BR112021002468A2

BR112021002468A2 - dispositivo catalisador

Info

Publication number: BR112021002468A2
Application number: BR112021002468-9A
Authority: BR
Inventors: Kazuhisa Maeda; Hiromitsu Takeda; Hiroyuki Horimura
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2019-08-06
Publication date: 2021-07-27
Also published as: EP3834934A1; US11273409B2; EP3834934A4; JPWO2020032002A1; US20210291113A1; CN112566720A; WO2020032002A1

Abstract

dispositivo catalisador. a presente invenção refere-se a um dispositivo catalisador que permite eficientemente purificar o gás de escape. um dispositivo catalisador (36) compreende: um suporte de catalisador (42) que é formado com o empilhamento e o enrolamento de uma placa plana em forma de folha de metal (52) e de uma placa ondulada em forma de folha de metal (54) e que suporta um catalisador; e um cilindro externo (44) que aloja o suporte de catalisador (42) e que suporta o suporte de catalisador (42) de tal modo que uma parte de extremidade (42a) do suporte de catalisador (42) seja orientada para um lado a montante de gás de escape e outra parte de extremidade (42b) do suporte de catalisador (42) seja orientada para um lado a jusante de gás de escape. a placa plana (52) e a placa ondulada (54) apresentam uma pluralidade de orifícios (54) e são cobertas com um revestimento que inclui um material catalítico. o revestimento que cobre o lado a jusante dos orifícios (64) é mais espesso do que o revestimento que cobre o lado a montante dos orifícios (64).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSI- TIVO CATALISADOR".

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo catalisador que é formado por uma placa plana e uma placa ondulada que são em- pilhadas e enroladas e que suportam um suporte de catalisador que su- porta um catalisador ao alojar o suporte de catalisador em um cilindro externo.

TÉCNICA ANTECENDENTE

[0002] Um veículo provido com um motor de combustão interna in- clui um sistema de escape para descarregar o gás de escape do veículo que é gerado em um processo de combustão do motor de combustão interna. O sistema de escape inclui um dispositivo catalisador que puri- fica o gás de escape. Na Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberta a Inspeção Pública No. 2014-147879, é descrito um dispositivo catalisador para um pequeno motor de combustão interna que é provido em uma motocicleta. Este dispositivo catalisador inclui um suporte de catalisador que suporta um catalisador, e um cilindro externo que su- porta o suporte de catalisador ao alojar o suporte de catalisador. O su- porte de catalisador é formado por uma placa plana em forma de folha de metal e uma placa ondulada em forma de folha de metal que são empilhadas e enroladas. A Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberta a Inspeção Pública No. 2005-535454 (PCT) descreve um corpo em forma de favo de mel com orifícios (um suporte de catalisador) que é formado por uma placa fina plana (placa plana) e uma placa fina on- dulada (placa ondulada), cada placa apresentando orifícios.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] A fim de que o dispositivo catalisador eficientemente purifi- que o gás de escape, é desejável que o gás de escape e o catalisador entrem em contato (colidam) frequentemente. Um método é o de causar turbulência no gás de escape que flui no dispositivo catalisador. Como o suporte de catalisador da Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberta a Inspeção Pública No. 2005-535454 (PCT), quando a placa plana e a placa ondulada tiverem orifícios, a forma de um percurso de fluxo no suporte de catalisador se tornará complexa, por meio do que ocorre a turbulência.

[0004] No entanto, quando as superfícies da placa plana e da placa ondulada forem planas, parte do gás de escape poderá fluir diretamente. Como resultado, a purificação do gás de escape será insatisfatória.

[0005] A presente invenção foi criada em vista de tais problemas e um objetivo da mesma é o de prover um dispositivo catalisador que possa eficientemente purificar o gás de escape.

[0006] A presente invenção é um dispositivo catalisador que inclui: um suporte de catalisador que é formado por uma placa plana em forma de folha de metal e uma placa ondulada em forma de folha de metal que são empilhadas e enroladas e que suporta um catalisador; e um cilindro externo que aloja o suporte de catalisador no mesmo e que suporta o suporte de catalisador com uma extremidade do suporte de catalisador formada para ficar voltada para um lado a montante do gás de escape e outra extremidade do suporte de catalisador formada para ficar voltada para um lado a jusante do gás de escape, em que a placa plana e a placa ondulada incluem uma pluralidade de orifícios e são cobertas por um revestimento apresentando uma espes- sura não uniforme e contendo um material catalítico.

[0007] De acordo com a presente invenção, é possível eficiente- mente purificar o gás de escape.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0008] A Figura 1 é uma vista lateral esquerda de uma motocicleta.

[0009] A Figura 2 é uma vista lateral esquerda de um sistema de escape.

[0010] A Figura 3 é uma vista em seção de uma porção de armaze- namento de catalisador.

[0011] A Figura 4 é um digrama esquemático que esquematica- mente representa um dispositivo catalisador visto a partir de um lado a montante.

[0012] A Figura 5 é um diagrama esquemático que esquematica- mente representa uma placa plana.

[0013] A Figura 6 é um diagrama explicativo para uma explicação de uma parte de brasagem.

[0014] A Figura 7 é um diagrama esquemático que representa parte de uma superfície cortada de um suporte de catalisador cortado ao longo de uma linha axial.

[0015] A Figura 8 é um diagrama explicativo para um orifício.

[0016] A Figura 9 é uma seção transversal parcial da primeira área entre orifícios em um plano perpendicular à direção de linha axial.

[0017] A Figura 10 é uma parte de uma seção transversal parcial da segunda área entre orifícios no plano perpendicular à direção de linha axial.

[0018] A Figura 11 é um digrama explicativo para um resultado da análise de uma relação de abertura.

[0019] E a Figura 12 é um diagrama explicativo para um método de fabricação do suporte de catalisador.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES

[0020] Doravante, as concretizações preferidas de um dispositivo catalisador de acordo com a presente invenção serão descritas em de- talhes com referência aos desenhos anexos.

[0021] Na descrição abaixo, os termos "a montante" e "a jusante" são definidos com relação ao fluxo de gás de escape. [1. Sistema de Exaustão 14]

[0022] Conforme representado na Figura 1, uma motocicleta 10 in- clui um motor de combustão interna 12 como uma fonte de acionamento para deslocamento. Um sistema de escape 14 é conectado ao motor de combustão interna 12.

[0023] Conforme representado na Figura 2, o sistema de escape 14 inclui um flange 16, um tubo de escape do lado a montante 18, uma porção de armazenamento de catalisador 20, um tubo de escape do lado a jusante 22 (Figura 3), uma cobertura de blindagem térmica 24 e um silenciador 26. O tubo de escape do lado a montante 18 é conectado a uma cabeça de cilindro do motor de combustão interna 12 pelo flange

16. A porção de armazenamento de catalisador 20 é conectada a uma extremidade do lado a jusante do tubo de escape do lado a montante

18. A configuração da porção de armazenamento de catalisador 20 será descrita abaixo em [2]. O tubo de escape do lado a jusante 22 (Figura 3) é conectado a uma extremidade do lado a jusante da porção de ar- mazenamento de catalisador 20. A cobertura de blindagem térmica 24 é conectada à extremidade do lado a jusante da porção de armazena- mento de catalisador 20 de tal maneira a cobrir o tubo de escape do lado a jusante 22. O silenciador 26 é conectado às extremidades do lado a jusante do tubo de escape do lado a jusante 22 e à cobertura de blin- dagem térmica 24. O sistema de escape 14 é conectado a uma estrutura de um corpo de veículo por um ou mais suportes 28. Com esta estrutura, o gás de escape que é descarregado do motor de combustão interna 12 é descarregado para fora depois de passar pelo tubo de escape do lado a montante 18, pela porção de armazenamento de catalisador 20, pelo tubo de escape do lado a jusante 22 e pelo silenciador 26. [2. Porção de Armazenamento de Catalisador 20]

[0024] Conforme representado na Figura 3, a porção de armazena- mento de catalisador 20 inclui um tubo cônico externo 30, um tubo de blindagem térmica 32, um tubo cônico interno do lado a montante 34,

um dispositivo catalisador 36, e um tubo cônico interno do lado a jusante

38. O tubo cônico externo 30 é conectado à extremidade do lado a ju- sante do tubo de escape do lado a montante 18. O tubo de blindagem térmica 32 é conectado a uma extremidade do lado a jusante do tubo cônico externo 30. O tubo cônico interno do lado a montante 34 é co- nectado à extremidade do lado a jusante do tubo de escape do lado a montante 18 em um local a jusante de uma conexão entre o tubo cônico externo 30 e o tubo de escape do lado a montante 18, e é localizado dentro do tubo cônico externo 30. O dispositivo catalisador 36 é conec- tado a uma extremidade do lado a jusante do tubo cônico interno do lado a montante 34 e localizado dentro do tubo de blindagem térmica 32. A configuração do dispositivo catalisador 36 será descrita abaixo em [3]. O tubo cônico interno do lado a jusante 38 é conectado a uma extremi- dade do lado a jusante do dispositivo catalisador 36 e localizado dentro do tubo de blindagem térmica 32. [3. Dispositivo Catalisador 36]

[0025] Conforme representado nas Figuras 3 e 4, o dispositivo ca- talisador 36 inclui um suporte de catalisador 42 e um cilindro externo 44. O suporte de catalisador 42 é substancialmente apresentado na forma de um cilindro apresentando uma estrutura em forma de favo de mel e é formado por uma ou mais placas planas em forma de folha de metal 52 (Figura 9) e uma ou mais placas onduladas 54 (Figura 9) que são placas planas em forma de folha de metal 52, com as placas planas em forma de folha de metal 52 e as placas onduladas 54 sendo empilhadas e enroladas. Cada placa plana 52 (e cada placa ondulada 54) é formada de aço inoxidável e apresenta uma pluralidade de orifícios 64 (Figura 5) que passam pela mesma de um lado para o outro. Os orifícios 64 serão descritos abaixo em [3.1].

[0026] O suporte de catalisador 42 suporta um catalisador. Por exemplo, no estado do suporte de catalisador 42, as superfícies da placa plana 52 e da placa ondulada 54 são cobertas por revestimento contendo um material catalítico (por exemplo, elementos do grupo de platina, tal como platina, paládio e ródio). A placa plana 52 e a placa ondulada 54 são unidas entre si. A junção da placa plana 52 e da placa ondulada 54 será descrita abaixo em [3.2].

[0027] O cilindro externo 44 é um cilindro cujo diâmetro interno é ligeiramente maior do que o diâmetro externo do suporte de catalisador

42. Como no caso da placa plana 52, o cilindro externo 44 é formado de aço inoxidável. O cilindro externo 44 aloja o suporte de catalisador 42. O cilindro externo 44 suporta o suporte de catalisador 42 em um estado em que uma extremidade 42a do suporte de catalisador 42 é formada para ficar voltada para o lado a montante do gás de escape e a outra extremidade 42b do suporte de catalisador 42 é formada para ficar vol- tada para o lado a jusante do gás de escape. Em um estado em que o cilindro externo 44 está suportando o suporte de catalisador 42, o eixo do cilindro externo 44 e o eixo do suporte de catalisador 42 coincidem entre si. Conforme representado na Figura 3, o eixo do cilindro externo 44 e do suporte de catalisador 42 é referido como eixo A. A superfície circunferencial externa do suporte de catalisador 42 e a superfície cir- cunferencial interna do cilindro externo 44 são unidas entre si. A junção do suporte de catalisador 42 e do cilindro externo 44 será descrita abaixo em [3.2]. [3.1 Placa Plana 52 com Orifícios 64]

[0028] A placa plana 52 será descrita com o uso da Figura 5. A placa plana 52 representada na Figura 5 está em um estado plano em que a placa plana 52 ainda não está moldada no suporte de catalisador 42. A placa plana 52 é um membro de metal em forma de folha de metal subs- tancialmente retangular de um comprimento L em uma primeira direção D1 e um comprimento W (> L) em uma segunda direção D2. A primeira direção D1 é paralela à direção do fluxo do gás de escape e à direção do eixo do suporte de catalisador 42 (uma direção na qual o eixo A se estende). Na Figura 5, uma direção do topo para a base no plano do papel é assumida como sendo a primeira direção D1. A segunda direção D2 é ortogonal à primeira direção D1. Na Figura 5, uma direção da es- querda para a direita no plano do papel é assumida como sendo a se- gunda direção D2. O comprimento L da placa plana 52 na primeira dire- ção D1 é o comprimento do suporte de catalisador 42 na direção do eixo do mesmo. O comprimento W da placa plana 52 na segunda direção D2 está relacionado ao diâmetro do suporte de catalisador 42. Por isso, o comprimento L e o comprimento W são determinados de acordo com o design do suporte de catalisador 42.

[0029] A placa plana 52 apresenta uma porção de formação de ori- fícios 60 e uma porção de borda 62 que circunda a porção de formação de orifícios 60. A placa plana 52 apresenta, na porção de formação de orifícios 60, uma pluralidade de orifícios 64 que se alinham na primeira direção D1 e na segunda direção D2. Uma linha de orifícios 64 na pri- meira direção D1 é referida como uma primeira linha 66. Uma linha de orifícios 64 na segunda direção D2 é referida como uma segunda linha

68. Quando uma linha que conecta os centros dos orifícios 64 na pri- meira linha 66 for chamada de uma linha central 66c da linha, os orifícios 64 serão dispostos de tal modo que as linhas centrais 66c sejam espa- çadas uniformemente. Quando uma linha que conecta os centros dos orifícios 64 na segunda linha 68 for chamada de linha central 68c da linha, os orifícios 64 serão dispostos de modo que as linhas centrais 68c sejam espaçadas uniformemente.

[0030] As primeiras linhas 66 são numeradas consecutivamente em direção da segunda direção D2. Os orifícios 64 em uma nésima primeira linha 66 e os orifícios 64 em uma n+1ésima primeira linha 66 formam alter- nadamente uma linha quando vistos a partir de um (ou outro) lado da segunda direção D2. Isto é, quando visto a partir de um (ou outro) lado da segunda direção D2, um orifício 64 da n+1ésima primeira linha 66 é disposto entre dois orifícios 64 que são adjacentes entre si na nésima pri- meira linha 66 e um orifício 64 da nésima primeira linha 66 é disposto entre dois orifícios 64 que são adjacentes entre si na n+1ésima primeira linha 66.

[0031] Do mesmo modo, as segundas linhas 68 são numeradas consecutivamente a partir de um lado para o outro na primeira direção D1. Os orifícios 64 em uma nésima segunda linha 68 e os orifícios 64 em uma n+1ésima segunda linha 68 formam alternadamente uma linha quando vistos a partir de (ou outro) lado da primeira direção D1. Isto é, quando visto a partir de um (ou outro) lado na primeira direção D1, um orifício 64 da n+1ésima segunda linha 68 é disposto entre dois orifícios 64 que são adjacentes entre si na nésima segunda linha 68 e um orifício 64 da nésima segunda linha 68 é disposto entre dois orifícios 64 que são adjacentes entre si na n+1ésima segunda linha 68.

[0032] Das duas (nésima e n+1ésima) primeiras linhas adjacentes 66, os orifícios 64 em uma (nésima) primeira linha 66 e os orifícios 64 na outra (n+1ésima) primeira linha 66 se sobrepõem uns aos outros por porções 64p quando vistos a partir da primeira direção D1. O comprimento de cada das porções sobrepostas 64p na segunda direção D2 é maior do que 0 e menor ou igual a 20% do comprimento (por exemplo, o diâmetro 2a) dos orifícios 64 na segunda direção D2. Por outro lado, de duas (nésima e n+1ésima) segundas linhas 68, os orifícios 64 em uma (nésima) se- gunda linha 68 e os orifícios 64 na outra (n+1ésima) segunda linha 68 são separados uns dos outros quando vistos a partir da segunda direção D2.

[0033] Aqui, será descrito um exemplo específico da placa plana 52. O orifício 64 apresenta uma forma circular. O raio a do orifício 64 tem 4,0 mm (o diâmetro do mesmo é de 8,0). O intervalo i2 entre as segun- das linhas 68 que são adjacentes entre si (isto é, o intervalo i2 entre uma nésima segunda linha 68 e uma n+1ésima segunda linha 68) é de 9,52 mm. A distância b entre as extremidades dos dois orifícios 64 que são adjacentes entre si é de 3,0 mm.

[0034] Estas formas e valores numéricos são fornecidos por meio de exemplo, podendo ser adotadas outras formas e valores numéricos. Por exemplo, o orifício 64 pode ter uma forma oval; nesse caso, qual- quer eixo, o eixo maior ou o eixo menor, pode ser paralelo à primeira direção D1 ou à segunda direção D2.

[0035] Ademais, o tamanho (por exemplo, o diâmetro 2a) dos orifí- cios 64 que são dispostos na região das porções 64p pode ser menor do que o tamanho (por exemplo, o diâmetro 2a) dos orifícios 64 que são dispostos em outra região. Em particular, é preferível reduzir o tamanho dos orifícios 64 incluídos nas determinadas segundas linhas 68 (da 1ª à késima segundas linhas 68) contados a partir da segunda linha 68 no lado a montante, isto é, a partir de um lado da primeira extremidade 52a que é a extremidade 42a do suporte de catalisador 42. Especificamente, quando o orifício 64 apresentar uma forma circular, o tamanho e a dis- posição dos orifícios 64 poderão ser ajustados de modo que uma rela- ção, distância b > o raio a, seja estabelecida. A redução do tamanho dos orifícios 64 no lado a montante aumenta a durabilidade para suportar a vibração (isto é denominado tremulação) do suporte de catalisador 42 causada por pulsação do gás de escape.

[0036] A placa ondulada 54 é formada com o alongamento da placa plana 52 na segunda direção D2 em um membro de metal em forma de folha de metal e com o processamento do membro de metal em forma de folha de metal na forma de ondas dispostas na segunda direção D2. A forma externa da placa ondulada 54 é substancialmente igual àquela da placa plana 52 quando vista em uma vista plana. A amplitude das ondas da placa ondulada 54 gradualmente aumenta e diminui: as ondas da placa ondulada 54 formam, por exemplo, uma onda senoidal. Os ori- fícios 64 da placa ondulada 54 são dispostos da mesma maneira que aqueles da placa plana 52. Entretanto, uma vez que a placa ondulada

54 é mais longa do que a placa plana 52 na segunda direção D2, a porção de formação de orifícios 60 é mais larga na segunda direção D2 e há mais orifícios 64. [3.2 Junção dos Membros] [3.2.1 Junção no Lado a Montante]

[0037] A junção da placa plana 52 e da placa ondulada 54 e a jun- ção do suporte de catalisador 42 e do cilindro externo 44 serão descritas com o uso da Figura 6. A Figura 6 mostra áreas de junção dos membros no dispositivo catalisador 36 representado na Figura 3. A placa plana 52 e a placa ondulada 54 são unidas entre si por brasagem, e o suporte de catalisador 42 e o cilindro externo 44 são também unidos entre si por brasagem.

[0038] Na presente concretização, uma porção no lado a montante no qual a placa plana 52 e a placa ondulada 54 são brasadas entre si é referida como uma primeira área a montante 70, e uma porção na qual o suporte de catalisador 42 e o cilindro externo 44 são brasados entre si é referida como uma segunda área a montante 72. A primeira área a montante 70 é uma área que se estende a partir da posição de uma extremidade 42a do suporte de catalisador 42 para uma posição que está distante da mesma por um comprimento L1 para o lado a jusante na direção do eixo. A segunda área a montante 72 é uma área que se estende da posição de uma extremidade 42a do suporte de catalisador 42 para uma posição afastada da mesma por um comprimento L2 para o lado a jusante na direção do eixo. O comprimento L2 é mais longo do que o comprimento L1. Isto é, a segunda área a montante 72 é mais larga do que a primeira área a montante 70 para o lado a jusante na direção do eixo.

[0039] No suporte de catalisador 42 localizado na primeira área a montante 70, a placa plana 52 e a placa ondulada 54 são brasadas entre si do centro para a circunferência externa. A primeira área a montante

70 contém as porções de borda 62 da placa plana 52 e da placa ondu- lada 54 e uma pluralidade de orifícios 64 na primeira à késima (determi- nado número ordinal) segundas linhas 68. Substancialmente, as partes de pico das porções de onda incluídas na placa ondulada 54 são brasa- das na placa plana 52. Entretanto, é difícil brasar todos os pontos de contato entre a placa plana 52 e a placa ondulada 54 que são incluídos na primeira área a montante 70. Por esta razão na presente concretiza- ção, a brasagem de todos os pontos de contato não é necessária.

[0040] O suporte de catalisador 42 e o cilindro externo 44 que são localizados na segunda área a montante 72 são brasados entre si. Es- pecificamente, a superfície circunferencial externa do suporte de catali- sador 42 e a superfície circunferencial interna do cilindro externo 44 são brasadas entre si.

[0041] Quanto mais perto do lado a montante, maior a vibração do dispositivo catalisador 36. Com a junção da placa plana 52 e da placa ondulada 54 na primeira área a montante 70 e a junção do suporte de catalisador 42 e do cilindro externo 44 na segunda área a montante 72, como na presente concretização, é possível eficientemente suprimir a vibração do suporte de catalisador 42. Além disso, uma vez que os membros não são unidos entre si ao longo do comprimento do suporte de catalisador 42, é possível impedir que o suporte de catalisador 42 seja danificado como resultado da expansão e da contração dos mem- bros sob a influência de calor. [4. Revestimento de Material Catalítico]

[0042] Com referência às Figuras de 7 a 9, é explicado um revesti- mento de material catalítico que cobre uma superfície interna do suporte de catalisador 42.

[0043] O suporte de catalisador 42 é formado pela placa plana 52 ilustrada na Figura 5 e pela placa ondulada 54 apresentando a mesma disposição dos orifícios 64 como aquela dos orifícios da placa plana 52.

Quando o suporte de catalisador 42 for cortado ao longo da linha axial A, parte da seção transversal se tornará um, conforme mostrado na Fi- gura 7. Nesta seção transversal, são providas porções de orifícios 80 onde a placa plana 52 e a placa ondulada 54 não estão presentes. Con- forme mostrado na Figura 8, as porções de orifícios 80 são formadas por orifícios 64 da placa plana 52 e da placa ondulada 54; em particular, os orifícios 64 nas mesmas segundas linhas 68 são agrupados para for- mar as porções de orifícios 80. Quando uma região onde são formadas as porções de orifícios 80 em relação à direção de linha axial for cha- mada de região de formação de orifícios 82, as regiões de formação de orifícios 82 estão presentes em intervalos aproximadamente iguais do lado a montante para o lado a jusante do suporte de catalisador 42. Este intervalo corresponde à distância b entre a extremidade do lado a ju- sante de um orifício 64 na nésima segunda linha 68 e a extremidade do lado a montante de um orifício 64 na (n+1)ésima segunda linha 68.

[0044] Na seção transversal ilustrada na Figura 7, no lado mais a montante, há uma região de borda 84 que corresponde à porção de borda 62. Depois da região de borda 84, as regiões de formação de orifícios 82 e as regiões entre orifícios 86 onde não são formadas as porções de orifícios 80 estão alternadamente presentes do lado a mon- tante para o lado a jusante. Além disso, a região entre orifícios 86 é dividida em uma primeira região entre orifícios 88 localizada no lado a jusante da região de formação de orifícios 82 e uma segunda região entre orifícios 90 localizada no lado a montante da região de formação de orifícios 82.

[0045] A espessura do revestimento que cobre a placa plana 52 e a placa ondulada 54 é explicada aqui. Por meio de comparação, o reves- timento formado nas regiões de formação de orifícios 82 e nas primeiras regiões entre orifícios 88 é mais espesso, ao passo que o revestimento formado na região de borda 84 e nas segundas regiões entre orifícios

90 é mais fino. A Figura 9 é uma seção transversal parcial da primeira região entre orifícios 88 em um plano perpendicular à direção de linha axial. A Figura 10 é parte de uma seção transversal parcial da segunda região entre orifícios 90 no plano perpendicular à direção de linha axial. Conhece-se a partir das Figuras 9 e 10 que as placas planas 52 e as placas onduladas 54 mostradas na Figura 9 são cobertas com uma quantidade maior de revestimento do que as placas planas 52 e as pla- cas onduladas 54 mostradas na Figura 10.

[0046] É difícil quantitativamente especificar a espessura do reves- timento em cada região. Por esta razão, neste relatório descritivo, uma relação de abertura é considerada em vez da espessura do revesti- mento em cada região. A relação de abertura é definida como uma re- lação de uma área de vazios (uma área de uma porção onde a placa plana 52, a placa ondulada 54, e o revestimento estão faltando) - área de seção transversal do suporte de catalisador 42 que é perpendicular à direção de linha axial. Em cada posição da região entre orifícios 86 na direção de linha axial, as áreas em seção transversal da placa plana 52 e da placa ondulada 54 são aproximadamente iguais. Desse modo, a relação de abertura depende da quantidade (área em seção transversal) de revestimento em uma posição - em outras palavras, da espessura do revestimento.

[0047] A Figura 11 mostra resultados de uma análise da relação de abertura conduzida pelos inventores. Conforme pode ser visto a partir da Figura 11, a relação de abertura da primeira região entre orifícios 88 é maior do que aquela da segunda região entre orifícios 90 em cerca de 5%. Isto significa que o revestimento na primeira região entre orifícios 88 é mais espesso do que o revestimento na segunda região entre ori- fícios 90. Uma vez que a porção de orifícios 80 é um grupo de orifícios 64, a mesma característica pode se aplicar a um único orifício 64. Isto é, o revestimento que cobre o lado a jusante do orifício 64 é mais es- pesso do que o revestimento que cobre o lado a montante do orifício 64.

[0048] Além disso, o revestimento na região de formação de orifí- cios 82 - o revestimento que cobre uma porção (a placa plana 52 e a placa ondulada 54) que não a porção de orifícios 80 localizada na região de formação de orifícios 82 - é também mais espesso. O revestimento na região de formação de orifícios 82 é mais espesso do que o revesti- mento na segunda região entre orifícios 90 em 20% ou mais.

[0049] Quando o revestimento na região de formação de orifícios 82 e na primeira região entre orifícios 88 for configurado para ser mais es- pesso do que o revestimento na segunda região entre orifícios 90, a turbulência (vórtice, remoinho) facilmente ocorrerá no gás de escape que flui através do suporte de catalisador 42. Quando a turbulência ocor- rer no gás de escape, o gás de escape apresentará mais oportunidades para entrar em contato com o catalisador, por meio do que a eficiência da purificação do gás de escape é aperfeiçoada.

[0050] A partir de um ponto de vista de criação de turbulência, o revestimento da segunda região entre orifícios 90 pode ser mais es- pesso do que o revestimento da primeira região entre orifícios 88. Isto é, a superfície interna do suporte de catalisador 42 é coberta com o re- vestimento que apresenta pelo menos uma espessura não uniforme do lado a montante para o lado a jusante. Neste relatório descritivo, a es- pessura não uniforme significa que a diferença na espessura entre o revestimento mais espesso e o revestimento mais fino é 3% ou mais. [5. Método para Produzir o Dispositivo Catalisador 36]

[0051] Conforme representado na Figura 12, ao suportar um mem- bro de suporte a porção central C de um corpo empilhado 50 que é for- mado com o empilhamento da placa plana 52 em ambos os lados da placa ondulada 54, e ao girar o membro de suporte, a porção central C é girada em uma direção R, por meio do que é formado o suporte de catalisador 42 no qual o corpo empilhado 50 é empilhado do centro para a direção radial. Em se fazendo isso, a placa plana 52 e a placa ondu- lada 54 são brasadas entre si e o suporte de catalisador 42 é formado em uma forma substancialmente cilíndrica.

[0052] O corpo empilhado 50 pode ser uma pluralidade de camadas formadas de uma pluralidade de placas planas 52 e de uma pluralidade de placas onduladas 54 que são alternadamente empilhadas. Além disso, conforme descrito na Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberta a Inspeção Pública No. 2014-147879 acima mencionada, o su- porte de catalisador 42 pode ser formado suportando uma extremidade do corpo empilhado 50 com o membro de suporte e girando o membro de suporte na direção R.

[0053] Em seguida, o suporte de catalisador substancialmente cilín- drico 42 é inserido no cilindro externo 44 e o suporte de catalisador 42 e o cilindro externo 44 são brasados entre si.

[0054] Depois, uma solução mista de alta viscosidade contendo o material catalítico é colocada no lado do suporte de catalisador 42 onde uma extremidade 42a do mesmo está localizada, e uma diferença na pressão é gerada fazendo com que a pressão atmosférica no lado em que está localizada a outra extremidade 42b fique abaixo da pressão atmosférica no lado em que a extremidade 42a está localizada. Depois, a solução mista é sugada no lado em que a outra extremidade 42b está localizada, por meio do que a solução mista entra no suporte de catali- sador em forma de favo de mel 42 a partir do lado em que a extremidade 42a está localizada. Quando da passagem através do interior do suporte de catalisador 42, a solução mista será sugada no lado em que está localizada a outra extremidade 42b enquanto faz contato com as super- fícies dianteiras da placa plana 52 e da placa ondulada 54. Como resul- tado, a superfície interna do suporte de catalisador 42 (as superfícies da placa plana 52 e da placa ondulada 54) é coberta com o revestimento contendo o material catalítico. O revestimento que cobre o lado a ju- sante (o lado da outra extremidade 42b) do orifício 64 fica mais espesso do que o revestimento que cobre o lado a montante (o lado da extremi- dade 42a) do orifício 64.

[0055] O mecanismo para criar a diferença entre as espessuras do revestimento é considerado como sendo o seguinte: quando ar flui atra- vés do suporte de catalisador 42 a partir de uma extremidade 42a para a outra extremidade 42b, ocorrerá a turbulência no fluxo de ar e a es- tagnação ocorrerá parcialmente. Se ocorrer estagnação no fluxo de ar, aparecerão locais dentro do suporte de catalisador 42 em que a solução mista altamente viscosa contendo o material catalisador será extraída de forma débil. Como resultado, o revestimento nesses locais se torna mais espesso em relação a outros locais.

[0056] A fim de formar a diferença entre as espessuras do revesti- mento em 3% ou mais, é necessário criar a estagnação dentro do su- porte de catalisador 42. Para esta finalidade, é eficaz alargar o orifício

64. Em particular, o diâmetro 2a do orifício 64 é configurado como sendo duas ou mais vezes tão grande quanto a distância b entre as extremi- dades dos dois orifícios adjacentes 64; isto é, 2a > 2b. Na concretização acima, o diâmetro 2a do orifício 64 é de 8,0 mm e a distância b entre as extremidades dos dois orifícios adjacentes 64 é de 3,0 mm: portanto, a condição 2a > 2b é satisfeita.

[0057] Quando for desejável que o revestimento que cobre o lado a montante (o lado da extremidade 42a) do orifício 64 seja mais espesso do que o revestimento que cobre o lado a jusante (o lado da outra ex- tremidade 42b) do orifício 64, a pressão do ar no lado da extremidade 42a será ajustada para ser mais baixa do que a pressão do ar no lado da outra extremidade 42b. Enquanto o diâmetro 2a do orifício 64 é maior do que a distância b entre as extremidades dos dois orifícios adjacentes 64, a turbulência ocorrerá dentro do suporte de catalisador 42 devido à extração a solução mista explicada acima. Como resultado, o revesti- mento é formado com uma espessura não uniforme. [6. Invenção Obtida pela Concretização]

[0058] Abaixo, será descrita uma invenção que pode ser entendida a partir da concretização acima mencionada.

[0059] A presente invenção é o dispositivo catalizador 36 que inclui o suporte de catalisador 42 que é formado pela placa plana em forma de folha de metal 52 e pela placa ondulada em forma de folha de metal 54 que são empilhadas e enroladas e que suporta o catalisador, e o cilindro externo 44 que aloja o suporte de catalisador 42 no mesmo e que suporta o suporte de catalisador 42 com uma extremidade 42a do suporte de catalisador 42 formada para ficar voltada para o lado a mon- tante do gás de escape e a outra extremidade 42b do suporte de catali- sador 42 formada para ficar voltada para o lado a jusante do gás de escape. A placa plana 52 e a placa ondulada 54 incluem a pluralidade de orifícios 64 e são cobertas com um revestimento apresentando uma espessura não uniforme e contendo o material catalítico.

[0060] De acordo com a estrutura acima, o revestimento que cobre a superfície interna do suporte de catalisador 42 não é uniforme. Desse modo, a turbulência do gás de escape ocorre dentro do suporte de ca- talisador 42, por meio do que o gás de escape e o catalisador facilmente entram em contato. Como resultado, a purificação do gás de escape é promovida, por meio do que a purificação do gás de escape é eficiente- mente executada.

[0061] Na presente invenção, o revestimento que cobre o lado a ju- sante de cada dos orifícios 64 pode ser mais espesso do que o revesti- mento que cobre o lado a montante de cada dos orifícios 64.

[0062] De acordo com a estrutura acima, uma vez que o revesti- mento que cobre o lado a jusante dos orifícios 64 é mais espesso do que o revestimento que cobre o lado a montante dos orifícios 64, a tur- bulência do gás de escape ocorre a montante e a jusante dos orifícios 64 e, desse modo, o gás de escape e o catalisador entram em contato mais facilmente. Como resultado, a purificação do gás de escape é pro- movida, se tornando, portanto, mais eficiente.

[0063] Na presente invenção, o revestimento que cobre o lado a montante de cada dos orifícios 64 pode ser mais espesso do que o re- vestimento que cobre o lado a jusante de cada dos orifícios 64.

[0064] De acordo com esta estrutura, uma vez que o revestimento que cobre o lado a montante dos orifícios 64 é mais espesso do que o revestimento que cobre o lado a jusante dos orifícios 64, a turbulência do gás de escape ocorre a montante e a jusante dos orifícios 64 e, desse modo, o gás de escape e o catalisador entram em contato mais facil- mente. Como resultado, a purificação do gás de escape é promovida, se tornando assim mais eficiente.

[0065] Na presente invenção, a diferença na espessura entre a parte mais espessa do revestimento e a parte mais fina do revestimento pode ser de 3% ou mais.

[0066] De acordo com a estrutura acima, a turbulência do gás de escape poderá ser gerada dentro do suporte de catalisador 42.

[0067] Na presente invenção, em um estado plano em que a placa plana 52 e a placa ondulada 54 ainda não estão moldadas no suporte de catalisador 42, a pluralidade de orifícios 64 forma uma pluralidade de primeiras linhas 66 ao ser alinhada em uma primeira direção D1 que é paralela a uma direção de um eixo do suporte de catalisador 42 e forma uma pluralidade de segundas linhas 68 ao ser alinhada em uma se- gunda direção D2 que é ortogonal à primeira direção D1, de duas se- gundas linhas adjacentes 68 da pluralidade de segundas linhas 68, os orifícios em uma segunda linha 68 e os orifícios na outra segunda linha 68 são separados uns dos outros quando vistos a partir da segunda direção D2.

[0068] De acordo com a estrutura acima, os orifícios 64 na segunda linha 68 são agrupados para formarem porções de orifícios 80, e, ao longo da direção de linha axial, as regiões de formação de orifícios 82, as primeiras regiões entre orifícios 88, e as segundas regiões entre ori- fícios 90 são alternadamente formadas. Neste padrão, o revestimento nas primeiras regiões entre orifícios 88 é mais espesso do que nas se- gundas regiões entre orifícios 90 e, desse modo, a turbulência do gás de escape ocorre facilmente.

[0069] É evidente que o dispositivo catalisador de acordo com a pre- sente invenção não é limitado às concretizações acima descritas, po- dendo, portanto, adotar várias configurações dentro do escopo da pre- sente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo catalisador (36), caracterizado pelo fato de que compreende: um suporte de catalisador (42) que é formado por uma placa plana em forma de folha de metal (52) e uma placa ondulada em forma de folha de metal (54) que são empilhadas e enroladas e que suportam um catalisador; e um cilindro externo (44) que aloja o suporte de catalisador (42) no mesmo e que suporta o suporte de catalisador (42) com uma extremidade (42a) do suporte de catalisador (42) formada para ficar vol- tada para o lado a montante do gás de escape e outra extremidade (42b) do suporte de catalisador (42) formada para ficar voltada para o lado a jusante do gás de escape, em que a placa plana (52) e a placa ondulada (54) incluem uma pluralidade de orifícios (64) e são cobertas com um revestimento apresentando uma espessura não uniforme e contendo um material ca- talítico.

2. Dispositivo catalisador (36), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento que cobre um lado a jusante de cada dos orifícios (64) é mais espesso do que o revestimento que cobre um lado a montante de cada dos orifícios (64).

3. Dispositivo catalisador (36), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento que cobre um lado a montante de cada dos orifícios (64) é mais espesso do que o revesti- mento que cobre um lado a jusante de cada dos orifícios (64).

4. Dispositivo catalisador (36), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma diferença na espessura entre uma parte mais espessa do revestimento e uma parte mais fina do revestimento é de 3% ou mais.

5. Dispositivo catalisador (36), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, em um estado plano em que a placa plana (52) e a placa ondulada (54) ainda não estão moldadas no suporte de catalisador (42), a pluralidade de orifícios (64) forma uma pluralidade de primeiras linhas (66) ao ser alinhada em uma primeira direção (D1) que é paralela a uma direção de um eixo do su- porte de catalisador (42) e forma uma pluralidade de segundas linhas (68) ao ser alinhada em uma segunda direção (D2) que é ortogonal à primeira direção (D1), de duas segundas linhas adjacentes (68) da pluralidade de segundas linhas (68), os orifícios (64) em uma segunda linha (68) e os orifícios (64) na outra segunda linha (68) serem separados uns dos ou- tros quando vistos a partir da segunda direção (D2).