JP7455941B1 - 触媒塗工装置用の器具、及び、触媒塗工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、ハニカム基材の隔壁上へ触媒層を形成するために、触媒金属等を含んだ触媒スラリーをハニカム基材の隔壁上へ塗工することがある。例えば、特許文献1には、ハニカム基材への触媒スラリーの塗工を行う製造装置の一例及び塗工方法が開示されている。
第1実施形態に係る触媒塗工装置10について、図1から図6を用いて説明する。
外筒32は、例えば円筒形状を有する。外筒32は、多角筒状、楕円筒形状及び長円筒形状などの他の筒形状を有していてもよい。外筒32は、例えばステンレス鋼材などの金属製である。
本実施形態では、第1の外筒延長部33a及び第2の外筒延長部33bの両方を有する例について説明する。
なお、ここでは「排出ガス浄化触媒20」と、「触媒」とを区別して用いることとする。「排出ガス浄化触媒20」という場合は、触媒フィルターをいう。また、単に「触媒」という場合は、図1に示す「排出ガス浄化触媒20」全体ではなく、ハニカム基材34に塗工される触媒等をいう。
耐熱性担体は、例えば、アルミナなどの耐火無機酸化物である。助触媒は、例えば、セリア及びセリア-ジルコニア複合酸化物などの酸素貯蔵材料;アルカリ金属を含んだ窒素酸化物(NOx)吸蔵材料;ゼオライトなどの炭化水素吸着剤;又はそれらの2以上である。
分散媒は、例えば、水である。分散媒は、有機溶剤であってもよく、有機溶剤と水との混合物であってもよい。
塗工液は、添加剤、例えば、セルロースなどの増粘剤、分散安定剤及びバインダを更に含むことができる。塗工液がセルロースなどの増粘剤を含む場合、その濃度は、0.3乃至3質量%の範囲内とすることが好ましい。
筒状体82の内径は、上端から下端まで一定であることが好適であるが、筒状体82の内径は、下側ほど小さくなっていてもよい。
筒状体82の外周面は、第1の外筒延長部33aの内周面との間に環状の隙間Gを有するように形成される。筒状体82の外周面と第1の外筒延長部33aの内周面との間の隙間Gの距離は、例えば4mm程度であることが好適である。
仕切部材72は、弾性部材84を有していれば、筒状体82は、必ずしも必要ではない。
弾性部材84は、触媒スラリーSが内側に配設されたときに弾性部材84の形状を維持し、触媒スラリーSが吸引されているときに筒状の弾性部材84が外側にフレア状に広がり、第1の外筒延長部33aの内周面に近接するように弾性変形するような、適宜の剛性を有する筒状に形成される。このため、弾性部材84は、筒状体82よりも柔らかい素材で適宜に薄肉に形成される。
弾性部材84には、耐薬品性が良好で、可撓性を有し、適宜の反発弾性を有する素材が用いられる。弾性部材84としては、例えば、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等が用いられることが好適である。なお、弾性部材84の厚さや、Z軸方向に沿う長さは、用いる触媒スラリーSの粘性、弾性部材84の反発弾性、第1の外筒延長部33aの内周面と弾性部材84との間の距離、筒状体82に対する弾性部材84の固定方法、筒状体82とハニカム基材34の上端面34aとの間の距離等、種々の要因により調整される。
なお、弾性部材84は、素材の調整又は厚さの調整等により、上端と下端との間で硬さ(弾性変形のしやすさ)が調整されていてもよい。弾性部材84の硬さ(変形しやすさ)は、吸引されていないときには、触媒スラリーSが弾性部材84の外側に移動することを抑制するように形成されている。また、弾性部材84の硬さ(変形しやすさ)は、吸引されているときには、弾性部材84の下端84aが第1の外筒延長部33aの内周面に近接するようにフレア状に弾性変形するように形成されている。
排出ガス浄化触媒20の第1の外筒延長部33aの上端部32aよりも案内部材44の弾性部材84の下端84aが上方に位置する。また、供給装置46のノズル部46aの下端が、案内部材44の拡径部74の上端よりも上方に位置する。また、吸引装置48の上端の吸引口48aよりも、台座42の下端が上方に位置する。
なお、後述するように、第1の領域R1、第2の領域R2は、弾性部材84の下端84aが外側に開くことに応じて変化する。
次に、第2実施形態に係る触媒塗工装置10について、図7から図10を用いて説明する。本実施形態は第1実施形態の変形例であって、第1実施形態で説明した部材と同一の部材又は同一の機能を有する部材には極力同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
Claims (6)
- 金属製のハニカム基材よりも軸長が長い金属製の外筒に内挿され、該外筒によって軸方向を上下方向に配置した状態に支持される前記ハニカム基材に対して触媒金属を含む触媒スラリーを塗工する、排出ガス浄化触媒の前記ハニカム基材への触媒塗工装置用の器具であって、
可撓性を有する筒状の仕切部材を有し、前記仕切部材がその外周面を前記ハニカム基材の上端面に対して上側に突出する前記外筒の外筒延長部の内周面に対向して配置され、
前記ハニカム基材の上端面、かつ、前記仕切部材の内周面の内側に対して前記触媒スラリーが供給されたとき、該触媒スラリーが前記外筒延長部の内周面に接触することを抑制するように、前記仕切部材の下端が、前記ハニカム基材の上端面に近接して配置される、
器具。 - 前記触媒スラリーが供給された状態で、前記ハニカム基材の下端面からの吸引により、前記仕切部材の下端は、前記外筒延長部の内周面に近接するようにフレア状に弾性変形する、請求項1に記載の器具。
- 前記仕切部材はその外周面に鍔部を有し、該鍔部は、前記外筒延長部の端面に対向して配置され、
前記鍔部と前記外筒延長部の端面との間には、前記触媒スラリーが供給された状態での前記ハニカム基材の下端面の吸引により、前記仕切部材の外周面と前記外筒延長部の内周面との間に空気を取り込む空気取込口が設けられる、請求項1又は請求項2に記載の器具。 - 前記排出ガス浄化触媒の前記外筒の軸方向を上下方向に配置したときに、前記外筒の下端を支持する台座と、
前記外筒の前記外筒延長部に取り付けられる、請求項1又は請求項2に記載の器具と、
前記ハニカム基材の上端面、かつ、前記仕切部材の内周面の内側に前記触媒スラリーを供給する触媒スラリー供給装置と、
前記台座を介して前記ハニカム基材の下端面を吸引することにより、前記ハニカム基材の前記上端面の前記触媒スラリーを前記ハニカム基材に塗工する吸引装置と
を有する、前記排出ガス浄化触媒の前記ハニカム基材への触媒塗工装置。 - 外筒の内側に配置される金属製のハニカム基材よりも軸長が長い金属製の外筒に内挿され、該外筒によって軸方向を上下方向に配置した状態に支持される前記ハニカム基材の上端面の上側に、前記上下方向を前記外筒の軸方向に一致させた筒状で可撓性を有する仕切部材の外周面を、前記ハニカム基材の上端面に対して上側に突出する前記外筒の第1の外筒延長部の内周面に対向して配置すること、
前記ハニカム基材の上端面、かつ、前記仕切部材の内周面の内側に触媒スラリーを供給すること、
前記ハニカム基材の下端面の下側から前記触媒スラリーを吸引し、前記仕切部材の前記外周面と前記第1の外筒延長部の前記内周面との間の圧力を、前記仕切部材の前記内周面の内側の圧力よりも小さくし、前記仕切部材の下端を前記第1の外筒延長部の前記内周面に近づけるようにフレア状に弾性変形させること、
を有する、排出ガス浄化触媒の前記ハニカム基材への触媒塗工方法。 - 前記仕切部材を前記ハニカム基材の前記上端面に対して配置することは、
前記ハニカム基材の前記上端面と前記仕切部材の下端との間を0mmから2mmに配置すること、及び、
前記触媒スラリーを、前記ハニカム基材の前記上端面と前記仕切部材の下端との間から前記触媒スラリーが前記第1の外筒延長部の前記内周面に向かうことを抑制する粘性とすること
を含む、請求項5に記載の触媒塗工方法。
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