KR20030009551A - 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

Abstract

자동차 내연 기관용 배기 가스 정화 장치는, 엔진의 배기 가스 통로의 일 부분을 형성하는 케이싱을 포함한다. 케이싱에 배치된 기판은 배기 가스를 정화시키기 위해 물질을 운반한다. 지지 매트가 기판 및 케이싱 사이에 위치됨으로써 케이싱 내의 기판을 지지하기 위해 마련된다. 지지 매트는 지지 매트의 상류측 단부에서 이물질들을 포획하기 위해 오목부를 가지며, 상류측 단부는 배기 가스 통로의 배기 가스 유동의 상류측과 대면한다.

Description

배기 가스 정화 장치{EXHAUST GAS PURIFICATION APPARATUS}

대부분의 자동차에는 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스를 정화시키기 위한 촉매 컨버터가 설치된다. 촉매 컨버터는 다음과 같은 문제점들을 갖는다. 즉, (제조 과정에서 파이프 용접 등에 의해 배기 매니폴드를 형성하는 과정에서 생성된) 용접 스패터, 잔류하는 주조용 몰딩 샌드, 가공중 생성된 부스러기 및 내연 기관의 작업중 생성된 금속 산화물과 같은 이물질들이 촉매 컨버터의 촉매 캐리어에 도달할 때, 이물질들은 촉매 캐리어를 통과하지 않고 촉매 캐리어의 상류측 단부면 상에 머물러서 돌아다닌다. 이 때, 용접 스패터와 같은 이물질들은 촉매 캐리어의 상류측 단부면 상에서 돌아다니며, 따라서 촉매 캐리어의 상류측 단부면은 그 형상이 변화되고 손상된다. 최근에, 이와 같은 문제점들은 촉매 캐리어의 벌집 형상 구조물이 배기 가스 정화 효율을 증가시키기 위해 그 벽 두께가 저감되고 셀 밀도가 증가됨으로 해서 촉매 캐리어의 기계적 강도가 불가피하게 낮아진다는 사실로 인해 분명해졌다.

상술한 문제점들에 비추어 일본 공개 공보 제2000-240440호에 개시된 바와 같이, 이물질들이 촉매 캐리어의 상류측 단부면 상에서 돌아다니는 것을 방지하기 위해 용접 스패터와 같은 이물질들을 포획하는 것이 제안되어 왔다. 본 공개 공보는 캐이싱 내측의 모놀리식(monolithic) 촉매 캐리어를 탄성적으로 지지하기 위한 캐리어 지지 매트를 개시한다. 촉매 캐리어 둘레에 권취되기 전 설정된 편평 상태에 있는 캐리어 지지 매트는 역전된 L-형상 부분을 갖는 (캐리어 지지 매트가 권취될 때 결합될) 단부 섹션들에서 그리고 일반적으로 단부 섹션들과 평행한 절개부를 갖는 단부 섹션들 사이의 중심 섹션 둘레에서 형성된다. 캐리어 지지 매트가 촉매 캐리어 둘레에 권취될 때, 상술한 역전된 L-형상 부분들은 서로 결합되는 한편 캐리어 지지 매트는 캐리어 지지 매트의 복원력을 받는 촉매 캐리어의 주연면과 접촉하게 된다. 따라서, 긴 모양의 직사각형 홈들과 긴 모양의 V-형상 홈들이 권취된 상태의 캐리어 지지 매트의 상류측 단부면에 형성된다.

그러나, 상류측 단부면에서 긴 또는 깊은 모양의 홈을 갖는 상술한 종래의 캐리어 지지 매트에서는 다음과 같은 문제에 직면하게 된다.

(a) 캐리어 지지 매트의 고유 지지력이 저하됨으로써 촉매 캐리어를 안정적으로 지지하는 것을 불가능하게 만든다.

(b) 캐리어 지지 매트에는 그 폭이 아주 작은 폭 방향 섹션이 있고, 따라서 배기 가스가 이런 폭 방향 섹션을 통해 누출하기 쉽다.

(c) 캐리어 지지 매트의 강도가 너무 낮아 캐리어 지지 매트의 고유 형상을유지할 수 없음으로 해서, 배기 가스가 누출하게 되고 캐리어 지지 매트의 재료가 분산하게 된다.

(d) 용접 스패터 등이 홈으로 들어가더라도, 용접 스패터 등은 홈 내에서 돌아다님으로써 캐리어 지지 매트를 손상시킨다.

(e) 역전된 L-형상 섹션의 결합 조건과 캐리어 지지 매트의 연신 조건에 따라, 최종적으로 형성된 홈의 크기가 변함으로써, 제조된 홈에 어떤 유격도 발생시키지 않을 가능성을 제공한다.

또한, 상술한 공개 공보는 수직 방향 또는 수직 방향에 대해 경사진 방향으로 배치된 촉매 컨버터와 배기 매니폴드 바로 아래에서 배치되어 폐쇄된 촉매 컨버터를 개시하지 않거나 고려하지 않는다. 따라서, 상술한 종래 캐리어 지지 매트는 용접 스패터 등을 효과적으로 포획할 수 없다.

본 발명은 내연 기관에서 배출되는 배기 가스를 정화시키기 위한 촉매 컨버터와 같은 배기 가스 정화 장치의 개선에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용접 스패터와 같은 이물질들에 의한 손상으로부터 촉매 컨버터의 촉매 캐리어를 보호하기 위한 기술에 관한 것이다.

도1의 (a)는 내연 기관의 배기 시스템에 설치 모드에서 설치된 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제1 실시예의 개략 단면도이다.

도1의 (b)는 도1의 (a)와 유사하지만 배기 시스템에 다른 설치 모드에서 설치된 제1 실시예의 촉매 컨버터를 도시한 개략 단면도이다.

