JPS60137436A - モノリス担体 - Google Patents
モノリス担体Info
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- JPS60137436A JPS60137436A JP58243601A JP24360183A JPS60137436A JP S60137436 A JPS60137436 A JP S60137436A JP 58243601 A JP58243601 A JP 58243601A JP 24360183 A JP24360183 A JP 24360183A JP S60137436 A JPS60137436 A JP S60137436A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2825—Ceramics
- F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はモノリス担体、特に自動車などの内燃機関から
の排出ガスに含まれる有害ガスを除去するためのモノリ
ス触媒用担体として使用されるハニカム状構造体の改良
に関するものである。
の排出ガスに含まれる有害ガスを除去するためのモノリ
ス触媒用担体として使用されるハニカム状構造体の改良
に関するものである。
大気汚染による公害防止などの立場から、上記排気ガス
中の有害物質を無害化するために、活性アルミナ等の担
体に白金、パラジウム等の触媒成分を担持した触媒が用
いられている。この触媒としては、粒状触媒も使用でき
るが、触媒コンバータへの装填が容易であるとか、圧力
損失が小さいなどの理由からハニカム型のモノリス触媒
が多用されている。
中の有害物質を無害化するために、活性アルミナ等の担
体に白金、パラジウム等の触媒成分を担持した触媒が用
いられている。この触媒としては、粒状触媒も使用でき
るが、触媒コンバータへの装填が容易であるとか、圧力
損失が小さいなどの理由からハニカム型のモノリス触媒
が多用されている。
このモノリス触媒が金属容器に装着され走行時に加熱さ
れたときに熱膨張した金属容器との間に隙間を生じない
ように高い圧力のもとで装着されている。また、走行中
に起る振動にも耐えるべく高い強度が要求される。しか
るに従来の断面形状が正方形のセルからなるモノリス担
体では特に第2図の矢印で示す対角線方向の押圧力に対
する強度が鞠いのでセルの壁を薄くしてセルの数を増や
すことができず、そのため触媒の浄化性能を高めるのに
制約がある。
れたときに熱膨張した金属容器との間に隙間を生じない
ように高い圧力のもとで装着されている。また、走行中
に起る振動にも耐えるべく高い強度が要求される。しか
るに従来の断面形状が正方形のセルからなるモノリス担
体では特に第2図の矢印で示す対角線方向の押圧力に対
する強度が鞠いのでセルの壁を薄くしてセルの数を増や
すことができず、そのため触媒の浄化性能を高めるのに
制約がある。
本発明は上記の問題点を解決し、押圧力に対する強度が
高められるとともに触媒の浄化性能を向上せしめること
のできるモノリス担体の提供を目的とするものである。
高められるとともに触媒の浄化性能を向上せしめること
のできるモノリス担体の提供を目的とするものである。
本発明者等はモノリス担体開口部を三等分し、各部分の
セル壁を六方格子状に配置するならば特定部分に対する
対角線方向の押圧力を他の二つの部分のセル壁で支える
ことにより該特定部分への押圧力を緩和し得ることを見
出した。
セル壁を六方格子状に配置するならば特定部分に対する
対角線方向の押圧力を他の二つの部分のセル壁で支える
ことにより該特定部分への押圧力を緩和し得ることを見
出した。
すなわち本発明のモノリス担体は開口部が、該開口部の
中心から120°の角度で三等分され、各々の部分のセ
ルが二次元の六方格子を形成してなることを特徴とする
ものである。換言すれば第1の部分を開口部の中心を軸
として120’回転すると第2の部分となり、更に12
0°回転すると第3の部分となるような構造である。
中心から120°の角度で三等分され、各々の部分のセ
ルが二次元の六方格子を形成してなることを特徴とする
ものである。換言すれば第1の部分を開口部の中心を軸
として120’回転すると第2の部分となり、更に12
0°回転すると第3の部分となるような構造である。
本発明のモノリス担体が従来のモノリス担体に比べて高
い強度を有する理由を第1図によって説明する。
い強度を有する理由を第1図によって説明する。
第1図は本発明モノリス担体の開口部の形状を表わし、
各部分のa、 b、 Cがそれぞれ菱形の断面を有する
セルが二次元に展開して六方格子を形成している。X方
向の力に対してaはす、 cのX方向のセル壁1で保持
され、Y方向の力に対してbはa、cのY方向のセル壁
2で保持され、Z方向の力に対してCはa、bのZ方向
のセル壁3で保持される。
各部分のa、 b、 Cがそれぞれ菱形の断面を有する
セルが二次元に展開して六方格子を形成している。X方
向の力に対してaはす、 cのX方向のセル壁1で保持
され、Y方向の力に対してbはa、cのY方向のセル壁
2で保持され、Z方向の力に対してCはa、bのZ方向
のセル壁3で保持される。
また六方格子のモノリス担体は同じセルピツナで仕切ら
れた正方形格子のモノリス担体(第2図参照)に比較し
て単位面積当りのセルの数と、セル1個当りの幾何表面
積(全壁面積)が大きいので、外形が同一でも単位表面
積あたり処理すべきガス量が少なくなり、浄化性能を高
めることができる。
れた正方形格子のモノリス担体(第2図参照)に比較し
て単位面積当りのセルの数と、セル1個当りの幾何表面
積(全壁面積)が大きいので、外形が同一でも単位表面
積あたり処理すべきガス量が少なくなり、浄化性能を高
めることができる。
例えばセルビツナを等しくtにとると、六方格子 正方
格子 すなわち、セル数、幾何表面積ともそれぞれt15倍に
なる。
格子 すなわち、セル数、幾何表面積ともそれぞれt15倍に
なる。
本発明のモノリス担体はさらに3等分された各部a、
b、 c、のセル密度を中心部から外周部に向って段階
的に粗くすることにより触媒性能を高めることができる
。従来のモノリス触媒においては中心部を通るガス流速
が周辺部のガス流速よりも早いため触媒担持量に比較し
て排ガスの流量が多くなり、十分に浄化されないまま流
出してしまうという問題があった。そこで中心部のセル
密度を高くすることにより周辺部の流速との差を縮め、
同時に触媒担持量が増加される(中心部と周辺部はそれ
ぞれの幾何表面積比により貴金属が分配されるため)こ
とによって中心部に過剰の負担がかからなくなり触媒の
寿命を長くすることができる。そしてこのような密度を
異にする六方格子の不連続部分においては、両側のセル
壁がなるべく連続するように該不連続部分の長すがそれ
ぞれのセルピツナの倍数であることが好ましい。
b、 c、のセル密度を中心部から外周部に向って段階
的に粗くすることにより触媒性能を高めることができる
。従来のモノリス触媒においては中心部を通るガス流速
が周辺部のガス流速よりも早いため触媒担持量に比較し
て排ガスの流量が多くなり、十分に浄化されないまま流
出してしまうという問題があった。そこで中心部のセル
密度を高くすることにより周辺部の流速との差を縮め、
同時に触媒担持量が増加される(中心部と周辺部はそれ
ぞれの幾何表面積比により貴金属が分配されるため)こ
とによって中心部に過剰の負担がかからなくなり触媒の
寿命を長くすることができる。そしてこのような密度を
異にする六方格子の不連続部分においては、両側のセル
壁がなるべく連続するように該不連続部分の長すがそれ
ぞれのセルピツナの倍数であることが好ましい。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
実施例1゜
コージェライト粉末に結合剤と適量の水を加えて可塑化
