SE536756C2 - Arrangemang för montering av avgasrenande enhet - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till ett arrangemang för att montera en avgasrenande enhet i en avgaspassage varvid arrangemanget innefattar en kilformad enhet somär anpassad att monteras mellan den avgasrenande enheten och en väggyta somavgränsar avgaspassagen för att hàlla den avgasrenande enheten i ett fixerattillstànd i avgaspassagen. Den avgasrenande enheten hàlls sedan pà plats i detfixerade tillståndet genom friktion mellan åtminstone nâgra av ytorna pà denavgasrenande enheten, avgaspassagen och den kilformade enheten. (Figur 1)

Description

536 756 I US-2009/0235623-A1 beskrivs en anordning för att rena avgaser från en termisk motor. Anordningen innefattar ett katalytiskt rengörande element och två ringformade fogar som definierar ett axiellt avstånd mot en ansatsaxel. Ett partikelfilter innefattar ett substrat samt en annan ringforrnad fog som definierar ett axiellt avstånd mot en annan ansatsaxel. För att kunna rengöra den övre delen av partikelfiltret så är två delar kopplade via en löstagbar stoppring.

Konstruktionen är alltså förhållandesvis komplicerad och är inte avsedd för att kunna byta ut substraten.

Substraten som används i filtren och katalysatorerna får vid tillverkning olika toleranser på grund av verktygsförslitning, variationer i processparametrar etc.

Substraten har alltså varierande yttermått, och vid montering av substraten måste hänsyn tas till detta.

Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla ett förbättrat arrangemang för att möjliggöra montering och demontering av ett avgasrenande element i en avgaspassage.

Sammanfattning av uppfinningen Det ovan beskrivna syftet uppnås genom ett arrangemang för att montera en avgasrenande enhet i en avgaspassage enligt det första oberoende kravet.

Arrangemanget innefattar en kilformad enhet som är anpassad att monteras mellan den avgasrenande enheten och en väggyta som avgränsar avgaspassagen för att hålla den avgasrenande enheten i ett fixerat tillstånd i avgaspassagen. Den avgasrenande enheten hålls då på plats i avgaspassagen i både radiell och axiell led. Den kilformade enheten möjliggör enkel montering och demontering av den avgasrenande enheten som är oberoende av monteringen av andra filter i avgassystemet. Avgasrenande enheter tillverkas med olika toleranser, och den kilformade enheten möjliggör en montering av den avgasrenande enheten som är oberoende av toleransen inom ett visst intervall. 536 756 Avgaspassagen kan exempelvis vara en passage i en avgasljuddämpare. Då den avgasrenande enheten är utbytbart monterad behöver man inte byta ut hela avgasljuddämparen då den avgasrenande enheten behöver bytas.

Föredragna utföringsformer beskrivs i de beroende kraven och i den detaljerade beskrivningen.

Kort beskrivninq av de bifoqade fiqurerna Nedan kommer uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurerna, av vilka: Fig. 1 visar ett lastfordon med ett avgassystem.

Fig. 2 visar ett arrangemang och ytterligare delar för montering av en avgasrenande enhet i en avgaspassage enligt en utföringsfonn av uppfinningen.

Fig. 3 visar en sidovy av en avgasrenande enhet monterad i en avgaspassage med ett arrangemang enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 4A visar ett exempel på en kilformad enhet.

Fig. 4B visar ett exempel på ett arrangemang enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 5 visar en sidovy av en frilagd kilformad enhet enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 6 visar en sidovy av en detalj av ett avgasefterbehandlingssystem enligt en utföringsform av uppfinningen.

