專利名稱：催化轉(zhuǎn)換器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種催化劑單元，其包括催化劑成分，從而根據(jù)流動(dòng)特性來減少排氣中的有害材料。
背景技術(shù)：
在車輛中，通常使用三向的催化轉(zhuǎn)換器來浄化排氣管中存在的排氣，并且該三向的催化轉(zhuǎn)換器的規(guī)格并不相同，這是因?yàn)榕艢獾牧魉俑鶕?jù)不同車輛而有所不同。該三向的催化轉(zhuǎn)換器同時(shí)與排氣中的多種有害材料進(jìn)行反應(yīng)，例如一氧化碳、氮氧化物和碳?xì)浠衔铮瑥亩コ@些材料，并且在該三向的催化轉(zhuǎn)換器中主要形成了 Pt/Rh、Pd/Rh 或 Pt/Pd/Rh 系列。同時(shí)，與汽油車輛相對(duì)照而言，產(chǎn)生大量有害排氣的柴油車輛在燃料消耗效率和動(dòng)カ輸出方面很優(yōu)異，但是在排氣中大量包含了氮氧化物和PM(顆粒物質(zhì))。在諸如此類的柴油車輛中，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)的驅(qū)動(dòng)條件下，進(jìn)氣被充分燃燒，因此與汽油車輛相比較，所排放的一氧化碳和碳?xì)浠衔锓浅Ｉ?，而所排放的氮氧化物和PM非常多。近來，在后處理領(lǐng)域中，柴油微粒過濾器的研究正在非?；钴S地受到關(guān)注，從而應(yīng)對(duì)柴油車輛的增強(qiáng)的排氣標(biāo)準(zhǔn)，并且很多部分有待開發(fā)，從而將柴油微粒過濾器應(yīng)用到實(shí)際車輛中。鉬分離地使用在柴油氧化催化劑(DOC)的涂層當(dāng)中，柴油微粒過濾器(DPF)應(yīng)用到D0C+DPF和CPF的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)在EU車輛制造商中近來進(jìn)行大規(guī)模制造，并且其可靠性増大了系統(tǒng)的銷售。并且，已經(jīng)發(fā)展了被稱為柴油催化的微粒過濾器的柴油微粒過濾器(催化劑涂覆在該柴油微粒過濾器上)。同吋，已經(jīng)廣泛熟知若干種方法來在堇青石載體上涂覆不同種類的催化劑，并且存在多種現(xiàn)有技木。例如，存在浸潰法和吸入法，該浸潰法是將董青石載體浸潰到分別具有不同濃度的多種催化劑溶液當(dāng)中，該吸入法是將載體的一個(gè)端部側(cè)浸潰到催化劑溶液內(nèi)，并且在該載體的另ー個(gè)端部側(cè)形成了真空壓，以通過載體的通道來吸入催化劑溶液。同時(shí)，在制造催化劑載體的時(shí)候，將貴金屬涂覆到整個(gè)載體內(nèi)而不管排氣的流動(dòng)特性如何，其中存在的問題是，貴金屬并未根據(jù)排氣的流動(dòng)特性而被充分利用。公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅g在増加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技木。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面提供了ー種催化劑單元，其具有的優(yōu)點(diǎn)是通過節(jié)省貴金屬而降低了制造成本。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，一種催化劑單元的制造設(shè)備，用來通過堵塞材料而局部封閉多個(gè)通道，該制造設(shè)備可以包括容器，該容器填充有堵塞材料；遮蔽構(gòu)件，該遮蔽構(gòu)件布置在所述堵塞材料的上側(cè)并且與載體的前表面的一部分相接觸；以及彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件在向上方向上弾性支撐所述遮蔽構(gòu)件，其中所述堵塞材料流動(dòng)穿過并未接觸所述遮蔽構(gòu)件從而封閉一部分通道的開ロ通道。所述彈性構(gòu)件的一端可以連接到所述容器的底表面，該彈性構(gòu)件的另一端可以連接到所述遮蔽構(gòu)件的下表面。所述遮蔽構(gòu)件的上表面可以形成為扁平的，從而對(duì)應(yīng)于載體的前表面。 所述遮蔽構(gòu)件可以被布置成接觸所述載體的前表面的除了邊緣部分的中心部分。所述遮蔽構(gòu)件可以被布置成與所述堵塞材料的上表面相距預(yù)定距離。ー種利用催化劑單元的制造設(shè)備來制造催化劑單元的制造方法，該制造設(shè)備包括具有堵塞材料的容器、布置在所述堵塞材料的上部的遮蔽構(gòu)件、和在向上方向上彈性支撐所述遮蔽構(gòu)件的彈性構(gòu)件，該制造方法可以包括將載體的前部段插入到所述容器內(nèi)，以使得在所述載體的前表面中形成的多個(gè)通道的一部分被所述遮蔽構(gòu)件封閉；降低所述載體，以使得所述彈性構(gòu)件被該載體壓縮；并且降低所述載體，以通過載體而使得所述堵塞材料流入未被所述遮蔽構(gòu)件封閉的開ロ通道內(nèi)。當(dāng)所述堵塞材料流入所述開ロ通道內(nèi)的時(shí)候，所述堵塞材料可以被插入預(yù)定長度。所述制造方法還可以包括抬升所述載體，以使得該載體與所述遮蔽構(gòu)件分離；并且對(duì)流入到通道中的堵塞材料進(jìn)行硬化。所述制造方法還可以包括在所述載體的多個(gè)通道的一部分被所述堵塞材料封閉的條件下，將所述載體的前部段浸沒到載體涂料(wash coat)內(nèi)；并且通過在前表面上形成的多個(gè)通道來吸入所述載體涂料，從而將該載體涂料涂覆在所述開ロ通道的內(nèi)表面上。當(dāng)所述堵塞材料封閉了所述開ロ通道的時(shí)候，所述遮蔽構(gòu)件可以接觸所述載體的前表面的除了邊緣部分的中心部分。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的一種催化劑單元的制造方法，可以包括將遮蔽構(gòu)件遮蓋在載體的前表面的一部分上，并且將堵塞材料插入到未被所述遮蔽構(gòu)件遮蓋的開ロ通道內(nèi)。當(dāng)插入所述堵塞材料的時(shí)候，輥?zhàn)涌梢匝刂鲚d體的前表面滾動(dòng)，并且利用所述輥?zhàn)油磕ǖ乃龆氯牧戏忾]了所述開ロ通道的入口。當(dāng)插入所述堵塞材料的時(shí)候，刷子可以沿著所述載體的前表面進(jìn)行移動(dòng)，并且利用所述刷子涂抹的所述堵塞材料封閉了所述開ロ通道的入口。所述的催化劑單元的制造方法還可以包括除去所述遮蔽構(gòu)件；并且對(duì)封閉所述開ロ通道的堵塞材料進(jìn)行硬化和干燥。所述遮蔽構(gòu)件可以遮蓋所述載體的前表面的中心部分，從而所述開ロ通道能夠沿著所述載體的前表面的邊緣部分進(jìn)行定位。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的具有載體的ー種催化劑單元，可以包括通道開ロ部分，排氣通過該通道開ロ部分而從前表面穿到后表面；表皮部分，該表皮部分沿著所述載體的除了所述前表面和后表面的圓周而形成并具有第一厚度，并且該表皮部分與所述通道開ロ部分一體形成；以及表皮附加部分，該表皮附加部分在所述表皮部分的外表面上以第二厚度附加地形成。 所述第一厚度可以比所述第二厚度更厚。所述表皮附加部分的形成材料可以與所述表皮部分和所述通道開ロ部分的形成材料相同。所述表皮附加部分可以沿著圓周方向具有均勻的厚度，并且從所述前表面到所述后表面并未形成通道。
根據(jù)本發(fā)明各個(gè)方面的一種催化劑單元的制造方法，可以包括將載體插入到模具中，其中表皮部分沿著所述載體的圓周一體形成；將表皮材料填充到所述模具的內(nèi)圓周和所述載體的外圓周之間形成的空間內(nèi)；在所述表皮材料固定到所述載體上的條件下移除所述模具；并且通過加熱所述載體和所述表皮材料來形成表皮附加部分。形成在所述載體的圓周上的表皮部分可以具有第一厚度，并且在所述表皮部分的外圓周和所述模具的內(nèi)圓周之間形成了第二厚度。表皮附加部分的制造材料可以與通道開ロ部分的制造材料相同。所述表皮附加部分可以沿著所述表皮附加部分的圓周方向具有均勻的厚度。表皮材料可以被填充到所述模具的內(nèi)圓周和所述載體的外圓周之間形成的空間內(nèi)，并且通過對(duì)該表皮材料進(jìn)行加壓而使得該表皮材料硬化。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，載體的前表面的除了中心部分的邊緣部分在催化劑單元中及其制造方法中被輕易地堵塞。進(jìn)ー步地，對(duì)應(yīng)于死區(qū)(排氣很難流到該死區(qū))的通道被塞子堵塞，并且在該被堵塞的通道內(nèi)并未形成催化劑涂層。因此，通過封閉了排氣流動(dòng)較少的通道可以節(jié)省催化劑成本，并且排氣的凈化率得到了可靠地維持。 本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式
中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式
中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施方式
共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的示例性催化劑單元的示意性立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性催化劑單元的示例性制造設(shè)備的示意性橫截面圖。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的形成示例性堵塞部分的示例性方法的示意性橫截面圖。圖4是通過根據(jù)本發(fā)明的催化劑單元的制造設(shè)備而制造出的示例性載體的示意性橫截面圖。圖5是顯示用來在載體內(nèi)涂覆催化劑的示例性方法的示意性橫截面圖，該載體是通過根據(jù)本發(fā)明的催化劑單元的制造設(shè)備制成的。圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的催化劑單元的示例性制造方法的流程圖。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的催化劑單元被設(shè)置的示例性條件的示意性橫截面圖。圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的用來在催化劑單元中形成通道堵塞部分的示例性方法的立體圖。圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的用來在催化劑單元中形成通道堵塞部分的示例性方法的側(cè)視圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性催化劑單元的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的催化劑單元的示例性制造方法的流程圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性催化劑單元的示意性立體圖。圖13是橫截面?zhèn)纫晥D，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的載體布置在模具中從而在催化劑単元中形成表皮附加部分的示例性條件。 圖14是橫截面?zhèn)纫晥D，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的將表皮材料布置在載體和模具之間從而在催化劑單元上形成表皮附加部分的示例性條件。圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的在催化劑單元中形成表皮附加部分的示例性條件的橫截面?zhèn)纫晥D。圖16是顯示根據(jù)本發(fā)明的用來在催化劑單元中形成催化劑涂層的示例性方法的橫截面?zhèn)纫晥D。圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明的催化劑單元的示例性制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，在附圖中和以下的描述中示出了這些實(shí)施例的實(shí)例。雖然本發(fā)明與示例性實(shí)施例相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施例。相反，本發(fā)明g在不但覆蓋這些示例性實(shí)施例，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實(shí)施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的示意性立體圖。參考圖I，催化劑單元100包括載體102。載體102大體上為圓柱形，從前表面到后表面形成了多個(gè)通道112，從而排氣進(jìn)行流動(dòng)。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式當(dāng)中，通道112被分為兩種類型，其包括通道開ロ部分110 (該通道開ロ部分110的入口或出口是開ロ的)和通道堵塞部分120 (該通道堵塞部分120的入口或出口是封閉的)。通道開ロ部分110具有通道112的開ロ的入口和開ロ的出口，而通道堵塞部分120具有通道112的封閉的入口或封閉的出口。進(jìn)ー步地，在通道開ロ部分110的內(nèi)表面上形成了催化劑涂層114，從而減少在通道開ロ部分110中流動(dòng)的排氣中所包含的有害材料。如圖所示，通道開ロ部分110形成在載體102的前表面的中心部分上，而通道堵塞部分120沿著除了中心部分的邊緣部分而形成。參考圖2和圖3，將會(huì)描述形成通道堵塞部分120的制造設(shè)備及其制造方法。圖2是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的制造設(shè)備的示意性橫截面圖。參考圖2，用于催化劑單元100的制造設(shè)備包括容器230、遮蔽構(gòu)件200和彈性構(gòu)件210，堵塞材料220填充在容器230內(nèi)，遮蔽構(gòu)件200設(shè)置為與堵塞材料220的上表面相距預(yù)定距離，所述彈性構(gòu)件210在向上方向上彈性地支撐遮蔽構(gòu)件200。此處，彈性構(gòu)件210的下端部固定到容器230的內(nèi)底部，并且該彈性構(gòu)件210的上端部固定到遮蔽構(gòu)件200的下表面。進(jìn)ー步地，彈性構(gòu)件210可以是能夠支撐遮蔽構(gòu)件200的若干部分的至少ー個(gè)彈性構(gòu)件。首先，將載體102的前表面(圖2中的下表面)插入到容器230的內(nèi)側(cè)。并且，將載體102向下側(cè)移動(dòng)，以使得遮蔽構(gòu)件200的上表面接觸載體102的前表面的中心部分。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的形成堵塞部分的方法的示意性橫截面圖。參考圖3，如果在圖2的條件下進(jìn)ー步地將載體102向下側(cè)推動(dòng)，則彈性構(gòu)件210被壓縮并且遮蔽構(gòu)件200和載體102向下側(cè)移動(dòng)，并且填充在容器230內(nèi)的堵塞材料220流入到沿著載體102的前表面的邊緣部分形成的通道112的入口內(nèi)。進(jìn)ー步地，堵塞材料220并未流入到被遮蔽構(gòu)件200封閉的通道112內(nèi)。 如圖2和圖3所示，遮蔽構(gòu)件200的上表面具有對(duì)應(yīng)于載體102的前表面的扁平形狀。進(jìn)ー步地，卷簧、板簧等可以應(yīng)用于彈性構(gòu)件210，并且如果對(duì)遮蔽構(gòu)件200進(jìn)行彈性支撐的話，任何結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于該彈性構(gòu)件。圖4是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的被催化劑單元的制造設(shè)備制造的載體的示意性橫截面圖。參考圖4，如果在圖3的條件下抬升載體102的話，則對(duì)應(yīng)于遮蔽構(gòu)件200的通道開ロ部分110形成在載體102內(nèi)，并且堵塞材料220插入了預(yù)定長度的通道堵塞部分120形成在載體102內(nèi)。進(jìn)ー步地，對(duì)通道的一部分進(jìn)行封閉的堵塞材料220通過加熱或者干燥エ藝而得到硬化。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式當(dāng)中，通道堵塞部分120可以在載體102的前表面或者后表面上形成。圖5是顯示用來在載體內(nèi)涂覆催化劑的方法的示意性橫截面圖，該載體是通過根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的制造設(shè)備制成的。參考圖5，在通道堵塞部分120形成在載體102內(nèi)的條件下，載體102的前側(cè)被浸潰到載體涂料500當(dāng)中。在該條件下，吸入設(shè)備510通過通道開ロ部分110而吸入該載體涂料500。通過通道開ロ部分110而被吸入的載體涂料500在通道112的內(nèi)表面上涂覆了預(yù)定厚度，并且剩余的載體涂料向下運(yùn)行以通過重力而被排到載體102之外。形成在載體102內(nèi)的所涂覆的載體涂料500通過干燥或者加熱エ藝而被硬化，其如圖I所示，并且形成了催化劑涂層114。圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的制造方法的流程圖。參考圖6，在步驟S600中制造或者制備載體102。正如參考圖2和圖3所描述的那樣，在步驟S610中將載體102的前側(cè)插入到容器230 內(nèi)。并且，在步驟S620中使得遮蔽構(gòu)件200接觸載體102的前表面的中心部分。當(dāng)遮蔽構(gòu)件200接觸載體102的時(shí)候，如果載體102被壓下，則在步驟S630中載體102向下移動(dòng)并且彈性構(gòu)件210被壓縮。
在步驟S640中，堵塞材料220以預(yù)定長度流動(dòng)穿過除了遮蔽構(gòu)件200接觸的那部分以外的其余的開ロ通道112。當(dāng)堵塞材料220流入載體102的邊緣部分的通道112的時(shí)候，在步驟S650中抬升載體102，并且在步驟S660中對(duì)載體102進(jìn)行干燥或加熱，從而使得堵塞材料220硬化。如圖5所示，在步驟S670中通過通道開ロ部分110而吸入載體涂料500，并且通過干燥或加熱エ藝沿著開ロ通道112的內(nèi)表面形成催化劑涂層114。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元被設(shè)置的條件的示意性橫截面圖。參考圖7，轉(zhuǎn)換器殼體730設(shè)在排放管線上，并且催化劑單元(100，載體)設(shè)置在該轉(zhuǎn)換器殼體730內(nèi)。如圖所示，轉(zhuǎn)換器錐形部分720 (其直徑變得更大)在排放管線700周圍形成在轉(zhuǎn) 換器殼體730內(nèi)，并且催化劑單元100的邊緣部分被轉(zhuǎn)換器錐形部分720支撐。因此，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換器錐形部分720的死區(qū)710形成在催化劑單元100內(nèi)，并且排氣很難流到死區(qū)。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中，塞子122封閉了沿著載體100的邊緣而形成的對(duì)應(yīng)于死區(qū)710的通道的入口或出口，并且并未沿著被堵塞的通道而形成涂層。因此，浄化效率并未變?cè)悴⑶夜?jié)省了催化劑材料。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中，所述載體為圓柱形，但是該載體可以是具有橢圓類型或者跑道類型的形狀。圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的用來在催化劑單元中形成通道堵塞部分的方法的立體圖。參考圖8，制備載體102以制造催化劑單元100，其中從載體102的前表面到后表面形成了多個(gè)通道112。此處，通道的入口和出口都是開ロ的。如圖所示，遮蔽構(gòu)件200遮蓋了載體102的前表面。此處，遮蔽構(gòu)件200布置在載體102的前表面的中心部分處，而并未沿著其邊緣部分布置。因此，邊緣部分的通道112的入口是開ロ的。圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的用來在催化劑單元中形成通道堵塞部分的方法的側(cè)視圖。參考圖9，遮蔽構(gòu)件200遮蓋了載體102的前表面，并且輥?zhàn)?00沿著載體102的前表面滾動(dòng)。此處，堵塞材料附著在輥?zhàn)?00上，并且堵塞材料220流入并未被遮蔽構(gòu)件200遮蓋的開ロ通道112當(dāng)中。此處，堵塞材料220是液體類型，從而充分地流入通道112內(nèi)。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式當(dāng)中，使用刷子310來在載體102的前表面上散播堵塞材料220。附著在刷子310上的堵塞材料220流入載體102的開ロ通道112內(nèi)。圖10是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。參考圖10，如果在圖3中去除了遮蔽構(gòu)件200，則在載體102的前表面的中心部分內(nèi)形成了通道開ロ部分110。進(jìn)ー步地，利用堵塞材料形成了通道堵塞部分120，其是通過沿著載體102的前表面的邊緣部分的刷子310或者輥?zhàn)?00而形成的。圖11是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的制造方法的流程圖。
參考圖11，在步驟S600中制備載體102，開ロ通道112從該載體102的前表面到后表面形成，并且在步驟S610中，使用遮蔽構(gòu)件200來遮蓋載體102的前表面的中心部分。在步驟S620中，使用輥?zhàn)?00或者刷子310，以使得堵塞材料220堵塞住除了遮蔽構(gòu)件200之外的載體102的邊緣部分的通道112。進(jìn)ー步地，在步驟S630中移除遮蔽構(gòu)件200，并且通過干燥或者加熱エ藝而對(duì)插入到通道112中的堵塞材料220進(jìn)行硬化，從而制成了圖I中的塞子122。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中，所述載體為圓柱形，但是該載體可以是具有橢圓類型或者跑道類型的形狀。圖12是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的示意性立體圖。參考圖12，催化劑單元100包括載體102。
對(duì)載體102進(jìn)行制備，其中從載體102的前表面到后表面形成了多個(gè)通道112。進(jìn)一歩地，載體102的除了前表面和后表面的外圓周被表皮部分131和表皮附加部分132環(huán)繞。如圖所示，表皮部分131環(huán)繞了載體102的外圓周，并且表皮附加部分132環(huán)繞了表皮部分131的外圓周，表皮部分131的厚度大于表皮附加部分132的厚度，并且并未從前表面到后表面而在表皮部分131和表皮附加部分132上形成通道。此處，表皮部分131的形成材料與通道開ロ部分110的形成材料相同，并且表皮附加部分132形成在表皮部分131上。如果通道開ロ部分110膨脹，則形成了入口和出口都開ロ的通道112，并且催化劑涂層114形成在通道的內(nèi)表面上。排氣流入通道112的入口，從而與催化劑涂層114進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并且排氣中的有害材料被減少，從而從通道的出口中排出。同時(shí)，通道開ロ部分110和表皮部分131通過擠出、干燥和加熱而進(jìn)行制造，其中表皮部分131大約為Imm厚,但是如果表皮部分131厚度超過2mm的話,則通道開ロ部分110和表皮部分131之間的邊界可能會(huì)裂開。因此，在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式當(dāng)中，由于在載體102的擠出エ藝當(dāng)中表皮部分131的厚度不能較大，因此考慮到排氣的流動(dòng)特性和載體的耐久性而進(jìn)一歩地在表皮部分131上形成了表皮附加部分132。進(jìn)ー步地，通過形成表皮附加部分132而使得待被涂覆在載體102邊緣內(nèi)的催化劑并未被不必要地浪費(fèi)掉，排氣很難流入載體102的邊緣部分，因此均勻地保持了排氣的凈化率。圖13是橫截面?zhèn)纫晥D，其顯示了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的載體布置在模具中從而在催化劑單元中形成表皮附加部分的條件。參考圖13，催化劑單元100包括載體102，通道開ロ部分110和表皮部分131形成在該載體102內(nèi)，載體102插入到模具133中，并且載體102被模具133的下支撐部分135支撐。此處,通過在模具133的內(nèi)圓周和載體102的外圓周之間的預(yù)定間隙而形成空間134。并且，表皮材料136填充到該空間134內(nèi)從而形成了表皮附加部分132。表皮材料136可以與形成載體102的材料相同。因此，表皮材料136可以包括堇青石和粘結(jié)劑用樹脂。圖14是橫截面?zhèn)纫晥D，其顯示了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的將表皮材料布置在載體和模具之間從而在催化劑單元上形成表皮附加部分的條件。參考圖14，表皮材料填充到模具133的內(nèi)圓周之間的空間134內(nèi)，并且該被填充的材料進(jìn)行了安全加壓。如圖所示，表皮部分131具有Imm的第一厚度dl，并且填充到模具和表皮部分131之間的表皮材料136具有大于第一厚度dl的第二厚度d2。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中，表皮材料136包括堇青石材料和粘結(jié)劑，在表皮材料136中包含氣泡，但是通過加壓エ藝而去除了該氣泡。圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的在催化劑單元中形成表皮附加部分的條件的橫截面?zhèn)纫晥D。參考圖15，如果移除模具133并且對(duì)載體102進(jìn)行干燥和加熱的話，則在表皮部分 131上形成了表皮附加部分132。如圖所示，表皮部分131具有第一厚度dl，表皮附加部分132具有第二厚度d2。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式當(dāng)中，表皮部分131具有大于Imm的厚度，而表皮附加部分132具有大約4mm的厚度，其中理想地是表皮附加部分132的厚度至少為2mm。圖16是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的用來在催化劑單元中形成催化劑涂層的方法的橫截面?zhèn)纫晥D。將載體102的前部(表皮部分131和表皮附加部分132形成在該前部上)浸潰到載體涂料500中，并且布置在該前部相對(duì)側(cè)的吸入設(shè)備510通過該吸入設(shè)備510來吸入載體涂料500。因此，在通道開ロ部分110的每個(gè)通道112的內(nèi)側(cè)形成了催化劑涂層114。圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式的催化劑單元的制造方法的流程圖。參考圖17,在步驟S600中制備載體102。堇青石面團(tuán)(cordierite dough)被擠出、干燥或加熱，從而形成載體102和表皮部分，其中載體102與表皮部分131 —體形成。在步驟S610中將載體102布置到模具133內(nèi)，并且在步驟S620中對(duì)表皮材料136進(jìn)行填充和加壓。進(jìn)ー步地，在步驟S630中移除模具133，并且在步驟S640中通過干燥和加熱エ藝來形成表皮附加部分132。 進(jìn)ー步地，在步驟S650中通過通道開ロ部分110而吸入載體涂料500，并且在步驟S660中通過干燥和加熱來形成催化劑涂層114。盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是具有實(shí)踐性的示例性實(shí)施方式來進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明并未限制于所公開的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明g在涵蓋各種修改和等價(jià)形式，其包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍當(dāng)中。為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語上或下、前或后、內(nèi)(內(nèi)側(cè))或外(外側(cè))等是用于參考圖中顯示的這些特征的位置來描述示例性實(shí)施方式的特征。前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由所附的權(quán)利要求書及其等同形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種催化劑單元的制造設(shè)備，用來通過堵塞材料而局部封閉多個(gè)通道，該制造設(shè)備包括容器，該容器填充有堵塞材料；遮蔽構(gòu)件，該遮蔽構(gòu)件布置在所述堵塞材料的上側(cè)并且與載體的前表面的一部分相接觸；以及彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件在向上方向上弾性支撐所述遮蔽構(gòu)件，其中所述堵塞材料流動(dòng)穿過并未接觸所述遮蔽構(gòu)件的開ロ通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑單元的制造設(shè)備，其中所述彈性構(gòu)件的一端連接到所述容器的底表面，該彈性構(gòu)件的另一端連接到所述遮蔽構(gòu)件的下表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑單元的制造設(shè)備，其中所述遮蔽構(gòu)件的上表面是扁平的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑單元的制造設(shè)備，其中所述遮蔽構(gòu)件被布置成接觸所述載體的前表面的中心部分，而并不接觸該載體的邊緣部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑單元的制造設(shè)備，其中所述遮蔽構(gòu)件被布置成與所述堵塞材料的上表面相距預(yù)定距離。
6.一種催化劑單元的制造方法，包括提供催化劑單元的制造設(shè)備，該制造設(shè)備包括具有堵塞材料的容器、布置在所述堵塞材料的上部的遮蔽構(gòu)件、和在向上方向上弾性支撐所述遮蔽構(gòu)件的彈性構(gòu)件；將載體的前部段插入到所述容器內(nèi)，其中該載體包括在所述載體的前表面中形成的多個(gè)通道，其中所述通道的一部分被所述遮蔽構(gòu)件封閉；降低所述載體，以使得所述彈性構(gòu)件被該載體壓縮；并且降低所述載體，以通過載體而使得所述堵塞材料流入未被所述遮蔽構(gòu)件封閉的開ロ通道內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑單元的制造方法，其中當(dāng)所述堵塞材料流入所述開ロ通道內(nèi)的時(shí)候，所述堵塞材料被插入了預(yù)定長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑單元的制造方法，還包括抬升所述載體，以使得該載體與所述遮蔽構(gòu)件分離；并且對(duì)流入到通道中的堵塞材料進(jìn)行硬化。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑單元的制造方法，還包括在所述載體的多個(gè)通道的一部分被所述堵塞材料封閉的條件下，將所述載體的前部段浸沒到載體涂料內(nèi)；并且通過在前表面上形成的多個(gè)通道來吸入所述載體涂料，從而將該載體涂料涂覆在所述開ロ通道的內(nèi)表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑單元的制造方法，其中當(dāng)所述堵塞材料封閉了所述開ロ通道的時(shí)候，所述遮蔽構(gòu)件接觸所述載體的前表面的除了邊緣部分的中心部分。
11.一種催化劑單元的制造方法，包括將遮蔽構(gòu)件毗靠載體的前表面的一部分，從而遮蓋所述前表面的這部分；并且將堵塞材料插入到未被所述遮蔽構(gòu)件遮蓋的開ロ通道內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的催化劑單元的制造方法，其中當(dāng)插入所述堵塞材料的時(shí)候， 輥?zhàn)友刂鲚d體的前表面滾動(dòng)，并且利用所述輥?zhàn)油磕ǖ乃龆氯牧戏忾]了所述開口通道的入口。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的催化劑單元的制造方法，其中當(dāng)插入所述堵塞材料的時(shí)候， 刷子沿著所述載體的前表面進(jìn)行移動(dòng)，并且利用所述刷子涂抹的所述堵塞材料封閉了所述開口通道的入口。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的催化劑單元的制造方法，還包括 除去所述遮蔽構(gòu)件；并且 對(duì)封閉所述開口通道的堵塞材料進(jìn)行硬化和干燥。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的催化劑單元的制造方法，其中所述遮蔽構(gòu)件遮蓋了所述載體的前表面的中心部分，從而所述開口通道能夠沿著所述載體的前表面的邊緣部分進(jìn)行定位。
16.一種催化劑單元，包括 載體； 通道開口部分，排氣通過該通道開口部分而從前表面穿到后表面； 表皮部分，該表皮部分沿著所述載體的圓周形成并具有第一厚度，其中該表皮部分與所述通道開口部分一體形成；以及 表皮附加部分，該表皮附加部分在所述表皮部分的外表面上以第二厚度形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的催化劑單元，其中所述第一厚度比所述第二厚度更厚。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的催化劑單元，其中所述表皮附加部分的形成材料與所述表皮部分和所述通道開口部分的形成材料相同。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的催化劑單元，其中所述表皮附加部分沿著圓周方向具有均勻的厚度，并且從所述前表面到所述后表面并未形成通道。
20.一種催化劑單元的制造方法，包括 將載體插入到模具中，其中表皮部分沿著所述載體的圓周一體形成； 將表皮材料填充到所述模具的內(nèi)圓周和所述載體的外圓周之間形成的空間內(nèi)； 在所述表皮材料固定到所述載體上的情況下移除所述模具；并且 通過加熱所述載體和所述表皮材料來形成表皮附加部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的催化劑單元的制造方法，其中形成在所述載體的圓周上的所述表皮部分具有第一厚度，并且在所述表皮部分的外圓周和所述模具的內(nèi)圓周之間形成了第二厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的催化劑單元的制造方法，其中所述表皮附加部分的制造材料與通道開口部分的制造材料相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的催化劑單元的制造方法，其中所述表皮附加部分沿著所述表皮附加部分的圓周方向具有均勻的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的催化劑單元的制造方法，其中表皮材料被填充到所述模具的內(nèi)圓周和所述載體的外圓周之間形成的空間內(nèi)，并且通過對(duì)該表皮材料進(jìn)行加壓而使得該 表皮材料硬化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化轉(zhuǎn)換器及其制造方法，其中一種催化劑單元可以包括載體；通道開口部分，排氣穿過該通道開口部分；表皮部分，該表皮部分沿著圓周形成并與所述通道開口部分一體形成；以及表皮附加部分，該表皮附加部分在所述表皮部分的外表面上以第二厚度形成。一種催化劑單元的制造設(shè)備可以包括容器、遮蔽構(gòu)件和彈性構(gòu)件，其中堵塞材料流過開口通道并且不接觸所述遮蔽構(gòu)件。一種催化劑單元的制造方法可以包括遮蓋所述遮蔽構(gòu)件并且將堵塞材料插入到開口通道內(nèi)。對(duì)應(yīng)于死區(qū)的通道被堵塞并且并未在被堵塞的通道內(nèi)形成催化劑涂層，從而降低了催化劑的成本。
文檔編號(hào)F01N3/28GK102828805SQ20111044342
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者崔城茂 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社