KR20000053136A - 소형 엔진용 촉매 변환기 - Google Patents

소형 엔진용 촉매 변환기 Download PDF

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베. 마우스
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Abstract

본 발명은 소형 엔진용 촉매 변환기 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 제조 비용을 절감시키기 위하여, 벌집체는 촉매 활성물질로 코팅되고, 배기가스의 통로인 채널을 갖춘 적어도 부분적으로 구조화된 시트 금속층(5, 6)으로 만들어지고, 엔진의 부근에 설치되는 소음기 하우징(3) 내에 설치되며, 이 벌집체가 시트 금속층(5, 6)의 적층되거나, 감기거나, 또는 접혀진 스택으로 이루어지고, 채널(7)의 적어도 10%, 바람직하게는 20 내지 30%를 소성 변형시키도록 소음기 하우징(3.1, 3.2, 3.3) 내로 압착되어서, 벌집체가 소음기 하우징(3)의 적어도 부분 볼륨을 완전하게 채우게 된다. 일부 채널(7)의 상당한 소성 뒤틀림으로 인하여, 벌집체의 나머지 부분에 상당한 탄성 변형이 발생하여, 열응력의 변화 하에서도 벌집체의 안정성이 유지된다.

Description

소형 엔진용 촉매 변환기 {CATALYTIC CONVERTER FOR A SMALL-SIZE ENGINE}
환경보호에 대한 관심이 증가하고 다수의 국가들이 배출물 규제를 강화함으로써, 자동차 뿐만 아니라 소형 엔진의 배기가스도 촉매 정화시킬 필요가 있다. 여기서, 소형 엔진은 250 cc, 특히 50 cc 이하의 용량을 갖는 엔진을 의미한다. 이러한 엔진은 잔디 깎는 기계, 전동 톱, 휴대용 발전기, 이륜차 등에서 사용되고 있다. 특히, 전동 톱, 잔디 깎는 기계 등의 정원용 기기류에 있어서, 이러한 기기류를 사용하는 사람은 장시간에 걸쳐 소형 엔진의 배기가스에 직접적으로 노출되기 때문에, 배기가스를 촉매 정화시키는 것이 특히 중요하다.
이미 독일특허 DE-OS 38 29 668호에 배기가스를 정화시키기 위한 촉매 변환기를 내부에 포함하고 있는 2행정 엔진용 배기 소음기의 실시예가 제시되어 있다.
특히 소음기 하우징의 분리벽 내에 삽입되기에 적합한 금속 촉매 변환기 지지체가 유럽특허 0 470 113 B1에 의해 공지되어 있다.
소형 엔진의 배기가스를 촉매 정화시키기 위한 이러한 장치들은 특수하게 제조된 벌집체, 제작, 촉매 코팅 및 비교적 많은 작업단계가 필요한 장착을 요구하기 때문에, 소형 엔진 및 관련 기계에 비해 상대적으로 비용이 많이 든다.
소형 엔진용 배기가스 촉매 정화를 폭넓게 적용하기 위해서는, 이러한 배기가스 정화장치의 비용을 상당히 감소시켜야 한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 매우 저렴하게 제조할 수 있으며, 기존의 소형 엔진과 배기 시스템에 구조적 변경을 가능한한 거의 발생시키지 않으며, 배기가스로부터 공해물질의 상당부분을 촉매적으로 제거시킬 수 있는 소형 엔진용 촉매 변환기를 제공하는 것이다.
본 발명은 소형 엔진용 촉매 변환기에 관한 것으로서, 촉매 활성물질이 코팅된 벌집체가 엔진의 근처의 소음기 하우징 내에 설치된다.
