CH683977A5 - Wabenstruktur zum Reinigen von Abgas und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents

Wabenstruktur zum Reinigen von Abgas und Verfahren zu ihrer Herstellung. Download PDF

Info

Publication number
CH683977A5
CH683977A5 CH1453/92A CH145392A CH683977A5 CH 683977 A5 CH683977 A5 CH 683977A5 CH 1453/92 A CH1453/92 A CH 1453/92A CH 145392 A CH145392 A CH 145392A CH 683977 A5 CH683977 A5 CH 683977A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
honeycomb structure
plate
flat
flat plate
corrugated
Prior art date
Application number
CH1453/92A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuro Toyoda
Katsunori Matsuoka
Original Assignee
Showa Aircraft Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Aircraft Ind filed Critical Showa Aircraft Ind
Publication of CH683977A5 publication Critical patent/CH683977A5/de

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F01N2330/04Methods of manufacturing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/22Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

1
CH 683 977 A5
2
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wabenstruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Wabenstruktur vom herkömmlichen Typ, die bisher verwendet wurde, besteht üblicherweise aus einem Streifen einer gewellten Platte, der hergestellt wird, indem die Platte zu einer kontinuierlich gewellten Welligkeit gefaltet wird, und aus einem Streifen aus einer flachen Platte, die abwechselnd angeordnet sind und miteinander durch Hartlöten zu Mehrfachschichten verschweisst sind, und die insgesamt in eine vorgeschriebene Konfiguration in Form beispielsweise eines gewickelten mehrschichtigen Blockes gebracht sind. Als Grundmetall sind hierfür allgemein eine gewellte Platte und eine flache Platte jeweils mit gleichmässiger Dicke verwendet worden. Um Beständigkeit bei der Verwendung in einer Umgebung hoher Temperatur zu verleihen, ist in vielen Fällen Folie aus rostfreiem Stahl oder dergleichen verwendet worden, und zu dem gleichen Zweck ist ein Zusatzmetall oder eine Auf-schweisslegierung aus z.B. der Nickelgruppe und der Eisengruppe für die Aufschweisslegierung verwendet worden. Die Wabenstruktur dieses Typs ist in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt worden, insbesondere in Umgebungen, die Wärmezyklen mit wiederholtem Heizen und Abkühlen unterworfen waren. Zum Beispiel wurde diese Wabenstruktur in Kataiysatorkonvertern zur Reinigung des Abgases von Automobilmotoren zum Tragen des Katalysators auf ihren gewellten und flachen Platten verwendet, welche als Trägermatrix dienten, und die Hochtemperatur-Abgase von den laufenden Automobilmotoren, einschliesslich der schädlichen Emissionen, wurden durch Reaktion mit dem Katalysator gereinigt, indem sie durch die Wabenstruktur hindurchgeleitet wurden.
Als Beispiele für die herkömmlichen Wabenstruktur dieses Typs seien US-Patent 5 084 361 ; 4 282 186 und 4 400 860 und GB-Patent 1 452 982 des Erfinders der vorliegenden Erfindung genannt.
Es gibt jedoch das folgende Problem, das bei der herkömmlichen Wabenstruktur dieses Typs gefunden wurde. Wenn diese Wabenstruktur als Katalysatorträger für eine Abgasereinigungsapparatur verwendet wird, wird die Temperatur des Abgases von dem laufenden Motor, das durch die Wabenstruktur strömt, gleichmässig erhöht und der gesamte Körper der Wabenstruktur, d.h. sowohl ihre äussere Seite oder Gehäuseseite als auch ihre innere Seite oder ihr Mittelabschnitt, wird durch das Abgas hoher Temperatur erhitzt. Da die Aussensei-te der Wabenstruktur durch die offene Luft durch das Gehäuse gekühlt wird, ist ihr Temperaturanstieg beim Erhitzen relativ gering; die Wabenstruktur wird jedoch schnell auf eine niedrige Temperatur abgekühlt, wenn der Motor des Fahrzeugs angehalten wird, während die Innenseite der Wabenstruktur nicht durch die offene Luft gekühlt wird und die Temperatur steigt beim Erhitzen auf ein hohes Niveau und wird auf diesem hohen Niveau über eine lange Zeitdauer gehalten, selbst wenn der Motor des Fahrzeugs angehalten wird. In der Wabenstruktur, die in einer Hochtemperaturumgebung wie dieser verwendet wird, insbesondere in einer Umgebung, die thermischen Zyklen mit wiederholtem Aufheizen und Abkühlen unterliegen, tritt eine Differenz zwischen den Beträgen der Wärmeexpansion und -kontraktion auf, und als eine Folge davon wird Spannung zwischen der Aussenseite und der Innenseite der Wabenstruktur wegen der grossen Temperaturdifferenz, die zwischen ihnen besteht, erzeugt.
Fig. 1a ist eine vergrösserte Ansicht, die den Hauptteil der Aussenseite der Wabenstruktur vom herkömmlichen Typ zeigt. In der Figur ist eine flache Platte 1 an die gewellte Platte 3 mittels einer Aufschweisslegierung 2, die auf ihre beiden Seiten aufgebracht worden ist, angeschweisst worden. Die gewellte Platte 3 kann Spannung A durch Deformation absorbieren; da jedoch die flache Platte 1 an der Schweissstelle an beiden Seiten fixiert ist, kann sie kaum die Spannung A absorbieren, inbesondere nicht in dem Bereich der ersten und zweiten Schichten an der Aussenseite, und deshalb können leicht Risse B und Abblätterung in dem Bereich der Schweissung durch die Spannung A, die dort konzentriert ist, auftreten. Dadurch gab es Probleme vom Standpunkt der Wärmebeständigkeit, Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit der Wabenstruktur. Bisher wurden Gegenmassnahmen unternommen, um Konzentration von Spannung A zu verhindern, indem die Stelle der Verschweissung der flachen Platte 1 mit der gewellten Platte 3 nur auf einen Teil der gesamten Berührungslinie begrenzt wurden oder indem dickere Platten 1 genommen wurden. Es wurde jedoch keine grundsätzliche Lösung gefunden, und die Spannung A ist immer noch in dem Bereich der Schweissstelle der flachen Platte 1 konzentriert und Risse B und Abblättern werden immer noch leicht erzeugt.
Fig. 1b ist eine perspektivische Abbildung, die die Richtung der Spannung A in dem Bereich der Aussenseite einer Wabenstruktur vom herkömmlichen Typ zeigt. Wenn die Wabenstruktur als Katalysatorträger für eine Abgasreinigungsvorrichtung verwendet wird, wird eine hohe Temperaturdifferenz, wie oben beschrieben, zwischen der Aussenseite der Wabenstruktur auf der Seite des Gehäuses 4 und ihrer Innenseite an der Mitte erzeugt. Weiterhin gilt, da das Gehäuse 4 dicker ist und aus einem unterschiedlichen Material wie die flache Platte 1 und die gewellte Platte 3 hergestellt ist, treten Wärmeausdehnung und -kontraktion aufgrund von Erhitzen und Abkühlen üblicherweise mit unterschiedlichen Beträgen auf der einen Seite, d.h. im Gehäuse 4, der Aussenseite der Wabenstruktur, und auf der anderen Seite, d.h. auf ihrer Innenseite, auf, was zu Spannung A führt, die in umgekehrter Richtung auf jeder Seite wirkt. Wenn beispielsweise die Wabenstruktur erhitzt wird, ist die Richtung der auftretenden thermischen Expansion, d.h. der Ausdehnung, die gleiche wie die Durchlaufrichtung des Abgases C, jedoch ist der Betrag klein an der Aussenseite der erstgenannten, jedoch gross an der Innenseite. Aus Fig. 1b ist ersichtlich, dass beim Abgrenzen des Bereichs an der ersten oder zweiten Schicht von dem Gehäuse 4 aus und an
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
2
3
CH 683 977 A5
4
der Innenseite der Wabenstruktur, d.h. bei der erstgenannten, Spannung A in der umgekehrten Richtung zu der Durchströmrichtung des Abgases C arbeitet, während in der letztgenannten die Spannung A in der Richtung der Strömung des Abgases C arbeitet. Deshalb wird an der Aussenseite der Wabenstruktur, inbesondere in dem Bereich der ersten und zweiten Schichten von der Aussenseite aus, Spannung A in dem Bereich der Schweissstelle der flachen Platte 1 mit der gewellten Platte 3 konzentriert, wodurch manchmal bewirkt wird, dass der Kern herausgleitet, und es werden Probleme der Wabenstruktur bezüglich der Wärmebeständigkeit, Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit beobachtet.
Im Hinblick auf diese Umstände dient die vorliegende Erfindung dazu, die an Wabenstrukturen vom herkömmlichen Typ beobachteten Schwierigkeiten zu beseitigen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Wabenstruktur-Metallplatte zu schaffen, bei der die Konzentration von Spannung vermieden wird, indem sie zwischen zwei Folien von flachen Platten absorbiert wird, die in wenigstens nicht weniger als zwei Schichten von der Aussenseite aus vorgesehen sind, so dass sie sich überlappen, aber nicht miteinander verschweisst oder verlötet sind.
Die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung wird in einer Wabenkonfiguration hergestellt, bei der ein Streifen aus einer metallischen gewellten Platte, der durch Falten oder Biegen der metallischen Platte zu einer kontinuierlich gewellten Welligkeit hergestellt ist, und ein Streifen aus einer flachen metallischen Platte abwechselnd in Mehrfachschichten einer Wabenstruktur angeordnet werden. Im Bereich von wenigstens mehr als einer Schicht von der Aussenseite aus ist eine weitere flache Folie entlang der flachen Platte vorgesehen, die sie überlappt, ohne dass sie miteinander verschweisst oder verlötet sind.
Das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt der Herstellung des Streifens aus der metallischen gewellten Platte, die durch Falten oder Biegen der metallischen Platte zu kontinuierlich gewellter Welligkeit hergestellt wird, und des Streifens aus der flachen metallischen Platte, den Schritt des abwechselnd nacheinander Aufeinanderlegens der gewellten Platte und der flachen Platte in Mehrfachschichten einer Wabenstruktur, wobei gleichzeitg eine weitere flache Platte entlang der besagten flachen Platte in dem Bereich von wenigstens nicht weniger als zwei Schichten von der Aussenseite aus darübergelegt wird, und den Schritt der Ausformung der Wabenstruktur in eine insgesamt vorgeschriebene Wabenkonfiguration durch Verschweis-sen der gewellten Platte und der flachen Platte, ohne die zwei Folien der sich überlappenden flachen Platten zu verschweissen.
Wenn diese Wabenstruktur in einer Hochtemperaturumgebung verwendet wird, insbesondere in einer Umgebung, in der thermische Zyklen des Erhitzens und Abkühlens wiederholt werden, wird die Aussenseite der Wabenstruktur immer durch die offene Luft gekühlt, so dass Temperaturanstieg der
Aussenseite beim Erhitzen relativ klein ist und eine schnelle Abkühlung zur Zeit der Kühlung erfolgt, während die Innenseite der Wabenstruktur nicht durch offene Luft gekühlt wird, so dass ihre Temperatur beim Erhitzen hoch ansteigt und weiterhin die hohe Temperatur über lange Zeit gehalten wird, selbst wenn sie abgekühlt wird.
Wegen dieser Temperaturdifferenz wird eine Differenz zwischen dem Betrag der thermischen Expansion und Kontraktion erzeugt, die zu Spannung in zueinander umgekehrten Richtungen führt. Da bei dieser Wabenstruktur flache Platten einander bei Verwendung überlappen und nicht miteinander verschweisst sind, wenigstens in einem Bereich von nicht weniger als zwei Schichten von der Aussenseite aus, wird diese Spannung zwischen den zwei Folien aus flachen Platten absorbiert und Spannungskonzentration auf der Platte im Bereich der Schweissstelle mit der gewellten Platte ist vermeidbar. Demzufolge werden Risse und Abblättern der Platte verhindert und der Kern der Wabenstruktur gegen Herausgleiten geschützt.
Ausserdem werden hervorragende Wärmebeständigkeit, Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit erhalten.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung an Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
Die Figuren zeigen:
Fig. 1 a eine vergrösserte Ansicht, die den Hauptteil der Aussenseite der Wabenstruktur vom herkömmlichen Typ zeigt;
Fig. 1b eine perspektivische Ansicht, die die Richtung von der Spannung zeigt, die in dem in Fig. 1a gezeigten Teil erzeugt wird;
Fig. 2a eine perspektivische Ansicht einer gewik-kelten Wabenstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2b eine perspektivische Ansicht einer Wabenstruktur in Form eines mehrschichtigen Blockes;
Fig. 3a eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der gewickelt geformten Wabenstruktur in dem Vorformungszustand;
Fig. 3b eine perspektivische Ansicht einer weiteren Stufe als Fig. 3a während des Formvorganges;
Fig. 4a eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer gewickelten Wabenstruktur in dem Vorformungszustand;
Fig. 4b eine perspektivische Ansicht des weiteren Formzustands des Aufbaues aus Fig. 4a;
Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht, die das Hauptteil der Aussenseite der Wabenstruktur gemäss der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6a eine perspektivische Ansicht der gewellten Platte aus Fig. 5 und
Fig. 6b eine perspektivische Ansicht der flachen Platte aus Fig. 5.
Gemäss diesem Herstellungsverfahren werden ein Streifen aus einer metallischen gewellten Platte 3, der durch Falten oder Wellen der flachen metallischen Platte zu einem kontinuierlich gewellten Wellblech hergestellt worden ist, wie es in der perspektivischen Ansicht von Fig. 6a gezeigt ist, und ein Streifen aus einer metallischen flachen Platte 1 zu5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
5
CH 683 977 A5
6
erst hergestellt. Die gewellte Platte 3 wird gebildet durch Wellen oder Pressen eines Streifens aus Metallfolie aus rostfreiem Stahl oder dergleichen zu einer Vielzahl von linearen gewellten Unebenheiten, d.h. zu Wellenbergen und Wellentälern, die parallel und kontinuierlich mit einer festen Steigung und Höhe gefaltet sind. Für die flache Platte wird ein Streifen aus metallischer Folie wie Folie aus rostfreiem Stahl verwendet.
Danach werden die so hergestellte gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 abwechselnd zu Mehrfachschichten angeordnet, eine weitere andere flache Platte wird entlang der flachen Platte 1 so eingeschoben, dass sie in dem Bereich von wenigstens nicht weniger als zwei Schichten von der Aussenseite aus Cibereinanderliegen. Indem die gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 verschweisst oder verlötet werden und die zwei übereinanderliegenden Folien aus flacher Platte 1 nicht verschweisst oder verlötet werden, wird die Wabenstruktur 5 insgesamt zu der vorgeschriebenen Konfiguration ausgeformt.
Diese Schritte werden im folgenden im einzelnen beschrieben. In der Wabenstruktur 5 in Fig. 2a sind jede Folie aus der gewellten Platte 3 und der flachen Platte 1 mit der gleichen Breite von dem festen Mittelpunkt aus und übereinanderliegend zu Mehrfachschichten so aufgewickelt, dass sie abwechselnd übereinanderliegen, und überall oder bei einem Teil der Berührungslinie zwischen der gewellten Platte 3 und der flachen Platte 1 ist eine Aufschweisslegierung oder Zusatzmetall 2 aus der Nickel- oder Eisengruppe aufgebracht. Auch in dem dargestellten Beispiel werden die flachen Platten 1 in dem Bereich der ersten und zweiten Schicht von der Aussenseite aus so übereinandergelegt, dass sie sich überdecken und das Zusatzmetall 2 nicht zwischen diesen zwei Folien aus flacher Platte 1 vorgesehen ist. Dann werden durch Erhitzen der so angeordneten gewellten Platte 3 und der flachen Platte 1, um das Zusatzmetall 2 zu schmelzen, und durch Abkühlen und Erhärtenlassen des Zusatzmetalls 2 die gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 miteinander verschweisst, wodurch eine gewickelt geformte Wabenstruktur 5 gebildet wird, die einen kreisförmigen oder elliptischen Gesamtquerschnitt aufweist.
Auch in der Wabenstruktur 5 in Fig. 2b wird eine Vielzahl von gewellten Platten 3 und flachen Platten 1, die alle in der Form von Platten mit der gleichen Breite und einer festen Länge hergestellt worden sind, vertikal in Mehrfachschichten so angebracht, dass sie abwechselnd übereinanderliegen, und Aufschweisslegierung oder Zusatzmetall 2 wird über die ganze Länge oder bis zu einem Teil von jedem Berührungsabschnitt einer gewellten Platte 3 und flachen Platte 1 aufgebracht. Weiterhin werden in dem gezeigten Beispiel zwei Folien aus flacher Platte 1 in den ersten und zweiten Schichten von oben bis zum Boden und vice versa übereinandergelegt, aber es wird kein Zusatzmetall 2 zwischen diesen zwei Folien aus flacher Platte 1 aufgebracht. Danach werden durch Erhitzen und Pressen der so angeordneten gewellten Platte 3 und der flachen Platte 1 sowohl von oben als auch vom Boden aus und durch Schmelzung und Abkühlen und Erhärtenlassen der Aufschweisslegierung 2 die gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 miteinander verschweisst, wodurch eine Wabenstruktur 5 in der Gesamtform eines mehrschichtigen Blockes erzeugt wird.
Fig. 3a ist eine perpektivische Ansicht eines Beispiels für eine spulenförmige Wabenstruktur 5 in ihrem Vorformungszustand, während Fig. 3b eine perspektivische Ansicht ist für einen Zustand, bei dem sie aufgewickelt wird. In der Wabenstruktur 5 in Fig. 3a sind alle aneinanderstossenden Abschnitte der gewellten Platte 3 und der flachen Platte 1 mit Streifen aus Zusatzmetall 2 versehen, das im wesentlichen die gleiche Breite hat wie die beiden Platten und mit ihnen verschweisst bzw. verlötet wird, wo es die flachen Platte 1 in allen Schichten überlappt im Unterschied zu dem Beispiel in Fig. 2a. Fig. 4a ist weiterhin eine perspektivische Ansicht eines anderen Beispiels für eine gewickelte spulenförmige Wabenstruktur 5, die den Vorformungszustand zeigt, während Fig. 4b eine perspektivische Ansicht ist, die sie während der Ausformung zeigt. In der Wabenstruktur 5 in Fig. 4a sind die gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 nur an einem Teil ihrer Berührungsabschnitte mit zwei be-abstandeten Stücken aus Aufschweisslegierung oder Zusatzmetall 2 versehen und miteinander verschweisst, wobei eine von zwei sich überlappenden Folien aus flacher Platte 1 in ihrer Form eines Streifens schmaler als ihr Partner ist, was unterschiedlich den Beispielen ist, die in den Fig. 2a und 3a gezeigt sind. Mit anderen Worten, wenn das Zusatzmetall 2, wie oben beschrieben, teilweise aufgebracht wird, ist es zulässig, die zwei Folien aus flachen Platten 1 nur in dem Bereich sich überlappen zu lassen, der das Zusatzmetall 2 abdecken kann. Entsprechend den Beispielen, die in den Fig. 3a und 4a gezeigt sind, kann auch die Wabenstruktur 5 in der Form eines mehrschichtigen Blok-kes, die in Fig. 2b gezeigt ist, mit flachen Platten 1 versehen werden, die auf allen Schichten übereinanderliegen, oder mit flachen Platten 1, die sich nur über dem Bereich überdecken, wo Zusatzmetall 2 teilweise aufgetragen ist. Bei jedem vorstehend beschriebenen Beispiel ist die flache Platte 1 auf der äussersten Oberfläche wie der ersten Schicht von der Aussenseite aus, angeordnet; dies ist jedoch nicht einschränkend, und eine gewellte Platte 3 kann an der äussersten Oberfläche angeordnet werden. Fig. 1b ist eine Ansicht, die einen kata-lytischen Konverter zeigt, der Abgas C von einem Automobilmotor reinigt, wobei 4 ein Gehäuse mit zylindrischer oder quadratischer röhrenförmiger Form bezeichnet, das als das äussere Gehäuse für die Aufnahme der Wabenstruktur 5 dient, und das Gehäuse und die Wabenstruktur werden beide durch Zusatzmetall 2 verlötet bzw. verschweisst.
Die Wabenstruktur 5 wird nach den vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt. Mit andern Worten, der Streifen aus metallischer gewellter Platte 3, der durch Falten oder Wellen der metallischen Platte in kontinuierlich gewellte Unebenheit hergestellt worden ist, und der Streifen aus einer flachen metallischen Platte 1 werden ab5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
4
7
CH 683 977 A5
8
wechselnd angeordnet und zu Mehrschichtenaufbauten verschweisst, wobei die Wabenstruktur 5 in die gewünschte Gesamtkonfiguration in Form eines gewickelten oder Mehrschichtenblockes ausgeformt wird. In dem Bereich von wenigstens mehr als zwei Schichten von der Aussenseite aus werden zwei Folien aus flachen Platten 1 paarweise so verwendet, dass sie sich nur überlappen, ohne miteinander verschweisst zu sein. Fig. 5 ist eine vergrösserte Ansicht der Hauptteils der Aussenseite der Wabenstruktur 5 dieses Typs. Die gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 bilden eine Zellenwand, die Teil einer Vielzahl von Zellen 6 ist, die alle im wesentlichen in Form von Dreiecken, Vierecken, Trapezen, Halb-Sechsecken oder einer Vielzahl von hohlen Säulen verschiedener Typen ausgebildet sind. Es ist bekannt, dass eine Wabenstruktur 5 Eigenschaften wie hervorragendes Festigkeit-zu-Gewicht-Ver-hältnis, leichtes Gewicht, hohe Steifigkeit und Festigkeit, hervorragende Form für Fluidströmung, leichte Formbarkeit und wirtschaftliche Herstellungskosten aufweist. Weiterhin weist sie eine grosse Oberflächengrösse pro Volumeneinheit auf, d.h. der Oberflächenbereich der Zellenwand, d.h. der gewellten Platte 3 und der flachen Platte 1, ist gross, so dass sie in einem katalytischen Konverter zum Reinigen von Abgas von einem Automobilmotor verwendet werden kann. Als die Trägermatrix sind die gewellte Platte 3 und die flache Platte 1 mit dem Katalysator auf ihren Oberflächen versehen, und Abgas hoher Temperatur von dem Motor des laufenden Automobils, einschliesslich schädlicher Emissionen kann beim Hindurchleiten durch eine Vielzahl von Zellen 6 gereinigt werden, wobei Reaktion mit dem angebrachten Katalysator erfolgt.
Durch den vorstehenden Prozess werden sowohl die Aussenseite als auch die Innenseite der Wabenstruktur 5 durch das Abgas mit gleichmässig hoher Temperatur, das dort hindurchströmt, und durch die thermische Reaktion des mit dem Gas reagierenden Katalysators erhitzt. Da die Aussenseite der Wabenstruktur 5 immer durch die offene Luft durch das Gehäuse 4 hindurch gekühlt wird, ist ihr Temperaturanstieg beim Erhitzen relativ gering und sie wird schnell abgekühlt bei dem Kühlpro-zess, wenn der Automobilmotor angehalten wird, während die Innenseite der Wabenstruktur 5 von der offenen Luft weiter entfernt ist, so dass sie nicht durch die offene Luft abgekühlt wird, und ihre Temperatur wird über eine lange Zeit aufrechterhalten, auch in dem Abkühlungszyklus, nachdem der Automobilmotor angehalten worden ist. Auf diese Weise entsteht in der Wabenstruktur 5, die in einer Umgebung eingesetzt wird, in der Heiz- und Kühlzyklen sich wiederholen, eine Differenz im Betrag der thermischen Expansion und Kontraktion. Als Ergebnis wird Spannung A zwischen ihrer äusseren Seite und ihrer inneren Seite durch die grosse Temperaturdifferenz erzeugt. Wie eingangs unter Bezugnahme auf Fig. 1b beschrieben wurde, wirkt die Spannung A in zwei Teilen der Wabenstruktur 5 in entgegengesetzten Richtungen, was den Bereich der ersten oder zweiten Schicht von der Aussenseite aus abgrenzt.
Da zwei sich überlappende Folien aus flacher
Platte 1, die nicht miteinander verschweisst sind, in wenigstens nicht weniger als zwei Schichten von der Aussenseite der Wabenstruktur 5 aus verwendet werden, wird die Spannung A zwischen den zwei Folien aus flacher Platte 1 absorbiert, die leicht, gegeneinander und gleitfähig deformierbar sind, und die Konzentration von Spannung A in einer flachen Platte 1 in dem Bereich einer Schweissstelle mit einer gewellten Platte 3 wird im Bereich der ersten und zweiten Schichten von der Aussenseite der Wabenstruktur aus vermieden. Mit anderen Worten, in der Wabenstruktur 5 wird die Konzentration von Spannung A vermieden mit der Folge, dass Risse und Abblättern von einer flachen Platte 1 an einer Stelle nahe der Aussenseite verhindert wird und der Kern auch gegen Herausgleiten geschützt ist.
Obgleich bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen dargestellt und beschrieben worden sind, soll die Beschreibung so verstanden werden, dass verschiedene Äusserungen und Modifikationen angebracht werden können, ohne dass der Umfang der Erfindung gemäss der beigefügten Ansprüche verlassen wird.

Claims (2)

Patentansprüche
1. Wabenstruktur, umfassend einen gewellten Metallplattenstreifen und einen flachen Metallplattenstreifen, wobei diese beiden Metallplattenstreifen abwechselnd angeordnet und zu Mehrschichtenaufbauten verschweisst bzw. verlötet und in die Wabenstruktur ausgeformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der flache Metallplattenstreifen aus zwei flachen Platten (1) besteht, die sich im Bereich von wenigstens mehr als einer Schicht von der Aussenseite der Wabenstruktur (5) aus überdecken, ohne miteinander verschweisst oder verlötet zu sein.
2. Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur (5) nach Anspruch 1, die folgenden Schritte umfassend:
- die Herstellung eines Streifens aus einer metallischen gewellten Platte (3), die durch Falten oder Wellen zu einer kontinuierlichen gewellten Unebenheit ausgebildet wird und eines weiteren Streifens aus einer metallischen flachen Platte (1),
- das nachfolgende Übereinanderlegen der gewellten Platte (3) und der flachen Platte (1) abwechselnd zu Mehrfachschichten, sowie überdeckend das Übereinanderlegen einer weiteren flachen Platte (1) entlang der flachen Platte (1) in Bereich der äusseren Schichten, sowie
- das Verschweissen oder Verlöten der gewellten Platte (3) und der flachen Platte (1), ohne jedoch die zwei übereinanderliegenden flachen Platten (1) in dem Bereich von nicht weniger als zwei Schichten von der Aussenseite der Wabenstruktur (5) aus zu verschweissen oder zu verlöten.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
5
CH1453/92A 1991-05-09 1992-05-06 Wabenstruktur zum Reinigen von Abgas und Verfahren zu ihrer Herstellung. CH683977A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3135784A JP2509478B2 (ja) 1991-05-09 1991-05-09 ハニカム構造体およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH683977A5 true CH683977A5 (de) 1994-06-30

Family

ID=15159769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1453/92A CH683977A5 (de) 1991-05-09 1992-05-06 Wabenstruktur zum Reinigen von Abgas und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5336472A (de)
JP (1) JP2509478B2 (de)
CH (1) CH683977A5 (de)
DE (1) DE4214340C2 (de)
TW (1) TW201340B (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411302C1 (de) * 1994-03-31 1995-10-19 Degussa Verfahren zur Herstellung eines beschichteten, monolithischen Trägerkatalysators
CZ86495A3 (en) * 1994-04-11 1995-11-15 Scambia Ind Dev Ag Catalyst means for catalytic treatment of exhaust gases, the catalyst as such and process for producing the catalyst means
JPH07328452A (ja) * 1994-06-13 1995-12-19 Showa Aircraft Ind Co Ltd 触媒装置用金属担体
US6207116B1 (en) 1994-08-04 2001-03-27 Enklaven Ab Catalytic purification device
DE19530835A1 (de) * 1995-08-22 1997-02-27 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Herstellen eines Wabenkörpers unter Verwendung schichtartig aufgebauter Bleche mit Lotmaterial
DE19530871A1 (de) * 1995-08-22 1997-02-27 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Herstellen eines gelöteten Wabenkörpers unter Verwendung schichtartig aufgebauter Bleche
DE19530853A1 (de) * 1995-08-22 1997-02-27 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Herstellen eines Wabenkörpers aus zwei unterschiedlich aufgebauten Metallblecharten
EP0775808B1 (de) * 1995-11-23 2001-08-16 Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers für die katalytische Behandlung von Gas, Katalysatorkörper und Katalysator
US6060173A (en) * 1996-04-17 2000-05-09 Englehard Corporation Metal honeycomb body
DE59709173D1 (de) * 1996-05-23 2003-02-27 Scambia Ind Developments Ag Sc Auspuffkrümmer mit Katalysator
US6013055A (en) * 1997-11-13 2000-01-11 Boston Scientific Corporation Catheter balloon having selected folding characteristics
JP3790089B2 (ja) * 2000-05-15 2006-06-28 昭和飛行機工業株式会社 排気ガス浄化装置用の触媒担体、およびその製造方法
JP3811349B2 (ja) * 2000-12-18 2006-08-16 本田技研工業株式会社 排ガス浄化用ハニカム構造体の製造装置
US6790417B2 (en) 2000-12-21 2004-09-14 Corning Incorporated Monolith loop reactors
SE523018C2 (sv) * 2001-02-09 2004-03-23 Enklaven Ab Ljuddämpare och användning av sagda ljuddämpare i ett avgassystem för en förbränningsmotor
DE102004049418B4 (de) * 2004-10-08 2007-09-27 R. Scheuchl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Speichermassenwickels für einen Rotationswärmeaustauscher
US7655194B2 (en) * 2005-01-18 2010-02-02 Dcl International Inc. Catalyst substrate support
DE112006001626T5 (de) * 2005-06-21 2008-04-30 Honda Motor Co., Ltd. Montageverfahren für wabenförmigen Metallkatalysatorträger und Montagevorrichtung für denselben
JP6317046B2 (ja) * 2015-10-14 2018-04-25 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 触媒ブロック及びその製造方法
EP3368216A1 (de) * 2015-10-28 2018-09-05 Umicore AG & Co. KG Wabenkatalysator zur entfernung von stickoxiden in rauch- und abgasen und verfahren zur herstellung davon

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2302746A1 (de) * 1973-01-20 1974-07-25 Sueddeutsche Kuehler Behr Traegermatrix fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung bei brennkraftmaschinen, insb. ottomotoren von kraftfahrzeugen, sowie ein herstellungsverfahren
CA1102706A (en) * 1977-05-06 1981-06-09 Rainer Scholz Monolithic metal catalyst for the detoxication of the exhaust gases of internal combustion engines
DE2856030A1 (de) * 1978-12-23 1980-06-26 Sueddeutsche Kuehler Behr Patrone fuer abgasreinigung
US4300956A (en) * 1980-04-14 1981-11-17 Matthey Bishop, Inc. Method of preparing a metal substrate for use in a catalytic converter
DE3341868A1 (de) * 1983-11-19 1985-05-30 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Matrix fuer einen katalytischen reaktor
DE3527111A1 (de) * 1985-07-29 1987-01-29 Interatom Metallischer, gewickelter abgaskatalysatortraegerkoerper mit geometrisch komplizierter form des querschnitts sowie verfahren, vorrichtung und rohling zu seiner herstellung
US4619912A (en) * 1985-09-03 1986-10-28 General Motors Corporation Catalytic converter substrate
DE3760479D1 (en) * 1986-05-12 1989-09-28 Interatom Honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with opposedly folded metal sheet layers, and its manufacturing process
DE8801788U1 (de) * 1988-02-11 1989-06-15 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Katalysator-Trägerkörper mit S-förmigen, teilweise verstärkten Blechlagen
JP2599612B2 (ja) * 1988-03-23 1997-04-09 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化用触媒を担持するための金属製担持母体
DE8905073U1 (de) * 1989-04-21 1990-08-30 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Elektrisch leitfähiger Wabenkörper
JPH03224634A (ja) * 1990-01-30 1991-10-03 Cataler Kogyo Kk ヒータ付オゾン分解用触媒
JP2553733B2 (ja) * 1990-04-17 1996-11-13 昭和飛行機工業株式会社 耐熱構造体
DE4105469A1 (de) * 1991-02-21 1992-09-03 Emitec Emissionstechnologie Wabenkoerper mit schraubensinn

Also Published As

Publication number Publication date
JP2509478B2 (ja) 1996-06-19
JPH04334440A (ja) 1992-11-20
DE4214340C2 (de) 1995-03-09
TW201340B (de) 1993-03-01
DE4214340A1 (de) 1992-11-12
US5336472A (en) 1994-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4214340C2 (de) Gewickelte Wabenstruktur, insbesondere zum Reinigen von Abgas und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0245737B1 (de) Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit gegensinnig verschlungenen Metallblechschichten und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0245738B1 (de) Metallischer Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit Tragwand und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69015605T2 (de) Hitzebeständige struktur sowie verfahren zur herstellung.
EP0876216B1 (de) Schichtartig aufgebaute bleche mit aufgewalztem lotmaterial und verfahren zum herstellen eines wabenkörpers daraus
CH681782A5 (de)
DE19922358C1 (de) Wabenkörper
EP0929738B1 (de) Wabenkörper mit wärmeisolierung, vorzugsweise für einen abgaskatalysator
DE3922264C2 (de) Aus Metall hergestellter Trägerkörper für einen Abgasreinigungskatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3935120C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Metallverbundplatten
EP0846030B9 (de) Verfahren zum herstellen eines wabenkörpers aus zumindest zum teil schichtartig aufgebauten metallblechlagen
DE69727819T2 (de) Metallfolie für einen metallischen Katalysatorträger und damit arbeitender metallischer Katalysator
DE19525262A1 (de) Metallsubstrat für Abgasreinigungskatalysator
DE69215679T2 (de) Wabenkörper zum Reinigen von Abgas, und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3312944A1 (de) Spannungsentlastetes metalltraegergehaeuse fuer abgaskatalysatoren mit hoher thermischer betriebsbelastung
EP0775808A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers für die katalytische Behandlung von Gas, Katalysatorkörper und Katalysator
WO1997015393A1 (de) Wabenkörper aus blechlagen mit verstärkungsstrukturen
DE4400314A1 (de) x-förmig gewickelter metallischer wabenförmiger Körper
DE202009017777U1 (de) Konvektorbleche für Heizkörper
DE4116904A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung
WO2003087549A1 (de) Kalibrierter katalysator-trägerkörper mit wellmantel und verfahren zu dessen herstellung
DE2716364A1 (de) Verfahren zur herstellung von waermeaustauschern mit rohren und strahlgliedern, und mittels des verfahrens hergestellte austauscher
EP0871542B1 (de) Verfahren zum herstellen eines wabenkörpers aus zwei unterschiedlich aufgebauten metallblecharten
DE10015212A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers
DE3940665A1 (de) Traegerkoerper fuer abgasreinigungskatalysator

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased