DE102011055924A1

DE102011055924A1 - Katalysator-einheit

Info

Publication number: DE102011055924A1
Application number: DE102011055924A
Authority: DE
Inventors: Sungmu Choi
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-11-15
Also published as: US20150031529A1; US20120288416A1; KR20120126987A; CN102777238B; CN102777238A; KR101261949B1

Abstract

Eine Katalysator-Einheit kann aufweisen: einen ersten Baustein, der eine erste Edelmetallschicht hat, welche entlang einem Abgas-Durchlass davon geformt ist, und welcher an einem Ort angeordnet ist, wo eine Abgas-Durchflussmenge einer vorbestimmten Rate entsprechen kann, einen zweiten Baustein, welcher auf dem ersten Baustein angeordnet ist und eine zweite Edelmetallschicht hat, welche entlang einem Abgas-Durchlass davon geformt ist, wobei der zweite Baustein an einem Ort angeordnet sein kann, wo die Abgas-Durchflussmenge niedriger sein kann als die vorbestimmte Rate, und wobei der erste Baustein und der zweite Baustein miteinander verbunden sein können, um den zweiten Baustein auf dem ersten Baustein zu fixieren.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nr. 10-2011-0045173 , welche am 13. Mai 2011 beim Koreanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Katalysator-Einheit, welche Katalysator-Bestandteile aufweist, um Schadstoffe von Abgas gemäß einer Strömungseigenschaft zu reduzieren.
Beschreibung verwandter Technik
In einem Fahrzeug wird üblicherweise ein Dreiwegekatalysator verwendet, um Abgas zu reinigen, wobei der Dreiwegekatalysator an einer Abgasleitung angeordnet ist, und die Spezifikationen davon sind unterschiedlich, da die Abgas-Durchflussmengen je nach Fahrzeug unterschiedlich sind.
In dem Dreiwegekatalysator findet eine simultane Reaktion der Abgas-Schadstoffe, wie zum Beispiel Kohlenstoffmonoxid, Stickoxid und Kohlenwasserstoffkomponenten, statt, um diese Materialien/Stoffe zu eliminieren, und in dem Dreiwegekatalysator ist hauptsächlich eine Pt/Rh, Pd/Rh oder Pt/Pd/Rh-Serie geformt.
Unterdessen ist ein Dieselfahrzeug, welches eine große Menge von giftigem bzw. schädlichem Abgas erzeugt, exzellent hinsichtlich der Kraftstoffverbrauchseffizienz und der Ausgangsleistung, aber anders als bei einem Benzin-Fahrzeug entstehen große Mengen von Stickoxid und PM (PM für Partikelmaterial).
In einem solchen Diesel-Fahrzeug, da Einlassluft in den meisten Fahrzuständen ausreichend verbrannt wird, ist die Menge oder der Anteil von Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoff verglichen mit dem Benzin-Fahrzeug sehr gering, aber Stickoxid und PM werden stark ausgestoßen.
In letzter Zeit wird als eine Nachbehandlungstechnik eine Dieselpartikelfilter-Untersuchung/Forschung sehr aktiv vorangetrieben, um dem verstärkten bzw. erhöhten Abgasstandard des Dieselfahrzeugs zu entsprechen, und es gibt viele Teile, welche entwickelt werden müssen, um den Dieselpartikelfilter auf ein echtes Fahrzeug anzuwenden.
Platin kann in einer Beschichtungsschicht von einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) verwendet werden. Ein Dieselpartikelfilter (DPF) kann auf ein System von DOC + DPF und CPF angewandt werden, welches seit kurzem von einem EU-Fahrzeughersteller in Masse produziert wird, und die Verlässlichkeit davon hat die Verkäufe bzw. den Umsatz des Systems erhöht.
Ferner wurde ein Dieselpartikelfilter entwickelt, bei dem ein Katalysator mittels einer Beschichtung aufgebracht ist, was als ein katalytischer Dieselpartikelfilter bezeichnet wird. Verschiedene Verfahren zum Beschichten bzw. Aufbringen verschiedener Arten von Katalysatoren auf einen Cordierit-Träger sind weit verbreitet bzw. bekannt, und es gibt viel Stand der Technik.
