JPH01123638A - 排気ガス浄化触媒用金属担体 - Google Patents

排気ガス浄化触媒用金属担体

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JPH01123638A
JPH01123638A JP62283378A JP28337887A JPH01123638A JP H01123638 A JPH01123638 A JP H01123638A JP 62283378 A JP62283378 A JP 62283378A JP 28337887 A JP28337887 A JP 28337887A JP H01123638 A JPH01123638 A JP H01123638A
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JP
Japan
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honeycomb structure
exhaust gas
honeycomb
cylinder
honeycomb structural
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JP62283378A
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English (en)
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Hiroshi Hirayama
平山 洋
Toshihiro Takada
登志広 高田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/18Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving rigidity, e.g. by wings, ribs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車排気ガス等の排気ガスの浄化に使用さ
れる触媒のためのハニカム構造を有する金属担体に関す
る。
(従来の技術) 現在、自動車排気ガス等に対する浄化触媒には、排気ガ
スと触媒との接触を十分に行なって浄化性能を向上する
ため、触媒担体にハニカム構造を有する金属担体が使用
されている。
従来、この様なハニカム構造を有する金属担体として、
波板の両側頂部にろう付けを行なうなどして平板と重ね
合せ、渦巻き状に巻き上げてハニカム構造を形成したも
のが使用され、通常、外筒に挿入固定して使用されてい
た。例えば、特開昭48−5683号公報、特開昭54
−15035号公報、特公昭58−1971号公報等に
於ては、この様な金属担体にアルミニウムを含有したフ
ェライト鋼板を使用したものが記載され、。
また、特公昭47−48109号公報、特開昭49−6
6547号公報、特公昭55−3242号公報等に於て
は金属板同士の接合にろう付は方法を使用した金属担体
が記載され、上述した従来のハニカム構造体は、主とし
て平板と波板の重なり合う部分にろう材を塗布し、しか
る後平板と波板をロール状に巻き上げてハニカム構造体
とし、加熱炉内で加熱し、ろ6材を溶融して溶着固定し
工いた。    、 その他、排気ガスと触媒との接触を十分に行なう点でハ
ニカム構造体を担体とする触媒と類似した技術として、
例えば、複数層で構成され、排気の流れ方向に隣接する
触媒層の格子が一致しないよう段違いに構成したモノリ
ス触媒(実公昭61−144213号公報)がある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来のハニカム構造体金属を排気ガス浄
化触媒用担体に使用した場合、(1) 。
ろう付は方法等の溶着固定方法では平板と波板との完全
な溶着が期待できず、高温使用時に平板及び波板がズレ
を生じるという問題があシ、また、溶着固定方法にろう
付は方法を採月した場合には、更に、(2) 、ろう付
は接合部よシ酸化が進行し、金属担体の耐酸化性が低下
したシ、(3)、加熱溶着に時間と手間がかかシ、ろう
材を使用するためコストが高くなるという問題があった
従って、本発明は、これらの溶着に伴う問題が未然に防
止されたハニカム構造を有する排気ガス浄化触媒用金属
担体を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明の排気ガス浄化触媒用
金属担体は、金属の平板及び波板を交互に配列したハニ
カム構造体であって、ハニカム構造を構成するセル孔内
部に触媒成分が担持され、排気ガスが流通して排気ガス
の浄化を行なう排気ガスの上流側から下流側に向けて複
数個に分割され、かつ、上流側ハニカム構造体と下流側
ハニカム構造体とを各々の平板端部を重ね合せて配列し
た渦巻き状又は積層状のハニカム構造体であると共に、
ハニカム構造のセル孔方向に沿った外周面を筒体で被装
し、かつ、との筒体の両端に支持プレートを取付けて支
持プレートで筒体内部に固定されていることを特徴とす
るものである。
この場合、前記上流側ハニカム構造体と前記下流側ハニ
カム構造体とを相互のハニカム構造断面が重なり合わな
いよう配列することが好ましい。
(作 用) に分割され、かつ、ハニカム構造体を構成する上流側ハ
ニカム構造体と下流側ハニカム構造体とが、各々の平板
端部を重バ合せて配列され、このハニカム構造体を筒体
に収容し支持プレートで筒体に固定されているので、ハ
ニカム構造体が高温で使用され、このため熱膨張して伸
びてもその伸びが吸収され、ハニカム構造体のズレが防
止される。
また、ハニカム構造の広い表面積によシ多量の触媒成分
を担持することができ、また、排気ガスと十分な接触が
行なわれるが、更に前記上  −流側ハニカム構造体と
前記下流側ハニカム構造体とを相互のハニカム構造断面
が重なり合ゎないよう配列することによシ、排気ガスが
下流側ハニカム構造体の流入口に当って乱流となってハ
ニカム構造体内部に滞留するので、よシー層触媒成分と
排気ガスの接触が十分なものとなる。
(実施例) 以下に図面を参照して実施例を示し、本発明を更に詳し
く説明する。
第1図は、本発明に係るハニカム構造体を形成するため
に使用した単位構造体の一例を示すもので、この単位構
造体4は、複数の分割体4a。
4bによ多構成されている。更に各分割体4a、4bは
、それぞれ金属の平板2a、2bとその上に重ねられた
金属の波板3a、3bによシ構成され、それぞれの平板
2a、2bの波形断面から突出した部分を相互に重ね合
せ、相互の波形断面が重なり合わないよう配列されてい
る。なお、前記平板2a。
2bの重ね合せの際、平板2aと平板2bは接触してい
なくても良い。
第2図は、本発明に係るハニカム構造体の一実施例を示
すもので、このハニカム構造体1は、前記第1図に示し
た単位構造体4を渦巻き状に3酷 巻回して形成した多数のセル6が通巻き状に配列したハ
ニカム′構造体でアシ、セル6の孔方向に沿った外周面
が円形の筒体7で被装され、筒体7に収納されている。
また、筒体7の両端には支持プレート8が溶接で固定さ
れて取付けられ、ハニカム構造体1が筒体7の内部に固
定されている。なお、このハニカム構造体1をA−A方
向に切断した場合の断面図は第3図に示され、ハニカム
構造体5aとハニカム構造体5bが、相互のハニカム構
造断面が重なり合わず、また平板2aと平板2bが離間
してお夛、従って平板2a。
2b及び波板3a 、3bが共に観察されるように配列
されている。
また、第4図は、本発明に係るハニカム構造体の別の一
実施例を示すもので、このハニカム構造体11は、幅の
異なる第1図に示した単位構造体4が、筒体17に収容
され、複数積み重ねられた状態で平板2a、2bと波板
3a、3bとがそれぞれ層状に配列して形成されている
。それ以外は既に説明したハニカム構造体1と同様であ
シ、筒体17の両端には支持プレート18が溶接で固定
されて取付けられ、ハニカム構造体11が筒体内部に固
定され、ハニカム構造体15aとハニカム構造体15b
が、相互のハニカム構造断面が重なり合わず、また、平
板12aと平板12bが離間し−cお6、従ッテ平板1
2−1,12b 及ヒ波板13a、13bが共に観察さ
れるように配列されている。
以上°の様に構成されたハニカム構造体Lllは、それ
ぞれアル2す等をコーティングした後、触媒成分(Pi
 、Pd 、Rhなど)を担持して排気ガス浄化触媒と
して利用される。この場合、通常、排気ガスの流通方向
とノー二カム構造体1.11  のセルへ16の孔方向
とが一致するよう、排気ガスの流入側にハニカム構造体
5a、15a 、流出側にハニカム構造体5b、15b
を向けてハニカム構造体1.11を配置する。
この様な触媒に排気ガスを流通する場合、ハニカム構造
体1.11のセル6.16の孔を通って排気ガスが流れ
、排気ガスはそれぞれハニカム構造体5a、15a及び
sb、isb (D ハニカム構造、即ち、平板2a、
12a及び2b、IW波板3a、13a及び3b。
13bの表面の触媒成分に接触して浄化が行なわれ、し
かる後、ハニカム構造体5b、15bから排出される。
この際、ハニカム構造体1.11は第λ5図に示す断面
構造となっているので、ハニカム構造体51,152を
通過した排気ガスが、ハニカム構造体5b、15bの端
部断面に衝突して乱流を生じ、従って触媒成分と排気ガ
スの接触がより一層十分となシ排気ガスの浄化が促進さ
れる。
(実験例) 以下に実験例を示し、本発明の効果を具体的に説明する
(1)サンプルの作製 直径8511長さ15a11の円筒で被装され、ハニカ
ム構造体の長さが1451である第2図に示される構造
のハニカム構造体に、アルミナをコーティングした後、
触媒成分、としてptl、 5 f/l 、 Rh 0
.3 f/lを担持させ、排気ガス浄化、触媒(サンプ
ル人)を作成シタ。
また、比較のために、サンプル人と同様の平板状金属シ
ート上に波形金属シートを積層した両端面の揃った積層
シートが使用され、かつ平板状金属シートと波形金属シ
ートの接触部分にろう材を塗布してロール状に巻き上げ
て形成したハニカム構造体を直径8a+、長さ14mの
筒体に嵌装して真空熱処理炉で加熱し、ろう材を溶融し
て前記筒体に溶着固定したハニカム構造体を得た。この
ハニカム構造体に上記サンプル人と同様アルミナをコー
ティングした後、触媒成分としてPtL5f/l。
’Rhα3f/lを担持させ、排気ガス浄化用触媒(サ
ンプルB)を作成した。
(2)試験及び結果 上記サンプルA、Bをそれぞれ2tエンジンの排気系に
取シ付け、大ガス温度850℃で10分間エンジンを停
止し、室温の空気を10分間流す冷熱サイクルで200
時間の耐久試験を行ない、その後、同一エンジ7 ”1
’ 2ooorpm、 −360wHgの条件下で排気
ガスの浄化率を測定した。また、測定後のサンプルA、
Bのハニカム構造体のズレを測定した。
以上の結果を第1表に示す。
第  1  表 第1表の結果から、従来構造のハニカム構造体を使用し
たサンプルBは、ハニカム構造体と筒体に20■のズレ
を生じていたのに対し、本発明範囲のハニカム構造体を
使用したサンプル人ではハニカム構造体と筒体にズレは
なく、また、HC,CO,NOx各排気ガス成分に対す
る浄化率もサンプルBK比較して優れているのが知見さ
れる。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、複数のハニカム構造体の
相互の突出した平板を重ね合せ、ハニカム構造体を筒体
内部に支持プレートで固定したので、高温で使用されて
も熱膨張による伸びが吸収できる構造となっておシ、ハ
ニカム構造体のズレが防止でき、かつ、ろう材等によシ
溶着固定しなくても良いので既に説明した溶着固定に伴
う問題を未然に防止することができる。
また、ハニカム構造体であるので、その構造表面積によ
シ排気ガスと触媒成分との接触量が多く浄化性能に優れ
た触媒が提供できるが、ハニカム構造体を構成するハニ
カム構造体(例えば第2,4図におけるハニカム構造体
5a。
15aと5b、15b )の相互のハニカム構造断面が
重なり合わないよう配列することによシ、排気ガス流通
の際にハニカム構造体(例えば、第2゜4図におけるハ
ニカム構造体L11)内部に排気ガスの乱流が生じ、よ
シ排気ガスと触媒成分の接触量が多くなるので、よシー
層浄化性能に優れた触媒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る触媒担体に使用される単位構造
体の一例を示す斜視図、 第2図は、第1図の単位構造体を使用したハニカム構造
体の一例を示す斜視図、 第3図は、第2図のハニカム構造体のA−A部分での切
断部分断面図、 第4図は、第1図の単位構造体を使用したハニカム構造
体の他の一例を示す斜視図、第5図は、第4図のハニカ
ム構造体のA−A部分での切断部分断面図である。 1.11 −・・・・・−・・・・・・・ハニカム構造
体2Jl、2b、121,12b−・・平板3m 、3
b 、13a 、13b−・・波板4 ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・単位構造体6 、16−−−−
−−−−−−−−−−セルフ、17・・・・−・・・・
・・・・・筒体8 、18−・・*** −1l 11
1111111111支持プレ一ト特許出願人  トヨ
タ自動車株式会社 才1図 才2図 才3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属の平板及び波板を交互に配列したハニカム構
    造体であって、ハニカム構造を構成するセル孔内部に触
    媒成分が担持され、排気ガスが流通して排気ガスの浄化
    を行なう排気ガス浄化触媒用金属担体において、前記ハ
    ニカム構造体が、排気ガスの上流側から下流側に向けて
    複数個に分割され、かつ、上流側ハニカム構造体と下流
    側ハニカム構造体とを各々の平板端部を重ね合せて配列
    した渦巻き状又は積層状のハニカム構造体であると共に
    、ハニカム構造のセル孔方向に沿った外周面を筒体で被
    装し、かつ、この筒体の両端に支持プレートを取付けて
    支持プレートで筒体内部に固定されていることを特徴と
    する排気ガス浄化触媒用金属担体。
  2. (2)前記上流側ハニカム構造体と前記下流側ハニカム
    構造体とを相互のハニカム構造断面が重なり合わないよ
    う配列した特許請求の範囲第1項記載の金属担体。
JP62283378A 1987-11-10 1987-11-10 排気ガス浄化触媒用金属担体 Pending JPH01123638A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1990510A1 (en) 2007-05-02 2008-11-12 ACR Co., Ltd. Carrier for exhaust-gas purification
JP2009000671A (ja) * 2007-05-18 2009-01-08 Hiroshi Matsuoka 排気ガス浄化触媒用担体構造

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1990510A1 (en) 2007-05-02 2008-11-12 ACR Co., Ltd. Carrier for exhaust-gas purification
US8057746B2 (en) 2007-05-02 2011-11-15 Acr Co., Ltd. Carrier for exhaust-gas purification and exhaust-gas purifier having the carrier
JP2009000671A (ja) * 2007-05-18 2009-01-08 Hiroshi Matsuoka 排気ガス浄化触媒用担体構造

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