JP2830524B2 - 内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造 - Google Patents
内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造Info
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- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
- F01N2330/38—Honeycomb supports characterised by their structural details flow channels with means to enhance flow mixing,(e.g. protrusions or projections)
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の触媒コンバ
ータに使用される触媒担体構造に関する。
ータに使用される触媒担体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の触媒コンバータにおいて筒状
容器内にハニカム構造の触媒担体を配置したものがあ
る。内燃機関からの排気ガスはハニカムの層間に多数形
成される排気ガス流路（セル）を通過する際に触媒担体
に担持される触媒金属に接触し、排気ガスの浄化が行わ
れる。従来の触媒コンバータでは排気ガスの流れが容器
の中央部に集中し、周辺部での排気ガスの流量は中央部
より少ない。そのため、触媒金属がまんべんなく使用さ
れず、中央部の触媒金属だけが局部的に使用されるた
め、その部分が早期に劣化するおそれがある。そこで、
実開昭６２−９０７４２号では触媒担体に孔を設け、ハ
ニカム層間を連通し、層間での排気ガスを惹起せしめる
ことを意図したものを提案している。
容器内にハニカム構造の触媒担体を配置したものがあ
る。内燃機関からの排気ガスはハニカムの層間に多数形
成される排気ガス流路（セル）を通過する際に触媒担体
に担持される触媒金属に接触し、排気ガスの浄化が行わ
れる。従来の触媒コンバータでは排気ガスの流れが容器
の中央部に集中し、周辺部での排気ガスの流量は中央部
より少ない。そのため、触媒金属がまんべんなく使用さ
れず、中央部の触媒金属だけが局部的に使用されるた
め、その部分が早期に劣化するおそれがある。そこで、
実開昭６２−９０７４２号では触媒担体に孔を設け、ハ
ニカム層間を連通し、層間での排気ガスを惹起せしめる
ことを意図したものを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術ではハニカム
層間を連通するように触媒担体に孔を設けることで排気
ガスの出入りを可能にすることを狙っているが、単に孔
を開けるのみでは中央部から周辺部へのガスの流れは起
こらない。即ち、容器内の半径方向の圧力（静圧）をみ
ると流速の大きい中央部が低く、流速の小さい周辺部は
圧力が高く、触媒担体に単に孔を開けるだけでは中央部
から周辺部への流れが起こらないのである。図６は従来
技術において容器入口側及び出口側に熱線型風速計を設
け、触媒担体へ流入する排気ガス流速分布Ａ、触媒担体
から流出する排気ガスの流速分布Ｂを表したものである
が、従来技術では出口側の流速分布に顕著な改善効果は
見られない。
層間を連通するように触媒担体に孔を設けることで排気
ガスの出入りを可能にすることを狙っているが、単に孔
を開けるのみでは中央部から周辺部へのガスの流れは起
こらない。即ち、容器内の半径方向の圧力（静圧）をみ
ると流速の大きい中央部が低く、流速の小さい周辺部は
圧力が高く、触媒担体に単に孔を開けるだけでは中央部
から周辺部への流れが起こらないのである。図６は従来
技術において容器入口側及び出口側に熱線型風速計を設
け、触媒担体へ流入する排気ガス流速分布Ａ、触媒担体
から流出する排気ガスの流速分布Ｂを表したものである
が、従来技術では出口側の流速分布に顕著な改善効果は
見られない。
【０００４】この発明は触媒容器の中央部への排気ガス
の流れの集中を防止し、排気ガスを触媒担体の各部に均
等に分布させることができるようにすることを目的とす
る。
の流れの集中を防止し、排気ガスを触媒担体の各部に均
等に分布させることができるようにすることを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、互いに接合された平板と波板とを巻回してハニ
カム構造をなし、巻回軸方向に延びている多数の排気ガ
ス流路を平板及び波板により画定し、隣接する排気ガス
流路を互いに連通させるための連通孔を平板又は波板に
形成した内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造にお
いて、前記連通孔が形成された平板又は波板を前記排気
ガス流路内に突出させて突起を形成すると共に、前記突
起をほぼ球面状とし、かつ、前記連通孔をほぼ球面状の
前記突起の頂部に配置したことを特徴とする内燃機関の
触媒コンバータの触媒担体構造が提供される。 請求項１
に記載の内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造は、
連通孔が形成された平板又は波板を排気ガス流路内に突
出させてほぼ球面状の突起を形成すると共に、連通孔を
ほぼ球面状の突起の頂部に配置したため、連通孔が形成
された平板又は波板の強度を向上させることができると
共に、排気ガスから受ける圧力によって連通孔から平板
又は波板に亀裂が発生してしまうのを防止することがで
き、更に、突起を容易に形成することができる。
よれば、互いに接合された平板と波板とを巻回してハニ
カム構造をなし、巻回軸方向に延びている多数の排気ガ
ス流路を平板及び波板により画定し、隣接する排気ガス
流路を互いに連通させるための連通孔を平板又は波板に
形成した内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造にお
いて、前記連通孔が形成された平板又は波板を前記排気
ガス流路内に突出させて突起を形成すると共に、前記突
起をほぼ球面状とし、かつ、前記連通孔をほぼ球面状の
前記突起の頂部に配置したことを特徴とする内燃機関の
触媒コンバータの触媒担体構造が提供される。 請求項１
に記載の内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造は、
連通孔が形成された平板又は波板を排気ガス流路内に突
出させてほぼ球面状の突起を形成すると共に、連通孔を
ほぼ球面状の突起の頂部に配置したため、連通孔が形成
された平板又は波板の強度を向上させることができると
共に、排気ガスから受ける圧力によって連通孔から平板
又は波板に亀裂が発生してしまうのを防止することがで
き、更に、突起を容易に形成することができる。
【０００６】請求項２に記載の発明によれば、排気ガス
流路内に突出した前記突起によって排気ガス流路の断面
積を絞ると共に、排気ガス流路の断面積が絞られた部分
に前記連通孔を配置し、かつ、前記連通孔を排気ガス流
路の長手方向に対して直角に開口せしめ、前記連通孔
が、前記排気ガス流路の断面積が絞られた部分を画定す
る半径方向内側及び外側の平板又は波板のうちの半径方
向内側の平板又は波板のみに形成されていることを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の触媒コンバータの触
媒担体構造が提供される。 請求項２に記載の内燃機関の
触媒コンバータの触媒担体構造は、連通孔を、排気ガス
流路の断面積が絞られた部分に配置すると共に、排気ガ
ス流路の長手方向に対して直角に開口せしめたため、ベ
ンチュリ効果の下、排気ガス流路の断面積が絞られた部
分の静圧が、隣接する排気ガス流路内の静圧よりも低く
なる。その結果、隣接する排気ガス流路から連通孔を介
して排気ガス流路の断面積が絞られた部分に排気ガスを
流入させることができる。更に、連通孔を、排気ガス流
路の断面積が絞られた部分を画定する半径方向内側及び
外側の平板又は波板のうちの半径方向内側の平板又は波
板のみに形成したため、半径方向内側の排気ガス流路か
ら半径方向外側の排気ガス流路に排気ガスを流すことが
できる。
流路内に突出した前記突起によって排気ガス流路の断面
積を絞ると共に、排気ガス流路の断面積が絞られた部分
に前記連通孔を配置し、かつ、前記連通孔を排気ガス流
路の長手方向に対して直角に開口せしめ、前記連通孔
が、前記排気ガス流路の断面積が絞られた部分を画定す
る半径方向内側及び外側の平板又は波板のうちの半径方
向内側の平板又は波板のみに形成されていることを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の触媒コンバータの触
媒担体構造が提供される。 請求項２に記載の内燃機関の
触媒コンバータの触媒担体構造は、連通孔を、排気ガス
流路の断面積が絞られた部分に配置すると共に、排気ガ
ス流路の長手方向に対して直角に開口せしめたため、ベ
ンチュリ効果の下、排気ガス流路の断面積が絞られた部
分の静圧が、隣接する排気ガス流路内の静圧よりも低く
なる。その結果、隣接する排気ガス流路から連通孔を介
して排気ガス流路の断面積が絞られた部分に排気ガスを
流入させることができる。更に、連通孔を、排気ガス流
路の断面積が絞られた部分を画定する半径方向内側及び
外側の平板又は波板のうちの半径方向内側の平板又は波
板のみに形成したため、半径方向内側の排気ガス流路か
ら半径方向外側の排気ガス流路に排気ガスを流すことが
できる。
【０００７】
【実施例】図１において、１０は筒状容器であり、内燃
機関の排気管に接続される。筒状容器内に触媒担体１２
が配置される。触媒担体はこの実施例ではほぼ平坦な金
属帯材１４上に波状の金属帯材１６を載置接合し、これ
を渦巻き状に巻回してハニカム構造に形成したものであ
る。
機関の排気管に接続される。筒状容器内に触媒担体１２
が配置される。触媒担体はこの実施例ではほぼ平坦な金
属帯材１４上に波状の金属帯材１６を載置接合し、これ
を渦巻き状に巻回してハニカム構造に形成したものであ
る。
【０００８】図２はハニカム構造の横断面を示してお
り、帯材１４上に波状の帯材１６が配置され、渦巻き状
に巻回されている。帯材１４，１６間に多数の排気ガス
の流路（セル）１７が容器１０の長手方向に形成され
る。帯材１４，１６は容器の軸線方向に沿って間隔をお
いて多数の連通孔２０を形成しており、この連通孔２０
は帯材１４，１６間に形成される排気ガス流路１７を相
互に連通するものである。
り、帯材１４上に波状の帯材１６が配置され、渦巻き状
