ES2206769T3 - Procedimiento de fabricacion de un convertidor catalitico para uso en un motor de combustion interna. - Google Patents

Procedimiento de fabricacion de un convertidor catalitico para uso en un motor de combustion interna.

Info

Publication number
ES2206769T3
ES2206769T3 ES98101256T ES98101256T ES2206769T3 ES 2206769 T3 ES2206769 T3 ES 2206769T3 ES 98101256 T ES98101256 T ES 98101256T ES 98101256 T ES98101256 T ES 98101256T ES 2206769 T3 ES2206769 T3 ES 2206769T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
substrate
felt material
metal shell
metal
resizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES98101256T
Other languages
English (en)
Inventor
Robert J. Locker
Paul S. Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2206769T3 publication Critical patent/ES2206769T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06Ceramic, e.g. monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/02Fitting monolithic blocks into the housing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

UN CONVERTIDOR CATALITICO (10) PARA DEPURAR LOS GASES DE ESCAPE DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA INCLUYE UN SUSTRATO CERAMICO MONOLITICO (12) QUE TIENE UNA SUPERFICIE PERIFERICA ENCERRADA POR UNA MALLA PORTANTE NO INTUMESCENTE (14). UNA ENVUELTA METALICA (16) COMPRENDE UNA PARTE MAS ANCHA ADYACENTE Y QUE ENCIERRA LA MALLA Y EL SUSTRATO. LA ENVUELTA METALICA COMPRENDE ADEMAS UNA PARTE MAS ESTRECHA (20) QUE VA SUPERPUESTA Y UNIDA A LA SUPERFICIE EXTERIOR DE LA PARTE MAS ANCHA DE LA ENVUELTA METALICA (18). LAS PARTES MAS ANCHA Y MAS ESTRECHA DE LA ENVUELTA METALICA SE COMBINAN PARA EJERCER UNA FUERZA DE COMPRESION SOBRE EL SUSTRATO ARROLLADO.

Description

Procedimiento de fabricación de un convertidor catalítico para uso en un motor de combustión interna.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La invención trata de convertidores catalíticos para purificar gases de escape, y más en particular de convertidores catalíticos para purificar gases de escape de un motor de combustión interna de motocicleta.
Descripción de la técnica relacionada
Los gases de escape de automóviles y motocicletas se purifican convencionalmente con un catalizador soportado en un cuerpo cerámico capaz de resistir altas temperaturas. La estructura preferida de soporte del catalizador es una configuración en panal que incluye una multiplicidad de canales paralelos sin obstrucción dimensionados para permitir la circulación de gas y limitados por paredes cerámicas delgadas. Los canales pueden tener cualquier configuración y dimensiones, siempre que los gases puedan pasar libremente por ellos sin ser taponados por material arrastrado en partículas. Ejemplos de tales estructuras preferidas incluían las estructuras en panal cerámico de paredes delgadas descritas en la patente de EE.UU. Nº 3.790.654 de Bagley y en la patente de EE.UU. Nº 3.112.184 de Hollenbach.
Los soportes de catalizadores en panal cerámico se exponen a altas temperaturas que resultan del contacto con gases de escape calientes y de la oxidación catalítica de hidrocarburos y monóxido de carbono no quemados contenidos en el gas de escape. Además, tales soportes deben resistir rápidos aumentos y disminuciones de temperatura cuando se arranca y se para el motor del automóvil, o se somete a un ciclo entre acelerador a ralentí y al máximo. Tales condiciones de funcionamiento requieren que el soporte de catalizador en panal cerámico tenga una resistencia elevada a choque térmico, una propiedad, por lo general, inversamente proporcional al coeficiente de dilatación térmica.
Los soportes cerámicos para convertidores catalíticos están formados típicamente de materiales quebradizos, incombustibles, como óxido de aluminio, óxido de silicio, óxido de magnesio, silicato de zirconio, cordierita o carburo de silicio. La configuración en panal típica de soportes hechos de estos materiales cerámicos posibilita que incluso tensiones mecánicas muy pequeñas causen grietas o aplastamientos. En vista de su fragilidad, se ha dedicado un gran esfuerzo para desarrollar carcasas de convertidores catalíticos, o cápsulas, para tales soportes.
Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº 4.863.700 de Ten Eyck describe un sistema convertidor catalítico donde se monta elásticamente un catalizador monolítico cerámico frágil en una carcasa metálica mediante una capa aislante de fibras cerámicas envueltas alrededor del monolito, y una capa de material intumescente dispuesta entre la carcasa metálica y la capa de fibra cerámica.
En muchas aplicaciones, en particular aquellas que incluyen motores de motocicletas pequeñas, existe poco espacio para montar convertidores catalíticos. Una tal solución a este problema es montar el convertidor catalítico dentro de componentes existentes del sistema de escape, más que proporcionar una carcasa de convertidor catalítico adicional; estando una tal ubicación dentro de una cámara de gas caliente que incluye las cámaras de expansión y silenciadores.
Una complicación de ubicar el convertidor dentro de la carcasa del silenciador es que no se permite enfriarse al convertidor dentro del silenciador con la suficiente eficiencia para mantener los fieltros intumescentes estándar dentro de un ambiente térmico favorable (<550ºC); concretamente, el encapsulado dentro de una cámara de gas caliente aislada como un silenciador impide que tales convertidores disipen calor eficientemente a la atmósfera. Además, en tales aplicaciones, el gas de escape caliente no sólo circula a través de los convertidores catalíticos, sino también alrededor de su carcasa. Por consiguiente, en tales aplicaciones, la temperatura del montaje de carcasa del convertidor catalítico (es decir, la carcasa que mantiene el convertidor en su posición correcta dentro de la cámara de gas caliente) se aproxima normalmente a 900ºC. Además, aparecen típicamente concentraciones importantes de combustible y aceite sin depurar en la corriente de gas de escape, con los gases de escape ricos en combustible produciendo exotérmicos extremos dentro del convertidor, que tienen como resultado temperaturas de hasta 1100ºC. Los fieltros intumescentes estándar basados en vermiculita pierden típicamente su capacidad de dilatarse si se exponen a temperaturas mayores de, aproximadamente, 750ºC. Concretamente, los fieltros intumescentes pierden su agua ligada químicamente cuando se exponen a tan alta temperatura. La pérdida de agua ligada químicamente daña el carácter intumescente del material, de manera que no proporciona presión de montaje adecuada para retener el soporte del catalizador cerámico. Esto pone en peligro la capacidad del catalizador cerámico para resistir fuerzas axiales y otras, que resultan de la circulación de gas de escape y la vibración del vehículo. Por lo tanto, los fieltros intumescentes no ofrecen una opción viable para convertidores de motocicletas montados internamente.
Los fieltros de fibra cerámica, capaces de exposición a temperaturas tan altas como 1200ºC, aproximadamente, representan una alternativa a los intumescentes. La fuerza generada por estos fieltros se desarrolla completamente a partir de la compresión que sufre durante el encapsulado del convertidor catalítico. Por tanto, la forma de encapsulado es crítica para estos fieltros basados en fibra.
El montaje embutido es un procedimiento de encapsulado que se ha utilizado en el pasado. Inicialmente, el sustrato se envuelve con el fieltro y se introduce en un dispositivo cónico que comprime el fieltro a medida que se empuja a través de él. Después, el sustrato envuelto se expulsa del cono de compresión a un tubo cilíndrico que sirve como envuelta del convertidor. En el proceso de realización de esta actividad, el fieltro debe mantenerse dentro de un intervalo dimensional muy estrecho entre el encapsulado y el sustrato para ser efectivo; el intervalo aceptable de densidad por unidad de volumen (GBD) de fieltro basado en fibra es típicamente 0,55 \pm 0,05g/mm^{3}. Los problemas inherentes al procedimiento de montaje embutido incluyen: (1) un intervalo que es demasiado grande, que tiene como resultado presión de apriete del sustrato insuficiente y, típicamente, deslizamiento del sustrato envuelto durante el funcionamiento del vehículo; y (2) un fieltro sobrecomprimido, que tiene como resultado daños al de fieltro, y que conduce a la larga a erosión por gas.
Problemas adicionales asociados con el montaje embutido incluyen: (1) la variabilidad en el peso base de fieltro es del 10%, aproximadamente, que por sí solo tiene como resultado que algunos convertidores así formados caigan fuera del intervalo GBD aceptable anteriormente mencionado; (2) variabilidad de diámetro del sustrato; y (3) variabilidad en el diámetro del tubo de la envuelta metálica, en el que se coloca el mat/sustrato. Aunque podrían tolerarse los problemas escalonamiento de tolerancia, el montaje embutido de estos fieltros basados en fibra, a intervalos tan altos de densidad por unidad de volumen es, como mucho, un procedimiento ineficiente. El fieltro debe así "sobrecomprimirse" en el cono de embutido, antes de ser inyectado en el tubo terminado, de manera que se pierde algo de su elasticidad bidimensional (debido a daños de la fibra). Además, se ha observado que los esfuerzos cortantes que actúan sobre el fieltro han hecho que algunas partes entre el sustrato y la envuelta "se salgan" del intervalo en la parte superior de la parte montada por embutido. A su vez, esta pérdida de algo del fieltro del intervalo ha tenido como resultado fuerzas de compresión que sujetan el sustrato en su sitio inferiores que las deseadas.
