废气净化催化剂装置制造方法
【专利摘要】一种废气净化催化剂装置，包括：催化剂载体；外管，用于储存催化剂载体；以及保持件，介于催化剂载体和外管之间，与催化剂载体的外周面以及外管的内周面相接触，其中，外管的内周面与催化剂载体的外周面之间的间隙朝向废气的流动方向变窄。
【专利说明】废气净化催化剂装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废气净化催化剂装置，用于净化从例如汽车发动机排放的废气。
【背景技术】
[0002]作为常规的废气净化催化剂装置，已知在JP-A-S61-142316中披露的装置。该废气净化催化剂装置的结构为:陶瓷制成的蜂窝状催化剂构成催化剂载体，该催化剂载体存储在金属制壳体的外管内，并穿过作为保持件的密封垫，该保持件由耐热纤维制成，并在其至少一个侧表面上包括滑动层。
[0003]然而，所引用的常规废气净化催化剂装置具有下述问题。
[0004]S卩，在这种常规的废气净化催化剂装置中，尽管保持件介于催化剂载体与外管之间，保持件必须以高密度压配合以进行保持。在这种情况下，必须注意防止保持件从外管突出以及防止催化剂载体开裂。这使得该装置制造困难。
[0005]另外，为了避免因为废气流动而使催化剂载体位置移位或者从外管移出的问题，必须严格控制保持件的变化以确保保持催化剂载体的性能。
【发明内容】
[0006]本发明着眼子解决上述问题，因此本发明目的是提供一种废气净化催化剂装置，其能够更简单地制造，并且能满足保持件用于保持催化剂载体的性能，且不用严格控制保持件的变化。
[0007]为了达到这个目的，本发明的废气净化催化剂装置包括:催化剂载体；外管，用于储存催化剂载体；以及保持件，其介于催化剂载体和外管之间，与催化剂载体的外周面以及外管的内周面相接触，其中，外管的内周面与催化剂载体的外周面之间的间隙朝向废气的流动方向变窄。
[0008]优选地，外管的内周面以及保持件的外周面可朝向外管的内部以及保持件的内部倾斜，并且保持件的内周面以及催化剂载体的外周面可平行于外管以及保持件的中心轴线延伸。
[0009]与常规装置相比，本发明的废气净化催化剂装置能够满足保持件用于保持催化剂载体的性能，而不用严格控制保持件的变化。以及，可以进一步简化废气净化催化剂装置的制造。
[0010]由于外管的内周面以及保持件的外周面朝外管以及保持件的内部倾斜，并且保持件的内周面和催化剂载体的外周面平行于外管以及保持件的中心轴线延伸，可以以低成本简单地生产催化剂载体，因此，可以降低废气净化催化剂装置的制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]通过下面给出的详细描述和附图可以更加全面地理解本发明，所给出的附图仅用于说明，并不限制本发明，其中:
[0012]图1是根据本发明实施例1的废气净化催化剂装置的侧视图，示出其外管和保持件的一部分；以及
[0013]图2是实施例1的局部放大图。
【具体实施方式】
[0014]现在，参照图示实施例，具体描述用于实施本发明的方式。
[0015]实施例1中的废气净化催化剂装置布置在汽车发动机的下游，从发动机排出的废气从中通过时，废气净化催化剂装置净化废气的有害成分，例如一氧化碳以及一氧化氮。
[0016]首先，参照图1和图2，描述实施例1中的废气净化催化剂装置的整体结构。
[0017]废气净化催化剂装置I包括金属制外管10、催化剂载体14 (其储存在外管10内)、以及保持件15，该保持件15紧密介于金属制外管10的内周面与催化剂载体14的外周面之间。
[0018]外管10包括:保持外管11，该保持外管11居中布置；上游外管12，其安装固定在保持外管11的上游侧；以及下游外管13，其安装固定在保持外管11的下游侧。
[0019]催化剂载体14穿过保持件15储存在保持外管11内。下文给出这种储存结构的具体描述。
[0020]上游外管12的截面朝向废气的流动方向扩大，上游外管12的废气(排气)上游侧(图1中的左侧)的前端部与设置在发动机排气口(未示出)的歧管(未示出)的下游侧相连接，以及，上游外管12的废气(排气)下游侧(图1中的右侧)的端部固定在保持外管11的废气上游端，以防止废气泄漏。
[0021]下游外管13具有朝废气的流动方向减小的截面，下游外管13的废气(排气)上游侧的前端部固定在保持外管11的废气(排气)下游侧端，以防止废气的泄漏，以及，下游外管13的废气(排气)下游侧的端部穿过排气管道(未示出)与消声器(未示出)相连接。
[0022]为生产催化剂载体14，例如，长板状或者波纹状的金属箔以及长波纹状金属箔彼此重叠在一起，板状(或者波纹状)金属箔位于外侧，卷绕轴固定在重叠金属箔的一端，多片这样的重叠金属箔彼此叠加放置以形成卷绕体，以及，将多重卷绕的金属箔用点焊或类似方式固定，从而构成蜂窝体。
[0023]此处，在该蜂窝体的形成过程中使用了与日本专利申请公开2006-239580相似的加工装置。
[0024]保持件15由耐热纤维形成为管状，耐热纤维例如石棉、岩棉、陶瓷纤维、碳纤维、玻璃纤维、矿渣棉以及金属纤维。
[0025]接下来参照图2，描述通过保持件15将催化剂载体14保持在外管10内的保持结构。
[0026]在用于储存催化剂载体14的外管10的保持外管11内，保持外管11的内周面Ila形成为朝向废气的流动方向(图2，从左至右)向内倾斜，因此保持外管11的内部面积减小。
[0027]在保持件15中，其外周面15a朝向废气的流动方向(图2，从左至右)向内倾斜，而其内周面15b并不倾斜，而是平行于保持件15的中心轴线O。因此，保持件形成为其径向厚度从废气上游侧向废气下游侧减小。
[0028]因此，保持外管11的内周面Ila与催化剂载体14的外周面14a之间的径向间隙从废气的上游侧向废气的下游侧变窄。
[0029]此处，催化剂载体14的外周面并不倾斜。这使得能以简单且降低成本增加的方式制造催化剂载体14。
[0030]如上所述，在实施例1的废气净化催化剂装置中，在外管10的上游外管12固定到保持外管11之前，从保持外管11的开口处向废气下游侧，将催化剂载体14和保持件15插入到保持外管11中。
[0031]在这种情况下，它们(催化剂载体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的内周面11a，并由此阻止进一步的前进。
[0032]随后，在保持外管11的内周面Ila与催化剂载体14的外周面14a之间的间隙中，以这种方式设置保持件15的外周面15a和内周面15b，使外周面15a和内周面15b与前述两个面接触，从而确保其对于催化剂载体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产生的对于催化剂载体14的抓持力等于:(由保持件15提供的表面压力)X (保持外管11和保持件15之间的摩擦系数)+ (由保持件15提供的表面压力)X (保持外管11和保持件15之间的接触面积)X sin Θ。该抓持力比无倾斜角时的抓持力大，超出程度为:(由保持件15提供的表面压力)X (保持外管11和保持件15之间的接触面积)Xsin Θ。此处，Θ是保持件11的内周面Ila以及保持件15的外周面15a与催化剂载体14的外周面14a所构成的倾斜角。
[0034]在以上结构的废气净化催化剂装置中，从发动机排出的废气从上游外管12穿过保持外管11内的催化剂载体14时，废气在催化剂载体14处得到净化。该净化后的废气从下游外管13传送至排气管道或者消声器，而后从尾管(未示出)排向外部。
[0035]此处，假定在初始装配或使用时，由于某种原因催化剂载体15相对保持外管11移动了位置，由于废气的背压或者类似原因，这种位置的变化朝向废气下游侧传递。这进一步减小了保持件11的内周面Ila与催化剂载体14的外周面14a之间的径向间隙，从而增加了用于保持催化剂载体14的力。
[0036]如上所述，实施例1的废气净化催化剂装置提供了以下效果。
[0037]由于保持外管11的内周面Ila和保持件15的外周面15a形成为具有倾斜角，与没有倾斜角的结构相比，增加了用于抓持催化剂载体14的力，从而更主动地保持催化剂载体14。
[0038]因此，可以使用具有较小面密度(surface specific gravity)的保持件15。由此可以防止保持件15的突出以及催化剂载体14的裂纹。另外，还省去了现有技术中需要的对保持件15变化的严格控制。
[0039]由于保持外管11的上游侧开口面积宽于保持件15下游侧端部的开口面积，便于将保持件15插入保持外管11中。
[0040]上述效果可降低实施例1中废气净化催化剂装置的生产成本。
[0041]另外，由于催化剂载体14的外周面14a以及保持件15的内周面15b没有设置倾斜角，所以，可以以类似于现有技术的方式制备催化剂载体14，从而能够降低生产成本的增加。
[0042]虽然上文参照实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于此，可以在不脱离本发明的主题的情况下改变本发明的设计等，这种变化属于本发明的范围。
[0043]例如，可以适当地改变外管10、催化剂载体14以及保持件15的材料、形状、结构坐寸ο
【权利要求】
1.一种废气净化催化剂装置，包括: 催化剂载体； 外管，用于储存所述催化剂载体；以及 保持件，介于所述催化剂载体和所述外管之间，与所述催化剂载体的外周面以及所述外管的内周面相接触，其中， 所述外管的所述内周面与所述催化剂载体的所述外周面之间的间隙朝向废气的流动方向变窄。
2.根据权利要求1所述的废气净化催化剂装置，其中， 所述外管的所述内周面以及所述保持件的外周面朝向所述外管的内部以及所述保持件的内部倾斜；以及 所述保持件的内周面以及所述催化剂载体的所述外周面平行于所述外管以及所述保持件的中心轴线延伸。
【文档编号】B01D53/62GK104275089SQ201410324509
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】森次俊介 申请人:康奈可关精株式会社