帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構及其製造方法與流程

2023-09-16 15:19:50 1

本發明涉及一種帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構，涉及一種具有該類型加熱裝置排放管道結構的移動式燃料操作加熱裝置，以及涉及一種用於製造加熱裝置排放管道結構的方法。

背景技術：

在以燃料操作的移動式加熱裝置中，該類型的移動式加熱裝置特別用於交通工具中的駐車加熱器或輔助加熱器，通常採用的是製成燃燒器結構，其中燃料在燃燒室中與所供應的燃燒空氣一起轉化同時伴隨釋放熱量。在此，儘管也可能的是部分或完全的催化轉化，但原則上轉化大體上包含明火燃燒。在燃燒期間形成的熱排放氣體經常經過換熱器以便儘可能地將釋放的熱量傳遞至待加熱的媒介，並且然後經由排放管線排出。

在本文中，採用術語「移動式加熱裝置」來意指被設計用在移動式應用中並相應適合的加熱裝置。尤其是，這意指該加熱裝置是可運輸的(可選地以固定方式安裝在交通工具中或僅僅容置在交通工具中用於運輸)並且並非是排他地設計用於永久靜態的使用，例如當加熱建築物時為這種情況。所述移動式加熱裝置也可以固定方式安裝在交通工具(陸上交通工具、船隻等)中，特別是安裝在陸上交通工具中。尤其地，所述移動式加熱裝置可設計成用於加熱交通工具的內部，如加熱陸上交通工具、船舶或飛機的內部，以及可在船隻、特別例如是遊艇上發現的部分開放空間的內部。對於移動式加熱裝置而言還可以暫時地用於靜態應用，例如在大型帳篷、容器(例如燃燒容器)等中。尤其地，所述移動式加熱裝置可設計為用於陸上交通工具(例如用於大篷車、活動房屋、公交車、小汽車等)的駐車加熱器或輔助加熱器。

為了避免由於排放氣體流出該類型移動式加熱裝置的非期望噪聲汙染，一種已知的實踐是在移動式加熱裝置的排放管線中設置消聲器。在已知移動式加熱裝置的情況下，消聲器通常連接至柔性排放管道長度段(特別是在改進的情況下)，例如藉助於夾具連接；或者在特別是用作初始設備類型的剛性排放管道結構的情況下，捲曲後的抗彎排放管道長度段被焊接至消聲器的入口端和出口端。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種改進的加熱裝置排放管道結構以及提供一種改進的移動式燃料操作的加熱裝置。

所述目的通過權利要求1中所述帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構實現。有利的改進在從屬權利要求中給出。

所述帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構具有抗彎/不易彎(flexurallystiff)的排放管道，所述排放管道由穿孔的金屬片材通過圓形捲曲和縱向焊接製造並且具有未穿孔的彎曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段、與所述第一管道部段和第二管道部段一體形成的在所述第一管道部段和第二管道部段之間的穿孔消聲器部段、以及消聲器殼體，所述消聲器殼體外部地覆蓋所述穿孔消聲器部段並設置成使得所述第一管道部段和第二管道部段各自至少主要在消聲器殼體以外地延伸。

由於所述消聲器被集成到加熱裝置排放管道結構中，所述消聲器因此直接地形成為排放管道的一部分並且其不必分開地連接至排放管道長度段，這引起了顯著減少了的組裝工作。由於具有消聲器部段的排放管道由穿孔的金屬片材通過圓形捲曲和縱向焊接製造，進一步可能的是尤其低成本的生產。尤其地，用於消聲器部段的穿孔可在圓形捲曲和縱向焊接以給出管狀形狀之前例如通過衝壓於金屬片材中以低成本形成。通過排放管道的一體形成，所述排放管道具有未穿孔的彎曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段以及消聲器部段，包括了消聲器以及該消聲器上遊和下遊排放管道部段的整個單元、即加熱裝置排放管道結構可以非常低的成本生產。未穿孔的第二管道部段也可優選地具有彎曲的設計。而且以該方式，相比於消聲器與同其連接的排放管道長度段的分開形成實現了顯著更加緊湊的設計，並且能夠減少引起的公差。藉助於帶有集成式消聲器的排放管道的抗彎設計，同時提供了尤其易於裝配的自支撐構造。由於至少第一管道部段是彎曲的，所以即使在難以安裝的條件下，也進一步可以不需要附加肘式元件地固定至移動式燃料操作的加熱裝置。特別是當未穿孔的第二管道部段也彎曲時，這適用於甚至更廣的範疇。

根據一改進，穿孔消聲器部段佔排放管道總長度的至多40％地延伸。優選地，穿孔消聲器部段佔排放管道總長度的至多35％地延伸。在該情況下，未穿孔的、彎曲的管道部段具有如下長度，即使在難以安裝的條件下，該長度也允許不需要附加中間零件的可靠安裝。在此，排放管道的長度或排放管道各個部段的長度意指於管道中心測量的流動路徑的長度。

