JP3668282B2 - 内燃機関用排ガス触媒コンバータシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、排ガス温度の高温化に耐える内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関用排ガス触媒コンバータは、内燃機関が排出する排ガス中の有害成分を触媒により分解する空気浄化機能を有するものであり、自動車等に使用されている。
内燃機関用排ガス触媒コンバータは、触媒を担持した触媒担体を、金属プロテクタ内に収納した構成となっている。
【０００３】
従来の触媒担体は、コージェライト系セラミック等を材料とするセラミック系触媒担体（セラミック担体）が主流だったが、最近ますます排ガス規制が強化される方向にある中で、耐久性、通気性及び浄化性能に優れるメタル系触媒担体（メタル担体）が急速に採用されつつある。
メタル担体の材料としては、フェライト系耐熱ステンレス等が用いられている。
【０００４】
メタル担体は、箔状の平板とその平板を波状に加工した波板状帯材とを重ねて一体的に巻回されたハニカム体からなるが、素材が金属であるため、その熱伝導性の良さによりハニカム体から金属プロテクタを介して放熱が生じ易いため、金属プロテクタとハニカム体の間に断熱材層を介在させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高速運転、高負荷運転等の過酷な状況下で長時間連続運転すると、セラミック担体の場合耐久性が低下してしまう欠点があった。
メタル担体にあっては、温度差の大きな加熱冷却が繰り返されると、熱膨張、収縮の作用により、スコーピング現象が発生して触媒担体自体が変形し、機能が劣化する等の欠点があった。
また、高速運転、加熱冷却の繰り返しは、担持された触媒自体を熱劣化させ、浄化性能が劣化する等の問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、排ガス温度の高温化に耐え、浄化機能を保持する内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムは、触媒担体と断熱材層が接着された金属プロテクタとからなり、前記触媒担体が所定の温度以上になると前記触媒担体と金属プロテクタとの熱膨張差により前記触媒担体と金属プロテクタに接着された断熱材層との間に冷却用空気が流れる空間が形成されるものである。
前記触媒担体としては、通常フェライト系ステンレス鋼が用いられていることから、金属プロテクタとしては、オーステナイト系ステンレス鋼を用いることが好適である。
【０００８】
【作用】
本発明の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムは、内燃機関始動直後は、断熱材層による断熱効果により、触媒の活性温度域に達成する時間を短縮でき、高速走行、高負荷走行時には、触媒担体に比べ金属プロテクタの熱膨張係数が大きいため、触媒担体と断熱材層との間に空間が形成され、この空間に走行風が流れて触媒担体の温度を下げるので、触媒の熱劣化及び触媒担体の変形等を防止することができ、触媒の排ガス浄化機能を常に好適な状態に維持することができる。
前記触媒担体としてフェライト系ステンレス鋼を使用し、金属プロテクタとしてオーステナイト系ステンレス鋼を用いた場合には、運転走行により排ガス温度が２００℃以上になるとフェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張差により、触媒担体と断熱材層との間に空間が形成される。
【０００９】
【実施例】
実施例１
以下、本発明の実施例１である内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムについて、図面を参照して説明する。図１は実施例１における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの低温時の概略断面図であり、図２は実施例１における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの高温時の概略断面図である。同一の構成要素には同一の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１０】
図１において、実施例１における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムはフェライト系ステンレス鋼を使用した触媒担体１及び金属コーン２とオーステナイト系ステンレス鋼を使用した金属プロテクタ３とかかるプロテクタに接着された断熱材層４を主部分として構成され、温度を感知して図２のようにプロテクタ３が伸び、触媒担体１と断熱材層４との間が開く。
【００１１】
内燃機関始動直後は、図１のように、触媒担体１と断熱材層４とは密着しているため、断熱効果により触媒の活性温度域に単時間で達する。
次に、運転走行により排ガスの温度が２００℃以上になると、触媒担体及び金属コーンと金属プロテクタの膨張係数の差により触媒担体及び金属コーンと断熱材層の間に空間が形成され、この空間に走行風が流れることにより触媒担体の温度を下げるので、触媒の熱劣化、触媒担体の変形等を防止することができ、触媒の排ガス浄化機能を常に好適な状態に維持することができる。
また、内燃機関停止後は熱膨張が無くなるので、図１の状態に戻る。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムは、触媒担体と断熱材層が接着された金属プロテクタからなり、内燃機関始動直後には、触媒担体に密接した断熱材層の断熱効果により、触媒の活性温度域に短時間で到達でき、運転走行により排ガス温度が２００℃以上の高温になると、触媒担体と金属プロテクタの熱膨張差により触媒担体と断熱材層との間に空間が形成され、この空間に走行風が流れて触媒担体の温度を下げるので、触媒の熱劣化、触媒担体の変形等を防止することができ、触媒の排ガス浄化機能を常に好適な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの低温時の概略断面図。
【図２】実施例１の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの高温時の概略断面図。
【符号の説明】
１ 触媒担体
２ 金属コーン
３ 金属プロテクタ
４ 断熱材層
【産業上の利用分野】
本発明は、排ガス温度の高温化に耐える内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関用排ガス触媒コンバータは、内燃機関が排出する排ガス中の有害成分を触媒により分解する空気浄化機能を有するものであり、自動車等に使用されている。
内燃機関用排ガス触媒コンバータは、触媒を担持した触媒担体を、金属プロテクタ内に収納した構成となっている。
【０００３】
従来の触媒担体は、コージェライト系セラミック等を材料とするセラミック系触媒担体（セラミック担体）が主流だったが、最近ますます排ガス規制が強化される方向にある中で、耐久性、通気性及び浄化性能に優れるメタル系触媒担体（メタル担体）が急速に採用されつつある。
メタル担体の材料としては、フェライト系耐熱ステンレス等が用いられている。
【０００４】
メタル担体は、箔状の平板とその平板を波状に加工した波板状帯材とを重ねて一体的に巻回されたハニカム体からなるが、素材が金属であるため、その熱伝導性の良さによりハニカム体から金属プロテクタを介して放熱が生じ易いため、金属プロテクタとハニカム体の間に断熱材層を介在させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高速運転、高負荷運転等の過酷な状況下で長時間連続運転すると、セラミック担体の場合耐久性が低下してしまう欠点があった。
メタル担体にあっては、温度差の大きな加熱冷却が繰り返されると、熱膨張、収縮の作用により、スコーピング現象が発生して触媒担体自体が変形し、機能が劣化する等の欠点があった。
また、高速運転、加熱冷却の繰り返しは、担持された触媒自体を熱劣化させ、浄化性能が劣化する等の問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、排ガス温度の高温化に耐え、浄化機能を保持する内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムは、触媒担体と断熱材層が接着された金属プロテクタとからなり、前記触媒担体が所定の温度以上になると前記触媒担体と金属プロテクタとの熱膨張差により前記触媒担体と金属プロテクタに接着された断熱材層との間に冷却用空気が流れる空間が形成されるものである。
前記触媒担体としては、通常フェライト系ステンレス鋼が用いられていることから、金属プロテクタとしては、オーステナイト系ステンレス鋼を用いることが好適である。
【０００８】
【作用】
本発明の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムは、内燃機関始動直後は、断熱材層による断熱効果により、触媒の活性温度域に達成する時間を短縮でき、高速走行、高負荷走行時には、触媒担体に比べ金属プロテクタの熱膨張係数が大きいため、触媒担体と断熱材層との間に空間が形成され、この空間に走行風が流れて触媒担体の温度を下げるので、触媒の熱劣化及び触媒担体の変形等を防止することができ、触媒の排ガス浄化機能を常に好適な状態に維持することができる。
前記触媒担体としてフェライト系ステンレス鋼を使用し、金属プロテクタとしてオーステナイト系ステンレス鋼を用いた場合には、運転走行により排ガス温度が２００℃以上になるとフェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張差により、触媒担体と断熱材層との間に空間が形成される。
【０００９】
【実施例】
実施例１
以下、本発明の実施例１である内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムについて、図面を参照して説明する。図１は実施例１における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの低温時の概略断面図であり、図２は実施例１における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの高温時の概略断面図である。同一の構成要素には同一の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１０】
図１において、実施例１における内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムはフェライト系ステンレス鋼を使用した触媒担体１及び金属コーン２とオーステナイト系ステンレス鋼を使用した金属プロテクタ３とかかるプロテクタに接着された断熱材層４を主部分として構成され、温度を感知して図２のようにプロテクタ３が伸び、触媒担体１と断熱材層４との間が開く。
【００１１】
内燃機関始動直後は、図１のように、触媒担体１と断熱材層４とは密着しているため、断熱効果により触媒の活性温度域に単時間で達する。
次に、運転走行により排ガスの温度が２００℃以上になると、触媒担体及び金属コーンと金属プロテクタの膨張係数の差により触媒担体及び金属コーンと断熱材層の間に空間が形成され、この空間に走行風が流れることにより触媒担体の温度を下げるので、触媒の熱劣化、触媒担体の変形等を防止することができ、触媒の排ガス浄化機能を常に好適な状態に維持することができる。
また、内燃機関停止後は熱膨張が無くなるので、図１の状態に戻る。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムは、触媒担体と断熱材層が接着された金属プロテクタからなり、内燃機関始動直後には、触媒担体に密接した断熱材層の断熱効果により、触媒の活性温度域に短時間で到達でき、運転走行により排ガス温度が２００℃以上の高温になると、触媒担体と金属プロテクタの熱膨張差により触媒担体と断熱材層との間に空間が形成され、この空間に走行風が流れて触媒担体の温度を下げるので、触媒の熱劣化、触媒担体の変形等を防止することができ、触媒の排ガス浄化機能を常に好適な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの低温時の概略断面図。
【図２】実施例１の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステムの高温時の概略断面図。
【符号の説明】
１ 触媒担体
２ 金属コーン
３ 金属プロテクタ
４ 断熱材層
Claims (2)
- 触媒担体と断熱材層が接着された金属プロテクタとからなり、前記触媒担体が所定の温度以上になると前記触媒担体と金属プロテクタとの熱膨張差により前記触媒担体と金属プロテクタに接着された断熱材層との間に冷却用空気が流れる空間が形成されることを特徴とする内燃機関用排ガス触媒コンバータシステム。
- 前記触媒担体はフェライト系ステンレス鋼であり、金属プロテクタはオーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用排ガス触媒コンバータシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09779995A JP3668282B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関用排ガス触媒コンバータシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09779995A JP3668282B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関用排ガス触媒コンバータシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08270441A JPH08270441A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3668282B2 true JP3668282B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=14201842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09779995A Expired - Fee Related JP3668282B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関用排ガス触媒コンバータシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3668282B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030003881A (ko) * | 2001-07-04 | 2003-01-14 | 현대자동차주식회사 | 열화 방지용 촉매 장치 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP09779995A patent/JP3668282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08270441A (ja) | 1996-10-15 |
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