KR100371202B1

KR100371202B1 - 촉매지지부재

Info

Publication number: KR100371202B1
Application number: KR10-2000-0070840A
Authority: KR
Inventors: 백운석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2003-02-06
Also published as: KR20020041092A

Abstract

본 발명은 촉매컨버터의 촉매와 하우징 사이에 개재되어 배기가스의 고온에 의해 촉매가 팽창되는 것을 완충해주기 위해 형성되는 지지부재를 형성하는데 있어서, 매스와 1100HT를 결합할 때 진동을 가하여 알루미나가 진동열에 의해 녹아 결합되도록 하는 촉매지지부재에 관한 것으로,

알루미나 화이버 70%와 규석 30%의 비율로 형성되는 제 1 매트와, 알루미나 화이버 70%와 흑운모 30%의 비율로 형성되는 제 2매트를 겹쳐 형성하되, 상기 제 1 매트와 제 2 매트를 겹쳐 놓은 다음 70 ~ 100MHz의 진동을 가하므로서 상기 각각의 알루미나 화이버가 진동열에 녹아 붙어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 3항에 의하면 알루미나 화이버와 규석이 혼합되어 일측면이 촉매측에 접하게 되는 1100HT의 타측면에 요홈을 형성하여, 흑운모로 구성되는 매트가 상기한 요홈에 수용되도록 하고 개방된 한 측면은 촉매컨버터의 하우징 내부벽면에 지지되도록 하여 상기한 1100HT와 매트를 결합하기 위해 별도의 접착제를 사용하지 않아도 되는 것을 특징으로 한다.

Description

촉매지지부재{Supporter}

본 발명은 촉매지지부재와 그 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촉매컨버터의 촉매와 하우징 사이에 개재되어 배기가스의 고온에 의해 촉매가 팽창되는 것을 완충하기 위해 형성되는 촉매지지부재에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기계에는 배기가스에 포함된 CO, HC, NOx 등의 유해한 성분을 CO₂, H₂O, N₂의 무해한 성분으로 산화, 환원시키기 위한 촉매컨버터가 장착된다.

도 5는 종래의 일반적인 촉매컨버터(1)를 도시한 것으로서, 이 촉매컨버터(1)의 내부에는 신 월(Thin wall) 담체라고 불리는 촉매(2)가 하니콤구조로 형성된다. 이 촉매(2)는 촉매작용을 하는 귀금속, 즉 백금+로듐, 백금+로듐+파라듐을 사용한 것으로 배기가스 중의 CO, HC, NOx를 동시에 저감시키는 기능을 하는 것으로 최근에는 상기한 바와 같은 삼원촉매가 많이 사용되고 있다.

그리고 상기와 같이 형성되는 촉매(2)는 배기가스의 유입구(4) 및 유출구(5) 만을 제외하고 금속판재로써 주위를 감싸는 캐닝(Canning)과정을 거쳐 하우징(3)이 형성되었다.

그리고 고온의 배기가스에 의해서 하니콤구조의 촉매(2)가 팽창하게 되는데, 이 촉매(2)의 팽창력이 하우징(3)까지 전달되어 하우징의 부피가 팽창되는 것을 방지하기 위하여 촉매(2)가 고온의 배기가스의 의해 팽창된 만큼 완충하기 위해서 플랙시블한 지지부재(10)가 도면에서와 같이 촉매(2)와 하우징(3)의 사이에 개재되었다.

상기한 지지부재(10)는 도 6와 같이 흑운모로 구성되는 매트(11)의 아래위로 알루미나 화이버와 규석으로 이루어진 1100HT(12)를 접착하여 단층구조로 형성되는 원단을 필요한만큼 절단하여 촉매(2)와 하우징(3) 사이에 개재하였다.

그러나, 상기와 같은 구성되는 지지부재(10)는 매트(11)와 1100HT(12)를 결합하기 위해서 접착재(13)를 사용해야 하므로서 접착시 사용되는 바인더에 의해서 배기가스의 원활한 흐름에 영향을 미치게 되었으며, 또한 각 부재가 완전하게 접착되지 않을 경우 매트와 1100HT가 분리되는 현상이 발생하였다.

또한, 단층상으로 형성되는 지지부재는 강한 용적간극밀도(GBD)를 가지므로 신 월 담체를 사용할 경우에 담체 압괴강도가 지지부재의 용적간극밀도를 만족해주지 못해 캔닝(Cannng)시 담체가 크랙이 되는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 촉매컨버터의 촉매와 하우징 사이에 개재되어 배기가스의 고온에 의해 촉매가 팽창되는 것을 완충해주기 위해 형성되는 지지부재를 형성하는데 있어서, 매스와 1100HT를 결합할 때 진동을 가하여 알루미나가 진동열에 의해 녹아 결합되도록 하는 촉매지지부재를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

알루미나 화이버 70%와 규석 30%의 비율로 형성되는 제 1 매트와, 알루미나 화이버 70%와 흑운모 30%의 비율로 형성되는 제 2매트를 겹쳐 형성하되, 상기 제 1 매트와 제 2 매트를 겹쳐 놓은 다음 70 ~ 100MHz의 진동을 가하므로서 상기 각각의 알루미나 화이버가 진동열에 녹아 붙어 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기한 제 1 매트의 일측면에 요홈을 형성하고, 상기 요홈에 제 2 매트를 수용시킨 다음, 70 ~ 100MHz의 진동을 가하므로서 상기 각각의 매트를 구성하는 알루미나 화이버가 진동열에 녹아 각각의 매트끼리 접하는 표면이 접착되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 지지부재의 단면도.

도 2는 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의해 구성된 지지부재의 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의해 구성된 지지부재의 장착상태도.

도 5 및 도 6은 종래기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 촉매컨버터 2 : 촉매

3 : 하우징 20, 30 : 지지부재

21 : 제 1 매트 21a : 요홈

22 : 제 2 매트 31 : 1100HT

31a : 요홈 32 : 매트

본 발명의 구성과 작용에 따른 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 지지부재의 단면도이며, 도 2는 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의해 구성된 지지부재의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의해 구성된 지지부재의 장착상태도이다.

도면 중에 표시된 도면부호 20 및 30은 각각 촉매와 하우징 사이를 지지하기 위해 형성되는 지지부재를 지시하는 것이다.

청구항 1항에 의한 본 발명의 실시예를 우선 설명하면 다음과 같다.

상기한 지지부재(20)는 도 1과 같이 제 1 매트(21)와 제 2 매트(22)가 적층되어 제작된다. 이 때 상기한 제 1 매트(21)는 알루미나 화이버 70%와 규석 30%의 혼합비율로 형성되며, 제 2 매트(22)는 알루미나 화이버 70%와 흑운모 30%의 혼합비율로 형성된다.

상기와 같이 각각 알루미나 화이버를 포함하고 있는 제 1 매트(21)와 제 2매트(22)의 접착방법은 다음과 같다.

상기한 각각의 매트(21,22)를 겹쳐 놓은 다음 약 70 ~ 100MHz 정도되는 진동을 가하게 되는데, 이 때 진동에 의해서 각각의 매트(21,22)를 구성하는 알루미나 화이버의 표면에는 서로 마찰이 발생된다. 결국 진동에 의해 발생하는 마찰열이 각각의 매트(21,22)를 구성하는 알루미나 화이버를 녹여 서로 달라 붙게 된다. 따라서 종래에 두 매트(21,22) 접착하기 위해 사용하던 접착제가 필요없게 된다.

또한, 청구항 2항에 의한 실시예의 경우에는 청구항 1항에 의해 제작되는 제 1 매트(21)의 일측면에 요홈(21a)를 형성한 다음, 그 요홈(21a)에 제 2 매트(22)를 수용시킨 후 상기한 같은 방법으로 진동을 가해 두 매트(21,22)를 접착시키면 된다. 이와 같이 제 1 매트(21)에 요홈(21a)을 형성하여 제 2 매트(22)를 접착시키게 되면 두 부재의 접촉면적이 넓어지므로 결합력이 좋아지게 된다.

그리고, 청구항 3항에 의해 제작되는 지지부재(30)를 설명하면 다음과 같다.

상기한 지지부재(30)는 종래와 같이 알루미나 화이버와 규석이 혼합되어 이루어지는 1100HT(31)와, 흑운모로 이루어지는 매트(32)가 결합되어 구성된다.

이 때 상기한 1100HT(31)의 일측면에 요홈(31a)을 형성하고, 이 요홈(31a)에 상기 매트(32)를 수용시킨 상태로 촉매컨버터(1)의 촉매(2)와 하우징(3) 사이에 개재시킨다. 이 과정에서 1100HT(31)는 촉매(2) 측에 접하도록 위치되고, 매트(32)측은 하우징(3)측에 위치된다. 즉, 도 4와 같이 매트(32)가 상기한 요홈(31a)에 수용된 상태로 매트(32)의 다른 일측면이 하우징(3)의 측면에 지지되므로서 종래와 같이 접착재를 사용하여 두 부재(31,32)를 접착시키지 않아도 된다.

이상과 같이 구성되는 지지부재(20,30)은 촉매컨버터(1)의 형상에 따라서 필요한 만큼씩 절단되어 촉매(2)와 하우징(3) 간을 지지하는 데 사용된다.

참고로 이 지지부재(20,30)는 촉매컨버터의 촉매와 하우징을 지지하는 것으로 설명하였으나 이는 일실시예에 불과한 것이고, 다른 부재들을 지지하는 데에도 사용가능한 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 지지부재를 구성하는 매트들을 접착하는 과정에서 접착재를 사용하지 않아도 되므로서 매트의 내구성이 향상되고 배기가스의 정화효율이 상승될 뿐만 아니라, 촉매전화성능이 향상됨에 따라 적은 귀금속량으로도 배기가스법규에 만족하는 촉매컨버터를 제작할 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

알루미나 화이버 70%와 규석 30%의 비율로 형성되는 제 1 매트(21)와, 알루미나 화이버 70%와 흑운모 30%의 비율로 형성되는 제 2매트(22)를 겹쳐 형성하되, 상기 제 1 매트(21)와 제 2 매트(22)를 겹쳐 놓은 다음 70 ~ 100MHz의 진동을 가하므로서 상기 각각의 매트(21,22)를 구성하는 알루미나 화이버가 진동열에 녹아 각각의 매트(21,22)끼리 접하는 표면이 접착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매지지부재.
제 1 항에 있어서,

상기한 제 1 매트(21)의 일측면에 요홈(21a)을 형성하고, 상기 요홈(21a)에 제 2 매트(22)를 수용시킨 다음, 70 ~ 100MHz의 진동을 가하므로서 상기 각각의 매트(21,22)를 구성하는 알루미나 화이버가 진동열에 녹아 각각의 매트(21,22)끼리 접하는 표면이 접착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매지지부재.
배기가스 중의 유해성분을 산화, 환원시키는 촉매컨버터의 촉매와 하우징 사이에 개재되는 촉매지지부재에 있어서,

알루미나 화이버와 규석이 혼합되어 일측면이 촉매(2)측에 접하게 되는 1100HT(31)의 타측면에 요홈(31a)을 형성하여, 흑운모로 구성되는 매트(32)가 상기한 요홈(31a)에 수용되도록 하고 타측면은 촉매컨버터(1)의 하우징(3) 내부벽면에접하도록 하여 상기한 1100HT(31)와 매트(32)를 결합하기 위해 별도의 접착제를 사용하지 않아도 되는 것을 특징으로 하는 촉매지지부재.