JP2005256670A

JP2005256670A - メタル触媒担体

Info

Publication number: JP2005256670A
Application number: JP2004067429A
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金属製の波板と平板とを重ね合わせて巻き回し、かつ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する。
【解決手段】矩形状又は台形状の波形を有する波板１と平板２とを重ね合わせて巻き回し、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、平板２における波板１の各頂部５及び各底部６と対向する部位に開口部７が設けられて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。

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、複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、波板１の頂部５及び底部６の稜線は、凸部及び凹部がガス流れ方向（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おり、波板１と平板２はろう付けや拡散接合等により接合されている。

この種のメタル触媒担体では、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、排気ガスと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。

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波板と平板とを重ね合わせて巻き回し、かつ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波板１と平板２とを重ね合わせて巻き回し、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、平板２における波板１の各頂部５及び各底部６と対向する部位に開口部（７）が設けられてあることを特徴としている。

本発明のメタル触媒担体は、平板における波板の各頂部及び各底部と対向する部位に開口部を設けたことにより、波板と平板との重なり合い部分（重なり代）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。

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４と同様であるので説明を省略する。本実施形態では、図１に示すように、平板２における波板１の各頂部５及び各底部６と対向する部位に円形の開口部７が設けられている。

そして、図２に示すように、これらの開口部７における平板２の巻き方向の最大幅（直径）をＷ、波板１の頂部５における巻き方向の長さをＬとしたとき、ＷとＬの関係がＷ≧１／２Ｌとなるように、開口部７の大きさが設定されている。

また、平板２の巻き方向における開口部７間のピッチをＰ１、波板１の巻き方向における頂部５間のピッチをＰ２とすると、Ｐ１とＰ２の関係がＰ１＝１／２Ｐ２となるように開口部７が設けられている。

このように、平板２における波板１の各頂部５及び各底部６と対向する部位に開口部７を設けたことにより、波板１と平板２との重なり合い部分（重なり代）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、使用素材を有効に利用することができ、コストと性能の両立を図ることができる。

また、開口部７の大きさとピッチを上記の関係になるように設定することにより、波板１と平板２とを重ねて巻き回す際に両者の位置合わせを行う必要が無く、各頂部５及び各底部６に開口部７が必ず重なり合うため、加工性及び量産性に優れている。

また、開口部７における頂部５と底部６に重なり合わない部分にガスが流入してガス流れが三次元状になるため、触媒浄化率が著しく向上する。

なお、ＬとＰ２の関係は５Ｌ≧Ｐ２となっている。これは５ＬがＰ２に近づくほど、図３に示すように、波板１の頂部５がその両側の斜辺となす角度θが小さくなってゆき、５Ｌ＜Ｐ２では、強度が小さくなってセル潰れ等の問題が生じる恐れがあるからである。

なお、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。

なお、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。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断面図である。図２の変形例であるメタル触媒担体の一部の拡大断面図である。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波板（１）と平板（２）とを重ね合わせて巻き回し、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、平板（２）における波板（１）の各頂部（５）及び各底部（６）と対向する部位に開口部（７）が設けられてあることを特徴とするメタル触媒担体。
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記載のメタル触媒担体。
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又は請求項２記載のメタル触媒担体。
波板（１）がオフセット波板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。
波板（１）の頂部（５）における巻き方向の長さＬと、波板（１）の巻き方向における頂部（５）間のピッチＰ２の関係が５Ｌ≧Ｐ２であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のメタル触媒担体。
開口部（７）における平板（２）の巻き方向の幅Ｗと、波板（１）の頂部（５）における巻き方向の長さＬとの関係が、Ｗ≧１／２Ｌであると共に、平板（２）の巻き方向における開口部（７）間のピッチＰ１と、波板（１）の巻き方向における頂部（５）間のピッチＰ２との関係が、Ｐ１＝１／２Ｐ２であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載のメタル触媒担体。