に巻回されている。帯材１４，１６間に多数の排気ガス
の流路（セル）１７が容器１０の長手方向に形成され
る。帯材１４，１６は容器の軸線方向に沿って間隔をお
いて多数の連通孔２０を形成しており、この連通孔２０
は帯材１４，１６間に形成される排気ガス流路１７を相
互に連通するものである。
【０００９】この発明によれば、各連通孔２０は帯材１
４，１６上において外方に向かって突出する各突起２２
に形成される（図３参照）。第４図は一つの突起２２と
これに隣接する触媒担体の対向壁との関係を模式的に示
している。即ち、各突起２２は外側の対向する触媒担体
壁面に向かって突出するように配置されている。
４，１６上において外方に向かって突出する各突起２２
に形成される（図３参照）。第４図は一つの突起２２と
これに隣接する触媒担体の対向壁との関係を模式的に示
している。即ち、各突起２２は外側の対向する触媒担体
壁面に向かって突出するように配置されている。
【００１０】図４は一つの突起２２に対向する触媒担体
の表面の平坦面部分に対する位置関係を略示するもので
ある。突起２２を設けることにより対向壁面までの距離
は外側の対向壁面までの間隔Ｌ1 が内側の対向壁面まで
の間隔Ｌ2 より短くなる。即ち、断面積でいえばＳ1 ＜
Ｓ2となる。上側の部分は排気ガスの流れが絞られるの
で、ベンチュリ効果により突起２２の上側での排気ガス
の流速＞下側の部分での排気ガスの流速となり、静圧力
は突起２２の上側の部分の圧力Ｐ1 ＜突起の下部の圧力
Ｐ2 となる。かくして得られた圧力差によって内側の排
気ガス流路１７ａ（セル）から孔２０を介して外側の排
気ガス流路１７ｂへの排気ガスの流れ（矢印３０）が惹
起され、流量分布の均等化を図ることができる。
の表面の平坦面部分に対する位置関係を略示するもので
ある。突起２２を設けることにより対向壁面までの距離
は外側の対向壁面までの間隔Ｌ1 が内側の対向壁面まで
の間隔Ｌ2 より短くなる。即ち、断面積でいえばＳ1 ＜
Ｓ2となる。上側の部分は排気ガスの流れが絞られるの
で、ベンチュリ効果により突起２２の上側での排気ガス
の流速＞下側の部分での排気ガスの流速となり、静圧力
は突起２２の上側の部分の圧力Ｐ1 ＜突起の下部の圧力
Ｐ2 となる。かくして得られた圧力差によって内側の排
気ガス流路１７ａ（セル）から孔２０を介して外側の排
気ガス流路１７ｂへの排気ガスの流れ（矢印３０）が惹
起され、流量分布の均等化を図ることができる。
【００１１】実験によれば、セルの高さ1.２３ミリメー
トルに対し、突起２２の高さを0.６ミリメートル、突起
２２の半径を２ミリメートルとし、孔２０の径を0.７ミ
リメートルとしたとき、図５のＢ´に示すような流速分
布を得ることができた。この場合の触媒担体の入口側で
熱線風速計で計測した排気ガスの流速分布はＡ´として
示し、図６に示す従来技術における触媒担体入口側の流
速分布Ａと同様である。この発明により触媒容器の中央
部に流れが偏ることなく、触媒容器の全面にわたって均
等化した流れを得ることができることが分かる。
トルに対し、突起２２の高さを0.６ミリメートル、突起
２２の半径を２ミリメートルとし、孔２０の径を0.７ミ
リメートルとしたとき、図５のＢ´に示すような流速分
布を得ることができた。この場合の触媒担体の入口側で
熱線風速計で計測した排気ガスの流速分布はＡ´として
示し、図６に示す従来技術における触媒担体入口側の流
速分布Ａと同様である。この発明により触媒容器の中央
部に流れが偏ることなく、触媒容器の全面にわたって均
等化した流れを得ることができることが分かる。
【００１２】
【発明の効果】連通孔が形成された平板又は波板の強度
を向上させることができると共に、排気ガスから受ける
圧力によって連通孔から平板又は波板に亀裂が発生して
しまうのを防止することができ、更に、突起を容易に形
成することができる。 ベンチュリ効果の下、排気ガス流
路の断面積が絞られた部分の静圧が、隣接する排気ガス
流路内の静圧よりも低くなるため、隣接する排気ガス流
路から連通孔を介して排気ガス流路の断面積が絞られた
部分に排気ガスを流入させることができ、更に、半径方
向内側の排気ガス流路から半径方向外側の排気ガス流路
に排気ガスを流すことができる。排気ガスの流量を内周
及び外周の各部で均等化することができるため、局部的
に触媒が早期に劣化することがなく、排気ガス浄化性能
の向上を図ることができる。利用効率があがるため小型
化が可能である。
を向上させることができると共に、排気ガスから受ける
圧力によって連通孔から平板又は波板に亀裂が発生して
しまうのを防止することができ、更に、突起を容易に形
成することができる。 ベンチュリ効果の下、排気ガス流
路の断面積が絞られた部分の静圧が、隣接する排気ガス
流路内の静圧よりも低くなるため、隣接する排気ガス流
路から連通孔を介して排気ガス流路の断面積が絞られた
部分に排気ガスを流入させることができ、更に、半径方
向内側の排気ガス流路から半径方向外側の排気ガス流路
に排気ガスを流すことができる。排気ガスの流量を内周
及び外周の各部で均等化することができるため、局部的
に触媒が早期に劣化することがなく、排気ガス浄化性能
の向上を図ることができる。利用効率があがるため小型
化が可能である。
【００１３】小型化によって高価な触媒金属の使用量を
削減することができコストを下げることができる。初期
暖機性能を向上させることができる。
削減することができコストを下げることができる。初期
暖機性能を向上させることができる。
【図１】図１は触媒コンバータ容器における触媒担体の
配置状態を示す概略図である。
配置状態を示す概略図である。
【図２】図２は触媒コンバータ容器の部分的横断面図で
ある。
ある。
【図３】図３は図１のＡにて示す部分の拡大斜視図であ
る。
る。
【図４】図４は連通孔を形成した触媒担体の一つの突起
部分の、対向した平面状の触媒担体の部分に対する位置
関係を説明する概略図である。
部分の、対向した平面状の触媒担体の部分に対する位置
関係を説明する概略図である。
【図５】図５はこの発明の触媒担体におけるケースの中
心から外周に沿った排気ガスの流速分布を示す図であ
る。
心から外周に沿った排気ガスの流速分布を示す図であ
る。
【図６】図６は従来技術の触媒担体におけるケースの中
心から外周に沿った排気ガスの流速分布を示す図であ
る。
心から外周に沿った排気ガスの流速分布を示す図であ
る。
１０…筒状容器 １２…触媒担体 １４，１６…帯材 １７…排気ガス流路 ２０…連通孔 ２２…突起
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに接合された平板と波板とを巻回し
てハニカム構造をなし、巻回軸方向に延びている多数の
排気ガス流路を平板及び波板により画定し、隣接する排
気ガス流路を互いに連通させるための連通孔を平板又は
波板に形成した内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構
造において、前記連通孔が形成された平板又は波板を前
記排気ガス流路内に突出させて突起を形成すると共に、
前記突起をほぼ球面状とし、かつ、前記連通孔をほぼ球
面状の前記突起の頂部に配置したことを特徴とする内燃
機関の触媒コンバータの触媒担体構造。 - 【請求項２】 排気ガス流路内に突出した前記突起によ
って排気ガス流路の断面積を絞ると共に、排気ガス流路
の断面積が絞られた部分に前記連通孔を配置し、かつ、
前記連通孔を排気ガス流路の長手方向に対して直角に開
口せしめ、前記連通孔が、前記排気ガス流路の断面積が
絞られた部分を画定する半径方向内側及び外側の平板又
は波板のうちの半径方向内側の平板又は波板のみに形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
の触媒コンバータの触媒担体構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189926A JP2830524B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189926A JP2830524B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533636A JPH0533636A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2830524B2 true JP2830524B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=16249524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189926A Expired - Lifetime JP2830524B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 内燃機関の触媒コンバータの触媒担体構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830524B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005313083A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Calsonic Kansei Corp | 金属製触媒担体 |
| JP2006110431A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Nippon Steel Corp | 浄化性能に優れた触媒担持用メタル担体 |
| DE102008003658A1 (de) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Wabenkörper mit strukturiertem Blechmaterial |
| JP7033689B1 (ja) * | 2021-09-17 | 2022-03-10 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | ハニカム型メタル担体及び触媒コンバータ |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3189926A patent/JP2830524B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533636A (ja) | 1993-02-09 |
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