JP4482585B2 - 自動車の排気構成要素及び製造方法 - Google Patents
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Description
触媒コンバータの準備及び試験
自動車エンジンからの排出物を減少させるために一般に使用される型式の触媒コンバータは、コージライトセラミックハニカム構造体を貫通して伸びる多数の通路の壁に支持された従来の白金群の貴金属型式の触媒を備える触媒要素を使用して形成していた。ハニカム構造体の直径は約91.4mm(3.6インチ)、長さは76.2mm(3インチ)とした。コンバータのハウジングは、約101.6mm(4インチ)の外径及び1.24mm(0.049インチ)の壁を有する409ステンレススチール合金の継目無し管から製造した。ハニカム構造体は、約3.05mm(0.12インチ)の厚さまで圧縮した膨張性マットにて包み込み、次に、組み合わせたマット及びセラミックを、全体として管状のコンバータハウジングの中央部分内に挿入した。次に、ハウジングの端部を端部形成し、入口ポート部分と、出口ポート部分とを提供し、これらポート部分の各々が50.8mm(2インチ)の直径と50.8mm(2インチ)の長さとを有するようにした。長さ約50.8mm(2インチ)のテーパー付きの遷移部分により入口及び出口部分を中央部分に接続した。
Claims (18)
- 内燃機関の排気系用の触媒コンバータにおいて、
a.単一物、継目無しの金属ハウジングと、
b.排気ガスが導入されるときに通る前記ハウジングの管状の気体入口ポートと、
c.排気ガスが排出されるときに通る前記ハウジングの管状の気体出口ポートと、
d.入口端及び出口端を有する前記ハウジングの管状の中間部分と、
e.前記入口ポートと前記中間部分の前記入口端とを接続する入口遷移部分と、
f.前記中間部分の前記出口端と前記出口ポートとを接続する出口遷移部分と、
g.前記中間部分内に収容されて、前記排気ガスが前記気体入口ポートと前記気体出口ポートとの間を流れるときに順次に通る複数の触媒要素と、を備え、
前記入口及び出口遷移部分並びに前記気体入口及び出口ポートはすえ込み法により形成され、前記入口及び出口遷移部分並びに前記気体入口及び出口ポートの内面は滑らかであり、且つ実質的にリッジが存在しない、内燃機関の排気系用の触媒コンバータ。 - 請求項1に記載の触媒コンバータにおいて、前記触媒要素の各々は、
a.貫通して伸びる複数の通路を有するセラミック基体と、
b.前記通路の各々の表面の実質的な部分に存在する触媒活性材料とを備える、触媒コンバータ。 - 請求項2に記載の触媒コンバータにおいて、前記セラミック基体の各々を取り囲むと共に、前記セラミック基体の外面を前記中間部分の内面に対して密封する膨張性マットを更に備える、触媒コンバータ。
- 請求項1に記載の触媒コンバータにおいて、前記中間部分は、実質的に円筒状であり、且つある直径を有し、前記入口及び出口遷移部分の各々はある長さを有し、前記入口及び出口遷移部分の各々の前記長さは、前記中間部分の前記直径の約30%ないし100%の範囲にある、触媒コンバータ。
- 請求項1に記載の触媒コンバータにおいて、前記中間部分は、該中間部分に沿って軸方向に細長とされた複数のリブ状凹部を有する、触媒コンバータ。
- 請求項1に記載の触媒コンバータにおいて、前記中間部分は、複数の小区分部分を有し、小区分部分の各々は前記触媒要素の少なくとも1つを保持する、触媒コンバータ。
- 請求項6に記載の触媒コンバータにおいて、前記小区分部分及び前記複数の触媒要素は、異なる直径を有する、触媒コンバータ。
- 触媒コンバータを備える排気系を有する内燃機関システムにおいて、前記触媒コンバータは、
a.単一物、継目無しの金属ハウジングと、
b.排気ガスが導入されるときに通る前記ハウジングの管状の気体入口ポートと、
c.排気ガスが排出されるときに通る前記ハウジングの管状の気体出口ポートと、
d.入口端及び出口端を有する前記ハウジングの管状の中間部分と、
e.前記入口ポートと前記中間部分の前記入口端とを接続する入口遷移部分と、
f.前記中間部分の前記出口端と前記出口ポートとを接続する出口遷移部分と、
g.前記中間部分内に収容されて、前記排気ガスが前記気体入口ポートと前記気体出口ポートとの間を流れるとき順次に通る複数の触媒要素と、を備え、
前記入口及び出口遷移部分並びに前記気体入口及び出口ポートはすえ込み法により形成され、前記入口及び出口遷移部分並びに前記気体入口及び出口ポートの内面は滑らかであり、且つ実質的にリッジが存在しない、内燃機関システム。 - 内燃機関の排気系用の触媒コンバータを製造する方法において、前記触媒コンバータは、
a.単一物、継目無しの金属ハウジングと、
b.排気ガスが導入されるときに通る前記ハウジングの管状の気体入口ポートと、
c.前記排気ガスが排出されるときに通る前記ハウジングの管状の気体出口ポートと、
d.前記気体入口ポート及び前記気体出口ポートを接続する前記ハウジングの管状の中間部分と、
e.前記入口ポートと前記中間部分の前記入口端を接続する入口遷移部分と、
f.前記中間部分の前記出口端と前記出口ポートとを接続する出口遷移部分と、
g.前記中間部分内に収容されて、前記排気ガスが前記気体入口ポートと前記気体出口ポートとの間を流れるとき順次に通る複数の触媒要素とを備え、
i.第一の端部及び第二の端部を有する継目無し金属管プリフォームであって、前記ハウジングに形成し得るようにされた前記プリフォームを提供することと、
ii.前記複数の触媒要素を前記管プリフォーム内に挿入することと、
iii.前記第一の端部をすえ込んで前記気体入口ポート及び前記入口遷移部分を形成することと、
iv.前記第二の端部をすえ込んで前記気体出口ポート及び前記出口遷移部分を形成することとを備える、触媒コンバータを製造する方法。 - 請求項9に記載の方法において、前記管は、前記第一及び第二の端部をすえ込む間、把持される、方法。
- 請求項9に記載の方法において、前記触媒要素の各々は、
a.貫通して伸びる複数の通路を有するセラミック基体と、
b.前記通路の各々の表面の実質的な部分に存在する触媒活性材料と、
c.前記セラミック基体を取り囲み得るようにされると共に、前記セラミック基体の外面を前記中間部分の内面に対して密封する膨張性マットとを備え、
前記セラミック基体の各々を前記管プリフォーム内に挿入する前に該基体の各々を前記膨張性マットにて取り囲み、前記触媒要素を形成するステップを更に備える、方法。 - 請求項9に記載の方法において、
a.前記管プリフォームは、供給管から提供され、
b.前記第一の端部の前記すえ込みは、前記触媒要素が前記管プリフォーム内に挿入された後に実行され、前記第一の端部をすえ込みする間、前記管プリフォームが把持され、
c.前記供給管は、前記第一の端部がすえ込まれた後、予め選んだ長さを有するその一部分を除去するよう切断され、これにより前記プリフォームを画成し、前記触媒要素は前記プリフォーム内に存在し、
d.前記供給管を切断した後、前記第二の端部の前記すえ込みが実行されて前記プリフォームを形成し、前記第二の端部をすえ込む間、前記管が把持される、方法。 - 請求項9に記載の方法において、
前記中間部分をすえ込んで複数の小区分部分を形成することと、
前記複数の触媒要素を前記小区分部分内に挿入することとを更に備える、方法。 - 請求項13に記載の方法において、前記小区分部分は、順次に減少する直径を有する、方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記中間部分の前記すえ込みの少なくとも一部分の間、前記プリフォームを把持することを更に備え、前記小区分部分の少なくとも1つの一部分にて減少した直径部分を形成し得るようにされたダイを把持することにより、前記プリフォームが係合される、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記気体入口ポート、前記気体出口ポート及び前記小区分部分は、実質的に同軸状である、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記触媒コンバータは、少なくとも1つの曲がり部を有する、方法。
- 請求項13に記載の方法において、前記触媒要素の各々は、
a.貫通して伸びる複数の通路を有するセラミック基体と、
b.前記通路の各々の表面の実質的な部分に存在する触媒活性材料と、
c.前記セラミック基体を取り囲み得るようにされると共に、前記セラミック基体の外面を前記中間部分の内面に対して密封する膨張性マットとを備え、
前記セラミック基体の各々が前記管プリフォーム内に挿入される前に、該基体の各々を前記膨張性マットにて取り囲み、前記触媒要素を形成するステップを更に備える、方法。
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