[实用新型]混合型内燃机排气催化净化部件

说明书

本实用新型是关于一种混合型催化净化部件，是用于内燃机排气净化装置，特别是汽车排气净化消声器的混合型催化净化部件。

在中国实用新型专利CN86202876中，本发明人成功地提出了一种陶瓷蜂窝和合金蜂窝相结合的混合型催化净化部件，它汇集了合金蜂窝具有的耐机械振动性能好，导热性好，活性起动快、孔壁较薄，在相同体积下几何表面积可更大些，而且，成型容易；以及陶瓷蜂窝具有的熔点较高、热膨胀系数较低、与催化活性物质的相容性较好，因而使活性物质涂层不易脱落、气流阻力较小、载体物性如孔结构、比表面积等可调变范围较宽等等优点，从而获得了较好的排气净化效果。但是，如何匹配这两种蜂窝结构对提高排气净化效果关系极大，而且合金蜂窝在过热状态下易于烧结，成本也较高，陶瓷蜂窝由于抗机械冲击能力较差，容易破损。使用时，若气流在整个通流载面上分布不均匀，会导致局部过热而烧裂。

本实用新型的目的是，既要克服合金蜂窝结构易烧结，成本高，陶瓷蜂窝结构易破损的缺点，又要将上述两种结构的优点集中起来，从而为内燃机排气净化装置提供一种优化的、物理性能与化学性能具佳的催化净化部件。

根据本实用新型的混合型催化净化部件，其特征在于将浸有催化剂的合金波纹带与平带相间地缠绕在整体陶瓷蜂窝催化剂外壁，构成陶瓷蜂窝催化剂为内芯的园柱体或椭园体的整体结构，混合型催化剂通流截面的直径由合金波纹带与平带的圈数调整，陶瓷蜂窝催化剂与合金蜂窝催化剂混合后的体积比率为0.8～4.5：1，合金波纹带与平带的宽度与整体陶瓷蜂窝催化剂的高度之比为0.1～1.1。

当上述的宽度和高度之比小于0.5时，沿整体陶瓷蜂窝催化剂轴向并列缠绕若干段彼此留有间隙为2～30mm的合金催化剂，该合金催化剂之间用环状三瓣隔板隔开。

根据本实用新型的混合型催化净化部件，由于整体陶瓷蜂窝催化剂处于通流截面的中心，气流分布均匀，从而避免了因局部过热而使载体烧裂的现象；外层为合金载体催化剂，利用其良好的导热性，通过与其接触的净化装置壁面散热调节，而避免了过热状态使其烧结的现象，相当于将其耐热温度提高了100～200℃，又由于合金载体催化剂具有一定的弹性，起到了减振作用，从而提高了净化部件的机械强度；混合型催化剂通流截面的直径可由合金波纹带与平带的圈数调整，便于在不同尺寸的净化器中加以推广应用；采用了占较大比例的整体陶瓷蜂窝催化剂，因而成本较低，且净化率稳定。

现在结合下列附图详细说明本实用新型的混合型催化净化部件的构成及其特征。

附图1－合金蜂窝催化剂与陶瓷蜂窝催化剂等宽的混合型净化部件。

附图2－三瓣隔板

附图3－B／H＜0.5的混合型净化部件。

附图4－附图3的A－A剖面图。

附图1  所示为本实用新型中B／H＝1的一种型式。其中B为合金波纹带1与平带2的宽度；H为陶瓷蜂窝催化剂载体的高度。将合金波纹带1与平带2相间地紧紧缠绕在整体陶瓷蜂窝3的外壁上，从而形成了一块整体陶瓷蜂窝催化剂为内芯，合金蜂窝催化剂为外层的园柱体或椭园柱体，其通流截面的直径由合金波纹带与平带的圈数调整，陶瓷蜂窝催化剂与合金蜂窝催化剂混合后的体积比率为0.8～4.5：1。一个催化净化部件，可以由一块或多块这种混合型催化剂按一定方式排列组成。

由于合金波纹带1与平带2上布满了小孔和毛刺，其摩擦力可以使其与陶瓷催化剂外壁接触处无相对运动。为增大摩擦力，也可以在陶瓷催化剂表面沿轴向开若干条小于1毫米深的浅槽。

最外层的合金波纹带接头，可采用点焊或用钢卡使其固定在混合型催化剂外壁上。

由于上述两种催化剂的载体都具有不同的微孔结构，因而存在着声阻，对噪声中的高频成分具有一定的吸声作用，其吸声系数为0.3～0.6。

图2  所示为三瓣隔板，三瓣隔板4焊接在环状固定架5上，固定架5的形状由整体陶瓷蜂窝催化剂3的载体形状确定。

图3  所示为B／H＜0.5时本实用新型的一种型式。沿整体陶瓷蜂窝催化剂3的轴向并列缠绕若干段彼此留有2～30mm间隙的合金催化剂1与2，合金催化剂之间可以用环状三瓣隔板4隔开。

图4  为图3的A－A剖面图，整体陶瓷蜂窝催化剂3的截面可以是园形、椭园形或矩形。

本实用新型也可以用于工业催化净化装置中。

本实用新型用于BJ130汽车的JX节油型净化消声器中，使用了B＝H＝50mm，直径160mm的混合型催化剂三块，相互留有20mm的间隙而组成的混合型净化部件，陶瓷蜂窝催化剂与合金蜂窝催化剂的体积比为1.4：1，其初始净化率为CO：98％，HC：95％；运行8万公里后，净化部件没有任何破损，其净化率为CO：58％，HC：50％。