专利名称：包含催化转化器的排气消声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于手提式劳动工具(例如链锯或修剪器)的 内燃机的催化式消声器。该催化式消声器包括设计成直接连4妾至发 动机排气口的壳体。该壳体进一 步包括通过中间挡板彼此分开的前室,口后室。
背景技术：
已提出各种排气消声器。改良排气消声器时的难题之一是在较)氐的气体反压(counter pressure)下只于废气进4亍适当的4崔^匕处玉里。 在US 6,393,835中对皮露了一种解决方案，其涉及电动《连锯中的内燃 机上的 一种排气消声器。该排气消声器包括由两个外壳组装而成的 壳体。 一个外壳具有废气入口，而另一个外壳具有废气出口。在消 声器壳体的内部空间中设有内壁及催化转化件。该催化转化件安装 在废气入口与废气出口之间。为了确保在4交低的气体反压下对废气 进行适当的催化转化处理，建议将进入的废气流分成几部分并引导 这些分流中的至少一个分流与催化转化件相接触。这些分流乂人消声 器壳体排出之前汇到一起并彼此混合。然而，并非所有的废气都得 到了处理，且这样的构造是较大规模的。US 5,732,55中披露了 一种用于处理内燃机的废气的催化转化 器，该催化转化器比其他的催化转化器更廉价且更易于制造。该多 通道催化转化器/消声器使用单个催化支架床，而不会增大催化转化器/消声器的总尺寸。该催化支架床的外表面区域邻近催化转化器壳体的外壁设置，它们之间仅有垫子(mat)。在废气首次经过催化支 架床之前，或者在废气首次经过之后但在第二次经过之前或者甚至 在第二次经过之后，可在上游提供二次空气。再次，这样的构造也 是相对大型的。US 5，521，339中披露了 一种降低高废气排放输出水平的发明， 其描述了 一种接合至内燃^4非气口的消声器，该消声器包4舌壳体、 壳体内的第一中空本体、第一中空本体内的催化剂、以及壳体内的 第二中空本体。该第一中空本体具有限定出第一室的内表面以及邻 近排气口的允许废气进入第 一 室的入口 。当废气其沿远离发动才几的 方向流过第 一 室中的催化装置并经第 一 中空本体的出口流至第二 室时一皮进4亍》文热处理。该第二室由第二中空本体的内表面和第一中 空本体的外表面构成。在第一中空本体的外表面上方(第一中空本 体外表面上的催化涂层在这里发生热反应和/或进一步发生减4非)， 处理过的废气沿朝向发动4几的方向流过第二室。处理过的废气经第 二中空本体的出口流至第三室。该第三室由第二中空本体的外表面 和壳体的内表面构成。在于第三室中膨胀和混合之后，废气经壳体 的邻近发动机的出口从第三室排出。然而，催化装置下游的体积很 小，导致催化装置中的高温。催化装置的热稳定性通常是4交差的。EP 1 600 613披露了一种连接至发动机的消声器，该消声器包 括用于将废气接收到消声器中的入口 、位于消声器内的催化装置、 以及用于将消声器紧固于发动机的紧固管。紧固管盖覆盖紧固管并 包括用于排出废气的出口 。该出口包括用于引导排出的废气的定向 百叶窗。该紧固管盖可保持阻火器，这在排出的废气中保持最大火 花粒度。伴随这种消声器的一个问题是由于高温而导致的催化装置 的使用寿命。发明内容本发明的一个目的是4是供一种用于内燃;f几的改良的消声器，以 减轻上述的一些问题。该目的通过根据权利要求1的排气消声器来 实现。催化消声器的优选实施例呈现在从属权利要求中。根据本发明， 一种用于手提式劳动工具(例如链锯或〗奮剪器) 的内燃机的催化消声器包括设计成直接连接至发动机的排气口的 壳体。该壳体进一步包^"通过中间挡板4皮此分开的前室和后室。该 壳体进一步包括内部壳体，该内部壳体具有构成位于后室中的废气 入口的第一开口端。该内部壳体包括催化本体，工作时基本上所有 的废气都流过该催化本体，其中，内部壳体的第二开口端布置在所 述前室和后室中的一个内。消声器的废气出口布置在另一个室中， 人人而4吏处理过的气体在工作时经中间挡才反中的至少 一 个3L/人一 个室流到另 一 个室。消声器中的热交换提供了来自消声器的较低的輪 出温度。在流经催化装置之后，与壳体的外壁相接触使气体进一步 冷却。优选地，内部壳体的第二开口端布置在前室中，即，工作时流 过催化本体的废气继续进入所述壳体中的前室中。前室内表面的至 少第一部分构成壳体外壁的一部分，而第二部分是具有至少一个孔 的中间挡板。