TWI586471B - Metallic body of the core plate welding structure - Google Patents

Description

金屬單體之蕊板焊接構造

本發明涉及金屬單體之蕊板的焊接技術，特別有關一種金屬單體之蕊板焊接構造。

為了符合日趨嚴格的廢氣排放標準，坊間業者都會在汽、機車引擎之廢氣排放通路中設置用以淨化廢氣的金屬單體，該金屬單體是由一金屬製的筒件內設置金屬蕊板所構成，該金屬蕊板表面披覆有觸媒，該觸媒通常含有Pd(鈀)、Pt(鉑)、Rh(銠)等貴金屬元素，其中Pd及Pt元素有利於將汽、機車引擎所排放之有害廢氣中所含的CO及HC氧化成無害的CO₂及H₂O，且Rh元素有利於將引有害廢氣中所含的NO_X(氮氧化物)還原成無害的N₂及O₂，據以使有害廢氣淨化為無害廢氣，進而減輕引擎廢氣對外界大氣的污染。

且知，該金屬蕊板通常是由一平板材及一波浪板材相互焊接結合並捲繞成渦捲狀，以植入於筒件內，再與筒件焊接固定成一體，以便於筒件內形成可導引廢氣之多數個通孔。

然而，當金屬單體在淨化廢氣的過程中，該金屬單體內的蕊板因高溫廢氣的影響而受熱膨脹，該蕊板膨脹時會朝其徑向及軸向的方向擴張，其中由於該蕊板是呈渦捲狀的容置於筒件內，因此能透過該筒件來拘束蕊板的徑向擴張；惟，當蕊板受熱而朝其軸向的方向擴張時，由於蕊板與筒件之間是採用焊接的方式加以固定，且該焊接方式通常是全焊接(也就是將蕊板與筒件之間有接觸到的區域全部進行焊 接)，使蕊板在熱漲冷縮時因缺少展縮空間，長期下來，很容易使蕊板金屬疲勞，進而發生破裂的現象，因此，如何提升蕊板的耐久使用壽命，便成為一項有待克服的技術課題。

有鑑於此，本發明之目的，旨在改善傳統金屬單體內之蕊板因採用全焊接，使蕊板在熱漲冷縮時因缺少展縮空間而容易發生金屬疲勞，進而減少蕊板之耐久使用壽命的問題，進而提供一種金屬單體之蕊板焊接構造，其技術手段包括：一筒件，其雙端分別形成相互連通的一第一開口及一第二開口；一蕊板，容置於該筒件內，該蕊板由第一開口延伸至第二開口，該蕊板係由一平板材及一波浪板材相互焊接結合並捲繞而呈渦捲狀；多數第一組焊區，形成於該筒件與蕊板之間；多數第二組焊區，形成於該平板材及波浪板材之間；其中，所述第一組焊區之一端延伸至第一開口或延伸至鄰近第一開口，所述第二組焊區之一端與第一開口之間具有一間距，該間距於筒件內形成一展縮空間，所述第一組焊區與第二組焊區在金屬單體的斷面呈U字形分佈。

在進一步實施中，所述第一組焊區由該波浪板材之波峰與該筒件的內壁相互接觸而形成。

在進一步實施中，所述第二組焊區由該波浪板材之波峰與該平板材的表面相互接觸而形成。

在進一步實施中，該間距為一第一間距，該展縮空間為一第一展縮空間，所述第一組焊區與第二組焊區之另一端分別和第二開口之間具有一第二間距，該第二間距於筒件內形成一第二展縮空間。其中該第二間距小於第一間距。

在進一步實施中，該間距為一第一間距，所述第一組焊區之一端與第一開口之間具有一第三間距，該第三間距等於零或小於第一間距。

根據上述技術手段，本發明所能產生的技術效果 在於：藉由蕊板在焊接時預留展縮空間，使蕊板不容易因金屬疲勞發生破裂現象，進而提升蕊板的耐久使用壽命，且組焊區呈U字形斷面分佈，能有效的提升蕊板在承受軸向作用力時的強度。

以上所述技術手段及其產生效能的具體實施細節，請參照下列實施例及圖式加以說明。

10‧‧‧筒件

11‧‧‧第一開口

12‧‧‧第二開口

20‧‧‧蕊板

201‧‧‧第一展縮空間

202‧‧‧第二展縮空間

21‧‧‧平板材

22‧‧‧波浪板材

221‧‧‧波峰

23‧‧‧氣流通道

31‧‧‧第一組焊區

32‧‧‧第二組焊區

40‧‧‧焊料

h1‧‧‧第一間距

h2‧‧‧第二間距

h3‧‧‧第三間距

圖1是本發明之一較佳實施例的立體分解圖；圖2是圖1組合後的前視圖；圖3是圖2的局部放大圖；圖4是波浪板材上第一組焊區與第二組焊區的示意圖；圖5是圖2的剖示圖。

首先，請合併參閱圖1及圖2，揭露本發明之一較佳實施例的態樣，說明本發明所提供金屬單體之蕊板焊接構造，包括一筒件10及一蕊板20；其中：該筒件10是配置在汽、機車引擎的廢氣排放通路中，該筒件10在實施上為耐高溫的金屬製成，該筒件10可依照使用需求而設計成圓形、圓錐形、橢圓形、矩形或多邊形等多種形狀。進一步的說，該筒件10雙端分別形成相互連通的一第一開口11及一第二開口12，該廢氣排放通路中的廢氣是經由第二開口12進入筒件10內，然後由第一開口11流出。

該蕊板20是由一平板材21及一波浪板材22所構成，該平板材21及波浪板材22在實施上是以焊接的方式結合為一體，並捲繞成渦捲狀後植入於筒件10內。進一步的說，該平板材21及波浪板材22在結合為一體後，上述二者之間形成有多數條導引廢氣流動的氣流通道23。

請合併參閱圖3及圖4，說明該筒件10與蕊板20之間形成有多數第一組焊區31，在具體實施上，所述第一組焊區31是沿筒件10的軸向而形成於筒件10與蕊板20之間。進一步的說，所述第一組焊區31是由蕊板20中的波浪板材22之波峰221與該筒件10的內壁相互接觸而形成，藉由在波浪板材22之波峰221上塗佈焊料40而與筒件10焊接為一體，使蕊板20固定於筒件10內而形成金屬單體。

請再次合併參閱圖3及圖4，說明該平板材21與波浪板材22之間形成有多數第二組焊區32，在具體實施上，所述第二組焊區32是沿筒件10的軸向而形成於平板材21與波浪板材22之間。進一步的說，該第二組焊區32是由波浪板材22之波峰221與該平板材21的表面相互接觸而形成，藉由在波浪板材22之波峰221上塗佈焊料40而與平板材21焊接為一體，進而形成所述蕊板20。

請合併參閱圖4及圖5，說明所述第二組焊區32之一端與第一開口11之間具有一第一間距h1，所述第一組焊區31之一端沿筒件10的軸向朝第一開口11延伸，在實施上所述第一組焊區31之一端可延伸至鄰近第一開口11，也就是所述第一組焊區31之一端與第一開口11之間具有一第三間距h3，或者所述第一組焊區31之一端延伸至第一開口11，也就是該第三間距h3為零。進一步的說，該第三間距h3在實施上是等於零或小於第一間距h1，使所述第一組焊區31與第二組焊區32在金屬單體的斷面是呈現出U字形分佈，除了能維持蕊板20在筒件10內定位時的牢固性之外，該U字形的構造，還能有效的提升蕊板20在承受軸向的作用力時的強度。此外，由第一間距h1於筒件10內所形成的第一展縮空間201，能提供蕊板20作為熱漲冷縮時的預留空間。

請再次合併參閱圖4及圖5，說明第一組焊區31與第二組焊區32的另一端與第二開口12之間具有第二間距 h2，該第二間距h2在實施上是小於第一間距h1，該第二間距h2於筒件10內形成第二展縮空間202，該第二展縮空間202能提供蕊板20作為熱漲冷縮時的預留空間。在具體實施上，該蕊板20的展縮空間可由第一展縮空間201構成，也可由第一展縮空間201與第二展縮空間202構成，上述兩種實施方式都能提供蕊板20作為熱漲冷縮時的預留空間。

以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

10‧‧‧筒件

11‧‧‧第一開口

12‧‧‧第二開口

20‧‧‧蕊板

21‧‧‧平板材

22‧‧‧波浪板材

23‧‧‧氣流通道

Claims (6)

1. 一種金屬單體之蕊板焊接構造，包括：一筒件，其雙端分別形成相互連通的一第一開口及一第二開口；一蕊板，容置於該筒件內，該蕊板由該第一開口延伸至該第二開口，該蕊板係由一平板材及一波浪板材相互焊接結合並捲繞而呈渦捲狀；多數第一組焊區，形成於該筒件與蕊板之間；多數第二組焊區，形成於該平板材及波浪板材之間；其中，所述第一組焊區之一端延伸至該第一開口或延伸至鄰近該第一開口，所述第二組焊區之一端與該第一開口之間具有一間距，該間距於該筒件內形成一展縮空間，所述第一組焊區與第二組焊區在金屬單體的斷面呈U字形分佈。
2. 如申請專利範圍第1項所述金屬單體之蕊板焊接構造，其中所述第一組焊區由該波浪板材之波峰與該筒件的內壁相互接觸而形成。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述金屬單體之蕊板焊接構造，其中所述第二組焊區由該波浪板材之波峰與該平板材的表面相互接觸而形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述金屬單體之蕊板焊接構造，其中該間距為一第一間距，該展縮空間為一第一展縮空間，所述第一組焊區與第二組焊區之另一端分別和該第二開口之間具有一第二間距，該第二間距於該筒件內形成一第二展縮空間。
5. 如申請專利範圍第4項所述金屬單體之蕊板焊接構造，其中該第二間距小於該第一間距。
6. 如申請專利範圍第1項所述金屬單體之蕊板焊接構造，其 中該間距為一第一間距，所述第一組焊區之一端與該第一開口之間具有一第三間距，該第三間距等於零或小於該第一間距。