JPH06114270A - 排気ガス浄化触媒用メタル担体 - Google Patents
排気ガス浄化触媒用メタル担体Info
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- JPH06114270A JPH06114270A JP4270285A JP27028592A JPH06114270A JP H06114270 A JPH06114270 A JP H06114270A JP 4270285 A JP4270285 A JP 4270285A JP 27028592 A JP27028592 A JP 27028592A JP H06114270 A JPH06114270 A JP H06114270A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】実際の使用時にハニカム体に発生する熱応力を
緩和する。 【構成】波板の板厚を厚くすること及び波ピッチを小さ
くすることの少なくとも一方の手段によりハニカム体に
部分的に形成され、少なくともハニカム体の軸中心を連
続的に或いは間欠的に１周する補強ハニカム通路群をも
つことを特徴とする。
緩和する。 【構成】波板の板厚を厚くすること及び波ピッチを小さ
くすることの少なくとも一方の手段によりハニカム体に
部分的に形成され、少なくともハニカム体の軸中心を連
続的に或いは間欠的に１周する補強ハニカム通路群をも
つことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化触媒に用いられるメタル担体に関する。
化触媒に用いられるメタル担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス浄化触媒用メタル担体として、
例えば特開昭５７−５５８８６号公報にみられるよう
に、平板と波板とを重ねてロール状に巻いてハニカム体
を形成し、そのハニカム体を金属製外筒内に収納したも
のが知られている。このメタル担体では、ハニカム体の
平板と波板、及び外筒とハニカム体とは通常ロウ付けに
よって一体的に接合されている。
例えば特開昭５７−５５８８６号公報にみられるよう
に、平板と波板とを重ねてロール状に巻いてハニカム体
を形成し、そのハニカム体を金属製外筒内に収納したも
のが知られている。このメタル担体では、ハニカム体の
平板と波板、及び外筒とハニカム体とは通常ロウ付けに
よって一体的に接合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでハニカム体を
通過する排気ガスは、ハニカム体の外周部に比べて中心
部ほど流速が大きい。したがってメタル担体では、高温
の排気ガスとの接触による伝熱、触媒反応による発熱、
外筒からの外気への熱放出などの熱移動により、中心部
ほど高温で外周部ほど低温となる温度分布が生じる。こ
の温度分布によりハニカム体と外筒との膨張及び収縮量
に分布が生じるが、ハニカム体の径方向及び軸方向の膨
張・収縮の動きは外筒で規制されていること、ハニカム
体の平板と波板の厚さは外筒に比べてかなり小さいこと
から、ハニカム体に熱応力が作用する。この熱応力はハ
ニカム体の最外周に集中し、膨張・収縮の繰り返しによ
り最外周が塑性変形して金属疲労が生じ、最終的には最
外周のハニカム体の波板に座屈や亀裂が生じる場合があ
った。
通過する排気ガスは、ハニカム体の外周部に比べて中心
部ほど流速が大きい。したがってメタル担体では、高温
の排気ガスとの接触による伝熱、触媒反応による発熱、
外筒からの外気への熱放出などの熱移動により、中心部
ほど高温で外周部ほど低温となる温度分布が生じる。こ
の温度分布によりハニカム体と外筒との膨張及び収縮量
に分布が生じるが、ハニカム体の径方向及び軸方向の膨
張・収縮の動きは外筒で規制されていること、ハニカム
体の平板と波板の厚さは外筒に比べてかなり小さいこと
から、ハニカム体に熱応力が作用する。この熱応力はハ
ニカム体の最外周に集中し、膨張・収縮の繰り返しによ
り最外周が塑性変形して金属疲労が生じ、最終的には最
外周のハニカム体の波板に座屈や亀裂が生じる場合があ
った。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ハニカム体に発生する熱応力を緩和するこ
とを目的とする。
ものであり、ハニカム体に発生する熱応力を緩和するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排気ガス浄化触媒用メタル担体は、平板と波板とを
重ねてロール状に巻回され、波板と平板とで区画された
断面一定の複数のハニカム通路をもつハニカム体と、ハ
ニカム体を取り巻く外筒と、からなるメタル担体であっ
て、波板の板厚を厚くすること及び波ピッチを小さくす
ることの少なくとも一方の手段によりハニカム体に部分
的に形成され、少なくともハニカム体の軸中心を連続的
に或いは間欠的に１周する補強ハニカム通路群をもつこ
とを特徴とする。
明の排気ガス浄化触媒用メタル担体は、平板と波板とを
重ねてロール状に巻回され、波板と平板とで区画された
断面一定の複数のハニカム通路をもつハニカム体と、ハ
ニカム体を取り巻く外筒と、からなるメタル担体であっ
て、波板の板厚を厚くすること及び波ピッチを小さくす
ることの少なくとも一方の手段によりハニカム体に部分
的に形成され、少なくともハニカム体の軸中心を連続的
に或いは間欠的に１周する補強ハニカム通路群をもつこ
とを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明のメタル担体では、部分的に補強ハニカ
ム通路群をもつ。したがって本発明のメタル担体では、
補強ハニカム通路群の存在により強度が向上する。ま
た、補強ハニカム通路群以外のハニカム通路に作用した
熱応力は、中心から外周に向かって伝わる間に、途中に
存在する補強ハニカム通路群で受け止められるので応力
が分散し、最外周の波板に応力が集中するのが防止され
る。
ム通路群をもつ。したがって本発明のメタル担体では、
補強ハニカム通路群の存在により強度が向上する。ま
た、補強ハニカム通路群以外のハニカム通路に作用した
熱応力は、中心から外周に向かって伝わる間に、途中に
存在する補強ハニカム通路群で受け止められるので応力
が分散し、最外周の波板に応力が集中するのが防止され
る。
【０００７】また最外周に補強ハニカム通路群を形成す
れば、最外周に応力が集中した場合の抵抗力が一層増大
する。
れば、最外周に応力が集中した場合の抵抗力が一層増大
する。
【０００８】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。な
お、製造方法を詳細に説明することにより、実施例のメ
タル担体の構成の詳細な説明に代える。 （実施例１）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
４０μｍと６０μｍの２種類の箔を用意し、それぞれの
箔から平板と波板を形成する。ここで波板の波ピッチ
は、平板と波板を重ねて直径１００ｍｍとなるように巻
回したときに、形成されるハニカム通路の数がそれぞれ
４００セルとなるようにした。
お、製造方法を詳細に説明することにより、実施例のメ
タル担体の構成の詳細な説明に代える。 （実施例１）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
４０μｍと６０μｍの２種類の箔を用意し、それぞれの
箔から平板と波板を形成する。ここで波板の波ピッチ
は、平板と波板を重ねて直径１００ｍｍとなるように巻
回したときに、形成されるハニカム通路の数がそれぞれ
４００セルとなるようにした。
【０００９】そして同じ板厚の平板と波板どうしを重ね
て１セットとし、図２に示すように第１セット１と第２
セット２の端部をそれぞれ巻回軸３に固定し、図１に示
すように６０μｍの板厚の第１セット１が常に外側とな
るように同時に巻回して、直径１００ｍｍ、長さ１００
ｍｍのハニカム体を形成した。このハニカム体では、第
１セット１と第２セット２が径方向に交互に配置され、
最外周には第１セット１が存在している。すなわちこの
例では、第１セットが補強ハニカム通路群を構成してい
る。
て１セットとし、図２に示すように第１セット１と第２
セット２の端部をそれぞれ巻回軸３に固定し、図１に示
すように６０μｍの板厚の第１セット１が常に外側とな
るように同時に巻回して、直径１００ｍｍ、長さ１００
ｍｍのハニカム体を形成した。このハニカム体では、第
１セット１と第２セット２が径方向に交互に配置され、
最外周には第１セット１が存在している。すなわちこの
例では、第１セットが補強ハニカム通路群を構成してい
る。
【００１０】得られたハニカム体は、直径１０３ｍｍ、
板厚１．５ｍｍのステンレス製円筒状の外筒に挿入さ
れ、ハニカム体と外筒とは中央から５０ｍｍの幅の部分
がロウ付け接合により一体化された。なお、平板と波板
の間にも両端面から１０ｍｍの範囲にロウ材が塗布され
ており、同時に接合された。なお、このロウ付け位置は
これに限られるものではなく種々選択でき、またロウ付
け以外の接合方法を利用することもできる。
板厚１．５ｍｍのステンレス製円筒状の外筒に挿入さ
れ、ハニカム体と外筒とは中央から５０ｍｍの幅の部分
がロウ付け接合により一体化された。なお、平板と波板
の間にも両端面から１０ｍｍの範囲にロウ材が塗布され
ており、同時に接合された。なお、このロウ付け位置は
これに限られるものではなく種々選択でき、またロウ付
け以外の接合方法を利用することもできる。
【００１１】得られたメタル担体は、活性アルミナ、
水、バインダからなるスラリーに浸漬され、引き上げて
余分なスラリーを吹き払った後、乾燥・焼成してアルミ
ナコート層を形成した。そして常法によりＰｔおよびＲ
ｈの貴金属触媒を担持させ、触媒化した。触媒１リット
ル当たりの担持量は、Ｐｔが１．０ｇ、Ｒｈが０．２ｇ
である。
水、バインダからなるスラリーに浸漬され、引き上げて
余分なスラリーを吹き払った後、乾燥・焼成してアルミ
ナコート層を形成した。そして常法によりＰｔおよびＲ
ｈの貴金属触媒を担持させ、触媒化した。触媒１リット
ル当たりの担持量は、Ｐｔが１．０ｇ、Ｒｈが０．２ｇ
である。
【００１２】次に、直列６気筒・３０００ｃｍ3 の実機
エンジンの排気系に、このメタル担体触媒コンバータを
装着し、耐久試験に供した。耐久試験条件は、３０００
ｒｐｍ×−３６０ｍｍＨｇ・Ａ／Ｆ＝１４．５・入ガス
温度８５０℃の条件で１０分間運転し、次いで７００ｒ
ｐｍ×−３６０ｍｍＨｇ・Ａ／Ｆ＝１４．５・入ガス温
度４５０℃で１０分間運転するのを１サイクルとして、
６００サイクル行った。そして耐久試験中は、１００サ
イクル毎に触媒コンバータを取り外し、メタル担体の異
常の有無を点検した。結果を表１に示す。 （実施例２）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
５０μｍの箔を用意し、平板と波板を形成する。ここで
波板の波ピッチは、平板と波板を重ねて直径１００ｍｍ
となるように巻回したときに、形成されるハニカム通路
の数が５００セルのものと、３００セルのものを作製し
た。
エンジンの排気系に、このメタル担体触媒コンバータを
装着し、耐久試験に供した。耐久試験条件は、３０００
ｒｐｍ×−３６０ｍｍＨｇ・Ａ／Ｆ＝１４．５・入ガス
温度８５０℃の条件で１０分間運転し、次いで７００ｒ
ｐｍ×−３６０ｍｍＨｇ・Ａ／Ｆ＝１４．５・入ガス温
度４５０℃で１０分間運転するのを１サイクルとして、
６００サイクル行った。そして耐久試験中は、１００サ
イクル毎に触媒コンバータを取り外し、メタル担体の異
常の有無を点検した。結果を表１に示す。 （実施例２）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
５０μｍの箔を用意し、平板と波板を形成する。ここで
波板の波ピッチは、平板と波板を重ねて直径１００ｍｍ
となるように巻回したときに、形成されるハニカム通路
の数が５００セルのものと、３００セルのものを作製し
た。
【００１３】そして平板と波板を重ねて１セットとして
合計２セットの組を作り、図２に示すように第１セット
１と第２セット２の端部をそれぞれ巻回軸３に固定し、
図１に示すように５００セルの波板をもつ第１セット１
が常に外側になるように同時に巻回して直径１００ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍのハニカム体を形成した。そして実
施例１と同様に触媒コンバータとし、同様に耐久試験に
供した結果を表１に示す。 （実施例３）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
５０μｍと６０μｍの２種類の箔を用意し、それぞれか
ら平板と波板を形成する。ここで波板の波ピッチは、平
板と波板を重ねて直径１００ｍｍとなるように巻回した
ときに、形成されるハニカム通路の数が４００セルとな
るように作製した。
合計２セットの組を作り、図２に示すように第１セット
１と第２セット２の端部をそれぞれ巻回軸３に固定し、
図１に示すように５００セルの波板をもつ第１セット１
が常に外側になるように同時に巻回して直径１００ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍのハニカム体を形成した。そして実
施例１と同様に触媒コンバータとし、同様に耐久試験に
供した結果を表１に示す。 （実施例３）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
５０μｍと６０μｍの２種類の箔を用意し、それぞれか
ら平板と波板を形成する。ここで波板の波ピッチは、平
板と波板を重ねて直径１００ｍｍとなるように巻回した
ときに、形成されるハニカム通路の数が４００セルとな
るように作製した。
【００１４】そして平板と波板を重ねて１セットとし
て、４００セル−６０μｍと４００セル５０ミクロンの
合計２セットの組を作り、二つの第１セットと一つの第
２セットの端部をそれぞれ巻回軸に固定し、６０ミクロ
ンの板厚の第１セットが常に外側になるように３層同時
に巻回して直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのハニカム
体を形成した。
て、４００セル−６０μｍと４００セル５０ミクロンの
合計２セットの組を作り、二つの第１セットと一つの第
２セットの端部をそれぞれ巻回軸に固定し、６０ミクロ
ンの板厚の第１セットが常に外側になるように３層同時
に巻回して直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのハニカム
体を形成した。
【００１５】そして実施例１と同様に触媒コンバータと
し、同様に耐久試験に供した結果を表１に示す。 （実施例４）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
５０μｍと４０μｍの箔を用意し、それぞれから平板と
波板を形成する。ここで波板の波ピッチは、平板と波板
を重ねて直径１００ｍｍとなるように巻回したときに、
形成されるハニカム通路の数が５００セル、４００セル
及び３００セルのもの３種類を作製した。
し、同様に耐久試験に供した結果を表１に示す。 （実施例４）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚
５０μｍと４０μｍの箔を用意し、それぞれから平板と
波板を形成する。ここで波板の波ピッチは、平板と波板
を重ねて直径１００ｍｍとなるように巻回したときに、
形成されるハニカム通路の数が５００セル、４００セル
及び３００セルのもの３種類を作製した。
【００１６】そして平板と波板を重ねて１セットとし
て、５００セル−５０μｍ、４００セル−５０μｍ、３
００セル４０μｍの合計３セットの組を作り、それぞれ
のセットの端部をそれぞれ巻回軸３に固定し、５００セ
ルの波板をもつ第１セットが常に外側になるように同時
に巻回して直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのハニカム
体を形成した。
て、５００セル−５０μｍ、４００セル−５０μｍ、３
００セル４０μｍの合計３セットの組を作り、それぞれ
のセットの端部をそれぞれ巻回軸３に固定し、５００セ
ルの波板をもつ第１セットが常に外側になるように同時
に巻回して直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのハニカム
体を形成した。
【００１７】そして実施例１と同様に触媒コンバータと
し、同様に耐久試験に供した結果を表１に示す。 （比較例）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚５
０μｍの箔を用意し、平板と波板を形成する。ここで波
板の波ピッチは、平板と波板を重ねて直径１００ｍｍと
なるように巻回したときに、形成されるハニカム通路の
数が５００セルとなるようにした。
し、同様に耐久試験に供した結果を表１に示す。 （比較例）Ａｌ−Ｃｒ−Ｆｅ合金から形成された板厚５
０μｍの箔を用意し、平板と波板を形成する。ここで波
板の波ピッチは、平板と波板を重ねて直径１００ｍｍと
なるように巻回したときに、形成されるハニカム通路の
数が５００セルとなるようにした。
【００１８】そして平板と波板を重ねてロール状に巻回
し、実施例１と同一形状のハニカム体を形成した。そし
て実施例１と同様に触媒コンバータとし、同様に耐久試
験に供した結果を表１に示す。 （評価）
し、実施例１と同一形状のハニカム体を形成した。そし
て実施例１と同様に触媒コンバータとし、同様に耐久試
験に供した結果を表１に示す。 （評価）
【００１９】
【表１】 表１からわかるように、比較例では５００サイクルでハ
ニカム体が外筒より後退していたが、これは耐久試験時
の熱応力によりハニカム体に座屈や亀裂が発生したこと
に起因している。しかし実施例のメタル担体では、セル
変形、座屈及び亀裂の発生が軽減されており、これは応
力集中の緩和及び分散による効果と考えられる。
ニカム体が外筒より後退していたが、これは耐久試験時
の熱応力によりハニカム体に座屈や亀裂が発生したこと
に起因している。しかし実施例のメタル担体では、セル
変形、座屈及び亀裂の発生が軽減されており、これは応
力集中の緩和及び分散による効果と考えられる。
【００２０】すなわち耐久試験時にハニカム体に発生す
る熱応力は、軸中心から外周に向かう間に存在する第１
セットから形成された補強ハニカム通路群によって受け
止められ、さらに外周へ向かうのが防止される。したが
って最外周の波板に応力が集中するのが防止されてい
る。さらに最外周も第１セットから形成されているた
め、強度が大きく応力に対する抵抗力が大きい。これら
の効果により実施例のメタル担体は耐久性に優れている
ものと考えられる。
る熱応力は、軸中心から外周に向かう間に存在する第１
セットから形成された補強ハニカム通路群によって受け
止められ、さらに外周へ向かうのが防止される。したが
って最外周の波板に応力が集中するのが防止されてい
る。さらに最外周も第１セットから形成されているた
め、強度が大きく応力に対する抵抗力が大きい。これら
の効果により実施例のメタル担体は耐久性に優れている
ものと考えられる。
【００２１】
【発明の効果】すなわち本発明の排気ガス浄化触媒用メ
タル担体によれば、熱応力の分散により耐久性が向上
し、長寿命とすることができる。
タル担体によれば、熱応力の分散により耐久性が向上
し、長寿命とすることができる。
【図１】本発明の一実施例のメタル担体において、平板
及び波板を巻回している状態を示す説明図である。
及び波板を巻回している状態を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例のメタル担体において、平板
及び波板のセットの端部を巻回軸に固定し、巻回する直
前の状態の説明図である。
及び波板のセットの端部を巻回軸に固定し、巻回する直
前の状態の説明図である。
１：第１セット ２：第２セット ３：巻回軸
Claims (1)
- 【請求項１】 平板と波板とを重ねてロール状に巻回さ
れ、該波板と該平板とで区画された断面一定の複数のハ
ニカム通路をもつハニカム体と、該ハニカム体を取り巻
く外筒と、からなるメタル担体であって、 該波板の板厚を厚くすること及び波ピッチを小さくする
ことの少なくとも一方の手段により該ハニカム体に部分
的に形成され、少なくとも該ハニカム体の軸中心を連続
的に或いは間欠的に１周する補強ハニカム通路群をもつ
ことを特徴とする排気ガス浄化触媒用メタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4270285A JPH06114270A (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 排気ガス浄化触媒用メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4270285A JPH06114270A (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 排気ガス浄化触媒用メタル担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114270A true JPH06114270A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17484134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4270285A Pending JPH06114270A (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 排気ガス浄化触媒用メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06114270A (ja) |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP4270285A patent/JPH06114270A/ja active Pending
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