JPH04349940A - 排気ガス浄化装置用の触媒担体 - Google Patents

排気ガス浄化装置用の触媒担体

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JPH04349940A
JPH04349940A JP3152507A JP15250791A JPH04349940A JP H04349940 A JPH04349940 A JP H04349940A JP 3152507 A JP3152507 A JP 3152507A JP 15250791 A JP15250791 A JP 15250791A JP H04349940 A JPH04349940 A JP H04349940A
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JP
Japan
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carrier
corrugated
exhaust gas
sheet material
catalyst carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP3152507A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayasu Sato
真康 佐藤
Yasuaki Fujiwara
藤原 靖晃
Tetsuo Toyoda
哲郎 豊田
Katsunori Matsuoka
克憲 松岡
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.)
Showa Aircraft Industry Co Ltd
Cataler Corp
Original Assignee
Cataler Industrial Co Ltd
Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Cataler Industrial Co Ltd, Showa Aircraft Industry Co Ltd filed Critical Cataler Industrial Co Ltd
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Publication of JPH04349940A publication Critical patent/JPH04349940A/ja
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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
    • 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
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化装置用の
触媒担体に関する。すなわち、例えば自動車エンジン等
の排気ガスを清浄化する触媒コンバータに用いられ、担
持母体として触媒が付着される担体に関するものである
【0002】
【従来の技術】図2はこの種従来例の担体1を示し、(
1)図はその全体斜視図、(2)図はその要部を拡大し
た断面図である。すなわち同図にも示すように、従来よ
り排気ガス浄化装置用の触媒の担体1は、波形の凹凸が
連続的に折曲形成され帯状をなす金属製の波板材2と、
平坦な帯状をなす金属製の平板材3とが交互に巻き付け
られ、全体がロール状をなすとともにハニカム構造をな
していた。ところでこのような従来の担体1においては
、一般にその波板材2と平板材3とは、全体的に同一肉
厚のものが用られていた。すなわち、材料統一等による
製造容易化のため、波板材2と平板材3には共通の平板
状原材料が用いられ、波板材2はこれをコルゲート加工
,プレス加工等して得られ、他方、平板材3はこれをそ
のまま使用していた。そしてこのような担体1が、例え
ば自動車エンジン等の排気ガスAを清浄化する触媒コン
バータに用いられ、担持母体としてその波板材2および
平板材3の表面に触媒が付着せしめられ、もって車輌運
転時等の使用時において、自動車エンジンからの有害物
質を含む高温の排気ガスAが、そのハニカム構造中を通
過することにより、付着せしめられた触媒と反応し清浄
化されていた。なお図中4は担体1のケースであり、B
は担体1のセルを示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の担体1にあっては、次の問題が指摘されていた。 すなわち、例えば車輌運転時等の使用時において、通過
する排気ガスAは均一に高温であり、担体1はこのよう
に高温の排気ガスAにてその全体、つまりケース4側で
ある外側部5および中心側である中央部6が共に加熱さ
れる。さてここで、担体1の外側部5はケース4を介し
外気にて冷却されるので、加熱による温度上昇が比較的
少なく、車輌エンジン停止時等の非使用時には急速に低
温化する。これに対し、担体1の中央部6は外気にて冷
却されず、加熱による温度上昇が顕著であり、車輌エン
ジン停止時等の非使用時でも高温状態が長く維持される
。そこでこのような大きな温度差に基づき、担体1の外
側部5と中央部6間に熱膨張差そして熱応力が発生する
【0004】そして担体1の中央部6においては、その
波板材2の凹凸の肩部7に、熱応力が集中するようにな
る(図2の(2)図参照)。すなわち、波板材2は前述
したごとく、平板状原材料をコルゲート加工,プレス加
工等して得られるが、その際、形成された凹凸近傍の肩
部7は引っ張られて伸ばされ肉薄化しており、波板材2
の他の部位および平板材3等に比し肉厚が薄いこの肩部
7に、前述の熱応力が特に集中し、座屈変形,亀裂等が
発生しやすかった。このように従来の担体1は、中央部
6において、その波板材2の凹凸の肩部7に座屈変形,
亀裂等が発生して破損しやすく、高温強度に問題があり
、その耐久性,信頼性に難点が指摘されていた。
【0005】本発明は、このような実情に鑑み上記従来
例の問題点を解決すべくなされたものであって、少なく
とも中央部の波板材の肉厚を、その凹凸の肩部も平板材
より厚くなる程度に厚く形成したことにより、中央部の
波板材の高温強度に優れ、座屈変形,亀裂等が防止され
る、排気ガス浄化装置用の触媒担体を提案することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明の技術的手段は、次のとおりである。この排気ガス浄
化装置用の触媒担体は、波形の凹凸が連続的に折曲形成
され帯状をなす金属製の波板材と、平坦な帯状をなす金
属製の平板材とが交互に巻き付けられ、全体がロール状
をなすとともにハニカム構造をなす。そして少なくとも
その中央部においては、該波板材の肉厚が、その凹凸の
肩部も該平板材の肉厚より厚くなる程度に厚く形成され
ている。
【0007】
【作用】本発明に係る排気ガス浄化装置用の触媒担体は
、このような手段よりなるので次のように作用する。
【0008】車輌運転時等の使用時において、排気ガス
は、担体を通過し付着せしめられた触媒と反応して清浄
化される。ところで、担体の外側部は外気にて冷却され
るので加熱による温度上昇が比較的少なく、また車輌エ
ンジン停止時等の非使用時には急速に低温化するのに対
し、担体の中央部は外気にて冷却されず加熱による温度
上昇が顕著であり、車輌エンジン停止時等の非使用時で
も高温状態が長く維持される。そこで、このような温度
差に基づき熱応力が発生するが、この担体では、少なく
とも中央部において波板材の肉厚が、その凹凸の肩部も
平板材より厚くなる程度に厚く形成されている。このよ
うに、熱応力が集中しやすい中央部の波板材の凹凸の肩
部が、補強され高温強度に優れているので、その座屈変
形,亀裂等は確実に防止される。
【実施例】以下本発明を、図面に示すその実施例に基づ
いて詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示し、(
1)図はその全体斜視図、(2)図はその要部を拡大し
た断面図である。
【0009】まずこの排気ガス浄化装置用の触媒の担体
8は、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状をなす金
属製の波板材9と、平坦な帯状をなす金属製の平板材1
0とが交互に巻き付けられ、全体がロール状をなすとと
もにハニカム構造をなす。これらについて詳述すると、
まず波板材9は、帯状をなすステンレス箔等の金属箔を
コルゲート加工,プレス加工等することにより、所定ピ
ッチと高さの直線的な波形の凹凸つまり山と谷とが、平
行かつ連続的に多数折曲形成されてなる。平板材10は
、帯状をなすステンレス箔等の金属箔がそのまま用いら
れる。そして担体8は、このような波板材9と平板材1
0とが一定中心点から交互に位置するように重ねて巻き
付けられるとともに、両者の当接部分の全部又は一部が
ろう材(図示せず)にて接合され、もって、全体の断面
形状が真円,楕円等のロール状をなしている。なお図示
例では、波板材9と平板材10が各1枚ずつ用いられて
いるが、重ねられた各1枚ずつの波板材9と平板材10
をそれぞれ一組とし、これら複数組の波板材9と平板材
10を同時に重ねて巻き付けることも考えられる。
【0010】そしてこの担体8はハニカム構造をなす。 すなわち、波板材9と平板材10がセル壁を形成し、略
三角形,略四角形,略台形,略半六角形,その他各種形
状の多数の中空柱状のセルCの平面的集合体たる、ハニ
カム構造をなす。もって担体8は、重量比強度に優れ軽
量性とともに高い剛性・強度を備え、又流体の整流効果
にも優れ、かつ成形が容易でコスト面にも優れる、等々
の特性が知られている。そして更に、単位体積当りの表
面積が大、つまりセル壁たる波板材9と平板材10の表
面積が大である等により、例えば、自動車エンジン等の
排気ガスAを清浄化する触媒コンバータに用いられ、担
持母体としてセル壁たる波板材9と平板材10の表面に
、排気ガスA中の有害物質を反応除去する酸化還元用の
触媒成分(図示せず)が付着せしめられる。図中11は
ケースであり、この外筒たるケース11は、真円,楕円
等の筒状をなし内部に担体8が収納保持され、両者はろ
う材にて接合される。
【0011】さてこの担体8では、少なくともその中央
部において波板材9の肉厚が、その凹凸の肩部13も平
板材10の肉厚より厚くなる程度に、厚く形成されてい
る(図1の(2)図参照)。これらについて詳述すると
、波板材9は前述したごとく、平板状原材料をコルゲー
ト加工,プレス加工等して得られるが、その際、形成さ
れた屈曲部たる凹凸近傍の肩部13が引っ張られて伸ば
され、波板材9の他の部位より一般的に肉薄化される。 そこでこの波板材9にあっては、担体8の少なくとも中
心側たる中央部12については、このように肉厚が比較
的薄い肩部13でさえも、平板材10の例えば50ミク
ロン程度の肉厚よりは厚くなる程度に、例えば100ミ
クロン程度の肉厚の平板状原材料が選択使用される。な
お波板材9は、担体8の全体つまり中央部12のみなら
ずケース11側の外側部14についても、このように肉
厚を厚くしてもよいが、他方、担体8の中央部12のみ
このように肉厚を厚くし、残りの外側部14については
平板材10以下の肉厚となる肩部13が生じるようにし
てもよい。
【0012】本発明に係る排気ガス浄化装置用の触媒の
担体8は、以上説明したごとく構成されているので、以
下のようになる。
【0013】この担体8は、例えば、自動車エンジン等
の排気ガスAを清浄化する触媒コンバータに用いられる
。そして車輌運転時等の使用時において、自動車エンジ
ンからの有害物質を含む高温の排気ガスAは、担体8の
セルCを通過することにより、付着せしめられた触媒と
反応し清浄化される。そして担体8は、通過する均一に
高温の排気ガスA、更にはこれと反応する触媒の発熱作
用もあって、その外側部14も中央部12も共に加熱さ
れる。さてここで、担体8の外側部14はケース11を
介し外気にて冷却され、加熱による温度上昇が比較的少
なく、車輌エンジン停止時等の非使用時には急速に低温
化するのに対し、担体8の中央部12は外気から離れて
おり外気にて冷却されず、車輌エンジン停止時等の非使
用時でも高温状態が長く維持される。
【0014】そこで、このような加熱冷却の温度差に基
づき、担体8の外側部14と中央部12間に、熱膨張差
そして熱応力が発生する。さてここでこの担体8では、
少なくとも中央部12において波板材9の肉厚が、その
凹凸の肩部13も平板材10の肉厚よりは厚くなる程度
に厚く形成されている。このようにこの担体8では、熱
応力が集中しやすい中央部12の波板材9の凹凸の肩部
13が、補強され高温強度に優れているので、その座屈
変形,亀裂等は確実に防止される。
【0015】
【発明の効果】本発明に係る排気ガス浄化装置用の触媒
担体は、少なくとも中央部の波板材の肉厚を、その凹凸
の肩部も平板材より厚くなる程度に厚く形成したことに
より、次の効果を発揮する。すなわち、中央部において
波板材は高温強度に優れ、その凹凸の肩部の座屈変形,
亀裂等が防止される。もってこの担体は破損しにくく耐
久性,信頼性が高く、この種従来例に存した問題点が一
掃される等、本発明の発揮する効果は顕著にして大なる
ものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る排気ガス浄化装置用の触媒担体の
実施例を示し、(1)図はその全体斜視図、(2)図は
その要部を拡大した断面図である。
【図2】この種担体の従来例を示し、(1)図はその全
体斜視図、(2)図はその要部を拡大した断面図である
【符号の説明】
1    担体(従来例) 2    波板材 3    平板材 4    ケース 5    外側部 6    中央部 7    肩部 8    担体(本発明) 9    波板材 10  平板材 11  ケース 12  中央部 13  肩部 14  外側部 A    排気ガス B    セル C    セル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯
    状をなす金属製の波板材と、平坦な帯状をなす金属製の
    平板材とが交互に巻き付けられ、全体がロール状をなす
    とともにハニカム構造をなす、排気ガス浄化装置用の触
    媒担体であって、少なくともその中央部においては該波
    板材の肉厚が、その凹凸の肩部も該平板材の肉厚より厚
    くなる程度に厚く形成されていること、を特徴とする排
    気ガス浄化装置用の触媒担体。
JP3152507A 1991-05-28 1991-05-28 排気ガス浄化装置用の触媒担体 Pending JPH04349940A (ja)

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