JP2004181293A

JP2004181293A - 触媒担体

Info

Publication number: JP2004181293A
Application number: JP2002348465A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hayashi; 季之林; Katsufumi Inoue; 勝文井上
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】触媒浄化率の向上を図ることができると共に、触媒担体強度が高く、且つ、突起の位置を配慮する必要もない触媒担体を提供する。
【解決手段】波板３と平板２とを交互に積層配置してこれらの仕切りによって多数の担体セル４が形成され、この各担体セル４の内壁面に触媒がコーティングされた触媒担体であって、平板２間に配置される波板３の斜面部６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂにのみ突起９を設けた。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気ガス中に含まれる有害成分を浄化する触媒コンバータなどに使用される触媒担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の触媒担体としては、図７に示すように、全面に多数の突起５１を有する平板５２を使用し、この平板５２を渦巻き状に巻き回して円筒状に形成されている。各突起５１の先端とこれに対向する平板５２の部分とが拡散接合されている。そして、隣接する平板５２間には、多数の突起５１によって間隙が形成され、この間隙が排気ガスの流通経路とされる。このように形成された触媒担体５０のガス流通経路の内壁面に触媒を担持する処理が施されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記構成において、排気ガスが触媒担体５０中のガス流通経路内を通過し、この通過の際に排気ガス内の有害成分が触媒に接触して浄化される。ここで、ガス流通経路の適所には突起５１が配置され、この突起５１によってガス流れが乱され、排気ガス内の有害成分が触媒と接触する頻度が高められる。以上より、触媒浄化率の向上が図られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１２８６８３号公報、第１頁、図１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の触媒担体５０では、隣接する平板５２間の接合面積としては、各突起５１の先端部分の面積しか取れないため、接合強度が低く触媒担体５０が破損する恐れがあった。
【０００６】
また、隣接する平板５２の突起５１同士が重なり、一方の突起５１が他方の突起５１の裏側に入り込むと、その部分のガス流通経路がその部分だけ狭くなったり、構造物として形状が不安定になり、触媒浄化が低下する等の不都合が発生する。そのため、隣接する平板５２の突起５１同士が重ならないように突起５１の位置を配慮する必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、触媒浄化率の向上を図ることができると共に、触媒担体強度が高く、且つ、突起の位置を配慮する必要もない触媒担体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、波板と平板とを交互に積層配置してこれらの仕切りによって多数の担体セルが形成され、この各担体セルの内壁面に触媒がコーティングされた触媒担体であって、前記平板間に配置される前記波板の斜面部にのみ突起を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の触媒担体であって、前記波板は、ガス流れ方向に沿って配置される前記担体セルがガス流れ方向の直交方向に対してオフセット状態に配置されるオフセット波板であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の触媒担体であって、前記波板は、ガス流れ方向に沿って配置される前記担体セルがガス流れ方向の直交方向に対してオフセットされないストレートな波形状のコルゲート波板であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された触媒担体であって、前記突起の高さは、斜面部から担体セルの中心までの距離の１／２以下に設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された触媒担体であって、前記波板の板厚は、１００μｍ以下に設定したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、各担体セル内を流れる排気ガスは突起によってガス流れが乱され、排気ガス内の有害成分が触媒と接触する頻度が高められる。そして、平板と波板との接合部分には突起が設けられないため、接合面積を広く取ることができ、且つ接合部分で突起が重なるような事態が発生しない。したがって、触媒浄化率の向上を図ることができると共に、触媒担体強度を高くすることができ、且つ突起の位置を配慮する必要がない。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、排気ガスが担体セルからこれに隣接する下流の担体セルに移動する際にガス流れが拡散され、排気ガス内の有害成分が触媒と接触する頻度が高められる。したがって、触媒浄化率の向上を図ることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜請求項３に記載された発明の効果に加え、突起の先端が対向配置された突起や平板等に接触することがなく、効率的なガス拡散を確保できる。したがって、請求項４記載の発明によれば、触媒担体の品質向上ならびに生産性を向上することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜請求項４に記載された発明の効果に加え、波板に無理なく所定形状の突起を作製できる。したがって、請求項５記載の発明によれば、品質向上ならびに生産性を向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る触媒担体の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１〜図３は、本発明に係る触媒担体の第１の実施の形態を示している。なお、図１は本実施の形態に係る触媒担体１Ａの斜視図、図２は触媒担体１Ａの内部構造を示す、図１のＡ部の拡大分解斜視図、図３はオフセット波板３の一部拡大斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、触媒担体１Ａは、平板２と波板であるオフセット波板３とを有し、この平板２及びオフセット波板３の一端側を重ね合わせた状態で巻き回して円筒形状に形成されている。図１に示すように、平板２とオフセット波板３とは交互に積層された状態で配置され、図２に示すように隣接する平板２とオフセット波板３との仕切りによって多数の所定容積の担体セル４がガス流れ方向Ｐの直交方向Ｓに配列されている。隣接する平板２とオフセット波板３との間の接触部分は、拡散接合などによって接合、固定されている。
【００２１】
オフセット波板３は、図３に示すように、ガス流れ方向Ｐの直交方向Ｓに沿って底部５ａ、５ｂ、斜面部６ａ、６ｂ、頂上部７ａ、７ｂ及び斜面部８ａ、８ｂが繰り返し形成され、且つ、この底部５ａ、５ｂ、斜面部６ａ、６ｂ、頂上部７ａ、７ｂ及び斜面部８ａ、８ｂの連続パターンは、ガス流れ方向Ｐに沿って連続的で、且つ、１つ置きに交互に長さｄだけオフセットした状態で形成されている。詳しくは、底部５ａ、斜面部６ａ、頂上部７ａ及び斜面部８ａの連続パターンと底部５ｂ、斜面部６ｂ、頂上部７ｂ及び斜面部８ｂの連続パターンとが長さｄだけオフセットし、且つ、交互に連続して配置されている。したがって、ガス流れ方向Ｐに沿って配置される担体セル４は、ガス流れ方向Ｐの一定間隔置きに、ガス流れ方向Ｐの直交方向Ｓに長さｄだけオフセットした状態で配置されている。
【００２２】
また、隣接する平板２とオフセット波板３とは、オフセット波板３の底部５ａ、５ｂ及び頂上部７ａ、７ｂとこれに接触する平板２の部分が接合されている。そして、オフセット波板３は、その板厚が１００μｍ以下であり、各斜面部６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂのみに突起９がエンボス加工などによって多数形成されている。各突起９の高さは、斜面部６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂから担体セル４の中心までの距離の１／２以下に設定されている。
【００２３】
このように形成された触媒担体１Ａの各担体セル４の内壁面には、触媒が担持されている。
【００２４】
上記構成において、排気ガスが触媒担体１Ａ中の各担体セル４内を通過し、この通過の際に排気ガス内の有害成分が触媒に接触して浄化される。ここで、上記触媒担体１Ａでは、各担体セル４内を流れる排気ガスは各突起９によってガス流れが乱され、排気ガス内の有害成分が触媒と接触する頻度が高められる。そして、平板２とオフセット波板３との接合部分には突起９が設けられないため、接合面積を広く取ることができる。また、平板２とオフセット波板３との接合部分では、突起９が重なるようなことがない。このため、本実施の形態では、触媒浄化率の向上を図ることができると共に、触媒担体強度を高くすることができ、且つ、突起９の位置を配慮する必要がない。
【００２５】
上記した第１の実施の形態では、波板としてオフセット波板３が使用されているため、排気ガスが担体セル４からこれに隣接する下流の担体セル４に移動する際にもガス流れが拡散され、排気ガス内の有害成分が触媒と接触する頻度が高められる。したがって、本実施の形態では、触媒効率の向上を図ることができる。
【００２６】
また、上記した第１の実施の形態では、突起９の高さを斜面部６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂから担体セル４の中心までの距離の１／２以下に設定したことにより、突起９の先端が対向配置された突起９や平板２等に接触することがなく、効率的なガス拡散が確保される。したがって、第１の実施の形態では、品質向上ならびに生産性を向上することができる。
【００２７】
さらに、上記した第１の実施の形態では、オフセット波板３の板厚を１００μｍ以下に設定したことにより、オフセット波板３に無理なく所定形状の突起９を形成でき、品質向上ならびに生産性を向上させることができる。なお、突起９の形状は、丸形状、Ｕ字形状、三角形状等であってもよく、ガス流れを著しく阻害しない形状であればよい。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図４〜図６は、本発明に係る触媒担体の第２の実施の形態を示している。なお、図４は触媒担体１Ｂの斜視図、図５は触媒担体１Ｂの内部構造を示す、図４のＢ部の拡大分解斜視図、図６はコルゲート波板１０の一部拡大斜視図である。
【００２９】
図４及び図５に示すように、触媒担体１Ｂは、平板２と波板であるコルゲート波板１０とを使用し、上記した第１の実施の形態と同様にして形成されている。コルゲート波板１０は、ガス流れ方向Ｐに沿って配置される担体セル４がガス流れ方向Ｐの直交方向Ｓに対してオフセットされないストレートな波形状を有する。
【００３０】
図６に示すように、コルゲート波板１０は、ガス流れ方向Ｐの直交方向Ｓに沿って円弧状の底部１１、ストレートに延びる斜面部１２、円弧状の頂上部１３及びストレートに延びる斜面部１４が繰り返し形成され、且つ、この底部１１、斜面部１２、頂上部１３及び斜面部１４の連続パターンがガス流れ方向Ｐに沿ってオフセットされることなく連続的に形成されている。したがって、ガス流れ方向Ｐに沿って配置される担体セル４は、ガス流れ方向Ｐにストレートに配置されている。また、隣接する平板２とコルゲート波板１０とは、コルゲート波板１０の底部１１及び頂上部１３とこれに接触する平板２の部分が接合されている。
【００３１】
また、コルゲート波板１０は、その板厚が１００μｍ以下であり、各斜面部１２、１４のみに突起９がエンボス加工などによって多数形成されている。各突起９の高さは、斜面部１２、１４から担体セル４の中心までの距離の１／２以下に設定されている。
【００３２】
この第２の実施の形態の触媒担体１Ｂにあっても、各担体セル４内を流れる排気ガスは突起９によってガス流れが乱され、排気ガス内の有害成分が触媒と接触する頻度が高められる。そして、平板２とコルゲート波板１０との接合部分には突起９が設けられないため、接合面積を広く取ることができる。このため、第１の実施の形態と同様に、触媒浄化率の向上が図れると共に、触媒担体強度を高くすることができ、且つ突起９の位置を配慮する必要がない。
【００３３】
なお、第１及び第２実施形態では、波板としてオフセット波板３やコルゲート波板１０とを使用した場合を説明したが、これら以外の波板であっても本発明は適用可能である。また、本発明では、平板２には若干の波形状を有するものも含む。
【００３４】
以上、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。
【００３５】
例えば、上記した第１及び第２の実施の形態では、触媒担体１Ａ、１Ｂは、平板２及びオフセット波板３やコルゲート波板１０の一端側を重ね合わせた状態で巻き回して円筒形状に形成されているが、平板２及びオフセット波板３やコルゲート波板１０の一端側を重ね合わせた状態でＳ字状に交互に折曲することによって形成することもでき、種々の作製手順がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る触媒担体の第１の実施の形態を示す触媒担体の斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る触媒担体の内部構造を示す、図１のＡ部の拡大分解斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る触媒担体におけるオフセット波板の一部拡大斜視図である。
【図４】本発明に係る触媒担体の第２の実施の形態の触媒担体の斜視図である。
【図５】第２の実施の形態に係る触媒担体の内部構造を示す、図４のＢ部の拡大分解斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る触媒担体におけるコルゲート波板の一部拡大斜視図である。
【図７】従来の触媒担体の作製途中の斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ触媒担体
２平板
３オフセット波板（波板）
４担体セル
６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ斜面部
９突起
１０コルゲート波板（波板）
１２、１４斜面部
Ｐガス流れ方向
Ｓガス流れ方向の直交方向

Claims

波板（３）、（１０）と平板（２）とを交互に積層配置してこれらの仕切りによって多数の担体セル（４）が形成され、この各担体セル（４）の内壁面に触媒がコーティングされた触媒担体（１Ａ）、（１Ｂ）であって、
前記平板（２）間に配置される前記波板（３）、（１０）の斜面部（６ａ）、（６ｂ）、（８ａ）、（８ｂ）、（１２）、（１４）にのみ突起（９）を設けたことを特徴とする触媒担体（１Ａ）、（１Ｂ）。
請求項１記載の触媒担体（１Ａ）であって、
前記波板（３）は、ガス流れ方向（Ｐ）に沿って配置される前記担体セル（４）がガス流れ方向（Ｐ）の直交方向（Ｓ）に対してオフセット状態に配置されるオフセット波板（３）であることを特徴とする触媒担体（１Ａ）。
請求項１記載の触媒担体（１Ｂ）であって、
前記波板（１０）は、ガス流れ方向（Ｐ）に沿って配置される前記担体セル（４）がガス流れ方向（Ｐ）の直交方向（Ｓ）に対してオフセットされないストレートな波形状のコルゲート波板（１０）であることを特徴とする触媒担体（１Ｂ）。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された触媒担体（１Ａ）、（１Ｂ）であって、
前記突起（９）の高さは、斜面部（６ａ）、（６ｂ）、（８ａ）、（８ｂ）、（１２）、（１４）から担体セル（４）の中心までの距離の１／２以下に設定したことを特徴とする触媒担体（１Ａ）、（１Ｂ）。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された触媒担体（１Ａ）、（１Ｂ）であって、
前記波板（３）、（１０）の板厚は、１００μｍ以下に設定したことを特徴とする触媒担体（１Ａ）、（１Ｂ）。