CN101203309B - 金属蜂窝状催化剂载体 - Google Patents

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Abstract

一种金属蜂窝状催化剂载体。在该金属蜂窝状催化剂载体(11)中，金属薄带板(23)沿纵向方向(沿箭头a2的方向)的一侧(33)上形成波形部分(24)。将多个这些带板(23)按照将另一带板(23)的另一侧(34)上的平整部分(35)放置在所述一侧上的波形部分(24)上的方式交替地相互叠加，并从其纵向中央部分(25)开始卷绕带板，从而形成蜂窝状截面的卷形蜂窝体(12)，且将卷形蜂窝体装配在中空筒形件(13)中。装配到中空筒形件中的卷形蜂窝体(12)的中央筒形部分(17)的直径设定为D，卷形蜂窝体的中央平整部分(25)的纵向长度Lm设定为至少4.14D且由相等的设在相对于带板的中心线的一侧上的第一长度以及在相对于中心线的另一侧上的第二长度构成。

Description

金属蜂窝状催化剂载体
技术领域
本发明涉及一种筒形金属蜂窝状催化剂载体，该金属蜂窝状催化剂载体用于承载用于净化从内燃机排出的废气的催化剂。
背景技术
已知一种金属蜂窝状催化剂载体，其中每个构件除了其中央区域和其它保持平板状的部分之外，在金属带板的一侧上均形成有波纹状区域，将这些构件交替叠加使得该构件的波纹状区域与另一构件的板部分相互接触，并且将这些构件围绕它们的中央卷绕以形成覆盖有外部中空筒形件的筒形蜂窝体(例如，参见专利文献1)。
专利文献1：日本专利未审公报JP-A-7-116758(4-5页，图1和图3)
下面将参照附图解释专利文献1。
图6A到图6C是用于解释JP-A-7-116758的图。通过用外筒108覆盖卷绕基体101而得到耐热结构113，该结构通过用于制造传统耐热结构的方法制造。具体地说，基体101是在其一侧上形成有波纹状板103的平板102。在叠加多个基体101时，将预定数目的基体101交替叠加使得波纹状板103和另一基体101的平板102相互接触。挤压每个基体101的中央区域104而形成平行部分105。止动件106夹住平行部分105。围绕平行部分105卷绕基体，从而形成蜂窝体107。蜂窝体107覆盖有外部中空筒形件108。外部中空筒形件108的两端都焊有止动环109，使得止动环109与蜂窝体107的两端之间形成有间隙t。外部中空筒形件108的端部111与止动件106的另一侧112焊接。
如上所述，由于没有使用钎焊材料制造JP-A-7-116758中公开的耐热结构113，所以不会产生由于膨胀/收缩而引起的热应力。
然而，JP-A-7-116758中公开的耐热结构113在蜂窝体107的两端与止动环109之间分别形成有间隙t。因此，如果将这种耐热结构应用于机动车或者摩托车，那么例如由于行驶过程中的振动，蜂窝体107移动而与外部筒形材料108一起振动从而该蜂窝体107可能破裂。
另外，在JP-A-7-116758中公开的耐热结构中，必须将止动件106的另一侧112焊接到外部中空筒形件108的端部111上，从而止动件106阻碍废气的流出。具体地说，另一侧112密封端部111，使其阻碍通过蜂窝体107流动的废气，从而用作抵抗废气流动的阻挡件。
另外，在围绕平行部分105卷绕基体以形成蜂窝体107时，与平行部分105连通的波纹状板103可能塌陷。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种金属蜂窝状催化剂载体，该金属蜂窝状催化剂载体不用担心由于热应力而引起蜂窝部分破损，并且即使在不使用止动件的情况下卷绕一圈或多圈所述中央区域以形成中央筒形部分时也可以减少与中央区域连通的波纹状区域的塌陷程度。
解决问题的方法
根据本发明的一个方面，提供一种金属蜂窝状催化剂载体，该金属蜂窝状催化剂载体包括：
包括多个带板的卷绕蜂窝体，所述带板沿纵向方向延伸并且设有：
在所述带板沿纵向方向的一侧上的波纹状部分；
在所述带板沿纵向方向的另一侧上的端部平整部分；以及
在所述带板沿纵向方向的中间位置上的中央平整部分；以及
在其中容纳所述卷绕蜂窝体的中空筒形件；
其中，将多个所述带板按照使一个所述带板的所述波纹状部分与另一带板的所述平整部分重叠的方式相互叠置，并且一起从所述中央平整部分卷绕，从而形成所述卷绕蜂窝体，
其中，将所述带板的所述中央平整部分卷绕从而形成具有直径D的中央筒形部分，并且
其中，所述中央平整部分的纵向长度至少为4.14D，并且所述中央平整部分沿纵向方向的长度由设在相对于带板的中心线的所述一侧上的第一长度以及在相对于中心线的另一侧上的第二长度构成，所述第一长度等于所述第二长度。
本发明的优点
在本发明第一方面所述的本发明中，其中将装配在所述中空筒形件中的所述卷绕蜂窝载体的所述中央筒形部分的直径设定为D，将所述中央区域的长度Lm设定为至少4.14D。即，由于将所述中央区域的长度设定为所述中央筒形部分的周长和所述中央筒形部分的直径之和，所以即使在卷绕一圈或多圈所述中央区域而形成所述中央筒形部分时所述波纹状区域的塌陷程度也可以很小。
附图说明
图1是根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的立体图。
图2是根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的平面图。
图3是应用于根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的带板的立体图。
图4A是用于解释根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的操作的图。
图4B是用于解释根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的操作的图。
图4C是用于解释根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的操作的图。
图5是用于解释在将根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的卷绕蜂窝载体装配到中空筒形件中时的状态的图。
图6A是用于解释传统示例的图。
图6B是用于解释传统示例的图。
图6C是用于解释传统示例的图。
附图标记和符号的描述
11：金属蜂窝状催化剂载体；
12：卷绕蜂窝体；13：管状件；
16：卷绕蜂窝体的中央区域；
17：中央筒形部分
18：蜂窝部分
23：带板
24：波纹状部分
25：中央平整部分
31：带板
33：带板的一侧
34：带板的另一侧
35：平板部分
Lm：中央平整部分的纵向长度
具体实施方式
下面参照附图解释用于实施本发明的最佳方式。假设从附图标记的方向观看附图。
图1是根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的立体图。
金属蜂窝状催化剂载体11包括卷绕蜂窝载体本体12、覆盖卷绕蜂窝载体本体12的中空筒形件13以及用于将卷绕蜂窝载体本体12固定到中空筒形件13的焊接部分14、15。
图2是根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的平面图。参照图2以及图1，卷绕蜂窝载体本体12具有蜂窝状截面。卷绕蜂窝载体本体12包括形成在中央区域16中的中央筒形部分17、径向向外(箭头a1、a1的方向)与中央筒形部分17连通的蜂窝部分18以及向外与蜂窝部分18连通的卷绕端19(参见图3)、21(也参见图3)。通过焊接部分14、15将卷绕端19、21一体固定到中空筒形件13的内表面22(参见图5)。附图标记23表示带板；附图标记24表示带板23(参见图3)的波纹状区域，并且附图标记25表示带板23的中央区域。
中央筒形部分17表示中央平整部分25的筒形区域，即，以叠置并卷绕四个叠加带板23的方式形成的筒。中央筒形部分17的厚度至少等于在叠加至少四个带板23时所得到的厚度。中央筒形部分17的直径D表示在中央筒形部分17的厚度中央的直径。由于中央筒形部分17不是正圆而且在卷绕带板23时产生了偏差，所以直径D定义为图形的平均直径，该直径由中央筒形部分17的厚度的中心线图示。
图3是应用于根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的带板的立体图。下面参照图3以及图2解释带板。
带板23如下构成。在带板23相对于带板31的中央平整部分25的一侧33上形成波纹状部分24。继波纹状部分24，使具有期望长度Le的区域保持平整。长度为Le的保持平整的区域具有卷绕端21。使带板23的另一侧34保持平整以形成具有另一卷绕端19的平板部分35。另外，中央平整部分25形成为使其在纵向中央区域保持平整。附图标记37表示带板23纵向(箭头a2的方向)上的中央位置；附图标记C表示带板23的纵向方向的中心线；附图标记Wb表示带板23的宽度。
卷绕端19同时是带板23的另一侧34上的端部。
卷绕端21同时是带板23的所述一侧33上的端部。
中央平整部分25是在至少Lm的长度范围内保持平整的区域。
中央平整部分25的长度Lm至少是中央筒形部分17的周长和中央筒形部分17的直径之和。也就是Lm＝πD+D＝D(π+1)＝4.14D。另外，长度Lm由设在相对于带板23的中央位置37(中心线C)的所述一侧33上的长度Lm/2以及在相对于中央位置37(中心线C)的另一侧34上的长度Lm/2构成。
中央平整部分25的长度Lm具体设定在4.14D到2πD的范围内。
如果中央平整部分25的长度Lm小于4.14D，那么在卷绕中央平整部分25以形成中央筒形部分17时，增加了波纹状部分24的塌陷程度。
如果中央平整部分25的长度Lm超过2πD，就会缩短波纹状部分24的长度Lw，从而减小了蜂窝部分18的面积。
下面将解释根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的操作。
图4A到图4C是用于解释根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的操作的图。
在图4A中，通过使例如成型辊(未示出)旋转而在每个带板31上形成波纹状部分24。将四个带板23...(...表示多个，并且这适用于以下描述)取出，并且设置在卷绕装置41的保持件42中。在这种情况下，带板23交替地叠加，使得带板23的波纹状部分24与另一带板23的平板部分35叠置。然后，通过保持件42沿箭头a3的方向保持中央平整部分25...，从而不会使波纹状部分24塌陷。
在图4B中，在已经保持中央平整部分25...之后，使保持件42围绕包括在中央平整部分25中的中央位置37的旋转中央轴线43沿箭头a4、a4的方向旋转。
在图4C中，其中(沿箭头a4的方向)围绕中央位置37的旋转中央轴线43卷绕中央平整部分25一圈或多圈以形成中央筒形部分17(参见图1)，由于中央平整部分25的长度Lm设定为中央筒形部分17的周长和中央筒形部分17的直径之和，所以在形成中央筒形部分17时波纹状区域24的塌陷量可以较小。
如上所述，在金属蜂窝状催化剂载体11中，在金属薄带板23的沿纵向(沿箭头a2的方向)的所述一侧33上形成波纹状部分24，交替地叠加多个带板23...，从而将另一带板23的另一侧34上的平板部分35叠置在波纹状部分24上，并且从中央平整部分25沿纵向方向卷绕平板部分35从而形成具有蜂窝状截面的卷绕蜂窝载体本体12。将卷绕蜂窝载体本体12装配在中空筒形件13中。在这种情况下，其中装配在中空筒形件13中的卷绕蜂窝载体本体12的中央筒形部分17的直径设定为D，由于中央平整部25纵向上的长度设定为至少4.14D，所以即使在卷绕中央平整部分25一圈或多圈以形成中央筒形部分17时，与中央平整部分25连通的波纹状部分24的塌陷量也可以较小。
图5是用于解释在将根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体的卷绕蜂窝载体装配到中空筒形件中的状态的图。
通过进一步的卷绕，形成蜂窝部分18，完成卷绕时，形成具有蜂窝状截面的卷绕蜂窝载体本体12。
最后，在已经沿箭头a5方向将卷绕蜂窝载体本体12装配在中空筒形件13中之后，将卷绕蜂窝载体12的卷绕端19、...21、...固定在中空筒形件13的内表面上。
在如上所述的实施方式中，已经将根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体应用到用于保持催化剂的蜂窝结构，但是其也可以应用到除保持催化剂之外的用途的蜂窝结构。
虽然已经关于本发明的优选实施方式描述了本发明，但对于本领域的技术人员而言明显可以在不背离本发明的情况下进行各种变化和修改，因此本发明旨在在所附权利要求中覆盖所有落在本发明的真实精神和范围中的这些变化和修改。
本申请基于2005年6月21日提交的日本专利(P.2005-181242)，而且其内容通过引用结合于此。
工业应用性
根据本发明的金属蜂窝状催化剂载体优选地应用到承载用于净化废气的催化剂的蜂窝催化剂载体。

Claims (1)

1.一种金属蜂窝状催化剂载体，该金属蜂窝状催化剂载体包括：
包括多个带板的卷绕蜂窝体，所述带板沿纵向方向延伸并且设有：
在所述带板沿纵向方向的一侧上的波纹状部分；
在所述带板沿纵向方向的另一侧上的端部平整部分；以及
在所述带板沿纵向方向的中间位置上的中央平整部分；以及
在其中容纳所述卷绕蜂窝体的中空筒形件；
其中，将多个所述带板按照使一个所述带板的所述波纹状部分与另一带板的所述平整部分重叠的方式相互叠置，并且一起从所述中央平整部分卷绕，从而形成所述卷绕蜂窝体，
其中，将所述带板的所述中央平整部分卷绕从而形成具有直径D的中央筒形部分，并且
其中，所述中央平整部分的纵向长度至少为4.14D，
并且，所述中央平整部分沿纵向方向的长度由设在相对于带板的中心线的所述一侧上的第一长度以及在相对于中心线的另一侧上的第二长度构成，所述第一长度等于所述第二长度。
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