專利名稱：催化劑裝置,催化劑裝置制造方法和催化劑載體的固持結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化內(nèi)燃機排氣的催化劑裝置、一種制造催化劑裝置的方法和一 種催化劑載體的固持結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已使用了凈化發(fā)動機等的排氣的催化劑裝置(例如參見專利文獻1)，其在外部氣 缸中容納以圓柱形狀形成且由陶瓷制成的催化劑載體，且具有置于外部氣缸與催化劑載體 之間的用于緩沖的波紋狀板材。另外，已知在外部氣缸中容納具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的催化劑載 體的催化轉(zhuǎn)化器(例如參見專利文獻2)。利用在專利文獻2中描述的構(gòu)造，作為緩沖材料 的陶瓷墊卷繞在催化劑載體周圍，而催化劑載體又容納在外部氣缸中。專利文獻1 JP-A-H02-43955專利文獻2 JP-A-Hl 1-33410.

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻1描述的催化劑裝置中，通過使止擋件與催化劑載體中的排氣下游側(cè) 的端面接觸，防止催化劑載體通過排氣壓力運動到排氣下游側(cè)。然而，如果提供了諸如止擋 件等的單獨組件，組件的數(shù)目會增加且結(jié)構(gòu)會變復(fù)雜。因此，已需要更簡單的催化劑載體固 定方式。鑒于上述情況而提供了本發(fā)明，且本發(fā)明具有以下目標，即于在外部氣缸中容納 催化劑載體的催化劑裝置中，以簡單結(jié)構(gòu)將催化劑載體固定至外部氣缸。為了解決上述問題，本發(fā)提供了一種催化劑裝置，其包括載有具備排氣凈化功能 的催化劑的催化劑載體、容納該催化劑載體的外部氣缸以及置于催化劑載體與外部氣缸之 間的墊，其特征在于，在催化劑載體與外部氣缸之間設(shè)置了高摩擦部分以防止催化劑載體 與墊中的至少其中之一運動。根據(jù)此構(gòu)造，由于在催化劑載體與外部氣缸之間設(shè)置了防止催化劑載體或墊中的 至少其中之一運動的高摩擦部分，所以催化劑載體通過高摩擦部分處的摩擦固定至外部氣 缸。也就是說，催化劑載體至少通過催化劑載體與墊之間的高摩擦部分或者墊與外部氣缸 之間的高摩擦部分固定至外部氣缸。因而，催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。還有，高摩擦部分可設(shè)置在一區(qū)域中，所述區(qū)域包括與墊的端部接觸的部分或其 在外部氣缸內(nèi)面上的附近中的至少其中之一。這時，因為具有增大摩擦系數(shù)的高摩擦部分設(shè)置在外部氣缸內(nèi)面上，所以墊通過 與高摩擦部分的摩擦固定至外部氣缸內(nèi)面上。因此，催化劑載體可通過墊與外部氣缸之間 的摩擦固定至外部氣缸，且催化劑載體可通過簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。而且，因為墊的端 部與外部氣缸內(nèi)面上的高摩擦部分接觸，或者因為如果墊要被排氣壓力移位則墊和高摩擦 部分就會彼此接觸，所以催化劑裝置可通過墊與外部氣缸之間的摩擦固定至外部氣缸。因此，催化劑載體可通過簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。還有，外部氣缸的相對于排氣流位于下游側(cè)的一端可延伸得比墊端部更遠，且高 摩擦部分可形成在此延伸部分上。這時，如果墊要被移位至排氣下游側(cè)，那么墊就會與設(shè)置在排氣下游側(cè)的高摩擦 部分接觸且通過與高摩擦部分的摩擦而被停止。因此，催化劑載體可通過墊與外部氣缸之 間的摩擦而固定至外部氣缸。還有，因為高摩擦部分設(shè)置在外部氣缸中排氣下游側(cè)的一端，當(dāng)在催化劑裝置制 造過程中催化劑載體與墊一起相對于事先設(shè)有高摩擦部分的外部氣缸被壓入外部氣缸中 時，催化劑載體可從與高摩擦部分相對一側(cè)的端部壓入。因而，由于高摩擦部分不會妨礙壓 配合，所以催化劑載體可易于壓入，由此便利了制造。還有，高摩擦部分可通過使與催化劑載體承載的催化劑相同的催化劑附著至外部 氣缸內(nèi)面而形成。這時，因為高摩擦部分是這樣的部分其表面粗糙度通過使與催化劑載體相同的 催化劑附著至外部氣缸內(nèi)面上而變得粗糙，所以它可易于形成。還有，高摩擦部分可設(shè)置在催化劑載體表面上與墊接觸部分的至少一部分處。這時，因為具有增大摩擦系數(shù)的高摩擦部分設(shè)置在催化劑載體表面與墊接觸處的 部分的至少一部分處，所以催化劑載體通過與高摩擦部分的摩擦固定至墊上。因而，催化劑 載體可通過催化劑載體與墊之間的摩擦固定至墊上，且催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至 外部氣缸。還有，高摩擦部分可通過使與催化劑載體內(nèi)承載的催化劑相同的催化劑附著至催 化劑載體表面上而形成。這時，因為高摩擦部分是其表面粗糙度通過使與催化劑載體相同的催化劑附著至 外部氣缸表面上而變粗糙的部分，所以它可易于形成。還有，催化劑載體可由陶瓷形成。這時，通過由陶瓷形成催化劑載體，催化劑載體可易于而變輕。此外，它可構(gòu)造成使催化劑載體表面上的表面粗糙度在燒結(jié)陶瓷前變粗糙，接著， 燒結(jié)催化劑載體，這時催化劑載體表面上的表面粗糙度可變粗糙，可易于設(shè)置高摩擦部分。還有，高摩擦部分可通過在催化劑載體內(nèi)承載催化劑的過程中使催化劑也附著至 催化劑載體表面而形成。這時，在催化劑載體內(nèi)承載催化劑的過程中，因為高摩擦部分可通過使催化劑同 時也附著至催化劑載體表面上而形成，不需要僅設(shè)置高摩擦部分的那一工序，而且可容易 地形成高摩擦部分。還有，在上述構(gòu)造中，可在外部氣缸內(nèi)面的至少一部分處布置預(yù)定材料，該預(yù)定材 料在內(nèi)燃機排氣中可比不銹鋼材料更易氧化。這時，因為在外部氣缸內(nèi)面上布置了比不銹鋼材料更易氧化的預(yù)定材料，在使用 催化劑裝置時預(yù)定材料氧化，且預(yù)定材料表面上的表面粗糙度變粗糙。因而，由于預(yù)定材料 表面的摩擦系數(shù)增大了，所以墊與催化劑載體可通過預(yù)定材料與墊之間的摩擦固定至預(yù)定 位置。還有，因為預(yù)定材料在氧化尚未進行的使用前狀態(tài)下并不具有高表面粗糙度，所以在 將催化劑載體與墊壓入外部氣缸的過程中可進行平穩(wěn)的壓配合。接著，在開始使用催化劑
5裝置后，當(dāng)布置在外部氣缸上的預(yù)定材料曝露至排氣下并由于排氣中的氧化氣體和/或排 氣高溫影響而被快速氧化時，表面粗糙度變粗糙。因此，墊與催化劑載體可在開始使用后快 速固定。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，墊與催化劑載體可利用簡單構(gòu)造而固定。這里，可比不銹鋼材料更易氧化的預(yù)定材料是這樣一種材料，其中氧化反應(yīng)在例 如不銹鋼的鈍態(tài)膜不氧化/劣化的情況下反應(yīng)。也就是說，它時在比不銹鋼鈍態(tài)膜氧化/ 劣化的溫度更低的溫度下氧化的材料或者其中在不銹鋼鈍態(tài)膜可保持穩(wěn)定的氧化氣體氛 圍下進行氧化的材料，且上述材料尤其是鐵材料等。還有，這里的不銹鋼材料是SUS430等。還有，預(yù)定材料曝露至外部氣缸內(nèi)面的至少一部分，且整個外部氣缸可由預(yù)定材 料形成或者僅一部分可由預(yù)定材料形成以曝露至外部氣缸內(nèi)面。在上述構(gòu)造中，預(yù)定材料是這樣一種材料，其在不銹鋼材料在內(nèi)燃機排氣中氧化 的溫度低的溫度下進行氧化。這時，在排氣中，通過使用在較低溫度下進行氧化的材料作為預(yù)定材料，如果材料 曝露至排氣，那么它可快速氧化，而其表面粗糙度變粗糙，因而，甚至在排氣不容易升高的 環(huán)境中，墊與催化劑載體在材料曝露至排氣后可快速固定。還有，在上述構(gòu)造中，預(yù)定材料可以由SP(普通碳素鋼)材料形成。這時，通過使用便宜且可加工性極佳的碳素鋼，可實現(xiàn)能輕易固定催化劑載體與 墊的構(gòu)造。還有，在上述構(gòu)造中，在預(yù)定材料中，可添加具有與形成墊的材料相同的成分或含 有與該材料共同的元素的成分的附加材料，且預(yù)定材料可布置在外部氣缸內(nèi)面上與墊接觸 的位置處。這時，向布置在外部氣缸內(nèi)面上的預(yù)定材料添加具有與形成墊的材料相同的成分 或含有與該材料共同的元素的成分的附加材料，且預(yù)定材料與墊接觸。因此，由于相互接觸 的外部氣缸內(nèi)面與墊之間的親和力極其高，所以可使墊與外部氣缸內(nèi)面有利地相互附著， 且可固定墊與催化劑載體。還有，本發(fā)明提供了一種催化劑裝置的制造方法，包括第一過程、第二過程和第三 過程，第一過程用于形成組合件單元，該組合件單元由承載具有排氣凈化功能的催化劑的 陶瓷催化劑載體以及圍繞容納在外部氣缸中的催化劑載體外側(cè)的墊構(gòu)成，第二過程使具有 排氣凈化功能的催化劑附著至容納在組合件單元中的催化劑載體內(nèi)側(cè)以及一區(qū)域，所述區(qū) 域包括與外部氣缸內(nèi)面上的墊端部接觸的一部分或其附近的至少其中之一，第三過程燒結(jié) 催化劑所附著的組合件單元。根據(jù)此制造方法，當(dāng)在第一過程中形成組合件單元后，在第二過程中使催化劑附 著至催化劑載體內(nèi)，且同時，催化劑可附著至外部氣缸內(nèi)面，而且因而，不需要僅用以使催 化劑附著至外部氣缸內(nèi)面的工序。此外，通過在第三過程中燒結(jié)，催化劑可穩(wěn)固附著，且同 時墊可通過加熱緊固至外部氣缸內(nèi)面，從而將墊固定至外部氣缸。因而，不需要僅通過加熱 緊固墊的處理。因此，制造效率良好，且可易制造催化劑裝置。還有，因為催化劑載體與墊可在將催化劑附著至外部氣缸內(nèi)面之前容納在外部氣 缸中，所以易于形成組合件單元。舉例來說，如果催化劑載體與墊通過壓配合容納在外部氣 缸中，那么，因為催化劑不附著至外部氣缸內(nèi)面，所以在壓配合其間的摩擦阻力較小，而容 易執(zhí)行壓配合。
還有，本發(fā)明提供了一種催化劑載體固持結(jié)構(gòu)，其特征在于，催化劑載體具有圓柱 形狀且在其內(nèi)的多孔結(jié)構(gòu)中固持具有排氣凈化功能的催化劑，所述催化劑載體容納在外部 氣缸中，墊夾在催化劑載體與外部氣缸之間，在催化劑載體表面上與墊接觸的至少一部分 處設(shè)置了高摩擦部分。這里，圓柱形狀是指具有任意截面形狀的中空形狀，不限于具有圓形截面的圓柱 形。根據(jù)此構(gòu)造，因為具有增大摩擦系數(shù)的高摩擦部分設(shè)置在催化劑載體表面與墊接 觸的部分的至少一部分處，所以催化劑載體通過與高摩擦部分的摩擦固定至墊。因而，催化 劑載體可通過催化劑載體與墊之間的摩擦固定至墊，且催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至 外部氣缸。本發(fā)明的有益效果通過根據(jù)本發(fā)明的催化劑裝置，因為催化劑載體可通過至少催化劑載體與墊間的 摩擦或墊與外部氣缸之間的摩擦而固定至外部氣缸，所以催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定 至外部氣缸。還有，因為催化劑載體可通過墊與外部氣缸之間的摩擦而固定至外部氣缸，所以 催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。還有，因為墊端部與外部氣缸內(nèi)面上的高摩 擦部分接觸，或者如果墊要被排氣壓力移位，墊與高摩擦部分會進行接觸，所以催化劑載體 可通過墊與外部氣缸之間的摩擦固定至外部氣缸。因此，催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定 至外部氣缸。還有，如果墊要被移位至排氣下游側(cè)，因為墊通過與設(shè)置在排氣下游側(cè)的高摩擦 部分的摩擦而固定至外部氣缸，所以催化劑載體可通過墊與外部氣缸間的摩擦固定至外部 氣缸，催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。此外，因為高摩擦部分是使與催化劑載體相同的催化劑附著至外部氣缸內(nèi)面而讓 表面粗糙度變粗糙的部分，所以它易于形成。另外，因為催化劑載體可通過催化劑載體與墊之間的摩擦而固定至外部氣缸，所 以催化劑載體可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。還有，因為高摩擦部分是使與催化劑載體相同的催化劑附著至催化劑載體表面而 讓表面粗糙度變粗糙的部分，所以它易于形成。還有，因為催化劑載體由陶瓷形成，所以催化劑載體可易變成重量輕的。此外，因為布置在外部氣缸內(nèi)面上的預(yù)定材料是利用催化劑裝置而氧化的，且其 表面上的表面粗糙度變粗糙，所以，墊與催化劑載體可通過預(yù)定材料與墊之間的摩擦而固 定在預(yù)定位置處。還有，因為預(yù)定材料在開始使用前未進行氧化的狀態(tài)下不具有高表面粗 糙度，所以，在將催化劑載體與墊壓入外部氣缸的過程中，它們可平穩(wěn)地被壓入。因此，墊與 催化劑載體能夠利用簡單構(gòu)造可靠地固定至預(yù)定位置。還有，甚至在排氣溫度不能容易地升高的環(huán)境中，墊與催化劑載體可在它們曝露 至排氣后快速固定。此外，通過使用便宜且可加工性極佳的碳素鋼，可利用簡單構(gòu)造而輕易地實現(xiàn)用 以固定催化劑載體與墊的構(gòu)造。另外，因為向布置在外部氣缸內(nèi)面上的預(yù)定材料添加了具有與構(gòu)成墊的材料相同的成分或含有與該材料共同的元素的成分的附加材料，所以氣缸內(nèi)面與墊相互接觸之間的 親和力極高，墊可有利地附著至外部氣缸內(nèi)面，墊與催化劑載體可穩(wěn)固地固定至預(yù)定位置。還有，因為催化劑在附著至催化劑載體內(nèi)的同時也附著至催化劑載體表面，所以 不需要僅用以設(shè)置高摩擦部分的工序，而易于形成高摩擦部分。此外，因為不需要僅使催化劑附著至外部氣缸內(nèi)面的工序以及僅用以通過加熱緊 固墊的工序，所以制造效率良好，制造催化劑裝置容易制造。此外，因為在使催化劑附著至 外部氣缸的內(nèi)面之前，催化劑與墊可容納在外部氣缸中，所以易于形成組合件單元。


圖1是說明根據(jù)第一實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣消聲器的示意圖。圖2是說明催化劑裝置構(gòu)造的分解透視圖。圖3是催化劑裝置的截面圖。圖4是說明根據(jù)第二實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣消聲器的示意圖。圖5是說明催化劑裝置構(gòu)造的分解透視圖。圖6是催化劑裝置的截面圖。圖7是說明根據(jù)第三實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣消聲器的示意圖。圖8是說明催化劑裝置構(gòu)造的分解透視圖。圖9是催化劑裝置的截面圖。圖10是說明催化劑裝置制造方法的示意圖。圖11是說明用以使催化劑附著至催化劑載體的方法的示意圖。圖12是說明用以使催化劑附著至催化劑載體的方法的示意圖。圖13是說明根據(jù)第七實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣消聲器的示意圖。圖14是說明催化劑裝置構(gòu)造的分解透視圖。圖15是催化劑裝置的截面圖。圖16是說明催化劑裝置外部氣缸的耐高溫性的圖。圖17是說明根據(jù)第八實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣消聲器的示意圖。圖18是催化劑裝置的截面圖。圖19是說明根據(jù)第九實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣管結(jié)構(gòu)的截面圖。圖20是說明根據(jù)第十實施例設(shè)有催化劑裝置的排氣管結(jié)構(gòu)的截面圖。圖21是說明第十實施例中結(jié)合部分構(gòu)造的放大圖。圖22是說明根據(jù)第十一實施例設(shè)有陶瓷催化劑裝置的排氣消聲器的截面圖。圖23是從與圖22中不同的方向觀察得到的排氣消聲器截面圖。圖24是用以解釋催化劑裝置和排氣管端部布局的圖。圖25是第十一實施例的變型的示意圖，其中圖25A是說明根據(jù)上述變化的催化劑 裝置以及周圍構(gòu)造的側(cè)視圖，而圖25B是圖25A中的催化劑裝置的截面圖。附圖標號列表1、4、7、8、9、50、150 催化劑裝置5 細孔10、40、60催化劑載體
8
12、42、62 固持墊13、43、63、73、83、84、421 外部氣紅14、64、74、114 高摩擦部分90,92由鈦制成的排氣管91錐形部分93,95由不銹鋼制成的排氣管94、96 結(jié)合件75、100、106、200、300、400 排氣消聲器110、410 排氣管120,420圓筒形主體121前端部分122后端部分140、141排氣管結(jié)構(gòu)
具體實施例方式下文將參照附圖描述應(yīng)用了本發(fā)明的實施例。第一實施例圖1是示意性描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的設(shè)有催化劑裝置1的排氣消聲器100。 排氣消聲器100設(shè)置在摩托車上，連接至從摩托車發(fā)動機(未圖示)延伸的排氣管110后 端且充當(dāng)消音器，該消音器對已經(jīng)經(jīng)過排氣管110的高溫/高壓排氣進行減壓并將它排放 到外部。排氣消聲器100具有圓筒形主體120，從發(fā)動機延伸的單個排氣管110連接至圓筒 形主體120，且在圓筒形主體120中支撐設(shè)有由陶瓷制成的催化劑載體10的催化劑裝置1。 催化劑裝置1包括載有催化劑的催化劑載體10、容納催化劑載體10的外部氣缸13，以及置 于催化劑載體10與外部氣缸13之間的固持墊12。且催化劑裝置1包括卷繞容納在外部氣 缸13中的催化劑載體10，催化劑載體10周圍繞有固持墊12。圓筒形主體120具有被多個(在此實例中為兩件)隔壁131和132分成多個(在 此實例中為三個)膨脹室A、B和C的內(nèi)部空間，其中排氣管110的端部IlOA穿透氣缸主體 120的前端部121且固定在膨脹室B中，而催化劑裝置1穿透且固定至與排氣管10的端部 IlOA最近的第一隔壁131。催化劑裝置1使排氣管110的端部IlOA通過形成在催化劑載體10中的大量細孔 5與膨脹室A連通，當(dāng)從端部IlOA排出的排氣穿過催化劑載體10時會得到凈化。此處，催 化劑裝置1的外徑形成為比排氣管110的外徑大，且用以大致與催化劑載體10同軸地來定 位所述端部IlOA的大致環(huán)形地定位構(gòu)件105夾置在外部氣缸內(nèi)面13A與端部110的外面 之間，所述內(nèi)面13A就是外部氣缸13的內(nèi)面。還有，在第一隔壁131中，第一連通管135和第二連通管136穿透且固定在與催化 劑裝置1間隔開的位置處，其中第一連通管135使膨脹室A與膨脹室B相互連通，而第二連 通管136越過膨脹室A并穿透第二隔壁132以使膨脹室B與膨脹室C相互連通。在圓筒形 主體120的后端部122處，構(gòu)成尾管的管件138穿透且固定，而管件138使膨脹室C與排氣
9消聲器100外的空間相互連通。在排氣消聲器100中，從排氣管110的端部IlOA排出的廢氣穿過催化劑裝置1并 流入排氣消聲器100中的膨脹室A內(nèi)，如圖1中的箭頭所示，流動方向反轉(zhuǎn)并穿過第一連通 管135而流入膨脹室B內(nèi)，流動方向反轉(zhuǎn)并穿過第二連通管136而流入膨脹室C內(nèi)，且通過 構(gòu)成尾管的管件138排放到外部。因為圓筒形主體120的截面積形成為比插入圓筒形主體120中的排氣管110大， 當(dāng)流入膨脹室A至C中任一者時廢氣被減壓。還有，因為催化劑裝置1布置在排氣消聲器 100的圓筒形主體120中，易于確保催化劑裝置1的布置空間。還有，因為催化劑裝置1大 致與排氣管110的端部IlOA同軸布置，可使從排氣管110的端部IlOA排出的廢氣流入催 化劑裝置1中而不會改變其流向。圖2是說明催化劑裝置1的構(gòu)造的分解透視圖。催化劑載體10是蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)體，其以圓柱形狀形成且具有在圓柱形狀的外 殼內(nèi)沿軸向延伸的大量細孔5，并形成大的內(nèi)表面積。此處，催化劑載體10的截面形狀是任 意的，且截面形狀不限于圓形而可以是(例如)橢圓形。在每個細孔5的壁上，承載分解排氣成分的鉬、銠和鈀作為催化劑。使用多孔陶瓷作為催化劑載體10的基材，能夠容易地承載諸如鉬、銠和鈀等催化 劑。此處，可使用包括堇青石、莫來石、氧化鋁和堿土金屬鋁酸鹽、碳化硅、氮化硅等的各種 耐熱陶瓷或其類似物質(zhì)，作為陶瓷材料的優(yōu)選實例。還有，催化劑載體10的外周面形成為 具有較高表面粗糙度和摩擦系數(shù)的。固持墊12通過將陶瓷纖維壓縮或集成為長墊狀態(tài)而形成，且它卷繞在催化劑載 體10的外周面周圍。在固持墊12的一端，形成凸出狀的配合部分12J，而在另一端，形成凹 進狀的配合部分12K，且因而當(dāng)固持墊12卷繞在催化劑載體10周圍時，兩個配合部分12J 和12K相互配合且它們可靠地嚙合。還有，因為固持墊12是纖維相互纏繞的集成體，它具 有較高的彈性。這里，固持墊12的材料可以是任何材料，只要它具有耐熱性和彈性，且也可 使用纖維金屬或玻璃棉或類似物的集合。因為固持墊12具有彈性，所以它可防止由陶瓷制 成的催化劑載體10振動或撞擊。此外，固持墊12是纖維相互纏繞的集成體，且在表面及其內(nèi)側(cè)上形成眾多精細間 隙。因而，固持墊12的表面處于形成了眾多精細凸出和凹進的狀態(tài)中，且因為表面粗糙度 較高，所以表面上的摩擦系數(shù)較高。因此，由于催化劑載體10與固持墊12間的接觸面上的 摩擦較大，因此催化劑載體10固定至固持墊12上。作為外部氣缸13的材料，可使用具有高強度和耐熱性的金屬，例如鋼材，如不銹 鋼。在外部氣缸13中容納周圍卷繞固持墊12的催化劑載體10的方法包括壓配合、罐 裝、纏繞和拉緊等。為了將催化劑載體10壓入外部氣缸13中，將周圍卷繞固持墊12的催化劑載體10 推入事先以圓柱形形成的外部氣缸13中。為了通過灌裝容納催化劑載體10，周圍卷繞固持墊12的催化劑載體10由分割件 圍繞，以便沿軸向?qū)飧追指畛啥鄠€件，且分割件結(jié)合以形成外部氣缸13。還有，為了通過纏繞和拉緊容納催化劑載體10，在周圍卷繞了固持墊12的催化劑
10載體10的周圍卷繞板材，且板材端部結(jié)合在一起以形成外部氣缸13。還有，罐裝以及纏繞 和拉緊的結(jié)合通過焊接、附著、螺栓連接等進行。還有，固持墊12被夾在外部氣缸13與催 化劑載體10之間，且容納在壓縮狀態(tài)下，而不使用壓配合、灌裝、纏繞和拉緊等方法。圖3是催化劑裝置1的截面圖。在催化劑裝置1中，廢氣沿圖3中箭頭D所示的方向流動。催化劑裝置1由通過將催化劑載體10和固持墊12容納在外部氣缸13中而構(gòu)成 的組合件單元15構(gòu)成。這里，外部氣缸13和催化劑載體10的軸向長度大致相同，而固持 墊12的軸向長度形成為比外部氣缸13和催化劑載體10的長度短。接著，組合件單元15組裝在外部氣缸13兩端和催化劑載體10兩端的位置大致相 互匹配的狀態(tài)中。另一方面，組裝固持墊12以使得位于排氣上游側(cè)的固持墊12的上游端 部12C以及位于下游側(cè)的固持墊12的下游端部12D位于外部氣缸13內(nèi)部而不是外部氣缸 13的兩端處。因此，外部氣缸13的相對于排氣流位于下游側(cè)的那一端構(gòu)成延伸部分16，所 述延伸部分16形成為比固持墊12的下游端部12D延伸更遠。還有，外部氣缸13的另一端 延伸而使得外部氣缸13的另一端從上游端部12C延伸。在催化劑裝置1中，具有高表面粗糙度和高摩擦系數(shù)的高摩擦部分14設(shè)置在下游 端部12D附近延伸部分16的內(nèi)面上。通過使與承載在催化劑載體10內(nèi)部的催化劑相同的 催化劑附著至外部氣缸內(nèi)面13A，而形成高摩擦部分14。高摩擦部分14具有高表面粗糙度 和高摩擦系數(shù)，因為附著的催化劑在其表面上形成精細的凸出和凹進。卷繞在催化劑載體10周圍且以圓柱形容納在外部氣缸13中的固持墊12具有與 外部氣缸內(nèi)面13A接觸的外面12A，該外面12A是其外周面，該外部氣缸內(nèi)面13A是外部氣 缸13的內(nèi)周面，且固持墊12具與催化劑載體10的外周面接觸的內(nèi)面12B，該內(nèi)面12B是其 內(nèi)周面。因為固持墊12處于壓縮狀態(tài)，通過壓縮反應(yīng)力施加用以從外部氣缸內(nèi)面13A的側(cè) 部壓縮外部氣缸13的力以及用以壓縮催化劑載體10的力。接著，固持墊12具有從外部氣 缸內(nèi)面13A側(cè)部壓縮外部氣缸13的外面12A，并通過外面12A與外部氣缸內(nèi)面13A之間產(chǎn) 生的摩擦固定至外部氣缸13。還有，固持墊12壓縮催化劑載體10的外周面并通過內(nèi)面12B與催化劑載體10的 外周面之間產(chǎn)生的摩擦來固定催化劑載體10。在催化劑裝置10中，已進入外部氣缸13內(nèi)的排氣穿過催化劑載體10的每個細孔 5且被凈化，然后離開外部氣缸13。這里，因為纖維以高密度聚集在固持墊12中，所以墊除 了具有充當(dāng)催化劑載體10的固持件的功能外，還具有充當(dāng)排氣密封材料的功能，且因而排 氣不能穿過固持墊12。因而，由于所有排氣或廢氣都穿過催化劑裝置1，因此凈化效率較
尚ο在第一實施例中，如圖3所示，高摩擦部分14設(shè)置在外部氣缸內(nèi)面13A中下游端 部12D附近的延伸部分16上。結(jié)果，如果固持墊12要被移位至排氣下游側(cè)，那么固持墊12 可通過與高摩擦部分14的摩擦固定至外部氣缸內(nèi)面13A上。如果排氣流過排氣管110，固持墊12會受到力而通過排氣等的壓力移位至排氣下 游。然而，即使處于壓縮在催化劑裝置1內(nèi)部的狀態(tài)中的固持墊12移位微小距離而到達下 游側(cè)，墊可被在下游端部12D附近的延伸部16的內(nèi)面上形成的高摩擦部分14抓住。此時，因為可在下游端部12D附近的固持墊12的外面12A與高摩擦部分14之間獲得高摩擦，所 以固持墊12可固定至外部氣缸13。因而，催化劑載體10可通過固持墊12與外部氣缸13 之間的摩擦而固定至外部氣缸13。還有，在第一實施例中，因為固持墊12和催化劑載體10可不使用止擋件等而輕易 固定至外部氣缸13，且催化劑裝置1可以緊湊形式形成，所以催化劑裝置1可易于安裝在排 氣消聲器100中或例如傾向于具有限定空間的摩托車中排氣管的其他部分中。此外，因為 固持墊12和催化劑載體10通過提高外部氣缸內(nèi)面13A的表面粗糙度來增大摩擦而固定至 外部氣缸13，所以不存在曝露至外部的組件。因此，舉例來說，如果催化劑裝置1附接至摩 托車，那么它具有外觀不被損壞的優(yōu)點。還有，因為止擋件等不布置在催化劑裝置1的排氣 路徑中，所以排氣流不會受到止擋件等阻隔或排氣的凈化效率不會劣化。還有，由于高摩擦 部分14的摩擦系數(shù)較高，即使當(dāng)固持墊12壓縮時產(chǎn)生的壓縮反應(yīng)力未受到嚴格管控，也可 獲得摩擦系數(shù)。因而，由于催化劑裝置10的強度、固持墊12的密度和外部氣缸13的內(nèi)徑 等的容差可設(shè)定為較寬，因此改善了每個組件的產(chǎn)率而減少了制造成本。如上文所述，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第一實施例，因為在催化劑載體10與外部氣缸 13之間設(shè)置了防止固持墊12與外部氣缸13間運動的高摩擦部分14，所以催化劑載體10 可通過與高摩擦部分14的摩擦而固定至外部氣缸13。因而，催化劑載體10可利用簡單結(jié) 構(gòu)固定至外部氣缸13。還有，在外部氣缸內(nèi)面13A中，因為高摩擦部分14設(shè)置在固持墊12的下游端部 12D附近，所以固持墊12通過與高摩擦部分14的摩擦而固定至外部氣缸內(nèi)面13A。因而， 催化劑載體10可通過固持墊12與外部氣缸13間的摩擦而固定至外部氣缸13，且催化劑載 體10可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸13。還有，如果固持墊12要被移位至排氣下游側(cè)，則固持件12與設(shè)置在排氣下游側(cè)的 延伸部分16的內(nèi)面上的高摩擦部分14接觸，且通過與高摩擦部分14的摩擦而固定。因 而，催化劑裝置10可通過固持墊12與外部氣缸13間的摩擦而固定至外部氣缸13，且催化 劑載體10可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸13。此外，因為高摩擦部分14是通過使與催化劑載體10相同的催化劑附著至外部氣 缸內(nèi)面13A而具有增大的表面粗糙度的部分，所以它易于形成。還有，因為催化劑載體10由陶瓷形成，所以催化劑載體10可易制成重量輕的。第二實施例下文將參照圖4至6描述應(yīng)用了本發(fā)明的第二實施例。在第二實施例中，與第一實施例類似構(gòu)造的部分使用了相同的附圖標號且將省略 其描述。圖4是示意性描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的設(shè)有催化劑裝置50的排氣消聲器 200。在第二實施例中，在排氣消聲器200內(nèi)部設(shè)置了催化劑載體60以取代第一實施例 中的催化劑載體10。第二實施例與第一實施例的不同點在于，固定催化劑載體60的高摩擦 部分64形成在催化劑載體60的表面上。如圖4所示，排氣消聲器200具有連接從發(fā)動機延伸的單個排氣管110的圓筒形 主體120，設(shè)有由陶瓷制成的催化劑載體60的催化劑裝置50支撐在圓筒形主體120中。催
12化劑裝置50包括承載催化劑的催化劑載體60、容納催化劑載體60的外部氣缸63以及設(shè)置 在催化劑載體60與外部氣缸63之間的固持墊62。且，催化劑裝置50包括容納在外部氣缸 63中的催化劑載體60，固持墊62卷繞在所述催化劑載體60周圍。圖5是說明催化劑裝置50的構(gòu)造的分解透視圖。圖6是催化劑裝置50的截面圖。催化劑載體60是形成為圓柱形狀且具有在圓柱形狀的外殼內(nèi)沿軸向延伸的大量 細孔5的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)體，且形成大的內(nèi)表面積。此處，催化劑載體60的截面形狀是任 意的，且截面形狀不限于圓形而可以是(例如)橢圓形。在每個細孔5的壁上，承載分解排氣成分的鉬、銠和鈀作為催化劑。還有，在作為 催化劑載體60的外周表面的外表面61部分上，形成了高摩擦部分64，與附著至催化劑載體 60內(nèi)部的催化劑相同的催化劑附著至所述高摩擦部分64。用以在外部氣缸63中容納所述周圍卷繞固持墊62的催化劑載體60的方法包括 壓配合、罐裝、纏繞和拉緊等，且利用這些方面中的任一者，固持墊62夾在外部氣缸63與催 化劑載體60之間且以壓縮狀態(tài)容納。催化劑載體60與固持墊62的軸向長度大致相同，且在催化劑裝置50組裝完的狀 態(tài)下，催化劑載體60與固持墊62的兩端相互匹配。還有，外部氣缸63的長度比催化劑載 體60和固持墊62的長度長，且催化劑載體60與的兩端位于外部氣缸63內(nèi)。因為固持墊62處于壓縮狀態(tài)下，通過壓縮反應(yīng)力施加用以壓縮催化劑載體60的 力以及用以從外部氣缸63的內(nèi)周側(cè)壓縮外部氣缸63的力。接著，催化劑載體60通過外表 面61整個表面上的固持墊62接收壓縮力，且通過催化劑載體60與固持墊62之間產(chǎn)生的 摩擦固定至固持墊62。還有，固持墊62在外部氣缸63的內(nèi)周面上施加壓縮力，且通過外部 氣缸63與固持墊62之間產(chǎn)生的摩擦而固定至外部氣缸63。在催化劑裝置50中，排氣沿圖6中的箭頭D所示的方向流動，且已進入外部氣缸 63中的排氣穿過催化劑載體60的每個細孔5而被凈化，然后離開外部氣缸63。這里，在固 持墊12中，因為纖維以高密度聚集，從而除了充當(dāng)催化劑載體60的保護件的功能外，還充 當(dāng)排氣密封材料，所以排氣不能穿過固持墊12。因而，由于排氣只能穿過每個細孔5，因此
凈化效率較高。在第二實施例中，如圖5和6所示，具有增大摩擦系數(shù)的高摩擦部分64至少設(shè)置 在催化劑載體60的外表面61的一部分上。詳細的說，高摩擦部分64形成在上游端部60A 上，所述上游端部60A是催化劑載體60中排氣流上游側(cè)的端部。結(jié)果，催化劑載體60可通過與高摩擦部分64的摩擦而固定至固持墊62。在催化劑裝置50內(nèi)，催化劑載體60通過處于壓縮狀態(tài)下的固持墊62而受到壓縮 力。接著，高摩擦部分54形成在催化劑載體60上，且如果它受到壓縮力，那么可在具有高 摩擦系數(shù)的高摩擦部分64與固持墊62之間獲得大摩擦。還有，因為高摩擦部分64形成在 催化劑載體60中排氣流中的上游側(cè)的端部處，所以，舉例來說，如果催化劑載體60要被移 位至下游側(cè)，那么高摩擦部分64移位，同時在固持墊62的整個長度上產(chǎn)生魔擦。因而，可 獲得較高的防止催化劑載體60移位的效應(yīng)。如上所述，因為催化劑載體60通過高摩擦部分64與固持墊62之間的摩擦而固定 至固持墊62，所以即使受到來自排氣管110的排氣的壓力，催化劑載體也不會從固持墊62 移位。這里，在可獲得能將催化劑載體60可靠地固定至固持墊62上的摩擦的區(qū)域上形成
13高摩擦部分64。還有，在第二實施例中，因為催化劑載體60可不使用止擋件等輕易固定至固持墊 62且催化劑裝置50可以緊湊形式構(gòu)成，所以催化劑裝置50可易于安裝在排氣消聲器200 中或例如傾向于具有限定空間的摩托車的排氣管的其他部分中。此外，因為催化劑載體60 通過提高催化劑載體60的表面粗糙度來增大摩擦而固定至固持墊62，所以不存在曝露至 外部的組件。因此，舉例來說，如果催化劑裝置50附接至摩托車，那么它具有外觀不被損壞 的優(yōu)點。還有，因為止擋件等并非布置在催化劑裝置50的排氣路徑中，所以排氣流不會受 到止擋件等阻隔或排氣的凈化效率不會劣化。還有，由于高摩擦部分64的摩擦系數(shù)較高， 即使當(dāng)固持墊62壓縮時產(chǎn)生的壓縮反應(yīng)力未受到嚴格管控，也可獲得充分摩擦。因而，由 于用于構(gòu)成催化劑載體50的組件強度的尺寸容差可設(shè)定為更大，因此提高了每個組件的 產(chǎn)率而減少了制造成本。如上所述，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第二實施例，因為在催化劑載體60與外部氣缸63 之間設(shè)置了防止固持墊62與外部氣缸63間運動的高摩擦部分64，所以催化劑載體60可通 過與高摩擦部分64的摩擦而固定至外部氣缸63。因而，催化劑載體60可利用簡單結(jié)構(gòu)固 定至外部氣缸63。還有，因為具有高摩擦系數(shù)的高摩擦部分64形成在催化劑載體60的外表面61的 一部分處，所以催化劑載體60通過高摩擦部分64與固持墊62之間的摩擦而固定至外部氣 缸63。因而，催化劑載體60可通過催化劑載體60與固持墊62之間的摩擦而固定至外部氣 缸63，且催化劑載體60可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸63。此外，因為高摩擦部分64是通過使得與催化劑載體60相同的催化劑附著至外表 面61而具有更大的表面粗糙度的部分，所以它可被容易地形成。此外，因為通過使催化劑 附著至外表面61的一部分，僅需使用一定數(shù)量的催化劑來固定催化劑載體60，所以可節(jié)省 催化劑。此外，因為催化劑載體60由陶瓷形成，所以催化劑載體60可容易制成重量輕的。第三實施例下文將參照圖7至9描述應(yīng)用了本發(fā)明的第三實施例。在第三實施例中，與第一 實施例類似構(gòu)造的部分使用了相同的附圖標號且將省略其描述。圖7是示意性描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的設(shè)有催化劑裝置150的排氣消聲器 300。在第三實施例中，在外部氣缸內(nèi)面13A的下游端部12D處形成了高摩擦部分14，但 第三實施例與第一實施例的不同點在于，除了高摩擦部分14外，在外表面11上形成高摩擦 部分114，所述外表面11是第一實施例的催化劑載體10的外周面。圖8是說明催化劑裝置150構(gòu)造的分解透視圖。圖9是催化劑裝置150的截面圖。在催化劑裝置150中，高摩擦部分14形成在外部氣缸內(nèi)面13A的下游端部12D上。 此外，在催化劑裝置150中，在固持墊12的上游端部12C附近，在固持墊12與催化劑載體 10的外表面11接觸處的部分上形成了高摩擦部分114。且高摩擦部分114與高摩擦部分 14通過使與附著至催化劑載體10的內(nèi)部的催化劑相同的催化劑附著而形成。如上所述，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第三實施例，因為高摩擦部分14設(shè)置在外部氣缸 內(nèi)面13A中固持墊12的下游端部12D附近，所以固持墊12通過與高摩擦部分14的摩擦而固定至外部氣缸內(nèi)面13A。此外，因為具有高摩擦系數(shù)的高摩擦部分114形成在催化劑載體 10的外面表11的一部分處，所以催化劑載體10通過高摩擦部分14與固持墊12之間的摩 擦而固定至外部氣缸13。也就是說，因為催化劑載體10通過外部氣缸13與固持墊12間 的摩擦以及催化劑載體10與固持墊12間的摩擦而固定至外部氣缸13，所以催化劑載體10 可利用簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸13。第四實施例下文將描述催化劑裝置1的制造方法的一個實例。圖10是示意性描述催化劑裝置1的制造方法的圖。在此方法中，從催化劑裝置1的下側(cè)供應(yīng)了溶解催化劑的溶液，從而使催化劑附 著至催化劑裝置1。催化劑裝置1通過包括下面三個處理的制造方法而制造。第一過程是通過在外部氣缸13中容納催化劑載體10與固持墊12而形成組合件 單元15的處理。具體的說，首先，固持墊12卷繞在圓柱形催化劑載體10的外周面周圍。接 著，將催化劑載體10與固持墊12 —起壓入外部氣缸13中，從而形成組合件單元15。第二過程是使催化劑附著至容納在組合件單元15中的催化劑載體10以及外部氣 缸內(nèi)面13A的一部分的過程。具體的說，首先，如圖10所示，組合件單元15連接至圓筒形 主體500，且調(diào)節(jié)成包含鉬、銠和鈀的催化劑溶液如箭頭E所示壓饋送經(jīng)過圓筒形主體500， 且調(diào)節(jié)成使得催化劑溶液達達到圖10中催化劑載體10的上端。接著，催化劑溶液附著至 催化劑載體10內(nèi)的每個細孔5以及外部氣缸內(nèi)面13A中的下游端部12D的附近。第三過程是燒結(jié)組合件單元15的過程。作為具體實例，組合件單元15從圓筒形 主體500中移除且由100°C下的熱空氣干燥10分鐘，然后在例如450°C下燒結(jié)1小時。結(jié) 果，催化劑承載在延伸部分16與下游端部12D的內(nèi)面以及每個細孔5的表面上，且完成催 化劑裝置1。接著，通過使催化劑附著至延伸部分16的內(nèi)面上而形成的高摩擦部分14，其 具有高表面粗糙度和高摩擦系數(shù)，因為附著催化劑在其表面上形成精細的凸出和凹進。還 有，通過在450°C下燒結(jié)，因為固持墊12緊固至外部氣缸內(nèi)面13A上，所以可獲得將固持墊 12固定至外部氣缸13的效果。還有，通過第四實施例的方法，也可制造圖9中所示的催化劑裝置150。為了制造圖9中所示的催化劑裝置150，如圖10所示，在催化劑載體10的外表面 11中的上游端部12C附近的部分中形成多個通孔IlA0通孔IlA是刺穿至催化劑載體10 內(nèi)部的孔，溶液壓饋送并穿過催化劑載體10內(nèi)部從通孔IlA滲出。結(jié)果，在催化劑載體10 的外表面11上，高摩擦部分114可通過使溶液附著至其上而形成在圖9中示出的上游端部 12C附近的部分中。還有，因為通孔IlA可布置在所需要的位置處，所以高摩擦部分114可 形成在所需要的位置處。用以使催化劑載體10承載鈀、銠和鉬的催化劑溶液通過使含有這些金屬的化合 物溶解在預(yù)定溶劑中而制成。用以承載鈀的材料包括硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽、絡(luò)鹽(二氯 四氨合鈀等)等。還有，用以承載鉬的材料包括硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽、絡(luò)鹽(二亞硝基二 氨鉬、三氯三氨合鉬等)等。還有，用以使催化劑載體10承載銠的材料包括硝酸鹽、氯化 物、醋酸鹽、硫酸鹽、絡(luò)鹽(五氨合氯銠、六氨合銠等)等。通過調(diào)節(jié)這些材料的溶液并通過 利用此溶液充滿上述催化劑載體10，可以使催化劑載體10承載鈀、鉬和銠。作為溶劑，可使用水或有機溶劑，但是鑒于廢物溶液的溶解度、處理容易性、可獲得性等，水是優(yōu)選的。還 有，在催化劑載體10充滿溶液后，通過將催化劑載體10加熱并干燥至約250°C，舉例來說， 由催化劑載體10的多孔結(jié)構(gòu)承載鈀、銠和鉬，排氣中的氧化氮、HC(碳氫化合物)、C0(—氧 化碳)等可被分解和凈化。根據(jù)所需的排氣凈化性能，催化劑可通過使催化劑載體10承載 僅任一或兩種類型的鈀、銠和鉬而構(gòu)成?；蛘?，除了鈀、銠和鉬之外，可由催化劑載體10承 載其他的充當(dāng)催化劑的金屬或金屬化合物等(銥、鈰、鋯、鈦或其氧化物等)。如上所述，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第四實施例，當(dāng)在第一過程中形成了組合件單元 15之后，因為可在第二過程中催化劑附著至催化劑載體10的同時催化劑可附著至外部氣 缸內(nèi)面13A，不需要僅使催化劑附著至外部氣缸內(nèi)面13A的過程，因此制造效率較佳且催化 劑裝置1可被容易地制造。此外，通過在第三過程中燒結(jié)，可使催化劑穩(wěn)固附著，同時，可使 固持墊12通過加熱緊固至外部氣缸內(nèi)面13A，以使得固持墊12可固定至外部氣缸13。因 而，不需要僅僅是(通過加熱)緊固固持墊12的過程，因此制造效率較佳且能容易地制造 催化劑裝置1。還有，因為在第一過程中，催化劑載體10和固持墊12可在催化劑不附著至 外部氣缸內(nèi)面13A的狀態(tài)下壓入外部氣缸13中，所以壓配合中的摩擦阻力較小且能容易地 完成壓配合。第五實施例下文將描述圖6中所示的催化劑載體60的制造方法的一個實例。圖11是示意性說明使催化劑附著至催化劑載體60的圖。在此方法中，從上述催化劑載體60供應(yīng)催化劑溶液，這樣使催化劑附著至催化劑 載體60。首先，催化劑載體60布置成使得上游端部60A向下指向，且漏斗600設(shè)置成與圖 11中的催化劑載體60的上端接觸。催化劑溶液供應(yīng)至漏斗600，通過漏斗600流經(jīng)催化劑 載體60的催化劑溶液流經(jīng)催化劑載體60內(nèi)部，如箭頭F所示，且催化劑溶液附著至催化劑 載體60內(nèi)的每個細孔5。接著，在催化劑載體60的外表面61中，在上游端部60A附近形成多個通孔61A。 通孔61A是與催化劑載體60內(nèi)部連通的孔，在催化劑載體60內(nèi)流動的催化劑溶液從通孔 61A出來。結(jié)果，在催化劑載體60的外表面61上，高摩擦部分14可通過在上游端部60A附 近使催化劑溶液附著至一部分而形成。如上所述，通過在催化劑載體60的外表面61中形成通孔61A，高摩擦部分14可易 于在所需位置處形成。如上所述，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第五實施例，因為高摩擦部分64通過使催化劑承 載在催化劑載體60內(nèi)的過程中同時使催化劑附著至外表面61而形成，所以可容易地形成 高摩擦部分64。第六實施例下文將描述圖6所示的催化劑載體60的制造方法的另一個實例。圖12是示意性說明使催化劑附著至催化劑載體60的方法的圖。在此方法中，從催化劑載體60上方供應(yīng)催化劑溶液，這樣，催化劑會附著至催化 劑載體60。在催化劑載體60中，在圖12中的上端，漏斗600設(shè)有提供的空間。催化劑溶液供
16應(yīng)至漏斗600，且從漏斗600向下流動的催化劑溶液如箭頭G所示在催化劑載體60內(nèi)流動， 且催化劑溶液也從催化劑載體60的上面流動至外表面61且沿外表面61向下流動。因而， 催化劑溶液附著至外表面61和催化劑載體60內(nèi)的每個細孔5的大部分，高摩擦部分64可 易于在外表面61的大部分上形成。每個上述實施例都示出了應(yīng)用了本發(fā)明的一個方面，且本發(fā)明不限于上述實施 例。舉例來說，在第一實施例中，高摩擦部分14解釋為設(shè)置在下游端部12D附近的延 伸部分16的內(nèi)面上，但是本發(fā)明并不限于此，高摩擦部分14可設(shè)置在包括與下游端部12D 接觸的一部分或其附近中至少其中之一的區(qū)域中。舉例來說，高摩擦部分14可形成在固持 墊12的外面12A與外部氣缸內(nèi)面13A之間的接觸面上。此外，高摩擦部分14可設(shè)置在外 部氣缸內(nèi)面13A上，比上游端部12C更靠近排氣上游側(cè)。這時，可防止固持墊12移位至排 氣上游側(cè)。相似地，在第二實施例中，高摩擦部分64揭示為設(shè)置在催化劑載體60的外表面61 上的上游端部60A上，但是僅需要高摩擦部分64設(shè)置在外表面61的至少一部分處或者高 摩擦部分64可設(shè)置在外表面61的整個表面上。還有，舉例來說，設(shè)置高摩擦部分64的部分 不限于上游端部60A，且高摩擦部分64可設(shè)置在外表面61上中心部分處。此外，在第二實 施例中，外表面61上的高摩擦部分64解釋為通過讓催化劑附著而形成，但是，舉例來說，高 摩擦部分64可以這樣形成通過當(dāng)燒結(jié)由陶瓷制成的催化劑載體60時在燒結(jié)前加工較為 容易的催化劑載體60的外表面61上形成具有高表面粗糙度(諸如梨皮精整度等)的面， 然后通過燒結(jié)催化劑載體60。或者，外表面61的表面粗糙度可通過機械加工等而變粗糙。還有，在第三實施例中，高摩擦部分114解釋為形成在一部分上，在固持墊12的上 游端部12c附近，催化劑載體10的外表面11與固持墊12在上述部分處接觸，但是本發(fā)明 并不限于此。舉例來說，高摩擦部分也可設(shè)置在一部分上，在上游端部12c附近，催化劑載 體10與固持墊12在上述部分處不接觸。無需說明，其他詳細構(gòu)造可任意改變。還有，在第四實施例中，高摩擦部分14解釋為在組合件單元15形成后形成，但是 它也可構(gòu)造為在外部氣缸內(nèi)面13A上事先形成高摩擦部分，然后催化劑載體10與固持墊12 通過罐裝、纏繞和拉緊等容納在外部氣缸13中。還有，其可構(gòu)造成在外部氣缸13A的延伸 部分16內(nèi)面上實現(xiàn)形成高摩擦部分14，然后催化劑載體10與固持墊12壓入外部氣缸13 中。這時，固持墊12與催化劑載體10可從外部氣缸13與高摩擦部分14側(cè)相對的那一側(cè) 部上的端部輕易壓入。無需說明其他詳細構(gòu)造可任意改變。還有，在第四實施例中，揭示圓 筒形主體500連接至組合件單元15，且催化劑溶液從下方壓饋送，但是舉例來說，它也可構(gòu) 造成組合件單元15的下端用催化劑溶液充滿，且催化劑溶液從上端向上泵送以使催化劑 溶液附著。還有，在第一實施例中，外部氣缸13的高摩擦部分14解釋為通過讓催化劑附著而 形成，但是舉例來說，高摩擦部分14也可通過讓能夠增大摩擦的另一種物質(zhì)附著而形成， 且可使多孔陶瓷附著。還有，高摩擦部分14可通過借助機械加工等使表面粗糙度變粗糙而 形成。還有，第一實施例的催化劑載體10和第二實施例的催化劑載體60解釋為由陶瓷 制成，但是它也可構(gòu)造成事的催化劑載體10例如由金屬制成，而具有高表面粗糙度的多孔陶瓷層通過燒結(jié)等形成在金屬催化劑載體10的外表面61的一部分和每個細孔5上，且催 化劑由此陶瓷層承載。這時，因為外表面61的表面粗糙度僅通過形成陶瓷層而變粗糙，可 向此陶瓷層提供充當(dāng)高摩擦部分64的功能。還有，如果催化劑載體10和60由金屬形成， 催化劑載體10和60的材料的優(yōu)選實例包括不銹鋼、鐵鋁鉻合金等。此外，第五實施例示出了應(yīng)用了本發(fā)明的一個方面，且本發(fā)明不限于第五實施例。舉例來說，在第五實施例中，催化劑溶液解釋為從漏斗600流動至催化劑載體60， 但是本發(fā)明并不限于此，且它也可構(gòu)造成催化劑載體60的上游端部60A那一側(cè)上的端部用 催化劑溶液充滿，且催化劑溶液從與上游端部60A相對的側(cè)部上的端部向上泵送以使催化 劑溶液附著。這時，無需設(shè)置通孔61A。除上述內(nèi)容外，無需說明第一至第六實施例中任一者的具體構(gòu)造可任意改變。第七實施例圖13是示意性描述根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第七實施例設(shè)有催化劑裝置7的排氣消 聲器75的圖。與圖1中所示的排氣消聲器100相似，排氣消聲器75設(shè)置在摩托車上且充 當(dāng)消音器，對已穿過排氣管110的高溫/高壓排氣進行減壓并將它排放到外部。排氣消聲器75具有與排氣管110連接的圓筒形主體120，且設(shè)有催化劑載體10的 催化劑裝置7支撐在圓筒形主體120中。催化劑裝置7具有外部氣缸73以取代催化劑裝 置1的外部氣缸13 (圖1)，且其他組件都與催化劑裝置1的組件相同。與催化劑裝置1相 似，催化劑裝置7刺穿并固定至與排氣管110的端部IlOA最近的第一隔壁131。還有，排氣 消聲器75以與排氣消聲器100類似的方式構(gòu)成，其不同點在于設(shè)置了催化劑裝置7而非催 化劑裝置1。在這個第七實施例中，與第一至第六實施例類似構(gòu)造的部分使用相同的附圖標號 且將省略其描述。圖14是說明催化劑裝置7的構(gòu)造的分解透視圖。催化劑載體10是如上文所述以圓柱形狀形成的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)體，且在外表面 11上形成了高摩擦部分74。還有，舉例來說，使用具有高強度和高耐熱性的金屬作為構(gòu)成外部氣缸73的材 料，且具體地說，使用諸如普通碳素鋼(所謂的SP材料)的較容易氧化的金屬材料作為構(gòu) 成外部氣缸73的材料。具體地說，就外部氣缸73的材料而言，優(yōu)選使用比諸如SUS 430的 不銹鋼材料更易氧化的材料，更具體的說，優(yōu)選使用在不銹鋼材料的鈍態(tài)膜不氧化/劣化 的條件下進行氧化反應(yīng)的材料。也就是說，優(yōu)選使用在比不銹鋼材料的鈍態(tài)膜氧化/劣化 的溫度低的溫度下氧化的材料，或者使用在不銹鋼材料的鈍態(tài)膜可承受的氧化劑氣體氣氛 下進行氧化的材料。圖15是催化劑裝置7的截面圖。如圖15所示，催化劑裝置7構(gòu)成為使得外表面11由外部氣缸73通過固持墊12 固持。在制造催化劑裝置7的過程中，在將催化劑載體10和固持墊12容納在外部氣缸73 的過程中，固持墊12卷繞在催化劑載體10周圍，然后，將它壓入事先以圓柱形狀形成的外 部氣缸73中。因此，容納在外部氣缸73中的固持墊12處于壓縮狀態(tài)，借助構(gòu)成固持墊12 的纖維的排斥力，在催化劑載體10與固持墊12之間以及固持墊12與外部氣缸73之間作 用壓緊力。
因為催化劑載體10由多孔陶瓷材料形成，所以外表面11上的表面粗糙度較高，且 固持墊12的表面也是粗糙面。因此，催化劑載體10和固持墊12都固持成由于摩擦力而不 相對于彼此運動。還有，固持墊12和外部氣缸73通過摩擦固持。如上所述，外部氣缸73具有由可相對容易氧化的材料形成的其表面。因而，外部 氣缸73內(nèi)部的表面易于氧化，不與固持墊12接觸并曝露的一部分尤其易于氧化。還有，固 持墊12是纖維的集成體且不具有接近完美的氣密性，而且因而，外部氣缸73的內(nèi)面中與固 持墊12接觸的一部分也易于氧化。因此，如果催化劑裝置7容納在排氣消聲器75中且附接至摩托車或機動車，當(dāng)排 氣在開始使用時連通穿過催化劑裝置7的內(nèi)部時，外部氣缸73的內(nèi)面由于排氣中包含的氧 化氣體或排氣的熱量的影響而被氧化。接著，在外部氣缸73的內(nèi)面上，在開始使用催化劑裝置7后，迅速形成氧化層73A 和 73B。氧化層73A相對于圖15中符號D所示的排氣流動安置在上游側(cè)，且安置在外部氣 缸73的內(nèi)面曝露至未凈化排氣的位置處。未凈化排氣含有諸如NOx (氮氧化物)、氧等的氧 化氣體，且外部氣缸73的內(nèi)表面會被這些氧化氣體氧化，由此形成氧化層73A。還有，催化劑載體10相對于符號D指示的排氣流動的下游側(cè)是曝露至已穿過催化 劑載體10且被凈化的排氣的位置，但是凈化的排氣也含有諸如氧的氧化氣體，所以外部氣 缸73的內(nèi)表面會被這些氧化氣體氧化且形成氧化層73B。此外，因為催化劑裝置7的內(nèi)部因為排氣中的熱量而達到相當(dāng)高的溫度，所以會 促進外部氣缸73的內(nèi)表面上的氧化反應(yīng)。根據(jù)內(nèi)燃機的排量或型號、燃油類型和催化劑裝 置7在排氣路徑中的位置，催化劑裝置7內(nèi)的溫度會不同，但是溫度足以達到使上述外部氣 缸73的材料的氧化快速進行的程度。因此，在外部氣缸73的內(nèi)面上，曝露部分尤其在開始使用催化劑載體7后快速氧 化，由此形成氧化層73A和73B。還有，在外部氣缸73的內(nèi)面上，氧化不僅在氧化層73A和73B上進行而且也在固 持墊12覆蓋的位置處進行，而且氧化層73A和73B也通過擴展至與固持墊12接觸的位置 而形成。外部氣缸73的內(nèi)面上的氧化不會在均勻條件下進行，而是會受到催化劑裝置8內(nèi) 的不均勻溫度影響，此外，排氣中含有的氧化氣體的類型、濃度和成分比不是恒定的。因此， 在外部氣缸73的內(nèi)面上，進行不均勻的氧化反應(yīng)，而氧化層73A和73B具有擁有高表面粗 糙度的表面。因此，固持墊12與氧化層73A和73B之間的摩擦系數(shù)極其高，且不容易讓固持墊 12和外部氣缸73的位置移位。換言之，固持墊12通過摩擦穩(wěn)定固持/固定至外部氣缸73。這里，因為高摩擦由形成在固持墊12的端部與外部氣缸73接觸的部分上形成的 氧化層73A和73B產(chǎn)生，所以固持墊12與催化劑載體10 —起固持和固定，但是即使氧化層 73A和73B僅在不與固持墊12接觸的部分上形成，固持墊12也會被固持和固定。舉例來說，當(dāng)氧化層73B僅在不與固持墊12接觸的部分上形成時，如果固持墊12 要被符號D所示的排氣壓力移位，那么固持墊12的端部會與氧化層73B快速形成接觸，由 此引起強摩擦。因而，固持墊12被摩擦力固持在基本難以移動的位置處。
因此，由于外部氣缸73的內(nèi)表面上的至少一部分氧化且形成具有高表面粗糙度 的氧化層，所以固持墊12與催化劑載體10 —起由外部氣缸73固持且固定至外部氣缸73。如上所述，固持墊12壓入外部氣缸73中，且反應(yīng)力作用在外部氣缸73上。因而， 除了通過將外部氣缸73氧化成氧化層73A和73B而增大摩擦系數(shù)外，在固持墊12與外部 氣缸73之間還存在力作用，由此進一步增加固持墊12與氧化層73A和73B之間的摩擦力。 因此，固持墊12被穩(wěn)定固持且可靠固定至外部氣缸73。還有，除非構(gòu)成外部氣缸73的材料加工成使表面物理粗糙，否則當(dāng)催化劑裝置7 啟動時，上述材料在使用前是較平滑的面。因而，由于在催化劑裝置7制造過程中，外部氣 缸73的表面粗糙度較低且摩擦系數(shù)較低，所以在將固持墊12和催化劑載體10壓配合入此 外部氣缸73的過程中，可平穩(wěn)進行壓配合而不會帶來問題。接著，當(dāng)固持墊12和催化劑載體10容納在外部氣缸73中而變成催化劑裝置7且 開始使用時，外部氣缸73的內(nèi)面快速氧化，而形成具有高表面粗糙度的固持氧化層73A和 73B，由此固持墊12與催化劑載體10 —起被固持和固定至外部氣缸73。因而，在催化劑裝 置7中，無需特殊操作，固持墊12可被固定至外部氣缸73，且可防止固持墊12與外部氣缸 73之間的移位?？梢酶鞣N滿足上述條件的材料作為外部氣缸73的材料，但是考慮到強度、可加 工性、被氧化的便利性、開始使用催化劑裝置7之前的表面上平滑度、重量等，在比不銹鋼 更易氧化的材料中，舉例來說，可引用諸如普通碳素鋼(SP材料)的鐵材、鋁、鋁合金等。優(yōu) 選情況下，這些材料不具有形成在表面上的鈍態(tài)氧化膜等。通過使用這些材料，具有甚至在 低溫下快速進行氧化并形成氧化層73A和73B的優(yōu)勢，而且即使催化劑裝置7設(shè)置在小排 量內(nèi)燃機的排氣管中時，或者即使排氣溫度不會大量升高時，固持墊12仍可固定至外部氣 缸73。整個外部氣缸73無需由可如上述那樣氧化的材料形成，但是也可以僅圖15中所 示的氧化層73A和73B的一部分或者與固持墊12的端部接觸的一部分或者所述端部附近 由上述材料形成。甚至這時，因為氧化層形成在與固持墊12接觸的一部分上或位于固持墊 12的端部附近，所以固持墊可被固持和固定至外部氣缸73。在摩托車中，催化劑裝置可使用金屬載體而形成，該金屬載體是諸如沖壓金屬或 通過彎折金屬板加工成蜂窩形狀的金屬蜂窩。此金屬載體與陶瓷載體情況不同，但是可例 如不使用墊通過豎直安裝在外部氣缸內(nèi)的支架等而附著至外部氣缸。還有，大致與第七實 施例的催化劑裝置相似，含有金屬載體的外部氣缸布置在消聲器中。這時，金屬載體的中心 和外部氣缸部分之間的溫度差較小，且例如具體溫度差近似為100至150°C，且如果載體中 心例如是900°C，那么外部氣缸的溫度為750至800°C。因此，作為外部氣缸的材料，可使用 不銹鋼材料作為具有高抗氧化性和高溫強度的材料。相反，在第七實施例中，因為催化劑裝置7使用由陶瓷制成的催化劑載體10形成， 所以固持墊12夾置在外部氣缸73與催化劑裝置10之間。因為此固持墊12充當(dāng)絕緣材 料，所以，舉例來說，外部氣缸73與催化劑載體10之間的溫度差高達250至500°C，且即使 催化劑載體10的中心處的溫度超過1000°C，外部氣缸73的溫度也近似為600°C。因此，通 過在由陶瓷制成的催化劑載體10與外部氣缸73之間夾置固持墊12，可調(diào)節(jié)外部氣缸73的 熱量，且可適當(dāng)抑制氧化的進行。因而，可應(yīng)用除了不銹鋼之外的諸如鋁鋼板等的材料作為
20外部氣缸73的材料。因此，可獲得將制造成本保持為低的效果。還有，在第七實施例中，因為催化劑裝置7布置在排氣消聲器75的圓筒形主體 120內(nèi)，所以即使催化劑裝置7的外部氣缸73的氧化適當(dāng)?shù)剡M行，它也不會展現(xiàn)在外觀上。 結(jié)果，通過為諸如摩托車的小型車輛使用在第七實施例中解釋的催化劑裝置7，排氣系統(tǒng) 可緊湊，且有效地加強由陶瓷制成的催化劑載體10的支撐，同時使用比不銹鋼材料(上述 SUS430等)價格低的材料。下文將描述催化劑裝置7的制造方法。催化劑裝置7用與催化劑裝置1類似在上 述第四至第六實施例中揭示的方法制造而成。還有，該裝置可通過下面的方法制造。下文 解釋中的諸如溫度、時間等的各種條件僅指示具體實例，而不會限制本發(fā)明的內(nèi)容。首先，以圓柱形狀形成的催化劑載體10的軸向上一端的一部分浸入含有鉬、銠和 鈀的溶液中預(yù)定長度(深度)。接著，連接至可向上泵送溶液的泵的管道與所述一端浸入 的狀態(tài)中的催化劑載體10的另一端相連。這個管道與催化劑載體10的所述另一端相連， 以使得可從所有細孔5進行抽吸。接著，通過由泵經(jīng)過管道進行抽吸，從所有細孔5向上泵 送溶液，溶液與每個細孔5的表面接觸，且作為溶質(zhì)的催化劑附著至每個細孔5的表面。這 里，在使溶液附著至每個細孔5的表面的過程中，因為催化劑載體10具有浸入溶液中預(yù)定 長度的一端，所以溶液在預(yù)定長度上附著至催化劑載體10的外表面11的一部分。其后，催化劑載體10從溶液向上拉動，且由100°C的熱空氣干燥10分鐘，然后在 450°C下燒結(jié)1小時，從而使催化劑載體10承載催化劑。在燒結(jié)之后，通過將固持墊12卷繞在催化劑載體10的外表面11周圍并通過將催 化劑載體10與固持墊12 —起壓入外部氣缸13，而形成催化劑裝置7。在上述處理中，其中使催化劑載體10承載鈀、銠和鉬的溶液以及用于該溶液的材 料與在第四實施例中描述的相似。還有，在固持墊12與催化劑載體10壓入外部氣缸73之后，可以進一步加熱催化 劑裝置7從而將固持墊12結(jié)合至外部氣缸73。也就是說，催化劑裝置7可在催化劑載體10 與固持墊12—起容納在外部氣缸73中的狀態(tài)下被加熱以形成催化劑裝置7。這時，因為固 持墊12和外部氣缸13的內(nèi)面在緊密接觸狀態(tài)下被加熱，所以外部氣缸73的內(nèi)面與固持墊 12之間的親和力會進一步改善且使得緊密接觸、附著或結(jié)合在一起到能施加預(yù)定固持力的 程度。然后，如果將具有與形成固持墊12的材料或含有與該材料共同的元素的成分相 同的成分的附加材料添加至外部氣缸73的內(nèi)面，那么，因為固持墊12與外部氣缸13之間 的親和力較高，即使加熱時的溫度不那么高，固持墊12與外部氣缸73也可緊密接觸、附著 或強烈結(jié)合在一起。作為一個具體實例，如果通過壓縮或集成作為一種陶瓷的由氧化鋁(鋁氧化物) 制成的纖維，為外部氣缸73使用鋁或含有鋁的合金，或者通過由鐵、不銹鋼或其他金屬形 成外部氣缸73，然后通在外部氣缸73的內(nèi)面上施加鋁鍍層，而實現(xiàn)固持墊12 ；那么，即使在 加熱溫度低的情況下，固持墊12與外部氣缸73也會在加熱過程中通過每個組件中含有的 鋁之間的親和力而緊密接觸、附著或者結(jié)合在一起。如上所述，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的第七實施例，因為設(shè)置了在內(nèi)部承載催化劑的由 陶瓷制成的催化劑載體10、容納催化劑載體10的外部氣缸73、夾置在外部氣缸73與催化
21劑載體10之間的固持墊12，且至少在外部氣缸73的內(nèi)表面的一部分處布置了在內(nèi)燃機排 氣中比不銹鋼材料更易氧化的材料，所以外部氣缸73的內(nèi)面上的材料利用催化劑裝置7氧 化且形成了氧化層73A和73B，由此增大了表面粗糙度。因而，由于摩擦系數(shù)至少在外部氣 缸73的一部分處升高了，所以固持墊12與催化劑載體10可通過外部氣缸73與固持墊12 之間的摩擦而固定。還有，因為在開始作為催化劑裝置7使用前未在外部氣缸73的內(nèi)面上沒有進行太 多氧化，所以表面粗糙度不高。因而，在將催化劑載體10與固持墊12—起壓入外部氣缸73 中的過程中，可平穩(wěn)進行壓配合。然后，在催化劑裝置7開始使用后，布置在外部氣缸73中 的材料曝露至排氣并由于排氣中的氧化氣體和/或排氣高溫影響而快速氧化，而且形成了 氧化層73A和73B，由此增大了表面粗糙度。因此，固持墊12與催化劑載體10可在開始使 用后快速固定。如上所述，根據(jù)第七實施例的構(gòu)造，固持墊12與催化劑載體10可以簡單構(gòu) 造固定至外部氣缸73，并且在將催化劑載體10和固持墊12容納在外部氣缸73的過程中不 會引發(fā)問題。此外，至少布置在外部氣缸73的內(nèi)面的一部分處的可易于氧化的材料是這樣一 種材料，在該材料中氧化在比不銹鋼材料(SUS430等)在內(nèi)燃機排氣中氧化的溫度低的溫 度下進行。因而，通過在外部氣缸73的內(nèi)面上布置在排氣中以較低溫度進行氧化的材料， 如果曝露至排氣，材料會快速氧化而使表面粗糙度變高，而且甚至在排氣不能輕易達到高 溫的環(huán)境下，固持墊12與催化劑載體10可在曝露至排氣后快速固定。還有，通過使用普通 碳素鋼(SP)材料作為設(shè)置在外部氣缸73的內(nèi)面上的材料，可使用碳素鋼輕易實現(xiàn)其中催 化劑載體10和固持墊12可易于固定的構(gòu)造，上述材料是具有極佳可加工性的便宜材料。接著，作為設(shè)置在外部氣缸13的內(nèi)面上的材料，通過使用這樣一種材料，其中添 加了與形成固持墊12的材料或含有與該材料共同的元素的成分相同成分的附加材料，以 便具有其中材料設(shè)置在與外部氣缸73的內(nèi)面上的固持墊12接觸的位置處的構(gòu)造，固持墊 12與外部氣缸73之間的親和力得到改善，這樣固持墊12與外部氣缸73可固定而不會相對 于彼此運動。還有，通過在此情況下形成催化劑裝置7后加熱催化劑裝置7，可使固持墊12 與外部氣缸73的內(nèi)面有利地相互附著，且可固定固持墊12與催化劑載體10。這里，將描述當(dāng)?shù)谄邔嵤├拇呋瘎┭b置7固定在如圖13所示的排氣消聲器75 中且附接至摩托車時，催化劑裝置7的長度與直徑之間的比。圖16是示出外部氣缸73的耐高溫性和抗蠕變強度與催化劑載體10的形狀之間 的關(guān)系。在圖16中，參考標記W表示催化劑載體10的直徑，參考標記L表示催化劑載體10 軸向上的長度。還有，該圖示出了外部氣缸73的耐高溫性和抗蠕變長度。如圖16所示，外部氣缸73的抗蠕變強度根據(jù)催化劑載體10的直徑W與長度L之 間的比而變動，與直徑W相比長度L越短，抗蠕變強度越高。因為如圖所示，在L/W= 1.5 的情況下，外部氣缸73的抗蠕變強度優(yōu)選是基準值或更高，優(yōu)選情況下，直徑W與長度L滿 足L/W彡1.5的關(guān)系。相反，在1.5 <L/W的范圍中，因為外部氣缸73中的耐高溫性與抗 蠕變強度變低，催化劑裝置7優(yōu)選不落入此范圍中。也就是說，如果第七實施例的催化劑裝置7要被固定在如圖13所示的排氣消聲器 75中且附接至摩托車，那么催化劑載體10的直徑W與長度L滿足以上要求，且在W = 40mm
22的情況下，例如L = 60至120mm是優(yōu)選的。上述第七實施例示出了應(yīng)用了本發(fā)明的一個方面，且本發(fā)明并不限于上述實施 例。舉例來說，在第七實施例中，外部氣缸73的整個或一部分解釋為由可比諸如普通碳素 鋼的不銹鋼材料更易氧化的材料形成，但是它也可構(gòu)造成使得外部氣缸73由多個層形成， 而僅僅曝露在固持墊12側(cè)上的那一層由上述材料形成。此外，在上述實施例中，鉬、銠和鈀 解釋為由催化劑載體10承載，但是也可承載諸如銥、鈰氧化物等的其他催化劑物質(zhì)。外部 氣缸73的形狀不限于圓筒形，但是它可以是具有橢圓或多邊形截面形狀的形狀，只要它是 中空管。還有，固持墊12不限于覆蓋催化劑載體10的整個外表面11的那個固持墊，而是 外表面11的一部分可以曝露而不被固持墊12覆蓋。無需說明其他詳細構(gòu)造可任意改變。第八實施例圖17是示意性描述根據(jù)第七實施例設(shè)有催化劑裝置8的排氣消聲器106的圖。與 排氣消聲器100 (圖1)相似，排氣消聲器106設(shè)置在摩托車上且充當(dāng)消音器，對已穿過排氣 管110的高溫/高壓排氣進行減壓并將它排放到外部。排氣消聲器106具有與排氣管110連接的圓筒形主體120，設(shè)有催化劑載體10的 催化劑裝置8支撐在圓筒形主體120中。催化劑裝置8具有外部氣缸73以取代催化劑裝 置1的外部氣缸13 (圖1)。與催化劑裝置1相似，催化劑裝置8刺穿并固定至與排氣管110 的端部IlOA最近的第一隔壁131。這里，構(gòu)成催化劑裝置8的外部氣缸83的外徑形成為比 排氣管110的外徑稍微大，以使得端部IlOA進入外部氣缸83并穩(wěn)定下來。接著，在其中端 部IlOA進入外部氣缸83的狀態(tài)中，外部氣缸83的端部83A通過焊接結(jié)合至排氣管110的 外側(cè)面。在結(jié)合部分107處，端部83A與排氣管110直接結(jié)合在一起。除了外部氣缸83與結(jié)合部分107的構(gòu)造以外，排氣消聲器106與排氣消聲器100 相似地構(gòu)成，且催化劑裝置8與催化劑裝置1 (圖1和2)相似地構(gòu)成，其不同之處在于設(shè)置 了外部氣缸83以取代外部氣缸13 (圖1和2)。在此第八實施例中，與第一至第六實施例相似構(gòu)造的部分使用相同的附圖標號， 且省略了其描述。催化劑裝置8具有設(shè)有催化劑載體10的如下構(gòu)造，其中圖2所示的催化劑裝置1 中的外部氣缸13由外部氣缸83替換，該催化劑載體10是以圓柱形狀形成的蜂窩狀多孔結(jié) 構(gòu)體，周圍卷繞固持墊12的催化劑載體10容納在圓柱形外部氣缸83中。外部氣缸83是例如具有圓形截面的中空管，且兩端打開。形成外部氣缸83的 材料是具有比不銹鋼材料(例如JIS SUS 430等)低的線性膨脹系數(shù)的材料。不銹鋼 材料的線性膨脹系數(shù)(在包括常溫的溫度范圍內(nèi)的線性膨脹系數(shù)，此也適用于下文)是 IOXlO-V0C (鐵氧體不銹鋼)M 17X IO-6/0C (奧氏體不銹鋼)，且引用作為不銹鋼實例的 SUS 430的線性膨脹系數(shù)是10. 4X IO-fVt^SUS 304的線性膨脹系數(shù)是17X 10_6/°C。形成 外部氣缸3的材料具有較低線性膨脹系數(shù)，且優(yōu)選實例包括純鈦、鈦合金或鈦化合物之一， 或含有純鈦、鈦合金和鈦化合物中任意一個或多個的合金。鈦的線性膨脹系數(shù)(JIS1級至 4級純鈦)是8. 4X 10-6/oC，且引用作為鈦合金實例的Ti-6A1-4V合金具有8. 8X 10_6/°C的 線性膨脹系數(shù)，且任何其他鈦合金具有比不銹鋼的線性膨脹系數(shù)低的線性膨脹系數(shù)。這里，形成外部氣缸83的材料包括諸如α合金、α-β合金、β合金等的鈦合 金或純鈦(Jis 1級至4級)，且鈦合金含有諸如鋁(Al)、硅(Si)、鐵(Fe)、銅(Cu)、錫(Sn)、釩(V)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋯(Zr)等的任何一或多種其他金屬，以及也可含 有鈦(Ti)和其他不可避免的雜質(zhì)，此外，可引用那些含有氧(0)等的物質(zhì)。具體的說， 可使用 Ti-6A1-4V、Ti-6Al-6V-2Sn、Ti-6Al-2Sn-4Zr_6Mo、Ti_l. 5A1、Ti-10V-2Fe_3Al、 Ti-7Al-4Mo, Τ -5Α1-2.5Sn, Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0. 2Si, Ti-5.5A1-3. 5Sn-3Zr-0. 3 Mo-lNb-0.3Si, Ti—SAl—lMo—lV、 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3AU Ti-15Mo-5Zr, Ti-13V-llCr-3Al等。還有，可使用由純鈦或含有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C等)、玻璃、氧 化鐵等的鈦合金制成的材料。這些材料都具有比上述不銹鋼材料低的線性膨脹系數(shù)。此外，上文列舉的材料和 含有任何其他鈦的材料在重量上比不銹鋼輕。雖然作為不銹鋼一個實例的SUS430的密度 (比重)為7. 98g/cm3，但是鈦(JIS1級至4級純鈦)的密度是4. 5g/cm3，且作為鈦合金的 一個實例的Ti-6A1-4V合金的密度是4. 4g/cm3。因而，使用外部氣缸83形成的催化劑裝置 8是重量輕的，而且如果催化劑裝置8安裝在摩托車或機動車上，可獲得諸如車體重量的重 量減輕、車體設(shè)計自由度改善、操控性能/可加工型改善等的有益效果。圖18是催化劑裝置8的截面圖。如圖18所示，催化劑裝置8構(gòu)造成使得外表面11由外部氣缸83通過固持墊12 固持。在制造此催化劑裝置8的過程中，在將催化劑載體10和固持墊12容納在外部氣缸 83的過程中，固持墊12卷繞在催化劑載體10周圍，接著，將其壓入事先以圓筒形狀形成的 外部氣缸83中。因此，容納在外部氣缸83中的固持墊12處于壓縮狀態(tài)，且借助構(gòu)成固持 墊12的纖維的排斥力，壓緊力作用在催化劑載體10與固持墊12之間以及固持墊12與外 部氣缸83之間。因為催化劑載體10由多孔陶瓷材料形成，所以外表面11上的表面粗糙度較高，且 固持墊12的表面也是粗糙面。因此，催化劑載體10和固持墊12都固持成由于摩擦力而不 相對于彼此運動。還有，固持墊12和外部氣缸83被與圖中符號H指示的方向中的排氣壓 力相抵的摩擦固持在外部氣缸83中預(yù)定位置處。此催化劑裝置8可通過在第七實施例中揭示的催化劑裝置7的制造方法以及在上 述第四至第六實施例中揭示的催化劑裝置1的制造方法，使用外部氣缸83取代外部氣缸13 和73而制造。也就是說，通過將固持墊12卷繞在通過上述方法制造的催化劑載體10的外 表面11周圍，此催化劑載體10被與固持墊12 —起壓入外部氣缸83中而形成催化劑裝置 8。在此制造方法中，具有由催化劑載體10承載的鈀、銠和鉬的溶液以及在此溶液中適用的 材料與在第四實施例中描述的相同。當(dāng)固持墊12與催化劑載體10被壓入外部氣缸83中后，可進一步加熱催化劑裝置 8從而結(jié)合固持墊12與外部氣缸83。這時，固持墊12與外部氣缸83的內(nèi)面在緊密接觸狀 態(tài)下加熱，從而緊密接觸、附著或結(jié)合在一起到施加預(yù)定固持力的程度。在第八實施例中，使用了事先以圓筒形狀形成的外部氣缸83，但是也可使用諸如 罐裝以及纏繞和拉緊的方法。為了通過罐裝容納催化劑載體10，周圍卷繞固持墊12的催化 劑載體10由分割件圍繞，呈現(xiàn)出氣缸沿軸向施加有多個件的形狀，且分割件通過焊接、附 著、螺栓連接等結(jié)合從而形成外部氣缸83。在此方法中，當(dāng)多個分割件結(jié)合在一起時，分割 件被壓從而壓縮固持墊12。因而，催化劑載體10與固持墊12通過容納在外部氣缸83狀態(tài)中的固持墊12的排斥力而固持在外部氣缸83中預(yù)定位置處。還有，為了通過纏繞和拉緊來容納催化劑載體10，用作外部氣缸83的材料的板材 卷繞在周圍卷繞固持墊12的催化劑載體10的周圍，且板材端部通過焊接、附著、螺栓連接 等焊接在一起而形成圓柱形外部氣缸83。在該方法中，在卷繞板材過程中，將壓縮固持墊 12的張力施加至板材。因此，催化劑載體10與固持墊12通過容納在外部氣缸83中的狀態(tài) 下的固持墊12的排斥力而固持在外部氣缸83中預(yù)定位置處。因為凈化排氣的催化劑曝露在高溫排氣下，應(yīng)考慮容納催化劑載體10的容器的 膨脹影響。催化劑10可為此目的而使用復(fù)雜形狀的固持件以固持在容器中，但這時，需要 工序使固持件與催化劑載體10尺寸相一致，而導(dǎo)致制造工序數(shù)量增多的問題。還有，這種 固持件的制造也不容易。鑒于上述問題，第八實施例中解釋的構(gòu)造意欲實現(xiàn)一種構(gòu)造，即使在高溫環(huán)境下 這種構(gòu)造也可將催化劑載體10穩(wěn)定固持在催化劑裝置8中，催化劑裝置8構(gòu)造為將催化 劑載體10容納在容器中且不會引發(fā)制造工序增多或構(gòu)造復(fù)雜度增加。第八實施例中的催化劑裝置8以及下文將在第九和第十實施例中描述的催化劑 裝置9，包括承載凈化內(nèi)燃機排氣的催化劑的由陶瓷制成的催化劑載體10、容納催化劑載 體10的外部氣缸83以及夾置在外部氣缸83與催化劑載體10之間的固持墊12，其特征在 于，外部氣缸83由具有比不銹鋼材料低的線性膨脹系數(shù)的材料構(gòu)成。在如上文構(gòu)造的催化劑裝置8中，舉例來說，如果催化劑裝置8如圖17所示設(shè)置 在排氣消聲器106中供使用，那么高溫排氣會穿過內(nèi)部，由此催化劑載體10、固持墊12以及 外部氣缸83都會曝露至高溫。構(gòu)成催化劑載體10與固持墊12的陶瓷具有極其小的線性 膨脹系數(shù)，且舉例來說，作為由陶瓷制成的蜂窩狀催化劑載體，那些具有約1. 2X10_6/°C的 線性膨脹系數(shù)的材料是已知的。因而，在催化劑裝置8處于高溫的狀態(tài)下，催化劑裝置10 與外部氣缸83以不同比率膨脹，催化劑載體10與外部氣缸83之間的間隙會變寬，而固持 墊12的排斥力實現(xiàn)的對催化劑載體10的固持力很可能減弱。然而，在第八實施例中的催化劑裝置8中，因為外部氣缸83由具有比上述不銹鋼 材料(例如JIS SUS430等)低的線性膨脹系數(shù)的材料形成，所以外部氣缸83由于熱量而 產(chǎn)生膨脹極小，因此不用擔(dān)心在具有低線性膨脹系數(shù)的催化劑載體10與固持墊12之間產(chǎn) 生間隙或者固持墊12的排斥力會顯著降低。因而，可實現(xiàn)這樣的催化劑裝置即使曝露至 排氣的高溫下，其中催化劑載體10的固持性能相對于從常溫下的狀態(tài)改變地也很少。結(jié) 果，無需為固持墊12的固持力降低的情況做準備，而提供突起或單獨構(gòu)件來固定或鎖定催 化劑載體10以使催化劑載體10不會在外部氣缸83中移動。因此，即使在曝露至排氣地?zé)?量時，催化劑載體10與固持墊12也可穩(wěn)定固持并且不需使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。還有，外部氣缸83的形狀是簡單的圓筒形，其滿足容納催化劑載體10與固持墊12 的要求，而不需要其他復(fù)雜形狀。因而，舉例來說，制造外部氣缸83所需的工序數(shù)量不與通 過諸如不銹鋼或鐵的材料制造外部氣缸83所需的工序數(shù)量不同。如上所述，通過使用具 有比不銹鋼材料低的線性膨脹系數(shù)作為外部氣缸83的材料，可不使用復(fù)雜結(jié)構(gòu)或不引發(fā) 制造工序數(shù)量增加和機構(gòu)復(fù)雜度增加，而輕易實現(xiàn)甚至在高溫下可穩(wěn)定固持催化劑載體10 與固持墊12的催化劑裝置8。具體地說，如在第八實施例中解釋的那樣，如果外部氣缸83的材料是純鈦、鈦合
25金和鈦化合物中的任意一者或者是含有純鈦、鈦合金和鈦化合物中的任意一者或多者的合 金，外部氣缸83的線性膨脹系數(shù)比不銹鋼材料等低很多，且當(dāng)在使用過程中曝露至高溫排 氣時由膨脹導(dǎo)致的變形量可極其小。因此，由于催化劑載體10的固持性能甚至在高溫環(huán)境 也很少改變，所以確保催化劑載體10的固持性能所需的準確度，也就是說，可允許準確度 的范圍，變寬，其提供地優(yōu)點是提高設(shè)計和制造的自由度。此外，引用作為外部氣缸83的材料的純鈦、鈦合金和鈦化合物中的任意一者或者 是含有純鈦、鈦合金和鈦化合物中的任意一者或多者的合金具有高熔點的優(yōu)點，且即使在 它安裝在排氣路徑中靠近內(nèi)燃機的位置且可甚至在曝露至高溫排氣的環(huán)境中長時間使用 時，也不會產(chǎn)生問題。上述材料具有重量輕的優(yōu)勢，且例如安裝在摩托車或機動車上時可獲 得有益效果，諸如車體重量的重量減輕、車體設(shè)計自由度改善、操控性能/可加工型的改善寸。第九實施例圖19是說明根據(jù)第九實施例的排氣管結(jié)構(gòu)140的截面圖。在第九實施例中，與第一至第七實施例與第八實施例相似構(gòu)造的部分使用了相同 的附圖標號，而且將省略其描述。圖19所示的排氣管結(jié)構(gòu)140通過在催化劑裝置8的發(fā)動機(未圖示)側(cè)上結(jié)合 由鈦制成的排氣管90以及通過在催化劑裝置8的排氣消聲器(未圖示)側(cè)上結(jié)合由鈦制 成的排氣管92而構(gòu)成。排氣管結(jié)構(gòu)140是構(gòu)成連接發(fā)動機的排氣口與排氣消聲器的排氣 路徑的一部分的管路，所述管路是將排氣歧管、收集管或這兩者連接至發(fā)電機或排氣消聲 器的管道。相對于符號H指示的排氣流動而言，由鈦制成的排氣管90安置在催化劑裝置8 的上游側(cè)上，而由鈦制成的排氣管92安置在催化劑裝置8的下游側(cè)上。由鈦制成的排氣管90由具有比外部氣缸83小的直徑的中空管形成，直徑逐漸增 大的錐形部分91形成在由鈦制成的排氣管90的端部處，而且外部氣缸83結(jié)合至錐形部分 91的遠端。還有，由鈦制成的排氣管92是具有與外部氣缸83相同的直徑的中空管。還有，由鈦制成的排氣管90與由鈦制成的排氣管92兩者都由與外部氣缸83相似 的鈦材料形成。也就是說，在第九實施例中，外部氣缸83、由鈦制成的排氣管90以及由鈦制成 的排氣管92都由諸如α合金、α-β合金、β合金等的鈦合金或純鈦(JIS1級至4級) 形成，且鈦合金含有諸如鋁(Al)、硅(Si)、鐵(Fe)、銅(Cu)、錫(Sn)、釩(V)、鈮(Nb)、 鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋯(Zr)等的任何一或多種其他金屬，以及也可含有鈦(Ti)和其他不 可避免的雜質(zhì)，此外，可引用那些含有氧(0)等的物質(zhì)。具體的說，可使用Ti-6A1-4V、 Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-1. 5AU Ti-10V-2Fe-3AU Ti-7Al-4Mo, Τ -5Α1-2.5Sn, Ti-6Al-5Zr-0. 5Mo-0. 2Si, Ti-5.5A1-3.5Sn-3Zr-0. 3Mo-lNb-0. 3Si, Ti-8Al-lMo-lV、Ti-6Al-2Sn-4Zr_2Mo、Ti-5A1 -2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11. 5Mo-6Zr-4. 5Sn、 Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn、Ti-15Mo-5Zr-3Al、Ti-15Mo-5Zr、Ti-13V-llCr-3Al 等。還有，可使用 由純鈦或含有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C等)、玻璃、氧化鐵等的鈦合金制成的材料?？紤]到焊接便易度、材料可用性方便度、制造成本等，外部氣缸83、由鈦制成的排 氣管90與92都優(yōu)選由相同材料形成，但是允許其中外部氣缸83、由鈦制成的排氣管90和 92不由相同材料形成的結(jié)構(gòu)，且外部氣缸83、由鈦制成的排氣管90和92可由不同材料形成，只要它們是含有上述鈦的材料中的任一者。如上所述，因為外部氣缸83、由鈦制成的排氣管90和92都由純鈦、鈦合金和鈦化 合物中的任一者或含有純鈦、鈦合金和鈦化合物中任一者的合金制成，所以外部氣缸83和 由鈦制成的排氣管90以及外部氣缸83與由鈦制成的排氣管92都可通過例如焊接而輕易 且可靠地結(jié)合。也就是說，如圖19所示，錐形部分91的遠端和外部氣缸83的端部83A具有相同 直徑，且它們通過對焊而結(jié)合在一起。還有，外部氣缸83的端部83B與由鈦制成的排氣管 92的遠端具有相同直徑且類似地通過對焊結(jié)合。因為含有鈦的金屬材料之間的焊接良好相 配，所以可易于實現(xiàn)具有足夠強度的結(jié)合。在根據(jù)第九實施例的排氣管結(jié)構(gòu)140中，除了在上述第八實施例中解釋的效果 外，存在以下優(yōu)勢，即將催化劑載體10和固持墊12容納在催化劑裝置8中的外部氣缸83 可用作排氣管結(jié)構(gòu)140的一部分。結(jié)果，不需要用以容納催化劑裝置8的外殼等，因此可獲 得成本和重量的減小。還有，因為與外部氣缸83相似，結(jié)合至外部氣缸83的由鈦制成的排 氣管90與92由純鈦、鈦合金和鈦化合物中的任意一者或者含有純鈦、鈦合金和鈦化合物中 任一者的合金形成，所以相同類型或相似類型的金屬結(jié)合在一起，而且它們可通過焊接等 輕易結(jié)合并獲得高結(jié)合強度。第十實施例圖20是說明根據(jù)第九實施例的排氣管結(jié)構(gòu)140的截面圖。在此第十實施例中，與第一至第七、第八和第九實施例相似構(gòu)造的部分使用了相 同的附圖標號，而且將省略其描述。圖20所示的排氣管結(jié)構(gòu)141形成為具有結(jié)合在催化劑裝置9的發(fā)動機(未圖示) 側(cè)上的由不銹鋼制成的排氣管93，且具有結(jié)合至催化劑裝置9的排氣消聲器(未圖示)側(cè) 的由不銹鋼制成的排氣管95。排氣管結(jié)構(gòu)141是構(gòu)成連接發(fā)動機的排氣口與排氣消聲器的排氣路徑的一部分 的管路，具體的說，也就是將排氣歧管、收集管或這兩者連接至發(fā)動機或排氣消聲器的管 道。相對于符號H指示的排氣流動而言，由不銹鋼制成的排氣管93安置在催化劑裝置9的 上游側(cè)，而由不銹鋼制成的排氣管95安置在催化劑裝置9的下游側(cè)。催化劑裝置9設(shè)有外部氣缸84以取代上述催化劑裝置8中的外部氣缸83。外部 氣缸83是由與外部氣缸83相同的材料形成的圓柱形中空管。與外部氣缸83的不同之處 在于，相對于排氣方向H的上游側(cè)的端部84A和下游側(cè)的端部84B被分別加工，從而結(jié)合至 由不銹鋼制成的排氣管93和95。還有，由不銹鋼制成的排氣管93和95都是由不銹鋼材料(SUS430、SUS304等)形 成的中空管。在由不銹鋼制成的排氣管93與外部氣缸84以及外部氣缸84與由不銹鋼制 成的排氣管95之間的結(jié)合部分，由不銹鋼制成的排氣管93和95兩者都具有比外部氣缸84 稍微小的直徑且進入外部氣缸84內(nèi)部。通過在此狀態(tài)下焊接結(jié)合件94和96，外部汽缸84 與由不銹鋼制成的排氣管93以及外部氣缸84與由不銹鋼制成的排氣管95結(jié)合在一起。圖21是說明排氣管結(jié)構(gòu)140中的結(jié)合部分構(gòu)造的放大圖，其中圖21A示出了由不 銹鋼制成的排氣管93與外部氣缸84之間的結(jié)合部分，且圖21B示出了外部氣缸84與由不 銹鋼制成的排氣管95之間的結(jié)合部分。
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如圖21A所示，在端部84A中形成了孔84C，所述端部84A是外部氣缸84的上游側(cè) 的開口端?？?4C是刺穿外部氣缸84的孔且沿外部氣缸84的開口邊緣的周向以預(yù)定間距 形成為多個。由不銹鋼制成的排氣管93的端部93A進入端部84A的深度比孔84C更深，在此狀 態(tài)下，結(jié)合件94焊接至端部93A。結(jié)合件94是具有從外部氣缸84外部穿過孔84C且與端 部93A接觸的形狀的金屬件，且由與由不銹鋼制成的排氣管93相同的不銹鋼材料形成。端部93A與結(jié)合件94通過凸焊焊接在一起。也就是說，在結(jié)合件94插入孔84C 的狀態(tài)下，結(jié)合件94與由不銹鋼制成的排氣管93通電且它們通過在它們的接觸部分產(chǎn)生 的熱量而結(jié)合在一起。通過這種方法，結(jié)合件94通過設(shè)置在端部84A中的所有孔84C焊接 至端部93A。這里，結(jié)合了多個結(jié)合件94，但是多個結(jié)合件94可相互連接且它們可以是獨 立的小件。另一方面，如圖21B所示，在端部84B中形成了孔84D，該端部84B是外部氣缸84 的下游側(cè)的開口端?？?4D是刺穿外部氣缸84的孔，且沿外部氣缸84的開口邊緣周向以 預(yù)定間距形成多個。由不銹鋼制成的排氣管95的端部95A進入端部84B的深度比孔84D更深，且在此 狀態(tài)下，結(jié)合件96焊接至端部95A。結(jié)合件96是具有從外部氣缸84外部穿過孔84D且與 端部95A接觸的形狀的金屬件，且由與由不銹鋼制成的排氣管95相同的不銹鋼材料形成。接著，端部95A與結(jié)合件96通過凸焊焊接在一起。也就是說，在結(jié)合件96插入孔 84D的狀態(tài)下，結(jié)合件96與由不銹鋼制成的排氣管95通電且它們通過在它們的接觸部分產(chǎn) 生的熱量而結(jié)合在一起。通過這種方法，結(jié)合件96通過設(shè)置在端部84B中的所有孔84D焊 接至端部95A。這里，結(jié)合了多個結(jié)合件96，但是所述多個結(jié)合件96可相互連接且它們可 以是獨立的小件。在排氣管結(jié)構(gòu)141中，由含有鈦的材料制成的外部氣缸84以及由不銹鋼制成的排 氣管93和95需要結(jié)合在一起。在結(jié)合這些不同類型的金屬中，孔84C和84D設(shè)置在外部 氣缸84的端部84A與84B中，而結(jié)合件94和96使用這些孔84C和84D結(jié)合至由不銹鋼制 成的排氣管93和95。根據(jù)這個方法，外部氣缸84以及由不銹鋼制成的排氣管93和95可 易于通過焊接相同類型的金屬而以充分強度結(jié)合。與上述催化劑裝置8相似，催化劑裝置9通過將催化劑載體10與固持墊12容納 在外部氣缸84中而構(gòu)成，所述外部氣缸84由具有比不銹鋼材料低的線性膨脹系數(shù)的材料 制成。因而，可獲得在上述第八與第九實施例中解釋的優(yōu)勢。另外，在排氣管結(jié)構(gòu)141中，通過使用由不銹鋼制成的更便宜的排氣管93和95，可 以以低成本實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。也在此排氣管結(jié)構(gòu)141中，存在如上述第九實施例中解釋的優(yōu)勢，也 就是以下優(yōu)勢，即，用以容納催化劑載體10與固持墊12的外部氣缸84可用作排氣管結(jié)構(gòu) 141的一部分，不需要用來容納催化劑裝置9的外殼等，且可促進成本和重量的降低。還有，可通過借助于在外部氣缸84的端部84A和84B中形成孔84C和84D并借助 于從外部施加結(jié)合件94和96的凸焊方法，輕易且可靠地執(zhí)行外部氣缸84與由不銹鋼制成 的排氣管93與95之間的結(jié)合，這是不同類型金屬之間的結(jié)合。還有，第八至第十實施例僅示出了一個具體方面，其可任意改變。舉例來說，在第 八至第十實施例中，外部氣缸83和84的形狀解釋為是圓筒形，但是本發(fā)明并不限于此，只
28要它是中空管，它可具有橢圓形或多邊形截面形狀。第^^一實施例圖22和23是根據(jù)第十一實施例設(shè)有陶瓷催化劑裝置4的排氣消聲器400的截面 圖。此排氣消聲器400連接至從摩托車發(fā)動機延伸的排氣管410的后端且充當(dāng)消音器，對 已穿過此排氣管410的排氣進行減壓并將它排放到外部。排氣消聲器400具有與從發(fā)動機延伸的單個排氣管410相連的圓筒形主體420，設(shè) 有由陶瓷制成的催化劑載體40的陶瓷催化劑裝置(下文稱為催化劑裝置)1支撐在此圓筒 形主體420中。這個圓筒形主體400設(shè)有構(gòu)成此圓筒形主體420的外周面的外部氣缸421、待插入 此外部氣缸421中的內(nèi)部氣缸422，以及前壁部分423與后壁部分424，所述423和424大 致呈碗形并被連接以覆蓋這些圓筒形構(gòu)件421和422的前部開口與后部開口。由此內(nèi)部氣缸422、前壁部分424與后壁部分424形成的內(nèi)部空間通過多個(在此 實施例中為兩個)隔壁(下文稱為第一隔壁431和第二隔壁432)分割成多個(在此實例 中為三個)膨脹室(下文稱為第一膨脹室P、第二膨脹室Q和第三膨脹室R)，且排氣管410 的端部410A刺穿圓筒形主體420的前壁部分423且插入圓筒形主體420中。刺穿此第一隔壁431且沿圓筒形主體420的縱向延伸的定位圓柱形構(gòu)件(定位構(gòu) 件)435附著至位于圓筒形主體420中前側(cè)上的第一隔壁431。此定位圓筒形構(gòu)件435形成 為圓筒形狀，其直徑朝向前壁部分423側(cè)逐漸變窄，且排氣管410插入前端部435A使得最 小直徑處沒有間隙，且通過焊接等結(jié)合。還有，在此定位圓筒形構(gòu)件435的后端部435B中，構(gòu)成催化劑裝置4的外殼通過 焊接等配合和結(jié)合。排氣管410具有增大直徑部分410B，其直徑在定位圓筒形構(gòu)件435中 向后逐漸增大，且此增大直徑部分410B的端部410A位于定位圓筒形構(gòu)件435后部中。也 就是說，排氣管410的端部410A安置在定位圓筒形構(gòu)件435與外部氣缸43之間的附著部 分437的后部中，并進入外部氣缸43。還有，此排氣管410的端部410A以與催化劑裝置4 中催化劑載體40大致相同的直徑形成，且布置在催化劑載體40附近。催化劑裝置4的外部氣缸43沿圓筒形主體420的縱向延伸，刺穿第二隔壁432，且 由第二隔壁432支撐。這時，因為催化劑裝置4由定位圓筒形構(gòu)件435與第二隔壁432支 撐，所以可充分保證支撐強度。還有，因為催化劑裝置4與排氣管410由相同定位圓筒形構(gòu) 件435支撐，所以可準確設(shè)定催化劑裝置4與排氣管410之間的位置關(guān)系。由玻璃棉等制成的吸聲材料402設(shè)置在圓筒形主體420的外部氣缸421與內(nèi)部氣 缸422之間，且吸聲材料402也設(shè)置在構(gòu)成后壁部分424的內(nèi)部后壁部分424A與外部后壁 部分424B之間，且設(shè)置在覆蓋刺穿后壁部分424的尾管445的外周的圓柱形體425內(nèi)側(cè)上。催化劑裝置4使排氣管410的端部410側(cè)通過在催化劑載體40中形成的大量細 孔(刺穿孔)5與第一膨脹室P連通，當(dāng)從此排氣管端部410A排出的排氣穿過催化劑載體 40時被凈化。這里，催化劑裝置4的外徑形成為比排氣管端部410A的外徑大，且排氣管端 部410A與催化劑載體40通過定位圓筒形構(gòu)件435而大致同軸定位。因而，可使從排氣管 端部410A排出的廢氣有效進入催化劑載體40，并使所述廢氣流入第一膨脹室P。還有，第一連通管441與第三連通管443刺穿至第二隔壁432，且固定在與催化劑 裝置4間隔開的位置處，而第二連通管442刺穿至第一隔壁431，且固定在與定位圓筒形構(gòu)件435間隔開的位置處。第一連通管441使第一膨脹室P與第二膨脹室Q連通，而第二連通管442使第二 膨脹室Q與第三膨脹室R連通。還有，第三連通管443具有越過第二膨脹室Q、刺穿第一隔 壁431的一端，且在第三膨脹室R打開，而其另一端越過第一膨脹室P，連接至其后端的尾管 445刺穿圓筒形主體420的后壁部分424且使第三膨脹室R與排氣消聲器400外的空間相 連通。在排氣消聲器400中，如圖22中箭頭所示，從排氣管410的端部410A排出的排氣 穿過催化劑裝置4并流入排氣消聲器400中的第一膨脹室P，顛倒其流向，經(jīng)過第一連通管 441并流入第二膨脹室Q，再次顛倒流向，經(jīng)過第二連通管442并流入第三膨脹室R，然后，再 次顛倒流向，經(jīng)過第三連通管443和尾管445并排放至外部。因為這個圓筒形主體的截面積形成為比插入此圓筒形主體420中的排氣管410 大，當(dāng)流入膨脹室P至R中每一者時排氣被減壓。還有，因為催化劑裝置4布置在排氣消聲 器400的圓筒形主體420中，容易保證催化劑裝置4的布局空間。還有，因為催化劑裝置4 同軸布置在排氣管410的端部410A上，可使從排氣管410的端部410A排出的排氣平穩(wěn)地 流入催化劑裝置4中，而不會改變其流向。接著，將詳細描述催化劑裝置4。催化劑裝置4與圖2所示的催化劑裝置1相似 地構(gòu)成。也就是說，催化劑裝置設(shè)有與催化劑裝置1中的催化劑載體10相似構(gòu)成的催化 劑載體40，該催化劑載體40承載具有排氣凈化功能的催化劑，催化劑裝置還設(shè)有與固持墊 12相似構(gòu)成并覆蓋催化劑載體40外周的固持墊(也稱為催化劑固持墊)以及與外部氣缸 13(圖2)相似構(gòu)成且通過固持墊42固持催化劑載體40的外部氣缸43。與上述催化劑載體10(圖1和圖2)相似，催化劑載體40使用蜂窩狀結(jié)構(gòu)體，其中 以蜂窩狀態(tài)形成的沿其軸向延伸的細孔5作為基材，且催化劑載體40承載分解此基材內(nèi)的 排氣成分的鉬、鈀和銠。也就是說，催化劑載體40充當(dāng)三元催化劑，其通過鉬、鈀和銠等并 通過氧化和還原反應(yīng)移除排氣中的碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物。此處，催化劑載體40 的截面形狀，也就是，蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的截面形狀，形成為具有真圓截面的柱形(圓柱形)。也 可使用包括橢圓形的其他形狀作為截面形狀。還有，在第七實施例中，由具有多孔結(jié)構(gòu)的陶瓷多孔體形成的陶瓷蜂窩用作蜂窩 狀結(jié)構(gòu)體。因而，與使用由金屬制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體情況相比，整個重量可減小，而且，因為 使用了多孔陶瓷，所以可易確保內(nèi)部的表面積，且可易承載催化劑，這是有利的。這里，作為待用作催化劑載體40的基材的陶瓷材料的一個優(yōu)選實例，可使用包括 堇青石、莫來石、氧化鋁和堿土金屬鋁酸鹽、碳化硅、氮化硅等的多種耐熱陶瓷或其類似物 質(zhì)。還有，基材形狀可以是諸如粉末、微粒、晶粒(包括球)、球狀(包括圓柱和環(huán))、片狀、 蜂窩狀等的任何形狀，且它優(yōu)選是蜂窩狀結(jié)構(gòu)。用以使催化劑載體40承載鈀、銠和鉬的溶液是通過將含有這些金屬的化合物溶 解在預(yù)定溶劑中而形成的。用以承載鈀的材料包括硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽、絡(luò)鹽(二氯四 氨合鈀等)等。還有，用以承載鉬的材料包括硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽、絡(luò)鹽(二亞硝基二氨 鉬、三氯三氨合鉬等)等。還有，用以使催化劑載體承載銠的材料包括硝酸鹽、氯化物、醋酸 鹽、硫酸鹽、絡(luò)鹽(五氨合氯銠、六氨合銠等)等。通過調(diào)節(jié)這些材料的溶液并通過利用此 溶液充滿上述催化劑載體40，催化劑載體40可制成承載鈀、鉬和銠。作為溶劑，可以使用水
30或有機溶劑，但是鑒于廢物溶液的溶解度、處理容易性、可獲得性等，水是優(yōu)選的。還有，在 催化劑載體充滿溶液后，通過將催化劑載體加熱并干燥至約250°C，舉例來說，由催化劑載 體40的多孔結(jié)構(gòu)承載鈀、銠和鉬，而排氣中的氧化氮、HC(碳氫化合物)、C0(—氧化碳)等 可被分解和凈化。根據(jù)所需的排氣凈化性能，催化劑可通過使催化劑載體40承載鈀、銠和 鉬的僅任一或兩種類型而構(gòu)成?；蛘?，除了鈀、銠和鉬之外，充當(dāng)催化劑的金屬或金屬化合 物等可由催化劑載體40承載。固持墊42通過將陶瓷纖維集成為長墊狀態(tài)而形成，且它與固持墊12相似，卷繞在 催化劑載體40的外表面周圍。在固持墊12的一端，形成凸出狀的配合部分，而在另一端， 形成凹進狀的配合部分，且因而當(dāng)固持墊42卷繞在催化劑載體40周圍時，墊可保持在配合 部分B相互嚙合且卷繞在催化劑載體40周圍的狀態(tài)中。還有，因為固持墊42是纖維相互纏繞的集成體，所以在表面及其內(nèi)側(cè)上形成眾多 小的間隙。因而，固持墊42具有相對高彈性，且在表面上具有高表面粗糙度和相對高的摩 擦系數(shù)。此處，固持墊42的材料可以是任何材料，只要它具有耐熱性和彈性，且除了諸如氧 化鋁、莫來石、堇青石、碳化硅等陶瓷材料外，還可使用纖維金屬或玻璃棉等的集成。外部氣缸43形成為圓筒形，且更具體的說，如圖24所示，它具有比排氣管410的 外徑大的直徑且形成為比催化劑載體40和固持墊42長，從而確保與上述定位圓筒形構(gòu)件 435的配合部分。使用具有高強度和高耐熱性的金屬作為此外部氣缸43的材料，且舉例來 說，使用諸如不銹鋼的鋼材。周圍卷繞固持墊42的催化劑載體40配合在外部氣缸43且容納在外部氣缸43中。 這時，因為固持墊42在壓縮狀態(tài)下夾置在外部氣缸43與催化劑載體40之間，通過固持墊 42的彈力與摩擦力產(chǎn)生用以將催化劑載體40固持在外部氣缸43中的固持力。因此，即使 催化劑載體40的外表面是具有相對低摩擦系數(shù)的陶瓷表面，也可通過使用固持墊42確保 固持力。當(dāng)周圍卷繞固持墊42的催化劑載體40容納在外部氣缸43中時，例如可使用與壓 配合不同的方法，也就是說，罐裝或纏繞和拉緊。在罐裝情況下，周圍卷繞固持墊42的催化 劑載體40由分割件圍繞，分割件形成為沿軸向?qū)飧追指畛啥鄠€件，且分割件結(jié)合以形成 外部氣缸13。還有，在纏繞和拉緊的情況下，板材卷繞在周圍卷繞固持墊42的催化劑載體 40的周圍，且板材端部結(jié)合在一起以形成外部氣缸43。這里，通過焊接、附著、螺栓連接等 進行罐裝以及纏繞和拉緊的結(jié)合。在第十一實施例中，如圖22所示，催化劑裝置4由固持排氣管410和第二隔壁432 的定位圓筒形構(gòu)件435支撐，且排氣管端部410A和催化劑載體40同軸布局，且排氣管端部 410A布局成與催化劑載體40靠近。還有，如圖24所示，排氣管410側(cè)上的固持墊42的端 部布置成從催化劑載體40的端部偏移至排氣下游側(cè)，這樣排氣管端部410A與催化劑載體 40之間的距離(軸向距離Li)比偏移量小(偏移量L2)。軸向距離Ll優(yōu)選約為3至7mm， 例如設(shè)定為5mm。偏移量L2優(yōu)選約為5至20mm，且例如設(shè)定為10mm。在例如由陶瓷制成的現(xiàn)有技術(shù)催化劑載體承載催化劑的一些催化劑裝置中，在軸 向上向圍繞催化劑載體外周的墊施加附著壓力的端部環(huán)設(shè)置在金屬容器內(nèi)。這種構(gòu)造，設(shè) 置端部環(huán)會增加組件數(shù)目。然而，如果端部環(huán)從此構(gòu)造中移除，可以想到則排氣會與墊接 觸，因此需要可減小排氣對墊影響的構(gòu)造。鑒于此問題，在第七實施例中，解釋了以設(shè)置陶瓷催化劑裝置為目的的構(gòu)造，該陶瓷催化劑裝置減少了排氣對墊的影響，且可減少組件數(shù) 目。也就是說，如第七實施例中解釋的那樣，催化劑裝置4設(shè)有承載用以凈化來自排氣管 410的排氣的催化劑的陶瓷制成的催化劑載體40、固持此催化劑載體40的外部氣缸43以 及夾置在催化劑載體40與外部氣缸43之間的固持墊42，在該催化劑裝置4中，排氣管410 的端部410A布置在催化劑載體40附近。如上所述，利用其中排氣管端部410A布置在催化劑載體40附近的構(gòu)造，從排氣管 端部410A排出的廢氣流入催化劑載體40中，而幾乎不會相對于如圖24中箭頭所示的其流 向在徑向上膨脹。結(jié)果，可抑制排氣對固持墊42的腐蝕，也就是固持墊42的腐蝕被抑制。 即使從排氣管端部410A排出的排氣流動同時在排氣管端部410A后立即沿徑向膨脹，因為 催化劑載體40的外徑形成為比排氣管端部410A的外徑大，也可使廢氣流入催化劑載體40 中而不與固持墊42接觸。這里，排氣管端部410A與催化劑載體40之間的軸向距離Ll (參見圖22和24)是 由于排氣由排氣管410在縱向的線性膨脹而分開的距離，且設(shè)定為最小距離，在存在該最 小距離的情況下，即使排氣管410由于排氣熱量而線性膨脹，它也不會觸碰催化劑載體40。 因而，當(dāng)避免了排氣管410通過熱膨脹對催化劑載體40的影響時，排氣管端部410A與催化 劑載體40可相互靠近。如上所述，根據(jù)第十一實施例，因為排氣管端部410A布置在催化劑載體40附近， 所以可減少排氣對固持墊42的影響(固持墊42的風(fēng)蝕等)，而無需設(shè)置覆蓋固持墊端部的 現(xiàn)有技術(shù)端部環(huán)。還有，因為未設(shè)置端部環(huán)，所以可減少組件數(shù)目，可避免組件形狀的復(fù)雜 性，而可實現(xiàn)簡單構(gòu)造。還有，在第十一實施例中，因為排氣管端部410A與催化劑載體40可彼此靠近同軸 布置，所以可使來自排氣管端部410A更可靠地流入催化劑載體40中，且可更可靠地抑制固 持墊42的風(fēng)蝕。此外，在第十一實施例中，因為催化劑裝置4與排氣管410通過第一隔壁431支撐 的定位圓筒形構(gòu)件435定位和支撐，所以排氣管端部410A和催化劑載體40可準確定位。因 此，可有效使用催化劑能力，可避免催化劑載體40的直徑增大，可減少含有催化劑裝置4的 排氣消聲器400的尺寸，并且可改善消聲器形狀的設(shè)計自由度。還有，因為排氣管端部410A安置成比定位排氣管410的定位圓筒形構(gòu)件435與外 部氣缸421之間的附著部分437更靠近催化劑載體40側(cè)，所以排氣管端部410A可進一步 更靠近催化劑載體40。因而，可以想到進入固持墊42中的排氣流會減小。此外，因為排氣管410側(cè)的固持墊42的端部布置成比催化劑載體40的端部更偏 移排氣下游側(cè)且排氣管端部410A與催化劑載體40之間的距離Ll比偏移量L2小，所以催 化劑載體40可更靠近排氣管端部410A，且固持墊42可與排氣管端部410A分離開，這樣可 保護固持墊42且也可期望減小風(fēng)蝕。這個第十一實施例僅僅是一個構(gòu)造實例且其可具有各種設(shè)計變化。舉例來說，在 第十一實施例中，解釋了其中固持墊12卷繞在催化劑載體40外圍的情況，但是通過重疊固 持墊42的兩端增大配合部分42X的厚度，如圖25A和25B所示，可使催化劑載體40相對于 外部氣缸43偏心。此處，圖25A示出了排氣消聲器400中的排氣管端部410A、定位圓筒形 構(gòu)件435和催化劑裝置4，而圖25B示出了催化劑裝置4的截面圖。還有，在圖25B中，參考標記Cl指催化劑載體40的軸心，參考標記C2指外部氣缸43的軸心，參考標記L3表示偏心量。這時，如果排氣管端部410A和外部氣缸43由于排氣消聲器400中布局空間的限 制等而偏心設(shè)置，那么就可布局排氣管端部410A和催化劑載體40，以使得它們僅通過纏繞 固持墊42而同軸對準。還有，在第十一實施例中，解釋了應(yīng)用于摩托車催化劑裝置的實例，但是并不限于 此，本發(fā)明可應(yīng)用于安裝在三輪車輛、四輪車輛或機動車或歸類為其他ATV(全地形車輛) 的類似物上的催化劑裝置，以凈化來自排氣管的排氣。
3權(quán)利要求
一種催化劑裝置，其特征在于，包括催化劑載體，其承載具有排氣凈化功能的催化劑；外部氣缸，其容納所述催化劑載體；和墊，其置于所述催化劑載體與所述外部氣缸之間，其中，在所述催化劑載體與所述外部氣缸之間設(shè)置了高摩擦部分，從而防止所述催化劑載體或所述墊中的至少其中之一的運動。
2.如權(quán)利要求1所述的催化劑裝置，其特征在于，所述高摩擦部分設(shè)置在一個區(qū)域中，該區(qū)域包括在所述外部氣缸內(nèi)面上的與所述墊端 部接觸的部分或其附近中的至少其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的催化劑裝置，其特征在于，所述外部氣缸的相對于排氣流安置在下游側(cè)的一端延伸得比所述墊的端部更遠，且所 述高摩擦部分形成在此延伸部分上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的催化劑裝置，其特征在于，所述高摩擦部分通過使與所述催化劑載體承載的所述催化劑相同的催化劑附著至所 述外部氣缸的所述內(nèi)面而形成。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的催化劑裝置，其特征在于，所述高摩擦部分設(shè)置在所述催化劑載體表面上與所述墊接觸的部分的至少一部分處。
6.如權(quán)利要求5所述的催化劑裝置，其特征在于，所述高摩擦部分通過將與承載在所述催化劑載體內(nèi)的所述催化劑相同的催化劑附著 至所述催化劑載體的表面而形成。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的催化劑裝置，其特征在于， 所述催化劑載體由陶瓷形成。
8.如權(quán)利要求6所述的催化劑裝置，其特征在于，所述高摩擦部分通過在使所述催化劑承載在所述催化劑載體內(nèi)的過程中使所述催化 劑也附著至所述催化劑載體的所述表面而形成。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的催化劑裝置，其特征在于，至少在所述外部氣缸的所述內(nèi)面的一部分處布置了在所述內(nèi)燃機排氣中能夠比不銹 鋼材料更易氧化的預(yù)定材料。
10.如權(quán)利要求9所述的催化劑裝置，其特征在于，所述預(yù)定材料是這樣一種材料，其中氧化反應(yīng)在比所述不銹鋼材料在所述內(nèi)燃機的所 述排氣中氧化的溫度更低的溫度下進行。
11.如權(quán)利要求9或10所述的催化劑裝置，其特征在于， 所述預(yù)定材料由SP材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項所述的催化劑裝置，其特征在于，在所述預(yù)定材料中添加了附加材料，所述附加材料具有與構(gòu)成所述墊的材料相同的成 分或具有含有與該材料共同的元素的成分；和所述預(yù)定材料布置在外部氣缸的內(nèi)表面上與所述墊接觸的位置處。
13.一種催化劑裝置的制造方法，包括第一過程，用于形成組合件單元，所述組合件單元由容納于外部氣缸中的承載具有排氣凈化功能的催化劑的陶瓷催化劑載體以及包圍所述催化劑載體的外側(cè)的墊構(gòu)成；第二過程，使具有排氣凈化功能的催化劑附著至容納在所述組合件單元中的所述催化 劑載體的內(nèi)側(cè)以及一區(qū)域，所述區(qū)域包括在所述外部氣缸內(nèi)面上與所述墊的端部接觸的一 部分或其附近中的至少其中之一；和第三過程，燒結(jié)所述催化劑附著的所述組合件單元。
14. 一種催化劑載體的固持結(jié)構(gòu)，其特征在于，催化劑載體，其容納在外部氣缸中，所述催化劑載體具有圓柱形狀且在其內(nèi)部的多孔 結(jié)構(gòu)中承載具有排氣凈化功能的催化劑，以及墊，夾在所述催化劑載體與所述外部氣缸之 間；和高摩擦部分，其設(shè)置在所述催化劑載體表面上與所述墊接觸的部分的至少一部分處。
全文摘要
在一種于外部氣缸中容納催化劑載體的催化劑裝置中，催化劑載體以簡單結(jié)構(gòu)固定至外部氣缸。催化劑裝置(1)設(shè)有承載具有排氣凈化功能的催化劑的催化劑載體(10)、容納催化劑載體(10)的外部氣缸(13)以及置于催化劑載體(10)與外部氣缸(13)之間的固持墊(12)，其中高摩擦部分(14)置于催化劑載體(10)與外部氣缸(13)之間以防止固持墊(12)運動。
文檔編號B01D53/94GK101981288SQ20098011054
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者三川誠, 前田和壽, 堀村弘幸, 大久?？思o, 山口茂博 申請人:本田技研工業(yè)株式會社