TW379277B - Honeycomb body, in particular a catalytic converter carrier body, with reinforced wall structure - Google Patents

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A7 _______B7_ 五、發明説明（1 ) 本發明係關於敘述於申請專利範圍第1項之一蜂巢體 ’該類蜂巢體可以使用在像内燃機之排氣觸媒轉換裝置。 EPO 436 533 B1揭露一蜂巢體，其包含有在一管狀外 殼内’至少部分為結構金屬平板，且相對以相反方向扭曲 形成的堆積。該堆積的一個或更多的片狀層，較其他層具 有較厚的厚度’其中該或該等片狀層由較厚的平板或多數 個彼此緊密推擠之薄平板所組成。較厚和較薄的片狀層形 成了可讓排放氣體流經之通道的壁面，該片狀層藉著一種 有關材質緊密結合的程序，而至少連接至部分的管狀外殼 上。較厚的片狀層依靠較強的機械強度，而不易自管狀外 殼撕離；另外，它們也能夠將附近的較薄片狀層緊緊抓住 ’如此使它們亦不易自管狀外殼撕離，然而僅管自管狀外 殼撕離，仍能至少被較厚片狀層緊緊抓住。該堆積的各別 金屬片狀層，能夠彼此被焊接在一起，較佳地在蜂巢體的 兩端之一。上述的構造，依靠厚的片狀層，提供了 一壁面 結構，以穩定該蜂巢體。 從W0 96/21 503亦可知在一蜂巢體製作一加強結構， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 該蜂巢體由至少部分為同一厚度金屬平板的結構層所形成 ’該結構層是藉著連結至少-平面和一結構層t接觸線而 成，此主要穩定了由彼此不相連結平板金屬層所形成之蜂 巢體。 最近幾年，新蜂巢遨的發展，朝向降低熱容量前進； 藉著較低的熱容量，當使用蜂巢體在排放氣體觸媒轉化器 時，特別可能增進冷起動效能，可較早達到開始觸媒程序 本紙狀纽财咖家標準（公T) 4 A7 B7 —*丨丨 ·- . 五、發明説明（2 ) ' 之點火溫度。除了熱容量’發生在氣體流經蜂巢體時所產 生的壓力降，亦扮演了發展的—部分，壓力降應該儘可能 的低；此兩種發展，即低熱容量和低壓力降，其目標可藉 著薄通道壁面達成。然而，通道壁面不能像壁面結構一樣 ，任意地製造成薄的尺寸，否則會變成不穩定，並且在承 受熱和（或）機械負載時而損壞。 本發明的目標即在提供一具有薄的通道壁面，且享有 高度穩定度之蜂巢體。 根據本發明，該目標可藉著具有申請專利範圍第1項 特徵的蜂巢體達成，有益的發展則是附加的申請專利範圍 之主要事項。 根據本發明，蜂巢體具有第一厚度之片狀金屬層，和 第二厚度之片狀金屬層，其令第二厚度較第一厚度為厚。 在其内部，蜂巢體包含一個至少由兩層第二厚度片狀層所 形成之格子狀結構，其中至少一層為結構片狀層，該等片 狀層藉著一種村質間的緊密結合程序，較佳地為焊接在一 起，而至少在全長狀態連結在一起。 片狀層的參考厚度“a” ，表示平板材料的平均厚度 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 ’而各處的厚度可能和該平均厚度有些許的變化。 連接處為點狀、線狀或平面狀。涉及材質間緊密結合 的連接，較佳地橫跨格子狀結構的全長存在，也就是說， 順著氣流經過通道的方向，及橫切相對於氣流經過通道的 方向。關係蜂巢體穩定度的一項決定性考量，即為格子狀 結構的固有穩定度’因此涉及材質間緊密結合的連接， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ ' -______ Β7 五、發明説明（3 ) 佳地為連續性或分佈在適當的間距，然而根據蜂巢體的構 造和使用的目的，在某些狀況下於通道的端點也是適當的 ，也就是說，在蜂巢體的端點上。 本發明的一項優點為具有薄壁面的蜂巢體仍能為一個 穩定的結構，依靠此項優點，例如其可以達成高格子密度 ’也就是說，可在蜂巢體每單位截面積上擁有較多數目的 通道’而不用容忍高壓力降的缺點存在；高密度格子對於 排放氣體的觸媒轉化作用有好的影響，因為可在蜂巢體每 —單位體積下’達成較大的觸媒作用表面積。 在具有排放氣體觸媒轉化器之内燃機的冷起動階段或 重新起動階段，觸媒轉化器儘快達到點火溫度是很重要的 ’薄壁面依靠其低熱容量而可以允許其發生，決定性的考 量為’至少在薄壁面上點火溫度要迅速地達到，然而不須 在觸媒轉化器内每一點同時達到此溫度，因為在點火溫度 達到後所產生之化學反應是可傳熱的，因此達到或超過點 火溫度的區域就會很快地傳散開來。 使用根據本發明之蜂巢體，可導致在排放氣體觸媒轉 化器内之觸媒程序提早發生；當第一厚度和第二厚度片狀 層接受到大約均勻的熱排放氣流時，觸媒程序即在較薄的 第一厚度片狀層發生，並很快地擴散至第二厚度片狀層； 和具有單一厚度片狀層及相同熱容量之蜂巢體相比較，觸 媒程序較快地發生，而即使當根據本發明之蜂巢體，其片 狀層之熱容量較高時，只要具有較薄的片狀層，觸媒程序 仍然較快地發生* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 6 —l· n l·— n n I - -^ n - in n - In T n __ ..1 ___I _ II . 一 、--°—— I (請先閲讀背面之注^事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 五、發明説明（4 ) 藉著材質間緊密結合而連接，較佳地在片狀層堆積和 (或）弯扭或盤繞後才進行’否則第__厚度片狀層可能被第 二厚度片狀層或格子狀結構所傷害，比如刺穿。 片狀層較佳地是被焊接在一起。為了焊接格子狀結構 ，可考量所有已知的焊接步驟，其可在片狀層堆積和（或） 彎扭或盤繞後，能夠完成焊接操作；特別地，也可能使用 不同的焊接步驟來焊接格子狀結構和其他的片狀層，比如 焊接箔片或焊線可以被彎曲在格子狀結構之片狀層間，如 此焊接連接即可在蜂巢體内部格子狀結構間製造；而其他 的片狀層，比如可只在蜂巢體端點焊接在一起並焊接至格 子狀結構。 根據本發明之相關蜂巢體，其為擁有多數個較佳地平 均分佈在堆積或彎扭片狀層的格子狀結構之設計構造。 根據本發明之蜂巢體，可由如EP 0 436 533所描述之 部分結構平板所構成，由片狀層所形成之通道壁面，較佳 地在蜂巢體㈣長度，保持大約相同的厚度，，然而也有些 實施例’其加強的格子狀壁面結構只延展於蜂巢體轴向長 度的一部分或某些部分，比如可藉由以較短片狀層來強化 部分片狀層而達成β 具有結構片狀層的進-步實施例，其結構有線狀突起 部分或脊部，藉此它們和相鄰的片狀層相接觸；至少兩個 相鄰片狀層，其由如此方式所構成，藉著相對延展出來之 突起部分或脊部而相接觸，所以彼此間大约只以點狀方式 接觸這些片狀層為第二厚度片狀層，並在多數個接觸點 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------f -裝. 訂 .I II 1 - I . 本纸狀度相 { CNS ) A4^m~(~2r〇Χ297^ϋ j A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（5 ) 藉著材質間緊密結合步驟，較佳地為焊接在一起，而連接 在-起，如此提供了三度空間格子狀壁面，以穩定蜂巢體 〇 減本發明之蜂巢體’其有―項優點，即在任何情況 下，在任何位置施力於格子狀壁面結構時，沒有第二厚度 片狀層會延展，而且可藉著格子狀壁面結構將施力傳離。 根據本發明之蜂巢體，更具有一項優點，即較佳的振 動特性。因為其穩定的構造，格子狀結構對於振動並不敏 感；另外，垂直於蜂巢體之軸長，亦降低了具有較薄月狀 層區域的振動長度，該振動長度可配合蜂巢體的使用目的 而成，必須注意的為要確認蜂巢體不會誘發共振現象。 根據本發明之蜂巢體，其一項發展，即蜂巢體内部較 大部分的通道壁面表面，是由第一厚度片狀層而非第二厚 度片狀層所形成，因第一厚度至少比第二厚度小百之二 卞0 在此蜂巢體的一個實施例中，第一厚度為在15以111至 5〇vm之間’較佳地大約在20-30“!!！。 在蜂巢體的一項有益的發展，即其有一個管狀外殼， 而片狀層被排列在内部，其中格子狀結構有多數個外殼連 接處，在每一處至少有一個相對的第二厚度金屬平板層連 接至管狀外殼，如此的安排能夠提供一個包含有管狀外殼 和格子狀結構的穩定單位；其一項有益的發展’為兩外殼 連接處可以藉由格子狀結構連接在一起。 根據本發明之蜂巢體之一個實施例，提供了由堆積和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞） ---------f -裝-- (請先閎讀背面之注t事項再填寫本頁) ,17 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印製

A7 -------—__B7 五、發明説明（6 ) (或）f扭或盤繞之片歸所形成的通道，肖片狀層至少部 分為結構片狀層，其中安排有第二厚度片狀層，而其形成 了格子狀結構；而流體能流經該通道，且該通道以本質平 行關係延伸’並大約彼此相靠近。第二厚度片狀層藉著一 種材質間緊密結合的步驟，較佳地為焊接，而在連接處連 接至至少一個其他的第二厚度片狀層，和（或）溶合入另— 第二片狀層，換句話說，溶合入其他片狀層者，已成為同 一片狀層的部分。此項實施例包含盤繞成螺旋狀的蜂巢體 ’構造成s狀的蜂巢體，和其他6知呈堆積和（或）盤繞之 蜂巢體。本實施例之-續定替代形式，即格子狀結構由一 或多片第-厚度薄片所形成，其部分區域被藉由材質間緊 密結合方式所連接上去之薄片條所加強，那些部分形成了 第一厚度的通道壁面。 更有一個實施例，格子狀壁面結構有多數個鄰近第二 厚度片狀層，在每-配對中，其共有多數個連接處，而這 些片狀層中至少一個為結構片狀層。 在一項發展中，自蜂巢體橫截面觀之，格子狀結構以 兩片或更多片狀層大約延著渦狀臂的線形延伸，較佳地為 延著-漸開線；而另外-項發展，在蜂巢趙橫載面具有多 數個格子狀結構渴狀臂’該等涡狀臂在渴狀核心區域連接 在一起，其中渦狀臂較佳地在渦狀核心處彼此間包含有大 約相同的角度，在此該角度為在連接渦狀核心中心至渦狀 臂附著至渦狀核心該點所成之直線間測量。渦狀臂，渦狀 核心和選擇地連接至渦狀臂外端之管狀外殼，形成一個 本紙張尺度賴中國國家標準（CNS ) A4規格（2|〇x297公楚 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) • » 1 - I- ! „ ------ A7 —______B7 五、發明説明（7 ) 定的構架’在其間則排列著第一厚度的通道壁面。本發展 的一項替代樣式，渦狀臂的内端沒有藉著渦狀核心連接在 一起，但是直接地彼此相連接，在此情況，渦狀臂以接近 其相連接區域為中心分隔每一想像圓，而其周圍則由渦狀 臂切成大約相等尺寸的部分。 更有一實施例’蜂巢體的結構類似於EP 〇 436 533 B1 所敘述’即包含相對以相反方向扭曲而成之片狀層堆積， 其中格子狀結構被配置在大約堆積的中心。在一項發展中 ，該堆積包含有更多的格子狀結構，較佳地如此相同數目 的片狀層被配置在格子狀結構之間。 根據本發明之蜂裝體實施例，可參考附圖說明，這些 實施例只是例子，然而本發明並不僅限於此。各別圖形為 第1圖為蜂巢體之橫截面圖，其包含有相對以相反方 向扭曲且部分為結構片狀層之堆積； 第2.圖為蜂巢體之橫截面圖，其包含有渦狀片狀層； 和 第3至5圖表示輪廓包含有鄰近片狀層之格子狀結構。 第1圖表示根據本發明之蜂巢體丨，其具有相互以相反 方向彎扭，且相互交錯的平滑片狀層17和結構片狀層18之 堆積；大約在其中心，該堆積包含有一個由兩片相鄰片狀 層3所形成具有多數個連接處5之格子狀結構4;那些片狀 層3為第二厚度b之片狀層，而其他以相反方向彎扭的片狀 層為第一厚度a之片狀層2。該堆積被排放在一個管狀 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS) A4^T~210X297公釐） 讀 先 閱 背 面 之- 注 意- 事 項 再 填 寫 本 頁 裝 經濟部中央榡準局員工消费合作社印裝 經濟部中央標準局負工消費合作衽印製 本紙張尺^ A7 ______ B7_ 五、發明説明（8 ) 一 6的内部，其中格子狀結構4在外殼連接處8位置焊接至管 狀外殼6,該或該等存在管狀外殼6和格子狀結構4間的焊 接連接，較佳地僅延伸在管狀外殼軸長的一部或部分（未 表示於圖中），以允許因為熱效應所引起管狀外殼6和壁面 結構間在長度上不同的變化。第一厚度&月狀層2和第二厚 度b片狀層3，可在接觸的全部位置或某些位置焊接在一起 〇 第2圖表示一個蜂巢體21，其具有彎扭或盤繞的片狀 層2、3，而在橫截面其大约延著漸開線延伸◊配置在蜂巢 體21大約中心轴位置為一中空圓柱之渦狀核心7,而片狀 層2、3則被連接至該核心。蜂巢體21具有兩個格子狀壁面 結構14，而在橫截面其遵循渦狀臂狀線，它們每一個都由 三片片狀層3所構成，為兩片平滑和其間之—片結構片狀 層；而且它們被排放在相對於蜂巢體21中心軸呈大約彼此 對稱的位置’因此它們在渴狀核心7所夾角度^^大約為18〇 度。 第3至5圖每一圖都表示格子狀結構4的一部分，其包 3有至少一片平滑片狀層17和一片結構片狀層18 ,其二者 皆為第二厚度且有多數個連接處5。在第3圖的格子狀結構 4具有二角形狀的通道9。第4圖的通道9在橫截面大約為 —角形。一個通道9例子顯示兩條破折線，而波形片狀層18 則延此直線延伸在兩平滑片狀層〗7之間，平滑片狀層17至 夕有為第二厚度，片狀層17和第二厚度片狀層18，藉著 種材質間緊密結合步驟，在多數接觸位置連接在一 準（〇阳）六4規格（210'/297公釐） 11 IK------* -裝-- (請先閣讀背面之注#-事項再填寫本頁) 訂

• I - -I I— —II A7 五、發明説明（9 ) —〜^ 如果在第4圖的第二厚度平滑片狀層為一第—厚度片狀層 ，其較佳地也在相對於結構片狀層18的多數個接觸位置， 以緊密結合方法連接至結構片狀層18。第5圖表示梯形橫 截面之通道9,破折線顯示結構片狀層18格子壁面部分之 延伸方向，該片狀層將兩平滑片狀層17連接在一起’兩條 破折線以一内角/5相交在格子9外部，第5圖也表示了等於 内角卢之反角点’，破折線讓人瞭解了格子構造基本上為 三角形橫截面’而其提供了該結構之穩定性。 如例子所示，根據本發明之蜂巢體實施例，類似於已 知蜂巢體的結構。只要稍許的修改，它們可用已知蜂巢體 的相同程序生產，所以具有格子狀結構的蜂巢體能夠以大 約相同的成本生產，但是它們允許使用較薄的片狀層，或 它們擁有較已知蜂巢體為高的穩定度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（10) 元件標號對照 1.. .蜂巢體 2.. .第一厚度片狀層 3.. .第二厚度片狀層 4.. .格子狀結構 5.. .連接處 6.. .管狀外般 7.. .渴狀核心 8.. .外殼連接處 9.. .通道 14.. .具三片狀層之格子狀結構 17.. .平滑片狀層 18.. .結構片狀層 21.. .具螺旋狀格子狀結構之蜂巢體 a. ..第一厚度 b. ..第二厚度 α…角度 召…内角 万’…相對於内角之反角 L--=------衣------ΪΤ------- ^ • . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 13

Claims (1)

1. A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 第86118997號專利申請案申請專利範圍修正本 修正曰期：88年04月 1. 一種蜂巢體（1、21)，特別是一觸媒轉換器載體，其具 有堆積和（或）盤繞的片狀層（17、18)，其中至少部分為 結構片狀層（18)，因此形成了可供流體流經的通道（9) ’其中該等片狀層（17、18)的一部分為第一厚度（a)， 一部分為較第一厚度為厚的第二厚度（b);其特徵在於 ’在該蜂巢體（1、21)内部包含有一格子狀結構（4、14) ，其由至少兩片第二厚度（b)之片狀層（17、18)所形成 ’其中至少一片為結構片狀層（18)，且它們至少依分 佈的方式藉著使用材質間緊密結合的步驟連接在一起 〇 2. 根據申請專利範圍第1項之蜂巢體，其特徵在於，在該 蜂巢體（1、21)内部，較大部分通道壁面表面是由第一 厚度（a)片狀層（2)所形成，而非第二厚度（b)片狀層（3) ’且第二厚度（b)至少較第一厚度（a)厚百分之二十。 3. 根據申請專利範圍第2項之蜂巢體，其特徵在於，第一 厚度（a)介於15"!11至50#111之間，較佳地為約20至30 β m。 4_根據申請專利範圍第1項之蜂巢體，其包含有一管狀外 殼（6)，内部則排列該等片狀層（17、ι8)，其特徵在於 ，該格子狀結構（4、14)有多數個外殼連接處（8)，在每 一連接處至少有一各別的第二厚度（b)片狀層（17、18) 被連接至該管狀外殼（6)。 -1- 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公麓） -— (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 裝· 订I 線 經濟部中央標率局負工消費合作社印製

   A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 第86118997號專利申請案申請專利範圍修正本 修正曰期：88年04月 1. 一種蜂巢體（1、21)，特別是一觸媒轉換器載體，其具 有堆積和（或）盤繞的片狀層（17、18)，其中至少部分為 結構片狀層（18)，因此形成了可供流體流經的通道（9) ’其中該等片狀層（17、18)的一部分為第一厚度（a)， 一部分為較第一厚度為厚的第二厚度（b);其特徵在於 ’在該蜂巢體（1、21)内部包含有一格子狀結構（4、14) ，其由至少兩片第二厚度（b)之片狀層（17、18)所形成 ’其中至少一片為結構片狀層（18)，且它們至少依分 佈的方式藉著使用材質間緊密結合的步驟連接在一起 〇 2. 根據申請專利範圍第1項之蜂巢體，其特徵在於，在該 蜂巢體（1、21)内部，較大部分通道壁面表面是由第一 厚度（a)片狀層（2)所形成，而非第二厚度（b)片狀層（3) ’且第二厚度（b)至少較第一厚度（a)厚百分之二十。 3. 根據申請專利範圍第2項之蜂巢體，其特徵在於，第一 厚度（a)介於15"!11至50#111之間，較佳地為約20至30 β m。 4_根據申請專利範圍第1項之蜂巢體，其包含有一管狀外 殼（6)，内部則排列該等片狀層（17、ι8)，其特徵在於 ，該格子狀結構（4、14)有多數個外殼連接處（8)，在每 一連接處至少有一各別的第二厚度（b)片狀層（17、18) 被連接至該管狀外殼（6)。 -1- 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公麓） -— (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 裝· 订I 線 經濟部中央標率局負工消費合作社印製

   六、申請專利範圍 5. 根據申請專利範圍第4項之蜂巢體，其特徵在於，兩外 殼連接處（8)藉著該格子狀結構（4、14)連接在一起。 6. 根據申請專利範圍第2項之蜂巢體，其特徵在於，—第 二厚度（b)片狀層（3) ’藉著一種材質間緊密結合步驟， 連接至一鄰近堆積和（或）盤繞的第一厚度（a)片狀層（2) 7·根據申請專利範圍第1項之蜂巢體，其特徵在於，至少 有-格子狀結構(4)之結構片狀層（18)為一波形片狀層 ，而其至少一部分波形頂端ϋ著材質間t密結合步驟 連接至一鄰近第二厚度（b)之平滑片狀層（17)。 8. 根據申請專利範圍第〗至7項中任一項之蜂巢體，其特 徵在於，該格子狀壁面結構⑽，在其橫截面大約延 著一條呈渦狀臂的線形延伸，較佳地大約延著一條漸 開線。 9. 根據中請專利範圍第8項之蜂巢體，其特徵在於，該蜂 巢趙（21)有多數個格子狀結構渦狀臂（14)，且該等渴狀 臂（H)在-渦狀核心⑺區域連接在—起，其巾該等渴 狀臂（14)在該渦狀核心⑺彼此所夾的角度較佳地大約 為角度（α )。 1〇·根據_請專利範圍第⑴項中任-項之蜂巢體，其具 有一f扭相反方向之該等片狀層（17、18)堆積，其特 徵在於’該格子狀壁面結構（4)被配置在大約該堆積的 中心。 ：^-- ('請先H-讀背面之注意事項仏窝本頁) 、1T 經濟部中央#準局貝工消費合作社印製 ^------------ I - -I I _