SE0401230A1 - Anordning för avgasbehandling - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en anordning för avgasbehandling avsedd attanordnas i ett avgassystem hos en förbränningsmotor, vilken an-ordning (1) innefattar ett hölje (2) med en inloppsöppning (3) förmottagande av avgaser och en utloppsöppning för avgaserna.Anordningen (1) innefattar en röranslutning (8) med en till höijetsutloppsöppning ansluten eller anslutbar inloppsöppning och enutloppsöppning (10), vilken röranslutning (8) är fäst eller fästbarvid höljet (2) och inställbar i olika vridlägen relativt höljet (2) förreglering av riktningen hos röranslutningens utloppsöppning (10)relativt höljet (2). (Fig 1)

Description

JLSökande: SCANIA CV AB (publ) Anordninq för avqasbehandlinq / K UPPFIVVXNNINGENS OMRÅDE OCH TIDIGARE TEKNIK Föreliggande uppfinning avser en anordning för avgasbehandlingenligt ingressen till patentkravet 1.

Avgasbehandlingsanordningar avsedda att anordnas i ett avgas-system hos en förbränningsmotor är tidigare kända i ett flertalolika utformningar. En sådan avgasbehandlingsanordning inne-fattar i regel ett hölje med en inloppsöppning för mottagande avavgaser och en utloppsöppning för avgaserna samt en inuti höljetsig sträckande passage för ledande av avgaserna mellan in-loppsöppningen och utloppsöppningen. Vid sin passage mellanhöljets inloppsöppning och utloppsöppning bringas avgaserna ikontakt med inuti höljet anordnade medel för dämpning av detlågfrekventa ljud som orsakas av avgaserna och/eller medel förrening av avgaserna, såsom en eller flera katalysatorer för attåstadkomma katalytisk omvandling av miljöfarliga beståndsdelar iavgaserna till mindre miljöfarliga ämnen och/eller ett eller flerapartikelfilter för att befria avgaserna från partikelformiga be-ståndsdelar.

En avgasbehandlingsanordning enligt ingressen till patentkravet1 är tidigare känd genom exempelvis SE 520 350 C2. Denna av-gasbehandlingsanordning innefattar ett väsentligen cylinderfor-mat hölje med en inloppsöppning anordnad i höljets mantelytaoch en utloppsöppning anordnad i en gavelvägg hos höljet. Inutihöljet är medel för ljuddämpning anordnade liksom medel för re-ning av avgaserna. Denna avgasbehandlingsanordning är såle- des utformad att ästadkomma såväl ljuddämpning som avgasre-ning.

En avgasbehandlingsanordning enligt ingressen till patentkravet1 är även tidigare känd genom GB 2 212 771 A. Denna avgasbe-handlingsanordning innefattar ett cylinderformat hölje med en in-loppsöppning och en utloppsöppning anordnade i höljets man-telyta. lnuti höljet är medel för ljuddämpning anordnade. Dennaavgasbehandlingsanordning utgör således en ljuddämpare. Föratt möjliggöra en snabb montering av avgasbehandlingsanord-ningen vid en förbränningsmotor under undvikande av problemorsakade av felaktiga inriktningar mellan komponenter hos för-bränningsmotorn och det tillhörande avgassystemet är höljet fästi en hållare som medger en rotation av höljet relativt förbrän-ningsmotorn i samband med monteringen av höljet vid förbrän-ningsmotorn.

Vid montering av en avgasbehandlingsanordning av den aktuellatypen hos ett tyngre motorfordon, exempelvis i form av en lastbileller en dragbil, placeras normalt avgasbehandlingsanordningenmed längdaxeln hos höljet sträckande sig väsentligen parallelltmed eller väsentligen vinkelrätt mot motorfordonets längdaxel. Iberoende av motorfordonets anpassning till vänstertrafik ellerhögertrafik och olika lagkrav och marknadskrav släpps avgasernafrån motorfordonets förbränningsmotor ut i fria luften rakt ner un-der motorfordonet, till höger om motorfordonet, till vänster ommotorfordonet eller vertikalt rakt upp. Avgasledningen mellan av-gasbehandlingsanordnlngen och avgassystemets utlopp måsteföljaktligen dras på olika sätt i beroende av önskad placering ochriktning hos avgassystemets utlopp.

UPPFlNNlNGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en avgas-behandlingsanordning av inledningsvis angiven typ, vilken erbju-der ökad flexibilitet vid utformningen och monteringen av ett till-hörande avgassystem och förenklar avgassystemets anpassningtill önskad placering och riktning hos avgassystemets utlopp.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning uppnås nämnda syfte med hjälp aven anordning uppvisande de i patentkravet 1 angivna särdragen.Enligt uppfinningen innefattar anordningen en röranslutning meden till höljets utloppsöppning ansluten eller anslutbar inlopps-öppning och en utloppsöppning, vilken röranslutning är fäst ellerfästbar vid höljet och inställbar i olika vridlägen relativt höljet förreglering av riktningen hos röranslutningens utloppsöppning re-lativt höljet. Härigenom kan riktningen hos avgasbehandlingsan-ordningens utlopp varieras utan förändring av höljets placeringeller orientering, vilket gör det möjligt att på ett synnerligen en-kelt sätt ge avgasbehandlingsanordningens utlopp en riktningsom är gynnsam med avseende på den önskade placeringen ochriktningen hos avgassystemets utlopp. Tack vare den varierbarautloppsriktningen hos den uppfinningsenliga avgasbehand-lingsanordningen blir det i många fall möjligt att dra avgasled-ningen mellan avgasbehandlingsanordningen och avgassyste-mets utlopp på ett rätare och mindre utrymmeskrävande sätt jäm-fört med vad som vore möjligt vid användandet av en konven-tionellt utformad avgasbehandlingsanordning med fast utlopps-riktning. En rätare och kortare avgasledning leder till reduceradekostnaderna för tillverkning och montering därav samtidigt somrisken för skador hos avgasledningen minskar.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen uppvisar rör-anslutningen en kontaktyta som är avsedd att ingripa med enmotsvarande kontaktyta hos höljet eller hos en i höljet anordnadkomponent, varvid nämnda kontaktytor är så utformade att röran-slutningen är vridbar relativt höljet då kontaktytorna är i inbördesingrepp. Härigenom blir det möjligt att på ett enkelt sätt anordnaröranslutningen i önskat vridläge relativt höljet genom vridning avröranslutningen relativt höljet utan att röranslutningen behöveravlägsnas från höljet. 0000000 .nu0 ' ' ' ° ,° : no con Ytterligare föredragna utföringsformer av den uppfinningsenligaanordningen framgår av de osjälvständiga patentkraven och ef-terföljande beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas medhjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritningar.Det visas i: Fig1a Fig in Fig tc Fig 2 Fig 3 Fig 4 Fig 5 Fig 6 Fig 7 en perspektivvy av en anordning enligt en första utfö-ringsform av föreliggande uppfinning med en röranslut-ning anordnad i ett första vridläge, en perspektivvy av en del av anordningen enligt Fig 1amed röranslutningen anordnad i ett andra vridläge, en perspektivvy av en del av anordningen enligt Fig 1amed röranslutningen anordnad i ett tredje vridläge, en sprängvy av anordningen enligt Fig 1a med ett till-hörande utloppsrör, ett längdsnitt av anordningen enligt Fig 1a, en detaljförstoring illustrerande ett första alternativ förmontering av en röranslutning vid ett hölje hos en an-ordning enligt uppfinningen, ett snitt enligt A-A i Fig 3, en detaljförstoring illustrerande ett andra alternativ förmontering av en röranslutning vid ett hölje hos en an- ordning enligt uppfinningen, en perspektivvy av en del av en anordning enligt enandra utföringsform av uppfinningen, .nooaalfi.fl: ,,nua Fig 8 en perspektivvy illustrerande ett första alternativ förmontering av en anordning enligt uppfinningen vid ra-men hos ett motorfordon, och Fig 9 en perspektivvy illustrerande ett andra alternativ för montering av en anordning enligt uppfinningen vid ra-men hos ett motorfordon. “ DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS-FORMER Den uppfinningsenliga anordningen 1 är avsedd att anordnas i ettavgassystem hos en förbränningsmotor för att åstadkommadämpning av det lågfrekventa ljud som orsakas av avgasernaoch/eller för att åstadkomma rening av avgaserna. Anordningeninnefattar ett hölje 2 med en inloppsöppning 3 för mottagande avavgaser härrörande från förbränningsmotorn och en utloppsöpp-ning 4 för avgivande av avgaserna efter deras passage inuti höl-jet. inuti höljet 2 är en passage 5 anordnad för ledande av avga-serna mellan inloppsöppningen 3 och utloppsöppningen 4. l denmellan inloppsöppningen 3 och utloppsöppningen 4 sig sträckan-de passagen 5 är medel 6 anordnade för dämpning av ljud orsa-kat av avgaserna och/eller medel 7 för rening av avgaserna.Sistnåmnda medel 7 kan utgöras av en eller flera katalysatorerför att åstadkomma katalytisk omvandling av miljöfarliga be-ståndsdelar i avgaserna till mindre miljöfarliga ämnen och/ellerett eller flera partikelfilter för att befria avgaserna från partikel-formiga beståndsdelar. Höljet 2 bildar en sluten utvändig yta för-utom vid de ställen där inloppsöppningen 3 och utloppsöppning-en 4 år anordnade.

