JP4076677B2 - CANNING STRUCTURE AND ITS CATALYST SUPPORT METHOD - Google Patents
CANNING STRUCTURE AND ITS CATALYST SUPPORT METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- JP4076677B2 JP4076677B2 JP19412599A JP19412599A JP4076677B2 JP 4076677 B2 JP4076677 B2 JP 4076677B2 JP 19412599 A JP19412599 A JP 19412599A JP 19412599 A JP19412599 A JP 19412599A JP 4076677 B2 JP4076677 B2 JP 4076677B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic honeycomb
- catalyst
- canning
- honeycomb structure
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 87
- 238000009924 canning Methods 0.000 title claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 97
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 102100040428 Chitobiosyldiphosphodolichol beta-mannosyltransferase Human genes 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
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
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
-
- 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
- F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
- F01N2450/02—Fitting monolithic blocks into the housing
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等から排出される有害燃焼ガス浄化装置である触媒コンバータに用いるキャニング構造体及びその触媒担持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、セラミック製ハニカム触媒コンバータは、自動車用排ガス浄化装置として広く使用されている。
近年の環境問題から、より一層の排ガス規制強化に伴い、エンジン始動直後の排ガス温度の低い、いわゆるコールドスタート時においても触媒を機能させる必要に迫られている。
このため、触媒担体の隔壁厚さを、従来の１／２〜１／６まで薄くすることにより、触媒担体の熱容量を下げ、触媒担体の昇温を早めるとともに、圧力損失の減少によるエンジン性能の向上を図ることが行われている。
【０００３】
通常、セラミック製ハニカム触媒コンバータは、図３に示すように製造される。
まず、担体メーカは、検査、合格したセラミック担体１０（セラミックハニカム構造体）を梱包し、触媒メーカへ輸送する。
触媒メーカは、これを解梱し、セラミック担体１０（セラミックハニカム構造体）に、触媒担持（触媒コート）、熱処理、検査等の工程を行い、触媒担体２５（セラミックハニカム触媒担体）とした後、梱包し、キャニングメーカへ輸送する。
キャニングメーカは、これを解梱し、触媒担体２５に保持材１３を取り付け、メタルケース１１内に圧縮固定（キャニング）することにより、キャニング触媒担体３０とした後、必要に応じてキャニング触媒担体３０にコーン部１７及びフランジ１８等の接合部材を溶接して、触媒コンバータ１（セラミック製ハニカム触媒コンバータ）として完成させる（図４参照）。
【０００４】
ここで、上記のセラミック担体として、従来の１／２〜１／６程度の隔壁厚さのセラミックハニカム構造体を用いた場合、輸送、触媒担持工程、キャニング工程及び各工程のハンドリング時（例えば、梱包、解梱、機械設備［コンベアー、チャッキング、キャニング等］への乗せ降ろし作業等）におけるセラミックハニカム構造体の割れや欠けが多発するという問題があった。
【０００５】
これを解消するため、本発明者らは、キャニング構造体（触媒担持前のセラミックハニカム構造体を予めメタルケース内に保持材で固定させたもの）を用いたセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造プロセスを新たに提案した。
【０００６】
しかしながら、上記のキャニング構造体は、触媒担持（触媒コート）時に、セラミックハニカム構造体だけでなく、排ガスとの触媒反応に関与しない保持材にも高価な触媒が担持されてしまうため、非経済的であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、触媒担持時に保持材に高価な触媒を担持することなく、輸送、触媒担持工程、キャニング工程及び各工程のハンドリング時におけるセラミックハニカム構造体の欠けや割れを防止することができるキャニング構造体及びその触媒担持方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、触媒担持前のセラミックハニカム構造体を予めメタルケース内に保持材で固定させてなるキャニング構造体であって、該セラミックハニカム構造体と該保持材との間に、不透水性フィルムを少なくとも該セラミックハニカム構造体と該保持材とが接する部分に周設されるように配設するとともに、該不透水性フィルムが、該セラミックハニカム構造体の両端面から１０ｍｍ以上（好ましくは、２０ｍｍ以上、より好ましくは、３０ｍｍ以上）突出させた突出部を有し、且つ該不透水性フィルムの突出部の外径が、該セラミックハニカム構造体の外径よりも大きいことを特徴とするキャニング構造体が提供される。
【００１０】
更に、本発明では、不透水性フィルムの形状が円筒状であり、不透水性フィルムの厚さが０．１ｍｍ以下（好ましくは、０．０５ｍｍ以下、より好ましくは、０．０３ｍｍ以下）であることが好ましい。
このとき、不透水性フィルムは、可燃性であるとともに、撥水性であることが好ましい。
【００１１】
尚、本発明では、保持材が非膨脹性セラミック繊維マットであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明によれば、セラミックハニカム構造体を予めメタルケース内に保持材で固定させてなるキャニング構造体の触媒担持方法であって、該セラミックハニカム構造体と該保持材との間に、不透水性フィルムを少なくとも該セラミックハニカム構造体と該保持材とが接する部分に周設されるように配設するとともに、該不透水性フィルムが、該セラミックハニカム構造体の両端面から１０ｍｍ以上突出させた突出部を有し、且つ該不透水性フィルムの突出部の外径が、該セラミックハニカム構造体の外径よりも大きいキャニング構造体に、触媒スラリーを該不透水性フィルムの該セラミックハニカム構造体側のみに流すことにより、該保持材への触媒担持を防止し、該セラミックハニカム構造体のみに触媒を担持するようにしたことを特徴とするキャニング構造体の触媒担持方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のキャニング構造体は、触媒担持前のセラミックハニカム構造体を予めメタルケース内に保持材で固定させてなるキャニング構造体であって、セラミックハニカム構造体と保持材との間に、不透水性フィルムを少なくともセラミックハニカム構造体と保持材とが接する部分に周設されるように配設するとともに、不透水性フィルムが、セラミックハニカム構造体の両端面から１０ｍｍ以上突出させた突出部を有し、且つ不透水性フィルムの突出部の外径が、セラミックハニカム構造体の外径よりも大きいものである。
【００１４】
これにより、触媒担持時に保持材に高価な触媒を担持することなく、輸送、触媒担持工程、キャニング工程及び各工程のハンドリング時におけるセラミックハニカム構造体の欠けや割れを防止することができる。
【００１５】
以下、図面に基づき本発明を更に詳細に説明する。
図１は、本発明のキャニング構造体の一例を示すものであり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は、縦断面図である。
本発明のキャニング構造体は、図１に示すように、触媒担持前のセラミックハニカム構造体１０を予めメタルケース１１内に保持材１３で固定させてなるものであり、セラミックハニカム構造体１０と保持材１３との間に、不透水性フィルム６０を配設したものである。
【００１６】
このとき、本発明のキャニング構造体は、図１に示すように、不透水性フィルム６０が少なくともセラミックハニカム構造体１０と保持材１３とが接する部分に周設されていることが好ましい。
これは、上記キャニング構造体を触媒担持（触媒コート）した場合、触媒成分を含む触媒スラリーの保持材への流出を防止することができるからである。
【００１７】
また、本発明のキャニング構造体は、図１（ｃ）に示すように、不透水性フィルムが、セラミックハニカム構造体１０の両端面から１０ｍｍ以上（好ましくは、２０ｍｍ以上、より好ましくは、３０ｍｍ以上）の長さａで突出させた突出部６２を有することがより好ましい。
また、不透水性フィルムの突出部の外径Ｌ2が、セラミックハニカム構造体の外径Ｌ1よりも大きいことが更に好ましい。
これにより、触媒担持工程における触媒スラリーの保持材への流出防止が容易となり、キャニング構造体の触媒担持（触媒コート）を確実に行うことができるとともに、触媒担持工程を最適化することができる。
【００１８】
尚、本発明で用いる不透水性フィルムは、円筒状のものであることが好ましい。
これは、セラミックハニカム構造体に不透水性フィルムを容易に周設することができるため、キャニング工程を簡略化できるとともに、セラミックハニカム構造体の外周部を繋ぎ目なく包囲することができるため、触媒スラリーのセラミックハニカム構造体の外部への流出を確実に防止することができるからである。
【００１９】
また、本発明で用いる不透水性フィルムは、保持材であるセラミック繊維マットと一体化されたシート状のものであってもよい。
これにより、セラミックハニカム構造体の外周面に、不透水性フィルムと保持材とを同時に巻き回すことができるため、キャニング工程を簡略化することができる。
【００２０】
更に、本発明で用いる不透水性フィルムの厚さは、０．１ｍｍ以下（好ましくは、０．０５ｍｍ以下、より好ましくは、０．０３ｍｍ以下）であることが好ましい。
これは、触媒担持（触媒コート）されたキャニング構造体から不透水性フィルムを除去した場合、セラミックハニカム構造体をメタルケース内に保持材で確実に固定するため、不透水性フィルムの厚さをできるだけ薄くすることが必要であるからである。
【００２１】
このとき、本発明で用いる不透水性フィルムは、可燃性であることが好ましい。
これは、触媒担持（触媒コート）後の熱処理（５００〜７００℃）により、不要となった不透水性フィルムを容易に除去することができるからである。
【００２２】
また、本発明で用いる不透水性フィルムは、撥水性であることが、触媒スラリーの保持材への流出を確実に防止することができるため好ましい。
【００２３】
ここで、本発明で用いる不透水性フィルムの材質は、上記の条件をすべて満たすものであれば、特に限定されないが、ポリエチレン又はナイロン等であることが好ましい。
【００２４】
更に、本発明のキャニング構造体は、上記の効果に加えて、外部からの衝撃や振動からセラミックハニカム構造体を保護することができるため、輸送、触媒担持工程、キャニング工程及び各工程におけるハンドリング時におけるセラミックハニカム構造体（特に、薄壁［隔壁厚さ：０．１０ｍｍ以下］であるもの）の欠けや割れを防止することができる。
【００２５】
本発明のキャニング構造体は、メタルケースが押し込み構造又は巻締め構造であることが好ましい。
これは、キャニング時の面圧分布が均一で、エンジン排気ガスのリーク、保持材の排気ガスによる風食、エンジン振動によるセラミックハニカム構造体の遊動、破損等の信頼性を高くすることができるからである。
特に、メタルケースが巻締め構造である場合、面圧分布が均一であるだけでなく、セラミックハニカム構造体の径のバラツキによらず、一定の面圧でキャニングできるため、機械的強度の低いセラミックハニカム構造体（特に、薄壁であるもの）には、特に好ましい。
【００２６】
尚、本発明で用いる保持材は、非膨脹性セラミック繊維マットであることが好ましい。
これは、セラミックハニカム構造体の径のバラツキによるキャニング時の最大面圧を低くできるだけでなく、加熱時に膨脹マットのような過大な圧力が発生しないため、セラミックハニカム構造体（特に、薄壁であるもの）の破損を防止することができるからである。
【００２７】
ここで、本発明で用いる非膨脹性セラミック繊維マットは、アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素及びジルコニアからなる群より選ばれた少なくとも１種からなり、繊維径が２μｍ以上６μｍ未満であるセラミック繊維から形成され、且つ、室温時に２ｋｇｆ／ｃｍ2の初期面圧をかけた後、１０００℃まで昇温した時、少なくとも１ｋｇｆ／ｃｍ2の面圧を発生するとともに、触媒コンバータの実使用温度範囲内で大きく増減を生じない圧縮特性を有していることが好ましい。
【００２８】
本発明で用いるセラミックハニカム構造体の隔壁厚さは、０．１０ｍｍ以下（より好ましくは、０．０８ｍｍ以下）であることが好ましい。
これは、コールドスタート時においても触媒を機能させるため、触媒担体の熱容量を下げ、触媒担体の昇温を早めるとともに、圧力損失の減少によるエンジン性能の向上を図ることができるからである。
【００２９】
次に、本発明のキャニング構造体を用いたセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造プロセスの一例を図２に基づいて説明する。
まず、担体メーカは、検査、合格したセラミック担体１０（セラミックハニカム構造体）に、不透水性フィルム６０を周設した後、更に保持材１３を巻き回し、メタルケース１１内にセラミック担体１０を圧縮固定（キャニング）を行い、キャニング構造体２２（図１参照）とした後、梱包し、触媒メーカへ輸送する。
【００３０】
触媒メーカは、これを解梱し、キャニング構造体２２に、触媒担持（触媒コート）、熱処理、検査等の工程を行い、キャニング触媒担体３０とした後、梱包し、キャニングメーカへ輸送する。
尚、触媒担持は、キャニング構造体２２の上部から触媒スラリーを投入しつつ、キャニング構造体２２の下部から触媒スラリーを吸引することにより、セラミックハニカム構造体に触媒スラリーを浸漬させ、キャニング構造体２２に触媒を担持するものである。
このとき、セラミックハニカム構造体の外周部に周設された不透水性フィルムは、触媒スラリーの保持材への流出を防止することができるだけでなく、熱処理工程により容易に除去することもできる。
【００３１】
キャニングメーカは、これを解梱し、必要に応じてキャニング触媒担体３０にコーン部１７及びフランジ１８等の接合部材を溶接することにより、触媒コンバータ（セラミック製ハニカム触媒コンバータ１）として完成させる（図４参照）。
【００３２】
以上のことから、上記に示したセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造方法は、従来の製造方法（図３参照）と比較すると、セラミックハニカム構造体を外部からの衝撃や振動から保護することができるため、輸送、触媒担持工程、キャニング工程及び各工程のハンドリング時におけるセラミックハニカム構造体の欠けや割れを大幅に低減できる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
（実施例）
直径：１０６ｍｍ、長さ：１１４ｍｍ、隔壁厚さ：０．０３ｍｍ、貫通孔：２３３個／ｃｍ2のコージェライト製セラミック担体（セラミックハニカム構造体）の外周部に、厚さ：０．０３ｍｍの不透水性フィルム（材質：ポリエチレン）を巻き回した後、保持材として、１ｍ2当たり１２００ｇの非膨脹性セラミック繊維マット（三菱化学（株）社製「マフテック（商品名）」）を更に巻き回した。
保持材及び不透水性フィルムを巻き回したセラミックハニカム構造体を、押し込み用テーパー治具を用いて、内径：１１４ｍｍ、長さ：１２４ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのステンレス製押し込みキャニング用缶体（メタルケース）に押し込むことにより、図１に示すキャニング構造体２２を作製した。
尚、不透水性フィルム６０は、セラミックハニカム構造体１０の両端面から１０ｍｍの長さａで突出させた突出部６２を有する。
【００３４】
次に、実施例で得られたキャニング構造体２２を、図２に示すセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造プロセスに２０個流した。
この結果、触媒担持（触媒コート）工程における触媒スラリーの保持材への流出を完全に防止することができ、高価な触媒スラリーの損失を防止することができた。
また、上記に示す製造プロセスの全工程におけるセラミックハニカム構造体の割れや欠けは、全く認められなかった。
【００３５】
（比較例１）
前述の実施例と同一の条件で、不透水性フィルム６０を用いずにキャニング構造体を作製し、図２に示すセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造プロセスに２０個流した。
この結果、触媒担持工程において触媒スラリーが保持材に流出し、触媒スラリー使用量の８％が保持材に担持され、無駄となった。
尚、製造プロセスの全工程におけるセラミックハニカム構造体の割れや欠けの発生は全く認められなかった。
【００３６】
（比較例２）
直径：１０６ｍｍ、長さ：１１４ｍｍ、隔壁厚さ：０．０６ｍｍ、貫通孔：１４０個／ｃｍ2のコージェライト製セラミック担体（セラミックハニカム構造体）２０個を、図３に示すセラミック製ハニカム触媒コンバータ（押し込みキャニング）の製造プロセスに流した。
この結果、上記に示す製造プロセスの全工程におけるセラミックハニカム構造体の割れや欠けの発生率は、２５％に達していた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のキャニング構造体及びその触媒担持方法は、触媒担持時に保持材に高価な触媒を担持することなく、輸送、触媒担持工程、キャニング工程及び各工程のハンドリング時におけるセラミックハニカム構造体の欠けや割れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のキャニング構造体の一例を示すものであり、（ａ）は概略斜視図であり、（ｂ）は平面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図２】 本発明のキャニング構造体を用いたセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造プロセスの一例を示す概要図である。
【図３】 従来のセラミック製ハニカム触媒コンバータの製造プロセスの一例を示す概要図である。
【図４】 セラミック製ハニカム触媒コンバータの一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１…セラミック製ハニカム触媒コンバータ、１０…セラミックハニカム構造体（セラミック担体）、１１…メタルケース、１３…保持材、１７…コーン部、１８…フランジ、２２…キャニング構造体、２５…セラミックハニカム触媒担体（触媒担体）、３０…キャニング触媒担体、６０…不透水性フィルム、６２…不透水性フィルムの突起部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a canning structure used in a catalytic converter, which is a purification device for harmful combustion gas discharged from an internal combustion engine or the like, and a method for supporting the catalyst.
[0002]
[Prior art]
At present, ceramic honeycomb catalytic converters are widely used as exhaust gas purification apparatuses for automobiles.
Due to environmental problems in recent years, it is necessary to make the catalyst function even at the so-called cold start when the exhaust gas temperature is low immediately after the engine start, as the exhaust gas regulations are further strengthened.
For this reason, by reducing the partition wall thickness of the catalyst carrier to 1/2 to 1/6 of the conventional one, the heat capacity of the catalyst carrier is lowered, the temperature of the catalyst carrier is increased, and the engine performance is reduced by reducing the pressure loss. Improvements are being made.
[0003]
Normally, a ceramic honeycomb catalytic converter is manufactured as shown in FIG.
First, the carrier manufacturer packs the ceramic carrier 10 (ceramic honeycomb structure) that has been inspected and passed, and transports it to the catalyst manufacturer.
The catalyst maker unpacks this, performs steps such as catalyst loading (catalyst coating), heat treatment, and inspection on the ceramic carrier 10 (ceramic honeycomb structure) to obtain a catalyst carrier 25 (ceramic honeycomb catalyst carrier). Pack and transport to the canning maker.
The canning maker unpacks this, attaches the
[0004]
Here, when the ceramic honeycomb structure having a partition wall thickness of about 1/2 to 1/6 is used as the ceramic carrier, the transportation, the catalyst supporting step, the canning step, and the handling of each step (for example, There was a problem that the ceramic honeycomb structure was frequently cracked or chipped during packing, unpacking, and loading / unloading work on mechanical equipment (conveyor, chucking, canning, etc.).
[0005]
In order to solve this problem, the present inventors conducted a manufacturing process of a ceramic honeycomb catalytic converter using a canning structure (a ceramic honeycomb structure prior to catalyst support fixed in advance in a metal case with a holding material). Newly proposed.
[0006]
However, the above-mentioned canning structure is not economical because an expensive catalyst is supported not only on the ceramic honeycomb structure but also on a holding material that does not participate in the catalytic reaction with the exhaust gas when the catalyst is supported (catalyst coating). Met.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such a situation, and the object of the present invention is to transport, catalyst support process, canning process, and handling of each process without supporting an expensive catalyst on the holding material when the catalyst is supported. An object of the present invention is to provide a canning structure capable of preventing chipping and cracking of the ceramic honeycomb structure and a method for supporting the catalyst.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, a canning structure in which the ceramic honeycomb structure before supporting the catalyst is fixed in advance in the metal case with a holding material, between the ceramic honeycomb structure and the holding material, The water-impermeable film is disposed so as to be circumferentially provided at least at a portion where the ceramic honeycomb structure and the holding material are in contact with each other, and the water-impermeable film is not less than 10 mm from both end faces of the ceramic honeycomb structure ( Preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more), and the outer diameter of the protrusion of the water-impermeable film is larger than the outer diameter of the ceramic honeycomb structure. A canning structure is provided.
[0010]
Furthermore, in the present invention, the shape of the water-impermeable film is cylindrical, and the thickness of the water-impermeable film is 0.1 mm or less (preferably 0.05 mm or less, more preferably 0.03 mm or less). It is preferable.
At this time, the water-impermeable film is preferably flammable and water-repellent.
[0011]
In the present invention, the holding material is preferably a non-expandable ceramic fiber mat.
[0012]
Further, according to the present invention, there is provided a catalyst supporting method for a canning structure in which a ceramic honeycomb structure is fixed in advance in a metal case with a holding material, between the ceramic honeycomb structure and the holding material, The water-impermeable film is disposed so as to be circumferentially provided at least at a portion where the ceramic honeycomb structure and the holding material are in contact with each other, and the water-impermeable film protrudes from both end faces of the ceramic honeycomb structure by 10 mm or more. A catalyst slurry is added to the ceramic honeycomb of the water-impermeable film in a canning structure having an outer diameter of the protrusion and the outer diameter of the water-impermeable film is larger than the outer diameter of the ceramic honeycomb structure. by passing only the structure side, to prevent the catalyst supporting to the holding member, that it has to support the catalyst only on the ceramic honeycomb structural body Catalyst carrying method of the canning structure according to symptoms is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The canning structure of the present invention is a canning structure in which a ceramic honeycomb structure before supporting a catalyst is fixed in advance in a metal case with a holding material, and is impermeable to water between the ceramic honeycomb structure and the holding material. The porous film is disposed so as to be provided around at least a portion where the ceramic honeycomb structure and the holding material are in contact with each other, and the water-impermeable film has protrusions that are protruded by 10 mm or more from both end faces of the ceramic honeycomb structure. And the outer diameter of the protrusion part of a water-impermeable film is larger than the outer diameter of a ceramic honeycomb structure .
[0014]
Thereby, it is possible to prevent chipping or cracking of the ceramic honeycomb structure during transportation, catalyst loading process, canning process, and handling of each process without loading an expensive catalyst on the holding material when the catalyst is loaded.
[0015]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the canning structure of the present invention, in which (a) is a schematic perspective view, (b) is a plan view, and (c) is a longitudinal sectional view.
As shown in FIG. 1, the canning structure of the present invention is obtained by fixing a
[0016]
At this time, in the canning structure of the present invention, as shown in FIG. 1, it is preferable that the water-
This is because when the canning structure is supported on a catalyst (catalyst coating), the catalyst slurry containing the catalyst component can be prevented from flowing out to the holding material.
[0017]
In the canning structure of the present invention, as shown in FIG. 1C, the water-impermeable film is 10 mm or more (preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more) from both end faces of the
Moreover, it is more preferable that the outer diameter L 2 of the protrusion of the water-impermeable film is larger than the outer diameter L 1 of the ceramic honeycomb structure.
As a result, it is easy to prevent the catalyst slurry from flowing out to the holding material in the catalyst supporting step, the catalyst supporting (catalyst coating) of the canning structure can be reliably performed, and the catalyst supporting step can be optimized.
[0018]
In addition, it is preferable that the water-impermeable film used by this invention is a cylindrical thing.
This is because the impervious film can be easily provided around the ceramic honeycomb structure, so that the canning process can be simplified and the outer periphery of the ceramic honeycomb structure can be surrounded seamlessly. This is because it is possible to reliably prevent the slurry from flowing out of the ceramic honeycomb structure.
[0019]
In addition, the water-impermeable film used in the present invention may be in the form of a sheet integrated with a ceramic fiber mat that is a holding material.
Thereby, since the water-impermeable film and the holding material can be wound around the outer peripheral surface of the ceramic honeycomb structure at the same time, the canning process can be simplified.
[0020]
Furthermore, the thickness of the water-impermeable film used in the present invention is preferably 0.1 mm or less (preferably 0.05 mm or less, more preferably 0.03 mm or less).
This is because when the impervious film is removed from the catalyst-supported (catalyst coated) canning structure, the ceramic honeycomb structure is securely fixed in the metal case with a holding material. This is because it is necessary to make it as thin as possible.
[0021]
At this time, the water-impermeable film used in the present invention is preferably flammable.
This is because the water-impermeable film that has become unnecessary can be easily removed by heat treatment (500 to 700 ° C.) after catalyst loading (catalyst coating).
[0022]
Further, the water-impermeable film used in the present invention is preferably water-repellent because it can surely prevent the catalyst slurry from flowing out to the holding material.
[0023]
Here, the material of the water-impermeable film used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies all the above conditions, but is preferably polyethylene or nylon.
[0024]
Furthermore, in addition to the above-mentioned effects, the canning structure of the present invention can protect the ceramic honeycomb structure from external impacts and vibrations, so that it can be used for transportation, catalyst loading process, canning process, and handling in each process. It is possible to prevent chipping and cracking of the ceramic honeycomb structure (in particular, those having a thin wall [partition wall thickness: 0.10 mm or less]).
[0025]
In the canning structure of the present invention, it is preferable that the metal case has a pushing structure or a winding structure.
This is because the surface pressure distribution at the time of canning is uniform, and it is possible to increase the reliability of engine exhaust gas leaks, wind erosion due to the exhaust gas of the holding material, floating and breakage of the ceramic honeycomb structure due to engine vibration, etc. It is.
In particular, when the metal case has a coiled structure, not only the surface pressure distribution is uniform, but also can be carried out with a constant surface pressure regardless of the variation in the diameter of the ceramic honeycomb structure. Particularly preferred for honeycomb structures (especially those with thin walls).
[0026]
The holding material used in the present invention is preferably a non-expandable ceramic fiber mat.
This is because not only can the maximum surface pressure during canning be reduced due to the variation in the diameter of the ceramic honeycomb structure, but also excessive pressure like an expansion mat does not occur during heating, so the ceramic honeycomb structure (particularly a thin wall) This is because it is possible to prevent damage to the object.
[0027]
Here, the non-intumescent ceramic fiber mat used in the present invention is at least one selected from the group consisting of alumina, mullite, silicon carbide, silicon nitride and zirconia, and the fiber diameter is 2 μm or more and less than 6 μm. When an initial surface pressure of 2 kgf / cm 2 is applied at room temperature and then heated up to 1000 ° C., a surface pressure of at least 1 kgf / cm 2 is generated and within the actual operating temperature range of the catalytic converter It is preferable to have a compression characteristic that does not greatly increase or decrease.
[0028]
The partition wall thickness of the ceramic honeycomb structure used in the present invention is preferably 0.10 mm or less (more preferably 0.08 mm or less).
This is because the catalyst functions even during a cold start, so that the heat capacity of the catalyst carrier can be reduced, the temperature of the catalyst carrier can be increased, and the engine performance can be improved by reducing the pressure loss.
[0029]
Next, an example of the manufacturing process of the ceramic honeycomb catalytic converter using the canning structure of the present invention will be described with reference to FIG.
First, the carrier manufacturer wraps the water-
[0030]
The catalyst maker unpacks this, performs steps such as catalyst loading (catalyst coating), heat treatment, and inspection on the
The catalyst loading is performed by immersing the catalyst slurry in the ceramic honeycomb structure by sucking the catalyst slurry from the lower portion of the
At this time, the water-impermeable film provided around the outer peripheral portion of the ceramic honeycomb structure can not only prevent the catalyst slurry from flowing out to the holding material but also can be easily removed by a heat treatment step.
[0031]
The canning maker unpacks this and welds joining members such as the
[0032]
From the above, the ceramic honeycomb catalytic converter manufacturing method described above can protect the ceramic honeycomb structure from external impacts and vibrations as compared to the conventional manufacturing method (see FIG. 3). Chipping and cracking of the ceramic honeycomb structure can be significantly reduced during transportation, catalyst loading process, canning process and handling of each process.
[0033]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not restrict | limited to these Examples.
(Example)
On the outer periphery of a cordierite ceramic carrier (ceramic honeycomb structure) having a diameter: 106 mm, a length: 114 mm, a partition wall thickness: 0.03 mm, and a through hole: 233 pieces / cm 2 , a thickness: 0.03 mm permeable film (material: polyethylene) was wound, as the holding member, the non-intumescent ceramic fiber mat 1 m 2 per 1200 g (Mitsubishi Chemical Co., Ltd. "Mafutekku (trade name)") was further wound .
Using a pressing taper jig, a ceramic honeycomb structure wound with a holding material and a water-impermeable film is formed into a stainless steel can body for indentation canning (inner diameter: 114 mm, length: 124 mm, thickness: 1.5 mm) The
The water-
[0034]
Next, 20
As a result, it was possible to completely prevent the catalyst slurry from flowing out to the holding material in the catalyst loading (catalyst coating) step, and it was possible to prevent loss of expensive catalyst slurry.
In addition, no cracks or chipping of the ceramic honeycomb structure was observed at all steps of the manufacturing process described above.
[0035]
(Comparative Example 1)
A canning structure was produced without using the water-
As a result, in the catalyst supporting step, the catalyst slurry flowed out to the holding material, and 8% of the amount of catalyst slurry used was supported on the holding material and wasted.
It should be noted that no cracking or chipping of the ceramic honeycomb structure was observed at all steps of the manufacturing process.
[0036]
(Comparative Example 2)
The ceramic honeycomb catalytic converter shown in FIG. 3 is composed of 20 cordierite ceramic supports (ceramic honeycomb structures) having a diameter of 106 mm, a length of 114 mm, a partition wall thickness of 0.06 mm, and through-holes of 140 pieces / cm 2 . (Indentation canning) flowed to the manufacturing process.
As a result, the rate of occurrence of cracks and chips in the ceramic honeycomb structure in all steps of the manufacturing process described above reached 25%.
[0037]
【The invention's effect】
The canning structure of the present invention and the catalyst supporting method thereof do not carry an expensive catalyst on the holding material when the catalyst is supported, and the chipping of the ceramic honeycomb structure during the transportation, the catalyst supporting process, the canning process and the handling of each process Cracking can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a canning structure of the present invention, in which (a) is a schematic perspective view, (b) is a plan view, and (c) is a longitudinal sectional view.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing process of a ceramic honeycomb catalytic converter using the canning structure of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing process of a conventional ceramic honeycomb catalytic converter.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of a ceramic honeycomb catalytic converter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該セラミックハニカム構造体と該保持材との間に、不透水性フィルムを少なくとも該セラミックハニカム構造体と該保持材とが接する部分に周設されるように配設するとともに、該不透水性フィルムが、該セラミックハニカム構造体の両端面から１０ｍｍ以上突出させた突出部を有し、且つ該不透水性フィルムの突出部の外径が、該セラミックハニカム構造体の外径よりも大きいことを特徴とするキャニング構造体。A canning structure in which the ceramic honeycomb structure before supporting the catalyst is fixed in advance in a metal case with a holding material,
An impermeable film is disposed between the ceramic honeycomb structure and the holding material so as to be provided at least in a portion where the ceramic honeycomb structure and the holding material are in contact with each other, and the impermeable film However, the ceramic honeycomb structure has protrusions protruding from both end faces by 10 mm or more, and the outer diameter of the protrusion of the water-impermeable film is larger than the outer diameter of the ceramic honeycomb structure. Canning structure.
該セラミックハニカム構造体と該保持材との間に、不透水性フィルムを少なくとも該セラミックハニカム構造体と該保持材とが接する部分に周設されるように配設するとともに、該不透水性フィルムが、該セラミックハニカム構造体の両端面から１０ｍｍ以上突出させた突出部を有し、且つ該不透水性フィルムの突出部の外径が、該セラミックハニカム構造体の外径よりも大きいキャニング構造体に、触媒スラリーを該不透水性フィルムの該セラミックハニカム構造体側のみに流すことにより、該保持材への触媒担持を防止し、該セラミックハニカム構造体のみに触媒を担持するようにしたことを特徴とするキャニング構造体の触媒担持方法。A catalyst supporting method of a canning structure in which a ceramic honeycomb structure is fixed in advance in a metal case with a holding material,
An impermeable film is disposed between the ceramic honeycomb structure and the holding material so as to be provided at least in a portion where the ceramic honeycomb structure and the holding material are in contact with each other, and the impermeable film A canning structure having protrusions that protrude 10 mm or more from both end faces of the ceramic honeycomb structure, and the outer diameter of the protrusions of the water-impermeable film is larger than the outer diameter of the ceramic honeycomb structure to, by flowing catalyst slurry only on the ceramic honeycomb structure side of said non water-permeable film, characterized by preventing the catalyst supporting to the holding member, so as to deposit the catalyst only to the ceramic honeycomb structure A method for supporting a catalyst of the canning structure.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19412599A JP4076677B2 (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | CANNING STRUCTURE AND ITS CATALYST SUPPORT METHOD |
| CA002313586A CA2313586C (en) | 1999-07-08 | 2000-07-05 | Canning structure and catalyst carrying method thereof |
| DE60014782T DE60014782T2 (en) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | Arrangement of a catalyst in a housing and method for applying a catalytic coating on the same |
| EP00305759A EP1067278B1 (en) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | Catalyst canning structure and catalyst carrying method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19412599A JP4076677B2 (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | CANNING STRUCTURE AND ITS CATALYST SUPPORT METHOD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001017865A JP2001017865A (en) | 2001-01-23 |
| JP4076677B2 true JP4076677B2 (en) | 2008-04-16 |
Family
ID=16319335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19412599A Expired - Lifetime JP4076677B2 (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | CANNING STRUCTURE AND ITS CATALYST SUPPORT METHOD |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1067278B1 (en) |
| JP (1) | JP4076677B2 (en) |
| CA (1) | CA2313586C (en) |
| DE (1) | DE60014782T2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009037271A1 (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Volkswagen Ag | catalyst device |
| CN107355286A (en) * | 2017-08-29 | 2017-11-17 | 浙江银轮机械股份有限公司 | The encapsulating structure of engine aftertreatment system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3959865A (en) * | 1972-12-08 | 1976-06-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of containing a resiliently supported rigid ceramic catalyst support |
| US4142864A (en) * | 1977-05-31 | 1979-03-06 | Engelhard Minerals & Chemicals Corporation | Catalytic apparatus |
| US4340505A (en) * | 1981-04-28 | 1982-07-20 | Johnson Matthey, Inc. | Reducing precious metal use in catalyst substrates |
| DE3827863A1 (en) * | 1988-08-17 | 1990-02-22 | Leistritz Ag | Catalytic exhaust gas purification apparatus |
| CA2131247C (en) * | 1993-09-03 | 1998-07-07 | Minoru Machida | Ceramic honeycomb catalytic converter |
-
1999
- 1999-07-08 JP JP19412599A patent/JP4076677B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-07-05 CA CA002313586A patent/CA2313586C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-07 EP EP00305759A patent/EP1067278B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-07 DE DE60014782T patent/DE60014782T2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001017865A (en) | 2001-01-23 |
| EP1067278A3 (en) | 2002-08-14 |
| CA2313586C (en) | 2005-02-15 |
| DE60014782D1 (en) | 2004-11-18 |
| EP1067278B1 (en) | 2004-10-13 |
| EP1067278A2 (en) | 2001-01-10 |
| CA2313586A1 (en) | 2001-01-08 |
| DE60014782T2 (en) | 2006-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS626855B2 (en) | ||
| KR100401908B1 (en) | Container for receiving cell structure and assembly thereof | |
| EP1375854B1 (en) | Honeycomb structure and its assembly | |
| KR100626194B1 (en) | Honeycomb structural body and canning structural body storing the honeycomb structural body | |
| JP4511070B2 (en) | Honeycomb structure and assembly thereof | |
| JP4511071B2 (en) | Honeycomb structure and assembly thereof | |
| JP4076677B2 (en) | CANNING STRUCTURE AND ITS CATALYST SUPPORT METHOD | |
| JP3553424B2 (en) | Ceramic honeycomb structure, ceramic honeycomb catalyst carrier, and ceramic honeycomb catalytic converter using the same | |
| US20110210158A1 (en) | Method for brazing a metallic honeycomb body for exhaust gas treatment and apparatus for carrying out the method | |
| JP3390698B2 (en) | Canning structure | |
| JP3359596B2 (en) | Canning structure and manufacturing method thereof | |
| US6199749B1 (en) | Method for manufacturing a brazed metallic honeycomb body | |
| KR100547206B1 (en) | Method for production of exhaust gas purifying catalyst | |
| JPH10141052A (en) | Manufacture of ceramic catalyst converter and ceramic catalyst converter | |
| JPH05317727A (en) | Preparation of converter of catalyst for purification of exhaust gas | |
| JP3571832B2 (en) | Manufacturing method of metal carrier | |
| JP2006346746A (en) | Diffusion bonding method for metal carrier between outer cylinder and honeycomb | |
| JP2002018290A (en) | Carrier for ceramic honeycomb structure catalyst and ceramic honeycomb structure catalyst converter using the same | |
| JP5650892B2 (en) | Method for manufacturing catalyst device | |
| JPH09155204A (en) | Metallic carrier having elasticity holding member on outer periphery of honeycomb body | |
| JPH10309473A (en) | Metallic carrier for catalytic convertor and its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071030 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071207 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080129 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080130 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4076677 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |