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KR19990028532A - 배기 가스 촉매용 캐리어 본체 - Google Patents

배기 가스 촉매용 캐리어 본체 Download PDF

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KR19990028532A
KR19990028532A KR1019970709850A KR19970709850A KR19990028532A KR 19990028532 A KR19990028532 A KR 19990028532A KR 1019970709850 A KR1019970709850 A KR 1019970709850A KR 19970709850 A KR19970709850 A KR 19970709850A KR 19990028532 A KR19990028532 A KR 19990028532A
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데쯔로 호리이께
기미요시 니시자와
히데아끼 다까하시
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하나와 요시카즈
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

금속 촉매 캐리어 본체는 배기 가스가 유동하는 통로를 한정하는 제1 및 제2 금속 시트의 층들을 포함한다. 제1 금속 시트는 주름져 있고 수개의 접촉 지점에서 각각의 상류측 및 하류측 영역 내의 제2 금속 시트와 결합된다. 상류측 및 하류측 영역 사이의 중간 영역에서, 제1 금속 시트는 제2 금속 시트와 결합 해제된다.

Description

배기 가스 촉매용 캐리어 본체
이러한 유형의 금속 캐리어 본체들은 예를 들어 자동차의 배기 가스 시스템에서 이용된다. 이러한 캐리어 본체들은 심한 교호 열 응력에 노출되는 데, 이러한 것은 사용 수명을 제한한다.
그러한 캐리어 본체의 탄성을 증가시키고 압축 및 인장력을 조절하는 다양한 방식이 제안되어 왔다. 독일 공보 제 A 35 34 904호에 대응되는 일본 공보 제 A 62-83044호는 이중 주름부를 갖는 제1 금속 시트와 주름부를 갖지 않는 제2 금속 시트로 구성된 2개의 다른 금속 시트의 교호 층들로 이루어진 촉매 캐리어 본체를 개시하고 있다. 이러한 유형의 캐리어 본체에서는, 2개의 금속 시트 사이의 접촉 지점의 수가 감소되어, 필요한 탄성을 제공하게 된다. 일본 공보 제 A 6-269683호는 교호 층들을 형성하는 2개의 다른 금속 시트가 각각 단순 주름부를 갖는 제1 금속 시트 및 주름부를 갖지 않는 제2 금속 시트인 촉매 캐리어 본체를 개시하고 있다. 이러한 공지된 캐리어 본체에 의하면, 적어도 하나의 제1 및 제2 금속 시트들에는 절단부 또는 개구들이 형성된다. 대안으로서, 적어도 하나의 제1 및 제2 금속 시트들은 이격식으로 배열된 복수의 세그먼트로 분할된다. 이러한 캐리어 본체에서, 세그먼트 사이의 절단부 또는 개구 또는 공간들은 압축 및 인장력을 조절할 수 있다.
캐리어 본체들은 2개의 다른 주름진 금속 시트의 교호 층들로 권취되어 있는 것을 공지되어 있다. 하나의 실시예가 1989년 7월 4일에 사이론(Cyron)에게 허여된 미국 특허 A 4,845,073호에 개시되어 있다. 이러한 공지된 캐리어 본체에서, 금속 시트들은 내측 및 외측 면들을 구비하고, 접촉 지점들은 제1 금속 시트의 내측면과 제2 금속 시트의 외측면 상에 배치된다. 권취 중에, 내측으로 배향된 홈통(trough)이 제2 금속 시트의 내측 배향 홈통과 동조된다.
본 발명은 배기 가스 촉매용 캐리어 본체에 관한 것으로서, 특히 배기 가스가 유동하는 복수의 채널 또는 통로를 형성하는 고온 부식 방지용 금속 시트의 권취 스택형 또는 다른 적층형 층들을 포함하는 금속 캐리어 본체에 관한 것이다.
도1은 부분적으로 절결된 촉매 컨버터의 종단면도이다.
도2는 본 발명에 의한 캐리어 본체의 제1 실시예의 한 부분을 도시하는 단면도로서, 도1의 선 2-2를 통해 도시하고 있다.
도3은 본 발명에 의한 제1 실시예의 또 다른 부분을 도시하는 단면도로서, 도1의 선 3-3을 통해 도시하고 있다.
도4는 도2의 확대 부분 단면도이다.
도5는 도3의 확대 부분 단면도이다.
도6은 본 발명에 의한 캐리어 본체의 제2 실시예를 도시하는 부분 다이어그램이다.
도7은 도6의 선 7-7을 따라 취한 단면도이다.
도8은 도6의 선 8-8을 따라 취한 단면도이다.
도9는 도6의 선 9-9를 따라 취한 단면도이다.
도10은 도6의 선 10-10을 따라 취한 단면도이다.
도11은 도6의 선 11-11을 따라 취한 단면도이다.
도12는 캐리어 본체의 한 부분을 도시하는 부분 사시도이다.
도13은 캐리어 본체의 다른 한 부분을 도시하는 부분 사시도이다.
도14는 본 발명에 의한 캐리어 본체의 제3 실시예를 도시하는 도6과 유사한 도면이다.
도15는 도14의 선 15-15를 따라 취한 단면도이다.
도16은 도14의 선 16-16을 따라 취한 단면도이다.
도17은 도14의 선 17-17을 따라 취한 단면도이다.
도18은 도14의 선 18-18을 따라 취한 단면도이다.
도19는 도14의 선 19-19를 따라 취한 단면도이다.
본 발명의 목적은 충분히 높은 구조적 강도를 갖고, 배기 가스에 노출된 증가된 유효 표면적과 감소된 가열되는 질량을 갖는 배기 가스 촉매용 캐리어 본체를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특성에 의하면, 배기 가스 촉매용 캐리어 본체는 가스가 유동되는 통로를 한정하는 제1 및 제2 금속 시트의 층들을 포함하고, 상기 층들은 가스가 유동되는 방향에 대해 상호 이격되어 있는 상류측 영역과 하류측 영역을 구비하고, 상기 층들은 상기 상류측 및 하류측 영역 사이에 배치된 중간 영역을 구비하고,상기 제1 금속 시트는 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서 상기 제2 금속 시트와 접촉되도록 주름져 있고 제1 주름부를 구비하며, 상기 제1 금속 시트는 상기 중간 영역에서 상기 제2 금속 시트와 접촉되지 않도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 한 특성에 의하면, 상기 제2 금속 시트는 상기 제1 주름진 금속 시트와 상이하게 주름져 있고, 상기 상이하게 주름진 제1 및 제2 금속 시트는 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서 연달아서 동조될 수 있도록 주기를 갖는다.
본 발명의 또 다른 특성에 의하면, 상이하게 주름진 제1 및 제2 금속 시트 중 단지 하나만이 상기 중간 영역에서 연장되어 있다.
본 발명의 또 다른 특성에 의하면, 상기 제1 금속 시트는 제1 주기 및 제1 진폭을 갖는 제1 주름부를 구비하고, 상기 제2 금속 시트는 제2 주기 및 제2 진폭을 갖는 제2 주름부를 구비한다. 상기 제1 주기는 실질적으로 상기 제2 주기와 동일하고, 상기 제2 진폭은 상기 제1 진폭보다 작다. 상기 제1 및 제2 금속 시트 중의 단지 하나만이 상기 중간 영역에서 연장되어 있다.
본 발명의 또 다른 특성에 의하면, 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서, 상기 제1 금속 시트는 제1 주기와 제1 진폭을 갖는 제1 주름부를 구비하고, 상기 중간 영역에서 상기 제1 금속 시트는 제2 주기와 상기 제1 진폭보다 작은 제2 진폭을 갖는 제2 주름부를 구비한다.
본 발명을 실시하기 위한 최상의 모드
도1을 참조하면, 내연 기관에서 발생된 배기 가스는 화살표(10) 방향으로 배기 가스 컨버터(12)로 공급된다. 배기 가스 컨버터(12)는 셀형(shell-like) 하우징(14)을 구비한다. 하우징(14)은 그 종방향 단부에서 입구(16)를 구비하고 그 대향 종방향 단부에서 출구(18)를 구비한다. 배기 가스 촉매용 캐리어 본체(20)는 지지부(22)를 구비하고 하우징(14) 내에 장착된다. 캐리어 본체(20)는 3개의 영역, 즉 상류측 영역(30), 하류측 영역(32) 및 상기 2개의 영역 사이의 중간 영역(34)으로 분할 및 구성될 수 있다.
도2는 상류측 영역(30)에서의 배기 통로(36)를 도시하고, 도4는 그 도면의 확대 부분 단면도이다. 하류측 영역(32)은 상류측 영역(30)과 구성면에서 일치한다. 도3은 중간 영역(34)에서의 배기 통로(38)를 도시하고, 도5는 그 도면의 확대 부분 단면도이다. 각각의 상류측 및 하류측 영역에서, 캐리어 본체(20)는 2개의 다른 주름진 시트, 즉 제1 금속 시트(40) 및 제2 금속 시트(42)의 적층 교호형 층들을 포함한다. 중간 영역(34)에서, 캐리어 본체(20)는 2개의 다른 주름진 시트(40, 42) 중 하나의 이격된 층들을 포함한다.
2개의 주름진 금속 시트(40, 42)는 적층시에 상호 동조될 수 있게 하는 주기를 갖는다. 그 결과로서 접촉 지점들이 상당히 일정하게 분포되고, 이러한 접촉 지점들은 상호 적합한 형상을 갖고 2개의 금속 시트(40, 42) 사이의 만곡부의 동일한 방향을 갖는다.
도4를 참조하면, 제1 금속 시트(40)는 상부면(44) 및 하부면(46)을 구비하고, 제2 금속 시트(42)는 상부면(48) 및 하부면(50)을 구비한다. 접촉 지점들은 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분할될 수 있다. 제1 그룹의 접촉 지점들은 제1 시트 금속(40)의 하부면(46) 상에 그리고 제2 시트 금속(42)의 상부면(48) 상에 배치된다. 즉, 제1 금속 시트(40)의 주름부의 하부 배향 홈통들은 금속 시트(40, 42)들은 연달아서 적층하는 중에 제2 금속 시트(42)의 주름부의 하부 배향 홈통들과 동조된다. 제2 그룹의 접촉 지점들은 제1 금속 시트(40)의 상부면 상에 그리고 제2 금속 시트(42)의 하부면 상에 배치된다. 즉, 제1 금속 시트(40)의 주름부의 상부 배향 크레스트(crest)는 금속 시트(40, 42)들을 연달아서 적층하는 중에 제2 금속 시트(42)의 주름부의 상부 배향 크레스트와 동조된다.
본 실시예에서, 제1 금속 시트(40)는 상류측 영역(30), 중간 영역(34) 및 하류측 영역(32)의 전체 길이를 통해 캐리어 본체(20)의 종방향으로 연장되어 있다. 제2 금속 시트(42)는 단지 상류측 영역(30)의 전체 길이와 하류측 영역(32)의 전체 길이를 통해 연장되어 있다. 즉, 제2 금속 시트(42)는 도3 및 도5에 도시된 바와 같이 중간 영역(34)을 통해 연장되어 있지 않다.
제1 금속 시트(40)의 주름부는 주기(P1) 및 진폭(A1)을 갖고, 제2 금속 시트(42)의 주름부는 주기(P2) 및 진폭(A2)을 갖는다. P2는 실질적으로 P1과 동일하고, A2는 A1보다 충분히 작아 접촉 지점에서의 제1 금속 시트(40)의 만곡부가 접촉 지점에서의 제2 금속 시트(42)의 만곡부보다 다소 크게 한다.
양호하게는, P1 = P2이고, A1 = nP1이며, A1 = mA2이다. 여기서, n은 0.2 내지 0.3 사이의 범위에 있고, m은 2.4 내지 6 사이의 범위에 있다.
본 실시예에서, 주름부들은 실질적으로 정현 파형이다. 그 파형은 사인파형(sinewave form)이다. 제1 금속 시트(40)는 1.2 mm의 파고(2A1)(진폭 A1의 2배)를 갖고 2.0 내지 3.0 mm 사이의 범위의 파장(P1)을 갖는다. 제2 금속 시트(42)는 0.2 내지 0.5 mm 사이의 범위의 파고(2A2)(진폭 A2의 2배)를 갖고 파장(P1)과 실질적으로 동일한 파장(P2)을 갖는다.
실질적으로 P1이 P2와 동일하다는 사실에 기인하여, 제1 금속 시트(40)의 적층들의 크레스트 및 홈통들은 중간 영역(34)의 전체 길이를 통해 종방향으로 정렬된다. 중간 영역(34)에서, 특히 좁거나 넓은 통로(38)의 단면이 만들어지지 않는다. 이러한 것은 캐리어 본체(20)를 촉매 재료로 순차적으로 코팅할 때에 유리하다. 이것은 플러그된 작은 갭들이 만들어지지 않기 때문이다.
