CN1272533C - 用于汽车或摩托车的废气净化器 - Google Patents

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Abstract

一种用于汽车或摩托车的废气净化器，包括排气管、载体和催化层。载体被设置在排气管内，并被制成至少一个从由圆筒形和波形构成的组群中选取的形状。催化层被装载在载体中的至少一个表面上。另外，载体包括至少两个设在排气管轴向上的载体元件，并且在排气管轴向上相邻的两个载体元件在排气管的周边方向上被设置得不在同一相位上。这种废气净化器不仅可增强废气净化能力，而且对点火不良有高的承受力。

Description

用于汽车或摩托车的废气净化器
技术领域
本发明涉及一种用于汽车或摩托车的废气净化器。
背景技术
为了净化从汽车和摩托车排出的废气，可使用废气净化器。废气净化器有许多种，如热反应器系统、贫气燃烧系统、发动机修改系统和催化剂系统。其中催化剂系统的废气净化器曾被广泛使用。
催化剂系统的废气净化器使用催化的贵金属如Pt(铂)、Rh(铑)和Pd(钯)来净化废气。催化剂按下列方式制造。用活化氧化铝如γ氧化铝在催化剂载体上形成一个催化层。然后将一种或多种催化的贵金属加载在其上。
耐热材料被用来制造催化剂载体，因为催化剂载体要暴露在高温的废气下。作为这种材料可以一提的为陶瓷如堇青石(cordierite)、耐热金属如不锈钢。
由陶瓷制成的催化剂载体具有这样的缺点：它们易受机械冲击的影响并且呈现大的排气阻力。因此在排气系统的压力损失应被减少或催化剂载体的耐热能力应被改善的理由下由金属制造的催化剂载体被使用。
设有金属催化剂载体的废气净化器例如可按下列方式制造。将钢坯料辗压成箔状或片状的工件。钢坯料可以是SUS304(按日本工业标准JIS，即18Cr-8Ni奥氏体不锈钢)或SUS430(按JIS，即16Cr铁素体不锈钢)。造成的箔状或片状工件被加工成金属的催化剂载体。然后在造成的金属催化剂载体上制出一个催化层。最后，将一种或多种催化贵金属加载在催化层上。这样，设有金属催化剂载体的废气净化器便告完成。
取决于催化剂载体的形状，废气净化器可分为整体式、颗粒式、蜂窝状式和管状式。
在蜂窝状废气净化器中存在的问题是金属催化剂载体可能由于内燃机方面传来的点火不良而被熔化。具体地说，当催化剂载体被熔化时，催化贵金属的有效加载量可被减少，或者蜂窝状室可被堵塞以致降低废气净化能力。
另外，在管状废气净化器中，轴向长度应能延伸以资得到合适的废气净化能力。因此可能牵涉到管状废气净化器的可扩展性问题。此外，当管状废气净化器的轴向长度被延伸时，废气温度可能会降落以致废气净化能力被降低。
因此，管状废气净化器曾向缩短其轴向长度的方向发展。例如日本待审专利公报(KOKAI)9-228,832和9-317,452号就曾提出这种管状废气净化器。
日本待审专利公报(KOKAI)9-228,832号曾披露一种催化剂转换器，其中由波形金属板卷绕制成的金属载体被配装在一个排气管内。
日本待审专利公报(KOKAI)9-317,452号曾披露一种废气净化器，其中多个小直径管被设置在一个大直径管内。
但在上述公报中公开的催化剂转换器和废气净化器都有这样一个问题，即废气在流动通过排气管和大直径管时都没有与金属载体和小直径管完全接触。具体地说，其废气净化能力是不充分的。更精确点说，由于金属载体和小直径管都沿着废气的流动方向设置，废气在流动通过排气管和大直径管内时，较少与加载在金属载体和小直径管上的催化剂接触。
发明内容
本发明是有鉴于上述情况而研制的。因此本发明的目的是要提供一种具有高净化能力的废气净化器。
本发明的发明人曾反复研究废气净化器，使它能有大面积与废气接触。结果发现，当将载体按多阶段方式设置在废气的流动方向上时，上述目的可以达到，这样他们就完成了本发明。
