JP3083161B2 - 自動車排気ガス浄化触媒用メタル担体 - Google Patents
自動車排気ガス浄化触媒用メタル担体Info
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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
- 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
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- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車排ガスを浄化
する触媒メタル担体に関する。
する触媒メタル担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車などの排ガスの浄化に触媒コンバ
ータが広く用いられている。自動車用触媒コンバータ
は、排ガス中のCO,HC およびNOx の３成分を同時に酸化
・還元して浄化する３元系触媒が通常用いられている。
触媒として、Pt/Rh やPd/Rh などが用いられ、またこれ
らを担持するγ−アルミナの基体としてメタル担体が採
用され始めている。メタル担体は金属平箔と金属波箔と
を交互に重ね合せてハニカムを形成し、波箔に触媒を担
持させたものである。箔の材料として、20Cr-5Alステン
レス鋼などの耐熱金属材料が用いられる。また、箔の厚
みは50μm 程度である。平箔と波箔とはろう付などによ
り接合されている。ハニカムは円筒形またはレーストラ
ック形断面をなしており、Cr鋼またはNi-Cr 鋼などの耐
熱鋼製の外筒に挿入されている。上記触媒コンバータ
は、エキゾーストマニホルドと消音器との間に取り付け
られている。
ータが広く用いられている。自動車用触媒コンバータ
は、排ガス中のCO,HC およびNOx の３成分を同時に酸化
・還元して浄化する３元系触媒が通常用いられている。
触媒として、Pt/Rh やPd/Rh などが用いられ、またこれ
らを担持するγ−アルミナの基体としてメタル担体が採
用され始めている。メタル担体は金属平箔と金属波箔と
を交互に重ね合せてハニカムを形成し、波箔に触媒を担
持させたものである。箔の材料として、20Cr-5Alステン
レス鋼などの耐熱金属材料が用いられる。また、箔の厚
みは50μm 程度である。平箔と波箔とはろう付などによ
り接合されている。ハニカムは円筒形またはレーストラ
ック形断面をなしており、Cr鋼またはNi-Cr 鋼などの耐
熱鋼製の外筒に挿入されている。上記触媒コンバータ
は、エキゾーストマニホルドと消音器との間に取り付け
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】メタル担体では平箔と
波箔とが上述のように接合され、かく形成されたハニカ
ムが直接外筒に接合されている。一方、ここを流れる排
気ガスはエンジンの爆発音や排気音振動をまだ保有して
いるため、上記接合部分を通して外筒を振動させ、メタ
ル担体は大きな騒音を放射する。特に、レーストラック
型メタル担体では、外筒の平行部分が排気ガスによって
振動し易い構造となっている。このために、メタル担体
は従来のセラミック (コーディエライト) 担体に比べて
騒音が大きかった。また、メタル担体からの放射音に
は、外筒壁を通過する透過音と外筒自体の共振音の２成
分がある。透過音に対しては外筒の厚さを増して面密度
を大きくすればよい。しかし、外筒を厚くすれば外筒の
剛性が増して、共振音は周波数が高くなり、かえって不
快感を与えるという問題があった。そこで、この発明は
メタル担体から放射される騒音を低くし、不快な高周波
数の騒音を少なくすることができる自動車排気ガス浄化
触媒用メタル担体を提供しようとするのものである。
波箔とが上述のように接合され、かく形成されたハニカ
ムが直接外筒に接合されている。一方、ここを流れる排
気ガスはエンジンの爆発音や排気音振動をまだ保有して
いるため、上記接合部分を通して外筒を振動させ、メタ
ル担体は大きな騒音を放射する。特に、レーストラック
型メタル担体では、外筒の平行部分が排気ガスによって
振動し易い構造となっている。このために、メタル担体
は従来のセラミック (コーディエライト) 担体に比べて
騒音が大きかった。また、メタル担体からの放射音に
は、外筒壁を通過する透過音と外筒自体の共振音の２成
分がある。透過音に対しては外筒の厚さを増して面密度
を大きくすればよい。しかし、外筒を厚くすれば外筒の
剛性が増して、共振音は周波数が高くなり、かえって不
快感を与えるという問題があった。そこで、この発明は
メタル担体から放射される騒音を低くし、不快な高周波
数の騒音を少なくすることができる自動車排気ガス浄化
触媒用メタル担体を提供しようとするのものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の自動車排気ガ
ス浄化触媒用メタル担体は、金属平箔と金属波箔とが重
ね合されて接合され、金属製外筒に挿入されたメタル担
体において、前記外筒が同一材料のステンレス鋼の複層
からなり、各層の境界面が互いに接し、かつ非接合であ
り、前記外筒の厚みが合計で１．６mm以上である。
ス浄化触媒用メタル担体は、金属平箔と金属波箔とが重
ね合されて接合され、金属製外筒に挿入されたメタル担
体において、前記外筒が同一材料のステンレス鋼の複層
からなり、各層の境界面が互いに接し、かつ非接合であ
り、前記外筒の厚みが合計で１．６mm以上である。
【０００５】外筒は、複数枚の金属板を重ね合せて複層
に形成する。また、一枚の金属板を渦状に巻き重ねても
よい。隣り合う金属板は、互いに接している。層数は２
〜３が実用的である。３層の場合、２枚の板の間に金属
箔を挟み込んでもよい。挟み込む金属箔は、耐熱性を考
慮してステンレス箔を用いる。外筒の厚みが1.6 mm未満
であると、十分な遮音効果を得ることができず、また高
温排気ガスの圧力により外筒が変形する。
に形成する。また、一枚の金属板を渦状に巻き重ねても
よい。隣り合う金属板は、互いに接している。層数は２
〜３が実用的である。３層の場合、２枚の板の間に金属
箔を挟み込んでもよい。挟み込む金属箔は、耐熱性を考
慮してステンレス箔を用いる。外筒の厚みが1.6 mm未満
であると、十分な遮音効果を得ることができず、また高
温排気ガスの圧力により外筒が変形する。
【０００６】
【作用】外筒を1.6 mm以上と厚くすることにより透過音
に対する面密度が大きくなり、透過音は外筒を通過する
際にそれだけ大きく減衰される。また、外筒を複数層に
することにより、境界面の摩擦により外筒のダンピング
特性が向上して共振音を減らし、外筒の剛性のアップが
少ないので外筒の固有振動数は上がらず、共振音の周波
数は高くならない。
に対する面密度が大きくなり、透過音は外筒を通過する
際にそれだけ大きく減衰される。また、外筒を複数層に
することにより、境界面の摩擦により外筒のダンピング
特性が向上して共振音を減らし、外筒の剛性のアップが
少ないので外筒の固有振動数は上がらず、共振音の周波
数は高くならない。
【０００７】
【実施例】第１図はこの発明の実施例を示しており、メ
タル担体の縦断面図である。メタル担体１は、レースト
ラック形ハニカム２を備えている。レーストラック形ハ
ニカム２は、平箔３と波箔４とが重ね合わされ、渦状と
なっている。平箔３と波箔４とはろう付されている。レ
ーストラック形ハニカム２は、レーストラック形外筒６
に挿入されている。レーストラック形外筒６は、内部筒
７および外部筒８からなる２重筒である。レーストラッ
ク形ハニカム２の外周面と内部筒７の内周面とはろう付
により接合されている。
タル担体の縦断面図である。メタル担体１は、レースト
ラック形ハニカム２を備えている。レーストラック形ハ
ニカム２は、平箔３と波箔４とが重ね合わされ、渦状と
なっている。平箔３と波箔４とはろう付されている。レ
ーストラック形ハニカム２は、レーストラック形外筒６
に挿入されている。レーストラック形外筒６は、内部筒
７および外部筒８からなる２重筒である。レーストラッ
ク形ハニカム２の外周面と内部筒７の内周面とはろう付
により接合されている。
【０００８】ここで、上記メタル担体からの放射音の測
定例について説明する。厚さ50 mの20Cr-5Alステンレス
鋼箔よりなる平箔および波箔を重ね合わせて円筒状に巻
いた。ついで、これを径方向に押圧してレーストラック
形ハニカム (短径：80 mm 、長径：160 mm、長さ：105m
m) を製作した。一方、板厚1 mmの19Crステンレス鋼板
にあらかじめリブ加工した後、レーストラック形に成形
し、縁部を溶接して内部筒とした。また、板厚1.2 mmの
19Crステンレス鋼板をリブ加工したうえ、レーストラッ
ク形に成形して外部筒とした。この外部筒を上記内部筒
に重ね合せ、外部筒の縁部を溶接して２層のステンレス
鋼板よりなる外筒を準備した。そして、外筒に上記ハニ
カムを挿入し、波箔・平箔・内部筒を相互にろう付した
のち、波箔に触媒Pt/Rh を担持させた。また別に、板厚
1.5 mmの19Crステンレス鋼板を用いて、上記実施例のも
のと同一外形寸法の１層レーストラック形外筒を製作し
た。このレーストラック形外筒に同様のハニカムを挿入
して前者と同様にろう付を行ってメタル担体とし、これ
を比較例 (従来例) として用いた。
定例について説明する。厚さ50 mの20Cr-5Alステンレス
鋼箔よりなる平箔および波箔を重ね合わせて円筒状に巻
いた。ついで、これを径方向に押圧してレーストラック
形ハニカム (短径：80 mm 、長径：160 mm、長さ：105m
m) を製作した。一方、板厚1 mmの19Crステンレス鋼板
にあらかじめリブ加工した後、レーストラック形に成形
し、縁部を溶接して内部筒とした。また、板厚1.2 mmの
19Crステンレス鋼板をリブ加工したうえ、レーストラッ
ク形に成形して外部筒とした。この外部筒を上記内部筒
に重ね合せ、外部筒の縁部を溶接して２層のステンレス
鋼板よりなる外筒を準備した。そして、外筒に上記ハニ
カムを挿入し、波箔・平箔・内部筒を相互にろう付した
のち、波箔に触媒Pt/Rh を担持させた。また別に、板厚
1.5 mmの19Crステンレス鋼板を用いて、上記実施例のも
のと同一外形寸法の１層レーストラック形外筒を製作し
た。このレーストラック形外筒に同様のハニカムを挿入
して前者と同様にろう付を行ってメタル担体とし、これ
を比較例 (従来例) として用いた。
【０００９】つぎに、上記のようにして製作したメタル
担体の両端面にコーンを溶接し、エンジンの排気ガス管
の途中に接続した。また、メタル担体を800mm角の遮音
ボックスで囲み、エンジン音を直接検出しないようにし
た。測定用マイクロフォンをメタル担体上250 mmの位置
に配置し、各エンジン回転数によるメタル担体からの放
射音を測定した。エンジン回転数3000 rpmにおける測定
結果、外筒が板厚1.5 mmのステンレス鋼板で構成された
メタル担体 (従来例) に比べて、外筒が板厚1.0 mmと1.
2mm のステンレス鋼板２枚で構成されたメタル担体 (本
発明) では放射音が8 db低下することが明らかとなっ
た。また、周波数解析 (ＦＦＴ) の結果、各共振点が比
較例に比べて低周波側にシフトしていた。さらに、外筒
の各層の厚みおよび層数が異なるいくつかの例について
測定した結果を表１に示す。表１は、エンジン回転数30
00 rpmにおける放射音レベルを相対比較で示している。
担体の両端面にコーンを溶接し、エンジンの排気ガス管
の途中に接続した。また、メタル担体を800mm角の遮音
ボックスで囲み、エンジン音を直接検出しないようにし
た。測定用マイクロフォンをメタル担体上250 mmの位置
に配置し、各エンジン回転数によるメタル担体からの放
射音を測定した。エンジン回転数3000 rpmにおける測定
結果、外筒が板厚1.5 mmのステンレス鋼板で構成された
メタル担体 (従来例) に比べて、外筒が板厚1.0 mmと1.
2mm のステンレス鋼板２枚で構成されたメタル担体 (本
発明) では放射音が8 db低下することが明らかとなっ
た。また、周波数解析 (ＦＦＴ) の結果、各共振点が比
較例に比べて低周波側にシフトしていた。さらに、外筒
の各層の厚みおよび層数が異なるいくつかの例について
測定した結果を表１に示す。表１は、エンジン回転数30
00 rpmにおける放射音レベルを相対比較で示している。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１に示す測定結果から次のことが明らか
である。0.8-0.8 (2枚) の例は外筒の厚みが1.6 mmであ
り、従来例の外筒の厚みにほぼ等しいが、外筒を２層に
することにより放射音が6 db低下している。また、外筒
の内部筒と外部筒との間に厚み0.05 mm のステンレス鋼
箔を挟み込むことによっても、放射音レベルは低くな
る。さらに、外筒の平行部にリブを付けることも、放射
音レベル低下に効果がある。
である。0.8-0.8 (2枚) の例は外筒の厚みが1.6 mmであ
り、従来例の外筒の厚みにほぼ等しいが、外筒を２層に
することにより放射音が6 db低下している。また、外筒
の内部筒と外部筒との間に厚み0.05 mm のステンレス鋼
箔を挟み込むことによっても、放射音レベルは低くな
る。さらに、外筒の平行部にリブを付けることも、放射
音レベル低下に効果がある。
【００１２】
【発明の効果】この発明の自動車排気ガス浄化触媒用メ
タル担体によれば、外筒を合計で1.6 mm以上と厚くして
いるので、透過音は外筒を通過する際に大きく減衰され
る。また、外筒を複数層にすることにより、外筒の固有
振動数が下がり、共振音の周波数は低くなる。この結
果、メタル担体から放射される騒音は低くなり、不快な
高周波数の騒音も少なくなる。
タル担体によれば、外筒を合計で1.6 mm以上と厚くして
いるので、透過音は外筒を通過する際に大きく減衰され
る。また、外筒を複数層にすることにより、外筒の固有
振動数が下がり、共振音の周波数は低くなる。この結
果、メタル担体から放射される騒音は低くなり、不快な
高周波数の騒音も少なくなる。
【図１】この発明の実施例を示すメタル担体の縦断面図
である。
である。
１ メタル担体 ２ レーストラック形ハニカム ３ 平箔 ４ 波箔 ６ 外筒 ７ 内部筒 ８ 外部筒
フロントページの続き (72)発明者 深谷 益啓 神奈川県相模原市淵野辺５−10−１ 新 日本製鐵株式会社 第２技術研究所内 (72)発明者 座間 芳正 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 中央研究本部内 (56)参考文献 特開 平１−240714（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−190850（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−81648（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94 F01N 3/28
Claims (3)
- 【請求項１】 金属平箔と金属波箔とが重ね合されて接
合され、金属製外筒に挿入されたメタル担体において、
前記外筒が同一材料のステンレス鋼の複層からなり、各
層の境界面が互いに接し、かつ非接合であり、前記外筒
の厚みが合計で１．６mm以上であることを特徴とする自
動車排気ガス浄化触媒用メタル担体。 - 【請求項２】 金属平箔と金属波箔とが重ね合されて接
合され、金属製外筒に挿入されたメタル担体において、
前記外筒がフェライト系ステンレス鋼の複層からなり、
各層の境界面が互いに接し、かつ非接合であり、前記外
筒の厚みが合計で１．６mm以上であることを特徴とする
自動車排気ガス浄化触媒用メタル担体。 - 【請求項３】 外筒にリブが設けられていることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の自動車排気ガス浄
化触媒用メタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03000924A JP3083161B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | 自動車排気ガス浄化触媒用メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03000924A JP3083161B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | 自動車排気ガス浄化触媒用メタル担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250856A JPH04250856A (ja) | 1992-09-07 |
| JP3083161B2 true JP3083161B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=11487239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03000924A Expired - Lifetime JP3083161B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | 自動車排気ガス浄化触媒用メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083161B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19641049A1 (de) * | 1996-10-04 | 1998-04-09 | Emitec Emissionstechnologie | Wabenkörper mit Wärmeisolierung, vorzugsweise für einen Abgaskatalysator |
| DE102005009749A1 (de) * | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh | Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage |
-
1991
- 1991-01-09 JP JP03000924A patent/JP3083161B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04250856A (ja) | 1992-09-07 |
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