JP2005254105A

JP2005254105A - メタル触媒担体

Info

Publication number: JP2005254105A
Application number: JP2004067431A
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: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】矩形状又は台形状の波形を有するオフセット波板から成る第１のフィン１と板状の第２のフィン２とを重ね合わせて巻き回し、かつ第１のフィンの頂部５及び底部６を第２のフィンに当接させると共に第１のフィンと第２のフィンとを接合して成るコア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安価に製造できるようにする。
【解決手段】第１のフィン１は、一つの波列Ｗ１に対して二つ以上の波列が互いに異なる位相でオフセットしているものであることを特徴とする。
【選択図】図１

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４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５は従来のメタル触媒担体の一部の拡大分解斜視図、図６は図５のメタル触媒担体のコアの一部断面図である。

図４に示すメタル触媒担体は、台形状の波形を有する金属製のオフセット波板から成る第１のフィン１と、金属製の平板から成る第２のフィン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。

第１のフィン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、図５に示すように、台形状の波形を有しており、ガス流れ方向（矢印方向）に隣り合う波列Ｗ１、Ｗ２の位相が所定ピッチづつずれた状態となっている。

なお、一つの波列に対し、それに隣接する波列の位相はオフセットしているが、隣接していない波列は同位相となっている。したがって、第１のフィン１の頂部５及び底部６の稜線は、ガス流れ方向に凸部及び凹部が所定間隔をおいて形成された凹凸状となっている。

図６に示すように、第１のフィン１の頂部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おり、第１のフィン１の頂部５と第２のフィン２はろう付けや拡散接合等により接合されている。なお、一点鎖線は、実線の波列に対して隣接する波列を表している。

このようなオフセット波板１を用いる理由は、このオフセット波板１と第２のフィン２との間に形成されたジグザグ状のセルをガスが通ることにより、ガスを拡散させ、触媒との接触頻度を高めてガスの浄化効率を向上させるためである。

上述した構造のメタル触媒担体では、１平方インチ当たりのセル密度が４００以上の高密度でないと、ガスが充分に拡散せず、ガスの大部分がセルを直線的に通過してしまうため、所望のガス浄化効率が得られにくいという問題がある。

また、セル密度を高めれば、幾何学的表面積が大きくなるが、箔の使用量が増加するため、製造コストの増加につながるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、矩形状又は台形状の波形を有するオフセット波板から成る第１のフィンと板状の第２のフィンとを重ね合わせて巻き回し、かつ第１のフィンの頂部及び底部を第２のフィンに当接させると共に第１のフィンと第２のフィンとを接合して成る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安価に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から成る第１のフィン１と板状の第２のフィン２とを重ね合わせて巻き回し、かつ第１のフィン１の頂部５及び底部６を第２のフィン２に当接させると共に第１のフィン１と第２のフィン２とを接合して成るコア３を備えたメタル触媒担体であって、第１のフィン１は、一つの波列に対して二つ以上の波列が互いに異なる位相でオフセットしているものであることを特徴としている。

本発明のメタル触媒担体は、上記従来のものよりもセルの構造が複雑で、ガスがセルを直線的に通過しにくいため、上記従来のものとセル密度が同じでも触媒との接触頻度が高くなり、浄化効率を向上することができる。また、同じ触媒浄化効率の従来のものと比べてセル密度が小さくなるため触媒の担持量を少なくすることができ、安価に製造することができる。さらに、１セル当たりの強度が従来のものより大きくなるため、耐久性が向上する。

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は本実施形態のメタル触媒担体のコアの一部の拡大分解斜視図、図２は本実施形態のメタル触媒担体のコアの一部断面図、図３は本発明の効果を示す実験データのグラフである。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４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、一つの波列Ｗ１に対して二つの波列Ｗ２、Ｗ３が互いに異なる位相でオフセットしている。

すなわち、図２に示すように、波列Ｗ２の波列Ｗ１に対するオフセット幅Ｈ１は、波列Ｗ３の波列Ｗ１に対するオフセット幅Ｈ２よりも大きくなっている。

このようにすることで、上記従来のものに比べてセルの構造が複雑となり、ガスがセルを直線的に通過しにくくなる。したがって、上記従来のものとセル密度が同じでも触媒との接触頻度が高くなり、浄化効率を向上することができる。

また、同じ浄化効率の従来のものと比べて、触媒コート厚が同じとすると、セル密度が小さいため触媒の担持量を少なくすることができ、安価に製造することができる。

さらに、１セル当たりの強度が従来のものより大きくなるため、耐久性が向上する。

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。

図３は、一つの波列に対して互いに異なる位相でオフセットしている波列の数と熱伝達率との関係を示すグラフである。

同図に示すように、一つの波列に対して互いに異なる位相でオフセットしている波列の数が増加するほど熱伝達率（大きくなるほど浄化性能が向上する）が増加していることが判る。

なお、上記実施形態では、一つの波列に対して二つの波列が互いに異なる位相でオフセットしているオフセット波板を用いているが、三つ以上の波列が一つの波列に対して互いに異なる位相でオフセットしているオフセット波板を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、台形状の波を有するオフセット波板を用いているが、矩形状の波を有するオフセット波板を用いるようにしてもよい。

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。

実施形態のメタル触媒担体のコアの一部の拡大分解斜視図である。実施形態のメタル触媒担体のコアの一部断面図である。本発明の効果を示す実験データのグラフである。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。従来のメタル触媒担体のコアの一部断面図である。

符号の説明

１第１のフィン
２第２のフィン
３コア
５頂部
６底部

Claims

矩形状又は台形状の波形を有するオフセット波板から成る第１のフィン（１）と板状の第２のフィン（２）とを重ね合わせて巻き回し、かつ第１のフィン（１）の頂部（５）及び底部（６）を第２のフィン（２）に当接させると共に第１のフィン（１）と第２のフィン（２）とを接合して成るコア（３）を備えたメタル触媒担体であって、第１のフィン（１）は、一つの波列に対して二つ以上の波列が互いに異なる位相でオフセットしているものであることを特徴とするメタル触媒担体。
第１のフィン（１）及び第２のフィン（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記載のメタル触媒担体。
第１のフィン（１）及び第２のフィン（２）の厚みが１０〜１００μｍであ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。