状態とし、所望の形状の型を用いて押出し成形後、焼成
して直径110m、長さ100Uの断面が六方格子のモ
ノリス担体を得た。各々のセルの1轟さは一1amとし
壁厚は111mとした。
状態とし、所望の形状の型を用いて押出し成形後、焼成
して直径110m、長さ100Uの断面が六方格子のモ
ノリス担体を得た。各々のセルの1轟さは一1amとし
壁厚は111mとした。
比較例1
中心から外周部まで均一なピッテ1.00の壁厚(Ll
1Mの正方格子のセルからなる市販のモノリス担体を
実施例1の担体と同一寸法に切り出したものを比較例1
とした。
1Mの正方格子のセルからなる市販のモノリス担体を
実施例1の担体と同一寸法に切り出したものを比較例1
とした。
実施例2
セルの一辺の長さく4を2.5 W、壁厚をα45m(
実施例1の約4倍)とした以外は実施例1と同様なモノ
リス担体を得た。
実施例1の約4倍)とした以外は実施例1と同様なモノ
リス担体を得た。
上記のモノリス担体を比表面積100m”/fのアルミ
ナ粉末10001F、アルミナ含有量10重量−のアル
ミナシルア001.28重量%の硝酸アルミニラム水溶
液150を及び脱イオン水450mtを攪拌混合して得
たスラリーに1分間浸漬して引上げた後、気流で基羽の
セル内の余分なスラリーを除き、700°Cで2時間焼
成して、20重量%のアルミナコーティング層を形成さ
せた。
ナ粉末10001F、アルミナ含有量10重量−のアル
ミナシルア001.28重量%の硝酸アルミニラム水溶
液150を及び脱イオン水450mtを攪拌混合して得
たスラリーに1分間浸漬して引上げた後、気流で基羽の
セル内の余分なスラリーを除き、700°Cで2時間焼
成して、20重量%のアルミナコーティング層を形成さ
せた。
次にこのアルミナ層付担体をジニトロジアンミン白金(
P t (Non)x (CHI )! )水溶液、つ
いで塩化ロジウム(Rhc、c、)水溶液にそれぞれ1
時間浸漬した後乾燥、焼成してモノリス触媒へを得たこ
の触媒の貴金属担持量はPi 1 f/l、 Rhα1
2/lであった。
P t (Non)x (CHI )! )水溶液、つ
いで塩化ロジウム(Rhc、c、)水溶液にそれぞれ1
時間浸漬した後乾燥、焼成してモノリス触媒へを得たこ
の触媒の貴金属担持量はPi 1 f/l、 Rhα1
2/lであった。
比較例2
セルの一辺の長す(噂が2.5m、壁厚が[lL45M
である以外は比較例1と同様なモノリス担体を用い実施
例2と同様にして触媒Bを得た。貴金属の担持量はP
t 1 f/4Rhα1t/Lであった。
である以外は比較例1と同様なモノリス担体を用い実施
例2と同様にして触媒Bを得た。貴金属の担持量はP
t 1 f/4Rhα1t/Lであった。
実施例&
第5図に示す如く、−辺361II+の6角形の中心部
4のセル密度を密にし、周辺部5のセル密度を疎にした
開口部形状を有する直径96M、長す66mの円柱状モ
ノリス担体を実施例1の手順によって得た。中心部4の
セルピッチをt2U%壁厚をI]、16Mとし周辺部5
のセルピッチは1.81tl壁厚は0.25mとし不連
続部6では内側の一辺に30ケのセル(ピッチ1.2
m ) 、外側の一辺に20ケのセル(ピッチ1.8M
)のセルが並ぶようにした。
4のセル密度を密にし、周辺部5のセル密度を疎にした
開口部形状を有する直径96M、長す66mの円柱状モ
ノリス担体を実施例1の手順によって得た。中心部4の
セルピッチをt2U%壁厚をI]、16Mとし周辺部5
のセルピッチは1.81tl壁厚は0.25mとし不連
続部6では内側の一辺に30ケのセル(ピッチ1.2
m ) 、外側の一辺に20ケのセル(ピッチ1.8M
)のセルが並ぶようにした。
次に実施例2と同様にして貴金属を担持せしめモノリス
触媒0を得た。貴金属担持量は、pt (1μ) Rh
(iμ) 中心部 1.2 [1,12 周辺部 α8 a08 実施例4 第4図に示す如くセル密度を一辺36藺の正六角形の中
心部7.その外側の一辺72難の正六角形の中間s8.
さらにその外側の周辺部9の三段階に分けた開口部形状
を有する直径150u1長さ100Mの円柱状モノリス
担体を実施例1の手順によって得た。各部のセルピッチ
及び壁厚は下記の通りである。
触媒0を得た。貴金属担持量は、pt (1μ) Rh
(iμ) 中心部 1.2 [1,12 周辺部 α8 a08 実施例4 第4図に示す如くセル密度を一辺36藺の正六角形の中
心部7.その外側の一辺72難の正六角形の中間s8.
さらにその外側の周辺部9の三段階に分けた開口部形状
を有する直径150u1長さ100Mの円柱状モノリス
担体を実施例1の手順によって得た。各部のセルピッチ
及び壁厚は下記の通りである。
ピッチ(、) 壁厚(H)
中心部 1.2 α16
中間部 1.8. 0.25
周辺部 2.4 145
次に実施例2と同様にして下記に示す貴金属担持量のモ
ノリス触媒りを得た。
ノリス触媒りを得た。
Pt(r/2) Rh(り/1)
中心部 1.44 0.144
中間部 0.97 [1097
周辺部 [172(1072
比較例3
セルピッチ1.2 xi、壁厚[1,16mの断面正方
形のセルで構成された市販のモノリス担体を使用し、実
施例3と同一外形のモノリス触媒Eを得た。
形のセルで構成された市販のモノリス担体を使用し、実
施例3と同一外形のモノリス触媒Eを得た。
貴金属の担持量はPt077%Rh0.1り/lであっ
た。
た。
比較例4
比較例6と同種のモノリス担体を使用し、実施例4と同
一外形のモノリス触媒Fを得た。貴金属の担持量は比較
例3と同様であった。
一外形のモノリス触媒Fを得た。貴金属の担持量は比較
例3と同様であった。
試験例
強度試験
第5図に示す如くモノリス担体10の開口部をアルミニ
ウム版11で蓋い、さらに周囲をゴムシート12で巻い
てモノリス担体10を密封した後、静水圧を加えて破壊
圧力を測定した。
ウム版11で蓋い、さらに周囲をゴムシート12で巻い
てモノリス担体10を密封した後、静水圧を加えて破壊
圧力を測定した。
なお本試験は実施例1、比較例1、実施例3、実施例4
、比較例6及び比較例4のモノリス担体について行なっ
た。
、比較例6及び比較例4のモノリス担体について行なっ
た。
実施例1、比較例1のモノリス担体についてのみ空気流
4m’/m+n中での圧力損失を測定した。
4m’/m+n中での圧力損失を測定した。
モノリス触媒A、 B、 C,D、 E及びFにつき各
々の触媒を収めたコンバータを実除に2000CCのエ
ンジンに装着し5万kmの市街地走行を行なった後、温
度300°Cの排気ガスの浄化率を測定した。
々の触媒を収めたコンバータを実除に2000CCのエ
ンジンに装着し5万kmの市街地走行を行なった後、温
度300°Cの排気ガスの浄化率を測定した。
上記の試験結果を一括して下の表に示した。
1、 上記の結果かられかるように実施例1のセル壁の
薄い組体は同じ厚さの比較例の担体よりも著しく強既を
増加し、実施例3、実施例4はそれぞれ比較例3.比較
例4に対して強度を増加した。圧力損失については、実
施例1のセルの数が比較例1のセルの数よりも増加して
いるが開口面積が等しいためほぼ同等であった。浄化率
については触媒Aが触媒Bに対して性能を向上し、触媒
C,Dがそれぞれ触媒E、、Fに対して性能を向上した
。
薄い組体は同じ厚さの比較例の担体よりも著しく強既を
増加し、実施例3、実施例4はそれぞれ比較例3.比較
例4に対して強度を増加した。圧力損失については、実
施例1のセルの数が比較例1のセルの数よりも増加して
いるが開口面積が等しいためほぼ同等であった。浄化率
については触媒Aが触媒Bに対して性能を向上し、触媒
C,Dがそれぞれ触媒E、、Fに対して性能を向上した
。
上記の記載から明らかなように本発明のモノリス担体は
六方格子の開口部形状を有しているため、対角線方向の
押圧力に対する強度が著しく向上しており、そのため、
金属容器充填時に加わる圧力、および走行中の振動に耐
えることができる。このため、セル壁に??<した場合
に特に効果的であり、セルの数を増加することができて
しかも空気抵抗は殆んど変らない。
六方格子の開口部形状を有しているため、対角線方向の
押圧力に対する強度が著しく向上しており、そのため、
金属容器充填時に加わる圧力、および走行中の振動に耐
えることができる。このため、セル壁に??<した場合
