JP2890503B2 - 多孔性担体 - Google Patents
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- B01J35/56—
-
- 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
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
- 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
- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
- F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
- F01N2330/322—Corrugations of trapezoidal form
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば自動車排気ガス浄化用触媒担体等に用
いる多孔性担体に関するものである。
いる多孔性担体に関するものである。
従来の自動車排気ガス浄化用触媒担体としては耐熱性
の金属平板シートと耐熱性の金属波板シートとを交互に
積層しながら巻き上げた構成の金属製触媒担体が例えば
特開昭55−99323号公報，特開昭63−274456号公報，特
開昭63−27854号公報に記載されている。
の金属平板シートと耐熱性の金属波板シートとを交互に
積層しながら巻き上げた構成の金属製触媒担体が例えば
特開昭55−99323号公報，特開昭63−274456号公報，特
開昭63−27854号公報に記載されている。
上記従来のものによれば、その巻き上げ構成が故に担
体の横断面形状としては、円形，レーストラックの形状
に限られてしまう。
体の横断面形状としては、円形，レーストラックの形状
に限られてしまう。
従って、形状の自由度がない。
本発明はかかる点に鑑みて案出されたものであって、
担体の断面形状として、円形，レーストラックの形状は
言うに及ばずそれ以外の形状をも提供しようとするもの
である。
担体の断面形状として、円形，レーストラックの形状は
言うに及ばずそれ以外の形状をも提供しようとするもの
である。
本発明は、平板シートと波板シートとを積層して巻き
上げた構成の多孔性担体であって、該担体の横断面形状
が短軸と長軸との組合せを有する形状となるように、該
担体の少なくとも外周領域における前記波板シートの波
高さを、高さの高い部分とそれより低い部分とが共存す
る構成に設定するという技術的手段を採用するものであ
る。
上げた構成の多孔性担体であって、該担体の横断面形状
が短軸と長軸との組合せを有する形状となるように、該
担体の少なくとも外周領域における前記波板シートの波
高さを、高さの高い部分とそれより低い部分とが共存す
る構成に設定するという技術的手段を採用するものであ
る。
波板シートの波高さを、高さの高い部分と低い部分と
が存在する構成とすることにより、その高さの高い部分
と低い部分との組み合わせの仕方で該高さの高い部分の
頂点と低い部分の頂点とを結ぶ線の形状を任意に選定で
きる。
が存在する構成とすることにより、その高さの高い部分
と低い部分との組み合わせの仕方で該高さの高い部分の
頂点と低い部分の頂点とを結ぶ線の形状を任意に選定で
きる。
従って、この波板シートに平板シートを組み合わせる
ことによって、担体の断面形状を任意に設定できる。
ことによって、担体の断面形状を任意に設定できる。
本発明によれば、平板シートと波板シートとを積層し
て巻き上げた構成の多孔性担体の断面形状を種々選択す
ることができ、自由度が増すという優れた実用上の効果
を奏する。
て巻き上げた構成の多孔性担体の断面形状を種々選択す
ることができ、自由度が増すという優れた実用上の効果
を奏する。
以下本発明を自動車排気ガス浄化用触媒担体に適用し
た実施例に基づいて説明する。第１図〜第５図の第１実
施例において、１は耐熱金属製の波板シート、２は耐熱
金属製の平板シートである。両者のシート１、２は交互
に積層して巻き上げてあり、両シート１、２は図示しな
いロー材により接合されて横断面楕円形状かつ円筒状の
触媒担体を構成してある。波板１と平板シート２との間
には通気孔３が形成してあり、この通気孔３は触媒担体
の軸方向に貫通していて触媒担体の両端面に開口してい
る。
た実施例に基づいて説明する。第１図〜第５図の第１実
施例において、１は耐熱金属製の波板シート、２は耐熱