该中间挡板将前室与后室分开。后室内表面的至少一 部分构成壳体外壁的一部分。后室包括用于处理过的废气的出口， 并且优选;也，后室至少部分地包围废气入口，以偵J寻在工fM寸在催因此，改良了离开消声器的气体的冷却。在可替代的实施例中，内部壳体的第二开口端改为布置在后室 中，即，在工作时流过催化本体的废气继续流入所述壳体中的后室中。根据该实施例，后室将具有最高温度，,人而允i午气体在进入前室的途中被冷却并且还在离开前室之前进一步被冷却。因此，对于 用户来说，该实施例提供了这样一种消声器，该消声器的面向用户 的大部分外表面的温度低于其他实施例(在所述其它实施例中内部 壳体的第二开口端布置在前室中)。优选地，中间挡板中的至少一个孔邻近催化消声器的壳体设 置。这个孔(或多个孔)靠近壳体的内表面布置，且因此控制气体 靠近壳体的内表面流动，以使得热对流达到最大限度以便冷却气 体，即，更大程度地降低气体的温度。此外，催化消声器的壳体优选地包括两个相匹配的部分。内部 壳体优选地也包括两个相匹配的部分。优选;也，这两个部分中的至少一个具有用于装入催化本体的凹口 ( recess )。两个相匹配的部分 的相接触的边缘例如可以被叠合以组装消声器和/或内部壳体，即， 如果期望，不需要焊接或软焊。当然，也可以使用焊接和/或软焊或选地布置成当组装内部壳体时，催化本体^5U皮放置于两部分之一的 凹口中，而另一个部分与该第一部分相结合，以固定催化本体的位 置。在可替代实施例中，这两个相匹配的部分都具有用于^^f崔化本 体固定在内部壳体内的特定位置中的凹口 。这尤其适用于催4b本体 的橫截面是圆形的情况。在这种情况下，这两个相匹配的部分优选 地应具有相同尺寸的凹口 ，以有助于将催化本体安装在内部壳体中 或者从其中拆卸，即，以避免不得不将催化本体用力推入这两个部 分之一中。可替代地， 一个部分可以是略樣i较大的，即，装有多于 一半的催化本体，以Y更在与4荅锁状(snap like)配件组装的过程中 保持催化本体。在又一实施例中，内部壳体的两个相匹配的部分之间的4妄合部 布置成4吏其在工作时处于与废气入口及第一开口端垂直的大体竖 直面内，因此4吏得能够在所述平面内形成至少一个弯曲。如果期望，8甚至可以i殳计弯曲状的内部壳体。在可替4戈实施例中，如上所述的 催化消声器可设计成不具有用于形成两个室的中间壁。而是，内部壳体的多个弯曲可以4戈替中间壁的传热功能。为了便于生产根据本发明的排气消声器，将前室与后室分开的 中间挡柘J尤选为单独部4牛，在组装时该单独部件4皮装配到两个相匹 配的部分中之一的台肩上，如从图1中明显看出的。在一个优选实施例中，内部壳体包括位于催化本体上游的、用 于将气流分成两个部分的壁。这例如可以通过简单i也将一金属才反》文置于这两个相匹配的部分的分型线(parting line)中来实现。从耐 用性的角度来看这是有利的，因为颗粒可以附着在板上而不是可能 损坏发动机。并且，由于板会吸收一些热量，因而来自催化本体的 热辐射进一步减少。可替代地，上游的板垂直于这两个相匹配的部 分的分型线而布置。因此，该上游的板优选i也插入这两个相匹配的 部分的狭槽(slot)中。优选地，催化消声器进一步包括流向控制部件，乂人而迫4吏废气 在废气入口与催化装置之间改变方向。来自催化装置的热辐射通常 是非常强的，因此改变废气的流向是有利的，即，使得催化装置从 废气入口的可见度减小，以便不会损坏发动机的任何部件。例如， 方向的改变可通过管子的平行位移或者简单地通过弯曲来提供。结体至消声器入口的直4妄热辐射，因而保护发动机。在可替代实施例中，催化本体上游的入口具有用于允许未处理 的废气进入后室的至少一个孔。对于某些应用，需要保持催化装置 中的温度进一步降低，因此小部分废气会从旁绕过。优选地，内部壳体与中间挡板相接触。例如，当内部壳体的第 二开口端布置在前室中时，穿过内部壳体中间壁的通道优选;也与内 部壳体的用以容纳催化本体的部分重合，从而使中间挡板中的开口 面积最大化，从而允许适当的热传导。在可替代实施例中，在内部 壳体的第二开口端布置在后室中的情况下，内部壳体可以弯曲，以 使其与中间挡^反平行，且因此也^是供了更大的^妻触面积和充分的热 传导。
现将参照附图进一步描述本发明。图1是根据本发明的一个实施例的催化消声器的横截面。图2是根据图1中所示实施例的催化消声器的可替代横截面。图3是根据本发明的可替代实施例的催化消声器的横截面。图4是根据本发明的催化消声器的另一实施例的透视图，并且 部分壳体^皮切去，以示出流动型态。图5是根据图1和图2的实施例的可替代内部壳体的透视图。图6是根据图1和图2的实施例的另一可替代内部壳体的透视图。
具体实施方式
图1和图2中示出了根据本发明一个实施例的催化消声器101。 消声器101包括布置在内部壳体103中的催化本体102,该内部壳 体具有第一开口端104和第二开口端105。来自内燃才几(未示出)的废气106于内部壳体103的第一开口端104处进入消声器101。 内燃机的废气出口直接连接至内部壳体103的第一开口端104。在 该实施例中，入口通道，即，内部壳体的位于催化本体102上游的 部分弯曲两次，以使从催化本体102至第一开口端104的热辐射减 到最小，且因此保护发动机(未示出)免于高温。废气106在经过 催化本体102时^皮处理。处理后的气体107随后于内部壳体103的 第二开口端105处离开内部壳体103并进入前室108中，在该前室 中气体由于壳体109处的传热而#1冷却。处J里后的气体107^皮迫流 过中间挡板111中的靠近壳体109布置的孔110，以通过对流传热 使处理过的气体的冷却达到最大程度。当经过孔110时，处理后的 气体107进入后室112。在后室中，在进入消声器101的内部壳体 103的入口通道中的废气106与流入后室112中的处理后的气体107 之间部分地具有逆流热交换。因此，处理后的气体107进一步^皮冷 却，并且废气106在进入催化本体102之前一皮加热。因此，由于废 气106在进入催化本体102之前被加热而提高了催化作用的效率。 在该实施例中，布置有管子113，以支撑消声器101的壳体109。 消声器101的壳体109进一步被分成两个相匹配的部分114和115。 在该实施例中，消声器气体出口 116邻近前室108布置，并且处理 后的气体107经通道管117从后室112离开消声器101。优选地， 内部壳体103与中间挡板111之间的接触表面面积尽可能得大，以 允许热量从内部壳体103经中间挡板111传导至消声器101的壳体 109。图3示出了根据本发明的可替代实施例的催化消声器201。消 声器201包括催化本体202、具有第一开口端204和第二开口端205 的内部壳体203。废气206于第一开口端204处进入消声器201并 流过催化本体202。处理后的气体207经后室212中(与图1和图 2中的实施例相比，不是前室208中)的内部壳体203的第二开口 端205离开内部壳体203。处理后的气体207 ^皮迫流过中间挡斧反211中的孔210。孔210靠近消声器的壳体209布置，以通过处理后的 气体207的对流加强冷却。在该实施例中， -使用管子213来支撑消 声器201的壳体209。消声器201的壳体209进一步^皮分成两个相 匹配的部分214和215。在该实施例中，消声器气体出口216布置 在前室108中，并且处理后的气体107经前室208和出口 216离开 消声器101。与图1和图2中所示实施例相比，后室212将4呆持更 高的温度，即，消声器201最靠近发动机的部分将保持更高的温度。 这意味着前室208将是更冷的，且因此是更有利于用户的，这是因 为消声器201的这部分更可能与用户相接触。并且，内部壳体203 -波弯曲，A人而^吏内部壳体203与中间挡才反211之间的4妄触表面面积 达到最大。这对于热量从内部壳体203传递至中间挡板211来说是 有利的。内部壳体203的入口通道的弯曲形状使从催化本体202至 发动机(未示出)的热辐射减到最小。为了进一步增大内部壳体203 与中间挡板211之间的4矣触表面，优选地，用于连4fe构成内部壳体 的两个部分的接合部形成有凸缘，所述凸缘的形状和尺寸被制定为 使其与中间挡板的接触最优化。优选地，该凸缘装配到布置在中间挡斗反内的狭槽中，对照图3并设想该凸乡彖切入挡々反，以加强冷却并 增大一A4成稳定性。图4示出了根据本发明的可替代催化消声器301 ，其包括催化 本体、具有第一开口端304和第二开口端305的内部壳体303,允 许废气306于第一开口端304进入消声器301并流过内部壳体303 和催化本体。处理后的气体经内部壳体303的第二开口端305离开 内吾p壳体303进入前室308。由于孑L 310 (处J里后的气体307纟至i亥 孔流入后室312中)靠近壳体309地布置在中间挡板311中，因此 处理后的气体307被迫靠近消声器301的壳体309流动。并且在该 实施例中，管子313布置于消声器301中以支撑壳体309。壳体309 由两个相匹配的部分314和315组装而成。在进入后室312之后， 处理后的气体经出口 316离开消声器301。如图1和图2中所示的实施例，在内部壳体303的进入废气306与大体沿相反方向流过两 个室的处理后的气体307之间存在逆流热交换。内部壳体303也被 分型线317分成两个相匹配的部分。图5示出了内部壳体103的实施例的例子，或者确切地i兌，示 出了具有分流4反119的内部壳体103的一半，所述分流板设置在催 化本体(图5中未示出)的位置上游。这种分流板119的优点在于， 由于板119会吸收一些热量，因此来自催化本体的直接热辐射将减少。在图6中，示出了可替^实施例的分流才反119'。这种解决方案 是略微复杂的，这是因为需要将板弯曲，而非仅是如图5中所示的 实施例那样切割，且此后i殳置在内部壳体103中。例如可以通过在 内部壳体103中制造板119'布置于其中的某种槽口来执行设置在内 部壳体103中。为了便于制造，仅进行焊接或软焊可以是可替代的 方案。尽管从制造的角度来看，图6中的解决方案是更复杂的，但 具有优点。与图5中的解决方案相比，图6中所示的解决方案消除 了从催化本体至消声器/内部壳体103的入口的直接热辐射。在又一可^K戈实施例中，分别可组合有图5的分流寺反119和图 6的分流纟反119'， 乂人而将催化装置上游的入口分成四个部分(未示 出)。该实施例的优点在于分流才反119'可以通过例如某种槽口连接 至分流斧反119。如上所述，分流才反119相对易于固定，例如，作为 内部壳体的两个相匹配部分的4姿触4妄合部的 一部分。此外，图1-图4中所示的管子113、 213、 313的布置(其中， 内部壳体103、 203、 303的两侧都有管子(每侧上一根))允许关 于内部壳体103、 203、 303的可替^f&设计方案。例如，内部壳体的 形状可以包括更多的弯曲并甚至是弯曲状的。同样，如关于图3中的实施例所描述的，为了增大内部壳体与中间挡板之间的接触表面，优选地，用于连"t妄构成内部壳体的两个 部分的接合部具有凸缘，其形状和尺寸被制定得使其与中间挡板的 接触最优化。这也可适用于其他附图中所示的实施例。以上4皮露了用于实施本发明的1尤选实施例。然而，应该明白的 是，结合各种修改和变体的装置对于本领域才支术人员而言是显而易 见的。因为上述4皮露旨在使本领域4支术人员能够实施本发明，因此 不应被解释成本发明局限于上述披露，而应被解释成本发明包括这 些4奮改和改变，只要它们落在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种催化消声器(101、201、301)，所述催化消声器用于如链锯或修剪器的手提式劳动工具的内燃机，所述催化消声器包括设计成直接连接至一发动机排气口的壳体(109、209、309)，所述壳体(109、209、309)进一步包括通过中间挡板(111、211、311)彼此分开的前室(108、208、308)和后室(112、212、312)，其特征在于，所述壳体(109、209、309)进一步包括内部壳体(103、203、303)，所述内部壳体具有构成位于所述后室(112、212、312)中的废气入口的第一开口端(104、204、304)，所述内部壳体(103、203、303)包括催化本体(102、202)，工作时基本上所有的废气(106、206、306)都流过所述催化本体，其中，所述内部壳体(103、203、303)的第二开口端(105、205、305)布置在所述前室(108、208、308)和后室(112、212、312)中的一个内，并且所述消声器(101、201、301)的废气出口(116、216、316)布置在所述前室和后室中的另一个室中，以使处理过的气体在工作时流经所述中间挡板(111、211、311)中的至少一个孔(110、210、310)从一个室流到另一个室。
2. 根据权利要求1所述的催化消声器(101、 301)，其中，所述 内部壳体(103、 303 )的第二开口端(105、 305 )布置在所述 前室(108、 308 )中。
3. 根据权利要求1所述的催化消声器(201 ),其中，所述内部壳 体(203 )的第二开口端(205 )布置在所述后室(212)中。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的催化消声器(101、 201、 301)，其中，所述中间挡寺反(lll、 211、 311)中的至少一个 孔(IIO、 210、 310)邻近所述催化消声器(101、 201、 301) 的壳体(109、 209、 309)设置。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的催化消声器(101、 201、 301),其中，所述内部壳体(103、 203、 303 )包括两个相匹 酉己的^卩分。
6. 根据权利要求5所述的催化消声器(101、 201、 301)，其中， 所述两个相匹配的部分之间的接合部布置成4吏得其在工作时 处于与所述废气入口 ( 11 )及所述第一开口端(104、 204、 304) 垂直的大体竖直面内，从而能够在所述平面内形成至少一个弯曲。
7. 才艮据权利要求5和6中任一项所述的催化消声器(101、 201、 301)，其中，所述两个相匹配的部分中的至少一个具有用于安 装所述催化本体(102、 202)的凹口。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的催化消声器(101、 201、 301)，其中，所述内部壳体(103、 203、 303 )包4^f立于所述 催化本体上游的用于将气流分成至少两个部分的至少 一个分 流板(119、 119')。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的催化消声器(101、 201 )， 其中，所述催化本体(102、 202)上游的入口^皮弯曲。
10. 才艮据片又利要求1至9中任一项所述的催化消声器(101 )，其中， 所述催化本体(102)上游的入口具有两个弯曲，从而与所述入口的上游端相比丰交，所述废气(106)的气流在到达所述催 化本体(102)时基本平行地移动。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的催化消声器(101、 201、 301)，其中，所述催化本体(102、 202)上游的入口具有用于 允许未处理的废气(106、 206、 306 )进入所述后室(112、 212、 312)的至少一个孔。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的催化消声器(101、 201、 301)，其中，所述内部壳体(103、 203、 303 )与所述中间挡 板(111、 211、 311 )相接触。
全文摘要
一种用于如链锯或修剪器的手提式劳动工具的内燃机的催化消声器(101、201、301)，包括设计成直接连接至发动机排气口的壳体(109、209、309)。壳体(109、209、309)进一步包括通过中间挡板(111、211、311)彼此分开的前室(108、208、308)和后室(112、212、312)。壳体(101、201、301)进一步包括具有构成位于后室(112、212、312)中的废气入口的第一开口端(104、204、304)的内部壳体(103、203、303)。内部壳体(103、203、303)包括催化本体(102、202)，工作时基本上所有的废气(106、206、306)都流过催化本体。内部壳体(103、203、303)的第二开口端(105、205、305)布置于前室(108、208、308)和后室(112、212、312)的一个中，而消声器(101、201、301)的废气出口(116、216、316)布置于另一个室中，以使处理过的气体在工作时经中间挡板(111、211、311)中的至少一个孔(110、210、310)从一个室流到另一个室。
文档编号F01N1/08GK101568701SQ200680056771
公开日2009年10月28日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者弗雷德里克·埃德霍尔姆 申请人:胡斯华纳有限公司