Zum Beispiel gibt es ein Eintauch-Verfahren, bei dem ein Cordierit-Träger in Katalysator-Lösungen eingetaucht wird, welche jeweils eine unterschiedliche Konzentration aufweisen, und es gibt ein Saug-Verfahren, bei dem eine Endseite eines Trägers in eine Katalysator-Lösung eingetaucht wird und an der anderen Endseite des Trägers ein Vakuum geformt bzw. angelegt wird, um die Katalysator-Lösung durch Kanäle des Trägers zu saugen.
Diese Verfahren können auf einen Träger der Wand-Strömungs-Art angewandt werden, und insbesondere können unterschiedliche Arten von Beschichtungen nur auf einen Träger angewandt/aufgebracht werden, der von der Wand-Strömungs-Art ist, wobei CO oder HC in einen Einlass von einem Kanal des Trägers einströmen, um aus dem Auslass davon auszutreten.
Ein Dieselpartikelfilter (DPF) hat jedoch eine Struktur, welche unterschiedlich ist zu der von einem konventionellen Cordierit-Träger. Insbesondere ist eine Seite von jeder Zelle offen, wobei die andere Seite davon geschlossen ist, um Ruß in dem Abgas zu filtern, wobei Ruß von der Wand gefiltert wird und Abgas durch die Wand hindurch strömt.
Folglich wird SiC als ein Material des Filters verwendet, das bei einer hohen Temperatur beständig ist.
Da der Filter, der aus dem SiC Material hergestellt ist, eine hohe Wärmeexpansionsrate hat, kann der Filter in einem Fall, in dem der Filter mit einer tatsächlichen Größe hergestellt wird, infolge einer Wärmeexpansion brechen.
Folglich, wenn der Filter aus SiC-Material hergestellt ist, wird jedes Segment im Voraus hergestellt, und das Segment wird mit einem Bindemittel an einem tatsächliche Größe-Filter montiert.
Da jedoch ein Ende von jeder Zelle bei dem Dieselpartikelfilter geblockt bzw. verstopft ist, ist es nicht möglich, den Katalysator in einem Saug-Verfahren als Beschichtung aufzubringen, wo eine Seite des Filters in die Katalysator-Lösung getaucht wird und auf die andere Seite davon Vakuum angewandt wird, um die Lösung anzusaugen.
Und, wenn ein Katalysator mit unterschiedlicher Konzentration aufgebracht werden soll, insb. in Form einer Beschichtung, kann die Saug-Vorrichtung nicht darauf angewandt werden, und lediglich das Eintauch-Verfahren kann angewandt werden.
Jedoch kann das Eintauch-Verfahren unterschiedliche Katalysatoren basierend auf einer Längsrichtung des Filters aufbringen, aber nicht basierend auf einem Schnitt davon.
Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Katalysator-Einheit bereitzustellen, welche den Vorteil einer verbesserten Abgas-Reinigungseffizienz hat durch Formen unterschiedlicher Katalysatorschichten entlang der Schnittrichtung, insbesondere entlang der Querschnittsrichtung, was in einem Zusammenhang steht mit einer Abgas-Reinigungsrate gemäß einem Strömungsmuster/Strömungsprofil des Abgases.
Ferner sind verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, eine Katalysator-Einheit bereitzustellen, welche eine unterschiedliche Form gemäß der Strömungseigenschaft des Abgases hat.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Katalysator-Einheit aufweisen: ein erstes Element oder einen ersten Baustein (oder Ziegel oder Keramik), der eine erste Edelmetallschicht aufweist, welche entlang eines Abgas-Kanals bzw. eines Abgas-Durchlasses davon geformt ist, und der an einem Ort oder Abschnitt angeordnet ist, wo eine Abgas-Strömungsrate einer vorbestimmten Rate entspricht, ein zweites Element oder einen zweiten Baustein (oder Ziegel oder Keramik), der auf den ersten Baustein aufgebracht ist bzw. auf diesem angeordnet ist und der eine zweite Edelmetallschicht aufweist, welche entlang eines Abgas-Kanals oder Abgas-Durchlasses davon geformt ist, wobei der zweite Baustein an einem Ort oder Abschnitt angeordnet ist, wo eine Abgas-Strömungsrate niedriger ist als die vorbestimmte Rate, und wobei der erste Baustein und der zweite Baustein miteinander verbunden sind bzw. aneinander befestigt sind, um den zweiten Baustein an/auf dem ersten Baustein zu fixieren.
Die erste Edelmetallschicht und die zweite Edelmetallschicht können unterschiedlich sein, z. B. eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen und/oder eine unterschiedliche Katalysatormenge aufweisen, insb. bezogen auf das Volumen oder das Gewicht des jeweiligen Bausteins.
In dem ersten Baustein und dem zweiten Baustein können jeweils Abgas-Löcher oder Abgas-Kanäle geformt sein.
Ein Loch kann in der Mitte entlang einer Längsrichtung des zweiten Bausteins geformt sein, um die Form eines zylindrischen Rohrs auszubilden, wobei der erste Baustein in das Loch des zweiten Bausteins eingesetzt und daran fixiert ist.
Der erste Baustein kann auf einer oberen Fläche des zweiten Bausteins angeordnet sein, wobei eine untere Fläche des ersten Bausteins und die obere Fläche des zweiten Bausteins eine gekrümmte-Linie-Fläche haben können, wobei ein zentraler Abschnitt der unteren Fläche bei dem ersten Baustein eben ist und die beiden Seitenränder davon nach oben gekrümmt/geneigt sind, und wobei ein zentraler Abschnitt der oberen Fläche des zweiten Bausteins eben ist, entsprechend der unteren Fläche des ersten Bausteins, und die beiden Seitenränder davon nach oben gekrümmt/geneigt sind.
Eine Schnittform, insbesondere Querschnittsform, des ersten Bausteins und eine Schnittform des zweiten Bausteins können asymmetrisch geformt sein gemäß den Abgas-Strömungsraten.
Der erste Baustein und/oder der zweite Baustein können Cordierit aufweisen, zum Beispiel 2MgO₂Al₂O₃5SiO₂, wobei der erste Baustein und der zweite Baustein mit einem Cordierit-Bindemittel verbunden bzw. aneinander befestigt sein können.
Die Katalysator-Einheit, umfassend den ersten Baustein und den zweiten Baustein, kann angewandt werden auf einen katalytischen Konverter oder Umwandler, bei dem ein Auslass und ein Einlass davon offen sind. Insbesondere können der Auslass und der Einlass eines jeweiligen Abgas-Durchlasses oder Abgas-Kanals in dem katalytischen Konverter offen ausgebildet sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit aufweisen: Extrudieren eines ersten Bausteins, in dem Abgas-Löcher oder Abgas-Kanäle geformt sind, Extrudieren eines zweiten Bausteins, in dem Abgas-Löcher oder Abgas-Kanäle geformt sind, Formen einer ersten Edelmetallschicht in dem ersten Baustein, Formen einer zweiten Edelmetallschicht in dem zweiten Baustein und Befestigen des ersten Bausteins an dem zweiten Baustein.
Der zweite Baustein kann ein Loch haben, welches in der Mitte entlang einer Längsrichtung des zweiten Bausteins geformt ist, um die Form eines zylindrischen Rohrs auszubilden, wobei der erste Baustein in das Loch des zweiten Bausteins eingesetzt und daran fixiert wird.
Der erste Baustein kann auf einer oberen Fläche des zweiten Bausteins angeordnet werden, wobei eine untere Fläche des ersten Bausteins und die obere Fläche des zweiten Bausteins eine gekrümmte-Linie-Fläche haben können, und wobei ein zentraler Abschnitt der unteren Fläche bei dem ersten Baustein eben ist und die beiden Seitenränder davon nach oben gekrümmt/geneigt sind, und wobei ein zentraler Abschnitt der oberen Fläche des zweiten Bausteins eben ist, entsprechend der unteren Fläche des ersten Bausteins, und die beiden Seitenränder davon nach oben gekrümmt/geneigt sind.
Wie oben beschrieben, ist ein erster Baustein, wo/in dem eine hohe Edelmetallschicht geformt ist (z. B. eine Edelmetallschicht mit einer vergleichsweise großen Menge von Katalysator, insb. bezogen auf das Gewicht oder Volumen des ersten Bausteins), an einem Abschnitt angeordnet, wo die Abgas-Strömungsrate groß ist, und ein zweiter Baustein, wo/in dem eine niedrige Edelmetallschicht geformt ist (z. B. eine Edelmetallschicht mit einer vergleichsweise geringen Menge von Katalysator, insb. bezogen auf das Gewicht oder Volumen des zweiten Bausteins), ist an einem Abschnitt angeordnet, wo die Abgas-Strömungsrate niedrig ist, so dass bei der Katalysator-Einheit gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Edelmetall eingespart bzw. reduziert und die Reinigungseffizienz davon verbessert werden kann.
