510 um das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 herum zu positionieren. Wie in 6B gezeigt, sind benachbarte und komplementäre erste Enden 512 und zweite Enden 514 so ausgerichtet, dass sie aneinander angepasst und fest aneinander befestigt werden, um die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 innerhalb der Substratgehäusekomponenten 510 zu halten. Wie in 6C gezeigt, sind die komplementären ersten Enden 512 und zweiten Enden 514 fest angebracht, beispielsweise durch Schweißen, während die Substratgehäusekomponenten 510 gegen das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 komprimiert sind. In einigen Implementierungen kann die Spannvorrichtung oder eine andere Struktur jede Substratgehäusekomponente 510 gleichmäßig gegen das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 komprimieren, bis eine vorbestimmte Spalt-Rohdichte erreicht ist. Die Substratgehäusekomponenten 510 bleiben in einer Presspassungsposition, während sie fest aneinander befestigt sind, um ein fertiggestelltes Substratgehäuse für die rechteckige Substratbaugruppe 500 zu bilden. 6D zeigt die fertiggestellte polygonale Substratbaugruppe 500, wobei das Substrat 220 und die komprimierbare Matte 230 in den nun fest angebrachten Substratgehäusekomponenten 510 gehalten werden. Obwohl rechteckige Substratgehäuse beschrieben sind, können die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen verwendet werden, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen.
Die 7A-7C zeigen noch eine weitere Implementierung einer polygonalen Substratbaugruppe 600 mit einem rechteckigen Substratgehäuse 610, dem Substrat 220 und der komprimierbaren Matte 230. In der gezeigten Implementierung beinhaltet das rechteckige Substratgehäuse 610 eine oder mehrere Versteifungsrippen 620. Wie am besten in 7B gezeigt, sind die eine oder die mehreren Versteifungsrippen 620 nahe einem Ende des rechteckigen Substratgehäuses 610 positioniert, obwohl die eine oder die mehreren Versteifungsrippen 620 an anderen Bereichen des rechteckigen Substratgehäuses 610 positioniert sein können. Die eine oder die mehreren Versteifungsrippen 620 beinhalten einen geneigten inneren Abschnitt 622 und einen kantigen äußeren Abschnitt 624. Der geneigte innere Abschnitt 622 ist so positioniert, dass er dem Ende gegenüberliegt, in dessen Nähe sich die eine oder die mehreren Versteifungsrippen 620 befinden. Der geneigte innere Abschnitt 622 ist relativ zu der Hauptseitenwand des rechteckigen Substratgehäuses 610 derart abgewinkelt, dass die komprimierbare Matte 230 sich nicht verhakt oder sich bündelt, wenn sie in das rechteckige Substratgehäuse 610 eingesetzt wird. In einigen Ausführungsformen kann der geneigte innere Abschnitt 622 in einem Winkel von einschließlich 10 Grad bis einschließlich 80 Grad relativ zu der Hauptseitenwand des rechteckigen Substratgehäuses 610 geneigt sein. In einigen Implementierungen kann der geneigte innere Abschnitt 622 in einem Winkel von 30 Grad relativ zu der Hauptseitenwand des rechteckigen Substratgehäuses 610 angeordnet sein. Der kantige äußere Abschnitt 624 ist ein fast oder nahezu vertikaler Abschnitt, der dem rechteckigen Substratgehäuse 610 Steifigkeit verleiht. In einigen Implementierungen kann der kantige äußere Abschnitt 624 um 1 Zentimeter oder weniger vom Ende des rechteckigen Substratgehäuses 610 entfernt sein. In anderen Implementierungen kann der kantige äußere Abschnitt weniger oder mehr als 1 Zentimeter vom Ende des rechteckigen Substratgehäuses 610 entfernt sein. In einigen Implementierungen kann die Verwendung der einen oder der mehreren Versteifungsrippen 620 gestatten, dass eine dünnere Seitenwanddicke für das rechteckige Substratgehäuse 610 verwendet wird, wie etwa eine Seitenwanddicke von 1-2 Millimetern.
Wenn die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 in das rechteckige Substratgehäuse 610 eingesetzt werden, werden die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 durch ein Ende des rechteckigen Substratgehäuses 610 eingeführt und in das rechteckige Substratgehäuse 610 eingepresst. Bei einigen Implementierungen werden die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 durch einen quadratischen Fülltrichter (nicht gezeigt) in das rechteckige Substratgehäuse 610 gepresst. Wenn die komprimierbare Matte 230 und das Substrat 220 eingeführt werden, hilft der geneigte innere Abschnitt 622, dass die komprimierbare Matte 230 an der einen oder den mehreren Versteifungsrippen 620 vorbei eingeführt wird, um ein Verhaken oder Bündeln der komprimierbaren Matte 230 zu vermeiden. Obwohl rechteckige Substratgehäuse beschrieben sind, können die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen verwendet werden, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen.
Die 8A-8B zeigen eine Implementierung einer Anordnung 700 mehrerer polygonaler Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600, die zusammengebaut werden können. Andere der polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 können für die Anordnung 700 verwendet werden. In der gezeigten Implementierung sind die polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 zusammengebaut, um eine größere quadratische Anordnung 700 zu bilden, obwohl auch andere Konfigurationen verwendet werden können, wie eine rechteckige Anordnung, eine T-förmige Anordnung usw. Das rechteckige Substratgehäuse der polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 kann zur Bildung der Anordnung 700 befestigt und/oder anderweitig gesichert werden. So können beispielsweise die polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 miteinander verschweißt, verbolzt, verschraubt, verriegelt, gegurtet, umreift usw. werden. Obwohl rechteckige Substratgehäuse der polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 beschrieben sind, können die Implementierungen für andere polygonale Substratgehäuse und/oder baugruppen, einschließlich vierseitiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger usw. Substratgehäuse und/oder baugruppen, verwendet werden. In einigen Implementierungen können mehrere unterschiedlich geformte polygonale Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 miteinander kombiniert werden, um die Anordnung 700 zu bilden, wie beispielsweise achteckige Substratbaugruppen mit quadratischen Substratbaugruppen.
9 zeigt eine Einlegebaugruppe 900 mit Endkappen 910, 920 und inneren Trennwänden 930. Die Einlegebaugruppe 900 ist konfiguriert, um eine oder mehrere polygonale Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 darin zu halten. Die Endkappen 910, 920 sind aus dickem Blech hergestellt, um die polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 innerhalb der Einlegebaugruppe 900 zu halten. Die inneren Trennwände 930 können aus dünnerem Blech hergestellt sein. Die innere Trennwände 930 beinhalten eine oder mehrere Aussparungen zum Zusammenbau der inneren Trennwände zu einem Gittermuster. Jedes Gitter ist so bemessen, dass es eine polygonale Substratbaugruppe 200, 300, 400, 500, 600 und/oder ein polygonales Substrat und eine komprimierbare Matte aufnimmt. Die Endkappen 910, 920 sind miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen, um ein Gitter für eine Vielzahl polygonaler Substrate zu bilden. Wie in 10 gezeigt, können eine Vielzahl von polygonalen Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 und/oder polygonalen Katalysatoren und komprimierbaren Matten angeordnet werden, um in die Einlegebaugruppe 900 eingesetzt zu werden. 11 zeigt die Vielzahl polygonaler Substratbaugruppen 200, 300, 400, 500, 600 und/oder polygonaler Katalysatoren und komprimierbarer Matten, die in die Einlegebaugruppe 900 eingesetzt sind.
12 zeigt eine Einlegebaugruppen-Füllvorrichtung 1000 zum Füllen eines oder mehrerer polygonaler Katalysatoren und komprimierbarer Matten in eine Einlegebaugruppe, wie beispielsweise die Einlegebaugruppe 900. Die Einlegebaugruppen-Füllvorrichtung 1000 beinhaltet einen Füllkolben 1010 und einen Füllkonus 1020. Der Füllkolben 1010 kann ein starres röhrenförmiges oder massives Element mit einem ersten Kolbenende und einem zweiten Kolbenende sein, so dass das erste Kolbenende in der Nähe einer Seite eines polygonalen Katalysators und einer komprimierbaren Matte angeordnet ist oder daran anliegt und das zweite Kolbenende mit einer Kraftquelle gekoppelt und/oder ausgerichtet ist. Der Füllkonus 1020 ist so bemessen und konfiguriert, dass er einen unkomprimierten polygonalen Katalysator und eine komprimierbare Matte aufnimmt und den polygonalen Katalysator und die komprimierbare Matte gleichmäßig auf eine komprimierte Abmessung komprimiert, wenn der polygonale Katalysator und die komprimierbare Matte durch den Füllkegel 1020 mittels Füllkolben 1010 gepresst werden. Der Füllkonus 1020 kann Ausrichtungsmerkmale wie etwa Kerben beinhalten, um mit einem oder mehreren Merkmalen einer Einlegebaugruppe ausgerichtet zu werden.
Obwohl dieses Dokument viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen aufgefasst werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Implementierungen sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl vorstehende Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
In ähnlicher Weise gilt, dass während Operationen in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, dies nicht so verstanden werden sollte, dass es erfordert, dass diese Operationen in der bestimmten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge durchgeführt werden, oder dass alle veranschaulichten Operationen durchgeführt werden, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen kann die Trennung von verschiedenen Systemkomponenten in den oben beschriebenen Implementierungen nicht als Erfordern solcher Trennung in allen Implementierungen verstanden werden, und es sollte klar sein, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme allgemein in ein einziges Produkt integriert sein können oder in mehreren Produkte auf greifbaren Medien verkörpert verpackt sein können.
Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „ungefähr“, „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine breitgefächerte Bedeutung aufweisen, die in Übereinstimmung mit der herkömmlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann des Fachgebiets steht, dem diese Offenbarung angehört. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden. Zusätzlich wird festgestellt, dass Einschränkungen der Ansprüche für den Fall, dass der Begriff „Mittel“ darin nicht verwendet wird, nicht als „Mittel plus Funktion“-Einschränkungen unter den Patentgesetzen der USA darstellend zu interpretieren sind.
Die Begriffe „gekoppelt“, „verbunden“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Komponenten miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Dieses Verbinden kann dadurch erreicht werden, dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten miteinander integral als ein einziger einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
Die Begriffe „fluidgekoppelt“ oder „in Fluidverbindung“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten, dass die zwei Komponenten oder Objekte einen zwischen den zwei Komponenten oder Objekten ausgebildeten Pfad aufweisen, in dem eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw. entweder mit oder ohne dazwischen geschaltete Komponenten oder Objekte strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder jegliche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen beinhalten.
Es ist wichtig zu beachten, dass Konstruktion und Anordnung des in den vielfältigen beispielhaften Implementierungen gezeigten Systems lediglich veranschaulichender und nicht einschränkender Art sind. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder Umfangs der beschriebenen Implementierungen fallen, geschützt sind. Es versteht sich, dass manche Merkmale nicht notwendig sind und Implementierungen, denen die verschiedenen Merkmale fehlen, als innerhalb des Umfangs der Anmeldung liegend betrachtet werden, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Beim Lesen der Ansprüche ist beabsichtigt, dass bei der Verwendung von Worten wie „ein“, „eine“, „mindestens ein“ oder „mindestens ein Abschnitt“/„mindestens ein Anteil/Teil“ sowie deren Deklinationen nicht die Absicht besteht, den Anspruch auf nur einen Gegenstand zu begrenzen, sofern in dem Anspruch nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist. Soweit die Begriffe „mindestens ein Abschnitt“/„mindestens ein Anteil/Teil“ und/oder „ein Abschnitt“/„ein Anteil/Teil“ verwendet werden, kann der Gegenstand einen Abschnitt/einen Anteil/Teil und/oder den gesamten Gegenstand einschließen, sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62365198 [0001]

Claims

Vorrichtung, umfassend: ein polygonales Substratgehäuse; ein Substrat; und und eine komprimierbare Matte, wobei die komprimierbare Matte um das Substrat positioniert ist, wobei das Substrat mit der komprimierbaren Matte in das polygonale Substratgehäuse eingepresst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das polygonale Substratgehäuse ein rechteckiges Substratgehäuse ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das rechteckige Substratgehäuse eine Seitenwand mit einem konkaven Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Konkavität des konkaven Abschnitts auf einer Spalt-Rohdichte für die komprimierbare Matte basiert, wenn das Substrat in das rechteckige Substratgehäuse eingepresst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das rechteckige Substratgehäuse einen Substratinstallationsabschnitt umfasst, der sich von einer Hauptseitenwand an einem Ende des rechteckigen Substratgehäuses ausweitet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Substratinstallationsabschnitt eine Öffnung aufweist, die auf eine Größe der komprimierbaren Matte bemessen ist, die um das Substrat herum positioniert ist, wobei die komprimierbare Matte nicht komprimiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das rechteckige Substratgehäuse eine Vielzahl von Substratgehäusekomponenten umfasst, wobei jede der Vielzahl von Substratgehäusekomponenten ein erstes Ende mit einer ersten Kerbe und ein zweites Ende mit einer zweiten Kerbe aufweist, wobei das rechteckige Substratgehäuse durch feste Kopplung jeder ersten Kerbe mit einer entsprechenden zweiten Kerbe der Vielzahl von Substratgehäusekomponenten gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das rechteckige Substratgehäuse eine oder mehrere Versteifungsrippen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei jede der einen oder mehreren Versteifungsrippen einen geneigten inneren Abschnitt und einen kantigen äußeren Abschnitt umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das polygonale Substratgehäuse entweder ein vierseitiges Substratgehäuse, ein fünfeckiges Substratgehäuse, ein sechseckiges Substratgehäuse, ein siebeneckiges Substratgehäuse, ein achteckiges Substratgehäuse, ein neuneckiges Substratgehäuse oder ein zehneckiges Substratgehäuse ist.
Baugruppe umfassend: eine Vielzahl polygonaler Substratbaugruppen, jede der Vielzahl von polygonalen Substratbaugruppen umfassend: ein polygonales Substratgehäuse; ein Substrat; und eine komprimierbare Matte, wobei die komprimierbare Matte um das Substrat positioniert ist, wobei das Substrat mit der komprimierbaren Matte in das polygonale Gehäuse eingepresst ist; wobei die Vielzahl von polygonalen Substratbaugruppen miteinander verbunden sind, um eine Anordnung zu bilden.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei das polygonale Substratgehäuse ein rechteckiges Substratgehäuse ist.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei das rechteckige Substratgehäuse eine Seitenwand mit einem konkaven Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei eine Konkavität des konkaven Abschnitts auf einer Spalt-Rohdichte für die komprimierbare Matte basiert, wenn das Substrat in das rechteckige Substratgehäuse eingepresst ist.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei das rechteckige Substratgehäuse einen Substratinstallationsabschnitt umfasst, der sich von einer Hauptseitenwand an einem Ende des rechteckigen Substratgehäuses ausweitet.
Baugruppe nach Anspruch 15, wobei der Substratinstallationsabschnitt eine Öffnung aufweist, die auf eine Größe der komprimierbaren Matte bemessen ist, die um das Substrat herum positioniert ist, wobei die komprimierbare Matte nicht komprimiert ist.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei das rechteckige Substratgehäuse eine Vielzahl von Substratgehäusekomponenten umfasst, wobei jede der Vielzahl von Substratgehäusekomponenten ein erstes Ende mit einer ersten Kerbe und ein zweites Ende mit einer zweiten Kerbe aufweist, wobei das rechteckige Substratgehäuse durch feste Kopplung jeder ersten Kerbe mit einer entsprechenden zweiten Kerbe der Vielzahl von Substratgehäusekomponenten gebildet ist.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei das rechteckige Substratgehäuse eine oder mehrere Versteifungsrippen aufweist.
Baugruppe nach Anspruch 18, wobei jede der einen oder mehreren Versteifungsrippen einen geneigten inneren Abschnitt und einen kantigen äußeren Abschnitt umfasst.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei das polygonale Substratgehäuse entweder ein vierseitiges Substratgehäuse, ein fünfeckiges Substratgehäuse, ein sechseckiges Substratgehäuse, ein siebeneckiges Substratgehäuse, ein achteckiges Substratgehäuse, ein neuneckiges Substratgehäuse oder ein zehneckiges Substratgehäuse ist.
Baugruppe umfassend: eine Einlegebaugruppe, die eine polygonale Anordnung bildet; und eine Vielzahl von Substratbaugruppen, umfassend: ein Substrat; und eine komprimierbare Matte, wobei die komprimierbare Matte um das Substrat positioniert ist; wobei die Vielzahl von Substratbaugruppen in die Einlegebaugruppe eingepresst sind.
Baugruppe nach Anspruch 21, wobei die Einlegebaugruppe eine erste Endkappe, eine zweite Endkappe und mehrere innere Trennwände beinhaltet.
Baugruppe nach Anspruch 22, wobei eine Dicke einer inneren Trennwand der Vielzahl von inneren Trennwänden kleiner als eine Dicke entweder der ersten Endkappe oder der zweiten Endkappe ist.
Baugruppe nach Anspruch 23, wobei die polygonale Anordnung eine rechtwinklige Gitteranordnung ist.