도2는 권취된 상태를 이루도록 촉매 캐리어 둘레에 권취된 도1의 (a)의 촉매 컨버터의 캐리어 지지 매트의 사시도이다.

도3은 도2의 캐리어 지지 매트의 전체 입면도이다.

도4는 V-형상 절개부를 상세히 도시한 도3의 캐리어 지지 매트의 부분 확대도이다.

도5는 도2에 유사하지만 본 발명에 따른 제1 실시예의 촉매 컨버터의 캐리어 지지 매트의 변경예를 도시한 사시도이다.

도6a은 도3에 유사하지만 본 발명에 따른 제1 실시예의 촉매 컨버터의 캐리어 지지 매트의 다른 변경예를 도시한 전개 입면도이다.

도6b는 도3에 유사하지만 본 발명에 따른 제1 실시예의 촉매 컨버터의 캐리어 지지 매트의 다른 변경예를 도시한 전개 입면도이다.

도6c는 도3에 유사하지만 본 발명에 따른 제1 실시예의 촉매 컨버터의 캐리어 지지 매트의 다른 변경예를 도시한 전개 입면도이다.

도7은 내연 기관의 배기 시스템에 설치된 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제2 실시예의 개략 단면도이다.

도8은 도7의 좌측 방향에서 도시한 도면으로서, 도7의 촉매 컨버터의 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 부분 단면인 사시도이다.

도9는 직선형의 긴 모양 절개부의 다양한 모드를 도시한 도8의 캐리어 지지 매트의 전개 입면도이다.

도10은 길이 방향 단부 모서리에 형성된 직선형의 긴 모양 절개부의 모드를 도시한 권취 상태의 캐리어 지지 매트의 사시도이다.

도11은 내연 기관의 배기 시스템에 설치된 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제3 실시예의 개략 단면도이다.

도12는 도11의 좌측 방향에서 도시한 도면으로서, 도11의 촉매 컨버터의 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 부분 단면인 측면도이다.

도13a는 본 발명에 따른 제4 실시예의 촉매 컨버터의 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 단면도이다.

도13b는 도13a의 유닛의 부분 단면인 측면도이다.

도14는 도13a의 캐리어 지지 매트의 전개 입면도이다.

도15a는 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제5 실시예의 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 단면도이다.

도15b는 도15a의 유닛의 부분 단면인 측면도이다.

도16은 내연 기관의 배기 시스템에 설치된 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제6 실시예의 개략 단면도이다.

도17은 도16의 촉매 컨버터에서 지그재그형 절개부가 형성된 캐리어 지지 매트 및 촉매 캐리어를 포함하는 유닛의 사시도이다.

도18은 도17의 캐리어 지지 매트의 전개 입면도이다.

도19는 지그재그형 절개부의 변경예를 도시한 도16의 촉매 컨버터에 사용 가능한 캐리어 지지 매트의 사시도이다.

도20은 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제7 실시예의 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 사시도이다.

도21은 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제8 실시예의 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 사시도이다.

도22a는 촉매 컨버터의 제6 실시예의 변경예를 도시한 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 사시도이다.

도22b는 촉매 컨버터의 제7 실시예의 변경예를 도시한 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 사시도이다.

도22c는 촉매 컨버터의 제8 실시예의 변경예를 도시한 촉매 캐리어 및 캐리어 지지 매트를 포함하는 유닛의 사시도이다.

도23a는 도22a의 캐리어 지지 매트의 전개 입면도이다.

도23b는 도23a의 캐리어 지지 매트에 형성된 지그재그형 절개부를 도시한 권취 상태의 캐리어 지지 매트의 부분 측면도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 촉매 캐리어 둘레에 권취된 캐리어 지지 매트를 갖는 종래 촉매 컨버터에서 직면하는 단점들을 극복할 수 있는 개선된 촉매 컨버터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배기 가스가 캐리어 지지 매트를 거쳐 누출되는 것을 효율적으로 방지하면서 촉매 캐리어가 손상되지 않고 안정적으로 보호될 수 있는 개선된 촉매 컨버터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접 스패터 등과 같은 이물질들이 촉매 캐리어 둘레에 권취된 캐리어 지지 매트의 단부면 상에서 돌아다니는 것이 효과적으로 방지될수 있음으로 해서, 이물질들을 안정적으로 포획하는 개선된 촉매 컨버터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 엔진용 배기 가스 정화 장치는 엔진의 배기 가스 통로의 일 부분을 형성하는 케이싱을 포함한다. 케이싱에 배치된 기판은 배기 가스를 정화시키기 위해 물질을 수반한다. 지지 매트가 기판 및 케이싱 사이에 위치됨으로써 케이싱 내의 기판을 지지하도록 제공된다. 지지 매트는 지지 매트의 상류측 단부에서 이물질들을 포획하기 위해 오목부를 가지며, 상류측 단부는 배기 가스 통로의 배기 가스 유동의 상류측과 대면한다.

도면에서 유사한 도면 부호는 모든 도면에 걸쳐 유사한 부분 및 요소를 지시한다.

도1의 (a) 내지 도6c, 보다 상세하게는 도1의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따르는 배기 가스 정화 장치 또는 촉매 컨버터의 제1 실시예가 인용 부호 3에 의해 일반적으로 도시된다. 촉매 컨버터(3)는 그 가지모양 파이프 섹션이 내연 기관의 실린더 헤드(1)에 고정 연결된 배기 매니폴드(2)의 공통 출구 파이프 섹션에 고정 연결된다. 본 실시예의 배기 매니폴드는 파이프 용접 또는 용접 파이프 형상 부재에 의해 형성된다. 이 경우의 엔진은 자동차용이다. 촉매 컨버터(3)는 배기 매니폴드(2)의 공통 출구 섹션 바로 아래에 위치되며 그 축이 수직하게 또는 수직 방향으로 연장되도록 위치된다. 촉매 컨버터(3)는 그 축이 도1의 (b)에 도시된 바와 같이 수직 방향에 대해 경사지도록 위치될 수 있다.

촉매 컨버터(3)는 엔진으로부터 배출된 배기 가스가 유동하는 배기 가스 통로의 일부로서의 역할을 하는 케이싱(3A)을 포함한다. 케이싱(3A)은 (배기 가스의 유동과 관련해서) 상류측 및 하류측 단부 섹션들을 갖는 원통형 케이싱 본체(10)를포함한다. 일반적으로 절두원추형인 중공형 확산기(11, 12)가 케이싱 본체(10)의 상류측 및 하류측 단부 섹션에 각각 연결된다. 확산기(11)는 용접에 의해 배기 매니폴드(2)의 공통 출구 섹션에 고정 연결된다. 촉매 컨버터(3)의 케이싱은 배기 매니폴드(2)와 분리되어 형성될 수 있으며 촉매 컨버터 케이싱 및 배기 매니폴드의 각각의 플랜지들을 볼트 결합함으로써 배기 매니폴드에 연결되거나 결합될 수 있다. 배기 파이프(4)는 확산기(12)에 고정 연결된다.

촉매 케리어 또는 기판(13)은 촉매 캐리어 지지 매트(14)를 거쳐 케이싱 본체(10) 내에 놓인다. 캐리어 지지 매트(14)는 촉매 캐리어(13)의 외주연면 둘레에 권취된다. 즉, 캐리어 지지 매트(14)는 케이싱 본체(10)의 내주연면과 촉매 캐리어(13)의 외주연면 사이에 배치되거나 끼워진다. 케이싱 본체(10)는 캐리어 지지 매트(14)가 접촉하는 원통형 섹션(10a)을 포함한다. 환형 플랜지 섹션(10b)은 원통형 섹션(10a)의 축에 수직하도록 원통형 섹션(10a)의 하류측 단부와 일체로 된다. 환형 와셔 부재(15)가 촉매 캐리어(13)의 하류측 단부면(도시 안됨)과 케이싱 본체(10)의 환형 플랜지 섹션(10b) 사이에 배치된다. 하류측 단부면은 엔진으로부터 배출된 배기 가스의 유동과 관련하여 상류측 단부면(13a)에 대해 하류측에 위치된다.

촉매 캐리어(13)는 원통형 컬럼-라인 벌집형 구조의 세라믹 모놀리식 촉매 캐리어이다. 촉매 캐리어(13)에는 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)으로부터 하류측 단부면까지 축방향으로 연장된 복수개의 가스 통로가 형성된다. 상류측 단부면은 엔진으로부터 배출된 배기 가스의 유동과 관련해서 하류측 단부면에 대해상류측에 위치된다. 각각의 가스 통로는 세라믹으로 된 얇은 격벽에 의해 한정된다. 본 실시예에서, 격벽의 두께가 8 밀리리터(= 0.220 ㎜) 또는 두께가 4 밀리리터(=0.110 ㎜)인 일반적으로 사용되는 유사한 촉매 캐리어의 격벽에 비교해 볼 때, 격벽은 크게 저감된 두께의 셀 밀도를 증가시키기 위해 그 두께가 0.1 ㎜보가 크지 않고, 양호하게는 2 밀리리터(= 0.064㎜)이다. 촉매(들) 또는 촉매 성분(금속)이 촉매 캐리어(13)의 얇은 격벽 상에 수반된다. 즉, 촉매 캐리어(13)의 얇은 격벽의 표면은 촉매 성분(들)을 함유한 피복층으로 피복된다.

캐리어 지지 매트(14)는, 예컨대 세라믹 파이버, 알루미나 파이버 또는 질석(vermiculite)으로 형성되며, 비팽창성이다. 이와 같은 비팽창성 캐리어 지지 매트(14)는 "인터암-매트(Interam-mat)"라는 상표명으로 3M 콤패니에서 구입 가능하다. 캐리어 지지 매트(14)는 도2에 도시된 바와 같이 촉매 캐리어(13)의 외주연면 둘레에 권취된다. 캐리어 지지 매트(14)는 캐리어 지지 매트(14)의 전개 입면도인 도3에 도시된 바와 같이 촉매 캐리어(13) 둘레에 권취되기 전에 편평하고 일반적으로 벨트 형상이다. 촉매 캐리어 둘레에 권취되기 전에 설정된 편평한 또는 전개된 상태의 캐리어 지지 매트(14)는 촉매 캐리어(13)의 외주연의 치수에 대응하는 길이(L)와 촉매 캐리어(13)의 축방향 길이에 대응하는 폭(W)(또는 배기 가스가 유동하는 방향으로 촉매 캐리어의 길이)을 갖는다.

도2에 도시된 바와 같이, 캐리어 지지 매트(14)가 촉매 캐리어(13)의 외주연면 둘레에 권취된 후 설정된 권취 상태에 있을 때, 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)과 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)은 서로 같은 높이에 있지 않으며, 따라서 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)은 케이싱 본체(10)의 내주연면과 촉매 캐리어(13)의 외주연면 사이에 환형 홈을 형성하기 위해 엔진으로부터 배출된 배기 가스의 유동과 관련해서 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)에 대해 조금 낮게 또는 하류에 위치된다. 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)은 엔진으로부터 배출된 배기 가스의 유동과 관련해서 캐리어 지지 매트의 하류측 단부면(도시 안됨)에 대해 상류에 위치된다. 또한, 도3에 도시된 바와 같이, 편평 상태의 캐리어 지지 매트(14)는 서로 대향하는 길이 방향의 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2)를 갖는다. 직사각형 돌기(16a)는 제1 단부 모서리(E1)에 형성되며 폭 방향 중심부에 위치되는 반면, 직사각형 절개부(16b)는 길이 방향 제2 단부 모서리(E2)에 형성되고 폭 방향 중심부에 위치되어서, 돌기(16a) 및 절개부(16b)의 위치는 서로 대응한다. 캐리어 지지 매트(14)가 촉매 캐리어(13)의 외주연면 둘레에 권취될 때 또는 도2에 도시된 바와 같은 권취 상태로 될 때, 돌기(16a)는 절개부(16b)에 끼워짐으로써 배기 가스가 캐리어 지지 매트(14)의 길이 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2) 사이의 유격을 통해 누출되는 것을 방지한다.

캐리어 지지 매트(14)에는 길이 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2)에 수직한 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 위치된 V-형상(단면) 절개부 또는 오목부(17, 17)가 형성된다. 상류측 단부면(14a)은 엔진으로부터 배출된 배기 가스의 유동과 관련해서 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)에 대해 상류측 상에 위치된 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 형성된다. 따라서, 이물질들을 포획하기 위한 오목부로서의 역할을 하는 V-형상 절개부(17, 17)는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 형성된다. 각각의 V-형상 절개부(17)는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽으로 연장된다. 또한, 각각의 V-형상 절개부(17)는 캐리어 지지 매트(14)의 두께 방향으로 연장된다. V-형상 절개부(17, 17)는 이물질들의 포획 효과를 상승시키기 위해 도2에 도시된 바와 같은 권취 상태에서 180°의 각방향 간격으로 배열된다. 단지 하나의 V-형상 절개부(17)는 폭 방향 제1 모서리(E3)에 형성될 수 있다. 다르게는, 많은 (둘 이상) V-형상 절개부(17)가 도5에 도시된 바와 같이 폭 방향 제1 모서리(E3)에 형성될 수 있다.

도4에 도시된 바와 같이, 각각의 V-형상 절개부(17)는 10 내지 20 ㎜ 범위의 깊이(d)와 (폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에서) 8 내지 20 ㎜ 범위의 폭(s)을 갖는다. 폭(s)은 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 먼 방향으로 또는 도3에 도시된 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽 방향으로 점차 좁아진다. 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)와 평행하며 길이 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2)에 수직하다. 각각의 V-형상 절개부(17)는 도4에 도시된 바와 같이 반경(R)을 갖고 평면에서 라운드된 곡면형 바닥면(B)을 갖는다. 반경(R)은 각각의 V-형상 절개부(17)의 바닥 섹션에서 용접 스패터 등과 같은 것을 안정적으로 포획하기 위해, 양호하게는 2 ㎜보다 크지 않다.

본 실시예에서는, 도3에 도시된 바와 같이, 각각의 V-형상 절개부(17)의 깊이(d)는 폭 방향 치수(W1)(= W-d)가 직사각형 돌기(16a)의 폭(폭 방향 치수)(W2)보다 크도록 설정된다. 따라서, 폭 방향 치수(W1)가 직사각형 돌기(16a)의 폭 방향치수(W2)보다 큰 이런 배열로 인해서, 폭 방향 치수(W2)가 배기 가스를 누출하기 쉬운 섹션에 대응한다는 사실에도 불구하고, V-형상 절개부(17)가 형성되더라도 촉매 캐리어에 대한 지지력이 낮아지는 것을 방지하면서 배기 가스 누출이 커지는 것이 방지된다. 또한, 직사각형 돌기(16a)의 폭(W2)은 배기 가스가 누출되기 쉬운 섹션을 통해 배기 가스가 누출되는 것을 방지하기에 충분하다.

다르게는, V-형상 절개부(17, 17)는 도6a에 도시된 바와 같이 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)에도 형성될 수 있다. 이런 배열로 인해, 편평한 또는 전개된 상태의 캐리어 지지 매트(14)가 촉매 캐리어(13) 둘레에 권취될 때, 캐리어 지지 매트의 상류측과 하류측을 고려할 필요가 없게 됨으로써, 촉매 캐리어에 대한 조립 작업을 용이하게 한다. 이 경우, 비록 "W1 ＞ W2"의 관계가 설정되더라도, 폭 방향 치수(W1)는 "W1 = W - 2xd"가 된다.

또한, V-형상 절개부(17)가 폭 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E3, E4) 모두에 형성되는 경우, 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에서 V-형상 절개부의 위치는 도6b에 도시된 바와 같이 캐리어 지지 매트(14)의 길이 방향으로 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)에서의 V-형상 절개부의 위치와 다를 수 있다. 또한, 이 경우, W1 = W-d의 관계가 설정된다.

또한, 직사각형 돌기 및 절개부(16a, 16b)가 도6c에 도시된 바와 같이 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽 일 측면으로 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 직사각형 돌기(16a)는 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)와 정렬된 하류측 모서리를 갖는 한편, 절개부(16b)도 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)에 도달한다.

촉매 컨버터를 상술한 바와 같이 배열함에 따라, (생산 과정에서 파이프 용접 등에 의해 배기 매니폴드(2)를 형성하는 동안 생성된) 용접 스패터, 잔류하는 주조용 몰딩 샌드, 가공시 생성된 부스러기들 및 내연 기관의 작업중 생성된 금속 산화물과 같은 이물질들은 분리되어 진동이나 열 피로를 받으며 떨어지고 이어서 캐리어 지지 매트의 상류측 단부면(14a) 상에 떨어지도록 배기 가스 통로를 거쳐 촉매 컨버터에 도달하더라도, 이런 이물질들은 배기 가스가 유동하고 엔진이 진동하는 중에 상류측 단부면 상에서 돌아다니면서 V-형상 절개부(17)로 들어가 포획된다. 이물질들이 일단 각각의 V-형상 절개부로 들어가면, 각각의 V-형상 절개부는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에서 먼 방향으로 폭이 작게 되도록 형성되기 때문에 이물질들이 V-형상 절개부를 벗어나 흩어지는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 이물질들은 V-형상 절개부(17)에 안정적으로 포획될 수 있다. 결국, 용접 스패터와 같은 이물질들이 안정적으로 포획될 수 있음으로 해서 캐리어 지지 매트(14)에 대한 지지력을 낮추거나 캐리어 지지 매트를 통해 배기 가스를 누출시키지 않고도 촉매 캐리어(13)가 손상되거나 파손되는 것을 방지한다.

촉매 컨버터가 그 축이 수직 방향에 대해 경사지도록 위치되는 경우, 각각의 V-형상 절개부(17) 대신 그 단면적이 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽 방향으로 저감되는 원추형 구멍이 캐리어 지지 매트의 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 형성될 수 있다.

도7 내지 도10은 제1 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 본 발명에 따른 촉매 컨버터(3)의 제2 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 촉매 컨버터(3)는 그 축이수직 방향에 대해 경사지게 위치된다. 도8에 도시된 바와 같이, 캐리어 지지 매트(14)가 촉매 캐리어(13)의 외주연면 둘레에 권취된 후 설정된 권취 상태에 있을 때, 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)과 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)은 서로 같은 높이에 있지 않으며, 따라서 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)은 케이싱 본체(10)의 내주연면과 촉매 캐리어(13)의 외주연면 사이에 환형 홈을 형성하기 위해 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)에 대해 조금 낮게 또는 하류에 위치된다.

이물질들을 포획하기 위한 오목부로서의 역할을 하는 직선형의 긴 모양 절개부(17A, 17A)는 엔진으로부터 배출된 배기 가스의 유동과 관련해서 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)에 대해 상류측 상에 위치된 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 형성된다. 직선형의 긴 모양 절개부(17A, 17A)중 하나는 캐리어 지지 매트(14)의 길이 방향 중심부에 위치되며 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽으로 연장된다. 다른 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 캐리어 지지 매트의 전개 입면도인 도9에 도시된 바와 같이 캐리어 지지 매트(14)의 길이 방향 제2 단부 모서리(E2)를 포함하는 길이 방향 제2 단부 섹션(도시 안됨)의 일 부분(K)을 절개함으로써 형성된다. 부분(K)은 길이 방향 제2 단부 모서리(E2)의 일 부분을 포함하며 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 직사각형 절개부(16b)까지 연장된다. 절개부(K)는 캐리어 지지 매트가 도10에 도시된 바와 같이 촉매 캐리어(13) 둘레에 권취될 때 직선형의 긴 모양 절개부(17A)를 형성하며 여기에서 돌기(16a)는 절개부(16b)에 끼워짐으로써 배기 가스가 캐리어 지지 매트(14)의 길이 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2)사이의 유격을 통해 누출되는 것을 방지한다. 각각의 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽으로 연장된다. 또한, 각각의 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 캐리어 지지 매트(14)의 두께 방향으로 연장된다.

다르게는, 직선형의 긴 모양 절개부(17A')가 도9에 도시된 바와 같이 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)에도 형성될 수 있다. 이런 배열로 인해, 편평한 또는 전개된 상태의 캐리어 지지 매트(14)가 촉매 캐리어(13) 둘레에 권취될 때, 캐리어 지지 매트의 상류측 및 하류측을 고려할 필요가 없게 됨으로써, 촉매 캐리어에 대한 조립 작업을 용이하게 한다.

양호하게는, 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 폭 방향 제1 (또는 상류측) 단부 모서리(E3)에 형성되고 캐리어 지지 매트(14)의 하류측에, 보다 상세하게는, 촉매 컨버터(13)의 축이 도7에 명백히 도시된 바와 같이 수직 방향에 대해 경사진 조건에서 단부 모서리(E3)의 최하 지역 둘레에 위치된다.

상술한 제2 실시예의 촉매 컨버터의 상술한 배열로 인해, 용접 스패터, 잔류하는 주조용 몰딩 샌드, 가공시 생성된 부스러기들 및 내연 기관의 작업중 생성된 금속 산화물과 같은 이물질들은 진동이나 열 피로를 받으며 분리되어 떨어지고 이어서 배기 가스 통로를 거쳐 촉매 컨버터에 도달하더라도, 단부면(13a)은 수직 방향에 대해 경사지기 때문에, 이물질들은 촉매 캐리어(13)의 경사진 상류측 단부면(13a)을 따라 캐리어 지지 매트의 상류측 단부면(14a) 상으로 떨어진다. 따라서, 용접 스패터와 같은 이물질들은 촉매 캐리어의 단부면(13a) 상에 머무를 수없음으로써, 촉매 캐리어의 단부면(13a) 상에서 이물질들이 돌아다님으로 인해 촉매 캐리어(13)가 손상되는 것을 방지한다.

직선형의 긴 모양 절개부는 이물질들이 떨어지는 방향으로 위치되기 때문에 용접 스패터와 같은 이물질들은 직선형의 긴 모양 절개부(17A)에 용이하게 진입한다. 이물질들이 직선형 절개부(17A)로부터 멀리 떨어지더라도, 상류측 단부면(14a)은 도7에 도시된 바와 같이 경사져서 케이싱 본체(10)의 내주연면 및 촉매 캐리어(13)의 외주연면 사이에 형성된 환형 홈의 바닥면을 형성하기 때문에, 이물질들은 캐리어 지지 매트의 상류측 단부면(14a)을 따라 운반될 수 있고 직선형의 긴 모양 절개부(17A)에 도달해서 포획될 수 있다. 따라서, 용접 스패터와 같은 이물질들은 직선형의 긴 모양 절개부(17A)에 안정적으로 포획될 수 있다.

도11 및 도12는 제2 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제3 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 촉매 컨버터(3)는 그 축이 수직하게 또는 수직 방향으로 연장되도록 배치된다. 이 경우, 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면은 편평하며 도11에 도시된 바와 같이 촉매 캐리어(13)의 축에 수직한 가상면(도시 안됨)에 대해 경사진다. 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 도11 및 도12에 도시된 바와 같이 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면의 하부측에 근접해서 위치된다.

이런 배열에 의해서도, 용접 스패터와 같은 이물질들이 촉매 컨버터(3)의 촉매 캐리어(13)에 도달하도록 진동과 열 피로를 받으며 분리되어 떨어질 때, 이물질들은 촉매 캐리어(13)의 경사진 상류측 단부면을 따라 안내되고 캐리어 지지매트(14)의 상류측 단부면(14a)으로 떨어져서 직선형의 긴 모양 절개부(17A) 내로 포획된다.

도13a 내지 도14는 제3 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 촉매 컨버터(3)의 제4 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 촉매 컨버터(3)는 제3 실시예와 유사하게 그 축이 수직하게 또는 수직 방향으로 연장되는 방식으로 배치된다. 이 경우, 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면은 제3 실시예와 유사하게, 편평하며 촉매 캐리어(13)의 축에 수직한 가상면(도시 안됨)에 대해 경사진다. 또한, 본 실시예에서, 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)은 촉매 캐리어(13)의 축에 수직한 가상면에 대해 경사진다. 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)의 최하측에서 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면의 하부측에 근접해서 형성된다. 본 실시예에서, 전개된 또는 편평한 상태의 캐리어 지지 매트(14)가 도14에 도시된다.

이렇게 배열된 촉매 컨버터로 인해, 용접 스패터와 같은 이물질들이 촉매 컨버터(3)의 촉매 캐리어(13)에 도달하기 위해 진동과 열 피로를 받으며 분리되어 떨어질 때, 이물질들은 촉매 캐리어(13)의 경사진 상류측 단부면(13a)을 따라 안내되고 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)으로 떨어진다. 이 때, 이물질들이 직선형의 긴 모양 절개부(17A)로부터 먼 곳에 떨어지더라도, 이물질들은 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)과 동일한 방향으로 경사진 상류측 단부면(14a)을 따라 안내되고, 직선형의 긴 모양 절개부(17A)에 도달해서 포획된다. 따라서, 용접 스패터와 같은 이물질들은 직선형의 긴 모양 절개부(17A)에 안정적으로 포획될 수있다.

도15a 및 도15b는 제2 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 본 발명에 따르는 촉매 컨버터의 제5 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 촉매 컨버터(3)는 그 축이 수직하게 또는 수직 방향으로 연장되는 방식으로 또는 그 축이 수직 방향에 대해 경사지는 방식으로 배치된다. 이 경우, 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)은 볼록하게 형성된다. 상류측 단부면(13a)은 이것이 중심부에서 돌출되고 주연부쪽으로 하강되도록 경사지는 한 구형면의 일부와, 원추면과, 다른 오목 및 만곡면들중 하나 등을 가질 수 있다.

이렇게 배열된 촉매 컨버터로 인해, 용접 스패터와 같은 이물질들이 촉매 컨버터(3)의 촉매 캐리어(13)에 도달하도록 진동과 열 피로를 받으며 분리되어 떨어질 때, 이물질들은 여기에 머무르지 않고 촉매 캐리어(13)의 볼록한 상류측 단부면(13a)을 따라 하향 활주해서 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a) 둘레에 위치된 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)으로 떨어진다. 이물질들이 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면 상에서 돌아다니는 동안, 이물질들은 직선형의 긴 모양 절개부(17A)에 포획된다.

도16 내지 도19는 제2 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 본 발명에 따르는 촉매 컨버터의 제6 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 촉매 컨버터(3)는 그 축이 도16에 도시된 바와 같이 수직하게 또는 수직 방향으로 연장되는 방식으로 배치되거나, 그 축이 수직 방향에 대해 경사지는 방식으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어 지지 매트(14)에는 폭 방향 제1 (상류측) 단부 모서리(E3)에 위치된 (이물질들을 포획하기 위한) 일반적으로 지그재그형인 절개부(17B)가 형성된다. 즉, 지그재그형 절개부(17B)는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 연장된다. 지그재그형 절개부(17B)는 직선형의 수직 방향 상류측 섹션(S1)과, 직선형의 측방향 중심 섹션(S2)과, 직선형의 수직 방향 하류측 섹션(S3)을 포함한다. 수직 방향 상류측 섹션(S1)은 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 연장되며 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 수직하다. 측방향 중심 섹션(S2)은 수직 방향 상류측 섹션(S1)에 연결되고 수직 방향 상류측 섹션(S1)에 수직하며, 절곡 섹션(도시 안됨)을 형성한다. 수직 방향 하류측 섹션(S3)은 측방향 중심 섹션(S2)에 연결되고 측방향 중심 섹션(S2)에 수직하게 연장되어서, 절곡 섹션(도시 안됨)을 형성한다.

본 실시예에서, 지그재그형 절개부(17B)의 적어도 일부(이 경우 측방향 중심 섹션(S2))는 촉매 컨버터에서 배기 가스의 유동 방향에 수직한 방향, 즉 배기 가스의 유동 방향을 가로지르는 방향으로 연장된다. 즉, 지그재그형 절개부(17B)는 권취된 상태의 캐리어 지지 매트(14)의 수직 방향으로 연장되는 중심부를 포함한다. 편평한 또는 전개된 상태의 캐리어 지지 매트(14)가 도18에 도시된다.

이렇게 배열된 촉매 컨버터로 인해, 용접 스패터와 같은 이물질들이 지그재그형 절개부(17B)로 들어갈 때, 절개부(17B)의 지그재그형 패턴은 이물질들의 흩어지는 동작을 물리적으로 방해하기 때문에, 이물질들이 지그재그형 절개부로부터 흩어지는 것이 안정적으로 방지될 수 있다.

다르게는, 도19에 도시된 캐리어 지지 매트(14)를 얻기 위해 지그재그형 절개부(17B)가 다음과 같이 형성될 수 있다. 즉, 직사각형 돌기(16a)에 대해 폭 방향 제1 단부 모서리(E1)의 상류측 부분이 지그재그형으로 형성되는 한편, 폭 방향 제2 단부 모서리(E2)의 상류측 부분이 지그재그형으로 형성되며, 여기에서 폭 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2)의 지그재그형 상류측 부분은 서로 대면하고 그 사이에 지그재그형 절개부(17B)를 형성하기 위해 서로 조금 이격된다.

도20은 지그재그형 절개부(17B) 대신 일반적으로 L-형상 절개부(C)가 사용된다는 점을 제외하고 제6 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 제7 실시예를 도시한다. 특히, 캐리어 지지 매트(14)에는 이것의 폭 방향 제1 (상류측) 단부 모서리(E3)에 위치된 (이물질들을 포획하기 위한) 일반적으로 L-형상의 절개부(17C)가 형성된다. 즉, L-형상 절개부(17C)는 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 연장된다. 지그재그형 절개부(17B)는 직선형의 경사진 상류측 섹션(M1) 및 직선형의 경사진 하류측 섹션(M2)을 포함한다. 경사진 상류측 섹션(M1)은 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 연장되며 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)와 각을 이룬다. 경사진 하류측 섹션(M2)은 경사진 상류측 섹션(M1)에 각을 이루며 연결되며 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽으로 연장된다. 본 실시예에서도, L-형상 절개부(17C)의 적어도 일부는 배기 가스의 유동 방향을 가로지르는 방향으로 연장된다. 따라서, 이렇게 배열된 촉매 컨버터는 제6 실시예의 촉매 컨버터의 효과와 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 본 실시예의 촉매 컨버터는 도19에 도시된 권취 절개부(17D)를 L-형상의 절개부(17C)로 교체함으로써 형성될 수 있다.

도21은 권취 절개부(17D)가 지그재그형 절개부(17B) 대신 사용된다는 점만을 제외하고 도17에 도시된 제6 실시예의 촉매 컨버터와 유사한 본 발명에 따른 촉매컨버터의 제8 실시예를 도시한다. 권취 절개부(17D)는 직선형의 수직 방향 상류측 섹션(N1)과, 직선형의 경사진 중심 섹션(N2)과, V-형상의 하류측 섹션(N3)을 포함한다. 수직 방향 상류측 섹션(N1)은 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 연장되며 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)에 수직하다. 경사진 중심 섹션(N2)은 수직 방향 상류측 섹션(N1)에 연결되며, 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽으로 경사져서 연장된다. V-형상 하류측 섹션(N3)은 경사 중심 섹션(N2)에 연결되고 그 폭이 폭 방향 제1 단부 모서리(E3)로부터 먼 방향으로 감소하도록 폭 방향 제2 단부 모서리(E4)쪽으로 곧바르게 연장된다. 본 실시예에서도, 권취 절개부(17D)의 적어도 일부(이 경우 경사진 중심 섹션(S2))는 배기 가스의 유동 방향을 가로지르는 방향으로 연장된다. 본 실시예의 촉매 컨버터는 도19에 도시된 지그재그형 절개부(17B)를 권취 절개부(17D)로 교체함으로써 형성될 수 있다.

이렇게 배열된 촉매 컨버터는 제6 실시예의 촉매 컨버터의 효과와 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 이렇게 배열된 촉매 컨버터는 그 선단부 섹션이 날카로운 최하 심부(deep most part)를 갖는 V-형상으로 형성된 권취 절개부를 가지며, 따라서 용접 스패터와 같은 이물질들이 날카로운 최하 심부에서 이동하는 것이 방지됨으로써 이물질들을 더욱 안정적으로 포획한다.

도22a, 도22b 및 도22c는 절개부(17B, 17C, 17D)가 캐리어 지지 매트(14)의 환형 상류측 단부면(14a)의 최하 지역에 형성되거나 위치되는 방식으로, 각각의 촉매 컨버터의 캐리어 지지 매트(14)의 환형 상류측 단부면(14a)이 촉매 캐리어의 축에 대해 수직한 평면에 대해 경사진 제6, 제7 및 제8 실시예의 변경예들의 주요부를 각각 도시한다. 각각의 절개부(17B, 17C, 17D)는 권취된 상태에서 캐리어 지지 매트(14)의 길이 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2) 사이에 형성된다. 예컨대, 도22a에 도시된 변경예의 캐리어 지지 매트(14)는 도23a에서 전개 입면도로 도시되며, 이것은 결국 권취 상태로 되며 그 부분 측면도가 도23b에서 도시되며 지그재그형 절개부(17B)가 길이 방향 제1 및 제2 단부 모서리(E1, E2) 사이에 형성된다.

이렇게 배열된 변경예의 촉매 컨버터로 인해, 용접 스패터와 같은 이물질들이 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)으로부터 캐리어 지지 매트(14)의 상류측 단부면(14a)으로 떨어질 때, 환형의 상류측 단부면(14a)은 촉매 캐리어(13)의 상류측 단부면(13a)에 대해 환형 홈을 형성하는 한편 절개부(17B, 17C, 17D)는 캐리어 지지 매트의 상류측 단부면의 최하 지역에 위치되기 때문에, 이물질들은 캐리어 지지 매트(14)의 경사진 환형 상류측 단부면(14a)을 따라 안내되고 절개부(17B, 17C, 17D)에 도달되어 절개부에서 포획된다. 따라서, 용접 스패터와 같은 이물질들은 절개부(17B, 17C, 17D)에 안정적으로 포획될 수 있다.

각각 제2, 제3, 제4 및 제5 실시예의 직선형의 긴 모양 절개부(17A)는 제6, 제7 및 제8 실시예의 절개부(17B, 17C, 17D)중 적어도 하나의 절개부로 교체될 수 있다. 절개부(17B, 17C, 17D)는 절곡 섹션과 배기 가스의 유동 방향을 가로지르는 방향으로 연장되는 부분을 갖는다. 또한, 적어도 하나의 절개부(17B, 17C, 17D)가 각각 제2, 제3, 제4 및 제5 실시예의 캐리어 지지 매트에 추가적으로 형성될 수 있다.

일본 특허 출원 제P2001-134783호(2001년 5월 2일 출원) 및 제P2001-134784호(2001년 5월 2일 출원)의 전체 내용은 본 명세서에 합체되어 있다.

비록 본 발명은 상기에서 본 발명의 소정의 실시예 및 예를 참조해서 설명되었지만, 본 발명은 상술된 실시예 및 예에 제한되지 않는다. 상술한 실시예 및 예에 대한 변경 및 개조가 상술한 가르침에 비추어 기술 분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위를 참고하여 한정된다.

Claims (23)

1. 엔진의 배기 가스 통로의 일 부분을 형성하는 케이싱과,

   케이싱에 배치되고 배기 가스를 정화시키기 위해 물질을 운반하는 기판과,

   기판 및 케이싱 사이에 위치됨으로써 케이싱 내의 기판을 지지하는 지지 매트를 포함하며,

   지지 매트는 지지 매트의 상류측 단부에서 이물질들을 포획하기 위해 오목부를 갖고 상류측 단부는 배기 가스 통로의 배기 가스 유동의 상류측과 대면하는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
2. 제1항에 있어서, 지지 매트는 돌기가 형성된 제1 단부 및 리세스가 형성된 제2 단부를 갖고 제1 단부의 돌기는 기판 둘레를 감싸는 상태에서 제2 단부의 리세스와 결합하며, 오목부가 구비된 지지 매트의 배기 가스 유동 방향의 폭은 배기 가스 유동 방향으로 돌기의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
3. 제1항에 있어서, 오목부는 지지 매트가 기판을 둘러싸기 전에 지지 매트의 자연적인 상태에서 지지 매트의 상류측 단부에 존재하는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
4. 제1항에 있어서, 기판은 그 축이 수직 방향이나 수직 방향에 대해 경사진 경사 방향으로 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
5. 제1항에 있어서, 기판은 배기 가스 통로의 배기 가스 유동의 상류측과 대면하는 기판의 상류측 단부가 수직 방향에 수직하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
6. 제1항에 있어서, 오목부는 배기 가스 유동 방향을 가로지르는 방향으로 연장하는 일 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
7. 제2항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 오목부는 지지 매트의 상류측 단부에 형성된 절개부인 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
8. 제5항에 있어서, 기판은 그 축이 수직 방향에 대해 경사지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
9. 제5항에 있어서, 기판의 상류측 단부는 배기 가스 유동 방향에 수직한 평면에 대해 경사지는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
10. 제1항에 있어서, 기판의 상류측 단부는 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
11. 제5항에 있어서, 지지 매트의 오목부는 수평 방향으로 기판의 상류측 단부의 최하측에 인접한 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
12. 제1항에 있어서, 오목부는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
13. 제8항에 있어서, 지지 매트의 오목부는 수평 방향으로 기판의 상류측 단부의 최하측에 인접한 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
14. 제5항 또는 제6항에 있어서, 지지 매트는 돌기가 형성된 제1 단부 및 리세스가 형성된 제2 단부를 갖고 제1 단부의 돌기는 지지 매트가 기판 둘레를 감싸는 상태에서 제2 단부의 리세스와 결합하며, 오목부가 지지 매트의 제1 및 제2 단부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
15. 제5항 또는 제6항에 있어서, 오목부는 그 폭이 지지 매트의 상류측 단부로부터 먼 방향으로 감소하는 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 매트의 오목부는 V-형상인 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 매트는 그 상류측 단부에 형성된 복수개의 오목부를 가지며, 복수개의 오목부는 같은 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 매트는 지지 매트의 하류측 단부에서 오목부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 매트의 상류측 단부는 배기 가스 유동 방향으로 기판의 상류측 단부의 하류측에 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 세라믹 모놀리식인 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 복수개의 가스 통로를갖는 벌집형 구조물이고, 각각의 가스 통로는 0.1 ㎜보다 크지 않은 두께를 갖는 얇은 격벽에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 케이싱은 파이프 용접에 의해 형성된 엔진의 배기 매니폴드에 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 케이싱은 엔진의 배기 매니폴드에 용접되는 것을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.