KR100517786B1 - 엔진실에 장착되는 촉매 지지 장치 - Google Patents

엔진실에 장착되는 촉매 지지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100517786B1
KR100517786B1 KR10-2000-7002281A KR20007002281A KR100517786B1 KR 100517786 B1 KR100517786 B1 KR 100517786B1 KR 20007002281 A KR20007002281 A KR 20007002281A KR 100517786 B1 KR100517786 B1 KR 100517786B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst support
housing
support body
flange
support device
Prior art date
Application number
KR10-2000-7002281A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010023630A (ko
Inventor
헬무트 홀프
프리드리히-빌헬름 카이저
우베 지프만
루드빅 비레스
Original Assignee
에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
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
Priority claimed from DE1997138585 external-priority patent/DE19738585A1/de
Priority claimed from DE19739476A external-priority patent/DE19739476A1/de
Priority claimed from DE1997155703 external-priority patent/DE19755703B4/de
Application filed by 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 filed Critical 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
Publication of KR20010023630A publication Critical patent/KR20010023630A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100517786B1 publication Critical patent/KR100517786B1/ko

Links

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
    • F01N13/00—Exhaust 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
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844—Mechanical joints
    • F01N13/1855—Mechanical joints the connection being realised by using bolts, screws, rivets or the like
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust 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
    • F01N13/011—Exhaust 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 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust 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
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • 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
    • 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
    • F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/14—Sintered material
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/44—Honeycomb supports characterised by their structural details made of stacks of sheets, plates or foils that are folded in S-form
    • 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
    • F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/02—Fitting monolithic blocks into the housing

Landscapes

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

Abstract

본 특허 출원은 촉매 지지 바디(4)가 배치되는 하우징(1)을 가지는 촉매 지지 장치에 관한 것이다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로 분리되며 촉매 지지 바디(4)의 축선방향으로 연장되는 다수의 통로를 가진다. 하우징(1)은 상기 촉매 지지 바디(4)의 축선방향으로 적어도 부분적으로 연장된다. 하우징(1)은 실질적으로 축선방향 외측으로 향하며 상기 촉매 지지 바디(4)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 칼라(5)를 가진다. 칼라(5)는 내연기관의 실린더 헤드(16)와 매니폴드(20) 사이에 배치될 수 있다. 본 발명에 따른 촉매 지지 장치는 촉매 지지 바디가 상기 엔진에 밀접하여 설치되는 것이 허용된다.

Description

엔진실에 장착되는 촉매 지지 장치{CATALYST SUPPORT ASSEMBLY TO BE MOUNTED IN AN ENGINE COMPARTMENT}
본 발명은 촉매 지지 장치 및 구조 유닛 및 내연기관의 배기 시스템에 관한 것이다.
내연기관의 배기중 촉매 변환 성분에 대해, 촉매 지지 바디에 적어도 하나의 촉매 활성 물질이 적용되는 것이 공지되어 있다. 촉매 지지 바디는 배기가 유동될 수 있도록 통과하는 가스 통로를 가진다. 가스 통로는 촉매 지지 바디의 종방향으로 연장된다. 벌집 형상의 촉매 지지 바디의 설계가 공지되어 있다. 촉매 지지 바디는 적어도 부분적으로 구조화된 금속판 층으로 형성될 수 있다. 더욱이, 세라믹 재료로 구성된 촉매 지지 바디가 공지된다. 이 같은 촉매 지지 바디는 압출 성형된다.
촉매 지지 바디는 배기 시스템의 부품인 하우징에 배치된다. 하우징의 다양한 형상은 촉매 지지 바디의 재료에 따라 공지된다.
WO 90/02251에는 특히 엔진에 근접하여 설치하고 배기 시스템의 내부에 설치하기 위하여 적당한 촉매 지지 바디를 구비한 하우징이 공개된다. 하우징은 촉매 지지 바디보다 더 큰 단면을 가진다. 하우징은 거의 사각형 개구를 가지며, 상기 개구의 길이는 촉매 지지 바디의 최대 길이보다 더 길며, 상기 개구의 폭은 촉매 지지 바디의 최대 폭보다 더 크다. 촉매 지지 바디는 하우징의 개구보다 더 큰 길이 및 폭을 가지는 평형 또는 곡선형 보유판에 부착된다. 보유판은 하우징용 밀페 커버로서 작용하며, 촉매 지지 바디는 하우징의 내부 챔버내로 돌출된다. 이것은 하우징에 또는 하우징으로부터 촉매 지지 바디의 설치 및 제거를 간단하게 한다.
촉매 지지 장치의 다른 설계는 예를 들면, WO 96/27735, WO 96/01698 및 WO 96/19647에 공지된다.
특히 승객용 차량에 설치되는 내연기관의 경우, 차량의 엔진실 내부의 공간 상태가 상대적으로 제한되므로, 엔진에 근접하여 촉매 지지 바디를 설치하는 것은 문제점이 있다.
DE 26 35 725에는 적어도 하나의 촉매 지지 바디가 배치되는 하우징을 가지는 촉매 지지 장치가 공개된다. 촉매 지지 바디는 격벽에 의하여 서로 분리되며 촉매 지지 바디의 축선방향으로 연장되는 다수의 통로를 가진다. 하우징은 실질적으로 외측 반경방향으로 향하는 플랜지를 가진다. 플랜지는 실린더 헤드와 내연기관의 매니폴드 사이에 배치될 수 있다. 하우징은 플랜지와 일체로 형성될 수 있다.
DE 43 17 092 A1은 내연기관의 배기 매니폴드에 배치되는 촉매 지지 장치가 공개된다. 촉매 지지 장치는 프레임 형상으로 설계된 하우징을 가진다. 상기 프레임형 하우징은 촉매 지지 바디가 하우징의 반경방향 및 축선방향으로 고정되는 칼라형 비드(collar-like beads)를 가진다. 하우징은 플랜지에 결합된다. 플랜지는 칼라형 비드중 하나에 용접된다. 플랜지를 다수의 하우징에 결합하는 것이 가능하다는 것이 DE 43 17 092 A1에도 공지된다.
DE 43 22 526 A1에는 내연기관용 촉매 지지 장치의 다른 설계가 공지된다. 촉매 지지 장치는 촉매 지지 바디가 배치되는 하우징을 가진다. 하우징에 고정되는 칼라를 가지는 플랜지는 하우징에 결합된다. 배기 파이프와 함께 플랜지는 내연기관의 실린더 헤드에 고정된다.
본 발명의 기본적인 목적은 설계가 간단하며 엔진에 근접하여 설치되는 촉매 지지 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 다른 목적은 내연기관의 근처에 적어도 두 개의 촉매 지지 바디의 조립체를 간단하게 한 구조화 유닛을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 적은 경비로 제작될 수 있는 내연기관의 배기 시스템을 제작하는 것이다.
도 1은 촉매 지지 장치의 제 1 실시예를 보여주는 정면도이며,
도 2는 도 1의 촉매 지지 장치의 측 단면도이며,
도 3은 도 2의 X 부분을 확대 도시한 상세도이며,
도 4는 촉매 지지 장치의 제 2 실시예를 도시한 정면도이며,
도 5는 도 4의 촉매 지지 장치의 단면도이며,
도 6은 도 5의 X 부분의 상세도이며,
도 7은 촉매 지지 장치의 제 3 실시예를 도시한 정면도이며,
도 8은 도 7의 촉매 지지 장치의 측 단면도이며,
도 9는 도 8의 X 부분을 확대 도시한 상세도이며,
도 10은 촉매 지지 장치의 다른 실시예를 도시한 단면도이며,
도 11은 도 10의 X 부분의 상세도이며,
도 12는 촉매 지지 장치의 다른 실시예의 정면도이며,
도 13은 도 12의 촉매 지지 장치의 측 단면도이며,
도 14는 도 13의 X 부분의 상세도이며,
도 15는 촉매 지지 장치의 다른 실시예의 정면도이며,
도 16은 도 15의 촉매 지지 장치의 측 단면도이며,
도 17은 도 16의 X 부분의 상세도이며,
도 18은 촉매 지지 바디를 갖는 지지 유닛의 제 1 실시예를 도시한 평면도이며,
도 19는 배기 시스템의 부품을 도시한 단면도이다.
상기 목적은 청구항 1에 청구된 촉매 지지 장치, 청구항 11에 청구된 구조 유닛 및 청구항 12에 청구된 배기 시스템에 의하여 달성된다. 유용한 고안 및 형상의 촉매 지지 장치, 구조 유닛 및 배기 시스템은 각각의 종속항의 구성요소를 형성한다.
촉매 장치의 신규성은 격벽에 의하여 서로 분리되며 촉매 지지 바디의 축선방향으로 연장되는 다수의 통로를 가지는 촉매 지지 바디가 배치되는 하우징을 가지는 것이다. 하우징은 촉매 지지 바디의 축선방향으로 적어도 부분적으로 연장된다. 본 발명에 따른 장치는 실질적으로 외측 반경방향으로 향하며 촉매 지지 바디를 적어도 부분적으로 둘러싸며 실린더 헤드와 내연기관의 매니폴드 사이에 배치될 수 있는 적어도 하나의 플랜지를 가지는 하우징을 가진다. 플랜지는 하우징내로 적어도 부분적으로 돌출되는 부분을 가진다. 본 발명에 따른 촉매 장치의 설계는 본 발명에 따른 촉매 지지 장치가 상대적으로 작은 설치 공간이 요구되도록 하우징과 플랜지 사이에 칼날형 전이부(sharp transition)를 형성한다. 특히 존재하는 내연기관의 경우, 내연기관은 예를 들면 DE 43 22 526 A1에 공지된 바와 같이 촉매 지지 장치는 플랜지와 하우징 사이의 전이영역에 곡률반경을 가지므로 이와 같은 타입의 촉매 지지 장치를 개장할 수 없다는 문제점이 있다. 이 같은 촉매 지지 장치는 다른 부재를 이용함으로써 조립될 수 있다. 촉매 지지 장치의 발명에 따른 설계와 함께, 이러한 방법에 배기 매니폴드 또는 실린더 헤드를 적용하는 것이 절대적으로 필요한 것은 아니다.
플랜지가 하우징내로 적어도 부분적으로 연장되는 사실 때문에, 촉매 지지 바디와 하우징에 작용하는 임의의 힘은 하우징을 경유하여 플랜지에 직접 작용하므로, 플랜지와 하우징 사이의 결합 부분에 작용하는 부하도 완화된다. 하우징과 플랜지 사이의 결합 부분에 작용하는 부하를 완화함으로써 촉매 지지 장치의 유효 수명에 유익한 효과를 가진다.
본 발명에 따른 촉매 지지 장치의 설계는 또한 존재하는 내연기관상에서 개장도 허용하며, 결과적으로 배기의 임의의 유해한 성분의 배출이 감소될 수 있다.
촉매 지지 장치는 촉매 지지 바디가 내연기관으로부터 출구 통로로 적어도 부분적으로 감소될 수 있는 크기를 가진다. 상기 장치는 유해한 성분의 배출이 내연 기관, 특히 차량의 저온 시동 단계동안 감소될 수 있도록 촉매가 제공되는 촉매 지지 바디가 신속하게 작동온도로 된다는 것을 의미한다.
촉매 지지 장치의 유용한 형상에 따라, 하우징에는 외벽상 또는 외벽내에 적어도 플랜지 부분이 돌출되는 리세스를 가진다. 리세스는 홈, 특히 연속적으로 둘러싸이는 홈에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 플랜지는 바람직하게는 내경이 하우징의 외경보다 더 큰 통로 개구를 가진다. 플랜지는 홈의 영역에 배치된다. 하우징의 변형이 외측 반경 방향으로 향하기 때문에, 적어도 홈의 영역에서, 플랜지 부분이 홈내로 통과한다. 하우징의 소성 변형은 충분히 높은 내압하에서 하우징에 배치됨으로써 달성될 수 있다. 적당한 경우, 상승된 온도에서 하우징의 변형이 발생될 수 있다.
촉매 장치의 추가 유용한 형상에 따라, 외벽에서 적어도 하나의 외측 반경방향으로 향하는 구부러진 부분(swaged section)에 의하여 리세스가 형성될 것이 제안된다. 상기 구부러진 부분은 비드(bead)의 형상으로 설계되는 것이 바람직하다.
본 발명의 더욱 유용한 형상에 따라, 플랜지의 부분이 일 촉매 지지 바디까지 연장되는 것이 제안된다. 촉매 지지 장치가 이 방법으로 형성되는 경우, 하우징은 2개의 부분으로 설계되는 것이 바람직하다.
촉매 지지 장치의 유용한 형상에 따라, 하우징이 촉매 지지 바디의 길이보다 더 작은, 바람직하게는 상당히 작은 촉매 지지 바디의 축선방향으로의 크기를 가지는 것이 제안된다. 결과적으로, 촉매 지지 장치의 작동 온도가 더욱 신속하게 도달될 수 있도록 촉매 지지 장치는 상대적인 저 열용량 질량을 가진다. 이 형상의 다른 장점은 촉매 지지 장치가 출구 통로를 확장할 필요가 없는 내연기관으로부터 유출구에 배치되도록 촉매 지지 장치의 외부 크기는 요구된 수준으로 감소된다는 사실에서 알 수 있다. 상기 효과는 또한 출구 통로에서 자유 유동 단면이 촉매 지지 장치에 의하여 무의미한 정도로만 감소되거나 배기의 유동 작용은 무의미한 정도로 영향을 미치도록 달성된다.
촉매 지지 바디의 축선방향으로의 길이가 촉매 지지 바디의 길이보다 더 작은, 바람직하게는 상당히 더 작은 하우징은 나선형으로 감겨진 금속 촉매 지지 바디를 수용하기에 특히 적절하다.
나선형으로 감겨진 촉매 지지 바디 대신, 예를 들면 하우징에 S 형상으로 감겨진 촉매 지지 바디를 배치하기 위한 경우, 하우징이 적어도 두개의 하우징부에 의하여 형성되는 것이 제안되며, 각각의 하우징부는 촉매 지지 바디의 종방향 일 부분 위로 넘어 연장된다. 하우징의 이러한 형상은 하우징부에 의하여 촉매 지지 바디가 넓게 개방되는 것을 방지하는 장점을 가진다. 개별적인 하우징부의 전체 길이가 촉매 지지 바디의 전체 길이에 대응되는 것이 필요하지 않다. 충분히 긴 하우징이 주어질 때, 단일 부품 하우징에 배치되는 S 형상으로 감겨진 촉매 지지 바디가 또한 가능하다.
촉매 지지 장치의 추가 유용한 형상에 따라, 링 또는 슬리브 형상으로 설계되는 하우징 또는 하우징부가 제안된다. 이 형상은 하우징 또는 하우징부가 제작하기가 상대적으로 간단하다는 장점을 가진다. 하우징 또는 하우징부의 외형은 유출구 통로 또는 상기 유출구 통로에 인접한 배기 유동 흐름 통로의 단면에 대응되는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가 유용한 형상에 따라, 플랜지가 하우징 또는 하우징부와 함께 단일 지지 유닛(single carrying unit)을 형성하는 것이 제안된다. 이것은 다수의 부분을 다룰 필요가 없다는 장점을 가진다.
지지 유닛의 추가 유용한 형상에 따라, 촉매 지지 바디를 지지할 수 있는 적어도 하나의 스톱 부재(stop)를 가지는 하우징 또는 하우징부가 제안된다. 이것은 하우징 또는 하우징부 내부의 촉매 지지 바디의 한정된 설치 위치를 허용한다.
바람직하게는, 촉매 지지 장치는 플랜지가 매니폴드 및 실린더 헤드에 기밀 결합을 위한 적어도 하나의 밀폐면을 가지는 방식으로 형성된다. 밀폐면은 촉매 지지 바디를 둘러 쌀 수 있도록 고리형이 바람직하다. 이 경우, 촉매 장치의 바람직한 형상이 플랜지가 자체적으로 밀폐부를 형성하는 형상이다. 이 같은 촉매 지지 장치의 형상은 추가 밀폐 수단을 구비하는 것이 가능하므로, 촉매 지지 장치가 내연기관에 직접 배치될 때 특히 적절하다. 그러므로 플랜지는 내연기관의 엔진 블록과 매니폴드 사이에 밀폐부를 형성한다. 내연기관의 연소실에 대한 촉매 지지 장치의 부근에 촉매 지지 바디가 상대적으로 신속하게 가열되는 것을 보장하며, 결과적으로 촉매 지지 장치는 짧은 시간내에 매우 효과적일 수 있다. 플랜지는 금속 밀폐부를 형성하는 것이 바람직하다.임의의 상황하에서, 밀폐 부재의 형상에 따라, 적어도 하나의 밀폐 부재를 구비한 플랜지를 설계하는 것이 편리하며, 플랜지의 밀폐면을 정확하게 형성할 필요가 없으므로 결과적으로 플랜지를 제작하기 위한 비용이 감소될 수 있다.
촉매 지지 장치의 추가적인 유용한 형상에 따라, 촉매 지지 바디가 금속 촉매 지지 바디가 되는 것이 제안된다. 이것은 단일 벌집형 베드가 바람직하다. 금속 촉매 지지 바디를 이용함으로써 촉매 지지 장치의 안정성이 증가되도록 촉매 지지 바디가 적어도 하우징 및/또는 플랜지에 납땜될 수 있다는 장점을 가진다.
금속 촉매 지지 바디는 적어도 부분적으로 구조화되는 금속판 층을 포함할 수 있다. 선택적으로, 촉매 지지 바디는 소결된 금속으로 제작될 수 있다.
금속 촉매 지지 바디에 대한 선택적인 실시예로서, 세라믹 촉매 지지 바디를 이용하는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우 금속으로된 촉매 지지 바디 및 하우징 재료의 상이한 팽창 계수에 의한 상이한 열 팽창이 적절한 측정에 의하여 보충되는 것이 보장되어야 한다.
촉매 지지 장치의 추가 유용한 형상에 따라, 적어도 하나의 통로를 갖는 적어도 하나의 영역을 가지는 촉매 지지 바디가 제안되는데, 이 통로는 다른 통로보다 더 큰 단면을 가진다. 이러한 측정은 촉매 지지에 의하여 배기 스트림의 유동 작용이 영향을 받지 않거나 매우 작은 정도로만 영향을 받는 것을 보장한다. 이 같은 효과는 내연기관의 연소실내의 혼합물 형성상의 피드백 효과를 가지는 경우 특히 중요하다.
추가적인 진보적 사상에 따라, 청구항 1 내지 청구항 10 중 하나에 청구된 적어도 두 개의 촉매 지지 장치를 가지는 구조 유닛이 제안되며, 촉매 지지 장치는 공통 플랜지를 가진다. 많은 촉매 지지 장치는 내연기관으로부터 많은 출구 통로에 대응한다. 결과적으로, 촉매 지지 장치의 조립체 비용을 감소시키는 것이 가능하다. 특히 많은 촉매 지지 장치가 내연기관의 많은 출구 통로에 대응하는, 내연 기관 및 적절히 형성된 구조 유닛의 적절한 설계가 주어진, 구조 유닛의 경우, 각각의 촉매 지지 바디의 일 부분이 내연기관의 출구 통로로 돌출될 수 있도록 내연기관에 직접적으로 상기 구조 유닛이 연결되는 것이 가능하다.
바람직하게는, 이 같은 구조 유닛은 각각의 촉매 지지가 밀폐면 내부에 배치되는 방식으로 형성된다. 이와 달리, 적절한 밀폐부는 각각의 촉매 지지를 위한 결합 칼라를 형성할 수 있다.
다른 진보적 사상에 따라, 청구항 1 내지 10 중 하나에 청구된 촉매 지지 장치 및/또는 청구항 11에 청구된 구조 유닛을 가지는 내연 기관용 배기 시스템이 제안되며, 배기 시스템은 촉매 지지 바디가 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 배기 유동 통로를 가진다. 본 발명에 따른 배기 시스템은 내연기관의 바로 근처의 촉매 지지 바디를 설치하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 하나의 촉매 지지 바디는 각각의 흐름 통로에서 배치되는 각각의 경우이며, 배기의 유해 성분의 배출을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
배기 시스템을 가능한 효과적으로 하며 배기의 측관 유동을 방지하기 위하여, 배기 흐름 통로의 단면에 실질적으로 대응하는 단면을 가지는 하우징을 구비한 각각의 촉매 지지 바디가 제안된다.
내연기관에 연결하기 위한 적어도 하나의 플랜지를 구비한 적어도 하나의 매니폴드를 가지는 배기 시스템의 더욱 유용한 형상에 따라, 적어도 부분적으로 플랜지를 지지하는 칼라가 제안된다. 특히, 칼라는 기밀되는 방법으로 플랜지에 결합할 수 있는 방법으로 설계된다.
본 발명의 더욱 상세한 설명과 장점은 도면에 도시된 실시예에 대하여 설명된다.
도 1 및 도 2는 촉매 지지 장치의 제 1 실시예를 보여준다. 촉매 지지 장치는 두 개의 부품으로 설계된 하우징(1)을 가진다. 하우징(1)은 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)를 가진다. 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)는 실질적으로 관형상이다. 촉매 지지 바디(4)는 하우징(1)의 내부에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로 분리되고 촉매 지지 바디(4)의 종축선(12)의 종방향으로 연장되는 다수의 통로(8)를 가진다. 예증된 실시예에서, 촉매 지지 바디(4)는 적어도 부분적으로 구성되고 바람직하게는 S 형상으로 서로 역어진 금속판 층에 의하여 형성된다. 다른 형상의 촉매 지지 바디(4)도 가능하다. 촉매 지지 바디는 또한 비금속 재료, 특히 세라믹으로 구성된다. 하우징(1)은 통로(8)의 종방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 형성되는 분할면(E)에 의하여 분할된다. 예증된 실시예에서, 분할면(E)은 촉매 지지 바디(4)의 대칭 면에 실질적으로 놓인다. 그러나, 이것은 절대적으로 필요한 것은 아니다. 상기 하우징은 또한 비대칭하게 분할될 수 있다.
플랜지(5)는 제 1 하우징부(2)와 제 2 하우징부(3) 사이에 배치된다. 플랜지(5)는 분할면(E)에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)는 플랜지(5)를 관통한다. 이 목적을 위하여, 플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)의 외측 윤곽선에 형성되는 출입 개구(13)를 가진다. 플랜지(5)는 하우징(1)을 통하여 촉매 지지 바디(4)까지 연장된다.
금속 촉매 지지 바디(4)는 하우징(1)의 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)에 적어도 부분적으로 결합된다. 촉매 지지 바디(4) 및 제 1 하우징부(2) 또는 제 2 하우징부(3) 사이의 결합은 납땜 결합인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 또한 플랜지(5)와 촉매 지지 바디(4) 사이의 납땜 결합이 있다. 게다가, 또는, 이와 달리, 플랜지(5)와 하우징(1)의 제 1 하우징부(2) 및/또는 제 2 하우징부(3) 사이의 결합은 또한 금속 대 금속 결합일 수 있다. 상기 결합은 예를 들면, 용접, 특히 레이저 용접, 마찰 압접, 아크 용접 또는 저항 용접으로 형성될 수 있다.
플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)의 종축선(12)에 실질적으로 수직하게 된다. 또한 하우징(1)에 실질적으로 수직하게 되도록 설계된다. 플랜지(5)가 촉매 지지 바디(4)까지 연장되기 때문에, 플랜지(5)와 하우징(1) 사이에 칼날형 엣지 전이부(sharp-edged transition)가 있다. 플랜지(5)와 하우징(1) 사이의 상기 칼날형 엣지 전이부는 배기 시스템의 배기 덕트에 매우 정확히 배치되는 촉매 지지 장치를 허용한다. 특히, 기계에는 실린더의 배출 통로의 엣지가 절대적으로 필요하지 않다. 플랜지(5)가 하우징(1)으로 돌출되기 때문에, 촉매 지지 바디(4)로부터 하우징(1)에 작용하는 힘은 또한 하우징(3)을 경유하여 플랜지(5)로 전달된다. 예증된 실시예에서, 하우징부(2,3)의 단면은 플랜지(5)에 접한다. 상기 단면을 경유하여, 촉매 지지 바디에 작용하며 유동하는 배기 가스에 의하여 발생하는 힘은 플랜지(5)내로 전달된다. 이것은 플랜지(5)와 촉매 지지 바디(4) 사이 또는 플랜지(5)와 하우징(1)의 제 1 하우징부(2) 및/또는 제 2 하우징부(3) 사이의 결합 영역에 작용하는 부하를 감소시킨다. 도 3은 하우징부(2,3)와 플랜지(5) 사이의 결합 영역의 확대도이다.
플랜지(5)는 부착 부재, 특히 스크류가 관통하여 돌출될 수 있는 두 개의 구멍(6)을 가지며, 상기 연결 부재에 의하여 촉매 지지 장치가 배기 시스템에 결합된다. 상기 구멍(6)은 공통 축선(10)상에 놓인다. 플랜지(5)는 적어도 하나의 밀폐면(9)을 가지는 밀폐부로서 설계된다.
특히 도 1로부터 볼 수 있듯이, 촉매 지지 바디(4)는 서로로부터 일정한 거리로 이격되어 있으며 촉매 지지 바디(4)의 다른 통로(8)보다 더 큰 단면을 가지는 두 개의 통로(14)를 가진다. 통로(14)는 촉매 지지 바디(4)의 중앙 영역에 실질적으로 형성된다. 도 1에 도시된 촉매 지지 바디(4)의 경우, 통로(14)는 촉매 지지 바디(4)를 생산하기 위하여 감기 스핀들(winding spindles)이 결합되는 영역에 형성된다. 촉매 지지 바디는 WO 97/00725 또는 WO 97/00135로부터 공지된 방법에 따라 생산되는 것이 바람직하다.
도 4, 도 5 및 도 6은 촉매 지지 장치의 제 2 실시예를 보여준다. 촉매 지지 장치는 두 부분의 하우징(1)을 가진다. 촉매 지지 바디(4)는 하우징(1)내에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로 분리되는 다수의 통로(8)를 가진다. 통로(8)는 촉매 지지 바디의 종방향으로 연장된다. 격벽(7)은 적어도 부분적으로 구성되는 금속판에 의하여 형성될 수 있다.
하우징(1)이 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)를 가질 수 있도록 하우징(1)은 통로(8)의 종방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 형성되는 분할면(E)에서 분할된다. 각각의 하우징부(2,3)는 촉매 지지 바디(4)를 부분적으로 둘러싼다.
플랜지(5)는 하우징(1)의 제 1 하우징부(2)와 제 2 하우징부(3) 사이에 배치된다. 플랜지(5)는 판형상이다. 플랜지는 분할면(E)에 배치된다. 플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)가 연장되어 통과되는 통로 개구(13)를 가진다. 통로 개구(13)의 형상은 촉매 지지 바디(4)의 외측 윤곽에 실질적으로 대응된다. 통로 개구(13)의 내측 엣지(15)는 촉매 지지 바디(4)의 외측 케이싱을 지지한다. 플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)에 납땜되는 것이 바람직하다.
플랜지(5)는 밀폐면(9)을 가지고 대응면에 배치되는 밀폐 부재(11)를 가진다. 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)로부터의 거리에서 밀폐 부재(11) 단부는 특히 도 6으로부터 볼 수 있다.
플랜지(5)는 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징부(2,3) 사이에 배치된다. 하우징부(2,3)의 서로 직면하는 단면은 플랜지(5)를 지지한다. 플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)까지 연장된다. 플랜지(5)는 제 1 실시예에 대하여 이미 설명한 방법으로 하우징(1) 또는 하우징부(2,3)에 결합된다.
도 7, 도 8은 촉매 지지 장치의 다른 실시예를 보여준다. 촉매 지지 장치는 두 개의 부분으로 설계된 하우징(1)을 가진다. 하우징(1)은 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)를 가진다. 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)는 실질적으로 관형상이다. 촉매 지지 바디(4)는 하우징(1)의 내부에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로로부터 분리되며 촉매 지지 바디(4)의 종축선(12)의 종방향으로 연장되는 다수의 통로(8)를 가진다.
도시된 실시예에서, 촉매 지지 바디(4)는 적어도 부분적으로 구성되며 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, S 형상으로 실질적으로 서로 꼬이는 금속판 층에 의하여 형성된다. 촉매 지지 바디(4)의 다른 형상이 가능하다.
하우징(1)은 통로(8)의 종방향에 대해 횡방향으로 실질적으로 형성되는 분할면(E)으로 분할된다. 도시된 실시예에서, 분할면(E)은 촉매 지지 바디(4)의 대칭면에 실질적으로 놓인다. 그러나, 이것은 절대적으로 필요한 것은 아니다.플랜지(5)는 제 1 하우징부(2)와 제 2 하우징부(3) 사이에 형성된다. 플랜지(5)는 분할면(E)에 놓인다. 촉매 지지 바디(4)는 플랜지(5)를 관통한다. 이를 위해, 플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)의 외곽부에 적용되는 통로 개구(13)를 갖는다.
플랜지(5) 및 하우징부(2)는 지지 유닛(27)을 형성한다. 하우징부(2) 및 플랜지(5)는 하우징부(2)에 결합된다. 플랜지(5)는 하우징부(2)에 납땜 또는 용접되는 것이 바람직하다.
특히 도 9로부터 볼 수 있듯이, 제 2 하우징부(3)는 플랜지(5)로부터 축선방향으로 임의의 거리에 놓인다.
금속 촉매 지지 바디(4)는 적어도 하우징(1)의 제 1 하우징부(2) 및 제 2 하우징부(3)에 부분적으로 결합되는 것이 바람직하다. 촉매 지지 바디(4)와 제 1 하우징부(2) 또는 제 2 하우징부(3) 사이의 결합은 납땜 결합인 것이 바람직하다. 플랜지(5)와 촉매 지지 바디(4) 사이의 납땜 결합도 바람직하다.
플랜지(5)는 부착 부재, 특히 스크류가 관통하여 연장될 수 있는 두 개의 구멍(6)을 가지며, 상기 연결 부재에 의하여 촉매 지지 장치는 실린더 헤드 및/또는 내연기관(도시안됨)의 매니폴드에 연결될 수 있다. 상기 구멍은 공통 축선(10)상에 놓인다.
플랜지(5)는 평판형상이다. 적어도 하나의 밀폐면(9)을 가지는 밀폐부를 형성하는 것이 바람직하다.
특히 도 7로부터 볼 수 있듯이, 촉매 지지 바디(4)는 서로로부터 일정한 거리를 형성하며 촉매 지지 바디(4)의 다른 통로(8)보다 더 큰 단면을 가지는 두 개의 주 통로(14)를 가진다. 통로(14)는 촉매 지지 바디(4)의 중앙 영역에 실질적으로 형성된다. 도 7에 도시된 촉매 지지 바디(4)의 경우, 주 통로(14)는 감기 스핀들이 촉매 지지 바디(4)를 제조하기 위한 목적을 위하여 결합되는 영역에 형성된다. 촉매 지지 바디는 WO 97/00725 또는 WO 97/00135에서 공지된 방법에 따라 제조되는 것이 바람직하다.
도 10은 촉매 지지 장치의 다른 실시예를 완전한 단면도로 보여준다. 촉매 지지 장치는 촉매 지지 바디(4)를 가진다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로 분리되며 촉매 지지 바디의 종축선(12)의 종방향으로 연장되는 다수의 통로(8)를 가진다.
하우징(1)은 촉매 지지 바디(4)를 둘러싼다. 하우징(1)은 촉매 지지 바디(1)의 종방향으로 촉매 지지 바디(4)의 길이보다 더 작은, 특히 상당히 더 작은 길이를 가진다.
하우징(1)은 고리형상이다. 하우징(1)은 하우징(1)과 함께 지지 유닛(27)을 형성하는 플랜지(5)에 연결된다. 이 같은 플랜지(5)는 밀폐부를 형성할 수 있다.
플랜지(5)는 촉매 지지 바디(4)가 연장되어 통과되는 통로 개구(13)를 가진다. 통로 개구(13)에 인접한 부분(43)은 하우징(1)내로 돌출된다. 하우징(1)은 연속적으로 에워싸는 리세스(44)를 가지며, 상기 리세스(44)내로 상기 부분(43)이 돌출된다. 도시된 실시예에서 리세스(44)는 도 11로부터 볼 수 있듯이 계단 형상이다. 리세스(44)는 서로 실질적으로 수직하게 연장되는 두개의 면에 의하여 제한되며, 상기 두개의 면에 대하여 플랜지(5)를 지지한다. 플랜지(5)와 하우징(1) 사이의 전이 영역은 칼날형 엣지이며, 촉매 지지 장치는 예정된 설치 위치에 적용된다. 플랜지(5)는 납땜 결합에 의하여 하우징(1)에 결합되는 것이 바람직하다. 이와 달리, 플랜지(5)는 용접에 의하여 하우징(1)에 결합될 수 있다. 플랜지(5)와 하우징(1) 사이의 납땜 결합은 하우징(1)과 촉매 지지 바디 사이의 납땜 결합과 동시에 형성될 수 있다. 납땜 결합되지 않은 촉매 장치를 처리할 때, 플랜지(5)를 예정 위치에서 벗어나지 않도록 하기 위하여, 플랜지(5)가 압력 맞춤 및/또는 성형 맞춤 방법으로 하우징(1)에 결합되는 것이 제시된다.
도 10에 도시된 하우징(1)에 부가하여, 적어도 하나의 하우징부는 하우징(1)으로부터 일정한 거리에 제공될 수 있다. 이 같은 장치는 S 형상으로 감겨진 촉매 지지 바디(4)가 금속 촉매 지지 바디인 경우 특히 편리하다.
도 12, 도 13 및 도 14는 촉매 지지 장치의 다른 실시예를 보여준다. 촉매 지지 장치는 단일 부품 하우징(1)을 가진다. 촉매 지지 바디(4)는 하우징(1)에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로 분리된 다수의 통로(8)를 가진다. 통로(8)는 촉매 지지 바디의 종방향으로 연장된다. 격벽(7)은 적어도 부분적으로 구성되는 금속판에 의하여 형성될 수 있다.
촉매 지지 장치는 플랜지(5)를 가진다. 플랜지(5)의 부분(43)은 하우징(1)내로 부분적으로 돌출된다. 하우징(1)은 외벽(45)에 리세스(46)를 가진다. 플랜지(5)의 부분(43)은 리세스(46)내로 돌출된다. 리세스(46)는 홈에 의하여 형성된다. 홈(46)은 하우징(1)의 주변 방향 둘레로 계속적으로 형성되도록 설계된다.
특히 도 14에 설계된 플랜지(5)와 하우징(1)사이의 결합은 리세스(46)의 영역에서 하우징(1)을 분할함으로써 형성될 수도 있다.
플랜지(5)의 단면(43)은 하우징(1)을 설치하지 않은 상태에서 통로 개구(13)의 내경보다 더 작은, 바람직하게는 플랜지(5)의 통로 개구(13)의 내경보다 약간 더 작은 하우징(1)의 외경에 의하여 하우징(1)의 리세스(46)내로 도입되는 것이 바람직하다. 플랜지(5)는 리세스(46)의 영역에 배치된다. 그때, 하우징(1)은 플랜지(5)의 부분(43)이 리세스(46)로 통과되도록 적어도 리세스(46)의 영역에서 넓어진다. 예를 들면 하우징(1)의 소성 변형에 의하여 하우징(1)은 넓어 질 수 있다. 소성 변형은 하우징(1)에 기계적인 작용을 가함으로써 이루어질 수 있다. 하우징(1)은 압력 매체, 특히 공기를 하우징(1)의 내부 챔버에 가함으로써 넓어질 수도 있다.
도시된 실시예에서, 플랜지(5)는 플랜지(5)의 양면에 배치되는 밀폐 부재(11)를 가진다. 밀폐 부재(11)는 특히 도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 하우징부 및 제 2 하우징부(3)로부터 일정한 거리에 단부를 형성한다.
하우징(1)의 축선방향 크기는 촉매 지지 바디(4)의 축선방향 크기에 실질적으로 대응된다. 이것은 의무적인 것은 아니다. 또한, 별개의 하우징부 또는 양측 하우징부(2,3)의 축선방향 크기는 또한 촉매 지지 바디(4)의 축선방향 크기보다 더 적을 수 있다. 또한, 촉매 지지 바디(4)는 또한 하우징(1)으로부터 돌출될 수 있다.
도 15 내지 도 17은 촉매 지지 장치의 다른 실시예를 보여준다. 촉매 지지 장치는 하우징(1) 및 플랜지(5)를 포함한다. 촉매 지지 바디(4)는 하우징(1)내에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)는 격벽(7)에 의하여 서로로부터 분리되는 다수의 통로를 가지며 촉매 지지 바디(4)의 축선방향으로 연장된다. 격벽(7)은 촉매 지지 바디(4)의 종축선(12)의 종방향으로 실질적으로 연장된다. 도 15는 촉매 지지 바디(4)가 S 형상으로 실질적으로 형성되는 것을 보여준다. 촉매 지지 바디는 적어도 부분적으로 구성되는 다수의 금속판 층에 의하여 형성된다.
플랜지(5)는 실질적으로 외측 반경방향으로 연장된다. 플랜지는 실질적으로 평판형상이다. 도시된 실시예에서, 플랜지(5)는 적당한 결합 수단, 특히 나사가 통과하는 두 개의 구멍을 가지며, 상기 결합 수단에 의하여 촉매 지지 장치는 배기 시스템에 연결된다. 구멍(6)은 공통 축선(10)상에 놓인다. 이것은 절대적으로 필요한 것이 아니다. 대응면에서, 플랜지(5)는 밀폐 부재(11)를 가진다. 밀폐 부재는 밀폐면(9)을 가진다. 밀폐 부재(11)는 배기 시스템과 촉매 장치 사이 및 엔진의 하우징, 특히 내연기관 사이에 기밀 결합을 형성한다.
플랜지(5)는 하우징(1)이 연장되어 통과하는 통로 구멍(13)을 가진다. 플랜지(5)는 통로 구멍(13)에 인접한 부분(43)을 가진다. 플랜지(5)의 부분(43)은 하우징(1)내로 부분적으로 연장된다. 하우징의 외벽(45)상에, 하우징(1)은 리세스(47)를 가진다. 리세스(47)는 외측 반경방향으로 향하는 구부러진 부분(48)에 의하여 형성된다. 도시된 실시예에서, 구부러진 부분(48)은 플랜지(5)의 양면에 형성된다. 구부러진 부분은 비드의 형상이다. 구부러진 부분은 또한 작은 덩어리(nubs) 형상 또는 임의의 다른 방법으로 설계될 수 있다. 구부러진 부분은 돌기(ram) 형상 또는 이와 유사한 것의 형상일 수 있다.
도 18은 공통 플랜지(5)를 가지는 다수의 하우징(1)을 가지는 구조 유닛(25)을 보여준다. 플랜지(5)는 하우징(1)에 결합된다. 플랜지(5)는 하우징(1)의 종방향 크기에 대해 실질적으로 횡방향으로 형성된다.
도 18에 따른 도시된 실시예에서, 각각의 하우징(1)은 타원형이다. 다른 단면의 하우징(1)이 가능하다. 각각의 하우징(1)이 동일한 단면을 가지는 것이 절대적으로 필요한 것은 아니다. 하우징(1)의 단면은 서로 상이하게 적용되며 하우징(1) 사이의 거리는 변할 수 있다. 하우징 및 서로 상대적인 상기 하우징의 장치의 단면 배치는 내부 연소의 형상에 의하여 실질적으로 결정되며, 특히 배출 통로의 배치 및 상기 통로의 수에 의하여 결정된다. 도시된 바람직한 실시예에서, 서로로부터 이격된 4 개의 하우징이 제공된다.
플랜지(5)는 각각의 경우 대응 측면(34,35)이 밀폐면을 형성하는 방법으로 설계되는 것이 바람직하다. 측면(34,35)은 실린더 헤드와 내연기관(도시안됨)의 매니폴드 사이가 밀폐되는 방식에서 구조 유닛(25)을 결합하기 위하여 이용된다.
측면(34)이 계속적으로 둘러싸도록 설계된 밀폐면(39)를 가지는 것을 특히 도 18에서 볼 수 있다. 각각의 하우징(1)은 밀폐면(39)에 의하여 제한되는 플랜지(5)의 표면 내부에 배치된다. 선택적으로, 각각의 하우징(1)은 적어도 하나의 밀폐면으로 둘러싸일 수 있다. 플랜지(5)상에 직접적으로 밀폐면을 형성하는 대신, 플랜지(5)를 지지하게 되는 밀폐 부재를 이용하는 것도 가능하다.
실린더 헤드 및/또는 내연기관의 매니폴드에 구조 유닛(25)을 결합하기 위하여, 플랜지(5)는 예를 들면 나사 또는 나사 핀이 연장되어 통과하는 구멍(6)을 가진다.
바람직하게는, 각각의 하우징(1)은 하우징(1)의 챔버(28)내로 돌출되는 스톱 부재(38)를 가진다. 스톱 부재(38)는 바람직하게 고리형상이다. 스톱 부재(38)는 돌출되는 형상으로 설계될 수도 있다. 스톱 부재(38)는 하우징(1)의 챔버(28)에 배치되는 촉매 지지 바디를 고정하기 위하여 이용된다.
실린더 헤드 또는 매니폴드에 플랜지(5)를 고정하기 위하여, 플랜지(5)는 예를 들면 나사가 연장되어 통과될 수 있는 구멍(6)을 가진다.
촉매 지지 바디(4)는 각각의 하우징(1)에 배치된다. 촉매 지지 바디(4)의 종방향 길이는 하우징(1)의 축선방향 길이에 대응되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 촉매 지지 바디(4)는 평형 금속판(smooth metal sheets ; 29) 및 구조적 금속판(30)을 포함하는 금속 벌집형 바디이며, 상기 평형 금속판과 구조적 금속판 사이에 배기용 통로(8)가 형성된다. 촉매 지지 바디(4)는 플랜지(5)의 양측면에 연장된다.
금속 촉매 지지 바디에 대한 선택적인 것으로서, 세라믹 촉매 지지 바디를 이용하는 것도 가능하다. 이 같은 세라믹 촉매 지지 바디를 이용하는 경우, 절연 매트는 촉매 지지 바디와 하우징 사이에 배치되며, 결과적으로 구조 유닛의 상이한 열팽창의 벌집형 바디가 압축된다.
본 발명에 따른 촉매 지지 장치는 엔진에 밀접한 설치에 대해 특히 적합하다. 도 19는 설치 위치에 있는 도 2에 도시된 촉매 지지 장치를 보여준다. 내연기관의 실린더 헤드(16)는 유출 통로(17)를 가진다. 유출 통로(17)의 개구는 밀폐면(18)에 의하여 둘러싸인다.
촉매 지지 바디(4)는 유출 통로(17)내로 부분적으로 돌출된다. 촉매 지지 바디(4)는 두부분의 하우징(1)에 배치된다. 플랜지(5) 및 제 1 하우징부(2)에 의하여 형성된 지지 유닛(27)에 배치되는 촉매 지지 바디(4)의 부분(10)은 유출 통로(17)로 돌출된다. 플랜지(5)는 실린더 헤드(16)의 밀폐면(18)을 지지한다. 플랜지(5)는 금속 밀폐부로서 설계된다. 나사형 볼트(19)는 플랜지(5)의 개구(6)를 통하여 연장된다.
제 2 하우징부(3)에 배치되는 촉매 지지 바디(4)의 부분(41)과 함께 제 2 하우징부(3)는 매니폴드(20)의 배기 덕트(21)내로 돌출된다. 배기 덕트(21)는 내연기관으로부터 배기용 배기 유동 통로(42)를 형성한다.
매니폴드(20)는 결합 부재(22)를 가진다. 결합 부재(22)는 플랜지(5)의 구멍(6)에 대응되는 형상인 구멍(23)을 가진다. 실린더 헤드(16)에 결합되는 나사형 볼트(19)는 플랜지(5)의 구멍(6) 및 결합 부재(22)의 구멍(23)을 통하여 연장된다. 실린더 헤드(16)에 매니폴드(20) 및 플랜지(5)를 고정하기 위하여, 너트(24)는 나사형 볼트(19)에 나사조립된다.
이미 전술되었듯이, 플랜지(5)는 금속 밀폐부의 형상으로 설계된다. 플랜지(5)의 이러한 형상은 실린더 헤드(16)와 매니폴드(20) 사이에 기밀 결합을 형성한다. 이 목적을 위하여, 플랜지(5)는 실린더 헤드(16)의 밀폐면(18)을 지지한다. 결합 부재(22)는 플랜지(5)를 지지하게 되는 밀폐면(26)을 가진다. 촉매 지지 장치와 함께 매니폴드(20)는 내연기관의 배기 시스템의 부분을 형성한다.
내연기관이 다수의 유출 통로(17)를 가지는 경우, 촉매 지지 장치는 각각의 유출 통로에 배치될 수 있다.

Claims (28)

  1. 격벽(7)에 의하여 서로로부터 분리되고 상기 촉매 지지 바디의 축선방향으로 연장되는, 다수의 통로(8)를 가지는 하나 이상의 촉매 지지 바디(4)가 배치되는 하우징(1), 및 실질적으로 외측 반경방향으로 향하며 상기 하나 이상의 촉매 지지 바디(4)를 둘러 싸며 내연 기관의 매니폴드(20)와 실린더 헤드(16) 사이에 배치될 수 있는 하나 이상의 플랜지(5)를 가지는, 촉매 지지 장치에 있어서,
    상기 플랜지(5)의 적어도 일 부분(43)이 적어도 상기 하우징(1)의 외벽(45) 내로 연장되는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(1)은 상기 플랜지(5)의 적어도 일부분(43)이 돌출되는 리세스(46,47)를 외벽(45) 위 또는 외벽(45)내에 가지는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리세스(46)는 홈에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 리세스(47)는 상기 외벽(45)에, 외측 반경방향으로 향하는 하나 이상의 구부러진 부분(48)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(1)은 두 개 이상의 하우징부(2,3)로 형성되며, 각각의 하우징부(2,3)는 상기 촉매 지지 바디(4)의 종방향 길이의 일부 위로 연장되는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 지지 바디(4)의 종방향으로의 상기 하우징(1)의 길이가 상기 촉매 지지 바디(4)의 축선방향의 길이보다 더 작은 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지(5)는 하나 이상의 밀폐면(9)을 가지는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지(5)는 적어도 상기 하우징(1)에 납땜되는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 지지 바디(4)는 금속 또는 세라믹 촉매 지지 바디인 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 플랜지(5)는 적어도 상기 촉매 지지 바디(4)에 납땜되는 것을 특징으로 하는,
    촉매 지지 장치.
  11. 외벽(45) 표면을 구비한 벽을 가지는 하우징(1) 및 상기 하우징(1)에 배치되는 촉매 지지 바디(4)를 각각 포함하며, 상기 촉매 지지 바디(4)는 축선 방향을 형성하고 격벽(7)을 구비하여 상기 격벽(7)에 의해 서로로부터 분리되고 실질적으로 상기 축선 방향으로 연장하는 다수의 통로(8)를 형성하는, 두 개 이상의 촉매 지지 장치, 및
    상기 두 개 이상의 촉매 지지 장치의 각각의 상기 촉매 지지 바디(4)를 둘러 싸고 실질적으로 외측 반경방향으로 연장하며, 상기 외벽(45) 표면을 통하여 상기 두 개 이상의 촉매 지지 장치의 각각의 상기 벽(7)으로 적어도 부분적으로 연장하는 하나 이상의 부분(43)을 가지고 내연 기관의 매니폴드(20)와 실린더 헤드(16) 사이에 배치되는 공통 플랜지(5)를 포함하는,
    구조적 유닛.
  12. 배기 유동 통로(42)들을 형성하는 배기 시스템 부품와, 그리고
    외벽(45)을 구비하는 하우징(1) 및 상기 하우징(1)에 배치되고 상기 배기 유동 통로(42)들 중 각각의 하나에 적어도 부분적으로 제공되는 촉매 지지 바디(4)를 각각 포함하며, 상기 촉매 지지 바디(4)는 축선 방향을 형성하고 격벽(7)을 구비하여 상기 격벽(7)에 의해 서로로부터 분리되는 다수의 통로(8)를 형성하는 두 개 이상의 촉매 지지 장치, 및 상기 두 개 이상의 촉매 지지 장치의 각각의 상기 촉매 지지 바디(4)를 둘러 싸고 실질적으로 외측 반경방향으로 연장하며, 상기 외벽(45) 표면을 통하여 상기 두 개 이상의 촉매 지지 장치의 각각의 상기 벽(7)으로 적어도 부분적으로 연장하는 하나 이상의 부분을 가지고 내연 기관의 매니폴드(20)와 실린더 헤드(16) 사이에 배치되는 공통 플랜지(5)를 포함하는 구조적 유닛을 포함하는,
    내연기관용 배기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각각의 경우 모든 유동 통로에 촉매 지지 바디(4)가 배치되는 것을 특징으로 하는,
    내연기관용 배기 시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
KR10-2000-7002281A 1997-09-03 1998-08-24 엔진실에 장착되는 촉매 지지 장치 KR100517786B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19738585.0 1997-09-03
DE1997138585 DE19738585A1 (de) 1997-09-03 1997-09-03 Trageinheit für einen Katalysatorträgerkörper
DE19739476.0 1997-09-09
DE19739476A DE19739476A1 (de) 1997-09-09 1997-09-09 Katalysatorträgeranordnung für einen motornahen Einbau
DE1997155703 DE19755703B4 (de) 1997-12-15 1997-12-15 Katalysatorträgeranordnung für einen motornahen Einbau
DE19755703.1 1997-12-15
PCT/EP1998/005364 WO1999011911A1 (de) 1997-09-03 1998-08-24 Katalysatorträgeranordnung für einen motornahen einbau

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010023630A KR20010023630A (ko) 2001-03-26
KR100517786B1 true KR100517786B1 (ko) 2005-09-30

Family

ID=27217713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-7002281A KR100517786B1 (ko) 1997-09-03 1998-08-24 엔진실에 장착되는 촉매 지지 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6660235B1 (ko)
EP (1) EP1009924B1 (ko)
JP (1) JP2001515168A (ko)
KR (1) KR100517786B1 (ko)
CN (1) CN1147663C (ko)
BR (1) BR9812161A (ko)
DE (1) DE59806293D1 (ko)
MY (1) MY123156A (ko)
WO (1) WO1999011911A1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5981900A (en) * 1999-08-05 2001-03-05 Hans A. Haerle Exhaust gas manifold
DE10341868B4 (de) * 2003-09-09 2005-12-22 Härle, Hans A. Vorrichtung zur Halterung wenigstens eines Abgasreinigungselements
DE102004024685A1 (de) 2004-05-19 2005-12-15 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Katalysator-Trägerkörper für einen motornah einzusetzenden katalytischen Konverter
DE102005014264A1 (de) 2005-03-24 2006-09-28 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasanlage mit einer Abgasbehandlungseinheit und einem Wärmetauscher in einer Abgasrückführleitung
US7954314B1 (en) 2005-09-06 2011-06-07 Brunswick Corporation Marine propulsion system with a catalyst contained within the body of the engine
US7552586B1 (en) 2005-12-12 2009-06-30 Brunswick Corporation Marine exhaust system with a downstream oxygen sensor located away from a water reversion liquid trajectory path
US20100112878A1 (en) * 2005-12-12 2010-05-06 Brunswick Corporation Catalyst device for a marine engine which is generally tubular with a rim portion
US20100087108A1 (en) * 2005-12-12 2010-04-08 Brunswick Corporation Concentricity spacer for a catalyst device of a marine engine
US20110039461A1 (en) * 2005-12-12 2011-02-17 Brunswick Corporation Exhaust plenum for distributing exhaust gas uniformly through a catalyst module
US7698889B1 (en) 2005-12-12 2010-04-20 Brunswick Corporation Porous insert for an exhaust system of a marine engine
US20100130079A1 (en) * 2005-12-12 2010-05-27 Brunswick Corporation Marine engine exhaust system having a plurality of catalyst devices disposed in parallel with each other
US20100087109A1 (en) * 2005-12-12 2010-04-08 Brunswick Corporation Marine engine with thermally insulated catalyst structures
DE102008060787A1 (de) * 2008-12-05 2010-06-10 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Selbsttragende Halterung für Katalysatorträgerkörper
JP5368838B2 (ja) * 2009-03-17 2013-12-18 ヤンマー株式会社 エンジン
DE102010045871A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasbehandlungseinheit für eine AGR-Leitung
DE102010062335A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeugbauteil
US9464550B2 (en) 2012-12-21 2016-10-11 Caterpillar Inc. System and method for retaining aftertreatment bricks
US9086007B2 (en) 2012-12-21 2015-07-21 Caterpillar Inc. System and method for accommodating aftertreatment bricks
US9050559B2 (en) 2013-03-01 2015-06-09 Caterpillar Inc. System and method for accommodating aftertreatment bricks
JP6604895B2 (ja) * 2016-04-13 2019-11-13 日立造船株式会社 排ガス処理装置の製造方法
DE102016210235A1 (de) 2016-06-09 2017-12-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur
WO2020194339A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Tvs Motor Company Limited A power unit for a motor vehicle

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5224616A (en) 1975-08-18 1977-02-24 Honda Motor Co Ltd Multi-channel reactor for internal combustion engine exhaust system
DE2944841A1 (de) * 1979-11-07 1981-05-21 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Katalytischer abgaskonverter fuer brennkraftmaschinen
US4504294A (en) * 1983-07-08 1985-03-12 Arvin Industries, Inc. Exhaust processor assembly
JPS6345035A (ja) * 1986-08-12 1988-02-26 Nec Corp 光コネクタ用モ−ルドスリ−ブの製造方法
DE8810816U1 (de) 1988-08-26 1989-12-21 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Katalysator-Gehäuse, insbesondere für Startkatalysatoren, und zugehöriger Katalysator-Trägerkörper
DE8905415U1 (de) * 1989-04-28 1990-08-30 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar In einer Trennwand befestigter metallischer Katalysator-Trägerkörper
JPH0733875Y2 (ja) 1989-05-08 1995-08-02 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置
JPH03260314A (ja) * 1990-03-09 1991-11-20 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 触媒サイレンサ
DE4038169A1 (de) * 1990-11-30 1992-06-04 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine mit einem aus zylinderkopf und kurbelgehaeuse bestehenden motorgehaeuse
DE4317092A1 (de) 1993-05-21 1994-11-24 Audi Ag Anordnung zumindest eines Katalysators
DE4322526C2 (de) 1993-07-06 1995-04-20 Bayerische Motoren Werke Ag Brennkraftmaschine mit Katalysator im Auslaßkanal
US5462601A (en) 1993-07-07 1995-10-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Automated test panel spray/bake device
DE9317050U1 (de) * 1993-11-08 1995-03-09 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Mechanisch stabilisierte Heizkatalysatoranordnung
DE4445557A1 (de) 1994-12-20 1996-06-27 Emitec Emissionstechnologie Doppelwandiges Gehäuse, insbesondere für Abgas-Katalysatoren von Kraftfahrzeugen
DE19508217A1 (de) 1995-03-08 1996-09-12 Emitec Emissionstechnologie Metallischer Wabenkörper
DE19521685C2 (de) 1995-06-14 1998-04-16 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Wabenkörpers
DE19522327A1 (de) 1995-06-20 1997-01-02 Emitec Emissionstechnologie Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Wabenkörpers aus verschlungenen Blechlagen

Also Published As

Publication number Publication date
CN1147663C (zh) 2004-04-28
WO1999011911A1 (de) 1999-03-11
EP1009924B1 (de) 2002-11-13
JP2001515168A (ja) 2001-09-18
BR9812161A (pt) 2000-07-18
KR20010023630A (ko) 2001-03-26
CN1268996A (zh) 2000-10-04
US6660235B1 (en) 2003-12-09
EP1009924A1 (de) 2000-06-21
DE59806293D1 (de) 2002-12-19
MY123156A (en) 2006-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100517786B1 (ko) 엔진실에 장착되는 촉매 지지 장치
JP5137817B2 (ja) ダブルシェル式マニホルド
US5782089A (en) Honeycomb catalytic converter
US6159430A (en) Catalytic converter
JP3836136B2 (ja) 特に自動車の排気用触媒反応装置のための二重壁のハウジング
CN100363703C (zh) 热传导器
US6397589B1 (en) Exhaust pipes and assemblies
RU2414605C2 (ru) Сотовый элемент с по меньшей мере частично керамической структурой и с отверстием под датчик и способ изготовления такого сотового элемента
RU2116471C1 (ru) Металлический элемент с сотовой структурой, в частности несущий каркас катализатора
US5555621A (en) Method of producing a catalytic converter
US6910506B2 (en) Exhaust pipe, and method of making an exhaust pipe
US4250708A (en) Exhaust double pipe of an internal combustion engine
US7258842B2 (en) Catalyst assembly with a fixed catalyst carrier body
US3937617A (en) Catalytic converter for automotive internal combustion engine
JP5054323B2 (ja) ハニカム体
US5014510A (en) Exhaust system, particularly for two-stroke cycle internal combustion engines
KR100413656B1 (ko) 자동차의배기시스템용촉매변환기장치
JP3795651B2 (ja) 触媒コンバータ装置およびこれを備えた排気ガスシステム
KR100404556B1 (ko) 내연기관의배기파이프
JP2004509264A (ja) スリット付き外被管を備えたハニカム体
JP5350221B2 (ja) 複合排気マニホルド
US5098763A (en) Honeycomb structure
US4898141A (en) Fuel cooling device
US7241427B2 (en) Catalyst carrier body with sleeve and shortened tubular jacket and catalytic converter having the catalyst carrier body
JP2002321210A (ja) 成形用ダイス，中空型セラミックモノリス担体及びその製造方法並びに触媒コンバータシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080903

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee