JPH10314601A - 触媒装置用メタル担体 - Google Patents

触媒装置用メタル担体

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JPH10314601A
JPH10314601A JP9124248A JP12424897A JPH10314601A JP H10314601 A JPH10314601 A JP H10314601A JP 9124248 A JP9124248 A JP 9124248A JP 12424897 A JP12424897 A JP 12424897A JP H10314601 A JPH10314601 A JP H10314601A
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JP
Japan
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sheet material
honeycomb body
catalyst
carrier
catalyst device
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Pending
Application number
JP9124248A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Toyoda
哲郎 豊田
Katsunori Matsuoka
克憲 松岡
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Showa Aircraft Industry Co Ltd
Original Assignee
Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒装置用メタル担体において、触媒装置を
加熱せずまたプリコンバータやホットチューブを設ける
ことなく、構造が簡単でコストを増大させることなくエ
ンジン始動時の触媒効率を向上させる。 【解決手段】 波板材1又は平板材2のいずれか一方の
板材の軸方向長さを、他方の板材より長くしてロール状
のハニカム体3を形成する。板材の長い部分で形成され
た部分Iを排気ガス流の上流側に配設する。部分Iはメ
インの担体部分IIより熱容量が小なので始動後直ちに暖
まり部分IIが暖まるまでの間予備的触媒担体として作用
し、かつガス温度を上昇させて部分IIが活性温度まで到
達する時間を短縮させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メ
タル担体に関し、特にロール状ハニカム体の触媒装置用
メタル担体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、薄い金属の平板と波板の間にろ
う材を介在させて、平板と波板を重ねて軸の周りにロー
ル状に巻き込んでハニカム体を形成し、高真空炉を使用
してろう材を溶融させ、板材の接触部分において接合を
行っていた。そのようにして形成されたハニカム体を金
属製外筒内に収容したものが触媒装置用メタル担体とし
て知られている。(例えば特開昭56−4373号公
報)。
【0003】ハニカム体のハニカム通路表面には触媒担
持層が形成され、その触媒担持層に貴金属触媒が担持さ
れて排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして内燃機関の
排気通路に配設されて排気ガス中のHC,CO,NOx
などを浄化する。なお限られた排気ガス通路断面におい
てできるだけ多くのハニカム通路面積を確保する必要か
ら、平板および波板の厚さは強度を維持できる範囲内で
できるだけ薄くなっており、また平板と波板の幅はハニ
カム体の軸方向において同一長さとなっている。
【0004】上述した触媒担持層に担持された貴金属触
媒は、或る程度の高温環境下で触媒反応が促進されるの
で、触媒装置はできるだけ、高温の排気ガスに曝される
ように内燃機関の排気弁の近くに設けられている。
【0005】近年、車両の排気ガスに対する規制が強化
される傾向にあり、特にアメリカ、EC、台湾などの国
々では顕著であって、今後の厳しい規制に対しては触媒
のみによる排気ガス処理では対応が難しくなっているの
が現状である。そのため4輪車においては、触媒装置に
電気加熱式やバーナ加熱式の機能を付加して、エンジン
始動時における排ガス温度を上昇させまたは触媒担体を
直接加熱して、触媒反応を促進させる方法をとり、また
プリコンバータをメイン担体の前側に設けて予備触媒と
して使用している。
【0006】2輪車においては、プリコンバータ、ホッ
トチューブなどの方法が検討され、これらはいずれもメ
インの触媒担体に対して排気ガス流の上流側に設けられ
て予備触媒として作用し、下記のような効果をもたらす
ものである。すなわち、 イ.排気管内においてエンジンに近接して配置されるた
め、エンジンの始動後直ちに暖まって、メインの触媒担
体が暖まるまでの予備的触媒として機能し、 ロ.メインの触媒担体に流入する排気ガス温度を上昇さ
せる効果があるので、メインの触媒担体が活性温度まで
到達する時間を短縮し、また、 ハ.メインの触媒担体の中に未燃のガスが流入すること
によって生じる触媒の劣化を防止する。その理由は、4
輪車ではエンジンの燃焼不良や失火などが発生した場合
や、2輪車で特に2サイクルエンジンにおいて、構造上
未燃の生ガスが排気されやすい場合に、触媒反応で高温
になっているメインの触媒担体の中に未燃のガスが流入
して燃焼を起すため、流入した未燃ガスの量によっては
担体温度が1100℃以上にまで上昇し、担体が酸化を
起して劣化するからである。
【0007】現在プリコンバータとして検討され又は使
用されているものは、メインの触媒装置用担体と同様に
構成されたハニカム状の担体である。但しメインの担体
より容量が小さく、セル密度の粗いものが使用されてい
る。
【0008】またホットチューブとして検討され又は使
用されているものには、次に示すものがある。すなわち
図3に示すように、 (1)エンジンとメイン触媒装置30とを連結する排気
管35の内面35aに直接触媒を担持させたもの(図3
(A)参照) (2)エンジンとメイン触媒装置30とを連結する排気
管35内に、排気管より直径が細い短管31を排気管3
5と同心に設け、短管31に小孔を施した上、触媒を担
持させたもの(図3(B)参照) (3)上記の(2)で述べた短管31の代りに、1枚の
板32に触媒を担持させて軸方向に固設したもの(図3
(C)参照) (4)上記の(2)で述べた短管31の内側に1層の波
板材33を固設して、触媒を担持させたもの(図3
(D)参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の排気ガ
ス浄化装置に用いられる触媒装置用メタル担体におい
て、その触媒反応効率を高めるために、加熱機能を付加
したり、プリコンバータまたはホットチューブなどの装
置を予備触媒担体としてメイン触媒装置の上流側に別に
設ける場合は、それらは何れもコストが増大するほか圧
力損失も大となり、さらに小型のエンジンにおいて触媒
装置が大型となって設置が困難になるという欠点があ
る。
【0010】本発明の目的は、構造が簡単でコストを増
大させることなく、エンジン始動時における触媒装置の
効率を向上させることができる触媒装置用メタル担体を
提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体は、帯状の薄い金属板を折曲げて連続的な波形の
凹凸を形成した波板材と、平坦な帯状の薄い金属板から
なる平板材とが、相互に当接して重ねられ、軸の周りに
ロール状に巻かれて形成された多数の網目状通路を備え
たハニカム体を含む触媒装置用メタル担体において、波
板材もしくは平板材のいずれか一方の板材の軸方向長さ
が、他方の板材の軸方向長さより長く形成され、かつ板
材の長い部分によってハニカム体の一方の端部が形成さ
れる。
【0012】このように板材の長い部分で形成されたハ
ニカム体の一方の端部が、排気ガス流の上流側に配設さ
れることが好適である。
【0013】上述のように形成されたハニカム体の一方
の端部は、板材が1枚で形成されているため熱容量が小
さく、エンジンの始動後速かに暖まるので、メインの担
体を形成するハニカム体の部分が暖まるまでの間、予備
的触媒担体として機能することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の触媒装置用メ
タル担体の略図であって、図1(A)は板材の構成とハ
ニカム体の製造方法を示す斜視図、図1(B)は軸方向
断面略図である。
【0015】図1(A)において、波板材1は、フェラ
イト系ステンレスからなる波形の凹凸が連続的に形成さ
れた軸方向長さl1 を有する帯状で薄い板材、平板材2
は、同様の材質で、軸方向長さl2 を有する平坦な薄い
板材であり、両者の軸方向長さはl1 >l2 の関係にあ
る。このような波板材1と平板材2とを、軸方向の一方
の端縁aを揃えて重ね合わせ、図に示すように2枚の板
材の長手方向の一方の端を中心としてロール状に巻き回
してハニカム体3を形成する。
【0016】図1(B)は、上述のように形成したハニ
カム体3の軸方向断面略図であって、ハニカム体3は、
波板材1のみによってロール状に巻かれた部分Iと、波
板材1と平板材2とが重ねられて巻かれて形成されたメ
インの担体部分IIとから形成されている。
【0017】外筒4は、必要に応じて設けられ、ハニカ
ム体3の外側を覆いハニカム体3の外形を保護するとと
もに、ハニカム体3を保持する役目を果すものである
が、必ずしもI、II両部を覆わなくてもよく、また無く
ても良い。ただしI部のみに外筒4を設けることはハニ
カム体3の形状を保つ上で困難であるから、必らずメイ
ンの担体部分IIの一部も覆う必要がある。
【0018】波板材1と平板材2との間、および外筒4
とハニカム体3との間には、通常ろう材が施されて接合
される。またハニカム体3には触媒担持層が施され貴金
属触媒を担持する。
【0019】上述のように形成されたハニカム体3を、
エンジンの排気ガス浄化装置に用いる場合、波板材1の
みがロール状に巻かれた部分Iを排気ガス入口側にして
設置する。
【0020】上述の説明においては、波板材1の軸方向
長さl1 を平板材2の軸方向長さl 2 より長い場合につ
いて述べたが、両板材の長さを逆にしてl2 >l1 とし
てハニカム体3を形成することもできる。この場合のハ
ニカム体3は、部分Iが平板材2のみで形成されること
になる。
【0021】上述のように形成されたハニカム体3の部
分Iは、単一の波板材もしくは平板材のみで形成される
ため、メインの担体部分IIに比べ熱容量が小さくなって
エンジン始動時短時間で容易に暖まるため、メインの担
体部分IIに対して予備的な触媒担体として機能すること
ができる。
【0022】以上の実施の形態においては、波板材1と
平板材2の軸方向長さl1 、l2 を、板材の長手方向に
一定幅を有するものとして述べたが、軸方向長さが長い
方の板材は、長手方向の幅を必ずしも一定とする必要が
なく、図2(A)に示すように種々の平面形状とするこ
ともできる。図2(B)は、これら特殊の平面形状を有
する波板材1を用いて形成したハニカム体3の軸を含む
断面略図である。
【0023】図2(A)、(B)は、波板材1の軸方向
長さl1 が平板材2の軸方向長さl 2 より長い場合の図
であるが、平板材2の軸方向長さl2 が波板材1の軸方
向長さl1 より長いl2 >l1 の場合についても同様に
して、平板材2のみで形成された部分Iを有するハニカ
ム体を形成することができる。
【0024】比較的外径が小さいハニカム体の場合、I
部の容積は1cc以上あればよい。さらにI部の形状は
上記のほかどのような形状をとることもできる。またハ
ニカム体の形状を保持するためにI部とII部の軸方向長
さは、常にI部≦II部とする必要がある。さらにI部は
その形状を保ちにくいため、I部の軸方向最大長さを1
50mm以下に抑えることが望ましい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、波板材と
平板材を重ねてロール状に巻き回して形成するハニカム
体を、いずれか一方の板材の軸方向長さを長く形成し
て、長い方の板材のみで形成されたハニカム体の端部を
ガス流入側に向けて配設したため、ハニカム体の入口側
端部の熱容量が小さくなってエンジン始動後端部が速や
かに暖まり、ハニカム体のメインの担体部分が暖まるま
での間、予備的触媒担体として機能するほか、メインの
担体部分に流入する排気ガスの温度を上昇させてメイン
の担体部分の活性温度まで到達する時間を短縮させる効
果があるとともに、未燃のガスがメインの担体部分に流
入して触媒を劣化させることを防止する上で有効であ
る。
【0026】さらにまた、ホットチューブやプリコンバ
ータなどを設ける必要がないため、排気管の構造が単純
となって排気管自体の耐久性が向上するとともにコスト
が低減するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒装置用メタル担体の図であって、
図1(A)は板材の構成とハニカム体の製造方法を示す
斜視図、図1(B)はハニカム体の軸方向断面略図であ
る。
【図2】軸方向長さが長い板材に、種々の平面形の板材
を用いた図であって、図2(A)は板材の平面略図、図
2(B)はハニカム体の軸方向断面略図である。
【図3】従来の技術による種々の形式のホットチューブ
を用いた排気ガス浄化装置の、排気管の断面を含む側面
の略図である。
【符号の説明】
1 波板材 2 平板材 3 ハニカム体 4 外筒 30 メイン触媒装置 31 短管 32 板 33 波板材 35 排気管 35a 内面 a 端縁 l1 、l2 板材の軸方向長さ I 波板材または平板材のいずれか一方のみで形成さ
れた部分 II 波板材と平板材とを重ね合わせて形成されたメイ
ンの担体部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状の薄い金属板を折曲げて連続的な波
    形の凹凸を形成した波板材と、平坦な帯状の薄い金属板
    からなる平板材とが、相互に当接して重なり合い、軸の
    周りにロール状に巻かれて形成された多数の網目状通路
    を備えたハニカム体を含む触媒装置用メタル担体におい
    て、 前記波板材もしくは平板材のいずれか一方の板材の軸方
    向長さが、他方の板材の軸方向長さより長く形成され、
    かつ板材の長い部分によって前記ハニカム体の一方の端
    部が形成されることを特徴とする、触媒装置用メタル担
    体。
  2. 【請求項2】 前記板材の長い部分で形成された前記ハ
    ニカム体の一方の端部が、排気ガス流の上流側に配設さ
    れる、請求項1に記載の触媒装置用メタル担体。
JP9124248A 1997-05-14 1997-05-14 触媒装置用メタル担体 Pending JPH10314601A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018033527A1 (de) * 2016-08-16 2018-02-22 Continental Automotive Gmbh Wabenkörper zur abgasnachbehandlung

Cited By (4)

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