KR910001691B1 - 매트담체/기체 서브조립체 및 촉매변환기의 제조방법 - Google Patents

매트담체/기체 서브조립체 및 촉매변환기의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

매트담체/기체 서브조립체 및 촉매변환기의 제조방법
제1도 : 본 발명에 따라 장치된 두 개의 세라믹기체(Substrate)를 갖는 촉매변환기의 일부측단면도.
제2도 : 촉매 모놀리스 변환기내에서 종래의 매트담체(mat support)를 나타내는 일부절개평면도.
제3도 : 제1도의 라인 3-3을 따르는 단면도.
제4도 : 제1도의 라인 4-4을 따르는 단면도.
제5도 : 제3도의 5로 표시된 원으로 나타난 부분의 확대단면도.
제6도 : 제4도의 6으로 표시된 원으로 나타난 부분의 확대단면도.
제7도 : 본 발명을 구현하는 모놀리스 변환기를 제조하는 방법의 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1촉매부재 12 : 제2촉매부재
13 : 하우징(housing) 14, 15 : 내단부(inner end)
14',15': 기체(substrate) 16, 18 : 셀부재(shell member)
20, 21, 22, 23 : 연도부(funnel portion) 46, 47 : 팽창매트
110, 114 : 매트/기체 서브조립체(mat/substrate sub-assembly)
본 발명은 자동차에 대한 촉매변환기 특히 세라믹기체(substrate)가 확장가능한 운모(mica)의 팽창매트(intumescent mat)에 의해서 금속하우징내에 장치되는 촉매변환기에 관한것이다.
통상, 촉매변환기는 확장가능한 운모매트조각(piece)을 사용하여 금속하우징내에서 세라믹기체를 지지한다.
상기 기체의 일부형태는 단면(cross-section)상으로 타원형이고 일부는 원형을 갖는데, 각 형상에 대하여 기체를 지지하는 매트의 장착밀도(mount density)를 조절하는 것이 요망된다.
상기 목적에 대하여 팽창매트는 서로 다른 소정두께를 갖는 매트조각으로 되고, 각 매트의 두께는 세라믹 기체와 금속하우징사이에서 예상되는 공간에 따라 선택된다.
텅과 홈구조(tongue and groove configuration ; 이하 "홈이음구조"라 칭함) 가 상기 매트조강의 맞서는 단부에서 사용되어 매트가 기체주위를 감싸는 경우 매트단부가 서로 맞물리도록 한다. 그러나, 매트단부가 적절하게 서로 맞물리기 위해서는 기체의 외주치수(peripheral dimension) 공차(tolerance)가, 정확해야하므로 기체의 제조에 고가의 비용이 들게된다.
상기 종래의 촉매변환기에 있어서는, 기체둘레에 감겨지는 매트조각의 단부에서 홈이음관계가 일치하지 않는 경우가 발생되었다.
상기와 같이 일치하지 않는 경우는, 매트조각이 감겨지는 기체의 외주치수 또는 둘레가 변화됨에 따라서 야기될 수 있는데, 상기 기체의 크기가 공칭크기보다 크게되는 경우 매트조각의 홈이음단부는 서로 밀접하게 병렬로 연결되지 못한다.
이러한 현상은 자동차배기개스가, 일정간격이 형성된 매트조각의 단부사이를 흐르게 되므로서 변환기내의 촉매를 우회(bypass)할 수 있는 가능성을 제공하게되고, 상기와 같은 단부사이의 흐름은 매트의 단부를 따라서 매트를 부식시키는 가능성을 증가시키게 된다.
한편, 기체의 크기가 공칭크기보다 작게되는 경우, 매트 조각의 홈이음단부는 서로 겹치게 되고, 이러한 현상은 매트의 2중두께가, 매트의 팽창증에, 변환기 하우징을 확장시킬수 있는 가능성을 제공하여 확장부위에서 촉매를 우회하여 흐르는 가능성 및 매트의 부식을 증가시키게 된다.
또한, 상기 확장 현상은 기체를 파괴할수 있기에 충분한 압력을 기체에 가할 수도 있다.
다양한 크기의 기체를 갖는 몇몇 종래기술의 원형촉매 변환기에 있어서는, 매트의 밀도가 실린더형 금속 하우징에 의해서 조절된다.
상기와 같은 조절작용은 직사각형으로된 시이트금속하우징의 겹침부분을 압착시키거나 또는 찌그려트려 매트와 기체를 견고하게 에워싸게 하거나 또는 서로 밀착시키는 방식으로 행하여지는데, 이러한 압착과정은 하우징의 외부둘레치수가 소정매트밀도를 형서시킬때까지 계속하여 실행되고, 그 다음에, 하우징단부가 일체로 용접된다(미국특허 제4,070,158호 참조, 미국특허 제3,959,865호에서는 세라믹기체를 보다 엄밀한 공차(close tolerance)로 지지되는 하우징내에 장치하기 위해서는 엄밀한 공차로 제조 조립하는 것이 바람직하지 않다고 제시하고 있다.
그러나, 상기 발명에 있어서는 고온에서, 기체와 하우징사이에서 원위치로 형성되는 유기 또는 무기질발포체(foam)을 사용하는 것이다.
미구특허 제4,048,363호에서는 로울형태로 제공되어 기체의 둘레에 상응하는 길이로 절단되는 박판형 팽창매트가 제시되어 있다.
확장가능한 단일층의 두께는 기체와 하우징사이의 공간크기와는 무관하게 각 기체에 사용된다.
또한, 미국특허 제3,861,881호는, 엄격한 길이공차에 대한 필요성을 제거하고자한 것으로서, 이를 위하여 소정의 열 및 충격차단의 정도에 따라, 얇고 충분한 수를 갖춘 나선형권선층으로 구성된 섬유링이 개시되어 있다.
상기 링은 팽창되지 않고 특정기체에 맞추어 절단되지도 못한다. 따라서, 상기 링이 기체상에 압착고정되는 경우, 이로인한 외주치수는 기체에 따라 변화된다.
미국특허 제4,239,733호에는 팽창슬리브에 의해서 적어도 부분적으로는 시이트금속하우징내에 지지되고 깨지기 쉬운 세라믹재료(frangible ceramic material)로 이루어진 두 개의, 일렬로 배열된 촉매 코팅재를 갖는 촉매변환기가 개시되어 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 매트조각이라기 보다는 로울형태인 팽창매트재료의 목록(inventory)을 구상한 것이다.
상기 로울형태에 있어서, 매트의 두께는 매트조각형태 보다 얇게될 수 있다.
또한, 종래기술에서 허용되는 것보다 광범위한 외주치수를 가질 수 있기때문에, 보다 경제적인 세라믹기체의 목록이 구상되는 것이다.
본 발명은 각 기체의 외주치수를 측정한 다음 기체둘레에 감겨지는 팽창매트의 길이를 미리 선택하는 방법을 구상한 것이다.
감김 또는 층의 수는 선택된 각각의 기체 외주치수에 따라 좌우된다. 기체가 현저하게 작은 크기를 갖는다면, 보다 큰 매트의 길이가 선택되고, 감겨지는 경우 기체 서브조립체는 서브조립체의 소정외주치수를 형성하도록 보다 많은수의 매트층이 감겨지게 된다.
따라서, 매트가 감겨진 기체 서브조립체가 금속촉매변환기의 하우징내에 위치되는 경우, 보다 많은 수의 팽창매트층이 개체의 보다 작은 외주치수를 자동적으로 보상하게 된다.
기체가 현저하게 큰 크기를 갖는 경우, 보다 짧은 길이의 매트가 선택되고, 감겨지는 경우, 기체 서브조립체는 보다 작은 수의 매트층을 포함하여 서브조립체의 소정외주치수를 형성하게 된다.
따라서, 매트가 감겨진 기체 서브조립체는 금속촉매변환기의 하우징내에 위치되는 경우, 보다 작은 수의 팽창매트층에 의해서 기체의 큰 외주치수가 자동적으로 보상된다.
이와 같이, 본 발명의 목적은 촉매변환기내의 팽창매트에 대한 홈이음구조를 생략하므로서, 두개의 접촉부(텅과 홈)사이에서 일렬배열의 벗어남에서 기인하는 배출개스 우회 및 매트의 부식가능성을 없애고자하는 것이다.
상기 일렬배열의 벗어남에 따라 발생되는 겹침현상은 큰부하에 따라 경질의 세라믹모놀리스을 균열시키거나 또는 상기 우회작용을 유발하게 된다.
본 발명의 또다른 목적은, 모놀리스의 외주치수와는 무관하게 촉매변환기내의 팽창매트의 장착밀도를 조절하는 방법을 제공하고자하는 것이다.
상기 목적의 이점은 각각의 기체에 덧붙여지는 담체( support)의 양과 일치하도록 조절하여 최적의 매트장착밀도를 달성하므로서 홈이음구조와 같은 촉매변환기의 종래의 매트장착촉매부재보다 향상된 내구력을 갖춤에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 촉매변환기내에 설치된 팽창매트지로의 장착밀도를 조절하여 촉매부재의 수명유지기능(green retainment)(즉, 매트가 경화되기전)을 향상시키고 매트부식을 감소시킴으로써 향상된 변환기의 내구력을 제공하고자하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 촉매변환기내에 설치된 팽창매트에 의해서 장치되는 촉매세라믹기체를 갖는 촉매변환기를 조립하는 방법을 제공하고자하는 것으로서 상기 장착밀도의 조절은 다음과 같은 단계를 포함한다.
즉, 다양한 외주치수를 갖는 상기 기체의 목록으로부터 기체를 선택하는 단계 ; 선택된 기체의 외주치수를 측정하는 단계 ; 팽창매트의 목록으로부터 상기 외주치수의 측정에 의해서 미리 결정된 상기 매트의 길이를 선택하는 단계: 상기 소정길이의 매트를 기체주위에 감는 단계 ; 및 상기 감겨진 기체를 하우징내에 장치하는 단계를 포함하므로서, 소정길이를 갖춘매트가, 변환기의 사용중에 온도가 증가되는 경우, 하우징내에서 조절된 장착밀도를 제공하게되는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 촉매변환기에 대한 세라믹기체의 외주공차의 임계값을 감소시킴으로서 기체의 비용을 감소시키는 것이다.
또한, 매트담체의 양이 조절되므로, 최종조립체의 성능에 영향을 주지않고도 외관 또는 외주공차를 증가 시킬수 있어 기체의 전반적인 비용을 감소시킬수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 서로 다른길이를 갖춘 팽창매트의 서브조립체를 다른 크기의 세라믹기체에 자동 적용시킴으로서 소정크기의 서브조립체를 변환기 하우징내에 연속적으로 설치하도록 하고자하는 것이다.
상기 목적의 잇점은 매트, 기체 서브조립체의 목록을 제공함에 있는데, 각각은 목록내의 다양한 기체의 각종 크기와는 무관한 소정크기를 갖는다. 본 발명의 특정목적은 내연기관의 배기가스를 정화하는 두 개의 촉매부재를 갖는 촉매변환기를 제공하고자하는 것으로서, 이는, 다음과 같은 구성부재 즉, 소정외주치수를 갖춘 관형금속의 셀부재(shell); 셀부재에 의해서 감싸여지고, 상기 셀부재의 내부로부터 일정간격을 갖추며, 상기 부재를 통한 흐름이 셀부재의 축에 대하여 근본적으로 축방향이 되도록 배열된 제1개스투과성 내화촉매부재 ; 셀부재에 의해서 감싸여지고 셀부재의 내부로부터 또다른 일정간격을 갖추며 일련의 흐름을 위하여 상기 제1촉매부재와 일직선상으로 배열되고, 이를통한 흐름이 셀부재의 축에 대해 근본적으로 축방향이 되도록 배열된, 제2개스투과성 내화촉매부재 ; 그리고 상기 셀부재와 제1 및 제2촉매부재사이에 형성된 공간내에 각각 위치되는 층상의 제1 및 제1팽창매트를 포함하고, 상기 제1팽창매트는 상기 제2팽창 매트에 비하여 다른수의 층을 가지므로, 셀부재와 각각의 촉매부재사이에 형성된 다른 크기의 공간을 보상하도록 구성되는 것이다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도 및 제3도에는 차량에 사용되어 내연기관으로부터 이송된 배기개스를 정화시키는 본 발명의 촉매 변환기가 도시되었다.
통상, 변환기는 서로 접하는 각각의 내단부(14) 및 (15)를 포함하여 조계형의 시이트금속하우징(13)내에서 단부와 단부가 고정되는 한쌍의 촉매부재(10) 및 (12)를 포함한다.
상기 하우징(13)은 모놀리스의 외주측면을 감싸는 한쌍의 셀부재(shell members) (16) 및 (18)로 구성되고, 상기 셀부재는 맞서는 단부에서 각각 일체로 형성된 연도부(funnel portion) (20), (21) 및 (22), (23)를 갖는다.
셀부재(16) 및 (18)에 형성된 연도부(20) 및 (22)는 하우징의 일측단에서 원형 및 실린더형의 개구부(24)와, 상기 개구부를 촉매부재(10)의 전체외단부(26)에 노출시키도록 외부방향으로 별려진, 내부통로(25)를 상호작동가능하게 형성한다.
다른 연도부(21) 및 (23)는 하우징의 다른 단부에서 원형 및 실린더형 개구(27)부와, 상기 개구부를 다른 촉매부재(12)의 전체외단부(29)에 노출시키도록 내부방향으로 벌려진 내부통로(28)를 상호작동가능하게 형성한다.
또한, 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 각각의 셀부재(16) 및 (18)는 대향된 측면을 따라 단부사이로 연장하는 공유면을 갖춘 플랜지(FLANGE)(32), (33) 및 (34), (35)를 포함한다.
상기 각각의 플랜지(32) 및 (33)는 플랜지 (34)(35)와 일치되어 테두리면을 따라 점용접(36)(37)에 의해 밀봉용접된다.
테두리용접과 더불어, 본 발명은 로울러시임용접을 구상할 수 있다. 하우징에 형성된 각각의 실린더형개구부(24) 및 (27)는 적절하게 연결파이프(도시되어있지 않음)를 수용하게 된다.
상기 파이프는 각각의 하우징개구부의 가장자리를 따른 외주면에 밀봉고정되고 엔진의 배기시스템내에서 변환기를 적절하게 연결하여 배기개스가 (제1의) 촉매부재(10)로 유입되어 다른(제2의) 촉매부재(12)로 방출되도록 한다.
촉매부재(10) 및 (12)는 세라믹과 같은 깨지기 쉬운 재료로 형성되고 일반적인 벌집형단면(42) 및, 제3도 및 제4도에 도시된 바오 같은 타원형 및 실린더형 외주면(43)(44)을 갖도록 압출제작되며, 상기 타원형 형상을 갖춤으로써 폭에 비하여 변환기의 높이가 낮아지게 되어, 수용공간 높이가 매우 한정되는 차량바닥의 밑면에 설치가능하게 된다.
상기 촉매부재(10) 및 (12)는 적절한 3방식의 환원 또는 산화 (3-way reduction or oxidation)촉매로 코팅되어, 배기가스가 하우징입구의 기능을 하는 개구부(24)를 통해 유입되어, 하우징출구로서 기능을 하는 개구부(27)로 방출되기 전에 종래기술과 같은 환원 및 산화과정을 통해 정화시킨다. 셀부재(16) 및 (18)로 구성된 하우징(13)은, 바람직하게는, 스테인레스강 또는 고온내부식성금속시이드로 형성되므로 세라믹촉매 부재(10) 및 (12)보다 근본적으로 큰 일팽창계수를 갖게된다.
