DE60218974T2

DE60218974T2 - Vorrichtung zum Beschichten mit einer katalytischen Beschichtunglösung und Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Reinigung von Abgasen

Info

Publication number: DE60218974T2
Application number: DE2002618974
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ogasa-gun Horiuchi; Chiaki Ogasa-gun Agata
Original assignee: Cataler Corp
Current assignee: Cataler Corp
Priority date: 2002-01-02
Filing date: 2002-01-02
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2022-01-03
Also published as: EP1325781A1; EP1325781B1; DE60218974D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät für das Beschichten eines Katalysatorstützkörpers mit einer katalytischen Beschichtungslösung und ein Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Ein Abgas, das von einem Verbrennungsmotor wie beispielsweise einem Benzinverbrennungsmotor und desgleichen abgegeben wird, enthält schädliche Bestandteile wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) usw. Wenn das Abgas so abgegeben wird, wie es ist, verursacht es eine Verschmutzung oder eine Schädigung der Umwelt. Dementsprechend wird das Abgas, das diese schädlichen Bestandteile enthält, in die Luft abgegeben, nachdem es unter Verwendung eines Abgasreinigungskatalysators etc. gereinigt wurde.
Ein Abgasreinigungskatalysator aus dem Stand der Technik besitzt einen Katalysatorstützkörper, eine Aufbringlage und einen Katalysatorbestandteil. Die Aufbringlage ist an dem Katalysatorstützkörper ausgebildet und besteht aus Aluminium und desgleichen. Der katalytische Bestandteil wird auf die Aufbringlage aufgebracht und besteht aus einem Edelmetall usw. Zudem wird der Abgasreinigungskatalysator abhängig von den Formen des Katalysatorstützkörpers in monolithische, granulöse, rohrförmige, etc. eingeteilt. Zusätzlich dazu wird als ein Rohmaterial für den Katalysatorstützkörper ein wärmebeständiges Material verwendet, da der Katalysatorstützkörper einem Abgas mit hoher Temperatur ausgesetzt ist. Als solch ein wärmebeständiges Rohmaterial können Keramik wie beispielsweise Cordierit etc., wärmebeständige Metalle wie beispielsweise Edelstähle usw. genannt werden.
Ein monolithischer oder rohrförmiger Abgasreinigungskatalysator wird hergestellt, indem ein Katalysatorstützkörper mit einer katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird. Für die katalytische Beschichtungslösung können Lösungen wie beispielsweise ein katalytischer Schlamm für das Ausbilden einer Aufbringlage, eine katalytische Bestandteillösung für das Aufbringen eines katalytischen Bestandteils auf die Aufbringlage und desgleichen genannt werden.
Wenn ein Katalysatorstützkörper mit einer katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird, wurde das Beschichten üblicherweise ausgeführt, indem zum Beispiel ein Beschichtungsgerät, wie dies in der 2 gezeigt ist, verwendet wurde.
Das Beschichtungsgerät aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise das in dem Dokument EP-A-0428990 gezeigte Gerät, besitzt eine Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 25, einen Tank 12, einen Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung, ein Steuerventil 71 und eine Pumpe 72. Die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 25 hält einen Katalysatorstützkörper 62. Der Tank 12 hält eine katalytische Beschichtungslösung. Der Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung lässt die katalytische Beschichtungslösung, die in dem Tank gehalten ist, außerhalb des Tanks 12 zirkulieren. Das Steuerventil 71 ist in dem Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung so angeordnet, dass es die katalytische Beschichtungslösung der Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 25 zuführt. Die Pumpe 72 ist in dem Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung angeordnet und lässt die katalytische Beschichtungslösung in dem Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung zirkulieren.
Das herkömmliche Beschichtungsgerät beschichtet einen Katalysatorstützkörper mit einer katalytischen Beschichtungslösung durch den folgenden Vorgang. Zuerst wird das Steuerventil 71 so geschaltet, dass der Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 25 eine katalytische Beschichtungslösung zugeführt wird. Die katalytische Beschichtungslösung, die der Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 25 zugeführt wird, wird in einen rohrförmigen Kanal eingeführt, der in dem Katalysatorstützkörper 62 ausgebildet ist. In diesem Fall geht die katalytische Beschichtungslösung von seinem unteren entgegen gesetzten Ende her in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 62 hinein und wird so lange zugeführt, bis sein Flüssigkeitspegel eine vorbestimmte Höhe annimmt. Danach wird das Steuerventil 71 so geschaltet, dass die katalytische Beschichtungslösung von dem Inneren des rohrförmigen Kanals des Katalysatorstützkörpers 62 abgegeben wird. In diesem Fall läuft die katalytische Beschichtungslösung, die von dem Katalysatorstützkörper 62 abgegeben wird, durch den Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung, so dass sie zurück in den Tank 12 abgegeben wird.
Bei solch einem Beschichtungsgerät aus dem Stand der Technik wird eine Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem Katalysatorstützkörper 62 in der folgenden Weise erfasst. Eine stabförmige Nivelliervorrichtung 55 ist in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 62 von seinem entgegen gesetzten oberen Ende her eingesetzt. Wenn die Nivelliervorrichtung 55 mit der katalytischen Beschichtungslösung mit seinem Führungsende in Kontakt kommt, wird eine Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem Katalysatorstützkörper 62 erfasst.
Das Beschichtungsgerät kann die Probleme mit sich bringen, dass es groß ist, dass die Formen des Katalysatorstützkörpers 62 beschränkt sind und dass sich die katalytische Beschichtungslösung außerhalb des Beschichtungsbereichs ablagert, wenn die Nivelliervorrichtung 55 in dem Katalysatorstützkörper eingesetzt wird oder von diesem entfernt wird.
Insbesondere kann die Vergrößerung des herkömmlichen Beschichtungsgeräts verursacht werden, indem die Anzahl von Instrumentenbauteilen außerhalb des Tanks 12 wie beispielsweise der Zirkulationskanal 7 für die katalytische Beschichtungslösung, die Pumpe 72, das Steuerventil 71 usw. erhöht wird. Zudem können die Formen des Katalysatorstützkörpers 62 beschränkt sein, da es schwierig sein kann, die Nivelliervorrichtung 55 in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 einzusetzen oder sie von diesem zu entfernen, wenn der Katalysatorstützkörper 61 in einer gebogenen Form ausgebildet ist. Zusätzlich dazu kann, da die Nivelliervorrichtung 55 die Menge der katalytischen Beschichtungslösung erfasst, wenn sie an ihrem Führungsende Kontakt mit der katalytischen Beschichtungslösung kommt, das Problem entstehen, dass die katalytische Beschichtungslösung aus dem Katalysatorstützkörper 62 läuft, so dass sie sich an seiner Außenfläche ablagert, wenn die Nivelliervorrichtung 55 von ihm entfernt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend genannten Umstände gemacht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungsgerät, das nicht nur kleiner ist sondern auch das Erfassen der Beschichtungsmenge einer katalytischen Beschichtungslösung an einen Katalysatorstützkörper leicht durchführen kann, und ein Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators vorzusehen.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, haben die Erfinder wieder und wieder Beschichtungsgeräte aus dem Stand der Technik untersucht. Als ein Ergebnis fanden sie heraus, dass, während eine Einrichtung für das Halten einer katalytischen Beschichtungslösung darin und eines rohrförmigen Kanals eines Katalysatorstützkörpers miteinander so verbunden werden, dass sie mit der katalytischen Beschichtungslösung aufgefüllt wurden, sich das Flüssigkeitspegel in der katalytischen Beschichtungslösungs-Halteeinrichtung mit dem Flüssigkeitspegel in dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers ausgeglichen hat, wenn die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wurde. Somit haben sie einen Weg gefunden, wie die vorstehend beschriebene Aufgabe durch das Verwenden des Phänomens gelöst werden kann und haben die vorliegende Erfindung gemacht.
Ein Gerät für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt nämlich: eine Einrichtung für das Halten eines Katalysatorstützkörpers mit einem derartigen rohrförmigen Kanal, dass sich der rohrförmige Kanal nach oben oder nach unten erstreckt; eine Einrichtung für das Halten einer katalytischen Beschichtungslösung in sich; eine Einrichtung für das Strömen lassen der katalytischen Beschichtungslösung, wobei die Einrichtung entgegen gesetzte offene Enden besitzt, wobei sich eines der offenen Enden zu der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung hin öffnet und sich das andere offene Ende zu einem unteren Ende des Katalysatorstützkörpers hin öffnet; und eine Einrichtung für das Antreiben von zumindest entweder der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung; wobei die Antriebseinrichtung entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben und nach unten so hin und her bewegt, dass die katalytische Beschichtungslösung zu dem Katalysatorstützkörper zugeführt wird oder die katalytische Beschichtungslösung von diesem abgegeben wird, wodurch der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird.
Da das vorliegende Beschichtungsgerät nicht mit einem Kanal versehen ist, in dem die katalytische Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, zirkuliert, ist es möglich, das vorliegende Beschichtungsgerät im Ganzen zu verkleinern. Zudem ist es bei dem vorliegenden Beschichtungsgerät möglich, die Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem Katalysatorstützkörper durch einen Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung zu erfassen, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Somit bewirkt das vorliegende Beschichtungsgerät einen Vorteil dahingehend, dass sogar dann, wenn der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers gebogen ist, die Erfassung der Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem Katalysatorstützkörper leicht ausgeführt werden kann.
Zudem beinhaltet ein Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators gemäß der vorliegenden Erfindung, während dem ein Katalysatorstützkörper mit einem rohrförmigen Kanal durch eine Einrichtung für das Halten des Katalysatorstützkörpers derart gehalten wird, dass sich der rohrförmige Kanal nach oben oder nach unten erstreckt, und eine katalytische Beschichtungslösung durch eine Einrichtung für das Halten der katalytischen Beschichtungslösung in sich gehalten wird, die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit Hilfe einer Einrichtung für das Strömen Lassen der katalytischen Beschichtungslösung in sich verbunden, wobei die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der Halteinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung in Verbindung bringt, die folgenden Schritte: Zuführen der katalytischen Beschichtungslösung zu dem Katalysatorstützkörper durch das Bewegen der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung nach oben und/oder durch das Bewegen des Katalysatorstützkörpers nach unten; und Abgeben der katalytischen Beschichtungslösung von dem Katalysatorstützkörper durch das Bewegen der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung nach unten und/oder durch das Bewegen der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben, nachdem die katalytische Beschichtungslösung dem Katalysatorstützkörper in dem Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung zugeführt wurde.
Bei dem vorliegenden Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators ist es möglich, einen Katalysatorstützkörper mit der katalytischen Beschichtungslösung zu beschichten, indem die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und/oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben und nach unten hin und her bewegt wird. Dementsprechend ist es möglich, das Zuführvolumen der katalytischen Beschichtungslösung zu dem Katalysatorstützkörper sowie das Abgabevolumen der katalytischen Beschichtungslösung von dem Katalysatorstützkörper einzustellen, indem ein Bewegungsbetrag der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und/oder der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung gesteuert wird. Somit kann, da es das vorliegende Produktionsverfahren möglich macht, das Beschichten des Katalysatorstützkörpers der katalytischen Beschichtungslösung die vereinfachte Art durchzuführen, die Herstellungskosten eines Abgasreinigungskatalysators verringert werden.
Folglich führt das vorliegende Beschichtungsgerät gemäß der Erfindung die katalytische Beschichtungslösung dem Katalysatorstützkörper zu und gibt sie von diesem ab, indem zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung hin und her bewegt wird. Dementsprechend ist es möglich, das vorliegende Beschichtungsgerät zu vereinfachen sowie zu verkleinern. Zudem kann bei dem vorliegenden Beschichtungsgerät die Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem Katalysatorstützkörper gesteuert werden, indem der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, gesteuert wird. Folglich kann das vorliegende Beschichtungsgerät für Katalysatorstützkörper angewendet werden, die eine beliebige Form besitzen. Demzufolge stellt das vorliegende Beschichtungsgerät einen Vorteil dahingehend dar, dass sein Anwendungsbereich erheblich ausgeweitet werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein umfassenderer Überblick über die vorliegende Erfindung und zahlreiche ihrer Vorteile ist aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erhältlich:
1 ist eine Skizze zur Veranschaulichung einer Anordnung eines Beispiels eines Geräts für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 ist eine Skizze zur Veranschaulichung einer Anordnung eines Geräts für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung aus dem Stand der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nach der allgemeinen Beschreibung der vorliegenden Erfindung ergibt sich unter Bezugnahme auf die speziellen bevorzugten Ausführungsbeispiele, die hier zum Zweck der Veranschaulichung gezeigt sind und nicht den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränken, ein genaueres Verständnis.
(Beschichtungsgerät)
Ein Gerät für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung, eine Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung, eine Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und eine Antriebseinrichtung.
Die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung hält einen Katalysatorstützkörper mit einem rohrförmigen Kanal so, dass sich der rohrförmige Kanal nach oben oder nach unten erstreckt. Da die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung den Katalysatorstützkörper so hält, dass sich der rohrförmige Kanal nach oben oder nach unten erstreckt, ist es möglich, einen Innenfläche des rohrförmigen Kanals von dem unteren Ende her mit einer katalytischen Beschichtungslösung zu beschichten, wenn die katalytische Beschichtungslösung von dem unteren Ende her in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Zudem hält die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung den Katalysatorstützkörper so, dass sich der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers an dem oberen Ende öffnet. Dementsprechend ist es, wenn die katalytische Beschichtungslösung von dem unteren Ende her in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, möglich, den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit Leichtigkeit mit der katalytischen Beschichtungslösung aufzufüllen.
So lange der Katalysatorstützkörper einen rohrförmigen Kanal in sich besitzt, ist es möglich, jeden beliebigen Katalysatorstützkörper zu verwenden. Es ist zum Beispiel möglich, einen rohrförmigen Katalysatorstützkörper, einen monolithischen Katalysatorstützkörper usw. als Katalysatorstützkörper zu nennen. Zudem muss der Katalysatorstützkörper nicht notwendiger Weise so ausgebildet sein, dass er einen linearen rohrförmigen Kanal besitzt, sondern kann so ausgebildet sein, dass er eine gebogene rohrförmige Form besitzt.
Zusätzlich dazu bedeutet „der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers, der durch die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung gehalten ist, erstreckt sich nach oben oder nach unten", dass ein Phasenunterschied zwischen den entgegen gesetzten Enden des rohrförmigen Kanals in der vertikalen Richtung vorhanden sein kann. Mit anderen Worten können die Mittelpunkte der entgegen gesetzten Enden des rohrförmigen Kanals in der vertikalen Richtung voneinander versetzt sein oder voneinander abweichen. Der rohrförmige Kanal kann sich vorzugsweise in der vertikalen Richtung erstrecken.
Die Halteeinrichtung der katalytischen Beschichtungslösung hält die katalytische Beschichtungslösung. Es wird angemerkt, dass das Volumen der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, größer als das Volumen der katalytischen Beschichtungslösung ist, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers hinein geht. Da die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung die katalytische Beschichtungslösung in solch einem großen Volumen hält, ist es möglich, die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen, indem zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung angetrieben wird.
Die katalytische Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, ist eine Lösung, mit der der Katalysatorstützkörper bei der Herstellung eines Abgasreinigungskatalysators beschichtet wird. Als die katalytische Beschichtungslösung ist es möglich, zum Beispiel einen katalytischen Schlamm für das Ausbilden einer Aufbringlage, eine katalytische Bestandteillösung für das Aufbringen eines katalytischen Bestandteils an einer Aufbringlage und desgleichen als Lösungen zu nennen.
Die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung ist zu der Halteeinrichtung der katalytischen Beschichtungslösung an einem Ende der entgegen gesetzten Enden hin offen und ist zu dem unteren Ende des Katalysatorstützkörpers an dem anderen der entgegen gesetzten Enden hin offen. Somit bringt die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit dem Katalysatorstützkörper in Verbindung. Da die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung die Halteeinrichtung der katalytischen Beschichtungslösung mit dem Katalysatorstützkörper in Verbindung bringt, ist es möglich, die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen oder sie von diesem abzugeben, indem zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung mit der Antriebseinrichtung angetrieben wird.
Eines der entgegen gesetzten Enden der Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung ist zu der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung hin geöffnet. Insbesondere ist sie so geöffnet, dass die katalytische Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, von der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung zugeführt und zu ihr zurück abgegeben werden kann. Zudem ist die Öffnung so ausgebildet, dass sie die Strömung der katalytischen Beschichtungslösung nicht beeinflusst, wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung nach oben oder nach unten angetrieben wird. Insbesondere ist die Öffnung so ausgebildet, dass sie sich nicht über dem Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung befindet, wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung abgesenkt wird.
Das andere Ende der entgegen gesetzten Enden der Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung ist zu dem unteren Ende des Katalysatorstützkörpers hin geöffnet. Insbesondere ist es so geöffnet, dass die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers in Verbindung steht.
Die Antriebseinrichtung treibt zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben und nach unten an. Wenn zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben und nach unten angetrieben wird, wird die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt und von diesem abgegeben.
Bei dem vorliegenden Beschichtungsgerät bewegt die Antriebseinrichtung zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben und nach unten so hin und her, dass die katalytische Beschichtungslösung den Katalysatorstützkörper zugeführt oder die katalytische Beschichtungslösung von diesem abgegeben wird, wodurch der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird. Insbesondere wird die katalytische Beschichtungslösung dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers zugeführt und von diesem abgegeben, indem zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben oder nach unten hin und her bewegt wird. Es wird angemerkt, dass bei dem vorliegenden Beschichtungsgerät der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird, wenn die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal eingeführt wird und danach von diesem abgegeben wird. Somit verwendet das vorliegende Beschichtungsgerät das Phänomen, dass sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, mit dem Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung ausgleicht, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird.
(Prinzip)
Das Prinzip eines Geräts für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf einen besonderen Fall beschrieben, bei dem die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird.
Zunächst wird, wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung relativ im Bezug auf den Katalysatorstützkörper nach oben bewegt wird, eine Differenz des Flüssigkeitspegel in der katalytischen Beschichtungslösung, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, und der katalytischen Beschichtungslösung erzeugt, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Insbesondere dann, wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung nach oben bewegt wird, ist der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, höher als der der katalytischen Beschichtungslösung, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Wenn die Differenz des Flüssigkeitspegels entsteht, bewegt sich die katalytische Beschichtungslösung so, dass sich die Flüssigkeitspegel ausgleichen. Infolge der Bewegung der katalytischen Beschichtungslösung senkt sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung ab, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Wenn sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, absenkt, bewegt sich die katalytische Beschichtungslösung in solch einem Volumen zu der Strömungseinrichtung der katalytischen Beschichtungslösung sowie zu dem Katalysatorstützkörper, das mit dem Absenkbetrag des Flüssigkeitspegels übereinstimmt. In dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers, in den die katalytische Beschichtungslösung bewegt wird, senkt sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung ab. Wenn sich der Flüssigkeitspegel absenkt, wird die katalytische Beschichtungslösung so in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt, dass der rohrförmige Kanal mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird.
Andererseits ist, wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung relativ im Bezug auf den Katalysatorstützkörper nach unten bewegt wird, der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, niedriger als der der katalytischen Beschichtungslösung, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Wenn die Differenz des Flüssigkeitspegels entsteht, bewegt sich die katalytische Beschichtungslösung so, dass sich die Flüssigkeitspegel ausgleichen. Infolge der Bewegung der katalytischen Beschichtungslösung senkt sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung ab, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Wenn sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, absenkt, bewegt sich die katalytische Beschichtungslösung mit Hilfe der Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung in solch einem Volumen von dem Katalysatorstützkörper zurück in die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung, das mit der Absenkhöhe des Flüssigkeitspegels übereinstimmt. In dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers, in dem die katalytische Beschichtungslösung bewegt wird, senkt sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung ab. Das Absenken des Flüssigkeitspegels der katalytischen Beschichtungslösung, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, bedeutet, dass die katalytische Beschichtungslösung von dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers abgegeben wird.
