JP4369655B2 - 排気ガス浄化装置及びその製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化装置及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4369655B2
JP4369655B2 JP2002335403A JP2002335403A JP4369655B2 JP 4369655 B2 JP4369655 B2 JP 4369655B2 JP 2002335403 A JP2002335403 A JP 2002335403A JP 2002335403 A JP2002335403 A JP 2002335403A JP 4369655 B2 JP4369655 B2 JP 4369655B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
outer cylinder
cylindrical
carrier
carriers
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 - Fee Related
Application number
JP2002335403A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004167359A (ja
Inventor
眞康 佐藤
安夫 加藤
和宏 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cataler Corp
Original Assignee
Cataler Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cataler Corp filed Critical Cataler Corp
Priority to JP2002335403A priority Critical patent/JP4369655B2/ja
Priority to US10/656,121 priority patent/US7374727B2/en
Priority to TW092125117A priority patent/TWI232134B/zh
Priority to ES03292669T priority patent/ES2309285T3/es
Priority to EP03292669A priority patent/EP1422397B1/en
Priority to CNB2003101043557A priority patent/CN1272534C/zh
Publication of JP2004167359A publication Critical patent/JP2004167359A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4369655B2 publication Critical patent/JP4369655B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2817Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates only with non-corrugated sheets, plates or foils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/36Honeycomb supports characterised by their structural details with flow channels formed by tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/02Fitting monolithic blocks into the housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/22Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00Selection of materials for tubes, chambers or housings
    • F01N2530/02Corrosion resistive metals
    • F01N2530/04Steel alloys, e.g. stainless steel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス浄化装置及びその製造方法に関し、詳しくは、簡単に製造できる排気ガス浄化装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車や、二輪車の排気ガスを浄化するために、排ガス浄化装置が用いられている。この排ガス浄化装置には、サーマルリアクタ方式、希薄燃焼方式、エンジンモディフィケーション方式および触媒方式などがあり、この中で触媒方式が広く用いられている。
【0003】
触媒方式は、Pt、Rh、Pd等の触媒貴金属を用いて、排気ガスを浄化する方式である。この触媒方式の排ガス浄化用触媒は、触媒担体の表面に活性アルミナ(γ−アルミナ)等により担持層を形成し、この担持層に貴金属触媒を担持させたものが用いられる。
【0004】
触媒担体の材質としては、高温の排気ガスに曝されることから、耐熱性材料が用いられ、このような材質として、たとえば、コーディエライト等のセラミックス、ステンレス等の耐熱性金属等をあげることができる。
【0005】
セラミックス製担体は、機械的な衝撃に弱く、また排気抵抗が大きいといった課題があり、排気系の圧力損失の低減や担体の耐熱性の向上等の理由から金属担体が用いられるようになってきた。
【0006】
金属担体を用いた排ガス浄化装置は、オーステナイト系ステンレス鋼SUS304(18Cr−8Ni)やフェライト系ステンレス鋼SUS430(16Crフェライト系ステンレス鋼)などの鋼材を箔状あるいはシート状に圧延し、この鋼板を加工して金属担体を形成し、この金属担体の表面に担持層を形成し、担持層に触媒金属を担持させて形成されている。
【0007】
そして、排気ガス浄化装置は、触媒担体の形状により、モノリス形状、粒状、あるいはパイプ状等に分類される。
【0008】
ハニカム形状の触媒においては、エンジンからの失火により金属担体が溶融するという問題があった。すなわち、担体が溶融することで有効な触媒貴金属の担持量が減少したり、ハニカムのセル詰まりによる排気ガスの浄化性能が低下する。
【0009】
また、パイプ形状の触媒においては、所望の浄化性能を得ようとすると、軸方向の長さが長くなり、搭載性等の問題が生じていた。さらに、パイプ状の触媒の軸方向の長さが長くなると、排気ガス温度の低下による触媒性能の低下が生じていた。
【0010】
このため、軸方向の長さが短いパイプ形状の触媒が開発されている。(たとえば、特許文献1,2参照。)
特許文献1には、波板状に成形された金属板を丸めたメタル担体を外筒の内部に挿入セットした触媒コンバータが開示されている。
【0011】
しかしながら、特許文献1に開示された触媒コンバータは、メタル担体と外筒との接合性に問題があった。具体的には、メタル担体は、金属波板を丸めてなるが、メタル担体の外筒の内周面と接触する部分における外周面の曲率を外筒の内周面の湾曲形状と一致させることが難しいため、メタル担体を外筒内にはめ込んだ状態では両者の接触が点接触となっていた。この結果、メタル担体と外筒との十分な接触面積が確保できなくなり、接合性に問題が生じていた。
【0012】
特許文献2には、内部に複数の小径管体が付設された排気ガス浄化装置が開示されている。
【0013】
しかしながら、特許文献2に開示された触媒コンバータは、小径管体の組み付け性に問題を有していた。具体的には、小径管体の接合にロウ付けが用いられているが、このロウ付けは接合部におけるすき間を許容しないことが知られている。このため、外筒および小径管体には、高い寸法精度が求められている。このことは、通常の電縫管を使用できないことを示し、外筒および小径管体の製造に、縮径拡管等の二次加工を要求している。この結果、特許文献2に記載の触媒コンバータは、コストが高くなっていた。
【0014】
【特許文献1】
特開平9−228832号公報
【特許文献2】
特開平9−317452号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、高い浄化性能を発揮しかつ組み付け性にすぐれた排気ガス浄化装置を提供することを課題とする。
【0016】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するため本発明者らは、外筒と複数の筒状担体とを有する排気ガス浄化装置において筒状担体の少なくとも1つが他の筒状担体を押圧して筒状担体同士あるいは筒状担体と外筒とを圧接させた排気ガス浄化装置とすることで上記課題を解決できることを見出した。
【0017】
すなわち、本発明の排気ガス浄化装置は、外筒と、外筒内に少なくとも隣接する2個が互いに外周面で当接した複数個の筒状担体と、少なくとも筒状担体の表面に担持された触媒層と、を有する排気ガス浄化装置であって、複数個の筒状担体は、それぞれの軸心が周方向に沿った状態であり、かつその外周面が別の筒状担体及び/又は外筒と当接する部分が軸方向に沿って連続するように配設され、筒状担体の少なくとも1個は、切れ目が軸方向に平行な状態でもうけられている切れた断面環状でありかつ遠心方向に開く方向に弾性変形された状態で外筒内に配置されていることを特徴とする。
【0018】
本発明の排気ガス浄化装置は、切れた断面環状を有する筒状担体が遠心方向に開く方向に弾性変形することで他の筒状担体を押圧している。押圧された筒状担体は、隣接する筒状担体あるいは外筒と圧接される。すなわち、本発明の排気ガス浄化装置は、筒状担体および外筒の寸法精度が高くなくてもよくなっている。そして、本発明の排気ガス浄化装置は、外筒の内部に筒状担体が複数配設されることで、排気ガスの接触面積が増加している。この結果、本発明の排気ガス浄化装置は、高い排気ガス浄化性能を発揮しかつ組み付け性にすぐれた排気ガス浄化装置となっている。
【0019】
また、本発明の排気ガス浄化装置は、筒状担体の肉厚を厚くすることで耐失火性が向上する。
また、本発明の排気ガス浄化装置の製造方法は、複数個の筒状担体を、少なくとも隣接する2個が互いに外周面で当接するように外筒内に配置する工程を含む排気ガス浄化装置の製造方法であって、複数個の筒状担体のうちの少なくとも1個の筒状担体は、切れ目が軸方向に平行な状態でもうけられている切れた断面環状であり、切れた断面環状の筒状担体を、切れ目の開口部の間隔を縮めた状態で外筒内に挿入する工程と、外筒内に挿入された切れた断面環状の筒状担体を圧縮状態から開放して、遠心方向に開く方向に弾性変形した状態で該外筒内に配置する工程と、を有することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
(排気ガス浄化装置)
本発明の排気ガス浄化装置は、外筒と、外筒内に少なくとも隣接する2個が互いに外周面で当接した複数個の筒状担体と、少なくとも筒状担体の表面に担持された触媒層と、を有する排気ガス浄化装置である。
【0021】
本発明の排気ガス浄化装置は、表面に触媒層が形成された筒状担体が配置された外筒の内部を通過する排気ガスの浄化を行う。そして、表面に触媒層が形成された筒状担体が複数配置されることで、排気ガスとの接触面積を増加させている。
【0022】
筒状担体の少なくとも1個は、切れた断面環状でありかつ遠心方向に開く方向に弾性変形された状態で外筒内に配置されている。
【0023】
少なくとも1個の筒状担体の切れた断面環状とは、筒状担体の軸方向に垂直な断面において少なくとも一部が切れた環状である状態を示す。筒状担体は、筒状担体の軸方向の断面において少なくとも一部が切れていればよく、切れが形成された周方向の位相は限定されない。すなわち、筒状担体の軸方向に対して切れ線が傾斜して形成されていても、曲線を形成していてもよい。
【0024】
また、筒状担体の環状とは、筒状担体に切れた部分がない状態で軸方向に垂直な断面が環状を形成する形状を示す。すなわち、筒状担体の断面の環状とは、円環状のみに限定されるものではない。
【0025】
少なくとも1個の筒状担体において、切れた断面環状の切れた部分が一方の端部から他方の端部にかけてつながっていることが好ましい。すなわち、切れた断面環状の切れた部分がつながることで、筒状担体が遠心方向に開く方向に弾性変形することが可能となる。
【0026】
少なくとも1個の筒状担体は、遠心方向に開く方向に弾性変形された状態で外筒内に配置されている。すなわち、少なくとも1個の筒状担体は、外筒内で断面環状の遠心方向に開く方向に力を付与している。この筒状担体からの力は、隣接する他の筒状担体および/または外筒の内周面を押圧する。押圧された他の筒状担体は、さらに隣接する別の筒状担体を押圧する。この押圧が連鎖して、複数の筒状担体の外筒の内部での位置が固定される。
【0027】
また、本発明の排気ガス浄化装置においては、少なくとも1個の筒状担体の断面環状の切れた部分を区画する一対の開口端部を近接させた状態、あるいは両開口端部の一方が筒状端部の軸心の中空部に保持された状態で外筒内に挿入することで、少なくとも1個の筒状担体を遠心方向に開く方向に弾性変形された状態で外筒内に配置することができる。なお、一対の開口端部を近接させた状態とは、一対の開口端部の距離を短くした状態を示し、一対の開口端部が当接した状態を含む。一対の開口端部を近接させるあるいは一方の開口端部を筒状担体の軸心部に保持することで、筒状担体の径が短くなり、外筒の内部への挿入時に、他の筒状担体と外筒の内部で圧接しなくなるため、筒状担体の外筒の内部への挿入が容易となる。
【0028】
切れた断面環状は、断面C字形状であることが好ましい。すなわち、少なくとも1個の筒状担体を、円管に軸方向の切れ線を形成することで製造することが可能となり、安価にかつ簡単に製造することが可能となる。
【0029】
筒状担体は、その当接している外周面で互いに接合していることが好ましい。複数の筒状担体が当接している外周面で接合することで、筒状担体の位置がずれることや、筒状担体がはずれることが抑えられる。この結果、板状担体の表面に形成される触媒層の損傷が抑えられ、排気ガスの浄化性能の低下が抑えられる。
【0030】
筒状担体は、その当接している外筒の内周面に接合していることが好ましい。筒状担体が外筒の内周面に接合することで、筒状担体が外筒内でずれることや、筒状担体がはずれることが抑えられる。
【0031】
外筒及び筒状担体は、金属製であることが好ましい。特に筒状担体が金属よりなることで、少なくとも1つの筒状担体が遠心方向に弾性変形が可能となる。そして、外筒および筒状担体が金属よりなることで、外筒及び筒状担体の接合が容易となる。さらに、外筒および筒状担体が金属よりなることで、排気ガスにより加熱されやすくなり、始動時に触媒層の触媒性能が素早く発揮されるようになる。外筒および筒状担体を構成する金属の材質は、特に限定されるものではなく、従来公知の材質を用いることができる。
【0032】
筒状担体は、多数の貫通孔を持つ穴あき鋼板で形成されていることが好ましい。筒状担体が穴あき鋼板から形成されることで、筒状担体にも切れ線以外にも穴が開くこととなる。排気ガスが穴を通過することで、排気ガスがより触媒層に接触するようになり、排気ガスの浄化性能が上昇するようになる。
【0033】
筒状担体は、外筒内に軸方向に間隔を隔てて複数組配置されていることが好ましい。筒状担体が外筒内に複数組配置されることで、触媒層の担持量が増加するため、本発明の排気ガス浄化装置の浄化性能が向上する。
【0034】
外筒は、排気管であることが好ましい。外筒が排気管よりなることで、外筒の内部に排気ガスを通過させることで、排気ガスの浄化を行うことができる。
【0035】
本発明の排気ガス浄化装置において、触媒層は、少なくとも筒状担体の表面に担持される。すなわち、少なくとも筒状担体の表面に触媒層が担持されることで、排気ガス浄化装置の排気ガスの浄化性能が確保される。なお、本発明において、触媒層は少なくとも筒状担体の表面に担持されていればよく、筒状担体の表面以外の外筒の内周面に触媒層が担持されていてもよい。排気ガスの浄化性能が向上することから、外筒の内周面に触媒層が担持されたことが好ましい。
【0036】
本発明の排気ガス浄化装置において、触媒層は、従来公知の触媒層を用いることができる。触媒層は、担持層と、担持層に担持された触媒金属と、からなることが好ましい。
【0037】
担持層は、排ガス浄化触媒において、排ガスとの接触面積を大きくするために用いられる。通常の排ガス浄化用触媒に用いられる耐熱性無機酸化物を用いることができ、好ましい担持層としては、活性アルミナを主成分とする耐熱性無機酸化物である。また、担持層は、セリウムやジルコニウムの酸化物を含むことが好ましい。これらの酸化物を担持層に有することで、排ガス浄化用触媒の浄化特性が向上する。また、担持層の層厚は、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。
【0038】
触媒金属は、担持層に担持されている。この触媒金属の担持は、担持層を形成した後に担持させても、担持層を形成するときに活性アルミナ等からなるスラリーに混合させて金属担体にコートすることにより付与させても、どちらでも良い。触媒金属は、排ガス浄化用触媒において、排ガスを浄化する成分である。触媒金属は、通常の排ガス浄化用触媒に用いられる触媒金属を用いることができる。すなわち、酸化触媒、還元触媒、三元触媒のいずれの触媒を用いてもよい。
【0039】
詳しくは、触媒金属に、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)の少なくとも1種を用いることで排ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、および窒素酸化物(NOx)を効率よく除去できる。また、触媒金属の担持層への担持量も特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。
【0040】
本発明の排気ガス浄化装置は、切れた断面環状を有する筒状担体が遠心方向に開く方向に弾性変形することで他の筒状担体を押圧している。押圧された筒状担体は、隣接する筒状担体あるいは外筒と圧接される。すなわち、本発明の排気ガス浄化装置は、筒状担体および外筒の寸法精度が高くなくてもよくなっている。そして、本発明の排気ガス浄化装置は、外筒の内部に筒状担体が複数配設されることで、排気ガスの接触面積が増加している。この結果、本発明の排気ガス浄化装置は、高い排気ガス浄化性能を発揮しかつ組み付け性にすぐれた排気ガス浄化装置となっている。
(排気ガス浄化装置の製造方法)
本発明の排気ガス浄化装置の製造方法は、複数個の筒状担体を、少なくとも隣接する2個が互いに外周面で当接するように外筒内に配置する工程を含む排気ガス浄化装置の製造方法であって、複数個の筒状担体のうちの少なくとも1個の筒状担体は、切れ目が軸方向に平行な状態でもうけられている切れた断面環状であり、切れた断面環状の筒状担体を、切れ目の開口部の間隔を縮めた状態で外筒内に挿入する工程と、外筒内に挿入された切れた断面環状の筒状担体を圧縮状態から開放して、遠心方向に開く方向に弾性変形した状態で該外筒内に配置する工程と、を有する。
外筒は、排気管であることが好ましい。
【0041】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【0042】
本発明の実施例として、パイプ触媒を製造した。
【0043】
(実施例1)
まず、断面C字状の筒状担体20を製造した。断面C字状の筒状担体20は、φ19mm、長さ90mm、厚さ0.6mmのSUS304よりなる円管の外周部を周方向の長さで2mm切り取ることで製造した。
【0044】
そして、φ19mm、長さ90mm、厚さ0.6mmのSUS304よりなる断面円形の筒状担体30を2本を準備し、断面C字状の筒状担体20とともにφ42.7mm、長さ90mmのSUS304よりなる外筒40の内部に挿入した。外筒40への筒状担体20,30の挿入において、断面C字状の筒状担体20は、C字状の開口部201の間隔が縮められていた。断面C字状の筒状担体20が縮径されていたため、筒状担体20,30の挿入は、容易に行われた。また、挿入されて外筒40の内部に配置された断面C字状の筒状担体20は、弾性変形により遠心方向に開く方向に力が発生し、外筒40の内周面および断面円形の筒状担体30と圧接している。そして、断面C字状の筒状担体20からの応力により、二つの断面円形の筒状担体30も、外筒40の内周面および隣接する筒状担体20,30と圧接している。
【0045】
つづいて、3本の筒状担体20,30および外筒40のそれぞれの当接部をNiロウを用いてロウ付けした。このロウ付けにより3本の筒状担体20,30および外筒40が接合された。
【0046】
活性アルミナ(γ−Al23)57.6重量部、Ce−Zr酸化物(CeO2換算27.5重量部)32.4重量部、バインダー5.8重量部、Pt3.6重量部、Rh0.7重量部、水250重量部を均一に混合したスラリーを調整した。調整されたスラリーを調製した。
【0047】
調製されたスラリーを、外筒40の内周面および筒状担体20,30の表面に90g/m2の塗布量で塗布した。その後、500℃、1時間で焼成した。
【0048】
以上の手順により実施例1のパイプ触媒10が製造された。実施例1のパイプ触媒10の構成を図1に示した。なお、図1においては、実施例1のパイプ触媒10の筒状担体20,30の配置がわかるように、外筒40は破線で示した。
【0049】
(実施例2)
外筒の内部に配される3本の筒状担体21,31に、パンチングパイプ21,31が用いられた以外は、実施例1と同様にして製造されたパイプ触媒11である。
【0050】
すなわち、実施例2のパイプ触媒11は、外筒41の内部に固定された3本の筒状担体21,31が、パンチングパイプよりなり、かつそのうちの1本が断面C字状に形成されている。
【0051】
実施例2のパイプ触媒の構成を図2に示した。なお、図2においては、実施例2のパイプ触媒11の筒状担体21,31の配置がわかるように、外筒41は破線で示した。
【0052】
(実施例3)
まず、断面C字状の筒状担体22を製造した。断面C字状の筒状担体22は、φ19mm、長さ30mm、厚さ0.6mmのSUS304よりなる円管の外周部を周方向の長さで2mm切り取ることで製造した。
【0053】
そして、φ19mm、長さ30mm、厚さ0.6mmのSUS304よりなる断面円形の筒状担体32を2本準備し、断面C字状の筒状担体とともにφ42.7mm、長さ90mmのSUS304よりなる外筒42の内部に挿入した。挿入された3本の筒状担体22,32は、外筒42の軸方向の中央部に配置された。
【0054】
その後、断面C字状の筒状担体22および2本の断面円形の筒状担体32からなる3本一組の筒状担体22,32のセットを外筒42の軸方向の両端から、内部に挿入した。外筒42の内部に挿入された筒状担体22,32は、外筒42内での位相が一致しないように配置された。具体的には、筒状担体22,32の軸方向が外筒42の内部で一致しない状態で配置された。
【0055】
外筒42の内部への9本の筒状担体22,32の挿入は、実施例1の時と同様に簡単に行うことができた。
【0056】
つづいて、実施例1と同様の手段により、ロウ付けを行った後に触媒層を形成した。
【0057】
以上の手段により、実施例3のパイプ触媒12が製造された。実施例3のパイプ触媒12の構成を図3に示した。なお、図3においては、実施例3のパイプ触媒12の筒状担体22,32の配置がわかるように、外筒42は破線で示した。
【0058】
(実施例4)
実施例4は、外筒の内部に配される9本の筒状担体22,32に、パンチングパイプが用いられた以外は、実施例3と同様にして製造されたパイプ触媒13である。
【0059】
すなわち、実施例4のパイプ触媒13は、外筒43の内部に固定された9本の筒状担体23,33が、パンチングパイプよりなり、かつ外筒43の軸方向の位置が一致する3本1組のうちの1本が断面C字状に形成されている。
【0060】
実施例4のパイプ触媒13の構成を図4に示した。なお、図4においては、実施例4のパイプ触媒13の筒状担体23,33の配置がわかるように、外筒43は破線で示した。
【0061】
実施例1〜4のパイプ触媒は、製造時に筒状担体の外筒への挿入を簡単に行うことができた。また、筒状担体が挿入、配置された状態では、筒状担体自体が外筒内で固定されているため、ロウ付け時に仮固定を必要としなかった。このため、実施例1〜4のパイプ触媒の製造に要するコストを大幅に低減できた。
【0062】
(比較例)
比較例は、φ42.7mm、長さ90mm、15.5セル/cm2(100セル/平方インチ)のセルを有するメタルハニカム担体に実施例1と同様にして触媒層を形成して製造した触媒である。
【0063】
(評価)
評価として、実施例4および比較例3に失火試験を施した。
【0064】
失火試験は、触媒を4ストロークの排気量0.400L(400cc)のエンジンを搭載したオートバイに搭載し、60km/h(4速、3600rpm) の定速走行状態からイグニッションスイッチをオフにして強制的にエンジンを停止させて、失火を生じさせた。本評価においては、1回のエンジンの停止で失火試験が行われた。
【0065】
その後、触媒を取り外して、目視により状態を確認した。実施例4および比較例3の触媒の写真を撮影し、図5〜6に示した。
【0066】
図6より、比較例の触媒は、溶損が確認できる。これに対して、実施例4のパイプ触媒においては、溶損が確認できない。すなわち、比較例の触媒は、セルを区画する壁部の箔の厚さが薄く、失火の熱により溶損している。これに対して、実施例4のパイプ触媒は筒状担体の肉厚が厚いため、失火が生じても溶損していない。
【0067】
すなわち、実施例4のパイプ触媒は、筒状担体の肉厚を厚くすることができることで高い耐失火性を発揮している。
【0068】
以上より、実施例1〜4のパイプ触媒は、製造コストが低減されかつ高い排気ガス浄化性能を有している効果を有する。
【0069】
【発明の効果】
本発明の排気ガス浄化装置は、切れた断面環状を有する筒状担体が遠心方向に開く方向に弾性変形することで他の筒状担体を押圧している。押圧された筒状担体は、隣接する筒状担体あるいは外筒と圧接される。すなわち、本発明の排気ガス浄化装置は、筒状担体および外筒の寸法精度が高くなくてもよくなっている。そして、本発明の排気ガス浄化装置は、外筒の内部に筒状担体が複数配設されることで、排気ガスの接触面積が増加している。この結果、本発明の排気ガス浄化装置は、高い排気ガス浄化性能を発揮しかつ組み付け性にすぐれた排気ガス浄化装置となっている。
【0070】
また、本発明の排気ガス浄化装置は、筒状担体の肉厚を厚くすることで耐失火性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のパイプ触媒の構成を示した図である。
【図2】 実施例2のパイプ触媒の構成を示した図である。
【図3】 実施例3のパイプ触媒の構成を示した図である。
【図4】 実施例4のパイプ触媒の構成を示した図である。
【図5】 失火試験後の実施例4のパイプ触媒を示した図である。
【図6】 失火試験後の比較例のパイプ触媒を示した図である。
【符号の説明】
10,11,12,13…パイプ触媒
20,21,22,23…断面C字状の筒状担体
201,211,221,231…C字状の開口部
30,31,32,33…断面円形の筒状担体
40,41,42,43…外筒

Claims (11)

  1. 外筒と、該外筒内に少なくとも隣接する2個が互いに外周面で当接した複数個の筒状担体と、少なくとも該筒状担体の表面に担持された触媒層と、を有する排気ガス浄化装置であって、
    複数個の前記筒状担体は、それぞれの軸心が周方向に沿った状態であり、かつその外周面が別の該筒状担体及び/又は前記外筒と当接する部分が軸方向に沿って連続するように配設され、
    前記筒状担体の少なくとも1個は、切れ目が軸方向に平行な状態でもうけられている切れた断面環状でありかつ遠心方向に開く方向に弾性変形された状態で前記外筒内に配置されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  2. 前記切れた断面環状は、断面C字形状である請求項1記載の排気ガス浄化装置。
  3. 前記筒状担体は、その当接している外周面で互いに接合している請求項1又は2記載の排気ガス浄化装置。
  4. 前記筒状担体は、その当接している前記外筒の内周面に接合している請求項3記載の排気ガス浄化装置。
  5. 前記外筒及び前記筒状担体は、金属製である請求項1〜4記載の排気ガス浄化装置。
  6. 前記筒状担体は、多数の貫通孔を持つ穴あき鋼板で形成されている請求項5記載の排気ガス浄化装置。
  7. 前記筒状担体は、前記外筒内に軸方向に間隔を隔てて複数組配置されている請求項1〜6記載の排気ガス浄化装置。
  8. 複数組の前記筒状担体は、周方向での位相が異なる状態で配置されている請求項7記載の排気ガス浄化装置。
  9. 前記外筒は、排気管である請求項1〜8記載の排気ガス浄化装置。
  10. 複数個の筒状担体を、少なくとも隣接する2個が互いに外周面で当接するように外筒内に配置する工程を含む排気ガス浄化装置の製造方法であって、
    前記複数個の筒状担体のうちの少なくとも1個の筒状担体は、切れ目が軸方向に平行な状態でもうけられている切れた断面環状であり、
    該切れた断面環状の筒状担体を、切れ目の開口部の間隔を縮めた状態で該外筒内に挿入する工程と、
    該外筒内に挿入された該切れた断面環状の筒状担体を圧縮状態から開放して、遠心方向に開く方向に弾性変形した状態で該外筒内に配置する工程と、
    を有することを特徴とする排気ガス浄化装置の製造方法。
  11. 前記外筒は、排気管である請求項10記載の排気ガス浄化装置の製造方法。
JP2002335403A 2002-11-19 2002-11-19 排気ガス浄化装置及びその製造方法 Expired - Fee Related JP4369655B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002335403A JP4369655B2 (ja) 2002-11-19 2002-11-19 排気ガス浄化装置及びその製造方法
US10/656,121 US7374727B2 (en) 2002-11-19 2003-09-08 Exhaust-gas purifying apparatus
TW092125117A TWI232134B (en) 2002-11-19 2003-09-10 Exhaust-gas purifying apparatus
ES03292669T ES2309285T3 (es) 2002-11-19 2003-10-24 Aparato de purificacion de gas de escape.
EP03292669A EP1422397B1 (en) 2002-11-19 2003-10-24 Exhaust-gas purifying apparatus
CNB2003101043557A CN1272534C (zh) 2002-11-19 2003-10-24 用于汽车或摩托车的废气净化器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002335403A JP4369655B2 (ja) 2002-11-19 2002-11-19 排気ガス浄化装置及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004167359A JP2004167359A (ja) 2004-06-17
JP4369655B2 true JP4369655B2 (ja) 2009-11-25

Family

ID=32212069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002335403A Expired - Fee Related JP4369655B2 (ja) 2002-11-19 2002-11-19 排気ガス浄化装置及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7374727B2 (ja)
EP (1) EP1422397B1 (ja)
JP (1) JP4369655B2 (ja)
CN (1) CN1272534C (ja)
ES (1) ES2309285T3 (ja)
TW (1) TWI232134B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008140025A1 (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho 排ガス浄化用触媒、それを用いた排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
JP2010127125A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置
CN104968911A (zh) * 2013-08-01 2015-10-07 宫下美智子 尾气净化系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2113249A5 (ja) 1970-11-03 1972-06-23 Getters Spa
US4203502A (en) * 1978-08-28 1980-05-20 Strader Walter F Muffler
US4402662A (en) * 1980-05-13 1983-09-06 Government Of The United States As Represented By The Environmental Protection Agency Thermal shock resistant split-cylinder structures
SE470546B (sv) 1992-12-15 1994-08-01 Sandvik Ab Katalysatorenhet för behandling av avgaser från förbränningsmotor samt sätt för tillverkning av katalysatorenheten
JPH06343876A (ja) 1993-06-08 1994-12-20 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関の排気ガス浄化装置
JPH0780324A (ja) * 1993-09-09 1995-03-28 Usui Internatl Ind Co Ltd メタル担体
JP3610406B2 (ja) 1996-02-21 2005-01-12 ヤマハ発動機株式会社 触媒コンバータ
JPH09317452A (ja) 1996-05-24 1997-12-09 Honda Motor Co Ltd 排気ガス浄化装置
WO1999064732A1 (en) 1998-06-09 1999-12-16 Asec Manufacturing Partnership Exhaust pipe catalytic device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1502793A (zh) 2004-06-09
ES2309285T3 (es) 2008-12-16
EP1422397B1 (en) 2008-07-02
EP1422397A2 (en) 2004-05-26
TWI232134B (en) 2005-05-11
CN1272534C (zh) 2006-08-30
TW200408449A (en) 2004-06-01
JP2004167359A (ja) 2004-06-17
US7374727B2 (en) 2008-05-20
US20040096373A1 (en) 2004-05-20
EP1422397A3 (en) 2005-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6623704B1 (en) Apparatus and method for manufacturing a catalytic converter
US5177961A (en) Upstream collimator for electrically heatable catalytic converter
EP2042698B1 (en) Exhaust treatment device with independant catalyst supports
JP2568751Y2 (ja) 排気浄化装置
EP1462625B1 (en) End cone assembly, exhaust emission control device and method of making thereof
JP5203446B2 (ja) 自動車の排気ガスの触媒処理のための装置、その製造方法および使用方法
JP2596200Y2 (ja) 排気浄化装置
JPH07148440A (ja) 補強コンバータ本体
JP3845873B2 (ja) セラミック触媒コンバータ
JP4369655B2 (ja) 排気ガス浄化装置及びその製造方法
JP4278964B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP4564737B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP4387171B2 (ja) 排気ガス浄化装置
EP1431535B1 (en) Exhaust-gas purifying apparatus
JP4302419B2 (ja) 触媒コンバータ
EP1439288A1 (en) Exhaust-gas purifying apparatus
JP4630721B2 (ja) エンジンの排気システム
JPH07289914A (ja) 組み合わせられた電気加熱式及び着火式のコンバーターに有用なコアエレメント
JP5072340B2 (ja) 排ガス浄化触媒用メタル担体
JPH1133410A (ja) 触媒装置用ハイブリッド担体
JP2583377Y2 (ja) 偏平型メタル担体
JP2011058451A (ja) 排ガス浄化装置及びその製造方法
JPH01123638A (ja) 排気ガス浄化触媒用金属担体
JP2008093541A (ja) 排ガス浄化触媒用メタルハニカム担体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050520

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090306

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090706

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: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090828

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150904

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees