KR20200111808A - 촉매 변환기 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
촉매 변환기 및 이를 제조하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200111808A KR20200111808A KR1020207025150A KR20207025150A KR20200111808A KR 20200111808 A KR20200111808 A KR 20200111808A KR 1020207025150 A KR1020207025150 A KR 1020207025150A KR 20207025150 A KR20207025150 A KR 20207025150A KR 20200111808 A KR20200111808 A KR 20200111808A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- casing
- matrix
- catalytic converter
- soldering
- casings
- Prior art date
Links
Images
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
- 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
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
- 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
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
- F01N3/2814—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- 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
- F01N3/2878—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration by using non-elastic means for retaining catalyst body in the housing, e.g. a metal chamfer, or by corrugation or deformation of the metal housing
-
- 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
- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
- F01N2330/04—Methods of manufacturing
-
- 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
-
- 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
- F01N2450/22—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing
-
- 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
- F01N2450/28—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by using adhesive material, e.g. cement
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
본 발명은, 매트릭스(2, 6, 25, 26) 및 케이싱(1, 4, 7, 10, 11, 14, 19, 21, 22)을 포함하고, 상기 매트릭스(2, 6, 25, 26)는 코일형 층상 금속 시트 스택으로 형성되고 상기 케이싱(1, 4, 7, 10, 11, 14, 19, 21, 22)에 삽입되어 상기 케이싱에 부분적으로만 결합된, 배기 가스 후처리용 촉매 변환기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 촉매 변환기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 매트릭스 및 케이싱을 포함하고, 상기 매트릭스는 코일형 층상 금속 시트 스택으로부터 형성되고 상기 케이싱에 삽입되어 상기 케이싱에 부분적으로만 결합된, 배기 가스 후처리용 촉매 변환기에 관한 것이다.
종래 기술은 또한 금속 케이싱에 삽입되어 납땜 공정에 의해 금속 케이싱에 결합된 금속 매트릭스를 갖는 배기 가스 후처리용 촉매 변환기를 개시한다. 매트릭스는 일반적으로 교대로 형성된 편평한 층과 구조화된 층으로 형성되고 실제 매트릭스를 형성하도록 감긴 층상 스택으로 만들어진다. 이 코일형 매트릭스는 금속 케이싱에 삽입되고 표면적으로 금속 케이싱에 납땜된다.
이러한 유형의 촉매 변환기의 단점은 특히 케이싱과 매트릭스가 특히 넓은 면적에 걸쳐 함께 연결되어 있다는 것이다. 이것은 예를 들어 층상 스택을 감는 것에 의해 케이싱 상에서 층들이 수 밀리미터만큼 오프셋됨으로써 교대로 형성된 편평한 층과 주름진 층이 케이싱을 지탱하여 특히 큰 접촉 표면을 생성하는 것으로 인한 것이다.
이것은 특히 안정적인 연결부가 달성되기 때문에 원칙적으로 실제 유리하다. 그러나 단점은 연결부에 유연성이 거의 없어서, 연결부가 열로 인해 유도된 차동 팽창을 흡수하고 보상해야 하는 경우 특히 불리하다는 것이다. 이것은 특히 큰 온도 변동으로 인한 응력 하에서 에지에 가까운 층에 손상을 야기할 수 있다. 더욱이, 매트릭스가 삽입될 때 케이싱에 납땜을 도포하기 위해 현재 사용되는 방법에 의하면 케이싱에 결합되어서는 안 되는 구역을 원치 않게 납땜하게 되는 문제를 또한 초래한다.
따라서 본 발명의 목적은 케이싱과 매트릭스 사이에 구조화된 접촉 지점을 생성하고 열에 의해 유도된 팽창에 대해 충분히 큰 유연성을 제공하는, 케이싱과 매트릭스 사이의 연결부를 갖는 촉매 변환기를 생성하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 이러한 촉매 변환기를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 촉매 변환기에 관한 본 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 촉매 변환기에 의해 달성된다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 매트릭스 및 케이싱을 포함하고, 상기 매트릭스는 코일형 층상 금속 시트 스택으로부터 형성되고 상기 케이싱에 삽입되어 상기 케이싱에 부분적으로만 결합된, 배기 가스 후처리용 촉매 변환기에 관한 것이다.
"부분적으로만"이라는 어구는 케이싱이 전체 축 방향 연장을 따라 그리고 전체 원주에 걸쳐 매트릭스에 결합되는 것이 아니라는 것을 의미한다. 특히, 이것은 축 방향 및/또는 원주 방향으로 분포된 연결 구역들이 부분적으로 존재하고, 연결 구역들이 케이싱과 매트릭스 사이에 결합된 연결이 없는 구역에 의해 중단되어 있다는 것을 의미한다. 이러한 연결 구역 및 연결되지 않은 구역은 예를 들어 케이싱 및/또는 매트릭스의 구조화된 표면에 의해 생성될 수 있다.
상기 케이싱은 축 방향 및/또는 원주 방향으로 반경 방향 안쪽을 향하는 돌출부를 갖고, 상기 돌출부의 반경 방향 안쪽을 향하는 면은 상기 매트릭스와 상기 케이싱 사이에 접촉 지점을 형성하는 경우 특히 유리하다.
돌출부는 예를 들어 외부로부터 케이싱 안으로 엠보싱된 만입부일 수 있다. 이로 인해 케이싱의 내부 면의 나머지 부분을 넘어 돌출되는 케이싱의 내부 표면에 돌출부가 생성된다. 마지막으로 케이싱과 매트릭스 사이의 결합된 연결은 이러한 돌출부에서만 생성된다. 만입부는 예를 들어 원형, 타원형, 다각형이거나 또는 혼합된 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는, 만입부 또는 생성되는 돌출부는 케이싱의 전체 축 방향 연장을 따라 분포되고, 또한 심지어 케이싱을 따라 케이싱과 매트릭스 사이에 연결을 생성하기 위해 원주 방향으로 모두 분포된다.
상기 돌출부는 2㎜ 내지 20㎜의 직경을 갖는 것이 또한 유리하다. 돌출부는 케이싱과 매트릭스 사이에 연결을 위해 적절한 접촉 영역을 생성하고 동시에 매트릭스와 케이싱 사이에 직접 연결되지 않은 구역을 여전히 충분히 남겨두어 열로 인해 유도된 응력에 대해 충분히 높은 유연성을 보장하기 위하여 2㎜ 내지 20㎜의 직경을 갖는 것이 유리하다.
바람직한 예시적인 실시예는 상기 돌출부는 축 방향 및/또는 원주 방향으로 0㎜ 내지 25㎜의 간격을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 간격이 있는 패턴은 연결 지점에서 충분히 높은 강도를 생성함과 동시에 충분히 높은 유연성을 허용하는 데 유리하다.
상기 돌출부는 상기 케이싱의 반경 방향으로 0.1㎜ 내지 5㎜의 깊이를 갖는 것이 또한 바람직하다. 테스트 결과 지정된 구역에서 반경 방향의 깊이가 실제 접촉 지점에서만 결합된 연결을 생성하기에 충분하다는 것을 보여주었다. 반경 방향의 깊이 연장이 너무 작으면 접촉 지점 외부의 납땜 재료로 인해 케이싱과 매트릭스 사이에 결합된 연결이 의도치 않게 생성될 수 있다.
추가로, 상기 케이싱은 축 방향으로 서로 이격되어 있고, 원주 방향으로 적어도 부분적으로 주위로 이어지는 비드(bead)를 갖는 것이 유리하다. 비드는 원주 방향으로 거의 전체적으로 주위로 이어지거나 또는 대안적으로 원주 방향으로 일부 부분에 걸쳐서만 연장되도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 원주 방향으로 일부 부분에 걸쳐서만 연장되는 비드는 또한 원주 방향으로 서로 오프셋된 상태로 그리고 축 방향으로 그 다음 인접한 비드로부터 오프셋된 상태로 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 원주 방향과 축 방향으로 모두 서로 오프셋된 연결 지점들이 생성될 수 있으며, 이에 의해 열로 유도된 응력이 케이싱에 걸쳐 더 잘 분산될 수 있다.
또한, 원주 방향으로 일부 부분에 걸쳐서만 연장되는 여러 개의 비드가 하나의 원주 라인에서 서로 이격되어 배열되는 것도 예상할 수 있다. 예를 들어, 개별 비드는 각각 100°의 아치형 부분에 걸쳐 연장되고, 서로 이격되어 배열될 수 있다. 대안적으로, 더 많거나 더 적은 비드가 또한 하나의 원주 라인 상에 분배될 수 있다. 아치형 부분의 길이는 또한 더 크거나 더 작을 수 있다.
상기 비드의 반경 방향 안쪽을 향하는 면이 상기 매트릭스와의 접촉 지점을 형성하는 것이 또한 유리하다. 이것은 비드가 배열된 지점에서만 매트릭스와 케이싱 사이에 연결이 생성되는 것을 보장하는 데 유리하다.
반경 방향 안쪽을 향하는 면에서 상기 케이싱은 축 방향 및 원주 방향으로 서로 규칙적인 또는 불규칙한 거리에 배열된 납땜 지점을 갖는 것이 또한 적합하다. 이는 다른 경우 평활한 케이싱으로도, 특히 반경 방향으로 내부 쪽을 향해 변형부를 갖지 않는 케이싱으로도 케이싱과 매트릭스 사이에 스폿 연결이 생성될 수 있어서 유리하다. 납땜 지점은 바람직하게는 원주 방향으로 그리고 축 방향 연장을 따라 완전히 분배된 납땜 패턴을 생성한다. 납땜 지점은 케이싱과 매트릭스 사이에 나중 연결 지점을 형성하는 반면, 케이싱의 납땜되지 않은 구역과 매트릭스 사이에는 결합된 연결이 생성되지 않는다. 이러한 방식으로 케이싱과 매트릭스 사이에 적절한 유연성이 생성될 수 있다.
또한 납땜 지점의 표면적이 10㎟ 내지 700㎟인 것이 유리하다. 상기 납땜 지점이 원형이고, 5㎜ 내지 30㎜, 특히 바람직하게는 7㎜ 내지 20㎜의 직경을 갖는 것이 적합하다. 크기는 충분히 강한 연결을 생성하는 데 유리하다.
상기 케이싱의 축 방향으로 2개의 납땜 지점 사이의 거리는 5㎜ 내지 40㎜, 특히 바람직하게는 20㎜ 내지 30㎜인 것이 특히 유리하다. 또한 원주 방향으로 2개의 납땜 지점 사이의 거리는 5㎜ 내지 30㎜, 특히 바람직하게는 15㎜ 내지 20㎜인 것이 유리하다. 이러한 간격은 충분히 타이트한 납땜 지점 네트워크를 생성함과 동시에, 케이싱과 매트릭스 사이에 원하는 유연성을 보장하기 위해 연결되지 않은 영역을 충분히 유지하는 데 유리하다.
또한 상기 매트릭스는 주름진 층으로만 형성되는 것이 적합하다. 주름진 층으로만 형성된 매트릭스는 또한 주름부의 팁(tip)과 케이싱 사이에만 물리적 접촉이 존재하고, 이에 따라 결합된 연결은 거기에만 생성되는 것을 보장할 수 있다.
방법에 관한 목적은 청구항 14의 특징을 가진 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 촉매 변환기를 제조하는 방법으로서,
■ 서로 상하로 적층된 여러 금속 층을 감아 매트릭스를 제조하는 단계,
■ 납땜에 사용되는 납땜을 케이싱의 반경 방향 안쪽을 향하는 면에 도포하는 단계,
■ 상기 케이싱에 상기 매트릭스를 삽입하는 단계, 및
■ 상기 매트릭스를 상기 케이싱에 납땜하는 단계를 연속적으로 수행하고,
접착제를 상기 케이싱에 도포하기 위해 접착 롤러가 사용되고, 상기 접착 롤러는 반경 방향 바깥쪽을 향하는 면에 융기부를 갖고, 상기 융기부를 통해 상기 접착 롤러는 상기 케이싱의 반경 방향 안쪽을 향하는 면에서 롤링하고, 상기 접착제는 상기 융기부의 배열에 따라 상기 케이싱에 도포되는, 상기 촉매 변환기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
접착 롤러는 바람직하게는 셀룰러 고무로 만들어지고, 접착제를 흡수할 수 있는 흡입력을 갖는다. 융기부는 접착 롤러가 이 구역에서 케이싱의 내부 면에서만 롤링하여 감자 인쇄(potato printing) 원리에 따라 접착제가 이러한 접촉 지점에서만 케이싱에 도포되는 것을 보장한다. 따라서 접착 롤러는 실제로 납땜 패턴의 네거티브(negative)를 형성한다.
본 발명의 유리한 개선은 종속 청구항 및 도면의 이하 설명에서 설명된다.
본 발명은 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 기초하여 이하 본문에서 상세하게 설명된다.
도 1은 각 경우에 케이싱 내 매트릭스의 2개의 부분 사시도;
도 2는 원주 방향으로 이어지는 비드를 갖는 케이싱의 개략도;
도 3은 원주 방향으로 이어지는 비드를 갖는 케이싱을 통한 2개의 단면도;
도 4는 내부 면에 납땜 지점의 패턴을 갖는 케이싱의 부분도;
도 5는 왼쪽 부분에 케이싱 내부에 납땜 지점 패턴을 생성하기 위한 접착 롤러를 도시하고, 오른쪽 부분에 접착 롤러에 의해 생성된 납땜 지점 패턴을 갖는 케이싱을 도시하는 도면;
도 6은 원주 방향으로 둥글게 이어지는 비드를 갖는 2개의 케이싱을 통한 단면도로서, 도시된 매트릭스는 2개의 주름진 층으로만 형성된 것을 도시하는 도면;
도 7은 케이싱에 엠보싱된 다이아몬드 패턴 구조를 갖는 촉매 변환기를 통한 단면도;
도 8은 케이싱에 엠보싱된 다이아몬드 패턴 구조를 갖는 촉매 변환기를 통한 단면도; 및
도 9는 케이싱에 엠보싱된 벌집형 패턴 구조를 가진 단면도.
도 1은 각 경우에 케이싱 내 매트릭스의 2개의 부분 사시도;
도 2는 원주 방향으로 이어지는 비드를 갖는 케이싱의 개략도;
도 3은 원주 방향으로 이어지는 비드를 갖는 케이싱을 통한 2개의 단면도;
도 4는 내부 면에 납땜 지점의 패턴을 갖는 케이싱의 부분도;
도 5는 왼쪽 부분에 케이싱 내부에 납땜 지점 패턴을 생성하기 위한 접착 롤러를 도시하고, 오른쪽 부분에 접착 롤러에 의해 생성된 납땜 지점 패턴을 갖는 케이싱을 도시하는 도면;
도 6은 원주 방향으로 둥글게 이어지는 비드를 갖는 2개의 케이싱을 통한 단면도로서, 도시된 매트릭스는 2개의 주름진 층으로만 형성된 것을 도시하는 도면;
도 7은 케이싱에 엠보싱된 다이아몬드 패턴 구조를 갖는 촉매 변환기를 통한 단면도;
도 8은 케이싱에 엠보싱된 다이아몬드 패턴 구조를 갖는 촉매 변환기를 통한 단면도; 및
도 9는 케이싱에 엠보싱된 벌집형 패턴 구조를 가진 단면도.
도 1은 상부 부분에서 매트릭스(2)가 삽입된 케이싱(1)을 도시한다. 케이싱(1)은 케이싱(1)에 만입부를 형성하는 복수의 함몰부(3)를 갖는다. 이러한 만입부(3)는 예를 들어 케이싱(1) 내로 엠보싱될 수 있다. 매트릭스(2)는 교대로 형성된 평활한 층과 주름진 층으로 형성되는 층상 스택을 감음으로써 형성된다. 대안적으로, 매트릭스는 또한 서로에 대해 각도 오프셋을 갖고 서로 상하로 적층된 주름진 층으로만 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 오프셋 각도는 3° 내지 10°이다.
도 1의 상부에 예로서 슬롯으로 형성된 만입부(3)로 인해 매트릭스의 외부 층과 케이싱 사이의 접촉은 부분적으로만 형성된다. 따라서 납땜 시 이러한 접촉 구역에서만 결합된 연결이 생성된다. 도시된 슬롯형 디자인에 대한 대안으로서, 만입부는 예를 들어 원형 또는 임의의 다른 기하학적 디자인으로 구성될 수도 있다.
도 1의 하부 부분에는 슬롯형 함몰부(5)를 갖는 케이싱(4)이 도시되어 있다. 여기서도 매트릭스(6)와 케이싱(4) 사이의 접촉은 함몰부에서만 존재하여 결합된 연결은 이러한 접촉 구역에서만 생성된다.
도 2는 원주 방향으로 적어도 부분적으로 둥글게 이어지고 축 방향으로 서로 이격된 비드(8)를 포함하는 케이싱(7)의 일부 부분을 도시한다. 비드(8) 또는 비드(8)의 반경 방향 안쪽을 향하여 가장 깊은 지점(9)은 매트릭스(도시되지 않음)의 접촉 구역을 형성한다.
도 3은 상이한 케이싱(10, 11)을 통한 2개의 횡단면을 도시하고, 케이싱(10, 11)은 원주 방향으로 둥글게 이어지고 축 방향으로 서로 이격된 여러 개의 비드(12, 13)를 각각 갖는다. 여기서 다시, 각 경우에, 비드(12, 13)의 반경 방향 안쪽을 향하는 면은 각각의 매트릭스에 연결하는 데 사용되는 접촉 구역을 형성한다.
도 4는 케이싱(14)의 일부를 도시하고, 여기서 수 개의 납땜 지점(16)은 반경 방향 안쪽을 향하는 면(15)에 납땜 지점 패턴으로 도포된다. 여기서 납땜 지점은 케이싱에 접착제를 스팟 도포한 후 납땜을 가함으로써 생성된다.
납땜이 가해진 지점에서만 납땜 공정 동안 케이싱(14)과 매트릭스(도시되지 않음) 사이에 연결이 생성될 수 있다.
도 5의 왼쪽 부분은 그 둘레에 걸쳐 분포된 수 개의 융기부(18)를 갖는 접착 롤러(17)를 도시한다. 이 접착 롤러는 바람직하게는 흡인력을 갖는 재료, 예를 들어, 발포 재료로 만들어지고, 케이싱의 내부 면에 접착제를 도포하는 역할을 한다. 케이싱에 생성된 납땜 지점 패턴은 융기부(18)의 형상과 배열에 의해 결정될 수 있다. 접착제는 인쇄 공정과 유사한 방식으로 케이싱에 전달된다. 후속 단계에서 납땜은 접착제가 가해진 구역에서만 증착되고, 나중에 납땜 공정에서 결합된 연결을 생성한다.
도 5의 오른쪽 부분에는 왼쪽에 도시된 접착 롤러(17)에 의해 납땜 지점 패턴(20)이 생성된 케이싱(19)이 도시되어 있다. 여기서 납땜 지점 패턴(20)은 케이싱(19)의 내부 면에서 접착 롤러(17)를 롤링함으로써 생성된다.
도 6은 케이싱(21 및 22)을 통한 2개의 단면도를 도시한다. 케이싱(21, 22)은 원주 방향으로 이어지는 비드(23, 24)를 각각 갖는다. 도 6의 예에서, 도시된 매트릭스(25, 26)는 각 경우에 주름진 층으로만 형성되어, 기껏해야 주름진 층의 주름부의 팁이 케이싱(21, 22)의 전체 연장부에 걸쳐 접촉하고, 이에 의해 케이싱(21, 22)과 매트릭스 사이의 연결부에서 충분히 큰 유연성이 달성된다. 비드(23, 24)로 인해 주름진 층의 주름부 팁은 비드(23, 24)의 구역에서만 케이싱(21, 22)에 지탱되고, 이에 의해 연결 지점이 더 감소되고 훨씬 더 큰 유연성이 달성된다.
도 7은 본 발명에 따른 촉매 변환기(30)를 통한 단면도를 도시하며, 여기서 촉매 변환기(30)의 약 1/4는 케이싱(31) 내에 배열된 매트릭스(32)를 볼 수 있도록 하기 위해 절단되어 있다.
매트릭스(32)는 완성된 매트릭스(32)를 형성하도록 서로 상하로 적층되어 감긴 수 개의 금속 층으로 형성된다.
케이싱(31)은 예를 들어 외부로부터 내부로 엠보싱된 다이아몬드 패턴의 구조를 갖는다. 다이아몬드 패턴의 엠보싱으로 인해 케이싱(31)으로부터 반경 방향 안쪽으로 돌출하는 돌출 구조가 케이싱(31)의 내부 면에 생성된다. 이러한 돌출 구조는 케이싱(31)과 매트릭스(32) 사이의 접촉 지점 역할을 한다. 후속 납땜 공정에서, 케이싱(31)과 매트릭스(32) 사이의 결합된 연결은 이 접촉 지점에서만 생성된다.
도 7의 우측 부분은 참조 부호 A로 표시된 촉매 변환기(30)의 일부 확대도를 도시한다. 이 확대도에서, 매트릭스(32)를 지탱하는 케이싱(31)의 접촉 지점을 볼 수 있다.
도 8은 대안적인 다이아몬드 패턴의 엠보싱을 갖는 촉매 변환기(33)를 도시한다. 개별 다이아몬드는 더 크고, 도 7의 것과는 다른 배향을 가진다. 엠보싱 구조에 의해 생성된 접촉 지점은 더 큰 물리적 연장을 가져서 케이싱(34)과 매트릭스(35) 사이의 접촉 면적은 도 7의 예에서보다 더 크다. 따라서, 동일한 크기의 촉매 변환기에 대해 케이싱(34)과 매트릭스(35) 사이의 접촉 지점의 수는 더 적다.
도 8의 오른쪽 부분은 참조 부호 B로 표시된 부분의 확대도를 도시하고, 이는 접촉 지점이 더 큰 영역으로 형성되어 결과적으로 더 큰 면역에 걸쳐 매트릭스(35)를 지탱하는 것을 보여준다.
도 9는 엠보싱된 벌집형 구조를 갖는 케이싱(37)을 갖는 다른 촉매 변환기(36)를 도시한다. 개별 육각형은 서로 직접 인접하고, 또한 케이싱(37)으로부터 반경 방향 안쪽으로 돌출된 구조를 생성하며, 이 돌출 구조는 매트릭스(38)와의 접촉 지점 역할을 한다.
도 7 내지 도 9에서 명백한 바와 같이, 케이싱에 엠보싱되거나 다른 성형 공정을 통해 생성된 구조는 다양한 기하학적 패턴을 가질 수 있다. 모든 실시예에 공통인 필수 요소는, 반경 방향 안쪽으로 돌출하고 매트릭스와의 접촉 지점을 형성하는 구조가 생성된다는 것이다. 접촉 지점에 의해 형성된 접촉 면적은 여기서 전체 내부 케이싱 표면보다 훨씬 더 작다. 이를 통해 내구성 있는 연결에도 불구하고 케이싱과 매트릭스 사이에 연결되지 않은 영역이 충분히 존재하여 열로 유도된 응력이 파손 없이 흡수될 수 있는 것이 보장된다.
개별 예시적인 실시예의 상이한 특징은 또한 서로 결합될 수 있다. 도 1 내지 도 9의 예시적인 실시예는 특히 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니고 본 발명의 개념을 설명하는 역할을 한다.
Claims (14)
- 배기 가스 후처리용 촉매 변환기(30, 33, 36)로서, 매트릭스(2, 6, 25, 26, 32, 35, 38)와 케이싱(1, 4, 7, 10, 11, 14, 19, 21, 22, 31, 34, 37)을 포함하고, 상기 매트릭스(2, 6, 25, 26, 32, 35, 38)는 코일형 층상 금속 시트 스택으로 형성되고, 상기 케이싱(1, 4, 7, 10, 11, 14, 19, 21, 22, 31, 34, 37)에 삽입되어 상기 케이싱에 부분적으로만 결합되는, 촉매 변환기.
- 제1항에 있어서, 상기 케이싱(1, 4, 7, 10, 11, 21, 22, 31, 34, 37)은 축 방향 및/또는 원주 방향으로 반경 방향 안쪽을 향하는 돌출부(3, 8, 12, 13, 23, 24)를 갖고, 상기 돌출부(3, 8, 12, 13, 23, 24)의 반경 방향 안쪽을 향하는 면(9)은 상기 매트릭스(2, 6, 25, 26, 32, 35, 38)와 상기 케이싱(1, 4, 7, 10, 11, 21, 22, 31, 34, 37) 사이의 접촉 지점을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제2항에 있어서, 상기 돌출부(3)는 2㎜ 내지 20㎜의 등가 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 돌출부(3)는 축 방향 및/또는 원주 방향으로 0㎜ 내지 25㎜의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출부(3)는 상기 케이싱(1)의 반경 방향으로 0.1㎜ 내지 5㎜의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱(4, 7, 21, 22)은, 축 방향으로 서로 이격되고 원주 방향으로 적어도 부분적으로 둥글게 이어지는 비드(5, 8, 23, 24)를 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제6항에 있어서, 상기 비드(5, 8, 23, 24)의 반경 방향 안쪽을 향하는 면(9)은 상기 매트릭스(25, 26)와의 접촉 지점을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱(14, 19)은 반경 방향 안쪽을 향하는 면(15)에 납땜 지점(16, 20)을 갖고, 상기 납땜 지점은 축 방향 및 원주 방향으로 서로 규칙적인 또는 불규칙적인 거리에 배열되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제8항에 있어서, 상기 납땜 지점(16, 20)의 표면적은 10㎟ 내지 700㎟인 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 납땜 지점(16, 20)은 원형이고, 5㎜ 내지 30㎜, 특히 바람직하게는 7㎜ 내지 20㎜의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱(14, 19)의 축 방향으로 2개의 납땜 지점(16, 20) 사이의 거리는 5㎜ 내지 40㎜, 특히 바람직하게는 20㎜ 내지 30㎜인 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 원주 방향으로 2개의 납땜 지점(16, 20) 사이의 거리는 5㎜ 내지 30㎜, 특히 바람직하게는 15㎜ 내지 20㎜인 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(25, 26)는 주름진 층으로만 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 촉매 변환기를 제조하는 방법으로서,
■ 서로 상하로 적층된 수 개의 금속 층을 감아서 매트릭스를 제조하는 단계,
■ 납땜에 사용되는 납땜을 케이싱(14, 19)의 반경 방향 안쪽을 향하는 면에 도포하는 단계,
■ 상기 매트릭스를 상기 케이싱(14, 19)에 삽입하는 단계, 및
■ 상기 매트릭스를 상기 케이싱(14, 19)에 납땜하는 단계를 연속적으로 수행하고,
접착제를 상기 케이싱(14, 19)에 도포하기 위해 접착 롤러(17)가 사용되며, 상기 접착 롤러(17)는 반경 방향 바깥쪽을 향하는 면에 융기부(18)를 갖고, 상기 융기부를 통해 상기 접착 롤러(17)는 상기 케이싱(14, 19)의 반경 방향 안쪽을 향하는 면에서 롤링하며, 상기 접착제는 상기 융기부(18)의 배열에 따라 상기 케이싱(14, 19)에 도포되는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기를 제조하는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018201738.7 | 2018-02-05 | ||
DE102018201738.7A DE102018201738A1 (de) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung |
PCT/EP2019/052674 WO2019149943A1 (de) | 2018-02-05 | 2019-02-04 | Katalysator und verfahren zu dessen herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200111808A true KR20200111808A (ko) | 2020-09-29 |
KR102417284B1 KR102417284B1 (ko) | 2022-07-05 |
Family
ID=65279555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020207025150A KR102417284B1 (ko) | 2018-02-05 | 2019-02-04 | 촉매 변환기 및 이를 제조하는 방법 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11359533B2 (ko) |
EP (1) | EP3749843A1 (ko) |
KR (1) | KR102417284B1 (ko) |
CN (1) | CN111566324B (ko) |
DE (1) | DE102018201738A1 (ko) |
WO (1) | WO2019149943A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019212169A1 (de) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Vitesco Technologies GmbH | Vorrichtung zum Auftragen eines Verbindungsmittels und Verfahren dazu |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940006760Y1 (ko) * | 1988-12-16 | 1994-09-28 | 우스이 고꾸사이 산교 가부시끼가이샤 | 배기가스 정화용 장치(exhaust gas cleaning device) |
KR0168990B1 (ko) * | 1993-06-07 | 1999-01-15 | 오꼬우 노리유끼 | 배기가스 정화용 금속담체 및 그 제조방법 |
KR20140133949A (ko) * | 2012-04-05 | 2014-11-20 | 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 | 전기적으로 가열가능한 허니콤 바디의 다수의 시트 금속층의 전기적 커넥션, 및 연관된 허니콤 바디 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2954174C2 (ko) | 1979-06-19 | 1988-07-21 | Sueddeutsche Kuehlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart, De | |
DE2924592C2 (de) | 1979-06-19 | 1983-05-26 | Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart | Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
DE3037796C2 (de) | 1980-10-07 | 1983-06-30 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Verfahren zum Löten und dessen Verwendung |
KR920009120B1 (ko) * | 1988-07-06 | 1992-10-13 | 우스이 고꾸사이 산교 가부시끼가이샤 | 배기가스 정화용 촉매를 담지하기 위한 금속제 담지모체(擔持母體) |
JPH0338142A (ja) | 1989-07-04 | 1991-02-19 | Nec Corp | 音声パケット交換システム |
JPH0338142U (ko) * | 1989-08-23 | 1991-04-12 | ||
US5187142A (en) * | 1991-09-03 | 1993-02-16 | General Motors Corporation | Catalytic converter metal monolith |
DE4219145C1 (de) | 1992-06-11 | 1994-03-17 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren und Vorrichtung zum Beloten eines metallischen Wabenkörpers |
DE4231338A1 (de) | 1992-09-18 | 1994-03-24 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zum Beloten einer metallischen Struktur, insbesondere von Teilbereichen eines Wabenkörpers |
SE506670C2 (sv) | 1995-04-27 | 1998-01-26 | Sven Melker Nilsson | Fästarrangemang för katalysatorer |
DE19803012A1 (de) | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zum Beloten einer Anordnung |
DE19823000A1 (de) | 1998-05-22 | 1999-11-25 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zum Beloten einer Anordnung |
DE19946633B4 (de) * | 1999-09-29 | 2008-06-12 | Volkswagen Ag | Abgasvorrichtung mit einem Arretierelement für einen Katalysator in einem Abgaskanal |
EP1557545A3 (en) * | 2004-01-21 | 2006-03-29 | Ecocat OY | Metallic catalyst for treating exhaust gases and method and apparatus for manufacturing the same |
US20070033803A1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Lawrukovich Michael P | Methods for substrate retention |
DE102008016148A1 (de) | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Wabenkörper und Verfahren zur Herstellung eines gelöteten Wabenkörpers |
CN102092012A (zh) * | 2009-12-09 | 2011-06-15 | 上海奉贤久安工具厂 | 柔质磨具规则图形上砂系统 |
-
2018
- 2018-02-05 DE DE102018201738.7A patent/DE102018201738A1/de active Pending
-
2019
- 2019-02-04 WO PCT/EP2019/052674 patent/WO2019149943A1/de unknown
- 2019-02-04 CN CN201980007071.5A patent/CN111566324B/zh active Active
- 2019-02-04 US US16/967,202 patent/US11359533B2/en active Active
- 2019-02-04 KR KR1020207025150A patent/KR102417284B1/ko active IP Right Grant
- 2019-02-04 EP EP19703304.6A patent/EP3749843A1/de active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940006760Y1 (ko) * | 1988-12-16 | 1994-09-28 | 우스이 고꾸사이 산교 가부시끼가이샤 | 배기가스 정화용 장치(exhaust gas cleaning device) |
KR0168990B1 (ko) * | 1993-06-07 | 1999-01-15 | 오꼬우 노리유끼 | 배기가스 정화용 금속담체 및 그 제조방법 |
KR20140133949A (ko) * | 2012-04-05 | 2014-11-20 | 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 | 전기적으로 가열가능한 허니콤 바디의 다수의 시트 금속층의 전기적 커넥션, 및 연관된 허니콤 바디 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11359533B2 (en) | 2022-06-14 |
US20200362743A1 (en) | 2020-11-19 |
DE102018201738A1 (de) | 2019-08-08 |
CN111566324B (zh) | 2022-12-09 |
EP3749843A1 (de) | 2020-12-16 |
WO2019149943A1 (de) | 2019-08-08 |
KR102417284B1 (ko) | 2022-07-05 |
CN111566324A (zh) | 2020-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI103359B (fi) | Kennosto useilla virtaavaa väliainetta läpäisevillä kanavilla ja menet elmä kennoston valmistamiseksi | |
CA1271183A (en) | Metal catalyst carrier or support body rolled or laminated from metal sheets and having a double or multiple corrugated or wave structure | |
JPH0371178B2 (ko) | ||
JP2012530888A (ja) | 剛性ビードを備える平形ガスケット | |
KR101329900B1 (ko) | 연결점이 형성된 금속의 허니콤 몸체 | |
JP5496186B2 (ja) | 半径方向において異なるように構成された連結点を有するハニカム体 | |
KR102417284B1 (ko) | 촉매 변환기 및 이를 제조하는 방법 | |
KR910008726B1 (ko) | 촉매반응기의 촉매담체 | |
JP2010048231A (ja) | 金属触媒担体の製造装置 | |
JPH0622682B2 (ja) | 触媒コンバータ用担体および組立体、および担体製造方法 | |
US7947624B2 (en) | Metal honeycomb-shaped catalyzer carrier | |
KR100327850B1 (ko) | 재킷튜브에용접된촉매코팅금속스트립의매트릭스를포함하는금속캐리어를구비한촉매변환기 | |
JP5669357B2 (ja) | 金属触媒担体の製造方法 | |
JP2001207837A (ja) | 触媒コンバータのメタル担体 | |
US20060191982A1 (en) | Process for producing a metallic honeycomb body with a layer length difference | |
JP5551425B2 (ja) | 触媒コンバータの製造方法、および触媒コンバータ | |
CN112204231B (zh) | 蜂窝体以及用于生产蜂窝体的方法 | |
JP6438303B2 (ja) | ハニカム体及び触媒担体 | |
JP2762144B2 (ja) | 耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体 | |
JP2694988B2 (ja) | メタル触媒担体 | |
JPH046419B2 (ko) | ||
JP2010017605A (ja) | 金属触媒担体の製造方法 | |
JPH0788382A (ja) | 金属触媒担体ユニットの製造方法 | |
US20150132190A1 (en) | End ring retention of metal catalyst substrates | |
JPH1016096A (ja) | ハニカムパネル及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |