KR20110054027A - 촉매 변환 장치 - Google Patents

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KR20110054027A
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스테파노 플라티
마이클 데세자르
세리 얼터크
아만다 시스틸리
그레고리 기요시 고야나기
보이스라브 블라고제빅
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비다 홀딩스 코포레이션 리미티드
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Abstract

내연 기관의 배기 시스템용 촉매 변환 장치는 가스 입구 및 가스 출구를 갖는 하우징과, 하우징에 배치되는 적어도 하나의 촉매 기판 요소를 포함한다. 적어도 하나의 촉매 기판 요소는 복수개의 영역 또는 섹션으로 분할되고, 영역들은 열 유동을 방지하기 위해 서로에 대해 적어도 부분적으로 분리된다. 영역들은 벽에 의해 적어도 부분적으로 분리된다. 벽은 방사 외향으로의 열의 이동성을 감소시키기 위해 절연 재료를 포함할 수 있다. 각각의 영역은 입구와 출구가 유체 연통하도록 이들을 연결하는 사실상 개별형 유동 통로를 한정한다. 장치는 종래의 촉매 변환기에 비해 콜드 스타트로부터 보다 신속하게 가열할 수 있다.

Description

촉매 변환 장치{CATALYTIC CONVERTER APPARATUS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2008년 8월 27일자로 출원된 미국 특허 가출원 제61/092,110호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 내연 기관에 사용되는 촉매 변환 장치에 관한 것이다.
하기의 단락들을 서술함에 있어서, 그러한 서술 자체가 하기의 단락들에 논의되는 내용이 종래 기술에 속하거나 당업자가 가진 지식의 일부임을 인정하는 것은 아니다.
가스트(Gast)에게 허여된 미국 특허 제4,394,351호에는 배기 가스 유동이 기판 각각의 상류 전방 영역에 걸쳐 그리고 이런 전방 영역들 중에 중앙에 집중하여 비균일하게 분포되도록 상류 및 하류에 위치한 기판들과 구성을 갖는 듀얼 모놀리식 촉매 변환기가 개시되어 있다. 변환기는 상기 기판들 사이에 챔버를 더 포함한다. 펄스 급기(air supply)와 연통하도록 구성된 개방 단부를 갖는 공기 분배 튜브는 기판들 사이를 유동하는 배기 가스에 대체로 법선 방향으로 챔버를 통해 이를 가로질러 연장되어 폐쇄 단부에서 종결된다. 챔버 내 튜브는 복수개의 구멍을 가지며, 배기 가스의 비균일 분포에 순응하는 합성 공기 유동 분포를 제공하는 방식으로 챔버 전체에 펄스 급기를 비균일하게 분포시키도록 상기 구멍들은 튜브를 따라 크기 설정되고 이격된다. 유동 분할기는 챔버를 복수개의 개별 챔버로 분할하는 방식으로 튜브를 따라 이격되고, 기판들 사이에서 배기 가스의 유동에 대체로 평행하게 연장되며, 각각의 채널은 펄스 급기의 비균일 분포의 일부만을 그리고 비균일하게 분포된 배기 가스의 일부만을 수용하기 위해 구멍들 중 선택된 구멍들과 연통하며, 이에 의해 비균일 공기 유동 분배가 채널들 사이에서 유지되고, 배기 가스가 펄스 공기의 부적절한 혼합에 의해 기판 하류로 유입되는 것을 방지하도록 배기 가스가 기판들 사이에서 유동함으로써, 기판 하류에서의 전환 효율이 최대화된다.
화이트(White)에게 허여된 미국 특허 제5,578,277호에는 비교적 큰 디젤 엔진으로부터의 배기를 정화하기 위해 사용되는 머플러 및 모듈형 촉매 변환기가 개시되어 있다. 장치는 입구 및 출구를 갖는 하우징 내 배기 유동 경로에 장착되는 다양한 구조적 구성요소들을 포함한다. 하우징 내에 장착된 플레이트는 하우징을 입구 챔버와 출구 챔버로 분할한다. 복수개의 촉매 변환기 서브 캔(sub-can)은 입구 챔버와 출구 챔버 사이의 플레이트를 가로질러 장착된다. 유동 분배기는 촉매 변환기 서브 캔의 상류의 하우징 내에 장착된다. 유동 분배기는 배기 가스의 일부를 분할하여 촉매 변환기 서브 캔으로 보낸다. 일부 머플러 구조부가 배기 소음을 약화시키기 위해 하우징 내의 촉매 변환기 서브 캔과 출구 사이에 장착된다.
볼랜더(Bolander) 등에게 허여된 미국 특허 제7,210,287호에는 차량의 촉매 변환 장치로부터의 배기 가스를 감소시키기 위한 방법이 개시되어 있으며, 장치는 적어도 하나의 촉매 변환기를 포함하고, 적어도 하나의 촉매 변환기 각각은 차량의 미리 정해진 길이부 내에 위치되는 촉매 브릭(catalyst brick)을 가진다. 방법은 적어도 하나의 촉매 브릭 중 적어도 하나를 거쳐 미리 정해진 길이부를 통해 2회 이상 배기 가스를 통과시키는 단계를 포함한다. 변환 장치는 촉매 변환 반응을 촉진시켜 변환 시스템의 라이트 오프(light-off)를 가속화시킬 수 있다.
본 발명의 태양에서, 내연 기관의 배기 시스템에 사용되는 촉매 변환 장치는 가스 입구와 가스 출구를 포함하는 하우징과, 하우징에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소를 포함하며, 적어도 하나의 기판 요소는 촉매 재료를 포함하고, 적어도 하나의 기판 요소는 복수개의 영역으로 분할되며, 각각의 영역은 입구와 출구가 유체 연통하도록 이들을 연결하는 대체로 분리형인 유동 통로를 한정한다.
장치는 복수개의 영역을 적어도 부분적으로 분리하는 적어도 하나의 벽을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 벽은 영역들 사이에서의 열 유동을 방지하기 위한 절연 재료를 포함할 수 있다. 영역들 사이에서 절연 재료의 두께는 변경될 수 있다. 절연 재료는 영역들 사이에서 10 ㎜미만의 두께를 가질 수 있다. 절연 재료는 세라믹 섬유 재료를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 벽은 인접한 영역들 사이의 가스 유동에 대체로 영향을 받지 않도록 영역들을 분리할 수 있다. 적어도 하나의 벽은 입구로부터 출구까지 연장하는 방향으로 영역들의 실질적인 전체 길이를 따라 영역들을 분리할 수 있다. 영역들은 중앙 영역과 적어도 하나의 반경 영역을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 반경 영역으로부터 중앙 기판 영역을 분리하는 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 연결부를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 기판 요소는 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대해 직교하는 반경 치수로 하우징을 사실상 채울 수 있다. 영역들은 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대체로 평행한 방향으로 배열될 수 있다. 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대해 직교하는 평면에서의 영역의 단면적은 변경될 수 있다. 중앙에 위치한 영역은 주연에 위치한 영역보다 큰 단면적을 가질 수 있다.
각각의 영역은 가스 유동의 방향에 대해 직교하는 평면에서 동일한 단면 형상을 가질 수 있다. 단면 형상은 부등변 사각형, 직사각형, 사각형, 삼각형, 육각형 및 원형으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
영역 내 촉매 재료의 로딩은 변경될 수 있다. 예를 들면, 중앙에 위치한 영역 내 촉매 재료의 로딩은 주연에 위치한 영역 내 촉매 재료의 로딩보다 많을 수 있다. 이와 유사하게, 적어도 하나의 기판의 영역들 중 촉매 표면적은 변경될 수 있다. 예를 들면, 중앙에 위치한 영역의 촉매 표면적은 주연에 위치한 영역의 촉매 표면적 보다 넓을 수 있다.
본 발명의 태양에서, 내연 기관의 배기 시스템에 사용되는 촉매 변환 장치는 가스 입구 및 가스 출구를 포함하는 하우징과, 하우징에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소와, 복수개의 영역을 적어도 부분적으로 분리하는 적어도 하나의 벽을 포함하며, 적어도 하나의 기판 요소는 촉매 재료를 포함하고, 적어도 하나의 기판 요소는 복수개의 영역으로 분할되며, 영역들은 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대체로 평행하게 배열되고, 각각의 영역은 입구와 출구가 유체 연통하도록 이들을 연결하는 대체로 분리형인 유동 통로를 한정하며, 적어도 하나의 벽은 인접한 영역들 사이의 가스 유동에 대체로 영향을 받지 않도록 영역들을 분리하고, 적어도 하나의 벽은 절연 재료를 포함한다.
내연 기관으로부터 배기 가스를 감소시키는 방법은 전술한 바와 같은 촉매 변환 장치를 제공하는 단계와, 엔진의 배기 가스 스트림과 유체 연통하도록 장치의 입구를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 태양에서, 내연 기관으로부터 배기 가스를 감소시키는 방법은, 내연 기관으로부터의 배기 가스 스트림을 복수개의 영역을 갖는 적어도 하나의 기판 요소에 전달하는 단계로서, 적어도 하나의 기판 요소는 내부에 위치한 촉매 재료를 포함하고, 영역들 사이의 열 유동이 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 방지되도록 영역들이 적어도 부분적으로 상호 분리되며, 각각의 영역은 대체로 분리형인 유동 통로를 한정하는 단계와, 복수개의 영역을 통해 스트림을 통과시켜 스트림을 복수개의 개별 스트림으로 분리하는 단계로서, 개별 스트림은 기판 요소의 촉매 재료와 반응하여 복수개의 처리 완료 스트림을 형성하는 단계와, 처리 완료 스트림을 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 발명의 다른 태양 및 특징들은 특정 실시예들에 대한 상세한 설명을 참조하면 본 기술분야의 당업자에게 자명하다.
본 기술분야의 당업자는 이하 설명되는 도면들이 단지 예시를 목적으로 하고 있음을 이해할 것이다. 도면들은 출원인의 교시의 범주를 어떠한 방식으로도 제한하고자 의도하는 것은 아니다.
도 1a는 장치의 측면 절취도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 장치의 단면도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 장치의 사시 절취도이다.
도 2a는 장치의 측면 절취도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 장치의 단면도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 장치의 사시 절취도이다.
도 3a는 장치의 절취도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 장치의 단면도이다.
도 3c는 도 3a에 도시된 장치의 사시 절취도이다.
도 4a는 장치의 절취도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 장치의 단면도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 장치의 사시 절취도이다.
도 5a는 장치의 절취도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 장치의 단면도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 장치의 사시 절취도이다.
도 6 내지 도 9는 다른 장치의 단면도이다.
도 10은 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 시험 결과를 나타내는 다른 그래프이다.
각각의 청구하고자 하는 발명의 실시예의 예시를 제공하기 위해 다양한 장치 및 방법이 이하 설명될 것이다. 이하 설명되는 실시예는 임의의 청구한 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 임의의 청구한 발명은 이하 설명되지 않는 장치 또는 방법을 포함할 수 있다. 하나 이상의 발명은 이하 설명되는 장치 섹션들 또는 방법 단계들, 또는 본 명세서의 다른 부품들의 조합 또는 부분 조합을 포함할 수 있다. 청구한 발명은 이하 설명되는 임의의 하나의 장치 또는 방법의 모든 특징들을 가지거나, 또는 이하 설명되는 장치들의 복수개 또는 모두에 공통된 특징들을 가지는 장치들 또는 방법들로 제한되지 않는다. 이하 설명되는 장치 또는 방법은 임의의 청구한 발명의 실시예가 아닐 수 있다. 출원인(들), 발명자(들) 및/또는 소유자(들)는, 본 명세서에 청구되지 않은 이하 설명되는 장치 또는 방법에 공지된 임의 발명의 모든 권한을 유지하며, 본 명세서의 개시 내용에 의한 임의의 이런 발명을 포기하거나, 권한을 포기하거나, 또는 양도하지 않는다.
촉매 변환기는 배기가스의 유독성을 저감하기 위해 모터 차량의 배기 시스템에 널리 이용된다. 통상의 촉매 변환기에서, 기판은 촉매 재료에 의해 코팅된 원통형 다공성 단일 구조체의 형태를 취할 수 있다. 통상의 변환기는 두 개의 개별 촉매 코팅 단계, 즉 NOx의 저감을 위한 제1 촉매 단계와, 탄화수소 및 CO의 산화를 위한 제2 단계를 포함할 수 있다. 기판은 통상 다공성 세라믹 재료로 형성되거나, 또는 일부의 경우, 스테인레스 스틸로 형성된다. 콜드 스타트(cold start)부터, 촉매 변환기의 촉매 재료는 배기 가스가 이를 통해 통과할 때 가열되고, 배기 가스의 변환이 가속되어 배기 가스 레벨이 감소된다.
기판이 비교적 높은 작동 온도에 도달되어 있으면, 통상적으로 종래의 촉매 변환기는 효율적으로 작동한다. 엔진의 시동 이후에 작동 온도에 도달하기 위해서는 수 분이 소요될 수 있다. 일부 예에서, 단일 세라믹 촉매 기판으로 구성된 촉매 변환기는 약 300℃의 "라이트-오프(light-off)" 온도(촉매 변환기가 50% 효율성에서 변환하는 온도)와, 약 500℃ 내지 600℃의 작동 온도를 가질 수 있다. 기판이 작동 온도에 도달하는 시간 동안, 처리되지 않은 유해 성분이 배기 시스템으로부터 방출된다.
출원인의 개시 내용은 적어도 하나의 기판 요소를 갖는 촉매 변환 장치에 관한 것으로, 기판 요소는 복수개의 영역 또는 섹션으로 분할되거나 분리된다. 영역들은 영역들 사이의 열 유동을 방지하기 위해 벽에 의해 적어도 부분적으로 상호 분리될 수 있다. 벽은 방사상 외향으로의 열 이동성을 저감하기 위해 절연 재료를 포함할 수 있다. 영역들은 일반적으로 상호 개별적으로 가열될 수 있기 때문에 비교적 신속한 가열이 가능하다. 신속한 가열은 효과적인 변환이 일어나는 작동 온도의 달성에 필요한 시간을 감축시킬 수 있다. 따라서, 장치의 사용은 단일 또는 모놀리식 기판을 구비한 종래의 촉매 변환기와 비교하여 배기 시스템으로부터 방출되는 처리되지 않은 유해 성분의 양을 저감시킬 수 있다. 또한, 벽은 장치 내에서 우수한 보열력을 제공할 수 있으며, 이에 의해 엔진 아이들링 시에 또는 차단 시에 고온 유지를 제공할 수 있다. 또한, 일부 예에서, 출원인의 개시에 따른 장치는 단일 또는 모놀리식 기판을 구비한 종래의 촉매 변환기와 비교하여 기계적 및 열적 응력에 보다 유연성을 갖는다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 촉매 변환 장치의 예가 도면부호 100으로 도시되어 있다. 장치(100)는 (도시되지 않은) 내연 기관의 배기 시스템에 사용된다. 장치(100)는 하우징(102)을 포함한다. 하우징(102)은 예를 들면 계란형, 원형 또는 타원형의 단면 형상을 갖는 대체로 원통형일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 하우징(102)의 다양한 형상 및 치수가 가능하다. 하우징(102)은 가스 입구(104)와, 가스 입구(104)로부터 이격된 가스 출구(106)를 포함한다.
장치(100)는 하우징(102)에 배열된 적어도 하나의 기판 요소(108)를 포함한다. 기판 요소(108)는 영역 또는 섹션(108a, 108b)으로 분할되거나 분리된다. 영역(108a, 108b)은 측방향으로 배열되어 각각의 영역이 입구(104)와 출구(106)가 유체 연통하도록 이를 연결하는 일반적인 개별형 챔버 또는 유동 통로를 한정할 수 있다.
영역(108a, 108b)은 적어도 하나의 벽(110)에 의해 적어도 부분적으로 상호 분리될 수 있다. 벽(110)은 입구(104)로부터 출구(106)로 연장하는 방향으로 영역(108a, 108b)의 대체로 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 벽(110)은 영역(108a)과 영역(108b) 사이의 가스 유동에 사실상 영향을 받지 않도록 각각의 영역(108a, 108b)을 분리할 수 있다. 벽(110)의 적어도 일부는 이하 구체적으로 설명되는 바와 같이 절연 재료를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 기판 요소(108)는 기존의 촉매 변환기에 사용되는 세라믹 제형 및 스테인레스 스틸 재료를 포함하여 대체로 다공성 세라믹 또는 스테인레스 스틸 구조체로 형성될 수 있다. 기판 요소(108)는 배기 가스를 변환하기 위한 촉매 재료를 포함한다. 촉매 재료는 차량 배기 가스의 변환을 위해 바람직한 산화/환원 작용을 수행하도록 작동 가능한 임의 적절한 재료일 수 있다. 3방향 변환이 바람직한 일부 예에서, 각각의 영역(108a, 108b)은 (도시되지 않은) 연속으로 배열되는 두 개의 개별 촉매 코팅 단계를 포함할 수 있다.
영역(108a, 108b)은 입구(104)로부터 출구(106)로 가스 유동의 축에 대해 반경 방향 또는 측 방향 치수를 따라 하우징(102)에 대체로 메워진다. 영역(108a, 108b)은 입구(104)로부터 출구(106)로 연장하는 방향에 대체로 평행하게 배열될 수 있다.
영역(108a, 108b)은 벽(110)에 의해 적어도 부분적으로 상호 분리될 수 있으며, 이에 의해 장치(100) 내에서 열 이동성이 저감된다. 특정 예에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 벽(110)은 연결부(114)에 의해 벽 섹션(110a, 110b, 110c, 110d)으로 분리될 수 있다. 연결부(114)는 제조를 도울 수 있는, 영역(108a, 108b) 사이의 구조 지지체를 제공한다.
구체적으로, 영역(108a, 108b)을 포함하는 단일 기판 요소는 압출 공정에 의해 각각의 벽(110a, 110b, 110c, 110d)에 공극을 구비한 상태로 형성될 수 있다. 이어서, 공극은 벽(110a, 110b, 110c, 110d)을 형성하기 위해 절연 재료에 의해 사출 성형될 수 있다. 영역(108a, 108b)이 압출된 후에 그리고 벽(110a, 110b, 110c, 110d)이 사출 성형되기 전에, 연결부(114)가 영역(108a, 108b) 사이에 구조 지지체를 제공할 수 있다.
벽(110)은 부분 또는 전체가 절연 재료로 형성될 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 벽(110)은 세라믹 섬유 절연 재료, 예를 들면 이에 제한되지는 않지만 (뉴욕의 나이아가라 폴에 소재하는 Unifrax사로부터 상용가능한) FIBERFRAX XFP™ 재료를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 일부 다른 특정 실시예에서, 벽(110)은 성형 가능한 시멘트, 예를 들면 이에 제한되지는 않지만 (뉴욕의 나이아가라 폴에 소재하는 Unifrax사로부터 상용가능한) FIBERFRAX LDS MOLDABLE™ 재료를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 다른 예에서, 벽(110)은 에어졸 또는 나노졸, 유리 섬유 등과 같은 다른 절연 재료를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다.
