TWM554939U - 二段式迴旋壓觸媒轉換器 - Google Patents

Abstract

本創作係引擎排氣管之觸媒轉換器，其包含一本體、一尾管及一蜂巢式觸媒載體；觸媒載體設於本體內，且包含有接近進氣端的第一段及接近排氣端的第二段，第一段的通孔密度大於第二段的通孔密度，因此可使通過第一段反應後的廢氣進入第二段較大的氣孔而有空間膨脹體積並降低壓力，以避免廢氣因流速慢而產生背壓以及回推，並疏緩觸媒載體排氣管壓力堆積與廢氣溫度上升；該兩段的通孔的密度均低於現有技術，通孔更大以增加廢氣流速並降低壓力，以提升引擎排氣效率；尾管從本體的排氣端穿設進本體，使通過觸媒載體的廢氣撞擊到擋板產生擾流，使廢氣可避免直接衝出排氣管而有充分時間與觸媒載體之貴金屬產生反應。

Description

二段式迴旋壓觸媒轉換器

本創作係涉及一種內燃機引擎排氣管之觸媒轉換器，尤指一種用於汽車的觸媒轉換器。

觸媒轉換器是一種設於內燃機引擎排氣管上，且使用鉑、鈀、銠等貴金屬塗層作為觸媒，以利用催化機制減少有害廢氣的裝置。而為了使廢氣充分反應，現有技術中一般使用蜂巢式觸媒載體來達成增加表面積以促使廢氣充分反應之功效。

現有技術中，觸媒轉換器主要以一本體以及一蜂巢式觸媒載體所組成，其中該本體一般為一任意形狀之中空管，且其內部搭載上述之蜂巢式觸媒載體；蜂巢式觸媒載體之剖面為一高密度之網格構造，而上述之貴金屬塗層則設置於其孔壁上。

上述之蜂巢式觸媒載體的孔密度均為單一數值且介於1000至1200cpsi(Cells Per Square Inch，每平方英吋的孔數量)之間，這樣單一高密度的氣孔具有下列幾項缺點：

第一，廢氣通過觸媒載體前端時因觸媒載體之通孔密度大，使廢氣通過緩慢而引擎仍持續排出廢氣，因此容易產生背壓更甚至將廢氣回推，而觸媒載體之排氣管因流速慢及壓力的堆積導致廢氣溫度的上升，進而可能使引擎之渦輪葉片因高溫而損壞。

第二，前述之背壓會降低引擎的排氣效率，使得引擎在高速時仍勉強能運作，但在低速或怠速時引擎的動力輸出就會受到影響。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種二段式迴旋壓觸媒轉換器，以可降低觸媒載體的排氣管壓力及溫度，使渦輪葉片不因高溫而損壞並且提升引擎的排氣效率。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中包含： 一本體，其為中空且具有兩端開口，該兩端開口分別為一進氣端及一排氣端； 一尾管，其穿設固定於該本體的該排氣端，並穿設進該本體內，該尾管穿設進該本體內形成一檔板； 一蜂巢式觸媒載體，其固設於該本體內部；該蜂巢式觸媒載體包含有相接的一第一段及一第二段，該第一段相對接近該本體的該進氣端，該第二段相對接近該本體的該排氣端，該第一段及該第二段分別貫穿成形有複數通孔，該第一段的該等通孔的密度大於該第二段的該等通孔的密度。

本創作的優點在於，藉由兩層不同的通孔密度組成，第一段通孔密度較高通孔較小，第二段通孔密度較低通孔較大，因此可使通過第一段後的廢氣進入第二段較大的氣孔而增加體積並降低壓力，以避免背壓以及回推等問題，進而疏緩觸媒載體第一段之排氣管壓力的堆積；另外本創作藉由較長的觸媒載體第二段以及穿設進本體內之尾管所形成之擋板使得通過觸媒載體的廢氣產生擾流，進而增加廢氣在觸媒載體第二段的反應時間，使廢氣可充分反應並且不產生堵塞及回推問題。

進一步而言，所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第一段之長度小於第二段。

進一步而言，所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第一段之通孔密度介於80至120cpsi。具體來說該蜂巢式觸媒載體之第一段之通孔密度為100cpsi。該蜂巢式觸媒載體之第二段之通孔密度介於40至80cpsi。具體來說該蜂巢式觸媒載體之第二段之通孔密度為60cpsi。藉此，本創作之蜂巢式觸媒載體的通孔密度低於現有技術，通孔更大更能增加廢氣的流速並降低壓力，以達成提升引擎排氣效率以及使渦輪葉片不因高溫而損壞之目的。

進一步而言，所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該本體包含有相連接的一載體段及一漸縮段，該蜂巢式觸媒載體設於該載體段內，該排氣端位於該漸縮段上，該漸縮段的內徑自該載體段至該排氣端而漸縮，該尾管穿設進該漸縮段內。

以下配合圖式及本創作之較佳實施例，進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本創作之二段式迴旋壓觸媒轉換器之第一實施例包含有一本體10、一蜂巢式觸媒載體20、一連接管30及一尾管40。

前述之本體10為中空且具有兩端開口，該兩端開口分別為一進氣端及一排氣端；在本實施例中，本體10進一步包含有依序相連接的一漸增段11、一載體段12及一漸縮段13；漸增段11的開口為前述之進氣端，漸增段11之內徑由進氣端至載體段12漸增；漸縮段13的開口為前述之排氣端，漸縮段13之內徑由載體段12至排氣端漸縮；但不以此為限，本體10亦可沒有漸增段11及漸縮段13，而其內徑從進氣端至排氣端均係一致。

前述之蜂巢式觸媒載體20固設於本體10的內壁面，且具體來說，蜂巢式觸媒載體20係設於本體10的載體段12內；蜂巢式觸媒載體20包含有相互靠接的一第一段21及一第二段22，第一段21相對接近本體10的進氣端，第二段22相對接近本體10的排氣端；請參閱圖2及圖3所示，第一段21及第二段22分別貫穿成形有複數通孔211、221，第一段21的通孔211的密度大於第二段22的通孔221的密度。

在本實施例中，第一段21之通孔211的密度介於80至120cpsi之間，且較佳為100cpsi，而第二段22之通孔221的密度介於40至80cpsi之間，且較佳為60cpsi，但是第一段21及第二段22之通孔211、221的密度不以上述範圍為限。

另外，在本實施例中，蜂巢式觸媒載體20之第一段21之長度小於第二段22之長度，但不以此為限，第一段21及第二段22亦可等長，或是第一段21之長度大於第二段22之長度。

第一段21及第二段22之通孔211、221的孔壁上設有可作為觸媒以減少有害廢氣的貴金屬塗層，且在本實施例中為鉑、鈀或銠，但不以此為限；另外，由於本創作的第一段21及第二段22之通孔211、221的密度小於現有技術的蜂巢式觸媒載體的通孔的密度，因此本創作的通孔211、221的孔壁的面積總和小於現有技術的蜂巢式觸媒載體的通孔的面積總和，故本創作的通孔211、221的孔壁上的貴金屬塗層的濃度較高，因此以可發揮與現有技術的蜂巢式觸媒載體相同的催化效果。

前述之連接管30連接引擎之廢氣出口並與本體10的進氣端相通，且具體來說係穿設固定於漸增段11內，但不以此為限，連接管30及漸增段11亦可為對接或任意形式；另外，連接管30的孔壁上設有一安裝孔31以便安裝含氧感知器。

前述之尾管40穿設固定於本體10的排氣端並與外界相通，且具體來說係穿設進本體10的漸縮段13內；由於漸縮段13的內徑大於尾管40的外徑，而尾管40穿設進漸縮段13內的部分形成一擋板42；另外，尾管40的孔壁上設有一安裝孔41，以便安裝含氧感知器；另外，請參閱圖1所示，在本實施例中，尾管40為直通管，但不以此為限，請參閱圖5所示，在第二實施例中，尾管40A亦可為上翹管。

本創作在使用時安裝於引擎排氣管之中後段；請參閱圖4所示，引擎運轉時廢氣由連接管30進入本體10，通過本體10之漸擴段11後即進入第一段21並進行第一次催化反應，因第一段21之通孔密度較大孔徑較小，故廢氣在第一段21內之流速緩慢，隨後廢氣進入孔徑較大之第二段22接著進行第二次反應，此時之廢氣流速相對於在第一段21內之廢氣流速來的快速，且廢氣通過第二段22之後，相較之下靠近本體10內壁的廢氣沿著漸縮段13之內壁移動並最終撞擊到尾管40在漸縮段內所形成之擋板42，進而使擋板42周圍產生擾流，使得廢氣流速下降且延長廢氣在第二段22內停留之時間，更進一步增加了廢氣在第二段22中之反應時間，隨後廢氣即通過尾管40排放至外界；此外，縱使本體10沒有漸縮段13，而本體內徑一致，廢氣通過第二段22後仍可沿著本體10的內壁面移動而撞擊到擋板42而產生擾流。

本創作在使用時，因經過第一段21之廢氣反應後進入到孔徑相對較大的第二段22，使得廢氣得以疏緩壓力提高流速以達成降低回壓並提升引擎低速時之排氣效率、與避免渦輪葉片因高溫而毀壞之目的；此外，本創作之通孔密度低於現有技術，因此降低回壓之效果更為明顯。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10‧‧‧本體
11‧‧‧漸擴段
12‧‧‧載體段
13‧‧‧漸縮段
20‧‧‧蜂巢式觸媒載體
21‧‧‧第一段
22‧‧‧第二段
211‧‧‧通孔
221‧‧‧通孔
30‧‧‧連接管
31‧‧‧安裝孔
40、40A‧‧‧尾管
41‧‧‧安裝孔
42‧‧‧擋板

圖1係本創作之第一實施例之外觀側視圖。 圖2係本創作之第一實施例之側視剖面圖。 圖3係本創作之蜂巢式觸媒載體之剖面示意圖。 圖4係本創作之廢氣流向示意圖。 圖5係本創作之第二實施例外觀側視圖。

10‧‧‧本體

11‧‧‧漸擴段

12‧‧‧載體段

13‧‧‧漸縮段

20‧‧‧蜂巢式觸媒載體

21‧‧‧第一段

211‧‧‧通孔

22‧‧‧第二段

221‧‧‧通孔

30‧‧‧連接管

31‧‧‧安裝孔

40‧‧‧尾管

41‧‧‧安裝孔

42‧‧‧擋板

Claims (7)

1. 一種二段式迴旋壓觸媒轉換器，包含： 一本體，其為中空且具有兩端開口，該兩端開口分別為一進氣端及一排氣端； 一尾管，其穿設固定於該本體的該排氣端，並穿設進該本體內，該尾管穿設進該本體內形成一檔板； 一蜂巢式觸媒載體，其固設於該本體內部；該蜂巢式觸媒載體包含有相接的一第一段及一第二段，該第一段相對接近該本體的該進氣端，該第二段相對接近該本體的該排氣端，該第一段及該第二段分別貫穿成形有複數通孔，該第一段的該等通孔的密度大於該第二段的該等通孔的密度。
2. 如請求項1所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第一段之長度小於第二段之長度。
3. 如請求項1或2所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第一段之該等通孔的密度介於80至120cpsi。
4. 如請求項3所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第一段之該等通孔的密度為100cpsi。
5. 如請求項1或2所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第二段之該等通孔的密度介於40至80cpsi。
6. 如請求項5所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該蜂巢式觸媒載體之第二段之該等通孔的密度為60cpsi。
7. 如請求項1或2所述之二段式迴旋壓觸媒轉換器，其中該本體包含有相連接的一載體段及一漸縮段，該蜂巢式觸媒載體設於該載體段內，該排氣端位於該漸縮段上，該漸縮段的內徑自該載體段至該排氣端而漸縮，該尾管穿設進該漸縮段內。