도 1은 촉매 변환기가 장착되어 있는 소음기 하우징의 개략적인 종단면도이고,
도 2는 조립 직전의 스택을 포함하는 소음기 하우징의 부품들의 단면도이고,
도 3은 도 1의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취해진 조립 후의 소음기 하우징의 단면도이고, 그리고
도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8은 적어도 부분적으로 구조화된 시트 금속층의 스택의 상이한 실시예들을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부에 대한 부호의 설명 *
1 : 배기가스 입구 2 : 배기가스 출구
3 : 소음기 하우징 3.1 : 소음기 하우징의 상부
3.2 : 소음기 하우징의 하부 3.3 : 소음기 하우징의 분리벽
3.4 : 부품 접합부 3.5 : 플랜지 이음부
3.6 : 용접 결합부 4 : 벌집체
5 : 평형 시트 금속층 6 : 파형 시트 금속층
7 : 채널 7.1 : 변형된 채널
8 : 시트 금속층의 스택 9 : 시트 금속층의 압착된 측단부
10 : 촉매 활성물질(코팅) 11 : 사다리꼴형 시트 금속 스택
12.1 : 평형 시트 금속층이 삽입된 웨이브형 시트 금속 스택
12.2 : 다른 단면을 갖는 웨이브형 시트 금속 스택
13 : 타원형 시트 금속 스택
14 : 평형 시트 금속층이 돌출한 시트 금속 스택
이러한 본 발명의 목적을 해결하기 위하여 특허청구범위 제 1항에 따른 촉매 변환기가 사용되며, 이 촉매 변환기를 제조하는 방법은 제 11항에 제공되어 있다. 다른 실시예들은 각각의 종속 청구항에 제공되어 있다.
촉매 변환기는 배기 시스템의 볼륨의 일부에 촉매 변환을 위한 충분히 큰 표면을 제공하기 위하여 일반적으로 벌집체로 구성된다. 그러한 벌집체는 특히 시트 금속층으로 제조되고, 이들 시트 금속층의 적어도 일부는 배기가스의 통로인 채널을 효과적으로 생성하도록 구조화된다.
가장 단순한 경우에는, 평형 및 파형 시트 금속층이 교번적으로 사용된다. 그러나 본 발명에 있어서는, 다수의 구조를 이용하여 두 개의 상이한 파형을 갖춘 시트 금속층이나 서로에 대해 비스듬하게 배치된 교번 파형도 사용될 수 있다. 종래에는, 가능한한 균일한 채널을 갖는 벌집체를 위하여 제공된 부분 볼륨을 충전시키는 것이 통상적이었으며, 모든 제조방법은 배기 시스템 내에 벌집체를 장착하는 동안 다수의 채널을 변형 또는 파괴시키는 것을 피하였다. 비록 가끔씩은 벌집체가 프리텐션 방법을 사용하여 자켓 파이프 또는 하우징 내에 삽입되는 경우도 있지만, 통상적으로는 채널이 소성적으로 뒤틀리지 않거나 뒤틀리더라도 극히 적은 양만큼 뒤틀린다. 본 발명에 의한 해결책에 따르면, 제조를 매우 간단히 하기 위하여 이러한 방식을 소형 엔진용 촉매 변환기에 채택하지 않는다. 일반적으로 소형 엔진용 소음기 하우징은 배기가스를 완벽하게 정화시키기 위한 촉매 변환기 본체를 수용하는데 필요한 볼륨보다 큰 볼륨을 갖고 있다. 따라서, 이는 볼륨을 최적으로 이용하는 것도, 하우징을 최소화시키는 것도 아니다. 그러므로, 배기가스 정화 또는 기능에 영향을 주지않으면서 볼륨의 일부를 소성 변형된 채널에 의하여 부분적으로 차단시키는 것을 고려해볼 수 있다. 이것은 벌집체와 같이 촉매 활성물질로 코팅된 시트 금속층의 적층된 또는 감겨진 또는 다른 방식으로 접혀진 스택을 단순하게 사용함으로써 가능하며, 이 벌집체는 예를 들어 10, 20 또는 30%에 이르는 많은 부분의 셀의 소성 뒤틀림에 의해 소음기 하우징 내로 압착되어서, 소음기 하우징의 볼륨의 적어도 일부를 완전하게 채운다.
이러한 방법은 첨부 도면과 관련하여 후술되어질 바와 같이 제조기술의 측면에서 많은 이점을 갖고 있으며 단순하지만 튼튼한 촉매 변환기를 만든다.
일반적으로, 소형 엔진용 소음기 하우징은 두 개 이상의 독립적인 부품으로 이루어지며, 특히 플랜지 이음이나 용접과 같은 간단한 접합 처리에 의해 서로 결합되는 1/2 부분 외피와 분리벽으로 이루어진다. 이들이 서로 결합될 때, 동시에 이들 하우징 부품들은 다른 기구없이도 벌집체를 형성하는데 사용될 수 있다. 소음기 하우징의 부분 볼륨보다 큰 볼륨을 갖는 시트 금속층의 스택은 하우징이 서로 결합될 때 제공되는 장소에 단순하게 놓여지며, 하우징 부품들이 서로 결합될 때 자체의 최종 위치와 형상으로 압착된다. 이에 의해 채널의 15 내지 30%가 소성 또는 탄성적으로 변형될 때에도, 즉 스택의 양 측단부와 외측 에지영역에서 변형될 때에도, 가스는 효과적인 촉매 정화를 위하여 충분한 셀을 통과할 수 있다.
소음기 하우징 내에서 가스의 유동방향으로의 벌집체의 미끄러짐을 방지하기 위하여, 바람직한 실시예에서 스택의 양 측단부가 하우징의 벽 위에서 또는 내에서 유지되어야 한다.
또한, 소음기 하우징 내로 삽입되기 전에 금속 시트가 촉매 활성물질로 미리 코팅되는 간단한 제조방법에 있어서, 미리 코팅된 시트가 전체 공정 동안에 사용되거나 미리 준비된 금속 시트의 스택이 전체적으로 코팅되는 것이 중요하다.
본 발명에 따른 촉매 변환기의 이점은 채널의 상당한 뒤틀림이 부분적으로 소성 및 탄성적으로 이루어지기 때문에, 벌집체가 프리텐션 상태로 유지되어, 모든 작동 상태 하에서, 특히 열응력의 변화 하에서 시트 금속층이 느슨해지는 것을 방지한다는 것이다. 일반적으로, 본 발명에 따라 제조된 촉매 변환기에서 벌집체는 뒤틀림에 따라 탄성한계를 지난 모든 지점에서 최대 프리텐션 하에 있게 된다. 이것은 온도의 증가에 따른 탄성의 감소 시에도 시트 금속층간의 상대 이동을 방지한다.
이점에 있어서, 공지되어 있는 소위 횡방향 미세구조물(transversal microstructures)을 갖춘 시트 금속층이 본 발명을 위하여 고려될 수도 있다. 이러한 미세구조물은 촉매 변환 동안의 효율을 증가시키고 시트 금속층간의 조임효과를 야기시키기 때문에, 특히 높은 프리텐션 하에 있을 때는 심지어 불리한 상태에서도 서로에 대해 움직일 수 없다. 또한, 소음기 하우징에 자체의 양 단부가 고정되는 것은 시트 금속층의 전체가 아닌 일부분이다.
소음기 하우징 내로 압착되는 스택이 충전되어질 부분 볼륨의 형상을 자체 초기 형상으로 가지며, 압착 공정 동안에 개개의 영역에 대한 예상 뒤틀림을 위하여, 스택의 볼륨은 충전되어질 부분 볼륨보다 적어도 5%, 바람직하게는 10% 크다.
따라서, 스택의 단면 형상은 다양할 수 있는데 특히 직사각형, 사다리꼴형, 타원형, 또는 불규칙 형상일 수 있다. 또한, 스택의 양 단부를 따라서 곡진 양 단부를 가진 개개의 시트 금속층은 자체 양단부가 압착 공정 후에 하우징 벽 또는 부품 접합부만큼 연장되는 경우에 크게 곡진 시트 금속층보다 길어야 한다.
전체적으로 벌집체를 고정하기 위하여, 부품들간의 접합부 내에 압착된 스택의 양단부를 조이도록 소음기 하우징은 적어도 두 개의 부품으로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 고정은, 개개의 금속 시트로 형성된 스택과 하나 이상의 금속 시트로 형성된 감겨지거나 접혀지거나 웨이브진 스택과 함께 양단부를 압착한 후에 실행될 수 있다. 또한, 스택의 양단부는 소음기 하우징을 함께 결합할 때에 사용되는 방법으로 결합될 수 있어서, 예를 들어 플랜지 이음, 용접 접합부를 갖는 용접, 또는 점용접에 의해 고정이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 금속 시트상의 촉매 활성 코팅은 특히 플랜지 이음이나 용접 접합부의 결합에 방해가 되지 않기 때문에, 이를 제거하기 위한 추가의 처리 단계가 필요하지 않다.
본 발명의 바람직한 형상 및 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 후술된다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 소형 엔진용 소음기 하우징(3)의 종단면을 개략적으로 도시하고 있다. 배기가스는 배기가스 입구(1)에 의해 소음기 하우징의 하부(3.2) 내로 유입된 후에 분리벽(3.3) 내에 형성되어 있는 개구부를 통해 소음기 하우징의 상부(3.1) 내로 유입된다. 여기서, 배기가스는 벌집체(4)의 채널(7)을 통해 흐른 후에 배기가스 출구(2)에 도착하게 된다. 소음기 하우징의 상부(3.1) 및 하부(3.2)와 분리벽(3.3)은 예컨대 플랜지 이음 또는 용접 접합에 의해 부품 접합부(3.4)의 지역에서 함께 결합된다.
도 2는 소음기 하우징의 상부(3.1), 하부(3.2) 및 분리벽(3.3)과 시트 금속층(5, 6)의 결합을 단면을 통해 개략적으로 도시하고 있으며, 결합 방향은 화살표로 지시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 스택(8)은 배기가스가 통과하기 위한 다수의 채널(7)을 함께 형성하는 평형 시트 금속층(5)과 파형 시트 금속층(6)이 교번적으로 배치됨으로써 형성된다. 시트 금속층(5, 6)은 촉매 활성물질(10)로 코팅되어 있다. 이러한 코팅은 다른 모든 처리 단계에 앞서 연속 공정으로 시트 금속층(5, 6)에 미리 부착되거나, 또는 스택(8)의 적층 후에 부착될 수 있다.
도 3은 도 1의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취해진 압착된 벌집체를 내부에 갖춘 조립된 소음기 하우징의 단면도를 도시하고 있다. 도 2에서는 아직 압착되지 않았던 스택(8)의 양 측단부(9)가 함께 압착되어 있으며, 벌집체의 에지 영역 내의 다수의 채널(7.1)이 소성 변형되어 있다. 그럼에도 불구하고, 벌집체의 내측 영역에는 소성 변형되지 않은 채널(7)이 충분하게 남아있어서, 이들을 통과하는 배기가스의 촉매 변환이 충분하게 이루어진다. 그러나, 이들 채널(7)이 전체 벌집체상에 가해지는 압착력에 의해 상당히 탄성적으로 뒤틀리기 때문에 전체 벌집체는 상당한 프리텐션 상태에 놓이게 된다. 시트 금속 스택의 압착된 양 측단부(9)는 하우징의 상부(3.1)와 분리벽(3.3)의 사이에서 조여지고 소음기 하우징을 함께 결합하기 위한 통상적인 방법으로 결합될 수 있다. 도 3의 우측에 도시된 바와 같이, 이러한 결합은 플랜지 이음부(3.5)에 의해 이루어질 수 있다. 도 3의 좌측에 도시된 바와 같이, 용접 결합부(3.6)에 의해 상부(3.1), 하부(3.2), 분리벽(3.3) 및 시트 금속층(5, 6)의 양 단부를 결합시키는 것도 가능하다.
도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8에는 소음기 하우징(3) 내로 삽입되는 벌집체(4)의 여러가지 다른 초기 형상이 도시되어 있으며, 이들 형상은 전체적으로 가능한 형상을 선택한 것이다. 도 4는 평형 시트 금속층(5)과 파형 시트 금속층(6)으로 이루어진 사다리꼴형 시트 금속 스택(11)을 도시하고 있으며, 시트 금속 스택(11)의 측단부(9)의 영역에서 이들 시트 금속층이 길게되어 있어서 이들의 단부는 조립 후에 부품 접합부에 도달하게 된다. 이러한 방법으로 모든 시트 금속 층의 양단부가 고정 유지될 수 있다. 도 5는 파형 시트 금속층(6)이 웨이브 형태로 적층되어 있는 웨이브형 시트 금속 스택(12.1)을 도시하고 있으며, 여기서 각각의 파형 시트 금속층(6)의 사이에는 평형 시트 금속층(5)이 각각 배치되어 있다. 도 6은 이와 유사한 형상을 나타내고 있으나, 평형과 파형의 단면을 갖고 있는 하나의 금속 시트가 웨이브형 시트 금속 스택(12.2)을 형성하도록 적층되어 있는 것이 도 5와 상이하다. 도 7은 초기 스택인, 평형 시트 금속층(5)과 파형 시트 금속층(6)으로 만들어진 타원형 시트 금속 스택(13)을 도시하고 있다. 이 스택(13)은 원통형 공동으로 감겨지는 나선형 시트 금속 스택을 편평하게 가압함으로써 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.
마지막으로, 도 8은 특히 바람직한 실시예를 도시하고 있는데, 평형 시트 금속층(5)만이 부품 접합부에 의한 결합에 포함된다. 이를 위하여, 평형 시트 금속층의 양단부가 부품 접합부로부터의 거리에 대응하여 다른 길이만큼 돌출되어 있다. 파형 시트 금속층(6)은 짧으며 이들 각각의 길이는 소음기 하우징의 단면 형상과 일치하고, 소성 변형에 의해 후에 감소되는 얼마간의 초과 볼륨을 갖고 있다. 완성된 벌집체 내에서의 파형 시트 금속층(6)의 가스의 유동 방향으로의 미끄러짐을 방지하기 위하여, 평형 시트 금속층(5)과 파형 시트 금속층(6)은 상호잠금 (interlocking) 방식으로 서로 결합하는 구조물을 갖고 있다. 종래의 기술로서 공지되어 있는, 유동 방향에 횡으로 생성되는 미세구조물이 특히 이러한 구조물에 적합하다.
본 발명은 소형 엔진을 사용하는 작업자의 피해를 줄이고 환경을 보호하기 위하여, 저렴한 제조 방법으로 폭넓은 분야, 특히 소형 엔진 분야에서 배기가스 촉매 변환기를 사용하는 것을 가능하게 한다.

Claims (14)

  1. 소형 엔진용 촉매 변환기로서, 촉매 활성물질(10)로 코팅되고, 배기가스의 통로인 채널(7)을 갖춘 적어도 부분적으로 구조화된 시트 금속층(5, 6)으로 만들어지고, 소음기 하우징(3) 내에 설치되며, 그리고 상기 소형 엔진의 부근에 설치되는 벌집체(4)를 갖고 있으며, 상기 소형 엔진의 배기가스의 적어도 주된 부분이 상기 벌집체(4)를 통과하는 촉매 변환기에 있어서,
    상기 벌집체(4)가 시트 금속층으로 적층되거나, 감기거나, 또는 접혀진 스택(8)으로 이루어지고, 상기 벌집체(4)가 상기 채널(7)의 적어도 10%, 바람직하게는 20 내지 30%를 소성 변형시키도록 상기 소음기 하우징(3) 내로 압착되어, 상기 벌집체(4)가 상기 소음기 하우징(3)의 적어도 부분 볼륨을 완전하게 채우는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스택(8)의 양 측단부(9)가 상기 소음기 하우징(3)의 벽 위에서 또는 벽 내에서 유지되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 시트 금속층(5, 6)이 상기 소음기 하우징(3) 내에 삽입되기 전에 촉매 활성물질(10)로 코팅되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  4. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 채널(7.1)의 뒤틀림이 부분적으로 소성 및 탄성적으로 일어나서, 상기 벌집체(4)가 모든 작동 상태 하에서, 특히 열응력의 변화 하에서 상기 시트 금속층(4, 5)의 이완을 방지하는 프리텐션 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  5. 전술한 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 스택(8)이 충전되어질 상기 소음기 하우징(3)의 부분 볼륨의 형상과 일치하는 초기 형상을 가지고 있지만, 볼륨은 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 10% 큰 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  6. 전술한 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 스택(8)이 상기 소음기 하우징(3)에 삽입되기 전에 직사각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 항에 있어서, 스택(11)이 상기 소음기 하우징(3)에 삽입되기 전에 사다리꼴형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 항에 있어서, 스택(13)이 상기 소음기 하우징(3)에 삽입되기 전에 타원형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  9. 전술한 항 중의 어느 한 항에 있어서, 스택(8; 11; 14)이 적어도 부분적으로 구조화된 개개의 시트 금속층(4, 5)으로 적층되고, 상기 스택의 양 단부가 서로 압착되어 상기 소음기 하우징(3)상에 고정되고, 바람직하게는 상기 소음기 하우징(3)의 두 부품(3.1, 3.3) 사이의 접합부(3.4)에서 조여지는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  10. 제 1항 내지 제 8항 중의 어느 항에 있어서, 스택(11; 12.1; 12.2; 13)이 하나 이상의 적어도 부분적으로 구조화된 웨이브형 또는 타원형으로 감긴 시트 금속층(5, 6)으로 형성되고, 상기 스택(11; 12.1; 12.2; 13)의 양 측단부(9)가 서로 각각 압착되어 상기 소음기 하우징(3)에 고정되고, 바람직하게는 상기 소음기 하우징(3)의 두 부품(3.1, 3.3) 사이의 접합부(3.4)에서 조여지는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
  11. 소형 엔진용 소음기 하우징(3) 내의 촉매 변환기를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    배기가스의 통로인 채널을 갖춘 적어도 부분적으로 구조화된 시트 금속층(5, 6)으로 된 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)을 제공하는 단계와,
    채널(7)의 적어도 15%, 바람직하게는 20 내지 30%를 소성 변형시키며 상기 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)을 상기 소음기 하우징(3)의 볼륨의 일부분 내로 압착시켜, 상기 부분 볼륨을 완전하게 채우는 단계와, 그리고
    상기 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)의 양 측단부(9)를 상기 소음기 하우징(3)의 벽 위에 또는 벽 내에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 시트 금속층(5, 6)이 상기 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)의 형성 전에 또는 적어도 상기 소음기 하우징(3) 내에 장착되기 전에 촉매 활성물질(10)로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 소음기 하우징(3)의 두 개 이상의 하우징 부품(3.1, 3.2, 3.3) 사이에 상기 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)을 삽입시키고 상기 하우징 부품(3.1, 3.2, 3.3)을 결합시킴으로써, 상기 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)의 압착이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11항 또는 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 스택(8; 11; 12.1; 12.2; 13; 14)이 상기 소음기 하우징(3)보다 약간 넓게 제조되어, 상기 소음기 하우징(3)의 압착 및 결합 후에 상기 스택의 양 측단부(9)가 상기 소음기 하우징(3)의 한쪽 또는 두쪽 측면으로부터 돌출하고 플랜지 이음부(3.5) 또는 용접 결합부(3.6)에 의해 상기 소음기 하우징 부품(3.1, 3.2, 3.3)의 결합시에 함께 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7090487B2 (en) * 2002-01-22 2006-08-15 Catacel Corp. Catalytic combustor having high cell density
DE10339468B4 (de) * 2003-08-27 2008-11-13 Oberland Mangold Gmbh Katalysatorkörper und Abgasanlage für einen Kleinmotor sowie Verfahren zur Herstellung des Katalysatorkörpers
DE10345910A1 (de) * 2003-10-02 2005-04-21 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zur Herstellung eines metallischen Wabenköpers mit einer Lagenlängendifferenz
US7464543B2 (en) 2004-05-25 2008-12-16 Cameron International Corporation Two-stroke lean burn gas engine with a silencer/catalytic converter
DE102005028044A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-28 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Herstellung von, insbesondere großen, Wabenkörpern für die mobile Abgasnachbehandlung
DE102010039082A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines Abgaswärmetauschers für ein Kraftfahrzeug
US9388718B2 (en) 2014-03-27 2016-07-12 Ge Oil & Gas Compression Systems, Llc System and method for tuned exhaust
DE102017205147B4 (de) 2017-03-27 2019-04-04 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers
CN109695496B (zh) * 2017-10-23 2021-03-16 本田技研工业株式会社 内燃机的废气净化装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094645A (en) * 1977-01-24 1978-06-13 Uop Inc. Combination muffler and catalytic converter having low backpressure
DE2856030A1 (de) * 1978-12-23 1980-06-26 Sueddeutsche Kuehler Behr Patrone fuer abgasreinigung
DE3532408A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-19 Sueddeutsche Kuehler Behr Traegermatrix, insbesondere fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung bei brennkraftmaschinen
DE3729477C3 (de) * 1987-09-03 1999-09-09 Stihl Maschf Andreas Abgasschalldämpfer für Zweitaktmotoren, insbesondere für tragbare Arbeitsgeräte wie Motorkettensägen
DE3829668C3 (de) * 1987-12-08 1998-08-13 Stihl Maschf Andreas Abgasschalldämpfer für einen Zweitaktmotor in einem tragbaren Arbeitsgerät
FR2624202A1 (fr) * 1987-12-08 1989-06-09 Stihl Andreas Silencieux pour moteurs a deux temps
US4894987A (en) * 1988-08-19 1990-01-23 Ap Parts Manufacturing Company Stamp formed muffler and catalytic converter assembly
DE8905415U1 (ko) * 1989-04-28 1990-08-30 Emitec Emissionstechnologie
JPH04122418A (ja) * 1990-09-13 1992-04-22 Nippon Steel Corp 自動車排ガス浄化用触媒コンバータ
JP2603033B2 (ja) * 1991-08-30 1997-04-23 ブリッグス アンド ストラットン コーポレイション 排気装置用マフラ
DE4243079C2 (de) * 1992-12-18 1996-03-14 Oberland Mangold Gmbh Wabenkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
US5548955A (en) * 1994-10-19 1996-08-27 Briggs & Stratton Corporation Catalytic converter having a venturi formed from two stamped components
US6109386A (en) * 1998-02-03 2000-08-29 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Honeycomb body with a flattened cross-sectional region and a method for producing the honeycomb body
JP4122418B2 (ja) * 1998-02-17 2008-07-23 東芝電池株式会社 空気亜鉛電池

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