专利名称：锥型导流双段载体式催化转化器的制作方法
技术领域：
该发明涉及的是一种用于汽油机尾气后处理的催化转化器，特别是一种锥型导流双段载体式催化转化器，属于汽车尾气治理和环保技术领域。
催化转化器结构设计需要考虑一个重要因素是催化转化器的流动特性，它主要体现在载体内的气体流速分布和压力特性两个方面。
目前市场上使用的催化转化器中的载体为圆柱体形，载体两端面都为平面，这使得催化转化器进口扩压器内存在较大的回流区，导致载体内流速分布很不均匀和载体内压力损失增大，流速分布不均匀使得载体内的催化剂得不到有效利用，降低催化转化效率，还造成载体中心区域的气流速度和温度过高，加剧催化剂的劣化速度，缩短其使用寿命，另外，流速分布不均匀还会导致载体径向温度梯度过大，产生较大的热应力梯度，产生热疲劳损害，同时，速度分布对催化转化器的起燃特性和热响应也有较大的影响；载体内较大的压力损失使得发动机的排气背压增大，这不但制约了发动机的输出功率，还影响发动机的燃油经济性，特别是在较高的排气流量和较高的温度下。
在已有技术中，英国Coventry大学的J.Wollin and S.F.Benjamin在Astudy of the Flow Performance of Ceramic Contoured Substrates forAutomotive Exhaust Catalyst Systems(SAE1999-01-3626)一文中提出了通过对催化转化器载体前端造型来改善载体内流速分布的方法，在该文中，催化转化器的载体前端做成球型或锥型，用于改善载体的入流条件，来改善载体内的速度分布均匀性和减小载体内的压力损失，进而改善催化转化器的流动特性，但由于载体在孔隙率不变的条件下，载体造型端深入扩压器内，直接受高温高压气流的冲击，容易导致载体前端的应力疲劳损害，载体上的催化剂老化速度加快，最终不能有效延长催化转化器的使用寿命。
该种结构的催化转化器，不但载体的流动特性得到较大的改善，而且减小载体前端的冲击程度，从而提高与之相关的催化转化器的各项性能指标。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述，如
图1所示，本发明主要包括圆柱形壳体1、锥形导流载体2、缓冲室3、主载体4、减振层5、圆环形定位凸台6、扩压器7和收缩管8。首先将锥形导流载体2和主载体4放入圆柱形壳体1内，并通过圆环形定位凸台6轴向定位，由两圆环形定位凸台6在锥形导流载体2和主载体4之间隔出缓冲室3。扩压器7与收缩管8分别被焊接在圆柱形壳体1的进口与出口处，锥形导流载体2和主载体4依靠扩压器7和收缩管8的锥角轴向固定。锥形导流载体2和主载体4在安装时，外表面围绕着减振层5，当催化转化器第一次受热时，减振层5体积明显膨胀，而在冷却时部分收缩，这样使得锥形导流载体2和主载体4与壳体间的缝隙完全胀死并密封。
该锥型导流双段载体式催化转化器的载体由锥型导流载体2和主载体4两部分组成，两段载体之间有一缓冲室3。其中，锥型导流载体2的空隙率较大，气流流过的阻力较小，在减小锥形载体2前端受冲击的情形下，起到导流作用；主载体4的空隙率较小，气流流过的阻力相对大，催化转化器的氧化还原反应主要发生在主载体4上；两段载体间的缓冲室3对导流载体2下游气流起到压力与速度的缓冲作用，使得主载体4前端压力分布和入流速度分布进一步均匀化。
权利要求
1.一种锥型导流双段载体式催化转化器主要包括圆柱形壳体(1)，主载体(4)，减振层(5)，扩压器(7)，和收缩管(8)，其特征在于还包括锥形导流载体(2)，缓冲室(3)和圆环形定位凸台(6)，锥形导流载体(2)和主载体(4)放在圆柱形壳体(1)内，通过圆环形定位凸台(6)轴向定位，由两圆环形定位凸台(6)在锥形导流载体(2)和主载体(4)之间隔出缓冲室(3)，扩压器(7)与收缩管(8)分别被焊接在圆柱形壳体(1)的进口与出口处，扩压器(7)和收缩管(8)的锥角使得锥形导流载体(2)和主载体(4)轴向固定。
2.由权利要求1所述的“锥型导流双段载体式催化转化器”，其特征还在于锥形导流载体(2)和主载体(4)的空隙率不同，锥形导流载体(2)的空隙率大，主载体(4)的空隙率与之相比较小。
全文摘要
锥型导流双段载体式催化转化器，主要包括圆柱形壳体、锥形导流载体、缓冲室、主载体、减振层、圆环形定位凸台、扩压器和收缩管。它的载体由锥形导流载体和主载体两部分组成，两段载体之间有一缓冲室。其中，锥形导流载体的空隙率较大，气流流过的阻力较小，在减小锥形载体前端受冲击的情形下，起到导流作用；主载体的空隙率较小，气流流过的阻力相对较大，催化转化器的氧化还原反应主要发生在该段载体上；两段载体间的缓冲室对导流载体下游气流起到压力与速度的缓冲作用，使得主载体前端压力分布和入流速度分布进一步均匀，从而在改善催化转化器流动特性的基础上，提高催化转化器的性能。
文档编号B01D53/94GK1442604SQ0311629
公开日2003年9月17日 申请日期2003年4月10日 优先权日2003年4月10日
发明者陈晓玲, 张武高, 黄震, 陆震 申请人:上海交通大学