Da der atmosphärische Druck, der auf die katalytische Beschichtungslösung einwirkt, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, gleich wie der atmosphärischen Druck ist, der auf die katalytische Beschichtungslösung einwirkt, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, ergibt sich das Phänomen, dass sich der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, mit dem Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung ausgleicht, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Insbesondere wenn eine Differenz zwischen einem Druck, der auf die Flüssigkeitsoberfläche der katalytischen Beschichtungslösung einwirkt, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, und einem Druck entsteht, der auf die Flüssigkeitsoberfläche der katalytischen Beschichtungslösung einwirkt, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, steigt der Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, auf die ein niedriger Druck einwirkt, durch das Pascalsche Gesetz an. Allerdings entsteht, wenn sich der Druck, der auf die katalytische Beschichtungslösung einwirkt, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, mit dem Druck ausgleicht, der auf die katalytische Beschichtungslösung einwirkt, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, ein Gleichgewicht. Dementsprechend werden die Flüssigkeitspegel gleich.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Vorgängen beschichtet das vorliegende Beschichtungsgerät den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung.
Die Antriebseinrichtung kann vorzugsweise die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung antreiben. Wenn die Antriebseinrichtung dazu hergestellt wird, die Halteeinrichtung für die Beschichtungslösung anzutreiben, ist es möglich, das vorliegende Beschichtungsgerät weiter zu verkleinern. Dies ist der Fall, da die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung dasselbe Volumen der katalytischen Beschichtungslösung mit einem geringeren erforderlichen Antriebsbetrag übertragen kann, als es die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung tut. Dementsprechend ist es möglich, den Bewegungsbetrag der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung zu verringern.
Die vorliegende Beschichtungslösung wird betätigt, während die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit der katalytischen Beschichtungslösung befüllt ist. Mit anderen Worten ist es, wenn die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit der katalytischen Beschichtungslösung befüllt ist, möglich, die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen und sie von diesem abzugeben, indem zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung im Bezug zueinander relativ angetrieben werden. Hier bezieht sich der Ausdruck „die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung ist mit der katalytischen Beschichtungslösung befüllt" auf einen Zustand, in dem keine Blasen und desgleichen in der katalytischen Beschichtungslösung vorhanden sind. Wenn die katalytische Beschichtungslösung Blasen enthält, kann die Bewegung der katalytischen Beschichtungslösung in der Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gestört sein. Demzufolge kann es schwierig werden, die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen oder sie von diesem abzugeben.
Die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung kann vorzugsweise unter dem Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, sowie dem Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung angeordnet sein, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Wenn die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung unter dem Flüssigkeitspegel angeordnet ist, ist es möglich, die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit der katalytischen Beschichtungslösung mit Leichtigkeit zu befüllen und zu verhindern, dass Blasen oder desgleichen in der katalytischen Beschichtungslösung vorliegen, die in die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung strömt.
Die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung kann vorzugsweise das untere Ende des Katalysatorstützkörpers halten. Wenn die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung das untere Ende des Katalysatorstützkörpers hält, ist es möglich, die katalytische Beschichtungslösung von unterhalb des Katalysatorstützkörpers in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen.
Die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung kann den Katalysatorstützkörper vorzugsweise in einer flüssigkeitsdichten Weise halten. Wenn die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung den Katalysatorstützkörper in einer flüssigkeitsdichten Weise hält, ist es möglich, den Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird, präzise zu steuern. Zudem ist es, wenn die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung den Katalysatorstützkörper in einer flüssigkeitsdichten Weise hält, möglich, zu verhindern, dass katalytische Beschichtungslösung verloren geht. Als eine Möglichkeit, den Katalysatorstützkörper durch die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung in einer flüssigkeitsdichten Weise zu halten, ist es möglich, zum Beispiel einen Weg zu nennen, einen Abschnitt der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung, die mit dem Katalysatorstützkörper in Kontakt steht, aus einer elastischen Substanz gemacht ist und so an den Katalysatorstützkörper gedrückt wird, dass ein flüssigkeitsdichter Zustand an der Kontaktfläche hergestellt wird.
Das vorliegende Beschichtungsgerät kann vorzugsweise eine Einrichtung für das Erfassen des Flüssigkeitspegels der katalytischen Beschichtungslösung besitzen. Durch das Erfassen des Flüssigkeitspegels mit der Flüssigkeitspegel-Erfassungseinrichtung ist es möglich, die Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers zu messen.
Die Flüssigkeitspegel-Erfassungseinrichtung kann vorzugsweise den Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung erfassen, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Zum Beispiel ist es, wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit der Flüssigkeitspegel-Erfassungseinrichtung versehen ist, möglich, das vorliegende Beschichtungsgerät kompakt zu gestalten.
Die Flüssigkeitspegel-Erfassungseinrichtung kann vorzugsweise ein Ultraschallsensor sein. Wenn zum Beispiel ein Ultraschallsensor verwendet wird, ist es möglich, einen Flüssigkeitspegel ohne ein Berühren der katalytischen Beschichtungslösung zu messen. Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass sich die katalytische Beschichtungslösung an Positionen ablagert, die von einer gewünschten Beschichtungsposition abweichen.
Die Antriebseinrichtung kann vorzugsweise einen Antriebsbetrag von zumindest entweder der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung einstellen. Wenn die Antriebseinrichtung einen Antriebsbetrag von zumindest entweder der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung einstellt, ist es möglich, das Volumen der katalytischen Beschichtungslösung einzustellen, das dem Katalysatorstützkörper zugeführt wird.
Eine Antriebsgeschwindigkeit von zumindest entweder der Halteinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder den Katalysatorstützkörper, die durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird, ist nicht besonders beschränkt. Das heißt, es entsteht eine Differenz zwischen einer Antriebsgeschwindigkeit, die durch zumindest entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung gezeigt wird, und einer Zuführrate, die durch die katalytische Beschichtungslösung gezeigt wird, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Insbesondere dann, wenn eine Lösung wie beispielsweise ein katalytischer Schlamm, der eine hohe Viskosität besitzt, als die katalytische Beschichtungslösung verwendet wird, braucht es wegen der hohen Viskosität eine gewisse Zeit, den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung zu befüllen. Dementsprechend kann die Antriebsgeschwindigkeit vorzugsweise auf eine niedrige Geschwindigkeit eingestellt werden. Wenn die katalytische Beschichtungslösung eine niedrige Viskosität besitzt, ist es leicht, die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen. Folglich kann die Antriebsgeschwindigkeit vorzugsweise auf eine hohe Geschwindigkeit eingestellt werden.
