TW457335B - Insulative shield, particularly for automotive exhaust components - Google Patents

Description

4|7$35

:~—--SS_J8H7366 五、發明說明（1) 技術領磁 0 系統包括引擎的排氣歧管，觸媒轉化器，消音i 路連結排氣歧管至轉化器’連結轉化器聋消音器及' ,· 日器至周圍大氣。為了適當操作，觸媒轉化器需達 媳」燈”溫度。觸媒轉化器於高於熄燈溫度時運作最有效。 但高於某種最高作業溫度時，觸媒轉化器受到永久性損 :k燈/服度及作業溫度範圍隨系統設計特別觸媒轉化器、 ，計而異。熄燈溫度典型約為300。(：至40 0 t： ( 60 0 T至80 0 °F);最高作業溫度係於約60 0。(：至1 2 0 0 °C (1，1〇〇 T至 2, 20 0 °F)之範圍。使轉化器快速達到其作業溫度，而未造 成過熱已經構成相當多研究主題，例如反映於Benson等人 之美國專利第5, 477, 676號，Moore瓜之美國專利第5, 419， 127號’ Clegg之美國專利第5, 390, 494號及Bainbridge之 美國專利第5, 1 63, 289號，其揭示併述於此以供參考。此 等系統涉及隔熱管路、觸媒轉化器或其他排氣系統組件， 或以外側熱源加熱觸媒轉化器。 排氣系統特別排氣歧管、觸媒轉化器及消音器必然的高 〇 溫也造成傳熱至汽車之其他組件，包括車頂下方組件、車 箱、及後方組件如行李箱及燃料槽的問題。當某些組件例 如燃料槽及行李箱係由塑膠材質例如聚丙烯製成時此等問 題特別尖銳。屏蔽此等組件不接觸觸媒轉化器的熱相當重 3

88117366.ptc 第5頁 487335 Ρ»---案號88117366 __年月日 修正 五、發明說明（2) 要。開發用來保護不因汽車排氣系統高溫組件受損之屏蔽 物範例包括Atkinson等人之美國專利第5, 385, 790號及 Moore瓜之美國專利第5, 590, 524號，其揭示併述於此以供 參考。 排氣系統組件之屏蔽物需滿足若干標準。必需充分有效 提供適當熱屏蔽。需可忍受重覆暴露於高溫。需夠強韌可 對抗振動等損害《不可於汽車操作過程中嘎嘎作響或產生 其他噪音。需可配合其熱的内部及較冷的外部之不同熱膨 脹、需短小、較佳質輕、可回收且製造、安裝及維修上價 廉。也較佳需促進快速達成觸媒轉化器的熄燈條件但不許 可或至少不會惡化排氣系統組件的過熱。目前並無任何屏 蔽物可充分滿足此項標準。 背景技術 本發明之目的之一係提供—種可滿足部分或全部前述標 準之汽車排氣系統組件的屏蔽裝置。 其他目的對業界人士鑑於後文說明將顯然自明。

一般而S ，根據本發明之一態樣，提供一種汽車排氣系 統組件之屏蔽裝置，其包括一第—層，一第二層及間隔件 介於第一層與第二層間’該間隔件維持第一 距離約-至約八毫米，第一層與第二層間 以氣體。較佳屏蔽物之第一層與第二層之間距維持夠小俾 便抑制或防止對流傳熱。如此屏蔽物大致僅許可輻射熱傳 導’且^為減慢熱流離開排氣歧管、觸媒轉化器或消音 器。屏蔽物可維持溫差高達數百。c，典型於作業條件下為

第6頁 88117366.ptc 4 褰 7335 案號881173服

五、發明說明（3) 200 至800 〇C 修正

可設置額外層及間隔件，若干用途較佳設置額外層及間 隔件。較佳氣體為大致於周園壓力的空氣。及較佳間隔件 係呈浪形件形式附著於第一層及第二層之至少一層。較佳 浪形係軸向（縱向）通過排氣系統。第一層、第二層及間隔 件之至少一者較佳係由或使用低放射材料製成。 根據本發明之另一態樣，屏蔽物為間隔層織物。此種材 料為眾所周知組合物稱作三維織物，橫樑中心結構或夾層 嵌片。範例可參考H〇rsch之美國專利第5, 387, 455號， Sawk〇4人之美國專利第5,451，448號’ Evans等人之美國 專利第5，360，500號’ Williams之美國專利第5，1〇8,810 號，Bottger等人之美國專利第5,48〇,6 9 7號，B〇ttger, 人之美國專利第5, 240,533號及Bottger等人之美國專利第 5’ 166’ 480號，其揭示併述於此以供參考。此等材料包括 由一中心或片材連結之二織物面層。織物通常使用黏結劑 或樹脂（如後述）處理。中心或片材經常於製造過程被編織 或針織成為面層。其他製法中，中心係被分開形成且附著 或縫合於面層。中心可呈浪形形式，其於面層形成三角稜 柱形或形成圓柱形、六角稜柱形或其他幾何形式，較佳為 概略細長的稜柱形或圓柱形。 屏蔽物之織物部分較佳由高溫纖維製成，例如石墨纖維 或高溫玻璃纖維，但相信其他纖維也有用β 樹脂經選擇可對抗排氣系統最高預期作業溫度。用於此 處”樹脂"一詞廣義用來包括任何可呈液體塗覆織物上且可

δ8117366-ptc 第7頁 7 3 3 5 1 號 88117細 五、發明說明（5) 二卜氣組件之面對另一汽車之組件該邊來降低成本。 ^ ^ 2佳屏蔽物為分開元件，其係以機械方式架設於排 組件或黏合於其上。但也預期屏蔽物於某些案例可 '-且件本身的外皮，或如管路案例構成組件整體。 發明之屏蔽物也可用於其他方面而非保護不接觸汽車 内燃引擎排氣系統之熱。 -- 發明之遇·祛模# 現，參照附圖特別參照圖1，元件編號1指示施用至汽車 排氣系統1 0之本發明之熱屏蔽裝置。排氣系統包括一歧管. 11附，至内燃引擎12，一觸媒轉化器13, 一消音器14及一 〇 ，振器1 5 :此等組件藉排放管丨6，丨7及〗8彼此連結，共振 器15藉尾管19於汽車尾端連結至周圍大氣。本發明之熱屏 蔽裝置1係施用於觸媒轉化器13周圍。熱屏蔽裝置i之進一 步細節示於圖2。 如圖2所示，較佳本發明之熱屏蔽係由高溫石墨紗以業

界眾所周知的方式成形為間隔層織物2 〇形成。以相同方式 形成的材料由渥沃克（Vorwerk)公司莫柏斯托沃克 (Mobelstoff werke)公司德國昆巴克，商品名泰克洛泰克 斯（Techno Tex)。間隔層織物20包括一第一層21及一第， 層22藉一片材23彼此達接，片材於第一層21與第二層22間 之絕熱空間中形成縱向伸展的六角稜柱形空間24。當三雉 織物構造伸展時，片材2 3隔開層2 1與2 2之距離約5毫米。 然後層21及2 2藉化學氣相沈積以欽塗層金屬化而使各廣 獲得預定較尚反射率與較低放射率。此具體例中放射率遽

If7335 -------iE 88117366_年月日 倐正_ 五、發明說明（6) " " 一 擇為約0. 1至〇. 2。 如圖3所示，金屬化三維織物2〇隨後流經連續浸潰洛 31 ’汉漬浴為石夕酸鹽。紗酸鹽溶液塗布織物2〇，包括金 化層21及22及片材23。然後經塗布而未經固化之屏蔽物屬 裹於觸媒轉化器1 3周圍，使得稜柱形空間24係順著轉化 1 3的縱向方向，而外層22則係於矽酸鹽固化之前藉已知器 法伸展。當矽酸鹽固化時，屏蔽物2〇提供樹脂化間隔α I 物屏蔽物環繞轉化器13 ^塗布層21與22間之空間藉矽7 = 樹脂縮小至約3毫米。矽酸鹽將屏蔽物】黏合至轉化器1 3處 黏合至轉化器且緊密嵌合於轉化器可減少屏蔽物相 對於轉化物的擺動。轉化器丨3與屏蔽物i之差異熱膨 由固化石夕酸鹽之某種彈性量吸收。 預期屏蔽物1於觸媒轉化器13表面溫度超過1〇〇〇。^ 800 °F)時將維持其外表面於低於約2〇() t (4〇〇 βρ)之溫 如圖4所述’額外包裹間隔層20提供更高絕熱。 於隨附之申請專利範圍内對本發明之屏蔽物作出多種變 化對業f人士見於前文揭示内容將顯然自明。單純舉例言 ίίί之架設裝置可為任何已知或方便裝置用於維5 I 〇…f蔽物於觸媒轉化器或消音器。屏蔽物末端可封 閉’屏蔽物内部氣氛可由屏蔽物内部氣體壓力及組成控 制，。屏蔽物可由不同材料製造，但高溫高反射率材料$少 作為内件及間隔件為佳。間隔件可以不同方式製造例如示 於BenS〇n等人之美國專利第5, 1 5*7, 893號及5, 1 75, 975號或

88117366.ptc 第11頁 Γ573 3 5 圖式簡單說明 案號 88117366 年月 曰 修正 附圖中，圖1為合併本發明之熱屏蔽裝置之汽車排氣系 統之圖解示圖。 圖2為圖1屏蔽裝置之部分細節圖。 圖3為形成由本發明之熱屏蔽物保護的觸媒轉化器之方 法之示意代表圖。 圖4為對應圖2之細節圖，顯示一雙層屏蔽裝置。

88117366.ptc 第12頁

Claims (1)

1. l573 3S 曰 f 號 88117,%fi 六、申請專利範圍 K t 一種用於汽車排氣系統之發埶組# ΛΛ麻弒裝置，該屏 J裝置包含一第一層及一第二：及？於第一層與 絕熱空間大 排氣系統 空間介於第-二工，“… 之發及用於將該屏蔽裝置固定多 車2非：：請專利範圍第1項之屏蔽裝置中该氣體於汽 ίϊ:動且排氣系統已經冷卻至周圍溫度時通常係處於大 々3·如申請專利範圍第1項之屏蔽裝置，其中该氣體為空 4,如申請專利範圍第3項 其中絕熱空間對 周圍環境為開放，該氣體於汽車作$動I時通常#處於大氣I 力。 5‘如申請專利範圍第i項之屏蔽裝I，其中該間隔件係 黏合至第一層及第二層之至少一層。 6. 如申請專利範圍第5項之屏蔽裝置，其中該間隔件於 絕熱空間中界定平行稜柱形或圓柱形空間，該等稜柱形或 圓柱形空間係順著排氣系統之縱向方尚而配置。 7. 如申請專利範圍第丨項之屏蔽裝置，其中該第一層、 第一層及間隔件係皆由織物形成。 8. 如申請專利範圍第7項之屏蔽裝置，其進一步包含一 放射率改良物，該放射率改良物可於選定條件下減少裝置 之放射率至一選定值。

   88117366.ptc 第13頁 457335 —--—孝號：881173fifi 曰 修正 六、令請專利範圍 9. 如申請專利範圍第〗項之屏 大致覆蓋排氣系統消音器及觸媒1 ，其中該屏蔽裝置 面。 、轉化器中至少一者之周 10. 如幸請專利範圍第9項之屏 完全由周圍包圍排氣系統之發埶2置，*中該屏蔽裝置 11 _如申請專利範圍第1項之屏但未覆蓋其末端。 第三層與第二層隔開約】至8毫求蔽裝置’纟進-步包括- 1 2. —種汽車排氣系統，其少 時達至少2〇0 t；溫度，該汽 =具有一發熱組件於使用 件之屏蔽裝置，該屏蔽裝置包氣—系統包含一用於發熱組 層由毗鄰此面隔開，該空氣声=數反射面各自藉一空氣 抑制空氣層内部的對流流動:f，需維持於夠小而可大致 持實質上處於外界壓力下办=氣層與周圍空氣連通而維 ，其中該反 ，其中該至 觸媒轉化器 其中該空 13. 如申請專利範園第12項二之氣d 射面之間隔距離由約i至8毫米飞車排氣系統 14. 如申請專利範圍第12項、 少一路献知从/么、A < a車排氣系統 ^發熱組件係選自下列族群 及消音器。 吁匕括排氣歧官、 1 5.如申請專利範圍第1 ? 氣連通周圍空氣而維持實質上之車系統’再甲w 力。 質上處於外界壓力下之空氣層壓 二6,二2車排氣系統’其至少具有-發熱組件於使用 杜達ϊ 1 〇〇 C溫度’該汽車排氣系統包含-用於發熱組 之屏蔽裝置’該屏蔽装置包含複數反射面各自藉一空氣

   88117366.ptc 第14頁 ί©7335 ^^-88117366 Λ_3_ 六、申請專利範固 __ 層由毗鄰此 — 抑制空氣層内f間’該空氣層厚度需維持於夠小而可大致 物具有一内^ *的對流流動，該屏蔽裝置包含一間隔層織 間。 層、一外層及一間隔件片材介於該内層與外層 物^塗如布^樹專/範圍第16項之汽車排氣系統’其中該織 1 Q · 4 ^ 0 1 8 ·如申蜂 Ϊ " ^ W ^ ^ ^ ^ t ^ „ 率。 升其叮楗供表面的反射率及降低表面的放射 織物層係申塗f布專以利上圍玄第16項之汽車排氣系統，其中該等 2〇 一趸不以放射率減低劑。 時達到至少2〇t ί ϋ統之發熱組件’該發熱組件於使用 保護其他之沐鱼έ ，該發熱組件包含一屏蔽裝置用於 屏蔽裝置==接觸排氣系統之發熱組件之熱，該 隔開該卜：隔層織物具有-内，、-外層及-片材 其中該屏蔽裝 其中該放射率 置7 ’：申請專利範圍第20項之發熱組件 置包含一放射率減低部份。 減低部份\\=範屬\ 第21項之發熱組件’其中該放身 9〇 ^ ^ 金屬塗層於内層及外層之至少一層上。 置包含-招範圍第20項之發熱組件’其中該屏蔽裝 橱知塗層於至少一層間隔層。 至少邻一八種Λ車排氣系统之發熱組件之形成方法，其包含 y π刀形成一發熱組件本體，形成一間隔層織物具有一

   _7335 __案號 881173fifi 六、申請專利範圍

   液體樹脂外加 熱組件本體， 至織 以及許 第一層及一第二層由一片材附接及一 物，至少部分包裹間隔層織物環繞發 可液體樹脂固化。 其中該樹脂於固化 25·如申請專利範圍第24項之方法 時將織物牢固固定至發熱組件本體€ 2 6 · —種汽車排氣系統’其至少具有一 :達至少20(TC溫度，，亥汽車排氣系統包含 件之屏蔽裝置’該屏蔽裝置包含一第一層、—、_ ..... 間隔件介於該第一及第二層，該間隔件維持；二J = 層約1至約8毫米距離而形成一絕熱空間介於 層間，絕熱空間大致填充以氣體。 增兴弟一 體2於7. Λ申=利f圍第26項之汽車排氣系統，其中該氣 係處於大氣壓力。 ^ 28.如申請專利範圍第26項之汽車排氣系統，其中該絕 :Ϊ S' Ϊ周園環境為開放，該氣體為空氣且當汽車作動 時通常係處於大氣壓力。 —2 9.如申明專利範圍第2 6項之汽車排氣系統，其中該間 隔件於絕熱空間中界定平行稜柱形或圓柱形空間，該等稜 柱形或圓柱形空間係順著排氣系統之縱向方向而配置。 一 30.如申請專利範圍第26項之汽車排氣系統，其中該第 層厂第一層及間隔件全部皆由織物形成，及進一步包括 放射率之改良’該放射率之改良可減少屏蔽裝置之放射率 於選定條件下至於選定值。