JP3454018B2 - メタル触媒担体の構造 - Google Patents
メタル触媒担体の構造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
- 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
- F01N3/2814—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
-
- 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
- F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気通
路に介装されて排気浄化を行う触媒コンバータ装置等に
内蔵されるメタル触媒担体に関し、メタル触媒担体の性
能向上等を図る技術に関する。
路に介装されて排気浄化を行う触媒コンバータ装置等に
内蔵されるメタル触媒担体に関し、メタル触媒担体の性
能向上等を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンの排気通路に介装されて
排気中のCO、HC、NOx等の物質を浄化する排気浄
化用触媒コンバータ装置として、触媒を担持するメタル
触媒担体をシェル内に内蔵して備えたものがある。この
メタル触媒担体としては、金属箔製の波板と平板とを交
互に重ね合わせて積層した構造のものがある。
排気中のCO、HC、NOx等の物質を浄化する排気浄
化用触媒コンバータ装置として、触媒を担持するメタル
触媒担体をシェル内に内蔵して備えたものがある。この
メタル触媒担体としては、金属箔製の波板と平板とを交
互に重ね合わせて積層した構造のものがある。
【0003】この場合、単に積層して成形したものと、
積層して巻回することにより全体がロール状をなすよう
に成形したものとがある。ところで、従来、このような
メタル触媒担体において、ヒートマスの低減により昇温
速度を早めて触媒担体のヒートアップ時間を短縮する等
を目的として、波板と平板とを重ね合わせた部分を両端
部に、平板を除去して波板のみが存する部分を前記両端
部間の中間部に、夫々設けるようにしたものが知られて
いる(特開平6−269683号公報参照)。
積層して巻回することにより全体がロール状をなすよう
に成形したものとがある。ところで、従来、このような
メタル触媒担体において、ヒートマスの低減により昇温
速度を早めて触媒担体のヒートアップ時間を短縮する等
を目的として、波板と平板とを重ね合わせた部分を両端
部に、平板を除去して波板のみが存する部分を前記両端
部間の中間部に、夫々設けるようにしたものが知られて
いる(特開平6−269683号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のメタル触媒担体にあっては、その両端部のみ
において、平板が波板と積層されている構成であるか
ら、次のような問題点が生起する。即ち、メタル触媒担
体の両端部にだけ波板と共に平板を配した構成である
と、中間部において各波板のピッチずれが生じた場合
に、隣合う波板の間隔が部分的に狭くなる個所や逆に部
分的に間隔が広くなる個所が発生する。
うな従来のメタル触媒担体にあっては、その両端部のみ
において、平板が波板と積層されている構成であるか
ら、次のような問題点が生起する。即ち、メタル触媒担
体の両端部にだけ波板と共に平板を配した構成である
と、中間部において各波板のピッチずれが生じた場合
に、隣合う波板の間隔が部分的に狭くなる個所や逆に部
分的に間隔が広くなる個所が発生する。
【0005】これを図に基づいて説明すると、図6は、
波板1相互のピッチずれがなく適正に配置された場合で
ある。一方、図7及び図8は、夫々波板1相互のピッチ
ずれが生じて配置された場合である。このように、隣合
う波板1の間隔が部分的に狭くなる個所が発生した場合
には、波板1に触媒コーティング材2をコーティングし
た場合、触媒コーティング材2が隣合う波板の間隔が狭
い部分にて溜まり込み、この部分に目詰まりが発生す
る。
波板1相互のピッチずれがなく適正に配置された場合で
ある。一方、図7及び図8は、夫々波板1相互のピッチ
ずれが生じて配置された場合である。このように、隣合
う波板1の間隔が部分的に狭くなる個所が発生した場合
には、波板1に触媒コーティング材2をコーティングし
た場合、触媒コーティング材2が隣合う波板の間隔が狭
い部分にて溜まり込み、この部分に目詰まりが発生す
る。
【0006】このように目詰まりした部分における触媒
コーティング材2は、排ガスとの接触には供されないか
ら、排ガスと接触される波板表面積(触媒コーティング
層表面積)は実質的に減じられるし、触媒コーティング
材2の無駄にもなる。一方、隣合う波板1の間隔が部分
的に広くなる個所が発生した場合には、この部分におい
ては、排ガスと触媒コーティング層との接触が十分に行
われず、触媒の転換効率の悪化につながる。
コーティング材2は、排ガスとの接触には供されないか
ら、排ガスと接触される波板表面積(触媒コーティング
層表面積)は実質的に減じられるし、触媒コーティング
材2の無駄にもなる。一方、隣合う波板1の間隔が部分
的に広くなる個所が発生した場合には、この部分におい
ては、排ガスと触媒コーティング層との接触が十分に行
われず、触媒の転換効率の悪化につながる。
【0007】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、メタル触媒担体において、積層する金属製板
形状や配置構造等の改善により、ヒートマス低減による
昇温特性の向上を図りつつ、排ガスと触媒コーティング
層との接触性の向上を図って触媒性能の向上を図ること
を課題とする。
点に鑑み、メタル触媒担体において、積層する金属製板
形状や配置構造等の改善により、ヒートマス低減による
昇温特性の向上を図りつつ、排ガスと触媒コーティング
層との接触性の向上を図って触媒性能の向上を図ること
を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は、夫々一方向に波状に屈曲した大きい波高さの
金属製大波板と小さい波高さの金属製小波板とを交互に
重ね合わせて積層した構造のメタル触媒担体であって、
前記大波板と小波板夫々の波ピッチを略同ピッチに形成
し、前記小波板の表面に、前記小波板の谷部の底部と前
記大波板の谷部の底部とが接触するように第1の前記大
波板を重ね合わせ、前記小波板の裏面に、前記小波板の
山部の頂部と前記大波板の山部の頂部とが接触するよう
第2の前記大波板を重ね合わせて、大波板が小波板によ
って位置決めされ、前記大波板と小波板のいずれか一方
を除去した部分を一部に設けるようにした。
る発明は、夫々一方向に波状に屈曲した大きい波高さの
金属製大波板と小さい波高さの金属製小波板とを交互に
重ね合わせて積層した構造のメタル触媒担体であって、
前記大波板と小波板夫々の波ピッチを略同ピッチに形成
し、前記小波板の表面に、前記小波板の谷部の底部と前
記大波板の谷部の底部とが接触するように第1の前記大
波板を重ね合わせ、前記小波板の裏面に、前記小波板の
山部の頂部と前記大波板の山部の頂部とが接触するよう
第2の前記大波板を重ね合わせて、大波板が小波板によ
って位置決めされ、前記大波板と小波板のいずれか一方
を除去した部分を一部に設けるようにした。
【0009】かかる請求項1に係る発明においては、大
波板が小波板により位置決めされるため、大波板の波ピ
ッチずれが生じず、大波板全体にわたり波ピッチが揃え
られる。請求項2に係る発明は、大波板と小波板とを重
ね合わせた部分を両端部に、大波板と小波板のいずれか
一方を除去して他方のみが存する部分を前記両端部間
に、夫々有する構成とした。
波板が小波板により位置決めされるため、大波板の波ピ
ッチずれが生じず、大波板全体にわたり波ピッチが揃え
られる。請求項2に係る発明は、大波板と小波板とを重
ね合わせた部分を両端部に、大波板と小波板のいずれか
一方を除去して他方のみが存する部分を前記両端部間
に、夫々有する構成とした。
【0010】かかる請求項2に係る発明においては、両
端部にて大波板が小波板により位置決めされる。又、一
方の波板を除去した部分において、隣合う他方の波板間
の間隔を部分的ではなく全体的に狭くすることができ
る。
端部にて大波板が小波板により位置決めされる。又、一
方の波板を除去した部分において、隣合う他方の波板間
の間隔を部分的ではなく全体的に狭くすることができ
る。
【0011】
【0012】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、メタル触
媒担体の小波板を除去した部分において、隣合う大波板
の間隔が部分的に狭くなる個所や逆に部分的に間隔が広
くなる個所が発生するのを抑制でき、大波板に触媒コー
ティング材をコーティングした場合、触媒コーティング
材が溜まり込む部位がなくなり、目詰まりの発生を防止
することができる。
媒担体の小波板を除去した部分において、隣合う大波板
の間隔が部分的に狭くなる個所や逆に部分的に間隔が広
くなる個所が発生するのを抑制でき、大波板に触媒コー
ティング材をコーティングした場合、触媒コーティング
材が溜まり込む部位がなくなり、目詰まりの発生を防止
することができる。
【0013】従って、排ガスと接触される波板表面積
(触媒コーティング層表面積)が減じられることなく確
保され、触媒コーティング材の無駄も生じない。更に、
排ガスと触媒コーティング層との接触が十分に行われ、
触媒の転換効率を高めることにもつながる。又、ヒート
マスの低減を図れ、触媒担体の昇温速度を早めてヒート
アップ時間を短縮する等の利点を奏する。
(触媒コーティング層表面積)が減じられることなく確
保され、触媒コーティング材の無駄も生じない。更に、
排ガスと触媒コーティング層との接触が十分に行われ、
触媒の転換効率を高めることにもつながる。又、ヒート
マスの低減を図れ、触媒担体の昇温速度を早めてヒート
アップ時間を短縮する等の利点を奏する。
【0014】請求項2に係る発明によれば、一方の波板
を除去したメタル触媒担体中間部において、他方の波板
が安定して保持される。又、触媒コーティング材による
目詰まりを生じさせることなく、排ガスと接触される波
板表面積(触媒コーティング層表面積)を大きくするこ
とができる。
を除去したメタル触媒担体中間部において、他方の波板
が安定して保持される。又、触媒コーティング材による
目詰まりを生じさせることなく、排ガスと接触される波
板表面積(触媒コーティング層表面積)を大きくするこ
とができる。
【0015】
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図3は、エンジンの排気通路に介装
されて排気浄化を行う触媒コンバータ装置10の構造を
示しており、装置本体を構成する筒状のシェル11の両
端部には、排気管との接続口であって、排ガス入口部1
2と出口部13とが形成されている。
本発明を詳述する。図3は、エンジンの排気通路に介装
されて排気浄化を行う触媒コンバータ装置10の構造を
示しており、装置本体を構成する筒状のシェル11の両
端部には、排気管との接続口であって、排ガス入口部1
2と出口部13とが形成されている。
【0017】前記シェル11内には、両端部がリング状
の保持部材14に保持されて、本発明のメタル触媒担体
15が内蔵されている。ここで、メタル触媒担体15
は、夫々一方向に波状に屈曲した大きい波高さの金属箔
等の金属製の大波板と小さい波高さの金属箔等の金属製
の小波板とを交互に重ね合わせて積層し、各波板間の空
間を排ガスの通路部とした構造となっている。具体的に
は図1に示すように、大波板16と小波板17夫々の波
ピッチを略同ピッチに形成し、小波板17aの表面に、
小波板17aの谷部の底部と大波板16aの谷部の底部
とが接触するよう第1の大波板16aを重ね合わせ、小
波板17aの裏面に、前記小波板17aの山部の頂部と
大波板16bの山部の頂部とが接触するよう第2の大波
板16bを重ね合わせる。これにより、大波板16a,
16bが小波板17aによって位置決めされる。
の保持部材14に保持されて、本発明のメタル触媒担体
15が内蔵されている。ここで、メタル触媒担体15
は、夫々一方向に波状に屈曲した大きい波高さの金属箔
等の金属製の大波板と小さい波高さの金属箔等の金属製
の小波板とを交互に重ね合わせて積層し、各波板間の空
間を排ガスの通路部とした構造となっている。具体的に
は図1に示すように、大波板16と小波板17夫々の波
ピッチを略同ピッチに形成し、小波板17aの表面に、
小波板17aの谷部の底部と大波板16aの谷部の底部
とが接触するよう第1の大波板16aを重ね合わせ、小
波板17aの裏面に、前記小波板17aの山部の頂部と
大波板16bの山部の頂部とが接触するよう第2の大波
板16bを重ね合わせる。これにより、大波板16a,
16bが小波板17aによって位置決めされる。
【0018】そして本発明では更に大波板16と小波板
17のいずれか一方を除去した部分を一部に設ける。即
ち、具体的には、図1に示すように、大波板16と小波
板17とを重ね合わせた部分を、メタル触媒担体15の
両端部、即ち、図3の斜線で示す入口端部と出口端部に
形成し(図4参照)、図2に示すように、大波板16と
小波板17のいずれか一方、例えば、小波板17を除去
して他方、即ち、大波板16のみが存する部分を前記入
口端部と出口端部間の中間部に形成する(図5参照)。
17のいずれか一方を除去した部分を一部に設ける。即
ち、具体的には、図1に示すように、大波板16と小波
板17とを重ね合わせた部分を、メタル触媒担体15の
両端部、即ち、図3の斜線で示す入口端部と出口端部に
形成し(図4参照)、図2に示すように、大波板16と
小波板17のいずれか一方、例えば、小波板17を除去
して他方、即ち、大波板16のみが存する部分を前記入
口端部と出口端部間の中間部に形成する(図5参照)。
【0019】前記大波板16においては、波高さを例え
ば1.2mmに形成し、前記小波板17においては、波
高さを例えば0.2〜0.5mmに形成し、両者の波ピ
ッチは、例えば2〜3mmに設定する。かかる構成のメ
タル触媒担体15の構造によれば、次の(1)〜(3)
に記したような作用・効果を奏する。 (1)メタル触媒担体15の両端部にだけ波板と共に平
板を配した従来の構成であると、中間部において各波板
のピッチずれが生じる虞があるが、従来の波板と平板と
に代えて、大波板16と小波板17とをメタル触媒担体
15の両端部において重ね合わせて積層し、しかも、両
波板の波ピッチを同ピッチとしたことにより、両端部に
て大波板16が小波板17により位置決めされるため、
中間部にて大波板16の波ピッチずれが生じず、大波板
16全体にわたり波ピッチが揃えられる。
ば1.2mmに形成し、前記小波板17においては、波
高さを例えば0.2〜0.5mmに形成し、両者の波ピ
ッチは、例えば2〜3mmに設定する。かかる構成のメ
タル触媒担体15の構造によれば、次の(1)〜(3)
に記したような作用・効果を奏する。 (1)メタル触媒担体15の両端部にだけ波板と共に平
板を配した従来の構成であると、中間部において各波板
のピッチずれが生じる虞があるが、従来の波板と平板と
に代えて、大波板16と小波板17とをメタル触媒担体
15の両端部において重ね合わせて積層し、しかも、両
波板の波ピッチを同ピッチとしたことにより、両端部に
て大波板16が小波板17により位置決めされるため、
中間部にて大波板16の波ピッチずれが生じず、大波板
16全体にわたり波ピッチが揃えられる。
【0020】このため、小波板17を除去したメタル触
媒担体15の中間部分において、隣合う大波板16の間
隔が部分的に狭くなる個所や逆に部分的に間隔が広くな
る個所が発生するのを抑制でき、大波板16に触媒コー
ティング材をコーティングした場合、触媒コーティング
材が溜まり込む部位がなくなり、目詰まりの発生を防止
することができる。
媒担体15の中間部分において、隣合う大波板16の間
隔が部分的に狭くなる個所や逆に部分的に間隔が広くな
る個所が発生するのを抑制でき、大波板16に触媒コー
ティング材をコーティングした場合、触媒コーティング
材が溜まり込む部位がなくなり、目詰まりの発生を防止
することができる。
【0021】従って、排ガスと接触される波板表面積
(触媒コーティング層表面積)が減じられることなく確
保され、触媒コーティング材の無駄も生じない。更に、
排ガスと触媒コーティング層との接触が十分に行われ、
触媒の転換効率を高めることにもつながる。 (2)小波板17を除去して大波板16のみを配置した
部分を設けたことにより、ヒートマスの低減を図れ、触
媒担体の昇温速度を早めてヒートアップ時間を短縮する
等の利点を奏する。 (3)大波板16と小波板17とをメタル触媒担体15
の両端部において重ね合わせて積層し、両波板16,1
7の波ピッチを同ピッチとしたことにより、小波板17
を除去して大波板16のみを配置したメタル触媒担体1
5の中間部分において、隣合う大波板16間の間隔を部
分的ではなく全体的に狭くすることができるから、触媒
コーティング材による目詰まりを生じさせることなく、
排ガスと接触される波板表面積(触媒コーティング層表
面積)を大きくすることができる。
(触媒コーティング層表面積)が減じられることなく確
保され、触媒コーティング材の無駄も生じない。更に、
排ガスと触媒コーティング層との接触が十分に行われ、
触媒の転換効率を高めることにもつながる。 (2)小波板17を除去して大波板16のみを配置した
部分を設けたことにより、ヒートマスの低減を図れ、触
媒担体の昇温速度を早めてヒートアップ時間を短縮する
等の利点を奏する。 (3)大波板16と小波板17とをメタル触媒担体15
の両端部において重ね合わせて積層し、両波板16,1
7の波ピッチを同ピッチとしたことにより、小波板17
を除去して大波板16のみを配置したメタル触媒担体1
5の中間部分において、隣合う大波板16間の間隔を部
分的ではなく全体的に狭くすることができるから、触媒
コーティング材による目詰まりを生じさせることなく、
排ガスと接触される波板表面積(触媒コーティング層表
面積)を大きくすることができる。
【0022】ここで、小波板17の波高さを大きくする
ことによって、図1のHで示した大波板16の間隔を小
さく出来るから、上記の排ガスと接触される波板表面積
の拡大を効果的に図れる。
ことによって、図1のHで示した大波板16の間隔を小
さく出来るから、上記の排ガスと接触される波板表面積
の拡大を効果的に図れる。
【0023】以上説明した実施形態においては、大波板
16と小波板17とを単に積層して成形したメタル触媒
担体15について説明したが、大波板と小波板とを積層
して巻回することにより全体がロール状をなすように成
形したメタル触媒担体においても、本発明を適用するこ
とが可能である。又、小波板17を除去して大波板16
のみが存する部分をメタル触媒担体15の入口端部と出
口端部間の中間部に形成するようにしたが、大波板16
を除去して小波板17のみが存する部分を形成しても良
く、要は大波板16と小波板17のいずれか一方を除去
した部分を一部に設けた構成であれば良い。
16と小波板17とを単に積層して成形したメタル触媒
担体15について説明したが、大波板と小波板とを積層
して巻回することにより全体がロール状をなすように成
形したメタル触媒担体においても、本発明を適用するこ
とが可能である。又、小波板17を除去して大波板16
のみが存する部分をメタル触媒担体15の入口端部と出
口端部間の中間部に形成するようにしたが、大波板16
を除去して小波板17のみが存する部分を形成しても良
く、要は大波板16と小波板17のいずれか一方を除去
した部分を一部に設けた構成であれば良い。
【図1】 本発明に係るメタル触媒担体の一実施形態の
大波板と小波板との関係を示す図
大波板と小波板との関係を示す図
【図2】 同上の実施形態の大波板相互の関係を示す図
【図3】 同上のメタル触媒担体を備えた触媒コンバー
タ装置の構成を示す断面図
タ装置の構成を示す断面図
【図4】 図3中X−X矢視断面図
【図5】 図3中Y−Y矢視断面図
【図6】 従来のメタル触媒担体の波板を示す図
【図7】 同上の従来のメタル触媒担体の問題点を説明
する図
する図
【図8】 同上の従来のメタル触媒担体の問題点を説明
する図
する図
15 メタル触媒担体
16、16a、16b 大波板
17、17a 小波板
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平5−337375(JP,A)
特開 平7−293232(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B21D 47/00
B01J 35/04
F01N 3/28
Claims (2)
- 【請求項1】夫々一方向に波状に屈曲した大きい波高さ
の金属製大波板と小さい波高さの金属製小波板とを交互
に重ね合わせて積層した構造のメタル触媒担体であっ
て、 前記大波板と小波板夫々の波ピッチを略同ピッチに形成
し、前記小波板の表面に、前記小波板の谷部の底部と前記大
波板の谷部の底部とが接触するように第1の前記大波板
を重ね合わせ、前記小波板の裏面に、前記小波板の山部
の頂部と前記大波板の山部の頂部とが接触するよう第2
の前記大波板を重ね合わせて、大波板が小波板によって
位置決めされ、 前記大波板と小波板のいずれか一方を除去した部分を一
部に設けたことを特徴とするメタル触媒担体。 - 【請求項2】大波板と小波板とを重ね合わせた部分を両
端部に、大波板と小波板のいずれか一方を除去して他方
のみが存する部分を前記両端部間に、夫々有することを
特徴とする請求項1記載のメタル触媒担体。
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-
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