JPH0619794Y2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

排気ガス浄化装置

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JPH0619794Y2
JPH0619794Y2 JP1988162402U JP16240288U JPH0619794Y2 JP H0619794 Y2 JPH0619794 Y2 JP H0619794Y2 JP 1988162402 U JP1988162402 U JP 1988162402U JP 16240288 U JP16240288 U JP 16240288U JP H0619794 Y2 JPH0619794 Y2 JP H0619794Y2
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exhaust gas
core body
honeycomb core
metal case
gas purifying
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【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) 本考案は、一般に自動車の排気ガスの浄化手段として排
気管の途中に介装される、排気ガス浄化用触媒を担持さ
せるための金属製ハニカムコア体と筒状金属ケースとか
ら構成される排気ガス浄化装置に関する。更に詳しく
は、本考案は過酷な条件下で使用されるこの種の排気ガ
ス浄化装置において、特に熱的応力による各構成部材間
の剥離や部材の割れ、破損を有効に防止することができ
る排気ガス浄化装置に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の排気ガス浄化装置は、耐熱性の薄肉鋼板
からの平板状帯材と前記薄肉鋼板を波形成形した波板状
帯材とを、相互に当接部を有するように重積し、これを
一括渦巻状に巻回積層して製作した軸方向に排気ガス通
路のための多数の網目状通気孔路を有するハニカム体積
層体(以下、ハニカムコア体という。)と、両端が開口
した筒状の金属ケースから構成されている。そして、前
記ハニカムコア体と金属ケースとは、高温の排気ガス自
体からの伝達熱及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反応
により加熱され、この加熱に伴なう高温雰囲気下におけ
る熱応力及び熱変形に耐え得るように、また自動車走行
時の振動などに耐え得るようにろう接などにより強固に
固着される。なお、ハニカムコア体を構成する平板状帯
材と波板状帯材の当接部は種々の方法により固着される
ことはいうまでもないことである。
(考案が解決しようとする問題点) しかしながら、前記したハニカムコア体と金属ケースと
から構成される従来の排気ガス浄化装置は、長期の使用
に耐えるものではない。特に、ハニカムコア体の軸方向
(即ち、排気ガスの流れ方向)において、前記した高い
温度雰囲気下における熱応力及び熱変形により、その最
外周面と金属ケースの内壁面との剥離が大きく、またハ
ニカムコア体の外周面近傍におけるハニカムコア体を構
成する平板及び/又は波板の剥離,ヒビ割れ,破損も大
きいという欠点がある。
これは、単純にハニカムコア体と金属ケースを強固に固
着すればよいという考え方に修正をせまるものである。
本考案者は、ハニカムコア体の最外周面と金属ケースの
内壁面の剥離,ハニカムコア体を構成する平板状と波板
状帯材との間の剥離,これら帯材のヒビ割れ、破損を長
期に亘り防止する方策について鋭意検討を加えた。
その結果、ハニカムコア体を填装し、かつ固着する筒状
金属ケースとして、金属ケース内におけるハニカムコア
体の軸方向への熱膨張に基づく変形に対し、前記ハニカ
ムコア体の変形に追従しうるものを使用することが極め
て有効であることを見い出し、本考案を完成するに至っ
た。
〔考案の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本考案を概説すれば、本考案は、薄肉金属板の平板状帯
材と波板状帯材を相互に当接するように重積して製作し
た軸方向に多数の網目状通気孔路を有するハニカムコア
体を、両端が開口した金属ケース内に配置し、固着して
なる排気ガス浄化装置において、前記金属ケースが、 (i)ハニカムコア体の熱膨張に基づく軸方向の変形に対
して追従するための凹凸部をハニカムコア体の軸方向の
全長に亘り連設させた構造の伸縮性の外壁部を有し、 (ii)前記凹凸部の凸部がハニカムコア体の外周面に当接
するものであり、かつ、 (iii)前記凹凸部とハニカムコア体の外周面の当接によ
り形成される凹部は充填物質を有しない空間スペースを
形成するものである、 から成る構成を有するものであることを特徴とする排気
ガス浄化装置に関するものである。
以下、本考案の構成について詳しく説明する。
前記した如く、従来の排気ガス浄化装置は、一般に両端
が開口した筒状金属ケース内にハニカムコア体を填装
し、ハニカムコア体の外周面と金属ケースの内壁面を強
固に固着して製造される。しかし、このような構造の排
気ガス浄化装置は長期の使用に耐え得るものではない。
特に、排気ガス浄化装置は熱応力及び熱変形(歪)を受
けやすく、こえが耐久性を低下させる大きな要因があ
る。
即ち、排気ガス浄化装置は、運転・停止と負荷の高低に
よる加熱・冷却サイクルにより、その構成部材は大きな
熱応力及び熱変形をうけることはいうまでもなく、走行
中であっても同様である。
この点、走行中の状況を考察すると、排気ガス浄化装置
は、排気ガスの流量分布の相違(中央部の流量が周辺部
より多い)、及びハニカムコア体の表面部に担持された
排気ガス浄化用触媒(Pt,Pd,Rhなどの触媒)と排気ガス
との接触反応(発熱反応)により、ハニカムコア体の中
央部は周辺部より高温にさらされる。
前記したハニカムコア体内部の温度勾配をさらに詳しく
みると、ハニカムコア体の外周面とそれより少し内側の
部位間における温度勾配は、中央部近傍における同じ距
離間における温度勾配より著しく大きなものとなる。こ
のことは、ハニカムコア体の外周面が外気と接している
筒状金属ケースに固着されるため、より一層、助長され
ることとなる。
従って、このことが起因して大きな熱応力による歪が生
じ、金属ケースの内壁面にハニカムコア体の最外周面が
ろう接などにより固着されていても、特にハニカムコア
体の軸方向において経時的に両者は剥離しようとする。
同様に、前記した熱応力にもとづく変形力(歪)により
金属ケースの内壁面にろう付けなどにより固着されてい
るハニカムコア体の外周面とそれより少し内側の部位間
において、ハニカムコア体を構成する平板状帯材と波板
状帯材との当接部の剥離、これら帯材のヒビ割れ,破損
などが生起する。
前記した剥離などを抑制ないし防止するためには、特に
ハニカムコア体の外周面近傍において熱応力に基づく変
形(歪)の緩和策を講じる必要がある。このため、本考
案においては、内部のハニカムコア体の外周部近傍に生
起する軸方向の大きな熱応力に基づく変形(歪)量に追
従しうる筒状金属ケースを使用するという技術的構成を
採用する。筒状金属ケースの内部のハニカムコア体の熱
応力に基づく軸方向への変形に追従させうる手段は何等
の制限を受けるものでなく、例えば、金属ケースの外壁
部に小さなピッチの波付加工を行ない、ハニカムコア体
の軸方向の全長に亘り凹凸部を連設させて伸縮性のもの
とすればよい。本考案の排気ガス浄化装置は、ハニカム
コア体の熱応力に基づく変形を吸収、緩和しうる前記し
た伸縮性の金属ケース内にハニカムコア体を填装、両者
を固着することにより製作される。あるいは事後的に、
波付け加工を行なってもよいことはいうまでもないこと
である。前記固着は、ハニカムコア体の外周面と前記し
た伸縮性の筒状金属ケースの内壁面の当接部を、耐震性
の観点から全て、ろう接などにより固着するようにして
行なわれる。なお、ハニカムコア体の外周面近傍、即
ち、ハニカムコア体の外周面とそれより少し内側の部位
間における熱応力の吸収,緩和をさらに改善するために
ハニカムコア体の外周面と金属ケースの内壁面の全ての
当接面を固着しなくてもよいことはいうまでもないこと
である。
本考案の前記した構成の排気ガス浄化装置は、ハニカム
コア体の外装となる金属ケースの外壁部が、内部のハニ
カムコア体の熱応力に基づく変形に追従しうるように軸
方向に伸縮性を有するため、特にハニカムコア体の外周
面近傍における大きな熱応力に基づく変形量を効果的に
吸収,緩和させることができ、排気ガス浄化装置の耐久
性を著しく向上させることができる。
なお、本考案においてハニカムコア体や金属ケースは所
望のものが使用される。例えば、ハニカムコア体として
薄肉金属板の平板状帯材と波板状帯材を相互に当接する
ように重積し、これを一括渦巻状に巻回積層して製作し
たもの、あるいは前記平板状帯材と波板状帯材を階層状
に積層して製作したものなどが使用される。また、金属
ケースとして、その断面形状が円形やレーストラック形
状のものなどが使用される。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明するが、本
考案は図示のものに限定されない。
第1図〜第2図は、本考案に係る排気ガス浄化装置の一
実施例を示すものであり、第1図は排気ガス浄化装置の
一部切欠斜視図を、また第2図は一部縦断面図を示す。
図示されるように、本考案に係る排気ガス浄化装置(1)
は、ハニカムコア体(2)と、両端が開口し、かつ、内部
のハニカムコア体の熱応力に基づく変形に追従しうるよ
うに軸方向に伸縮性の外壁部(31)を有する筒状金属ケー
ス(3)内に配置され、両者の当接部をろう接により固着
して製作される。本実施例の場合、筒状金属ケース(3)
として、断面形状が正弦波形の形状の伸縮性外壁部(31)
を有するものを使用している。なお、本考案において
は、他の実施例に示される如く、伸縮性外壁部(31)の断
面形状は、前記した正弦波形のものに限定されない。
前記ハニカムコア体(2)は、耐熱性の薄肉鋼板からなる
平板状帯材(21)と、該平板状帯材(21)を波形加工した波
板状帯材(22)を相互に当接部を有するように重積し、次
いで両者を一括渦巻状に巻回積層することにより製作さ
れる。この巻回積層により、排気ガスの通路となる多数
の網目状通気孔路(23)は自動的に形成される。
前記平板状帯材(21)として、例えばCr 20%,Al 5%の耐熱
鋼の厚さ0.04mm,幅75mmのものが、そして波板状帯材(2
2)として前記平板状帯材(21)を波板加工したものを使用
した。
第3図は、本考案の第二実施例になる排気ガス浄化装置
の一部縦断面図である。前記第一実施例のものと比較し
て相違している点は、筒状金属ケース(3)として、断面
形状が略台形状のものを連接した形状の伸縮性の外壁部
(31)を有するものを使用している点である。
第4図は、本考案の第三実施例になる排気ガス浄化装置
の一部縦断面図である。第三実施例の筒状金属ケース
(3)は、断面形状が頂部のみに湾曲部を持つ波形の形状
の伸縮性外壁部(31)を有するものである。
第5図は、本考案の第四実施例になる排気ガス浄化装置
の一部縦断面図である。第四実施例の筒状金属ケース
(3)は、断面形状が底部のみに湾曲部を持つ波形の形状
の伸縮性外壁部(31)(前記第三実施例のものと逆の関係
になる)を有するものである。
第6図は、本考案の第五実施例になる排気ガス浄化装置
の正面図である。この実施例においては、ハニカムコア
体(2)として平板状帯材と波板状帯材が階層状に積層し
て製作したものが使用され、また、筒状金属ケース(3)
として断面レーストラック形状のものが使用されてい
る。
〔考案の効果〕
本考案の排気ガス浄化装置は、筒状金属ケースとして内
部のハニカムコア体の熱応力に基づく変形に追従し得る
ように、その外壁部が軸方向への伸縮性を有するものを
使用しているため、次のような優れた効果を奏する。
(i)金属ケースの内壁面とハニカムコア体の外周面との
当接部の固着が長期に亘り維持される。即ち、伸縮性の
外壁部を有する金属ケースがハニカムコア体の熱応力に
基づく変形、特にハニカムコア体の外周面近傍に生起す
る大きな変形を効果的に吸収,緩和するため、両者は長
期に亘り剥離することがない。また、両者間の剥離が防
止されることに伴ない、ハニカムコア体外周面のヒビ割
れや破損を抑制ないし防止することができる。
(ii)ハニカムコア体の外周面における熱応力に基づく変
形量が、金属ケースに吸収されるため、ハニカムコア体
の外周面近傍、即ち、ハニカムコア体の外周面とそれに
より少し内側の部位間に生じる大きな変形量も効果的に
吸収される。従って、この部位でのハニカムコア体を構
成する平板状帯材及び/又は波板状帯材の当接部の剥
離、これら部材のヒビ割れ,破損を抑制ないし防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本考案の第一実施例の排気ガス浄化装置の一
部切欠斜視図であり、第2図は第一実施例の排気ガス浄
化装置の一部縦断面図である。第3図は本考案の第二実
施例の排気ガス浄化装置の一部縦断面図である。第4図
は本考案の第三実施例の排気ガス浄化装置の一部縦断面
図である。第5図は本考案の第四実施例の排気ガス浄化
装置の一部縦断面図である。第6図は本考案の第5実施
例の排気ガス浄化装置の正面図である。 1…排気ガス浄化装置 2…ハニカムコア体 21…平板状帯材 22…波板状帯材 23…網目状通気孔路 3…金属ケース 31…伸縮性外壁部

Claims (8)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄肉金属板の平板状帯材と波板状帯材を相
    互に当接するように重積して製作した軸方向に多数の網
    目状通気孔路を有するハニカムコア体を、両端が開口し
    た金属ケース内に配置し、固着してなる排気ガス浄化装
    置において、前記金属ケースが、 (i)ハニカムコア体の熱膨張に基づく軸方向の変形に対
    して追従するための凹凸部をハニカムコア体の軸方向の
    全長に亘り連接させた構造の伸縮性の外壁部を有し、 (ii)前記凹凸部の凸部がハニカムコア体の外周面に当接
    するものであり、かつ、 (iii)前記凹凸部とハニカムコア体の外周面の当接によ
    り形成される凹部は充填物質を有しない空間スペースを
    形成するものである、 から成る構成を有するものであることを特徴とする排気
    ガス浄化装置。
  2. 【請求項2】凹凸部の断面形状が、頂部及び底部の少な
    くとも一方に湾曲部を持つ波形の形状の伸縮性外壁部を
    有するものである請求項1に記載の排気ガス浄化装置。
  3. 【請求項3】凹凸部の断面形状が、略台形状のものを連
    設した形状の伸縮性外壁部を有するものである請求項1
    に記載の排気ガス浄化装置。
  4. 【請求項4】ハニカムコア体が、平板状帯材と波板状帯
    材を相互に当接するように重積し、これを一括渦巻状に
    巻回積層して製作したものである請求項1に記載の排気
    ガス浄化装置。
  5. 【請求項5】ハニカムコア体が、平板状帯材と波板状帯
    材を階層状に積層して製作したものである請求項1に記
    載の排気ガス浄化装置。
  6. 【請求項6】金属ケースが、断面円形である請求項1に
    記載の排気ガス浄化装置。
  7. 【請求項7】金属ケースが、断面レーストラック形状で
    ある請求項1に記載の排気ガス浄化装置。
  8. 【請求項8】ハニカムコア体の外周面と金属ケースの内
    壁面との当接部の少なくとも一部が固着されるものであ
    る請求項第1項〜第7項のいずれか1項に記載の排気ガ
    ス浄化装置。
JP1988162402U 1988-12-16 1988-12-16 排気ガス浄化装置 Expired - Lifetime JPH0619794Y2 (ja)

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US07/449,266 US5346675A (en) 1988-12-16 1989-12-12 Exhaust gas cleaning apparatus
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DE3941642A DE3941642A1 (de) 1988-12-16 1989-12-16 Abgasreinigungsvorrichtung
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Publication Number Publication Date
JPH0283322U JPH0283322U (ja) 1990-06-27
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