영역(108a, 108b) 사이에 절연 재료를 갖는 벽(110)을 포함함으로써, 장치(100)는 기계적 및 열적 응력에 보다 강해질 수 있다. 절연 재료는 통상적으로 상당한 압축은 허용할 수 있기 때문에 각각의 영역(108a, 108b)의 열적 팽창을 수용할 수 있다. 또한, 절연 재료는 향상된 기계적 가요성을 제공할 수 있다.
선택적으로, 도 1b를 참조하면, 절연 층(112)은 영역(108b)과 하우징(102) 사이에 배열될 수 있다. 절연 층(112)은 영역(108b)과 하우징(102)으로부터 외부로의 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 영역(108a, 108b)은 열을 보유함으로써 효과적인 변환이 일어나는 작동 온도의 달성에 필요한 시간을 추가로 감축시킬 수 있다.
사용시, 장치(100)는 (도시되지 않은) 내연 기관으로부터 배기 가스를 저감하기 위해 작동될 수 있다. 특히, 입구(104)는 엔진의 배기 가스 스트림과 유체 연통하도록 배치될 수 있다. 배기 가스 스트림은 영역(108a, 108b)으로 전달될 수 있다. 스트림은 영역(108a, 108b)을 통과할 수 있고, 이에 의해 스트림은 복수개의 개별 스트림으로 분리되며, 각각의 개별 스트림은 적어도 하나의 기판 요소의 촉매 재료와 반응하여 처리 완료 스트림을 형성한다. 처리 완료 스트림들은 혼합되어 출구 가스 스트림을 형성한 다음, 출구(106)로부터 배출된다.
영역(108a, 108b)은 통상 서로에 대해 독립적으로 가열될 수 있다. 따라서, 열 에너지가 영역(108a, 108b)을 통해 개별적으로 전달되기 때문에 장치(100)는 단일 또는 모놀리식 기판 설계와 비교하여 향상된 전도성 가열을 보여줄 수 있다. 또한, 배기 가스 스트림의 균일하지 않은 열 분포로 인해, 예를 들면 스트림의 중간 쪽으로 갈수록 온도가 더 높음에 따라 영역(108a)이 영역(108b)보다 빠르게 가열되면, 보다 고온인 영역(108a)은 다른 기판 영역(108)이 라이트 오프 온도에 도달하지 않았음에도 배기의 촉진을 위한 라이트 오프에 먼저 도달할 수 있다. 이와 반대로, 아이들링 시에, 이상 가스는 영역(108b)보다 영역(108a)을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있기 때문에 영역(108b)은 열을 보유하여 아이들링 기간 동안 보다 신속하게 회복될 수 있다.
종래의 촉매 변환 장치의 다른 부분들 사이에서의 열 전달의 세 가지 메커니즘은, (ⅰ) 기판 내부에서의 고온 가스의 대류와, (ⅱ) 기판을 통한 전도와, (ⅲ) 기판으로부터의 복사이다. 장치(100)에 있어 앞에 두 메커니즘, 즉 대류 및 전도는 벽(110)의 도입에 의해 방지될 수 있다 [영역(108a, 108b)들 사이에서 약간의 일부 열 전달을 허용할 수 있는 연결부(114)는 무시]. 세 번째 메커니즘, 복사는 기판의 온도에 따라 크게 달라질 수 있으며, 고온에서 영향을 미치는 유일한 원인 제공원일 수 있다. 예를 들면, 100℃에서는 기판 재료에 대한 복사로 인한 열 손실이 약 1.4 kW/㎡s으로 추정될 수 있는 반면에, 700℃에서는 복사로 인한 열 손실이 40배가 증가한 약 57 kW/㎡s으로 추정될 수 있다. 따라서, 영역(108a, 108b) 사이에 벽(110)의 도입은, 저온에서는 장치(100) 내에서의 열 전달을 억제할 수 있고, 고온에서는 복사의 증가된 참여가 절연 재료의 효과를 우회시켜 영역(108a, 108b) 사이에서 열 이동성을 증가시킴으로써 영역(108a, 108b)이 과열되는 것을 방지한다.
그러나, 기판 영역(즉, 112)의 외부에 도포된 절연 단일 층은 영역(108a, 108b) 사이의 벽(110)에 절연 재료 층을 포함하는 것과 같은 동일한 효과를 달성할 수 없다는 것을 알아야 한다. 솔리드 물질은 전도체인 반면에, 공기를 포함한 대부분의 가스는 불량한 전도체이며 동시에 양호한 절연체이다. 가장 효과적인 절연 재료는 다공질이며, 전도성 열 전달은 재료 자체에 의해서 보다는 (낮은 열 전도성을 갖는) 공기 충전 공간의 존재에 의해서 주로 감소된다. 절연 재료의 온도가 상승하면, 열 전도에 대한 절연 재료의 능력도 증가한다. 포획된 공기는 고온에서 공기 분자의 빠른 운동으로 인해 우수한 전도체가 된다. 또한, 절연 재료 자체의 솔리드 부분은 온도의 상승과 함께 복사를 시작할 것이다. 절연체와 달리, 영역(108a, 108b)은 일반적으로 솔리드이기 때문에 열 전도도에 있어 이런 상당한 변화에 영향을 받지 않을 것이다.
결과적으로, 온도가 상승하면 절연 재료의 효율성이 감소되고, 즉 장치(100) 내에서 열 이동성이 방해되고, 이에 의해 영역(108a, 108b)의 과열이 억제될 수 있다. 이와 대조적으로, 비교적 두꺼운 단일의 절연 재료 층은 열 보유를 위한 기판 영역의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 신속하게 가열될 수 있지만, 고온에서 열 손실을 위한 성능도 감소되어 과열을 야기할 수 있다.
예로서, 장치(100)는 약 12㎝의 폭 치수와 약 8㎝의 높이 치수를 가질 수 있다. 치수는 적용 분야에 따라 달라질 수 있다. 벽(110)과, 영역(108a, 108b)을 분리하는 벽 내부의 절연 재료는 이에 제한되지는 않지만, 예를 들면 10㎜ 미만, 또는 0.1 내지 5㎜, 또는 0.5 내지 2㎜의 두께를 가질 수 있다. 절연 재료의 두께는 절연 재료의 특성과 작동 온도(즉, 저온에서는 보다 얇음)에 따라 달라질 수 있다. 영역(108a, 108b)을 분리하는 벽(110) 내부의 절연 재료는 대체로 균일한 두께일 수 있다.
벽(110)의 단부면은 축방향 가스 유동을 방해하기 위해 제공될 수 있는데, 그 이유는 입구(104)로 유입되는 배기 가스 스트림의 적어도 일부가 이의 경로로부터 각각의 하나의 영역(108a, 108b)으로 분기되어야 하기 때문이다. 가스 스트림의 적어도 일부의 분기는 압력의 상승을 생성할 수 있고, 입구(104)와 접하는 영역(108a, 108b)의 단부에서 가스 유동의 난류를 증가시킬 수 있다. 증가된 난류는 상응하는 가스 스트림의 온도 상승을 유도할 수 있으며, 이는 영역(108a, 108b)의 가열과 작동 온도가 달성되는 속도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 배압의 상승이 배제되어야 하는 경우, 가스 유동에 직교하는 방향에 따른 장치(100)의 단면 치수는 벽(110)이 차지하는 단면적의 크기에 비례하는 양으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 1b를 참조하면, 벽(110)이 장치(100)의 전체 단면적 중 약 10%를 구성하는 경우, 장치(100)의 치수는 벽(110)의 배압으로 영향을 상쇄하기 위해 약 10%까지 감소될 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 촉매 변화 장치의 다른 예가 도면부호 200으로 전체적으로 도시되어 있다. 장치(200)는 유사한 특징부가 유사한 도면부호에 의해 지시되어져 장치(100)와 유사하다. 장치(200)는 하우징(202)을 포함한다. 하우징(202)은 대체로 원통형이며, 대체로 원형의 단면 형상을 가진다. 하우징(202)은 가스 입구(204)와, 입구(204)로부터 이격된 가스 출구(206)를 포함한다.
장치(200)는 하우징(202)에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소(208)를 포함한다. 기판 요소(208)는 영역 또는 섹션(208a, 208b, 208c)으로 분할되거나 분리된다. 영역(208a, 208b, 208c)은 측방향으로 또는 반경 방향으로 배열되고 각각의 영역이 입구(204)와 출구(206)가 유체 연통하도록 이를 연결하는 일반적인 개별형 챔버 또는 유동 통로를 한정할 수 있다. 영역(208a, 208b, 208c)은 입구(204)에서 출구(206)까지 가스 유동의 축에 대해 반경 치수를 따라 하우징(202)을 실질적으로 채울 수 있다. 영역(208a, 208b)은 벽(210a)에 의해 적어도 부분적으로 분리될 수 있고, 영역(208b, 208c)은 벽(210b)에 의해 적어도 부분적으로 분리될 수 있다. 도시되진 않았지만, 벽(210a, 210b)은 영역(208a, 208b, 208c)들 사이에 구조 지지체를 제공하기 위한 [장치(100)의 연결부(114)와 유사한] 연결부를 포함할 수 있다.
영역(208a, 208b, 208c)은 입구(204)로부터 출구(206)까지 연장하는 방향으로 영역(208a, 208b, 208c)의 실질적인 전체길이를 따라 연장하는 벽(210a, 210b)에 의해 상호 분리될 수 있다. 벽(210a, 210b)은 인접한 영역(208a, 208b, 208c)들 사이의 가스 유동에 대체로 영향을 받지 않도록 영역(208a, 208b, 208c)을 상호 분리할 수 있다.
벽(210a, 210b)은 장치(200) 내의 열 이동성을 감소시키기 위해 절연 재료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 벽(210a, 210b)은 부분적으로 절연 재료로 형성될 수 있고, 영역(208a, 208b, 208c)을 분리하기 위한 일부 구조체를 포함할 수도 있으며, 개별형 유동 통로(예를 들면, 비교적 얇은 솔리드 세라믹 또는 스테인레스 스틸 재료)를 한정할 수 있다. 일부 다른 예에서, 벽(210a, 210b) 전체가 절연 재료로 형성될 수 있다.
벽(210a, 210b)의 절연 재료는 대체로 균일한 두께일 수 있다. 다르게는, 절연 재료는 다양한 두께일 수 있다. 예를 들면, 배기 가스 스트림의 균일하지 않은 열 분포가 있는 경우, 예컨대 스트림이 중간 쪽으로 갈수록 고온인 경우, 중앙에 위치한 영역(208a)보다 하우징(202) 근처의 주연 둘레에 위치한 영역(208c)에 대한 절연을 강화하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 벽(210b)은 벽(210a)보다 절연이 강화될 수 있다.
영역(208a, 208b, 208c) 사이에 절연 재료를 갖는 벽(210a, 210b)을 포함함으로써, 장치(200)는 기계적 및 열적 응력에 보다 유연성을 가질 수 있다. 절연 재료는 통상적으로 상당량의 압축을 허용할 수 있기 때문에 각각의 영역(208a, 208b, 208c)의 열적 팽창을 수용할 수 있다. 또한, 절연 재료는 향상된 기계적 가요성을 제공할 수 있다.
선택적으로, 도 2b를 참조하면, 절연 층(212)은 영역(208c)과 하우징(202) 사이에 배열될 수 있다. 절연 층(212)은 영역(208c)과 하우징(202)으로부터 외부로의 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 영역(208a, 208b, 208c)은 열을 보유하여 효과적인 변환이 일어나는 작동 온도의 달성에 필요한 시간을 추가로 감축시킬 수 있다.
영역(208a, 208b, 208c)은 통상 서로에 대해 독립적으로 가열될 수 있다. 따라서, 열 에너지가 영역(208a, 208b, 208c)을 통해 개별적으로 전달되기 때문에 장치(200)는 단일 또는 모놀리식 기판 설계와 비교하여 향상된 전도성 가열을 보여줄 수 있다. 또한, 배기 가스 스트림의 균일하지 않은 열 분포로 인해, 예를 들면 스트림의 중간 쪽으로 갈수록 온도가 높음에 따라 영역(208a)이 영역(208b, 208c)보다 빠르게 가열되면, 보다 고온인 영역(208a)은 다른 기판 영역(208b, 208c)이 라이트 오프 온도에 도달하지 않았음에도 배기의 촉진을 위한 라이트 오프에 먼저 도달할 수 있다. 이와 반대로, 아이들링 시에, 아이들 가스는 영역(208b, 208c)보다 영역(208a)을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있기 때문에 영역(208b, 208c)은 열을 보유하여 아이들링 기간으로부터 보다 신속하게 회복될 수 있다.
선택적으로, 촉매 재료의 로딩은 영역(208a, 208b, 208c)들 사이에서 달라질 수 있다. 예를 들면, 중앙 영역(208a)에서의 촉매 재료의 로딩이 영역(208b)에서의 로딩보다 많도록 장치(200)를 생산하는 것이 바람직하며, 또한 영역(208b)에서의 촉매 재료의 로딩이 영역(208c)에서의 로딩보다 많도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 구조에서, 주연에 위치한 영역보다 통상적으로 많은 배기 가스의 유동을 취급하는 중앙에 위치한 영역에 배기를 촉진하도록 촉매 재료의 보다 많은 로딩이 제공된다.
또한 선택적으로, 촉매 표면적은 영역(208a, 208b, 208c)들 사이에서 달라질 수 있다. 예를 들면, 중앙 영역(208a)의 촉매 표면적이 영역(208b)의 촉매 표면적 보다 크도록 장치(200)를 생산하는 것이 바람직할 수 있으며, 그리고 영역(208b)의 촉매 표면적이 영역(208c)에서의 촉매 표면적보다 크도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 구조에서, 주연에 위치한 영역보다 통상적으로 많은 배기 가스의 유동을 취급하는 중앙에 위치한 영역에 배기를 촉진하도록 보다 큰 촉매 표면적이 제공된다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 촉매 변환 장치의 다른 예가 도면부호 300으로 전체적으로 도시되어 있다. 장치(300)는 유사한 특징부가 유사한 도면부호에 의해 지시된 점과 더불어 장치(100, 200)와 유사하다. 장치(300)는 하우징(302)을 포함한다. 하우징(302)은 대체로 계란형의 단면 형상을 갖는 대체로 원통형이다. 하우징(302)은 가스 입구(304)와, 입구(304)로부터 이격된 가스 출구(306)를 포함한다.
장치(300)는 하우징(302)에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소(308)를 포함한다. 기판 요소(308)는 영역 또는 섹션(308a, 308b, 308c)으로 분할되거나 분리된다. 영역(308a, 308b, 308c)은 측방향으로 배열되고 각각의 영역이 입구(304)와 출구(306)가 유체 연통하도록 이를 연결하는 일반적인 개별형 챔버 또는 유동 통로를 한정할 수 있다. 영역(308a, 308b, 308c)은 입구(304)에서 출구(306)까지 가스 유동의 축에 대해 반경 치수를 따라 하우징(302)을 실질적으로 채운다.
벽(310a, 310b)은 영역(308b, 308c)으로부터 영역(308a)을 적어도 부분적으로 분리한다. 벽(310a, 310b)은 입구(304)로부터 출구(306)까지 연장하는 방향으로 영역(308a, 308b, 308c)의 대체로 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 벽(310a, 310b)은 인접한 영역(308a, 308b, 308c) 사이의 가스 유동에 사실상 영향을 받지 않도록 영역(308a, 308b, 308c)을 상호 분리할 수 있다.
벽(310a, 310b)은 장치(300) 내의 열 이동성을 감소시키기 위해 절연 재료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 벽(310a, 310b)은 부분적으로 절연 재료로 형성될 수 있고, 영역(308a, 308b, 308c)을 분리하기 위한 일부 구조체를 포함할 수도 있으며, 개별형 유동 통로(예를 들면, 비교적 얇은 솔리드 세라믹 또는 스테인레스 스틸 재료)를 한정할 수 있다. 일부 다른 예에서, 벽(310a, 310b) 전체가 절연 재료로 형성될 수 있다.
영역(308a, 308b, 308c) 사이에 절연 재료를 갖는 벽(310a, 310b)을 포함함으로써, 장치(300)는 기계적 및 열적 응력에 보다 유연성을 가질 수 있다. 절연 재료는 통상적으로 상당량의 압축을 허용할 수 있기 때문에 각각의 영역(308a, 308b, 308c)의 열적 팽창을 수용할 수 있다. 또한, 절연 재료는 향상된 기계적 가요성을 제공할 수 있다.
선택적으로, 도 3b를 참조하면, 절연 층(312)은 영역(308b, 308c)과 하우징(302) 사이에 배열될 수 있다. 절연 층(312)은 영역(308c)과 하우징(302)으로부터 외부로의 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 영역(308a, 308b, 308c)은 열을 보유함으로써 효과적인 변환이 일어나는 작동 온도의 달성에 필요한 시간을 추가로 감축시킬 수 있다.
영역(308a, 308b, 308c)은 통상 서로에 대해 독립적으로 가열될 수 있다. 따라서, 열 에너지가 영역(308a, 308b, 308c)을 통해 개별적으로 전달되기 때문에 장치(300)는 단일 또는 모놀리식 기판 설계와 비교하여 향상된 전도성 가열을 보여줄 수 있다. 또한, 배기 가스 스트림의 균일하지 않은 열 분포로 인해, 예를 들면 스트림의 중간 쪽으로 갈수록 온도가 높음에 따라 영역(308a)이 영역(308b, 308c)보다 빠르게 가열되면, 보다 고온인 영역(308a)은 다른 기판 영역(308b, 308c)이 라이트 오프 온도에 도달하지 않았음에도 배기의 촉진을 위한 라이트 오프에 먼저 도달할 수 있다. 이와 반대로, 아이들링 시에, 아이들 가스는 영역(308b, 308c)보다 영역(308a)을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있기 때문에 영역(308b, 308c)은 열을 보유하여 아이들링 기간으로부터 보다 신속하게 회복될 수 있다.
장치(200)에 대한 설명과 마찬가지로, 촉매 재료의 로딩은 영역(308a, 308b, 308c)들 사이에서 달라질 수 있다. 예를 들면, 중앙 영역(308a)에서의 촉매 재료의 로딩이 영역(308b)에서보다 많도록, 그리고 영역(308b)에서의 촉매 재료의 로딩이 영역(308c)에서의 로딩보다 많도록 장치(300)가 준비될 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 촉매 변화 장치의 다른 예가 도면부호 400으로 전체적으로 도시되어 있다. 장치(400)는 유사한 특징부가 유사한 도면부호에 의해 지시된 점과 더불어 장치(100, 200, 300)와 유사하다. 장치(400)는 하우징(402)을 포함한다. 하우징(402)은 대체로 타원형의 단면 형상을 갖는 대체로 원통형이다. 하우징(402)은 가스 입구(404)와, 입구(404)로부터 이격된 가스 출구(406)를 포함한다.
장치(400)는 하우징(402)에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소(408)를 포함한다. 기판 요소(408)는 영역 또는 섹션(408a, 408b, 408c, 408d)으로 분할되거나 분리된다. 영역(408a, 408b, 408c, 408d)은 측방향으로 배열되고 각각의 영역이 입구(404)와 출구(406)가 유체 연통하도록 이를 연결하는 일반적인 개별형 챔버 또는 유동 통로를 한정할 수 있다. 영역(408a, 408b, 408c, 408d)은 입구(404)에서 출구(406)까지 가스 유동의 축에 대해 반경 치수를 따라 하우징(402)을 실질적으로 채운다.
벽(410a, 410b, 410c, 410d)은 영역(408a, 408b, 408c, 408d)을 적어도 부분적으로 분리한다. 벽(410a, 410b, 410c, 410d)은 입구(404)로부터 출구(406)까지 연장하는 방향으로 영역(408a, 408b, 408c, 408d)의 실질적인 전체길이를 따라 연장할 수 있다. 벽(410a, 410b, 410c, 410d)은 인접한 영역(408a, 408b, 408c, 408d)들 사이의 가스 유동에 사실상 영향을 받지 않도록 영역(408a, 408b, 408c, 408d)을 상호 분리할 수 있다.
벽(410a, 410b, 410c, 410d)은 장치(400) 내의 열 이동성을 감소시키기 위해 절연 재료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 벽(410a, 410b, 410c, 410d)은 부분적으로 절연 재료로 형성될 수 있고, 영역(408a, 408b, 408c, 408d)을 분리하기 위한 일부 구조체를 포함할 수도 있으며, 개별형 유동 통로(예를 들면, 비교적 얇은 솔리드 세라믹 또는 스테인레스 스틸 재료)를 한정할 수 있다. 일부 다른 예에서, 벽(410a, 410b, 410c, 410d) 전체가 절연 재료로 형성될 수 있다.
영역(408a, 408b, 408c, 408d) 사이에 절연 재료를 갖는 벽(410a, 410b, 410c, 410d)을 포함함으로써, 장치(400)는 기계적 및 열적 응력에 보다 유연성을 가질 수 있다. 절연 재료는 통상적으로 상당량의 압축을 허용할 수 있기 때문에 각각의 영역(408a, 408b, 408c, 408d)의 열적 팽창을 수용할 수 있다. 또한, 절연 재료는 향상된 기계적 가요성을 제공할 수 있다.
선택적으로, 도 4b를 참조하면, 절연 층(412)은 영역(408d)과 하우징(402) 사이에 배열될 수 있다. 절연 층(412)은 영역(408c)과 하우징(402)으로부터 외부로의 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 영역(408a, 408b, 408c, 408d)은 열을 보유함으로써 효과적인 변환이 일어나는 작동 온도의 달성에 필요한 시간을 추가로 감축시킬 수 있다.
영역(408a, 408b, 408c, 408d)은 통상 서로에 대해 독립적으로 가열될 수 있다. 따라서, 열 에너지가 영역(408a, 408b, 408c, 408d)을 통해 개별적으로 전달되기 때문에 장치(400)는 단일 또는 모놀리식 기판 설계와 비교하여 향상된 전도성 가열을 보여줄 수 있다. 또한, 배기 가스 스트림의 균일하지 않은 열 분포로 인해, 예를 들면 스트림의 중간 쪽으로 갈수록 온도가 높음에 따라 영역(408a)이 영역(408b, 408c, 408d)보다 빠르게 가열되면, 보다 고온인 영역(408a)은 다른 영역(408b, 408c, 408d)이 라이트 오프 온도에 도달하지 않았음에도 배기의 촉진을 위한 라이트 오프에 먼저 도달할 수 있다. 이와 반대로, 아이들링 시에, 아이들 가스는 영역(408b, 408c, 408d)보다 영역(408a)을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있기 때문에 영역(408b, 408c, 408d)은 열을 보유하여 아이들링 기간 동안 보다 신속하게 회복될 수 있다.
영역(408a, 408b, 408c, 408d)과 벽(410a, 410b, 410c, 410d)의 조합에 의한 평균 열 전도도는 각각의 구성요소를 통해 이동하는 경로의 길이에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 일부 특정 예에서, 하우징의 전체 단면 형상에 대응하는 대체로 평행한 층들에 벽을 위치 설정하는 것이 효과적이다. 도시된 바와 같이, 특히 하우징(402)이 타원형 단면 형상을 갖는 도 4b를 참조하면, 장치(400)는 중앙 영역(408a)과, 이에 동심을 이루며 배열된 반경 영역(408b, 408c, 408d)을 포함할 수 있다. 벽(410a, 410b, 410c, 410d)은 동심을 이루며 하우징(402)의 형상에 대체로 평행하다. 이런 구조는 영역의 개수와 벽에 사용되는 절연 재료의 양을 최소화할 수 있다. 또한, 반경 방향으로 연장하는 벽(410a)은 각각의 방사상 영역(408b, 408c, 408d)을 대략 상보적인 반부들로 분리하도록 포함될 수 있으며, 이는 장치(400)의 조립을 단순화시킬 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 촉매 변화 장치의 다른 예가 도면부호 500으로 전체적으로 도시되어 있다. 장치(500)는 유사한 특징부가 유사한 도면부호에 의해 지시된 점과 더불어 장치(100, 200, 300, 400)와 유사하다. 장치(500)는 하우징(502)을 포함한다. 하우징(502)은 대체로 원형의 단면 형상을 갖는 대체로 원통형일 수 있으며, 이로 제한되지 않는다. 하우징(502)은 가스 입구(504)와, 입구(504)로부터 이격된 가스 출구(506)를 포함한다.
장치(500)는 하우징(502)에 배열되며 복수개의 영역 또는 섹션(508)으로 분할되거나 분리되는 적어도 하나의 기판 요소를 포함한다. 각각의 영역(508)은 단일 기판 요소로 구성될 수 있다. 영역(508)들은 측방향으로 배열되고 각각의 영역이 입구(504)와 출구(506)가 유체 연통하도록 이를 연결하는 일반적인 개별형 챔버 또는 유동 통로를 한정할 수 있다. 영역(508)은 입구(504)에서 출구(506)까지 가스 유동의 축에 대해 반경 치수를 따라 하우징(502)을 실질적으로 채운다. 일부 예에서, 장치(500)는 적어도 25개의 기판 영역(508)을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 장치(500)는 적어도 100개의 기판 영역(508)을 포함할 수 있다.
벽(510)은 영역(508)을 적어도 부분적으로 분리한다. 벽(510)은 입구(504)로부터 출구(506)까지 연장하는 방향으로 영역(508)의 사실상 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 벽(510)은 인접한 영역(508)들 사이의 가스 유동에 사실상 영향을 받지 않도록 영역(508)들을 분리할 수 있다.
벽(510)은 장치(500) 내의 열 이동성을 감소시키기 위해 절연 재료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 벽(510)은 부분적으로 절연 재료로 형성될 수 있고, 영역(508)들을 분리하기 위한 일부 구조체를 포함할 수도 있으며, 개별형 유동 통로(예를 들면, 비교적 얇은 솔리드 세라믹 또는 스테인레스 스틸 재료)를 한정할 수 있다. 일부 다른 예에서, 벽(510) 전체가 절연 재료로 형성될 수 있다.
영역(508)들 사이에 절연 재료를 갖는 벽(510)을 포함함으로써, 장치(500)는 기계적 및 열적 응력에 보다 유연성을 가질 수 있다. 절연 재료는 통상적으로 상당량의 압축을 허용할 수 있기 때문에 각각의 영역(508)들의 열적 팽창을 수용할 수 있다. 또한, 절연 재료는 향상된 기계적 가요성을 제공할 수 있다.
선택적으로, 도 5b를 참조하면, 절연 층(512)은 영역(508)과 하우징(502) 사이에 배열될 수 있다. 절연 층(512)은 영역(508)과 하우징(502)으로부터 외부로의 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 영역(508)들은 열을 보유하여 효과적인 변환이 일어나는 작동 온도의 달성에 필요한 시간을 추가로 감축시킬 수 있다.
영역(508)들은 통상 서로에 대해 독립적으로 가열될 수 있다. 따라서, 열 에너지가 영역(508)들을 통해 개별적으로 전달되기 때문에 장치(500)는 단일 또는 모놀리식 기판 설계와 비교하여 향상된 전도성 가열을 보여줄 수 있다.
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 영역 각각의 개수, 치수 및 형상은 변경될 수 있으며 주어진 배기 시스템에서 최적화될 수 있다. 예시의 장치(600, 700, 800, 900)는 유사한 특징부가 유사한 도면부호로 지시된 장치(100, 200, 300, 400, 500)와 유사하다.
일부 예에서, 각각의 영역은 가스 유동의 방향에 직교하는 평면에서 유사한 단면 형상일 수 있는데, 사각형(도 5b 참조), 삼각형(도 6 참조), 원형(도 7 참조), 육각형(도 8 참조), 직사각형(도 9 참조), 평행사면형 등으로부터 선택된 형상일 수 있다. 다른 형상 및 다양한 조합의 영역 및 하우징이 가능하다.
도 5b, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가스 유동의 방향에 직교하는 평면에서의 영역(508, 608, 808)의 단면적은 대체로 균일하다. 그러나, 도 1b, 도 2b, 도 3b, 도 4b, 도 7 및 도 9를 참조하면, 가스 유동의 방향에 직교하는 평면에서의 영역(108, 208, 308, 408, 708, 908)의 단면적은 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 9를 참조하면, 중앙에 위치한 영역(708a, 908a)은 주연에 위치한 영역(708b, 908b)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 이는 예를 들면 배기 가스 스트림의 균일하지 못한 열 분포가 있는 경우, 예컨대 중간 쪽으로 갈수록 스트림이 더 고온인 경우와, 복수개의 영역(708, 908)에 의해 제공되는 열 향상(heating enhancement)이 하우징(702, 902) 근처의 주연 둘레의 영역에서 보다 중요한 경우에 바람직할 수 있다.
본 명세서에 개시된 장치들은 종래의 촉매 변환기와 유사한 치수로 설계되어 제작될 수 있으며, 따라서 레트로피트(retrofit)로서 기존의 배기 시스템에 설치될 수 있다. 본 명세서에 개시된 장치가 다양한 가솔린 또는 디젤 내연 기관에 호환 가능하며 다양한 모터 차량, 예를 들면 이에 제한되지는 않지만 자동차, 소형 트럭, 대형 트럭, 버스, 트랙터, 포크리프트 및 다른 산업용 기계, 오토바이 등의 배기 시스템에 이용될 수 있도록 다양한 기하학적 형상이 가능하다.
이하의 예들을 참고하며, 이 예들은 단지 예시일뿐 이에 제한하고자 하는 것은 아니다.
예 1
프로토타입 촉매 변환 장치를 이용한 시험이 수행되었다. (조지아주의 애틀랜타에 소재하는 Applied Ceramics, Inc.에 의해 제작되어) 상업적으로 이용가능하며 3.15×4.75×2.5 인치(8.00×12.07×6.35 센티미터)의 치수와 20g/cf의 귀금속 로딩을 갖는 촉매 변환기가 제공되었다. 예시의 장치(100)와 유사하도록 3개의 프로토타입 촉매 변환 장치가 전체적으로 준비되었다. 제1 프로토타입은 3.15×4.75×2.25 인치(8.00×12.07×5.72 센티미터)의 치수와 20g/cf의 귀금속 로딩을 가졌다. 제2 프로토타입은 3.15×4.75×2.25 인치(8.00×12.07×5.72 센티미터)의 치수와 17g/cf의 귀금속 로딩을 가졌다. 제3 프로토타입은 3.15×4.75×2.25 인치(8.00×12.07×5.72 센티미터)의 치수와 14g/cf의 귀금속 로딩을 가졌다. 각각의 프로토타입은 약 0.16 ㎝의 두께를 갖는 기판 요소의 벽 분리 영역과 마찬가지로 FIBERFRAX LDS MOLDABLE™ 재료를 포함하였다.
2009년도형 TOYOTA COROLLA™ 차량은 상업용 촉매 변환기와 프로토타입 장치들을 구비하였다. 미국 환경 보호국의 US06 시험 과정에 따라 3 단계 개별 시험이 수행되었다. 차량은 구동 사이클을 행하게 되고 콜드 스타트 단계, 전이 단계 및 웜 스타트 단계에서 각각의 배기 가스가 취합되었고, 배기 가스의 평균이 측정되었다. 배기 가스 측정 결과가 아래의 표1에 나타나 있다. 시험은 귀금속 로딩이 감소됨에 따라 프로토타입 장치들에 대해 양호한 결과를 나타내었다.
평균 배기 가스 결과

타입에 따른 배기 가스(마일당 그램)
CO NOx HC
상업용 2.623 0.608 0.065
제1 프로토타입 1.344 0.520 0.064
제2 프로토타입 1.533 0.394 0.058
제3 프로토타입 1.816 0.578 0.068
예 2
프로토타입 촉매 변환 장치를 이용한 시험이 수행되었다. 애프터마켓으로부터 구입한 두 개의 촉매 변환기(캘리포니아주 란초 산타 마가리타에 소재하는 MagnaFlow Performance Exhaust에서 구입한 MAGNAFLOW™ OBD-Ⅱ 촉매 변환기)가 제공되었으며, 각각은 대략 100㎜의 길이와 125×80㎜ 타원/아이스 링크 형상의 2단계 기판을 구비하였다. 변환기 중 하나는 예시의 장치(500)와 유사하게 개조되었다.
프로토타입 장치를 준비하기 위해, 기판 요소를 하우징으로부터 제거하고 복수개의 영역 또는 섹션으로 길이방향을 따라 슬라이싱하였으며, 각각의 영역은 가스 유동의 방향에 직교하는 평면에서 대략 10㎜×10㎜ 표면적을 형성하였다. 각각의 영역을 FIBERFRAX LDS MOLDABLE™ 절연 재료로 랩핑하였다. 이어서, 랩핑된 영역들을 함께 묶어 FIBERFRAX™ 절연 층으로 랩핑한 다음, 하우징으로 재삽입하였다. 인접한 영역으로부터 각각의 영역을 분리하는 절연 재료의 두께는 대략 1㎜였다. 원래의 스틸 하우징이 사용되었기 때문에, 절연 재료의 두께를 처리하기 위해서는 영역들의 체적 중 일부(대략 10 내지 15%)가 제거되어야 했으며, 이로 인해 소량의 촉매 재료로 인하여 전반적으로 저하된 성능을 초래하였다.
1986년도형 GMC C3500 SIERRA™ 차량은 정식 촉매 변환기와 프로토타입 장치를 구비하였다. 촉매 변환기 모두는 내부 온도를 측정하기 위해 하우징의 중앙 위치에 열전대를 구비하였다. 콜드 스타트 상태에서 차량의 시동을 걸었다. 다이나모미터(dynamometer)에서 엔진을 가속시켜, 시험 과정 동안 약 2,000 rpm을 유지하면서 40㎞/h의 일정한 속도로 유지하였다. 도 10을 참조하면, 곡선"A"으로 지시된 프로토타입 장치는 선"B"으로 지시된 정식 촉매 변환기와 비교하여 감소한 승온 시간을 나타내었다.
배기가스 측정은 온타리오 드라이브 클린 프로그램(Ontario Drive Clean Program)이 허가된 공장에서 수행되었다. 표준 촉매 변환기 및 프로토타입 장치 모두를 이용하여 차량에 대한 표준 시험이 이루어졌다. 차량을 대략 10분 동안 아이들링 상태로 유지한 다음, 다이나모미터를 이용하여 40㎞/h의 속도에서 그리고 커브 아이들 속도(curb idle speed)에서 배기가스를 기록하였다. 배기가스 측정 결과가 아래의 표2에 나타나 있다. 상대적으로 불량한 탄화수소 및 일산화탄소의 결과는 온도 계측 프로브가 촉매 재료, 특히 기판의 산화 부분에 상당한 손상을 가할 수 있음을 의미한다.
표준 배기 가스 시험을 이용한 프로토타입에 대한 배기 가스 측정 결과
배기 가스 타입
 상업용 프로토타입
40㎞/h 커브 아이들 40㎞/h 커브 아이들
탄화수소(ppm) 60 54 81 107
일산화탄소(%) 0.04 0.00 0.15 0.03
NO(ppm) 1386 N/A 936 N/A
도 11을 참조하면, 차량에 대한 실시간 배기 가스 시험도 이루어졌다. 4분을 주기로하여 매 10초 내지 15초마다 배기 가스를 기록하였다. 데이터가 산포되어 있지만, 프로토타입 장치가 표준 비변형 촉매 변환기보다 더 신속하게 작동 온도에 도달될 수 있음을 나타내고 있다. 이 시험 동안 대기 온도는 상대적으로 낮았으며 (약 5℃), 이는 결과적으로 촉매 변환기 모두에 대해 승온 시간을 지연시켰다.
예 3
VOLKSWAGEN JETTA™의로부터 표준 촉매 변환기를 변형하여 다른 프로토타입의 촉매 변환기를 준비하였다. 예시적인 장치(500)와 유사하게 촉매 변환기를 변형시켰다. 프로토타입 장치를 준비하기 위해, 스테인레스 스틸 하우징을 절단하고, 모놀리식 기판 요소를 제거하고, 기판을 복수개의 영역 또는 섹션으로 길이방향으로 슬라이싱하여 표준 촉매 변환기를 분해하였으며, 각각의 영역은 가스 유동 방향에 직교하는 평면에서 대략 10㎜×10㎜ 사각 단면을 가진다. 각각의 영역의 표면에 비교적 얇은 층으로 FIBERFRAX LDS MOLDABLE™ 재료를 도포하였다. 처음보다 약간 큰 크기를 갖는 스틸 하우징에서 영역을 재조립하였으며, 이는 촉매 재료의 제거가 필요하지 않도록 절연 재료의 두께를 허용한다. 인접 영역으로부터 각각의 영역을 분리하는 절연 재료의 두께는 대략 2㎜였다.
배기 가스 측정은 온타리오 드라이브 클린 프로그램이 허가된 공장에서 수행되었다. 표준 촉매 변환기 및 프로토타입 장치 모두를 이용하여 2001년도형 VOLKSWAGEN JETTA™ 차량에 대한 표준 시험이 이루어졌다. 차량을 대략 5분 내지 10분 동안 아이들링 상태로 유지한 다음, 다이나모미터를 이용하여 40㎞/h의 속도에서 그리고 커브 아이들 속도(curb idle speed)에서 배기가스를 기록하였다. 배기 가스 측정 결과는 아래 표3에 나타나 있다.
표준 배기 가스 시험을 이용한 배기 가스 측정 결과
배기 가스 타입
 상업용 프로토타입
40㎞/h 커브 아이들 40㎞/h 커브 아이들
탄화수소(ppm) 17 17 7 5
일산화탄소(%) 0.00 0.01 0.03 0.00
NO(ppm) 41 N/A 0 N/A
예 4
두 개의 MAGNAFLOW™ 94306 촉매 변환기를 준비하였다. 변환기 중 하나를 예시적인 장치(500)와 대체로 유사하게 변경하였다. 프로토타입 장치를 준비하기 위해, 하우징으로부터 기판 요소를 제거하여 복수개의 영역 또는 섹션으로 길이방향을 따라 슬라이싱하였으며, 각각의 영역은 가스 유동 방향에 직교하는 평면에서 대략 10㎜×10㎜ 사각 단면을 가진다. 각각의 영역을 FIBERFRAX XFP™ 페이퍼 및 FIBERFRAX LDS MOLDABLE™ 시멘트 재료의 조합물을 이용하여 절연하였다. FIBERFRAX XFP™ 페이퍼는 제1 절연체로서, FIBERFRAX XFP™ 페이퍼와 영역들을 함께 접착하기 위해 얇은 층에 FIBERFRAX LDS MOLDABLE™ 시멘트를 도포하였다. 영역들은 함께 묶어 하우징에 재삽입하였다. 원래의 스틸 하우징이 사용되었기 때문에, 절연 재료의 두께를 처리하기 위해서는 영역들의 체적 중 일부(대략 10 내지 15%)가 제거되어야 했으며, 이로 인해 소량의 촉매 재료로 인하여 전반적으로 저하된 성능을 초래하였다. 인접한 영역으로부터 각각의 영역을 분리하는 절연 재료의 두께는 대략 2 ㎜였다.
1991년형 PONTIAC GRAND PRIX™ 차량은 비변경 표준 촉매 변환기와 변경 프로토타입 장치를 구비하였다. 미국 환경 보호국의 FTP-75 주행 사이클에 따라 3 단계 개별 시험을 수행하였다. 차량을 주행 모드로 운행토록 한 다음, 주행 사이클 동안 각각의 부분에서의 평균 배기 가스를 기록하였다. 콜드 단계, 과도 단계 및 핫 단계에 대한 배기 가스 측정 결과가 아래의 표 4, 5 및 6에 각각 나타나 있다.
콜드 스타트 단계에서의 배기 가스 측정 결과
배기 가스 타입
 상업용 프로토타입
40㎞/h 커브 아이들 40㎞/h 커브 아이들
탄화수소(ppm) 58 50 53 40
일산화탄소(%) 0.05 0.02 0.03 0.01
NO(ppm) 254 N/A 186 N/A
과도 단계에서의 배기 가스 측정 결과
배기 가스 타입
 상업용 프로토타입
40㎞/h 커브 아이들 40㎞/h 커브 아이들
탄화수소(ppm) 57 81 21 18
일산화탄소(%) 0.06 0.03 0.01 0.01
NO(ppm) 79 N/A 6 N/A
핫 스타트 단계에서의 배기 가스 측정 결과
배기 가스 타입
 상업용 프로토타입
40㎞/h 커브 아이들 40㎞/h 커브 아이들
탄화수소(ppm) 0 0 0 0
일산화탄소(%) 0.00 0.001 0.00 0.00
NO(ppm) 0 N/A 0 N/A
본 발명의 내용은 다양한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명을 이런 실시예들로 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 발명은 본 기술분야의 당업자에 의해 주지될 수 있는 다양한 변형, 변경 및 등가물을 포함한다.

Claims (25)

  1. 내연 기관의 배기 시스템에 사용되는 촉매 변환 장치이며,
    a) 가스 입구와 가스 출구를 포함하는 하우징과,
    b) 하우징에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소를 포함하며,
    적어도 하나의 기판 요소는 촉매 재료를 포함하고, 적어도 하나의 기판 요소는 복수개의 영역으로 분할되며, 각각의 영역은 입구와 출구가 유체 연통하도록 이들을 연결하는 대체로 분리형인 유동 통로를 한정하는, 촉매 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 복수개의 영역을 적어도 부분적으로 분리하는 적어도 하나의 벽을 더 포함하는, 촉매 변환 장치.
  3. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 벽은 영역들 사이에서 열 유동을 방지하기 위한 절연 재료를 포함하는, 촉매 변환 장치.
  4. 제3항에 있어서, 영역들 사이에서 절연 재료의 두께가 변경되는, 촉매 변환 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 절연 재료는 영역들 사이에서 10 ㎜미만의 두께를 가지는, 촉매 변환 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 재료는 세라믹 섬유 재료를 포함하는, 촉매 변환 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 벽은 인접한 영역들 사이의 가스 유동에 대체로 영향을 받지 않도록 영역들을 분리하는, 촉매 변환 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 벽은 입구로부터 출구까지 연장하는 방향으로 영역들의 실질적인 전체 길이를 따라 영역들을 분리하는, 촉매 변환 장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 영역들은 중앙 영역과 적어도 하나의 방사상 영역을 포함하는, 촉매 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 반경 영역으로부터 중앙 기판 영역을 분리하는 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 연결부를 포함하는, 촉매 변환 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기판 요소는 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대해 직교하는 반경 치수로 하우징을 사실상 채우는, 촉매 변환 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 영역들은 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대체로 평행하게 배열되는, 촉매 변환 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대해 직교하는 평면에서의 영역의 단면적이 변경되는, 촉매 변환 장치.
  14. 제13항에 있어서, 중앙에 위치한 영역은 주연에 위치한 영역보다 큰 단면적을 가지는, 촉매 변환 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 영역은 가스 유동의 방향에 대해 직교하는 평면에서 동일한 단면 형상을 가지는, 촉매 변환 장치.
  16. 제15항에 있어서, 단면 형상은 부등변 사각형, 직사각형, 사각형, 삼각형, 육각형 및 원형으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 촉매 변환 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 영역 내 촉매 재료의 로딩이 변경되는, 촉매 변환 장치.
  18. 제17항에 있어서, 중앙에 위치한 영역 내 촉매 재료의 로딩은 주연에 위치한 영역 내 촉매 재료의 로딩보다 많은, 촉매 변환 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기판의 영역들 중 촉매 표면적은 변경되는, 촉매 변환 장치.
  20. 제19항에 있어서, 중앙에 위치한 영역의 촉매 표면적은 주연에 위치한 영역의 촉매 표면적 보다 넓은, 촉매 변환 장치.
  21. 내연 기관의 배기 시스템에 사용되는 촉매 변환 장치이며,
    a) 가스 입구 및 가스 출구를 포함하는 하우징과,
    b) 하우징에 배열되는 적어도 하나의 기판 요소와,
    c) 복수개의 영역을 적어도 부분적으로 분리하는 적어도 하나의 벽을 포함하며,
    적어도 하나의 기판 요소는 촉매 재료를 포함하고, 적어도 하나의 기판 요소는 복수개의 영역으로 분할되며, 영역들은 입구로부터 출구까지 연장하는 가스 유동의 방향에 대체로 평행하게 배열되고, 각각의 영역은 입구와 출구가 유체 연통하도록 이들을 연결하는 대체로 분리형인 유동 통로를 한정하며,
    적어도 하나의 벽은 인접한 영역들 사이의 가스 유동에 대체로 영향을 받지 않도록 영역들을 분리하고, 적어도 하나의 벽은 절연 재료를 포함하는, 촉매 변환 장치.
  22. 내연 기관으로부터 배기 가스를 감소시키는 방법이며,
    제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 촉매 변환 장치를 제공하는 단계와,
    장치의 입구를 엔진의 배기 가스 스트림과 유체 연통하도록 배치하는 단계를 포함하는, 배기 가스 감소 방법.
  23. 내연 기관으로부터 배기 가스를 감소시키는 방법이며,
    a) 내연 기관으로부터의 배기 가스 스트림을 복수개의 영역을 갖는 적어도 하나의 기판 요소에 전달하는 단계로서, 적어도 하나의 기판 요소는 내부에 위치한 촉매 재료를 포함하고, 영역들 사이의 열 유동이 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 방지되도록 영역들이 적어도 부분적으로 상호 분리되며, 각각의 영역은 대체로 분리형인 유동 통로를 한정하는 단계와,
    b) 복수개의 영역을 통해 스트림을 통과시켜 스트림을 복수개의 개별 스트림으로 분리하는 단계로서, 개별 스트림은 기판 요소의 촉매 재료와 반응하여 복수개의 처리 완료 스트림을 형성하는 단계와,
    c) 처리 완료 스트림을 배출하는 단계를 포함하는, 배기 가스 감소 방법.
  24. 첨부 도면을 참조하여 설명되거나 도면에 도시된 전술한 바와 같은 촉매 변환 장치.
  25. 첨부 도면을 참조하여 설명되거나 도면에 도시된 전술한 바와 같은 내연 기관으로부터 배기 가스를 전환하는 방법.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2009287378B2 (en) * 2008-08-27 2014-11-13 Vida Holdings Corp. Ltd. Catalytic converter apparatus
US8071038B2 (en) * 2010-06-09 2011-12-06 Ford Global Technologies, Llc Progressive catalyst loading for integrated particulate filter and selective catalytic reduction unit
US9260999B2 (en) * 2012-07-19 2016-02-16 Vida Fresh Air Corp. Apparatus and method for engine backpressure reduction
US9737851B2 (en) 2012-08-24 2017-08-22 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Process for manufacturing a component for a catalytic converter
US9964012B2 (en) 2014-01-17 2018-05-08 Vida Fresh Air Corp. Method for sizing and positioning catalytic converter insulation
US9834475B2 (en) 2014-04-24 2017-12-05 Pyrotek, Inc. Method of filling a substrate having a selected plurality of channels with a granular material
US10688476B2 (en) * 2014-09-10 2020-06-23 Cataler Corporation Exhaust gas purification catalyst
US9840956B2 (en) * 2014-11-10 2017-12-12 International Engine Intellectual Property Company, Llc. Selective catalytic reduction warmup system
US9482131B2 (en) 2015-01-08 2016-11-01 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust system with zone coated catalyst
EP3268331A4 (en) * 2015-03-10 2019-01-23 Pyrotek, Inc. insulation
KR101724480B1 (ko) 2015-10-28 2017-04-07 현대자동차 주식회사 차량용 배기 시스템의 후처리 장치
US10598068B2 (en) 2015-12-21 2020-03-24 Emissol, Llc Catalytic converters having non-linear flow channels
US9840959B2 (en) * 2015-12-27 2017-12-12 Federal-Mogul Llc Heat shield assembly for an exhaust system
US10058873B1 (en) * 2016-05-11 2018-08-28 Michael D Barber Process for safe deconstruction and recycling of catalytic converters
DE102016217750A1 (de) * 2016-09-16 2018-03-22 Continental Automotive Gmbh Abgasnachbehandlungseinheit
EP3656489A1 (de) * 2018-11-22 2020-05-27 Siemens Aktiengesellschaft Regelungsverfahren für die additive herstellung
US11668215B2 (en) 2019-10-25 2023-06-06 ECC TEC MSJ Incorporated Catalytic converter
US11512619B2 (en) 2021-04-23 2022-11-29 Ford Global Technologies, Llc Electric heated catalyst arrangement
WO2023019023A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 ECC TEC MSJ Incorporated Exhaust system and components thereof
CN118088305A (zh) * 2024-04-26 2024-05-28 潍柴动力股份有限公司 一种dpf装置及控制方法、存储介质和电子设备

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186806A (en) 1961-11-20 1965-06-01 Du Pont Catalytic exhaust converter
US3771969A (en) 1971-05-10 1973-11-13 Arvin Ind Inc Catalytic converter
US3852042A (en) 1973-01-29 1974-12-03 Universal Oil Prod Co Catalytic converter with exhaust gas modulating chamber for preventing damage to catalyst substrate
US3979185A (en) 1974-01-21 1976-09-07 The Lubrizol Corporation Catalytic converter having plural reaction stages with temperature-comparing means therein
DE2824567A1 (de) 1978-06-05 1979-12-06 Hoechst Ag Abgaskonverter fuer brennkraftmaschinen
US4394351A (en) 1981-09-08 1983-07-19 General Motors Corporation Dual-monolith catalytic converter with secondary air injection
US4536371A (en) 1983-05-16 1985-08-20 Arvin Industries, Inc. Catalytic converter divider
US4797263A (en) 1986-03-06 1989-01-10 General Motors Corporation Monolithic catalytic converter with improved gas distribution
JPS647935A (en) 1987-06-30 1989-01-11 Nissan Motor Catalytic converter device
US5477676A (en) * 1988-04-15 1995-12-26 Midwest Research Institute Method and apparatus for thermal management of vehicle exhaust systems
DE8812762U1 (de) * 1988-10-11 1989-06-29 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Katalysator mit Doppelmantelsystem
US5220789A (en) 1991-03-05 1993-06-22 Ford Motor Company Integral unitary manifold-muffler-catalyst device
US5154894A (en) 1991-08-19 1992-10-13 General Motors Corporation Variable cross section catalytic converter
JPH0561418A (ja) 1991-08-31 1993-03-12 Toshiba Lighting & Technol Corp 表示装置
IT1251547B (it) 1991-09-04 1995-05-17 Gavoni Bgm Silenziatori Sas Marmitta silenziatrice combinata con convertitore catalitico per motori a combustione interna.
US5272874A (en) 1991-09-26 1993-12-28 Dry Systems Technologies Exhaust treatment system
JPH0561418U (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 三菱自動車工業株式会社 排気ガス処理装置
JPH06167213A (ja) 1992-08-10 1994-06-14 Ford Motor Co エンジン排ガス装置のための触媒コンバータ
US5330728A (en) 1992-11-13 1994-07-19 General Motors Corporation Catalytic converter with angled inlet face
US5384188A (en) 1992-11-17 1995-01-24 The Carborundum Company Intumescent sheet
JPH0719035A (ja) 1993-06-21 1995-01-20 Toyota Motor Corp 部分加熱式触媒コンバータ
US5866079A (en) 1993-09-03 1999-02-02 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic honeycomb catalytic converter
JPH07251079A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化触媒用メタル担体および製造方法
JPH0814033A (ja) 1994-06-24 1996-01-16 Caterpillar Inc 内燃エンジン用モジュール触媒コンバータとマフラー
JP3294036B2 (ja) 1995-01-26 2002-06-17 日本碍子株式会社 ハニカム触媒コンバータ
US6087298A (en) * 1996-05-14 2000-07-11 Engelhard Corporation Exhaust gas treatment system
CN2316461Y (zh) * 1996-12-27 1999-04-28 章子元 摩托车排气净化消音器
JPH10196351A (ja) 1996-12-29 1998-07-28 Tokyo Gas Co Ltd 触媒加熱器
DE19704144A1 (de) 1997-02-04 1998-08-06 Emitec Emissionstechnologie Extrudierter Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit verstärkter Wandstruktur
DE19722202A1 (de) 1997-05-27 1998-12-03 Emitec Emissionstechnologie Schalldämpfergehäuse und zugehöriger Katalysator-Trägerkörper mit Halteelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
JPH11197519A (ja) * 1998-01-08 1999-07-27 Honda Motor Co Ltd 排気ガス浄化触媒用金属担体
DE19806266C1 (de) 1998-02-16 1999-08-26 Siemens Ag Katalysator und Verfahren zur Abgasreinigung
DE19810360C1 (de) 1998-03-10 1999-09-09 Gen Motors Corp Katalytischer Konverter für einen Fahrzeugauspuff
KR19990083414A (ko) * 1998-04-27 1999-11-25 카와무라 히데오 배출가스정화장치및그제어방법
US6024928A (en) * 1998-06-15 2000-02-15 General Motors Corporation By-pass flow catalytic converter
DE69924032T2 (de) 1998-12-08 2006-04-13 Unifrax Corp. Amorphe und nicht schwellfähige anorganische faserlatte für vorrichtung zur behandlung von abgasen bei niedrigen teperaturen
US6203764B1 (en) 1999-01-15 2001-03-20 Midwest Research Institute Vacuum-insulated catalytic converter
US6159429A (en) 1999-04-30 2000-12-12 Bemel; Milton M. Apparatus for treating hydrocarbon and carbon monoxide gases
US7524546B2 (en) 2000-12-28 2009-04-28 3M Innovative Properties Company Thermal insulating material and pollution control device using the same
JP2002292225A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体及びそのアッセンブリ
CA2342592A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 John Dickau Heated insulated catalytic converter with air cooling
JP3983117B2 (ja) * 2001-07-31 2007-09-26 日本碍子株式会社 ハニカム構造体及びその製造方法
EP1312776A3 (en) * 2001-11-16 2004-05-12 Isuzu Motors Limited Exhaust gas purification system
JP2005519212A (ja) 2002-02-28 2005-06-30 シーエスアイアール 内燃機関からの排ガスの処理
EP1604725B1 (en) * 2002-03-15 2007-09-26 Ibiden Co., Ltd. Ceramic filter for exhaust gas purification
US7169365B2 (en) 2002-03-26 2007-01-30 Evolution Industries, Inc. Automotive exhaust component and method of manufacture
DE10225278A1 (de) 2002-06-04 2003-12-24 Iav Gmbh Abgaskatalysator und Katalysatorkörper, vorzugsweise für die Reinigung von Abgasen von Verbrennungsmotoren
US20040001781A1 (en) 2002-06-27 2004-01-01 Engelhard Corporation Multi-zone catalytic converter
DE10331691B4 (de) * 2003-07-14 2006-04-13 Audi Ag Abgaskatalysator für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges
US7229597B2 (en) 2003-08-05 2007-06-12 Basfd Catalysts Llc Catalyzed SCR filter and emission treatment system
JP2005230680A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体
US7210287B2 (en) 2004-03-24 2007-05-01 General Motors Corporation Accelerating catalytic conversion
US7645426B2 (en) * 2004-04-14 2010-01-12 3M Innovative Properties Company Sandwich hybrid mounting mat
PL1626037T3 (pl) * 2004-05-06 2008-11-28 Ibiden Co Ltd Struktura ulowa i sposób jej wytwarzania
DE102005012066A1 (de) * 2005-03-16 2006-09-21 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper mit Mitteln zur Reaktandenzufuhr und entsprechendes Verfahren und Abgassystem
JP2009183832A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Fuji Heavy Ind Ltd 排気ガス浄化用触媒担体
JP5233499B2 (ja) 2008-08-19 2013-07-10 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
AU2009287378B2 (en) * 2008-08-27 2014-11-13 Vida Holdings Corp. Ltd. Catalytic converter apparatus

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