TW434149B - Honeycomb structure for a catalyst - Google Patents

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434149 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 本發明係關於包括蜂巢及環繞護套之觸媒：此蜂 由-堆金屬片形成之構造，且其至少部份經切割 ^ 造包括許多氣體之流經通道。 本發明尤其是關於觸媒用之蜂巢，及關於蜂巢對環 套之固定：：產物-般係用於藉使氣態雜質或附著於 表面之雜質氧化’或藉由減低氧化氮，自燃燒引擎純化 出物。 發明背景 觸媒用之金屬蜂巢-般包含薄金屬片，其形成許多氣體 可經由其渗人蜂巢之通道。—般之蜂巢包含二金屬片，其 - 士波狀’且其他實質上較平、因此許多通道係藉由使諸 片交互層結合產生。陶究支撑物加於蜂巢表面之上，增加 觸媒之幾何面積’ JL包含增加活性之化合物；該化心可 能爲例如，儲存之氣態化合物，，支撑物形同爲實際 催化活化成份之貴金屬之基礎。陶瓷支撑物可在蜂巢製造 前加於金屬片之表面上，此方法稱之爲"開放塗佈"（"op ⑶州ng”）：或當使用”蜂巢塗佈”時，此支撑物可在蜂巢滾 動，組成或彎曲之後加入。 爲了操作，觸媒易達到適當之操作溫度（點火溫度），其 可爲例如超過250 X：，依觸媒之貴金屬含量及引擎之類型 而定。釋出物限制之漸緊導致需要儘可能快速地到達點火 溫度。過去均認爲以電力使裝置在實際觸媒前面之較小片 觸媒如熱係快速點火I—解決方法。因此可能使觸媒維持 在車底盤下之傳統位置。然而，由於與技術有關之成本及 -4- 本紙悵尺度通用中國國家標隼（CNS)A4規格（210x 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，·=φ 味 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 434149 1 A? _____________ B7 五、發明説明（2 ) ' 問題使此解決方法幾乎需全部放棄。藉由使直接與廢氣 歧管相速之觸媒或較小之預觸媒裝置於所謂之"密閉偶合，, 之位置中解決快速點火之需求已變成建立之實務，然而， 觸媒之耐久性成爲大的需求，因爲施加於觸媒之熱及機械 應力係不可忽視。 在，'密閉偶合”之位置中，係施加普通頻率爲5〇_4〇〇 Ηζ 之大的加速力於觸媒中。至多經由廢氣歧管自引擎體移轉 至觸媒之此等加速値爲重力加速之數倍。再者，廢氣流之 脈衝影響觸媒之蜂巢，尤其是其前表面，該脈衝導致蜂巢 之前表面以引擎之燃燒頻率振動。因此，此等現象以高頻 疲乏表示。 除兩頻疲乏外，溫度-熱力之重要循環係針對,，密閉偶合,， 位置不良之觸媒蜂巢。當車啓動或加速時，馬達之負荷， 廢氣溫度均上升，而且觸媒中欲氧化之成份濃度増加，導 致觸媒加熱，且使溫度戲劇性地上升，尤其是在蜂巢之中 心。由於抗環繞較冷護套之熱梯度使金屬蜂巢之熱膨脹導 致蜂桌之壓缩應力：此意指溫度在約9 〇 〇 - 1 Q 〇 〇 下之高 應力下，一般由亞鐵鹽/網製成之蜂巢無法避免地變形至 相當程度，例如依該熱梯度之大小而定，其又受例如護套 之外部或内部熱絕緣，及流動分佈而定。當引擎負荷降低 或關掉引擎時，引擎溫度下降，且蜂巢與護套靠近。蜂巢 接著會得到一新的且比高溫時小的體積，且在蜂巢及護套 間產生伸張應力，其至多導致蜂巢自外套撕離。除放射方 向外’溫度梯度亦依流動方向存於蜂巢中，即依造成外熱 _____ -5- ""永紙張尺度適用中國率（CNS ) A4規梏（2丨〇><297公楚）'~ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) ，产. Φ

4 34 1 4 9 五、發明説明（3 :力（抽向中。由熱循環所產生之力稱爲熱疲乏。 本技術 ^制針對金料巢高頻疲乏已建立之方式包含蜂巢構每 :補強’因此例如使已使用之金屬片較強。此等可能“ “或另外較強之„组成。產物已銷售長時間，其中泰 片（會比波狀片施予較大之力）係由比波狀片較強之私 質、且成’或增加其厚度^形成通道之片以黃銅或放射線得 接^ —起。曾試著控制由廢氣造成之似衝擊之脈衝，而卫 吓耜由改善產物之流動分佈，或藉由増加蜂巢之斷面積控 制；結合此等最好之方式係將蜂巢轉成相對於氣體流入之 對角位置。 疲乏之問題只強烈地存在於其自身結合”密閉偶合”位 置時，尤其是與黃銅焊接於護套管且在蜂巢内部之構造 時，其中循環改變溫度造成大的殘留應力。此狀況之控制 王要與藉由降低軸向之護套管與蜂巢間之結合表面以增加 蜂巢撓曲性有關。雖然由結合波狀及平板形成之單一片或 造片已分離’由熱疲乏造成之應力已較小，然而其可能造 成蜂巢鬆驰，降低高頻疲乏之耐久性。 專利ΕΡ-0 245 738號中敘述彎曲且成滚筒之構造，其中 蜂巢之強度已因壁補強而增加。可使用補強壁以影響蜂巢 之自然頻率，且因此增加高頻疲乏之耐久性。然而以此等 結構不易控制熱疲乏之耐久性，其中蜂巢増加之剛性可能 對蜂巢之耐久性更危險。3外，構造中之補強壁之體積大 且成本高。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標導（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 訂 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印t A7 4341491 五、發明説明（4 ) ~— ΕΡ-0 245 737號揭示一種觸媒構造，其中—堆金屬片係 經彎曲或滚成相反方向。此構造之特點爲諸片係以二相反 段與護套四周對稱的結合。在單一片未接觸之例中此構造 爲可撓，但若構造之高頻疲乏之耐久性係藉使諸片相接觸 增加，則會產生一般需藉由降低軸向結合面積，增加熱疲 乏耐久性之狀況，如公開案WO_96/268〇5號中所述。 專利ΕΡ-0 63〗8 ] 5號揭示彎曲成s形之蜂巢，其中使用由 車又強合金製成之波狀及平片之帶對，此對形同補強層。另 外，此專利揭示未成波狀之片如何形成極大之環繞，且因 此形成蜂巢之護套。此構造中，其一亦濃縮於蜂巢構造之 内部構造之剛性中，其並不可能因熱疲乏影響蜂巢之耐久 性。 公開案SAE-9106 15號敘述與接近引擎裝置之觸媒有關之 問題。在觸媒護套與蜂巢最外部間之溫差約爲4〇〇。〇，其 會導致強的熱疲乏。試驗三種不同之觸媒構造，蜂巢前 緣，及同樣之螺旋轉動之最外部以黃鋼焊接之構造經證實 爲最好3對護套之固定係在出口處達成。蜂巢之内部及出 口端並未經黃銅焊接。依此公開案，蜂巢並未自護套撕 開’且其未顯示黃銅坪接之前表面破裂且向前突起之損 壞。藉由使蜂巢内部與出口分離不焊住，且只在出口端處 固定蜂巢，其可能增加構造對熱疲乏之彈性，因此通過所 使用之試驗。 申請案WO-96/26805號揭示一種構造，其中平滑之帶屬 於蜂巢構造’且依抽向環繞蜂巢之邵份長度。因此，其可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） I--.------.'i------訂------;t (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 4341491 A7 B7 ~ - _ — 五、發明説明（5 ) 能避免蜂巢及護套管間不需要之焊點。依此公開案，因此 可能防止護套及外套間結合在一起，且因此改善產物熱疲 乏之耐久性°所述之方法需要形成平滑之帶，或相對地， 使用一種或多種環繞蜂巢長度之狹有帶。 專利公開案ΕΡ-0 486 276號敘述蜂巢與護套管間在半擴 圓形蜂巢中之結合’據此其可能得到對熱疲乏之極佳耐久 性。此公開案中，蜂巢對護套管之固定係限制於彎曲之部 份，或相反地，限於平行之部份a 一般部份之產物敘述蜂巢係由使已經由構造焊接結合在 一起之波狀及平滑片組成之帶狀連續對滚捲製成；爲了增 加彈性’蜂巢内部中之焊接可能已降低。製造蜂巢之另一 方法係重疊短切割之波狀及平滑片，且使一般爲長方形堆 叠之片之端處彎曲，因此形成相反之方向。所形成蜂巢片 之端處一般係依等距固定於護套或固定於互相極接近之二 段上’且烊接一般係在該諸段間之面積中造行3焊接環繞 產物？且其量爲增加彈性已依軸向降低。另外，有U，v及 X叉形構造，然而’此等均缺乏與螺旋轉動相關之能力， 以藉由在蜂巢内部之扭轉平衡熱膨漲。 衣發明之目的係提供具有良好熱疲乏耐久性及良好高頻 疲乏耐久性之觸媒。 發明之敘述 依衣發明係提供包括蜂巢及環繞護套之觸媒，此蜂巢包 含由一堆金屬片形成之構造，且其至少部份經切割，且此 蜂巢構造具有許多氣體之流經通道。蜂巢中金屬片之自由 -8-

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Ί--.------------1Τ------^ . * (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 )A4規格（210X297公釐） 434 Μ 9 五、發明説明（ 6 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 端係在與蜂巢之中心不對稱之蜂巢四周之部份上延伸，因 此蜂巢四周之部份沒有全屡μ . A丄^ I仿，又句皮屬片（自由端，且該蜂巢係直接 或經由中間層，以包括該自由端之至少部份之面積與 套附著。 依本發明，料t構n _ 相反方向’形成所謂的模料巢。依此方式形成 造中，金屬片之自由端由金屬片堆之二端產生。 依各發明，該蜂巢構造亦可由螺旋轉動—堆金屬片形， 其蜂巢隨著轉動方向增加。若轉動之起點包含切片，則製 成之蜂巢構造中金屬片之自由端來自金屬片堆疊之較厚 端。若轉動之起點包含彎曲片，則蜂巢構造中金屬片之自 由端來自片堆眷之未彎曲較厚端。 金屬片I孩自由端延伸在一部份蜂巢周圍之上，較好形 成約2 5，9 0 %之周圍長度。 金屬片之該堆疊有利地包含許多片狀對，單—對包括實 質上平整或稍成波狀之片及波狀之片。依本發明，單一對 疋片之實質上平整或稍成波狀之片與波狀片可相互貼著， 例如以焊接。 例如，該堆金屬片可包括約2-t 5對之片，但依其構造而 定，其可能使用較大之對數》 依本發明較佳之具體例，沿著蜂巢軸向之全長或部份， 在蜂巢及護套之間存有固定區，該區包括周圍之該部份， 且該部份係金屬片之自由端所在；在蜂策之周圍方向中。 存有包括至少部份之沒有金屬片自由端之該周圍部份之未 本紙張尺度適用中國闺家標準（CNS ) A4規格（21 〇 X 297公釐） I--.------A------訂------味 麄 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 43^ ί 4 9 · Α7 __________Β7_ 五、發明説明（7 ) 固定區。依本發明，蜂巢及護套可於該固定區中相互結 合’例如以黃銅悍接或焊接。 本發明觸媒之護套可能爲環狀，半橢圓或橢圓剖面。 本發明觸媒之蜂巢可另外包含一或多片之補強片，其厚 度大於其他之金屬片。補強片之長可能比其他片長，因此 補強片形成蜂巢四周或其部份與護套間之中間層β 如上述，金屬片之自由端係沿著一部份之蜂巢四周之延 伸，與蜂巢中心不對稱。另外，蜂巢之中心與護套對稱之 軸不均衡3 在本發明觸媒之製造中，可使用，，開放塗佈”或"蜂巢塗佈 "技術。 本發明接著參考附圖更詳細地敘述，其中 圖1代表本發明觸媒之構造： 圖2顯示圖丨之部份中用作觸媒製造之金屬片堆叠之構 造： ι 圖3顯示本發明觸媒之另一構造； 圖4係用於圖3中觸媒之製造中，金屬片堆疊構造之部份 圖； 圖5代表本發明觸媒之第三種構造： 圖6係用於圖5中觸媒之製造中，金屬片堆疊構造之部怜 圖： ^刀 圖7敘述本發明觸媒之第四種構造： 圖8爲本發明之觸媒製造中所用波狀片構造之上视圖； 圖8Α敘述如圖8相同之構造，但爲侧視圖且經放大： __. - 10- 本纸張尺度ϋ财ϋϋ家鮮（cNS ) A4規格（2丨GX297公嫠) ~—---- I---.------,/------訂------嗲 - - (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第87102198號專利申請案 中文說明書修正頁(89年5月） A7 B7

五、發明説明（8 ) 圖8B為圖8A中點A-A之片段圖；及 圖9敘述其端處圓錐之本發明觸媒。 元件符號說明 經濟部中央櫺準局員工消費合作.杜印製 1 蜂巢 2 堆疊片 3 波狀片 4 平整片 5,6,7,8 金屬片 9 蜂巢 10 金屬片堆疊 11,12,13,14 金屬片 15 蜂巢 16 金屬片 17,18,19,20 雙層之片對 2 1 蜂巢 22 護套 23 波狀金屬片 24 前緣 25 蜂巢 26 終端圓錐 27 終端圓錐 28 護套管 圖1中，敘述旋轉如展開螺旋之_ 依本發明’此產物包含由波狀3及平整4片組成，且切割成 -11 本紙張尺度適用中國囡家標準（CNS > A4規格（210X 297公釐) (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁} 4 34 1 4 9'ί !_______ 第87102198號專利申請案 V^T 中文說明書修正頁(89年5月) B7 r 1 五、發明説明（8a ) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印衮 固定大小之金屬片5，6，7，8之重疊片组成；此等片對 (一般為例如2-15對）混雜成堆疊2，其厚度隨流動通道之 橫向增加’如圖2中所示。藉由自此堆疊之端點（其堆疊之 厚度為最小）開始製造螺旋捲，如圖2中所示，且藉由前進 至新層7，8連績導入金屬片堆疊之方向，可能製成形成連 續展開螺旋構造之產物》 圖2之例中，增加堆疊厚度之元件7，8係由包含一波狀 及一平整片（其並不需均勻長度）之至少一對金屬片形成。 參考圖2，螺旋之展開速度可藉由依所需方式選擇距螺旋 起點之距離X ,，且增加問題之點處之元件數目控制。相對 於最終螺旋中之起點，展開點所處之方式可能影響外圍片 (終點。此步驟伴隨形成堆疊之片經控制之切割長度可能 產生蜂巢結構，其中片之切割端符合護套所需之段s 1，或 沿著護套四周之期望長度。針對此步驟，其可能省略焊接 之需求，例如沿著四周全長之圓形產物，因此所有片之端 點均鎖在護套上。為了使產物之耐久性足以抗軸向之加速 力，因此對於圓形產物所需之扇形較好在9〇β _33〇。間， 依應力狀態而定。對於其他圓形產物，結合之扇形可以以 護套四周之百分比表示，且相當約25_9〇%。區域（蜂巢 沿著此區固定於護套）至少為結合扇形s ^之大小，但因為製 -11a - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) " *-p 丁 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 I本 434 ί 4 91 A? 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Β7 五、發明説明（） 造技術之關係一般稍大。大的結合扇形降低峰巢之彈性 度，因此熱應力之耐久性較弱。區域F〗（留在結合扇形之護 套外部’且不含與四周結合之片）接收因熱力造成之變形， 且增加組合螺旋之蜂巢構造，藉扭曲接收因熱力造成之熱 位移之能力。因爲本發明之產物中，該衝量及可能產生之 變形係直接且經控制，蜂巢之此部份（例如與製罐相連）彳 能經保護免於廢氣脈衝’因此確保與壁分離之零件之耐久 性。因爲熱力對蜂巢之耐久性係以直接熱衝量及變形爲 主’此固定若需要可能在壁長或其部份，其片端依軸向進 行。不同之焊接形式，或例如放射線焊接技術均可用於固 定。

其特性爲展開螺旋構造之產物可針對產物之易製使用， 其性質随著放射方向改變，因爲例如，延伸至產物中心之 片可能不同長，或可能具有與在螺旋之後來部份處導入堆 疊之片不同之裝置數目，催化性質（開放塗佈）或部份其他 之性質。因此其例如可能影響產物之流動分佈，因此可減 低流動抗性之較大之通道或其形式易於释出氣體之通道係 位於產物之四周區域中，氣流於其中一般小於中心處。而 且依階段結合構造之片對或層元件可依不同方式固定於片 上。因此部份之片可藉由例如雷射法焊在—起，且部份爲 自由而未固定。補強區之固定可針對高頻疲乏最強之位 1。本發明之此產物中，熱位移係藉由螺旋之螺旋式衝量 平順，導致良好之熱疲乏耐久性D 衣發明之產物可由不同類之金屬片製成，例如，奥氏丁 12 (請先閱讀背面之注意事項#填寫本育)

