JP2014501869A

JP2014501869A - マルチパートハウジングを有する粒子分離器

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Publication number: JP2014501869A
Application number: JP2013539190A
Authority: JP
Inventors: ヨアヒムシッティグ; ミヒャエルフォイト; フェルディクルト; ルートヴィヒヴィーレス
Original assignee: エミテックゲゼルシヤフトフユアエミツシオンステクノロギーミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2014-01-23
Also published as: WO2012065831A2; KR20130093150A; WO2012065831A3; CN103221112A; DE102010051712A1; RU2013127605A; EP2640487A2; US20130247548A1

Abstract

本発明は、内燃エンジン（２）の排気ガスの処理のための粒子分離器（１）であって、排気ガスが流入可能な少なくとも１つの金属層（３）は、入口開口（５）、出口開口（６）及び中心軸（７）を有するハウジング（４）に配置され、ハウジング（４）は、第１の接合面（１０）を有する第１の部分（８）及び第２の接合面（１１）を有する第２の部分（９）を備え、第１の部分（８）及び第２の部分（９）が互いに中心軸（７）に沿って配置されうるように、第１の接合面（１０）及び第２の接合面（１１）は、互いに対応しており、少なくとも１つの金属層（３）は、周辺部全体にわたって第１の接合面（１０）及び第２の接合面（１１）を互いに分離する、粒子分離器（１）に関する。いくつかの簡素な手法で費用効率が高く製造されることができ、特に現存する排気システムの改造に好適である粒子分離器及びその製造方法が提案される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃エンジンの排気ガスの処理のための粒子分離器に関するものであり、粒子分離器のハウジングは、マルチパート形式である。本発明は、特に、例えば、自動車に設けられるような自動車の内燃エンジンに用いられうる。

内燃エンジンの排気ガスは、一般的に、健康及び環境の保護ための関連規則を特に考慮して、除去されなければならない汚染物及び固形物を含んでいる。固形物については、例えば、煤、未燃炭化水素、硫黄化合物等を排気ガスから取り出し、その後、これらを（触媒的及び／又は熱的及び／又は化学的に）除去又は変換するというような、燃料の構成要素をフィルタすることが既に提案されている。この目的のために、例えば、多孔質壁を有する、又は前記固形物が保持されるフィルタを使用することが知られている。

燃焼した燃料から生成される前記固形物だけでなく、排気ガスは、異なる原因を有し、前記固形物よりも数倍もある付加的な粒子を同伴する。内燃エンジン及び関連する排気システムは、しばしば、動作時の激しい振動にさらされる。衝撃の運動量の結果としての排気ガス流の下流構成要素の損傷により引き離され、同伴されるため、これは、特にチップ、コーティングのピース、堆積物及び排気ガス処理ユニットの一部分の形態の粒子を生じうる。さらに、前記粒子は、排気システムにおける稼働している構成要素、特にターボチャージャー又はターボコンプレッサーの磨耗の増加をもたらし、シーリングギャップの摩擦作用の増加を招く。さらに、排気システムは、生成された排気ガスの一部を内燃エンジンに再び再循環する（ＡＧＲ／ＥＧＲ：排気ガス再循環）ことが知られており、この場合、同様に、内燃エンジンがこのような粒子にさらされ、それによって損傷するリスクが存在する。

段階的な（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）動作期間により、保持された粒子には、問題が生じることがわかっている。ここでは、前記粒子は、例えば、セラミック及び／又は金属であり、排気システムで変換されないということが考慮されなければならない。その結果として、前記粒子は、例えば、粒子分離器の近傍で排気システムに蓄積する、及び／又は粒子分離器に対して繰り返し影響を与える。このような粒子の蓄積は、排気ガス流における局所的な及び／又は変動する圧力損失をもたらし、内燃エンジン及び／又は排気システムに望まれない（出力の減衰）効果をもたらす。さらに、この場合、粒子分離器の歪みも増加し、粒子分離器の安定性の重要性が増す。

また、前記型の平坦な粒子分離器の場合には、スクリーン層及びハウジングの結合が一部技術的に非常に複雑であり、よって、実施のためには費用も掛かることがわかる。さらに、連続する動作では、前記結合も再び一部が外れてしまい、その結果、ある程度、新たな（金属）粒子が生成され、そして、再び排気システムの下流の構成要素へのリスクをもたらすことがわかる。

