用于处理废气的系统的制作方法

专利名称:用于处理废气的系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于处理气体的系统，更具体地说，涉及用于有效并有效率地处理来自发动机的废气的系统。
背景技术：
用于处理来自发动机的废气的废气处理系统通常安装在发动机的下游，并可以包括柴油颗粒过滤器或某些其它废气处理元件，所述废气处理元件布置在废气的流动路线内。废气通常被強制穿过废气处理元件，以便例如通过减少由于发动机运行而进入大气中的颗粒物质或NOx的量来正面地影响废气。
废气处理系统可以设计成用于(i)对发动机废气产生最大的正面影响和(ii)对发动机性能产生最小的负面影响。例如，废气处理系统可以设计成具有扩散器元件和/或各种不同的复杂几何形状，以用于更好地横跨废气处理元件的表面分配废气流，同时对废气流阻产生最小的影响。
授予Cheng等人的美国专利US 6，712，869公开了 ー种废气后处理设备，该废气后处理设备具有流量扩散器，所述流量扩散器安放在发动机的下游和后处理元件的上游。’ 869专利的扩散器用于使集中的速度力流对着后处理元件散开，并整平横跨后处理元件的废气流轮廓。’ 869专利所公开的设计g在实现空间有效和流动有效的后处理构造。

发明内容
可能希望使用这样ー种改进的废气处理系统，该废气处理系统有效地影响废气，同时最小地影响发动机性能。此外，可能希望使用这样ー种改进的废气处理系统，该废气处理系统用成本有效和实际可制造的方式完成所需的性能特征。
本发明至少部分地针对各种不同的实施例，所述实施例可以对后处理效率实现合乎要求的影响，同时改善现有系统的ー个或多个方面。
按照ー个示例性实施例，用于处理来自发动机的废气的系统包括外壳、流体处理元件和导管(输送道，管道)。该外壳具有入口和出口，并在该入口和出口之间限定一流动路线。流体处理元件布置在外壳的流动路线中，并用以处理废气。导管与外壳的入口和出ロ中的至少ー个流体连接。导管包括具有第一轴线的第一口和具有第二轴线的第二 ロ，该第二轴线基本垂直于该第一轴线。第一ロ具有第一横截面，所述第一横截面具有内径。第ニ ロ具有整体细长的第二横截面，所述第二横截面具有内部宽度和内部长度。导管的第二横截面的内部长度小于导管的第一横截面的内径，该第二横截面的内部宽度大于第一横截面的内径。
按照另一不例性实施例，用于处理来自发动机的废气的系统包括外壳、流体处理元件和导管。该外壳具有入口和出口，并在所述入口和出口之间限定一流动路线。该外壳还限定ー纵向轴线。流体处理元件布置在外壳的流动路线中，并用以处理废气。导管与外、壳的入口和出口之一流体连接。第一导管具有第一口和第二 ロ，第一 ロ具有第一横截面，所述第一横截面由一内径限定，第二 ロ具有第二横截面，所述第二横截面由内部宽度和内部长度限定。第一横截面设置在第一平面中，第二横截面设置在第二平面中，该第二平面基本垂直于第一平面。第二横截面的内部宽度大于该第二横截面的内部长度。第一横截面投射到外壳的纵向轴线上的投影比第二横截面投射到纵向轴线上的投影更靠近入口和出口中的另ー个。


图I是根据一个示例性实施例的废气处理系统的透视图；
图2是图I的废气处理系统的侧视图；
图3是图I的废气处理系统的一部分的示意性顶视图，其中示出废气处理系统的 部分B相对于它在图I中的位置旋转，以便于废气处理系统的举例说明和讨论；
图4是图I的废气处理系统的顶视图；
图5是图I的废气处理系统的端视图；
图6是根据另ー不例性实施例的废气处理系统的侧视图。
尽管附图示出本发明的一些示例性实施例或特征，但各附图不一定按比例绘出，某些特征可以放大以便提供更好的举例说明或阐述。本文所陈述的例证举例说明示例性的实施例或特征，且不把这些例证看成是用任何方式限制发明范围。
具体实施方式
现在详细地參照在附图中示出具体实施例或特征。整体上，相同或相应的标号在附图中始終用来涉及相同或相应的零部件。应该理解，本文所用的术语“宽度”和“长度”不一定分别指最短的尺寸或最长的尺寸，而是与本文附图和说明结合使用，以便帮助描述和比较实施例的各种不同的相对尺寸。还应理解，本文所用的术语“直径”不一定意味着圆形横截面。
现在參见图1、2和3，其中示出废气处理系统10，该废气处理系统10设计用于处于来自发动机的废气。该系统整体上可以包括外壳12、流体处理元件16以及入口和出口导管20a、20c，所述流体处理元件16布置在外壳12内，所述入口和出口导管20a、20c用于将废气传送到外壳12及从外壳12传送出废气。
外壳12可以整体上限定ー纵向轴线Al，外壳12的长度整体上可以沿该纵向轴线Al延伸。在一个实施例中，夕卜壳12可以由一个或多个整体柱形的外壳构件28a、28b、28c形成，所述柱形外壳构件28a、28b、28c具有整体为管状的壁36a、36b、36c，所述壁36a、36b、36c可以配合以限定外壳12内的流动路线24，所述流动路线整体上沿着或整体平行于纵向轴线Al延伸。应该理解，废气可在外壳12内在特定部位以各种不同的方向流动，穿过外壳12整体产生的废气的流动路线24可以为整体上沿着或整体上平行于纵向轴线Al的方向，即，离开入ロ导管20a和朝向出ロ导管20c的方向。管状壁36a、36b、36c可以各自具有内径D1、D2、D3，所述内径D1、D2、D3整体上横向于流动路线24延伸。外壳构件28a、28b、28c可以彼此拆卸，以便可以接近(进入)外壳12的内部，例如用以检修系统10或流体处理元件16。[0018]如图3中最佳示出的，外壳12可具有第一开ロ 30a，该第一开ロ贯穿整体管状的壁36a以形成入口 32a，该外壳12还可具有第二开ロ 30c，该第二开ロ贯穿整体管状的壁36c以形成出口 32c。因此，废气可以经由入口 32a接收到外壳12中，并可经由出口 32c离开外壳12。在入口 32a和出口 32c之间，废气可以沿着整体纵向的流动路线24流动离开入口32a而流向出ロ 32c。因为流体处理元件可以布置在外壳12内和流动路线24中，所以随着废气通过外壳12可以强制废气穿过流体处理元件16。
形成入口 32a和出口 32c的第一和第二开ロ 30a、30c可以整体上是细长的。各开ロ 30a、30c可以具有长度LI、L2 (例如沿整体平行于纵向轴线Al的方向测得)并可以具有大于相应长度L1、L2的宽度Wl、W2(例如沿整体平行于外壳12的内径Dl的方向测得)。在一个实施例中，开ロ 30a可以具有大于或等于外壳12的管状壁36a的内径D l的40%的宽度W1。例如，宽度Wl可以大于或等于外壳12的管状壁36a的内径Dl的50%。在另ー实施例中，宽度Wl可以大于或等于外壳12的管状壁36a的内径Dl的60 %。在另ー实施例中，宽度Wl可以大于或等于外壳12的管状壁36a的内径Dl的70%。在一个实施例中，宽度Wl可以为约175mm,而外壳的管状壁36a的内径Dl可以为约245mm,从而宽度Wl约为外壳的管状壁36a的内径Dl的71%。在又一实施例中，宽度Wl可以大于或等于外壳12的管状壁36a的内径Dl的80%。
应该理解，在某些实施例中，开ロ 30a、30c可以具有相同或基本相同的构型。可供选择地，开ロ 30a、30c可以具有相似或显著不同的构型。例如，开ロ 30c可以具有与开ロ30a相同的宽度或者比开ロ 30a更宽或更窄，并可以具有与开ロ 30a相同的长度或者比开ロ30a更长或更短。
如上所述，流体处理元件16可以布置在外壳12的流动路线24中，并可以构造成处理来自发动机的废气。例如，流体处理元件16可以是过滤器元件，该过滤器元件配置成除去废气中的颗粒物质。元件16可以附加地或替代性地为催化基质，该催化基质用于催化NOx、碳氢化合物或其它废气成分。附加地或替代性地，元件16可以是用于处理来自发动机的废气的任何类型元件，例如通过除去、贮存、氧化或用别的方法与废气相互作用，以便完成或帮助完成所希望的对废气或其成分的影响。在另ー些实施例中，流体处理元件可以由两个或更多独立的(分开的)元件制成，所述元件配合在一起以处理废气。例如，流体处理元件可以包括过滤器元件(例如，柴油颗粒过滤器)和独立的催化元件或基质(例如，柴油氧化催化剂)。
现在參见图2，入口导管20a可以构造和布置成使废气与外壳12的入ロ 32a连通。入ロ导管20a可以例如通过围绕入ロ 32a的周边在入ロ导管20a和管状壁36a之间焊接连接来与入口 32a刚性地流体连接。在图2的实施例中，入口导管20a在开ロ 30a附近与管状壁36a连接，并构造成使得废气经由入ロ导管20a并进入入ロ 32a的流动路线40a沿大致平行于纵向轴线Al的方向进入入口导管20a，然后沿大致横向于纵向轴线AI的方向离开入ロ导管20a (并进入入ロ 32a)。
入口导管20a可以整体上限定两个基本垂直的轴线，即第一轴线A2a和第二轴线A2b (见图5)，并可以形成流动路线40a，该流动路线40a整体上沿该第一轴线A2a和第二轴线A2b布置。第一轴线A2a可以沿整体平行于纵向轴线Al的方向延伸，第二轴线A2b可以沿整体横向于纵向轴线Al的方向延伸。在这种构型中，经由入口导管20a传送到外壳12内的废气基本上与整体沿流动路线24流动的方向相反。
入口导管20a可以包括入口 44a的出口 48a，所述入口 44a整体上沿着入口导管20a的第一轴线A2a布置，废气流穿过该入口 44a进入入口导管20a，而出口 48a整体上沿着入口导管20a的第二轴线A2b布置，废气流穿过所述出口 48a离开入口导管20a。入口44a可以具有大致圆形的横截面46a，该横截面46a具有内径D4a (例如沿整体横穿外壳12的纵向轴线Al的方向测得)和废气可以穿过其流动的相关截面积。
出ロ 48a可以布置在外壳12的入口 32a附近，并可以在入口 32a附近具有整体细长的横截面50a。出ロ 48a的横截面50a可以具有内径或长 度L3a，该内径或长度例如沿整体平行于外壳12的纵向轴线Al的方向测得。如图2的实施例中所示，出ロ 48a的横截面50a的内部长度L3a可以比入口 44a的横截面46a的内径D4a小。
出口 48a的横截面50a可以具有一内部宽度W3a (图5)，该内部宽度W3a例如在整体垂直于内部长度L3a的方向上测得。横截面50a的内部宽度W3a可以大于横截面50a的内部长度L3a，因此横截面50a具有细长的构型。横截面50a的内部宽度W3a也可以大于入口 44a的横截面46a的内径D4a。在一个实施例中，横截面50a的内部宽度W3a可以等于或大于外壳12的管状壁36a的内径Dl的40%。例如，横截面50a的内部宽度W3a可以等于或大于外壳12的管状壁36a的内径Dl的50%。在另ー实施例中，横截面50a的内部宽度W3a可以等于或大于外壳12的管状壁36a的内径Dl的60%。在另ー实施例中，横截面50a的内部宽度W3a可以等于或大于外壳12的管状壁36a的内径Dl的70%。在一个实施例中，内部宽度W3a可以为约175mm，而外壳12的管状壁36a的内径Dl可以为约245mm，因此横截面50a的内部宽度W3a近似等于外壳12的管状壁36a的内径Dl的71 %。在还有另ー个实施例中，横截面50a的内部宽度W3a可以等于或大于外壳12的管状壁36a的内径Dl 的 80%。
按照ー个示例性实施例，入口 44a和出ロ 48a之间的过度可以是大致渐变的过度。例如，如图5中最佳看出的，入口导管20a的宽度从入口 44a(此处宽度等于D4a)到出ロ48a(此处宽度等于W3a)的增加可以基本上与距外壳12的距离成比例(例如，入口导管20a的宽度的变化率可以具有基本恒定的斜率)。因此，入口导管20a的部分越靠近外壳12，它就变得越宽。这产生大致笔直的锥形外观，如从外壳12的端部所看到的。同样，如在图2中最佳看出的，入ロ导管20a的流动路线长度尺寸从入ロ 44a处的长度L5a (该长度L5a等于D4a)逐渐地减少到在入口 44a和出口 48a之间的一点处的长度L4a，然后减少到在出口48a处的长度L3a。因此，随着废气流从入口 44a移动到出ロ 48a，流动路线长度尺寸逐渐地变得更小。例如，入口导管20a的流动路线长度尺寸的減少可以与入口导管20a内沿着流动路线的距离成正比(例如，流动路线长度尺寸的变化率可以具有基本恒定的斜率)。在另一些实施例中，宽度的増加和流动路线长度尺寸的減少可以不是比例或线性的。例如，宽度或流动路线长度尺寸的变化率(或斜率)可以沿着入口导管20a在不同的部位变化。
出ロ 48a的横截面50a的截面积可以大于入ロ 44a的横截面46a的截面积。截面积比AR可以通过将横截面50a的截面积除以横截面46a的截面积定义。在一个实施例中，截面积比AR可以等于或大于约I. I。在另ー实施例中，截面积比AR可以等于或大于约I. 5。在又一实施例中，截面积比AR在约I. 6-1. 8的范围内，例如为约1.7。控制截面积比AR有助于控制发动机上的反压以及废气流入外壳12的速度。截面积比AR还有助于控制流入外壳12和流向处理元件16的流量分配。
入ロ导管20a可以以一种方位连接到外壳12,在该方位中横截面46a沿着外壳12的纵向轴线Al的位置比第二横截面50a沿着纵向轴线Al (例如，如当入口导管20a的第一轴线A2a基本平行于外壳12的纵向轴线Al吋)的位置更靠近出口导管20c。例如，入口导管20a可以构造成使得在横截面46a投射到纵向轴线Al上的投影Pl和横截面50a投射到纵向轴线Al上的投影P2之间有ー距离XI。距离Xl的值可以根据可连接到入口导管20a上的任何部件的包装限制和设计而变动。在一个实施例中，距离Xl可小于77mm。在另ー实施例中，距离Xl可等于77mm 或IOOmm或者在77_100mm之间。在另ー实施例中，距离Xl可等于IOOmm或125mm或者在100_125mm之间。在又一实施例中，距离Xl可大于125mm。
在各种不同的实施例中，出口导管20c的尺寸、布置、特征和构型(例如，A2c、D4c、L3c、L4c、L5c、P3、P4、W3c、40c、44c、46c、48c 和 50c、X3 等)可以基本上与上述入口导管20a的那些相同。图1-5示出这样的实施例，在该实施例中出口导管20c与入口导管20a的方位相比旋转180°，并用基本上与入口导管20a布置并连接到入口 32a上的方式相同的方式附接到出口 32c上。当然，可供选择的实施例可以设计不同的尺寸、布置或构型。
现在參见图4，出口导管20c可以构造并布置成使废气与外壳12的出口 32c连通。出口导管20c可以例如通过围绕出ロ 32c的周边形成在出口导管20c和管状壁36c之间的焊接连接来与出ロ 32c刚性地流体连接。在图4的实施例中，出口导管20c在开ロ 30c附近与管状壁36c连接，并构造成使得废气的穿过外壳12的出口 32c并进入出口导管20c的流动路线40c沿整体横向于纵向轴线Al的方向进入出口导管20c，然后沿整体平行于纵向轴线Al的方向离开出口导管20c。
出口导管20c整体上可以限定两个基本垂直的轴线，即第一轴线A2c和第二轴线A2d，并可以形成一流动路线40c，该流动路线整体上沿着第二轴线A2d和第一轴线A2c布置。第一轴线A2c可以沿大致平行于纵向轴线Al的方向延伸，而第二轴线A2d可以沿大致横向于纵向轴线Al的方向延伸。在这种构型中，从外壳12传送并进入出口导管20c的废气基本上与整体上沿着第一轴线A2c流动的方向相反。
出口导管20c可以包括入口 48c和出口 44c，所述入口 48c整体上沿着出口导管20c的第二轴线A2d布置，废气流穿过所述入口 48c进入出口导管20c，而出口 44c整体上沿着出口导管20c的第一轴线A2c布置，废气流穿过所述出口 44c离开出口导管20c。出口44c可以具有整体上是圆形的横截面46c，该横截面46c具有内径D4c (例如，沿大致横向于外壳12的纵向轴线Al的方向测得)和相关截面积，废气可穿过该截面积流动。
入口 48c可以布置在外壳12的出口 32c附近，并可在出ロ 32c附近具有整体细长的横截面50c。入口 48c的横截面50c可以具有内径或长度L3c，该内径或长度L3c例如在整体平行于外壳12的纵向轴线Al的方向上测得。如图4的实施例中所示，入口 48c的横截面50c的内部长度L3c可以小于出口 44c的横截面46c的内径D4c。
入口 48c的横截面50c可以具有ー内部宽度W3c (图5)，该内部宽度W3c例如在整体上垂直于内部长度L3c的方向上测得。横截面50c的内部宽度W3c可以大于横截面50c的内部长度L3c，以使横截面50c具有细长的构型。横截面50c的内部宽度W3c也可以大于出口 44c的横截面46c的内径D4c。在一个实施例中，横截面50c的内部宽度W3c可以等于或大于外壳12的管状壁36c的内径D3的40%。例如，横截面50c的内部宽度W3c可以等于或大于外壳12的管状壁36c的内径D3的50%。在另一实施例中，横截面50c的内部宽度W3c可以等于或大于外壳12的管状壁36c的内径D3的60%。在另一实施例中，横截面50c的内部宽度W3c可以等于或大于外壳12的管状壁36c的内径D3的70%。在ー个实施例中，内部宽度W3c可为约175mm，而外壳12的管状壁36c的内径D3可以为约245mm，因此横截面50c的内部宽度W3c近似等于外壳12的管状壁36c的内径D3的71%。在又一实施例中，横截面50c的内部宽度W3c可以等于或大于外壳12的管状壁36c的内径D3的80%。
按照ー个示例性实施例，出ロ 44c和入ロ 48c之间的过度可以是大致渐进的过度。例如，如在图5中最佳看出的，出口导管20c的宽度从出口 44c (此处宽度等于D4c)到入口48c(此处宽度等于W3c)的增加可以基本与距外壳12的距离成比例(例如，出口导管20c的宽度的变化率可以具有基本恒定的斜率)。因此，出口导管20c的部分越靠近外壳12，该部分就可变得越宽。这产生整体上笔直的锥形外观，如从外壳12的端部所看到的。同样，如在图4中最佳看出的，出口导管20c的流动路线长度尺寸逐渐地从入口 48c处的长度L3c增加到出ロ 44c和入口 48c之间一点处的长度L4c，然后在出ロ 44c处增加到长度L5c (该长度L5c等于D4c)。因此，随着废气流从入口 48c移动到出ロ 44c，流动路线长度尺寸逐渐地变大。例如，出口导管20c的流动路线长度尺寸可以在出口导管20c内沿着流动路线的距离成比例(例如，流动路线长度尺寸的变化率可以具有基本恒定的斜率)。在另ー些实施例中，从出ロ 44c到入口 48c的宽度的增加以及从入口 48c到出ロ 44c的流动路线长度尺寸的增加可以不是成比例的或线性的。例如，宽度或流动路线长度尺寸的变化率(斜率)可以沿着出ロ导管20c在不同部位处变化。
入口 48c的横截面50c的截面积可以大于出ロ 44c的横截面46c的截面积。截面积比AR可以通过横截面50c的截面积除以横截面46c的截面积来定义。在一个实施例中，截面积比AR可以等于或大于约I. I。在另ー实施例中，截面积比AR可以等于或大于约I. 2。在另ー实施例中，截面积比AR可以等于或大于约1.5。在另外的实施例中，截面积比AR可以在约I. 6-1. 8的范围内，例如为约1.7。控制截面积比AR有助于控制发动机上的反压以及废气流出外壳12的速度。
出ロ导管20c可以以一个方位连接到外壳12上,在该方位中横截面46c沿着外壳12的纵向轴线Al的位置比第二横截面50c沿着纵向轴线Al (例如，如当出口导管20c的第ー轴线A2c基本平行于外壳12的纵向轴线Al吋)的位置更靠近入口导管20a。例如，出口导管20c可构造成使得在横截面46c投射到纵向轴线Al上的投影P3和横截面50c投影到纵向轴线Al上的投影P4之间存在距离X3。距离X3的值可以根据可连接到出口导管20c上的任何部件的包装限制和设计改变。在一个实施例中，距离X3可小于77mm。在另ー实施例中，距离X3可等于77mm或IOOmm或者在77_100mm之间。在另一实施例中，距离X3可等于IOOmm或125mm或者在100_125mm之间。在另外的实施例中，距离X3可大于125mm。
为有助于控制废气流穿过入ロ导管20a和/或出口导管20c，入口导管20a和出口导管20c之一或全部二者可以任选地包括一个或多个叶片，如图I和5中所示的叶片60c。在一个实施例中，叶片60c是基本上扁平的板，该板安放在出口导管20c内并接近出口 44c 附近，并以基本平行于横截面50c的方位布置。在另ー些实施例中，可以将ー个或多个叶片放置在出ロ导管20c和/或入ロ导管20a内的ー个或多个部位(例如，在入ロ导管20a的入口 44a和/或出口 48a附近，或者在出口导管20c的出口 44c和/或入口 48c的附近)。在另ー些实施例中，叶片可以采取各种各样不同的形状、尺寸和构型中的ー种或多种。
现在參见图5，入口和出口导管20a和20c可以根据具体应用的情况或需要而彼此相对地围绕外壳12的周边安放在不同的角位置处。例如，入口导管20a和出口导管20c可围绕外壳12安放成使得入口导管20a的第二轴线A2b和出口导管20c的第二轴线A2d彼此相对成角度Θ取向。按照不同的示例性和可供选择的实施例，角度Θ可以是在0°和360°之间(含)的任何角度。在一个实施例中，角度Θ可以在(并可以包括)0°和90°之间。在另ー实施例中，角度Θ可以在(并可以包括)90°和180°之间。在另ー实施例中，角度Θ可以在(并可以包括)180°和270°之间。在另外的实施例中，角度Θ可以在(并可以包括)270°和390。之间。
入口导管20a可具有与出口导管20c的内径量度D4c、L3c、W3c基本相同的内径量度D4a、L3a、W3a。因此，在一个实施例中，可以用同样的部件来形成入ロ导管20a和出口导管20c。这使得可降低通常与较大体积相关的成本。由于具有在装配期间改变这些部件 20a、20c的旋转布置的能力，所以可以用较少外壳12构型适应不同的连接要求或外壳位置要求，例如以便适应不同的OEM卡车或机械制造技术规格，例如所需的入ロ导管20a和出口导管20c之间的刺穿点(连接)距离，其用于将废气处理系统10连接到发动机排气系统上。
如图2和6中所示，可以在装配期间通过将入口导管20a和出口导管20c之一或二者在导管面向内的位置(入口导管20a和出口导管20c 二者处在图2中的位置)和导管面向外的位置(入口导管20a和出口导管20c 二者处在图6中的位置)之间旋转180°来选择性地改变废气处理系统10的构型。因此，废气处理系统10可以布置成下述ー种构型入口导管20a和出口导管20c 二者都面向内(图2)的构型，入口导管20a和出口导管20c二者都面向外(图6)的构型，入口导管20a面向内而出口导管20c面向外的构型，或者入ロ导管20a面向外而出ロ导管20c面向内的构型。