Por tanto, sigue habiendo una necesidad de un convertidor catalítico que permanezca montado firmemente dentro de una cámara de gas caliente incluso a temperaturas de funcionamiento que excedan de 800ºC.
La solicitud de patente publicada europea EP-A-0643204 describe un convertidor catalítico que incluye un soporte en panal cerámico dentro de una cubierta metálica, y en la que se provee un fieltro de fibra cerámica no intumescente para retener el soporte dentro de la cubierta.
Resumen de la invención
La presente invención trata de un convertidor catalítico para purificar gases de escape de un motor de combustión interna, que comprende:
un sustrato cerámico monolítico que tiene una superficie periférica rodeada por un material de fieltro de fibra cerámica de soporte, comprendiendo el material de fieltro de soporte un material no intumescente; caracterizado por
una envuelta metálica que comprende una parte de cierre más ancha que es adyacente a y encierra el material de fieltro y el sustrato, y una parte más estrecha de unión extendida, hacia el interior de los extremos de la envuelta metálica, que se superpone y se une a la superficie exterior de la parte más ancha, de manera que no hay superposición en los extremos de la envuelta, combinándose las partes de la envuelta metálica para ejercer fuerza de compresión sobre el material de fieltro y el sustrato;
y un aro insertado de redimensionamiento que rodea la superficie interior de la envuelta metálica, que se extiende más allá del material de fieltro de fibra cerámica y que cubre casi la parte extrema expuesta del material de fieltro.
La presente invención también trata de un procedimiento de fabricación de un convertidor catalítico para purificar gases de escape de un motor de combustión interna, que comprende las etapas de: envolver un sustrato cerámico monolítico en un material de fieltro de fibra cerámica de soporte no intumescente; introducir el sustrato envuelto en una envuelta metálica que se ajusta al sustrato envuelto, comprendiendo la envuelta metálica una parte de cierre más ancha y una parte más estrecha de unión extendida, hacia el interior de los extremos de la envuelta metálica; cerrar de manera compresiva la envuelta metálica alrededor del sustrato, de manera que la parte más ancha de la envuelta metálica sea adyacente a y encierre el sustrato y el material de fieltro, y la parte más estrecha de la envuelta metálica se superponga a una parte de la superficie exterior de la parte más ancha de la envuelta metálica, de manera que no exista superposición en los extremos de la envuelta; unir la superficie interior de la parte más estrecha de la envuelta metálica a la superficie exterior de la parte más ancha de la envuelta metálica para aguantar el esfuerzo de compresión, en la que la parte de cierre más ancha se extiende más allá del extremo del material de fieltro, y que incluye las etapas de introducir unos medios de redimensionamiento que tienen un diámetro predeterminado en la parte de la envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro, cuyos medios de redimensionamiento casi cubren la parte extrema expuesta del material de fieltro, y redimensionar de manera compresiva la envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro.
Breve descripción de las figuras
Las Figs. 1A y 1B son vistas en perspectiva de un aparato convertidor catalítico, sin cerrar y cerrado, respectivamente (que no es según la presente invención);
La Fig. 2 es una vista en corte de este convertidor catalítico según se dispone en una cámara de gas caliente (que no es según la presente invención);
Las Figs. 3A y 3B son vistas en corte laterales que muestran el procedimiento de redimensionamiento del convertidor catalítico (que no es según la presente invención);
Las Figs. 4A y 4B son vistas en corte laterales de una primera realización que incluye el redimensionamiento del convertidor catalítico, según la presente invención;
Las Figs. 5A y 5B son vistas en perspectiva del aparato convertidor catalítico inventivo, sin cerrar y cerrado, respectivamente, según la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Las Figs. 1A y 1B ilustran dos vistas en perspectiva de un convertidor catalítico 10 para purificar gases de escape de un motor de combustión interna, según la presente invención; representando 1A un convertidor sin cerrar y 1B un convertidor cerrado terminado. El procedimiento para formar el convertidor 10 se describe a continuación. En primer lugar, se envuelve un sustrato cerámico monolítico 12 en un material de fieltro de soporte no intumescente 14. Después de esto, el sustrato envuelto 14 se introduce en una envuelta metálica 16 que casi se ajusta al sustrato envuelto. Concretamente, la envuelta metálica 16 comprende una parte circundante más ancha 18 y una parte de unión más estrecha. La envuelta metálica 16 se cierra de manera compresiva alrededor del sustrato 12 por medio de la parte más ancha de la envuelta metálica. 18 es adyacente a y encierra el material de fieltro 14 y el sustrato 12. La parte más estrecha 20 se superpone a la superficie exterior de la parte más ancha de la envoltura metálica 18.
Para cerrar de manera compresiva el convertidor catalítico es adecuado un procedimiento de encapsulado de envoltura de torniquete. En resumen, la envuelta metálica del convertidor se envuelve en una cubierta metálica que rodea la periferia de la envuelta metálica 16. La cubierta metálica incluye cintas metálicas opuestas de las que se tira en direcciones opuestas para cerrar de manera compresiva la envuelta metálica 16 alrededor del material de fieltro 14 y del sustrato 12 hasta un objetivo deseado de compresión de de fieltro.
Una vez que se cierra de manera compresiva la envuelta alrededor del material de fieltro 14 y del sustrato 12, la superficie interior de la parte más estrecha de la envuelta metálica 20 se asegura a la superficie exterior de la parte más ancha de la envuelta metálica 18 para aguantar el esfuerzo de compresión. Un procedimiento de asegurar aceptable incluye soldar la parte más estrecha a la parte más ancha.
Haciendo referencia aún a las Figs. 1A y 1B, el convertidor catalítico 10 así formado incluye un sustrato cerámico monolítico 12 que tiene una superficie periférica rodeada por un material de fieltro de soporte no intumescente 14. Una envuelta metálica 16, que comprende una parte más ancha de envuelta metálica circundante 18 y una parte más estrecha de envuelta metálica de unión extendida 20, encierra el material de fieltro 14 y el sustrato 12. Concretamente, la parte más ancha de envuelta metálica circundante 18 es adyacente a y encierra el sustrato 12 y el material de fieltro 14, mientras que la parte más estrecha de envuelta metálica extendida 20 se superpone y se une a la superficie exterior de la parte más ancha de envuelta metálica 18. Combinándose las partes de envuelta metálica para ejercer fuerza de compresión sobre el sustrato envuelto.
La parte más ancha de envuelta metálica 18 muestra una anchura que es igual o mayor que la longitud del sustrato 12. Adicionalmente, el material de fieltro 14 muestra una longitud por la cual se deja al descubierto una parte de la superficie periférica del sustrato 14 en cada extremo.
Esta técnica de formación de envoltura de torniquete y el convertidor catalítico así formado proporciona un número de ventajas sobre los convertidores catalíticos de montaje embutido. Los convertidores catalíticos de envoltura de torniquete a fuerza calibrada compensan las irregularidades en el peso de la base de de fieltro, así como la variabilidad en el diámetro del sustrato.
La Fig. 2 ilustra una parte de una cámara de gas caliente 22 que tiene un convertidor catalítico 10 introducido en ella. Las cámaras de gas caliente convencionales incluyen cámaras de expansión y silenciadores en los que un tubo de escape descarga en una carcasa de cámara con un área transversal mayor que el tubo de escape. El área transversal mayor permite que se expandan los gases de escape calientes y proporciona un área en la que puede amortiguarse el ruido. El procedimiento anteriormente mencionado de sustratos de envoltura de torniquete a una fuerza calibrada tiene como resultado convertidores con encapsulado de OD variable, luego es necesario el redimensionamiento de los extremos del convertidor para proporcionar un diámetro de producto compatible, capaz de ser introducido en la cámara de gas caliente en la posición 24, que se predetermina antes de la introducción del convertidor.
Una ventaja del convertidor catalítico es que los extremos de la envuelta metálica pueden redimensionarse fácilmente de la manera que sigue. Haciendo referencia ahora a las Figs. 3A y 3B, ilustrados en ella están dos formas de realización del redimensionamiento de los convertidores catalíticos 10 así formados.
Para que este procedimiento de dimensionamiento sea efectivo, el convertidor catalítico 10 así formado posee una envuelta metálica 16 que comprende una parte de cierre más ancha 18, que se extiende más allá del extremo del material de fieltro 14. Siguiendo a las etapas anteriormente mencionadas de cerrar de manera compresiva y asegurar descritas anteriormente, el procedimiento, simplemente indicado, incluye introducir un medio de redimensionamiento, en esta realización un tapón de redimensionamiento 26, que tiene un diámetro predeterminado, dentro de la parte de envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro 14, y redimensionar de manera compresiva la envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro.
En la Fig. 3A, el redimensionamiento compresivo incluye el uso de un aro de redimensionamiento externo 28 que rodea el extremo de la envuelta metálica 16 y que muestra un diámetro interior decreciente. El aro de redimensionamiento externo 28 se desliza en una dirección paralela a la longitud del convertidor catalítico 10, como se indica por las flechas designadas 30. Al deslizar, el aro de dimensionamiento externo 28 comprime la envuelta metálica hasta ponerla en contacto con el tapón de redimensionamiento 26; el tapón y el aro configurados para comprimir a la envuelta metálica hasta el diámetro predeterminado deseado para introducción en la cámara de gas caliente anteriormente mencionada. Después del redimensionamiento compresivo se quita el tapón de redimensionamiento.
En la Fig. 3B, el redimensionamiento compresivo incluye el uso de mordazas de redimensionamiento 32, que comprimen el extremo de la envuelta metálica 16, en la dirección de las flechas 34, hasta ponerlo en contacto con el tapón de redimensionamiento 26; las mordazas se configuran de nuevo para comprimir la envuelta metálica hasta el diámetro predeterminado. Como antes, el tapón de redimensionamiento se quita después del redimensionamiento compresivo.
En las Figs. 4A y 4B se ilustra un procedimiento de redimensionamiento de los extremos del convertidor según la invención. Simplemente indicado, esta realización incluye introducir un medio de redimensionamiento alternativo, concretamente, el uso de un aro insertado de redimensionamiento 36 en lugar del tapón de redimensionamiento 26. El cierre compresivo se realiza de la misma manera que antes, usando el aro de redimensionamiento externo 28 o las mordazas de redimensionamiento 32; de ahí que partes similares de las Figs. 4A y 4B se identifiquen con los mismos números de referencia que en las Figs. 3A y 3B. A diferencia del tapón de redimensionamiento 26 en las realizaciones anteriores, el aro insertado de redimensionamiento 36 no se quita después de la compresión, como se explican más abajo.
En otra realización, el aro insertado de redimensionamiento puede incluir una parte extendida que se extiende más allá de la envuelta metálica, por ejemplo, una extensión en forma de cono. Después de la compresión, este aro insertado con la extensión en forma de cono, permanece introducido en el convertidor catalítico, puede unirse a un tubo de escape, por ejemplo.
Haciendo referencia ahora a las Figs. 5A y 5B, ilustrado en ellas está un convertidor catalítico según la invención; la Fig. 5A sin comprimir y la Fig. 5B comprimido. El convertidor catalítico 10 es similar al convertidor ilustrado en las Figs. 1 y 1A, si no fuera porque el convertidor incluye el aro insertado de redimensionamiento 36, ilustrado en las Figs. 4A y 4B, que permanece en la configuración del convertidor catalítico 10 así formado, y funciona como un aro protector de fieltro que protege el material de fieltro de la exposición a gases de escape calientes. Por lo tanto, partes similares para la Fig. 5 y 5A se identifican con los mismos números de referencia usados para los componentes del convertidor catalítico detallado en las Figs. 1A y 1B.
El sustrato en panal cerámico adecuado para el uso en la presente invención puede estar formado de cualquier material cerámico usado convencionalmente para este propósito, como se describe, por ejemplo, en la patente de EE.UU. Nº 3.885.977 o la renovación de la patente de EE.UU. Nº 27.747. El sustrato en panal se trata típicamente con un catalizador que contiene revestimiento, antes de la instalación en la envuelta metálica. El revestimiento contiene típicamente un óxido refractario, como alúmina o magnesia, y uno o más elementos catalizadores, como escandio, itrio, etc. Preferiblemente, se utiliza como sustrato un sustrato cerámico de cordierita extrudida que tenga una integridad mecánica elevada, baja resistencia a circulación de gas y una gran área de superficie geométrica. Un parámetro importante para el sustrato cerámico es su integridad mecánica, en particular, su resistencia radial. Los sustratos en panal de cordierita típicos son capaces de resistir fácilmente más de 4826,5 kPa (700 psi) de presión radial antes de que se produzcan daños perceptibles al panal.
