Aparato catalizador (20) para vehículos, que comprende:

una carcasa (21) que es una única unidad hueca con ambos extremos distales abiertos,

un sustrato frontal (23) y un sustrato trasero (24) dispuestos separadamente uno de otro con un espacio predeterminado entre ellos en la carcasa (21), y

una brida frontal (27) conectada a uno de los extremos distales de la carcasa (21) unido a un tubo silenciador frontal conectado a un colector de escape y presenta una parte de fondo (27a) inclinada hacia el eje central del sustrato central (23) en la sección transversal vertical,

en el que la brida frontal (27) presenta una parte de entrada (27b) que se conecta con el tubo silenciador frontal y permite que los gases de escape fluyan en el interior, y una parte de salida (27c) conectada a uno de los extremos distales de la carcasa (21) y que permiten que los gases de escape sean descargados a través del mismo,

en el que la parte de fondo (27a) es una superficie que conecta la parte de entrada (27b) y la parte de salida (27c) y que se encuentra gradualmente inclinada hacia arriba desde la parte de entrada (27b) hasta la parte de salida (27c) de manera que el eje central de la salida se encuentra alineado con el eje central del sustrato frontal (23),

caracterizado porque:

el diámetro (D4) de la parte de salida (27c) de la brida frontal (27) se forma de mayor tamaño que el diámetro (D3) de la parte de entrada (27b).

Aparato catalizador para vehículos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un aparato catalizador para vehículos que se encuentra recubierto de un metal precioso y que purifica gases de escape.

Descripción de la técnica relacionada

Con el incremento del uso de los vehículos y el volumen del tráfico, la contaminación del aire debida a los gases de escape se está convirtiendo en un problema social grave, por lo que los gobiernos de todo el mundo han establecido normas de descarga de contaminantes en los gases de escape, tales como monóxido de carbono (CO) , hidrocarburos (HC) y óxidos de nitrógeno (NOx) , con el fin de regular los gases de escape y estas normas se están aplicando gradualmente.

Los aparatos catalizadores de metales preciosos se utilizan en vehículos para satisfacer los estándares de descarga de gases de escape y en las figs. 1 y 2 se muestra un aparato catalizador de la técnica relacionada.

Un aparato catalizador 10 de la técnica relacionada, tal como se muestra en las figuras, incluye una carcasa 11 en la que un casco superior 11a y un casco inferior 11b se encuentran soldados entre sí, una tapa del casco inferior soldado a la superficie exterior del casco inferior 11b, una brida frontal 13 y una brida trasera 14 conectadas solidariamente a los extremos frontal y trasero de la carcasa 11 y conectadas a un tubo silenciador frontal (no mostrado) y a un tubo silenciador trasero (no mostrado) , respectivamente, y un sustrato frontal 15 y un sustrato posterior 16 dispuestos separadamente uno de otro en el interior de la carcasa 11, y pantallas 17, 18 que cubren el sustrato frontal 15 y el sustrato trasero 16, respectivamente.

El sustrato frontal 15 y el sustrato trasero 16 reducen una gran cantidad de contaminantes descargados en la atmósfera mediante la aceleración de la disolución de los hidrocarburos, la oxidación del monóxido de carbono y la reducción de los óxidos de nitrógeno contenidos en los gases de escape.

Se forma un orificio detector 19 a través de la carcasa 11 para unir un detector trasero de oxígeno (no mostrado) , y el orificio detector se forma en el casco inferior 11b.

Sin embargo, el aparato catalizador 10 que presenta la configuración anteriormente indicada en la técnica relacionada presenta el problema de que el número de partes y el coste se incrementan debido a que la carcasa 11 está compuesta de un casco superior 11a y un casco inferior 11b.

Además, el aparato catalizador 10 de la técnica relacionada se ensambla disponiendo el sustrato frontal 15 y el sustrato trasero 16 en el interior del casco inferior 11b, disponiendo el casco superior 11a sobre el casco inferior 11b, combinando después el casco superior 11a con el casco inferior 11b mediante soldadura de la brida que es la junta que las une. Sin embargo, existe el problema de que resulta sustancialmente imposible soldar la junta entera de casco superior 11a y casco inferior 11b a presión uniforme, de manera que se aplica una presión no uniforme sobre la superficie del sustrato frontal 15 y del sustrato trasero 16, por lo que se reduce el rendimiento de los sustratos frontal 15 y 16.

Además, el aparato catalizador 10 de la técnica relacionada presente el problema de que resulta difícil modificar el molde debido a que el coste de fabricación del molde se incrementa al requerirse la modificación de la posición del orificio detector 19 de casco superior 11a a casco inferior 11b o de casco inferior 11b a casco superior 11a.

Además, con referencia a la sección transversal de la brida frontal 13 mostrada en la fig. 2, en el aparato catalizador 10 de la técnica relacionada, debido a que el fondo 13a se forma horizontalmente en la dirección longitudinal de la carcasa 11 en una posición predeterminada respecto al centro del sustrato frontal 15, existe el problema de que los gases de escape que fluyen en el interior a través de la brida frontal 13 no pueden pasar a través del centro del sustrato frontal 15 y se reduce el rendimiento de purificación de las sustancias tóxicas del sustrato frontal 15.

Además, existe el problema de que, debido a que el diámetro D1 de la entrada 13b y el diámetro D2 de la salida 13c de la brida frontal 13 son iguales, los gases de escape que fluyen en el interior a través de la brida frontal 13 pasan a través del sustrato frontal 15 a alta velocidad y por consiguiente el sustrato frontal 15 no puede purificar suficientemente las sustancias tóxicas.

La información dada a conocer en la presente sección de Antecedentes de la Invención se proporciona únicamente a fin de mejorar la comprensión de los antecedentes generales de la invención y no debe interpretarse como una admisión o cualquier forma de sugerencia de que dicha información constituye la técnica anterior ya conocida por el experto en la materia.

El documento EP nº 1.437.489 A1 da a conocer un tubo de escape de un motor de combustión interna conectado a una unidad de filtro de partículas.

La patente US nº 2008/0078165 A1 da a conocer un aparato catalizador que presenta un sustrato frontal, un sustrato trasero, una brida frontal y una brida trasera.

BREVE DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LA INVENCIÓN

Diversos aspectos de la presente invención están dirigidos a proporcionar un aparato catalítico para un vehículo, que permite reducir el número de partes y el coste mediante la fabricación de una carcasa en forma de una única unidad no dividida en cascos superior e inferior, a mejorar el rendimiento de purificación de un sustrato frontal y un sustrato trasero mediante la inserción del sustrato frontal y del sustrato trasero en la carcasa de tipo monocasco, de manera que la presión uniforme en superficie aplicada en los sustratos frontal y trasero, y la modificación de la posición de un orificio detector a una posición óptima en la carcasa de tipo monocasco sin incrementar el coste del molde.

Además, la presente invención se refiere a la mejora del rendimiento de purificación de las sustancias tóxicas y a la reducción del tiempo de purificación mediante el incremento del volumen del sustrato frontal respecto al volumen del sustrato trasero.

Además, la presente invención se refiere a la mejora del rendimiento de purificación del sustrato frontal mediante la inclinación del fondo de una brida frontal para encararla al centro del sustrato frontal con el fin de guiar los gases de escape que fluyen a través de la brida frontal para que pasen a través del centro del sustrato frontal, y también a la mejora del rendimiento de purificación del sustrato frontal al incrementar el diámetro de una salida de la brida frontal respecto al diámetro de una entrada, con el fin de reducir la velocidad de los gases de escape que pasan a través del sustrato frontal.

Con dicho fin, la presente invención proporciona un aparato catalizador según la reivindicación 1. Se describen realizaciones adicionales del aparato catalizador según la presente invención en las reivindicaciones dependientes.

Según el aparato catalizador para vehículos, resulta posible reducir el número de partes y el coste mediante la fabricación de la carcasa en forma de una sola unidad, mejorar el rendimiento de purificación de los sustratos frontal y trasero, dispuestos en la carcasa de tipo monocasco, mediante la aplicación de presión uniforme en la superficie de los sustratos frontal y trasero, y formar un orificio detector en una posición óptima de manera que se proporciona un detector trasero de oxígeno de máximo rendimiento, sin incrementar el coste del molde.

Además, según el aparato catalizador para vehículos, resulta posible mejorar el rendimiento de purificación de sustancias tóxicas y reducir el tiempo de purificación incrementando el volumen del sustrato frontal respecto al volumen del sustrato trasero, y mejorar considerablemente el rendimiento de purificación del sustrato frontal incrementando el diámetro de una salida con respecto al diámetro de una entrada, inclinando simultáneamente el fondo de la brida frontal para que se encare al centro del sustrato frontal.

El aparato de la presente invención presenta otras características y ventajas que resultarán evidentes a partir de los dibujos adjuntos o que se indican en mayor detalle en los mismos, los cuales se incorporan en la presente memoria, además de la descripción... [Seguir leyendo]

1. Aparato catalizador (20) para vehículos, que comprende:

una carcasa (21) que es una única unidad hueca con ambos extremos distales abiertos, un sustrato frontal (23) y un sustrato trasero (24) dispuestos separadamente uno de otro con un espacio predeterminado entre ellos en la carcasa (21) , y una brida frontal (27) conectada a uno de los extremos distales de la carcasa (21) unido a un tubo silenciador frontal conectado a un colector de escape y presenta una parte de fondo (27a) inclinada hacia el eje central del sustrato central (23) en la sección transversal vertical, en el que la brida frontal (27) presenta una parte de entrada (27b) que se conecta con el tubo silenciador frontal y permite que los gases de escape fluyan en el interior, y una parte de salida (27c) conectada a uno de los extremos distales de la carcasa (21) y que permiten que los gases de escape sean descargados a través del mismo, en el que la parte de fondo (27a) es una superficie que conecta la parte de entrada (27b) y la parte de salida (27c) y que se encuentra gradualmente inclinada hacia arriba desde la parte de entrada (27b) hasta la parte de salida (27c) de manera que el eje central de la salida se encuentra alineado con el eje central del sustrato frontal (23) , caracterizado porque: el diámetro (D4) de la parte de salida (27c) de la brida frontal (27) se forma de mayor tamaño que el diámetro (D3) de la parte de entrada (27b) .

2. Aparato catalizador para vehículos según la reivindicación 1, en el que el sustrato frontal (23) es de mayor volumen que el sustrato trasero (24) .

3. Aparato catalizador para vehículos según la reivindicación 1, que comprende además una brida trasera (28) conectada al otro extremo distal de la carcasa (21) que se conecta con un tubo silenciador trasero.

4. Aparato catalizador para vehículos según la reivindicación 1, que comprende además pantallas (25, 26) que cubren el sustrato frontal (23) y el sustrato trasero (24) , respectivamente.

5. Aparato catalizador para vehículos según la reivindicación 1, que comprende además un orificio detector

(29) formado a través de la carcasa (21) en el espacio predeterminado formado entre el sustrato frontal (23) y el sustrato trasero (24) para conectar un detector de oxígeno al mismo.

6. Aparato catalizador para vehículos según la reivindicación 1, que comprende además una tapa de carcasa

(22) que se une a una parte de la circunferencia exterior de la carcasa (21) .