根據一改進，彎曲的第一管道部段和第二管道部段的至少其中之一具有如下長度，該長度為穿孔消聲器部段長度的至少80％。在該情況下，第一管道部段和/或第二管道部段具有如下長度，該長度允許加熱裝置排放管道結構在移動式燃料操作加熱裝置上的可靠安裝而不需要附加的中間零件。彎曲的第一管道部段和第二管道部段優選各自具有如下長度，該長度為穿孔消聲器部段長度的至少50％。

根據一改進，至少彎曲的第一管道部段具有大於90°、優選大於120°的彎曲度。在此，彎曲度意指沿排放管道延伸方向測量的彎曲度。給定這種大彎曲度的彎曲管道部段，即使非常小的可用安裝空間也可以安裝所述加熱裝置排放管道結構。第二管道部段也可優選具有這樣的彎曲度。

消聲器殼體優選焊接至排放管道的外側。尤其地，可以通過點焊而以簡單且低成本的方式將消聲器殼體連接至消聲器部段或連接至第一未穿孔的管道部段的和/或第二未穿孔的管道部段的直接鄰接區域。

如果消聲器殼體具有相同設計的兩個半殼，則可能的是尤其低成本的生產，其中所述半殼能大量的生產且安裝非常簡單。

根據一改進，在消聲器殼體的內側與穿孔消聲器部段的外側之間設置吸收噪音的隔離材料以便實現對噪音儘可能良好的抑制。在此，所述隔離材料可優選包括礦物棉和/或玻璃棉，尤其是可由礦物棉和/或玻璃棉形成。

排放管道優選由溫度穩定的鋼片材製造。在該情況下，可以簡單的方式實現尤其低成本的生產。作為替代，例如由其它材料、諸如由鋁或尤其由鋁合金生產也是可以的。

所述目的還通過如權利要求11中所述的具有該類型加熱裝置排放管道結構的移動式燃料操作加熱裝置來實現。

所述目的還通過如權利要求12中所述的用於製造帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構的方法來實現。有利的改進在從屬權利要求中給出。

所述方法具有以下步驟：

-通過將區域性穿孔的金屬片材進行圓形捲曲和縱向焊接而形成抗彎管道，所述抗彎管道具有第一未穿孔的管道部段、第二未穿孔的管道部段以及設置在它們之間的穿孔消聲器部段；

-將至少第一未穿孔的管道部段非彈性的變形以形成抗彎的排放管道，所述排放管道具有未穿孔的彎曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段以及位於它們之間的穿孔消聲器部段，

-將消聲器殼體固定在穿孔消聲器部段的區域中，以使得未穿孔的彎曲的第一管道部段和未穿孔的第二管道部段至少主要在消聲器殼體以外地延伸。

藉助於所述方法，實現了以上所述的有關帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構的優點。由於集成到加熱裝置排放管道結構中的消聲器藉助於所述方法生產，因而消聲器直接形成為排放管道的一部分並且其不必單獨地連接至排放管道長度段，引起顯著減少了的組裝工作。由於具有所述消聲器部段的排放管道由穿孔的金屬片材通過圓形捲曲和縱向焊接而製造，因此生產是尤其低成本的。尤其地，用於消聲器部段的穿孔可在圓形捲曲和縱向焊接以給出管狀形狀之前例如通過衝壓於金屬片材中以低成本形成。通過排放管道的一體形成，所述排放管道具有未穿孔的彎曲的第一管道部段、未穿孔的第二管道部段以及消聲器部段，相比於消聲器與同其連接的排放管道長度段的分開形成實現了顯著更加緊湊的設計，並且能夠減少引起的公差。也可優選地實現將第二未穿孔的管道部段非彈性地變形以形成未穿孔的彎曲的第二管道部段。藉助於帶有集成式消聲器的排放管道的抗彎設計，同時提供了尤其易於裝配的自支撐構造。由於第一管道部段是彎曲的，所以即使在難以安裝的條件下，也進一步可以不需要附加肘式元件地固定至移動式燃料操作的加熱裝置。特別是當第二管道部段也彎曲時，這甚至更好地實現。

根據一改進，消聲器殼體被焊接至排放管道。在此，可尤其通過點焊而以簡單且低成本的方式完成焊接。尤其地，消聲器殼體可被焊接至消聲器部段或被焊接至第一管道部段的和/或第二管道部段的與所述消聲器部段直接鄰接的區域。