El material de fieltro adecuado para el uso en la presente invención comprende un material formado de fibra cerámica, un simple material cerámico no dilatable. El material aceptable de fibra cerámica no dilatable incluye materiales como los vendidos bajo las marcas comerciales "NEXTEL" y "SAFFIL" por la compañía "3M", Minneapolis, MN, o los vendidos bajo las marcas comerciales "CC-MAX" y "FIBERMAX" por la Unifrax Co., Niagara Falls, NY.
Materiales adecuados para la envuelta metálica 16 comprenden cualquier material que sea capaz de resistir sal, temperatura y corrosión en los bajos del vehículo; sin embargo, se prefieren generalmente aceros inoxidables ferríticos que incluyen las calidades SS-409, SS-439 y, más recientemente, SS-441. La elección de material depende del tipo de gas, la temperatura máxima y similares.

Claims (6)

1. Un convertidor catalítico (10) para purificar gases de escape de un motor de combustión interna, que comprende:
un sustrato cerámico monolítico (12) que tiene una superficie periférica rodeada por un material de fieltro de fibra cerámica de soporte (14), comprendiendo dicho material de fieltro de soporte un material no intumescente; caracterizado por
una envuelta metálica (16) que comprende una parte de cierre más ancha (18) que es adyacente y encierra a dicho material de fieltro y dicho sustrato, y una parte más estrecha de unión extendida (20), hacia el interior de los extremos de dicha envuelta metálica, que se superpone y se sujeta a la superficie exterior de dicha parte más ancha, de manera que no existe superposición en los extremos de dicha envuelta, combinándose dichas partes de la envuelta metálica (18, 20) para ejercer fuerza de compresión sobre el material de fieltro (14) y el sustrato (12);
y un aro insertado de redimensionamiento (36) que rodea la superficie interior de dicha envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro (14) de fibra cerámica, y que sustancialmente cubre la parte extrema expuesta de dicho material de fieltro.
2. El convertidor según la reivindicación 1, en el que la parte más ancha (18) de la envuelta metálica se extiende más allá de cada extremo del material de fieltro, y el aro insertado de redimensionamiento (36) rodea la superficie interior de cada una de las partes de la envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro (14) de fibra cerámica.
3. El convertidor según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el material de fieltro (14) de fibra cerámica muestra una longitud por la que está al descubierto en cada extremo una parte de superficie periférica del sustrato.
4. El convertidor según la reivindicación 1 ó 2, en el que la parte más ancha (18) de la envuelta metálica muestra una anchura que es igual a o mayor que la longitud del sustrato (12).
5. Un procedimiento de fabricación de un convertidor catalítico (10) para purificar gases de escape de un motor de combustión interna, que comprende las etapas de:
envolver un sustrato cerámico monolítico (12) en un material de fieltro (14) de fibra cerámica de soporte no intumescente;
insertar el sustrato envuelto en una envuelta metálica (16) que se conforma al sustrato envuelto, comprendiendo la envuelta metálica una parte de inclusión más ancha (18) y una parte más estrecha de unión extendida (20), hacia el interior de los extremos de la envuelta metálica; cerrar de manera compresiva la envuelta metálica (16) alrededor del sustrato (12), de manera que la parte más ancha de la envuelta metálica (18) sea adyacente a y encierre al sustrato (12) y al material de fieltro (14), y la parte más estrecha de la envuelta metálica (20) se superponga a una parte de la superficie exterior de la parte más ancha de la envuelta metálica, de manera que no exista superposición en los extremos de la envuelta; sujetar la superficie interior de la parte más estrecha de la envuelta metálica (20) a la superficie exterior de la parte más ancha de la envuelta metálica (18) para aguantar el esfuerzo de compresión, en el que la parte de cierre más ancha se extiende más allá del extremo del material de fieltro (14), y que incluye las etapas de introducir unos medios de redimensionamiento (36) que tienen un diámetro predeterminado en la parte de la envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro (14), cuyos medios de redimensionamiento sustancialmente cubren la parte extrema expuesta del material de fieltro, y redimensionar de manera compresiva la envuelta metálica que se extiende más allá del material de fieltro.
6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la parte más ancha de la envuelta metálica (18) se extiende más allá de cada extremo del material de fieltro (14) y la etapa de redimensionamiento se repite para el segundo extremo.
