專利名稱：錐型導(dǎo)流雙段載體式催化轉(zhuǎn)化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及的是一種用于汽油機(jī)尾氣后處理的催化轉(zhuǎn)化器，特別是一種錐型導(dǎo)流雙段載體式催化轉(zhuǎn)化器，屬于汽車尾氣治理和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮一個(gè)重要因素是催化轉(zhuǎn)化器的流動(dòng)特性，它主要體現(xiàn)在載體內(nèi)的氣體流速分布和壓力特性兩個(gè)方面。
目前市場上使用的催化轉(zhuǎn)化器中的載體為圓柱體形，載體兩端面都為平面，這使得催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)口擴(kuò)壓器內(nèi)存在較大的回流區(qū)，導(dǎo)致載體內(nèi)流速分布很不均勻和載體內(nèi)壓力損失增大，流速分布不均勻使得載體內(nèi)的催化劑得不到有效利用，降低催化轉(zhuǎn)化效率，還造成載體中心區(qū)域的氣流速度和溫度過高，加劇催化劑的劣化速度，縮短其使用壽命，另外，流速分布不均勻還會導(dǎo)致載體徑向溫度梯度過大，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力梯度，產(chǎn)生熱疲勞損害，同時(shí)，速度分布對催化轉(zhuǎn)化器的起燃特性和熱響應(yīng)也有較大的影響；載體內(nèi)較大的壓力損失使得發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣背壓增大，這不但制約了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，還影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，特別是在較高的排氣流量和較高的溫度下。
在已有技術(shù)中，英國Coventry大學(xué)的J.Wollin and S.F.Benjamin在Astudy of the Flow Performance of Ceramic Contoured Substrates forAutomotive Exhaust Catalyst Systems(SAE1999-01-3626)一文中提出了通過對催化轉(zhuǎn)化器載體前端造型來改善載體內(nèi)流速分布的方法，在該文中，催化轉(zhuǎn)化器的載體前端做成球型或錐型，用于改善載體的入流條件，來改善載體內(nèi)的速度分布均勻性和減小載體內(nèi)的壓力損失，進(jìn)而改善催化轉(zhuǎn)化器的流動(dòng)特性，但由于載體在孔隙率不變的條件下，載體造型端深入擴(kuò)壓器內(nèi)，直接受高溫高壓氣流的沖擊，容易導(dǎo)致載體前端的應(yīng)力疲勞損害，載體上的催化劑老化速度加快，最終不能有效延長催化轉(zhuǎn)化器的使用壽命。
該種結(jié)構(gòu)的催化轉(zhuǎn)化器，不但載體的流動(dòng)特性得到較大的改善，而且減小載體前端的沖擊程度，從而提高與之相關(guān)的催化轉(zhuǎn)化器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述，如

圖1所示，本發(fā)明主要包括圓柱形殼體1、錐形導(dǎo)流載體2、緩沖室3、主載體4、減振層5、圓環(huán)形定位凸臺6、擴(kuò)壓器7和收縮管8。首先將錐形導(dǎo)流載體2和主載體4放入圓柱形殼體1內(nèi)，并通過圓環(huán)形定位凸臺6軸向定位，由兩圓環(huán)形定位凸臺6在錐形導(dǎo)流載體2和主載體4之間隔出緩沖室3。擴(kuò)壓器7與收縮管8分別被焊接在圓柱形殼體1的進(jìn)口與出口處，錐形導(dǎo)流載體2和主載體4依靠擴(kuò)壓器7和收縮管8的錐角軸向固定。錐形導(dǎo)流載體2和主載體4在安裝時(shí)，外表面圍繞著減振層5，當(dāng)催化轉(zhuǎn)化器第一次受熱時(shí)，減振層5體積明顯膨脹，而在冷卻時(shí)部分收縮，這樣使得錐形導(dǎo)流載體2和主載體4與殼體間的縫隙完全脹死并密封。
該錐型導(dǎo)流雙段載體式催化轉(zhuǎn)化器的載體由錐型導(dǎo)流載體2和主載體4兩部分組成，兩段載體之間有一緩沖室3。其中，錐型導(dǎo)流載體2的空隙率較大，氣流流過的阻力較小，在減小錐形載體2前端受沖擊的情形下，起到導(dǎo)流作用；主載體4的空隙率較小，氣流流過的阻力相對大，催化轉(zhuǎn)化器的氧化還原反應(yīng)主要發(fā)生在主載體4上；兩段載體間的緩沖室3對導(dǎo)流載體2下游氣流起到壓力與速度的緩沖作用，使得主載體4前端壓力分布和入流速度分布進(jìn)一步均勻化。
權(quán)利要求
1.一種錐型導(dǎo)流雙段載體式催化轉(zhuǎn)化器主要包括圓柱形殼體(1)，主載體(4)，減振層(5)，擴(kuò)壓器(7)，和收縮管(8)，其特征在于還包括錐形導(dǎo)流載體(2)，緩沖室(3)和圓環(huán)形定位凸臺(6)，錐形導(dǎo)流載體(2)和主載體(4)放在圓柱形殼體(1)內(nèi)，通過圓環(huán)形定位凸臺(6)軸向定位，由兩圓環(huán)形定位凸臺(6)在錐形導(dǎo)流載體(2)和主載體(4)之間隔出緩沖室(3)，擴(kuò)壓器(7)與收縮管(8)分別被焊接在圓柱形殼體(1)的進(jìn)口與出口處，擴(kuò)壓器(7)和收縮管(8)的錐角使得錐形導(dǎo)流載體(2)和主載體(4)軸向固定。
2.由權(quán)利要求1所述的“錐型導(dǎo)流雙段載體式催化轉(zhuǎn)化器”，其特征還在于錐形導(dǎo)流載體(2)和主載體(4)的空隙率不同，錐形導(dǎo)流載體(2)的空隙率大，主載體(4)的空隙率與之相比較小。
全文摘要
錐型導(dǎo)流雙段載體式催化轉(zhuǎn)化器，主要包括圓柱形殼體、錐形導(dǎo)流載體、緩沖室、主載體、減振層、圓環(huán)形定位凸臺、擴(kuò)壓器和收縮管。它的載體由錐形導(dǎo)流載體和主載體兩部分組成，兩段載體之間有一緩沖室。其中，錐形導(dǎo)流載體的空隙率較大，氣流流過的阻力較小，在減小錐形載體前端受沖擊的情形下，起到導(dǎo)流作用；主載體的空隙率較小，氣流流過的阻力相對較大，催化轉(zhuǎn)化器的氧化還原反應(yīng)主要發(fā)生在該段載體上；兩段載體間的緩沖室對導(dǎo)流載體下游氣流起到壓力與速度的緩沖作用，使得主載體前端壓力分布和入流速度分布進(jìn)一步均勻，從而在改善催化轉(zhuǎn)化器流動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，提高催化轉(zhuǎn)化器的性能。
文檔編號B01D53/94GK1442604SQ0311629
公開日2003年9月17日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者陳曉玲, 張武高, 黃震, 陸震 申請人:上海交通大學(xué)