JP2001179110A - 触媒担体および触媒コンバータ - Google Patents
触媒担体および触媒コンバータInfo
- Publication number
- JP2001179110A JP2001179110A JP37296299A JP37296299A JP2001179110A JP 2001179110 A JP2001179110 A JP 2001179110A JP 37296299 A JP37296299 A JP 37296299A JP 37296299 A JP37296299 A JP 37296299A JP 2001179110 A JP2001179110 A JP 2001179110A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier
- slit
- catalyst
- catalyst carrier
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
触媒コンバータは良好な排気エミッション性能を示すも
のの構造が複雑で高コストであり、またメタル担体での
多段階化は強度および耐久性の面で不安を生じる。 【解決手段】 セラミクス製ハニカム触媒担体に、担体
横断面の一部を残してハニカム部を横断するスリットを
軸方向に複数個形成する。このスリット入り触媒担体
を、該触媒担体の外周部を包囲する耐熱ファイバー製マ
ットを介して触媒容器の内側に保持させた構成とする。
Description
排気浄化に適用される触媒コンバータに関し、特に転換
効率および強度の改善を目的とした触媒担体形状の改良
に関する。
数配列し、またはメタル触媒の途中部分にスリットを形
成した多段階構成の触媒コンバータが知られている(特
開平8−193513号公報、特開平6−312141
号公報、特表平10−501860号、実開平8−29
621号公報参照)。
よると、担体間の隙間部分で排ガスの乱れを生じるため
排ガス内でのガス交換および触媒との接触が活発化し、
これにより優れた転化効率が得られることが、後述する
ように本発明者の実験により明らかになった。
媒コンバータは良好な排気エミッション性能が得られる
ものの、部品点数が多く構造が複雑化するため製造コス
トが高くなるという欠点がある。またメタル担体を使用
した場合には個々の担体部分の厚み(軸方向の寸法)が
薄くなるので排ガスの圧力や振動により変形や破損を起
こすおそれがあり、このため多段階化に限界を生じる。
れたもので、転化効率に優れた多段階構造の触媒コンバ
ータの構造を改良することを目的としている。
ミクスで形成した触媒担体において、担体横断面の一部
を残して横断するスリットを軸方向に複数個形成した触
媒担体である。
中心周りに所定角度ずつ順次角度を変化させながら形成
する。
断面上スリットの一側方にのみ非スリット部を有するも
のとする。
横断面上スリットの両側方に非スリット部を有するもの
とする。
入口端側のピッチが大となるように形成したものとす
る。
リット部の担体横断面に対する面積割合が40%未満と
なるように形成したものとする。
中央部の段数が周辺部よりも大となるように形成したも
のとする。
担体の外周部に沿ってスリットの開放部を閉塞する部材
を担体と同程度の線膨張係数を有する材料にて形成した
ものとする。
して横断するスリットを軸方向に複数個形成したセラミ
クス製触媒担体を、該触媒担体の外周部を包囲する耐熱
ファイバー製マットを介して触媒容器の内側に保持させ
た触媒コンバータである。
において、触媒担体の外周部に沿ってスリットの開放部
を閉塞する部材を担体と同程度の線膨張係数を有する材
料にて形成したものとする。
において、触媒担体と耐熱ファイバー製マットとの間に
耐熱材料からなる箔材を介装したものとする。
明において、箔材に触媒担体のスリット開放部と重畳し
ない位置に多数の開口部を形成したものとする。
まず多段階構成の触媒担体(以下「多段担体」とい
う。)を有する触媒コンバータと、これと同容量の単一
構成の触媒担体(以下「リファレンス担体」という。)
を有する触媒コンバータとを比較した実験結果につき説
明する。図6はこの実験の概要を図示したものである。
触媒担体はこの場合何れも断面1平方インチあたり40
0セル(1平方センチメートルあたり約62セル)のメ
タル担体であり、多段担体の各触媒担体の合計容量およ
びリファレンス担体の担体容量は各々約0.3リット
ル、触媒貴金属はPd、触媒貴金属使用量は3.5g/
Lである。多段担体の各担体の外径はφ74、長さは5
mm、担体間の間隔は2mmで15個の担体を配列してあ
る。リファレンス担体の外径はφ74、全長は75mmで
ある。
ートするために、各触媒ともに内部温度850℃、50
時間の耐久運転を行ってある程度劣化させたものを使用
し、冷間状態から毎分1.1リットルのエンジン排ガス
を供給して、排ガスの供給開始からHC転化率が50%
に達するまでの時間を計測した。この結果、単一触媒担
体であるリファレンス担体を用いた触媒コンバータでは
45秒であったのに対して、多段担体を用いたものでは
35秒という優秀な成績が得られた。
ータは担体間の間隙での乱流化作用により良好な排気エ
ミッション性能が得られるが、既述したように部品点数
が多く構造が複雑化するため製造コストが高くなり、ま
たメタル担体を使用した場合には強度および耐久性の面
で不安が生じるという問題がある。
クス製触媒担体の軸方向に沿って、横断面上の一部を残
して複数のスリットを形成した構成であるので、触媒の
個数が増えて構造が複雑化したり組立工数が増大したり
するようなことがなく、またセラミクス製触媒担体は必
要な強度が得られる軸方向寸法がメタル担体に比較して
小さいので、スリット間の厚みをより小さくして多段階
化を促進し、それだけ優れた排気エミッション性能を発
揮させることが可能である。
順次角度を変化させながら形成したり、担体横断面上ス
リットの一側方にのみ非スリット部を有するもの、ある
いはスリットの両側方に非スリット部を有するものなど
種々の態様で形成することができる。特にスリットを角
度を変えて形成することにより、担体断面のどの部分を
排ガスが通過するかによらずスリット部分を排ガスが通
過する機会を確保できるので、より安定した触媒性能を
期待することができる。
(スリットまでの担体厚さ)が大となるように形成して
もよい。触媒入口端は最も排ガスの圧力が強く作用する
部分であるので、入口端のピッチを大とすることにより
必要十分な強度を持たせることができる。換言すれば、
比較的排ガス圧力の影響を受けにくい下流側については
スリットのピッチを小さくして多段階化の効果を促進す
ることができる。
対する面積割合が40%未満となるように形成し、ある
いは担体中央部の段数が周辺部よりも大となるように形
成することが望ましい。こうすることにより触媒担体の
中央部分を通過する排ガスは周辺部分を通過する排ガス
に比較してスリット部分を通過する機会が増大する。ま
た、中央部分を通過する排ガスがスリット部分を通過す
ることにより、触媒担体の周辺部分に拡散する機会が増
大する。触媒担体は一般に中央部の排ガス流量が周辺部
に比較して大きくなる傾向を有するので、担体中央部で
のスリット通過機会を大きくすることは、排ガス流量と
の関係から転化効率の向上に寄与する。
部を閉塞する部材を担体と同程度の線膨張係数を有する
材料にて形成した場合、担体の強度または剛性を高めら
れると共に、触媒容器に保持させた場合の保持強度を高
めることができる。特に、上記スリット入りの触媒担体
を耐熱ファイバー製マットを介して触媒容器の内側に保
持させた触媒コンバータを構成した場合、スリットを閉
塞しておくことにより排ガスに晒される部分の風蝕によ
るマットの損耗を防止できるという利点もある。
スリット開放部を閉塞する代わりに、触媒担体と耐熱フ
ァイバー製マットとの間にスチールあるいはステンレス
等の耐熱材料からなる箔材を介装した構成としてもよ
い。この場合さらに、箔材の触媒担体のスリット開放部
と重畳しない位置に多数の開口部を形成してもよく、こ
れにより箔材とマットとの間の滑りを防止して排圧や振
動による触媒担体の軸方向の位置ずれを防止することが
できる。
体の実施形態を、図4と図5に本発明による触媒コンバ
ータの実施形態をそれぞれ示す。図1〜図3において、
1はセラミクス製ハニカム触媒担体、2はスリット、3
は非スリット部をそれぞれ示している。また、各図中の
(a)は前記触媒担体1の側面形状を、(b)は排気入
口側(図中のA矢視方向)から見たスリット形成方向の
説明図を表している。
を、触媒担体1を直径方向に貫通しかつ両側に非スリッ
ト部3が残るような態様に形成してある。このスリット
2は、(b)図に示したように触媒担体1の軸方向下流
側に向けて90度ずつ回転させながら所定の軸方向間隔
で形成してある。図2と図3の実施形態では、スリット
2は一方側にのみ非スリット部3が残るように半径方向
に開放した態様に形成してある。図2の実施例ではこの
ようなスリット2を180度ずつ回転させながら形成し
てあるのに対して、図3の実施例では90度ずつ、矢視
A方向から見て時計方向に回転させながら形成してあ
る。これらのスリット2は、セラミクス担体の製造過程
で型抜きまたはカッターを用いた機械加工を施すことに
より形成する。
をa個とした場合における担体の段数を示している。こ
れから明らかなように、担体中央部の段数が周辺部より
も大となっている。こうすることにより触媒担体の中央
部分を通過する排ガスは周辺部分を通過する排ガスに比
較してスリット部分を通過する機会が増大する。また、
中央部分を通過する排ガスがスリット部分を通過するこ
とにより、触媒担体の周辺部分に拡散する機会が増大す
る。触媒担体は一般に中央部の排ガス流量が周辺部に比
較して大きくなる傾向を有するので、担体中央部でのス
リット通過機会を大きくすることは、排ガス流量との関
係から転化効率の向上に寄与する。
t1が下流側の触媒厚t2よりも大となるように各スリ
ット2のピッチを設定してある。具体的には、例えばt
1を30mmとすればt2は20mm程度に設定する。また
スリット幅bは2mm程度である。このように入口端の厚
さを大とすることにより排ガスの圧力が最も強く作用す
る最上流側部分の強度を確保することができる。
する非スリット部3の割合が40%未満となるように設
定してある。これにより触媒担体1の中央部を流れる排
ガスが最も多くのスリットを通過することになるので効
率よく排気浄化を行わせることができる。一方、複数の
スリット2を互いに角度をずらして設けたことにより、
触媒担体1の横断面上のどの部分から流入した排ガスに
対してもスリットを通過する機会が与えられるので、全
体として優れた転化効率が発揮される。
ータの第1の実施形態である。図中の1は触媒担体、4
は触媒容器、5はセラミクスファイバーあるいはアルミ
ナファイバーなどからなる耐熱マットである。触媒担体
1はその外周部に巻回された耐熱マット5を介して触媒
容器4内に固定される。この実施形態では、触媒担体1
のスリット2の開放部分の外周を触媒担体1と同一の線
膨張係数を有する充填材6で埋めてある。充填材6の半
径方向の幅dは例えば2mm程度である。このように充填
材6を設けることにより、スリット2を抜けてきた排気
によりマット5が風蝕されて摩耗する不具合を防止する
ことができる。また、触媒担体1と同一の線膨張係数を
有する充填材6を用いることにより、触媒担体1の強度
を確保できる。
ある。これはマット5の風蝕を防止するために、充填材
6を設ける代わりに、触媒担体1とマット5との間にス
テンレスあるいはスチールからなる箔材7を介装してマ
ット5のスリット2に面する部分が排ガスに晒されない
ようにしたものである。箔材7の厚さとしては例えば3
0〜50μm程度である。この実施形態ではさらに、ス
リット開放部からの排ガスが直接マット5に触れないよ
うに、箔材7にスリット開放部と重畳しない位置に多数
の開口部8を形成してある。この開口部8を設けたこと
により、マット5の一部が開口部8に入り込むため、マ
ット5と箔材7との間の滑りが防止され、これにより排
圧や振動により触媒担体1が軸方向に位置ずれしてしま
う不具合を防止することができる。
態様や触媒コンバータの構造を説明するための図面であ
り、スリットの幅やピッチなどは説明の便宜のために実
際とは異なる寸法または比率で描いてある。
説明図。
説明図。
説明図。
の縦断面図。
の縦断面図。
担体を有する触媒コンバータと比較した実験についての
説明図。
Claims (12)
- 【請求項1】セラミクスで形成した触媒担体において、
担体横断面の一部を残して横断するスリットを軸方向に
複数個形成した触媒担体。 - 【請求項2】スリットは、担体中心周りに所定角度ずつ
順次角度を変化させながら形成した請求項1に記載の触
媒担体。 - 【請求項3】スリットは、担体横断面上スリットの一側
方にのみ非スリット部を有する請求項1または請求項2
に記載の触媒担体。 - 【請求項4】スリットは、担体横断面上スリットの両側
方に非スリット部を有する請求項1または請求項2に記
載の触媒担体。 - 【請求項5】スリットは、触媒入口端側のピッチが大と
なるように形成した請求項1から請求項4の何れかに記
載の触媒担体。 - 【請求項6】スリットは、非スリット部の担体横断面に
対する面積割合が40%未満となるように形成した請求
項1から請求項5の何れかに記載の触媒担体。 - 【請求項7】スリットは、担体中央部の段数が周辺部よ
りも大となるように形成した請求項1から請求項6の何
れかに記載の触媒担体。 - 【請求項8】担体の外周部に沿ってスリットの開放部を
閉塞する部材を担体と同程度の線膨張係数を有する材料
にて形成した請求項1から請求項7の何れかに記載の触
媒担体。 - 【請求項9】担体横断面の一部を残して横断するスリッ
トを軸方向に複数個形成したセラミクス製触媒担体を、
該触媒担体の外周部を包囲する耐熱ファイバー製マット
を介して触媒容器の内側に保持させた触媒コンバータ。 - 【請求項10】触媒担体の外周部に沿ってスリットの開
放部を閉塞する部材を担体と同程度の線膨張係数を有す
る材料にて形成した請求項9に記載の触媒コンバータ。 - 【請求項11】触媒担体と耐熱ファイバー製マットとの
間に耐熱材料からなる箔材を介装した請求項9に記載の
触媒コンバータ。 - 【請求項12】箔材には触媒担体のスリット開放部と重
畳しない位置に多数の開口部を形成した請求項11に記
載の触媒コンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37296299A JP4126836B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 触媒コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37296299A JP4126836B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 触媒コンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001179110A true JP2001179110A (ja) | 2001-07-03 |
| JP4126836B2 JP4126836B2 (ja) | 2008-07-30 |
Family
ID=18501339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37296299A Expired - Fee Related JP4126836B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 触媒コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4126836B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003314268A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2003314267A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2004019446A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2004076643A (ja) * | 2002-08-16 | 2004-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| US7425312B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-09-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hydrocarbon trapping device |
| DE102014000756A1 (de) | 2013-01-23 | 2014-07-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Katalysatorwabenkörper |
| CN115199385A (zh) * | 2021-04-13 | 2022-10-18 | 丰田自动车株式会社 | 催化剂装置 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37296299A patent/JP4126836B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003314268A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2003314267A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| US7425312B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-09-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hydrocarbon trapping device |
| JP2004019446A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2004076643A (ja) * | 2002-08-16 | 2004-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| US9695724B2 (en) | 2013-01-23 | 2017-07-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb catalyst body |
| DE102014000756A1 (de) | 2013-01-23 | 2014-07-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Katalysatorwabenkörper |
| DE102014000756B4 (de) | 2013-01-23 | 2022-07-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Katalysatorwabenkörper |
| CN115199385A (zh) * | 2021-04-13 | 2022-10-18 | 丰田自动车株式会社 | 催化剂装置 |
| JP2022162721A (ja) * | 2021-04-13 | 2022-10-25 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒装置 |
| JP7464563B2 (ja) | 2021-04-13 | 2024-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒装置 |
| US11964254B2 (en) | 2021-04-13 | 2024-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst device |
| CN115199385B (zh) * | 2021-04-13 | 2024-11-19 | 丰田自动车株式会社 | 催化剂装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4126836B2 (ja) | 2008-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5888259B2 (ja) | 触媒コンバーター | |
| JP6158506B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| US20090139190A1 (en) | Bypass flow filter with improved filter efficiency and exhaust system and vehicle having the filter | |
| JP2001179110A (ja) | 触媒担体および触媒コンバータ | |
| JP2014213289A (ja) | 触媒コンバーター | |
| JP6206102B2 (ja) | 触媒コンバーター | |
| JP3459937B2 (ja) | 排気ガス浄化触媒用メタル担体 | |
| JPH086582B2 (ja) | エンジンの排気ガス浄化用触媒装置 | |
| EP2370676B1 (en) | Baffle for distribution of exhaust flow | |
| US20050020447A1 (en) | Catalyst comprising coated substrate | |
| US5447773A (en) | Honeycomb body | |
| JP2006257889A (ja) | 触媒コンバータ | |
| JPH08196918A (ja) | 排気ガス浄化用触媒担体及びその触媒担体を用いた排気ガス浄化用触媒担体装置 | |
| JP2862291B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| WO2008038444A1 (en) | Metallic catalyst support | |
| JPH1076165A (ja) | メタル担体 | |
| JP2006329083A (ja) | 排出ガス浄化装置 | |
| JP2004169601A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JPH09300031A (ja) | メタルハニカム触媒及びその製造方法 | |
| JP5072340B2 (ja) | 排ガス浄化触媒用メタル担体 | |
| JP2015098796A (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化装置 | |
| JP2006250119A (ja) | 触媒コンバータ | |
| JP5024219B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒体および排気ガス浄化装置 | |
| JP2010214304A (ja) | 排ガス浄化触媒用メタル担体 | |
| JP2011050924A (ja) | 排気ガス浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050817 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051014 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060307 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060419 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060926 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061115 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071228 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080422 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080505 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |