JP4374875B2

JP4374875B2 - Catalyst coating device

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Publication number: JP4374875B2
Application number: JP2003075063A
Authority: JP
Inventors: 信寿小長井
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP2004275993A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒担体を同一方向に貫通する多数の管状通路の内周面に触媒用スラリーを塗布する触媒塗布装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジン等から排出される排気ガスを浄化する触媒コンバーターが公知である。この種の触媒コンバーターは、セラミックスやステンレス薄板等からなる触媒担体と、この触媒担体を貫通して形成された多数の管状通路の内周面に塗布された多孔質の無機物質、および、この無機物質に担持された触媒成分によって構成される。
【０００３】
その製造方法については、触媒成分を担持させた無機物質の粉末を分散させた触媒用スラリーを触媒担体の管状通路の内周面に塗布して乾燥および焼成する方法と、無機物質の粉末のみを分散させた触媒用スラリーを触媒担体の管状通路の内周面に塗布して乾燥および焼成した後、改めて触媒成分を焼成済みの無機物質に含浸して担持させる方法とがあるが、何れの方法も、触媒担体に形成された多数の管状通路の内周面に触媒用スラリーを塗布する点では同様である。
【０００４】
近年、環境保全のために自動車の排気ガス規制が一段と厳しくなり、特に、触媒コンバーターの浄化性能の向上が望まれている。
【０００５】
触媒コンバーターの浄化性能を向上させるためには、触媒成分を塗布することが可能な触媒担体の有効面積、つまり、触媒担体における管状通路の内周面積の総和を増大させる必要があり、触媒担体の単位断面積当たりの管状通路の本数も増加する傾向にある。
【０００６】
しかし、管状通路の本数が増加すると個々の管状通路の径は減少することになり、粘性のある触媒用スラリーを其の内周面に均一に塗布することや、目詰まりの原因となる過剰な触媒用スラリーを管状通路から確実に排出することが難しくなってきている。
【０００７】
このような問題を解決するため、例えば、特許文献１に示されるような被覆分散液の塗布方法や特許文献２あるいは特許文献３に示されるような触媒用スラリーのコート装置が既に提案されている。
【０００８】
特許文献１の被覆分散液の塗布方法は、真空引きを応用したものであり、各種のバルブを併用し、管状通路を略鉛直状態にして保持された触媒担体の上端面側から触媒用スラリーを供給すると共に、触媒担体の下端面側から真空引きを行なって管状通路に触媒用スラリーを流通させることで管状通路の内周面に触媒用スラリーを塗布するようにしたものである。
【０００９】
特許文献２の触媒用スラリーのコート装置は、各種のバルブを併用し、スラリーだめと称する計量カプセルに充填された触媒用スラリーをガス圧により触媒担体の下端面側から供給した後、触媒担体の上端面側からガスによる加圧を行なって管状通路内の過剰なスラリーを排出することで管状通路の内周面に触媒用スラリーを塗布するようにしたものであり、また、特許文献３の触媒用スラリーのコート装置は、各種のバルブを併用し、シリンダに充填された触媒用スラリーをピストンにより触媒担体の下端面側から供給した後、ピストンの縮退動作と触媒担体の上端面側からのガスの供給によって管状通路内の過剰なスラリーを排出することで管状通路の内周面に触媒用スラリーを塗布するようにしたものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−８４４１７号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−２０２３４２号公報（図１）
【特許文献３】
特開２００１−２７６６２９号公報（図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載される従来技術は、触媒担体の下端面側から排出された触媒用スラリーが真空ポンプに吸引されるのを防止するための分離容器を吸引容器内に設置する必要があり、また、分離容器に回収された過剰な触媒用スラリーを排出したり吸引容器を密閉したりするためのバルブを必要とするもので、構造が複雑であった。
【００１２】
また、特許文献２や特許文献３に記載される従来技術は、管状通路に沿って双方向に触媒用スラリーを流す必要があり、しかも、計量器として機能するカプセルやシリンダに対する触媒用スラリーの供給経路も複雑であるため装置全体の構成が大掛かりなものとなり、ガスの供給や触媒用スラリーの流路を切り替えるための多数のバルブを設ける必要があった。
【００１３】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、多数のバルブを必要とせず構造が簡単な触媒塗布装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、触媒担体を同一方向に貫通して形成された多数の管状通路の内周面に触媒用スラリーを塗布する触媒塗布装置であり、前記目的を達成するため、特に、
管状通路を略鉛直に保持した状態で触媒担体の下端面に嵌合する上部嵌合部を有し大気圧環境下に設置されて触媒用スラリーを一時貯溜する吸引容器と、該吸引容器の上方に位置し触媒担体の上端面に嵌合する下部嵌合部を設けたスラリー計量供給器と、吸引容器の下方に位置する貯蔵容器とを備え、
前記吸引容器の下部に設けたスラリー排出口に、該吸引容器の内圧が大気圧と同等もしくは大気圧以下の状況下においては気圧の内外差によって閉鎖される一方、前記内圧が大気圧と同等となった状況下においては前記吸引容器内に貯溜されている触媒用スラリーの荷重を受けて開放して貯蔵容器に触媒用スラリーを排出する開閉弁を配備すると共に、
該吸引容器における触媒用スラリーの最大貯溜レベルよりも上方の位置に、真空ポンプの吸引口を配備したことを特徴とする構成を有する。
【００１５】
以上の構成により、管状通路を略鉛直に保持した状態で、触媒担体の下端面を吸引容器の上部嵌合部に嵌合させ、かつ、触媒担体の上端面をスラリー計量供給器の下部嵌合部に嵌合させて、スラリー計量供給器に触媒用スラリーを投入し、真空ポンプを作動させる。
真空ポンプの作動により、吸引容器に配備された吸引口から吸引容器内の空気が吸い込まれ、吸引容器の内圧が低下し、気圧の内外差によって吸引容器下部のスラリー排出口の開閉弁が確実に閉鎖され、この吸引容器が真空容器として機能することになる。
この段階では既に触媒担体の上端面側に所定量の触媒用スラリーが供給されているので、この触媒用スラリーが真空引き作用によって触媒担体の多数の管状通路内に吸い込まれ、管状通路の上方から下方へと流れて、最終的には、触媒担体の下端面側から排出される。触媒用スラリーが触媒担体の管状通路内を流れる間は、触媒用スラリーによって管状通路が塞がれ、また、管状通路内を流れる触媒用スラリーの粘性によって触媒用スラリーの流速が制限されるため、吸引容器の内圧の低下状態が維持される。従って、この間、スラリー排出口の開閉弁は閉じたままの状態となり、吸引容器が真空容器として機能し続ける。
触媒担体の下端面側から排出された触媒用スラリーは、そのまま吸引容器内に落下するが、スラリー排出口の開閉弁は閉鎖状態に維持されているので、吸引容器内に落下した触媒用スラリーは、そのまま吸引容器内に貯溜される。また、真空ポンプの吸引口は吸引容器における触媒用スラリーの最大貯溜レベルよりも上方の位置に配備されているので、吸引容器内に触媒用スラリーが貯溜されても、この触媒用スラリーが真空ポンプによって吸い込まれることはない。
そして、触媒担体の上端面側に供給されていた全ての触媒用スラリーが管状通路を通って触媒担体の下端面側から排出されると、触媒担体の管状通路が開放され、吸引容器の内圧が常態に復して大気圧と同等となる。すると、吸引容器内に貯溜されている触媒用スラリーの荷重を受けて吸引容器下部のスラリー排出口の開閉弁が開放し、吸引容器内に貯溜されていた触媒用スラリーが吸引容器の下方に位置する貯蔵容器に排出される。
以上に述べたとおり、スラリー計量供給器に触媒用スラリーを投入して真空ポンプを作動させるだけの簡単な操作により、触媒担体の管状通路の内周面に均一に触媒用スラリーを塗布することができ、格別なバルブや自動制御手段を使うことなく、自動的に開閉弁を開閉して過剰な触媒用スラリーの排出作業を行なうことができる。
触媒用スラリーの排出操作や吸引容器の密閉に必要とされる弁は、気圧の内外差によって自動的に作動する単一の開閉弁のみで済み、アクチュエータや格別な制御手段は不用であり、しかも、真空引き作用を利用して管状通路の一方向にのみ触媒用スラリーや空気を流通させればよいので、触媒用スラリーの供給経路が簡素化され、装置全体のコンパクト化も容易であり、ガスの供給や触媒用スラリーの流路を切り替えるための多数のバルブも不要となる。
【００１６】
スラリー排出口を吸引容器の側面に設けた構成を適用した場合においては、スラリー排出口を覆う大きさを有してスラリー排出口の外側に位置する舌片によって開閉弁を形成することができる。この場合、開閉弁は、その上端部を吸引容器の外側面に揺動自在に枢着して取り付けるようにする。
【００１７】
上端部を揺動自在に枢着された開閉弁は、その自重により、枢着位置を中心として開放位置から閉鎖位置に向かう方向、つまり、スラリー排出口の外側から内側に向かう方向に僅かに揺動付勢されるので、吸引容器の内圧が大気圧と同等の状況下においては、スラリー排出口の外側からスラリー排出口に密着してスラリー排出口を閉鎖する。
つまり、気圧の内外差による付勢力が作用しない状況下においても開閉弁がスラリー排出口に押し付けられることになるが、この力は僅かなものであるため、吸引容器内に貯溜されている触媒用スラリーの荷重によって十分に押し開くことが可能であり、余剰の触媒用スラリーの自動排出作業に悪影響を与えることはない。
しかも、触媒用スラリーの自動排出作業が終了した時点においては、その自重に起因する揺動付勢力により、閉鎖位置もしくは閉鎖位置の直近にまで開閉弁を自動復帰させることができるので、次回のスラリー投入時に確実に開閉弁を閉鎖することができる。
【００１８】
また、スラリー排出口を覆う大きさを有してスラリー排出口の外側に位置する弾性のある舌片によって開閉弁を形成してもよい。この場合、開閉弁は、その一端部を吸引容器の外側に固着して取り付けるようにする。
【００１９】
一端部を吸引容器の外側に固着された開閉弁は、それ自体が有する弾性力によって、その固着位置を中心として開放位置から閉鎖位置に向かう方向、つまり、スラリー排出口の外側から内側に向かう方向に僅かに揺動付勢される。前記と同様、気圧の内外差による付勢力が開閉弁に作用しない状況下においても、この開閉弁がスラリー排出口に押し付けられることになるが、この力は僅かなものであるため、吸引容器内に貯溜されている触媒用スラリーの荷重によって十分に押し開くことが可能であり、余剰の触媒用スラリーの自動排出作業に悪影響を与えることはない。
しかも、触媒用スラリーの自動排出作業が終了した時点においては、その弾性力に起因する揺動付勢力により開閉弁を閉鎖位置または閉鎖位置の直近にまで自動復帰させることができるので、次回のスラリー投入時に確実に開閉弁を閉鎖することができる。
また、開閉弁の付勢には重力ではなく開閉弁自体の弾性力を利用しているので、スラリー排出口を吸引容器の底面に設けた場合、つまり、開閉弁の自重が開閉弁を開く方向に作用するような状況下においても、確実にスラリー排出口を閉鎖することができる。
【００２０】
更に、吸引口の周囲を覆うようにして傘型のフードを配備するとよい。
【００２１】
このような構成を適用することにより、触媒担体の下端面側から排出されて吸引容器内に落下する触媒用スラリーが吸引口から吸い込まれるといった問題を解消することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は一実施形態の触媒塗布装置１の構成の概略について示した機能ブロック図である。
【００２３】
この実施形態の触媒塗布装置１の主要部は、触媒担体２に嵌合する吸引容器３とスラリー計量供給器４、および、吸引容器３に接続された真空ポンプ５によって構成される。
【００２４】
図２は主要部である吸引容器３とスラリー計量供給器４の内部構造について示した断面図である。
【００２５】
吸引容器３は、触媒担体２の下端面に嵌合する上部嵌合部６と容器本体７とによって実質的に一体に構成され、容器本体７の下部側面には、開閉弁８を備えたスラリー排出口９が設けられている。
【００２６】
開閉弁８は、図３（ａ）に示されるように、スラリー排出口９を覆う大きさを有してスラリー排出口９の外側に位置する舌片によって形成され、この開閉弁８の上端部が、ヒンジ１０を介して容器本体７の外側面に揺動自在に枢着されている。
【００２７】
上端部を揺動自在に枢着された開閉弁８は、その自重により、ヒンジ１０による枢着位置を中心として開放位置から閉鎖位置に向かう方向、つまり、スラリー排出口９の外側から内側に向かう図３（ａ）中の矢印方向に僅かに揺動付勢されており、容器本体７の内圧が大気圧と同等であって且つ容器本体７内に触媒用スラリーが貯溜されていない初期状態において、スラリー排出口９の外側からスラリー排出口９に密着してスラリー排出口９を閉鎖するようになっている。
【００２８】
また、スラリー排出口９および開閉弁８に代えて、図３（ｂ）に示されるようなスラリー排出口９’および開閉弁８’を容器本体７の底面に設けるようにしてもよい。
【００２９】
図３（ｂ）に示されるような構成を適用する際には、開閉弁８’を弾性のある舌片、例えば、シリコンゴムやウレタン等によって形成し、その一端部を容器本体７の底面の外側に固着する。
【００３０】
一端部を容器本体７の外側に固着された開閉弁８’は、それ自体が有する弾性力により固着位置を中心として開放位置から閉鎖位置に向かう方向、つまり、スラリー排出口９’の外側から内側に向かう図３（ｂ）中の矢印方向に僅かに揺動付勢されており、容器本体７の内圧が大気圧と同等であって且つ容器本体７内に触媒用スラリーが貯溜されていない初期状態において、スラリー排出口９’の外側からスラリー排出口９’に密着してスラリー排出口９’を閉鎖する。
【００３１】
図３（ｂ）の構成は、容器本体７の側面にスラリー排出口を設けた場合にも適用することが可能である。
【００３２】
吸引容器３の上部嵌合部６は、触媒担体２の下端面の外周形状に合わせて其の内周面形状を決定される。図２に示されるように、上部嵌合部６の上端部には、触媒担体２の突入を容易化するための内周テーパ面６ａが形成され、また、上部嵌合部６の下端部には、触媒担体２の下端面の外周形状と密着して空気漏れを防止し且つ触媒担体２の脱落を防止するための内周テーパ面６ｂが形成されている。
【００３３】
吸引容器３の上方に位置するスラリー計量供給器４は、図２に示されるように、触媒担体２の上端面の外周形状に合わせて構成された下部嵌合部１１と該下部嵌合部１１に連絡する内周テーパ面１２とによって一体に形成される。内周テーパ面１２は、触媒担体２の上端面の外周形状と密着して空気漏れを防止すると共に、触媒担体２がスラリー計量供給器４内に過剰に突入するのを防止する。
【００３４】
また、内周テーパ面１２の内部に形成される空間、つまり、下部嵌合部１１に触媒担体２の上端面を嵌合させた際に内周テーパ面１２と触媒担体２の上端面とで囲まれる空間は、触媒担体２に対する１回のスラリー塗布作業で必要とされる触媒用スラリーを計量する計量空間としても機能する。
【００３５】
真空ポンプ５に接続された吸引管１３は、容器本体７の外壁を貫通して容器本体７の内部に導かれ、その先端開口部によって構成される真空ポンプ５の吸引口１４が、容器本体７における触媒用スラリーの最大貯溜レベルＬ_０よりも上方の位置で、先端開口部を下方を向けて設置されている。
【００３６】
なお、ここで言う最大貯溜レベルＬ_０とは、開閉弁８を閉鎖した状態でスラリー計量供給器４の計量空間に満たした触媒用スラリーをそのまま容器本体７に落下させて容器本体７に貯溜させたときの触媒用スラリーの液面高さである。実際にはスラリー計量供給器４の計量空間一杯に触媒用スラリーを満たすことはなく、また、触媒担体２に対する塗布作業で触媒用スラリーの一部が消費されるので、最大貯溜レベルＬ_０よりも上方の位置に吸引口１４を設置すれば、どのような事態が生じた場合であっても、容器本体７内の触媒用スラリーの液面高さが吸引口１４の位置にまで達することはない。
【００３７】
この実施形態では、更に、吸引管１３の先端部に傘型のフード１５を固着することによって、容器本体７中を落下する触媒用スラリーが、吸引口１４から吸い込まれるのを防止している。
【００３８】
吸引管１３に対するフード１５の取り付け態様としては、図２に示されるように、吸引管１３の先端部をフード１５の基部から下方側に突出させたものと、吸引管１３の最先端部にフード１５を直付けするものとが考えられる。
【００３９】
吸引管１３の最先端部にフード１５を直付けした構成では、吸引口１４に吸い込まれる空気がフード１５の内周面に沿って層流状に流れるので、フード１５の外周面を流れてフード１５の下縁に滴状に溜まった触媒用スラリーがフード１５の内周面側の空気の流れに引き寄せられて吸引口１４に吸い込まれるといった可能性が多少あるが、図２に示されるように、吸引管１３の先端部をフード１５の基部から下方側に突出させることにより、フード１５内の空気の流れを乱流化することが可能であり、フード１５の下縁に溜まった触媒用スラリーがフード１５の内周面に沿って吸引口１４に吸い込まれるといった問題の解消に役立つ。
【００４０】
何れの構成を採用する場合においても、吸引口１４およびフード１５の下端部は、共に最大貯溜レベルＬ_０よりも上方の位置に設置するものとする。
【００４１】
触媒用スラリー１６は、図１に示されるように、上部を開放状態とした貯蔵容器１７に貯溜されており、貯蔵容器１７に併設された攪拌器１８によって適度な粘性を保つように攪拌される。
【００４２】
貯蔵容器１７の下部にはスラリー供給管１９が接続され、スラリーポンプ２０および方向切替弁２１を介して、貯蔵容器１７内の触媒用スラリー１６がスラリー計量供給器４に送給される。
【００４３】
符号２２は空気抜き用の開閉バルブであり、スラリー供給管１９の延長部１９’、あるいは、方向切替弁２１とスラリー計量供給器４との間のスラリー供給管１９に対して並列的に接続された管路等に配備する。この開閉バルブ２２としては、手動式の開閉バルブの他、チェック弁を利用することが可能である。
【００４４】
スラリー計量供給器４は、エアシリンダ等を駆動源として上下移動可能とされているが、この点に関しては既に周知の技術であるので、記載を省略している。
【００４５】
次に、本実施形態の触媒塗布装置１を用いた触媒塗布作業について具体的に説明する。
【００４６】
触媒担体２はセラミックスやステンレス薄板等からなり、この触媒担体２を上下方向に貫通して多数の管状通路２３が例えばハニカム状に形成されている。
【００４７】
作業者は、まず、エアシリンダ等の駆動源を操作してスラリー計量供給器４を吸引容器３の上方に退避させ、触媒担体２の管状通路２３が略鉛直の状態となるようにして触媒担体２の下端面を吸引容器３の上部嵌合部６に突入させ、図４（ａ）に示されるようにして、触媒担体２を吸引容器３の上部嵌合部６に嵌合させる。このようにして触媒担体２の下端面の外周部が上部嵌合部６の内周テーパ面６ｂに圧接されることにより、触媒担体２と上部嵌合部６との当接部が空気漏れの生じない状態にシールされる。
【００４８】
次いで、作業者がエアシリンダ等の駆動源を再び操作してスラリー計量供給器４を下降させ、図４（ｂ）に示されるようにして、スラリー計量供給器４の下部嵌合部１１を触媒担体２の上端面に嵌合させる。このようにして触媒担体２の上端面の外周部がスラリー計量供給器４の内周テーパ面１２に圧接されることにより、触媒担体２と下部嵌合部１１との当接部がスラリー漏れの生じない状態にシールされる。
【００４９】
そして、作業者は、開閉バルブ２２の閉鎖状態を維持したまま方向切替弁２１を操作し、１回のスラリー塗布作業で必要とされる触媒用スラリー１６を、貯蔵容器１７からスラリーポンプ２０およびスラリー供給管１９を介してスラリー計量供給器４に送給した後、方向切替弁２１を循環位置に戻す。また、開閉バルブ２２を開いてスラリー計量供給器４内部への外気の侵入を許容する。但し、開閉バルブ２２としてチェック弁を利用した場合には開閉バルブ２２の手動操作は不要である。
【００５０】
スラリー計量供給器４に送給された触媒用スラリー１６は、その自重により、例えば、図４（ｂ）に示されるようにして、触媒担体２の上端面に略均一の厚さで広がる。
【００５１】
次いで、作業者が真空ポンプ５を作動させると、容器本体７内の空気が吸引口１４から吸い込まれ、容器本体７の内圧が大気圧以下に低下し、初期状態においてスラリー排出口９の外側からスラリー排出口９に密着していた開閉弁８が、気圧の内外差によってスラリー排出口９に強く圧着された状態で閉鎖される。
しかし、必ずしも初期状態において開閉弁８がスラリー排出口９に完全に密着している必要はない。開閉弁８が閉鎖位置の直近にまで復帰していれば、この気圧の内外差によって開閉弁８を閉じさせることが可能であり、更に、その後の空気抜きによって開閉弁８をスラリー排出口９に強く圧着させることができる。
【００５２】
そして、管状通路２３を介して触媒担体２上の触媒用スラリー１６の吸引が可能な程度にまで容器本体７の内圧が低下すると、触媒担体２上の触媒用スラリー１６が多数の管状通路２３に吸い込まれ、管状通路２３の上方から下方へと流れて触媒担体２の下端面側から排出され、図４（ｂ）に示されるようにして、容器本体７に貯溜される。
【００５３】
また、触媒担体２上に残留する触媒用スラリー１６が管状通路２３に吸い込まれて其の容量が減少するのに伴い、開閉バルブ２２とスラリー供給管の延長部１９’を介して、スラリー計量供給器４内に多少の外気が供給される。
【００５４】
吸引口１４の周囲にはフード１５が設置されているので、容器本体７中を落下する触媒用スラリー１６が真空ポンプ５に吸い込まれるといった心配は殆どない。
【００５５】
このようにして触媒用スラリー１６が触媒担体２の管状通路２３内を流れる間は、触媒用スラリー１６によって管状通路２３が塞がれ、また、管状通路２３内を流れる触媒用スラリー１６の粘性によって触媒用スラリー１６の流速が制限されるため、容器本体７の内圧の低下状態が維持される。従って、スラリー排出口９の開閉弁８は図４（ｂ）に示されるように閉じたままの状態となり、スラリー排出口９から触媒用スラリー１６が漏れ出すことはない。
【００５６】
また、既に述べたとおり、吸引口１４およびフード１５は、容器本体７における触媒用スラリー１６の最大貯溜レベルＬ_０よりも上方に位置しているため、容器本体７に貯溜された触媒用スラリー１６が直に真空ポンプ５に吸い込まれるといった心配は皆無である。
【００５７】
そして、触媒担体２の上端面側に残留していた全ての触媒用スラリー１６が管状通路２３を通って触媒担体２の下端面側から排出されると、管状通路２３が開放される。この結果、開閉バルブ２２，スラリー供給管の延長部１９’，スラリー計量供給器４を介して管状通路２３に容易に外気が流れ込むので、容器本体７の内圧が大気圧と同等の状態に復帰し、容器本体７の内外での気圧差がなくなる。
【００５８】
従って、開閉弁８をスラリー排出口９に圧着させる力のうち内外の気圧差に起因した付勢力が消滅し、容器本体７に貯溜された触媒用スラリー１６の荷重が開閉弁８の自重による閉鎖方向の付勢力に打ち勝って、図４（ｃ）に示されるようにして、開閉弁８を強制的に開放する。これにより、容器本体７に貯溜されていた触媒用スラリー１６がスラリー排出口９から排出され、吸引容器３の下方に位置する貯蔵容器１７に自動的に回収される。
【００５９】
そして、スラリー排出口９からの触媒用スラリー１６の排出が完了すると、開閉弁８は自重に起因する揺動付勢力によって閉鎖位置もしくは閉鎖位置の直近にまで自動的に復帰する。
【００６０】
手動の開閉バルブ２２を使用している場合には、この段階で開閉バルブ２２を閉じ、次の塗布作業のために、触媒塗布装置１の状態を初期状態に戻しておく。
【００６１】
作業者は、最終的に、エアシリンダ等の駆動源を操作してスラリー計量供給器４を吸引容器３の上方に退避させ、吸引容器３の上部嵌合部６から触媒担体２を取り外した後、この触媒担体２に対する次工程の処理、つまり、管状通路２３に残留した過剰なスラリー１６をエアーノズル等で除去する作業や触媒担体２の乾燥および焼成等の処理を実施して、多孔質の無機物質を均一にコートした触媒担体２を得る。
【００６２】
なお、触媒成分を担持させた無機物質の粉末を分散させた触媒用スラリー１６を使用した場合では触媒担体２の焼成が最終工程となるが、無機物質の粉末のみを分散させた触媒用スラリー１６を使用した場合には、更に、触媒成分を含浸させる工程が必要である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の触媒塗布装置は、管状通路を略鉛直に保持した状態で触媒担体の下端面に吸引容器を嵌合させ、触媒担体の上端面に触媒用スラリーを供給して真空ポンプで吸引容器を減圧することによりスラリー排出口に開閉弁を圧着して吸引容器内の負圧状態を保持し、吸引容器内の負圧を利用した真空引き作用によって触媒担体の多数の管状通路内に触媒用スラリーを流通させて其の内周面に塗布すると共に、触媒担体の下端面から排出された触媒用スラリーを吸引容器内に貯溜し、更に、吸引容器の内圧を大気圧に復旧させてスラリー排出口に対する開閉弁の圧着状態を解除することで吸引容器内に貯溜されている触媒用スラリーの荷重を利用して開閉弁を押し開くことで吸引容器内に貯溜されていた触媒用スラリーを吸引容器の下方に位置する貯蔵容器に排出するようにしたので、スラリー計量供給器に触媒用スラリーを投入するだけの簡単な操作により触媒担体の管状通路の内周面に均一に触媒用スラリーを塗布することができ、格別なバルブや自動制御手段を使うことなく、自動的に開閉弁を開閉して過剰な触媒用スラリーの排出作業を行なうことができる。
また、触媒用スラリーの排出操作や吸引容器の密閉に必要とされる弁は、気圧の内外差や触媒用スラリーの荷重によって自動的に作動する単一の開閉弁のみで済み、アクチュエータや格別な制御手段は不用であり、しかも、真空引き作用を利用して管状通路の一方向にのみ触媒用スラリーや空気を流通させればよいので、触媒用スラリーの供給経路が簡素化され、装置全体のコンパクト化も容易であり、ガスの供給や触媒用スラリーの流路を切り替えるための多数のバルブも不要となって装置のメンテナンスが容易となる。
【００６４】
更に、スラリー排出口を吸引容器の側面に設けた場合においては、スラリー排出口を覆う大きさを有してスラリー排出口の外側に位置する舌片によって開閉弁を形成し、この開閉弁の上端部を吸引容器の外側面に揺動自在に枢着して取り付けるだけで、気圧の内外差や触媒用スラリーの荷重あるいは自重によって自動的に作動する開閉弁を容易に構成することができ、また、スラリー排出口を吸引容器の底面に設けた場合であっても、弾性のある舌片によって開閉弁を形成して其の一端部を吸引容器の外側に固着して取り付けるだけで、気圧の内外差や触媒用スラリーの荷重あるいは開閉弁自体の弾性によって自動的に作動する開閉弁を容易に構成することができるので、開閉弁自体の構造も極めて簡単なもので済む。
【００６５】
しかも、吸引口の周囲を覆うようにして傘型のフードを配備するようにしているので、触媒担体の下端面側から排出されて吸引容器内に落下する触媒用スラリーが不用意に吸引口から吸い込まれるといった問題を解消することができ、真空ポンプの損傷を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施形態の触媒塗布装置の構成の概略について示した機能ブロック図である。
【図２】同実施形態の触媒塗布装置の主要部である吸引容器とスラリー計量供給器の内部構造について示した断面図である。
【図３】同実施形態の触媒塗布装置の吸引容器に装着可能な開閉弁の構成について例示した図で、図３（ａ）は自重による付勢力で作動するものの例、図３（ｂ）は其れ自体の弾性力で作動するものの例である。
【図４】同実施形態の触媒塗布装置の動作を示した作用原理図で、図４（ａ）は吸引容器の上部嵌合部に触媒担体を装着した状態について示した断面図、図４（ｂ）は触媒担体の上端面にスラリー計量供給器を装着して触媒用スラリーの塗布を行なっているときの状態について示した断面図、図４（ｃ）は触媒用スラリーの塗布が完了して吸引容器から触媒用スラリーを排出している状態について示した断面図である。
【符号の説明】
１触媒塗布装置
２触媒担体
３吸引容器
４スラリー計量供給器
５真空ポンプ
６上部嵌合部
６ａ，６ｂ内周テーパ面
７容器本体
８，８’ 開閉弁
９，９’ スラリー排出口
１０ヒンジ
１１下部嵌合部
１２内周テーパ面
１３吸引管
１４吸引口
１５フード
１６触媒用スラリー
１７貯蔵容器
１８攪拌器
１９スラリー供給管
１９’ スラリー供給管の延長部
２０スラリーポンプ
２１方向切替弁
２２開閉バルブ（通常の開閉バルブ）
２３管状通路
Ｌ_０最大貯溜レベル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a catalyst coating apparatus for coating a catalyst slurry on the inner peripheral surfaces of a number of tubular passages that penetrate a catalyst carrier in the same direction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Catalytic converters that purify exhaust gas discharged from automobile engines and the like are known. This type of catalytic converter includes a catalyst carrier made of ceramics, a stainless steel thin plate, or the like, a porous inorganic substance applied to the inner peripheral surface of many tubular passages formed through the catalyst carrier, and the inorganic It is comprised by the catalyst component carry | supported by the substance.
[0003]
As for the production method, a catalyst slurry in which a powder of an inorganic material carrying a catalyst component is dispersed is applied to the inner peripheral surface of the tubular passage of the catalyst carrier and dried and fired. There is a method in which the dispersed catalyst slurry is applied to the inner peripheral surface of the tubular passage of the catalyst carrier, dried and calcined, and then impregnated with the calcined inorganic substance again to carry the catalyst component. This is also the same in that the slurry for catalyst is applied to the inner peripheral surfaces of many tubular passages formed on the catalyst carrier.
[0004]
In recent years, automobile exhaust gas regulations have become more stringent for environmental protection, and in particular, improvement in purification performance of catalytic converters is desired.
[0005]
In order to improve the purification performance of the catalytic converter, it is necessary to increase the effective area of the catalyst carrier to which the catalyst component can be applied, that is, the total inner peripheral area of the tubular passage in the catalyst carrier. The number of tubular passages per unit cross-sectional area also tends to increase.
[0006]
However, as the number of tubular passages increases, the diameter of the individual tubular passages decreases, so that a viscous catalyst slurry is uniformly applied to the inner peripheral surface of the tubular passage and excessive clogging causes clogging. It has become difficult to reliably discharge the catalyst slurry from the tubular passage.
[0007]
In order to solve such a problem, for example, a coating dispersion coating method as shown in Patent Literature 1 and a catalyst slurry coating device as shown in Patent Literature 2 or Patent Literature 3 have already been proposed. .
[0008]
The coating dispersion coating method of Patent Document 1 applies vacuuming, and uses various valves in combination, and the catalyst slurry is applied from the upper end surface side of the catalyst carrier held with the tubular passage in a substantially vertical state. In addition to supplying the catalyst slurry, the catalyst slurry is applied to the inner peripheral surface of the tubular passage by evacuating from the lower end surface side of the catalyst carrier to circulate the catalyst slurry through the tubular passage.
[0009]
The catalyst slurry coating apparatus of Patent Document 2 uses various valves in combination, and after supplying the catalyst slurry filled in a measuring capsule called a slurry reservoir from the lower end surface side of the catalyst carrier by gas pressure, The catalyst slurry is applied to the inner peripheral surface of the tubular passage by pressurizing with gas from the upper end surface side and discharging excess slurry in the tubular passage. The slurry coating apparatus uses various valves in combination, and after supplying the catalyst slurry filled in the cylinder from the lower end surface side of the catalyst carrier by the piston, the piston degenerates and gas from the upper end surface side of the catalyst carrier. Excess slurry in the tubular passage is discharged by supplying the catalyst slurry, so that the slurry for catalyst is applied to the inner peripheral surface of the tubular passage.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-84417 A (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-202342 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2001-276629 A (FIG. 1)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art described in Patent Document 1 requires that a separation container for preventing the catalyst slurry discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier to be sucked into the vacuum pump in the suction container, In addition, it requires a valve for discharging excess catalyst slurry recovered in the separation container and sealing the suction container, and the structure is complicated.
[0012]
The prior art described in Patent Document 2 and Patent Document 3 requires the catalyst slurry to flow bidirectionally along the tubular passage, and the supply of the catalyst slurry to a capsule or cylinder that functions as a meter. Since the path is complicated, the overall configuration of the apparatus becomes large, and it is necessary to provide a large number of valves for switching the gas supply and the catalyst slurry flow path.
[0013]
OBJECT OF THE INVENTION
Accordingly, an object of the present invention is to provide a catalyst coating apparatus that eliminates the drawbacks of the prior art and has a simple structure without requiring a large number of valves.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a catalyst coating apparatus for coating a slurry for catalyst on the inner peripheral surface of a number of tubular passages formed through the catalyst carrier in the same direction.
An upper fitting portion that is fitted to the lower end surface of the catalyst carrier while holding the tubular passage substantially vertical. Installed in an atmospheric pressure environment to temporarily store catalyst slurry A slurry metering feeder provided with a suction container, and a lower fitting part which is located above the suction container and is fitted to the upper end surface of the catalyst carrier; Storage container located below the suction container And
The slurry discharge port provided at the lower part of the suction container is closed by an internal / external difference in atmospheric pressure in a situation where the internal pressure of the suction container is equal to or lower than atmospheric pressure, while the internal pressure is equal to atmospheric pressure. Under the circumstances, the catalyst slurry stored in the suction container is loaded and released. And discharge the catalyst slurry to the storage container. With an open / close valve that
The suction port of the vacuum pump is arranged at a position above the maximum storage level of the catalyst slurry in the suction container.
[0015]
With the above configuration, the lower end surface of the catalyst carrier is fitted to the upper fitting portion of the suction container while the tubular passage is held substantially vertically, and the upper end surface of the catalyst carrier is fitted to the lower portion of the slurry metering feeder. The catalyst slurry is put into the slurry metering feeder, and the vacuum pump is operated.
By operating the vacuum pump, air in the suction container is sucked in from the suction port provided in the suction container, the internal pressure of the suction container is reduced, and the open / close valve of the slurry discharge port at the bottom of the suction container is ensured by the internal and external pressure difference The suction container is closed and functions as a vacuum container.
At this stage, since a predetermined amount of the catalyst slurry has already been supplied to the upper end surface of the catalyst carrier, the catalyst slurry is sucked into the numerous tubular passages of the catalyst carrier by the vacuuming action, and from above the tubular passage. It flows downward and is finally discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier. While the catalyst slurry flows in the tubular passage of the catalyst carrier, the tubular passage is blocked by the catalyst slurry, and the flow rate of the catalyst slurry is limited by the viscosity of the catalyst slurry flowing in the tubular passage. The reduced state of the internal pressure of the suction container is maintained. Accordingly, during this time, the on-off valve of the slurry discharge port remains closed, and the suction container continues to function as a vacuum container.
The catalyst slurry discharged from the lower end surface of the catalyst carrier falls into the suction container as it is, but the on / off valve of the slurry discharge port is kept closed, so the catalyst slurry dropped into the suction container is It is stored in the suction container as it is. In addition, since the suction port of the vacuum pump is disposed at a position above the maximum storage level of the catalyst slurry in the suction container, even if the catalyst slurry is stored in the suction container, the catalyst slurry remains in the vacuum pump. Will not be inhaled by.
When all the catalyst slurry supplied to the upper end surface side of the catalyst carrier is discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier through the tubular passage, the tubular passage of the catalyst carrier is opened and the internal pressure of the suction container is reduced. It returns to normal and becomes equivalent to atmospheric pressure. Then, in response to the load of the catalyst slurry stored in the suction container, the on-off valve of the slurry discharge port at the bottom of the suction container is opened, and the catalyst slurry stored in the suction container is released. In the storage container located below the suction container Discharged.
As described above, the catalyst slurry can be uniformly applied to the inner peripheral surface of the tubular passage of the catalyst carrier by a simple operation of putting the catalyst slurry into the slurry metering device and operating the vacuum pump. In addition, without using a special valve or automatic control means, the on-off valve can be opened and closed automatically to discharge excess catalyst slurry.
The valve required for the discharge operation of the catalyst slurry and the sealing of the suction container is only a single on-off valve that automatically operates according to the internal / external pressure difference, and there is no need for an actuator or special control means. Since the catalyst slurry and air need only be circulated in one direction of the tubular passage by utilizing the evacuation action, the catalyst slurry supply path is simplified and the entire apparatus can be easily made compact. And a large number of valves for switching the flow path of the catalyst slurry are also unnecessary.
[0016]
When a configuration in which the slurry discharge port is provided on the side surface of the suction container is applied, the on-off valve can be formed by a tongue piece that is large enough to cover the slurry discharge port and is located outside the slurry discharge port. In this case, the opening / closing valve is pivotally attached to the outer surface of the suction container so that the upper end of the opening / closing valve is pivotally attached.
[0017]
The open / close valve pivotally mounted at the upper end swings slightly in its direction from the open position to the closed position, that is, from the outside to the inside of the slurry discharge port. Since the inner pressure of the suction container is equal to the atmospheric pressure, the slurry discharge port is closed from the outside of the slurry discharge port in close contact with the slurry discharge port.
In other words, the on-off valve is pressed against the slurry discharge port even in the situation where the urging force due to the inside / outside difference of the atmospheric pressure does not act, but since this force is slight, it is for the catalyst stored in the suction container The slurry can be sufficiently pushed open by the load of the slurry, and does not adversely affect the automatic discharging operation of the excess catalyst slurry.
Moreover, when the automatic slurry discharge operation is completed, the on-off valve can be automatically returned to the closed position or close to the closed position by the swinging biasing force due to its own weight, so that the next slurry The on-off valve can be reliably closed at the time of charging.
[0018]
Moreover, you may form an on-off valve with the elastic tongue piece which has a magnitude | size which covers a slurry discharge port and is located in the outer side of a slurry discharge port. In this case, the opening / closing valve is attached with its one end fixed to the outside of the suction container.
[0019]
The on-off valve whose one end is fixed to the outside of the suction container is a direction from the open position to the closed position centering on the fixed position, that is, the direction from the outside to the inside of the slurry discharge port, due to its own elastic force. Is slightly swung. Similarly to the above, even in a situation where the biasing force due to the internal / external pressure difference does not act on the on-off valve, the on-off valve is pressed against the slurry discharge port, but since this force is slight, the inside of the suction container The catalyst slurry stored in the catalyst can be sufficiently pushed open by the load of the catalyst slurry and does not adversely affect the automatic discharge operation of the excess catalyst slurry.
Moreover, when the automatic slurry discharge operation is completed, the on-off valve can be automatically returned to the closed position or close to the closed position by the swinging biasing force caused by the elastic force, so that the next slurry The on-off valve can be reliably closed at the time of charging.
In addition, since the on / off valve is biased not by gravity but by the elastic force of the on / off valve itself, when the slurry discharge port is provided on the bottom surface of the suction container, that is, the weight of the on / off valve opens the on / off valve. The slurry discharge port can be reliably closed even under a situation that acts on the slurry.
[0020]
Furthermore, an umbrella-shaped hood may be provided so as to cover the periphery of the suction port.
[0021]
By applying such a configuration, it is possible to solve the problem that the catalyst slurry discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier and falling into the suction container is sucked from the suction port.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an outline of a configuration of a catalyst coating apparatus 1 according to an embodiment.
[0023]
The main part of the catalyst coating apparatus 1 of this embodiment is constituted by a suction container 3 fitted to the catalyst carrier 2, a slurry metering feeder 4, and a vacuum pump 5 connected to the suction container 3.
[0024]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the suction container 3 and the slurry metering feeder 4 which are main parts.
[0025]
The suction container 3 is configured substantially integrally by an upper fitting portion 6 and a container body 7 that are fitted to the lower end surface of the catalyst carrier 2, and a slurry provided with an opening / closing valve 8 on the lower side surface of the container body 7. A discharge port 9 is provided.
[0026]
As shown in FIG. 3A, the on-off valve 8 is formed by a tongue piece that has a size covering the slurry discharge port 9 and is located outside the slurry discharge port 9. Is pivotally attached to the outer surface of the container body 7 via a hinge 10 so as to be swingable.
[0027]
The on-off valve 8 pivotally attached to the upper end portion of the upper end portion is directed in the direction from the open position to the closed position with the weight of the hinge 10 as the center, that is, from the outside of the slurry discharge port 9 to the inside. In the initial state in which the inner pressure of the container main body 7 is equal to the atmospheric pressure and the catalyst slurry is not stored in the container main body 7 while being slightly oscillated and biased in the direction of the arrow in FIG. The slurry discharge port 9 is closed from the outside of the slurry discharge port 9 in close contact with the slurry discharge port 9.
[0028]
Further, instead of the slurry discharge port 9 and the on-off valve 8, a slurry discharge port 9 ′ and an on-off valve 8 ′ as shown in FIG. 3B may be provided on the bottom surface of the container body 7.
[0029]
When the configuration as shown in FIG. 3B is applied, the on-off valve 8 ′ is formed of an elastic tongue piece such as silicon rubber or urethane, and one end thereof is formed on the bottom surface of the container body 7. Stick to the outside.
[0030]
The on-off valve 8 ′ having one end fixed to the outside of the container body 7 is formed in a direction from the open position to the closed position centered on the fixed position by the elastic force of itself, that is, from the outside of the slurry discharge port 9 ′ to the inside. Initially, the internal pressure of the container body 7 is equal to the atmospheric pressure, and no catalyst slurry is stored in the container body 7. In the state, the slurry discharge port 9 ′ is closed from the outside of the slurry discharge port 9 ′ in close contact with the slurry discharge port 9 ′.
[0031]
The configuration of FIG. 3B can also be applied when a slurry discharge port is provided on the side surface of the container body 7.
[0032]
The upper fitting part 6 of the suction container 3 has its inner peripheral surface shape determined in accordance with the outer peripheral shape of the lower end surface of the catalyst carrier 2. As shown in FIG. 2, an inner peripheral tapered surface 6 a for facilitating the entry of the catalyst carrier 2 is formed at the upper end portion of the upper fitting portion 6, and at the lower end portion of the upper fitting portion 6. Is formed in close contact with the outer peripheral shape of the lower end face of the catalyst carrier 2 to prevent air leakage and to prevent the catalyst carrier 2 from falling off.
[0033]
As shown in FIG. 2, the slurry metering feeder 4 positioned above the suction container 3 includes a lower fitting portion 11 configured according to the outer peripheral shape of the upper end surface of the catalyst carrier 2 and the lower fitting portion 11. Are formed integrally with the inner circumferential tapered surface 12 communicating with the inner circumferential surface. The inner peripheral tapered surface 12 is in close contact with the outer peripheral shape of the upper end surface of the catalyst carrier 2 to prevent air leakage and prevent the catalyst carrier 2 from excessively entering the slurry metering device 4.
[0034]
Further, when the upper end surface of the catalyst carrier 2 is fitted into the space formed inside the inner circumferential tapered surface 12, that is, the lower fitting portion 11, the inner circumferential tapered surface 12 and the upper end surface of the catalyst carrier 2 are The enclosed space also functions as a measuring space for measuring the catalyst slurry required in one slurry application operation on the catalyst carrier 2.
[0035]
The suction pipe 13 connected to the vacuum pump 5 passes through the outer wall of the container body 7 and is guided to the inside of the container body 7, and the suction port 14 of the vacuum pump 5 constituted by the distal end opening portion is connected to the container body 7. Maximum storage level L of catalyst slurry ₀ It is installed with the tip opening facing downward at a position higher than that.
[0036]
The maximum storage level L here ₀ Is the level of the catalyst slurry when the slurry for the catalyst filled in the metering space of the slurry metering feeder 4 is dropped into the container body 7 and stored in the container body 7 with the on-off valve 8 closed. That's it. Actually, the slurry for the catalyst is not filled in the metering space of the slurry metering feeder 4, and a part of the catalyst slurry is consumed in the coating operation on the catalyst carrier 2, so that the maximum storage level L ₀ If the suction port 14 is installed at a position higher than that, the level of the catalyst slurry in the container body 7 reaches the position of the suction port 14 in any case. There is no.
[0037]
In this embodiment, furthermore, the umbrella-shaped hood 15 is fixed to the tip of the suction pipe 13 to prevent the catalyst slurry falling in the container body 7 from being sucked from the suction port 14.
[0038]
As shown in FIG. 2, the hood 15 is attached to the suction tube 13 with the tip portion of the suction tube 13 protruding downward from the base portion of the hood 15 and the hood at the most distal portion of the suction tube 13. 15 may be directly attached.
[0039]
In the configuration in which the hood 15 is directly attached to the most distal portion of the suction pipe 13, the air sucked into the suction port 14 flows in a laminar flow along the inner peripheral surface of the hood 15. There is a possibility that the catalyst slurry accumulated in the form of droplets at the lower edge of 15 is attracted by the flow of air on the inner peripheral surface side of the hood 15 and sucked into the suction port 14 as shown in FIG. By making the tip of the suction tube 13 protrude downward from the base of the hood 15, the air flow in the hood 15 can be turbulent, and the catalyst slurry accumulated at the lower edge of the hood 15. Is useful for solving the problem of being sucked into the suction port 14 along the inner peripheral surface of the hood 15.
[0040]
In either case, the suction port 14 and the lower end of the hood 15 are both at the maximum storage level L. ₀ It shall be installed at a position higher than that.
[0041]
As shown in FIG. 1, the catalyst slurry 16 is stored in a storage container 17 having an open top, and is stirred by a stirrer 18 attached to the storage container 17 so as to maintain an appropriate viscosity. .
[0042]
A slurry supply pipe 19 is connected to the lower part of the storage container 17, and the catalyst slurry 16 in the storage container 17 is fed to the slurry metering feeder 4 via the slurry pump 20 and the direction switching valve 21.
[0043]
Reference numeral 22 denotes an opening / closing valve for venting air, which is connected in parallel to the extension 19 ′ of the slurry supply pipe 19 or the slurry supply pipe 19 between the direction switching valve 21 and the slurry metering feeder 4. Deploy in pipelines. As the open / close valve 22, a check valve can be used in addition to a manual open / close valve.
[0044]
The slurry metering device 4 can be moved up and down using an air cylinder or the like as a drive source. However, since this is a well-known technique, the description thereof is omitted.
[0045]
Next, the catalyst coating operation using the catalyst coating apparatus 1 of the present embodiment will be specifically described.
[0046]
The catalyst carrier 2 is made of ceramics, a stainless steel plate, or the like, and a plurality of tubular passages 23 are formed in, for example, a honeycomb shape through the catalyst carrier 2 in the vertical direction.
[0047]
First, the operator operates a drive source such as an air cylinder to retract the slurry metering feeder 4 above the suction container 3 so that the tubular passage 23 of the catalyst carrier 2 is in a substantially vertical state. 2 is made to enter the upper fitting portion 6 of the suction container 3 and the catalyst carrier 2 is fitted to the upper fitting portion 6 of the suction container 3 as shown in FIG. In this way, the outer peripheral portion of the lower end surface of the catalyst carrier 2 is pressed against the inner peripheral tapered surface 6b of the upper fitting portion 6, so that the contact portion between the catalyst carrier 2 and the upper fitting portion 6 is air leaked. Sealed in a state that does not occur.
[0048]
Next, the operator operates the drive source such as the air cylinder again to lower the slurry metering supply 4, and as shown in FIG. The upper end surface of the carrier 2 is fitted. In this way, the outer peripheral portion of the upper end surface of the catalyst carrier 2 is brought into pressure contact with the inner peripheral tapered surface 12 of the slurry metering feeder 4, so that the contact portion between the catalyst carrier 2 and the lower fitting portion 11 is free from slurry leakage. Sealed in a state that does not occur.
[0049]
Then, the operator operates the direction switching valve 21 while maintaining the closed state of the on-off valve 22 to transfer the catalyst slurry 16 required for one slurry application operation from the storage container 17 to the slurry pump 20 and the slurry. After feeding the slurry metering feeder 4 through the supply pipe 19, the direction switching valve 21 is returned to the circulation position. Further, the open / close valve 22 is opened to allow the outside air to enter the slurry metering device 4. However, when a check valve is used as the opening / closing valve 22, manual operation of the opening / closing valve 22 is not necessary.
[0050]
The catalyst slurry 16 fed to the slurry metering device 4 spreads with a substantially uniform thickness on the upper end surface of the catalyst carrier 2 due to its own weight, for example, as shown in FIG.
[0051]
Next, when the operator operates the vacuum pump 5, the air in the container body 7 is sucked from the suction port 14, the internal pressure of the container body 7 is reduced to the atmospheric pressure or less, and from the outside of the slurry discharge port 9 in the initial state. The on-off valve 8 that has been in close contact with the slurry discharge port 9 is closed in a state where it is strongly pressure-bonded to the slurry discharge port 9 due to the difference in pressure between the inside and outside.
However, the opening / closing valve 8 is not necessarily in close contact with the slurry discharge port 9 in the initial state. If the on-off valve 8 has returned to the position close to the closing position, the on-off valve 8 can be closed by the internal / external difference of the atmospheric pressure, and the on-off valve 8 is strongly pushed against the slurry discharge port 9 by the subsequent air venting. Can be crimped.
[0052]
Then, when the internal pressure of the container body 7 is reduced to the extent that the catalyst slurry 16 on the catalyst carrier 2 can be sucked through the tubular passage 23, the catalyst slurry 16 on the catalyst carrier 2 enters a large number of tubular passages 23. It is sucked in, flows downward from the upper side of the tubular passage 23, is discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier 2, and is stored in the container body 7 as shown in FIG. 4 (b).
[0053]
Further, as the catalyst slurry 16 remaining on the catalyst carrier 2 is sucked into the tubular passage 23 and the capacity thereof is reduced, the slurry metering is supplied via the open / close valve 22 and the extension 19 'of the slurry supply pipe. Some outside air is supplied into the vessel 4.
[0054]
Since the hood 15 is installed around the suction port 14, there is almost no concern that the catalyst slurry 16 falling in the container body 7 is sucked into the vacuum pump 5.
[0055]
While the catalyst slurry 16 flows in the tubular passage 23 of the catalyst carrier 2 in this way, the catalyst passage 16 blocks the tubular passage 23, and the viscosity of the catalyst slurry 16 flowing in the tubular passage 23 Since the flow rate of the catalyst slurry 16 is limited, the reduced state of the internal pressure of the container body 7 is maintained. Accordingly, the on-off valve 8 of the slurry discharge port 9 remains closed as shown in FIG. 4B, and the catalyst slurry 16 does not leak from the slurry discharge port 9.
[0056]
Further, as already described, the suction port 14 and the hood 15 have the maximum storage level L of the catalyst slurry 16 in the container body 7. ₀ Therefore, there is no concern that the catalyst slurry 16 stored in the container body 7 is directly sucked into the vacuum pump 5.
[0057]
When all the catalyst slurry 16 remaining on the upper end surface side of the catalyst carrier 2 is discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier 2 through the tubular passage 23, the tubular passage 23 is opened. As a result, outside air easily flows into the tubular passage 23 via the opening / closing valve 22, the slurry supply pipe extension 19 ', and the slurry metering / feeding device 4, so that the internal pressure of the container body 7 returns to a state equivalent to the atmospheric pressure. The pressure difference between the inside and outside of the container body 7 is eliminated.
[0058]
Therefore, the urging force caused by the pressure difference between the inside and outside of the force that presses the opening / closing valve 8 against the slurry discharge port 9 disappears, and the load of the catalyst slurry 16 stored in the container body 7 is closed by the weight of the opening / closing valve 8. Overcoming the urging force in the direction, the on-off valve 8 is forcibly opened as shown in FIG. As a result, the catalyst slurry 16 stored in the container body 7 is discharged from the slurry discharge port 9 and is automatically collected in the storage container 17 located below the suction container 3.
[0059]
When the discharge of the catalyst slurry 16 from the slurry discharge port 9 is completed, the on-off valve 8 automatically returns to the closed position or close to the closed position by the swinging urging force caused by its own weight.
[0060]
When the manual opening / closing valve 22 is used, the opening / closing valve 22 is closed at this stage, and the state of the catalyst coating apparatus 1 is returned to the initial state for the next coating operation.
[0061]
After the operator finally operates a drive source such as an air cylinder to retract the slurry metering feeder 4 above the suction container 3 and removes the catalyst carrier 2 from the upper fitting portion 6 of the suction container 3. Then, the processing of the catalyst carrier 2 in the next step, that is, the operation of removing excess slurry 16 remaining in the tubular passage 23 with an air nozzle or the like, and the treatment of drying and firing of the catalyst carrier 2 are performed. A catalyst carrier 2 uniformly coated with an inorganic substance is obtained.
[0062]
In the case where the catalyst slurry 16 in which the inorganic substance powder supporting the catalyst component is dispersed is used, the firing of the catalyst carrier 2 is the final step. However, the catalyst slurry 16 in which only the inorganic substance powder is dispersed is used. When is used, a step of impregnating the catalyst component is further required.
[0063]
【The invention's effect】
In the catalyst coating apparatus of the present invention, a suction vessel is fitted to the lower end surface of the catalyst carrier while the tubular passage is held substantially vertically, the catalyst slurry is supplied to the upper end surface of the catalyst carrier, and the suction vessel is attached by a vacuum pump. By reducing the pressure, an on-off valve is pressure-bonded to the slurry discharge port to maintain the negative pressure state in the suction container, and the catalyst slurry is placed in the numerous tubular passages of the catalyst carrier by the vacuuming action utilizing the negative pressure in the suction container. And the slurry for catalyst discharged from the lower end surface of the catalyst carrier is stored in the suction container, and the internal pressure of the suction container is restored to atmospheric pressure, and the slurry discharge port The catalyst slurry stored in the suction container is released by pushing the open / close valve using the load of the catalyst slurry stored in the suction container In the storage container located below the suction container Since the catalyst slurry is discharged, the catalyst slurry can be uniformly applied to the inner peripheral surface of the tubular passage of the catalyst carrier by a simple operation of simply adding the catalyst slurry to the slurry metering device. Without using the automatic control means, it is possible to automatically open and close the on-off valve to discharge excess catalyst slurry.
In addition, the valves required for the catalyst slurry discharge operation and the suction container sealing need only be a single on-off valve that automatically operates depending on the internal / external pressure difference or the catalyst slurry load. The control means is unnecessary, and since the catalyst slurry and air need only be circulated in one direction of the tubular passage by utilizing the evacuation action, the catalyst slurry supply path is simplified, It is easy to downsize, and a large number of valves for switching the gas supply and the catalyst slurry flow path are not required, and the maintenance of the apparatus is facilitated.
[0064]
Furthermore, when the slurry discharge port is provided on the side surface of the suction container, an opening / closing valve is formed by a tongue piece that is large enough to cover the slurry discharge port and is located outside the slurry discharge port. By simply pivotably attaching the part to the outer surface of the suction container, it is possible to easily configure an open / close valve that automatically operates depending on the internal / external pressure difference, the catalyst slurry load or its own weight, Even if the slurry discharge port is provided on the bottom surface of the suction container, an on-off valve is formed by an elastic tongue piece and its one end is fixedly attached to the outside of the suction container. Since the on-off valve that automatically operates depending on the difference, the catalyst slurry load or the elasticity of the on-off valve itself can be easily configured, the structure of the on-off valve itself can be very simple.
[0065]
In addition, since the umbrella-shaped hood is provided so as to cover the periphery of the suction port, the slurry for catalyst that is discharged from the lower end surface side of the catalyst carrier and falls into the suction container is inadvertently discharged from the suction port. The problem of being sucked in can be solved, and damage to the vacuum pump can be prevented beforehand.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an outline of a configuration of a catalyst coating apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of a suction container and a slurry metering feeder, which are main parts of the catalyst coating apparatus of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an on-off valve that can be attached to the suction container of the catalyst coating apparatus of the same embodiment. FIG. 3 (a) is an example in which it is operated by a biasing force due to its own weight, and FIG. It is an example of what operates with its own elastic force.
4 is an operation principle diagram showing the operation of the catalyst coating apparatus of the same embodiment, FIG. 4 (a) is a cross-sectional view showing a state in which the catalyst carrier is mounted on the upper fitting portion of the suction container, FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state in which a slurry metering feeder is attached to the upper end surface of the catalyst carrier to apply the catalyst slurry, and FIG. It is sectional drawing shown about the state which has discharged | emitted the slurry for catalysts from the suction container.
[Explanation of symbols]
1 Catalyst coating device
2 catalyst carrier
3 Suction container
4 Slurry metering feeder
5 Vacuum pump
6 Upper fitting part
6a, 6b Inner peripheral taper surface
7 Container body
8,8 'on-off valve
9,9 'Slurry outlet
10 Hinge
11 Lower fitting part
12 Inner circumference taper surface
13 Suction tube
14 Suction port
15 Food
16 Catalyst slurry
17 Storage container
18 Stirrer
19 Slurry supply pipe
19 'Extension of slurry supply pipe
20 Slurry pump
21 Directional switching valve
22 Open / close valve (normal open / close valve)
23 Tubular passage
L ₀ Maximum storage level

Claims

A catalyst coating apparatus for coating a slurry for catalyst on the inner peripheral surface of a number of tubular passages formed through the catalyst carrier in the same direction,
A suction container that has an upper fitting part that fits to a lower end surface of the catalyst carrier in a state in which the tubular passage is held substantially vertically and is installed in an atmospheric pressure environment to temporarily store catalyst slurry ; and the suction container A slurry metering feeder provided with a lower fitting portion that is located above the upper end surface of the catalyst carrier and a storage container located below the suction container ,
The slurry discharge port provided at the lower part of the suction container is closed by an internal / external difference in atmospheric pressure in a situation where the internal pressure of the suction container is equal to or lower than atmospheric pressure, while the internal pressure is equal to atmospheric pressure. Under the circumstances, an open / close valve is provided for receiving the load of the catalyst slurry stored in the suction container and opening it to discharge the catalyst slurry to the storage container .
A catalyst coating apparatus, wherein a suction port of a vacuum pump is disposed at a position above a maximum storage level of catalyst slurry in the suction container.

The slurry discharge port is provided on a side surface of the suction container, and the on-off valve is formed by a tongue piece having a size covering the slurry discharge port and positioned outside the slurry discharge port. 2. The catalyst coating apparatus according to claim 1, wherein an upper end portion is pivotally attached to an outer surface of the suction container.

The on-off valve is formed by an elastic tongue piece having a size covering the slurry discharge port and positioned outside the slurry discharge port, and one end of the on-off valve is fixed to the outside of the suction container. The catalyst coating apparatus according to claim 1, wherein

4. The catalyst coating apparatus according to claim 1, wherein an umbrella-shaped hood is provided so as to cover the periphery of the suction port.