결과적으로, 하우징은 변환기가 가열되는 경우 촉매부재로부터 멀리 팽창하게 되고, 하우징으로부터 분리되어 배기가스가 우회 또는 내부로 누출됨을 방지하기 위하여 촉매부재를 지지하고 밀봉시키는 몇가지 장치가 제공되어야만 한다.
제2도에 도시된 바와 같이, 종래의 촉매변환기에는, 금속하우지(74)내의 세라믹기체(72)를 지지하기 위하여 팽창가능한 운모매트조가(70)을 사용하여 왔다.
일부의 기체는 단면상으로 타원형이고 일부는 원형을 갖는다.
각각의 경우에 있어서, 기체를 지지하는 매트의 장착밀도를 조절하는 것이 요망된다.
상기 목적을 위한 팽창매트는 다양한 소정두께를 갖는 매트 조각의 목록으로부터 선택되는데, 그 매트두께는 세라믹기체(72)와 금속하우징(74)사이에서 예상되는 공칭공간(76)에 따라 선택된다.
홈이음구조(80) 및 (82)가 상기 매트조각의 맞서는 단부(84)(86)에 사용되어, 매트가 기체주위에 감겨지는 경우, 매트단부를 서로 연결하게 된다.
상기 홈이음구조는 매트를 스테이플(Staples) (90)에 의해서 기체에 부착시키도록 사용되는 것이다.
그러나, 기체의 외주치수에 요구되는 공차는, 매트단부(84), (86)가 적절하게 연결되고 촉매부재를 우회하는 배출개스를 밀봉시키려면 정확해야하므로 기체가 고가로 제조되는 결과를 가져온다.
상기 종래의 변환기에 있어서는, 기체주위에 감겨지는 매트조각의 단부에서 홈이음구조가 일렬로 배열되지 않게될 수도 있다.
이러한 일렬배열에서 벗어나는 현상은 매트조각(70)이 감겨지는 기체(72)의 외주치수 또는 둘레의 변화에 의해서 야기될 수 있다.
상기 기체크기가 공칭크기보다 훨씬 크게 벗어나면, 매트조각의 홈이음단부가, 제2도에 도시된 바와 같이, 밀접한 병렬배열을 갖지 못하고 공간(87)이 형성된다. 이러한 현상은 자도차배기개스가 상기 매트조각의 개구부 및 일정간격 떨어진 단부(84)(86)사이에서 흐르게 되어 변환기내의 촉매를 우회할 수 있는 가능성을 야기하게 된다.
상기 흐름현상은 매트단부를 따라서 매트의 부식에 대한 가능성을 증가시키게 된다.
한편, 기체(72)의 외주치수가 공칭크기보다 훨씬 적게 벗어나는 경우는, 매트조각의 홈이음단부가 서로 겹쳐질 수 있다.
예를 들면, 이음단부가 홈을 형성하는 매트부를 겹친다.
상기 겹침현상은 매트이 2중두께가, 매트이 팽창중에, 2중두께위에 위치된 변환기 하우징을 확장시킬수 있어 촉매부재 주위를 배출개스가 우회하고 따라서, 상기 확장부위에서 매트의 부식을 일으키게하는 가능성을 증가시키게 된다. 또한, 상기 확장현상은 기체를 파괴할 수 있기에 충분한 압력을 기체에 가할 수도 있다.
공정의 변화에 따라 홈이음단부가 축방향으로 일렬배열에서 벗어나게 되어도 상기 겹침현상을 초래한다.
본 발명에 있어서, 촉매부재(10) 및 (12)의 각각은 단성적으로 열팽창 가능한 팽창재(3M Company에서 제조된 Interam등)의 회선형 슬리브(convolute sleeve)로 작동하는 팽창매트(46)(47)에 의해서 분리 지지된다.
상기 팽창매트(46)(47)는, 축상의 길이가 촉매부재와 근본적으로 동일하게 연장되고 촉매부재를 중심에 위치시키도록 각 촉매부재의 전체 실린더형 표면(43)(44)을 각각 에워싼다.
상기 형태의 촉매담체를 사용하기 위하여, 각각의 셀부재(16) 및 (18)는, 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 단면상으로보아 부분적으로 타원형이고, 각 촉매부재의 표면(43)(44)에 상응하고 이로부터 외부로방사상으로 일정간격을 갖는 타원형 및 실린더형 표면(52)이 내부 측면상에 상호작용가능하게 제공되어 팽창매트(46)(47)사이에서 실린더형 공간을 형성하도록 중앙부분에 실린더형을 이루는 하우징부(48)(50)를 포함하여 형성된다. 하우징의 강성을 증가시켜 변환기가 가열됨에 따른 상기 영역내에서의 팽창 현상을 저지하기 위하여, 각 하우징부 (48) 및 (50)는 일체로 형성되고 축상으로 일정간격을 형성하며 측면으로 연장하는 한쌍의 보강부재(54) 및 (56)를 포함한다.
또한, 두 개의 촉매부재사이의 하우징강성을 증가시키기 위하여, 각 셀부재(16) 및 (18)에는 촉매부재의 내단부(14) 및 (15)에 형성된 테두리의 내부 방향으로 약간 방사형으로 확장하고 부분적으로 고거형을 갖춘 보강부재(58) 및 (60)가 추가형성되어 있다.
제1도에 도시된 직사각형 단면을 갖는 팽창매트(46)(47)는 의도적으로 제1변환기의 가열에 의해 확장되어 촉매부재의 견고한 밀봉작용 및 지지작용을 제공하게 된다.
그러나, 상기에서의 문제점은 세라믹 촉매부재 외주치수를 정확하게 유지하도록 보충제가 요구되므로 비경제적이다.
본 발명에 있어서는 외주치수를 엄밀한 공차로 유지할 필요가 없기때문에, 고가이고 엄밀한 공차를 갖는 세라믹기체의 목록을 유지하는 대신에, 설치되는 기체의 다양한 크기와는 무관하게 공차내에서 변환기 하우징에 일치하는 매트담체/기체 서브조립체를 제공함이 가능하다.
제7도는 본 발명의 촉매변환기를 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
매트담체/기체 서브조립체를 제조하기 위해서는 제7도에 도시된 (14')(15')과 같은 세라믹기체의 목록(94)이 요구된다.
상기 기체(14')는 보다 큰 크기를 갖고, 기체(15')는 보다 작은 크기를 갖는 것을 나타낸 것으로서, 본 발명에 있어서는 어느 것이나 상관없다.
또한, 제7도에는 팽창매트담체물질의 로울(roll)(96)이 제공되어 있다. 상기 캐트담체 재료로는1.7±0.26mm의 두께를 갖는 3M Company에서 제조된 1050±105g/M2의 Series I Mat Support를 들수 있는데, 매트두께가 상기 임계값을 갖지 않는다 할지라도, 두께가 충분히 얇기때문에 기체와 하우징사이에 형성된 코팅공간이 다수층의 매트담체를 사용하도록 허용하게 된다.
또한, 측정장치(98), 절단장치(100) 및 로울회전장치(102)를 포함하는 일체공정장치가 제공된다.
실제작동에 있어서, 기체, 예를 들면, 큰 크기를 갖는 기체(14')가 선택되는 경우, 측정장치(98)는 상기 기체를 휠(Wheel)(104)을 지나도록 회전시켜 기체의 외주치수를 측정한다.
상기 측정된 치수는 절단장치(100)로 전송되고, 절단장치(100)는 칼날(knife)(106)을 작동시켜 로울(96)의 제어작동에 의해서 결정된 매트(108)길이로 절단하게 된다.
상기 절단된 매트(108)는 큰 크기를 갖는 기체(14')의 외주면에 감겨지고 매트담체/기체 서브조립체(10)에 슬리브를 형성하게 된다.
감김작업을 시작할 경우, 두개의 스테이플이 사용되어 매트를 바람직한 실시예에 있어서의 위치로 지지한다.(각각의 촉매부재표면(face)에 하나씩사용). 상기 매트는 바람직한 실시예에 있어서 세조각의 테이프(tape)로 마무리된다. (하나는 중앙에 나머지는 각각의 모놀리스표면에 부착).
잠김작동에, 감겨진 매트의 가장자리는 전층과 모서리가 일치하게 된다.
작은 크기의 기체(15')에 대하여 본 발명에 따른 공정을 다시 설명하면 다음과 같다.
매트(112)는 보다 긴 길이로 절단되고 작은 크기의 기체(15')외주면에 감겨져서 슬리브 및 매트담체/기체서브조립체(44)를 형성하게 된다.
제7도에 도시된 목록(116)은 서브조립체(110) 및 (114)로 구성되고 서브조립체(110)의 외주치수는, 선회층으로 감겨지는 매트길이가 서브조립체(114)의 것보다 짧다고 하더라도, 서브조립체(114)의 외주치수와 동일하다.
상기 서브조립체(114)에 있어서 많은 수의 매트층은 작은 크기의 기체를 보상하게 된다.
변환기가 제1도의 형상으로 조립되는 경우, 목록(116)내의 어떠한 서브조립체(110, 114)라도 선택될 수 있다.
하우징치수가 일정하므로, 매트층의 수에 의해서 기체의 크기에 따라 발생하는 어떠한 차이도 보상된다.
따라서, 변환기가 조립되어 차량에 장치되고, 차량의 첫번째 가열작동이 발생하는 경우, 각각의 모놀리스의 팽창매트(46)(47)는 확장되고 강성을 갖는 하우징부(48)(50)에서 저항을 받게되며, 하우징부의 상기 향상된 방사형강성으로 인하여 모놀리스를 파괴하지 않고 가열된 하우징의 확장도 발생시키지 않으면서, 강성화된 하우징과 각각의 모놀리스사이에 상당한 지지압력을 작용시키게 된다.
다음에, 팽창매트(46)(47)는 유입구단부에서 하우징과 모놀리스사이의 견고한 밀봉작용을 효과적으로 제공하고, 하우징이 열에 의해서 확장되는 경우, 모놀리스의 탄성적인 방사형 지지작용과 상태적인 축방향에서의 위치를 확보시켜 주기에 충분한 정도로 탄성력을 유지하고 있다.
한편, 여기서는 바람직한 실시예에 대하여 상술했지만, 본 발명의 기술사상의 범위에서 적절하게 변경될수 있다.
예를 들며, 타원형 모놀리스는 낮은 높이를 갖춘 변환기가 제작가능하도록 하여 주고, 하우징내에서 모놀리스의 회전을 방지함에도 도움이 되며, 또한, 상기 팽창 재료가 탄성적으로 방사형 및 축방향으로 지지작용을 제공함과 더불어 모놀리스의 회전을 방지하는 매우 효과적인 수단을 제공하는 것으로 알려져 왔기 때문에, 촉매부재가 팽창밀봉 및 지지기능을 갖는 원형등의 몇몇 다른 단면형상으로도 형성될 수 있다.

Claims (6)

  1. 기체가 고정치수를 갖는 촉매변환기내에 장치되는 경우, 알려져 있지 않은 다양한 치수의 깨지기쉬운 기체 (14')(15')주위에 감겨지는 팽창매트(46, 47)의 장착밀도를 조절하는 방법에 있어서, 다음과 같은 단계 즉, 깨지기쉬운기체(14', 15')를 무작위(random)로 선택하는 단계 ; 및 상기 기체치수의 변화를 보상하는 소정치수의 매트/기체 서브조립체(110, 114)를 달성하기 위하여 선택된 기체주위를 운모매트의 충분한 회선층으로 감는 단계를 포함하여, 상기 변환기 하우징(13)내에 장치되는 경우, 매트장착밀도가 선택된 개체의 치수변화와는 무관하게 소정값내에서 유지되도록 함을 특징으로 하는 팽창매트의 장착밀도 조절방법.
  2. 제1항에 있어서, 깨지기쉬운기체 (14', 15')가 세라믹기체임을 특징으로 하는 팽창매트의 장착밀도 조절방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 팽창매트에 의해서 소정장착밀도로 하우징내에 장치되는 세라믹기체 (14', 15')를 갖춘 촉매변환기를 조립하기 위하여, 다음과 같은 단계 즉, 다양한 외주치수를 갖는 상기 기체의 목록으로부터 기체 (14', 15')를 선택하는 단계 ; 선택된 기체 (14', 15')의 외주치수를 측정하는 단계:상기 외주치수의 측정에 의해서 미리결정된 상기 매트의 소정길이(108, 110)를 팽창매트의 목록으로부터 선택하는 단계 ; 상기 소정길이의 매트를 기체 (14', 15')주위에 감는 단계 ; 및 감겨진 기체(110, 114)를 하우징(13)내에 장치하는 단계를 포함하여, 매트의 소정길이(108, 112)가 변환기사용중에 변환기의 온도증가시, 하우징(13)내에서 상기 조절된 장착밀도를 제공하도록 됨을 특징으로 하는 팽창매트의 장착밀도 조절방법.
  4. 내연기관의 배기개스를 정화하는 촉매변환기에 있어서, 소정외주치수를 갖는 만형금속의 셀부재(16, 18) ; 상기 셀부재에 의해서 감싸여지고, 상기 셀부재의 내부로부터 팽창매트(46)의 제1두께에 의해서 일정간격으로 배열되어 촉매를 통한 배기가스의 흐름이 셀부재의 축에 대하여 근본적으로 축방향을 이루도록 된 제1개스투과성 세라믹촉매부재(10) ; 상기 셀부재에 의해서 감싸여지고, 상기 셀부재의 내부로부터 팽창매트(47)의 제2두께에 의해서 일정간격으로 배열되며 상기 제1촉매부재(10)와, 일련의 흐름을 위해, 일직선상으로 배열되어 촉매를 통한 흐름이 셀부재의 축에 대하여 근본적으로 축방향을 이루도록된 제2개스투과성 세라믹 촉매부재(12)를 포함하고, 팽창매트(46, 47)의 상기 제1 및 제2두께가 상기 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항을 따르는 방법에 의해서 형성되며, 팽창매트(46)의 상기 제1두께가 팽창매트(47)의 제2두께와는 다른수의 층으로 형성되어 셀부재(16, 17)와 각각의 촉매부재(10, 12)사이에 형성된 다른 크기의 공간을 보상하도록 함을 특징으로 하는 촉매변환기(catalytic converter).
  5. 제4항에 있어서, 팽창매트(46, 47)의 제1 및 제2두께가 동일한 두께를 갖는 매트의 회선층에 의해서 형성됨을 특징으로 하는 촉매변환기.
  6. 제4항에 있어서, 팽창매트(46, 47)의 제1 및 제2두께 각각은 촉매 부재주위를 회선형으로 감는 팽창재료의 판(sheet)으로 형성되고, 상기 판의 단부는 각 촉매부재(10, 12)의 외주(43, 44)를 서로 일치시켜 상기 층상의 팽창매트를 셀부재(16, 18)와 각각의 촉매부재(10, 12)사이에 형성된 공간내에 균일하게 일치시키도록 함을 특징으로 하는 촉매변환기.
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