JP2813679B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、一般に自動車の排気ガスの浄化手段として
排気管の途中に介装される、排気ガス浄化用触媒を担持
させるための金属製ハニカムコア体から成る排気ガス浄
化装置に関する。
排気管の途中に介装される、排気ガス浄化用触媒を担持
させるための金属製ハニカムコア体から成る排気ガス浄
化装置に関する。
更に詳しくは、本発明は過酷な条件下で使用されるこ
の種の排気ガス浄化装置において、金属製ハニカムコア
体として、熱膨張や熱応力による変形や破損に対する耐
久性を改善した排気ガス浄化装置に関するものである。
の種の排気ガス浄化装置において、金属製ハニカムコア
体として、熱膨張や熱応力による変形や破損に対する耐
久性を改善した排気ガス浄化装置に関するものである。
（従来の技術） 従来、この種の排気ガス浄化装置は、一般に耐熱性の
薄肉綱板からの平板状帯材と前記薄肉綱板を波形成形し
た波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層
状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気孔路を有するハニカム状積層体（以下、
ハニカムコア体という。）と、前記ハニカムコア体を填
装し固着するための両端が開口した筒状の金属ケースか
ら構成されている。
薄肉綱板からの平板状帯材と前記薄肉綱板を波形成形し
た波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層
状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気孔路を有するハニカム状積層体（以下、
ハニカムコア体という。）と、前記ハニカムコア体を填
装し固着するための両端が開口した筒状の金属ケースか
ら構成されている。
そして、前記ハニカムコア体と金属ケースとは、排気
ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反
応などによる熱膨張や熱的応力に耐えるように、また自
動車走行時の振動などに耐え得るようにろう接または溶
接などにより強固に固着される。なお、ハニカムコア体
を構成する平板状帯材と波板状帯材の当接部は種々の方
法により固着されることはいうまでもないことである。
ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反
応などによる熱膨張や熱的応力に耐えるように、また自
動車走行時の振動などに耐え得るようにろう接または溶
接などにより強固に固着される。なお、ハニカムコア体
を構成する平板状帯材と波板状帯材の当接部は種々の方
法により固着されることはいうまでもないことである。
また、最近においては、従来のコーディエライト系セ
ラミック担体との価格競争面からハニカムコア体を填装
し強固に固着するための金属ケースを使用しないもの、
即ち金属製ハニカムコア体のみで排気ガス浄化装置を構
成しようとする動きがある。この場合、金属ケースを使
用しないことから、金属ケースの製作コスト，金属ケー
スと金属製ハニカムコア体の填装，固着コスト，いわゆ
るキャンニングコストなどが削減され、大幅なコストメ
リットが生じることはいうまでもないことである。
ラミック担体との価格競争面からハニカムコア体を填装
し強固に固着するための金属ケースを使用しないもの、
即ち金属製ハニカムコア体のみで排気ガス浄化装置を構
成しようとする動きがある。この場合、金属ケースを使
用しないことから、金属ケースの製作コスト，金属ケー
スと金属製ハニカムコア体の填装，固着コスト，いわゆ
るキャンニングコストなどが削減され、大幅なコストメ
リットが生じることはいうまでもないことである。
しかしながら、前記した従来のハニカムコア体からの
み構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカムコア
体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装置は、
長期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカムコ
ア体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はも
とより、該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニカム
コア体の半径方向という。）において、前記した排気ガ
ス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱と
いう雰囲気下で生起する熱膨張や熱応力に基づく変形力
が、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状帯
材）を通じてハニカムコア体の外周部近傍あるいはハニ
カムコア体の外周面と金属ケースの内壁面との当接面近
傍に集中することに基づくものである。即ち、前記した
熱膨張や熱応力に基づく大きな変形力がハニカムコア体
の外周部近傍あるいはハニカムコア体の外周面と金属ケ
ースの内壁面との当接面近傍に集中するため、当該部位
においてハニカムコア体を構成する平板状帯材及び／又
は波板状帯材のヒビ割れ，破損が大きく、また各帯材間
の当接部やハニカムコア体と金属ケース間の当接部の剥
離や離体が生じるという欠点によるものである。