金属製の平板シートである。両者のシート１、２は交互
に積層して巻き上げてあり、両シート１、２は図示しな
いロー材により接合されて横断面楕円形状かつ円筒状の
触媒担体を構成してある。波板１と平板シート２との間
には通気孔３が形成してあり、この通気孔３は触媒担体
の軸方向に貫通していて触媒担体の両端面に開口してい
る。
上記波板シート１は触媒担体の横断面楕円形状の短軸
方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さhaと、長軸方
向のＸ線上に位置する波部分1nの波高さhnとの関係はha
＞hnに設定してあり、かつその波部分1aと波部分1nとの
間は波高さhb、hc、hd、…が連続的に変化（波部分1aか
ら波部分1nに向かって連続的に波高さが小さくなる）さ
せてある。
方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さhaと、長軸方
向のＸ線上に位置する波部分1nの波高さhnとの関係はha
＞hnに設定してあり、かつその波部分1aと波部分1nとの
間は波高さhb、hc、hd、…が連続的に変化（波部分1aか
ら波部分1nに向かって連続的に波高さが小さくなる）さ
せてある。
なお、短軸方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さ
はその短軸方向に全て同一としてあり、また長軸方向の
Ｘ線上に位置する波部分1nの波高さはその長軸方向に全
て同一としてある。
はその短軸方向に全て同一としてあり、また長軸方向の
Ｘ線上に位置する波部分1nの波高さはその長軸方向に全
て同一としてある。
上記通気孔３に対応する部分における波板シート１、
平板シート２には図示しない排気ガス浄化用の酸化、還
元用の触媒が担持してある。
平板シート２には図示しない排気ガス浄化用の酸化、還
元用の触媒が担持してある。
この触媒担体を備えた触媒コンバータは第22図に示す
ように内燃機関12の排気管９の途中に設置してあり、従
って、自動車排気ガスは通気孔３を経て触媒コンバータ
13を通過する間にその有害成分は上記触媒によって浄化
される。
ように内燃機関12の排気管９の途中に設置してあり、従
って、自動車排気ガスは通気孔３を経て触媒コンバータ
13を通過する間にその有害成分は上記触媒によって浄化
される。
次に上記構成の触媒担体の製造方法の一例について説
明する。第６図〜９図において、波高さをh5となるよう
に予め成形された波板１を、油圧等によりその軸間距離
Ｈ（ローラ間の距離）を可変制御可能とした一対のロー
ラ5,6の間に通す。即ち、第１図の長軸方向のＸ線上に
巻かれる部分がローラ5,6を通過する際には波高さがhn
となるようにローラ間の軸間距離Ｈを制御し、一方、短
軸方向のＹ線上に巻かれる部分がローラ５、６を通過す
る際には波高さがhaとなるようにローラ間の軸間距離Ｈ
を制御し、他方、長軸方向のＸ線上に巻かれる部分と短
軸方向のＹ線上に巻かれる部分との間に位置する部分が
ローラ５、６を通過する際にはローラ間の軸間距離Ｈが
連続的に変化するように制御する。
明する。第６図〜９図において、波高さをh5となるよう
に予め成形された波板１を、油圧等によりその軸間距離
Ｈ（ローラ間の距離）を可変制御可能とした一対のロー
ラ5,6の間に通す。即ち、第１図の長軸方向のＸ線上に
巻かれる部分がローラ5,6を通過する際には波高さがhn
となるようにローラ間の軸間距離Ｈを制御し、一方、短
軸方向のＹ線上に巻かれる部分がローラ５、６を通過す
る際には波高さがhaとなるようにローラ間の軸間距離Ｈ
を制御し、他方、長軸方向のＸ線上に巻かれる部分と短
軸方向のＹ線上に巻かれる部分との間に位置する部分が
ローラ５、６を通過する際にはローラ間の軸間距離Ｈが
連続的に変化するように制御する。
このようにして当初、波高さh5の波板シート１は波高
さh6となる。なお、波板シート１をローラ5,6で押しつ
ぶすことになるので、第７図（ａ）、（ｂ）のように押
しつぶす前後では隣合う波板の頂点間の長さＬは同じで
ある。
さh6となる。なお、波板シート１をローラ5,6で押しつ
ぶすことになるので、第７図（ａ）、（ｂ）のように押
しつぶす前後では隣合う波板の頂点間の長さＬは同じで
ある。
こうして、波高さを調整された波板シート１は第８図
に示すように平板シート２と組み合わされ、ロー材塗布
装置７から平板シート２の表面に３ヶ所ロー材８を塗布
し、両シート１、２を巻き上げる。なお、この巻き上げ
に際して巻き始め部分は第９図に示すように平板状の心
金10の両端の溝に挿入してその心金10の周囲に巻き付け
る。巻き上げ後、心金10を外し、これを第１図に示した
円筒状の容器11内に挿入して真空炉に搬送し、この真空
炉でロー付けを行い、波板シート１と平板シート２とを
接合し、また最外周の平板シート１と容器11とを接合し
て触媒コンバータとする。
に示すように平板シート２と組み合わされ、ロー材塗布
装置７から平板シート２の表面に３ヶ所ロー材８を塗布
し、両シート１、２を巻き上げる。なお、この巻き上げ
に際して巻き始め部分は第９図に示すように平板状の心
金10の両端の溝に挿入してその心金10の周囲に巻き付け
る。巻き上げ後、心金10を外し、これを第１図に示した
円筒状の容器11内に挿入して真空炉に搬送し、この真空
炉でロー付けを行い、波板シート１と平板シート２とを
接合し、また最外周の平板シート１と容器11とを接合し
て触媒コンバータとする。
このように、波板シート１の波高さを、高さの高い部
分と低い部分とが共存する構成とすることにより、その
高さの高い部分と低い部分との各頂点を結ぶ線で囲まれ
た形状の横断面形状を得ることができる。この実施例の
場合は楕円形状である。
分と低い部分とが共存する構成とすることにより、その
高さの高い部分と低い部分との各頂点を結ぶ線で囲まれ
た形状の横断面形状を得ることができる。この実施例の
場合は楕円形状である。
第10図〜第13図は本発明の第２実施例を示すものであ
って、この第２実施例について説明すると、上記波板シ
ート１は第13図に示すように、触媒担体の短軸方向の長
さを１として短軸方向の長さ0.6、長軸方向の長さ0.7の
各比率を持つ中心領域Ａはその波高さは一定で不変であ
り、これに対して外周領域Ｂはその波高さが異なってい
る。即ち、外周領域Ｂにおいて、横断面図楕円形状の短
軸方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さh2と、長軸
方向のＸ線上に位置する波部分1nの波高さhnとの関係は
ha＞hnに設定してあり、かつその波部分1aと波部分1nと
の間は波高さhb、hc、hd、…が連続的に変化（波部分1a
から波部分1nに向かって連続的に波高さが小さくなる）
させてある。
って、この第２実施例について説明すると、上記波板シ
ート１は第13図に示すように、触媒担体の短軸方向の長
さを１として短軸方向の長さ0.6、長軸方向の長さ0.7の
各比率を持つ中心領域Ａはその波高さは一定で不変であ
り、これに対して外周領域Ｂはその波高さが異なってい
る。即ち、外周領域Ｂにおいて、横断面図楕円形状の短
軸方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さh2と、長軸
方向のＸ線上に位置する波部分1nの波高さhnとの関係は
ha＞hnに設定してあり、かつその波部分1aと波部分1nと
の間は波高さhb、hc、hd、…が連続的に変化（波部分1a
から波部分1nに向かって連続的に波高さが小さくなる）
させてある。
なお、短軸方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さ
はその短軸方向に全て同一としてあり、また長軸方向の
Ｘ線上に位置する波部分1nの波高さはその長軸方向に全
て同一としてある。
はその短軸方向に全て同一としてあり、また長軸方向の
Ｘ線上に位置する波部分1nの波高さはその長軸方向に全
て同一としてある。
かかる波板シート１の高さ関係によっても横断面図楕
円形状の触媒担体を得ることができる。
円形状の触媒担体を得ることができる。
第14図〜第17図は本発明の第３実施例を示すものであ
って、第２実施例と波高さが逆の関係に設定してある。
触媒担体に波高さの異なる中心領域Ａ、外周領域Ｂを有
していることは第２実施例と同じであるが、外周領域Ｂ
において、横断面楕円形状の短軸方向のＹ線上に位置す
る波部分1aの波高さhaと、長軸方向のＸ線上に位置する
波部分1nの波高さhnとの関係はha＜hnに設定してあり、
かつその波部分1aと波部分1nと間は波高さhb、hc、hd、
…が連続的に変化（波部分1aから波部分1nに向かって連
続的に波高さが大きくなる）させてある（第１実施例と
逆の関係）。なお、この実施例において、その製造時に
は波板シート１および平板シート２の巻き始め部は円筒
形の心金10に巻き上げてある。
って、第２実施例と波高さが逆の関係に設定してある。
触媒担体に波高さの異なる中心領域Ａ、外周領域Ｂを有
していることは第２実施例と同じであるが、外周領域Ｂ
において、横断面楕円形状の短軸方向のＹ線上に位置す
る波部分1aの波高さhaと、長軸方向のＸ線上に位置する
波部分1nの波高さhnとの関係はha＜hnに設定してあり、
かつその波部分1aと波部分1nと間は波高さhb、hc、hd、
…が連続的に変化（波部分1aから波部分1nに向かって連
続的に波高さが大きくなる）させてある（第１実施例と
逆の関係）。なお、この実施例において、その製造時に
は波板シート１および平板シート２の巻き始め部は円筒
形の心金10に巻き上げてある。
なお、短軸方向のＹ線上に位置する波部分1aの波高さ
はその短軸方向に全て同一としてあり、また長軸方向の
Ｘ線上に位置する波部分1nの波高さはその長軸方向に全
て同一としてある。
はその短軸方向に全て同一としてあり、また長軸方向の
Ｘ線上に位置する波部分1nの波高さはその長軸方向に全
て同一としてある。
第18〜第19図は本発明の第４実施例を示すものであ
る。この実施例は第19図のごとく短軸方向のＹ線上に位
置する波部分の波高さが最も高くしてあり、図中の矢印
方向に向かって連続的に波高さが低く設定してある。な
お、短軸方向のＹ線上に位置する波部分の波高さはその
短軸方向に全て同一としてある。
る。この実施例は第19図のごとく短軸方向のＹ線上に位
置する波部分の波高さが最も高くしてあり、図中の矢印
方向に向かって連続的に波高さが低く設定してある。な
お、短軸方向のＹ線上に位置する波部分の波高さはその
短軸方向に全て同一としてある。
かかる構成により、本実施例では第18図のように触媒
担体の横断面形状はそら豆形状となる。
担体の横断面形状はそら豆形状となる。
第20図〜第21図は本発明の第５実施例を示すものであ
る。この実施例は第21図のごとく、短軸方向の約1/4の
点Ａと点Ｂとを結ぶ線Ｙ上の波部分の波高さが最も高く
してある。一方、触媒担体の周長の約1/2に相当する点
Ｃと、その法線Ｚと交差する点Ｄと、上記点Ａとを結ん
で囲まれる領域Ｂ内は図中矢印Ｉの方向に向かって連続
的に波高さが低くしてある。他方、残りの領域Ａ（図中
IIの矢印参照）内は上記領域Ｂ内の最も低い波高さ（線
Ｚの部分）と同じ波高さで占められている。
る。この実施例は第21図のごとく、短軸方向の約1/4の
点Ａと点Ｂとを結ぶ線Ｙ上の波部分の波高さが最も高く
してある。一方、触媒担体の周長の約1/2に相当する点
Ｃと、その法線Ｚと交差する点Ｄと、上記点Ａとを結ん
で囲まれる領域Ｂ内は図中矢印Ｉの方向に向かって連続
的に波高さが低くしてある。他方、残りの領域Ａ（図中
IIの矢印参照）内は上記領域Ｂ内の最も低い波高さ（線
Ｚの部分）と同じ波高さで占められている。
かかる構成により、本実施例によれば、第20図のよう
に触媒担体の横断面形状はほぼ三角形状となる。
に触媒担体の横断面形状はほぼ三角形状となる。
本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、次
のように種々変形可能である。
のように種々変形可能である。
（１）波板シートの高さの高い部分と低い部分との組合
せパターンは上記各実施例に限らず、種々の組合せパタ
ーンが考えられる。このパターンの設定によって、種々
の横断面形状を持った多孔性担体を提供でき、例えば円
形、レーストラックの形状も提供できる。
せパターンは上記各実施例に限らず、種々の組合せパタ
ーンが考えられる。このパターンの設定によって、種々
の横断面形状を持った多孔性担体を提供でき、例えば円
形、レーストラックの形状も提供できる。
（２）波板シートの形状も正弦波状に限らず、矩形波
状、三角波状であっても勿論よい。
状、三角波状であっても勿論よい。
（３）本発明は自動車排気ガス浄化用触媒担体に限ら
ず、各種用途の排気ガス浄化用触媒担体に適用すること
ができ、また波板シート、平板シートの材質の選定によ
って各種用途の濾過部材にも適用できることは言うまで
もない。
ず、各種用途の排気ガス浄化用触媒担体に適用すること
ができ、また波板シート、平板シートの材質の選定によ
って各種用途の濾過部材にも適用できることは言うまで
もない。
第１図は本発明の第１実施例を示す横断面図、第２図は
第１図のＹ軸線上部分における担体の外周領域を拡大し
て示す断面図、第３図は第１図のＸ軸線上部分における
担体の外周領域を拡大して示す断面図、第４図はＸ軸線
とＹ軸線とが交差する部分における担体の中心領域を拡
大して示す断面図、第５図は第１図における波板シート
の高さ関係を示す断面図、第６図は第１図における高さ
の異なる波板シートを作成するための製造方法の一例を
示す模式図、第７図（ａ）、（ｂ）は第６図の製造方法
により製造された波板シートの形態を示す断面図、第８
図は第６図により作成された波板シートと平板シートと
を積層し、巻き上げる製造方法の一例を示す模式的斜視
図、第９図は第８図の製造方法に用いる心金と波板シー
ト、平板シートとの関係を示す断面図、第10図本発明の
第２実施例を示す横断面図、第11図は第10図のＹ軸線上
部分における担体の外周領域を拡大して示す断面図、第
12図は第10図のＸ軸線上部分における担体の外周領域を
拡大して示す断面図、第13図は第10図の波板シートの波
高さの領域の関係の説明に供する説明図、第14図は本発
明の第３実施例を示す横断面図、第15図は第14図のＹ軸
線上部分における担体の外周領域を拡大して示す断面
図、第16図は第14図のＸ軸線上部分における担体の外周
領域を拡大して示す断面図、第17図は第14図の触媒担体
の製造方法に用いる心金と波板シート、平板シートとの
関係を示す断面図、第18図は本発明の第４実施例を示す
横断面図、第19図は第18図の第４実施例の波板シートの
波高さを関係の説明に供する断面図、第20図は本発明の
第５実施例を示す横断面図、第21図は第20図の第５実施
例の波板シートの波高さを関係の説明に供する断面図、
第22図は本発明の用途例である自動車排気ガス浄化装置
の一例を示す模式図である。 １…波板,2…平板。
第１図のＹ軸線上部分における担体の外周領域を拡大し
て示す断面図、第３図は第１図のＸ軸線上部分における
担体の外周領域を拡大して示す断面図、第４図はＸ軸線
とＹ軸線とが交差する部分における担体の中心領域を拡
大して示す断面図、第５図は第１図における波板シート
の高さ関係を示す断面図、第６図は第１図における高さ
の異なる波板シートを作成するための製造方法の一例を
示す模式図、第７図（ａ）、（ｂ）は第６図の製造方法
により製造された波板シートの形態を示す断面図、第８
図は第６図により作成された波板シートと平板シートと
を積層し、巻き上げる製造方法の一例を示す模式的斜視
図、第９図は第８図の製造方法に用いる心金と波板シー
ト、平板シートとの関係を示す断面図、第10図本発明の
第２実施例を示す横断面図、第11図は第10図のＹ軸線上
部分における担体の外周領域を拡大して示す断面図、第
12図は第10図のＸ軸線上部分における担体の外周領域を
拡大して示す断面図、第13図は第10図の波板シートの波
高さの領域の関係の説明に供する説明図、第14図は本発
明の第３実施例を示す横断面図、第15図は第14図のＹ軸
線上部分における担体の外周領域を拡大して示す断面
図、第16図は第14図のＸ軸線上部分における担体の外周
領域を拡大して示す断面図、第17図は第14図の触媒担体
の製造方法に用いる心金と波板シート、平板シートとの
関係を示す断面図、第18図は本発明の第４実施例を示す
横断面図、第19図は第18図の第４実施例の波板シートの
波高さを関係の説明に供する断面図、第20図は本発明の
第５実施例を示す横断面図、第21図は第20図の第５実施
例の波板シートの波高さを関係の説明に供する断面図、
第22図は本発明の用途例である自動車排気ガス浄化装置
の一例を示す模式図である。 １…波板,2…平板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−236949（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−133429（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−70732（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 35/04 B01D 46/00,53/94
Claims (1)
- 【請求項１】平板シートと波板シートとを積層して巻き
上げた構成の多孔性担体であって、該担体の横断面形状
が短軸と長軸との組合せを有する形状となるように、前
記担体の少なくとも外周領域における前記波板シートの
波高さを、高さの高い部分とそれより低い部分とが共存
する構成に設定したことを特徴とする多孔性担体。
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| JP1193517A JP2890503B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 多孔性担体 |
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