Detalierad beskrivninq av föredragna utförinqsformer av uppfinningen I Fig. 1 visas schematiskt ett lastfordon 1 med en förbränningsmotor 2, i detta fall en dieselmotor. Avgaser från förbränningsmotorn 2 leds bort från motorn 2 via ett avgassystem 3. Avgassystemet 3 innefattar en första avgasledning 5 och en därtill ansluten avgasljuddämpare 4 med ett avgasinlopp 8 och ett avgasutlopp 9, samt en från avgasljuddämparen 4 utgående andra avgasledning 6. Genom den första avgasledningen 5 leds avgaserna från ett avgasutlopp 7 på motorn 2 till avgasljuddämparens 4 avgasinlopp 8 och genom den andra avgasledningen 6 leds avgaserna från avgasljuddämparens 4 avgasutlopp 9 ut till atmosfären som 536 756 omger fordonet 1. I fordonets 1 avgassystem 3 kan ingå ytterligare en eller flera här icke visade ljuddämpare samt avgasefterbehandlingssystem som lämpligen men inte nödvändigtvis placeras uppströms avgasljuddämparen 4, eller som integreras i avgasljuddämparen 4. l Fig. 2 visas ett avgasefterbehandlingssystem 10 mer i detalj.

Avgasefterbehandlingssystemet 10 innefattar ett rör 11 som avgränsar en avgaspassage 12 med en inloppsöppning och en utloppsöppning för avgaserna.

Avgaserna förs till inloppsöppningen respektive från utloppsöppningen via så kallade vändkammare. En vändkammare är en sorts rör eller ledning som för avgaserna exempelvis från ett avgasinlopp 8 som visas i Fig. 1 till en inloppsöppning på avgaspassagen 12. En annan vändkammare för de renade avgaserna från utloppsöppningen till ett avgasutlopp 9 (Fig. 1) alternativt till en annan avgaspassage. Röret 11 är anpassat att mottaga en avgasrenande enhet 13. Den avgasrenande enheten 13 innefattar exempelvis en katalysator eller en partikelfilterenhet. Katalysatorn kan vara exempelvis en oxidationskatalysator eller en SCR-katalysator. Oxidationskatalysatorn oxiderar kvävemonoxid NO till kvävedioxid N02. Partikelfilterenheten innefattar vanligtvis ett substrat som är utformat att ta bort partiklar, eller sot, från fordonets avgaser. Både katalysatorer och partikelfilterenheter sätts med tiden igen och behöver då bytas. Substratet är känsligt, och skyddas av ett hölje 29 som kan vara tillverkat av värmebeständigt stål. Avgasefterbehandlingssystemet 10 kan exempelvis vara en avgasljuddämpare 4. En avgasljuddämpare 4 i ett avgassystem 3 innehåller ett tomt utrymme som kan utnyttjas för att mottaga en eller flera avgasrenande enheter 13. Den avgasrenande enheten 13 är enligt en utföringsform försedd med ett eller flera grepporgan 26 vid en ände på den avgasrenande enheten 13 och fästa på lämpligt avstånd från varandra runt den avgasrenande enhetens 13 periferi. Grepporganen 26 är avsedda att greppas med ett verktyg då den avgasrenande enheten 13 ska monteras och demonteras i röret 11. Enligt en utföringsform monteras ett flertal olika avgasrenande enheter 13 i avgaspassagen 12 med arrangemang 14 som beskrivs häri. 536 756 Ett arrangemang 14 innefattande en kilformad enhet 15 används för att montera den avgasrenande enheten 13 i röret 11. Enligt en utföringsform placeras den avgasrenande enheten 13 i avgaspassagen 12 mot ett stopp 16, och den kilformade enheten 15 pressas sedan ner mellan den avgasrenande enheten 13 och en väggyta 17 som avgränsar avgaspassagen 12. Stoppet 16 kan utgöras av en inåt centrum av avgaspassagen 12 utskjutande del eller delar av väggytan 17. l Fig. 2 visas stoppet 16 som en inåt centrum av avgaspassagen 12 ringformad utskjutande del av väggytan 17. Tillräcklig kraft för att hålla den avgasrenande enheten 13 på plats erhålls genom korrekt dimensionering av den kilformade enheten 15, korrekt dimensionering av röret 11, samt lämplig inpressningskraft av den kilformade enheten 15. En monteringslucka 18 samt eventuell packning, klämma samt utanpåliggande skyddsplåt (visas ej) placeras sedan utanpå den avgasrenande enheten 13 för att förhindra läckage av avgaser ut ur avgasefterbehandlingssystemet 10. Det finns dock plats för exempelvis vändkammare mellan den avgasrenande enheten 13 och monteringsluckan 18 etc för att leda avgaser till önskat ställe. Avgasefterbehandlingssystemet 10 som illustreras innefattar alltså en avgaspassage 12 med åtminstone en avgasrenande enhet 13 som är monterad i avgaspassagen 12 med ett arrangemang 14 som beskrivs häri. Enligt en utföringsform har väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12 en åtminstone delvis konad utformning anpassad till utformningen av den kilformade enheten 15. På så sätt kan den kilformade enheten 15 stanna i ett läge mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17 och fixera den avgasrenande enheten 13 där väggytan 17 har smalnat av tillräckligt mycket. l Fig. 3 visas ett tvärsnitt av ett arrangemang 14 för att montera en avgasrenande enhet 13 i en avgaspassage 12. Arrangemanget 14 innefattar en kilformad enhet som är anpassad att monteras mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12 för att hålla den avgasrenande enheten 13 i ett fixerat tillstånd i avgaspassagen 12. l Fig. 3 visas ett exempel på en kilforrnad enhet 15 inpressad mellan den avgasrenande enheten 13 och ett rör 11, varvid den avgasrenande enheten 13 hålls i ett fixerat tillstånd i röret 11. Den 536 756 kilformade enheten 15 är utformad att ha en första yta 19 som är anpassad att åtminstone delvis vara i kontakt med en yttre väggyta 20 på den avgasrenande enheten 13 i det fixerade tillståndet. Den kilformade enheten 15 har vidare en andra yta 21 som är anpassad att åtminstone delvis vara i kontakt med väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12 i det fixerade tillståndet. Den avgasrenande enheten 13 hålls på plats i det fixerade tillståndet genom friktion mellan åtminstone nägra av nämnda ytor 17, 19, 20, 21. l Fig. 6 visas även stoppet 16 som utskjutande delar av väggytan 17.

I Fig.3 kan ses att den kilformade enheten 15 har ett huvudsakligen triangulärt tvärsnitt i vilken den första 19 och den andra 21 ytan bildar en spetsig vinkel d.

Enligt en utföringsform har den kilformade enheten 15 utformningen av en rätvinklig triangel, i vilken hypotenusan utgörs av den andra ytan 21. Den andra ytan 21 utgör alltså den yta som ligger an mot väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12 i det fixerade tillståndet. Den kilformade enheten 15 kan vara utformad som en stympad triangel, vilket illustreras i Fig. 3. Den kilformade enheten 15 har enligt en utföringsform en vinkel a som är anpassad till en vinkel ß på väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12. En tredje sida 22 i triangeln motstående den spetsiga vinkeln u har enligt en utföringsform en storlek på mellan 0.1-2 cm.

Arrangemanget 14 innefattar enligt en utföringsform även en ringformad packning 28 som är anpassad att sträcka sig kring den avgasrenande enheten 13 för att sluta tätt mot väggytan 17 när den avgasrenande enheten 13 är monterad i avgaspassagen 12. På så sätt kan man täta mot avgaser även om den kilformade enheten 15 exempelvis är uppdelad på moduler 23 (Fig. 4A-4B) och inte sluter tätt överallt mot väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12. Packningen 28 kan vara placerad på en kalibrerad yta i den avgasrenande enheten 13 för att säkerställa ett förutbestämt avstånd mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17 så att packningen 28 ska sluta tätt mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17. 536 756 Den avgasrenande enheten 13 är företrädesvis löstagbart monterad i det fixerade tillståndet. Genom att påverka den kilformade enheten 15 och/eller den avgasrenande enheten 13 med en kraft, kan den avgasrenande enheten 13 demonteras ur sitt fixerade tillstånd.

Den kilformade enheten 15 kan vara utformad på ett flertal olika sätt. I Fig. 2 visas en utföringsform i vilken den kilformade enheten 15 är utformad som ett konformat rör 11. Den kilformade enheten 15 i Fig. 2 har även den ett huvudsakligen triangulärt tvärsnitt. Den kilformade enheten 15 är här en sammansatt enhet som när den är monterad även vara anpassad att fungera som en tätning för fluid mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12. På så sätt kan man säkerställa att inga avgaser läcker förbi mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17. Den kilformade enheten har enligt en utföringsform en homogen form. Enheten 15 har då exempelvis huvudsakligen lika stor utsträckning i radiell led kring hela sin omkrets. På så sätt kan en centrerad fixerad montering av den avgasrenande enheten 13 i avgaspassagen försäkras.

Enligt utföringsformerna som visas i Fig. 4A och 4B, kan den kilformade enheten vara uppdelad på ett flertal kilformade moduler 23. De kilformade modulerna 23 är företrädesvis av ett udda antal, exempelvis 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 eller 17, och jämnt utplacerade kring omkretsen på den avgasrenande enheten 13 som visas schematiskti Fig. 4A som en streckad linje. De kilformade modulerna 23 är enligt en utföringsform av samma storlek. På så sätt kan man säkerställa en centrerat fixerad montering av den avgasrenande enheten 13. De kilforrnade modulerna 23 i Fig. 4A och Fig. 4B har även de huvudsakligen triangulära tvärsnitt. Enligt utföringsformen som visas i Fig. 4B innefattar arrangemanget 14 ett ringformat element 24 som är anpassat till omkretsen på den yttre väggytan 20 på den avgasrenande enheten 13. På det ringformade elementet 24 kan då de kilforrnade modulerna 23 fästas, för att få en förutbestämd utplacering av modulerna 23. 536 756 Den kilformade enheten 15 kan vara tillverkat av ett åtminstone delvis kompressibelt material. Den kilformade enheten 15 kan exempelvis vara uppbyggd av en stödstruktur i form av ett nät av ståltråd som är fyllt med grafit.

Det kompressibla materialet kan istället bestå av ett icke-metalliskt material eller plastmaterial som tål höga temperaturer, alternativt ett keramiskt material.

Därmed kan man säkerställa att man får en säker tätning av utrymmet mellan den avgasrenande enheten 13 och väggytan 17. Det kompressibla materialet kan även ge ökad friktion mellan ytorna 17, 19, 20, 21 vilket är fördelaktigt då den avgasrenande enheten 13 då hålls bättre på plats med en ökad hållkraft. Enligt en annan utföringsform som illustreras i Flg. 5 innefattar åtminstone en av den kilformade enhetens första 19 och andra 21 sidor en åtminstone delvis tandad yta , vilket ger en ökad hållkraft. Både den första 19 och den andra 21 sidan kan alltså innefatta vardera en delvis tandad yta 25. De beskrivna utföringsformerna kan även kombineras, så att den kilformade enheten 15 är tillverkad av ett kompressibelt material med en eller flera åtminstone delvis tandade första 19 och andra 21 sidor. På så sätt kan ytterligare hållkraft säkerställas. Den kilformade enheten 15 är enligt en utformning tillverkad i ett icke-metalliskt material, exempelvis grafit eller värmebeständig plast, eller ett annat keramiskt material.

Materialet ska tåla temperaturer upp till ca 600°. Även metalliska material är dock tänkbart.

Uppfinningen hänför sig även till ett avgasefterbehandlingssystem 10 innefattande en avgaspassage 12 med åtminstone en avgasrenande enhet 13 som är monterad i avgaspassagen 12 med ett arrangemang 14 enligt någon av utföringsformerna som beskrivits häri. Enligt en utföringsform har väggytan 17 som avgränsar avgaspassagen 12 en vinkel ß som är anpassad till en vinkel d på den kilformade enheten 15. Avgaspassagens 12 avgränsande väggyta 17 kan alltså utgöras av insidan på ett konat rör 11 som har sin största diameter vid öppningen av avgaspassagen för att sedan smalna av till en mindre diameter längre in i avgaspassagen 12. Den kilformade enheten 15 förs sedan in i utrymmet mellan det konade röret 11 och den avgasrenande enheten 13 med sin minsta yta först, och varefter den kilformade enheten 15 förs in i utrymmet så 536 756 minskar utrymmet på grund av den kilformade enhetens 15 ökande storlek samt det konade rörets 11 minskande diameter. Efter tillräcklig inpressning av den kilforrnade enheten 15 sitter den avgasrenande enheten 13 fixerad i avgaspassagen 12. Enligt en annan utföringsform som visas i Fig. 6 innefattar väggytan 17 en inbuktning 27 inåt centrum av avgaspassagen 12 som är anpassad att matcha den kilformade enheten 15 vid inpressning. Då den kilformade enheten 15 förs in i utrymmet trycks den avgasrenande enheten 13 fast mot den kilformade enheten 15 då den i sin tur trycks mot inbuktningen 27. inbuktningen 27 kan vara en cirkulär inbuktning kring hela väggytans 17 omkrets, eller vara ett flertal enstaka inbuktningar 27 som matchar ett flertal kilformade moduler 23.

Den föreliggande uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna. Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas.

Därför begränsar inte de ovan nämnda utföringsformerna uppfinningens omfattning, som definieras av de bifogade kraven.

Claims (11)

10 15 20 25 30 536 756 Patentkrav

1. Arrangemang (14) för att montera en avgasrenande enhet (13) i en avgaspassage (12) vilket arrangemang (14) innefattar en kilformad enhet (15) som är anpassad att monteras mellan den avgasrenande enheten (13) och en väggyta (17) som avgränsar avgaspassagen (12) för att hålla den avgasrenande enheten (13) i ett fixerat tillstånd i avgaspassagen (12), den kilformade enheten (15) är vidare utformad att ha en första yta (19) som är anpassad att åtminstone delvis vara i kontakt med en yttre väggyta (20) på den avgasrenande enheten (13) i nämnda fixerade tillstånd, samt en andra yta (21) som är anpassad att åtminstone delvis vara i kontakt med väggytan (17) som avgränsar avgaspassagen (12) i nämnda fixerade tillstånd, varvid den avgasrenande enheten (13) hålls på plats i det fixerade tillståndet genom friktion mellan åtminstone några av nämnda ytor (17, 19, 20, 21) kännetecknat av att den avgasrenande enheten (13) är löstagbart monterad i det fixerade tillståndet, att den kilformade enheten (15) är anpassad att utgöra en tätning för fluid mellan den avgasrenande enheten (13) och väggytan (17) som avgränsar avgaspassagen (12) och att åtminstone en av den kilformade enhetens första (19) och andra (21) sidor innefattar en åtminstone delvis tandad yta.

2. Arrangemang enligt krav 1, varvid den kilformade enheten (15) är utformad som ett konformat rör (11).

3. Arrangemang enligt krav 1, varvid den kilformade enheten (15) är uppdelad på ett flertal kilformade moduler (23).

4. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda kilformade enhet (15) är tillverkat av ett åtminstone delvis kompressibelt material.

5. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda kilforrnade enhet (15) har ett huvudsakligen triangulärt tvärsnitt i vilken den första (19) och den andra (21) ytan bildar en spetsig vinkel d. 10 10 15 20 25 536 756

6. Arrangemang enligt krav 5, varvid nämnda kilformade enhet (15) har utformningen av en rätvinklig triangel, i vilken hypotenusan utgörs av den andra ytan (21).

7. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda kilforrnade enhet (15) har en vinkel a som är anpassad till en vinkel ß på väggytan (17) som avgränsar avgaspassagen (12).

8. Arrangemang enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda avgasrenande enhet (13) är en katalysator ( 13).

9. Arrangemang enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda avgasrenande enhet (13) är monterad i en avgaspassage (12) i en avgasljuddämpare (4).

10. Avgasefterbehandlingssystem innefattande en avgaspassage (12) med åtminstone en avgasrenande enhet (13) som är monterad i avgaspassagen (12) med ett arrangemang (14) enligt något av kraven 1 till 9.

11. AvgasefterbehandIingssystem enligt krav 10, varvid väggytan (17) som avgränsar avgaspassagen (12) har en vinkel ß som är anpassad till en vinkel a på den kilformade enheten (15). 11