Enligt uppfinningen innefattar anordningen 1 en röranslutning 8som uppvisar en till höljets utloppsöppning 4 ansluten eller an-slutbar inloppsöppning 9 och en utloppsöppning 10. Röranslut-ningen 8 år fäst eller fästbar vid höljet 2 och inställbar i olika a o I o sa Q c o u IIa: I ' ° . ° ' a | a no vridlägen relativt höljet 2 för reglering av riktningen hos röran-slutningens utloppsöppning 10 relativt höljet 2.

Hos de i Fig 1-6 illustrerade utföringsformerna uppvisar röran-slutningen 8 en kontaktyta 11 som är avsedd att ingripa med enmotsvarande kontaktyta 12 hos höljet 2 (se Fig 6) eller hos en ihöljet anordnad komponent 13 (se Fig 4), varvid nämnda kon-taktytor 11, 12 är utformade att möjliggöra en vridning av röran-slutningen 8 relativt höljet 2 då kontaktytorna 11, 12 är i inbördesingrepp. Nämnda kontaktytor 11, 12 är företrädesvis rotations-symmetriska. Röranslutningen 8 kan vara steglöst vridbar relativthöljet 2 eller alternativt vridbar mellan olika förutbestämda in-ställningslägen relativt höljet. Enligt en alternativ utföringsformuppvisar röranslutningen 8 och höljet 2 inbördes ingreppspartier14 med polygonal tvärsnittsform, exempelvis kvadratisk tvär-snittsform såsom illustreras i Fig 7. Det inses att exempelvis enkvadratisk tvärsnittsform hos de aktuella ingreppspartierna 14erbjuder fyra olika vridlägen hos röranslutningen 8 relativt höljet2. Hos denna alternativa utföringsform krävs för en skiftning avröranslutningens vridläge relativt höljet att röranslutningen 8 av-lägsnas från höljet 2 och efter vridning relativt höljet àterförs tillingrepp med höljet.

Röranslutningen 8 spänns lämpligen fast relativt höljet 2 medhjälp av ett spännorgan 15. Spännorganet 15 utgörs företrädes-vis av en klämring, lämpligen med V-format eller U-format tvär-snitt, som är anordnad att ingripa med röranslutningen 8 utvän-digt om en kring röranslutningens inloppsöppning 9 sig sträck-ande fläns 16. Röranslutningens fläns 16 är anordnad att via sinutsida ingripa med klämringen 15 och att via sin insida ingripamed en motsvarande fläns 17', 17 hos höljet 2 (se Fig 6) ellerhos en i höljet 2 anordnad komponent 13 (se Fig 4). I detta fall ärsåledes ovan nämnda kontaktyta 11 hos röranslutningen anord-nad på insidan av röranslutningens fläns, medan den motsva-rande kontaktytan 12 hos höljet/komponenten är anordnad på ut-sidan av höljets/komponentens fläns 17', 17.

Hos den i Fig 1-5 illustrerade utföringsformen innefattar anord-ningen 1 en inuti höljet 2 lösgörbart monterad komponent 13riform av en avgasreningsenhet, vilken är införbar i höljet 2 viahöljets utloppsöppning 4. Spännorganet 15 är i detta fall lämpli-gen anordnat att fastspänna röranslutningen 8 relativt höljet 2genom att spänna fast en fläns 16 hos röranslutningen och enfläns 20 hos höljet vid en motsvarande fläns 17 hos avgasre-ningsenheten 13. Hos den i Fig 4 illustrerade utföringsformenuppvisar spännorganet 15 två motstående flänsar 21, 22, varavden ena flänsen 21 ingriper utvändigt om röranslutningens fläns16 och den andra flänsen 22 ingriper utvändigt om höljets fläns20 och spänner fast dessa flänsar 16, 20 mot den underliggandeflänsen 17 hos avgasreningsenheten. Härigenom blir det möjligtatt med hjälp av ett och samma spännorgan 15 spänna fast båderöranslutningen 8 och avgasreningsenheten 13 vid höljet 2. Av-gasreningsenheten 13 innefattar företrädesvis en katalysatormen skulle även kunna innefatta ett partikelfilter eller en kataly-sator i kombination med ett partikelfilter.

Hos de illustrerade utföringsformerna är höljet 2 väsentligen cy-linderformat och höljets utloppsöppning 4 är anordnad i den enagavelväggen 23a hos höljet, varvid röranslutningen 8 då den ärfäst vid höljet är anordnad att skjuta ut från denna gavelvägg.Röranslutningens inloppsöppning 9 uppvisar i detta fall en cent-rumaxel som väsentligen sammanfaller med eller är väsentligenparallell med höljets centrumaxel 24a. Röranslutningens utlopps-öppning 10 är anordnad att vara riktad bort från höljets centrum-axel 24a då röranslutningen är fäst vid höljet. Röranslutningensutloppsöppning 10 uppvisar således en centrumaxel 24b somsträcker sig i vinkel relativt höljets centrumaxel 24a då röranslut-ningen är fäst vid höljet. Centrumaxeln 24b hos röranslutningensutloppsöppning 10 sträcker sig följaktligen även i vinkel relativtcentrumaxeln hos röranslutningens inloppsöppning 9. Höljets in-loppsöppning 3 är med fördel anordnad i höljets mantelyta 25.Om så finnes lämpligt kan element 26 av värmeisolerande mate-rial vara anordnade på höljets utsida, såsom illustreras i Fig 3.

Hos den i Fig 3 illustrerade utföringsformen är ett cylinderformatrör 27 anordnat inuti höljet 2 på sådant sätt att rörets centrum-axel väsentligen sammanfaller med höljets centrumaxel 24a. Det-ta rör 27 sträcker sig från den med utloppsöppningen 4 förseddagavelväggen 23a fram till en modul 28 som innefattar en andragavelvägg 23b hos höljet 2. Modulen 28 är lämpligen lösgörbartfäst vid den resterande delen av höljet 2 med hjälp av ett spänn-organ 29 i form av en klämring. Inuti röret 27 är ovan nämnda av-gasreningsenhet 13 monterad. Passagen 5 mellan höljets in-loppsöppning och utloppsöppning innefattar en första delsträcka5a belägen mellan höljet 2 och röret 27, d v s utvändigt om röret27. Den första delsträckan 5a är via en andra delsträcka 5b be-lägen i modulen 28 ansluten till en tredje delsträcka 5c belägeninvändigt i röret 27. Höljets inloppsöppning 3 är ansluten till denförsta delsträckan 5a och höljets utloppsöppning 4 är ansluten tillden tredje delsträckan 5c så att de avgaser som mottages av an-ordningen i tur och ordning bringas att strömma genom den för-sta delsträckan 5a, den andra delsträckan 5b och den tredje del-sträckan 5c.

Den dominerande delen av det ljud som orsakas av avgasernafrån en förbränningsmotor utgörs av lågfrekvent ljud. En grund-princip för att dämpa lågfrekvent ljud hos avgaser är att lede av-gaserna i en lång ledning mellan två utrymmen. Den illustreradeanordningen 1 innefattar ljuddämpande medel 6 som är konstrue-rade enligt denna princip. Mellan ett första utrymme bildat avpassagens första delsträcka 5a och ett andra utrymme bildat avpassagens tredje delsträcka 5c leds avgaserna i en spiralformadflödesbana 30 ingående i passagens andra delsträcka 5b, såsomillustreras i Fig 3 och 5. Via denna spiralformade flödesbana ledsavgaserna radiellt inåt mot höljets centrumaxel 24a från den för-sta delsträckan 5a till den tredje delsträckan 5c. Genom att ledaavgaserna i nämnda spiralformade flödesbana 30 kan avgasernaledas en läng sträcka inom ett begränsat utrymme, vilket medföratt anordningen kan göras kompakt och ringa utrymmeskrävandesamtidigt som mycket goda ljuddämpningsegenskaper kan er-hållas. Om så finnes lämpligt kan ett partikelfilter, ej visat, vara 0I ho n I0 n anordnat i den första delsträckan 5a hos passagen 5, d v s i ut-rymmet mellan röret 27 och höljet 2.

Den uppfinningsenliga anordningen 1 är särskilt avsedd att mon-teras hos ett tyngre motorfordon, exempelvis i form av en lastbileller en dragbil, för att behandla avgaser från motorfordonetsförbränningsmotor. Anordningen 1 placeras normalt med längd-axeln hos höljet sträckande sig väsentligen parallellt med ellerväsentligen vinkelrätt mot motorfordonets längdaxel. I Fig 8 och9 illustreras en anordning 1 enligt föreliggande uppfinning monte-rad vid en balk 40 ingående i ramen hos ett motorfordon. Den il-lustrerade balken 40 är tänkt att sträcka sig i motorfordonetslängdriktning. l Fig 8 illustreras hur anordningen 1 via en hållare41 är upphängd vid den aktuella balken 40 med längdaxeln hoshöljet 2 sträckande sig väsentligen vinkelrätt mot balkens längd-riktning, d v s väsentligen vinkelrätt mot motorfordonets längd-axel. l Fig 9 illustreras hur anordningen 1 via en hållare 42 ärupphängd vid den aktuella balken 40 med längdaxeln hos höljet 2sträckande sig väsentligen parallellt med balkens längdriktning,d v s väsentligen parallellt med motorfordonets längdaxel. I Fig 8och 9 visas anordningen 1 med höljets inloppsöppning anslutentill ett rör 43 ingående i en avgasledning som leder avgaser frånmotorfordonets förbränningsmotor till anordningen och med ut-loppsöppningen hos röranslutningen 8 ansluten till ett rör 44 in-gående i en avgaslednlng som leder avgaser från anordningen 1till avgassystemets utlopp. En alternativ utformning av sistnämn-da rör 44 visas även i Fig 2. Genom vridning av röranslutningen8 relativt höljet 2 kan röranslutningens utloppsöppning 10 ges enönskad riktning och placering relativt fordonsramen under bibe-hållande av ett och samma monteringsläge hos höljet 2 relativtfordonsramen.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovanbeskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo-difikationer därav torde vara uppenbaraiför en fackman på områ-det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningensgrundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav. Exem- pelvis kan passagen 5 och de ljuddämpade medlen 6 ha andrautformningar än vad som här illustreras. Höljet 2 kan även i öv-rigt ha annan utformning såväl invändigt som utvändigt än vad som här illustreras.