廢氣淨化催化劑裝置製造方法

2023-07-08 22:45:36

廢氣淨化催化劑裝置製造方法
【專利摘要】一種廢氣淨化催化劑裝置，包括：催化劑載體；外管，用於儲存催化劑載體；以及保持件，介於催化劑載體和外管之間，與催化劑載體的外周面以及外管的內周面相接觸，其中，外管的內周面與催化劑載體的外周面之間的間隙朝向廢氣的流動方向變窄。
【專利說明】廢氣淨化催化劑裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種廢氣淨化催化劑裝置，用於淨化從例如汽車發動機排放的廢氣。

【背景技術】
[0002]作為常規的廢氣淨化催化劑裝置，已知在JP-A-S61-142316中披露的裝置。該廢氣淨化催化劑裝置的結構為:陶瓷製成的蜂窩狀催化劑構成催化劑載體，該催化劑載體存儲在金屬制殼體的外管內，並穿過作為保持件的密封墊，該保持件由耐熱纖維製成，並在其至少一個側表面上包括滑動層。
[0003]然而，所引用的常規廢氣淨化催化劑裝置具有下述問題。
[0004]S卩，在這種常規的廢氣淨化催化劑裝置中，儘管保持件介於催化劑載體與外管之間，保持件必須以高密度壓配合以進行保持。在這種情況下，必須注意防止保持件從外管突出以及防止催化劑載體開裂。這使得該裝置製造困難。
[0005]另外，為了避免因為廢氣流動而使催化劑載體位置移位或者從外管移出的問題，必須嚴格控制保持件的變化以確保保持催化劑載體的性能。


【發明內容】

[0006]本發明著眼子解決上述問題，因此本發明目的是提供一種廢氣淨化催化劑裝置，其能夠更簡單地製造，並且能滿足保持件用於保持催化劑載體的性能，且不用嚴格控制保持件的變化。
[0007]為了達到這個目的，本發明的廢氣淨化催化劑裝置包括:催化劑載體；外管，用於儲存催化劑載體；以及保持件，其介於催化劑載體和外管之間，與催化劑載體的外周面以及外管的內周面相接觸，其中，外管的內周面與催化劑載體的外周面之間的間隙朝向廢氣的流動方向變窄。
[0008]優選地，外管的內周面以及保持件的外周面可朝向外管的內部以及保持件的內部傾斜，並且保持件的內周面以及催化劑載體的外周面可平行於外管以及保持件的中心軸線延伸。
[0009]與常規裝置相比，本發明的廢氣淨化催化劑裝置能夠滿足保持件用於保持催化劑載體的性能，而不用嚴格控制保持件的變化。以及，可以進一步簡化廢氣淨化催化劑裝置的製造。
[0010]由於外管的內周面以及保持件的外周面朝外管以及保持件的內部傾斜，並且保持件的內周面和催化劑載體的外周面平行於外管以及保持件的中心軸線延伸，可以以低成本簡單地生產催化劑載體，因此，可以降低廢氣淨化催化劑裝置的製造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過下面給出的詳細描述和附圖可以更加全面地理解本發明，所給出的附圖僅用於說明，並不限制本發明，其中:
[0012]圖1是根據本發明實施例1的廢氣淨化催化劑裝置的側視圖，示出其外管和保持件的一部分；以及
[0013]圖2是實施例1的局部放大圖。

【具體實施方式】
[0014]現在，參照圖示實施例，具體描述用於實施本發明的方式。
[0015]實施例1中的廢氣淨化催化劑裝置布置在汽車發動機的下遊，從發動機排出的廢氣從中通過時，廢氣淨化催化劑裝置淨化廢氣的有害成分，例如一氧化碳以及一氧化氮。
[0016]首先，參照圖1和圖2，描述實施例1中的廢氣淨化催化劑裝置的整體結構。
[0017]廢氣淨化催化劑裝置I包括金屬制外管10、催化劑載體14 (其儲存在外管10內)、以及保持件15，該保持件15緊密介於金屬制外管10的內周面與催化劑載體14的外周面之間。
[0018]外管10包括:保持外管11，該保持外管11居中布置；上遊外管12，其安裝固定在保持外管11的上遊側；以及下遊外管13，其安裝固定在保持外管11的下遊側。
[0019]催化劑載體14穿過保持件15儲存在保持外管11內。下文給出這種儲存結構的具體描述。
[0020]上遊外管12的截面朝向廢氣的流動方向擴大，上遊外管12的廢氣(排氣)上遊側(圖1中的左側)的前端部與設置在發動機排氣口(未示出)的歧管(未示出)的下遊側相連接，以及，上遊外管12的廢氣(排氣)下遊側(圖1中的右側)的端部固定在保持外管11的廢氣上遊端，以防止廢氣洩漏。
[0021]下遊外管13具有朝廢氣的流動方向減小的截面，下遊外管13的廢氣(排氣)上遊側的前端部固定在保持外管11的廢氣(排氣)下遊側端，以防止廢氣的洩漏，以及，下遊外管13的廢氣(排氣)下遊側的端部穿過排氣管道(未示出)與消聲器(未示出)相連接。
[0022]為生產催化劑載體14，例如，長板狀或者波紋狀的金屬箔以及長波紋狀金屬箔彼此重疊在一起，板狀(或者波紋狀)金屬箔位於外側，卷繞軸固定在重疊金屬箔的一端，多片這樣的重疊金屬箔彼此疊加放置以形成卷繞體，以及，將多重卷繞的金屬箔用點焊或類似方式固定，從而構成蜂窩體。
[0023]此處，在該蜂窩體的形成過程中使用了與日本專利申請公開2006-239580相似的加工裝置。
[0024]保持件15由耐熱纖維形成為管狀，耐熱纖維例如石棉、巖棉、陶瓷纖維、碳纖維、玻璃纖維、礦渣棉以及金屬纖維。
[0025]接下來參照圖2，描述通過保持件15將催化劑載體14保持在外管10內的保持結構。
[0026]在用於儲存催化劑載體14的外管10的保持外管11內，保持外管11的內周面Ila形成為朝向廢氣的流動方向(圖2，從左至右)向內傾斜，因此保持外管11的內部面積減小。
[0027]在保持件15中，其外周面15a朝向廢氣的流動方向(圖2，從左至右)向內傾斜，而其內周面15b並不傾斜，而是平行於保持件15的中心軸線O。因此，保持件形成為其徑向厚度從廢氣上遊側向廢氣下遊側減小。
[0028]因此，保持外管11的內周面Ila與催化劑載體14的外周面14a之間的徑向間隙從廢氣的上遊側向廢氣的下遊側變窄。
[0029]此處，催化劑載體14的外周面並不傾斜。這使得能以簡單且降低成本增加的方式製造催化劑載體14。
[0030]如上所述，在實施例1的廢氣淨化催化劑裝置中，在外管10的上遊外管12固定到保持外管11之前，從保持外管11的開口處向廢氣下遊側，將催化劑載體14和保持件15插入到保持外管11中。
[0031]在這種情況下，它們(催化劑載體14和保持件15)被插入直到保持件15的外周面15a抵接保持外管11的內周面11a，並由此阻止進一步的前進。
[0032]隨後，在保持外管11的內周面Ila與催化劑載體14的外周面14a之間的間隙中，以這種方式設置保持件15的外周面15a和內周面15b，使外周面15a和內周面15b與前述兩個面接觸，從而確保其對於催化劑載體14的良好的密封性能以及保持性能。
[0033]S卩，由保持外管11和保持件15產生的對於催化劑載體14的抓持力等於:(由保持件15提供的表面壓力)X (保持外管11和保持件15之間的摩擦係數)+ (由保持件15提供的表面壓力)X (保持外管11和保持件15之間的接觸面積)X sin Θ。該抓持力比無傾斜角時的抓持力大，超出程度為:(由保持件15提供的表面壓力)X (保持外管11和保持件15之間的接觸面積)Xsin Θ。此處，Θ是保持件11的內周面Ila以及保持件15的外周面15a與催化劑載體14的外周面14a所構成的傾斜角。
[0034]在以上結構的廢氣淨化催化劑裝置中，從發動機排出的廢氣從上遊外管12穿過保持外管11內的催化劑載體14時，廢氣在催化劑載體14處得到淨化。該淨化後的廢氣從下遊外管13傳送至排氣管道或者消聲器，而後從尾管(未示出)排向外部。
[0035]此處，假定在初始裝配或使用時，由於某種原因催化劑載體15相對保持外管11移動了位置，由於廢氣的背壓或者類似原因，這種位置的變化朝向廢氣下遊側傳遞。這進一步減小了保持件11的內周面Ila與催化劑載體14的外周面14a之間的徑向間隙，從而增加了用於保持催化劑載體14的力。
[0036]如上所述，實施例1的廢氣淨化催化劑裝置提供了以下效果。
[0037]由於保持外管11的內周面Ila和保持件15的外周面15a形成為具有傾斜角，與沒有傾斜角的結構相比，增加了用於抓持催化劑載體14的力，從而更主動地保持催化劑載體14。
[0038]因此，可以使用具有較小面密度(surface specific gravity)的保持件15。由此可以防止保持件15的突出以及催化劑載體14的裂紋。另外，還省去了現有技術中需要的對保持件15變化的嚴格控制。
[0039]由於保持外管11的上遊側開口面積寬於保持件15下遊側端部的開口面積，便於將保持件15插入保持外管11中。
[0040]上述效果可降低實施例1中廢氣淨化催化劑裝置的生產成本。
[0041]另外，由於催化劑載體14的外周面14a以及保持件15的內周面15b沒有設置傾斜角，所以，可以以類似於現有技術的方式製備催化劑載體14，從而能夠降低生產成本的增加。
[0042]雖然上文參照實施例描述了本發明，但是本發明並不局限於此，可以在不脫離本發明的主題的情況下改變本發明的設計等，這種變化屬於本發明的範圍。
[0043]例如，可以適當地改變外管10、催化劑載體14以及保持件15的材料、形狀、結構坐寸ο
【權利要求】
1.一種廢氣淨化催化劑裝置，包括: 催化劑載體； 外管，用於儲存所述催化劑載體；以及 保持件，介於所述催化劑載體和所述外管之間，與所述催化劑載體的外周面以及所述外管的內周面相接觸，其中， 所述外管的所述內周面與所述催化劑載體的所述外周面之間的間隙朝向廢氣的流動方向變窄。
2.根據權利要求1所述的廢氣淨化催化劑裝置，其中， 所述外管的所述內周面以及所述保持件的外周面朝向所述外管的內部以及所述保持件的內部傾斜；以及 所述保持件的內周面以及所述催化劑載體的所述外周面平行於所述外管以及所述保持件的中心軸線延伸。
【文檔編號】B01D53/62GK104275089SQ201410324509
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2013年7月12日
【發明者】森次俊介 申請人:康奈可關精株式會社