ES98101256T 1997-02-12 1998-01-26 Procedimiento de fabricacion de un convertidor catalitico para uso en un motor de combustion interna. Expired - Lifetime ES2206769T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3797897P 1997-02-12 1997-02-12
US37978P 1997-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2206769T3 true ES2206769T3 (es) 2004-05-16

Family

ID=21897400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES98101256T Expired - Lifetime ES2206769T3 (es) 1997-02-12 1998-01-26 Procedimiento de fabricacion de un convertidor catalitico para uso en un motor de combustion interna.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6491878B1 (es)
EP (1) EP0859133B1 (es)
JP (1) JPH10339132A (es)
KR (1) KR19980071299A (es)
CN (1) CN1085291C (es)
DE (1) DE69817637T2 (es)
ES (1) ES2206769T3 (es)
TW (1) TW358142B (es)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1123677C (zh) * 1998-12-18 2003-10-08 康宁股份有限公司 用于内燃机内的催化转化器及其制造方法
JP3390698B2 (ja) * 1999-05-31 2003-03-24 日本碍子株式会社 キャニング構造体
DE19959241C1 (de) * 1999-12-08 2001-04-26 Zeuna Staerker Kg Abgasreinigungsvorrichtung
US7169365B2 (en) * 2002-03-26 2007-01-30 Evolution Industries, Inc. Automotive exhaust component and method of manufacture
US7323145B2 (en) * 2002-03-26 2008-01-29 Evolution Industries, Inc. Automotive exhaust component and method of manufacture
US7685714B2 (en) 2003-03-18 2010-03-30 Tursky John M Automotive exhaust component and process of manufacture
JP3740154B2 (ja) * 2004-03-25 2006-02-01 株式会社ユーメックス 触媒コンバータの製造方法および触媒コンバータ
US7377038B2 (en) * 2005-06-03 2008-05-27 Emcon Technologies, Llc Method for assembling a catalyic converter
US7788913B2 (en) * 2006-02-16 2010-09-07 Indmar Products Company Inc. Manifold mounted catalytic converter
BRPI0712442A8 (pt) * 2006-05-31 2017-10-24 Unifrax I Llc Placa de isolamento térmico sobressalente
US20080241007A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-02 Delphi Technologies, Inc. Catalytic converter with inner sheath and method for making the same
US8893383B2 (en) * 2007-06-01 2014-11-25 Yutaka Giken Co., Ltd. Method and apparatus for compressing a mat in exhaust gas cleaning device
DE102007030283A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh SCR-Katalysatoranordnung
WO2009059427A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Gws Tube Forming Solutions Inc. Apparatus and method for forming an antipollution device housing
EP2464840A4 (en) 2009-08-10 2013-10-30 Unifrax I Llc PREFORM OR MOUNTING MATERIAL WITH SURFACE MASS VARIABLE AND DEVICE FOR TREATING EXHAUST GASES
CN104994942B (zh) * 2013-02-14 2017-09-01 巴斯夫欧洲公司 在用于执行多相催化气相反应的反应器中安装整料的方法
US9616406B2 (en) 2013-02-14 2017-04-11 Basf Se Installing monoliths in a reactor for conducting heterogeneously catalyzed gas phase reactions
KR101396695B1 (ko) * 2013-02-19 2014-05-16 최동옥 촉매와 매트가 수동 공급되는 촉매 컨버터 제조용 랩핑 장치
EP3464488B1 (en) 2016-06-06 2021-07-14 Unifrax I LLC Refractory coating material containing low biopersistent fibers and method for making the same
US10526043B2 (en) * 2016-06-24 2020-01-07 V&H Performance, Llc Motorcycle exhaust with catalytic converter
US10436094B2 (en) * 2017-01-30 2019-10-08 Acat Global Swaged shell
CN110772984B (zh) * 2019-11-18 2024-05-17 湖南省约伯能源科技有限公司 脱硝反应设备

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3444925A (en) * 1957-05-07 1969-05-20 Minnesota Mining & Mfg Structural articles and method of making
US3112184A (en) 1958-09-08 1963-11-26 Corning Glass Works Method of making ceramic articles
US3790654A (en) 1971-11-09 1974-02-05 Corning Glass Works Extrusion method for forming thinwalled honeycomb structures
GB1455855A (en) * 1973-04-07 1976-11-17 British Leyland Uk Ltd Apparatus for fabricating a catalytic device for an exhaust system for an internal combustion engine
US3958312A (en) 1974-01-18 1976-05-25 British Leyland Motor Corporation Limited Catalytic device for an exhaust system for an internal combustion engine
DE2746475A1 (de) * 1977-10-15 1979-04-19 Volkswagenwerk Ag Vorrichtung zur halterung eines monolithischen traegerkoerpers einer katalytischen abgasreinigungsvorrichtung
US4239733A (en) 1979-04-16 1980-12-16 General Motors Corporation Catalytic converter having a monolith with support and seal means therefor
JPS5832917A (ja) * 1981-08-21 1983-02-26 Toyota Motor Corp モノリス触媒コンバ−タの製造方法
JPS59208119A (ja) 1983-05-13 1984-11-26 Sankei Giken Kogyo Kk 触媒コンバ−タ
US4863700A (en) 1985-04-16 1989-09-05 Stemcor Monolithic catalytic converter mounting arrangement
US4750251A (en) 1987-02-13 1988-06-14 General Motors Corporation Mat support/substrate subassembly and method of making a catalytic converter therewith
US4782661A (en) 1987-02-13 1988-11-08 General Motors Corporation Mat support/substrate subassembly and method of making a catalytic converter therewith
US4985212A (en) 1987-09-29 1991-01-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Support apparatus for a ceramic honeycomb element
DE8715289U1 (de) * 1987-11-18 1988-01-14 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Trägerkörper für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung
DE59102502D1 (de) 1991-01-03 1994-09-15 Scambia Ind Dev Ag Katalysator und Verfahren zur Herstellung eines Katalysators.
US5293743A (en) * 1992-05-21 1994-03-15 Arvin Industries, Inc. Low thermal capacitance exhaust processor
US5376341A (en) * 1992-07-24 1994-12-27 Corning Incorporated Catalytic converter for motorcycles
US6245301B1 (en) * 1993-08-20 2001-06-12 3M Innovative Properties Company Catalytic converter and diesel particulate filter
CA2131247C (en) * 1993-09-03 1998-07-07 Minoru Machida Ceramic honeycomb catalytic converter
JPH0842333A (ja) * 1994-06-06 1996-02-13 Ford Motor Co 触媒排気処理装置の製造方法
JP3585064B2 (ja) * 1995-10-12 2004-11-04 トヨタ自動車株式会社 モノリス触媒コンバータ及びその製造方法
US5787584A (en) * 1996-08-08 1998-08-04 General Motors Corporation Catalytic converter
CN1123677C (zh) * 1998-12-18 2003-10-08 康宁股份有限公司 用于内燃机内的催化转化器及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0859133A1 (en) 1998-08-19
TW358142B (en) 1999-05-11
KR19980071299A (ko) 1998-10-26
EP0859133B1 (en) 2003-09-03
CN1190695A (zh) 1998-08-19
US6491878B1 (en) 2002-12-10
DE69817637D1 (de) 2003-10-09
DE69817637T2 (de) 2004-08-05
JPH10339132A (ja) 1998-12-22
CN1085291C (zh) 2002-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2206769T3 (es) Procedimiento de fabricacion de un convertidor catalitico para uso en un motor de combustion interna.
US6299843B1 (en) Catalytic converter for use in an internal combustion engine and a method of making
US5376341A (en) Catalytic converter for motorcycles
US6623704B1 (en) Apparatus and method for manufacturing a catalytic converter
JPH0379531B2 (es)
US7788913B2 (en) Manifold mounted catalytic converter
US20050115224A1 (en) Exhaust emission control device and casing structure of the control device
US8356639B2 (en) Insulated double-walled exhaust system component and method of making the same
GB2425073A (en) Catalytic converter and method
JPS587806B2 (ja) ハイシユツガス ノ シヨクバイジヨウカヨウシヨクバイソウチ
US3937617A (en) Catalytic converter for automotive internal combustion engine
KR20010040610A (ko) 자동차용 배기가스 촉매 정화장치 및 그에 관련한 보상층
JPH0861054A (ja) 排気ガス浄化装置の製造方法
ES2280564T3 (es) Limitador de contraccion para un cuerpo de nido de abeja.
JPH0261313A (ja) 排気ガス浄化用構造物
US20020168304A1 (en) Devices for managing housing expansion in exhaust emission control devices
EP1308607B1 (en) End cones for exhaust emission control devices and methods of making
JP3853132B2 (ja) 内燃機関用排気管
KR19980044866U (ko) 열팽창 차이에 의한 파손을 방지하는 구조의 촉매조립체
JPH1052626A (ja) 触媒コンバータおよび排ガス浄化装置
US20040052697A1 (en) Catalytic converter
KR100307545B1 (ko) 촉매 보호용 캐닝장치
JPS6128710A (ja) マニホルドコンバ−タのモノリス保持構造
JPH0614014Y2 (ja) 排ガス浄化用フイルタ要素の保持構造
JPS614812A (ja) 燃焼排気ガス浄化用セラミツク体の保持構造