JP2581107Y2 - 排ガス触媒装置 - Google Patents
排ガス触媒装置Info
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- JP2581107Y2 JP2581107Y2 JP1992089367U JP8936792U JP2581107Y2 JP 2581107 Y2 JP2581107 Y2 JP 2581107Y2 JP 1992089367 U JP1992089367 U JP 1992089367U JP 8936792 U JP8936792 U JP 8936792U JP 2581107 Y2 JP2581107 Y2 JP 2581107Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- honeycomb body
- outer cylinder
- honeycomb
- thin
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- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、自動車等のエンジン排
ガス系に設置され、排ガスを浄化する触媒装置に関する
ものである。
ガス系に設置され、排ガスを浄化する触媒装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジン排ガスを浄化するする
ために用いるメタル担体は、圧損、耐熱性および搭載性
などの優れた特性を備えており、近時、その採用が増大
しつつある。
ために用いるメタル担体は、圧損、耐熱性および搭載性
などの優れた特性を備えており、近時、その採用が増大
しつつある。
【０００３】従来メタル担体は、図５に示すように、金
属製の平箔１と、これを波加工した波箔２とを重ね合わ
せ、渦巻状に巻回せしめてハニカム体３を形成し、この
ハニカム体３を金属製の外筒４に挿入して構成してい
る。ハニカム体３を構成する平箔１と波箔２の接触部の
接合５は、例えばハニカム体３の上下端部および外周部
を主としてロウ材によって行われ、ハニカム体３の外周
と外筒４の内周も、通常ロウ材により接合６している。
属製の平箔１と、これを波加工した波箔２とを重ね合わ
せ、渦巻状に巻回せしめてハニカム体３を形成し、この
ハニカム体３を金属製の外筒４に挿入して構成してい
る。ハニカム体３を構成する平箔１と波箔２の接触部の
接合５は、例えばハニカム体３の上下端部および外周部
を主としてロウ材によって行われ、ハニカム体３の外周
と外筒４の内周も、通常ロウ材により接合６している。
【０００４】ハニカム体に形成しているセル（ハニカム
体軸方向に平箔と波箔により区切られ空間）表面には触
媒金属が担持され、ハニカム体に進入する排気ガスは、
連通セルに流入し触媒金属と接触して改質されながらな
がら通過排出される。
体軸方向に平箔と波箔により区切られ空間）表面には触
媒金属が担持され、ハニカム体に進入する排気ガスは、
連通セルに流入し触媒金属と接触して改質されながらな
がら通過排出される。
【０００５】運転時エンジンから排出される排気ガス
は、自動車の稼働状況によって温度変化が大きく、排ガ
ス系にあるメタル担体は、急熱−急冷の熱サイクルを繰
り返し受ける。従って、この様な環境に搭載されたメタ
ル担体には、それを構成する平箔と波箔に膨脹・収縮が
繰り返し起こって歪みが発生し、特に外筒とハニカム体
とのリジッドな接合部が長い単一ハニカム体では半径方
向に、また平箔と波箔の接合方法によっては軸方向にも
熱歪みによる接合部分の破損が発生しやすくなり、耐用
寿命が短くなるという問題が起こる。
は、自動車の稼働状況によって温度変化が大きく、排ガ
ス系にあるメタル担体は、急熱−急冷の熱サイクルを繰
り返し受ける。従って、この様な環境に搭載されたメタ
ル担体には、それを構成する平箔と波箔に膨脹・収縮が
繰り返し起こって歪みが発生し、特に外筒とハニカム体
とのリジッドな接合部が長い単一ハニカム体では半径方
向に、また平箔と波箔の接合方法によっては軸方向にも
熱歪みによる接合部分の破損が発生しやすくなり、耐用
寿命が短くなるという問題が起こる。
【０００６】この様な問題を解消するために、それぞれ
における接合方法を改良する提案が種々なされている一
方、ハニカム体を短尺（薄形）にし、この薄形ハニカム
体複数をそれぞれ保持具を介して外筒に収納してなるメ
タル担体が特開平２−１８０６２４号公報に提示されて
いる。この様な複数の薄形ハニカム体を外筒に直接接合
しない構成のメタル担体においては、熱歪みによる不具
合の発生を緩和することができる。
における接合方法を改良する提案が種々なされている一
方、ハニカム体を短尺（薄形）にし、この薄形ハニカム
体複数をそれぞれ保持具を介して外筒に収納してなるメ
タル担体が特開平２−１８０６２４号公報に提示されて
いる。この様な複数の薄形ハニカム体を外筒に直接接合
しない構成のメタル担体においては、熱歪みによる不具
合の発生を緩和することができる。
【０００７】また、触媒が作用を開始するには所定の温
度（例えば３５０℃）を必要とする。薄形ハニカム体を
外筒内に多段に配置するメタル担体においては、最上流
のハニカム体が最も良く未浄化の排ガスと接するために
昇温特性が良好である。一般に、エンジン始動時には、
ハニカム体は触媒作用を発揮できる程に温度が上がって
おらず、初期の排ガス浄化能は低いが、薄形ハニカム体
は上記のように昇温特性が良いため、初期浄化能を向上
することができる。
度（例えば３５０℃）を必要とする。薄形ハニカム体を
外筒内に多段に配置するメタル担体においては、最上流
のハニカム体が最も良く未浄化の排ガスと接するために
昇温特性が良好である。一般に、エンジン始動時には、
ハニカム体は触媒作用を発揮できる程に温度が上がって
おらず、初期の排ガス浄化能は低いが、薄形ハニカム体
は上記のように昇温特性が良いため、初期浄化能を向上
することができる。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、薄形ハ
ニカム体でも軸方向の長さによっては、セル内に偏流を
起し、触媒反応が不均一となって排ガス浄化効率を低下
させるという問題がある。この様なセル内の偏流を無く
するために、ハニカム体セルを構成する平箔或いは波箔
に多数の開孔を設ける方法もあるが、開孔近傍に応力が
集中し、ハニカム体の強度が低下して寿命が短くなる。
本考案は、このような問題を解消しようとするものであ
って、上記した薄形ハニカム体の良好な昇温特性に着眼
し、薄形ハニカム体の軸方向長さを調整することによ
り、或いは更に、温度降下を防止し、触媒作用を活性化
して効率を向上しうる排ガス触媒担体を提供することを
目的とする。
ニカム体でも軸方向の長さによっては、セル内に偏流を
起し、触媒反応が不均一となって排ガス浄化効率を低下
させるという問題がある。この様なセル内の偏流を無く
するために、ハニカム体セルを構成する平箔或いは波箔
に多数の開孔を設ける方法もあるが、開孔近傍に応力が
集中し、ハニカム体の強度が低下して寿命が短くなる。
本考案は、このような問題を解消しようとするものであ
って、上記した薄形ハニカム体の良好な昇温特性に着眼
し、薄形ハニカム体の軸方向長さを調整することによ
り、或いは更に、温度降下を防止し、触媒作用を活性化
して効率を向上しうる排ガス触媒担体を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、波箔と平箔を交互に重ね合わせて渦巻状に
巻回し、或いは積層し、両箔の接触部を接合するハニカ
ム体を軸方向の長さを１０mm〜３０mm以下の薄形に成形
し、該ハニカム体を外筒内にそれぞれ１０mm以上の間隔
を設けて複数個接合固定することを特徴とする排ガス触
媒装置であり、また、上記排ガス触媒装置において、ハ
ニカム体間の間隔部位における外筒内面に、外筒と同種
の金属よりなる断熱材を付設することを特徴とする。
に本考案は、波箔と平箔を交互に重ね合わせて渦巻状に
巻回し、或いは積層し、両箔の接触部を接合するハニカ
ム体を軸方向の長さを１０mm〜３０mm以下の薄形に成形
し、該ハニカム体を外筒内にそれぞれ１０mm以上の間隔
を設けて複数個接合固定することを特徴とする排ガス触
媒装置であり、また、上記排ガス触媒装置において、ハ
ニカム体間の間隔部位における外筒内面に、外筒と同種
の金属よりなる断熱材を付設することを特徴とする。
【００１０】以下に本考案を図に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本考案の断面を示し、７は波箔
２と平箔１を交互に重ね合わせて渦巻き状に巻回し、或
いは積層して形成する薄形ハニカム体、８は薄形ハニカ
ム体７を複数個（７ａ〜７ｎ）をそれぞれの薄形ハニカ
ム体間に間隔ｓを保持せしめて収納する外筒である。薄
形ハニカム体１を構成する波箔と平箔の接触部および薄
形ハニカム体７の外周と外筒８の内周は従来行われてい
るようにロウ付け或いは拡散接合等の手段により接合す
る。
詳細に説明する。図１は本考案の断面を示し、７は波箔
２と平箔１を交互に重ね合わせて渦巻き状に巻回し、或
いは積層して形成する薄形ハニカム体、８は薄形ハニカ
ム体７を複数個（７ａ〜７ｎ）をそれぞれの薄形ハニカ
ム体間に間隔ｓを保持せしめて収納する外筒である。薄
形ハニカム体１を構成する波箔と平箔の接触部および薄
形ハニカム体７の外周と外筒８の内周は従来行われてい
るようにロウ付け或いは拡散接合等の手段により接合す
る。
【００１１】本考案で使用するハニカム体７は、その軸
方向の長さが３０mm以下となるような薄型とする。平箔
１と波箔２で構成する通路（セル）９には、エンジン稼
働時排ガスが通過するが、断面積の小さいセル９を通過
する排ガスは進行方向に平行な層流が形成されるとは限
らず、図２に模式的に示したように、ガス進行途中にガ
スのよどみ部分が発生し、これが層流境界層１０を形成
して次第に下流側に増幅する。すなわち、層流境界層１
０により流通ガスは偏流となり、触媒との接触が不均一
となって、触媒効率を低下させる原因となる。このよう
な層流境界層の形成は、ガスの種類や温度によっても異
なるが、セルの入口からの距離が大いに影響し、距離に
よってその発達度合は変化する。本考案者等が行なった
種々の実験結果から、かかる層流境界層の生成を抑える
セル長さの限界は３０mmを超えないようにすれば良いこ
とが分かった。しかし、あまり短くするとハニカム体自
体の強度上或いは製造上の問題がありるので、１０mm以
上とするのが好ましい。
方向の長さが３０mm以下となるような薄型とする。平箔
１と波箔２で構成する通路（セル）９には、エンジン稼
働時排ガスが通過するが、断面積の小さいセル９を通過
する排ガスは進行方向に平行な層流が形成されるとは限
らず、図２に模式的に示したように、ガス進行途中にガ
スのよどみ部分が発生し、これが層流境界層１０を形成
して次第に下流側に増幅する。すなわち、層流境界層１
０により流通ガスは偏流となり、触媒との接触が不均一
となって、触媒効率を低下させる原因となる。このよう
な層流境界層の形成は、ガスの種類や温度によっても異
なるが、セルの入口からの距離が大いに影響し、距離に
よってその発達度合は変化する。本考案者等が行なった
種々の実験結果から、かかる層流境界層の生成を抑える
セル長さの限界は３０mmを超えないようにすれば良いこ
とが分かった。しかし、あまり短くするとハニカム体自
体の強度上或いは製造上の問題がありるので、１０mm以
上とするのが好ましい。
【００１２】一方、エンジン始動時の排ガス初期温度が
低いことと相俟って、担体が触媒反応を活性化する温度
に達するまでには時間が掛かる。薄型でない一体型のメ
タル担体が下流側間での全域高温になるには一層の時間
を要し、その間浄化されない排ガスが放出されることに
なる。特に、ガス流の関係からハニカム体中心部では早
く高温になるが、外筒に近い外周側では昇温が遅れると
云う温度勾配が形成され、浄化作用が遅れる。
低いことと相俟って、担体が触媒反応を活性化する温度
に達するまでには時間が掛かる。薄型でない一体型のメ
タル担体が下流側間での全域高温になるには一層の時間
を要し、その間浄化されない排ガスが放出されることに
なる。特に、ガス流の関係からハニカム体中心部では早
く高温になるが、外筒に近い外周側では昇温が遅れると
云う温度勾配が形成され、浄化作用が遅れる。
【００１３】本考案のハニカム体は上記のように薄型と
しているため、比較的半径方向の熱伝達が早く、しか
も、複数の薄型ハニカム体７ａ〜７ｎを各ハニカム体間
に間隔（空間）ｓを設けているためにこの空間でガスが
混合して均一化され、特に最初のハニカム体７ａがヘッ
ダーの役割を果たし、空間ｓ部でのガス混合で均温化を
促進するため下流側でのハニカム体の均温化が早い。そ
のためにエンジン始動期における未浄化ガスの排出を少
なくすることができる。この様な効果を奏するために
は、空間をある程度大きくすることが必要であり、本考
案ではハニカム体間隔をほぼ１０mm以上とすることが好
ましい。
しているため、比較的半径方向の熱伝達が早く、しか
も、複数の薄型ハニカム体７ａ〜７ｎを各ハニカム体間
に間隔（空間）ｓを設けているためにこの空間でガスが
混合して均一化され、特に最初のハニカム体７ａがヘッ
ダーの役割を果たし、空間ｓ部でのガス混合で均温化を
促進するため下流側でのハニカム体の均温化が早い。そ
のためにエンジン始動期における未浄化ガスの排出を少
なくすることができる。この様な効果を奏するために
は、空間をある程度大きくすることが必要であり、本考
案ではハニカム体間隔をほぼ１０mm以上とすることが好
ましい。
【００１４】図３は本考案の他の実施例を示し、外筒８
内周の各間隔（空間）ｓ相当部分に断熱材１１を設けて
いる。すなわち、外筒８はその外周は外気に露出してい
るので放熱量が大きく、特に、空間部分におけるガスの
均温化を図るためにはこの部分の温度降下を防ぐことが
効果的であることから、断熱材を設置するのが好まし
い。断熱材１１は、例えば外筒８と同質金属を用いこの
部分を２重構成にしたり、熱伝導の低い耐熱樹脂や他の
金属を用いてもよく、特に限定しない。
内周の各間隔（空間）ｓ相当部分に断熱材１１を設けて
いる。すなわち、外筒８はその外周は外気に露出してい
るので放熱量が大きく、特に、空間部分におけるガスの
均温化を図るためにはこの部分の温度降下を防ぐことが
効果的であることから、断熱材を設置するのが好まし
い。断熱材１１は、例えば外筒８と同質金属を用いこの
部分を２重構成にしたり、熱伝導の低い耐熱樹脂や他の
金属を用いてもよく、特に限定しない。
【００１５】さらに本考案は、直管部に限らず曲管部分
にも適用できる。図４は曲管部１２に使用した例であっ
て、複数の薄型ハニカム体７を間隔ｓを設けてタンデム
に配置している。この様に排ガス系の何ずれの箇所にも
搭載が可能となる。
にも適用できる。図４は曲管部１２に使用した例であっ
て、複数の薄型ハニカム体７を間隔ｓを設けてタンデム
に配置している。この様に排ガス系の何ずれの箇所にも
搭載が可能となる。
【００１６】
【考案の効果】以上説明したように、本考案はハニカム
体を薄型にし、かつその複数個を間隔を設けて外筒内に
配置しているため、排ガスの偏流がなくなると共に、偏
熱が均一化され排ガス浄化効率を向上する。特にエンジ
ン始動時においても排ガスの浄化作用低下させることが
ない。また、偏流がなくなるために熱応力の異常な偏り
がもなり、更に薄型であるため、軸方向熱応力の蓄積が
少なく、担体が著しく長寿命化する。尚、本考案のでは
ハニカム体間に形成される複数空間が構成されるのでハ
ニカム体の壁で生じる擦過音が減少すると云う効果を併
せ持っている。
体を薄型にし、かつその複数個を間隔を設けて外筒内に
配置しているため、排ガスの偏流がなくなると共に、偏
熱が均一化され排ガス浄化効率を向上する。特にエンジ
ン始動時においても排ガスの浄化作用低下させることが
ない。また、偏流がなくなるために熱応力の異常な偏り
がもなり、更に薄型であるため、軸方向熱応力の蓄積が
少なく、担体が著しく長寿命化する。尚、本考案のでは
ハニカム体間に形成される複数空間が構成されるのでハ
ニカム体の壁で生じる擦過音が減少すると云う効果を併
せ持っている。
【図１】本考案の実施例を示す断面図。
【図２】ハニカム体セル部のガス流れを模式的に示す説
明図。
明図。
【図３】本考案の他の実施例を示す断面図。
【図４】本考案の使用例を示す断面図。
【図５】従来の一部を断面にしたメタル担体の説明図。
１：平箔 ２：波箔 ３：ハニカム体 ４，８：外筒 ５，６：接合部 ７：薄型ハニカム体 ９：セル １０：層流境界部 １１：断熱材 １２：曲管部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中川 俊和 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵 株式会社 名古屋製鐵所内 (72)考案者 高田 登志広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−246315（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−120215（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/28 B01J 35/04
Claims (2)
- 【請求項１】 波箔と平箔を交互に重ね合わせて渦巻状
に巻回し、或いは積層し、両箔の接触部を接合するハニ
カム体を軸方向の長さを１０mm〜３０mm以下の薄形に成
形し、該ハニカム体を外筒内にそれぞれ１０mm以上の間
隔を設けて複数個接合固定することを特徴とする排ガス
触媒装置。 - 【請求項２】 ハニカム体間の間隔部位における外筒内
面に、外筒と同種の金属よりなる断熱材を付設すること
を特徴とする請求項１記載の排ガス触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992089367U JP2581107Y2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 排ガス触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992089367U JP2581107Y2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 排ガス触媒装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730314U JPH0730314U (ja) | 1995-06-06 |
| JP2581107Y2 true JP2581107Y2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=13968736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992089367U Expired - Lifetime JP2581107Y2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 排ガス触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581107Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS561928Y2 (ja) * | 1976-03-11 | 1981-01-17 | ||
| JPH03246315A (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Nissan Motor Co Ltd | 触媒コンバータ |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP1992089367U patent/JP2581107Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0730314U (ja) | 1995-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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