に特に効果的であり、セルの数を増加することができて
しかも空気抵抗は殆んど変らない。
本発明のモノリス担体はセル壁を厚くしても各セルの幾
何表面積、従って触媒担持酋を増加できるので高い浄化
性能を維持することができる。更に触媒の中心部と周辺
部のセル密度を変えることにより触媒内の負担を平均化
することができて、前述した強度の増加とともに触媒の
寿命を長くする効果がある。
何表面積、従って触媒担持酋を増加できるので高い浄化
性能を維持することができる。更に触媒の中心部と周辺
部のセル密度を変えることにより触媒内の負担を平均化
することができて、前述した強度の増加とともに触媒の
寿命を長くする効果がある。
第1図は本発明モノリス担体の開口部形状の説明図を表
わし、 第2図は従来のモノリス担体の開口部形状の説明図を表
わし、 第3図は実施例3の説明図を表わし、 第4図は実施例4の説明図を表わし、 第5図は強度試験についての説明図を表わす。 図中、 1.2.5・・・セル壁、4・・・中心部、5−・・周
辺部、6・・・不連続部、7・・・中心S% 8・・・
中間部、9・・・周辺部、10・・・モノリス担体、1
1・・・アルミニウム板、12・・・ゴムシート (ほか1名) 第1図 り 牙2図 第3図 牙4図 牙5図
わし、 第2図は従来のモノリス担体の開口部形状の説明図を表
わし、 第3図は実施例3の説明図を表わし、 第4図は実施例4の説明図を表わし、 第5図は強度試験についての説明図を表わす。 図中、 1.2.5・・・セル壁、4・・・中心部、5−・・周
辺部、6・・・不連続部、7・・・中心S% 8・・・
中間部、9・・・周辺部、10・・・モノリス担体、1
1・・・アルミニウム板、12・・・ゴムシート (ほか1名) 第1図 り 牙2図 第3図 牙4図 牙5図
Claims (2)
- (1) 開口部が該開口部の中心から120°の角度で
5等分され、等分された各々の部分のセルが六方格子の
形状を有することを特徴と−するモノリス担体。 - (2)3等分された開口部の中心部分のセル密度を高く
シ、周辺部分のセル密度を小さくした特許請求の範囲第
1項記載のモノリス担体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58243601A JPS60137436A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | モノリス担体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58243601A JPS60137436A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | モノリス担体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60137436A true JPS60137436A (ja) | 1985-07-22 |
Family
ID=17106236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58243601A Pending JPS60137436A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | モノリス担体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60137436A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100439292C (zh) * | 2005-12-27 | 2008-12-03 | 株式会社电装 | 六边形网格蜂窝结构 |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP58243601A patent/JPS60137436A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100439292C (zh) * | 2005-12-27 | 2008-12-03 | 株式会社电装 | 六边形网格蜂窝结构 |
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