Das vorliegende Beschichtungsgerät kann weiter vorzugsweise eine Recheneinrichtung besitzen. Die Recheneinrichtung ist so mit der Flüssigkeitspegel-Erfassungseinrichtung und der Antriebseinrichtung verbunden, dass ein Antriebsbetrag der Antriebseinrichtung aus dem Flüssigkeitspegel berechnet wird, der durch die Flüssigkeitspegel-Erfassungseinrichtung erfasst wird. Wenn das vorliegende Beschichtungsgerät mit der Recheneinrichtung versehen ist, ist es möglich, den Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung zu erfassen, die in dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Zusätzlich dazu ist es möglich, das Volumen der Beschichtungslösung einzustellen, die in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt wird. Folglich ist es möglich, die Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers zu steuern.
Die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung des vorliegenden Beschichtungsgeräts kann vorzugsweise eine Einrichtung für das Rühren der katalytischen Beschichtungslösung haben, die in ihr gehalten wird. Wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung mit der Rühreinrichtung versehen ist, ist es möglich, die katalytische Beschichtungslösung homogen zu halten. Insbesondere dann, wenn ein katalytischer Schlamm als die katalytische Beschichtungslösung verwendet wird, schwankt eine Viskosität des katalytischen Schlamms, da die Partikelbestandteile, die in dem katalytischen Schlamm verteilt sind, lose miteinander durch zwischenmolekulare Kräfte verbunden sind, wenn der katalytische Schlamm so gehalten wird, wie er in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird. Wenn die Viskosität des katalytischen Schlamms schwankt, wird auch die Menge eines katalytischen Bestandteils verändert, der auf den Katalysatorstützkörper aufgebracht wird. Dementsprechend schwankt, wenn eine Aufbringlage ausgebildet wird, die sich ergebende Aufbringlage im Hinblick auf die Katalysatorbestandteil-Aufbringmenge, was nicht vorteilhaft ist.
Zusätzlich dazu kann die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung des vorliegenden Beschichtungsgeräts vorzugsweise eine Einrichtung für das Steuern einer Temperatur der in ihr gehaltenen katalytischen Beschichtungslösung besitzen. Mit solch einer Einrichtung ist es, wenn ein katalytischer Schlamm als die katalytische Beschichtungslösung verwendet wird, möglich, eine Viskosität der katalytischen Beschichtungslösung konstant zu halten. Die Temperatursteuereinrichtung ist eine vorteilhafte Option, da die Schwankung der Viskosität von der Schwankung der Temperatur abhängt.
Bei dem vorliegenden Beschichtungsgerät ist es möglich, den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung zu beschichten, indem entweder die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper- Halteeinrichtung mit der Antriebseinrichtung angetrieben wird. Somit ist das vorliegende Beschichtungsgerät vereinfacht. Folglich ist es möglich, die für die Wartung des vorliegenden Beschichtungsgeräts erforderlichen Kosten zu verringern. Zudem bewirkt das vorliegende Beschichtungsgerät den Vorteil, dass es verkleinert werden kann.
(Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungsgeräts)
Ein Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung.
Das vorliegende Herstellverfahren wird ausgeführt, während ein Katalysatorstützkörper mit einem rohrförmigen Kanal durch eine Einrichtung für das Halten des Katalysatorstützkörpers derart gehalten wird, dass sich der rohrförmige Kanal nach oben oder nach unten erstreckt, und eine katalytische Beschichtungslösung wird durch eine Einrichtung für das Halten der katalytischen Beschichtungslösung gehalten, wobei die Halteeinrichtung die katalytische Beschichtungslösung mit dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit Hilfe einer Einrichtung für das Strömen Lassen der katalytischen Beschichtungslösung verbunden ist, wobei die Strömungseinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung in Verbindung bringt.
So lange der Katalysatorstützkörper einen rohrförmigen Kanal in sich besitzt, ist es möglich, jeden beliebigen Katalysatorstützkörper zu verwenden. Zum Beispiel ist es möglich, einen rohrförmigen Katalysatorstützkörper, einen monolithischen Katalysatorstützkörper usw. als den Katalysatorstützkörper zu nennen. Zudem muss der Katalysatorstützkörper nicht notwendigerweise so ausgebildet sein, dass er einen linearen rohrförmigen Kanal besitzt, sondern kann auch so ausgebildet sein, dass er eine gebogene Rohrform besitzt.
Zusätzlich bedeutet der Ausdruck „der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers, die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung gehalten wird, erstreckt sich nach oben oder nach unten", dass ein Phasenunterschied zwischen den entgegen gesetzten Enden des rohrförmigen Kanals in der vertikalen Richtung vorliegen kann. Mit anderen Worten können die Mittelpunkte der entgegen gesetzten Enden des rohrförmigen Kanals in der vertikalen Richtung voneinander versetzt sein oder voneinander abweichen. Der rohrförmige Kanal kann sich vorzugsweise auch in der vertikalen Richtung erstrecken.
Die katalytische Beschichtungslösung, die in der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird, ist eine Lösung, mit der bei der Herstellung eines Abgasreinigungskatalysators der Katalysatorstützkörpers beschichtet wird. Als die katalytische Beschichtungslösung ist es möglich, zum Beispiel einen katalytischen Schlamm für das Ausbilden einer Aufbringlage, eine katalytische Bestandteillösung für das Aufbringen eines katalytischen Bestandteils auf eine Aufbringlage usw. zu nennen.
Bei dem Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung wird die katalytische Beschichtungslösung dem Katalysatorstützkörper durch das Bewegen der Halteeinrichtung der katalytischen Beschichtungslösung nach oben und/oder durch das Bewegen der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach unten zugeführt. Insbesondere bei dem Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung wird die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt, indem die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung nach oben und/oder indem die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach unten bewegt wird.
Bei dem Abgabeschritt für die katalytische Beschichtungslösung wird die katalytische Beschichtungslösung von dem Katalysatorstützkörper abgegeben, indem die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung nach unten bewegt wird und/oder indem die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung nach oben bewegt wird, nachdem die katalytische Beschichtungslösung dem Katalysatorstützkörper in dem Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung zugeführt wurde.
Bei dem vorliegenden Herstellungsverfahren wird die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers eingeführt und wird von diesem gemäß demselben Prinzip wie dem vorstehend beschriebenen Prinzip des vorliegenden Beschichtungsgeräts abgegeben.
In beiden Schritten aus dem Zuführschritt der katalytischen Beschichtungslösung und dem Abgabeschritt der katalytischen Beschichtungslösung ist es vorteilhaft, die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung zu bewegen. Wenn die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung somit bewegt wird, ist es möglich, ein Beschichtungsgerät zu verkleinern, das bei dem vorliegenden Herstellungsverfahren verwendet wird. Dies ist der Fall, da die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung dasselbe Volumen der katalytischen Beschichtungslösung mit einem geringeren erforderlichen Antriebsbetrag übertragen kann, wie dies bei der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung der Fall ist. Dementsprechend ist es möglich, den Bewegungsbetrag der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung zu verringern.
Bei dem vorliegenden Herstellungsverfahren ist es bis auf den Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung und den Abgabeschritt für die katalytische Beschichtungslösung möglich, dieselben Schritte wie die bei dem Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators aus dem Stand der Technik zu verwenden.
Bei den vorliegenden Herstellungsverfahren wird der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers durch das Hin- und Herbewegen der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und/oder der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet. Daher ist es möglich, die Beschichtungsmenge der katalytischen Beschichtungslösung an dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers innerhalb eines bestimmten Bereichs zu steuern, indem ein Bewegungsbetrag der Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und/oder der Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung eingestellt wird.
Zudem ist es bei dem vorliegenden Herstellungsverfahren möglich, die katalytische Beschichtungslösung in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers einzuführen und sie von diesem abzugeben, indem die Halteeinrichtung für die katalytische Beschichtungslösung und/oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinrichtung bewegt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Kraft zu vermeiden, die durch die Pumpe etc. für das Übertragen der katalytischen Beschichtungslösung bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren aus dem Stand der Technik erzeugt wird. Folglich ist es möglich, ein Beschichtungsgerät zu vereinfachen, das bei dem vorliegenden Herstellungsverfahren verwendet wird.
BEISPIEL
Die vorliegende Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf ein spezifisches Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.
Als ein Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Beschichtungsgerät hergestellt, wie es in der 1 gezeigt ist. Das Beschichtungsgerät ist so aufgebaut, dass ein gebogener rohrförmiger Katalysatorstützkörper im Inneren mit einer katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird.
Das Beschichtungsgerät des Beispiels besitzt einen Tank 11, eine Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2, einem Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung, einen Sensor 51, eine Antriebseinheit 4 und eine Recheneinheit 52. Der Tank 11 hält eine katalytische Beschichtungslösung. Die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit hält einen Katalysatorstützkörper 61. Das Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung ist aus einer Rohrleitung gemacht, die den Tank 11 mit der Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 in Verbindung bringt. Sensor 51 misst einen Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in dem Tank 11 gehalten wird. Die Antriebseinheit 4 treibt den Tank 11 in der vertikalen Richtung an. Die Recheneinheit 52 ist mit dem Sensor 51 und der Antriebseinheit 4 verbunden.
Der Tank 11 hat eine Tiegelform, die an dem oberen Abschnitt geöffnet ist. Die katalytische Beschichtungslösung wird in dem tiegelförmigen Abschnitt gehalten. Zudem ist ein Umrührpropeller, der in der 1 nicht gezeigt ist, in dem Tank 11 so angeordnet, dass die katalytische Beschichtungslösung umgerührt wird, die in dem Tank 11 gehalten wird.
Die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 hat einen Halteabschnitt 21 für ein unteres Ende, einen Halteabschnitt 22 für ein oberes Ende und einen Halteabschnitt 23 für eine Seitenfläche. Der Halteabschnitt 21 für das untere Ende hält das untere Ende des Katalysatorstützkörpers 61. Der Halteabschnitt 22 für das obere Ende hält das obere Ende des Katalysatorstützkörpers 61. Der Halteabschnitt 23 für die Seitenfläche hält eine Seitenfläche des Katalysatorstützkörpers 61. Es wird angemerkt, dass die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 den Katalysatorstützkörper 61 so hält, dass ein rohrförmiger Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 nach oben oder nach unten bewegt wird. Zudem ist der Halteabschnitt 21 (nicht gezeigt) mit einem nicht gezeigten Zylinder versehen. Durch das Aktivieren des Zylinders wird der Halteabschnitt 21 für das untere Ende so an das untere Ende des Katalysatorstützkörpers 61 gedrückt, dass der Halteabschnitt 21 für das untere Ende und der Katalysatorstützkörper 61 eng aneinander gedrückt werden.
Das Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung ist an einem der entgegen gesetzten Enden zu der unteren Endfläche des tiegelförmigen Tanks 11 hin geöffnet und ist an dem anderen der entgegen gesetzten Enden zu dem Halteabschnitt 21 für das untere Ende hin so geöffnet, dass es den Tank 11 mit dem rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 in Verbindung bringt. Das Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung aus einem flexiblen Rohr gemacht, in dem ein Fluorkarbon-Harzfilm an der Innenfläche ausgebildet ist und die einen Innendurchmesser von 25 mm hat. Zudem ist das Verteilungsrohr 3 der katalytischen Beschichtungslösung an einer unteren Position unter einem Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung angeordnet, die in dem Tank 11 gehalten wird.
Zusätzlich dazu ist das Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung mit dem Tank 11 und dem Halteabschnitt 21 für das untere Ende durch das Befestigen der entgegen gesetzten Enden an dem Tank 11 und dem Halteabschnitt 21 für das untere Ende mit Bändern für das Befestigen von Schläuchen befestigt. Abgesehen davon ist das Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung mit dem Tank 11 und dem Halteabschnitt 21 für das untere Ende mit einer gewissen Nachgiebigkeit verbunden, so dass es die Bewegung des Tanks 11 und des Halteabschnitts 21 für das untere Ende nicht beeinflusst.
Die Antriebseinheit 4 besteht aus einem Motor 41, einer Außengewindewelle 42 und einem mutterförmigen Abschnitt 43. Die Außengewindewelle 42 wird durch Ausbilden eines Außengewindes um eine Drehwelle des Motors 41 herum hergestellt. Der mutterförmige Abschnitt 43 wird durch das Ausbilden eines Innengewindes hergestellt, wird durch eine Drehung der Außengewindewelle 42 in der Richtung, in der sich die Außengewindewelle 42 erstreckt, hin und her bewegt und ist an den Tank 11 angebunden.
Bei der Antriebseinheit 4 wird die Außengewindewelle 42 durch eine Aktivierung des Motors 41 gedreht, wobei der mutterförmige Abschnitt 43 in der vertikalen Richtung durch die Drehung der Außengewindewelle 42 hin und her bewegt wird. Wenn der mutterförmige Abschnitt 43 hin und her bewegt wird, wird der Tank 11, der an dem mutterförmigen Abschnitt 43 angebunden ist, zusammen mit diesem hin und her bewegt.
Der Sensor 51 ist über dem Tank 11 angeordnet. Der Sensor 51 verwendet eine Ultraschallwelle zu einer Flüssigkeitsoberfläche der katalytischen Beschichtungslösung, die in dem Tank 11 gehalten wird, und erfasst eine Ultraschallwelle, die von der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird. Somit misst der Sensor 51 einen Abstand zwischen sich und der Flüssigkeitsoberfläche der katalytischen Beschichtungslösung.
Der Abstand zwischen dem Sensor 51 und dem Flüssigkeitspegel, der durch den Sensor 51 gemessen wird, wird an die Recheneinheit 52 übertragen. Die Recheneinheit 52 berechnet einen Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die in dem Tank 11 gehalten wird. Aus dem sich ergebenden Flüssigkeitspegel berechnet die Recheneinheit 52 einen Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung, die an die Seite des Halteabschnitts 21 für das untere Ende gebracht wird. Danach berechnet die Recheneinheit 52 eine Differenz zwischen einer derzeitigen Beschichtungsmenge und einer gewünschten Beschichtungsmenge und bestimmt einen Antriebsbetrag des Tanks 11 so, dass er der sich ergebenden Differenz entspricht. Dann steuert die Recheneinheit 52 den Betrieb des Motors 41 gemäß dem bestimmten Antriebsbetrag.
(Herstellung eines Abgasreinigungskatalysators)
Ein rohrförmiger Katalysator wird unter Verwendung des Beschichtungsgeräts des Beispiels hergestellt.
Ein rohrförmiger Katalysator wird in der folgenden Weise hergestellt. Eine Innenumfangsfläche eines Katalysatorstützkörpers wird für das Herstellen eines rohrförmigen Katalysators vorab mit einem katalytischen Schlamm beschichtet. Der katalytische Schlamm wird getrocknet und kalziniert. Danach wird der Innenumfang des Katalysatorstützkörpers zusätzlich mit einer katalytischen Edelmetall-Lösung beschichtet. Die katalytische Edelmetall-Lösung wird getrocknet und kalziniert. Somit wird ein rohrförmiger Katalysator hergestellt. Es wird angemerkt, dass das Beschichtungsgerät des Beispiels dann verwendet wird, wenn der katalytische Schlamm beschichtet wird, sowie auch dann, wenn die katalytische Edelmetall-Lösung beschichtet wird.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, wird der Katalysatorstützkörper für den rohrförmigen Katalysator aus einem Rohr ausgebildet, das wie ein Bogen gebogen ist. Das Rohr hat einen Innendurchmesser von 46 mm und ist aus Edelstahl hergestellt.
(Beschichtung mit dem katalytischen Schlamm)
Zuerst wird der Katalysatorstützkörper 61 durch die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 gehalten. Insbesondere wird das untere Ende des Katalysatorstützkörpers 61 durch den Halteabschnitt 21 für das untere Ende und sein oberes Ende durch den Halteabschnitt 22 für das obere Ende und die Seitenfläche durch den Halteabschnitt 23 für die Seitenfläche gehalten. Anschließend wird der Zylinder so aktiviert, dass der Halteabschnitt 21 für das untere Ende und der Katalysatorstützkörper 61 eng aneinander gepresst werden. Durch das Pressen des Abschnitts 21 für das untere Ende und des Katalysatorstützkörpers 61 eng aneinander hält die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 den Katalysatorstützkörper 61 in einer flüssigkeitsdichten Weise.
Anschließend wird ein katalytischer Schlamm in den Tank 11 eingegeben, der in einer vorbestimmten Höhe angeordnet ist. Wenn die katalytische Beschichtungslösung in den Tank 11 gegeben wird, fließt sie durch das Verteilungsrohr 3 für die katalytische Beschichtungslösung und füllt das Verteilungsrohr 3 der katalytischen Beschichtungslösung zu der Seite der Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 auf. Zu diesem Zeitpunkt wird der Flüssigkeitspegel des katalytischen Schlamms, der an die Seite der Katalysatorstützkörper-Halteeinheit 2 gebracht wird, in eine niedrigere Position als der Katalysatorstützkörper 61 gebracht. Es wird angemerkt, dass dann, wenn der katalytische Schlamm in den Tank 11 gegeben wird, der nicht gezeigte Umrührpropeller umgerührt wird.
Danach wird die Antriebseinheit 4 so aktiviert, dass der Tank 11 in der vertikalen Richtung nach oben bewegt wird. Wenn der Tank 11 in der vertikalen Richtung bewegt wird, senkt sich der Flüssigkeitspegel des katalytischen Schlamms an der Seite des Katalysatorstützkörper-Halteabschnitts 2 ab und dadurch wird der katalytische Schlamm in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 eingeführt. Es wird angemerkt, dass bei diesem Beispiel die Anstiegsgeschwindigkeit des Tanks 20 mm/s beträgt.
In der Zwischenzeit wird der Flüssigkeitspegel des katalytischen Schlamms, der in dem Tank 11 gehalten wird, durch den Sensor 51 erfasst. Der Flüssigkeitspegel, der durch den Sensor 51 erfasst wird, wird an die Recheneinheit 52 übertragen. Dann steuert die Recheneinheit 52 die Bewegung des Tanks 11.
Wenn der Flüssigkeitspegel des katalytischen Schlamms bei einer vorbestimmten Höhe in dem Katalysatorstützkörper 61 ankommt, wird die Bewegung des Tanks 11 gestoppt, und der Tank 11 wird für 10 Sekunden festgehalten, um den Flüssigkeitspegel des katalytischen Schlamms zu stabilisieren.
Danach wird die Antriebseinheit so aktiviert, dass sich der Tank 11 absenkt. Durch das Absenken des Tanks 11 wird der katalytische Schlamm, der in den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 eingeführt wurde, von dem Katalysatorstützkörper 61 abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird der Tank 11 so abgesenkt, dass der Flüssigkeitspegel des katalytischen Schlamms, der in dem Tank 11 gehalten wird, an eine niedrige Position unter dem Katalysatorstützkörper 61 gebracht wird.
Durch das vorstehend beschriebene Verfahren wird der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 mit dem katalytischen Schlamm beschichtet.
Der mit dem katalytischen Schlamm beschichtete Katalysatorstützkörper 61 wird getrocknet und wird danach kalziniert. Somit wird eine Aufbringlage an der Innenumfangsfläche des Katalysatorstützkörpers 61 ausgebildet.
(Aufbringen eines katalytischen Edelmetalls)
Der Katalysatorstützkörper 61 mit der Aufbringlage, die an der Innenumfangsfläche ausgebildet ist, wird in das Beschichtungsgerät des Beispiels gesetzt. Es wird angemerkt, dass bei diesem Beispiel anstelle des katalytischen Schlamms eine katalytische Edelmetall-Lösung in den Tank 11 gegeben wird.
