CATALYTIC CONVERTER FOR EXHAUST GASES HAVING A HIGH SURFACE AREA CATALYTIC CORE ELEMENT

• Main Authors: MITCHEL, MICHAEL, D, EAM, SOKHORN, GRAHAM, DONALD, W, HOLLINGSWORTH, SAMUEL, R., JR, BURNS, ROBERT, D
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 04.09.1997
• Edition: 6
• Subjects: BLASTING; CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; ENGINE PLANTS IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNALCOMBUSTION ENGINES; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES ORENGINES IN GENERAL; HEATING; LIGHTING; MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; MECHANICAL ENGINEERING; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; STEAM ENGINES; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING; WEAPONS

The subject invention is a novel catalytic converter (400, 500) having a catalytic core element (202, 302, 402, 502, 602, 702, and 802) which is capable of withstanding the thermal stresses and vibrations encountered in typical catalytic converter applications. The catalytic core element is relatively easy and inexpensive to manufacture, has a relatively long operating life, has a relatively low pressure drop, and can be manufactured having various cross section configurations. The catalytic converter (400, 500) includes a catalytic core element (202, 302, 402, 502, 602, 702, and 802) comprising a rigid, foam-like, metallic material having interconnecting walls (204) defining an open pattern of interconnected pores (206) which join together to form irregular passages extending through the catalytic core element. In order to reduce flow resistance or pressure drop across the catalytic core element (302), the catalytic core element may be formed of at least two individual segments (304) arranged one after the other and contacting one another with their density decreasing sequentially in the direction of the gas flow (F). In order to decrease the activation time of the foam-like metallic material forming the catalytic core element (402), electrical conductors (412) may be connected to the catalytic core element to form an electric circuit whereby a source of electrical potential may be connected across the electrical conductors so that during operation the catalytic core element serves as a resistance between the electrical conductors to rapidly heat the catalytic core element to a selected temperature. The catalytic core element (202, 302, 402, 502, 602, 702, and 802) may be formed into various sizes and configurations and may be placed within the exhaust manifold (700), exhaust pipe (712), or the muffler assembly (804) of an internal combustion engine. La présente invention concerne un pot catalytique (400, 500) pourvu d'une âme catalytique (202, 302, 402, 502, 602, 702 et 802) capable de résister aux contraintes et vibrations habituelles dans le cas des pots catalytiques. Cette âme catalytique, qui est relativement facile et économique à fabriquer, est caractérisée par une durée de vie relativement élevée pour une chute de pression relativement basse. Cette âme catalytique peut également se fabriquer sous des configurations correspondant à diverses sections en coupe. Le pot catalytique (400, 500) inclut une âme catalytique (202, 302, 402, 502, 602, 702 et 802) constituée d'une mousse métallique rigide pourvue de parois d'interconnexion (204) définissant une structure ouverte de pores interconnectés (206) qui se réunissent pour former des canaux irréguliers traversant l'âme catalytique. Pour limiter la résistance à l'écoulement ou la chute de pression lors de la traversée de l'âme catalytique (302), celle-ci peut être constituée d'au moins deux unités (304) disposées l'une après l'autre et en contact l'une avec l'autre, la densité des unités décroissant séquentiellement selon le sens d'écoulement des gaz (F). Pour réduire la période d'inefficacité de la mousse métallique formant l'âme catalytique (402), il est possible de lui connecter des conducteurs électriques (412) de façon à constituer un circuit électrique, une source de potentiel électrique étant raccordée aux bornes des conducteurs électriques. En cours de fonctionnement, les conducteurs électriques constituent avec l'âme catalytique une résistance électrique chauffant rapidement l'âme catalytique jusqu'à une température déterminée. L'âme catalytique (202, 302, 402, 502, 602, 702 et 802), qui peut se présenter sous différentes cotes et configurations, peut se placer à l'intérieur du collecteur d'échappement (700), du pot d'échappement (712), ou de l'ensemble pot de détente (804) d'un moteur à combustion interne.