根據一改進，在消聲器殼體的內側與穿孔消聲器部段的外側之間引入吸音隔離材料。在該情況下，所述吸音隔離材料尤其應在焊接消聲器殼體之前被引入。

附圖說明

進一步的優點和改進將從以下參照所附附圖對示例性實施例的說明而變得明顯。

圖1為在根據本發明的方法中所使用類型的區域性穿孔的金屬片材的示意圖。

圖2為抗彎金屬管道的示意圖，該管道由圖1中穿孔的金屬片材通過圓形捲曲和縱向焊接而製造，並且具有第一未穿孔的管道部段、第二未穿孔的管道部段以及設置在它們之間的穿孔消聲器部段。

圖3為根據所述實施例的抗彎排放管道的示意圖。

圖4為帶有消聲器殼體的一個半殼的抗彎排放管道的示意圖。

圖5為其上固定有消聲器殼體的排放管道的示意圖。

圖6為穿過帶有根據所述實施例的集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構的示意剖面圖。

圖7為所述加熱裝置排放管道結構的示意性透視圖。

具體實施方式

以下參照圖1至圖7描述帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構100的實施例。

根據所述實施例的加熱裝置排放管道結構100具體被設計用於移動式燃料操作的加熱裝置，尤其用於通常例如在駐車加熱器或輔助加熱器中所使用類型的車輛加熱裝置。

帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構100具有如圖3中所示非柔性的排放管道1。排放管道1由金屬形成，在具體所示實施例中尤其是由鋼片材形成，所述鋼片材由溫度穩定的鋼種構成。排放管道1具有彎曲的第一管道部段2、彎曲的第二管道部段3和在所述彎曲的第一管道部段2與彎曲的第二管道部段3之間形成的消聲器部段4。在該情況下，消聲器部段4與彎曲的第一管道部段2和彎曲的第二管道部段3一體地由金屬片材形成。在消聲器部段4中，排放管道1的壁被穿孔，而彎曲的第一管道部段2和彎曲的第二管道部段3未被穿孔，即形成有連續的管道壁。在穿孔消聲器部段4中，排放管道1的壁設有多個孔，所述多個孔將消聲器部段4的內側與消聲器部段4的外側連接。

未穿孔的彎曲的第一管道部段2和未穿孔的彎曲的第二管道部段3各自佔一管道長度(按管道中心形成的流動路徑測量)地延伸，該管道長度為穿孔消聲器部段4長度的至少50％。在具體示出的圖示性實施例中，未穿孔的彎曲的第一管道部段3佔一長度地延伸，該長度近似等同於消聲器部段的長度，並且未穿孔的彎曲的第二管道部段3因此佔超過消聲器部段4長度的80％地延伸。未穿孔的彎曲的第一管道部段2和未穿孔的彎曲的第二管道部段一起形成了排放管道1的相比於穿孔消聲器部段4更大比例的長度。

在所示實施例中，未穿孔的彎曲的第二管道部段3例如設有約90°的彎曲度，且未穿孔的彎曲的第一管道部段2設有明顯更大的彎曲度，尤其是大於120°的彎曲度，或者在具體示出的圖示性實施例中甚至超過160°的彎曲度。與之相比，穿孔消聲器部段4在該實施例中至少大體上以直線方式延伸，因此具有非彎曲的設計。

具有所述未穿孔的彎曲的第一管道部段2、穿孔消聲器部段4以及未穿孔的彎曲的第二管道部段3的排放管道1被實施為抗彎的，並因此該排放管道是自支撐的，即如果該排放管道例如僅在一個點或少量點處固定則不會變形。通過對例如在圖1中示意性所示類型的平坦金屬片材10進行圓形捲曲和縱向焊接而形成排放管道1，所述金屬片材具有未穿孔的第一部段11、未穿孔的第二部段12以及位於所述第一部段和第二部段之間的穿孔部段13。尤其地，穿孔部段13中的孔可在金屬片材10中通過衝壓生成，其允許特別低成本的製造。通過圓形捲曲和縱向焊接生成的抗彎管道在圖2中示意性地示出。如圖2示意性所示，所述抗彎管道20具有焊縫25，所述焊縫沿管道20的縱向方向延伸並在圖2中以虛線示出。應注意的是，圖1和圖2僅為示意圖，並且金屬片材10的未穿孔部段11和12的長度以及穿孔部段13的長度由於示意的原因而並非完全地對應於圖3至圖7中所示排放管道1的相應長度。如圖2中所能看到的，形成的抗彎管道20具有未穿孔的第一管道部段21、未穿孔的第二管道部段22以及位於它們之間的消聲器部段4。

通過將抗彎管道2非彈性地變形而形成圖3中示出的抗彎排放管道1。在此，通過使用傳統的彎管設備將未穿孔的管道部段21和22進行捲曲而形成所述未穿孔的彎曲的第一管道部段2和未穿孔的彎曲的第二管道部段3。為了製造抗彎的排放管道1，未穿孔的彎曲的第一管道部段2的自由端和/或未穿孔的彎曲的第二管道部段3的自由端也可尤其被切割至所需長度。

為了根據所述實施例形成加熱裝置排放管道結構100，抗彎的排放管道1設有消聲器殼體5。在所述實施例中，消聲器殼體5具有彼此相同設計的兩個半殼5a、5b，這允許尤其低成本的生產。在所述實施例中，消聲器殼體5也由金屬片材、尤其是由鋼片材形成。在該情況下，對於消聲器殼體5的半殼5a、5b而言尤其可以由金屬片材通過變形而形成。消聲器殼體5的半殼5a、5b在抗彎的排放管道1上設置，以使得消聲器殼體5覆蓋穿孔消聲器部段4。在該情況下，消聲器殼體5圍繞消聲器部段4的整個外周邊，並因此在穿孔消聲器部段4的外側與消聲器殼體5的內側之間形成間隙，特別在圖6的示意性剖面圖中能夠看到該間隙。在所述間隙中設置吸收噪音的隔離材料6，所述隔離材料在該實施例中尤其由礦物棉形成。可替代或附加地，尤其也可以使用玻璃棉作為隔離材料。然而，也可以使用其它溫度穩定和環境方面穩定的纖維材料。

消聲器殼體5通過焊接被連接至抗彎排放管道1的外側。消聲器殼體5尺寸設置成使得未穿孔的彎曲的第一管道部段2以及未穿孔的彎曲的第二管道部段3二者都主要在消聲器殼體5以外地延伸。未穿孔的彎曲的第一管道部段2和未穿孔的彎曲的第二管道部段3因而不僅形成用於排放管道部分長度段的、從消聲器殼體5突出的連接件，而且它們各自形成排放管道的部分長度段。消聲器殼體5被焊接至消聲器部段4或焊接至未穿孔的彎曲的第一管道部段2的和/或未穿孔的彎曲的第二管道部段3的與所述消聲器部段直接鄰接的區域。在此，對於消聲器殼體5與排放管道1之間的焊接點而言尤其可以通過點焊而以簡單且低成本的方式形成。

在所述實施例中，帶有集成式消聲器的加熱裝置排放管道結構100還具有如圖6和圖7中所能看到的用於固定該加熱裝置排放管道結構100的託架7。託架7同樣由金屬片材製成且通過焊接連接至消聲器殼體5。由於排放管道1的抗彎設計，加熱裝置排放管道結構可例如藉助於託架7而被專門地固定，並且加熱裝置排放管道結構100以自支撐的方式保持，尤其是防止未穿孔的彎曲的第一管道部段2或未穿孔的彎曲的第二管道部段3相對於由消聲器部段4和消聲器殼體5形成的集成式消聲器移動。因此，排放管道1與消聲器殼體5之間的焊接點未被較高的力作用，並且因此該接頭非常穩定且耐用。

由於消聲器部段4被設計為排放管道1的一部分，所以排放管道1可設計成與消聲器殼體5直接鄰接地彎曲，從而相比於消聲器與例如藉助於連接件而固定於其上的部分排放管道長度段的分開形成而言，允許更加顯著緊湊的構造。

在根據所述實施例的加熱裝置排放管道結構100的製造方法中，通過對在圖1中示意性所示的區域性穿孔的金屬片材10進行圓形捲曲和縱向焊接而形成如圖2中示意性所示的抗彎管道20，所述抗彎管道具有第一未穿孔的管道部段21、第二未穿孔的管道部段22以及設置在它們之間的穿孔消聲器部段4。

第一未穿孔的管道部段21和第二未穿孔的管道部段22然後非彈性地變形，這例如在傳統的彎管設備中進行。以該方式，如圖3中示意性所示，形成抗彎的排放管道1，其帶有未穿孔的彎曲的第一管道部段2、未穿孔的彎曲的第二管道部段3以及位於第一管道部段和第二管道部段之間的穿孔消聲器部段4。

然後於穿孔消聲器部段4的所在區域將消聲器殼體5固定在排放管道1上，以使得未穿孔的彎曲的第一管道部段2和未穿孔的彎曲的第二管道部段3至少主要在消聲器殼體5以外地延伸。在示意性實施例中，尤其通過焊接、尤其是通過點焊完成所述固定。在固定消聲器殼體5之前或是期間，將吸音的隔離材料6設置在消聲器殼體5的內側與穿孔消聲器部段4的外側之間。託架7可例如甚至在消聲器殼體5被固定之前連接至兩個半殼5a、5b其中之一，或是替代地，所述託架可僅在消聲器殼體5已固定在抗彎的排放管道1上之後被固定。託架7的固定也可優選地通過點焊來完成。