Ferner sind die Form des ersten Bausteins und die Form des zweiten Bausteins entlang des Strömungsmusters bzw. Strömungsbilds des Abgases unterschiedlich geformt, um dem Strömungsmuster des Abgases aktiv zu entsprechen, und die Katalysatorschicht wird auf einfache Weise ausgebildet durch Saugen einer Washcoat-Lösung durch den Einlass und den Auslass der Katalysator-Einheit vom Durchflusstyp.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Perspektivansicht, welche ein Montageverfahren einer Katalysator-Einheit gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Perspektivansicht, welche ein Montageverfahren einer Katalysator-Einheit gemäß einer anderen als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, welches Effekte einer Katalysator-Einheit gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Herstellen einer Katalysator-Einheit gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Es sollte verständlich sein, dass die angehängte Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu ist, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellt, welche illustrativ sind für die wesentlichen Prinzipien der Erfindung. Die spezifischen Design-Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden im Detail durch die im Besonderen beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen einzuschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern auch unterschiedliche Alternativen, Modifikationen, äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, enthalten sein können.
Im Folgenden wird im Detail eine als Beispiel dienende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die angehängte Zeichnung beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht, welche ein Montageverfahren für eine Katalysator-Einheit gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 1 weist eine Katalysator-Einheit 100 einen ersten Baustein 102 und einen zweiten Baustein 104 auf.
Abgas-Löcher 106 (oder Abgas-Kanäle), durch welche Abgas strömt, sind von einer vorderen Seite bzw. Frontseite zu einer hinteren Seite bzw. Rückseite des ersten Bausteins 102 geformt, und Abgas-Löcher 108 (oder Abgas-Kanäle), durch welche Abgas strömt, sind von einer Frontseite zu einer Rückseite des zweiten Bausteins 104 geformt.
Der erste Baustein 102 und der zweite Baustein 104 sind von der sog. Durchström-Art, wo keine Stopfen in dem jeweiligen Einlass und Auslass der Abgas-Löcher 106 und 108 geformt sind. Die Durchström-Art wird angewandt auf einen Oxidationskatalysator, einen Dieseloxidationskatalysator oder einen Benzin-Dreiwegekatalysator.
Wie gezeigt ist, hat der zweite Baustein 104 eine zylindrische Rohrstruktur, ein Loch ist entlang einem zentralen Abschnitt von einer Längsrichtung geformt, und der erste Baustein 102 ist in das Loch eingesetzt.
Der Außenumfang bzw. die Außenumfangsfläche des ersten Bausteins 102 und der Innenumfang bzw. die Innenumfangsfläche des zweiten Bausteins 104 kontaktieren einander, und des Bindematerial kann zwischen den beiden sein. Der erste Baustein 102 und der zweite Baustein 104 können aus Cordierit hergestellt sein, und das Bindematerial kann ein Cordierit-Bindemittel sein.
In dem ersten Baustein 102 und dem zweiten Baustein 104 ist jeweils eine Beschichtungs-Schicht ausgebildet. In einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in dem ersten Baustein 102 eine hohe Edelmetallschicht ausgebildet, wobei in dem zweiten Baustein 104 eine niedrige Edelmetallschicht geformt ist.
Insbesondere strömt durch den ersten Baustein 102 eine große Menge von Abgas, wobei durch den zweiten Baustein 104 eine kleine Menge von Abgas strömt. Folglich ist in dem ersten Baustein 102 die hohe Edelmetallschicht geformt, wo bzw. in der eine große Menge oder Konzentration von Katalysator angewandt ist, und in dem zweiten Baustein 104 ist die niedrige Edelmetallschicht geformt, wo bzw. in der eine geringe Menge oder Konzentration von Katalysator angewandt ist.
Die hohe Edelmetallschicht ist gleichmäßig in dem ersten Baustein 102 geformt, und die niedrige Edelmetallschicht ist gleichmäßig in dem zweiten Baustein 104 geformt.
Folglich ist die hohe Edelmetallschicht in dem ersten Baustein 102 geformt, wo die Abgas-Strömung hoch ist, und die niedrige Edelmetallschicht ist in dem zweiten Baustein 104 geformt, wo die Abgas-Strömung niedrig ist, so dass die Abgas-Reinigungseffizienz verbessert ist und das Edelmetall effizient verwendet wird, um die Produktionskosten davon zu reduzieren bzw. einzusparen.
In 1 sind die Schnittform des ersten Bausteins 102 und die Schnittform des zweiten Bausteins 104 symmetrisch, und die symmetrische Struktur kann angewandt werden auf einen UCC (UCC für „under floor catalytic converter” = Unter-Flur/Boden-Katalysator) oder einen DPF (DPF für Dieselpartikelfilter).
2 ist eine Perspektivansicht, welche ein Montageverfahren einer Katalysator-Einheit gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine detaillierte Beschreibung ähnlicher oder gleicher Teile oder Konstruktionen wird ausgelassen, und unterschiedliche Teile oder unterschiedliche Konstruktionen der 2 werden beschrieben.
Mit Bezug auf 2 sind der erste Baustein 102 und der zweite Baustein 104 in/entlang einer Richtung geformt, in der das Abgas strömt, wobei der erste Baustein 102 an einem zentralen Abschnitt von einer oberen Seite geformt ist und der zweite Baustein 104 eine untere Fläche von dem ersten Baustein 102 kontaktiert, um daran fixiert zu sein.
Der zentrale Bereich oder Abschnitt der unteren Fläche von dem ersten Baustein 102 ist eben und die beiden Seitenränder davon sind nach oben gekrümmt bzw. geneigt. Ferner ist der zentrale Bereich oder Abschnitt der oberen Fläche des zweiten Bausteins 104 eben, entsprechend der unteren Fläche des ersten Bausteins 102, und die beiden Seitenränder davon sind nach oben gekrümmt oder geneigt.
Der erste Baustein 102 ist in einem Bereich oder Abschnitt angeordnet, wo bzw. in dem die Abgas-Strömung groß ist, und der zweite Baustein 104 ist in einem Bereich oder Abschnitt angeordnet, wo bzw. in dem die Abgas-Strömung niedrig ist. In einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Schnittform des ersten Bausteins 102 und die Schnittform des zweiten Bausteins 104 anhand der Strömungsrate bzw. Durchflussmenge des Abgases bestimmt.
Insbesondere hat die Kontaktfläche, wo der erste Baustein 102 und der zweite Baustein 104 einander kontaktieren, eine gekrümmte-Linie-Art/Form, wobei die Kontaktfläche anhand der Abgas-Strömungsmenge/Rate geformt ist. Folglich können die Schnittform des ersten Bausteins 102 und die Schnittform des zweiten Bausteins 104 frei ausgebildet sein mittels eines Verfahrens oder Prozesses des Extrudierens von Cordierit-Material.
Die untere Fläche des ersten Bausteins 102 und die obere Fläche des zweiten Bausteins 104 kontaktieren einander, und das Bindemittel kann dazwischen angeordnet sein. Der erste Baustein 102 und der zweite Baustein 104 können aus Cordierit hergestellt sein, und das Bindemittel, welches den ersten Baustein 102 an dem zweiten Baustein 104 fixiert, kann aus Cordierit hergestellt sein.
In dem ersten Baustein 102 und dem zweiten Baustein 104 ist jeweils eine Katalysator-Schicht ausgebildet. In einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die hohe Edelmetallschicht in dem ersten Baustein 102 geformt, und die niedrige Edelmetallschicht ist in dem zweiten Baustein 104 geformt.
Insbesondere ist die Durchflussmenge des Abgases durch den ersten Baustein 102 hoch, wobei die Strömungsrate bzw. Durchflussmenge des Abgases durch den zweiten Baustein 104 niedrig ist. Folglich ist in dem ersten Baustein 102 die hohe Edelmetallschicht geformt, wo die Menge oder Konzentration von Katalysator hoch ist, und in dem zweiten Baustein 104 ist die niedrige Edelmetallschicht geformt, wo die Menge oder Konzentration von Katalysator niedrig ist.
Die hohe Edelmetallschicht ist gleichmäßig in dem ersten Baustein 102 ausgebildet, und die niedrige Edelmetallschicht ist gleichmäßig in dem zweiten Baustein 104 ausgebildet. Folglich ist die hohe Edelmetallschicht in dem ersten Baustein 102 geformt, wo die Abgas-Strömung hoch ist, und die niedrige Edelmetallschicht ist in dem zweiten Baustein 104 geformt, wo der Abgas-Strom niedrig ist, so dass die Abgas-Reinigungseffizienz verbessert ist und das Edelmetall effizient verwendet wird, um die Herstellungskosten davon einzusparen bzw. zu reduzieren.
In der 2 sind die Schnittform des ersten Bausteins 102 und die Schnittform des zweiten Bausteins 104 asymmetrisch, und die asymmetrische Struktur kann angewandt werden auf einen CCC (CCC für „closed catalytic converter” = geschlossener oder motornaher Katalysator).
Mit Bezug auf 1 und 2 kann das Formen der hohen Edelmetallschicht und der niedrigen Edelmetallschicht in dem ersten Baustein 102 bzw. dem zweiten Baustein 104 erreicht werden/erfolgen durch ein Saugverfahren, in dem eine Seite des Filters in die Katalysatorlösung (Washcoat) getaucht wird und an der anderen Seite davon Vakuum geformt bzw. angelegt wird, um die Katalysatorlösung anzusaugen.
Ferner können die hohe Edelmetallschicht des ersten Bausteins 102 und die niedrige Edelmetallschicht des zweiten Bausteins 104 in einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Katalysatorelemente aufweisen. Insbesondere kann in dem ersten Baustein 102 eine erste Edelmetallschicht geformt sein, wobei in dem zweiten Baustein 104 eine zweite Edelmetallschicht geformt ist, und wobei das erste Edelmetallelement unterschiedlich ist zu dem zweiten Edelmetallelement (z. B. haben die erste Edelmetallschicht und die zweite Edelmetallschicht eine unterschiedliche Zusammensetzung).
3 ist ein Diagramm, welches Effekte einer Katalysator-Einheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 3 bezeichnet die horizontale Achse Kohlenwasserstoff (HC), Stickoxid (NOx) und Kohlenstoffmonoxid (CO), welche in Abgas enthalten sind, und die vertikale Achse bezeichnet eine relative Menge (%).
Wie gezeigt ist, zeigt unter den Produkten, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, ein Produkt 4, dass die Menge von Kohlenwasserstoff und Stickoxid um bis zu ungefähr 18 bis 29% abnimmt.
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 4, weist ein Herstellungsverfahren der Katalysator-Einheit 100 auf: Extrudieren des ersten Bausteins 102 (S500), Extrudieren des zweiten Bausteins 104 (S510), Formen der hohen Edelmetallschicht in dem ersten Baustein 102 (S520), Formen der niedrigen Edelmetallschicht in dem zweiten Baustein 104 (S530) sowie Zusammenfügen bzw. Zusammenbauen des ersten Bausteins 102 und des zweiten Bausteins 104 (S540).
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die hohe Edelmetallschicht in dem ersten Baustein 102 geformt, wobei die niedrige Edelmetallschicht in dem zweiten Baustein 104 geformt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die niedrige Edelmetallschicht kann in dem ersten Baustein 102 geformt sein, und die hohe Edelmetallschicht kann in dem zweiten Baustein 104 geformt sein.
Während die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was derzeit als praktische beispielhafte Ausführungsform angesehen wird, sollte es verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern vielmehr beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche in dem Geist und Umfang der angehängten Ansprüche enthalten sind.
Zur leichteren Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen sind die Ausdrücke „innen” und „außen” verwendet, um Merkmale der als Beispiel dienenden Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder dazu dienen, die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen zu beschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hierin angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0045173 [0001]

Claims

Eine Katalysator-Einheit (100), aufweisend: einen ersten Baustein (102), der eine erste Edelmetallschicht aufweist, die entlang einem Abgas-Durchlass davon geformt ist, und der an einer Stelle angeordnet ist, wo die Abgas-Durchflussmenge einer vorbestimmten Rate entspricht; einen zweiten Baustein (104), der auf den ersten Baustein aufgebracht ist bzw. auf dem ersten Baustein angeordnet ist und der eine zweite Edelmetallschicht aufweist, die entlang einem Abgas-Durchlass davon geformt ist, wobei der zweite Baustein an einer Stelle angeordnet ist, wo die Abgas-Durchflussmenge niedriger ist als die vorbestimmte Rate; und wobei der erste Baustein und der zweite Baustein miteinander verbunden sind, um den zweiten Baustein an oder auf dem ersten Baustein zu fixieren.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 1, wobei in dem ersten Baustein (102) und dem zweiten Baustein (104) Abgas-Löcher (106, 108) geformt sind.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Mitte des zweiten Bausteins (104) entlang einer Längsrichtung davon ein Loch geformt ist, um die Form eines zylindrischen Rohrs auszubilden.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 3, wobei der erste Baustein (102) in das Loch des zweiten Bausteins (104) eingesetzt und daran fixiert ist.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Baustein (102) auf eine obere Fläche des zweiten Bausteins (104) aufgebracht ist bzw. auf dieser angeordnet ist.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 5, wobei eine untere Fläche des ersten Bausteins (102) und eine obere Fläche des zweiten Bausteins (104) eine gekrümmte-Linie-Fläche aufweisen.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 6, wobei bei dem ersten Baustein (102) ein zentraler Abschnitt der unteren Fläche eben ausgebildet ist und beide Seitenränder davon nach oben abgeschrägt oder geneigt oder gekrümmt sind, und wobei ein zentraler Bereich von der oberen Fläche des zweiten Bausteins (104) eben ist, entsprechend der unteren Fläche von dem ersten Baustein, und die beiden Seitenränder davon nach oben abgeschrägt oder geneigt oder gekrümmt sind.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 1, wobei eine Schnittform des ersten Bausteins (102) und eine Schnittform des zweiten Bausteins (104) gemäß den Abgas-Durchflussmengen asymmetrisch geformt sind.
Die Katalysator-Einheit (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Baustein (102) und/oder der zweite Baustein (104) Cordierit (2MgO₂Al₂O₃5SiO₂) aufweist.
Die Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 9, wobei der erste Baustein (102) und der zweite Baustein (104) mittels eines Cordierit-Bindemittels miteinander verbunden sind.
Die Katalysator-Einheit (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Katalysator-Einheit (100), welche den ersten Baustein (102) und den zweiten Baustein (104) aufweist, auf einen katalytischen Konverter angewandt ist, dessen Auslass und Einlass jeweils offen ist.
Ein Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit (100), aufweisend: Extrudieren eines ersten Bausteins (102), in dem Abgas-Löcher (106) geformt sind; Extrudieren eines zweiten Bausteins (104), in dem Abgas-Löcher (108) geformt sind; Formen einer ersten Edelmetallschicht in dem ersten Baustein (102); Formen einer zweiten Edelmetallschicht in dem zweiten Baustein (104); und Befestigen des ersten Bausteins (102) an dem zweiten Baustein (104).
Das Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 12, wobei der zweite Baustein (104) ein Loch hat, welches in der Mitte entlang einer Längsrichtung des zweiten Bausteins (104) geformt ist, um eine Form eines zylindrischen Rohrs auszubilden.
Das Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 13, wobei der erste Baustein (102) in das Loch des zweiten Bausteins (104) eingesetzt und daran fixiert wird.
Das Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 12, wobei der erste Baustein (102) auf eine obere Fläche des zweiten Bausteins (104) aufgebracht wird.
Das Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 15, wobei eine untere Fläche des ersten Bausteins (102) und die obere Fläche des zweiten Bausteins (1044) eine gekrümmte-Linie-Fläche aufweisen.
Das Herstellungsverfahren einer Katalysator-Einheit (100) nach Anspruch 16, wobei bei dem ersten Baustein (102) ein zentraler Bereich oder Abschnitt der unteren Fläche eben ist und die beiden Seitenränder davon nach oben gekrümmt oder geneigt sind, und wobei ein zentraler Bereich oder Abschnitt der oberen Fläche des zweiten Bausteins (104) eben ist, entsprechend der unteren Fläche des ersten Bausteins, und die beiden Seitenränder davon nach oben gekrümmt oder geneigt sind.