開始点としてこれを利用すると、本発明の物体が従来技術について強調された技術的な課題を少なくとも部分的に解決することができる。特に、排気ガスの処理のための、大きな粒子による高負荷下でさえも安定を維持し、同時に製造が容易な粒子分離器を特定することが求められる。さらに、前記粒子分離器の製造のための方法を提案することが求められる。

前記物体は、独立請求項の特徴に係る粒子分離器及びその製造のための方法により実現される。前記配置のさらに有利な改良は、従属請求項で特定されることを留意すべきである。従属請求項で個別に特定された特徴は、技術的に適切な手法で互いに組み合わせられてもよく、本発明のさらなる実施形態を形成してもよい。本明細書は、特に図面と共に本発明を説明し、さらに例示的な実施形態を特定する。

本発明に係る内燃エンジンの排気ガスの処理のための粒子分離器は、入口開口、出口開口及び中心軸を有するハウジングに配置される、排気ガスが流入可能な少なくとも１つの金属層を有し、前記ハウジングは、第１の接合面を有する第１の部分及び第２の接合面を有する第２の部分を備え、前記第１の接合面及び前記第２の接合面は、互いに対応しており、前記少なくとも１つの金属層は、周辺部全体にわたって前記第１の接合面及び前記第２の接合面を互いに分離する。

本発明に係る内燃エンジンの排気ガスの処理のための粒子分離器は、入口開口、出口開口、断面及び中心軸を有するハウジングに配置される、排気ガスが流入可能な少なくとも１つの金属層を有し、前記ハウジングの前記断面に及ぶ少なくとも１つの起伏を有する。

ここで、粒子分離器とは、特に、動作時の振動により、及び／又は排気ガス流の脈動により、及び／又は経年劣化により、排気システムの構成要素から切り離された、例えば、（セラミック／金属）チップ、破片、集合体等を保持する装置をいう。特に、セラミック又はセラミックでコートされたハニカム体から切り離された粒子を保持することが可能である。また、安定性の低い粒子は、粒子分離器の剛性又は慣性の運動量により、下流に配置される別の構成要素に危険を引き起こさない小さな粒子に分解されることが可能となる。

排気ガスが流入可能な金属層は、特に、上述した保持のために設計される。ここでは、（単一の）金属層のみが使用されることが好ましい。前記層は、適切な場合に、複数の層（例えば、粒子を除去する第１の層及びハウジングに第１の層を固定する第２の層）により形成されてもよく、前記層は、その後、互いにろう付け、溶接、焼結等により接続されることが好ましい。よって、金属層は、特に、金属層を越える流れが不可能となるような、ハウジングの断面に（完全に）広がる（単一の）面積構造を構成する。ここで、金属層は、排気システムの使用位置での条件（特に粒子との接触）に恒久的に耐えうる非常に頑強又は寸法安定性があるように設計される。

金属層は、例えば、複数の穴のある金属シートの形態、シート状金属グリッド等であってもよい。さらに、金属層は、互いに規則的及び／又は不規則的な配置でワイヤ、フィラメント及び／又はチップを含む織物の形態である（ことが好ましい）。ワイヤ、フィラメント及び／又はチップから形成されるスクリム及びマットからなるものが使用されてもよい。前記ワイヤ、フィラメント及び／又はチップは、例えば、耐溶接、耐ろう付け、耐焼結により互いに接続されてもよい。金属層は、特に、排気ガスへの透過率により特徴付けられており、非常に低い圧力損失が発生する。ここで、“金属”とは、特に、鉄を含む及び／又はアルミニウムを含む金属合金を意味する。

ハウジングは、一般的に、排気ラインの形状に一致されたシート状金属ケーシングである。ハウジングは、円形、楕円形、又は他の要求される形状のような各種の断面形状を有する管状の材料から形成されてもよい。特に、ここでは、例えば、排気ガスラインとその溶接部との隣接する部分に挿入されうる略円筒状のハウジングからなるものが使用される。

排気ガスは、一般的に、入口開口を通じてハウジングへ流入し、排気ガスは、出口開国を通じて再び流出する。ハウジングの中心軸は、一般的に、入口開口及び出口開口の領域の幾何学中心を通っており、ここでは、適切な場合、ハウジングが折り曲げられると、中心軸もまた湾曲可能である。円筒状の実施形態の場合には、例えば、前記中心軸は、円形断面の中心点を通じて中心軸を形成する。入口開口と出口開口とのハウジングの断面は、中心軸に対して垂直となっており、領域の大きさ及び／又は領域の形状が変化してもよい。しかしながら、断面の大きさ及び形状は中心軸に沿って均等であることが好ましい、すなわち、入口開口、断面及び出口開口は、この点において同一である。ハウジングにおける少なくとも１つの金属層の位置については、前記金属層が入口開口又は出口開口を超えて延びないことが好ましい。

本件の場合、ハウジングは、マルチパート形態のものであり、具体的には、少なくとも２つの部分を有する。ハウジングの第１の部分及びハウジングの第２の部分は、互いに対向し（中心軸の方向に向いている）、かつ、互いに配置された場合に好適な位置で排気システムに搭載されうるハウジングを形成するように互いに対応する接合面を有する。このような接合面は、特に、対応する接合面がハウジングの直接接触面を形成するように切断プロセスを受ける単一ピースハウジングにより形成される。さらに、接合面は、金属層が接合面に対して（気体）密閉手法を有するように互いに相対的なハウジング部分の位置決めの結果による金属層の（弾性及び／又はプラスチック）変形が考慮されるように対応することが好ましい。さらに、ここでは、接合面は、特にフランジ等で形成されない、すなわち、ハウジングの壁の材料厚さにのみ実質的に対応することも指摘される。

前記金属層は、さらに、第１の接合面及び第２の接合面が周辺部全体にわたって離間するようにハウジングに対して配置される、又は第１及び第２の部分に対して配置される。特に、第１の接合面及び第２の接合面は、金属層の厚さにより周辺部（のみ）において均一に離間される。すなわち、これは、個々の構成部品を組み立てた後、ハウジング部品間のギャップが金属層（及びろう付け材料等のような結合媒体）により完全に埋められることも表している。したがって、ギャップは、金属層の厚さと略等しい大きさを有する。よって、ガスが通過しないギャップが金属層とハウジングの第１及び第２の部分との間に形成されることが保証される。

粒子分離器の他の有利な実施形態では、第１の接合面及び第２の接合面は、平坦な面にはない。“平坦な面”とは、特に、数学的な意味において中心軸に対する角度で粒子分離器を通じて延びる面をいう。それに対して、両方の接合面が中心軸に対して（複数箇所で）湾曲、特に、起伏、横断面（すなわち、特に垂直に）で配置されることが好ましい。これは、ハウジングにおいて、周辺方向における接合面の起伏プロファイルと同様のものを生じる。

粒子分離器の有利な一実施形態では、少なくとも１つの金属層は、外側ハウジングにより第１の部分及び第２の部分によって互いに固定される。ここで、金属層は、第１の部分と第２の部分の接合面により中心軸の方向に第１の部分と第２の部分との間に位置づけられる及び／又は固定される。外側ハウジングは、第１の部分及び第２の部分の周囲に（部分的に）配置される一方で、金属層から離間して配置され（ることが好ましく）、いずれの場合にも第１の部分及び第２の部分の外側に結合される。外側ハウジングへのハウジング部分の結合は、プラグイン、クランピング又はねじ留め、或いは、例えば溶接又はろう付けのような密着（ｃｏｈｅｓｉｖｅｌｙ）のいずれかにより実現さてもよい。“密着（Ｃｏｈｅｓｉｖｅ）”結合は、結合する相手が原子間力又は分子間力により互いに結び付く結合である。特に、第１の部分、第２の部分及び金属層は、外側ハウジングによる支持の結果としての摩擦固定によってのみ互いに結合される。すなわち、これは、特に、（内側）ハウジングの部分間で単に保持又は把持される（つまり、密着結合が要求されていない）ことを意味しており、この目的のために要求される保持力は、外側ハウジングにより生じる。ここで、外側ハウジングは、スリーブの形態で外側に配置され、入口開口及び出口開口に近接する内側ハウジングの各部分に（例えば、ろう付け結合（ハードソルダー又は溶接結合によって）結合される。ここで、ハウジングの内側部分及び外側ハウジングは、金属層の外側に突出する部分的な領域が延びることができる環状キャビティの一つの形態を形成する。

粒子分離器の有利な一実施形態では、外側ハウジングは、ハウジングの、互いに配置される、対応する第１の接合面及び第２の接合面の領域において空間を有する。前記空間によって、金属層は、外側ハウジングにより放射状に位置づけられることができ、例えば、金属層の外側に突出した部分的な領域において外側ハウジングに対して隣接する。さらに、この状況では、環状キャビティ及びハウジング部品への外側ハウジングの気密性結合は、排気ガスの漏出を確実に防止する。外側ハウジングは、現存する排気システムの排気ラインの一部と同様であってもよい。

