JP2005246303A

JP2005246303A - メタル触媒担体

Info

Publication number: JP2005246303A
Application number: JP2004062373A
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: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】矩形状又は台形状の波形を有する金属製のオフセット波板１と平板２とを重ね合わせて巻き回し、かつオフセット波板１の頂部５及び底部６を平板２に当接させたコア３を備えたメタル触媒担体において、排気ガスの浄化効率を向上すると共に触媒活性温度に達するまでの時間を短縮し、かつ効率良く製造できるようにする。
【解決手段】オフセット波板１における平板２との当接部に開口部７を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジン等から排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータのメタル触媒担体に関する。

図２はこの種のメタル触媒担体の一例を概略的に示す外観斜視図、図３はその一部の拡大分解斜視図である。

このメタル触媒担体は、台形状の波形を有する金属製のオフセット波板１と平板２とを重ね合わせて巻き回して成るコア３を備えており、このコア３は外筒４内に挿入されている。

オフセット波板１は、例えば金属板をプレス加工することにより形成され、多数の台形状の波を有しており、波の稜線方向に隣り合う波列の位相が半ピッチづつずれた状態となっている。

これにより、オフセット波板１の頂部５及び底部６の稜線は、凸部５ａ及び凹部６ａがガス流れ方向（矢印方向）に一定間隔をおいて形成された状態となっている。なお、頂部５及び底部６はほぼ全面が平板２に当接した状態となっている。

この種のメタル触媒担体では、オフセット波板１の頂部５及び底部６が平板２と重なり合う構造となっているため、その分、排気ガス担体との有効接触面積が小さくなり、排気ガスの浄化効率が低下するという問題がある。

また、この重なり合い部分は、他の部分に比べて熱伝達性が悪く、温度上昇が遅いため、メタル触媒担体全体が、エンジン始動時から触媒活性温度に達するまでの時間が長くなるという問題がある。

このような問題点を解消するために、平板２におけるオフセット波板１の頂部５及び底部６が当接する部位に開口部を設けるようにすると、オフセット波板１と平板２とを重ねて巻き回す際に、平板２の開口部とオフセット波板１の頂部５及び底部６とを位置合わせるのが困難であるため、製造効率が悪くなってしまう。

本発明の目的は、矩形状又は台形状の波形を有する金属製のオフセット波板と平板とを重ね合わせて巻き回し、かつオフセット波板の頂部及び底部を平板に当接させたコアを備えたメタル触媒担体において、排気ガスの浄化効率を向上すると共に触媒活性温度に達するまでの時間を短縮し、かつ効率良く製造できるようにすることにある。

本発明のメタル触媒担体は、矩形状又は台形状の波形を有するオフセット波板１と平板２とを重ね合わせて巻き回し、かつオフセット波板１の頂部５及び底部６を平板２に当接させたコア３を備えたメタル触媒担体であって、オフセット波板１における平板２との当接部に開口部７又は切欠部が設けられたことを特徴としている。なお、開口部又は切欠部は全ての当接部に設けるようにしてもよいし、一部の当接部にのみ設けるようにしてもよい。

本発明のメタル触媒担体は、オフセット波板における平板との当接部に開口部又は切欠部を設けたことにより、オフセット波板と平板との重なり合い部分の面積が小さくなり、排気ガスの浄化効率が向上すると共に、触媒活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。また、オフセット波板側に開口部を設けたことにより、オフセット波板の当接部と平板との位置合わせが不要となるため、効率良く製造することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態であるメタル触媒担体の一部の拡大分解斜視図である。なお、本実施形態において、上記従来例と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明を省略してある。

本実施形態のメタル触媒担体の全体構造は図２と同様であるので説明を省略する。そして、本実施形態では、図１に示すように、オフセット波板１の頂部５に複数個の開口部７を設けている。これらの開口部７はそれぞれ頂部５の凸部５ａに設けられており、排気ガスの流れ方向（矢印方向）に千鳥足状に配置された状態となっている。

このような開口部７を設けたことにより、オフセット波板１と平板２との重なり合い部分の面積が小さくなることにより、排気ガスの浄化効率を向上することができる。また、触媒活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。

また、オフセット波板１側に開口部７を設けたことにより、オフセット波板１の頂部５と平板２との位置合わせが不要となるため、効率良く製造することができる。

さらに、本実施形態では、開口部７が頂部５の凸部５ａに設けられており、ガス流れ方向に千鳥足状に配置された状態となっているため、開口部７が直線状に配置された場合と比べてオフセット波板１及び平板２の温度分布を均一にすることができ、昇温時間を短縮することができる。

排気ガスは波の内部を流れる際、オフセットフィン８の部分で流れが直角に曲がるため、この部分におけるガスの滞留時間が他の部分よりも長くなる。これにより、排気ガスが触媒に接触する時間が長くなり、排気ガスを効率良く浄化することができる。

さらに、開口部７がガス流れ方向に直線状に配置された場合と比べて開口部７間の直線状の部分の面積が大きくなるため、平板２との接合強度が大きくなるという利点もある。

なお、オフセット波板１及び平板２は、熱伝導性、生産性、製造コスト、耐久性等の点で、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ元素を含有するステンレス鋼により形成すると好ましく、厚みは１０〜１００μｍであることが好ましい。

また、頂部５に対する開口部７の面積は４０〜９０％であることが好ましい。すなわち、開口面積が４０％未満であると本発明の効果が得られにくく、９０％よりも大きいと、オフセット波板１と平板２との接合面積が小さすぎて強度の点で問題が生じるからである。

なお、本実施形態では、オフセット波板１の頂部５に開口部７を設けているが、底部６に設けるようにしてもよく、頂部５及び底部６に設けるようにしてもよい。

また、開口部７のかわりに切欠部を設けるようにしてもよい。

また、オフセット波板１の波形形状は矩形状であってもよい。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。

本発明の一実施形態であるメタル触媒担体の一部の拡大分解斜視図である。メタル触媒担体の一例を概略的に示す外観斜視図である。従来のメタル触媒担体の一部の拡大分解斜視図である。

符号の説明

１オフセット波板
２平板
３コア
５頂部
６底部
７開口部

Claims

矩形状又は台形状の波形を有するオフセット波板（１）と平板（２）とを重ね合わせて巻き回し、かつオフセット波板（１）の頂部（５）及び底部（６）を平板（２）に当接させたコア（３）を備えたメタル触媒担体であって、オフセット波板（１）における平板（２）との当接部に開口部（７）又は切欠部が設けられたことを特徴とするメタル触媒担体。
開口部（７）又は切欠部が、排気ガスの流れ方向に千鳥足状に配置されたことを特徴とする請求項１記載のメタル触媒担体。
オフセット波板（１）及び平板（２）が、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ元素を含有するステンレス鋼から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のメタル触媒担体。
オフセット波板（１）及び平板（２）の厚みが１０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のメタル触媒担体。
オフセット波板（１）における開口部（７）又は切欠部が設けられた当接部に対する開口部（７）又は切欠部の面積が４０〜９０％であることを特徴とする請求項１〜請求項４記載のメタル触媒担体。