み構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカムコア
体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装置は、
長期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカムコ
ア体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はも
とより、該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニカム
コア体の半径方向という。）において、前記した排気ガ
ス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱と
いう雰囲気下で生起する熱膨張や熱応力に基づく変形力
が、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状帯
材）を通じてハニカムコア体の外周部近傍あるいはハニ
カムコア体の外周面と金属ケースの内壁面との当接面近
傍に集中することに基づくものである。即ち、前記した
熱膨張や熱応力に基づく大きな変形力がハニカムコア体
の外周部近傍あるいはハニカムコア体の外周面と金属ケ
ースの内壁面との当接面近傍に集中するため、当該部位
においてハニカムコア体を構成する平板状帯材及び／又
は波板状帯材のヒビ割れ，破損が大きく、また各帯材間
の当接部やハニカムコア体と金属ケース間の当接部の剥
離や離体が生じるという欠点によるものである。
なお、平板と波板の当接点の接合強度を改善するため
に、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）の曲率半
径と同一の凹曲面部を設けたものが（即ち平板が前記曲
率半径を有する波板状のものである。）が知られている
（特開昭64−30651号）。そしてこのものが、結果的に
平板と波板との熱膨張差に起因する熱応力の発生を緩和
させるとしているが、なお不十分なものである。
に、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）の曲率半
径と同一の凹曲面部を設けたものが（即ち平板が前記曲
率半径を有する波板状のものである。）が知られている
（特開昭64−30651号）。そしてこのものが、結果的に
平板と波板との熱膨張差に起因する熱応力の発生を緩和
させるとしているが、なお不十分なものである。
前記したように、この種の排気ガス浄化ガス装置にお
いて、特にハニカムコア体の熱的変形に対して十分に耐
えうるようにすることは、ハニカムコア体を構成する平
板状帯材と波板状帯材との間を、あるいはハニカムコア
体の外周面と金属ケースの内壁面とを単に強固に固着す
ればよいという考え方を修正しなければならない。
いて、特にハニカムコア体の熱的変形に対して十分に耐
えうるようにすることは、ハニカムコア体を構成する平
板状帯材と波板状帯材との間を、あるいはハニカムコア
体の外周面と金属ケースの内壁面とを単に強固に固着す
ればよいという考え方を修正しなければならない。
本発明者は、前記した従来の排気ガス浄化装置の欠点
を解消すべく、鋭意検討した。その結果、ハニカムコア
体を構成する部材（平板状帯材と波板状帯材）におい
て、平板状帯材を特殊な形状にすることにより、ハニカ
ムコア体の半径方向に伝達される熱膨張や熱応力に基づ
く大きな変形力を効果的に吸収，緩和しうることを見い
出し本発明を完成するに至った。
を解消すべく、鋭意検討した。その結果、ハニカムコア
体を構成する部材（平板状帯材と波板状帯材）におい
て、平板状帯材を特殊な形状にすることにより、ハニカ
ムコア体の半径方向に伝達される熱膨張や熱応力に基づ
く大きな変形力を効果的に吸収，緩和しうることを見い
出し本発明を完成するに至った。
（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、長尺かつ薄肉金属板
の平板状帯材と波板状帯材とを相互に当接するように重
積して製作した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する
排気ガス浄化用触媒を担持させるためのハニカムコア体
を用いてなる排気ガス浄化装置において、前記ハニカム
コア体を構成する平板状帯材が、長尺方向にみて凹凸部
と平坦部を交互に有するものであることを特徴とする排
気ガス浄化装置に関するものである。
の平板状帯材と波板状帯材とを相互に当接するように重
積して製作した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する
排気ガス浄化用触媒を担持させるためのハニカムコア体
を用いてなる排気ガス浄化装置において、前記ハニカム
コア体を構成する平板状帯材が、長尺方向にみて凹凸部
と平坦部を交互に有するものであることを特徴とする排
気ガス浄化装置に関するものである。
以下、本発明の構成について詳しく説明する。
金属製ハニカムコア体を使用した排気ガス浄化装置に
おいて、熱膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する
耐久性を十分なものにすることが極めて重要である。
おいて、熱膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する
耐久性を十分なものにすることが極めて重要である。
即ち、この種の金属製の排気ガス浄化装置は、運転、
停止と運転再開時にみられる加熱・冷却サイクルの負荷
は勿論のこと、走行中においても過酷な熱的環境にさら
されるため、熱に対する耐久性の問題は極めて重要な課
題である。
停止と運転再開時にみられる加熱・冷却サイクルの負荷
は勿論のこと、走行中においても過酷な熱的環境にさら
されるため、熱に対する耐久性の問題は極めて重要な課
題である。
この点、走行中の状況を考察すると、排気ガス浄化装
置は、排気ガスの流量分布の相違（中央部と周辺部の流
量の相違）、及びハニカムコア体の表面部に担持された
Pt,Pd,Rhなどの排気ガス浄化用触媒と排気ガスの接触反
応（発熱反応）により、ハニカムコア体の中央部は周辺
部より高温にさらされる。因みに、この種の排気ガス浄
化装置内の温度は、一般には700〜800℃であるが、HC
（炭化水素）が多く排出される場合には1000℃前後にも
なる。
置は、排気ガスの流量分布の相違（中央部と周辺部の流
量の相違）、及びハニカムコア体の表面部に担持された
Pt,Pd,Rhなどの排気ガス浄化用触媒と排気ガスの接触反
応（発熱反応）により、ハニカムコア体の中央部は周辺
部より高温にさらされる。因みに、この種の排気ガス浄
化装置内の温度は、一般には700〜800℃であるが、HC
（炭化水素）が多く排出される場合には1000℃前後にも
なる。
前記したハニカムコア体内部の温度勾配をさらに詳し
くみると、ハニカムコア体の外周部とそれより少し内側
の部位間における温度勾配は、中央部近傍における温度
勾配より著しく大きなものとなる。このことは、ハニカ
ムコア体の外周面が直接外気と接したり、あるいはハニ
カムコア体が外気と接する筒状金属ケース内に固着され
るので、より一層、助長されることになる。
くみると、ハニカムコア体の外周部とそれより少し内側
の部位間における温度勾配は、中央部近傍における温度
勾配より著しく大きなものとなる。このことは、ハニカ
ムコア体の外周面が直接外気と接したり、あるいはハニ
カムコア体が外気と接する筒状金属ケース内に固着され
るので、より一層、助長されることになる。
従って、ハニカムコア体のみからなる（金属ケースを
使用しないタイプの）排気ガス浄化装置、あるいはハニ
カムコア体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化
装置において、ハニカムコア体の高温サイドの中心部か
ら低温サイドのハニカムコア体の外周面近傍部位へ、即
ちハニカムコア体の半径方向にハニカムコア体の構成部
材（平板状帯材と波板状帯材）の熱伝達に伴なって熱膨
張や熱応力に基づく強い変形力（以下、熱による変形力
ともいう。）が集中することになる。
使用しないタイプの）排気ガス浄化装置、あるいはハニ
カムコア体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化
装置において、ハニカムコア体の高温サイドの中心部か
ら低温サイドのハニカムコア体の外周面近傍部位へ、即
ちハニカムコア体の半径方向にハニカムコア体の構成部
材（平板状帯材と波板状帯材）の熱伝達に伴なって熱膨
張や熱応力に基づく強い変形力（以下、熱による変形力
ともいう。）が集中することになる。
このハニカムコア体の半径方向における熱による大き
な変形力は、特にハニカムコア体の外周面近傍部位にお
いて、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状
帯材）の当接部が強固に固着されていても、経時的に剥
離や離体を起こさせたり、各構成部材にヒビ割れや破損
を生ぜしめる。
な変形力は、特にハニカムコア体の外周面近傍部位にお
いて、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状
帯材）の当接部が強固に固着されていても、経時的に剥
離や離体を起こさせたり、各構成部材にヒビ割れや破損
を生ぜしめる。
そして、これら剥離，ヒビ割れ，破損と連動して、各
構成部材の表面に担持された高価な触媒層も剥離し、排
気ガスの浄化能力の低下を招く。また、金属ケース内に
ハニカムコア体が填装され、ハニカムコア体の最外周面
が金属ケースの内壁面に強固に固着された排気ガス浄化
装置においても、前記した状況は同じである。
構成部材の表面に担持された高価な触媒層も剥離し、排
気ガスの浄化能力の低下を招く。また、金属ケース内に
ハニカムコア体が填装され、ハニカムコア体の最外周面
が金属ケースの内壁面に強固に固着された排気ガス浄化
装置においても、前記した状況は同じである。
従って、前記した剥離などの欠点を解消ないし抑制す
るためには、ハニカムコア体の構造において、特にハニ
カムコア体の半径方向における熱膨張や熱応力に基づく
変形力を吸収，緩和させる手段を講じることが不可欠で
ある。
るためには、ハニカムコア体の構造において、特にハニ
カムコア体の半径方向における熱膨張や熱応力に基づく
変形力を吸収，緩和させる手段を講じることが不可欠で
ある。
このため、本発明においては、ハニカムコア体を構成
する部材である耐熱性の薄肉金属板の平板状帯材と波板
状帯材において、平板状帯材の形状を前記した熱による
変形力を吸収，緩和しやすい形状のものにするという技
術的構成を採用する。より具体的には、平板状帯材の形
状を凹凸部と平坦部を交互に有するもの、別言すれば所
望長の凹凸部と平坦部とからなる一周期単位長を連接し
た形状のものとするものである。
する部材である耐熱性の薄肉金属板の平板状帯材と波板
状帯材において、平板状帯材の形状を前記した熱による
変形力を吸収，緩和しやすい形状のものにするという技
術的構成を採用する。より具体的には、平板状帯材の形
状を凹凸部と平坦部を交互に有するもの、別言すれば所
望長の凹凸部と平坦部とからなる一周期単位長を連接し
た形状のものとするものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて更に詳しく説
明するが、本発明は図面のものに限定されるものではな
い。
明するが、本発明は図面のものに限定されるものではな
い。
本発明において、金属製ハニカムコア体は、第６図〜
第７図に示されるようなものであり、通常の方法により
製作される。
第７図に示されるようなものであり、通常の方法により
製作される。
即ち、ハニカムコア体（１）は、第６図に示されるよ
うに、耐熱性の薄肉綱板からなる厚さ0.03〜0.1mm程度
の平板状帯材（11）と、該平板状帯材（11）を後述する
特殊な波形をもつように波形加工した波板状帯材（12）
を相互に当接部を有するように重積し、次いで両者を一
括渦巻状に、かつ最外周面が平板状帯材（11）となるよ
うに巻回積層することにより製作される。この巻回積層
により、排気ガスの通路となる多数の網目状通気孔路
（13）は自動的に形成される。また、ハニカムコア体
（１）は、第７図に示されるように、平板状帯材（11）
と後述する特殊な波形をもつように波形加工した波板状
帯材（12）を相互に当接するように重積し、これを階層
状に積層成形して製作してもよい。
うに、耐熱性の薄肉綱板からなる厚さ0.03〜0.1mm程度
の平板状帯材（11）と、該平板状帯材（11）を後述する
特殊な波形をもつように波形加工した波板状帯材（12）
を相互に当接部を有するように重積し、次いで両者を一
括渦巻状に、かつ最外周面が平板状帯材（11）となるよ
うに巻回積層することにより製作される。この巻回積層
により、排気ガスの通路となる多数の網目状通気孔路
（13）は自動的に形成される。また、ハニカムコア体
（１）は、第７図に示されるように、平板状帯材（11）
と後述する特殊な波形をもつように波形加工した波板状
帯材（12）を相互に当接するように重積し、これを階層
状に積層成形して製作してもよい。
前記平板状帯材（11）として、例えばクロム鋼（クロ
ム13〜25％）、Fe−Cr20％−Al5％などの耐熱性のステ
ンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を改善するために希
土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ0.04mm〜
0.1mmのものが、そして波板状帯材（12）として前記平
板状帯材（11）をフォーミングギアの間を通過させるな
どして後述する特殊な波形をもつように波形加工したも
のが使用される。各帯材にAlを含有したステンレス鋼を
用いると、熱処理により帯材表面にウィスカー状のAl2O
3が析出し、これが排気ガス浄化用触媒を担持するため
のウオッシュコートを強固に固着するので好ましいもの
である。
ム13〜25％）、Fe−Cr20％−Al5％などの耐熱性のステ
ンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を改善するために希
土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ0.04mm〜
0.1mmのものが、そして波板状帯材（12）として前記平
板状帯材（11）をフォーミングギアの間を通過させるな
どして後述する特殊な波形をもつように波形加工したも
のが使用される。各帯材にAlを含有したステンレス鋼を
用いると、熱処理により帯材表面にウィスカー状のAl2O
3が析出し、これが排気ガス浄化用触媒を担持するため
のウオッシュコートを強固に固着するので好ましいもの
である。
次に、本発明の形状に特徴を有する平板状帯材（11）
について説明する。
について説明する。
第１図は平板状帯材（11）と波板状帯材（12）との所
定の当接点近傍において、本発明の第一の実施態様によ
る平板状帯材（11）の形状を説明する図である。
定の当接点近傍において、本発明の第一の実施態様によ
る平板状帯材（11）の形状を説明する図である。
第１図に示されるように、本発明の平板状帯材（11）
は平坦部（ａ）と略正弦波形の凹凸部（ｂ）を交互に有
するものである。別言すれば、該平坦部（ａ）と凹凸部
（ｂ）とからなる一周期単位長が連接された形状のもの
である。なお、平板状帯材（11）の一周期単位長内にお
いて、平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）のそれぞれの長さは
同等であっても、相違したものであってもよい。
は平坦部（ａ）と略正弦波形の凹凸部（ｂ）を交互に有
するものである。別言すれば、該平坦部（ａ）と凹凸部
（ｂ）とからなる一周期単位長が連接された形状のもの
である。なお、平板状帯材（11）の一周期単位長内にお
いて、平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）のそれぞれの長さは
同等であっても、相違したものであってもよい。
本発明において、平板状帯材（11）の該凹凸部（ｂ）
の形状が第２図に示される略台形状のものであってもよ
く、更に他の形状のものであってもよい。
の形状が第２図に示される略台形状のものであってもよ
く、更に他の形状のものであってもよい。
本発明において、前記した平板状帯材（11）の凹凸部
（ｂ）の凹部と凸部間の高さ（ｈ）は、波板状帯材（1
2）の波の山部と谷部間の高さ（Ｈ）との相対的な関連
で決めればよい。その際、平板状帯材（11）の壁面に担
持させるW/C層（排気ガス浄化用触媒を担持させるため
のウオッシュコート）の密着性（即ち、W/C層の剥離や
離脱が防止されること）、熱による変形力の吸収・緩和
の程度、ハニカムコア体の剛性などが勘案されることは
いうまでもないことである。これらのことから、凹凸部
の高さ（ｈ）は、一般に に決めればよい。
（ｂ）の凹部と凸部間の高さ（ｈ）は、波板状帯材（1
2）の波の山部と谷部間の高さ（Ｈ）との相対的な関連
で決めればよい。その際、平板状帯材（11）の壁面に担
持させるW/C層（排気ガス浄化用触媒を担持させるため
のウオッシュコート）の密着性（即ち、W/C層の剥離や
離脱が防止されること）、熱による変形力の吸収・緩和
の程度、ハニカムコア体の剛性などが勘案されることは
いうまでもないことである。これらのことから、凹凸部
の高さ（ｈ）は、一般に に決めればよい。
また、特に熱による変形力の吸収、緩和の面からみ
て、前記した平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）からなる平板
状帯材（11）の一周期単位の長と波板状帯材（12）のピ
ッチ幅の関係は第３図〜第４図に示される。
て、前記した平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）からなる平板
状帯材（11）の一周期単位の長と波板状帯材（12）のピ
ッチ幅の関係は第３図〜第４図に示される。
第３図においては、平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）から
なる平板状帯材（11）の一周期単位長において、平坦部
（ａ）の長さが、波板状帯材（12）の波ピッチに対し３
ピッチ未満のものが示されている。この場合には図示さ
れるように、平板状帯材（11）に熱による大きな変形力
が負荷されると左右両端の凹凸部（b,b）が変形力を吸
収、緩和するため、平坦部には過大な変形力が負荷され
ない。
なる平板状帯材（11）の一周期単位長において、平坦部
（ａ）の長さが、波板状帯材（12）の波ピッチに対し３
ピッチ未満のものが示されている。この場合には図示さ
れるように、平板状帯材（11）に熱による大きな変形力
が負荷されると左右両端の凹凸部（b,b）が変形力を吸
収、緩和するため、平坦部には過大な変形力が負荷され
ない。
第４図においては、平坦状帯材（11）の平坦部（ａ）
と凹凸部（ｂ）からなる一周期単位長の長さが波板状帯
材（12）の波ピッチと同じであり、熱による変形力を最
大限に吸収、緩和させることができる。
と凹凸部（ｂ）からなる一周期単位長の長さが波板状帯
材（12）の波ピッチと同じであり、熱による変形力を最
大限に吸収、緩和させることができる。
以上のようにして、本発明はハニカムコア体（１）を
構成する平板状帯材（11）の形状を前記したような特殊
なものにすることにより、効果的に熱による変形力を吸
収、緩和させるものである。なお、本発明において平板
状帯材（11）を前記した形状にすることにより、次のよ
うな波及的な効果が得られる。これを第５図に示す。
構成する平板状帯材（11）の形状を前記したような特殊
なものにすることにより、効果的に熱による変形力を吸
収、緩和させるものである。なお、本発明において平板
状帯材（11）を前記した形状にすることにより、次のよ
うな波及的な効果が得られる。これを第５図に示す。
第５図は第１図における平板状帯材（11）と波板状帯
材（12）の当接部近傍を拡大したものであり、両帯材の
配置関係において図示されるごとく空間部が形成される
部位が生じる。第５図においては波板状帯材（12）の波
の山（又は谷）が平板状帯材の平坦部（ａ）と当接せ
ず、空間部が形成された状態を示す。従って、この種の
平板状帯材（11）と波板状帯材（12）からなるハニカム
コア体（１）において、両者の当接部は、通常、高価な
高温ろう材（例えばニッケルをベースとするもの。）が
使用されるが、その使用量が低減されるだけでなく、該
空間部の形成により触媒の担持表面積が拡大されるとと
もに、排気ガスの流れを乱すこと（乱流効果）ができ、
これは排気ガスと排気ガス浄化用触媒との接触効果を向
上させる。
材（12）の当接部近傍を拡大したものであり、両帯材の
配置関係において図示されるごとく空間部が形成される
部位が生じる。第５図においては波板状帯材（12）の波
の山（又は谷）が平板状帯材の平坦部（ａ）と当接せ
ず、空間部が形成された状態を示す。従って、この種の
平板状帯材（11）と波板状帯材（12）からなるハニカム
コア体（１）において、両者の当接部は、通常、高価な
高温ろう材（例えばニッケルをベースとするもの。）が
使用されるが、その使用量が低減されるだけでなく、該
空間部の形成により触媒の担持表面積が拡大されるとと
もに、排気ガスの流れを乱すこと（乱流効果）ができ、
これは排気ガスと排気ガス浄化用触媒との接触効果を向
上させる。
本発明の前記した特殊な形状を有する平板状帯材（1
1）と波板状帯材（12）から製作したハニカムコア体
は、それ自体で排気ガス浄化装置として使用することが
できる。その際、ハニカムコア体（１）の最外周に凹凸
部を有さない平板状帯材を所望の回数だけ巻回し、金属
ケースの代りとしてもよい。更に、別体の筒状金属ケー
スにハニカムコア体（１）を填装し、固着して排気ガス
浄化装置としてもよい。
1）と波板状帯材（12）から製作したハニカムコア体
は、それ自体で排気ガス浄化装置として使用することが
