JP2004195430A - 内燃機関用排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、通気抵抗が小さく、排気ガスの被浄化成分を効率的に反応減少する排気ガス浄化用触媒装置を、空隙部の形状を安定して保持することができ、かつ効率的に生産できるものを提供することを目的とする。
【解決手段】触媒物質を表面に担持してなり、ディンプル加工により表面に凸部を設けた平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回したロール状触媒体を用いたことを特徴とするもので、この表面に凸部を設けることにより、クロス触媒を巻回した場合にクロスの層間に隙間ができ、通気抵抗を小さくすることが可能となる。この触媒体を生産する上でクロス触媒は１種類でよいことから効率的に生産することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】触媒物質を表面に担持してなり、ディンプル加工により表面に凸部を設けた平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回したロール状触媒体を用いたことを特徴とするもので、この表面に凸部を設けることにより、クロス触媒を巻回した場合にクロスの層間に隙間ができ、通気抵抗を小さくすることが可能となる。この触媒体を生産する上でクロス触媒は１種類でよいことから効率的に生産することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関から排出される燃焼排気ガスの浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの浄化には、従来よりハニカム状セラミック触媒やメタル触媒が実用に供されている。一方、クロス触媒については、特許文献１から４において、図５の第１の従来例で示すように、円筒状の排気管の外周部にクロス触媒を有孔パンチング円筒或いは金属網からなる円筒に巻きつけたものをケースに収納してなる触媒装置が開示されている。これらはクロス触媒で排気ガスの被浄化成分を反応減少し、かつ排気ガスの温度を上昇せしめることで後段の触媒装置での反応浄化効率を向上せしめることを目的としている。
【０００３】
また、特許文献５では図６の第２の実施例で示すように、シリカクロスを波形と平形に成形し、この２種類のクロスを交互に巻回または積層してなる触媒担体が開示されている。これは、特許文献１から４と同様に排気ガスの浄化を目的とするものであるが、ハニカム構造のクロス触媒を提供することで触媒との接触面積を増やし、排気ガスの浄化性能を向上させることを目的としたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−１５９２７号公報（第１図）
【特許文献２】
特公昭５７−１６６５５号公報（第１図）
【特許文献３】
特公昭５７−１６６５６号公報（第５図）
【特許文献４】
特開平１−２４９９１５号公報（第４図）
【特許文献５】
特公平２−４９１２９号公報（第１図および第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本来排気ガスを浄化するためには、触媒との接触面積を大きくすることが望ましいことは明らかであるが、触媒量を増やすと通気抵抗が高くなることから、浄化反応性と通気抵抗の２律背反によって決められている。平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回した場合、クロス触媒の厚みが小さいため触媒層間の隙間がない状態となり、通気抵抗が大きく内燃機関の性能に影響を及ぼすことから実用には適していなかった。そのため、前記した特許文献４等で開示された有孔パンチング円筒に巻きつけて使用するのが一般的な使用方法であった。これらは通気抵抗は問題ないが、排気ガスの一部しかクロス触媒との接触がないため、被浄化成分の反応も少なく、また排気ガスの温度を高めるという目的を達成するためには効率が悪いという欠点があった。そこで、前記した特許文献５等のようにシリカクロスを波形と平形に成形しこの２種類のクロスを交互に巻回または積層してなるハニカム構造の触媒が提案されており、通気抵抗も小さく接触面積も大きくすることが可能であった。
【０００６】
しかし、この場合波形と平形の２種類のクロス触媒を製作する必要があり、生産効率が悪いという問題があった。また２種類のクロスを巻回しただけのためズレを生じやすく、層間にできる空隙部の形状を維持しにくいという問題があった。
【０００７】
本発明は、通気抵抗が小さく、排気ガスの被浄化成分を効率的に反応減少する排気ガス浄化用触媒装置を、空隙部の形状を安定して保持することができ、かつ効率的に生産できるもの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】
本発明の内燃機関用排気浄化装置は、上記課題を解決するために、触媒物質を表面に担持してなり、ディンプル加工により表面に凸部を設けた平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回したロール状触媒体を用いたことを特徴とするものである。クロス触媒の表面に凸部を設けることにより、クロス触媒を巻回した場合にクロスの層間に安定した隙間が確保でき、通気抵抗を小さくすることが可能となる。また、１種類のクロス触媒を製作するだけで良いため生産性の向上も可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１において、１は凸部２を有する平織り網目状クロス触媒、図２において３は凸部２を有する平織り網目状クロス触媒１を渦巻き状に巻回したロール状触媒体、図３において４はロール状触媒体３の外周部を覆う金属筒を示す。
【００１１】
ここで平織り網目状クロス触媒１は、シリカクロスを基材としており、投影開口率が４０％で、その幅方向、長手方向に整列させた複数個の凸部２を設けてある。この凸部２は、ディンプル加工によって形成されており、それぞれが直径φＤを４ｍｍ、高さＨを１ｍｍとした半球状で、根元部はなだらかなＲ部となっている。ここで凸部２の根元部をなだらかなＲ形状としているのは、クロス触媒をシリカクロスを基材としているため、曲げ角度が大きいと折れてしまうことから折れが生じない範囲でなだらかなＲをつけている。また、ロール状触媒体３は前記凸部２を形成した平織りクロス触媒１を直径が９０ｍｍ以上となるように巻回したものである。さらに、このロール状触媒体３の外周部を金属筒４で覆うことにより内燃機関用排気浄化装置としている。
【００１２】
本実施の形態によれば内燃機関から排出される排気ガスは、図３で示すように金属筒４の一方の開口部から流入し、反対側の開口部から流出する。このとき排気ガスは、凸部により形成された空隙部を通じて流れる。排気ガスはこの空隙部を通過する際に、平織り目状クロス触媒１と水平方向或いは鉛直方向に接触反応して浄化され、後方へと排出される。
【００１３】
以上に示すように本実施の形態によれば、排気ガスの通気抵抗が小さく機関出力の低下を防ぐことができ、触媒との接触面積が多くできる。また、クロス触媒が１種類でよいため生産性を高めることができる。
【００１４】
（実施の形態２）
図４を用いて本発明の実施の形態２について説明する。
【００１５】
本実施の形態において実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して重複する説明を省略する。図４において、実施の形態１と異なるのはクロス触媒面に設けられた凸部２が、幅方向に１列で複数設けられた第１の凸部群２ａと、第１の凸部群２ａと長手方向に隣接し幅方向に１列で複数設けられた第２の凸部群２ｂとを１組として長手方向に連続して設けたものであり、第２の凸部群２ｂの各凸部は、第１の凸部群２ａの幅方向に隣接する凸部間に位置するように配した点である。すなわち長手方向に隣接する凸部が、隣接する凸部の間を埋める位置に設けられている点である。そして、この平織り網目状クロス触媒１を実施の形態１と同様に外径が９０ｍｍ以上となるように巻回したものである。そして、実施の形態１と同様、図３で示すように、このロール状触媒体３にしてその外周部を金属筒４で覆うことにより内燃機関用排気浄化装置としている。
【００１６】
本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
なお、実施の形態１および２において、凸部２は直径φＤを４ｍｍ、高さＨを１ｍｍとしたが、直径は４〜１０ｍｍ、高さは０．５〜３ｍｍとしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明はディンプル加工された凸部を有する平織り網目状クロス触媒を用いることにより、通気抵抗が小さく、排気ガスを浄化する触媒装置を効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における平織り網目状クロス触媒の一部を示した平面図
（ｂ）同断面で示した正面図
【図２】本発明のロール状クロス触媒体の実施の形態１における側面図
【図３】本発明の排気浄化装置の実施の形態１における斜視図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態２における平織り網目状クロス触媒の一部を示した平面図
（ｂ）同断面で示した正面図
【図５】従来の第１の実施例における斜視図
【図６】従来の第２の実施例における平面図
【符号の説明】
１ 平織り網目状クロス触媒
２ 凸部
２ａ 第１の凸部群
２ｂ 第２の凸部群
３ ロール状クロス触媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関から排出される燃焼排気ガスの浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの浄化には、従来よりハニカム状セラミック触媒やメタル触媒が実用に供されている。一方、クロス触媒については、特許文献１から４において、図５の第１の従来例で示すように、円筒状の排気管の外周部にクロス触媒を有孔パンチング円筒或いは金属網からなる円筒に巻きつけたものをケースに収納してなる触媒装置が開示されている。これらはクロス触媒で排気ガスの被浄化成分を反応減少し、かつ排気ガスの温度を上昇せしめることで後段の触媒装置での反応浄化効率を向上せしめることを目的としている。
【０００３】
また、特許文献５では図６の第２の実施例で示すように、シリカクロスを波形と平形に成形し、この２種類のクロスを交互に巻回または積層してなる触媒担体が開示されている。これは、特許文献１から４と同様に排気ガスの浄化を目的とするものであるが、ハニカム構造のクロス触媒を提供することで触媒との接触面積を増やし、排気ガスの浄化性能を向上させることを目的としたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−１５９２７号公報（第１図）
【特許文献２】
特公昭５７−１６６５５号公報（第１図）
【特許文献３】
特公昭５７−１６６５６号公報（第５図）
【特許文献４】
特開平１−２４９９１５号公報（第４図）
【特許文献５】
特公平２−４９１２９号公報（第１図および第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本来排気ガスを浄化するためには、触媒との接触面積を大きくすることが望ましいことは明らかであるが、触媒量を増やすと通気抵抗が高くなることから、浄化反応性と通気抵抗の２律背反によって決められている。平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回した場合、クロス触媒の厚みが小さいため触媒層間の隙間がない状態となり、通気抵抗が大きく内燃機関の性能に影響を及ぼすことから実用には適していなかった。そのため、前記した特許文献４等で開示された有孔パンチング円筒に巻きつけて使用するのが一般的な使用方法であった。これらは通気抵抗は問題ないが、排気ガスの一部しかクロス触媒との接触がないため、被浄化成分の反応も少なく、また排気ガスの温度を高めるという目的を達成するためには効率が悪いという欠点があった。そこで、前記した特許文献５等のようにシリカクロスを波形と平形に成形しこの２種類のクロスを交互に巻回または積層してなるハニカム構造の触媒が提案されており、通気抵抗も小さく接触面積も大きくすることが可能であった。
【０００６】
しかし、この場合波形と平形の２種類のクロス触媒を製作する必要があり、生産効率が悪いという問題があった。また２種類のクロスを巻回しただけのためズレを生じやすく、層間にできる空隙部の形状を維持しにくいという問題があった。
【０００７】
本発明は、通気抵抗が小さく、排気ガスの被浄化成分を効率的に反応減少する排気ガス浄化用触媒装置を、空隙部の形状を安定して保持することができ、かつ効率的に生産できるもの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】
本発明の内燃機関用排気浄化装置は、上記課題を解決するために、触媒物質を表面に担持してなり、ディンプル加工により表面に凸部を設けた平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回したロール状触媒体を用いたことを特徴とするものである。クロス触媒の表面に凸部を設けることにより、クロス触媒を巻回した場合にクロスの層間に安定した隙間が確保でき、通気抵抗を小さくすることが可能となる。また、１種類のクロス触媒を製作するだけで良いため生産性の向上も可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１において、１は凸部２を有する平織り網目状クロス触媒、図２において３は凸部２を有する平織り網目状クロス触媒１を渦巻き状に巻回したロール状触媒体、図３において４はロール状触媒体３の外周部を覆う金属筒を示す。
【００１１】
ここで平織り網目状クロス触媒１は、シリカクロスを基材としており、投影開口率が４０％で、その幅方向、長手方向に整列させた複数個の凸部２を設けてある。この凸部２は、ディンプル加工によって形成されており、それぞれが直径φＤを４ｍｍ、高さＨを１ｍｍとした半球状で、根元部はなだらかなＲ部となっている。ここで凸部２の根元部をなだらかなＲ形状としているのは、クロス触媒をシリカクロスを基材としているため、曲げ角度が大きいと折れてしまうことから折れが生じない範囲でなだらかなＲをつけている。また、ロール状触媒体３は前記凸部２を形成した平織りクロス触媒１を直径が９０ｍｍ以上となるように巻回したものである。さらに、このロール状触媒体３の外周部を金属筒４で覆うことにより内燃機関用排気浄化装置としている。
【００１２】
本実施の形態によれば内燃機関から排出される排気ガスは、図３で示すように金属筒４の一方の開口部から流入し、反対側の開口部から流出する。このとき排気ガスは、凸部により形成された空隙部を通じて流れる。排気ガスはこの空隙部を通過する際に、平織り目状クロス触媒１と水平方向或いは鉛直方向に接触反応して浄化され、後方へと排出される。
【００１３】
以上に示すように本実施の形態によれば、排気ガスの通気抵抗が小さく機関出力の低下を防ぐことができ、触媒との接触面積が多くできる。また、クロス触媒が１種類でよいため生産性を高めることができる。
【００１４】
（実施の形態２）
図４を用いて本発明の実施の形態２について説明する。
【００１５】
本実施の形態において実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して重複する説明を省略する。図４において、実施の形態１と異なるのはクロス触媒面に設けられた凸部２が、幅方向に１列で複数設けられた第１の凸部群２ａと、第１の凸部群２ａと長手方向に隣接し幅方向に１列で複数設けられた第２の凸部群２ｂとを１組として長手方向に連続して設けたものであり、第２の凸部群２ｂの各凸部は、第１の凸部群２ａの幅方向に隣接する凸部間に位置するように配した点である。すなわち長手方向に隣接する凸部が、隣接する凸部の間を埋める位置に設けられている点である。そして、この平織り網目状クロス触媒１を実施の形態１と同様に外径が９０ｍｍ以上となるように巻回したものである。そして、実施の形態１と同様、図３で示すように、このロール状触媒体３にしてその外周部を金属筒４で覆うことにより内燃機関用排気浄化装置としている。
【００１６】
本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
なお、実施の形態１および２において、凸部２は直径φＤを４ｍｍ、高さＨを１ｍｍとしたが、直径は４〜１０ｍｍ、高さは０．５〜３ｍｍとしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明はディンプル加工された凸部を有する平織り網目状クロス触媒を用いることにより、通気抵抗が小さく、排気ガスを浄化する触媒装置を効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における平織り網目状クロス触媒の一部を示した平面図
（ｂ）同断面で示した正面図
【図２】本発明のロール状クロス触媒体の実施の形態１における側面図
【図３】本発明の排気浄化装置の実施の形態１における斜視図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態２における平織り網目状クロス触媒の一部を示した平面図
（ｂ）同断面で示した正面図
【図５】従来の第１の実施例における斜視図
【図６】従来の第２の実施例における平面図
【符号の説明】
１ 平織り網目状クロス触媒
２ 凸部
２ａ 第１の凸部群
２ｂ 第２の凸部群
３ ロール状クロス触媒体
Claims (5)
- 触媒物質を表面に担持してなり、ディンプル加工により表面に凸部を設けた平織り網目状クロス触媒を渦巻き状に巻回したロール状触媒体を用いた内燃機関用排気浄化装置。
- 平織り網目状クロス触媒の表面に設けた凸部は半球形である請求項１記載の内燃機関用排気浄化装置。
- 平織り網目状クロス触媒の表面に設けた凸部の高さは０．５〜３ｍｍである請求項１または２記載の内燃機関用排気浄化装置。
- 平織り網目状クロス触媒の表面に設けた凸部の根元部はＲ形状である請求項１から３記載のいずれかに記載の内燃機関用排気浄化装置。
- 平織り網目状クロス触媒の表面に設けた凸部は、幅方向に１列で複数設けられた第１の凸部群と、前記第１の凸部群と長手方向に隣接し幅方向に１列で複数設けられた第２の凸部群とを１組として長手方向に連続して設けてなり、前記第２の凸部群の各凸部は、前記第１の凸部群の幅方向に隣接する凸部間に位置するように配した請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関用排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002370347A JP2004195430A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | 内燃機関用排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002370347A JP2004195430A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | 内燃機関用排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004195430A true JP2004195430A (ja) | 2004-07-15 |
Family
ID=32766291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002370347A Pending JP2004195430A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | 内燃機関用排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004195430A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020149315A1 (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | 日立造船株式会社 | 排ガス浄化用触媒および排ガス浄化用触媒の製造方法 |
-
2002
- 2002-12-20 JP JP2002370347A patent/JP2004195430A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020149315A1 (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | 日立造船株式会社 | 排ガス浄化用触媒および排ガス浄化用触媒の製造方法 |
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