、1T 434 彳 4 9 A7 4 --- Β7 五、發明説明（1(5 ) 體鎳-鉻-鋁-鐵類及亞鐵鹽鐵_鉻_鋁類。在金屬片中，鋁或 其部份可藉由塗佈法添加，—般包含例如，熱銘化，機械 塗佈，蒸發或濺射。蜂巢—船珐w A # 年果奴袈置在4套管中，或在深抽 取外套中’ A“可直純於料模之内部，讀套可洗 鑄成例如引擎廢氣歧管之部份。 圖3中係敘述旋轉成展開螺旋之本發明觸媒蜂以。本發 明之該產物係圖，中所示構造之改良a此產物係由圖4中所 示之金屬片堆疊10製成。金屬片堆疊〗〇包含二重疊之片對 11，12，其具有雙層，且含有増加其間堆疊厚度之元件， 此元件包含雙層之金屬片對。圖4中，二此種金屬片對係 以參考數I3，1 4表示。單—金屬片對包含波狀及平的金屬 片。螺旋旋轉係由堆疊之終端開始，其厚度爲最小，如圖 4中所示。因此可製成產物，其構造形成連續之展開螺 旋。依上述之方式，其可能製造螺旋旋轉中心已自產物對 稱之至少一軸偏移之蜂巢。此轉移係以圖3中之α表示。 L 4代表蜂巢沿其固定於護套上之區域。 圖5敌述旋轉成展開螺旋之本發明觸媒蜂巢1 5 1本發明 之此產物係由圖1及3中所示之構造改良。該產物係由圖6 中所示之一堆金屬片16製成。金屬片16之堆疊係由雙層之 片對17(其具有增加裝置於其間之堆疊厚度之元件）形成， 該元件係由雙層之金屬片對形成。二此種金屬片對係以圖 6中之參考數18，]9表示。增加堆疊厚度之元件亦襞置在 金屬片對1 7之上，其同樣地係由雙層之金屬片對製成，其 —以參考數2 0爲記號。如圖6中所示，螺旋之旋轉係由具 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2]0Χ297公釐） Ί---------I------訂------*1 "请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 經浠部中央標嗥局員工消費合作社印製 434 14 9 4 A7 ________ B7 1 五、發明細（11 ) ' 最小厚度之堆眷端處開始，因而製成其構造形成連續展開 螺旋之產物。依上述之方式’可能製成蜂巢15，其中螺旋 旋轉之中心已自產品對稱之至少一軸移位。此轉移以圖5 中之α爲記號。h代表蜂巢沿著固定於護套上之區域。 圖7中，顯示包括形成觸媒蜂巢21之偏心s之本發明之產 物。此產物包含由切割成—定大小之波狀及平整片形成之 重疊金屬片對，此金屬片對具不同長度（一般爲例如4_35 對）〆此產物係藉由使金屬片堆疊在一或二精確的預定位置 處靠緊螺旋式地捲繞，對間中心之位置並非位於相對於堆 疊捲繞方向之中心，但此結合爲非對稱。以此步驟，可能 製成螺旋捲繞之中已自產品對稱之至少—軸移位之蜂巢。 此轉移以α表示。此步驟伴隨經控制切割長度之金屬片， 可用於製造切割金屬片之終端符合護套2 2所需之扇形，或 沿著護套四周之所需長度。 以此步躁’可能省略焊接之需求，例如沿著全部周園長 度以使所有金屬片端固定在護套上。爲了使產物之耐久性 足以對抗軸向加速力’對於圓形產物，依應力狀況而定， 所需之扇形約爲9 0。- 3 3 0。。對於不同之圓形產物，結合 之扇形0Γ以以護套四周之百分比表示，且相當約2 5 _ 9 〇 /〇 °蜂巢沿著固定在護套上之面積L *係在使結合扇形大 小爲最小處’但通常因製造技術之原因而較大。大的結合 扇形減低護套之彈性度，且因此使其熱應力耐久性降低D 在結合扇形外部護套之中且不包含與周園結合之金屬片之 區域F4吸收因熱力造成之變形，且增加類似螺旋之蜂巢構 __- 14- 本紙張尺度賴中酬家料.（CNS ) Λ4規格（撕公楚） I .------^------1T------'-t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

4341494 第87102198號專利申請案 中文說明書修正頁(89年5月）

續濟部中央標率局員工消費合作社印裝 造，以吸收因扭曲之熱力產生之熱移動之可能性。因為鼓 移動及其可能相關之變形在本發明之產物中係直接且輕^ 制，蜂巢之此部份（例如典製罐相連）可能經保護免於廢氣 脈衝，且因此其可能確保與壁分離之部份之耐久性。因為 對熱力之蜂巢耐久性係以直接之熱移動及變形為主，回定 可以沿著全長或其部份，依軸向自金屬片之終端處進行（若 需要）。各種形式之焊接，例如放射線谭接均可用作固定技 術。 圖8，8A及8B中顯示可用於本發明之觸媒製造令之波狀 金屬片。該波狀金屬片以參考數23表示。波狀金屬片幻之 前緣24係在波狀化製程中成形，因此具有比波狀金屬片之 其他部份較高之水平。波狀金屬片之前緣24及平金屬片^ 藉由例如雷射焊接結合在一起。焊接可自例如各個第二波 狀化頂端進行，因此其間之波狀化可吸收由彈性捲繞造 之彎曲。 -Q风 圖9中顯示包括波狀2 5及環繞護套管2 8之最終觸媒構 造。終端固錐26係附於蜂巢25之入口側，圓錐對角裝置在 蜂巢之縱軸上。圖9中，氣體之流動方向係以箭頭表示。 終端圓錐27係裝置於蜂巢25之出口侧。 、 針對本發明之產物，可以以環狀蜂巢體達到最大之優 點；在其製造中，經常的問題係達到足夠之彈性，尤其口 f自金屬片之堆疊捲繞蜂巢m，本發明並不限= :了幾何，因為垂直方向至流動通道方向之捲繞中心之偏 〜亦可利用於例如橢圓幾何中。因此，可能在護套之 __ - 15- 本紙⑽

434149鑼 A7 B7 五、發明説明（13 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 周中使金屬片之起始與終點與所需之扇形排成—列’且保 留蜂襄（其他邪’ &不使其主要部份固定於外套上。經由 利用展開之螺旋可製造蜂巢，其中心含有所需大小之孔 洞4由使蜂巢平坦，因此孔洞封閉，形成半贿圓蜂巢， 其中金屬片相對於蜂巢中心之結合點之不對稱性係以亦由 平坦化方向之螺旋展開之不對稱性控制。 本發明之產物，其製造及性質接著以下列實例之協助敘 述。 實例1 包括捲繞成展開螺旋且示於圖丨中之觸媒蜂巢丨之本發明 產物A係藉由預塗裝波狀及平鋼片製成，因此自其前緣留 下一長條7毫米寬之米塗裝。支撑物與片之接著係藉由使 其在550 C之溫度下锻燒4小時，清潔此片改善。此步驟未 :現有干擾後續進行之雷射焊接。使片表面氧化或氮化之 刖處理或則處理之部份處理亦可僅用於片之特殊部位，支 撑物=在第-階段加^此部份，且欲焊接之部位係以不同 万式π洗。在化學或電解清洗中，此可例如以片狀物部份 浸泡於反應物或電解溶液_爲主，^在熱處理中，係以使 欲焊接之部位留在電阻或火焰加熱之外部爲主，或以施加 感應熱於欲塗佈支撑物之邊緣上爲主。波狀片之前緣係依 圖8 8 Α及8 Β中所不《方式，於波狀化階段之過程中成 开> Q此波狀及平片〒藉由N d _ γ A G _雷射焊接未塗佈邊 .象、’σ β在起，且可形成展開螺旋中所需之元件。焊接係 自每個第—波狀物頂端進行，因&，其間之波狀物可吸 -16- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -

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交—— -111—- .- _ 1^1 m I · ·I I 良紙俵尺度適用中國國家樣準（CIVS ) A4規格（ 4 34 1 4 9、， A7 _______B7_ 五、發明説明（14 ) 收因彈性捲繞產生之彎曲。焊接後，自堆疊之薄端進行捲 繞，最後，支撑物藉由將蜂巢浸泡在支律物中加於蜂巢之 前緣。最後，將麵依觸媒之紐量爲每立方尺2〇〇克鈀之量 加於支撑物中。設定波狀及平片之長度間之關係，因此對 於所用之波狀捲繞幾何，產物之孔洞數，即立方英吋之通 道數爲400。藉由預先計算及試驗，相對於原點之非中心 點係針對將展開螺旋之層帶入構造中。因此，外層片對之 終點可控制在9 0。- 3 3 0 °之扇形區間中β在製造之產物 中’扇形S !選擇爲2 7 0 ° 。對護套之焊接係藉由使用誘發 法’自蜂巢之中心依軸向於290。之扇形L ]中進行1 6毫米 之距離。終端圓錐係依圖9中所示之方式附著於製造產物 中。 參考產物Β係以眞空焊接製成之蜂巢。蜂巢穿過焊接， 且全長附著於護套上。蜂巢中未添加支撑物或貴金屬，因 此在執行試驗中之操作溫度稍比以片對製成之蜂巢低，因 爲氡化反應不會大輻度地在蜂巢中發生。因此，其可視同 產物Β之試驗條件比產物a簡單。 J---.------^------訂------'1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印衆 本發明之產物A及參考產物B之數據彙整在下表1中。 表1 A:本發明之產物 B:參考產物 蜂巢直徑 68.5毫米 68.5毫米 蜂巢長摩 74.5毫米 74.5毫米 孔洞數目 400 400 -17- 本紙張尺度適用中函標準（CNS ) Λ4規格（210X297公f ) 4 3 4 14 9 ί Α7 五、發明説明（15 ) 片狀物 50 微米/Fe-20Cr-5Al 50 微米/Fe-20Cr-5Al Pd含量 200克/立方呎 0 構造敘述 雷射焊接之片對，附著 於外套扇形(290° )之展 開螺旋結合扇形270° 眞空焊接構造完全附著 於外套(360° )，且單一 片層相互結合之蜂巢 本發明之觸媒A及參考觸媒B之熱疲乏及高頻疲乏之财久 性係藉由將其二者並排裝置在引擎之廢氣歧管上，形成所 明的密閉偶合位置。試驗中係使用2 _升，1 6氣門之引擎其 固著於試驗枱上。所用之試驗循環示於下表2中。 (請先閱讀背面之注意事項再填耗本頁} 表2 階段1 階段2 時間 6_5分 7.5分 馬達轉速 2800 rpm 5200 rpm 負載 20Nm 全負載 廢氣溫度 62〇X 880。。 訂 經濟部中央標嗥局員工消費合作社印製 尺 紙 一本 當觸媒入口處之廢氣溫度在62CTC ·880 °C之間急速改變 時’試驗循環對觸媒產生強的熱應力’且當觸媒未絕緣 時’產生張的張力，尤其是在放射方向。 每20小時檢查觸媒。則發現當循環持續2 〇小時時’具有 硬蜂巢且對外套硬固定之參考觸媒B完全破壞。由於放射 及軸向，為力使蜂巢自護套撕離鬆動，且再於護套之中振 18- 度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公漦） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 4 341 4 9>? A7 ____B7 五、發明説明（16 ) ~ ~ 動，因此蜂巢之外圍其全部外圍長度均缺乏金屬片層。 依本發明之觸媒A在試驗循環持續4 〇小時後第二次檢 查。可發現觸媒蜂巢仍未受損，且在前面圓錐移開後，可 發現熱膨脹移動已引導到未附著於護套之扇形中之期望區 域之中，因爲當接觸蜂巢之前表面時，可感覺非常地緊。 對於捲繞成展開螺旋之蜂巢（其金屬片之終端係固定在限定 之扇形中），其可能引導熱移動，因此未發生内部鬆動，且 可能改善熱疲乏耐久性，且增加相對於高頻疲乏之硬度。 實例2 包括以S形屈曲且示於圖7中之觸媒蜂巢之本發明產物c 係藉由預塗佈波狀及平的鋼板製造，因此留下自前緣7毫 米之長條形未塗佈。支撑物對片狀物之接著係藉由以使片 狀物在550°C之溫度下鍛燒4小時清潔改善。此處理並未發 現對雷射處理產生干擾。片之前處理或使片狀物之表面氧 化或氮化之前處理部位亦可只針對第一階段添加支撑物之 片之部份，且欲焊接之部位係以另一方式清潔。在化學或 電解質清潔中，此可以以例如將片狀物部份浸潰於反應物 或電解質溶液中爲主，且在熱處理中係以欲焊接部份係置 於電阻或火焰加熱之外面爲主，或誘導加熱係針對欲以支 撑物塗佈之邊緣。波狀片之前緣係依圖8，8 A及8 B中所示 之方式，於形成波狀之階段中成形，因此可能使波狀及平 片在未塗佈之邊緣處，以Nd-YAG-雷射焊接結合在— 起’不會在片中燒成孔洞r焊接後，藉由使蜂巢浸於支撑 物中，使支撑物加於蜂巢之前緣：鍛燒後，以吸附法使免 --- —__-19- 本紙張尺度適¥中國國家標革（CNS ) Λ4規格（210X 297公梦) ^ --- ---„------A------訂------次 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4341 49 ^ A7 B7 五、發明説明（ 17 加於蜂巢中，使得觸媒之鈀含量爲每一立方尺2〇〇克之 鈀。最終又片對依圖3中所示之方式切成一定大小，且堆 及5重#片對之堆叠。如對中之片之一相同長度之平滑片 置於頂部以防止波形帶在捲繞中重疊。設定波狀及平整帶 間之關係、，因此對於所用之波狀捲繞幾何，產物之孔洞數 目，即平方英吋中之通道數目成爲4〇〇。藉預先計算及實 驗，尋找片堆疊 < 非中心偏心點，因此片對對外圍之終點 可控制在9 0 -330之扇形區間中。在製造之產物中，選 擇之扇形爲180。。握緊之偏心列於表3中。對護套之焊接 係以誘導法，自蜂巢之中心依軸向於2〇〇。之扇形中進行 毫米之距離。終端圓錐係依圖9中所示之方向附於產物 中 表3 片對之數目 片對之長度(毫米）

(讀先閱讀背而之注意事項再填寫本頁J 訂 最頂端之平整帶 530 緊握點，處測量，毫$^ 547 264 275 549 280 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 562 565 294 296 562 29〇 參考產物D係依與本發明之產物c相同含、t Α, A 、万式製造，但 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公f ) 434149 A? B7 五、發明説明（18 ) 片堆疊之握點對稱，且所有片對之二端均均勻地分佈在蜂 巢之外圍，因此焊接需在外圍之全長（360 ° )上進行，且因 此在平均較低溫下操作之產物外圍之區域内不會產生自由 點，其可緩衝熱位移，且因此降低熱應力。 本發明之產物C與參考產物D之數據均量總在下表4中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -.

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明之觸媒C及參考觸媒D之熱疲乏及高頻疲乏之耐久 性係以如實例1中之相同試驗正確地試驗。此等試驗證實 下列事實： 蜂巢由片對製成之彈性構造之參考觸媒D係在試驗持續 4 0小時時檢查：二蜂巢仍未受損。自觸媒去除前圓錐，且 當感覺蜂巢前表面之硬度時，可能感到稍鬆動，此係由於 蜂巢向較冷護套放射性膨漲之事實已造成壓縮應力，及構 -21 - 表4 C:本發明之產物 D:參考產物 蜂巢直徑 68.5毫米 68.5毫米 蜂巢長度 74.5毫米 74.5毫米 孔洞數目 400 400 片狀物 50 微米/Fe-20Cr-5Al 50 微米/Fe-20Cr-5Al Pd含量 克/立方呎 2〇〇克/立方呎 構造之敘述 非中心捲繞且附著在扇 形(200° )中之外套上之 雷射焊接之片對。 結合扇形180° 中心捲繞且沿著全長固 定在外套上之雷射焊接 之片對。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐） A7 434149 五、發明説明（19 ) 造稍變形。此形平均地分佈在不同之片對之間，且因此 感覺構造稍鬆動。長期運轉下，此種前緣硬度之改變增加 高頻疲乏損壞之危險性。 本發明之觸媒c係在試驗循環運轉4 〇小時後檢查。則可 發現蜂巢仍未受損，且在移開前圓錐後，可發現熱膨脹位 移係導至未附著於護套上之扇形中之期望區域中，因爲當 感覺，巢之前表面時，與構造D比較時實質上較緊。對於 非中心捲繞之蜂巢（其中之片狀物終端係著於受限之扇形 中），其可能引導熱位#，因此沒有内部鬆動，且可能改善 熱疲乏之耐久性，且增加與高頻疲乏有關之硬度。 ------— - H ----- - - Τ___ _ n _ ^ . 1 * 彳 ，1'2Γ (諳先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 ___22_ 本紙張尺度刺中關格（2⑴x 297m ) 〜

Claims (1)

1. 煩請委η .’.ΐ --殳;;_货質内容 經濟部中失標準局員工消费合作社印裝 434149 第87102198號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(89年5月) 六、申請專利範圍 ABICD

   1. 一種包括蜂巢（1，9，1 5，2 1 )及斟敕认β )久對％性環繞護套（22〕 之觸媒’此蜂巢包括一堆金屬片f2， ^ ^ 1〇，16)形成，且 其至少部份經切割之構造，且蜂巢構造包含許多氣體之 流經通it ’其特點為金屬片 < 自由端係分怖在相對於蜂 巢中心為蜂巢未對稱四周之部位(Si)上，因此蜂巢四周 之部位’ F4)沒有金屬片之自由端，且蜂巢係直接或 經過中間層附著於包括自由端之至少部份之區域（1^， L2 ’ L3 ’ L4)上之該對稱性護套上。 2. 根據申請專利範圍第丨項之觸媒，其中蜂巢構造係藉由 使金屬片之終端彎曲成相反方向形成。 項之觸媒’其中蜂巢構造係藉由 使金屬片堆疊(2 ’ 1〇 ’ 16)旋轉捲繞，其厚度隨著捲繞 方向增加。 4·根據申請專利範圍第[、2或3項之觸媒，其中金屬片之 自由端係分佈在形成2 5 - 9 0 %蜂巢長度之蜂巢四週之部 位（SJ上。 5. 根據申請專利範圍第丨、2或3項之觸媒，其中金屬片堆 疊（2)包括許多金屬片對（5，6，7，8)，單一對包括實 質上平的或稍成波狀之金屬片（4 )及波狀片（3 )。 6. 根據申請專利範圍第5項之觸媒，其中單一片或諸片之 實質上平的或稍成波狀之片及波狀片均以焊接相互附 著。 7. 根據申請專利範圍第5項之觸媒，其中金屬片堆疊包括 2 - 1 5個片對。 本紙張尺度適用t國國家梂準（CNS) Α4规格（210Χ297公嫠） ----------- i------訂 t-------广 1 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 434149 - ----- 六、申請專利範圍 8·根據申請專利範圍第i項之觸媒，其中固定區域（L1， L2 ’ ’ L〇係在全長或其部份上，於蜂巢及護套間依 蜂巢軸向排列，固定區域包括片之自由端所在之周圍（s〇 I該部位；在蜂巢之四周方向中具有包括沒有片狀物s 之自由端之周圍（Ft，F4)之該部位之至少部份之未固定 區域。 9.根據申請專利範圍第1項之觸媒，其中在蜂巢及護套間 有鋼烊結合或焊接結合。 10‘根據申請專利範圍第1項之觸媒，其中護套具有圓开；、 半糖圓或糖圓形剖面。 11-根據申請專利範圍第]項之觸媒，其中蜂巢構造尚勺八 一或多片補強片，其厚度比其他片厚。 12.根據申請專利範園第1 1項之觸媒，其特點為 哪強片之長 度比其他片之長度長，因此補強片在蜂巢四周 4其部份 及護套間形成該中間層。 13.根據申請專利範圍第1項之觸媒，其中蜂巢 X I 護套之對稱軸並不均勻 J--·------办------訂^------"1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印簟 牟 橾 家 國 國 中 用 適 度 尺 紙 本 Ns c