(57)【要約】      （修正有）【課題】熱温度サイクルを経過する場合に、一様な力が触媒モジュールに作用すること。【解決手段】排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９に作用すると共に、カウンターサポート１７のカウンターサポート留め具１６を触媒モジュール１４の第２の貫流端部に押圧する、複数の押さえ部１８であって、カウンターサポート留め具１６を押圧している第１の部分２１と、カウンターサポート留め具１６の凹所２２の内部に突入している第２の部分２１と、排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９を貫通して延在している第３の部分２３と、を備えており、押さえ部１８それぞれが、押さえ部１８の第１の部分２０に支えられている一方、ハウジング構造体１９に支えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に船舶のディーゼルエンジンのための排出ガス触媒コンバータであって、
排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）と、
前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）の内部に受容されている複数の触媒モジュール（１４）であって、前記触媒モジュール（１４）それぞれが、排出ガスが貫流する触媒本体と、前記触媒本体のためのハウジングとを備えており、前記触媒本体それぞれが、前記ハウジングそれぞれに受容されており、且つ、前記ハウジングによって部分的に囲まれている、複数の前記触媒モジュール（１４）と、
サポートグリッド（１５）、及び、互いに対して平行に延在している複数のカウンターサポート留め具（１６）を具備するカウンターサポート（１７）であって、前記触媒モジュール（１４）が、前記サポートグリッド（１５）と前記カウンターサポート（１７）との間に締め付けられており、前記触媒モジュール（１４）が、前記サポートグリッド（１５）に当接している第１の貫流端部と、前記カウンターサポート（１７）の反対側に配置されている第２の貫流端部とを備えている、前記カウンターサポート（１７）と、
前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）のハウジング構造体（１９）に作用すると共に、前記カウンターサポート（１７）の前記カウンターサポート留め具（１６）を前記触媒モジュール（１４）の前記第２の貫流端部に押圧する、複数の押さえ部（１８）と、
を備えている前記排出ガス触媒コンバータにおいて、
前記押さえ部（１８）が、前記カウンターサポート留め具（１６）の領域において、前記カウンターサポート留め具（１６）それぞれの互いに反対側に配置された端部に作用し、
前記カウンターサポート留め具（１６）を押圧している第１の部分（２１）と、前記カウンターサポート留め具（１６）の凹所（２２）の内部に突入している第２の部分（２１）と、前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）の前記ハウジング構造体（１９）を貫通して延在している第３の部分（２３）と、を備えている複数の前記押さえ部（１８）と、
前記押さえ部（１８）それぞれが、前記押さえ部（１８）を前記押さえ部（１８）の前記第１の部分（２０）及び前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）の前記ハウジング構造体（１９）に支えるためのバネ要素（２５）を備えていることを特徴とする排出ガス触媒コンバータ。
【請求項２】
前記押さえ部（１８）それぞれが、前記第３の部分（２３）において、前記カウンターサポート留め具（１６）に対して横方向に延在している前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）の前記ハウジング構造体（１９）を貫通して延在しており、第４の部分（２４）において、前記ハウジング構造体（１９）に関して前記カウンターサポート留め具（１６）の反対側に面している前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）の前記ハウジング構造体（１９）の側面に突出していることを特徴とする請求項１に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項３】
前記バネ要素（２５）のバネ力が、前記第１の部分（２０）を前記カウンターサポート留め具（１６）及び前記第２の部分（２０）に抗して前記カウンターサポート留め具（１６）の前記凹所（２２）の内部に向かって押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項４】
前記バネ要素（２５）のバネ力の反対方向に向いた前記バネ要素（２５）のバネ力より大きい力を前記押さえ部（１８）それぞれの前記第４の部分（２４）に作用させることによって、前記押さえ部（１８）それぞれの前記第１の部分（２０）が、前記カウンターサポート留め具（１６）それぞれから離昇され、
前記押さえ部（１８）それぞれの前記第２の部分（２１）が、前記カウンターサポート留め具（１６）の前記凹所（２２）から離隔するように移動されることを特徴とする請求項２及び３に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項５】
前記押さえ部（１８）それぞれが突入している前記カウンターサポート留め具（１６）それぞれの前記凹所（２２）が、前記第２の部分（２１）より大きく、これにより、前記第２の部分（２１）が、前記カウンターサポート留め具（１６）の長手方向において遊嵌を有した状態で前記凹所（２２）の内部に突入していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項６】
前記バネ要素（２５）のバネ力の反対方向のバネ行程を制限するためのバネ行程制限部（２７）が、前記押さえ部（１８）それぞれの前記第１の部分（２０）に、具体的には前記カウンターサポート留め具（１６）の反対側に面しており且つ前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）の前記ハウジング構造体（１９）に面している前記第１の部分（２０）の側部に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項７】
前記バネ行程制限部（２７）が、少なくとも１つの突起（２９）を具備するディスク（２８）として形成されており、
前記ディスク（２８）が、バネ行程に対して横方向に延在しており、前記突起（２９）が、バネ行程の方向に突出していることを特徴とする請求項６に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項８】
特に前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）と前記触媒モジュール（１４）とが動作温度に至るまで加熱された場合に、前記バネ要素（２５）が一の前記触媒モジュール（１４）当たり５０Ｎ〜２００Ｎの力を、特に一の前記触媒モジュール（１４）当たり７５Ｎ〜１５０Ｎの力を前記触媒モジュール（１４）に作用させるように、前記押さえ部（１８）のバネ要素（２５）が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【請求項９】
特に前記排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）及び前記触媒モジュール（１４）が周囲温度に至るまで冷却される場合に、前記押さえ部（２５）それぞれを解放するために作用させるのに必要な力が、前記バネ要素（１４）それぞれのバネ力より少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％大きいように、前記押さえ部（１８）が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の排出ガス触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいて書きにおける排出ガス触媒コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２に開示されるように、船舶向けディーゼルエンジン及び定置式ディーゼルエンジンのための排出ガス触媒コンバータ、特にＳＣＲ排出ガス触媒コンバータが知られている。
【０００３】
特許文献１は、排出ガス触媒コンバータハウジングと当該排出ガス触媒コンバータハウジングに受容された複数の触媒モジュールとを具備する排出ガス触媒コンバータであって、触媒モジュールが１つ以上の排出ガス触媒コンバータユニットを形成している、排出ガス触媒コンバータを開示している。触媒モジュールそれぞれが、排出ガスが貫流する触媒本体とハウジングとを備えている。触媒本体それぞれが、ハウジングそれぞれに受容されており、ハウジングによって部分的に囲まれている。さらに、排出ガス触媒コンバータは、サポートグリッドと、互いに対して並行に延在している複数のカウンターサポート留め具を具備するカウンターサポートとを備えている。触媒モジュールは、触媒モジュールが第１の貫流端部を具備するサポートグリッドと第２の貫流端部を具備するカウンターサポートとに当接するように、サポートグリッドとカウンターサポートのカウンターサポート留め具との間に固定されている。さらに、排出ガス触媒コンバータは、複数の締め具を備えている。排出ガス触媒コンバータのハウジング構造体に自信を支持する締め具によって、カウンターサポート留め具は、触媒モジュールの第２の貫流端部に対して押圧される。留め具が、第１の貫流端部でハウジング構造体に且つ第２の貫流端部で押さえ留め具に留め具自体をサポートする。押さえ留め具は、触媒モジュールの第２の貫流端部に抗してカウンターサポート留め具を押圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１５００４００６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１５２１９８２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
容易に組立分解可能される一方、動作状態において熱サイクルを経過する場合であっても一定の力が触媒モジュールに作用する排出ガス触媒コンバータに対してニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を端緒として、本発明は、新しいタイプの排出ガス触媒コンバータを創造するという目的に基づくものである。当該目的は、請求項１における排出ガス触媒コンバータによって達成される。
【０００７】
本発明では、押さえ部それぞれが、カウンターサポート留め具それぞれの領域においてカウンターサポート留め具の端部それぞれに作用し、第１の部分において、カウンターサポート留め具それぞれを押圧し、第３の端部において、カウンターサポート留め具に対して横方向に延在している排出ガス触媒コンバータハウジングのハウジング構造体を貫通して延在している。
【０００８】
押さえ部それぞれが、押さえ部の第１の部分に支えられている一方、排出ガス触媒コンバータハウジングのハウジング構造体に支えられている。バネ要素のバネ力が、第１の部分をカウンターサポート留め具及び第２の部分に抗してカウンターサポート留め具の凹所の内部に向かって押圧する。
【０００９】
このような排出ガス触媒コンバータは、容易に組立及び分解可能とされる。さらに、所定の一様な力を、具体的には熱温度サイクルを経過する場合に、このような排出ガス触媒コンバータを介して触媒モジュールに作用させることができる。
【００１０】
本発明における排出ガス触媒コンバータの優位なさらなる発展形態では、押さえ部（１８）それぞれが、第３の部分（２３）において、カウンターサポート留め具（１６）に対して横方向に延在している排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）のハウジング構造体（１９）を貫通して延在しており、第４の部分（２４）において、ハウジング構造体（１９）に関してカウンターサポート留め具（１６）の反対側に面している排出ガス触媒コンバータハウジング（１１）のハウジング構造体（１９）の側面に突出している。バネ要素（２５）のバネ力の反対方向においてバネ要素（２５）のバネ力より大きい力を押さえ部（１８）それぞれの第４の部分（２４）に作用させることによって、押さえ部（１８）それぞれの第１の部分（２０）が、カウンターサポート留め具（１６）それぞれから離昇され、押さえ部（１８）それぞれの第２の部分（２１）が、カウンターサポート留め具（１６）の凹所（２２）から離隔するように移動される。当該具体的な事項は、排出ガス触媒コンバータの組立及び分解を容易にするために利用される。さらに、当該具体的な事項は、所定の一様な力を触媒モジュールに作用させるために利用される。
【００１１】
本発明における排出ガス触媒コンバータのさらなる優位なさらなる発展形態では、バネ要素のバネ力の反対方向のバネ行程を制限するためのバネ行程制限部が、押さえ部それぞれの第１の部分に、具体的にはカウンターサポート留め具の反対側に面しており且つ排出ガス触媒コンバータハウジングのハウジング構造体に面している第１の部分の側部に配置されている。これにより、排出ガス触媒コンバータの組立及び分解の際に、バネ要素の損傷を防止することができる。
【００１２】
本発明における排出ガス触媒コンバータのさらなる優位なさらなる発展形態では、押さえ部それぞれが突入しているカウンターサポート留め具それぞれの凹所が、第２の部分（２１）より大きく、これにより、第２の部分が、カウンターサポート留め具の長手方向において遊嵌を有した状態で凹所の内部に突入している。これにより、カウンターサポート留め具の熱に起因する長手方向の伸長が補償される。
【００１３】
好ましくは、特に排出ガス触媒コンバータハウジングと触媒モジュールとが動作温度に至るまで加熱された場合に、バネ要素が一の触媒モジュール当たり５０Ｎ〜２００Ｎの力を、特に一の触媒モジュール当たり７５Ｎ〜１５０Ｎの力を触媒モジュールに作用させるように、押さえ部のバネ要素が形成されている。特に排出ガス触媒コンバータハウジング及び触媒モジュールが周囲温度に至るまで冷却される場合に、押さえ部それぞれを解放するために作用させるのに必要な力が、バネ要素それぞれのバネ力より少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％大きいように、押さえ部が形成されている。このようにバネ要素及び押さえ部を形成することによって、排出ガス触媒コンバータの組立及び分解が容易となり、温度サイクルを経過する場合であっても不慮に除荷されないように、所定の力を触媒モジュールに作用させることができるようになる。
【００１４】
本発明の好ましい発展形態については、従属請求項及び発明の詳細な説明から理解することができる。本発明の典型的な実施例は、図面によって、当該図面に限定されることなく詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における排出ガス触媒コンバータの概略的な側面図である。
【図２】本発明における排出ガス触媒コンバータの概略的な上面図である。
【図３】図１及び図２に表わす排出ガス触媒コンバータの、第１の状態の詳細図である。
【図４】図１及び図２に表わす排出ガス触媒コンバータの押さえ部を表わす。
【図５】図１及び図２に表わす排出ガス触媒コンバータの、第２の状態の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、船舶用途又は海上用途のための内燃機関の排出ガス触媒コンバータに関する。
【００１７】
特に、本発明における排出ガス触媒コンバータは、船舶のディーゼルエンジンのＳＣＲ排出ガス触媒コンバータとして構成されている。
【００１８】
本発明における排出ガス触媒コンバータ１０は、排出ガス触媒コンバータハウジング１１を備えている。図示の典型的な実施例では、排出ガス触媒コンバータハウジング１１は、複数の側壁１２と底壁１３とを備えている。
【００１９】
さらに、排出ガス触媒コンバータ１０は、排出ガス触媒コンバータハウジング１１に受容されている複数の触媒モジュール１４を備えている。触媒モジュール１４それぞれは、好ましくは金属製のハウジングとセラミック触媒本体とを備えており、触媒モジュール１４それぞれの触媒本体は、ハウジングに受容されていると共に、当該ハウジングによって部分的に囲まれている。簡単に表わすために、触媒モジュール１４それぞれの触媒本体及びハウジングは、別々に図示されていないが、ユニットとして概略的に表わされている。
【００２０】
排出ガス触媒コンバータ１０は、図示の典型的な実施例では排出ガス触媒コンバータハウジング１１の底壁１３を形成しているサポートグリッド１５を備えており、カウンターサポート１７は、互いに対して並行に延在している複数のカウンターサポート留め具１６を備えている。触媒モジュール１４が、カウンターサポート１７に当接した状態で、第１の貫流端部を具備するサポートグリッド１５に、具体的には対応して配置された第２の流入端部を具備するカウンターサポート留め具１６に載置されるように、触媒モジュール１４は、サポートグリッド１３とカウンターサポート１７との間に固定されている。
【００２１】
図示の典型的な実施例では、触媒モジュール１４は、矩形状の断面を有する直方体状の外形を有している。排出ガス触媒コンバータハウジング１１に位置決めされている触媒モジュール１４は、複数の行と複数の列とから成る態様で、すなわち配列の態様で互いに隣り合って且つ重なり合って配置されている。カウンターサポート１７のカウンターサポート留め具１６は、触媒モジュール１４の配列についての行の方向において又は列の方向において延在している。特にカウンターサポート留め具１６が例えば触媒モジュール１４の行の方向に延在している場合には、少なくとも幾つかのカウンターサポート留め具１６が、すなわち中間のカウンターサポート留め具１６が、触媒モジュール１４の隣り合う行の触媒モジュール１４の縁部を覆うように延在している。
【００２２】
排出ガス触媒コンバータ１０は、複数の押さえ部１８を備えている。押さえ部１８が、押さえ部１８を排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９に支持することによって、カウンターサポート１７のカウンターサポート留め具１６が、触媒モジュール１４の第２の端部に対して押圧される。カウンターサポート１７のカウンターサポート留め具１６それぞれの領域において、押さえ部１８それぞれが、カウンターサポート留め具１６それぞれの互いに対して反対側に配置された端部に作用する。押さえ部１８それぞれは、カウンターサポート留め具１６を押圧するための第１の部分２０を備えている。押さえ部１８の第２の部分２１は、カウンターサポート留め具１６に面している第１の部分２０の側において、第１の部分２０に対して突出しており、且つ、カウンターサポート留め具１６の凹所２２に突入している。さらに、押さえ部１８は、排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９を貫通して延在している第３の部分２３を備えており、ハウジング構造体１９は、カウンターサポート留め具１６に対して横方向に延在している。押さえ部１８の第３の部分２３は、カウンターサポート留め具１６に対して横方向に延在している排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９を完全に貫通して延在しており、ハウジング構造体１９の側に突出している一方、第４の部分２４は、排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９に関してカウンターサポート留め具１６の反対側に面している。
【００２３】
図示の典型的な実施例では、第１の部分２０、第２の部分２１、第３の部分２３、及び第４の部分２４を具備する押さえ部１８は、ナットを具備するボルトとされる。当該ナットは、押さえ部１８の第１の部分２０を提供し、ボルトのネジ無軸部は、押さえ部１８の第３の部分２３を提供し、ボルト頭は、押さえ部１８の第４の部分２４を提供し、ナットに対して突出しているネジ付軸部の領域は、押さえ部１８の第２の部分２１を提供する。
【００２４】
さらに、押さえ部１８は、バネ要素２５を備えている。圧縮バネとして形成されている。バネ要素２５は、押さえ部１８の第１の部分２０に、すなわちカウンターサポート留め具１６の反対側に面している第１の部分２０の側に自身を支持している一方、排出ガス触媒コンバータハウジング１１のハウジング構造体１９に、すなわち押さえ部１８の第１の部分２０に面しているハウジング構造体１９の側に自身を支持している。ハウジング構造体１９は、カウンターサポート留め具１６に対する横梁として構成されている。押さえ部１８のバネ要素２５は、押さえ部１８の第１の部分２０をカウンターサポート１７のカウンターサポート留め具１６ひいては押さえ部１８の第２の部分２１に当接するようにカウンターサポート留め具１６の対応する凹所２２に押し込むためのバネ力を発揮させることができる。
【００２５】
押さえ部１８のバネ要素２５のバネ力より大きく且つ押さえ部１８の反対側に向かう力を押さえ部１８の第４の部分２４に作用させることによって、押さえ部１８の第１の部分２０はカウンターサポート留め具１６から離昇され、押さえ部１８の第２の部分２１がカウンターサポート留め具１６の凹所２２から脱離するように移動されるので、触媒モジュール１４の組立及び分解が容易になる。
【００２６】
図５は、バネ要素２５のバネ力を相殺する力を押さえ部１８に働かせるようにカウンターサポート留め具１６の第４の部分２４に作用する、著しく概略化された対応するツール２６を表わす。
【００２７】
上述のように、押さえ部１８の第２の部分２１は、カウンターサポート留め具１６の対応する凹所２２に係合する。カウンターサポート留め具１６の凹所２２は、凹所２２が第２の部分２１より大きいように寸法づけられている。これにより、第２の部分２１が、カウンターサポート留め具１６の長手方向において遊隙を有した状態で、凹所２２の内部に突出する。その結果として、動作中に、特にカウンターサポート留め具１６の伝熱による長手方向寸法の変化が補償される。
【００２８】
バネ行程制限部２７が、カウンターサポート留め具１６の反対側に面しており且つハウジング構造体１９に面している側において、押さえ部１８の第１の部分２０に配置されている。図５を参照すると、特にバネ要素２５のバネ力を相殺する力が、ツール２６を介して押さえ部１８に作用された場合に、バネ行程制限部２７は、バネ要素２５のバネ力の反対方向に向かうバネ要素２５のバネ行程を制限するので、バネ要素２５の損傷を防止することができる。
【００２９】
図示の典型的な実施例では、バネ行程制限部２７は、少なくとも１つの突出部２９を具備するディスク２８として形成されている。ディスク２８は、バネ要素２５のバネ行程に対して横向きに延在しており、突出部２９又は突出部２９それぞれが、バネ要素２５のバネ行程の方向において延在している。突出部２９は、例えばディスク２８の縁部を中心とする円筒状又はスリーブ状に延在している。
【００３０】
図３及び図５はそれぞれ、寸法Ｙのバネ要素２５を表わす。当該寸法Ｙは、押さえ部１８の第１の部分２０とハウジング構造体１９との間の現在の距離に相当する。押さえ部１８は、第３の部分２３においてハウジング構造体１９を貫通して延在している。寸法Ｘは、触媒モジュール１４の第１の流通端部と触媒モジュール１４の反対側に面しているカウンターサポート留め具１６の側部との間の距離に相当する。
【００３１】
動作の際に、排出ガス触媒コンバータ１０のハウジング１１と触媒モジュール１４とも、熱に起因する伸長又は寸法変化を受ける。排出ガス触媒コンバータが動作しておらず、且つ、排出ガス触媒コンバータハウジング１１と触媒モジュール１４とが周囲温度まで冷却されている場合に、押さえ部１８が、特に押さえ部１８の第２の部分２１の長さが、ツール２６を介して押さえ部１８を解放するために作用させるのに必要な力が、第２の部分２１を凹所２２に押し込むバネ要素２５の力より少なくとも２５％大きくなるように、好ましくは少なくとも５０％大きくなるような寸法とされることが望ましい。押さえ部１８のバネ要素２５は、特に排出ガス触媒コンバータの動作の際に排出ガス触媒コンバータハウジング１１と触媒モジュール１４とがそれぞれ動作温度に至るまで加熱された場合に、すべての押さえ部１８のバネ要素２５が全体として一の触媒モジュール１４当たり約５０Ｎ〜約２００Ｎのバネ力を、特に一の触媒モジュール１４当たり約７５Ｎ〜約１５０Ｎのバネ力を触媒モジュール１４に作用させるような寸法とされることが望ましい。これにより、特に触媒モジュール１４と排出ガス触媒コンバータハウジング１１とが周囲温度に至るまで冷却されている場合に、触媒モジュール１４の組み込み及び取り外しを容易に実施可能である一方、動作の際には、すなわち排出ガス触媒コンバータハウジング１１と触媒モジュール１４とが動作温度に至るまで加熱されている場合には、触媒モジュール１４をサポートグリッド１５とカウンターサポート１７との間に固定状態で挟み込むことができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  排出ガス触媒コンバータ
１１  排出ガス触媒コンバータハウジング
１２  （排出ガス触媒コンバータハウジング１１の）側壁
１３  （排出ガス触媒コンバータハウジング１１の）底壁
１４  触媒モジュール
１５  サポートグリッド
１６  カウンターサポート留め具
１７  カウンターサポート
１８  押さえ部
１９  （排出ガス触媒コンバータハウジング１１の）ハウジング構造体
２０  （押さえ部１８の）第１の部分
２１  （押さえ部１８の）第２の部分
２２  凹所
２３  （押さえ部１８の）第３の部分
２４  （押さえ部１８の）第４の部分
２５  バネ要素
２６  ツール
２７  バネ行程制限部
２８  ディスク
２９  突出部
【図１】
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【図２】
2020060182.tif 000004
【図３】
2020060182.tif 000005
【図４】
2020060182.tif 000006
【図５】
2020060182.tif 000007
【外国語明細書】
2020060182000001.pdf