Anschließend wird ähnlich wie bei dem Beschichten mit dem katalytischen Schlamm der Tank 11 so nach in eine Richtung nach oben angetrieben, dass die Aufbringlage mit einer gewünschten Beschichtungsmenge mit der katalytischen Edelmetall-Lösung beschichtet wird. Danach wird der Tank 11 so nach unten bewegt, dass die katalytische Edelmetall-Lösung von dem Katalysatorstützkörper 61 abgegeben wird.
Der mit der katalytischen Edelmetall-Lösung beschichtete Katalysatorstützkörper 61 wird getrocknet und wird anschließend kalziniert. Somit wird ein rohrförmiger Katalysator hergestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Innenseite des Katalysatorstützkörpers 61 zu beschichten, die in einer Bogenform ausgebildet ist. Insbesondere ist es gemäß dem Beschichtungsgerät des Beispiels möglich, den rohrförmigen Kanal des Katalysatorstützkörpers 61 mit dem katalytischen Schlamm und der katalytischen Edelmetall-Lösung zu beschichten, indem der Tank 11 nach oben oder nach unten bewegt wird. Zudem ist es sogar dann, wenn der Katalysatorstützkörper 61 gebogen ist, möglich, das Beschichten mit dem katalytischen Schlamm und der katalytischen Edelmetall in gewünschten Mengen durchzuführen.
Nachdem die vorliegende Erfindung nun vollständig beschrieben ist, ist es dem Fachmann klar, dass zahlreiche Veränderungen und Abwandlungen ausgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Ein Gerät für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung besitzt eine Katalysatorstützkörper-Halteeinheit, eine Halteeinheit für eine katalytische Beschichtungslösung, eine Strömungseinheit für eine katalytische Beschichtungslösung und eine Antriebseinheit. Die Antriebseinheit bewegt zumindest entweder die Halteeinheit für die katalytische Beschichtungslösung oder die Katalysatorstützkörper-Halteeinheit nach oben und nach unten so hin und her, dass die katalytische Beschichtungslösung in den Katalysatorstützkörper eingeführt wird oder die katalytische Beschichtungslösung von diesem abgegeben wird, wodurch der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird. Das Beschichtungsgerät erzeugt dahingehend Vorteile, dass es verkleinert werden kann, und dass der rohrförmige Kanal des Katalysatorstützkörpers mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet werden kann, welche Form der Katalysatorstützkörper auch immer hat.

Claims

Gerät für das Beschichten mit einer katalytischen Beschichtungslösung mit: einer Einrichtung (2) für das Halten eines Katalysatorstützkörpers (61), der einen rohrförmigen Durchgang derart besitzt, dass sich der rohrförmige Durchgang in einer Richtung nach oben oder nach unten erstreckt; einer Einrichtung (11) für das Halten einer katalytischen Beschichtungslösung in sich; einer Einrichtung (3), in der die katalytische Beschichtungslösung strömen kann, wobei die Einrichtung entgegengesetzte offene Enden besitzt, wobei eines der offenen Enden zu der Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung hin offen ist und das andere Ende zu einem unteren Ende des Katalysatorstützkörpers (61) hin offen ist; einer Einrichtung (4) für das Antreiben von zumindest entweder der Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung oder die Halteeinrichtung (2) für den Katalysatorstützkörper; und einer Einrichtung (51) für das Erfassen eines Flüssigkeitspegels der katalytischen Beschichtungslösung; wobei die Antriebseinrichtung (4) zumindest entweder die Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung oder die Halteeinrichtung (2) für den Katalysatorstützkörper nach oben und nach unten so hin und her bewegt, dass die katalytische Beschichtungslösung dem Katalysatorstützkörper (61) zugeführt wird oder die katalytische Beschichtungslösung von diesen abgegeben wird, wodurch der rohrförmige Durchgang des Katalysatorstützkörpers (61) mit der katalytischen Beschichtungslösung beschichtet wird.
Das Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Antriebseinrichtung (4) die Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung antreibt.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitspegelserfassungseinrichtung (51) einen Flüssigkeitspegel der katalytischen Beschichtungslösung erfasst, die in der Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung gehalten wird.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitspegelerfassungseinrichtung (51) ein Ultraschallsensor ist.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Antriebseinrichtung (4) in der Lage ist, einen Antriebsbetrag der Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung einzustellen.
Gerät gemäß Anspruch 1, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine Recheneinrichtung (52), die mit der Flüssigkeitspegelerfassungseinrichtung (51) und der Antriebseinrichtung (4) so verbunden ist, dass ein Antriebsbetrag der Antriebseinrichtung (4) aus dem Flüssigkeitspegel berechnet wird, der durch die Flüssigkeitspegelerfassungseinrichtung (51) erfasst wird.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Halteinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung eine Einrichtung für das Umrühren der in ihr gehaltenen katalytischen Beschichtungslösung besitzt.
Verfahren für das Herstellen eines Abgasreinigungskatalysators, wobei ein Katalysatorstützkörper (61), der einen rohrförmigen Durchgang besitzt, durch eine Einrichtung (2) für das Halten des Katalysatorstützkörpers so gehalten wird, dass sich der rohrförmige Durchgang in eine Richtung nach oben oder nach unten erstreckt, und eine katalytische Beschichtungslösung durch eine Einrichtung (11) für das Halten der katalytischen Beschichtungslösung in ihr gehalten wird, wobei die Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung mit dem rohrförmigen Durchgang des Katalysatorstützkörpers (61) mit Hilfe einer Einrichtung (3), in der die katalytische Beschichtungslösung strömen kann, verbunden ist, wobei die Strömungseinrichtung (3) für die katalytische Beschichtungslösung den rohrförmigen Durchgang des Katalysatorstützkörpers (61) mit der Halteeinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung verbindet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Zuführen der katalytischen Beschichtungslösung zu dem Katalysatorstützkörper (61) durch das Bewegen der Halteeinrichtung (11) der katalytischen Beschichtungslösung in einer Richtung nach oben und/oder durch das Bewegen der Halteeinrichtung (2) für den Katalysatorstützkörper nach unten; Abgeben der katalytischen Beschichtungslösung von dem Katalysatorstützkörper (61) durch das Bewegen der Halteeinrichtung (11) der katalytischen Beschichtungslösung in einer Richtung nach unten und/oder durch das Bewegen der Halteeinrichtung (2) des Katalysatorstützkörpers nach oben, nachdem die katalytische Beschichtungslösung dem Katalysatorstützkörper (61) in dem Zuführschritt für die katalytische Beschichtungslösung zugeführt wurde; und Erfassen eines Flüssigkeitspegels der katalytischen Beschichtungslösung durch eine Erfassungseinrichtung (51) für die katalytische Beschichtungslösung.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Halteinrichtung (11) für die katalytische Beschichtungslösung in sowohl dem Zuführschritt der katalytischen Beschichtungslösung als auch dem Ablassschritt der katalytischen Beschichtungslösung bewegt wird.