▶ ジョンソン マッセイ キャタリスツ （ジャーマニー） ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-29
(45)【発行日】2024-03-08
(54)【発明の名称】モノリスを含有する要素フレームアセンブリ
(51)【国際特許分類】
F01N 3/28 20060101AFI20240301BHJP
【ＦＩ】
F01N3/28 301N
F01N3/28 311B
F01N3/28 311D
F01N3/28 311N
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022521151
(86)(22)【出願日】2020-11-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-22
(86)【国際出願番号】 EP2020083026
(87)【国際公開番号】W WO2021110448
(87)【国際公開日】2021-06-10
【審査請求日】2022-04-26
(31)【優先権主張番号】1917634.6
(32)【優先日】2019-12-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】504109285
【氏名又は名称】ジョンソン マッセイ キャタリスツ （ジャーマニー） ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ （Ｇｅｒｍａｎｙ） ＧｍｂＨ
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】ザジェック、ニコラ
【審査官】前田 浩
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５０４２３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１８３４０８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５２１５９６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｎ ３／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、前記要素フレームアセンブリが、要素フレームと、４つ以上のモノリスと、を備え、前記要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、前記壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
前記壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、
前記壁に垂直な前記入口端部及び／又は前記出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジと、を含み、
前記４つ以上のモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有し、
入口と、
出口と、
４つの側と、
前記排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
前記４つ以上のモノリスが、前記要素フレームの前記内部に位置決めされ、前記モノリスのうちの少なくとも４つは、各モノリスが他の２つに隣接している２×２マトリックス配列で位置し、
少なくとも４つのモノリスの各々に位置決めされている、その入口でモノリスの縁部にわたって延在する第１のニットワイヤメッシュ支持要素及びその出口でモノリスの縁部にわたって延在する第２のニットワイヤメッシュ支持要素が存在し、
第１のニットワイヤメッシュ支持要素及び第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも４つのモノリスの隣接する対の間、及び少なくとも４つのモノリスと要素フレームの隣接壁との間に位置決めされている、要素フレームアセンブリ。
【請求項2】
各モノリスの前記入口が、対向する入口縁部の２つの対を含み、前記入口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、各第１のニットワイヤメッシュ支持要素が、前記対向する入口縁部の２つの対にわたって延在する、請求項１に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項3】
各モノリスの前記出口が、対向する出口縁部の２つの対を含み、前記出口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、各第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、前記対向する出口縁部の２つの対にわたって延在する、請求項１又は２に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項4】
各第１および第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、前記モノリスの前記入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、前記モノリスの前記４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項5】
各モノリスと前記要素フレームの各隣接壁との間に位置している少なくとも１つのシールを更に備え、前記少なくとも１つのシールが、前記第１のニットワイヤメッシュ支持要素と前記第２のニットワイヤメッシュ支持要素との間で長手方向に位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項6】
前記シールが、マットである、請求項５に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項7】
前記少なくとも１つのシールが、前記モノリスの長手方向長さの２０％～４０％である長手方向長さを有する、請求項５又は６に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項8】
前記少なくとも１つのシールが、前記要素フレームアセンブリの長さの中点に位置する、請求項５、６又は７に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項9】
前記要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのロック要素を更に備え、各ロック要素が、前記要素フレームの前記入口端部又は出口端部を横切って延在し、前記要素フレームの２つの反対側に接続されている、請求項１に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項10】
少なくとも２つのロック要素が、前記要素フレームの前記入口端部に位置し、少なくとも２つのロック要素が、前記要素フレームの前記出口端部に位置し、前記少なくとも２つのロック要素が、交差として配置され、ロックプレートは、前記少なくとも２つのロック要素間の接合部に設けられ、前記ロックプレートが、前記ニットワイヤメッシュ支持要素と係合する、請求項９に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項11】
空間は、隣接するモノリス間に位置し、前記ロック要素のうちの少なくとも１つが、前記４つ以上のモノリス間の前記空間上の中心にある、請求項１０に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項12】
各第１および第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、前記モノリスの前記入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、前記モノリスの前記４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含み、前記ロックプレートが、前記ニットワイヤメッシュ支持要素の前記第１の部分と係合する、請求項１０又は１１に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項13】
前記要素フレームが、前記壁に垂直な前記入口端部及び／又は前記出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジを更に含み、前記１つ以上のフランジが、前記第１および第２のニットワイヤメッシュ支持要素と係合する、請求項１に記載の要素フレームアセンブリ。
【請求項14】
請求項１に記載の複数の要素フレームアセンブリを備える、触媒モジュール。
【請求項15】
請求項１に記載の要素フレームアセンブリを備える、排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、要素フレーム内に１つ以上のモノリス含有触媒を保持する要素フレームアセンブリに関し、要素フレームアセンブリは、エンジンからの排気ガス、工業プロセス又は類似の排気ガスの流れに配置されるように構成されている。
【背景技術】
【0002】
本開示は、排気ガスを処理するために個々に又はグループで使用され得る要素フレームアセンブリに関する。要素フレームアセンブリは、触媒モジュールに含有され得る。要素フレームアセンブリは、燃焼源からの排気ガスを処理するための１つ以上の触媒を各々が含有する、１つ以上のモノリスを含有する。燃焼源は、典型的には、固定燃焼源である。固定燃焼システムは、オンロード駆動車、トラック、又は航空機で使用されない炭化水素系燃料を燃焼させる任意のシステムであり得る。それらは、例えば、石炭燃焼システム、油焼成（石油）システム、ガスタービン又は他の工業プロセスであり得る。固定燃焼システムはまた、ディーゼルエンジンなどの燃焼システムが大きなコンテナ又は巡航船で使用される海洋用途でも使用することができる。
【0003】
固定燃焼システムにおける炭化水素燃焼、及び移動用途で使用されるエンジンでは、形成される窒素酸化物（nitrogen oxide、ＮＯｘ）、一酸化炭素（carbon monoxide、ＣＯ）、又は炭化水素（hydrocarbon、ＨＣ）などの汚染物質を除去するために処理されなければならない排気ガスを生成する。ＮＯｘは、人間及び動物に多くの健康問題を引き起こすだけでなく、スモッグ及び酸性雨の形成を含む多くの有害な環境影響を引き起こすことが知られている。ＣＯは人間及び動物に対して毒性があり、ＨＣは有害な健康効果を引き起こす可能性がある。排気ガス中のこれらの汚染物物質、特にＮＯｘによる人間と環境の両方の影響を軽減するために、好ましくは他の有害物質又は有毒物質を生成しないプロセスによって、これらの望ましくない成分を除去することが望ましい。
【0004】
固定燃焼源では、各々が複数の要素フレームアセンブリを含む１つ以上の触媒モジュールを提供することが知られている。国際公開第２０１７／０９８２２４号は、そのような一例を記載している。各触媒モジュールは、複数の要素フレームアセンブリを一緒に結合することによって形成され得る。各要素フレームアセンブリは、要素フレームの内部に少なくとも１つのモノリスを保持する要素フレームを備える。
【0005】
１つ以上の触媒モジュールを排気ガスダクト内に設置して、モノリスを通る動作中に流れる排気ガスを精製するための排出制御システムの少なくとも一部を形成してもよい。
【0006】
固定燃焼源では、排気ガスダクトは、典型的には、数平方メートルの断面積を有することができるが、数十～数百平方メートルのサイズであり得る。排気ダクトの寸法は、エンジン（又は他の排気源）のサイズ、エンジンが動作する状態、許容可能な背圧などを含む多くの要因に応じて大きく異なり得る。いくつかの場合では、排気ガスダクトは、各々が数メートル、例えば１０ｍ×１０ｍである、ダクトの幅及び高さを有する矩形断面を有することができる。排気ガスダクトの断面積全体は、１つ以上の触媒モジュールによって覆われ得、各触媒モジュールは、１つ以上の要素フレームアセンブリを含み、各要素アセンブリは、１つ以上のモノリスを含有する。
【0007】
触媒モジュールは、全ての排気ガスがモノリスを通過するように互いに隣接して配置されてもよい。例えば、２～５のいくつかの触媒モジュールは、例えば、排気ガスダクト内の支持フレームワークに接続された行及び列で互いに隣接して配置することができる。触媒モジュール自体は、典型的には、数メートルの縁部の長さを有する矩形の断面を有する。
【0008】
排気ガスの流れの方向において、触媒モジュールは、前後に並んで位置決めされたいくつかの平面内に位置してもよい。いくつかの用途では、触媒モジュールは、数メートル、更には流量方向に１０～１５メートル程度まで延在することができる。
【0009】
そのような要素フレームアセンブリの問題は、各要素フレームアセンブリ内のモノリスが、動作中のモノリスへの機械的損傷を防止するために、モノリスを所定の位置に保持するのに十分な力で保持されることを確実にすることである。海洋又はガスタービンなどのいくつかの用途では、触媒モジュールには、機械的応力に関して比較的厳しい周囲条件が存在し得る。例えば、船舶では、高レベルの振動が発生し、重力の数倍の力が体験される場合がある。加えて、特にガスタービンと共に使用される触媒モジュールの大きな断面について、地震による機械的応力を考慮する必要がある。
【0010】
この問題に挑み、対処するために、モノリスの側壁と要素フレーム要素との間に配置された、例えば、繊維のマットを設けて、振動に対するクッションを提供することが知られている。しかしながら、そのようなマットの使用において遭遇する典型的な問題は、特に、エンジンの脈動が衝撃及び振動につながる排気システム条件に典型的である、周期的な機械的応力がある状況では、マットが通常の使用中に所定の位置に留まることができることを確実にすることが困難であり得ることである。
【0011】
この問題を軽減するために、国際公開第２０１７／０９８２２４号は、モノリスと要素フレームの各隣接壁との間に少なくとも１つのマットが存在するように、少なくとも１つのモノリスが、要素フレームの内部に位置決めされ、要素フレームの２つの反対側に接続されるように、要素フレームの入口端部及び／又は出口端部を横切って延在するロック要素が設けられる配置を説明する。要素フレームの少なくとも１つの壁、好ましくは、各壁が、要素フレームの内部に延在する複数の突起を含むことができることも説明している。複数の突起は、マットに接触し、マットをモノリスに対して保持するように構成することができる。
【0012】
国際公開第２０１７／０９８２２４号の配置は、上記の問題を軽減するのに有用であるが、要素フレーム内に保持されたモノリスに対する機械的損傷を防止するか、又は軽減するための代替及び改善された解決策が依然として必要とされている。特に、要素フレームアセンブリの製造コスト及び複雑さを増加させるため、要素フレームの壁に突起の提供を必要としない改善された配置を提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【0013】
第１の態様では、本開示は、燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、要素フレームアセンブリが、要素フレームと、少なくとも１つのモノリスと、を備え、
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、を含み、
少なくとも１つのモノリスが、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素を更に備え、
少なくとも１つの１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の少なくとも一部分が存在するように、要素フレームの内部に位置決めされている、要素フレームアセンブリを提供する。
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、を含み、
少なくとも１つのモノリスが、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素を更に備え、
少なくとも１つの１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の少なくとも一部分が存在するように、要素フレームの内部に位置決めされている、要素フレームアセンブリを提供する。
【0014】
有利には、ニットワイヤメッシュ支持要素の使用は、要素フレームアセンブリの支持及び減衰特性を改善することが見出されている。それらは、特に、外部に誘発された振動及び衝撃によって引き起こされるモノリスへの実質的な損傷を軽減するか、又は防止し得る。ニットワイヤメッシュ支持要素は、要素フレーム内に正方形又は矩形のモノリスを取り付けるために特に有利であることが見出されている。
【0015】
好ましくは、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部及び／又は出口端部に位置してもよい。
【0016】
好ましくは、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、少なくとも１つのモノリスの入口及び／又は出口で、少なくとも１つのモノリスの少なくとも１つの縁部にわたって延在してもよい。少なくとも１つのモノリスの入口が、対向する入口縁部の２つの対を含んでもよく、入口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、対向する入口縁部の２つの対にわたって延在してもよい。少なくとも１つのモノリスの出口が、対向する出口縁部の２つの対を含み、出口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、対向する出口縁部の２つの対にわたって延在してもよい。
【0017】
有利には、モノリスの入口及び／又は出口縁部にわたってニットワイヤメッシュ支持要素を延在させることは、使用中のモノリスへの損傷を軽減することが見出されている。ニットワイヤメッシュ支持要素は、半径方向及び長手方向の支持並びに要素フレーム内のモノリスへの減衰の両方を提供することが可能であると考えられている。したがって、特に、ニットワイヤメッシュ支持要素は、要素フレームの内部内のモノリスのシフトを防止するのに役立つ、要素フレーム内のモノリスの改善された長手方向支持を提供してもよい。
【0018】
好ましくは、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、環状形状を有する。少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、矩形又は正方形の形状を有してもよい。任意選択的に、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、矩形リング形状又は正方形リング形状を有してもよい。
【0019】
少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、少なくとも１つのモノリスの４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含んでもよい。少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の第１の部分及び第２の部分が、互いに垂直に延在し、好ましくは、断面でＬ字形状を形成してもよい。第１の部分は、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の出口面の入口面上に、２～１０ｍｍ、任意選択的に３～８ｍｍ、任意選択的に５ｍｍ延在し得る。第２の部分は、少なくとも１つのモノリスの４つの側に沿って、５～２５ｍｍ、任意選択的に、８～１５ｍｍ、任意選択的に、１２ｍｍ延在してもよい。
【0020】
好ましくは、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部に位置する第１のニットワイヤメッシュ支持要素と、要素フレームの出口端部に位置する第２のニットワイヤメッシュ支持要素と、を含む。
【0021】
有利には、要素フレームの入口端部及び出口端部の両方にニットワイヤメッシュ支持要素を設けることは、要素フレームの内部内のモノリスの長手方向支持を更に改善することが見出されている。
【0022】
要素フレームアセンブリは、少なくとも１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に位置する少なくとも１つのシールを更に備えてもよく、少なくとも１つのシールが、第１のニットワイヤメッシュ支持要素と第２のニットワイヤメッシュ支持要素との間で長手方向に位置する。シールは、マット、任意選択的に、繊維マット、任意選択的に、膨張性繊維マットであってもよい。
【0023】
有利には、繊維マットなどのニットワイヤメッシュ支持要素及びシールを組み合わせて使用すると、特定の利点が生成されてもよい。シールは、主にガスバイパスを防止するか、又は低減するために使用されてもよく、したがって、主にそれらの減衰及び支持特性のための先行技術の配置で使用されているシールと比較して、サイズが低減されてもよい。加えて、シールの材料及び組成は、モノリスの一次支持及び減衰がニットワイヤメッシュ支持要素によって提供されるため、その支持容量ではなくその封止特性を向上させるように選択されてもよい。
【0024】
２つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に存在してもよく、少なくとも２つのモノリスが、互いに隣接して位置してもよく、少なくとも１つのニットワイヤ支持要素が、互いに隣接するモノリス間に位置してもよい。
【0025】
４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に存在してもよく、少なくとも４つのモノリスは、各モノリスが他の２つに隣接する２×２マトリックス配列で位置してもよく、少なくとも１つのニットワイヤ支持要素が、互いに隣接するモノリス間に位置してもよい。
【0026】
好ましくは、別個のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの各々の入口及び出口の各々に位置してもよい。
【0027】
少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、ニットワイヤメッシュを含んでもよい。ニットワイヤメッシュが、任意の好適な鋼、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、例えば、タイプ１．４３０１又はタイプ１．４３０７ステンレス鋼から形成されてもよい。少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、０．８～１．５ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．１～１．３ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素は、０．９～１．５ｍｍのばね偏向を有してもよい。
【0028】
要素フレームアセンブリは、少なくとも１つのロック要素を更に備えてもよく、
各ロック要素が、要素フレームの入口端部又は出口端部を横切って延在し、要素フレームの２つの反対側に接続されている。少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの入口端部に位置してもよく、少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの出口端部に位置してもよい。
各ロック要素が、要素フレームの入口端部又は出口端部を横切って延在し、要素フレームの２つの反対側に接続されている。少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの入口端部に位置してもよく、少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの出口端部に位置してもよい。
【0029】
有利には、少なくとも１つのロック要素の使用は、要素フレーム内にモノリスの追加の長手方向支持を提供してもよい。
【0030】
少なくとも２つのロック要素が、交差として配置されてもよく、ロックプレートは、少なくとも２つのロック要素間の接合部に設けられてもよく、ロックプレートが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素と係合する。要素フレームが、少なくとも２つのモノリスを含むとき、空間は、隣接するモノリス間に位置してもよく、ロック要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つのモノリス間の空間上の中心にあり、任意選択的に、その空間内に位置してもよい。少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、少なくとも１つのモノリスの４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含んでもよく、ロックプレートが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の第１の部分と係合してもよい。各ロック要素が、２つのモノリス間の空間内に位置してもよく、ロック要素は、２つの隣接するニットワイヤメッシュ支持要素の第２の部分の間に挟まれている。
【0031】
そのような配置は、要素フレーム内のモノリスへの損傷を防止するのに特に有利であることが見出されている。特に、ニットワイヤメッシュ支持要素に対するロックプレートの係合は、減衰及び支持能力を改善することが見出されている。更に、隣接するニットワイヤメッシュ支持要素間のロック要素の挟み込みは、ニットワイヤメッシュ支持要素及びロック要素自体の両方に相互支持を提供することが見出されている。したがって、モノリスの入口及び出口面を横切って延在するロック要素と比較して、本開示のロック要素は、外部に誘発された振動及び衝撃中により耐久性があり、破損しにくいことが見出されている。
【0032】
更に、そのような配置は、ロック要素がそれぞれの入口端部及び出口端部に向かって縁部を提示するように、ロック要素の平面本体がモノリスの長手方向軸に平行に配向されることを可能にしてもよい。これは、ロック要素がモノリスの中又は外へのガスの流れを抑制するのを防ぐ上での利点を有する。
【0033】
要素フレームは、壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジを更に含んでもよい。１つ以上のフランジは、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素と係合してもよい。
【0034】
有利には、ニットワイヤメッシュ支持要素と係合するフランジを設けることは、要素フレームの内部内のモノリスの長手方向支持を更に改善することが見出されている。
【0035】
要素フレームは、２つのＬ字形アセンブリを含んでもよく、各Ｌ字形アセンブリは、対向する壁の２つの対の各々の１つの壁を含む。２つのＬ字形アセンブリは、任意選択的に、溶接によって一緒に接続可能であり、要素フレームを形成してもよい。
【0036】
少なくとも１つのモノリスは、各々、矩形又は正方形の形状を有してもよい。モノリスは、ＳＣＲ触媒又は酸化触媒を含んでもよい。少なくとも１つのモノリスは、フィルタ、例えば、壁流フィルタであってもよい。
【0037】
第２の態様では、本開示は、燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、要素フレームアセンブリが、要素フレームと、４つ以上のモノリスと、を備え、
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、
壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジと、を含み、
４つ以上のモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有し、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に位置決めされ、モノリスのうちの少なくとも４つは、各モノリスが他の２つに隣接している２×２マトリックス配列で位置し、
少なくとも４つのモノリスの各々に位置決めされている、その入口でモノリスの縁部にわたって延在する第１のニットワイヤメッシュ支持要素及びその出口でモノリスの縁部にわたって延在する第２のニットワイヤメッシュ支持要素が存在し、
第１のニットワイヤメッシュ支持要素及び第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも４つのモノリスの隣接する対の間、及び少なくとも４つのモノリスと要素フレームの隣接壁との間に位置決めされている、要素フレームアセンブリを提供する。
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、
壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジと、を含み、
４つ以上のモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有し、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に位置決めされ、モノリスのうちの少なくとも４つは、各モノリスが他の２つに隣接している２×２マトリックス配列で位置し、
少なくとも４つのモノリスの各々に位置決めされている、その入口でモノリスの縁部にわたって延在する第１のニットワイヤメッシュ支持要素及びその出口でモノリスの縁部にわたって延在する第２のニットワイヤメッシュ支持要素が存在し、
第１のニットワイヤメッシュ支持要素及び第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも４つのモノリスの隣接する対の間、及び少なくとも４つのモノリスと要素フレームの隣接壁との間に位置決めされている、要素フレームアセンブリを提供する。
【0038】
第３の態様では、本開示は、第１又は第２の態様による複数の要素フレームアセンブリを含む触媒モジュールを提供する。
【0039】
第４の態様では、本開示は、第１又は第２の態様による要素フレームアセンブリ、又は第３の態様による触媒モジュールを含む排気システムを提供する。排気システムは、固定燃焼システムの排気システム、任意選択的に、海洋又は造船固定燃焼システムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0040】
これから、本開示の態様及び実施形態について、添付の図面を参照して単に例として説明することにする。
【図1】本開示による、要素フレームアセンブリの斜視図である。
【図18】本開示によるものではない要素フレームアセンブリの試験の結果を示す。
【図19】本開示によるものではない要素フレームアセンブリの試験の結果を示す。
【図20】本開示による、要素フレームアセンブリの試験の結果を示す。
【図21】本開示による、要素フレームアセンブリの試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「触媒（catalyst）」への言及には、２つ以上の触媒（catalysts）の混合物などを含む。
【0042】
本明細書では、パラメータ「ばね偏向（spring deflection）」は、３バール圧力及び３０バール圧力でのニットワイヤメッシュ支持要素の圧縮（ｍｍで測定）の差である。
【0043】
本開示の一態様又は実施形態の１つ以上の特徴は、直近の文脈がそうでいないことを教示しない限り、本開示の任意の他の態様又は実施形態の１つ以上の特徴と組み合わされ得ることを当業者は認識するであろう。
【0044】
ここで、本開示による装置の例を、燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス３含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリ１を示す図１を参照して説明する。要素フレームアセンブリ１は、要素フレーム２及び少なくとも１つのモノリス３を備える。
【0045】
要素フレーム２は、対向する壁の２つの対１０を含み、壁１０は、矩形か、又は、図２に示されるように、正方形の形状を形成する。壁１０は、壁１０によって形成された内部１１を画定する。要素フレーム２は、入口端部１２及び出口端部１３を有する。
【0046】
要素フレーム２の壁１０は、任意の好適なグレードの鋼で作製されてもよい。壁１０は、任意の好適な厚さ、例えば１～３ｍｍ、好ましくは、１．５ｍｍの厚さであってもよい。
【0047】
要素フレーム２は、複数のＬ字形アセンブリ１５、１６から形成されてもよい。図８～図１０に示されるように、第１のＬ字形アセンブリ１５、及び図１１～図１４に示されるように、第２のＬ字形アセンブリ１６が提供されてもよく、各々が、対向する壁の２つの対１０の各々の１つの壁１０を含む。第１及び第２のＬ字形アセンブリ１５、１６は、例えば、溶接によって互いに接続可能であり、要素フレーム２を形成してもよい。
【0048】
図２及び図３に示されるように、各壁１０は、その入口及び／又は出口端部１２、１３にフランジ１４を含んでもよい。好ましくは、各壁１０は、その入口及び出口端部１２、１３の両方にフランジ１４を有する。各フランジ１４は、折り畳み動作によってそのそれぞれの壁１０と一体的に形成されてもよい。各フランジ１４は、そのそれぞれの壁１０に対して垂直に延在してもよい。各フランジ１４は、７．５ｍｍ～１５ｍｍだけ延在してもよい。
【0049】
要素フレーム２は、単一のモノリス３を含有してもよい。しかしながら、好ましくは、要素フレーム２は、４つの壁１０によって形成された内部１１内に複数のモノリス３を保持する。要素フレーム２は、モノリス３を、１×２、１×３、３×３などの異なる構成に保持することができる。図示の例では、図２に示されるように、要素フレーム２は、４つのモノリス３を２×２の構成で保持する。
【0050】
要素フレーム２の長さ（深さ）は、要素フレーム２内に直列に配置されることが所望されるモノリス３の長さ及びモノリス３の数に基づいてもよい。
【0051】
モノリス３又は各モノリス３は、入口２０、出口２１、及び４つの側２２を含む。図２に示すように、モノリス３又は各モノリス３は、矩形又は正方形の形状を有してもよく、すなわち、入口２０の方向に見られる場合である。
【0052】
モノリス３又は各モノリス３（「ハニカム」型キャリアとしても知られている）は、入口２０の入口面からモノリス３の出口２１の出口面まで延在する複数の微細な平行ガス流路を有してもよく、その結果、通路は流体流に開放される。モノリス３又は各モノリス３は、矩形、好ましくは正方形の断面流入面を有してもよい。モノリス３の面は、任意の寸法、好ましくは、１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、好ましくは、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下であってもよい。流動方向におけるモノリス３又は各モノリス３の長さは、典型的には、１５０ｍｍ～１５００ｍｍの範囲であるが、他の長さを使用することができる。排気ガス流の方向における要素フレームアセンブリ１の寸法は、ほぼモノリス３又はモノリス３の組み合わせの長さであり、２つ以上のモノリス３が、排気ガス流の方向に順次配置される。
【0053】
モノリス３又は各モノリス３は、断面の１平方インチ当たり最大約７００以上のガス流路を含有してもよいが、はるかに少なくてもよい。例えば、固定用途では、モノリス３又は各モノリス３は、典型的には、約９～６００、より通常は、約３５～３００、セル／平方インチ（「ｃｐｓｉ」）を有してもよい。
【0054】
各モノリス３又は各モノリス３は、排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒を含む。それらの流体入口からそれらの流体出口への本質的に直線の経路であってもよいガス流路は、ガス流路を通って流れるガスが触媒材料と接触するように、排気ガスを処理するのに有効な１つ以上の触媒を「ウォッシュコート」としてコーティングされてもよい壁によって画定される。
【0055】
当業者は、窒素酸化物を貯蔵するか、又は低減し、炭化水素を酸化させ、炭化水素を貯蔵するか、又は酸化させ、アンモニアを酸化させ（すなわちアンモニアスリップ触媒として作用する）、並びに、他の汚染物質を酸化するか、又は還元して、比較的無害な化合物である、窒素、水及び二酸化炭素を形成するための、より多くの触媒のうちの１つの使用及び選択に精通している。モノリス又は各モノリスは、ＳＣＲ触媒、アンモニア酸化触媒、炭化水素酸化触媒、ＮＯｘ貯蔵触媒、酸素貯蔵触媒などのうちの１つ以上を含んでもよい。モノリス３又は各モノリス３は、セラミックフィルタなどのフィルタであってもよい。他のタイプの触媒が存在し得る。モノリシック基材のガス流路は、台形、矩形、正方形、三角形、正弦波、六角形、楕円形、円形などの任意の好適な断面形状であり得る薄壁チャネルであってもよい。
【0056】
モノリス３は、セラミック基板を含んでもよい。セラミック基材は、コーディエライト、コーディエライト－αアルミナ、α－アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカマグネシア、ケイ酸ジルコニウム、シリマナイト、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタルライト、アルミノケイ酸塩、及びそれらの混合物などの任意の好適な耐火材料で作製されてもよい。
【0057】
モノリス３は、押出触媒物であってもよい。本発明における使用に好適な押出触媒物を作製する方法は、例えば、国際公開第２０１４／０２７２０７（Ａ１）号及び国際公開第２０１１／０９２５２１（Ａ１）号又は本明細書における背景技術として認められたもののいずれかから知られている。バインダ、フィルタ、押出潤滑剤及び可塑剤などの好適な有機助剤を添加して、混合を促進して、均質な押出可能な塊を形成することができる。有機助剤は、セルロース、ポリエチレンオキシド、又はポリエチレングリコールなどの水溶性樹脂を含んでもよく、焼成中に最終基材から燃え尽きる。
【0058】
図１～図４に示すように、要素フレームアセンブリ１が、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素４を更に備える。支持要素４が、要素フレーム２の入口端部１２又は出口端部１３に位置してもよい。好ましくは、ニットワイヤメッシュ支持要素４が、要素フレーム２の入口端部１２及び出口端部１３の両方に位置してもよい。より好ましくは、内部１１内の各モノリス３は、モノリス３の入口２０に位置する第１のニットワイヤメッシュ支持要素３０を含み、モノリス３の出口２１に位置する第２のニットワイヤメッシュ支持要素３１を別々に含む。
【0059】
ニットワイヤメッシュ支持要素４又は各ニットワイヤメッシュ支持要素４は、ニットワイヤメッシュで形成されてもよい。ニットワイヤメッシュは、金属材料、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼などから形成されてもよい。好ましい一例では、ニットワイヤメッシュは、タイプ１．４３０１又はタイプ１．４３０７ステンレス鋼である。
【0060】
少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素４は、０．８～１．５ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．１～１．３ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。
【0061】
各ニットワイヤメッシュ支持要素４は、要素フレーム２の壁１０が組み立てられたときに、圧縮を受けてもよい。
【0062】
各モノリス３は、少なくとも１つのモノリス３と要素フレーム２の各隣接壁１０との間に少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素４の少なくとも一部分が存在するように、要素フレーム２の内部１１に位置決めされている。少なくとも２つのモノリス３が互いに隣接して位置する要素フレーム２の内部１１に２つ以上のモノリス３が存在する場合、好ましくは、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素４は、互いに隣接するモノリス３間に位置する。
【0063】
各第１のニットワイヤメッシュ支持要素３０は、モノリス３の入口２０でそのそれぞれのモノリス３の少なくとも１つの縁部２３にわたって延在してもよい。好ましくは、各第１のニットワイヤメッシュ支持要素３０は、モノリス３の入口２０で縁部２３の全てにわたって延在してもよい。モノリス３の入口２０は、対向する入口縁部の２つの対２３を含んでもよく、入口縁部２３は、矩形又は正方形の形状を形成する。この場合、第１のニットワイヤメッシュ支持要素３０は、対向する入口縁部の２つの対２３にわたって延在してもよい。同じことは、モノリス３の出口２１の第２のニットワイヤメッシュ支持要素３１及び縁部２４にも適用される。
【0064】
図５に示すように、各ニットワイヤメッシュ支持要素４は、環状形状を有してもよい。形状は、矩形又は正方形の形状であってもよい。形状は、矩形のリング形状又は正方形のリング形状であってもよい。
【0065】
図６及び図７に最も明確に示されるように、各ニットワイヤメッシュ支持要素４は、モノリス３の入口２０又は出口２１の一部にわたって延在する第１の部分３２と、モノリス３の４つの側２２の一部に沿って延在する第２の部分３３と、を含んでもよい。少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素４の第１の部分３２及び第２の部分３３は、互いに垂直に延在し、好ましくは、断面でＬ字形状を形成してもよい。第１の部分３２及び第２の部分３３は、３～５ｍｍ、例えば３．５ｍｍ又は４．５ｍｍの厚さｗを有してもよい。
【0066】
第１の部分３２は、５～１５ｍｍであってもよい外部長さＬ１を有してもよい。第１の部分３２は、入口２０の入口面又はモノリス３の出口２１の出口面にわたって、２～１０ｍｍ、任意選択的に、３～８ｍｍ、任意選択的に、５ｍｍ延在してもよい内部長さＬ３を有してもよい。
【0067】
第２の部分３３は、８～２０ｍｍであってもよい外部長さＬ２を有してもよい。第２の部分３３は、モノリス３の４つの側２２に沿って、５～２５ｍｍ、任意選択的に、８～１５ｍｍ、任意選択的に、１２ｍｍ延在してもよい内部長さＬ４を有してもよい。
【0068】
少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素４は、０．９～１．５ｍｍのばね偏向を有してもよく、ばね偏向は、３バール圧力及び３０バール圧力でのニットワイヤメッシュ支持要素の圧縮（ｍｍで測定された）の差である。例示的なばね収縮が、タイプ１．４３０１ステンレス鋼で形成されたニットワイヤメッシュ支持要素について、以下の表に記載されている。
【0069】
【表1】
【0070】
図４に示されるように、要素フレームアセンブリ１は、モノリス３又は各モノリス３と要素フレーム２及び／又は各隣接モノリス３の各隣接壁１０との間に位置する少なくとも１つのシール５を更に備えてもよい。シール５又は各シール５は、第１のニットワイヤメッシュ支持要素３０と第２のニットワイヤメッシュ支持要素３１との間に長手方向に位置してもよい。
【0071】
シール５又は各シール５は、モノリス３の長手方向長さの２０％～４０％、好ましくは、３０％である長手方向長さを有してもよい。例えば、シール５又は各シール５は、モノリス３が５００ｍｍの長手方向長さを有する場合、１５０ｍｍの長手方向長さを有してもよい。
【0072】
より長い長さを有するモノリス３の場合、２つ以上のシール５を提供することが所望される場合がある。例えば、長さ６００～１０００ｍｍのモノリス３の場合、各々の長さが１４０～１６０ｍｍである２つのシール５が、モノリス３の長さに沿って離間して設けられてもよい。
【0073】
図４に示すように、シール５又は各シール５は、要素フレームアセンブリ１の長さの中点又はその近くに位置してもよい。シール５又は各シール５は、マット、例えば、膨張性繊維マットなどの繊維マットであってもよい。
【0074】
シール５は、モノリス３の周りの排気ガスのバイパスを制限するように機能してもよく、したがって、排気ガス流がモノリス３のガス流路を通過することを確実にするのに役立つ。シール５はまた、ニットワイヤメッシュ支持要素４に加えて、衝撃及び振動に対していくらかの追加の減衰を提供してもよい。
【0075】
図１に示すように、要素フレームアセンブリ１は、少なくとも１つのロック要素４０、４１を更に備え、各ロック要素４０、４１は、要素フレーム２の入口端部１２又は出口端部１３を横切って延在し、要素フレーム２の２つの反対側に接続されている。各ロック要素４０、４１は、溶接によってそれぞれの壁１０に接続することができる。少なくとも２つのロック要素４０、４１が、要素フレーム２の入口端部１２に位置してもよく、少なくとも２つのロック要素４０、４１が、要素フレーム２の出口端部１３に位置してもよい。少なくとも２つのロック要素４０、４１は、交差として配置されてもよく、ロックプレート４２は、少なくとも２つのロック要素４０、４１の間の接合部に設けられてもよい。２つのロック要素４０、４１、及びロックプレート４２は、図１５に示されるように、一緒にロックプレートアセンブリ７を形成してもよい。
【0076】
ロック要素４０、４１は、好ましくは、ロック要素４０、４１の平面本体がモノリス３の長手方向軸に平行になるように配向される。言い換えれば、図１に示すように、ロック要素４０、４１は、それぞれの入口端部１２及び出口端部１３に向かって縁部を提示することが好ましい。これは、ロック要素４０、４１が、モノリス３へのガス流を抑制し得るモノリス３のセルのうちのいずれかを不明瞭にすることを防止するという利点を有する。
【0077】
ロック要素４０、４１、及びロックプレート４２は、典型的には、要素フレーム２の壁１０と同じ材料、すなわち好適なグレードの鋼で作製されてもよい。
【0078】
図１５～図１７に示されるように、ロックプレートアセンブリ７は、第１のロック要素４０及び第２のロック要素４１をロックプレート４２と相互接続することによって組み立てられてもよい。第１のロック要素４０は、その中点に、第１のロック要素４０の本体４３を通ってほぼ半分に延在するスロット４４を含んでもよい。第２のロック要素４１は、同様に、その中点に、第２のロック要素４１の本体４５を通ってほぼ半分に延在するスロット４６を含んでもよい。したがって、第１及び第２のロック要素４０、４１は、図１５に示されるように、一緒にスロット付きであってもよい。第２のロック要素４１は、２つの直立ラグ４７を更に含んでもよい。ロックプレート４２は、図１５に示されるように、ラグ４７を受容するように成形及びサイズ決定された２つの対応する開口４８を含んでもよい。図１５に示されるように組み立てられると、ラグ４７は、ロックプレートアセンブリ７を一緒に保持するために、ロックプレート４２に溶接されてもよい。
【0079】
図２に示されるように、要素フレーム２に組み立てられると、ロックプレートアセンブリ７のロックプレート４２は、要素フレーム２のその端部で、ニットワイヤメッシュ支持要素４又は各ニットワイヤメッシュ支持要素４と係合する。特に、ロックプレート４２の背面は、モノリス３又は各モノリス３の入口面の上に重なる、ニットワイヤメッシュ支持要素４又は各ニットワイヤメッシュ支持要素４の第１の部分３２と係合する。
【0080】
要素フレーム２が少なくとも２つのモノリス３を含む場合、空間は、隣接するモノリス３間に位置してもよく、ロッキングプレートアセンブリ７の一方又は両方のロッキング要素４０、４１は、少なくとも２つのモノリス３状の中心にあり、好ましくは、その空間内に位置してもよい。各ロック要素４０、４１は、２つの隣接するニットワイヤメッシュ支持要素４の第２の部分３３の間に挟まれてもよい。
【0081】
壁１０に垂直な入口端部１２及び／又は出口端部１３から内向きに延在するフランジ１４又は各フランジ１４は、ニットワイヤメッシュ支持要素４又は各ニットワイヤメッシュ支持要素４と係合してもよい。
【0082】
本開示の別の態様では、複数の要素フレームアセンブリ１を一緒にグループ化することを含む、触媒モジュールが提供されてもよい。
【0083】
触媒モジュールは、周辺フレームの有無にかかわらず形成されてもよい。
【0084】
周辺フレームを有する触媒モジュールは、当該技術分野で既知であり、２つの側、頂部、底部、及び水平区画及び垂直区画によって形成されたいくつかの空間を有することができる。各空間は、本開示の要素フレームアセンブリ１を受容してもよく、その各々は、複数のモノリス３を含有してもよい。
【0085】
周辺フレームを有しない触媒モジュールは、要素フレームアセンブリ１を互いに隣接し、かつ互いの上に配置し、かつ隣接する要素フレームアセンブリ１を一緒に接続することによって、複数の要素フレームアセンブリ１を互いに組み合わせることによって、形成することができる。
【0086】
本開示の別の態様では、上記のような１つ以上の要素フレームアセンブリ１又は触媒モジュールを含む排気システムを提供することができる。排気システムは、固定燃焼システムの排気システム、例えば、海洋又は造船固定燃焼システムであってもよい。
【実施例】
【0087】
図１８及び図１９は、本開示によるものではない要素フレームアセンブリ上のホットシェーカー試験台に対するランダム振動試験の結果を示す。この要素フレームアセンブリは、２×２の構成で配置された４つのモノリスを含んでいた。各モノリスと各隣接壁又はモノリスとの間に、浸潤マットを配置した。加えて、２つのロック要素が、要素フレームの入口端部及び出口端部に設けられた。これらのロック要素は、断面形状を形成し、それらの平面本体が要素フレームアセンブリの長手方向軸に垂直であるように配向され、その結果、ロック要素がモノリスの入口面及び出口面を横切って置かれる。
【0088】
図１８及び図１９に示されるように、膨張性マットは、要素フレームアセンブリの故障を防止するために十分に高い支持及び減衰力を提供することができなかった。試験中、モノリスが著しい横方向の動きを受け、マットが迅速に摩耗することが観察された。加えて、ロック要素は変形して、それらの溶接の破損をもたらす。図１９に示すように、モノリスは、特にその入口縁部及び出口縁部に沿って著しい損傷を受けた。
【0089】
図２０及び図２１は、本開示による要素フレームアセンブリ上のホットシェーカー試験台に対する同じランダム振動試験の結果を示す。この要素フレームアセンブリは、２×２構成で配置された４つのモノリス３を備えていた。四角形の環状ニットワイヤメッシュ支持要素４は、各モノリス３の入口及び出口に設けられた。加えて、図１５に示されるタイプの２つのロックプレートアセンブリ７は、要素フレーム２の入口端部及び出口端部に提供された。
【0090】
試験中、モノリス３の動きが大幅に少ないことが観察された。加えて、ロックプレートアセンブリ７は変形も破損もしなかった。図２０に示すように、要素フレームアセンブリ１は、試験に成功し、図２１に示されるように、モノリス縁部は、実質的に損傷を含まなかった。
【0091】
本開示の更なる態様及び実施形態を以下の節に記載する。
節１．燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、要素フレームアセンブリが、要素フレームと、少なくとも１つのモノリスと、を備え、
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、を含み、
少なくとも１つのモノリスが、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素を更に備え、
少なくとも１つのモノリスが、少なくとも１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の少なくとも一部分が存在するように、要素フレームの内部に位置決めされている、要素フレームアセンブリ。
節２．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部及び／又は出口端部に位置する、節１に記載の要素フレームアセンブリ。
節３．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口及び／又は出口で、少なくとも１つのモノリスの少なくとも１つの縁部にわたって延在する、節１又は２に記載の要素フレームアセンブリ。
節４．少なくとも１つのモノリスの入口が、対向する入口縁部の２つの対を含み、入口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、対向する入口縁部の２つの対にわたって延在する、節１～３のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節５．少なくとも１つのモノリスの出口が、対向する出口縁部の２つの対を含み、出口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、対向する出口縁部の２つの対にわたって延在する、節１～４のいずれか一項に記載のシステム。
節６．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、環状形状を有する、節１～５のいずれか一項に記載のシステム。
節７．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、矩形又は正方形の形状を有する、節１～６のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節８．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、矩形のリング形状又は正方形のリング形状を有する、節１～７のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節９．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、少なくとも１つのモノリスの４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含む、節１～８のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１０．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の第１の部分及び第２の部分が、互いに垂直に延在し、好ましくは、断面でＬ字形状を形成する、節９に記載の要素フレームアセンブリ。
節１１．第１の部分が、少なくとも１つのモノリスの入口の入口面又は出口の出口面にわたって、２～１０ｍｍ、任意選択的に、３～８ｍｍ、任意選択的に、５ｍｍ延在する、節９又は１０に記載の要素フレームアセンブリ。
節１２．第２の部分が、少なくとも１つのモノリスの４つの側に沿って、５～２５ｍｍ、任意選択的に、８～１５ｍｍ、任意選択的に、１２ｍｍ延在する、節９～１１のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１３．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部に位置する第１のニットワイヤメッシュ支持要素と、要素フレームの出口端部に位置する第２のニットワイヤメッシュ支持要素と、を含む、節１～１２のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１４．少なくとも１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に位置している少なくとも１つのシールを更に備え、少なくとも１つのシールが、第１のニットワイヤメッシュ支持要素と第２のニットワイヤメッシュ支持要素との間で長手方向に位置する、節１３に記載の要素フレームアセンブリ。
節１５．シールが、マット、任意選択的に、繊維マット、任意選択的に、膨張性繊維マットである、節１４に記載の要素フレームアセンブリ。
節１６．２つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に存在し、少なくとも２つのモノリスが、互いに隣接して位置し、少なくとも１つのニットワイヤ支持要素が、互いに隣接するモノリス間に位置する、節１～１５のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１７．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部に位置する第１のニットワイヤメッシュ支持要素と、要素フレームの出口端部に位置する第２のニットワイヤメッシュ支持要素と、を含む、節１６に記載の要素フレームアセンブリ。
節１８．隣接するモノリス間に位置している少なくとも１つのマットを更に備え、少なくとも１つのマットが、第１のニットワイヤメッシュ支持要素と第２のニットワイヤメッシュ支持要素との間で長手方向に位置する、節１６又は１７に記載の要素フレームアセンブリ。
節１９．マットが、繊維マット、好ましくは、膨張性繊維マットである、節１８に記載の要素フレームアセンブリ。
節２０．４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に存在し、少なくとも４つのモノリスは、各モノリスが他の２つに隣接しており、少なくとも１つのニットワイヤ支持要素が互いに隣接するモノリス間に位置する２×２マトリックス配列に位置する、節１～１９のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２１．別個のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの各々の入口及び出口の各々に位置する、節１～２０のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２２．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、ニットワイヤメッシュを含む、節１～２１のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２３．ニットワイヤメッシュが、任意の好適な鋼、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、例えば、タイプ１．４３０１又はタイプ１．４３０７ステンレス鋼から形成される、節２２に記載の要素フレームアセンブリ。
節２４．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、０．８～１．５ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．１～１．３ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有する、節１～２３のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２５．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、０．９～１．５ｍｍのばね偏向を有する、節１～２４のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２６．要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのロック要素を更に備え、
各ロック要素が、要素フレームの入口端部又は出口端部を横切って延在し、要素フレームの２つの反対側に接続されている、節１～２５のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２７．少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの入口端部に位置し、少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの出口端部に位置する、節２６に記載の要素フレームアセンブリ。
節２８．少なくとも２つのロック要素が、交差として配置され、ロックプレートは、少なくとも２つのロック要素間の接合部に設けられ、ロックプレートが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素と係合する、節２７に記載の要素フレームアセンブリ。
節２９．要素フレームが、少なくとも２つのモノリスを含むとき、空間は、隣接するモノリス間に位置し、ロック要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つのモノリス間の空間上の中心にあり、任意選択的に、その空間内に位置する、節２６～２８のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３０．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、少なくとも１つのモノリスの４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含み、ロックプレートが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の第１の部分と係合する、節２６～２９のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３１．各ロック要素が、２つのモノリス間の空間内に位置し、ロック要素は、２つの隣接するニットワイヤメッシュ支持要素の第２の部分の間に挟まれている、節３０に記載の要素フレームアセンブリ。
節３２．要素フレームが、壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジを更に含み、１つ以上のフランジが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素と係合する、節１～３１のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３３．要素フレームが、２つのＬ字形アセンブリを含み、各Ｌ字形アセンブリが、対向する壁の２つの対の各々の１つの壁を含む、節１～３２のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３４．２つのＬ字形アセンブリが、任意選択的に、溶接によって互いに接続可能であり、要素フレームを形成する、節３３に記載の要素フレームアセンブリ。
節３５．少なくとも１つのモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有する、節１～３４のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３６．モノリスが、ＳＣＲ触媒、酸化触媒、又はフィルタを含む、節１～３５のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３７．燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、要素フレームアセンブリが、要素フレームと、４つ以上のモノリスと、を備え、
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、
壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジと、を含み、
４つ以上のモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有し、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に位置決めされ、モノリスのうちの少なくとも４つは、各モノリスが他の２つに隣接する２×２マトリックス配列で位置し、
少なくとも４つのモノリスの各々に位置決めされている、その入口でモノリスの縁部にわたって延在する第１のニットワイヤメッシュ支持要素及びその出口でモノリスの縁部にわたって延在する第２のニットワイヤメッシュ支持要素が存在し、
第１のニットワイヤメッシュ支持要素及び第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも４つのモノリスの隣接する対の間、及び少なくとも４つのモノリスと要素フレームの隣接壁との間に位置決めされている、要素フレームアセンブリ。
節３８．節１～３７のいずれか一項に記載の複数の要素フレームアセンブリを備える、触媒モジュール。
節３９．節１～３７のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ又は節３８に記載の触媒モジュールを備える、排気システム。
節４０．固定燃焼システムの排気システム、任意選択的に、造船固定燃焼システムである、節３９に記載の排気システム。
節１．燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、要素フレームアセンブリが、要素フレームと、少なくとも１つのモノリスと、を備え、
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、を含み、
少なくとも１つのモノリスが、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素を更に備え、
少なくとも１つのモノリスが、少なくとも１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の少なくとも一部分が存在するように、要素フレームの内部に位置決めされている、要素フレームアセンブリ。
節２．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部及び／又は出口端部に位置する、節１に記載の要素フレームアセンブリ。
節３．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口及び／又は出口で、少なくとも１つのモノリスの少なくとも１つの縁部にわたって延在する、節１又は２に記載の要素フレームアセンブリ。
節４．少なくとも１つのモノリスの入口が、対向する入口縁部の２つの対を含み、入口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、対向する入口縁部の２つの対にわたって延在する、節１～３のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節５．少なくとも１つのモノリスの出口が、対向する出口縁部の２つの対を含み、出口縁部が、矩形又は正方形の形状を形成し、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、対向する出口縁部の２つの対にわたって延在する、節１～４のいずれか一項に記載のシステム。
節６．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、環状形状を有する、節１～５のいずれか一項に記載のシステム。
節７．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、矩形又は正方形の形状を有する、節１～６のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節８．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、矩形のリング形状又は正方形のリング形状を有する、節１～７のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節９．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、少なくとも１つのモノリスの４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含む、節１～８のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１０．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の第１の部分及び第２の部分が、互いに垂直に延在し、好ましくは、断面でＬ字形状を形成する、節９に記載の要素フレームアセンブリ。
節１１．第１の部分が、少なくとも１つのモノリスの入口の入口面又は出口の出口面にわたって、２～１０ｍｍ、任意選択的に、３～８ｍｍ、任意選択的に、５ｍｍ延在する、節９又は１０に記載の要素フレームアセンブリ。
節１２．第２の部分が、少なくとも１つのモノリスの４つの側に沿って、５～２５ｍｍ、任意選択的に、８～１５ｍｍ、任意選択的に、１２ｍｍ延在する、節９～１１のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１３．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部に位置する第１のニットワイヤメッシュ支持要素と、要素フレームの出口端部に位置する第２のニットワイヤメッシュ支持要素と、を含む、節１～１２のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１４．少なくとも１つのモノリスと要素フレームの各隣接壁との間に位置している少なくとも１つのシールを更に備え、少なくとも１つのシールが、第１のニットワイヤメッシュ支持要素と第２のニットワイヤメッシュ支持要素との間で長手方向に位置する、節１３に記載の要素フレームアセンブリ。
節１５．シールが、マット、任意選択的に、繊維マット、任意選択的に、膨張性繊維マットである、節１４に記載の要素フレームアセンブリ。
節１６．２つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に存在し、少なくとも２つのモノリスが、互いに隣接して位置し、少なくとも１つのニットワイヤ支持要素が、互いに隣接するモノリス間に位置する、節１～１５のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節１７．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、要素フレームの入口端部に位置する第１のニットワイヤメッシュ支持要素と、要素フレームの出口端部に位置する第２のニットワイヤメッシュ支持要素と、を含む、節１６に記載の要素フレームアセンブリ。
節１８．隣接するモノリス間に位置している少なくとも１つのマットを更に備え、少なくとも１つのマットが、第１のニットワイヤメッシュ支持要素と第２のニットワイヤメッシュ支持要素との間で長手方向に位置する、節１６又は１７に記載の要素フレームアセンブリ。
節１９．マットが、繊維マット、好ましくは、膨張性繊維マットである、節１８に記載の要素フレームアセンブリ。
節２０．４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に存在し、少なくとも４つのモノリスは、各モノリスが他の２つに隣接しており、少なくとも１つのニットワイヤ支持要素が互いに隣接するモノリス間に位置する２×２マトリックス配列に位置する、節１～１９のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２１．別個のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの各々の入口及び出口の各々に位置する、節１～２０のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２２．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、ニットワイヤメッシュを含む、節１～２１のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２３．ニットワイヤメッシュが、任意の好適な鋼、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、例えば、タイプ１．４３０１又はタイプ１．４３０７ステンレス鋼から形成される、節２２に記載の要素フレームアセンブリ。
節２４．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、０．８～１．５ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．１～１．３ｇ／ｃｍ３、任意選択的に、１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有する、節１～２３のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２５．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、０．９～１．５ｍｍのばね偏向を有する、節１～２４のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２６．要素フレームアセンブリが、少なくとも１つのロック要素を更に備え、
各ロック要素が、要素フレームの入口端部又は出口端部を横切って延在し、要素フレームの２つの反対側に接続されている、節１～２５のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節２７．少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの入口端部に位置し、少なくとも２つのロック要素が、要素フレームの出口端部に位置する、節２６に記載の要素フレームアセンブリ。
節２８．少なくとも２つのロック要素が、交差として配置され、ロックプレートは、少なくとも２つのロック要素間の接合部に設けられ、ロックプレートが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素と係合する、節２７に記載の要素フレームアセンブリ。
節２９．要素フレームが、少なくとも２つのモノリスを含むとき、空間は、隣接するモノリス間に位置し、ロック要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つのモノリス間の空間上の中心にあり、任意選択的に、その空間内に位置する、節２６～２８のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３０．少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも１つのモノリスの入口又は出口の一部にわたって延在する第１の部分と、少なくとも１つのモノリスの４つの側の一部に沿って延在する第２の部分と、を含み、ロックプレートが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素の第１の部分と係合する、節２６～２９のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３１．各ロック要素が、２つのモノリス間の空間内に位置し、ロック要素は、２つの隣接するニットワイヤメッシュ支持要素の第２の部分の間に挟まれている、節３０に記載の要素フレームアセンブリ。
節３２．要素フレームが、壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジを更に含み、１つ以上のフランジが、少なくとも１つのニットワイヤメッシュ支持要素と係合する、節１～３１のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３３．要素フレームが、２つのＬ字形アセンブリを含み、各Ｌ字形アセンブリが、対向する壁の２つの対の各々の１つの壁を含む、節１～３２のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３４．２つのＬ字形アセンブリが、任意選択的に、溶接によって互いに接続可能であり、要素フレームを形成する、節３３に記載の要素フレームアセンブリ。
節３５．少なくとも１つのモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有する、節１～３４のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３６．モノリスが、ＳＣＲ触媒、酸化触媒、又はフィルタを含む、節１～３５のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ。
節３７．燃焼源からの排気ガスの流れに少なくとも１つのモノリス含有触媒を保持するための要素フレームアセンブリであって、要素フレームアセンブリが、要素フレームと、４つ以上のモノリスと、を備え、
要素フレームが、
対向する壁の２つの対であって、壁が、矩形又は正方形の形状を形成する、対向する壁の２つの対と、
壁によって形成された内部と、
入口端部と、
出口端部と、
壁に垂直な入口端部及び／又は出口端部から内側に延在する１つ以上のフランジと、を含み、
４つ以上のモノリスが各々、矩形又は正方形の形状を有し、
入口と、
出口と、
４つの側と、
排気ガス中の１つ以上のガスの濃度を低減するのに有効な少なくとも１つの触媒と、を含み、
４つ以上のモノリスが、要素フレームの内部に位置決めされ、モノリスのうちの少なくとも４つは、各モノリスが他の２つに隣接する２×２マトリックス配列で位置し、
少なくとも４つのモノリスの各々に位置決めされている、その入口でモノリスの縁部にわたって延在する第１のニットワイヤメッシュ支持要素及びその出口でモノリスの縁部にわたって延在する第２のニットワイヤメッシュ支持要素が存在し、
第１のニットワイヤメッシュ支持要素及び第２のニットワイヤメッシュ支持要素が、少なくとも４つのモノリスの隣接する対の間、及び少なくとも４つのモノリスと要素フレームの隣接壁との間に位置決めされている、要素フレームアセンブリ。
節３８．節１～３７のいずれか一項に記載の複数の要素フレームアセンブリを備える、触媒モジュール。
節３９．節１～３７のいずれか一項に記載の要素フレームアセンブリ又は節３８に記載の触媒モジュールを備える、排気システム。
節４０．固定燃焼システムの排気システム、任意選択的に、造船固定燃焼システムである、節３９に記載の排気システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