できる。その際、ハニカムコア体（１）の最外周に凹凸
部を有さない平板状帯材を所望の回数だけ巻回し、金属
ケースの代りとしてもよい。更に、別体の筒状金属ケー
スにハニカムコア体（１）を填装し、固着して排気ガス
浄化装置としてもよい。
本発明において、前記ハニカムコア体（１）を内部に
填装し、固着するための金属ケース（２）として、両端
が開口していれば、その形状に何らの制限を受けるもの
ではない。第６図〜第７図には、断面円形状のものと、
断面レーストラック状（長円形状）のものが示されてい
るが、これに限定されない。例えば、車体下部のスペー
スに適合させるために、断面略三角形状の金属ケースを
用いて排気ガス浄化装置を構成してもよい。金属ケース
の素材として、前記ハニカムコア体と同種の耐熱鋼を用
いてもよいし、耐熱耐食性に富むものを用いてもよい。
また、外側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食性に
富むものとした二重構造のもの、具体的には内側部分に
フェライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイ
ト系ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いても良
い。
填装し、固着するための金属ケース（２）として、両端
が開口していれば、その形状に何らの制限を受けるもの
ではない。第６図〜第７図には、断面円形状のものと、
断面レーストラック状（長円形状）のものが示されてい
るが、これに限定されない。例えば、車体下部のスペー
スに適合させるために、断面略三角形状の金属ケースを
用いて排気ガス浄化装置を構成してもよい。金属ケース
の素材として、前記ハニカムコア体と同種の耐熱鋼を用
いてもよいし、耐熱耐食性に富むものを用いてもよい。
また、外側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食性に
富むものとした二重構造のもの、具体的には内側部分に
フェライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイ
ト系ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いても良
い。
本発明は、排気ガス浄化装置の主要な構成要素である
金属製ハニカムコア体を一周期単位長として平坦部と凹
凸部を有する平板状帯材、及び波板状帯材を相互に当接
するように積層するようにして製作したものであるた
め、次のような優れた効果を奏する。
金属製ハニカムコア体を一周期単位長として平坦部と凹
凸部を有する平板状帯材、及び波板状帯材を相互に当接
するように積層するようにして製作したものであるた
め、次のような優れた効果を奏する。
（１）ハニカムコア体の半径方向に対する大きな熱によ
る変形力を、平板状帯材の一周期単位長における凹凸部
がそれぞれ吸収、緩和させることができる。このため、
特にハニカムコア体の外周面近傍部位に集中する熱によ
る変形力がもたらす、ハニカムコア体を構成する各部材
の破損、亀裂、ハニカムコア体と金属ケースの離体、こ
れらに誘因されたW/C層の剥離、高価な触媒層の剥離や
離脱などが効果的に防止される。
る変形力を、平板状帯材の一周期単位長における凹凸部
がそれぞれ吸収、緩和させることができる。このため、
特にハニカムコア体の外周面近傍部位に集中する熱によ
る変形力がもたらす、ハニカムコア体を構成する各部材
の破損、亀裂、ハニカムコア体と金属ケースの離体、こ
れらに誘因されたW/C層の剥離、高価な触媒層の剥離や
離脱などが効果的に防止される。
（２）平板状帯材の一周期単位長内において、凹凸部を
形成するため、排気ガス浄化用触媒の担持量を増大させ
ることができ、これにより排気ガスの浄化能力を向上さ
せることができる。
形成するため、排気ガス浄化用触媒の担持量を増大させ
ることができ、これにより排気ガスの浄化能力を向上さ
せることができる。
（３）平板状帯材の一周期単位長内において、凹凸部を
形成するため、平板状帯材と波板状帯材との当接部にお
いて、波板状帯材の頂部（山と谷）が平板状帯材の平坦
部に当接しないで空間部を形成するものがある。この空
間部の形成により高価なろう材の使用量を低減させるこ
とがでる。更に、前記空間部の形成により触媒の担持表
面積が拡大されるとともに、排気ガスの流れに乱れが付
与され（乱流効果）るため、排気ガスと排気ガス浄化触
媒との接触が改善され、これにより排気ガスの浄化効率
が向上する。
形成するため、平板状帯材と波板状帯材との当接部にお
いて、波板状帯材の頂部（山と谷）が平板状帯材の平坦
部に当接しないで空間部を形成するものがある。この空
間部の形成により高価なろう材の使用量を低減させるこ
とがでる。更に、前記空間部の形成により触媒の担持表
面積が拡大されるとともに、排気ガスの流れに乱れが付
与され（乱流効果）るため、排気ガスと排気ガス浄化触
媒との接触が改善され、これにより排気ガスの浄化効率
が向上する。
第１図は本発明の第一の態様になる平板状帯材の形状を
説明する図であり、 第２図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の形状を
説明する図である。 第３図は本発明の第一の態様になる平板状帯材の一周期
単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明する図で
あり、第４図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の