本发明提供了一种用于汽车或摩托车的废气净化器，包括：一个排气管；一个设在排气管内的金属载体，并被制成至少一个从由圆筒形和波形构成的组群中选取的形状；及装载在金属载体的至少一个表面上的催化层；其中，金属载体具有至少两个金属载体元件设在排气管的轴向上，并且两个在排气管轴向上相邻的金属载体元件在排气管的周边方向上被设置得不在同一相位上。
在这个废气净化器中，载体包括至少两个载体元件设置在排气管的轴向上，并且两个在排气管轴向上相邻的载体元件在排气管的周边方向上却不在同一相位上。因此流动通过排气管内的废气容易与载体元件的表面接触。具体地说，设在废气上游侧的载体元件干扰废气的流动，而被干扰的流动废气与设在废气下游侧的载体元件接触。结果，这个废气净化器能显示高的废气净化能力。
另外，当制成圆筒形或波形的载体的厚度被加厚时，能够提高这个废气净化器对点火不良的阻力。注意较好是将制成圆筒形或波形的厚度控制为0.3mm或以上，更好是控制在0.3到1.0mm的范围内。
附图说明
在阅读下面结合附图所作的详细说明后当可对本发明及其许多优点有较完整的了解。
在附图中：
图1和2分别为本发明的例1和2的废气净化器的布置图；
图3和4分别为本发明的参照例1和2的废气净化器的布置图；
图5为一比较图示出分别在例1和2、参照例1和2、及比较例1和2的废气净化器上进行废气净化试验的结果；
图6和7分别为例4和比较例3的废气净化器在经受点火不良阻力试验后画出的图像；
图8、9和10分别为本发明的例3、4和5的废气净化器的布置图。
具体实施方式
上面一般地说明了本发明，下面将进一步结合具体的较优实施例来进行说明，但这些实施例只是用来说明而已，并不能用来限制所附权利要求书所限定的范围。
本废气净化器包括一个排气管、一个载体和一个催化层。载体设在排气管内，并被制成由圆筒形和波形构成的组群中选取的至少一个形状。催化层被装载在载体中的至少一个表面上。在本废气净化器中，催化层净化流动通过排气管内的废气。
在本废气净化器中，载体包括至少两个载体元件设在排气管的轴向上。这两个在排气管轴向上相邻的载体元件在排气管的周边方向上却不在同一相位上。
当载体包括至少两个设在排气管轴向上的载体元件时，催化层的装载量便可增加。因此，就废气的净化能力而言，本废气净化器得到改进。
两个在排气管轴向上相邻的载体元件在排气管的周边方向上却不在同一相位上。注意“两个载体元件不在同一相位上”意思是指每一个载体元件各有不同的相对于排气管轴向垂直切开的垂直剖面，而且在载体元件内，这些相对剖面的形状可能互不一致。具体地说，当多个载体元件互相具有相同的相对剖面时，至少有两个载体元件被这样设置，使它们中的一个好像环绕排气管轴线转动到对面去的那样，或者其中一个相对于另一个好像被倒转即上侧转到下侧那样。因此，设在废气上游侧的载体元件会干扰废气的流动，而被干扰的废气流能与设在废气下游侧的载体元件接触。结果，本发明的用于废气净化的催化剂就能显示高的废气净化能力。
载体最好能包括三个或更多的载体元件，并且这三个或更多的载体元件在排气管的周边方向上最好能被设置在互不相同的相位上。当多个载体元件被这样设置时，本废气净化器能显示格外高的废气净化能力。
当载体包括多个载体元件时，相邻载体元件之间的距离并无具体限制。具体地说，载体元件可按预定间隔被设置，或者还能以其轴向端表面互相接触。
当载体元件按预定间隔设置时，设在废气上游侧的载体元件能大大干扰废气的流动，并且这个大大被干扰的废气流能够与设在废气下游侧的载体元件接触。另外，当载体元件互相接触地设置时，上游侧载体元件的热能被传导给下游侧载体元件，以致整个载体能被迅速加热。因此，本废气净化器就内燃机开动后立即具有的废气净化能力而言，也得到改进。
在本废气净化器中，催化层被装载在载体中的至少一个表面上。这样，只要能将催化层装载在载体中的至少一个表面上，就能获得本废气净化器的废气净化能力。注意在本废气净化器中，只要催化层被装载在载体中的一个表面上，净化要求便可得到满足。另外，除了载体的表面以外，催化层还可装载在排气管的内周表面上。
载体元件能较好地由波形板制成，其横截面中至少有一个形状是从由字母“S”和字母“U”构成的组群中选取的。当载体元件由这种波形板制成时，载体便能得到大的表面面积。因此催化层能被装载在一个大的表面面积上。从而本废气净化器能显示一个很高的废气净化能力。
注意字母“S”的形状是指当垂直于排气管轴向切开时，其横截面形状具有在相反方向上突起的顶点，这个形状也包括字母“Z”的形状。另外，字母“U”的形状是指在底端和顶端与排气管的内周表面接触的横截面形状，不能把它限制为只是字母“U”的形状。例如字母“U”形可包括字母“V”形以及字母“W”形。
载体元件能较好地由多块具有字母“S”形横截面的波形板制成。当载体元件由多块这种波形板制成时，便能给载体提供大的表面面积。因此催化层可被装载在一个大的表面面积上。从而本废气净化器能显示很高的废气净化能力。注意具有字母S形横截面的波形板指在波形板的横截面上具有多个波谷和波峰。
每一个载体元件都能较好地具有一个包括多个圆筒形载体元件的载体元件组合件，并且至少有两个在排气管轴向上相邻的圆筒形载体元件能在每一个载体元件组合件内以其外周表面较好地互相接触。这样便能给载体提供一个大的表面面积。因此能将催化层装载在一个大的表面面积上。从而，本废气净化器能显示一个很高的废气净化能力。
在每一个载体元件组合件中至少有一个圆筒形载体元件能较好地具有一个环形横截面和一条切开缝，并且该环形横截面能以可在离心方向上膨胀的弹性变形状态较好地设置在排气管内。采用这样一个布置，至少在一个圆筒形载体元件内，有一力作用着，使按垂直于圆筒形载体元件轴向切开而成的环形横截面能在排气管内的离心方向上膨胀。来自圆筒形载体元件的力压迫在另一个相邻圆筒形载体元件的外周表面上及/或排气管的内周表面上。这样被压迫的另一个圆筒形载体元件还会进一步压迫相邻的圆筒形载体元件。压迫操作将连续进行，从而多个圆筒形载体元件可定位地被固定在排气管内。
另外，在本废气净化器中，当一对在环形横截面上形成切开缝的开启端互相接近，或者当其中一个开启端伸向圆筒形载体元件内的轴向空洞时，至少其中一个圆筒形载体元件能以这种弹性变形状态容易地被设置在排气管内使它能在离心方向上膨胀，因为只要简单地把这样变形的圆筒形载体元件配装在排气管内即可。
至少在其中一个圆筒形载体元件中，环形横截面具有一条切开缝，表明该圆筒形载体元件在垂直于轴向切取的垂直的横截面被制成一个至少部分切开的环形。这种部分切开可以得到满意的效果。就切开缝在圆筒形载体元件的圆周方向上的设置相位而言，并无限制。具体地说，切开缝可被制成与圆筒形载体组合件的轴向倾斜的直线，或者可被制成曲线。
另外，至少其中一个圆筒形载体元件，其垂直于轴向切取的垂直横截面没有被切开而是一个环形。注意圆筒形载体元件的环形横截面并不限于只是为一完整的环形，而是可被制成椭圆形、或者甚至成为长方形和三角形。
至少在其中一个圆筒形载体元件中，切开缝最好是连续的，从圆筒形载体元件的一个轴向端延伸到另一端。当切开缝为连续时，圆筒形载体元件较易在离心方向上膨胀。
载体元件可较好地被制成圆筒形，可较好地以其外周表面互相接触，并可较好地在接触的外周表面上互相连结。另外，当多个载体元件在接触的外周表面上互相连结时，它们就不能作互相定位的位移，并且不能从相邻的载体元件上脱开。结果就能阻止装载在载体元件的内周表面和外周表面中的至少一个表面上的催化层遭受损害，从而能够阻止催化层的废气净化能力变坏。
载体元件可较好地与排气管的内周表面接触并粘结到其上。采用这个布置，载体元件就不能在排气管内作定位的位移，并且不能从排气管上脱落。
排气管及/或载体元件可较好地由金属制成。当这样做时，排气管就容易与载体元件连结。另外，当排气管和载体元件均由金属制成时，本废气净化器容易被废气加热，从而催化层的催化能力在内燃机被开动后可迅即发挥作用。制造排气管和载体元件的金属材料并无具体限制。因此能使用传统上已知的金属材料。
载体元件可较好地由具有多个穿透孔的多孔钢板制成。当这样做时载体元件上便有许多孔。当废气流动通过这些孔时，废气将更容易与催化层接触，从而本废气净化器的废气净化能力能被提高。
排气管可较好地为排气管，这样只要简单地使废气在排气管内通过，便能净化废气。
本废气净化器能够使用传统上已知的催化层。催化层可较好地包括装载在催化层上的催化成分。
催化层的作用是扩大净化废气的催化剂与废气的接触面积。在本废气净化器中，能够使用耐热的无机氧化物作为催化层，这种材料以前曾被用作通常的废气净化催化剂。例如催化层可较好地具有耐热的无机氧化物，其主要成分为活化的氧化铝。另外，催化层还可较好地含有氧化铈及/或氧化锆。当催化层含有这些氧化物时，本废气净化器就废气净化的特征而言，等级就可提高。此外，催化层的厚度并无具体限制，但可根据本废气净化器的用途适当地加以控制。
催化成分被装载在催化层上。这个装载可以在催化层制成以后完成，或者可以包括在催化层内与催化层同时制成，其时催化成分与由活化氧化铝构成的稀浆被混合在一起，然后将造成的混合浆涂敷在载体中的至少一个表面上。在净化废气的催化剂中，催化成分为能净化废气的成分。因此能够使用曾被用在通常的净化废气催化剂中的催化成分。例如能够使用氧化催化剂、还原催化剂和三用催化剂中的任何一种。
具体地说，当从由铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)构成的组群中选取的至少一项被用作催化成分时，就能有效地清除一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮的氧化物(NOx)。另外，催化成分装载量并无具体限制，但可根据本废气净化器的用途适当加以控制。
                        例子
下面本发明将结合具体例子较详细地说明，本发明使用的管状废气净化器的制造也将在下面说明。
                        例1
首先按下列方式制造出垂直于轴向的横截面为字母“C”形的圆筒形载体20。准备好一根圆管，该圆管的外直径为19mm、长度为90mm、厚度为0.6mm，由SUS304钢(按JIS)构成。该圆管在周壁的一个部分上沿轴向被连续切开，从而形成一个开口201。注意该开口201的周边宽为2mm。周边宽可较好地为圆管或圆筒形载体20的整个周边长度的1/100到10/100，更好是从1/100到5/100。
然后准备好两个垂直于轴向的横截面为环形的圆筒形载体30、30，圆筒形载体30、30的外直径为19mm、长度为90mm、厚度为0.6mm，由SUS304钢(按JIS)构成。另外，准备一个排气管40，该排气管40的外直径为42.7mm、长度为90mm、厚度为1.2mm，由SUS304钢(按JIS)构成。将垂直于轴向的横截面为字母C形的圆筒形载体20与垂直于轴向的横截面为环形的两个圆筒形载体30、30一同配装在排气管40内。它们被设置在排气管40的在轴向上的中部。
另外，准备好两组与上面情况相同的圆筒形载体20、30、30，每组各有三个载体，其中一个载体20具有C形的垂直横截面，另外两个载体30、30具有环形的垂直横截面，然后将这两组各三个载体分别从排气管40的两个相对的开口端配装到排气管40内。当三组圆筒形载体20、30、30都被配装在排气管40内时，它们被设置得不在同一相位上，或者它们在排气管40内被设置的相位并不互相一致。换句话说，这三组圆筒形载体20、30、30在排气管40的轴向上被设置成参差的方式。此外，设置在排气管40内轴向不同位置上的圆筒形载体20、30、30均以其轴向端与相邻的一组接触。
随后，在三个圆筒形载体20、30、30与排气管40之间的接触部用含镍的铜焊合金予以铜焊。由于铜焊，三个圆筒形载体20、30、30和排气管40被连结在一起。
其时，通过均匀地混和活化氧化铝、Ce-Zr的复合氧化物、连结剂、Pt、Rh和水制备稀浆。活化氧化铝为γ-Al2O3，用量为57.6份·Ce-Zr复合氧化物的用量为32.4份。注意这个Ce-Zr复合氧化物在转换成CeO2时其用量可能为27.5份。连结剂的用量为5.8份。Pt的用量为3.6份。Rh的用量为0.7份。水的用量为250份。以上这些用量均以重量计。
造成的稀浆被涂覆在排气管40的内周表面上及圆筒形载体20、30、30的外周表面和内周表面上。注意涂覆量为90g/m2。此后，涂覆的稀浆在500℃被煅烧一小时。
按照上述程序可以制出例1所要求的管状废气净化器10，其布置如图1所示。注意在图中，排气管40以虚线示出，为的是使圆筒形载体20、30、30在例1中管状废气净化器10内的布置容易观看。
                        例2
除了使用多孔管来制备九个圆筒形载体21、31、31而将它们设置在排气管41内之外，例2的管状废气净化器11的制造与例1完全相同。
具体地说，在按照例2的管状废气净化器11中，固定在排气管41内的九个圆筒形载体21、31、31都是由多孔的钢管制成的。每一组的三个圆筒形载体21、31、31均以同样的轴向位置设置在排气管41内，只有圆筒形载体21设有字母C形的与轴向垂直的横截面。
图2示出按照例2的管状废气净化器11的布置。注意在图中，排气管41用虚线示出，为的是使圆筒形载体21、31、31在例2的管状废气净化器内的设置容易观看。
当按照例1和2制造管状废气净化器10和11时，圆筒形载体能够容易地配装到排气管内。
具体地说，当要将圆筒形载体20、30、30或21、31、31配装到排气管40或41内时，可将圆筒形载体20或21的开口201或211缩小。由于具有C形垂直横截面的圆筒形载体20或21在直径上的缩小，圆筒形载体20、30、30或21、31、31便能容易地被配装到并定位在排气管40或41，而在这样被配装和定位后，弹性变形会在离心方向上产生一个力使圆筒形载体20或21膨胀。因此，由于压力圆筒形载体20和21便与排气管40或41的内周表面接触，并且由于压力还与具有垂直于轴向的环形横截面的圆筒形载体30、30或31、31的外周表面接触。而这两个圆筒形载体30、30或31、31由于圆筒形载体20或21施加的力还用压力与排气管40或41的内周表面接触，并压力与相邻的圆筒形载体20、30或21、31的外周表面接触。
另外，当将圆筒形载体配装并设置到排气管内时，圆筒形载体能将自身固定在排气管上。因此在进行铜焊操作时不需临时将圆筒形载体固定在排气管上。从而当按照例1和2制造管状废气净化器10和11时能急剧地减少费用。
                       比较例1
本例的废气净化器按下列方式制造。准备一根圆管，其外直径为42.7mm、长度为90mm、厚度为1.2mm，由SUS304钢(按JIS)构成。该圆管以与例1相同的方式在内周表面上设有催化层。
                        比较例2
本例按下列方式制造。准备一个多孔管，其外直径为28.6mm、长度为90mm、厚度为1mm，由SUS304钢(按JIS)构成。多孔管以与例1相同的方式在其整个内、外周表面上设有催化层。注意在本例中，多孔管被同轴地固定在一外直径为42.7mm、厚度为1.2mm的排气管内。
                       参照例1
首先按下列方式制出一个圆筒形载体，其垂直于轴向的横截面被制成C形。准备好一根圆管，其外直径为19mm、长度为90mm、厚度为0.6mm，由SUS304钢(按JIS)构成。该圆管在周壁的一部分上被连续沿轴向切开，从而形成一条切开缝221，注意切开缝221有一2mm的周边长度(间距)。
然后制备两个圆筒形载体32、32，其垂直于轴向的横截面被制成环形。该圆筒形载体32、32的外直径为19mm、长度为90mm、厚度为0.6mm，由SUS304钢(按JIS)构成。另外，制备一个排气管42，其外直径为42.7mm、长度为90mm、厚度为1.2mm，由SUS304钢(按JIS)构成。然后将这三个圆筒形载体(其中标号22具有C形横截面，标号32、32具有环形横截面)一同配装到排气管42内。
随后以与例1相同的方式用铜焊将三个圆筒形载体22、32、32互相连结在一起并铜焊到排气管42上，此后分别在其上设置催化层。
按照上述程序便可制出参照例1的管状废气净化器12，图3示出其布置，注意在图中，排气管42用虚线示出，为的是使圆筒形载体22、32、32在本例内的设置更为清晰。
                       参照例2
除了使用多孔管来制备设在排气管43内的三个圆筒形载体22、32、32以外，其余都以与参照例1相同的方式制造。
具体地说，在本例的管状废气净化器13中，被固定在排气管43内的三个圆筒形载体23、33、33都是由多孔钢管制成的，其中一个圆筒形载体23设有垂直于轴向的、成字母C形的横截面。
图4示出该废气净化器13的布置。注意在图中，排气管43以虚线示出，为的是使画面更为清晰。
                 对废气净化能力的评估
为了评估按照例1和2、比较例1和2、及参照例1和2的管状废气净化器的废气净化能力，各该净化器被装到一辆小型摩托车的排气系统上接受废气净化试验以资检查排气转换率，图5示出检查的结果。
具体地说，废气净化试验是按下列方式进行的。按照例1和2、比较例1和2及参照例1和2的各该管状废气净化器被装到一辆小型摩托车的排气系统上。在该摩托车上装有一个四冲程发动机，其排量为0.125L(公升)(或125cc)。该发动机系在EC-40模式下被驱动，排出的废气被废气净化器净化。这样便可检查各该废气净化器的废气净化能力。
从图5可以知道，按照例1和2的管状废气净化器呈现的HC和CO转换率要比按照比较例1和2的高得多。另外，从例1和例2的比较中可知，当圆筒形载体用多孔钢板制成时，上述转换率还可高些。
此外，以例1和参照例1及例2和参照例2的比较可以认识到，按照例1和2的做法，使载体具有多个圆筒形载体或载体元件按预定间隔设置在排气管的轴向上可以比参照例1和2得到较高的转换率。
                        比较例3
本例按下列方式制成。一个由排气管、波形箔和平箔制成的金属蜂窝形载体。排气管的外直径为42.7mm、长度为90mm、厚度为1.2mm，由SUS436L钢(按JIS)构成。波形箔和平箔的厚度为0.1mm，由20Cr-5Al耐热钢构成。金属蜂窝形载体具有15.5小室/cm2(即约100小室/方英寸)。金属蜂窝形载体以与例1相同的方式设有催化层。
                 对点火不良承受力的评估
为了进一步评估本废气净化器，对按照例2和比较例3的废气净化器进行点火不良承受力试验，该试验按以下的方式进行。将相关的废气净化器装到摩托车的排气系统上。该摩托车设有一个排量为0.400L(或400cc)的四冲程发动机，该发动机在常速条件下，即在60km/l的速率下(或在第四挡速率下，或在3600rpm的转速下)被驱动，并在此后由于点火开关被关掉而被迫停止，这样就发生点火不良的情况。在点火不良承受力试验中，废气净化器被查定何时发动机被迫停止并且一直停下去。
此后按照例2和比较例3的管状废气净化器从摩托车的排气系统上被取下，并用肉眼检查它们是如何受到点火不良的影响的。在此试验后，管状废气净化器被摄影。图6和7分别示出按照例2的管状废气净化器11和按照比较例3的蜂窝状废气净化器在经过点火不良承受力试验后的外观。
从图7可以证实按照比较例3的蜂窝状废气净化器由于点火不良已被熔化和损坏。在另一方面，如图6所示，按照例2的管状废气净化器极少被点火不良熔化和损坏。具体地说，在按照比较例3的蜂窝状废气净化器中，分隔各小室的壁箔的厚度由于很小以致被点火不良产生的热熔化和损坏。而在按照例2的管状废气净化器11中，圆筒形载体21、31、31由于有足够的厚度以致在点火不良的情况下很难被熔化和损坏。
这样，在按照例2的管状废气净化器中，由于能给圆筒形载体21、31、31提供大的厚度，因而能呈现高的点火不良承受力。
如上所述，按照例1和2的管状废气净化器显示有高的废气净化能力。另外，其优点不仅在于它们能以降低的费用来制造，而且还有增强的对点火不良的承受力，因为它们使用的圆筒形载体20或21具有垂直于轴向的C形横截面。
除了上述按照例1和2的管状废气净化器以外，下面再说明本发明的另外一些实施例。
                       例3
载体24包括三块弯曲的不锈钢板(或载体元件)，它们被弯曲成基本上具有字母“S”形的横截面。这些弯曲的不锈钢板被用来替代圆筒形载体20、30、30，并被设置在不同相位上。除了上述这些以外，按照例3的管装废气净化器均以与例1相同的方式制造。
例如开始时，先将第一块不锈钢板切割成所需大小，弯曲成基本上具有字母“S”形的横截面，在S形的垂直方向上压缩，然后将被压缩的第一块不锈钢板从排气管44两个开口端中的一端(如图中的左端)配装到排气管44内的中部。随后将同样被弯曲成“S”形横截面的第二块不锈钢板从左端开口配装到排气管44内，设置时使“S”形横截面相对于第一块钢板按逆时针方向环绕排气管44的轴线转动90度。
此后，将同样弯曲成“S”形横截面的第三块不锈钢板从另一端(如右端)配装到排气管44内，设置时使“S”形横截面相对于第一块钢板按逆时针方向环绕排气管44的轴线转动90度。注意这时从右端开口看是按逆时针方向，从左端开口看便是按顺时针方向，因此第三块钢板的“S”形横截面正好是第二块钢板的“S”形横截面的倒转。另外注意第一、第二和第三块不锈钢板均按预定的间隔设置在排气管44的轴向上。
最后，以与例1相同的方式将第一、第二和第三块不锈钢板铜焊到排气管44上，并分别供以催化层。
按照上述程序便可制成例3的管状废气净化器14，其布置如图8所示。注意在图中，排气管44系用虚线示出，为的是使画面清晰。
                       例4
载体25包括三块弯曲的不锈钢板，它们被弯曲成基本上具有字母“U”形的横截面。这些弯曲的不锈钢板被用来替代例3中载体24所用的三块不锈钢板。除了上述这些以外，按照例4的管状废气净化器均以与例3相同的方式制造。
例如开始时，先将第一块不锈钢板切割成所需大小，弯曲成基本上具有字母“U”形的横截面，在U形的水平方向上压缩，然后将被压缩的第一块不锈钢板从排气管45的两个开口端中的一端(如图中的左端)配装到排气管45内的中部。注意第一块不锈钢板在其U形横截面形成开口的两端被卷曲使这两端不能接触排气管45的内周表面。随后将同样被弯曲成“U”形横截面的第二块钢板从左端开口配装到排气管45内，设置时使“U”形横截面相对于第一块钢板按逆时针方向环绕排气管45的轴线转动90度。此后，将同样弯曲成“U”形横截面的第三块钢板从另一端(如右端)配装到排气管45内，设置时使“U”形横截面相对于第一块钢板按逆时针方向转动90度。注意这时是从右端开口看的逆时针方向。另外注意第一、第二和第三块不锈钢板均按预定的间隔设置在排气管45的轴向上。
最后，以与例1相同的方式将第一、第二和第三块不锈钢板铜焊到排气管45上，并分别供以催化层。
按照上述程序便可制成例4的管状废气净化器15，其布置如图9所示。注意在图中，排气管45用虚线示出，为的是使画面清晰。
                       例5
载体26包括三块弯曲的不锈钢板，它们被弯曲成基本上具有字母“W”形的横截面。这些弯曲的不锈钢板被用来替代例3中包括三块弯曲钢板的载体24。除了上述这些以外，例5的管状废气净化器均以与例3相同的方式制造。
图10示出例5的管状废气净化器的布置。注意在图中，排气管46用虚线示出，为的是使画面清晰。
在例3到5的管状废气净化器中，第一、第二和第三块不锈钢板(即载体元件)被设置得不在同一相位上。因此显然这种废气净化器能有高的废气净化能力。
上面完整地说明了本发明。但对本行业的行家来说，受此启发显然能作出许多变化和修改而没有离开本发明所附权利要求书中所限定的创意和范围。

Claims (9)

1.一种用于汽车或摩托车的废气净化器，包括：
一个排气管；
一个设在排气管内的金属载体，并被制成至少一个从由圆筒形和波形构成的组群中选取的形状；及
装载在金属载体的至少一个表面上的催化层；
其中，金属载体具有至少两个金属载体元件设在排气管的轴向上，并且两个在排气管轴向上相邻的金属载体元件在排气管的周边方向上被设置得不在同一相位上。
2.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，所述载体具有三个或更多的载体元件，并且在排气管的周边方向上，它们被设置得互不在同一相位上。
3.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，所述载体元件由波形板制成，其横截面被形成至少一个从由字母“S”形和字母“U”形构成的组群中选取的形状。
4.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，所述载体由多块横截面为字母“S”形的波形板制成。
5.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，每一个所述载体都成为载体元件的组合件，包括多个圆筒形载体元件，并且在每一个载体元件组合件中至少两个在排气管轴向上相邻的圆筒形载体元件以其外周表面互相接触。
6.如权利要求5所述的废气净化器，其特征在于，在每一个所述载体元件组合件中至少有一个圆筒形载体元件，具有一个环形的带有切口的横截面，并以弹性变形的状态被设置在排气管内，使它能在离心方向上膨胀。
7.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，所述载体元件被制成圆筒形，以其外周表面互相接触，并被互相连结在接触的外周表面上。
8.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，所述载体元件与排气管的内周表面接触并连结到其上。
9.如权利要求1所述的废气净化器，其特征在于，所述载体元件由具有多个贯穿孔的多孔钢板制成。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4835989B2 (ja) * 2006-08-08 2011-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP5279284B2 (ja) * 2008-01-30 2013-09-04 株式会社キャタラー 排ガス浄化用パンチングメタル担体触媒
CN108331648B (zh) * 2018-01-23 2020-05-12 倪惠芳 一种航空航天专用的飞机尾气净化装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4203502A (en) * 1978-08-28 1980-05-20 Strader Walter F Muffler
US4402662A (en) * 1980-05-13 1983-09-06 Government Of The United States As Represented By The Environmental Protection Agency Thermal shock resistant split-cylinder structures
JP3610406B2 (ja) 1996-02-21 2005-01-12 ヤマハ発動機株式会社 触媒コンバータ
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