エ业适用性
在本文(例如，图2)所述的上述布置和实施例的至少其中某种的情况下，若利用下述入ロ导管20a，该入ロ导管20a具有比内径D4a (在一个实施例中，连接到来自发动机的排气管路上)短的内径L3a (在入口 32a处连接到外壳12上)，则外壳12的轴向长度(例如，如沿着纵向轴线Al测得的)可以减至最小，同时适应较大的排气管路(未示出)，例如具有与入口导管20a的内径D4a相同的连接直径的排气管路。若例如用如上面相对于图4所述的输出导管，则可以有助于类似的轴向长度的最小化。
此外，可以预料，在一个实施例中，通过使用具有较宽开ロ(例如，如通过图5中的尺寸W3a与图2中的尺寸D4a比较所指出的)的入ロ导管20a来将废气传送到外壳12的入ロ 32a，则废气到流体处理元件16上的分配可以更有效，因为与入口导管20a具有用于将废气传送到入口 32a中的较窄开ロ相比，废气可以形成较宽的流动路线，该流动路线从入ロ导管20a移动并进入外壳12。因此，从入口导管20a传送到外壳12中的废气可以更均匀地横过保持在外壳12内的废气处理元件16的表面分配，因为入口导管20a(和入口 32a)有助于更宽的流动路线进入外壳12。此外，用这种布置可以实现正废气流动速度效应。
另外，可以预料，在一个实施例中，与入口导管具有从第一横截面移动到第二横截面并进入外壳的入口的较恒定的或減少的截面积相比，通过将入口导管20a的截面积从在第一横截面46a处的第一截面积増加到在第二横截面48a处的更大的(例如更宽的)截面积，发动机排气管路(例如，发动机燃烧室的下游)上的反压将减小。此外，通过使用具有不同的第一和第二横截面48c、46c的出口导管20c，如上面例如相对于图4所述的出口导管20c,同样可以预料到这种反压效果。
从上面的说明可以理解，尽管为了举例说明起见本文已经说明了ー些具体的实施例，但在不脱离要求保护的发明特征的精神或范围的情况下，可以进行各种不同的修改或改变。本领域技术人员在考虑本文所公开的详细说明和图及布置的实际应用时可以显而易 见另ー些实施例。应当注意，本文的详细说明和所公开的实施例仅是示例性的，实际的发明范围和精神由下面的权利要求
及其等效方案限定。
权利要求
1.一种用于处理来自发动机的废气的系统，该系统包括 外壳，该外壳具有入口和出口，并在入口和出口之间限定流动路线； 流体处理元件，该流体处理元件布置在外壳的流动路线中，并构造成处理废气； 导管，该导管与外壳的入口和出ロ的至少其中之一流体连接，该导管包括第一口和第ニ ロ，该第一 ロ具有第一轴线，该第二 ロ具有第二轴线，该第二轴线基本垂直于该第一轴线，该第一 ロ具有第一横截面，该第一横截面具有内径，第二 ロ具有整体细长的第二横截面，该弟~■横截面具有内部览度和内部长度； 其中，导管的第二横截面的内部长度小于该导管的第一横截面的内径，该第二横截面的内部宽度大于第一横截面的内径。
2.如权利要求
I所述的系统，其特征在于，第一横截面整体为圆形。
3.如权利要求
I所述的系统，其特征在于，第一ロ的第一横截面具有第一截面积，第二ロ的第二横截面具有第二截面积，所述第二截面积大于第一截面积。
4.如权利要求
3所述的系统，其特征在于，通过使第二截面积除以第一截面积来定义截面积比，该截面积比等于或大于I. I。
5.如权利要求
4所述的系统，其特征在于，所述截面积比等于或大于I.2。
6.如权利要求
5所述的系统，其特征在于，所述截面积比等于或大于I.5。
7.如权利要求
6所述的系统，其特征在于，所述截面积比在I.6至I. 8的范围内。
8.如权利要求
I所述的系统，其特征在于，所述导管是与外壳的入口流体连接的入口导管，该系统还包括出口导管，该出口导管与外壳的出口流体连接，该出口导管包括第三ロ和第四ロ，该第三ロ具有第三轴线，该第四ロ具有第四轴线，该第四轴线基本垂直于该第三轴线，第三ロ具有第三横截面，所述第三横截面具有内径，第四ロ具有整体上细长的第四横截面，所述第四横截面具有内部宽度和内部长度。
9.如权利要求
8所述的系统，其特征在于，出口导管的第四横截面的内部长度小于出ロ导管的第三横截面的内径，所述第四横截面的内部宽度大于所述第三横截面的内径。
10.如权利要求
8所述的系统，其特征在于，入口导管的第一轴线和出口导管的第三轴线是平行的。
11.如权利要求
10所述的系统，其特征在于，外壳限定纵向轴线，所述第一轴线和第三轴线平行于该外壳的纵向轴线。
12.如权利要求
8所述的系统，其特征在于，入口导管和出口导管围绕外壳的周边彼此相对成角度地间隔开。
13.如权利要求
I所述的系统，其特征在干 流体处理元件布置于其中的流动路线至少部分地由外壳的管状壁限定，所述管状壁具有横向于该流动路线的内径；以及 导管的第二横截面的内部宽度等于或大于外壳的管状壁的内径的40%。
14.如权利要求
13所述的系统，其特征在于，导管的第二横截面的内部宽度等于或大于外壳的管状壁的内径的60%。
15.如权利要求
I所述的系统，其特征在干，所述导管是出ロ导管，该出口导管与外壳的出口流体连接。
16.一种用于处理来自发动机的废气的系统，包括外壳，该外壳具有入口和出口，并在所述入口和出口之间限定一流动路线，该外壳限定ー纵向轴线； 流体处理元件，该流体处理元件布置在外壳的流动路线中，并构造成处理废气；以及 导管，该导管与外壳的入口和出口中的ー个流体连接，该导管具有第一口和第二 ロ，所述第一口具有第一横截面，该第一横截面由内径限定，所述第二 ロ具有第二横截面，该第二横截面由内部宽度和内部长度限定，第一横截面设置在第一平面中，第二横截面设置在第ニ平面中，所述第二平面基本垂直于第一平面； 其中，第二横截面的内部宽度大于第二横截面的内部长度；以及 其中，第一横截面投射到外壳的纵向轴线上的投影比第二横截面投射到该纵向轴线上的投影更靠近入口和出口中的另ー个。
17.如权利要求
16所述的系统，其特征在于，导管的第二横截面的内部长度小于导管的第一横截面的内径，该第二横截面的内部宽度大于第一横截面的内径。
18.如权利要求
16所述的系统，其特征在于，流体处理元件是柴油颗粒过滤器。
19.如权利要求
16所述的系统，其特征在于，流体处理元件是经过催化的。
20.如权利要求
16所述的系统，其特征在于，第一ロ的第一横截面具有第一截面积，第ニ ロ的第二横截面具有第二截面积，通过第二截面积除以第一截面积来定义截面积比，该截面积比在I. I至I. 8的范围内。
专利摘要
本发明公开了一种用于处理来自发动机的废气的系统。该系统可以包括外壳、流体处理元件和导管。该外壳具有入口和出口，并在入口和出口之间限定一流动路线。该流体处理元件布置在流动路线中。该导管与入口和出口的至少其中之一流体连接，并包括具有第一轴线的第一口和具有第二轴线的第二口，该第二轴线基本垂直于第一轴线。第一口具有第一横截面，所述第一横截面具有内径。第二口具有第二横截面，所述第二横截面具有内部宽度和内部长度。第二横截面的内部长度小于第一横截面的内径，该第二横截面的内部宽度大于第一横截面的内径。
文档编号GKCN101960112 B发布类型授权 专利申请号CN 200980107949
公开日2012年9月26日 申请日期2009年3月5日
发明者L·霍夫曼, R·A·克兰德尔, R·M·杜费克, T·V·斯特利 申请人:卡特彼勒公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (3),