JPH0379531B2 - - Google Patents
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- JPH0379531B2 JPH0379531B2 JP61165710A JP16571086A JPH0379531B2 JP H0379531 B2 JPH0379531 B2 JP H0379531B2 JP 61165710 A JP61165710 A JP 61165710A JP 16571086 A JP16571086 A JP 16571086A JP H0379531 B2 JPH0379531 B2 JP H0379531B2
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- exhaust muffler
- catalytic exhaust
- muffler
- blankets
- ceramic material
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust 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
- F01N3/24—Exhaust 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
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
- F01N2350/02—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガスを処理し、次いでガス全体を通
してしまう必要のあるハチの巣状等のエセラミツ
ク材製の体部を、ガスの入口および出口チヤンバ
を形成する金属性ケース内で含む触媒排気マフラ
に関する。
してしまう必要のあるハチの巣状等のエセラミツ
ク材製の体部を、ガスの入口および出口チヤンバ
を形成する金属性ケース内で含む触媒排気マフラ
に関する。
セラミツク材は極めて脆性であり、したがつて
排気マフラにより生じる振動あるいはセラミツク
材とそのケースとの間の膨張差により劣化する危
険性に対して保護する必要のあることは周知であ
る。
排気マフラにより生じる振動あるいはセラミツク
材とそのケースとの間の膨張差により劣化する危
険性に対して保護する必要のあることは周知であ
る。
この目的に対して、セラミツク製の体部は、該
体部を懸架する金属製ネツト即ち格子により通
常、ケースの内側で保持される。
体部を懸架する金属製ネツト即ち格子により通
常、ケースの内側で保持される。
しかしながら、この金属製格子は排気ガスにも
たらされる800℃から1000℃に達しうる高温には
耐えない。したがつて、ガス入口チヤンバから金
属製格子を隔離するために密封エレメントが必要
とされる。しかしながら、前記密封エレメントも
劣化する傾向があり、その結果格子を劣化させ、
そのためセラミツク材製の体部が適所に保持され
なくなるのみならず、排気ガスの一部が前記体部
とケースとの間の空間においてセラミツク材製の
該体部の周りを流れ、ガスが処理されなくなる。
たらされる800℃から1000℃に達しうる高温には
耐えない。したがつて、ガス入口チヤンバから金
属製格子を隔離するために密封エレメントが必要
とされる。しかしながら、前記密封エレメントも
劣化する傾向があり、その結果格子を劣化させ、
そのためセラミツク材製の体部が適所に保持され
なくなるのみならず、排気ガスの一部が前記体部
とケースとの間の空間においてセラミツク材製の
該体部の周りを流れ、ガスが処理されなくなる。
本発明の目的は、作動ならびに特にセラミツク
材製体部の位置を保つ上で極めて安全である触媒
排気マフラを提供することにより前記の欠点を克
服することである。
材製体部の位置を保つ上で極めて安全である触媒
排気マフラを提供することにより前記の欠点を克
服することである。
したがつて、本発明は金属で作つたケース内に
収められ、該ケースと共に入口チヤンバおよび出
口チヤンバを画成する、ハチの巣状構造で、ケラ
ミツク材料で作つた少なくとも1個の体部と、高
温に対し非常に抵抗力があり、かつ圧縮されてい
る繊維から作られ、該セラミツク材料の体部のま
わりにあるブランケツトとを含む触媒排気マフラ
において、該金属のケースが一緒に固定された2
個の半体シエルにより形成され、該ブランケツト
が実質的に結合剤がなく、かつ水の成分がなく、
かつ該セラミツク材料の体部と該半体シエルとの
間の空間内に強く圧縮され、かつ該体部と該ケー
スと共にガスの入口チヤンバの境界を定めている
が、密封エレメントにより該出口チヤンバから隔
離されており、該密封エレメントが該セラミツク
材料の体部の端部を囲み、かつ該体部と該ケース
との間で圧縮されていることを特徴とする触媒排
気マフラを提供する。
収められ、該ケースと共に入口チヤンバおよび出
口チヤンバを画成する、ハチの巣状構造で、ケラ
ミツク材料で作つた少なくとも1個の体部と、高
温に対し非常に抵抗力があり、かつ圧縮されてい
る繊維から作られ、該セラミツク材料の体部のま
わりにあるブランケツトとを含む触媒排気マフラ
において、該金属のケースが一緒に固定された2
個の半体シエルにより形成され、該ブランケツト
が実質的に結合剤がなく、かつ水の成分がなく、
かつ該セラミツク材料の体部と該半体シエルとの
間の空間内に強く圧縮され、かつ該体部と該ケー
スと共にガスの入口チヤンバの境界を定めている
が、密封エレメントにより該出口チヤンバから隔
離されており、該密封エレメントが該セラミツク
材料の体部の端部を囲み、かつ該体部と該ケース
との間で圧縮されていることを特徴とする触媒排
気マフラを提供する。
繊維製ブランケツトの構成ならびにその圧縮と
によつて、膨張差および/または振動を吸収する
のみならず、セラミツク材製の体部とケースとの
間のガスの通過に対して障害を形成でき、そのた
め極めて高温においても触媒排気マフラの高い効
率を保証する。
によつて、膨張差および/または振動を吸収する
のみならず、セラミツク材製の体部とケースとの
間のガスの通過に対して障害を形成でき、そのた
め極めて高温においても触媒排気マフラの高い効
率を保証する。
本発明の特徴によれば、繊維製ブランケツトは
セラミツク材料製体部全体を囲む。
セラミツク材料製体部全体を囲む。
密封エレメントは、前記ブランケツトを構成す
るものと同様の、高温に対して極めて抵抗性のあ
る繊維を緊密に編んだコードあるいは熱膨張性材
料から形成すればよい。
るものと同様の、高温に対して極めて抵抗性のあ
る繊維を緊密に編んだコードあるいは熱膨張性材
料から形成すればよい。
本発明の別の実施例によれば、それぞれがセラ
ミツク材料製体部の大径部分の長さに近い長さを
有し、相互に隔置された2個の部分からブランケ
ツトがつくられている。
ミツク材料製体部の大径部分の長さに近い長さを
有し、相互に隔置された2個の部分からブランケ
ツトがつくられている。
非限定的な例として提供し、かつ添付図面に示
す本発明の実施例についての以下の説明により本
発明の特徴や利点が明らかとなる。
す本発明の実施例についての以下の説明により本
発明の特徴や利点が明らかとなる。
図に示す触媒排気マフラは従来の要領で、概ね
楕円形の断面を有するケース1を含み、該ケース
の2個の端部2と4とは、それぞれ排気ガスの入
口および出口パイプ6と8とに固定するため直径
が徐々に小さくなる。前記パイプ6と8との各々
は排気用配管を固定するための固定フランジ10
を担持することが好ましい。
楕円形の断面を有するケース1を含み、該ケース
の2個の端部2と4とは、それぞれ排気ガスの入
口および出口パイプ6と8とに固定するため直径
が徐々に小さくなる。前記パイプ6と8との各々
は排気用配管を固定するための固定フランジ10
を担持することが好ましい。
ケース1の内側には、ケース1の中央部分14
のそれと類似の楕円形断面を有するが、直径が僅
かに小さい体部12が取付けられている。前記体
部12は前記ケース1の小さくなつた端部2,4
と共に、排気ガス用の入口チヤンバ16と出口チ
ヤンバ18とを形成する。また、前記体部は、例
えばハチの巣状構造の形態の多数の内部通路を含
むので前記チヤンバ16と18とを相互に連通さ
せる。
のそれと類似の楕円形断面を有するが、直径が僅
かに小さい体部12が取付けられている。前記体
部12は前記ケース1の小さくなつた端部2,4
と共に、排気ガス用の入口チヤンバ16と出口チ
ヤンバ18とを形成する。また、前記体部は、例
えばハチの巣状構造の形態の多数の内部通路を含
むので前記チヤンバ16と18とを相互に連通さ
せる。
セラミツク材製の体部12とケース14との間
には、強く圧縮され、前記体部12を支持する繊
維製のブランケツトが介装されている。前記ブラ
ンケツト20,22は、直径が例えば2から10μ
で、高温に対する抵抗性が高く、かつ酸化あるい
は還元雰囲気中のほとんどの腐触性薬剤に対して
抵抗性のある、いわゆる長繊維により形成されて
いる。さらに、繊維のブランケツトは、好ましく
は2%以下の極めて少量の結合剤は含むが水分は
概ね含んでいない。特に適当なブランケツトは例
えばマグネシヤ、および/または石灰、および/
またはシリカをベースにした配合繊維、特にカー
ボランダム社(Carborandum)により「フアイ
バマツクス バツク フアイバ」(“Fibermax
Buck Fiber”)の名称で市販されているセラミツ
ク繊維からつくられたものである。
には、強く圧縮され、前記体部12を支持する繊
維製のブランケツトが介装されている。前記ブラ
ンケツト20,22は、直径が例えば2から10μ
で、高温に対する抵抗性が高く、かつ酸化あるい
は還元雰囲気中のほとんどの腐触性薬剤に対して
抵抗性のある、いわゆる長繊維により形成されて
いる。さらに、繊維のブランケツトは、好ましく
は2%以下の極めて少量の結合剤は含むが水分は
概ね含んでいない。特に適当なブランケツトは例
えばマグネシヤ、および/または石灰、および/
またはシリカをベースにした配合繊維、特にカー
ボランダム社(Carborandum)により「フアイ
バマツクス バツク フアイバ」(“Fibermax
Buck Fiber”)の名称で市販されているセラミツ
ク繊維からつくられたものである。
さらにブランケツトは2メトリツクトン程度の
圧力により高度に圧縮され、厚さがその初期値の
1/4あるいは1/5まで減少する。
圧力により高度に圧縮され、厚さがその初期値の
1/4あるいは1/5まで減少する。
第2図に示す実施例においては、ブランケツト
は並置された2個の部分からつくられ、該部分の
各々はセラミツク材製の体部12の外面の半分を
覆い、かつケース1において相互に対して緊締さ
れている。
は並置された2個の部分からつくられ、該部分の
各々はセラミツク材製の体部12の外面の半分を
覆い、かつケース1において相互に対して緊締さ
れている。
さらに、密封エレメント24が排気ガス出口チ
ヤンバ18の近傍で体部12の周りに取付けら
れ、該チヤンバをブランケツト20,22から分
離させている。この密封エレメントは適当ないず
れかの材料からつくればよいが、ブランケツトを
構成するものと類似の繊維、即ち高温に対する抵
抗性が極めて良好で、かつ腐触薬剤に対しても高
度の抵抗性のある繊維を緊密に編んだコードある
いはカーボランダム社(Carborandum)により
「フアイバフラツクス XPE−3100 ペーパ」
(“Fiberfrax XPE−3100 Paper”)の名称で市販
されている熱膨張性紙のような熱膨張性材料のバ
ンドから形成されることが好ましい。前記バンド
の場合は体部12の周りに単に巻付けられ、端部
を密封性を付与するためにほぞおよびほぞ穴状に
切断する。
ヤンバ18の近傍で体部12の周りに取付けら
れ、該チヤンバをブランケツト20,22から分
離させている。この密封エレメントは適当ないず
れかの材料からつくればよいが、ブランケツトを
構成するものと類似の繊維、即ち高温に対する抵
抗性が極めて良好で、かつ腐触薬剤に対しても高
度の抵抗性のある繊維を緊密に編んだコードある
いはカーボランダム社(Carborandum)により
「フアイバフラツクス XPE−3100 ペーパ」
(“Fiberfrax XPE−3100 Paper”)の名称で市販
されている熱膨張性紙のような熱膨張性材料のバ
ンドから形成されることが好ましい。前記バンド
の場合は体部12の周りに単に巻付けられ、端部
を密封性を付与するためにほぞおよびほぞ穴状に
切断する。
第3図に示す変形においては、ブランケツト
は、相互に隔置されたセラミツク材製体部12の
一部のみを覆う2個の部分30,32としてつく
られているが、前記ブランケツトの部分30,3
2は前記体部12の大径部分の表面の少なくとも
主要部分を覆うに十分な長さを延びている。第3
図に示す実施例においては、前記ブランケツトの
各部分は事実体部12の大径部分の全面にわたつ
て延び、さらに小径部分の表面の一部まで延びて
いる。このように、2個のブランケツト30,3
2の間で触媒排気マフラの断面における対向した
2箇所において空間34,36が提供される。
は、相互に隔置されたセラミツク材製体部12の
一部のみを覆う2個の部分30,32としてつく
られているが、前記ブランケツトの部分30,3
2は前記体部12の大径部分の表面の少なくとも
主要部分を覆うに十分な長さを延びている。第3
図に示す実施例においては、前記ブランケツトの
各部分は事実体部12の大径部分の全面にわたつ
て延び、さらに小径部分の表面の一部まで延びて
いる。このように、2個のブランケツト30,3
2の間で触媒排気マフラの断面における対向した
2箇所において空間34,36が提供される。
本実施例においては、先の実施例と同様、ブラ
ンケツト30,32は強く圧縮され、この圧縮
が、ブランケツトを構成する繊維の性質と組合わ
されてブランケツトが、例えばガス入口チヤンバ
16へ入る排気ガスのような高温に耐えうるよう
にするのみならず、高温ガスがセラミツク製体部
12の周りを通らないようにする密封エレメント
の機能を果せるようにする。前記の空間34と3
6とはガスが貫流できるようにするが、ガスが出
口チヤンバ18へ入るのを阻止して、体部12を
通過させるようにする密封エレメント24により
極めて安定してガスの流れが止められる。
ンケツト30,32は強く圧縮され、この圧縮
が、ブランケツトを構成する繊維の性質と組合わ
されてブランケツトが、例えばガス入口チヤンバ
16へ入る排気ガスのような高温に耐えうるよう
にするのみならず、高温ガスがセラミツク製体部
12の周りを通らないようにする密封エレメント
の機能を果せるようにする。前記の空間34と3
6とはガスが貫流できるようにするが、ガスが出
口チヤンバ18へ入るのを阻止して、体部12を
通過させるようにする密封エレメント24により
極めて安定してガスの流れが止められる。
ブランケツト20と22とは概ね全体の密封を
保証する。いずれにしても、密封エレメント24
に達するガスはすでに著しく冷却されており、入
口チヤンバ16の温度より明らかに低い温度であ
る。したがつて、密封エレメントの劣化の危険性
は極めて低下する。
保証する。いずれにしても、密封エレメント24
に達するガスはすでに著しく冷却されており、入
口チヤンバ16の温度より明らかに低い温度であ
る。したがつて、密封エレメントの劣化の危険性
は極めて低下する。
したがつて、本発明による触媒排気マフラは温
度に対する抵抗性に優れ、高効率で長期間の使用
を可能とする。
度に対する抵抗性に優れ、高効率で長期間の使用
を可能とする。
さらに組立てが極めて簡単である。実際には、
初期厚さが20ミリ程度のブランケツト20,22
または30,32が、密封エレメント24のため
の場所をセラミツク製体部12の外面の端部に残
してまず該外面に位置される。次いで、前記密封
エレメントが前記体部12の周りの適所に位置さ
れ、次にこの組立体がケース1を形成する半体の
シエル26の一方に挿入される。第2の半体シエ
ル28に、前記半体シエル26から離れた方のブ
ランケツト上で数メトリツクトンの圧力を加え、
該シエルが他方のシエルと接触するようになるま
で圧縮されるとブランケツト20,22または3
0,32は4から5ミリ程度の厚さとなる。この
時点で半体シエル26と28が相互に溶接され、
触媒排気マフラは適所に位置しうる状態の一体ユ
ニツトを構成する。
初期厚さが20ミリ程度のブランケツト20,22
または30,32が、密封エレメント24のため
の場所をセラミツク製体部12の外面の端部に残
してまず該外面に位置される。次いで、前記密封
エレメントが前記体部12の周りの適所に位置さ
れ、次にこの組立体がケース1を形成する半体の
シエル26の一方に挿入される。第2の半体シエ
ル28に、前記半体シエル26から離れた方のブ
ランケツト上で数メトリツクトンの圧力を加え、
該シエルが他方のシエルと接触するようになるま
で圧縮されるとブランケツト20,22または3
0,32は4から5ミリ程度の厚さとなる。この
時点で半体シエル26と28が相互に溶接され、
触媒排気マフラは適所に位置しうる状態の一体ユ
ニツトを構成する。
前述した実施例はセラミツク材製の単一体部1
2のみからなる触媒排気マフラに関するが、本発
明により触媒排気マフラは、排気ガスが順次通る
ように、かつ各体部が1個以上の部分からなる繊
維製の圧縮ブランケツトと、ガス出口チヤンバに
最も近い端部に位置した密封エレメント24とに
より適所に保持されるように同一のケース内で複
数の同様の体部を取付けるようにしてもよいこと
は明らかである。
2のみからなる触媒排気マフラに関するが、本発
明により触媒排気マフラは、排気ガスが順次通る
ように、かつ各体部が1個以上の部分からなる繊
維製の圧縮ブランケツトと、ガス出口チヤンバに
最も近い端部に位置した密封エレメント24とに
より適所に保持されるように同一のケース内で複
数の同様の体部を取付けるようにしてもよいこと
は明らかである。
第1図は、本発明による排気マフラの概略断面
図、第2図は、第1図の線2−2に沿つて視た断
面図、および第3図は、第2図に示す変形に似た
図である。 図において、1……ケース、12……体部、1
6……入口チヤンバ、18……出口チヤンバ、2
0,22,30,32……ブランケツト、24…
…密封エレメント、34,36……空間。
図、第2図は、第1図の線2−2に沿つて視た断
面図、および第3図は、第2図に示す変形に似た
図である。 図において、1……ケース、12……体部、1
6……入口チヤンバ、18……出口チヤンバ、2
0,22,30,32……ブランケツト、24…
…密封エレメント、34,36……空間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 金属製で作つたケース1内に収められ、該ケ
ースと共に入口チヤンバ16および出口チヤンバ
18を画成する、ハチの巣状構造で、セラミツク
材料で作つた少なくとも1個の体部12と、高温
に対し非常に抵抗力があり、かつ圧縮されている
繊維から作られ、該セラミツク材料の体部のまわ
りにあるブランケツトとを含む触媒排気マフラに
おいて、該金属のケース1が一緒に固定された2
個の半体シエル26,28により形成され、該ブ
ランケツト20,22−30,32が実質的に結
合剤がなく、かつ水の成分がなく、かつ該セラミ
ツク材料の体部12と該半体シエルとの間の空間
内に強く圧縮され、かつ該体部と該ケースと共に
ガスの入口チヤンバ16の境界を定めているが、
密封エレメント24により該出口チヤンバ18か
ら隔離されており、該密封エレメントが該セラミ
ツク材料の体部12の端部を囲み、かつ該体部と
該ケースとの間で圧縮されていることを特徴とす
る触媒排気マフラ。 2 特許請求の範囲第1項に記載のマフラにおい
て、前記ブランケツト20,22−30,32
が、例えばマグネシヤおよび/または石灰およ
び/またはシリカおよび/またはアルミナをベー
スとした配合繊維のような長繊維から構成されて
いることを特徴とする触媒排気マフラ。 3 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
マフラにおいて、前記ブランケツト20,22が
セラミツク材料の前記体部12の表面全体を囲む
ことを特徴とする触媒排気マフラ。 4 特許請求の範囲第1項から第3項までのいず
れか1つの項に記載のマフラにおいて、前記ブラ
ンケツト30,32が2個の部分からなり、該部
分の各々はセラミツク材料の体部12の外部表面
の一方の半分の少なくとも大部分を覆うことを特
徴とする触媒排気マフラ。 5 特許請求の範囲第4項に記載のマフラにおい
て、前記ケース1が長円形断面を有し、前記ブラ
ンケツト30,32の各部分は前記体部の大径部
分の表面の一方のみに沿つて、かつ小径部分の隣
接する面の一部のみに延び、前記2個のブランケ
ツトの部分の間に自由空間36が残されることを
特徴とする触媒排気マフラ。 6 特許請求の範囲第1項から第5項までのいず
れか一つの項に記載のマフラにおいて、前記密封
エレメント24が温度に対して高い抵抗力を有す
る繊維で緊密に編んだコードから構成されること
を特徴とする触媒排気マフラ。 7 特許請求の範囲第1項から第5項までのいず
れか一つの項に記載のマフラにおいて、前記密封
エレメント24が熱膨張性材料のバンドであるこ
とを特徴とする触媒排気マフラ。 8 特許請求の範囲第1項から第7項までのいず
れか一つの項に記載のマフラにおいて、前記ブラ
ンケツト20,22−30,32の厚さが圧縮前
の初期厚さの1/4から1/5程度であることを特徴と
する触媒排気マフラ。 9 特許請求の範囲第1項から第8項までのいず
れか一つの項に記載のマフラにおいて、前記ブラ
ンケツトが1000℃より高い温度と、酸化あるいは
還元雰囲気における腐蝕性薬剤とに対し抵抗力の
ある繊維から構成されていることを特徴とする触
媒排気マフラ。
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