JPH0519533Y2

JPH0519533Y2 -

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Publication number: JPH0519533Y2
Application number: JP18497386U
Authority: JP
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1993-05-24
Anticipated expiration: 2001-12-02
Also published as: JPS6390015U

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本考案は、触媒担体の被毒対策に関し、斜流型
触媒コンバータ等の触媒担体の被毒対策に利用さ
れる。〔従来の技術〕本出願人は、先に、実開昭60−188812号公報に
示す、担体を傾斜をつけて配設した、斜流型触媒
コンバータを提案した。該斜流型触媒コンバータ
３０は、第８図に示すように、水平に延設された
排気ガスの入口部３１と出口部３２との間にモノ
リス担体３３を傾斜させて配置したものであつ
た。３４はセル（細孔……モノリス担体中の互い
に隔壁で隔てられた多数の排気ガス流路）を示し
ている。モノリス担体３３の担体端面は排気ガス
の流れに対してθが0°〜45°の角度をもつて傾斜
されている。このため、第１０図に示すような傾
斜をもたない従来型触媒コンバータ５０にくら
べ、斜流型触媒コンバータ３０のコーン角度αが
小さくなるため、コーン壁面での剥離によつて発
生する乱流は抑制され、圧力損失は小さくなつて
いた。また斜流型触媒コンバータ３０のモノリス
担体３３の断面積（モノリス担体軸心と直交する
断面積）は、傾斜をもたない従来型触媒コンバー
タ５０のモノリス担体５１と同体積の場合大きく
なるため、モノリス担体３３内を通る排気ガスの
流速は、通路断面積の増大に反比例して減少し、
流速の２乗に比例する流れの抵抗は低下し、これ
によつてモノリス担体３３内の圧損も小さくなつ
ていた。さらに、斜流型触媒コンバータ３０では
排気ガスは上流側からセル内に順次流れ込むた
め、流速分布も均一に近くなつていた。これらに
よつて、斜流型触媒コンバータ３０は極めて圧損
の小さいコンバータであつた。〔考案が解決しようとする問題点〕しかしながら、斜流型触媒コンバータ３０と従
来型触媒コンバータ５０のそれぞれのモノリス触
媒３３，５１の容量を同じにし（たとえば1.6
）、かつ表１に示す諸元でモノリス触媒３３，
５１を形成して、鉛被毒耐久200時間後の触媒浄
化性能を調べてみると、斜流型触媒コンバータ３
０は従来型触媒コンバータ５０にくらべHCの浄
化能が劣ることがわかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、SV（空間速度）分布に関係なく
軸方向の上流部に付着する鉛の軸方向分布が、第
７図に示すように、斜流型モノリス触媒３３と従
来型モノリス触媒５１で同じでも、断面積が増え
るため全体積に占める割合は、斜流型モノリス触
媒３３の方が従来型モノリス触媒５１よりも２倍
近く増えるため、鉛被毒の影響を大きく受け、
HCの浄化能が低下することによつて発生すると
考えられる。この対策として、触媒長を長くした（表１の75
mmから120mmにしてみた）斜流型モノリス触媒３
３′（容量2.6となつた）を耐久検討してみたと
ころ、HCの浄化能は、表２に示すように、斜流
型モノリス触媒３３（容量1.6）より向上する
ことがわかつた。ただし、担体はセラミツクであ
る。

〔作用〕

セルを曲線状とすることにより、セル長は直線
状セルにくらべて長くなる。斜流型触媒コンバー
タにおいてセル長の増大は前記の如く圧損増加上
はあまり問題とならず、従来型触媒コンバータに
くらべて良好な低圧損が確保される。そして、こ
の低圧損を維持したまま、セル長の増加は斜流型
モノリス担体の軸長を増大させたと同じ耐被毒性
能を与え、耐鉛被毒性を大幅に改善する。しか
も、セルの曲線状形成は、モノリス担体の軸長の
増加を低く抑えることができ、モノリス担体の軸
長を同じに保つたままセル長だけを増大させると
いう作用を果たす。このため触媒コンバータの大
きさは増大する必要がなく、車両搭載上の不利を
伴わない。ただし、セルの曲線状形成はセラミツク担体で
は製作不能のため、担体はメタルとした。これに
よつて自由な成形ができるメタルの平板、波板を
曲線状セルの曲線に沿つて成形し、それを重ね合
せて、製作できる。〔実施例〕以下は、本考案に係る触媒コンバータの望まし
い実施例を、３例挙げ、図面を参照して説明す
る。第１実施例第１図は本考案の第１実施例に係る触媒コンバ
ータ１を示している。触媒コンバータ１は、排気
ガスの入口部２と出口部３を有し、入口部２、出
口部３は水平方向に延設される。入口部２と出口
部３の軸線は同一直線上にある。入口部２と出口
部３との間には担体４が傾斜をもつて配置され
る。担体４の上流側端面と入口部２軸線とのなす
角度θは０＜θ4＜5°である。担体４はメタル担体
からなる。担体４中に形成されるセル５は曲線形状とされ
ている。この曲線形状の理解を容易にするため
に、ここで本出願人によつて先に提案された、し
かも未公開の実願昭61−52884号を、第９図に示
して先にそれについて簡単に説明する。第９図の
既出願の斜流型触媒コンバータ４０は、傾斜配置
されたモノリス担体４１を有し、担体４１中に形
成されたセル４２は、モノリス担体４１の端面４
３，４４に直交するモノリス担体軸線４５に対
し、流れの角度をゆるめる方向に角度φだけ傾斜
させて直線状に延びている。４６はセル４２の軸
線を示す。本考案のセル５は、既出願のセル４２
のようにモノリス担体軸線に対して角度をもつて
延びる直線（第１図で２点鎖線で示した直線）に
対して、該直線の長手方向に沿つて該直線と直交
する方向にずれるように、曲線形状に形成されて
いる。このようなセル形状は担体４がメタル担体であ
つて始めて製作が可能である。メタル担体４は、
平板の湾曲板６と波板の湾曲板７を交互に重ね合
せることによつて作成され、それを２分割型クラ
ムシエルタイプ（アツパシエルとロアシエルで担
体４をはさむタイプ）のケース８で保持する。板
６，７の湾曲形状はセル５の曲線形状と同一であ
り、ケース８の担体保持部９も同様に湾曲され
る。平板６および波板７は第４図に示すように、担
体４の長径方向の位置で、担体４の短径方向の長
さに切断され、セル５長手方向に湾曲成形され
て、重ね合せられる。これをロウ材あるいは機械
的接合で一体にし、担体４を形成する。触媒化
後、波板７の凹凸と平板６との間に形成される空
間が、セル５を形成する。ケース８の担体保持部
９は、第１図に示すようにじかに、すなわちワイ
ヤネツト等の弾性保持材を介さずに、担体４を保
持してよい。担体保持部９はあらかじめ小さめに
作成しておけば、担体４とケース８との固定は不
要である。万一のことを考えれば、ケース８の一
部に穴をあけ、ケース８とメタル担体４を溶接止
めしてもよい。メタル担体４の長さｌは、体積（断面積Ｓ×長
さｌ）が1.6の担体のときでも、セル５の長さ
l′は、セル５の曲線形状による実質的長さの増大
により、斜流直線セルの担体で、すなわち第９図
のタイプで、体積2.6程度のセル長が確保され
るようにする。これによつて、メタル担体４の長
さｌは第９図の既提案の触媒コンバータ４０の
1.6モノリス担体４１程度で、セル長l′が2.6lモ
ノリス担体４１程度のセル４２長に増大された、
モノリス担体４が得られる。セル５を構成する板６，７の板厚は40〜50μm
で（従来のセラミツクス担体の壁厚は150〜
200μm程度）、従来にくらべて薄く、逆に開口率
は約30％向上している。また、ケース８による直
接保持によつて、ワイヤネツト等の保持が不要な
ので、そこでも約25％の開口率向上がはかられて
いる。開口率向上による圧損低下と流路均一化に
よつて貴金属担持量も、同性能の従来の斜流型触
媒コンバータに比べて、約40％低減した量となつ
ている。セル５の上流側端部および下流側端部の開口方
向は、第１図に示すように、流れの方向に沿わせ
てある。すなわちセル５の上流側端部は入口部２
の方に向けて湾曲され、下流側端部は出口部３の
方に向けて湾曲されている。第２実施例第２図は本考案の第２実施例に係る触媒コンバ
ータ１１を示している。入口部１２と出口部１３
は水平方向に延設され、互いにそれらの軸線と直
角方向にオフセツトされている。担体１４はメタ
ル担体からなり、入口部１２、出口部１３間にθ
＜45°の傾斜をもつて配置される。担体１４は、
平板の湾曲板１６と波板の湾曲板１７の重ね合せ
体から成る。担体１４はクラムシエルタイプのケ
ース１８の担体保持部１９に直接保持される。か
くして担体１４中に形成されるセル１５は曲線状
となる。曲線状セル１５は、メタル担体１４の容
積が1.6の場合、直線状セルを有する2.6容積
程度の担体のセル長と等しくなるようなセル長
l′を有する。第２実施例が第１実施例と異なる点は、入口部
１２と出口部１３とが前記のようにオフセツトし
ていることである。その他の構成は第１実施例に
準じる。第３実施例第３図は本考案の第３実施例に係る触媒コンバ
ータ２１を示している。入口部２２と出口部２３
は水平方向に延設され、互いにそれらの軸線と直
角方向にオフセツトされている。担体２４はメタ
ル担体からなり、入口部２２と出口部２３間にθ
＜45°の傾斜をもつて配置される。担体２４は平
板の湾曲板２６と波板の湾曲板２７の重ね合せ体
から成る。担体２４はクラムシエルタイプのケー
ス２８の担体保持部２９に直接保持される。かく
して担体２４中に形成されるセル２５は曲線状と
なる。曲線状セル２５は、メタル担体２４の容積
が1.6の場合、直線状セルを有する2.6容積程度
の担体のセル長と等しくなるようなセル長l′を有
する。第３実施例が第１実施例と異なるところは、入
口部２２と出口部２３とがオフセツトされている
ことと、セル２５の上下端開口が担体２４上端
面、下端面にそれぞれ直角となつていることであ
る。その他の構成は第１実施例に準じる。第１実
施例の説明で用いた第４図は第３実施例の断面を
示している。したがつてセル２５の開口端が端面
に直交している。つぎに、上記のように構成された触媒コンバー
タの作用について説明する。まず耐被毒性について説明する。セル長l′の増
大によつて、担体４，１２，２４の容積が1.6
であつても、2.6程度の担体の直線状セルのセ
ル長と等しくなるから、担体容積を1.6程度に、
かつ軸長ｌを従来斜流型コンバータ程度に確保し
たまま、セル長l′を増大できる。セル長増大によ
つて、表３に示すように被毒耐久後の浄化性能が
向上される。表３は従来のセラミツク担体との比
較を容易にするために、表２のデータを併せ示し
てある。

【表】

〔考案の効果〕

本考案によれば、メタル担体、セルの曲線形成
によつて、鉛被毒による浄化性能低下の防止、低
圧損の維持、担体の短軸長の維持およびそれによ
り車両への搭載性の維持、をはかることができ
る。また、放熱性良好による触媒熱劣化防止、低温
活性の向上、貴金属担持量の減少等の効果も得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の触媒コンバータ
の断面図、第２図は本考案の第２実施例の触媒コ
ンバータの断面図、第３図は本考案の第３実施例
の触媒コンバータの断面図、第４図は第３図の半
断面斜視図、第５図は入ガス温度−CO浄化率特
性図、第６図は空気流量−圧力損失特性図、第７
図は被毒分布図、第８図は実開昭60−188812号の
斜流型触媒コンバータの断面図、第９図は実願昭
51−52884号の斜流型触媒コンバータの断面図、
第１０図は従来の非斜流型触媒コンバータの断面
図、である。１，１１，２１……触媒コンバータ、２，１
２，２２……入口部、３，１３，２３……出口
部、４，１４，２４……担体、５，１５，２５…
…セル、８，１８，２８……ケース。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

排気ガスの入口部および出口部をそれぞれ水平
方向に延設し、外入口部および出口部に担体を傾
斜を設けて配置した斜流型の触媒コンバータにお
いて、担体をメタル担体とするとともに、セルを
曲線形状としたことを特徴とする触媒コンバー
タ。