一周期単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明す
る図である。 第５図は平板状帯材と波板状帯材の当接部近傍の拡大図
である。 第６図は本発明の巻回タイプの排気ガス浄化装置の斜視
図であり、第７図は本発明の階層タイプの排気ガス浄化
装置の斜視図である。 Ａ……排気ガス浄化装置 １……ハニカムコア体 11……平板状帯材 12……波板状帯材 13……網目状通気孔路 ａ……平坦部 ｂ……凹凸部 ２……金属ケース
説明する図であり、 第２図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の形状を
説明する図である。 第３図は本発明の第一の態様になる平板状帯材の一周期
単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明する図で
あり、第４図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の
一周期単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明す
る図である。 第５図は平板状帯材と波板状帯材の当接部近傍の拡大図
である。 第６図は本発明の巻回タイプの排気ガス浄化装置の斜視
図であり、第７図は本発明の階層タイプの排気ガス浄化
装置の斜視図である。 Ａ……排気ガス浄化装置 １……ハニカムコア体 11……平板状帯材 12……波板状帯材 13……網目状通気孔路 ａ……平坦部 ｂ……凹凸部 ２……金属ケース
Claims (5)
- 【請求項１】長尺かつ薄肉金属板の平板状帯材と波板状
帯材とを相互に当接するように重積して製作した軸方向
に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス浄化用触媒を
担持させるためのハニカムコア体を用いてなる排気ガス
浄化装置において、前記ハニカムコア体を構成する平板
状帯材が、長尺方向にみて、凹凸部と平坦部を交互に有
するものであることを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】平板状帯材の凹凸部が、略正弦波形または
略台形である請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】平板状帯材の凹凸部の高さ（ｈ）が、波板
状帯材の高さ（Ｈ）の である請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】平板状帯材の凹凸部と平坦部とからなる一
周期単位長において、平坦部の長さが波板状帯材の波ピ
ッチの３ピッチ未満である請求項第１項に記載の排気ガ
ス浄化装置。 - 【請求項５】平板状帯材の凹凸部と平坦部とからなる一
周期単位長において、平坦部の長さが波板状帯材の波ピ
ッチの１ピッチ以下である請求項第１項に記載の排気ガ
ス浄化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113837A JP2813679B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 排気ガス浄化装置 |
| US07/517,876 US5118477A (en) | 1989-05-08 | 1990-05-02 | Exhaust gas cleaning device |
| DE4014444A DE4014444A1 (de) | 1989-05-08 | 1990-05-05 | Abgasreinigungsvorrichtung |
| DE9005120U DE9005120U1 (ja) | 1989-05-08 | 1990-05-05 | |
| KR1019900006429A KR940005265B1 (ko) | 1989-05-08 | 1990-05-08 | 배기가스 정화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113837A JP2813679B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293043A JPH02293043A (ja) | 1990-12-04 |
| JP2813679B2 true JP2813679B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=14622291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1113837A Expired - Lifetime JP2813679B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5118477A (ja) |
| JP (1) | JP2813679B2 (ja) |
| KR (1) | KR940005265B1 (ja) |
| DE (2) | DE4014444A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5846494A (en) * | 1992-04-30 | 1998-12-08 | Gaiser; Gerd | Reactor for catalytically processing gaseous fluids |
| DE4214579A1 (de) * | 1992-04-30 | 1993-11-04 | Gerd Gaiser | Reaktor zur katalytischen behandlung gasfoermiger fluide |
| DE4241469A1 (de) * | 1992-12-09 | 1994-06-16 | Emitec Emissionstechnologie | Katalytischer Konverter mit zwei oder mehr Wabenkörpern in einem Mantelrohr und Verfahren zu seiner Herstellung |
| RU2153933C2 (ru) * | 1994-09-26 | 2000-08-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Металлический элемент с сотовой структурой |
| US5814164A (en) | 1994-11-09 | 1998-09-29 | American Scientific Materials Technologies L.P. | Thin-walled, monolithic iron oxide structures made from steels, and methods for manufacturing such structures |
| US6045628A (en) | 1996-04-30 | 2000-04-04 | American Scientific Materials Technologies, L.P. | Thin-walled monolithic metal oxide structures made from metals, and methods for manufacturing such structures |
| US5792432A (en) * | 1994-11-15 | 1998-08-11 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Catalyst unit and gas purifying apparatus |
| EP0871536A1 (en) * | 1995-07-12 | 1998-10-21 | Engelhard Corporation | Structure for converter body |
| AU7602196A (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-17 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Assembly and method for making catalytic converter structure |
| US6461562B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-10-08 | American Scientific Materials Technologies, Lp | Methods of making sintered metal oxide articles |
| DE19922357C1 (de) * | 1999-05-14 | 2000-11-09 | Helmut Swars | Wabenkörper und Verfahren zu dessen Herstellung |
| CN1261675C (zh) * | 2000-04-15 | 2006-06-28 | 奥迪股份公司 | 用于内燃机的排气设备 |
| JP2003080083A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-18 | Calsonic Kansei Corp | メタル触媒担体 |
| DE10224759A1 (de) * | 2002-06-04 | 2003-12-18 | Basf Ag | Packung für eine Kolonne |
| JP4423989B2 (ja) * | 2004-02-05 | 2010-03-03 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の熱電発電装置 |
| US20070009399A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-11 | Rongkang Liu | Metal core auto exhaust purifier |
| DE102009018825A1 (de) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Blechlage mit Anti-Diffusionsstrukturen und metallischer Wabenkörper mit mindestens einer solchen Blechlage |
| CN112302763B (zh) * | 2020-10-12 | 2022-02-25 | 羽源洋(宁波)科技有限公司 | 变通量三元催化器机械臂 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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