JP2577783Y2 - 改良された触媒コンバータ - Google Patents

改良された触媒コンバータ

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JP2577783Y2 JP1989122681U JP12268189U JP2577783Y2 JP 2577783 Y2 JP2577783 Y2 JP 2577783Y2 JP 1989122681 U JP1989122681 U JP 1989122681U JP 12268189 U JP12268189 U JP 12268189U JP 2577783 Y2 JP2577783 Y2 JP 2577783Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本考案は内燃機関の排気ガスを清浄化するのに使用さ
れるディーゼル粒子トラップ等の触媒コンバータに関
し、より詳しく言えば一体化した触媒エレメントまたは
ディーゼル・フィルタが撓むことのできる弾性のある膨
張する板を含む取り付け複合材によってケーシングのな
かにしっかりとしかし弾性を与えて取り付けられる金属
製のケーシングを含む触媒コンバータまたはディーゼル
粒子トラップに関する。前記膨張する板はその縁を排気
の流れに垂直にしている。
【従来の技術および考案が解決しようとする課題】
触媒コンバータは自動車の排気のなかの一酸化炭素及
び炭化水素の酸化及び窒素酸化物の還元に広く使用され
ている。ディーゼル粒子トラップはディーゼルエンジン
で発生する煤を集めるのに使用される。集まつた煤はガ
ス・バーナまたは電気ヒータによつて周期的に燃え尽く
される。これらの環境のいずれにおいても遭遇する高い
温度のために触媒支持物またはディーゼル・フィルタに
対してセラミックス材が道理に合った選択であった。 セラミックの一体の材料はもろい傾向がありまたその
金属の、通常はステンレス・スティールのコンテナとは
はっきりと異なった熱膨張係数を有する。よって、セラ
ミックの一体の材料で作った取り付け装置は衝撃と振動
による機械的衝撃と熱サイクルによる熱衝撃に対する抵
抗を提供しなければならない。熱的及び機械的衝撃はセ
ラミック材の支持部の劣化を起こすことがあり、この劣
化は一度始まると急速に加速され最終的には装置を使用
できなくする。この目的に対しての取り付け材料として
適当であることが分った膨張する板は米国特許3,916,05
7、4,305,992及び英国特許第1,513,808に開示されてい
る。 膨張する板による取り付け材料はセラミックの一体の
材料またはディーゼル粒子フィルタを所定の位置に保持
し一方700℃より低い中等程度の排気温度及び６気筒及
び８気筒のエンジンのようなエンジンの排気ガスの中等
程度の圧力の脈動での侵食に抵抗することに対しては適
当な働きをする。しかしながら、より小さい、４気筒の
エンジンがより速い回転速度で回転するとき及びヨーロ
ッパにおいての触媒コンバータの出現によつてそれらの
エンジンの高速運転の条件によつて、現在の取り付け材
料はより高い排気ガスの温度とより厳しい圧力の脈動を
受けている。これらの条件のもとでは、ある期間を過ぎ
ると、現在の取り付け材料は侵食されることがある。 よって、本考案の目的は、より高排気温度の影響に耐
えかつ現状の作動条件に関連する厳しい圧力脈動に耐え
ることができる触媒コンバータエレメントまたはディー
ゼル粒子トラップのためのセラミック・モノリスの取り
付け複合材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
本考案は新規な侵食に対抗する取り付け複合材がケー
シングのなかに一体化された触媒エレメントまたはディ
ーゼル粒子フィルタをしっかりと取り付けるのに利用さ
れている内燃機関排気システムのなかで使用される触媒
コンバータまたはディーゼル粒子トラップに関する。新
規な侵食に抵抗する取り付け複合材は横方向の縁だけの
周りに巻き付けられる断面コ字状をした金属織物の細長
い材料によつて１つの横の縁の少なくとも一部のうえに
保護される膨張する取り付けマットから成り立つ。織物
は直径が1.0ミリメートルより小さいワイヤから織ら
れ、編まれ、または編組される好適な場合ステンレス・
スチールで、85％より小さい、好適な場合40％の開放領
域を有する。織った金属布が使用されるとき侵食に抵抗
する取り付け複合材の撓み性は、ワイヤが横の縁に巻き
付けられたとき、縁の長手方向に対して15°から70°の
角度、好ましい場合45°の角度にあるよう織った金属の
布を作るワイヤの方向を決めることによって与えられ
る。
【実施例】
さて附図を参照して、触媒コンバータまたはディーゼ
ル粒子トラップは一般に切頭円堆形の入口端12と出口端
13をそれぞれ有する金属製のケーシング11を含む。ケー
シング11のなかには一体の触媒エレメントまたは複数の
ガス流路21を貫通させたハネカム状セラミック材から形
成されるディーゼル粒子フィルタ20が置かれる。触媒エ
レメントまたはディーゼル粒子フィルタ20を取り巻く本
考案による耐侵食性の取り付け複合材30がある。 耐侵食性の取り付け複合材30は金属織物の細長い帯に
よって両方の横の縁のうえに保護される膨張する取り付
けマット32を含む。取り付け複合材30は触媒エレメント
またはディーゼル粒子フィルタ20を取り付けマット32の
その位置での膨張によってケーシング11のなかに緊密に
しかし弾性をもって支持する働きをする。それはさらに
触媒エレメントまたはディーゼル粒子フィルタ20とケー
シング11の間の隙間を封止する働きをしてよって排気ガ
スが触媒エレメントまたはディーゼル粒子フィルタ20を
バイパスすることを防ぐ。金属織物34は排気ガスの衝撃
によって起こされる侵食から取り付けマット32の縁を保
護する働きをする。 取り付けマット32は弾性のある撓む膨張する板で重量
比で約20％から65％までの膨張していない蛭石のフレー
クを含んでいる。そのようなフレークは処理されていな
いかまたはデヒドロゲン燐酸アンモニウム、炭酸アンモ
ニウム、塩化アンモニウムまたは他の適当なアンモニウ
ム化合物とイオン交換されることによって処理されてい
る。取り付けマット32はまたアルミニウム・シリケート
繊維（商品としてはファイバーフラックス、セルファイ
バ、及びカオウールの商品名のもとに入手できる）、ア
スベスト繊維、軟らかいガラスファイバ、ジルコニヤ・
シリカ・ファイバ及び結晶したアルミナ・ホイスカを含
む無機物繊維性材料の重量比で約10％から50％まで、自
然ゴム・ラテックス、スチレン・ブタジエン・ラテック
ス、ブタジエン・アクリロニトリル・ラテックス、アク
リル酸塩またはメタアクリル酸塩ポリマ及びコポリマの
ラテックス及び類似物を含む結合材の重量比で約３％か
ら20％、及び膨張した蛭石、空隙のあるガラス・ミクロ
球及びベントナイトを含む無機物フィラの重量比で約40
％までを含む。マット32は基本的な製紙技術に従って作
られる。 本考案のこの侵食に抵抗する取り付け複合材30の金属
の織物34は織った金属、好ましい場合ステンレス・スチ
ールの細長い帯であり、直径1.0mm以下の、好ましい場
合約0.23mmの直径のワイヤから織られまた85％以下の開
放領域、好ましい場合約40％の開放領域を持つ。この織
物34は一般に正方形開口を有するが、それは長方形でも
よく、一般に７ミリメートルより小さく、好ましい場合
約0.4ミリメートルの幅を有する。交差するワイヤは一
般に同じ直径であるが、そのように制限されてはいな
い。撓みを維持するために、布を作っているワイヤがマ
ットの長手方向の縁に対して15°から75°の角度、好適
な場合45°の角度にあるように膨張するマット32のうえ
で方向付けされねばならない。織ったとき、ワイヤは90
°の角度で交わり、よって取り付け複合材30の縁に対す
る１本のワイヤの角度は他のワイヤの角度の余角（90°
マイナス他のワイヤの角度）である。このようにして、
交差する、織ったワイヤのいずれかは取り付けマット32
の縁に対する織目の角度を決定するのに使われることが
できるであろう。 マットに対する侵食保護としてまた有用であるのは織
られる代りに編まれるかまたは編組される金属、好まし
い場合ステンレス・スチールの織物である。この織物は
直径で1.0mm以下で好ましい場合0.15mmのワイヤで作ら
れ、その開放領域は85％以下である。この織物は織った
布より一般に軟らかで扱い易い。編まれたまたは編組さ
れた織物を作っているワイヤの弯曲した性質の故に取り
付け複合材30の撓み易さに悪い影響を与えることなくマ
ットの縁のうえでどのような方向にも向けられることが
できる。 上記の金属織物30の縁の保護物は円形の断面を有する
ワイヤから作られた。勿論このワイヤは正方形、長方形
またはどのような他の形の断面形を有するワイヤから本
考案の範囲から離れることなく作られたであろう。 金属織物34の縁の保護物はテープまたは接着剤によっ
て、または機械的装置、例えば縫うこと、ステープルで
止めること、棒で固定することまたは縮らせることによ
って確保されることができる。コンバータまたはトラッ
プ10の組み立ての直前に織物34が取り付けマット32のう
えに置かれるならば、固定する外部の装置は必要でな
い。金属の織物34の縁の保護物は膨張する取り付けマッ
ト32の長手方向の縁を越えて5mmから50mm延びるべきで
ある。附図は金属織物34の縁の保護物が膨張する取り付
けマット32の全長を蔽っているところを示している。勿
論、マット32の一方の縁または両方の縁の一部だけを蔽
うことは可能である。特に、第2B図に示される金属織物
34は、帯状の断面コ字状をしていて、取り付けマット32
の横方向端縁だけを蔽っている。 取り付け複合材が衝突する空気流からの縁の侵食に抵
抗する能力をテストする侵食テストが考案された。この
テストは取り付け複合材30の25.4mm×25.4mmのサンプル
を取りそれを２つの銅の金敷の間にはさみ銅スペーサに
よつて前以て決められている間隙まで押しせばめること
から成り立つ。このアセンブリは次いで800℃まで１時
間加熱されそれによって有機結合剤を燃やし尽す。それ
を0.01グラムに一番近い値まで計量したあと、取り付け
複合材30の縁が音速に近い速度で衝突する空気流に曝さ
れる装置のなかに取り付けられる。空気流は19mmの距離
を20サイクル／秒の割合で取り付け複合材30の縁に沿っ
て振動する。空気流はサンプルの縁から3.8mmの距離の
ところで振動する。テストのあと、サンプルは再び計量
され、単位時間当たりの重量の損失、即ち侵食の速さが
計算される。商品名‘インテラム・オートモーティブ・
マット’シリーズIVで売られている公称厚さ4.9mmの標
準の膨張する板が種々の金属織物34の縁の保護物を取り
付けまたこれを取り付けずにテストされた。結果は表１
に示す。 テストの結果は本考案による金属織物34の縁の保護物
を取り付けたものが膨張するマット32の侵食の速さを徹
底的に小さくすることを示している。 種々の金属織物34の縁の保護物の適当性を撓み易さに
ついてテストするため種々の縁の保護物が膨張するマッ
ト32の縁に結合され、次いで8.08cm×16.97cm×12.7cm
の長い卵形の触媒エレメント20の周りに巻き付けられ
た。受け入れることができるためには、取り付け複合材
30は触媒エレメント20の表面と接触した状態にありエレ
メント20に巻き付けられたときねじれてはならない。結
果は表IIに示す。
【考案の効果】
本考案は、上述のとおり構成されているので、次のよ
うな効果を奏する。 触媒エレメントと金属製ケーシングとの間におかれる
弾性を有し、撓み、高温に耐えて膨張する取り付けマッ
トが、その少なくとも１つの横方向の端縁の少なくとも
一部分を蔽う帯状の金属製織物を含むので、排気ガスの
衝撃により引き起こされる腐食から取り付けマットの縁
を保護し、それを有しないものと比較してその侵食割合
が優れている。 そして、金属製織物を使用することにより、触媒エレ
メントに巻き付けられてその表面と接触した状態にあっ
て、ねじられることがなくかつ排気ガスにさらされても
圧力脈動にも耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案による触媒コンバータまたはディーゼル
粒子トラップの分解した斜視図、 第2A図は本考案による耐侵食性取り付け複合材の平面
図、 第2B図は本考案による耐侵食性取り付け複合材の縁の部
分の投影図、及び 第2C図は本考案による耐侵食性取り付け複合材の端の部
分の投影図である。 図において。 10:触媒コンバータ、11:メタル・ケーシング、20:セラ
ミツク触媒エレメント、30:耐侵食性取り付け複合材、3
2:取り付けマット、34:金属織物の細長い帯。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−221071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−69507（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−97518（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−140121（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−169220（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−170021（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/28 311

Claims (9)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属製ケーシング、該ケーシング内に設置
    されるセラミック製触媒エレメント、及び触媒エレメン
    トを金属製ケーシング内部に位置せしめかつ機械的熱的
    衝撃を吸収するために触媒エレメントと金属製ケーシン
    グとの間に置かれる弾性を有し、撓み、高温に耐えて膨
    張する取り付けマット、を含む改良された触媒コンバー
    タにおいて、 前記取り付けマットの横方向端縁の部分だけを蔽う帯状
    の断面コ字状をした金属製織物を含むことを特徴とする
    改良された触媒コンバータ。
  2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の改
    良された触媒コンバータにおいて、前記帯状の金属製織
    物が、前記取り付けマットの前記横方向端縁と15°から
    75°の角度をなすワイヤから作られていることを特徴と
    する改良された触媒コンバータ。
  3. 【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項または第２
    項のいずれかの１項に記載の改良された触媒コンバータ
    において、前記膨張する取り付けマットは膨張されてい
    ない蛭石の重量比で20％から60％まで、無機物の繊維性
    材料の重量比で10％から50％、及び結合材の重量比で３
    ％から20％を含むことを特徴とする改良された触媒コン
    バータ。
  4. 【請求項４】実用新案登録請求の範囲第１項または第２
    項のいずれかの１項に記載の改良された触媒コンバータ
    において、前記蛭石はアンモニウム化合物とイオン交換
    されることを特徴とする改良された触媒コンバータ。
  5. 【請求項５】実用新案登録請求の範囲第４項に記載の改
    良された触媒コンバータにおいて、前記無機物繊維性材
    料はアスベスト、軟らかいガラス・ファイバ、アルミニ
    ウム・ホイスカ、アルミナ・シリカ・ファイバまたはジ
    ルコニア・シリカ・ファイバであることを特徴とする改
    良された触媒コンバータ。
  6. 【請求項６】実用新案登録請求の範囲第４項に記載の改
    良された触媒コンバータにおいて、前記結合材は有機材
    料または無機材料または両者の組み合わせであることを
    特徴とする改良された触媒コンバータ。
  7. 【請求項７】実用新案登録請求の範囲第１項または第２
    項のいずれかの１項に記載の改良された触媒コンバータ
    において、前記金属製織物は鋼、ステンレス・スチー
    ル、亜鉛メッキされた鋼、金属合金またはこれらの組み
    合わせであることを特徴とする改良された触媒コンバー
    タ。
  8. 【請求項８】実用新案登録請求の範囲第７項に記載の改
    良された触媒コンバータにおいて、前記金属製織物は織
    られたワイヤ布、編組されたワイヤ織物または編まれた
    ワイヤ布であることを特徴とする改良された触媒コンバ
    ータ。
  9. 【請求項９】実用新案登録請求の範囲第８項に記載の改
    良された触媒コンバータにおいて、前記金属ワイヤは直
    径が1.0ミリメートル以下であることを特徴とする改良
    された触媒コンバータ。
JP1989122681U 1988-10-28 1989-10-19 改良された触媒コンバータ Expired - Lifetime JP2577783Y2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/263,683 US5008086A (en) 1988-10-28 1988-10-28 Erosion resistant mounting composite for catalytic converter
US263683 1988-10-28

Publications (2)

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