粒子分離器の一つの改良において、少なくとも１つの金属層は、ハウジングの外側に少なくとも部分的に配置される、機械加工されたエッジを有する。金属層は、しばしば、材料片から切り出される。ここで、切断箇所又は溶接された箇所は、エッジ領域に形成され、切断箇所又は溶接された箇所は、排気ガスに対する透過性が変化したことを示してもよく、及び／又は動作時に切り離される部分的に緩んだ又は不安定な構成要素を有してもよい。したがって、少なくともこのような機械加工されたエッジの一部にとっては、ハウジングの外側、特に、外側ハウジングにより形成される環状キャビティに配置されることが有利である。機械加工されたエッジは、さらに、例えば、ハウジング部品の把持力に恒久的に耐えるために、（例えばさらなる金属箔で形成される）縁及び／又は（例えば、付加的な、溶接シーム等の）補強手段が設けられてもよい。

粒子分離器の有利な一実施形態では、少なくとも１つの金属層は、外側ハウジングと少なくとも部分的に接触する。ここで、金属層は、外側ハウジングにより放射状に配置される、及び／又は、例えば耐スポット溶接のような点状加熱によって、固定された又は少なくとも確実な結合が、内側からの煩わしい実装を必要とせずに、金属層と外側ハウジングとで外側から生成されうることが実現されることができる。

金属層としては、例えば、互いに焼結されたワイヤフィラメントを有する不織布からなるものが使用される。これは、以下の機能の少なくとも１つにより説明されうることが好ましい。
‐ワイヤフィラメントの直径：２０から５０μｍ［マイクロメートル］、特に、２つの異なる（混合された及び／又は互いに接続した）ワイヤフィラメントで構成される（例えば、一方が２０から２５μｍであり、他方が３８から４２μｍである）。
‐不織布の単位面積当たりの質量：３５０ｇ／ｍｍ^２から５５０ｇ／ｍｍ^２［グラムパースクエアミリメートル］。
‐不織布の透気率：２３００から３５００ｌ／ｍ^２／ｓ［リッタースパースクエアメートルアンドセコンド］。このような不織布は、排気ガス内の煤及び／又は他の固体物の保持に用いられてもよい。

粒子分離器のさらに有利な一実施形態では、少なくとも１つの金属層は、少なくとも０．０５ｍｍ［ミリメートル］の領域の幅を有する開口により形成される。前記金属層は、少なくとも０．０５ｍｍ程度の開口のみを有することが特段好ましい。この場合、金属層は、開口よりも大きい粒子に対して（のみの）分離効果を有することが好ましい。開口は、最大で０．２５ｍｍまでの幅、特に０．１から０．２ｍｍの範囲の幅を有することが特段好ましい。特に、粒子分離器が排気システムの後続の構成要素に損傷を与える又は妨害しうる粒子を保持することを意図する。しかしながら、同時に、取り得る最大の開口が設けられるべきであり、よって、少なくとも可能な流れ抵抗を引き起こす。燃料（ガソリン、ディーゼル等）の燃焼からの固形物の（優先）変換は、ここでは優先される事項ではない。

本発明のさらに別の態様によれば、粒子分離器を生産する方法が提案される。ここで、粒子分離器は、外側ハウジングと、排気ガスが流入可能な金属層と、第１の接合面及び第１の外側周辺部を有するハウジングの第１の部分と、第２の接合面及び第２の外側周辺部を有するハウジングの第２の部分と、を備え、第１の部分及び第２の部分は、互いに対応しており、少なくとも以下：
‐前記第１の部分と前記第２の部分との間に前記金属層を配置するステップであって、前記第１の接合面と前記第２の接合面とは互いに対向している、ステップと、
‐前記第１の部分及び前記第２の部分を共に移動することにより前記金属層をクランプするステップと、
‐前記第１の部分の前記第１の外側周辺部及び前記第２の部分の前記第２の外側周辺部にわたって前記外側ハウジングを押すステップと、
‐前記第１の接合面及び前記第２の接合面の領域の外側で、前記外側ハウジングを前記第１の部分及び前記第２の部分に接合するステップと、を含む。

本方法は、上述した外側ハウジングを有する粒子分離器の生産に特に好適である。この点において、それについて説明された全ての態様も同様にここで考慮される。

外側ハウジングは、第１の部分の第１の外側周辺部及び第２の部分の第２の外側周辺部にわたって外側ハウジングを押すことができる、分離した個々の構成要素として、ブッシング、スリーブ等のような手法で形成されてもよい。外側ハウジングは、また、排気ラインの一部であってもよい。その第１の接合面及びその第１の外側周辺部を有する第１の部分は、特に管状形態である。その第２の接合面及びその第２の外側周辺部を有する第２の部分は、特に第１の部分の手法で製造される。第１の外側周辺部及び第２の外側周辺部は、第１の部分及び第２の部分が外側ハウジングに組み立てられた状態で挿入されうるように対応している。特に、第１の外側周辺部及び第２の外側周辺部は、少なくとも第１の接合面及び第２の接合面の領域で同一である。第１の接合面及び第２の接合面は、また、外側ハウジングに挿入されうるように、金属層が第１の部分及び第２の部分から互いに離間するように対応していることが好ましい。ここで、接合面は、それらが互いに置かれうるように、互いに対応する、異なる一様でない表面を形成してもよい（例えば、ポジティブなロッキング（ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｏｃｋｉｎｇ）の意味で、ポジティブなロッキング結合（ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｌｏｃｋｉｎｇ）は、力の伝達なしで又は力の伝達が妨害されたときでさえも、結合パートナーが引き離されないように、互いに少なくとも２つの結合パートナーとの係合の結果として生じる。）。しかしながら、ここでは金属層の厚さが接合面又は接合面の１つから差し引かれることを考慮しなければならない。

粒子分離器は、既存の第１の部分と第２の部分との間の金属層の配置の結果として、その最終的な形状に設定される。ここでは、外側ハウジングが一方の部分へ押し出された及び／又は接合された後に、第１の部分と第２の部分との間の金属層の配置も行われることに留意すべきである。

金属層は、そのクランプされた結果として所定の位置に固定される。特に、金属層は、脈動する排気ガス及び取り込まれた粒子からもたらされる力に十分耐えうるように十分に固定される。しかし、金属層の強度は、また、付加的な保持手段により初めに生成されてもよいことを留意すべきである。このような保持手段は、例えば、溶接スポット、溶接シーム、ろう付け点、ろう付けシーム、接着剤又はリベット等であってもよい。ここでも、外側ハウジングが一方の部分へ押し出された及び／又は接合された後に、金属層のクランプも初めに行われてもよいことを留意すべきである。

外側ハウジングが第１の外側周辺部及び第２の外側周辺部にわたって押し出されると、外側ハウジングが（所望のシーケンスで）第１及び第２の部分にわたって押されることが可能となり、第１及び第２の部分も（例えば連続して）（所望のシーケンスで）外側ハウジングへ押されることが可能となる。第１の部分及び第２の部分は、連続して又は同時に外側ハウジングへ押し出されてもよい。ここで、金属層は、既にそこに配置されているか、又は連続した押出プロセス（ｐｕｓｈｉｎｇ−ｏｎｐｒｏｃｅｓｓ）時に第１の部分と第２の部分に初めに配置されてもよい。

各種の接合プロセスが外側ハウジングを第１の部分及び／又は第２の部分に接合するために用いられてもよい。前記部分は、円錐状にクランプされる、留め具に対する動きばめにより押される、収縮、互いに密着した結合、ねじ留め、又は切り抜かれてもよい。外側ハウジングは、耐溶接の溶接スポットにより外側から前記部分に接合されることが好ましい。前記溶接スポットも単に上述した接合プロセスの１つに加えて保証する手段として機能してもよい。第１の接合面の領域及び第２の接合面の領域は、変形、熱歪み又は金属層を有する他の構成要素との接触により接合プロセスで及ぼされる影響を防ぐように配置される。特に、前記領域は、金属層が変形せずに外側ハウジングに配置されうるように広くなるように選択される。

本方法の一つの改良では、金属層は、外側ハウジングを前記領域における第１の部分及び第２の部分へ距離を空けることにより所定の位置にガイドされる。この場合、金属層が第１の部分及び第２の部分の外側周辺を超えて突出し、第１の部分と第２の部分との間の初期配置時に正確に配置される必要が無いことが有利である。金属層は、外側ハウジングが押されること及び第１の接合面及び第２の接合面の領域における外側ハウジングの空間による結果として放射状に位置づけられる及び／又は方向付けられる。しかし、前記空間は、また、金属層と外側ハウジングとで接触が生じないように選択されてもよい。例えば、外側ハウジングの変形により与えられる影響は、ここでは除外される。この場合、第１の部分への、及び第２の部分へのハウジングの空間による所定の位置へのガイダンスは、技術者が、金属層のエッジと外側ハウジングとの間の（均一な）キャビティにより正確な位置決めを実現するように補助するものであることを意味することが理解されるべきである。

本発明に係る方法の一つの有利な実施形態では、第１の部分及び第２の部分は、切断プロセスにより一つのピースから製造される。第１の接合面及び正確に対応する第２の接合面を有する第１の部分及び第２の部分を簡素、迅速かつ費用の掛からない手法で得るために、第１の部分及び第２の部分は、初期状態では、一つのピースで形成されてもよい。切断プロセスとして、特に以下のプロセス：のこ引き、粉砕、熱及び機械的な切断プロセス、レーザー切断の一つが使用される。さらなる最終加工が必要とされない切断プロセス、特にレーザー切断を使用することが好ましい。

本発明のさらに別の態様によれば、排気ガスが流入可能な金属層（３）と、第１の接合面を有するハウジングの第１の部分と、第２の接合面を有する前記ハウジングの第２の部分と、を備える粒子分離器の製造方法であって、少なくとも
‐前記ハウジングを設けるステップと、
‐非直線的な連続した前記第１の接合面及び対応する前記第２の接合面が形成されるように前記ハウジングを前記第１の部分及び前記第２の部分に分割するステップと、
‐前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に少なくとも１つの前記金属層を配置するステップと、
‐前記金属層が前記第１の接合面及び前記第２の接合面の間に保持されるように前記第１の接合面及び前記第２の接合面を固定するステップと、を含む方法が提案される。

前記方法は、特に、本発明に係る本明細書に記載された粒子分離器の一つの製造に関する。独立して、方法ステップの説明のために、上記の粒子分離器及び／又は方法と共に他の説明が示される。ハウジングを分割するために、具体的には、金属層の起伏を形成するための接合面の複雑なプロファイルに関しては、レーザー切断が使用されることが好ましい。ハウジング部品間での金属層の固定は、順番に（ろう付け、溶接等により）密着するように実現される。

少なくとも１つの排気ラインと、排気ガス再循環システムとを有する内燃エンジンの排気ガスの処理のための配置を有する自動車もまた本発明の範囲内で説明され、本発明に係る粒子分離器は、排気ガス再循環システムに設けられる。

可動部品は、内燃エンジン及び排気システムに設けられる。特に、内燃エンジンのシリンダ及びピストン並びにターボコンプレッサーのコンプレッサーブレードは、高温負荷にもかかわらず、良好なシーリングアクションをするそれらの影響に依存している。鋭いエッジのセラミック部品は、特にターボコンプレッサーブレード及びピストンシーリングリングに深刻な損傷を生じうる。ここでは、特にターボコンプレッサーの排気ガス再循環ラインの上流における（すなわち、直接に（“ｄｉｒｅｃｔｌｙａｔ”）を含む）セラミックハニカム体及び／又はセラミックコートされたハニカム体の下流に配置された本発明に係る粒子分離器を特に提案する。粒子分離器による、流体抵抗の増加の悪影響は、事実上、恒久的に無視できるほど少ない。さらに、粒子分離器は、その適応性のある構造的な範囲及び柔軟性により、特に、構造的な理由で利用されずにこれまで残されてきた排気ガスラインの領域において、非常に柔軟な手法で使用されることができる。

本発明及び技術分野は、下記の図面を基にしてさらに詳細に説明される。なお、図面は、本発明の特に好ましい変形例を示すが、本発明はこれに制限されない。図面はいずれも概念図であり、同一の構成要素は同一の参照番号により示される。
図１は、クランプされた金属層及び外側ハウジングを有する粒子分離器を示す図である。図２は、傾斜させた配置における金属層を有する粒子分離器を示す図である。図３は、平坦でない接合面を有する粒子分離器を示す図である。図４は、第１の接合面と第２の接合面との間で金属層をクランプする前の粒子分離器を示す図である。図５は、２枚の金属層を示す図である。図６は、粒子分離器の平面図を示す。図７は、排気システム内に粒子分離器を有する自動車を示す図である。

図１は、金属層３が、第１の接合面１０を有する第１の部分８と第２の接合面１１を有する第２の部分９との間に配置された組み立て状態における粒子分離器１を示す。第１の部分８及び第２の部分９は、（マルチパート）ハウジング４を形成する。ハウジング４は、外側ハウジング１３に配置される。入口開口５及び出口開口６は、中心軸７を定義する。ここで、粒子分離器１は、所望の形状を有していてもよい。外側ハウジング１３は、領域１７の第１の接合面１０及び第２の接合面１１の領域において、金属層３の機械加工されたエッジ１４が外側ハウジング１３とちょうど接触するように空間１２により離間して配置される。ここで、例えば、接点２３に設けられる機械加工されたエッジ１４において、外側ハウジング１３と第１の部分８、第２の部分９及び／又は金属層３との密着接続が可能である。

図２は、入口開口５を通じて、斜めに配置された金属層３を見ることが可能な円形状の粒子分離器１を示す。ハウジング４における金属層３の斜め配置は、第１の部分８の第１の接合面１０及び第２の部分９の第２の接合面１１により予め定義される。ここで、金属層３は、第１の部分８の第１の外側周辺部１５及び第２の部分９の第２の外側周辺部１６を超えて突出しないように示される。

図３は、側面から視た粒子分離器１を示し、また、中心軸７は、ハウジング４の入口開口５及び出口開口６により予め定義される。この実施形態では、金属層３は、第１の部分８の第１の接合面１０と第２の部分９の第２の接合面１１とで湾曲した形態で置かれている。

図４は、組み立て又は配置工程前の第１の接合面１０を有する第１のハウジング部分８、第２の接合面１１を有する第２の部分９、及び機械加工されたエッジ１４を有する金属層３を示す。ここでは、金属層３は、初めは平坦であり、まず、所定の位置１８に配置され、次に、第１の接合面１０と第２の接合面１１との間に配置された結果、図３の例に見られるように所望の形状にされる

図５は、金属層３の多層バージョンを示し、第１の層３１及び第２の層３２は、互いに直接的に面接触して配置される（ここでは部分分解図として示される）。流れによって作用される第１の層３１は、それに続く第２の層３２の開口２８の幅２９よりも数倍小さい開口２８の幅２９を有する。したがって、第１の層（のみ）が粒子分離の機能を行い、それに対して第２の層３２は、（単に）第１の層３１に対する（後側の）サポート又は架台として機能する。ともあれ、金属層３（又はこの場合第１の層３１）は、幅２９が０．０５から０．２５ｍｍの範囲にある開口２８を有する。

図６は、平面図における粒子分離器１を示し、金属層３は、簡素化のために、視覚的に起伏に対応しない構造により示される。図６は、入口開口５又はハウジング４の断面３０の構成の多くの可能性の１つのみを示しています。同様に、入口開口及び出口開口６が互いに異なる及び／又はハウジング４の他の断面３０とは異なる形状を有することが可能である。

図７は、内燃エンジン２、粒子分離器１、ターボチャージャー２６及び付加的な排気ガス浄化ユニット２４を有する自動車１９を示す。排気システム２０は、排気ライン２１及び排気ガス再循環ライン２２で構成される。内燃エンジン２の排気量は、過給排気ガスと共に図の左手側に提供され、図の右手側には、排気ガスが流れ方向２７に再び流出する。排気ガス再循環ライン２２における粒子分離器１によって、ターボチャージャー２６のターボコンプレッサーは、排気システム２０の相対的に大きな粒子から保護される。前記粒子は、例えば、以前に排気ガスが流れた（部分的な）セラミック排気ガス浄化ユニット２４から生じてもよい。よって、粒子分離器１は、全ての（下流に配置される）後続の構成要素を、粒子分離器１の下流に位置する内燃エンジン２及び排気ライン２１の一部から保護する。このような構成要素は、特に、排気ガス再循環ライン２２におけるターボチャージャー２６及び／又は他の排気ガス浄化ユニット及び／又は冷却器２５（又は熱交換器）である。よって、内燃エンジン２及びその排気量も相対的に大きな粒子による損傷から保護される。図７は、粒子分離器１の任意の技術的に適切な配置を示しており、粒子分離器１の実際上の配置について何ら制限を構成するものではない。

よって、本発明は、従来技術と共に明らかにされた技術的課題を少なくとも部分的に解決する。

１粒子分離器
２内燃エンジン
３金属層
４ハウジング
５入口開口
６出口開口
７中心軸
８第１の部分
９第２の部分
１０第１の接合面
１１第２の接合面
１２空間
１３外側ハウジング
１４機械加工されたエッジ
１５第１の外側周辺部
１６第２の外側周辺部
１７領域
１８所定の位置
１９自動車
２０排気システム
２１排気ライン
２２排気ガス再循環ライン
２３接点
２４排気ガス浄化ユニット
２５冷却器
２６ターボチャージャー
２７流れ方向
２８開口
２９幅
３０断面
３１第１の層
３２第２の層

Claims

内燃エンジン（２）の排気ガスの処理のための粒子分離器（１）であって、排気ガスが流入可能な少なくとも１つの金属層（３）は、入口開口（５）、出口開口（６）及び中心軸（７）を有するハウジング（４）に配置され、前記ハウジング（４）は、第１の接合面（１０）を有する第１の部分（８）及び第２の接合面（１１）を有する第２の部分（９）を備え、前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）は、互いに対応しており、前記少なくとも１つの金属層（３）は、周辺部全体にわたって前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）を互いに分離する、粒子分離器（１）。
前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）は、平坦な面には位置しない、請求項１に記載の粒子分離器（１）。
前記少なくとも１つの金属層（３）は、外側ハウジング（１３）により前記第１の部分（８）及び前記第２の部分（９）によって互いに支えられる、請求項１又は２に記載の粒子分離器（１）。
外側ハウジング（１３）は、前記ハウジング（４）の、互いに配置される前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）に対応する領域（１７）における空間（１２）を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の粒子分離器（１）。
前記少なくとも１つの金属層（３）は、少なくとも部分的に前記ハウジング（４）の外側に配置される、機械加工されたエッジ（１４）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の粒子分離器（１）。
前記少なくとも１つの金属層（３）は、少なくとも部分的に外側ハウジング（１３）に接触する、請求項１から５のいずれか一項に記載の粒子分離器（１）。
外側ハウジング（１３）と、排気ガスが流入可能な金属層（３）と、第１の接合面（１０）及び第１の外側周辺部（１５）を有するハウジング（４）の第１の部分（８）と、第２の接合面（１１）及び第２の外側周辺部（１６）を有する前記ハウジング（４）の第２の部分（９）と、を備える粒子分離器（１）の製造方法であって、少なくとも
‐前記第１の部分（８）と前記第２の部分（９）との間に前記金属層（３）を配置するステップと、
‐前記第１の部分（８）及び前記第２の部分（９）を共に移動することにより前記金属層（３）をクランプするステップと、
‐前記第１の部分（８）の前記第１の外側周辺部（１５）及び前記第２の部分（９）の前記第２の外側周辺部（１６）にわたって前記外側ハウジング（１３）を押すステップと、
‐前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）の領域（１７）の外側で、前記外側ハウジング（１３）を前記第１の部分（８）及び前記第２の部分（９）に接合するステップと、を含む方法。
前記第１の部分（８）及び前記第２の部分（９）は、切断処理により１つのピースから生成される、請求項７に記載の方法。
排気ガスが流入可能な金属層（３）と、第１の接合面（１０）を有するハウジング（４）の第１の部分（８）と、第２の接合面（１１）を有する前記ハウジング（４）の第２の部分（９）と、を備える粒子分離器（１）の製造方法であって、少なくとも
‐前記ハウジング（４）を設けるステップと、
‐非直線的な連続した前記第１の接合面（１０）及び対応する前記第２の接合面（１１）が形成されるように前記ハウジングを前記第１の部分（８）及び前記第２の部分（９）に分割するステップと、
‐前記第１の接合面（１０）と前記第２の接合面（１１）との間に少なくとも１つの前記金属層（３）を配置するステップと、
‐前記金属層（３）が前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）の間に保持されるように前記第１の接合面（１０）及び前記第２の接合面（１１）を固定するステップと、を含む方法。
排気ガス再循環ライン（２２）と、少なくとも１つの排気ガスライン（２１）とを有する内燃エンジン（２）の排気ガスの処理のための排気ガスシステム（２０）を備える自動車（１９）であって、請求項１から９のいずれか一項に記載の前記粒子分離器（１）は、前記排気ガス再循環ライン（２２）に設けられる、自動車。