JPH05237563A - 波形の薄い金属はくストリツプ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強化された縦方向のへりを有する波形の薄い
金属はくストリップを提供する。 【構成】 縦方向のへりのいずれかまたは両者がオーバ
ーフォルディングされて、はくの厚さおよび剛性を増加
して、厳しい熱−震盪スクリーニング試験において不合
格になる傾向に対する抵抗をよりよくされている、改良
された波形の薄いステンレス鋼のストリップが提供され
る。また、内燃機関の排気ラインにおいて使用するため
のコアおよびそのコアを含有する電気的に加熱可能な触
媒のコンバーターが提供される。
金属はくストリップを提供する。 【構成】 縦方向のへりのいずれかまたは両者がオーバ
ーフォルディングされて、はくの厚さおよび剛性を増加
して、厳しい熱−震盪スクリーニング試験において不合
格になる傾向に対する抵抗をよりよくされている、改良
された波形の薄いステンレス鋼のストリップが提供され
る。また、内燃機関の排気ラインにおいて使用するため
のコアおよびそのコアを含有する電気的に加熱可能な触
媒のコンバーターが提供される。
Description
【0001】本発明は、波形の薄い金属はくのストリッ
プ、より詳しくは、強化された縦方向のへりを有する波
形の薄い金属はくのストリップに関する。これらのスト
リップは、とくに内燃機関のための触媒のコンバーター
において使用するための多セルの金属の一体の物体の製
作にことに有用である。
プ、より詳しくは、強化された縦方向のへりを有する波
形の薄い金属はくのストリップに関する。これらのスト
リップは、とくに内燃機関のための触媒のコンバーター
において使用するための多セルの金属の一体の物体の製
作にことに有用である。
【0002】触媒のコンバーターの目的は、内燃機関の
排気の中の汚染物質、例えば、一酸化炭素、未燃焼塩化
水素、窒素酸化物などが二酸化炭素、水、窒素および他
の無害のガスに転化するのを促進することである。従来
の触媒のコンバーターは、正方形、三角形、または円
形、直線の貫通孔またはセル、触媒コーティングされた
アルミナビーズを有するセラミックのハネカムの一体の
物体、あるいは波形の薄い金属はくのハネカムの一体の
物体を利用する。これらの一体の物体は、表面上に担持
されるか、あるいは表面により支持された触媒を有する
ことによって特徴づけられ、その表面は、薄い金属のハ
ネカムの一体の物体の場合において、典型的には1また
は2以上の耐火性金属酸化物、例えば、アルミナ(ガン
マ)、セリア、ランチア、またはそれらの組み合わせ、
および触媒で洗浄コーティングされる。触媒は、通常、
貴金属、例えば、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニ
ウム、またはこのような金属の2またはそれ以上の混合
物である。触媒は、また、コウベ・スチール・リミテッ
ド(Kobe Steel,Ltd.)により開発され
たマンガンヘキサ−アルミネートであることができる。
触媒は汚染物質を無害の副生物に転化する化学反応を触
媒し、次いで副生物は排気システムを通過して大気へ行
く。
排気の中の汚染物質、例えば、一酸化炭素、未燃焼塩化
水素、窒素酸化物などが二酸化炭素、水、窒素および他
の無害のガスに転化するのを促進することである。従来
の触媒のコンバーターは、正方形、三角形、または円
形、直線の貫通孔またはセル、触媒コーティングされた
アルミナビーズを有するセラミックのハネカムの一体の
物体、あるいは波形の薄い金属はくのハネカムの一体の
物体を利用する。これらの一体の物体は、表面上に担持
されるか、あるいは表面により支持された触媒を有する
ことによって特徴づけられ、その表面は、薄い金属のハ
ネカムの一体の物体の場合において、典型的には1また
は2以上の耐火性金属酸化物、例えば、アルミナ(ガン
マ)、セリア、ランチア、またはそれらの組み合わせ、
および触媒で洗浄コーティングされる。触媒は、通常、
貴金属、例えば、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニ
ウム、またはこのような金属の2またはそれ以上の混合
物である。触媒は、また、コウベ・スチール・リミテッ
ド(Kobe Steel,Ltd.)により開発され
たマンガンヘキサ−アルミネートであることができる。
触媒は汚染物質を無害の副生物に転化する化学反応を触
媒し、次いで副生物は排気システムを通過して大気へ行
く。
【0003】しかしながら、この転化は、最初に排気ガ
スが比較的冷たいとき、効率的ではない。高い効率を、
例えば、始動のときに、得るためには、排気ガスが接触
するようになる表面は最小の高い温度、例えば、一酸化
炭素について199℃(390°F)、揮発性有機化合
物(VOC)について299℃(570°F)およびメ
タンまたは天然ガスについて538℃(1000°F)
でなくてはならない。そうでなければ、無害の副生物へ
の転化は劣り、そして冷たい始動時の大気の汚染は高
い。いったん排気システムがその正常の作動温度になる
と、触媒のコンバーターは最適に有効である。それゆ
え、比較的冷たい排気ガスは、触媒を、非常に低い熱的
慣性の、好ましくは、熱い触媒と接触させて、始動時の
満足すべき転化を実施することが必要である。
スが比較的冷たいとき、効率的ではない。高い効率を、
例えば、始動のときに、得るためには、排気ガスが接触
するようになる表面は最小の高い温度、例えば、一酸化
炭素について199℃(390°F)、揮発性有機化合
物(VOC)について299℃(570°F)およびメ
タンまたは天然ガスについて538℃(1000°F)
でなくてはならない。そうでなければ、無害の副生物へ
の転化は劣り、そして冷たい始動時の大気の汚染は高
い。いったん排気システムがその正常の作動温度になる
と、触媒のコンバーターは最適に有効である。それゆ
え、比較的冷たい排気ガスは、触媒を、非常に低い熱的
慣性の、好ましくは、熱い触媒と接触させて、始動時の
満足すべき転化を実施することが必要である。
【0004】その表面上に触媒を析出させて有する多セ
ルの波形の薄い金属のハネカムの一体の物体は、われわ
れの同時継続出願第07/680,763号、1991
年4月5日提出、発明の名称「複合触媒のコンバータ
ー」(これを参照することができ、そしてその開示をこ
こに引用によって加える)に記載されている電気的手段
により容易に加熱することができることにおいて、この
目的にことに適合する。この出願は、加熱可能な触媒の
支持体として有用な波形の薄い金属はくのストリップの
前のへりを強化するための別の手段を詳しく開示してい
る。
ルの波形の薄い金属のハネカムの一体の物体は、われわ
れの同時継続出願第07/680,763号、1991
年4月5日提出、発明の名称「複合触媒のコンバータ
ー」(これを参照することができ、そしてその開示をこ
こに引用によって加える)に記載されている電気的手段
により容易に加熱することができることにおいて、この
目的にことに適合する。この出願は、加熱可能な触媒の
支持体として有用な波形の薄い金属はくのストリップの
前のへりを強化するための別の手段を詳しく開示してい
る。
【0005】金属の一体の物体の中の触媒を電気的手段
により急速に加熱するためには、大量の電力を電源また
は他の電気エネルギー源、例えば、バッテリーまたはコ
ンデンサー装置、例えば、イスズ・モーターズ・リミッ
テッド(Isuzu Motors,Ltd.)により
開発された、新しいイスズ「電力貯蔵」装置から、所望
の触媒温度に到達するまで、短時間の間抜き出すことが
必要である。例えば、自動車において、このエネルギー
源は12〜24ボルトのバッテリーであるが、108ボ
ルト程度に多くまでを供給するバッテリーシステムをこ
こにおいて使用することができる。貯蔵バッテリーシス
テムで高い電力を抜き出すために、並列に接続された1
または2以上の活性化可能なソリッドステートのスイッ
チ、例えば、金属酸化物の半導体の場作用のトランジス
ター(MOSFETS)を、このような装置を一致して
作動する手段(ゲートドライバー)と一緒に、便利に使
用することができる。このようなシステムは、2〜30
秒で約343℃(650°F)の所望の触媒温度を達成
するために十分な短い時間の間に高い電力負荷の抜き出
しを可能とする。われここにおいて有用な適当なコント
ロールシステムの詳細について、われの同時継続出願第
587,219号、1990年9月24日提出を参照す
ることができる。
により急速に加熱するためには、大量の電力を電源また
は他の電気エネルギー源、例えば、バッテリーまたはコ
ンデンサー装置、例えば、イスズ・モーターズ・リミッ
テッド(Isuzu Motors,Ltd.)により
開発された、新しいイスズ「電力貯蔵」装置から、所望
の触媒温度に到達するまで、短時間の間抜き出すことが
必要である。例えば、自動車において、このエネルギー
源は12〜24ボルトのバッテリーであるが、108ボ
ルト程度に多くまでを供給するバッテリーシステムをこ
こにおいて使用することができる。貯蔵バッテリーシス
テムで高い電力を抜き出すために、並列に接続された1
または2以上の活性化可能なソリッドステートのスイッ
チ、例えば、金属酸化物の半導体の場作用のトランジス
ター(MOSFETS)を、このような装置を一致して
作動する手段(ゲートドライバー)と一緒に、便利に使
用することができる。このようなシステムは、2〜30
秒で約343℃(650°F)の所望の触媒温度を達成
するために十分な短い時間の間に高い電力負荷の抜き出
しを可能とする。われここにおいて有用な適当なコント
ロールシステムの詳細について、われの同時継続出願第
587,219号、1990年9月24日提出を参照す
ることができる。
【0006】米国特許第3,768,982号(Kit
zner、1973年10月30日)を参照することが
できる。この特許において、中央に位置する電気的ヒー
ターからの熱を一体の物体の触媒支持体を通して伝導さ
せて、触媒を最適な温度に加熱することによって移送す
る。また、米国特許第3,770,982号(Kitz
ner、1973年10月30日)を参照することがで
き、この特許はセラミックの一体の物体内の中央の電気
的に加熱されるコアを開示している。加熱するコアは、
一方の波形のおよび他方の平らの、アルミナでコーティ
ングされそして、また、触媒を有する、金属板から形成
されている。この金属のコアはそれ自身の抵抗により電
気的に加熱される。しかしながら、伝導による加熱は、
始動時の大気の汚染の問題の解決において実際的である
ためには、長すぎる時間(数分)を必要とする。
zner、1973年10月30日)を参照することが
できる。この特許において、中央に位置する電気的ヒー
ターからの熱を一体の物体の触媒支持体を通して伝導さ
せて、触媒を最適な温度に加熱することによって移送す
る。また、米国特許第3,770,982号(Kitz
ner、1973年10月30日)を参照することがで
き、この特許はセラミックの一体の物体内の中央の電気
的に加熱されるコアを開示している。加熱するコアは、
一方の波形のおよび他方の平らの、アルミナでコーティ
ングされそして、また、触媒を有する、金属板から形成
されている。この金属のコアはそれ自身の抵抗により電
気的に加熱される。しかしながら、伝導による加熱は、
始動時の大気の汚染の問題の解決において実際的である
ためには、長すぎる時間(数分)を必要とする。
【0007】また、その少なくとも1つの表面上にアル
ミナ(ガンマ)の洗浄コーティング、およびその生ずる
表面上に析出した貴金属触媒を有する、連続の波形の薄
いステンレス鋼のストリップの製造法の詳細について、
米国特許第4,711,009号(Corneliso
n et al.、1987年12月8日)を参照する
ことができる。この特許の開示をここに引用によって加
える。
ミナ(ガンマ)の洗浄コーティング、およびその生ずる
表面上に析出した貴金属触媒を有する、連続の波形の薄
いステンレス鋼のストリップの製造法の詳細について、
米国特許第4,711,009号(Corneliso
n et al.、1987年12月8日)を参照する
ことができる。この特許の開示をここに引用によって加
える。
【0008】米国特許第4,711,009号に記載さ
れている方法は、この装置において、初期の加熱処理ま
たはアニーリングのステーションの後に、へりのオーバ
ーフォルディング(overfolding)のステー
ションを含めることによって変更することができ、ここ
で少なくとも1つのへりをストリップの残部の上に1ま
たは2以上の回数逆にフォルディングして、ストリップ
のへりの長さに沿った厚さを増加させる。好ましい立体
配置において、フォルディングオーバー部分またはヘム
は親のはくに連続的にまたは間欠的にシーム溶接する。
また、オーバーフォルディングはストリップの両者のへ
りに沿って起こさせることができるが、ほとんどの目的
について、アコーディオンのフォルディングされたスト
リップまたは螺旋的に巻かれたストリップの前のへりと
なるもののみはストリップの厚さを増加することによっ
て強化を必要とする。前のへりのより大きい厚さは、ま
た、加熱の移送を増大する。一般に、前のへりのフォル
ディングは、乱流する熱いガスの衝突のためのはためき
を防止する。後のへりにおけるフォルディングは、こと
に熱いサイクルの仕事、とくに、熱震盪試験における、
一体の物体のクラッシュまたはつぶれを防止する。波形
はオーバーフォルディング工程後に実施する。その時点
から、この方法は前述の特許に本質的に記載されている
通りである。従来のコンバーターのために、波形の薄い
金属はくのストリップのアコーディオンのフォルディン
グを使用することができる。電気的に加熱可能な触媒の
コンバーターについて、1系列の層状の細長いストリッ
プを使用する。細長いストリップをアコーディオンのフ
ォルディングにより一体の物体を形成する代わりに、前
以て決定した長さのストリップを連続のストリップから
切断し、そして前述の米国特許出願第680,763号
に記載されているように中央のコアの回りに螺旋的に巻
きつけることができる。
れている方法は、この装置において、初期の加熱処理ま
たはアニーリングのステーションの後に、へりのオーバ
ーフォルディング(overfolding)のステー
ションを含めることによって変更することができ、ここ
で少なくとも1つのへりをストリップの残部の上に1ま
たは2以上の回数逆にフォルディングして、ストリップ
のへりの長さに沿った厚さを増加させる。好ましい立体
配置において、フォルディングオーバー部分またはヘム
は親のはくに連続的にまたは間欠的にシーム溶接する。
また、オーバーフォルディングはストリップの両者のへ
りに沿って起こさせることができるが、ほとんどの目的
について、アコーディオンのフォルディングされたスト
リップまたは螺旋的に巻かれたストリップの前のへりと
なるもののみはストリップの厚さを増加することによっ
て強化を必要とする。前のへりのより大きい厚さは、ま
た、加熱の移送を増大する。一般に、前のへりのフォル
ディングは、乱流する熱いガスの衝突のためのはためき
を防止する。後のへりにおけるフォルディングは、こと
に熱いサイクルの仕事、とくに、熱震盪試験における、
一体の物体のクラッシュまたはつぶれを防止する。波形
はオーバーフォルディング工程後に実施する。その時点
から、この方法は前述の特許に本質的に記載されている
通りである。従来のコンバーターのために、波形の薄い
金属はくのストリップのアコーディオンのフォルディン
グを使用することができる。電気的に加熱可能な触媒の
コンバーターについて、1系列の層状の細長いストリッ
プを使用する。細長いストリップをアコーディオンのフ
ォルディングにより一体の物体を形成する代わりに、前
以て決定した長さのストリップを連続のストリップから
切断し、そして前述の米国特許出願第680,763号
に記載されているように中央のコアの回りに螺旋的に巻
きつけることができる。
【0009】国際PCP発行No.WO89/1047
0号およびWO89/10471(各々1989年11
月2日提出)を、また、参照することができる。これら
は自動車において有用な、導電性ハネカムの触媒支持ユ
ニットを開示している。
0号およびWO89/10471(各々1989年11
月2日提出)を、また、参照することができる。これら
は自動車において有用な、導電性ハネカムの触媒支持ユ
ニットを開示している。
【0010】出願人が知る限り、1つまたは両者のへり
をオーバーフォルディングすることによって形成され、
強化された前のへりおよび後のへりを有する、波形の薄
い金属はくを開示する参考文献は存在しない。最初に排
気ガスと接触するようになる、波形の薄い金属のストリ
ップのへりは、「前のへり」であると思われる。
をオーバーフォルディングすることによって形成され、
強化された前のへりおよび後のへりを有する、波形の薄
い金属はくを開示する参考文献は存在しない。最初に排
気ガスと接触するようになる、波形の薄い金属のストリ
ップのへりは、「前のへり」であると思われる。
【0011】以下の説明において、「フェライトの」ス
テンレス鋼について言及する。この合金に適当な配合物
は、米国特許第4,414,023号(Aggens
etal.、1983年11月8日)に開示されてい
る。波形の薄い金属のストリップの形成において有用な
特定のフェライトのステンレス鋼の合金は、20%のク
ロム、5%のアルミニウム、0.002%〜0.05%
のセリウム、ランタン、ネオジム、イットリウムおよび
プラセオジムから選択される少なくとも1つの希土類金
属、または2またはそれ以上の希土類金属の混合物、残
部の鉄および鋼を形成する不純物を含有する。
テンレス鋼について言及する。この合金に適当な配合物
は、米国特許第4,414,023号(Aggens
etal.、1983年11月8日)に開示されてい
る。波形の薄い金属のストリップの形成において有用な
特定のフェライトのステンレス鋼の合金は、20%のク
ロム、5%のアルミニウム、0.002%〜0.05%
のセリウム、ランタン、ネオジム、イットリウムおよび
プラセオジムから選択される少なくとも1つの希土類金
属、または2またはそれ以上の希土類金属の混合物、残
部の鉄および鋼を形成する不純物を含有する。
【0012】以下の説明において、繊維のマットまたは
絶縁体を言及することができる。ここにおいて有用なセ
ラミック繊維およびマットの配合物および製作につい
て、米国特許第3,795,524号(Boeman、
1974年5月5日)を参照することができる。1つの
このような材料は、現在、3−Mから登録商標「INT
ERAM」で入手可能である。
絶縁体を言及することができる。ここにおいて有用なセ
ラミック繊維およびマットの配合物および製作につい
て、米国特許第3,795,524号(Boeman、
1974年5月5日)を参照することができる。1つの
このような材料は、現在、3−Mから登録商標「INT
ERAM」で入手可能である。
【0013】以下の説明において、ろう付けはくについ
てまた言及する。このはくは約0.0025〜約0.0
076cm(約0.001〜約0.003インチ)に鋳
造および/または圧延する。望ましくは、それは75%
〜83%のニッケルと分析され、1149〜1266℃
(2100〜2300°F)の液体温度をもつ、ニッケ
ル−クロム−ホウ素−ケイ素のろう付け合金である。他
のニッケル含有ろう付け合金は、7〜14%のクロム、
3〜4.5%の鉄、3.5〜4.5%のケイ素、2〜3
%のホウ素、残部のニッケルを含有し、そして約114
9℃(約2100°F)の液体温度を有するものを、ま
た、使用することができる。合金の中のリンは、白金を
触媒として使用するとき、回避すべきである。このよう
な合金は、現在、ニュージャージイ州パーシパニイにお
けるアライド・メトグラス・プロダクツ(Allied
Metglas Products)から入手可能で
ある。
てまた言及する。このはくは約0.0025〜約0.0
076cm(約0.001〜約0.003インチ)に鋳
造および/または圧延する。望ましくは、それは75%
〜83%のニッケルと分析され、1149〜1266℃
(2100〜2300°F)の液体温度をもつ、ニッケ
ル−クロム−ホウ素−ケイ素のろう付け合金である。他
のニッケル含有ろう付け合金は、7〜14%のクロム、
3〜4.5%の鉄、3.5〜4.5%のケイ素、2〜3
%のホウ素、残部のニッケルを含有し、そして約114
9℃(約2100°F)の液体温度を有するものを、ま
た、使用することができる。合金の中のリンは、白金を
触媒として使用するとき、回避すべきである。このよう
な合金は、現在、ニュージャージイ州パーシパニイにお
けるアライド・メトグラス・プロダクツ(Allied
Metglas Products)から入手可能で
ある。
【0014】極めて多数の自動車は触媒のコンバーター
を有するが、事実上すべては、少なくとも1つの州にお
いて、許容されえないレベルであると決定された始動の
放射に暴露される。始動前の最適な作動レベルに対する
触媒の温度の予測される高さは、すべてではないにして
も、多数の車により支配されることが期待される。
を有するが、事実上すべては、少なくとも1つの州にお
いて、許容されえないレベルであると決定された始動の
放射に暴露される。始動前の最適な作動レベルに対する
触媒の温度の予測される高さは、すべてではないにして
も、多数の車により支配されることが期待される。
【0015】金属の一体の物体の装置は、好ましい実施
態様において、アコーディオンのフォルディングのとき
か、あるいは中央のコアの回りに螺旋的に巻かれると
き、ネスチングしないような方法で、波形にされた、強
化されたへりをもつ、細長い薄い金属のストリップを利
用する。したがって、波形はヘリボン(矢はず型)、切
頭ヘリボン(米国特許第4,838,067号、Cor
nelison、1989年6月13日の図4に示され
ている)、山形またはシヌソイドの形状であり、応力を
減少するために先端が切頭または丸くされたV字形の断
面を有することができる。波形は、可変のピッチに従い
直線であり、例えば、米国特許第4,810,588号
(BullockおよびWhittenberger、
1989年3月7日)に記載されているものであること
ができる。ヘリボンまたは山形のパターン化された波形
の傾斜する側は、ストリップのへりのに対して垂直の線
に対して、3〜10°、例えば、5°の角度を形成す
る。
態様において、アコーディオンのフォルディングのとき
か、あるいは中央のコアの回りに螺旋的に巻かれると
き、ネスチングしないような方法で、波形にされた、強
化されたへりをもつ、細長い薄い金属のストリップを利
用する。したがって、波形はヘリボン(矢はず型)、切
頭ヘリボン(米国特許第4,838,067号、Cor
nelison、1989年6月13日の図4に示され
ている)、山形またはシヌソイドの形状であり、応力を
減少するために先端が切頭または丸くされたV字形の断
面を有することができる。波形は、可変のピッチに従い
直線であり、例えば、米国特許第4,810,588号
(BullockおよびWhittenberger、
1989年3月7日)に記載されているものであること
ができる。ヘリボンまたは山形のパターン化された波形
の傾斜する側は、ストリップのへりのに対して垂直の線
に対して、3〜10°、例えば、5°の角度を形成す
る。
【0016】前のへり、とくに波形の薄い金属はくのス
トリップの前のへりが、1,000,000体積/体積
/時間程度の高いガス空間速度において、ロールオーバ
ーしそして触媒のコンバーターユニットの破壊を誘発す
る傾向がある。この問題を克服するために、今回、はく
のストリップのへりを最終のストリップの幅の約5%〜
約40%の距離でオーバーフォルディングし、これによ
りへりの領域におけるはくの厚さを2倍または4倍する
ことによって、波形の薄いステンレス鋼のはくのストリ
ップの前のへりおよび必要に応じて後のへりを強化する
と、この問題は回避されることが発見された。
トリップの前のへりが、1,000,000体積/体積
/時間程度の高いガス空間速度において、ロールオーバ
ーしそして触媒のコンバーターユニットの破壊を誘発す
る傾向がある。この問題を克服するために、今回、はく
のストリップのへりを最終のストリップの幅の約5%〜
約40%の距離でオーバーフォルディングし、これによ
りへりの領域におけるはくの厚さを2倍または4倍する
ことによって、波形の薄いステンレス鋼のはくのストリ
ップの前のへりおよび必要に応じて後のへりを強化する
と、この問題は回避されることが発見された。
【0017】簡単に述べると、本発明は、少なくとも1
つの縦方向のへりがストリップの中央に向けてストリッ
プの最終の幅の約5%〜約25%の距離で180°でフ
ォルディングされている、少なくとも1つのオーバーフ
ォルディングされたへりを有する、波形の薄いステンレ
ス鋼のはくのストリップである。ストリップをフォルデ
ィングした後、それはネスチングしないパターンで、例
えば、ヘリボンまたは山形、または可変ピッチの直線で
波形にされる。オーバーフォルディングの量は、構成さ
れた厚さで表して、もとの厚さの2〜4倍であることが
できる。通常、ステンレス鋼のはくは約0.0025〜
約0.0127cm(約0.001〜約0.005イン
チ)、例えば、0.0038cm(0.0016イン
チ)の厚さを有する。フェライトのステンレス鋼は本発
明における波形のストリップのために好ましい材料であ
る。
つの縦方向のへりがストリップの中央に向けてストリッ
プの最終の幅の約5%〜約25%の距離で180°でフ
ォルディングされている、少なくとも1つのオーバーフ
ォルディングされたへりを有する、波形の薄いステンレ
ス鋼のはくのストリップである。ストリップをフォルデ
ィングした後、それはネスチングしないパターンで、例
えば、ヘリボンまたは山形、または可変ピッチの直線で
波形にされる。オーバーフォルディングの量は、構成さ
れた厚さで表して、もとの厚さの2〜4倍であることが
できる。通常、ステンレス鋼のはくは約0.0025〜
約0.0127cm(約0.001〜約0.005イン
チ)、例えば、0.0038cm(0.0016イン
チ)の厚さを有する。フェライトのステンレス鋼は本発
明における波形のストリップのために好ましい材料であ
る。
【0018】上に示したように、空間的に巻かれそして
アコーディオンのフォルディングされた波形の薄い金属
はくの一体の本体、波形についてことに高いピッチおよ
び振幅値、例えば、0.25〜5.08cm(0.1〜
0.2インチ)および0.10〜0.38cm(0.0
4〜0.15インチ)の振幅を有するものでは、強度が
制限される。一般に、ピッチは約0.05〜約0.51
cm(約0.02〜約0.2インチ)の範囲であり、そ
して振幅は0.05〜約0.64cm(約0.02〜
0.25インチ)の範囲である。厳しいスクリーニング
試験下に、はくの前へりがロールオーバーし、そして究
極的に一体のコアの一体性を破壊する傾向が存在する。
この試験は、作動する内燃機関からの排気ガスを装置に
通過させて、高温(それぞれ、850℃〜950℃;1
562°F〜1742°F)において垂直の姿勢で装置
を振動させる(100〜200ヘルツおよび28〜60
g)させることを包含する。この装置が、前以て決定し
た時間、例えば、5〜200時間後に、折り重なり、破
壊するか、あるいは「ロールオーバー」または前のへり
の曲げまたは変形を経験する場合、装置はこの試験に不
合格したと言われる。通常、この装置は5時間以内で、
不合格になりつつある場合、不合格となるであろう。
アコーディオンのフォルディングされた波形の薄い金属
はくの一体の本体、波形についてことに高いピッチおよ
び振幅値、例えば、0.25〜5.08cm(0.1〜
0.2インチ)および0.10〜0.38cm(0.0
4〜0.15インチ)の振幅を有するものでは、強度が
制限される。一般に、ピッチは約0.05〜約0.51
cm(約0.02〜約0.2インチ)の範囲であり、そ
して振幅は0.05〜約0.64cm(約0.02〜
0.25インチ)の範囲である。厳しいスクリーニング
試験下に、はくの前へりがロールオーバーし、そして究
極的に一体のコアの一体性を破壊する傾向が存在する。
この試験は、作動する内燃機関からの排気ガスを装置に
通過させて、高温(それぞれ、850℃〜950℃;1
562°F〜1742°F)において垂直の姿勢で装置
を振動させる(100〜200ヘルツおよび28〜60
g)させることを包含する。この装置が、前以て決定し
た時間、例えば、5〜200時間後に、折り重なり、破
壊するか、あるいは「ロールオーバー」または前のへり
の曲げまたは変形を経験する場合、装置はこの試験に不
合格したと言われる。通常、この装置は5時間以内で、
不合格になりつつある場合、不合格となるであろう。
【0019】本発明は前述の米国特許出願第680,7
63号に記載されている発明に類似するが、ただし別々
のろう付けストリップ(同時巻られそして融合される)
または別々の平らなストリップ(波形のストリップと同
時に巻かれる)を強化手段として使用する代わりに、こ
の場合における強化手段は波形のストリップと一体であ
る、すなわち、それはオーバーフォルディングされたへ
り部分である。この手段は前のスクリーニング試験にお
いて経験する不合格の型に対して前のへり(および、必
要に応じて、後のヘリ)を強化するために、先行技術の
手段と同様に有効であることが発見された。そのうえ、
プロセスラインの中に米国特許第4,711,009号
に記載されているような波形の歯車の前に従来の金属の
オーバーフォルディング手段を組み込むことは、前述の
特許の装置の変更を必要とするが、この変更のコストは
複数のストリップの取り扱いに関係するコストと比較し
て製作の容易さにより償われる。
63号に記載されている発明に類似するが、ただし別々
のろう付けストリップ(同時巻られそして融合される)
または別々の平らなストリップ(波形のストリップと同
時に巻かれる)を強化手段として使用する代わりに、こ
の場合における強化手段は波形のストリップと一体であ
る、すなわち、それはオーバーフォルディングされたへ
り部分である。この手段は前のスクリーニング試験にお
いて経験する不合格の型に対して前のへり(および、必
要に応じて、後のヘリ)を強化するために、先行技術の
手段と同様に有効であることが発見された。そのうえ、
プロセスラインの中に米国特許第4,711,009号
に記載されているような波形の歯車の前に従来の金属の
オーバーフォルディング手段を組み込むことは、前述の
特許の装置の変更を必要とするが、この変更のコストは
複数のストリップの取り扱いに関係するコストと比較し
て製作の容易さにより償われる。
【0020】ここで、図面のとくに図1および図2を参
照すると、ヘリボン(矢はず型)の波形の薄いステンレ
ス鋼、好ましくはフェライトのステンレス鋼のストリッ
プ12の切片10が示されている。左のへり14に沿っ
て、ストリップ12はオーバーフォルディングされてい
るか、あるいはストリップ12の本体の上に逆にフォル
ディングされて、延長する強化バンド16を形成してい
る。強化バンド16はストリップ12の中央に向かって
内方にフォルディングされており、その距離は一般にも
とのストリップの幅の約5%〜約25%であり、例え
ば、10.80cm(4.25インチ)のもとの幅を有
するストリップから1.27cm(1/2インチ)のバ
ンドの幅は約11.76%であって9.53cm(3.
75インチ)の最終の幅を生ずる。等しい幅の反対のバ
ンド18が反対の縦方向のへりに沿って設けられている
場合、百分率は9.53cm(3.75インチ)の同一
の最終の幅をもつもとの幅の約21.05%である。通
常、オーバーフォルディング後のストリップの最終の幅
は約5.1〜約15.24cm(約2.0〜約6.0イ
ンチ)であろう。ストリップの長さは、螺旋的に巻かれ
たコアまたはフォルディングされたコアについて、約
1.22〜約15.24m(約2〜約25フィート)で
変化するであろう。
照すると、ヘリボン(矢はず型)の波形の薄いステンレ
ス鋼、好ましくはフェライトのステンレス鋼のストリッ
プ12の切片10が示されている。左のへり14に沿っ
て、ストリップ12はオーバーフォルディングされてい
るか、あるいはストリップ12の本体の上に逆にフォル
ディングされて、延長する強化バンド16を形成してい
る。強化バンド16はストリップ12の中央に向かって
内方にフォルディングされており、その距離は一般にも
とのストリップの幅の約5%〜約25%であり、例え
ば、10.80cm(4.25インチ)のもとの幅を有
するストリップから1.27cm(1/2インチ)のバ
ンドの幅は約11.76%であって9.53cm(3.
75インチ)の最終の幅を生ずる。等しい幅の反対のバ
ンド18が反対の縦方向のへりに沿って設けられている
場合、百分率は9.53cm(3.75インチ)の同一
の最終の幅をもつもとの幅の約21.05%である。通
常、オーバーフォルディング後のストリップの最終の幅
は約5.1〜約15.24cm(約2.0〜約6.0イ
ンチ)であろう。ストリップの長さは、螺旋的に巻かれ
たコアまたはフォルディングされたコアについて、約
1.22〜約15.24m(約2〜約25フィート)で
変化するであろう。
【0021】電気的に加熱可能な触媒のコンバーターに
おいて使用するための螺旋的に巻かれた触媒のコア部材
を製作するとき、波形のコア要素は1端において導電性
の中央の柱に溶接することが望ましい。こうして、第3
図において、ステンレス鋼、例えば、フェライトのステ
ンレス鋼、またはニッケルから形成された円筒形の中央
の導電性コアの柱20の回りに、ゆるく螺旋的に巻かれ
た波形のストリップ10が示されている。ストリップ1
0は柱20に22で溶接されている。1または2以上の
10までのコア要素10を中央の柱20に固定すること
ができる。図4に示すように、コア要素10は中央の柱
20の回りに緊密に螺旋的に巻かれており、そして鋼、
またはフェライトのステンレス鋼の取り囲む円形の環、
またはニッケルの保持器24により保持されており、こ
の保持器24にコア部材10の反対の端が、また、溶接
されている。(参照、図4)。こうして、電流は電源の
負の極を取り付けることができる外側の保持外殻24か
ら、電源の正の極が取り付けられている中央の柱20
に、導電性であり、それ自体抵抗として作用するコア要
素10を通して流れる。それゆえ、コア要素10はわれ
われの前述の同時継続出願第587,219号に示すよ
うに電気的に加熱することができる。
おいて使用するための螺旋的に巻かれた触媒のコア部材
を製作するとき、波形のコア要素は1端において導電性
の中央の柱に溶接することが望ましい。こうして、第3
図において、ステンレス鋼、例えば、フェライトのステ
ンレス鋼、またはニッケルから形成された円筒形の中央
の導電性コアの柱20の回りに、ゆるく螺旋的に巻かれ
た波形のストリップ10が示されている。ストリップ1
0は柱20に22で溶接されている。1または2以上の
10までのコア要素10を中央の柱20に固定すること
ができる。図4に示すように、コア要素10は中央の柱
20の回りに緊密に螺旋的に巻かれており、そして鋼、
またはフェライトのステンレス鋼の取り囲む円形の環、
またはニッケルの保持器24により保持されており、こ
の保持器24にコア部材10の反対の端が、また、溶接
されている。(参照、図4)。こうして、電流は電源の
負の極を取り付けることができる外側の保持外殻24か
ら、電源の正の極が取り付けられている中央の柱20
に、導電性であり、それ自体抵抗として作用するコア要
素10を通して流れる。それゆえ、コア要素10はわれ
われの前述の同時継続出願第587,219号に示すよ
うに電気的に加熱することができる。
【0022】図5は119に全体的に示す電気的に加熱
可能な触媒のコンバーターの断面図である。これは13
0に全体的に示すコア、例えば、第4図に示すものを有
し、そして最適な触媒活性のために所望の温度に急速に
加熱するための適当な電気回路の中に接続されている。
コンバーターはステンレス鋼またはニッケルのハウジン
グ120を有し、このハウジング120は広がった端キ
ャップ122および124、およびそれらと一体のニッ
プル126および128を有し、これらのニップル12
6および128は標準の排気パイプ、例えば、6.35
cm(2.5インチ)の内径のパイプを収容することが
できる。ハウジング120はそれと電気的に隔離された
単一の一体の物体130を含有する。第4図に端面図で
示す一体の物体は適当であり、そして上に示す方法で耐
火性金属酸化物、例えば、ガンマアルミナ/セリアでコ
ーティングされた波形の薄いフェライトのステンレス鋼
から形成することができ、そしてその上に析出された貴
金属触媒を有する。示したように、上の米国特許第4,
711,009号に記載されている方法を便利に使用し
て、洗浄コーティングおよび触媒の適用を達成すること
ができる。一体の本体は排気ガスに対して透過性の複数
のセルを定める。最初に排気ガスに直面するへり14
(図1)は前のへりと呼ぶが、触媒のコンバーター13
0の下流の側にへり15(図1)を後のへりと呼ぶ。こ
のようなセルは図5に複数の平行のラインとして線図的
に示されている。上に示したように、これらのセルはヘ
リボン、切頭のヘリボン、山形またはシヌソイドのパタ
ーンで生成するような直線ではないか、あるいは前述の
米国特許第4,810,588号に関してに記載されて
いるように直線であることができる。セルの密度は、望
ましくは、約11.6〜約77.5セル/cm2(約7
5〜500セル/平方インチ)、好ましくは約15.5
〜約31.0セル/cm2(約100〜約200セル/
平方インチ)の範囲である。耐火性金属酸化物のコーテ
ィングは非常に薄く、例えば、約0.0013〜0.0
051cm(約0.0005〜0.002インチ)であ
り、これは洗浄コーティングとして適用され、そしてベ
ーキングしてコーティングをステンレス鋼の表面に融合
される。アルミナのガンマ型は好ましい。他の耐火性金
属酸化物、例えば、チタニア、チタニア/セリア、チタ
ニア/アルミナ、アルミナ/セリアなどを洗浄コーティ
ングとして使用することができる。
可能な触媒のコンバーターの断面図である。これは13
0に全体的に示すコア、例えば、第4図に示すものを有
し、そして最適な触媒活性のために所望の温度に急速に
加熱するための適当な電気回路の中に接続されている。
コンバーターはステンレス鋼またはニッケルのハウジン
グ120を有し、このハウジング120は広がった端キ
ャップ122および124、およびそれらと一体のニッ
プル126および128を有し、これらのニップル12
6および128は標準の排気パイプ、例えば、6.35
cm(2.5インチ)の内径のパイプを収容することが
できる。ハウジング120はそれと電気的に隔離された
単一の一体の物体130を含有する。第4図に端面図で
示す一体の物体は適当であり、そして上に示す方法で耐
火性金属酸化物、例えば、ガンマアルミナ/セリアでコ
ーティングされた波形の薄いフェライトのステンレス鋼
から形成することができ、そしてその上に析出された貴
金属触媒を有する。示したように、上の米国特許第4,
711,009号に記載されている方法を便利に使用し
て、洗浄コーティングおよび触媒の適用を達成すること
ができる。一体の本体は排気ガスに対して透過性の複数
のセルを定める。最初に排気ガスに直面するへり14
(図1)は前のへりと呼ぶが、触媒のコンバーター13
0の下流の側にへり15(図1)を後のへりと呼ぶ。こ
のようなセルは図5に複数の平行のラインとして線図的
に示されている。上に示したように、これらのセルはヘ
リボン、切頭のヘリボン、山形またはシヌソイドのパタ
ーンで生成するような直線ではないか、あるいは前述の
米国特許第4,810,588号に関してに記載されて
いるように直線であることができる。セルの密度は、望
ましくは、約11.6〜約77.5セル/cm2(約7
5〜500セル/平方インチ)、好ましくは約15.5
〜約31.0セル/cm2(約100〜約200セル/
平方インチ)の範囲である。耐火性金属酸化物のコーテ
ィングは非常に薄く、例えば、約0.0013〜0.0
051cm(約0.0005〜0.002インチ)であ
り、これは洗浄コーティングとして適用され、そしてベ
ーキングしてコーティングをステンレス鋼の表面に融合
される。アルミナのガンマ型は好ましい。他の耐火性金
属酸化物、例えば、チタニア、チタニア/セリア、チタ
ニア/アルミナ、アルミナ/セリアなどを洗浄コーティ
ングとして使用することができる。
【0023】強化したストリップ10(図1)を前以て
決定した長さ、例えば、15.2〜91.4cm(6〜
36インチ)に切断し、そして中央の柱134に固定す
る。1または2以上のストリップ10、例えば、1、
2、3、4などを中央の柱134に固定することができ
る。ボタン136を柱134に下流端に溶接して、管状
柱134を使用する場合、その開口端を閉じることがで
きる。充実の棒の柱では、このようなボタン136は不
必要である。次いで、コア要素のストリップ10を中央
の柱134の回りに緊密に螺旋状に巻きつけ、中央の柱
134に、溶接またはろう付けを行う端区域の耐火性金
属酸化物のコーティングを除去した後、それらを溶接ま
たはろう付けする。耐火性金属酸化物のコーティング
を、また、強化したコア要素10の自由端から除去し
て、保持外殻138への溶接を可能とする。次いで、束
全体を前述の型のろう付けのはくのストリップで包装
し、そして保持外殻138を束の回りに、好ましくは半
分の外殻として配置し、一方の半分の外殻は、電源15
6からの150に線図的に示すケーブルの1つの極の取
り付けのために、そこから入るターミナル柱140を有
する。半分の外殻は一緒にシーム溶接する。次いで、こ
のアセンブリーを、例えば、誘導的に、ニッケルろう付
け合金の融合温度に加熱して、保持外殻138を束13
2に固定する。ろう付け温度が触媒のために高すぎる場
合、ろう付け工程後まで、触媒の適用を延期することが
でき、次いで触媒を浸漬およびより低い温度においてベ
ーキングすることによって適用する。誘導加熱は、ま
た、触媒に対してそれほど有害ではない。次いでこのア
センブリーを望ましくは約0.16〜約0.64cm
(約1/16〜約1/4インチ)の絶縁体142の中に
包装し、そしてハウジング120の中に挿入する。適当
なセラミックのフェルトは米国特許第3,916,05
7号(Hatch、1975年10月28日)に記載さ
れている。端キャップ122および124を、例えば、
溶接により最後に取り付ける。
決定した長さ、例えば、15.2〜91.4cm(6〜
36インチ)に切断し、そして中央の柱134に固定す
る。1または2以上のストリップ10、例えば、1、
2、3、4などを中央の柱134に固定することができ
る。ボタン136を柱134に下流端に溶接して、管状
柱134を使用する場合、その開口端を閉じることがで
きる。充実の棒の柱では、このようなボタン136は不
必要である。次いで、コア要素のストリップ10を中央
の柱134の回りに緊密に螺旋状に巻きつけ、中央の柱
134に、溶接またはろう付けを行う端区域の耐火性金
属酸化物のコーティングを除去した後、それらを溶接ま
たはろう付けする。耐火性金属酸化物のコーティング
を、また、強化したコア要素10の自由端から除去し
て、保持外殻138への溶接を可能とする。次いで、束
全体を前述の型のろう付けのはくのストリップで包装
し、そして保持外殻138を束の回りに、好ましくは半
分の外殻として配置し、一方の半分の外殻は、電源15
6からの150に線図的に示すケーブルの1つの極の取
り付けのために、そこから入るターミナル柱140を有
する。半分の外殻は一緒にシーム溶接する。次いで、こ
のアセンブリーを、例えば、誘導的に、ニッケルろう付
け合金の融合温度に加熱して、保持外殻138を束13
2に固定する。ろう付け温度が触媒のために高すぎる場
合、ろう付け工程後まで、触媒の適用を延期することが
でき、次いで触媒を浸漬およびより低い温度においてベ
ーキングすることによって適用する。誘導加熱は、ま
た、触媒に対してそれほど有害ではない。次いでこのア
センブリーを望ましくは約0.16〜約0.64cm
(約1/16〜約1/4インチ)の絶縁体142の中に
包装し、そしてハウジング120の中に挿入する。適当
なセラミックのフェルトは米国特許第3,916,05
7号(Hatch、1975年10月28日)に記載さ
れている。端キャップ122および124を、例えば、
溶接により最後に取り付ける。
【0024】この装置の温度はコアの中に埋め込まれて
いる接合を有する熱電対194により感知され、リード
線は絶縁体146および端キャップ124を通して伸び
るブシュ148により端キャップ124から絶縁されて
いる。
いる接合を有する熱電対194により感知され、リード
線は絶縁体146および端キャップ124を通して伸び
るブシュ148により端キャップ124から絶縁されて
いる。
【0025】ターミナル柱140はハウジング120を
通して延び、そして望ましくはその末端にねじ山を有し
てナットを受け入れて、150で概略的に示すケーブル
を保持し、このケーブルは前述のスイッチ152および
電力スイッチ手段154を通してに導かれる。望ましく
は、柱140は直流または整流電源の陽極に取り付けら
されている。電力スイッチ手段154くちバッテリー1
56または交流発電機または両者に接続されていて、1
2〜108ボルトの駆動力または電圧を提供する。柱1
40は、絶縁スリーブ158およびブシュ160、およ
びケーブルのコネクター(図示せず)のためのシートと
して金属キャップ162を有する。
通して延び、そして望ましくはその末端にねじ山を有し
てナットを受け入れて、150で概略的に示すケーブル
を保持し、このケーブルは前述のスイッチ152および
電力スイッチ手段154を通してに導かれる。望ましく
は、柱140は直流または整流電源の陽極に取り付けら
されている。電力スイッチ手段154くちバッテリー1
56または交流発電機または両者に接続されていて、1
2〜108ボルトの駆動力または電圧を提供する。柱1
40は、絶縁スリーブ158およびブシュ160、およ
びケーブルのコネクター(図示せず)のためのシートと
して金属キャップ162を有する。
【0026】反対のまたは負の極は、この場合におい
て、ハウジング120の外側から、横方向に延びる棒1
64により接続され、この棒164は各端で端キャップ
122の内側に溶接されておりそしてそれに中央の柱1
34が166で溶接されている。こうして、電気回路は
中央の柱134から、はくの要素10を通して、保持外
殻138を通して、そしてターミナル140ターミナル
完結する。
て、ハウジング120の外側から、横方向に延びる棒1
64により接続され、この棒164は各端で端キャップ
122の内側に溶接されておりそしてそれに中央の柱1
34が166で溶接されている。こうして、電気回路は
中央の柱134から、はくの要素10を通して、保持外
殻138を通して、そしてターミナル140ターミナル
完結する。
【0027】ここにおける触媒のコンバーターは「電気
的に加熱可能」と呼ばれる。これにより示唆されるよう
に、エンジンが始動の前に静止している間に、そして、
必要に応じて、作動の間に温度が設定点より低下したと
きいつでも、電力はコンバーターに供給される。これは
臨界点における、例えば、それぞれの触媒のコンバータ
ー内における(例えば、図6に示すように)低い温度に
対して応答して、必要に応じて電力を再供給する、適当
な温度コントロールにより達成することができる。
的に加熱可能」と呼ばれる。これにより示唆されるよう
に、エンジンが始動の前に静止している間に、そして、
必要に応じて、作動の間に温度が設定点より低下したと
きいつでも、電力はコンバーターに供給される。これは
臨界点における、例えば、それぞれの触媒のコンバータ
ー内における(例えば、図6に示すように)低い温度に
対して応答して、必要に応じて電力を再供給する、適当
な温度コントロールにより達成することができる。
【0028】第6図を参照すると、170で全体的に示
しブロックの仮想図で示す、内燃機関の線図的表示が示
されている。この内燃機関は、エンジンブロック170
において、それぞれ、排気口182、184、186お
よび188から導かれる個々の排気ライン174、17
6、178および180に接続されたマニホールド17
2を有する。マニホールド172の下流に、全体的に1
90で示す排気システム、電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーター192、例えば、図5により詳細に示すもの
が挿入されている。図6における距離「a」は、ほとん
どの目的に対して、約30.48cm(約12インチ)
より小さい。また、排気ラインの中に、従来の触媒のコ
ンバーター194、電気的に加熱可能ではない、が位置
する。マニホールド172の下流端は従来の触媒のコン
バーター194にその入口端196に取り付けられてお
り、そして後ろのパイプはコンバーター194からの出
口198に取り付けられている。排気パイプ190は、
ここにおいて規定する、電気的に加熱可能な触媒のコン
バーター192に、その入口200で入り、そして出口
202を通して出る。示すように、電気的に加熱可能な
触媒のコンバーター192は従来の触媒のコンバーター
194の上流に存在する。電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーターは、また、必要に応じて、従来の触媒のコン
バーターの下流に位置することができる。電気的に加熱
可能ではない従来の触媒のコンバーターは、排気パイプ
の直径に対して端キャップのアダプターをもつ鋼のハウ
ジング、および触媒、触媒コーティングされたアルミナ
ビーズを包含するセラミックの一体の物体、または前述
の米国特許第4,711,009号に記載されているよ
うな触媒支持波形の薄い金属はくの一体の物体からなる
ことができる。
しブロックの仮想図で示す、内燃機関の線図的表示が示
されている。この内燃機関は、エンジンブロック170
において、それぞれ、排気口182、184、186お
よび188から導かれる個々の排気ライン174、17
6、178および180に接続されたマニホールド17
2を有する。マニホールド172の下流に、全体的に1
90で示す排気システム、電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーター192、例えば、図5により詳細に示すもの
が挿入されている。図6における距離「a」は、ほとん
どの目的に対して、約30.48cm(約12インチ)
より小さい。また、排気ラインの中に、従来の触媒のコ
ンバーター194、電気的に加熱可能ではない、が位置
する。マニホールド172の下流端は従来の触媒のコン
バーター194にその入口端196に取り付けられてお
り、そして後ろのパイプはコンバーター194からの出
口198に取り付けられている。排気パイプ190は、
ここにおいて規定する、電気的に加熱可能な触媒のコン
バーター192に、その入口200で入り、そして出口
202を通して出る。示すように、電気的に加熱可能な
触媒のコンバーター192は従来の触媒のコンバーター
194の上流に存在する。電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーターは、また、必要に応じて、従来の触媒のコン
バーターの下流に位置することができる。電気的に加熱
可能ではない従来の触媒のコンバーターは、排気パイプ
の直径に対して端キャップのアダプターをもつ鋼のハウ
ジング、および触媒、触媒コーティングされたアルミナ
ビーズを包含するセラミックの一体の物体、または前述
の米国特許第4,711,009号に記載されているよ
うな触媒支持波形の薄い金属はくの一体の物体からなる
ことができる。
【0029】エンジンをV−8またはV−6エンジンに
おけるように2つのマニホールドで構成するとき、2つ
の電気的に加熱可能な触媒のコンバーターを、例えば、
図6に示すのと同一の方法で、排気システムの各々に1
つずつ、使用することができる。
おけるように2つのマニホールドで構成するとき、2つ
の電気的に加熱可能な触媒のコンバーターを、例えば、
図6に示すのと同一の方法で、排気システムの各々に1
つずつ、使用することができる。
【0030】作動において、ここに記載する電気的に加
熱可能な触媒のコンバーターは、適当な電気回路におい
て、所望の温度が2〜30秒で到達するまで、あるいは
冷たい気候の作動の場合において、排気システムが正常
の作動温度に到達するまで、1または2以上のMOSF
ETを並列で含有する、常態で開いているスイッチ回路
を閉じることによって接続される。このような時間にお
いて、主な、または普通の触媒のコンバーターは汚染物
質の成分の所望の転化のために最適な温度に達成するの
で、電力の供給は非常により低いエネルギーレベルにお
いて中断またはコントロールすることができる。また、
MOSFETスイッチはエンジンの始動後オンに戻して
温度を維持することができ、この温度は、多くの場合に
おいて、初期の冷たい排気ガスの流れの質量束のため
に、追加の電力の不存在で低下するであろう。そのう
え、MOSFETスイッチは急速にオンおよびオフにし
て、冷却効果をバランスするためにちょうど正しい量の
電力を提供することができる。MOSFETスイッチの
閉鎖は、また、ドライバーに可視の「待機」の光を活性
化しおよび/または、最小の触媒作動温度が前述の普通
の熱電対により感知して到達されるまで、点火スイッチ
を不能とすることができる。
熱可能な触媒のコンバーターは、適当な電気回路におい
て、所望の温度が2〜30秒で到達するまで、あるいは
冷たい気候の作動の場合において、排気システムが正常
の作動温度に到達するまで、1または2以上のMOSF
ETを並列で含有する、常態で開いているスイッチ回路
を閉じることによって接続される。このような時間にお
いて、主な、または普通の触媒のコンバーターは汚染物
質の成分の所望の転化のために最適な温度に達成するの
で、電力の供給は非常により低いエネルギーレベルにお
いて中断またはコントロールすることができる。また、
MOSFETスイッチはエンジンの始動後オンに戻して
温度を維持することができ、この温度は、多くの場合に
おいて、初期の冷たい排気ガスの流れの質量束のため
に、追加の電力の不存在で低下するであろう。そのう
え、MOSFETスイッチは急速にオンおよびオフにし
て、冷却効果をバランスするためにちょうど正しい量の
電力を提供することができる。MOSFETスイッチの
閉鎖は、また、ドライバーに可視の「待機」の光を活性
化しおよび/または、最小の触媒作動温度が前述の普通
の熱電対により感知して到達されるまで、点火スイッチ
を不能とすることができる。
【0031】こうして、前述の厳しいスクリーニング試
験にかけたとき、「ロールオーバー」の不合格に抵抗す
る、電気的に加熱可能な触媒のコンバーターにおいて使
用するための、改良されたコア要素の構造体が提供され
た。この改良は、へり(両者のへり)を、例えば、1回
または2回ローリングオーバーして、へりを強化しそし
て高い温度および高いガス速度のための「ロールオーバ
ー」の不合格を防止することによって達成される。
験にかけたとき、「ロールオーバー」の不合格に抵抗す
る、電気的に加熱可能な触媒のコンバーターにおいて使
用するための、改良されたコア要素の構造体が提供され
た。この改良は、へり(両者のへり)を、例えば、1回
または2回ローリングオーバーして、へりを強化しそし
て高い温度および高いガス速度のための「ロールオーバ
ー」の不合格を防止することによって達成される。
【図1】本発明によるヘリボンの波形のストリップの切
片の上面図であり、左の縦方向のへりに沿ったオーバー
フォルディングした部分、および仮想図で、右の縦方向
のへりに沿った任意のオーバーフォルディングした部分
を示す。
片の上面図であり、左の縦方向のへりに沿ったオーバー
フォルディングした部分、および仮想図で、右の縦方向
のへりに沿った任意のオーバーフォルディングした部分
を示す。
【図2】オーバーフォルディングが不完全である図1に
おいて線2−2により示した平面の中に現れる、ストリ
ップの切片の断面図である。
おいて線2−2により示した平面の中に現れる、ストリ
ップの切片の断面図である。
【図3】多少の膨張した状態の、すなわち、緊密に巻か
れていない、中央の導電性柱の回りに螺旋的に巻かれ
た、図1および図2の波形の強化されたストリップから
形成されたコア要素の端面図である。
れていない、中央の導電性柱の回りに螺旋的に巻かれ
た、図1および図2の波形の強化されたストリップから
形成されたコア要素の端面図である。
【図4】円形の保持外殻の中に囲まれた緊密に巻かれた
コアの本体の断面図を示す。
コアの本体の断面図を示す。
【図5】線図的示された付随する電気回路をもつ、本発
明によるコア要素を含む電気的に加熱可能な触媒のコン
バーターの断面図である。
明によるコア要素を含む電気的に加熱可能な触媒のコン
バーターの断面図である。
【図6】内燃機関および本発明による電気的に加熱可能
な触媒のコンバーターおよび従来の触媒のコンバーター
を縦並び関係で含有する排気システムを線図的および概
略的形態で示す。
な触媒のコンバーターおよび従来の触媒のコンバーター
を縦並び関係で含有する排気システムを線図的および概
略的形態で示す。
10 切片、コア要素 12 ストリップ 14 左のへり 15 へり 16 「ロールオーバー」または延長する強化バンド 18 反対のバンド 20 導電性コアの柱、中央の柱 22 溶接 24 保持器、外側の保持外殻 119 電気的に加熱可能な触媒のコンバーター 120 ハウジング 122 広がった端キャップ 124 広がった端キャップ 126 ニップル 128 ニップル 130 コア 132 束 134 中央の柱、管状柱 136 ボタン 138 保持外殻 140 ターミナルの柱 142 絶縁体 148 ブシュ 150 ケーブルの一方の極 152 スイッチ 154 電力スイッチ手段 156 電源、バッテリー 158 絶縁スリーブ 160 ブシュ 162 金属キャップ 164 横方向に延びる棒 166 溶接 170 内燃機関、エンジンブロック 172 マニホールド 174 排気ライン 176 排気ライン 178 排気ライン 180 排気ライン 182 排気口 184 排気口 186 排気口 188 排気口 190 排気システム 192 電気的に加熱可能な触媒のコンバーター 194 熱電対、従来の触媒のコンバーター 195 接合 196 入口端 198 出口 200 入口 202 出口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項10】 金属はフェライトの金属である、請求
項9の波形の薄い金属はくのストリップ。
項9の波形の薄い金属はくのストリップ。
【請求項11】 波形は約0.05〜約0.51cm
(約0.02〜約0.2インチ)のピッチおよび約0.
05〜0.64cm(約0.05〜約0.25インチ)
の振幅を有する、請求項1の波形の薄い金属はくのスト
リップ。
(約0.02〜約0.2インチ)のピッチおよび約0.
05〜0.64cm(約0.05〜約0.25インチ)
の振幅を有する、請求項1の波形の薄い金属はくのスト
リップ。
【請求項12】 はくは約0.0025〜約0.001
3cm(約0.001〜約0.005インチ)の厚さを
有する、請求項1の波形の薄い金属はくのストリップ。
3cm(約0.001〜約0.005インチ)の厚さを
有する、請求項1の波形の薄い金属はくのストリップ。
【請求項13】 前以て決定した長さおよび前以て決定
した幅を有する波形の薄い金属はくのストリップからな
るコア部材を含み、前記長さは前記幅より大きく、前記
はくは少なくとも1つの縦方向へのへりに沿ってストリ
ップの最終の幅の5%〜25%の距離でオーバーフオル
ディングされており、前記はくのストリップは導電性の
中央の金属柱の回りに螺旋的に巻かれており、そして前
記コアを緊密に取り囲みかつそれに対して電気的に結合
されている保持外殻を含む、電気的に加熱可能な触媒の
コンバータのためのコア。
した幅を有する波形の薄い金属はくのストリップからな
るコア部材を含み、前記長さは前記幅より大きく、前記
はくは少なくとも1つの縦方向へのへりに沿ってストリ
ップの最終の幅の5%〜25%の距離でオーバーフオル
ディングされており、前記はくのストリップは導電性の
中央の金属柱の回りに螺旋的に巻かれており、そして前
記コアを緊密に取り囲みかつそれに対して電気的に結合
されている保持外殻を含む、電気的に加熱可能な触媒の
コンバータのためのコア。
【請求項14】 幾何学的形状は円形である、請求項1
3のコア。
3のコア。
【請求項15】 前記コアを取り囲みかつ支持するハウ
ジングおよび前記コアを前記ハウジングから電気的に隔
離する絶縁手段をさらに含む、請求項13のコア。
ジングおよび前記コアを前記ハウジングから電気的に隔
離する絶縁手段をさらに含む、請求項13のコア。
【請求項16】 中央の柱を直流電源の1つの極に接続
する手段、保持外殻をハウジングに接続する手段、およ
びハウジングを前記直流電源の反対極に接続する手段を
含む、請求項15のコア。
する手段、保持外殻をハウジングに接続する手段、およ
びハウジングを前記直流電源の反対極に接続する手段を
含む、請求項15のコア。
【請求項17】 電源は12〜108ボルトの電圧規格
を有する、請求項16のコア。
を有する、請求項16のコア。
【請求項19】 内燃機関から発生する排気ガスを処理
して、汚染物質を除去する電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーターであって、(1)外側の金属のハウジング、
(2)前記ハウジングの各々端に存在し、内燃機関のた
めの従来の排気システムの中に挿入するために、前記外
側ハウジングの形状に適合させるための手段、(3)前
記ハウジングの内側の壁のための絶縁ライナー、(4)
前記絶縁ライナー内の前記コンバーターのためのコア、
前記コアは前以て決定した長さおよび前以て決定した幅
を有する波形の薄い金属はくのストリップからなるコア
部材を含み、前記長さは前記幅より大きく、前記はくは
少なくとも1つの縦方向のへりに沿ってストリップの最
終の幅の5%〜25%の幅の距離でオーバーフォルディ
ングされており、前記はくのストリップは導電性の中央
の金属柱の回りに螺旋的に巻かれており、そして前記コ
アを緊密に取り囲みかつそれに対して電気的に結合され
ている保持外殻を含む、(5)前記中央の柱を直流電源
の一方の極に接続する手段、(6)前記ハウジングを前
記直流電源の他方の極に接続する手段、および(7)1
2〜108ボルトの定格の直流電源、からなる、電気的
に加熱可能な触媒のコンバーター。
して、汚染物質を除去する電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーターであって、(1)外側の金属のハウジング、
(2)前記ハウジングの各々端に存在し、内燃機関のた
めの従来の排気システムの中に挿入するために、前記外
側ハウジングの形状に適合させるための手段、(3)前
記ハウジングの内側の壁のための絶縁ライナー、(4)
前記絶縁ライナー内の前記コンバーターのためのコア、
前記コアは前以て決定した長さおよび前以て決定した幅
を有する波形の薄い金属はくのストリップからなるコア
部材を含み、前記長さは前記幅より大きく、前記はくは
少なくとも1つの縦方向のへりに沿ってストリップの最
終の幅の5%〜25%の幅の距離でオーバーフォルディ
ングされており、前記はくのストリップは導電性の中央
の金属柱の回りに螺旋的に巻かれており、そして前記コ
アを緊密に取り囲みかつそれに対して電気的に結合され
ている保持外殻を含む、(5)前記中央の柱を直流電源
の一方の極に接続する手段、(6)前記ハウジングを前
記直流電源の他方の極に接続する手段、および(7)1
2〜108ボルトの定格の直流電源、からなる、電気的
に加熱可能な触媒のコンバーター。
Claims (17)
- 【請求項1】 少なくとも1つの縦方向のへりがストリ
ップの中央に向けてストリップの最終の幅の約5%〜約
25%の距離でフォルディングされている、オーバーフ
ォルディングされたへりを有する、波形の薄いステンレ
ス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項2】 はくはヘリボン、山形、切頭ヘリボン、
またはシヌソイドのパターンで波形にされている、請求
項1の波形の薄いステンレス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項3】 はくは1つのへりに沿ってストリップの
中央に向けてオーバーフォルディングされている、請求
項1の波形の薄いステンレス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項4】 オーバーフォルディングされたへりは前
のへりに沿って存在する、請求項3の波形の薄いステン
レス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項5】 はくのストリップはオーバーフォルディ
ングされている、請求項1の波形の薄いステンレス鋼の
はくのストリップ。 - 【請求項6】 少なくとも1つのその表面上に耐火性金
属酸化物のコーティング、および前記耐火性金属酸化物
上に析出された貴金属触媒をさらに含む、請求項1の波
形の薄いステンレス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項7】 耐火性金属酸化物のコーティングは主要
な比率のアルミナからなる、請求項の波形の薄いステン
レス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項8】 アルミナはガンマアルミナである、請求
項7の波形の薄いステンレス鋼のはくのストリップ。 - 【請求項9】 ステンレス鋼はフェライトのステンレス
鋼である、請求項1の波形の薄いステンレス鋼のはくの
ストリップ。 - 【請求項10】 波形は約0.05〜約0.51cm
(約0.02〜約0.2インチ)のピッチおよび約0.
05〜0.64cm(約0.05〜約0.25インチ)
の振幅を有する、請求項5の波形の薄いステンレス鋼の
はくのストリップ。 - 【請求項11】 はくは約0.0025〜約0.001
3cm(約0.001〜約0.005インチ)の厚さを
有する、請求項1の波形の薄いステンレス鋼のはくのス
トリップ。 - 【請求項12】 前以て決定した長さおよび前以て決定
した幅を有する波形の薄いステンレス鋼のはくのストリ
ップからなるコア部材を含み、前記長さは前記幅より大
きく、前記はくのストリップは導電性の中央の金属柱の
回りに螺旋的に巻かれており、そして前記コアを緊密に
取り囲みかつそれに対して電気的に結合されている保持
外殻を含む、電気的に加熱可能な触媒のコンバーターの
ためのコア。 - 【請求項13】 幾何学的形状は円形である、請求項1
2のコア。 - 【請求項14】 前記コアを取り囲みかつ支持するハウ
ジングおよび前記コアを前記ハウジングから電気的に隔
離する絶縁手段をさらに含む、請求項12のコア。 - 【請求項15】 中央の柱を直流電源の1つの極に接続
する手段、保持外殻をハウジングに接続する手段、およ
びハウジングを前記直流電源の反対極に接続する手段を
含む、請求項14のコア。 - 【請求項16】 電源は12〜108ボルトの電圧規格
を有する、請求項15のコア。 - 【請求項17】 内燃機関から発生する排気ガスを処理
して、汚染物質を除去する電気的に加熱可能な触媒のコ
ンバーターであって、(1)外側の金属のハウジング、
(2)前記ハウジングの各々端に存在し、内燃機関のた
めの従来の排気システムの中に挿入するために、前記外
側ハウジングの形状に適合させるための手段、(3)前
記ハウジングの内側の壁のための絶縁ライナー、(4)
前記絶縁ライナー内の前記コンバーターのためのコア、
前記コアは前以て決定した長さおよび前以て決定した幅
を有する波形の薄いステンレス鋼のはくのストリップか
らなるコア部材を含み、前記長さは前記幅より大きく、
前記はくのストリップは導電性の中央の金属柱の回りに
螺旋的に巻かれており、そして前記コアを緊密に取り囲
みかつそれに対して電気的に結合されている保持外殻を
含む、(5)前記中央の柱を直流電源の一方の極に接続
する手段、(6)前記ハウジングを前記直流電源の他方
の極に接続する手段、および(7)12〜108ボルト
の定格の直流電源、からなる、電気的に加熱可能な触媒
のコンバーター。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/696,132 US5240682A (en) | 1991-05-06 | 1991-05-06 | Reinforced corrugated thin metal foil strip useful in a catalytic converter core, a catalytic converter core containing said strip and an electrically heatable catalytic converter containing said core |
US696132 | 1996-08-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05237563A true JPH05237563A (ja) | 1993-09-17 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4135600A Pending JPH05237563A (ja) | 1991-05-06 | 1992-04-30 | 波形の薄い金属はくストリツプ |
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EP (1) | EP0512659A3 (ja) |
JP (1) | JPH05237563A (ja) |
CA (1) | CA2066127A1 (ja) |
FI (1) | FI922022A (ja) |
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