JPH056120U - 金属触媒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、自動車の排気系に取り付けられる
金属触媒装置に関し、発熱量を調整することを目的とす
る。 【構成】 金属製平板と金属製波板とからなる金属触媒
担体１に、電極２，３を設け、電極２，３を通じて金属
触媒担体１に通電し、発熱させるように構成した金属触
媒装置において、金属触媒担体１は、複数の切込み４を
設けて、つづら折り状を為しているものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の排気系に取り付けられる金属触媒装置に係り、特にコール ドスタート時のエミッション対策用のプリ金属触媒担体を用いた金属触媒装置に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動車の排気系に取り付けられる金属触媒担体としては、例えば、長尺 の金属製平板と長尺の金属製波板とを交互に積層しながら巻回するものと、所定 長さの金属製平板と所定長さの金属製波板とを交互に積層するものと、つづら折 りされた１枚の金属製波板の各層間に、金属製平板を介挿するものと、つづら折 りされた１枚の金属製平板の各層間に、金属製波板を介挿するものとが知られて いる。いずれのものも、金属製平板と金属製波板との当接部を、スポット溶接， レーザー溶接，ろう付け等によって固着している。

【０００３】 処で、最近、コールドスタート時のエミッション, 特にＣＨの対策が叫ばれる 中、例えば、1990年に米国のＳＡＥ発表の第900503号の『Recent Developments in Electrically Heated Metal Monoliths』(William A. Whittenberger Camet Co.)や特開平２−２２３６２２号公報等に開示される如く、通常の触媒担体（金 属製，セラミックス製を問わない）の上流側に配したプリ金属触媒担体を電気的 に加熱し、始動時の触媒活性を上げようとする試みが為されいる。

【０００４】 特に、金属触媒担体では、その基材のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金が昔よりヒータと して使われていたこともあり、金属触媒担体に直接電気を流して昇温させること が可能であり、他のヒータやＰＴＣを用いて加熱する方式に比べて非常に効率良 く実施することが可能である。

【０００５】 図１６はその一例を示すもので、ステンレス鋼からなるハニカム形状の金属触 媒担体３０の中心部に電極３１を、外側面に電極３２をそれぞれ形成し、これら 電極３１，３２間に通電できるように電源３３、スイッチ３４を備えている。

【０００６】 スイッチ３４を入れると、金属触媒担体３０自身に通電し、発熱させることが できる。 斯かる状況から、金属触媒担体でプリ触媒担体を構成することが要望されてい る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

処が、上述の如き金属触媒担体でプリ触媒担体を構成する場合、一定のセル密 度の担体では、中央部の電流密度が大きくなり、均一に加熱できないという問題 がある。

【０００８】 而も、電流を通じて触媒全体を加熱するに当たっては、絶縁の問題がネックで あり、耐久性のある絶縁構造が未だ確率されていない。 即ち、金属触媒担体を製造するに際し、金属製平板と金属製波板とは、固着さ れているため、仮にウォッシュコートにより絶縁層を形成しても、金属製平板と 金属製波板との固着部を介して電流が短絡したり、或いは、ウォッシュコートに よる絶縁層が熱膨張によって破壊して金属製平板と金属製波板とが接触し、この 部位を介して電流が短絡したりする等により、金属触媒担体を構成する全ての金 属製平板と金属製波板とを電気的に加熱することができない。而も、金属製平板 と金属製波板との固着部は、加熱時の熱膨張によってウォッシュコートの剥離を 招くおそれがある。

【０００９】 その上、上述の如き金属触媒担体では、金属製平板と金属製波板とを巻回する 等の方法によって、一体化されたものであるから、これに電極を設けて通電する と、所定の発熱量（＝抵抗値）を得ることは可能であるが、目的，用途に応じて 発熱量（＝抵抗値）を自由に調整することができなかった。

【００１０】 その結果、プリ触媒担体として十分に機能することができ得ていなかった。 本考案は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、 発熱量を調整することが可能な金属触媒装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、金属製平板と金属製波板とからなる金属触媒担体に、電極を設け、 電極を通じて金属触媒担体に通電し、発熱させるように構成した金属触媒装置に おいて、金属触媒担体は、複数の切込みを設けて、つづら折り状を為しているも のである。

【００１２】

【作用】

本考案に於ては、切込みの数によって、つづら折りの回数を調整することがで きる。そして、つづら折りの回数によって、金属触媒担体の発熱量（＝抵抗値） を自由に調整することができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１乃至図３は、本考案に係る金属触媒装置の一例を示すもので、１は金属触 媒担体を表す。

【００１４】 この金属触媒担体１は、長尺の金属製平板と長尺の金属製波板とを交互に積層 しながら楕円形状とした後、両端部をろう付けして固定部５を形成したものであ る。尚、金属製波板と金属製平板とは、通常の金属触媒担体に用いられるものと 同様に、Ｆｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金によって構成されている。

【００１５】 その後、この金属触媒担体１には、図１及び図２に示す如く、金属触媒担体１ の排気ガス流れ方向Ａに沿って、３つの切込み４が設けられる。中央の切込み４ ａは、金属触媒担体１の一方の端面１ａ側から金属触媒担体１の中心部の短軸方 向に設けられ、残りの２つの切込み４ｂ，４ｃは、短軸に対して対称となると共 に、中央の切込み４ａとは反対側の端面１ｂ側から設けられている。

【００１６】 又、金属触媒担体１には、電極２，３が設けられている。この電極２，３は、 切込み４の形状に合わせて、金属触媒担体１のろう付け時に、同時に取り付けら れる。

【００１７】 次に、斯して構成された本実施例の作用を説明する。 金属触媒担体１に、電極２，３から通電すると、電気は、金属触媒担体１を構 成する金属製平板と金属製波板とを介して金属触媒担体１を流れる。この際、金 属触媒担体１には、３つの切込み４（４ａ，４ｂ，４ｃ）が設けられているので 、つづら折り状を為している金属触媒担体１を流れることとなる。そのため、つ づら折り状を為している金属触媒担体１は、抵抗体として機能し、１２Ｖの電流 に対して、３〜４ＫＷ程度の発熱量を有することとなる。

【００１８】 従って、例えば、本実施例に係る金属触媒担体１を用いた金属触媒装置１０を 、図３に示す如く、排気系２２に設置された通常の触媒装置（金属製，セラミッ ク製を問わない）２３の上流側に配する。そして、エンジン２１の始動時に金属 触媒担体１に通電して、加熱すると、短時間で３００〜５００℃とすることが可 能となり、触媒活性を上げることができる。

【００１９】 以上の如く、本実施例によれば、金属触媒担体１の排気ガス流れ方向Ａに沿っ て設けた、３つの切込み４（４ａ，４ｂ，４ｃ）が、中央の切込み４ａは、金属 触媒担体１の一方の多面１ａ側から金属触媒担体１の中心部の短軸方向に設けら れ、残りの２つの切込み４ｂ，４ｃは、短軸に対して対称となると共に、中央の 切込み４ａとは反対側の端面１ｂ側から設けられているので、通常の金属触媒担 体に比して、幅が約１／３で長さが約３倍となり、その抵抗値を約９倍にするこ とが可能となる。従って、従来の金属触媒担体に比してコールドスタート時の触 媒活性をより高めることが可能となる。又、切込み４（４ａ，４ｂ，４ｃ）が金 属触媒担体１の両端面１ａ，１ｂ側から設けられるため、金属製平板と金属製波 板とで構成された従来の金属触媒担体に比して触媒付け時に目詰まりの発生が少 なくなる。そして、切込み４（４ａ，４ｂ，４ｃ）に於ける目詰まりは、絶縁材 として機能させることができる。

【００２０】 尚、本実施例では、金属製平板と金属製波板とを積層してなる金属触媒担体に ついて説明したが、金属製平板と金属製波板とを巻回するもの、所定長さの金属 製平板と所定長さの金属製波板とを交互に積層するもの、つづら折りされた１枚 の金属製波板の各層間に、金属製平板を介挿するもの、つづら折りされた１枚の 金属製平板の各層間に、金属製波板を介挿するものであっても良い。

【００２１】 但し、切込み４を設ける手段が、切断によるため、金属製平板と金属製波板と を積層して成る金属触媒担体が好ましい。 又、両端部をろう付けして固定部５を形成しているが、スポット溶接等その他 の固定方法により固定部５を形成しても良い。

【００２２】 図４乃至図８は、本考案を偏平型金属触媒装置に適用した例を示す。 図４及び図５に示す金属触媒装置１１では、図１に示す金属触媒担体１の切込 み４（４ａ，４ｂ，４ｃ）の位置が逆になっている。

【００２３】 本実施例でも、上記実施例と同様の作用効果を奏することができる。 図６及び図７に示す金属触媒担体１２では、４つの切込み４（４ａ，４ｂ，４ ｃ，４ｄ）としたものである。

【００２４】 本実施例では、上記実施例に比して発熱量（抵抗値）を高めることが可能とな る。 図８及び図９に示す金属触媒装置１３では、図１に示す金属触媒担体１に対し て更に左右に１つづつ切込み４ｄ，４ｅを追加したものである。

【００２５】 本実施例では、上記実施例に比して発熱量（抵抗値）を更に高めることが可能 となる。 図１０乃至図１５は、本考案を円筒型金属触媒装置に適用した例を示す。

【００２６】 図１０乃至図１２に示す金属触媒装置１４では、金属触媒担体１の一方の端面 １ａから金属触媒担体１の流れ方向Ａに沿って切込み４ｆが設けられ、金属触媒 担体１の他方の端面１ｂから金属触媒担体１の排気ガス流れ方向Ａに沿って切込 み４ｆと十文字形となるように切込み４ｇが設けられている。切込み４ｇは、図 １２に示す如く、一部側が金属触媒担体１の一方の端面１ａまで達して切り抜き 、残りが金属触媒担体１の一方の端面１ａの手前側で止まっている。そして、切 込み４ｇによって切り抜かれている部位に、電極２，３が設けられている。更に 、電極２，３間には絶縁材６が介挿されている。

【００２７】 本実施例に於ても、上述した実施例と同様の作用効果を奏することができる。 図１０乃至図１２に示す金属触媒装置１５では、図１０乃至図１２に示す金属 触媒装置１４に於ける切込み４の数を増やしたものである。即ち、金属触媒担体 １の一方の端面１ａから金属触媒担体１の排気ガス流れ方向Ａに沿って十文字状 の切込み４ｈ，４ｉが設けられ、金属触媒担体１の他方の端面１ｂから金属触媒 担体１の排気ガス流れ方向Ａに沿って十文字状の切込み４ｈ，４ｉと４５°の位 相を有する十文字状の切込み４ｊ，４ｋが設けられている。

【００２８】 本実施例に於ては、上述した実施例よりもつづら折りの回数が多いため、発熱 量（＝抵抗値）が更に高くなる。 尚、上記各実施例では、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金を用いた場合について説明した が、Ｆｅ多孔体やＡｌ多孔体等でも良い。

【００２９】

【発明の効果】

以上説明したように、本考案によれば、金属触媒担体の両端面から切込みを設 けてつづら折り状にするので、切込み数によって金属触媒担体の発熱量（＝抵抗 値）を自由に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る金属触媒装置の構成を示
す説明図である。

【図２】図１の要部を示す側面図である。

【図３】図１の金属触媒装置を取り付けた排気系を示す
説明図である。

【図４】本考案の別の実施例に於ける金属触媒装置の構
成を示す平面図である。

【図５】図４の金属触媒装置の側面図である。

【図６】本考案の別の実施例に於ける金属触媒装置の構
成を示す平面図である。

【図７】図６の金属触媒装置の側面図である。

【図８】本考案の別の実施例に於ける金属触媒装置の構
成を示す平面図である。

【図９】図８の金属触媒装置の側面図である。

【図１０】本考案の別の実施例に於ける金属触媒装置の
構成を示す斜視図である。

【図１１】図１０の金属触媒装置の平面図である。

【図１２】図１０の金属触媒装置の側面図である。

【図１３】本考案の別の実施例に於ける金属触媒装置の
構成を示す斜視図である。

【図１４】図１３の金属触媒装置の平面図である。

【図１５】図１３の金属触媒装置のＡ−Ａ線に沿った断
面図である。

【図１６】従来の金属触媒装置の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 金属触媒担体 ２，３ 電極 ４ 切込み １０，１１，１２，１３，１４，１５ 金属触媒装置

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 金属製平板と金属製波板とからなる金属
   触媒担体（１）に、電極（２），（３）を設け、電極
   （２），（３）を通じて金属触媒担体（１）に通電し、
   発熱させるように構成した金属触媒装置において、金属
   触媒担体（１）は、複数の切込み（４）を設けて、つづ
   ら折り状を為していることを特徴とする金属触媒装置。