JP2017170401A - Catalytic converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガスの排気系統を構成する配管内に収容固定される触媒コンバーターに関するものである。 The present invention relates to a catalytic converter that is housed and fixed in a pipe constituting an exhaust gas exhaust system.
各種産業界においては、環境影響負荷低減に向けた様々な取り組みが世界規模でおこなわれており、中でも、自動車産業においては、燃費性能に優れたガソリンエンジン車は勿論のこと、ハイブリッド車や電気自動車等のいわゆるエコカーの普及とそのさらなる性能向上に向けた開発が日々進められている。 Various industries are making various efforts to reduce environmental impact on a global scale. Among them, in the automobile industry, not only gasoline engine cars with excellent fuel efficiency, but also hybrid cars and electric cars. The development of the so-called eco-cars such as the above and the further improvement of its performance is being promoted every day.
このようなエコカーの開発に加えて、エンジンから排出される排ガスを浄化する排ガス浄化触媒に関する研究も盛んに行われている。この排ガス浄化触媒には、酸化触媒や三元触媒、NOx吸蔵還元触媒などが含まれており、この排ガス浄化触媒において触媒活性を発現するのは、白金(Pt)やパラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)などの貴金属触媒であり、貴金属触媒はアルミナなどの多孔質酸化物からなる担体に担持された状態で一般に用いられている。 In addition to the development of such eco-cars, research on exhaust gas purification catalysts that purify exhaust gas discharged from engines has been actively conducted. This exhaust gas purification catalyst includes an oxidation catalyst, a three-way catalyst, a NOx occlusion reduction catalyst, etc., and the exhaust gas purification catalyst exhibits the catalytic activity of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium ( Rh) and the like, and the noble metal catalyst is generally used in a state of being supported on a support made of a porous oxide such as alumina.
車両エンジンとマフラーを繋ぐ排ガスの排気系統には、排ガスを浄化するための触媒コンバーターが一般に配設されている。エンジンはCOやNOx、未燃焼のHCやVOCなど、環境に有害な物質を排出することがあり、こうした有害物質を許容可能な物質に変換するべく、RhやPd、Ptのような貴金属触媒が担体に担持された触媒層が基材のセル壁面に配設されてなる触媒コンバーターに排ガスを通すことにより、COはCO2に転化され、NOxはN2とO2に転化され、HCやVOCは燃焼してCO2とH2Oが生成されることになる。 Generally, a catalytic converter for purifying exhaust gas is disposed in an exhaust gas exhaust system that connects the vehicle engine and the muffler. Engines may emit substances that are harmful to the environment, such as CO, NOx, unburned HC, and VOCs, and precious metal catalysts such as Rh, Pd, and Pt are used to convert these harmful substances into acceptable substances. By passing exhaust gas through a catalytic converter in which the catalyst layer supported on the carrier is disposed on the cell wall surface of the substrate, CO is converted to CO 2 , NOx is converted to N 2 and O 2 , HC and VOC Burns to produce CO 2 and H 2 O.
ところで、車両の燃費向上に向けた触媒コンバーターの進化によって排ガス温度の低下が進み、エンジン始動直後のエミッション低減が課題となっている。 By the way, the evolution of catalytic converters for improving the fuel efficiency of vehicles has led to a decrease in exhaust gas temperature, and it has become a challenge to reduce emissions immediately after engine start.
このエンジン始動直後のエミッション低減を図るために、触媒が活性化する温度まで速やかに昇温させるべく、触媒コンバーターを可能な限りエンジンに近接配置させることや、投入時の熱エネルギを増加させるといった方策が試みられている。 In order to reduce the emissions immediately after starting the engine, measures such as placing the catalytic converter as close to the engine as possible and increasing the thermal energy at the time of charging are required to quickly raise the temperature to the temperature at which the catalyst is activated. Has been tried.
しかしながら、熱エネルギの増加は燃費悪化を招き、車両としての商品性を低下させることから好ましい方策とは言い難い。 However, it is difficult to say that the increase in thermal energy is a preferable measure because it causes a deterioration in fuel consumption and reduces the merchantability of the vehicle.
ここで、特許文献1には、径方向にセル密度が段階的に変化するよう構成された複数のセル密度領域を有し、隣り合うセル密度領域同士の間には境界壁が設けられているハニカム構造体が開示されている。より具体的には、複数のセル密度領域は、最も外側のセル密度領域を除いた中で最もセル密度が高い高セル密度領域と、最も内側のセル密度領域を除いた中で最もセル密度が低い低セル密度領域を有し、ハニカム構造体全体を高セル密度領域で構成したと仮定した場合のハニカム構造体の実体積をV、ハニカム構造体の高セル密度領域の実体積をVa、低セル密度領域の実体積をVb、低セル密度領域とそのすぐ内側にあるセル密度領域との間を隔てる境界壁の実体積をVsとした場合に、V−Va≧Vb+Vsの関係を満たすものである。
Here,
特許文献1に開示のハニカム構造体によれば、排ガス浄化性能を十分に確保しながら、耐熱衝撃性を向上させることができるとしている。しかしながら、中央領域と周辺領域の隔壁厚みの大小関係や、セル密度比の規定に際して、圧損上昇を伴わないような規定がなされていない。
According to the honeycomb structure disclosed in
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、圧損上昇を伴わない触媒コンバーターを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a catalytic converter that does not increase pressure loss.
前記目的を達成すべく、本発明による触媒コンバーターは、排ガスが流通するセル構造の隔壁を有し、隔壁の表面に触媒層が形成されているハニカム構造の基材を備えた触媒コンバーターであって、前記基材は、該基材の排ガスの流れ方向である長手方向に直交する断面において、セル密度が相対的に高い中央領域とセル密度が相対的に低い周辺領域を有し、前記中央領域の隔壁の厚みがtaでセル密度がMaであり、前記周辺領域の隔壁の厚みがtbでセル密度がMbであり、ta<tbであり、0.8≦ta/tb<1のとき、1≦Ma/Mb≦1.17であり、0.6≦ta/tb<0.8のとき、1≦Ma/Mb≦1.26であり、0.4≦ta/tb<0.6のとき、1≦Ma/Mb≦1.37であり、0.2≦ta/tb<0.4のとき、1≦Ma/Mb≦1.47である。 In order to achieve the above object, a catalytic converter according to the present invention is a catalytic converter having a honeycomb structure base material having a cell structure partition wall through which exhaust gas flows and having a catalyst layer formed on the surface of the partition wall. The base material has a central region having a relatively high cell density and a peripheral region having a relatively low cell density in a cross section perpendicular to the longitudinal direction that is the flow direction of the exhaust gas of the base material, and the central region When the partition wall thickness is ta and the cell density is Ma, the partition wall thickness in the peripheral region is tb and the cell density is Mb, ta <tb, and 0.8 ≦ ta / tb <1, 1 ≦ Ma /Mb≦1.17, 0.6 ≦ ta / tb <0.8, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.26, 0.4 ≦ ta / tb <0.6, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.37, 0.2 ≦ ta When /tb<0.4, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.47.
本発明の触媒コンバーターは、基材をセル密度が相対的に高い中央領域とセル密度が相対的に低い周辺領域から構成した上で、中央領域の隔壁の厚みがtaでセル密度がMaであり、周辺領域の隔壁の厚みがtbでセル密度がMbである場合に、ta<tbであり、0.8≦ta/tb<1のとき、1≦Ma/Mb≦1.17であり、0.6≦ta/tb<0.8のとき、1≦Ma/Mb≦1.26であり、0.4≦ta/tb<0.6のとき、1≦Ma/Mb≦1.37であり、0.2≦ta/tb<0.4のとき、1≦Ma/Mb≦1.47であると規定したことにより、圧損上昇を抑制することを可能としたものである。 In the catalytic converter of the present invention, the base material is composed of a central region having a relatively high cell density and a peripheral region having a relatively low cell density, and the partition wall thickness in the central region is ta and the cell density is Ma. When the partition wall thickness in the peripheral region is tb and the cell density is Mb, ta <tb, and when 0.8 ≦ ta / tb <1, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.17 and 0.6 ≦ ta / tb When <0.8, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.26, when 0.4 ≦ ta / tb <0.6, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.37, when 0.2 ≦ ta / tb <0.4, 1 ≦ Ma / Mb By defining that ≦ 1.47, it is possible to suppress an increase in pressure loss.
すなわち、排ガス温度が低いエンジン始動直後であっても、ハニカム構造の基材にヒートスポット部を形成したことで、圧損上昇を伴わない範囲内でセル構造の隔壁の厚みを薄化して熱容量を低減でき、エンジンからの排ガスの熱によって早期に昇温でき、触媒コンバーターの有する触媒を早期に活性化することができるものである(エンジン始動直後の優れた暖機性能と圧損低減性能の両立)。 In other words, even after the engine is started at a low exhaust gas temperature, the heat spot is formed on the honeycomb structure substrate, so that the thickness of the cell structure partition is reduced within a range that does not increase pressure loss, thereby reducing the heat capacity. The temperature of the exhaust gas from the engine can be raised quickly, and the catalyst of the catalytic converter can be activated early (coexistence of excellent warm-up performance immediately after engine startup and pressure loss reduction performance).
ここで、使用されるセル構造の基材としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の複合酸化物からなるコージェライトや炭化ケイ素等のセラミックス素材からなるもののほか、メタル素材等のセラミックス素材以外の素材のものが挙げられる。また、その構成は、四角形や六角形、八角形等の多数の格子輪郭のセルを具備するいわゆるハニカム構造体が適用できる。 Here, as the base material of the cell structure to be used, in addition to ceramic materials such as cordierite and silicon carbide composed of a composite oxide of magnesium oxide, aluminum oxide and silicon dioxide, other than ceramic materials such as metal materials The thing of a material is mentioned. In addition, a so-called honeycomb structure having a large number of lattice contour cells such as a quadrangle, a hexagon, and an octagon can be applied.
また、基材のセル壁面に形成される触媒層を構成する担体としては、多孔質酸化物であるセリア(CeO2)、ジルコニア(ZrO2)およびアルミナ(Al2O3)の少なくとも一つを主成分とする酸化物を挙げることができ、CeO2、ZrO2およびAl2O3のいずれか一種からなる酸化物や、二種以上からなる複合酸化物(いわゆるCZ材であるCeO2-ZrO2化合物、拡散障壁としてAl2O3が導入されたAl2O3-CeO2-ZrO2三元系複合酸化物(ACZ材)など)を挙げることができる。 In addition, as a carrier constituting the catalyst layer formed on the cell wall surface of the substrate, at least one of ceria (CeO 2 ), zirconia (ZrO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) which are porous oxides is used. Examples of the main component oxide include CeO 2 , ZrO 2, and Al 2 O 3 oxides, and composite oxides of two or more types (so-called CZ material CeO 2 -ZrO 2 compounds, Al 2 O 3 -CeO 2 -ZrO 2 ternary composite oxide Al 2 O 3 was introduced as a diffusion barrier (ACZ material), etc.) can be mentioned.
本発明の触媒コンバーターは、好適には耐熱衝撃性に優れたコージェライトハニカム担体を有するものであるが、それ以外にも電気加熱式の触媒コンバーター(EHC:Electrically Heated Converter)であってもよい。この電気加熱式の触媒コンバーターは、たとえばハニカム触媒に一対の電極を取り付け、電極を通電することでハニカム触媒を加熱し、ハニカム触媒の活性を高めてこれを通過する排ガスを無害化するものであり、車両エンジンとマフラーを繋ぐ排ガスの排気系統に適用することで、常温時の排ガスを浄化することに加えて、冷間時には電気加熱によって触媒を活性化させて排ガスを浄化することができる。 The catalytic converter of the present invention preferably has a cordierite honeycomb carrier having excellent thermal shock resistance, but may be an electrically heated catalytic converter (EHC). This electric heating type catalytic converter, for example, attaches a pair of electrodes to a honeycomb catalyst and heats the honeycomb catalyst by energizing the electrodes, thereby increasing the activity of the honeycomb catalyst and detoxifying the exhaust gas passing therethrough. In addition to purifying the exhaust gas at normal temperature, the exhaust gas can be purified by activating the catalyst by electric heating when cold, in addition to purifying the exhaust gas at normal temperature, by applying it to an exhaust gas exhaust system that connects the vehicle engine and the muffler.
以上の説明から理解できるように、本発明の触媒コンバーターによれば、基材をセル密度が相対的に高い中央領域とセル密度が相対的に低い周辺領域から構成した上で、中央領域の隔壁の厚みがtaでセル密度がMaであり、周辺領域の隔壁の厚みがtbでセル密度がMbである場合に、ta<tbであり、0.8≦ta/tb<1のとき、1≦Ma/Mb≦1.17であり、0.6≦ta/tb<0.8のとき、1≦Ma/Mb≦1.26であり、0.4≦ta/tb<0.6のとき、1≦Ma/Mb≦1.37であり、0.2≦ta/tb<0.4のとき、1≦Ma/Mb≦1.47であると規定したことにより、エンジン始動直後の優れた暖機性能と圧損低減性能を有する触媒コンバーターとなる。 As can be understood from the above description, according to the catalytic converter of the present invention, the base material is composed of a central region having a relatively high cell density and a peripheral region having a relatively low cell density, and then a partition wall in the central region. When the thickness of the wall is ta and the cell density is Ma, and the partition wall thickness in the peripheral region is tb and the cell density is Mb, ta <tb, and when 0.8 ≦ ta / tb <1, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.17, 0.6 ≦ ta / tb <0.8, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.26, 0.4 ≦ ta / tb <0.6, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.37, 0.2 ≦ ta / By defining that 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.47 when tb <0.4, the catalytic converter has excellent warm-up performance and pressure loss reduction performance immediately after engine startup.
以下、図面を参照して本発明の触媒コンバーターの実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the catalytic converter of the present invention will be described with reference to the drawings.
(触媒コンバーターの実施の形態)
図1は本発明の触媒コンバーターの実施の形態を説明した模式図である。まず、本発明の触媒コンバーターが介在する排ガスの排気系統を概説する。
(Embodiment of catalytic converter)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a catalytic converter of the present invention. First, an exhaust gas exhaust system in which the catalytic converter of the present invention is interposed will be outlined.
不図示の排ガスの排気系統は、エンジン、図1で示す触媒コンバーター10、三元触媒コンバーター、サブマフラーおよびメインマフラーが配されて相互に系統管で繋がれ、エンジンで生成された排ガスが排気されるようになっている。この排気系統において、触媒コンバーター10が電気加熱式触媒コンバーター(EHC)の場合には、たとえばエンジンを始動させた際に、可及的速やかに電気加熱式触媒コンバーターを構成するハニカム触媒を所定温度まで加熱昇温し、エンジンから流通してくる排ガスをこのハニカム触媒にて浄化し、電気加熱式触媒コンバーターで浄化しきれなかった排ガスはその下流に位置する三元触媒浄化装置にて浄化されることになる。次に、以下、触媒コンバーターの実施の形態を説明する。
The exhaust system of exhaust gas (not shown) includes an engine, a
図1で示す触媒コンバーター10は、排ガスが流通するセル構造の隔壁1aを有し、隔壁1aの表面に不図示の触媒層が形成されているハニカム構造の基材1から構成されている。
A
基材1は、その排ガスの流れ方向である長手方向に直交する断面において、セル密度が相対的に高い中央領域2とセル密度が相対的に低い周辺領域3を有している。
The
ここで、基材1の素材としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の複合酸化物からなるコージェライトや炭化ケイ素等のセラミックス素材、メタル素材等のセラミックス素材以外の素材を挙げることができる。
Here, examples of the material for the
また、基材1のセル壁の表面に形成される不図示の触媒層を構成する担体としては、多孔質酸化物であるセリア(CeO2)、ジルコニア(ZrO2)およびアルミナ(Al2O3)の少なくとも一つを主成分とする酸化物を挙げることができ、CeO2、ZrO2およびAl2O3のいずれか一種からなる酸化物や、二種以上からなる複合酸化物(いわゆるCZ材であるCeO2-ZrO2化合物、拡散障壁としてAl2O3が導入されたAl2O3-CeO2-ZrO2三元系複合酸化物(ACZ材)など)を挙げることができる。
Further, as a carrier constituting a catalyst layer (not shown) formed on the surface of the cell wall of the
基材1は、四角形や六角形、八角形等の多数の格子輪郭のセルを具備するハニカム構造体からなる。
The
基材1は、中央領域2の隔壁1aの厚みがtaでセル密度がMaであり、周辺領域3の隔壁1aの厚みがtbでセル密度がMbであり、以下の関係を有している。
ta<tb・・・・・(1)
0.8≦ta/tb<1のとき、1≦Ma/Mb≦1.17
0.6≦ta/tb<0.8のとき、1≦Ma/Mb≦1.26
0.4≦ta/tb<0.6のとき、1≦Ma/Mb≦1.37
0.2≦ta/tb<0.4のとき、1≦Ma/Mb≦1.47・・・・・・(2)
In the
ta <tb (1)
When 0.8 ≦ ta / tb <1, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.17
When 0.6 ≦ ta / tb <0.8, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.26
When 0.4 ≦ ta / tb <0.6, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.37
When 0.2 ≦ ta / tb <0.4, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.47 (2)
以下で示す本発明者等による検証の結果、上記特性を備えた触媒コンバーター10は、エンジン始動直後の優れた暖機性能と圧損低減性能を有することが実証されている。
As a result of verification by the present inventors described below, it has been proved that the
(中央領域と周辺領域の隔壁の厚み比に応じたセル密度比を特定する実験とその結果)
本発明者等は、実施例(および参考例)と比較例にかかる触媒コンバーターを製作し、比較例に対する実施例の圧損およびエミッションに関する実験結果から、中央領域と周辺領域の隔壁の厚み比に応じたセル密度比を特定する実験をおこなった。
(Experiment and results of specifying cell density ratio according to the thickness ratio of the central and peripheral partition walls)
The present inventors manufactured catalytic converters according to Examples (and Reference Examples) and Comparative Examples, and according to the experimental results regarding pressure loss and emissions of the Examples with respect to the Comparative Examples, according to the thickness ratio of the partition wall between the central region and the peripheral region. An experiment was conducted to identify the cell density ratio.
比較例の触媒コンバーターの製作方法は、セル形状が六角セルで、隔壁厚みが152μm、セル密度が600cpsi(個/cm2)であり、基材寸法は、外径が103mm、長さが105mmであり、素材はコージェライト製セラミックス原料の原料粉末であるカオリン、溶融シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、タルク、カーボン粒子を含有し、化学組成比が質量比にてSiO245〜55%、Al2O333〜42%、MgO12〜18%となるコージェライトを主成分となるように調整し、水、バインダを所定量添加し、混練することでセラミックス原料を得た。次いで、六角セル形状のスリット溝を有する押出成形用金型を用いてセラミックス原料を押出成形し、ハニカム成形体を最高温度(1390〜1430℃)で焼成した。その後、三元触媒(貴金属Pt、Rh、Pdの少なくとも一種を含有し、γアルミナ、さらにセリア等の酸素吸蔵剤を含有)のスラリーを基材へ流し込み、ブロアで不要分を吹き払うことで基材の壁面に材料をコーティングし、120℃に保たれた乾燥機で2時間水分を飛ばした後、電気炉で500℃、2時間の焼成を加えた。 The manufacturing method of the catalytic converter of the comparative example is that the cell shape is a hexagonal cell, the partition wall thickness is 152 μm, the cell density is 600 cpsi (pieces / cm 2 ), and the substrate dimensions are 103 mm in outer diameter and 105 mm in length. Yes, the material contains kaolin, fused silica, aluminum hydroxide, alumina, talc, carbon particles, which are raw material powders of cordierite ceramic raw material, the chemical composition ratio is SiO 2 45-55% by mass ratio, Al 2 A ceramic raw material was obtained by adjusting cordierite to be 33 to 42% O 3 and 12 to 18% MgO so as to be a main component, adding a predetermined amount of water and binder, and kneading. Next, the ceramic material was extruded using an extrusion mold having hexagonal cell-shaped slit grooves, and the honeycomb formed body was fired at the highest temperature (1390 to 1430 ° C.). After that, a slurry of a three-way catalyst (containing at least one kind of precious metals Pt, Rh, Pd, γ-alumina, and further containing an oxygen storage agent such as ceria) is poured into the base material, and unnecessary parts are blown off with a blower. The material was coated on the wall surface, and moisture was blown for 2 hours with a drier kept at 120 ° C., followed by baking at 500 ° C. for 2 hours in an electric furnace.
一方、実施例および参考例は、比較例と同様の製作方法にて製作したが、基材の構成に関し、隔壁の厚みが異なり、セル密度が異なる中央領域と周辺領域を有している点で比較例と相違している。また、基材の寸法は外径が103mm、長さが105mmであり、コージェライト製である。以下、表1に、比較例と実施例又は参考例1〜16の評価水準を示す。なお、実施例と参考例の試験体Noは連番とし、E1〜E16で示す。 On the other hand, the examples and reference examples were manufactured by the same manufacturing method as the comparative example, but regarding the configuration of the base material, the thickness of the partition walls was different and the cell area had a central region and a peripheral region. It is different from the comparative example. The base material has an outer diameter of 103 mm and a length of 105 mm, and is made of cordierite. Table 1 below shows evaluation levels of Comparative Examples and Examples or Reference Examples 1 to 16. In addition, the test body No. of an Example and a reference example shall be a serial number, and is shown by E1-E16.
評価方法に関し、圧損の評価は、各触媒コンバーターに6m3/分の空気を流した際の圧力損失(25℃換算)を測定し、比較例の値に対する比率で評価した。 Regarding the evaluation method, the pressure loss was evaluated by measuring the pressure loss (25 ° C. equivalent) when air of 6 m 3 / min was passed through each catalytic converter and evaluating the ratio relative to the value of the comparative example.
また、排ガス浄化性能評価は、V型気筒4.3リットルガソリンエンジンの排気系に各触媒コンバーターを装着し、触媒床温を1000℃で1分間にフィードバック、フェールカット、リッチ、リーンを含む条件で50時間の耐久試験をおこない、所定モード走行の際に排出されるエミッション量(cold性能)を測定した。ここでも比較例のエミッション量を基準とし、実施例のエミッション比を求めた。このエミッションの評価を説明した時間−車速グラフを図2に示す。 For exhaust gas purification performance evaluation, each catalytic converter is installed in the exhaust system of a V-type cylinder 4.3 liter gasoline engine, and the catalyst bed temperature is 1000 ° C for 1 minute, including feedback, fail cut, rich, and lean for 50 hours. An endurance test was conducted, and the amount of emissions (cold performance) emitted during traveling in a predetermined mode was measured. Again, the emission ratio of the example was determined based on the emission amount of the comparative example. FIG. 2 shows a time-vehicle speed graph explaining the evaluation of this emission.
さらに、強度評価は、アイソスタティック強度試験にて評価した。この強度試験は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格(JASO)M505-87に基づくものである。触媒コンバーターを構成するセラミックハニカム構造体の基材の軸方向両端面に厚さ20mmのアルミ板を当接して両端を密閉するとともに、外壁部表面を厚さ2mmのゴムで密着したものを圧力容器に入れ、圧力容器内に水を注入し、外壁部表面から静水圧を加え、破壊した際の圧力を測定してアイソスタティック強度とした。ここでも比較例のアイソスタティック強度を基準とし、実施例のアイソスタティック強度比を求めた。 Furthermore, strength evaluation was evaluated by an isostatic strength test. This strength test is based on the automobile standard (JASO) M505-87 issued by the Japan Society for Automotive Engineers. A pressure vessel with a 20mm thick aluminum plate in contact with both axial end surfaces of the ceramic honeycomb structure substrate constituting the catalytic converter to seal both ends, and the outer wall surface closely adhered with 2mm thick rubber The water was poured into the pressure vessel, hydrostatic pressure was applied from the outer wall surface, and the pressure at the time of destruction was measured to obtain isostatic strength. Again, the isostatic strength ratio of the example was determined based on the isostatic strength of the comparative example.
図3〜7はそれぞれ、0.8≦ta/tb<1の場合の実験結果、0.6≦ta/tb<0.8の場合の実験結果、0.4≦ta/tb<0.6の場合の実験結果、0.2≦ta/tb<0.4の場合の実験結果、およびta/tb≧1の場合の実験結果を示した図であり、いずれも、(a)は圧損に関する結果を示した図であり、(b)はエミッションに関する結果を示した図である。また、図8(a)は図3(a)〜図7(a)をまとめた図であり、図8(b)は図3(b)〜図7(b)をまとめた図である。さらに、図9は中央領域と周辺領域の面積比率と圧損、エミッション、強度を検証する実験結果を示した図であって、図9(a)は圧損に関する結果を示した図であり、図9(b)はエミッションに関する結果を示した図であり、図9(c)は強度に関する結果を示した図である。 3 to 7 show experimental results when 0.8 ≦ ta / tb <1, experimental results when 0.6 ≦ ta / tb <0.8, experimental results when 0.4 ≦ ta / tb <0.6, and 0.2 ≦ ta / t, respectively. It is the figure which showed the experimental result in the case of tb <0.4, and the experimental result in the case of ta / tb> = 1, (a) is the figure which showed the result regarding pressure loss, (b) is the figure regarding emission. It is the figure which showed the result. 8A is a diagram summarizing FIGS. 3A to 7A, and FIG. 8B is a diagram summarizing FIGS. 3B to 7B. Further, FIG. 9 is a diagram showing experimental results for verifying the area ratio of the central region and the peripheral region, pressure loss, emission, and strength, and FIG. 9A is a diagram showing the results regarding pressure loss. (B) is the figure which showed the result regarding an emission, FIG.9 (c) is the figure which showed the result regarding an intensity | strength.
図3〜8より、0.8≦ta/tb<1のときは1≦Ma/Mb≦1.17の範囲、0.6≦ta/tb<0.8のときは1≦Ma/Mb≦1.26の範囲、0.4≦ta/tb<0.6のときは1≦Ma/Mb≦1.37の範囲、0.2≦ta/tb<0.4のときは1≦Ma/Mb≦1.47の範囲で、圧損およびエミッションともに実施例の値が比較例の値以下になることが実証されている。 3-8, when 0.8 ≦ ta / tb <1, the range is 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.17, when 0.6 ≦ ta / tb <0.8, the range is 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.26, and 0.4 ≦ ta / When tb <0.6, the range is 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.37, and when 0.2 ≦ ta / tb <0.4, the range is 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.47. It has been demonstrated that
また、図7より、ta≧tbの場合は圧損比、エミッション比ともに悪化することが分かる。 Further, FIG. 7 shows that both the pressure loss ratio and the emission ratio deteriorate when ta ≧ tb.
一方、図9より、圧損比と強度比をともに満足する中央領域と周辺領域の面積比率(中央領域の面積Sa、周辺領域の面積Sbで面積比Sa/Sb)は2以下の範囲であることが実証されている。 On the other hand, as shown in FIG. 9, the area ratio between the central region and the peripheral region that satisfies both the pressure loss ratio and the strength ratio (the area Sa of the central region, the area Sb of the peripheral region, Sa / Sb) is in the range of 2 or less. Has been demonstrated.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1…基材、2…中央領域、3…周辺領域、10…触媒コンバーター
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記基材は、該基材の排ガスの流れ方向である長手方向に直交する断面において、セル密度が相対的に高い中央領域とセル密度が相対的に低い周辺領域を有し、
前記中央領域の隔壁の厚みがtaでセル密度がMaであり、前記周辺領域の隔壁の厚みがtbでセル密度がMbであり、
ta<tbであり、
0.8≦ta/tb<1のとき、1≦Ma/Mb≦1.17であり、
0.6≦ta/tb<0.8のとき、1≦Ma/Mb≦1.26であり、
0.4≦ta/tb<0.6のとき、1≦Ma/Mb≦1.37であり、
0.2≦ta/tb<0.4のとき、1≦Ma/Mb≦1.47である、
触媒コンバーター。 A catalytic converter having a honeycomb structure base material having a cell structure partition wall through which exhaust gas flows and having a catalyst layer formed on the surface of the partition wall,
The base material has a central region in which the cell density is relatively high and a peripheral region in which the cell density is relatively low in a cross section orthogonal to the longitudinal direction that is the flow direction of the exhaust gas of the base material,
The partition wall thickness in the central region is ta and the cell density is Ma, the partition wall thickness in the peripheral region is tb and the cell density is Mb,
ta <tb,
When 0.8 ≦ ta / tb <1, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.17,
When 0.6 ≦ ta / tb <0.8, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.26,
When 0.4 ≦ ta / tb <0.6, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.37,
When 0.2 ≦ ta / tb <0.4, 1 ≦ Ma / Mb ≦ 1.47,
Catalytic converter.
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