JPH07171410A - ユニット方式のメタル担体 - Google Patents
ユニット方式のメタル担体Info
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- JPH07171410A JPH07171410A JP5343334A JP34333493A JPH07171410A JP H07171410 A JPH07171410 A JP H07171410A JP 5343334 A JP5343334 A JP 5343334A JP 34333493 A JP34333493 A JP 34333493A JP H07171410 A JPH07171410 A JP H07171410A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
メタル担体の製作時の設計自由度を確保し、経済的でか
つ優れた特性を有するメタル担体を製造するための新た
な方式を提供する。 【構成】 排気ガス浄化用の触媒を担持するためのメタ
ルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）から成る
メタル担体（ＭＳ）において、前記メタル担体（ＭＳ）
が、(i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流通方向
に二以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ
2 ……Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割メタルハニカム体を収
納する二以上に分割された分割メタルケーシング
（Ｃ1 ，Ｃ2 ……Ｃn ，ｎ≧２）から成る二以上のメタ
ル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧
２）、及び、(ii) 前記各分割メタル担体用部材（ＭＳ
1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧２）の間に配設されるス
ペーサー（Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ……）、をユニット部材とし
て構成されることを特徴とする。
つ優れた特性を有するメタル担体を製造するための新た
な方式を提供する。 【構成】 排気ガス浄化用の触媒を担持するためのメタ
ルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）から成る
メタル担体（ＭＳ）において、前記メタル担体（ＭＳ）
が、(i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流通方向
に二以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ
2 ……Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割メタルハニカム体を収
納する二以上に分割された分割メタルケーシング
（Ｃ1 ，Ｃ2 ……Ｃn ，ｎ≧２）から成る二以上のメタ
ル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧
２）、及び、(ii) 前記各分割メタル担体用部材（ＭＳ
1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧２）の間に配設されるス
ペーサー（Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ……）、をユニット部材とし
て構成されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に自動車の排気ガ
スの浄化手段として排気系統の途中に介装されて使用さ
れる排気ガス浄化用触媒を担持するためのメタル担体に
関する。
スの浄化手段として排気系統の途中に介装されて使用さ
れる排気ガス浄化用触媒を担持するためのメタル担体に
関する。
【０００２】特に、本発明は前記メタル担体の構成部材
をユニット化し、メタル担体の設計自由度、高価な構成
部材の使用率の低減化、メタル担体の特性向上などの面
に優れるユニット方式のメタル担体を提供しようとする
ものである。
をユニット化し、メタル担体の設計自由度、高価な構成
部材の使用率の低減化、メタル担体の特性向上などの面
に優れるユニット方式のメタル担体を提供しようとする
ものである。
【０００３】
【従来の技術】この種の排気ガス浄化用触媒（例えばＰ
t ，Ｒh ，Ｐd などを使用した触媒系）を担持させるた
めの金属製の担体（以下、メタル担体という。）は、従
来のコーディエライト（cordierite）などのセラミック
ス系の担体と比較して、優れた特性を有しているため自
動車等に搭載され実用化段階に入っている。
t ，Ｒh ，Ｐd などを使用した触媒系）を担持させるた
めの金属製の担体（以下、メタル担体という。）は、従
来のコーディエライト（cordierite）などのセラミック
ス系の担体と比較して、優れた特性を有しているため自
動車等に搭載され実用化段階に入っている。
【０００４】そして、前記したメタル担体は、(1) 単位
体積当たりの触媒の担持量を多くすること（単位体積当
りの排気ガスと浄化用触媒との有効接触面積を極力大き
くすること）、背圧（排気抵抗）を小さくすること、更
にはメタル担体の自重を可能な限り軽量化すること、な
どを考慮し、耐熱性でかつ薄肉金属板製の所定幅の平板
状帯材と波板状帯材を相互に当接するように重積してハ
ニカム構造のハニカム体（以下、本発明においてメタル
ハニカム体という。）、及び、(2) 前記メタルハニカム
体を収納し、固着するための金属製ケーシング（以下、
本発明においてメタルケーシングという。）、から構成
されるものである。
体積当たりの触媒の担持量を多くすること（単位体積当
りの排気ガスと浄化用触媒との有効接触面積を極力大き
くすること）、背圧（排気抵抗）を小さくすること、更
にはメタル担体の自重を可能な限り軽量化すること、な
どを考慮し、耐熱性でかつ薄肉金属板製の所定幅の平板
状帯材と波板状帯材を相互に当接するように重積してハ
ニカム構造のハニカム体（以下、本発明においてメタル
ハニカム体という。）、及び、(2) 前記メタルハニカム
体を収納し、固着するための金属製ケーシング（以下、
本発明においてメタルケーシングという。）、から構成
されるものである。
【０００５】前記したメタル担体の主要な構成要素であ
るメタルハニカム体は、例えば、１００μm 以下（好ま
しくは５０μm 以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平板
状帯材と、前記薄肉鋼板を波形状に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
渦巻き状に巻回して軸方向に排気ガス通路のための多数
の網目状通気孔路（セル）をもつハニカム構造のハニカ
ム体とされる。
るメタルハニカム体は、例えば、１００μm 以下（好ま
しくは５０μm 以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平板
状帯材と、前記薄肉鋼板を波形状に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
渦巻き状に巻回して軸方向に排気ガス通路のための多数
の網目状通気孔路（セル）をもつハニカム構造のハニカ
ム体とされる。
【０００６】当業界においてメタルハニカム体として、
前記した巻回タイプのもの以外に、平板状帯材と波板状
帯材からメタルハニカム体を製作する方法の相違によ
り、各種のものが知られている。例えば、両帯材を階層
状に積層した階層タイプのもの、このほか、特開昭 62-
273050号、特開昭 62-273051号、特開平 1-218637 号、
特公表 3-502660 号、特開平 4-227855 号などに、放射
状タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、Ｘ−ラップ
（卍）タイプなどのメタルハニカム体が知られている。
前記した巻回タイプのもの以外に、平板状帯材と波板状
帯材からメタルハニカム体を製作する方法の相違によ
り、各種のものが知られている。例えば、両帯材を階層
状に積層した階層タイプのもの、このほか、特開昭 62-
273050号、特開昭 62-273051号、特開平 1-218637 号、
特公表 3-502660 号、特開平 4-227855 号などに、放射
状タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、Ｘ−ラップ
（卍）タイプなどのメタルハニカム体が知られている。
【０００７】周知のように、この種のメタル担体は、排
気ガス系統という厳しい熱的環境条件のもとで使用され
る関係上、その主要な構成要素であるメタルハニカム体
は、高温耐蝕性（1000℃前後の排気ガス系における耐ガ
ス腐蝕性）、耐冷熱耐久性の（熱サイクル下での耐久
性）、耐高温酸化性（高温下での異常酸化に対する耐久
性）などの諸物性に優れた耐熱鋼の箔材で製作されるこ
とが好ましい。従って、この種のメタルハニカム体製造
用の材料として、Ｆe −Ｃr −Ａl 系（２０Ｃr −５Ａ
l 系）の耐熱鋼を厚さ数十μm 箔に圧延したものが使用
されている。このほか、前記耐熱鋼に耐高温酸化性を改
善するために少量の希土類元素成分（ＲＥＭ）を添加し
たものも使用されている。しかしながら、これらの材料
は極めて高価なものである。
気ガス系統という厳しい熱的環境条件のもとで使用され
る関係上、その主要な構成要素であるメタルハニカム体
は、高温耐蝕性（1000℃前後の排気ガス系における耐ガ
ス腐蝕性）、耐冷熱耐久性の（熱サイクル下での耐久
性）、耐高温酸化性（高温下での異常酸化に対する耐久
性）などの諸物性に優れた耐熱鋼の箔材で製作されるこ
とが好ましい。従って、この種のメタルハニカム体製造
用の材料として、Ｆe −Ｃr −Ａl 系（２０Ｃr −５Ａ
l 系）の耐熱鋼を厚さ数十μm 箔に圧延したものが使用
されている。このほか、前記耐熱鋼に耐高温酸化性を改
善するために少量の希土類元素成分（ＲＥＭ）を添加し
たものも使用されている。しかしながら、これらの材料
は極めて高価なものである。
【０００８】また、メタル担体は厳しい振動付加のもと
で使用される関係上、その主要な構成要素であるメタル
ハニカム体は、該ハニカム体を構成する帯材同士の当接
部の一部あるいは全部が溶接やろう接、あるいは機械的
接合等により固着され耐振構造のものとされる。同様
に、メタルハニカム体とメタルケーシングの当接面にお
いても多くの固着手段が提案されており、両部材の固着
も耐振構造のものとされる。
で使用される関係上、その主要な構成要素であるメタル
ハニカム体は、該ハニカム体を構成する帯材同士の当接
部の一部あるいは全部が溶接やろう接、あるいは機械的
接合等により固着され耐振構造のものとされる。同様
に、メタルハニカム体とメタルケーシングの当接面にお
いても多くの固着手段が提案されており、両部材の固着
も耐振構造のものとされる。
【０００９】前記したように、メタル担体の主要な構成
要素であるメタルハニカム体において、その耐久性を改
善するために材料の面（新しい材料の開発）から、ある
いは耐振構造の面（新しい固着技術の開発）から努力が
払われているが十分なものではない。特に、メタルハニ
カム体を構成する平板状帯材及び波板状帯材の材料開発
においては、前記したように要求特性との関連で極めて
高価なものとならざるを得ない面がある。これは、この
種の触媒担持母体として良く知られているコーディエラ
イトなどのセラミックス系のものに対する価格メリット
（価格競争力）において、劣位を示すものである。
要素であるメタルハニカム体において、その耐久性を改
善するために材料の面（新しい材料の開発）から、ある
いは耐振構造の面（新しい固着技術の開発）から努力が
払われているが十分なものではない。特に、メタルハニ
カム体を構成する平板状帯材及び波板状帯材の材料開発
においては、前記したように要求特性との関連で極めて
高価なものとならざるを得ない面がある。これは、この
種の触媒担持母体として良く知られているコーディエラ
イトなどのセラミックス系のものに対する価格メリット
（価格競争力）において、劣位を示すものである。
【００１０】また、従来のメタル担体は、その主要な構
成要素であるメタルハニカム体が主として単一体で構成
されているため、メタル担体の適用分野の相違により、
例えば浄化処理能、目標浄化度などの条件因子の相違に
適切に対応することが困難である。このことは、前記し
た通り、メタルハニカム体を構成する部材（平板状帯材
と波板状帯材）が極めて高価な耐熱性の薄肉鋼板（箔
材）を使用していることから、メタル担体の製作におい
て設計の自由度が適切に確保されない場合、非経済的な
ケースを多く発生させることになる。
成要素であるメタルハニカム体が主として単一体で構成
されているため、メタル担体の適用分野の相違により、
例えば浄化処理能、目標浄化度などの条件因子の相違に
適切に対応することが困難である。このことは、前記し
た通り、メタルハニカム体を構成する部材（平板状帯材
と波板状帯材）が極めて高価な耐熱性の薄肉鋼板（箔
材）を使用していることから、メタル担体の製作におい
て設計の自由度が適切に確保されない場合、非経済的な
ケースを多く発生させることになる。
【００１１】例えば、内燃機関の排気ガス対策として四
輪乗用車と自動二輪車をみた場合、その排気ガス規則の
内容等からして夫々に適切なメタルハニカム体を設計し
なければならず、また前者の四輪乗用車といっても目標
とする浄化度との関連で夫々に適切なメタルハニカム体
を設計しなければならず、従来技術において決して設計
の自由度が確保され、かつ要求特性に合致したメタル担
体が効率的、経済的に提供されているとはいうことが出
来ない。
輪乗用車と自動二輪車をみた場合、その排気ガス規則の
内容等からして夫々に適切なメタルハニカム体を設計し
なければならず、また前者の四輪乗用車といっても目標
とする浄化度との関連で夫々に適切なメタルハニカム体
を設計しなければならず、従来技術において決して設計
の自由度が確保され、かつ要求特性に合致したメタル担
体が効率的、経済的に提供されているとはいうことが出
来ない。
【００１２】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来技術の問題点、即ちメタル担体のメタルハニカム体
に高価な材料を使用していることから従来のコーディエ
ライトなどのセラミックス系のものと比較して価格競争
力が劣るという点、かつまたメタル担体の適用対象の相
違に対して設計自由度がないこと、などの問題点を解消
し、経済性はもとより特性に優れたメタル担体を提供し
ようとするものである。
従来技術の問題点、即ちメタル担体のメタルハニカム体
に高価な材料を使用していることから従来のコーディエ
ライトなどのセラミックス系のものと比較して価格競争
力が劣るという点、かつまたメタル担体の適用対象の相
違に対して設計自由度がないこと、などの問題点を解消
し、経済性はもとより特性に優れたメタル担体を提供し
ようとするものである。
【００１３】本発明は、メタル担体の主要な構成要素で
あるメタルハニカム体を、従来の如く単一体で構成する
のでなく、二以上の狭幅のメタル担体用部材に区分する
とともに、前記メタル担体用部材の間に配設するスペー
サー材をもって構成した場合、別言すればメタル担体を
ユニット化した部材で構成した場合、前記した従来技術
の問題が解消されるとともに、より優れた効果が発現さ
れるという知見をベースとするものである。本発明によ
り、適用対象（メタル担体の応用あるいは使用分野）の
相違に対して高い設計自由度を持って対応することがで
き、経済性はもとより特性に優れたメタル担体が提供さ
れる。
あるメタルハニカム体を、従来の如く単一体で構成する
のでなく、二以上の狭幅のメタル担体用部材に区分する
とともに、前記メタル担体用部材の間に配設するスペー
サー材をもって構成した場合、別言すればメタル担体を
ユニット化した部材で構成した場合、前記した従来技術
の問題が解消されるとともに、より優れた効果が発現さ
れるという知見をベースとするものである。本発明によ
り、適用対象（メタル担体の応用あるいは使用分野）の
相違に対して高い設計自由度を持って対応することがで
き、経済性はもとより特性に優れたメタル担体が提供さ
れる。
【００１４】
【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を重
積して製作される排気ガス浄化用の触媒を担持させるた
めのメタルハニカム体（Ｈ）、及び前記メタルハニカム
体（Ｈ）を収納するメタルケーシング（Ｃ）から成るメ
タル担体（ＭＳ）において、前記メタル担体（ＭＳ）
が、(i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流通方向
に二以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ
2 ……Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割メタルハニカム体を収
納する二以上に分割された分割メタルケーシング
（Ｃ1 ，Ｃ2 ……Ｃn ，ｎ≧２）から成る二以上のメタ
ル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧
２）、及び、(ii) 前記各分割メタル担体用部材（ＭＳ
1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧２）の間に配設されるス
ペーサー（Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ……）、をユニット部材とし
て構成されることを特徴とするユニット方式のメタル担
体に関するものである。
本発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を重
積して製作される排気ガス浄化用の触媒を担持させるた
めのメタルハニカム体（Ｈ）、及び前記メタルハニカム
体（Ｈ）を収納するメタルケーシング（Ｃ）から成るメ
タル担体（ＭＳ）において、前記メタル担体（ＭＳ）
が、(i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流通方向
に二以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ
2 ……Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割メタルハニカム体を収
納する二以上に分割された分割メタルケーシング
（Ｃ1 ，Ｃ2 ……Ｃn ，ｎ≧２）から成る二以上のメタ
ル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧
２）、及び、(ii) 前記各分割メタル担体用部材（ＭＳ
1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧２）の間に配設されるス
ペーサー（Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ……）、をユニット部材とし
て構成されることを特徴とするユニット方式のメタル担
体に関するものである。
【００１５】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は図示の
ものに限定されないことはいうまでもないことである。
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は図示の
ものに限定されないことはいうまでもないことである。
【００１６】図１〜図２は、本発明のユニット式のメタ
ル担体（ＭＳ、メタルサブストレート）の第一実施態様
を示すものである。図１は斜視図であり、図２は図１に
示されるメタル担体の中心線を通る縦断面図であり、一
部（メタルハニカム体の部位）を省略してある。
ル担体（ＭＳ、メタルサブストレート）の第一実施態様
を示すものである。図１は斜視図であり、図２は図１に
示されるメタル担体の中心線を通る縦断面図であり、一
部（メタルハニカム体の部位）を省略してある。
【００１７】図示されるように、本発明のメタル担体
（ＭＳ）は、メタルハニカム体（Ｈ）が単一体構造のも
のでなく、(i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流
通方向に二以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ
1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，………Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割され
た各分割メタルハニカム体に対応し、各分割メタルハニ
カム体を内部に収納し、固定するための二以上に分割さ
れた分割メタルケーシング（Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，………
Ｃn ，ｎ≧２）から構成される二以上のメタル担体用部
材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，ＭＳ3 ，………ＭＳn ，ｎ≧２）
を使用するとともに、(ii) 前記各メタル担体用部材
（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，ＭＳ3 ，………ＭＳn ，ｎ≧２）を
所望間隔をはなして配設するとともに、各メタル担体用
部材間にスペーサー（Ｓ）（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ……）を
配設して、構成されるものである。
（ＭＳ）は、メタルハニカム体（Ｈ）が単一体構造のも
のでなく、(i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流
通方向に二以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ
1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，………Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割され
た各分割メタルハニカム体に対応し、各分割メタルハニ
カム体を内部に収納し、固定するための二以上に分割さ
れた分割メタルケーシング（Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，………
Ｃn ，ｎ≧２）から構成される二以上のメタル担体用部
材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，ＭＳ3 ，………ＭＳn ，ｎ≧２）
を使用するとともに、(ii) 前記各メタル担体用部材
（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，ＭＳ3 ，………ＭＳn ，ｎ≧２）を
所望間隔をはなして配設するとともに、各メタル担体用
部材間にスペーサー（Ｓ）（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ……）を
配設して、構成されるものである。
【００１８】図１〜図２の第一実施態様において、各メ
タル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，ＭＳ3 ，……Ｍ
Ｓn ，ｎ≧２）を構成する各分割メタルハニカム体（Ｈ
1 ，Ｈ2，Ｈ3 ，………Ｈn ，ｎ≧２）の幅（ＨＷ）
と、各メタルケーシング（Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，………Ｃ
n ，ｎ≧２）の幅（ＣＷ）は同じ幅のものである。本発
明において、これらの幅は、排気ガスの目標浄化度、背
圧の許容度などから適宜に決定される。また、各メタル
担体用部材間の間隔、従ってスペーサー（Ｓ1 ，Ｓ2 ，
Ｓ3 ……）の幅（ＳＷ）も、該スペーサー（Ｓ＝Ｓ1 ＋
Ｓ2 ……）により形成される空間部位（ＳＰ）における
排気ガスの乱流付与効果などの観点から適宜に決定され
る。図３は、従来の単一のメタルハニカム体（Ｈ´）を
利用したメタル担体（ＭＳ´）の断面図であり、第２図
に対応するものである。図２〜図３により、本発明の特
徴点、即ちメタル担体（ＭＳ）がユニット化された部材
で構成される点がよく示されている。
タル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，ＭＳ3 ，……Ｍ
Ｓn ，ｎ≧２）を構成する各分割メタルハニカム体（Ｈ
1 ，Ｈ2，Ｈ3 ，………Ｈn ，ｎ≧２）の幅（ＨＷ）
と、各メタルケーシング（Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，………Ｃ
n ，ｎ≧２）の幅（ＣＷ）は同じ幅のものである。本発
明において、これらの幅は、排気ガスの目標浄化度、背
圧の許容度などから適宜に決定される。また、各メタル
担体用部材間の間隔、従ってスペーサー（Ｓ1 ，Ｓ2 ，
Ｓ3 ……）の幅（ＳＷ）も、該スペーサー（Ｓ＝Ｓ1 ＋
Ｓ2 ……）により形成される空間部位（ＳＰ）における
排気ガスの乱流付与効果などの観点から適宜に決定され
る。図３は、従来の単一のメタルハニカム体（Ｈ´）を
利用したメタル担体（ＭＳ´）の断面図であり、第２図
に対応するものである。図２〜図３により、本発明の特
徴点、即ちメタル担体（ＭＳ）がユニット化された部材
で構成される点がよく示されている。
【００１９】より具体的には、次のようにメタル担体
（ＭＳ）を構成した。 (1) Ｆe −Ｃr ２０％−Ａl ５％−Ｃe ０．０２％の耐
熱鋼の厚さ０．０４mm、幅７０mmの薄肉鋼帯からなる平
板状帯材（１）をフォーミングギアの間を通過させ、ピ
ッチ幅３mm、波高１．４mmの波板状帯材（２）を調製し
た。 (2) 前記平板状帯材（１）、及び波板状帯材（２）を巻
回形成し、セル密度３００（cpsi）の外径７０mmのメタ
ルハニカム体（Ｈ）を製作した。 (3) 次いで、略同径のメタルケーシング（Ｃ）（ＳＵＳ
４３０製）内に前記メタルハニカム体を圧入し、固定し
た。
（ＭＳ）を構成した。 (1) Ｆe −Ｃr ２０％−Ａl ５％−Ｃe ０．０２％の耐
熱鋼の厚さ０．０４mm、幅７０mmの薄肉鋼帯からなる平
板状帯材（１）をフォーミングギアの間を通過させ、ピ
ッチ幅３mm、波高１．４mmの波板状帯材（２）を調製し
た。 (2) 前記平板状帯材（１）、及び波板状帯材（２）を巻
回形成し、セル密度３００（cpsi）の外径７０mmのメタ
ルハニカム体（Ｈ）を製作した。 (3) 次いで、略同径のメタルケーシング（Ｃ）（ＳＵＳ
４３０製）内に前記メタルハニカム体を圧入し、固定し
た。
【００２０】(4) 次に、ワイヤカットマシンにより幅
（ＣＷ＝ＨＷ）１０mmの７個メタル担体用部材（ＭＳ1
……ＭＳ7 ）を製作した。 (5) 次に、前記７個のメタル担体用部材のうち５個を使
用して、従来の単一メタルハニカム体（即ち、前記(3)
の段階のもの）を利用したメタル担体（ＭＳ')に対応す
る本発明のメタル担体（ＭＳ）を製作した。従って、各
メタル担体用部材間の間隔、即ちスペーサー（Ｓ）の幅
（ＳＷ）は、約５mmである。 以上のように構成したメタル担体（ＭＳ）の各部材を常
法に従って固定するとともに触媒を常法に従って担持さ
せ、排気ガス系に接続して実験したところ、従来の単一
のメタルハニカム体で、よりセル密度の高いもの（５０
０cpsi）を利用したメタル担体（ＭＳ´）と同様に十分
な浄化能を達成することが出来た。このことは、本発明
により経済的な排気ガス浄化系が設計されたことを意味
するものである。
（ＣＷ＝ＨＷ）１０mmの７個メタル担体用部材（ＭＳ1
……ＭＳ7 ）を製作した。 (5) 次に、前記７個のメタル担体用部材のうち５個を使
用して、従来の単一メタルハニカム体（即ち、前記(3)
の段階のもの）を利用したメタル担体（ＭＳ')に対応す
る本発明のメタル担体（ＭＳ）を製作した。従って、各
メタル担体用部材間の間隔、即ちスペーサー（Ｓ）の幅
（ＳＷ）は、約５mmである。 以上のように構成したメタル担体（ＭＳ）の各部材を常
法に従って固定するとともに触媒を常法に従って担持さ
せ、排気ガス系に接続して実験したところ、従来の単一
のメタルハニカム体で、よりセル密度の高いもの（５０
０cpsi）を利用したメタル担体（ＭＳ´）と同様に十分
な浄化能を達成することが出来た。このことは、本発明
により経済的な排気ガス浄化系が設計されたことを意味
するものである。
【００２１】本発明のメタル担体（ＭＳ）、特にその主
要な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ2 ，…
…Ｈn ，ｎ≧２）の構成には種々の変形例が包含され
る。このような変形例の一つが図４に示されている。図
４は、１つのメタルハニカム体（Ｈ1 ）とメタルケーシ
ング（Ｃ2 ）から成る１つのメタル担体用部材（Ｍ
Ｓ1 ）が示されており、特にメタルケーシング（Ｃ1 ）
の断面形状が略コ字状のものが示されている。前記した
メタルケーシング（Ｃ1 ）を使用すると、メタルハニカ
ム体（Ｈ1 ）のメタルケーシングからの離体やズレが防
止されるという効果を得ることができる。
要な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ2 ，…
…Ｈn ，ｎ≧２）の構成には種々の変形例が包含され
る。このような変形例の一つが図４に示されている。図
４は、１つのメタルハニカム体（Ｈ1 ）とメタルケーシ
ング（Ｃ2 ）から成る１つのメタル担体用部材（Ｍ
Ｓ1 ）が示されており、特にメタルケーシング（Ｃ1 ）
の断面形状が略コ字状のものが示されている。前記した
メタルケーシング（Ｃ1 ）を使用すると、メタルハニカ
ム体（Ｈ1 ）のメタルケーシングからの離体やズレが防
止されるという効果を得ることができる。
【００２２】次に、本発明の前記したケーシング（Ｃ）
内に填装され、固着されるハニカム体（Ｈ）の変形例に
ついて説明する。本発明におけるハニカム体（Ｈ）は、
前記図１に示される巻回タイプのものに限定されず、例
えば図５に示される平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）を交互に、階層状に積層して製作した階層タイプ
のものであってもよい。
内に填装され、固着されるハニカム体（Ｈ）の変形例に
ついて説明する。本発明におけるハニカム体（Ｈ）は、
前記図１に示される巻回タイプのものに限定されず、例
えば図５に示される平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）を交互に、階層状に積層して製作した階層タイプ
のものであってもよい。
【００２３】このほか、本発明で使用できるハニカム体
（Ｈ）の構造として、平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）とから成る最小構成単位の所望数を使用して製作
され、各最小構成単位の夫々の端部か、前記巻回タイプ
または階層タイプと相違して外包するメタルケーシング
の内壁に当接する構造のものであってもよい。この種の
構造を有するメタルハニカム体（Ｈ）としては、放射状
タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、及びＸ−ラップ
（卍）タイプのものがあり、これらは常法に従って製作
される。
（Ｈ）の構造として、平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）とから成る最小構成単位の所望数を使用して製作
され、各最小構成単位の夫々の端部か、前記巻回タイプ
または階層タイプと相違して外包するメタルケーシング
の内壁に当接する構造のものであってもよい。この種の
構造を有するメタルハニカム体（Ｈ）としては、放射状
タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、及びＸ−ラップ
（卍）タイプのものがあり、これらは常法に従って製作
される。
【００２４】図６は、放射状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）の断面図を示す。前記放射状タイプのハニカム体
（Ｈ）は、平板状帯材（１）と波板状帯材（２）から成
る最小単位を、巻回中心部（４）に所望数を配設し、こ
れを巻回成形して製作されるものである。
（Ｈ）の断面図を示す。前記放射状タイプのハニカム体
（Ｈ）は、平板状帯材（１）と波板状帯材（２）から成
る最小単位を、巻回中心部（４）に所望数を配設し、こ
れを巻回成形して製作されるものである。
【００２５】図７は、Ｓ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）の断面図を示す。前記Ｓ字状タイプのハニカム体
（Ｈ）は、該最小構成単位の所望数を積重ねて形成した
１箇のスタック（stack ）において、その上下最外層に
二つの巻回成形治具を配設し（図中、４と５に配設
し）、同一方向に巻回成形することによって製作される
ものである。
（Ｈ）の断面図を示す。前記Ｓ字状タイプのハニカム体
（Ｈ）は、該最小構成単位の所望数を積重ねて形成した
１箇のスタック（stack ）において、その上下最外層に
二つの巻回成形治具を配設し（図中、４と５に配設
し）、同一方向に巻回成形することによって製作される
ものである。
【００２６】図８は、巴状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）の正面図を示す。前記巴状タイプのハニカム体
（Ｈ）は、該最小構成単位の所望数からなる３箇のスタ
ック（ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３）において、各スタック
の中央部を夫々１２０°に折り曲げて３箇当接させ、夫
々のスタックの最外層に三つの巻回成形治具を配設し
（図中、４、５、６に配設し）、同一方向に巻回成形す
ることによって製作されるものである。
（Ｈ）の正面図を示す。前記巴状タイプのハニカム体
（Ｈ）は、該最小構成単位の所望数からなる３箇のスタ
ック（ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３）において、各スタック
の中央部を夫々１２０°に折り曲げて３箇当接させ、夫
々のスタックの最外層に三つの巻回成形治具を配設し
（図中、４、５、６に配設し）、同一方向に巻回成形す
ることによって製作されるものである。
【００２７】図９は、Ｘ−ラップ（卍）タイプのメタル
ハニカム体（Ｈ）の正面図を示す。前記Ｘ−ラップ
（卍）タイプのメタルハニカム体（Ｈ）は、該最小構成
単位の所望数を積重ねて形成した４箇のスタック（ＳＴ
１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４）において、各スタックを
一端で相互に当接させ、該当接部を中心に巻回成形する
ことによって製作されるものである。なお、図示の構造
のメタルハニカム体（Ｈ）がＸ−ラップ（卍）タイプと
いわれるのは、巻回成形の中心部（即ち、各スタックが
一端で当接される部位）の形状が、Ｘ字状（十字状）で
あり、これを包み込むように形成されているからであ
る。前記Ｘ−ラップ（卍）タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）において、各スタックの側面からみた断面形状が
長方形、台形、平行四辺形などであることによって、メ
タルハニカム体（Ｈ）の断面形状が円形、楕円形、レー
ストラック形状など各種のものが製作される。
ハニカム体（Ｈ）の正面図を示す。前記Ｘ−ラップ
（卍）タイプのメタルハニカム体（Ｈ）は、該最小構成
単位の所望数を積重ねて形成した４箇のスタック（ＳＴ
１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４）において、各スタックを
一端で相互に当接させ、該当接部を中心に巻回成形する
ことによって製作されるものである。なお、図示の構造
のメタルハニカム体（Ｈ）がＸ−ラップ（卍）タイプと
いわれるのは、巻回成形の中心部（即ち、各スタックが
一端で当接される部位）の形状が、Ｘ字状（十字状）で
あり、これを包み込むように形成されているからであ
る。前記Ｘ−ラップ（卍）タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）において、各スタックの側面からみた断面形状が
長方形、台形、平行四辺形などであることによって、メ
タルハニカム体（Ｈ）の断面形状が円形、楕円形、レー
ストラック形状など各種のものが製作される。
【００２８】本発明において、前記各種タイプのメタル
ハニカム体（Ｈ）を製作するために使用される平板状帯
材（１）としては、通常のメタルモノリスタイプのメタ
ルハニカム体を製作するときに使用されている帯材、例
えばクロム鋼（クロム１３％〜２５％）、Ｆe −Ｃr ２
０％−Ａl ５％などの耐熱性のステンレス鋼、あるいは
これに耐高温酸化性を改善するために希土類金属（ＲＥ
Ｍ）を加えた耐熱性のステンレス鋼など、厚さが４０μ
m 〜１００μm の帯材が使用される。また、波板状帯材
（２）としては、前記平板状帯材（１）から所定の略正
弦波もしくは略台形波を有するように波付加工したもの
が使用される。なお、平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）は互いに異なった板厚でもよく、また異なった材
質のものであってもよい。特に、平板状帯材（１）と波
板状帯材（２）にＡl を含有させたものやあるいはその
表面にＡl 層を設けたものを熱処理して、その表面にウ
ィスカー状もしくはマッシュルーム状のアルミナ（Ａl
2 Ｏ3 ）層を析出させたものが好ましい。前記ウィスカ
ー状などのアルミナ層は、Ｐt ，Ｐd ，Ｒh などの排気
ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュコート層を
強固に保持することができるので好ましいものである。
ハニカム体（Ｈ）を製作するために使用される平板状帯
材（１）としては、通常のメタルモノリスタイプのメタ
ルハニカム体を製作するときに使用されている帯材、例
えばクロム鋼（クロム１３％〜２５％）、Ｆe −Ｃr ２
０％−Ａl ５％などの耐熱性のステンレス鋼、あるいは
これに耐高温酸化性を改善するために希土類金属（ＲＥ
Ｍ）を加えた耐熱性のステンレス鋼など、厚さが４０μ
m 〜１００μm の帯材が使用される。また、波板状帯材
（２）としては、前記平板状帯材（１）から所定の略正
弦波もしくは略台形波を有するように波付加工したもの
が使用される。なお、平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）は互いに異なった板厚でもよく、また異なった材
質のものであってもよい。特に、平板状帯材（１）と波
板状帯材（２）にＡl を含有させたものやあるいはその
表面にＡl 層を設けたものを熱処理して、その表面にウ
ィスカー状もしくはマッシュルーム状のアルミナ（Ａl
2 Ｏ3 ）層を析出させたものが好ましい。前記ウィスカ
ー状などのアルミナ層は、Ｐt ，Ｐd ，Ｒh などの排気
ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュコート層を
強固に保持することができるので好ましいものである。
【００２９】前記した各種タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）は、メタルケーシング（Ｃ）内に填装され、固着
されるものである。前記したメタルケーシング（Ｃ）
は、メタルハニカム体（Ｈ）を内部に収容し固着するも
のであり、両端が開口し、メタルハニカム体（Ｈ）の断
面形状と同じ形状のものであれば何らの制約を受けるも
のではない。即ち、円形のみならず、レーストラック形
状、楕円形、多角形、その他の異形断面のものであって
もよい。前記したメタルケーシング（Ｃ）の材料とし
て、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する帯材（１、２）
と同種の耐熱鋼を使用してもよい。あるいは、耐熱耐食
性に富む他材を使用してもよい。更には、外側部分の材
料を内側部分よりも耐熱耐食性に富む二重構造としたも
の、具体的には内側部分にフェライト系ステンレス鋼
を、外側部分にオーステナイト系ステンレス鋼を使用し
た二重構造のケーシングを使用してもよい。
（Ｈ）は、メタルケーシング（Ｃ）内に填装され、固着
されるものである。前記したメタルケーシング（Ｃ）
は、メタルハニカム体（Ｈ）を内部に収容し固着するも
のであり、両端が開口し、メタルハニカム体（Ｈ）の断
面形状と同じ形状のものであれば何らの制約を受けるも
のではない。即ち、円形のみならず、レーストラック形
状、楕円形、多角形、その他の異形断面のものであって
もよい。前記したメタルケーシング（Ｃ）の材料とし
て、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する帯材（１、２）
と同種の耐熱鋼を使用してもよい。あるいは、耐熱耐食
性に富む他材を使用してもよい。更には、外側部分の材
料を内側部分よりも耐熱耐食性に富む二重構造としたも
の、具体的には内側部分にフェライト系ステンレス鋼
を、外側部分にオーステナイト系ステンレス鋼を使用し
た二重構造のケーシングを使用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、排気ガス浄化用の触媒を担持
するためのメタルハニカム体と該メタルハニカム体を内
部に収容、固着するためのメタルケーシングとから成る
メタル担体において、その構成部材をユニット化（パー
ツ化）した点に特徴を有する。そして、各ユニット部材
を組立ててメタル担体とするとき、二以上に分割された
メタルハニカム体が所定の間隔をもって配設されるよう
にした点にも特徴を有する。
するためのメタルハニカム体と該メタルハニカム体を内
部に収容、固着するためのメタルケーシングとから成る
メタル担体において、その構成部材をユニット化（パー
ツ化）した点に特徴を有する。そして、各ユニット部材
を組立ててメタル担体とするとき、二以上に分割された
メタルハニカム体が所定の間隔をもって配設されるよう
にした点にも特徴を有する。
【００３１】以上の構成により、メタル担体を製作する
上での設計の自由度が確保されるだけでなく、極めて高
価な耐熱鋼で製作されるメタルハニカム体部を目標とす
る排気ガス浄化能に適合させて構成することが出来るた
め経済的なメタル担体が得られる。また、二以上に分割
されたメタルハニカム体間の空隙は、排気ガスを乱流化
攪拌するため、均一な浄化能が達成されるばかりでな
く、メタルハニカム体の配設数を低減することが出来る
ため経済的である。
上での設計の自由度が確保されるだけでなく、極めて高
価な耐熱鋼で製作されるメタルハニカム体部を目標とす
る排気ガス浄化能に適合させて構成することが出来るた
め経済的なメタル担体が得られる。また、二以上に分割
されたメタルハニカム体間の空隙は、排気ガスを乱流化
攪拌するため、均一な浄化能が達成されるばかりでな
く、メタルハニカム体の配設数を低減することが出来る
ため経済的である。
【図１】 本発明の第一実施態様のユニット方式のメタ
ル担体の斜視図である。
ル担体の斜視図である。
【図２】 図１の一部を省略した縦断面図である。
【図３】 従来のメタル担体の一部を省略した縦断面で
あり、図２に対応するものである。
あり、図２に対応するものである。
【図４】 本発明のユニット方式のメタル担体を構成す
る、他の態様の分割メタルハニカム体の断面図である。
る、他の態様の分割メタルハニカム体の断面図である。
【図５】 本発明のユニット方式のメタル担体を構成す
る他のメタルハニカム体の断面図である。
る他のメタルハニカム体の断面図である。
【図６】 本発明のユニット方式のメタル担体を構成す
る第三のメタルハニカム体の断面図である。
る第三のメタルハニカム体の断面図である。
【図７】 本発明のユニット方式のメタル担体を構成す
る第四のメタルハニカム体の断面図である。
る第四のメタルハニカム体の断面図である。
【図８】 本発明のユニット方式のメタル担体を構成す
る第五のメタルハニカム体の正面図である。
る第五のメタルハニカム体の正面図である。
【図９】 本発明のユニット方式のメタル担体を構成す
る第六のメタルハニカム体の正面図である。
る第六のメタルハニカム体の正面図である。
ＭＳ ……………………………メタル担体 ＭＳ1 ，ＭＳ2 ……ＭＳn …メタル担体用部材 Ｈ ………………………………メタルハニカム体 Ｈ1 ，Ｈ2 ，……Ｈn ………分割メタルハニカム体 Ｃ ………………………………メタルケーシング Ｃ1 ，Ｃ2 ，……Ｃn ………分割メタルケーシング Ｓ（Ｓ1 ，Ｓ2 ……） ………スペーサー ＳＰ ……………………………空間スペース ＨＷ ……………………………分割メタルハニカム体の
幅 ＣＷ ……………………………分割メタルケーシングの
幅 ＳＷ ……………………………スペーサーの幅 １ ………………………………平板状帯材 ２ ………………………………波板状帯材 ３ ………………………………網目状通気孔路（セル）
幅 ＣＷ ……………………………分割メタルケーシングの
幅 ＳＷ ……………………………スペーサーの幅 １ ………………………………平板状帯材 ２ ………………………………波板状帯材 ３ ………………………………網目状通気孔路（セル）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ＺＡＢ ３０１ Ｇ Ｕ
Claims (2)
- 【請求項１】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
を重積して製作される排気ガス浄化用の触媒を担持させ
るためのメタルハニカム体（Ｈ）、及び前記メタルハニ
カム体（Ｈ）を収納するメタルケーシング（Ｃ）から成
るメタル担体（ＭＳ）において、前記メタル担体（Ｍ
Ｓ）が、 (i) メタルハニカム体（Ｈ）が排気ガスの流通方向に二
以上に分割された分割メタルハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ2 …
…Ｈn ，ｎ≧２）と、該分割メタルハニカム体を収納す
る二以上に分割された分割メタルケーシング（Ｃ1 ，Ｃ
2 ……Ｃn ，ｎ≧２）から成る二以上のメタル担体用部
材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，……ＭＳn ，ｎ≧２）、及び、 (ii) 前記各分割メタル担体用部材（ＭＳ1 ，ＭＳ2 ，
……ＭＳn ，ｎ≧２）の間に配設されるスペーサー（Ｓ
＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ……）、をユニット部材として構成される
ことを特徴とするユニット方式のメタル担体。 - 【請求項２】 メタルケーシング（Ｃ）が、分割メタル
ケーシング（Ｃ1 ，Ｃ2 ……Ｃn ，ｎ≧２）とスペーサ
ー（Ｓ）により構成される請求項１に記載のユニット方
式のメタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343334A JPH07171410A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | ユニット方式のメタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343334A JPH07171410A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | ユニット方式のメタル担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07171410A true JPH07171410A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=18360725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5343334A Pending JPH07171410A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | ユニット方式のメタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07171410A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017064762A1 (ja) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒ブロック及びその製造方法 |
| KR20170093291A (ko) * | 2016-02-04 | 2017-08-16 | 주식회사 아모그린텍 | 대용량 촉매 반응기용 촉매 담체 모듈 |
| US10835893B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-11-17 | Amogreentech Co., Ltd. | Catalyst carrier module for large-capacity catalytic reactor |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5343334A patent/JPH07171410A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017064762A1 (ja) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒ブロック及びその製造方法 |
| JPWO2017064762A1 (ja) * | 2015-10-14 | 2018-02-01 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒ブロック及びその製造方法 |
| EP3305407A4 (en) * | 2015-10-14 | 2019-01-09 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | CATALYST BLOCK AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| US10376870B2 (en) | 2015-10-14 | 2019-08-13 | Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. | Catalyst block |
| KR20170093291A (ko) * | 2016-02-04 | 2017-08-16 | 주식회사 아모그린텍 | 대용량 촉매 반응기용 촉매 담체 모듈 |
| US10835893B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-11-17 | Amogreentech Co., Ltd. | Catalyst carrier module for large-capacity catalytic reactor |
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