따라서, 중간 영역(34)에서, 제1 금속 시트(40)는 충분히 넓은 유효 표면 영역을 갖는다. 즉, 배기 가스와 접촉할 수 있는 촉매 코팅 층의 표면 영역을 갖는다. 이러한 것은 촉매 코팅에 있어서 낭비를 최소화한다.
또한, 배기 가스가 촉매 코팅과 충분히 접촉되도록 보장되어 촉매의 변환 효율을 증가시킨다.
냉각 시동(cold start) 중에, 배기 가스 컨버터(12)의 촉매는 그 개시 온도보다 낮은 상태에 있고, 엔진의 배기 가스에 의해 그 작동 온도로 되어야 한다. 가열되는 촉매의 질량이 더 작으면 작을수록, 촉매는 개시 온도에 더 신속하게 도달될 것이다. 캐리어 본체(20)의 중간 영역(34)에서, 제2 금속 시트(42)는 이용되지 않아 가열될 질량이 감소되도록 유발한다. 그 결과로서 촉매가 개시 온도에 도달되기 위해 필요한 시간이 감소된다.
캐리어 본체(20)의 중간 영역(34)에서, 제1 금속 시트(40)의 적층들은 크레스트 및 홈통들이 캐리어 본체(20)의 종방향으로 정렬 보유되기 때문에 플러그될 수도 있는 어떤 국지적인 좁은 갭을 만들지 않고도 응축될 수 있다. 이러한 것은 배기 가스에 노출되는 촉매 코팅의 유효 표면 영역을 증가시키는 데 유리하다.
도4를 참조하면, 제1 금속 시트(40)의 인접한 층들 사이의 거리(H)는 증가된 진폭(A2)을 갖는 제2 금속 시트(42)의 층들을 이용하여 좁혀질 수 있다.
전술된 실시예에서, 제2 금속 시트(42)는 중간 영역(34)에서 제거되어졌다. 대안으로서, 제1 금속 시트(40)는 캐리어 본체(20)의 중간 영역(34)에서 제거될 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 캐리어 본체(20)는 2개의 상이한 또는 다르게 주름진 금속 시트(40, 42)의 적층들로 구성된다. 그러나, 본 발명은 상이하게 주름진 금속 시트(40, 42)의 권취형 층들을 포함하는 캐리어 본체로 구체화될 수 있다.
캐리어 본체(20)의 제1 실시예에서, 제2 금속 시트(42)의 제거로 인해 중간 영역(34)에서 제1 및 제2 금속 시트(40, 42)들 사이의 접촉 지점이 실재하지 않는다.
다음에 설명될 제2 실시예에서, 이중의 주름진 금속 시트가 제1 금속 시트로 이용된다. 이중의 주름진 금속 시트는 제1 주름부외에도 제1 주름부의 진폭보다 더 작은 진폭을 갖는 제2 주름부를 포함한다. 캐리어 본체의 각각의 상류측 및 하류측 영역에서, 제1 주름부는 제2 금속 시트의 층들과 접촉된다. 중간 영역에서, 제2 주름부는 제2 금속 시트와 이격식으로 배치된다. 즉, 중간 영역에서 접촉 지점이 실재하지 않는다.
도6 내지 도13을 참조하면, 캐리어 본체(60)의 제2 실시예가 설명된다.
도6은 다이어그램으로 캐리어 본체(60)의 부분 평면도를 도시하고 있으며, 여기서 화살표(10)는 캐리어 본체(60)로 공급된 내연 기관으로부터 배기 가스의 방향을 나타낸다. 캐리어 본체(60)는 5개의 영역, 즉 상류측 영역(62), 제1 변이 영역(64), 중간 영역(66), 제2 변이 영역(68) 및 하류측 영역(70)으로 분할되고 구성될 수 있다. 도7은 상류측 영역(62)에서 배기 통로(72)를 도시한다. 도8은 제1 변이 영역(64)에서의 배기 통로(74)를 도시한다. 도9는 중간 영역(66)에서의 배기 통로(76)를 도시한다. 도10은 제2 변이 영역(68)에서의 배기 통로(78)를 도시한다. 도11은 하류측 영역(70)에서의 배기 통로(80)를 도시한다.
이러한 각각의 영역(62, 64, 66, 68, 70)에서, 캐리어 본체(60)는 제1 금속 시트(82) 및 제2 금속 시트(84)의 적층 교호 층들을 포함한다. 이러한 실시예에서, 제1 금속 시트(82)는 이중 주름부를 구비하고, 제2 금속 시트(84)는 부드러운 평면 시트이다. 대안으로서, 제2 금속 시트(84)는 정현 파형일 수 있다. 제1 실시예와는 상이하게, 재2 금속 시트(84)는 제1 변이 영역(64), 중간 영역(66) 및 제2 변이 영역(68)의 전체 길이를 통해 연장되어 있다.
도7 내지 도11을 참조하면, 제1 금속 시트(82)는 상부면(86) 및 하부면(88)을 구비하고, 제2 금속 시트(84)는 상부면(90) 및 하부면(92)을 구비한다. 제1 및 제2 금속 시트(82, 84)는 연달아서 적층되어 있다. 그 결과로서 각각의 상류측 및 하류측 영역(62, 72)에서 다수의 접촉 지점들의 일정한 분포가 이루어진다(도7 및 도11 참조). 각각의 제1 및 제2 변이 영역(64, 70)에서 감소된 수의 접촉 지점들의 일정한 분포가 발생된다(도8 및 도10 참조). 중간 영역(도9 참조)에서는, 접촉 지점이 없다. 접촉 지점들은 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분할될 수 있다. 제1 그룹의 접촉 지점들은 제1 금속 시트(82)의 하부면(88) 상에 그리고 제2 금속 시트(84)의 상부면(90) 상에 배치된다. 즉, 제1 금속 시트(82)의 이중 주름부의 제1 주름부(94)는 금속 시트(82, 84)들을 연달아서 적층하는 중에 제2 금속 시트(84)의 상부면(90)과 접촉하게 된다. 제2 그룹의 접촉 지점들은 제1 금속 시트(82)의 상부면(86) 및 제2 금속 시트(84)의 하부면(92) 상에 배치된다. 즉, 제1 금속 시트(82)의 제1 주름부(94)의 상부 배향 크레스트는 금속 시트(82, 84)들을 적층하는 중에 제2 금속 시트(84)의 하부면(92)과 접촉하게 된다.
제1 금속 시트(82)는 제1 주름부(94) 외에도 제2 주름부(96)를 갖는다. 제1 주름부(94)는 주기(P3) 및 진폭(A3)을 갖는다. 제2 주름부(96)는 주기(P4) 및 진폭(A4)을 갖는다. A4는 A3보다 더 작고, P4는 다음의 공식으로 나타난다 :
P4 = P3 x (1/N)
여기서, N ≥ 2 (N은 정수).
상기 실시예에서, N은 2이고, 따라서 P4 = P3 x (1/2)로 된다. 이러한 실시예에서, 주름부(94, 96)가 실질적으로 정현 파형이고, 파형이 사인 파형이므로, 제2 주름부(96)의 2개의 소형파는 제1 주름부(94)의 하나의 대형파로 대체되었다.
도6을 다시 참조하면, 제1 주름부(94)는 암영 영역에 의해 표시된 각각의 부분들을 통해 연장되어 있고, 제2 주름부(96)는 각각의 보이드부(void portion)를 통해 연장되어 있다. 도8, 도9 및 도10에서, 점선은 제1 주름부를 도시하고, 제1 주름부는 상류측 부분(62)을 통해 연장되어 있다.
도8에 도시된 제1 변이 영역(64)에서, 제2 주름부(96)의 2개의 소형파들은 제1 주름부(94)의 대형파의 모든 다른 파형을 대체하였다. 도9에 도시된 중간 영역(66)에서, 제2 주름부(96)의 2개의 소형파들은 제1 주름부(94)의 다른 대형파를 대체하였다. 도10에 도시된 제2 변이 영역(68)에서, 제1 변이 영역(64)에서 제2 주름부(96)의 2개의 소형파에 의해 대체되어진 제1 주름부(94)의 대형파 중 모든 다른 파들이 도12에 도시된 바와 같이 복원된다. 도11에 도시된 하류측 영역(70)에서, 모든 제1 주름부(94)의 모든 대형파가 복원된다.
상류측 및 제1 변이 영역(62, 64) 사이의 경계를 따라, 지점(c)으로부터 한 지점으로 제1 주름부(94)의 대형파의 모든 다른 파를 절단함으로써 제2 주름부(96)의 2개의 소형파가 도12에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 제1 변이 영역 및 중간 영역(62, 64) 사이의 경계를 따라, 지점(d)으로부터 지점(e)으로 제1 주름부(94)의 나머지 대형파의 각각을 절단함으로써 제2 주름부(96)의 2개의 소형파가 도13에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
이와 유사한 방식으로, 제2 변이 영역(70) 내에 제2 주름부(96)의 소형파들이 형성된다.
캐리어 본체(60)에서, 제2 주름부(96)의 소형파들은 제1 변이 영역(64), 중간 영역(66) 및 제2 변이 영역(68)에서 제1 주름부(94)의 대부분의 대형파를 대체하였다. 그 결과로서, 제1 및 제2 금속 시트(82, 84) 사이의 접촉 지점의 수가 상당히 감소된다. 이러한 것은 캐리어 본체(60)를 촉매 재료로 순차적으로 코팅할 때에 유리하다.
상류측 및 하류측 영역(62, 70)에서, 이중의 주름진 금속 시트(82)는 제2 금속 시트(84)의 인접한 2개의 층들에 견고하게 고정된다. 이것은 금속 시트(82)가 원래 설계된 형상으로 유지되는 데 효과적이다. 그 결과로서, 캐리어 본체(60)의 구조적 강도가 증가되고, 서비스 수명을 연장 가능케 한다.
전술된 바와 같이, 제1 주름부의 대형파의 모든 다른 파는 제2 변이 영역(68) 사이의 경계에서 제2 주름부(96)의 2개의 소형파로 변환된다. 그 결과로서, 제1 주름부(94)와 제2 주름부(96) 사이의 완전성이 증가된다.
P4 = P3 x (1/N)으로 된 식에서 N은 정수이고 2 이상이다. 이러한 것은 각각의 제1 및 제2 변이 영역(64, 68)에서 제2 주름부(96)의 소형파를 형성하는 데 유리하다. 이러한 것은 제1 주름부(94)의 대형파와 제2 주름부(96)의 소형파가 원활하고 연속적으로 연결된다. 결과적으로, 구조적 강도와 제조성이 향상된다.
캐리어 본체(60)의 제2 실시예에서, 단지 제2 주름부(96)의 소형파가 제2 금속 시트(84)의 인접한 2개의 층들 사이에 실재하는 중간 영역(66)은 상류측 및 하류측 영역(62, 70) 사이에 배치된다. 즉, 대형파 지배 영역(62), 소형파 지배 영역(66) 및 대형파 지배 영역(70)은 캐리어 본체(60)를 통과하는 배기 가스의 방향으로 배열된다. 이러한 정렬은 배기 가스의 방향으로 주기적으로 반복될 수 있다. 이러한 주기적인 배열은 캐리어 본체를 통과하는 배기 가스의 확산을 증가시키는 데 유리하다. 이러한 것은 결과적으로 촉매의 변환 효율을 증가시킨다. 이러한 배열은 배기 가스의 방향으로 접촉 지점들의 분포를 증가시키고 캐리어 본체의 길이 및 폭에 걸쳐 캐리어 본체의 구조적 강도를 증가시킨다.
도14 내지 도19를 참조하여 캐리어 본체(60A)의 제3 실시예가 설명된다.
캐리어 본체(60A)는 실질적으로 제2 실시예에서 설명된 캐리어 본체(60)와 동일하다. 그러나, 하류측 영역(70A)에서의 제1 주름부(94)의 대형파가 상류측 영역(62)에서의 제1 주름부(94)의 대형파와 상이 일치하지 않다는 점에서 차이점이 있다. 캐리어 본체(60A)의 제2 변이 영역(68A)(도18 참조)에서, 제2 주름부(96)의 2개의 소형파들이 하류측 영역(70A)에서의 대형파의 모든 다른 파들을 대체하였다(도19 참조).
이러한 상 변이는 캐리어 본체(60A)를 통과하는 배기 가스의 확산을 더욱 증가시킨다. 결과적으로, 촉매의 변환 효율이 더욱 증가된다.

Claims (16)

  1. 배기 가스 촉매용 캐리어 본체에 있어서,
    가스가 유동되는 통로를 한정하는 제1 및 제2 금속 시트의 층들을 포함하고,
    상기 층들은 가스가 유동되는 방향에 대해 상호 이격되어 있는 상류측 영역과 하류측 영역을 구비하고,
    상기 층들은 상기 상류측 및 하류측 영역 사이에 배치된 중간 영역을 구비하고,
    상기 제1 금속 시트는 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서 상기 제2 금속 시트와 접촉되도록 주름져 있고 제1 주름부를 구비하며,
    상기 제1 금속 시트는 상기 중간 영역에서 상기 제2 금속 시트와 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 금속 시트는 상기 제1 주름진 금속 시트와 상이하게 주름져 있고, 상기 상이하게 주름진 제1 및 제2 금속 시트는 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서 연달아서 동조될 수 있도록 주기를 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상이하게 주름진 제1 및 제2 금속 시트 중 단지 하나만이 상기 중간 영역에서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속 시트는 제1 주기 및 제1 진폭을 갖는 제1 주름부를 구비하고, 상기 제2 금속 시트는 제2 주기 및 제2 진폭을 갖는 제2 주름부를 구비하며,
    상기 제1 주기는 실질적으로 상기 제2 주기와 동일하고, 상기 제2 진폭은 상기 제1 진폭보다 작으며,
    상기 제1 및 제2 금속 시트 중의 단지 하나만이 상기 중간 영역에서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상류측 및 하류측 영역들은 상기 층들이 각각 연장되어 있는 한 단부 및 그 대향 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  6. 제4항에 있어서, 상류측 및 하류측 부분의 각각에서, 상기 주름진 제1 금속 시트의 인접한 2개의 층은 상기 주름진 제2 금속 시트의 한 층에 의해 상호 이격되고, 상기 제2 진폭은 상기 주름진 제1 금속 시트의 인접한 2개의 층들 사이의 간격을 한정하는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 금속 시트의 인접한 2개의 층들은 상기 제1 금속 시트의 인접한 2개의 층들 사이에서의 위치 결정을 위해 상기 제1 금속 시트의 인접한 2개의 층들과 결합되는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  8. 제4항에 있어서,
    P1 = P2 ;
    A1 = nP1 ; 및
    A1 = mA2이고,
    여기서 n은 0.2 내지 0.3 사이의 범위에 있고, m은 2.4 내지 6 사이의 범위에 있고, P1은 제1 주기이고, P2는 제2 주기이고, A1은 제1 진폭이고, A2는 제2 진폭인 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서, 상기 제1 금속 시트는 제1 주기와 제1 진폭을 갖는 제1 주름부를 구비하고, 상기 중간 영역에서 상기 제1 금속 시트는 제2 주기와 상기 제1 진폭보다 작은 제2 진폭을 갖는 제2 주름부를 구비하는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 중간 영역에서, 상기 제2 주름부는 상기 제1 금속 시트의 전체 영역을 통해 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  11. 제9항에 있어서, 상기 상류측 영역, 상기 중간 영역 및 상기 하류측 영역은 주기적으로 상기 순서대로 배열되는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  12. 제9항에 있어서, 상기 층들은 상기 상류측 영역 및 상기 중간 영역 사이의 제1 변이 영역을 구비하고 상기 중간 영역 및 상기 하류측 영역 사이의 제2 변이 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 변이 영역의 각각에서, 상기 제1 주름부 및 상기 제2 주름부가 공존하는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  14. 제9항에 있어서,
    P4 = P3 x (1/N)이고,
    여기서, N ≥ 2이고 정수이며, P3은 제1 주기이고, P4는 제2 주기인 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  15. 제9항에 있어서, 상기 하류측 영역에서의 상기 제1 주름부는 상기 상류측 영역에서의 주름부와 위상이 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2 금속 시트는 대체로 매끈한 평면 시트이고, 상기 제1 금속 시트는 상기 상류측 및 하류측 영역의 각각에서의 제1 접촉 지점에서 상기 제2 금속 시트와 결합되고, 상기 제1 금속 시트는 상기 제1 접촉 지점보다 더 작은 수를 갖는 제2 접촉 지점에서 상기 제2 금속 시트와 결합되는 것을 특징으로 하는 캐리어 본체.
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