JP2600192B2 - 排気ガス浄化用コンバータ - Google Patents
排気ガス浄化用コンバータInfo
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ この発明は排気ガス浄化用コンバータに係り、特に排
気ガス流による触媒の飛散を防止するとともに、触媒性
能の低下速度を緩やかなものとして排気ガスを効率良く
浄化させる排気ガス浄化用コンバータに関する。
気ガス流による触媒の飛散を防止するとともに、触媒性
能の低下速度を緩やかなものとして排気ガスを効率良く
浄化させる排気ガス浄化用コンバータに関する。
［従来の技術］ 排気ガス浄化用コンバータは、特に自動車に使用され
ており、この自動車に使用される触媒を反応別に分類す
ると、CO、HCの酸化反応を促進する酸化触媒とNOxの還
元反応を促進する還元触媒、そして三元触媒とに分けら
れる。また、触媒を構造によって分類すると、粒状とモ
ノリス状との２つに分けられる。粒状のものは、球形や
錠剤形、あるいは円筒形などがあり、主に球形のものが
使用されている。また、モノリス状のものには、ハニカ
ム形（蜂の巣状）やステンレスウール形などがあるが、
主にアルミナのハニカム形が使用されている。
ており、この自動車に使用される触媒を反応別に分類す
ると、CO、HCの酸化反応を促進する酸化触媒とNOxの還
元反応を促進する還元触媒、そして三元触媒とに分けら
れる。また、触媒を構造によって分類すると、粒状とモ
ノリス状との２つに分けられる。粒状のものは、球形や
錠剤形、あるいは円筒形などがあり、主に球形のものが
使用されている。また、モノリス状のものには、ハニカ
ム形（蜂の巣状）やステンレスウール形などがあるが、
主にアルミナのハニカム形が使用されている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の排気ガス浄化用コンバータにおいて
は、第６、７図に示す如く、アルミナ等の材料によって
モノリス状に担体20を形成し、このモノリス状担体20内
には薄壁22によって一端24aから他端24bに連通する直線
状且つ複数の排気通路34が区画形成され、これら排気通
路24の内面には触媒26が担持されている。
は、第６、７図に示す如く、アルミナ等の材料によって
モノリス状に担体20を形成し、このモノリス状担体20内
には薄壁22によって一端24aから他端24bに連通する直線
状且つ複数の排気通路34が区画形成され、これら排気通
路24の内面には触媒26が担持されている。
このため、前記触媒としてペロブスカイト型の複合酸
化物触媒である担持力の弱いセラミック系触媒を使用し
た際には、前記モノリス状担体の排気通路内を通過する
排気ガス流によって触媒が離脱され、離脱された触媒が
排気ガス流と共に流下・飛散されるものである。そし
て、触媒の飛散によって触媒性能が急激に低下し、第５
図に破線で示す如く、触媒の浄化率が著しく低下すると
いう不都合がある。
化物触媒である担持力の弱いセラミック系触媒を使用し
た際には、前記モノリス状担体の排気通路内を通過する
排気ガス流によって触媒が離脱され、離脱された触媒が
排気ガス流と共に流下・飛散されるものである。そし
て、触媒の飛散によって触媒性能が急激に低下し、第５
図に破線で示す如く、触媒の浄化率が著しく低下すると
いう不都合がある。
また、担持力の弱いセラミック系触媒の代わりに、白
金やロジウム等の貴金属系の触媒を使用すると、担持力
を強化させることはできるが、セラミック系触媒に比
べ、低い500〜600℃程度の温度で熱劣化（シンタリング
現象）を起こし、活性が現象するという不具合が生ずる
とともに、コストが大となり、経済的に不利であるとい
う不都合がある。
金やロジウム等の貴金属系の触媒を使用すると、担持力
を強化させることはできるが、セラミック系触媒に比
べ、低い500〜600℃程度の温度で熱劣化（シンタリング
現象）を起こし、活性が現象するという不具合が生ずる
とともに、コストが大となり、経済的に不利であるとい
う不都合がある。
そこでこの発明の目的は、フィルタ手段によって排気
ガス流による触媒の飛散を確実に防止でき、触媒性能の
低下速度を緩やかなものとすることができ、排気ガスを
効率良く浄化し得る排気ガス浄化用コンバータを実現す
るにある。
ガス流による触媒の飛散を確実に防止でき、触媒性能の
低下速度を緩やかなものとすることができ、排気ガスを
効率良く浄化し得る排気ガス浄化用コンバータを実現す
るにある。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関の排
気ガス浄化を果す排気ガス浄化用コンバータにおいて、
微細な多孔質材料によりモノリス状担体を形成し、この
モノリス状担体内に多孔質薄壁によって多数の排気通路
を区画形成し、この排気通路の流入側第１排気通路の下
流側端部を閉塞して設けるとともに、前記流入側第１排
気通路に隣接する流出側第２排気通路の上流側端部を閉
塞して設け、前記流入側第１排気通路内にのみ前記多孔
質薄壁の孔径よりも大なる粒径を有する触媒を担持さす
べくフィルタ手段を設け、前記触媒を遷移金属と希土類
元素とを使用したセラミック系のペロブスカイト型に構
成したことを特徴とする。
気ガス浄化を果す排気ガス浄化用コンバータにおいて、
微細な多孔質材料によりモノリス状担体を形成し、この
モノリス状担体内に多孔質薄壁によって多数の排気通路
を区画形成し、この排気通路の流入側第１排気通路の下
流側端部を閉塞して設けるとともに、前記流入側第１排
気通路に隣接する流出側第２排気通路の上流側端部を閉
塞して設け、前記流入側第１排気通路内にのみ前記多孔
質薄壁の孔径よりも大なる粒径を有する触媒を担持さす
べくフィルタ手段を設け、前記触媒を遷移金属と希土類
元素とを使用したセラミック系のペロブスカイト型に構
成したことを特徴とする。
［発明の実施の形態］ 上述の如く構成したことにより、内燃機関の排気ガス
がコンバータのモノリス状担体に流入された際に、フィ
ルタ手段の多孔質薄壁を強制的に通過させ、多孔質薄壁
のフィルタ機能により触媒の飛散を確実に防止するとと
もに、触媒性能の低下速度を緩やかなものとし、排気ガ
スの浄化を効率良く果たしている。
がコンバータのモノリス状担体に流入された際に、フィ
ルタ手段の多孔質薄壁を強制的に通過させ、多孔質薄壁
のフィルタ機能により触媒の飛散を確実に防止するとと
もに、触媒性能の低下速度を緩やかなものとし、排気ガ
スの浄化を効率良く果たしている。
［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１〜５図はこの発明の実施例を示すものである。第
１〜５図において、２は内燃機関の排気ガス浄化用コン
バータ、４はモノリス状担体である。このモノリス状担
体４は、微細な多孔質材料、例えばコージェライト等の
セラミック材料により形成され、モノリス状担体４にフ
ィルタ手段６を設ける。つまり、フィルタ手段６は、前
記モノリス状担体４内に多孔質薄壁８によって排気通路
10を区画形成するとともに、前記モノリス状担体４の流
入側排気通路10−１部位にのみ触媒12を担持させるべく
構成される。
１〜５図において、２は内燃機関の排気ガス浄化用コン
バータ、４はモノリス状担体である。このモノリス状担
体４は、微細な多孔質材料、例えばコージェライト等の
セラミック材料により形成され、モノリス状担体４にフ
ィルタ手段６を設ける。つまり、フィルタ手段６は、前
記モノリス状担体４内に多孔質薄壁８によって排気通路
10を区画形成するとともに、前記モノリス状担体４の流
入側排気通路10−１部位にのみ触媒12を担持させるべく
構成される。
詳述すれば、第１〜４図に示す如く、前記モノリス状
担体４内に多孔質薄壁８によって多数の排気通路10を区
画形成し、この排気通路10の流入側第１排気通路10−１
の下流側端部10b−１を、第２図に示す如く、例えばセ
ラミック系の目封じ部材14により閉塞して設けるととも
に、前記流入側第１排気通路10−１に隣接する流出側第
２排気通路10−２の上流側端部10a−２をも前記目封じ
部材14により閉塞して設ける。また、前記流入側第１排
気通路10−１内にのみ前記多孔質薄壁８の孔径よりも大
なる粒径を有する触媒、つまりペロブスカイト型のセラ
ミック系触媒12を担持さすべく設け、前記フィルタ手段
６を構成する。
担体４内に多孔質薄壁８によって多数の排気通路10を区
画形成し、この排気通路10の流入側第１排気通路10−１
の下流側端部10b−１を、第２図に示す如く、例えばセ
ラミック系の目封じ部材14により閉塞して設けるととも
に、前記流入側第１排気通路10−１に隣接する流出側第
２排気通路10−２の上流側端部10a−２をも前記目封じ
部材14により閉塞して設ける。また、前記流入側第１排
気通路10−１内にのみ前記多孔質薄壁８の孔径よりも大
なる粒径を有する触媒、つまりペロブスカイト型のセラ
ミック系触媒12を担持さすべく設け、前記フィルタ手段
６を構成する。
また、前記セラミック系触媒12は、原料にコバルトや
ニッケル等の遷移金属とストロクチウム等の希土類元素
とを使用した複合酸化物触媒である。
ニッケル等の遷移金属とストロクチウム等の希土類元素
とを使用した複合酸化物触媒である。
なお符号10a−１は前記流入側第１排気通路10−１の
上流側端部、10b−２は前記流出側第２排気通路10−２
の下流側端部である。
上流側端部、10b−２は前記流出側第２排気通路10−２
の下流側端部である。
次に作用について説明する。
内燃機関の排気ガスがコンバータ２のモノリス状担体
４に前記流入側第１排気通路10−１の上流側端部10a−
１から流入された際に、排気ガス流によって流入側第１
排気通路10−１内の担持力の比較的弱いセラミック系触
媒12が離脱する場合がある。
４に前記流入側第１排気通路10−１の上流側端部10a−
１から流入された際に、排気ガス流によって流入側第１
排気通路10−１内の担持力の比較的弱いセラミック系触
媒12が離脱する場合がある。
そして、排気ガスが、流入側第１排気通路10−１から
強制的に多孔質薄壁８を経て、流出側第２排気通路10−
２に流れ、流出側第２排気通路10−２の下流側端部10b
−２から排出される。このとき、前記流入側第１排気通
路10−１と流出側第２排気通路10−２とを連通する多孔
質薄壁８のフィルタ機能により、多孔質薄壁８の孔径よ
りも大なる粒径を有する触媒12の流出側第２排気通路10
−２への流下が阻止され、触媒12の飛散を確実に防止で
き、触媒がコンバータのモノリス状担体４の流出側第２
排気通路10−２から流出されないものである。
強制的に多孔質薄壁８を経て、流出側第２排気通路10−
２に流れ、流出側第２排気通路10−２の下流側端部10b
−２から排出される。このとき、前記流入側第１排気通
路10−１と流出側第２排気通路10−２とを連通する多孔
質薄壁８のフィルタ機能により、多孔質薄壁８の孔径よ
りも大なる粒径を有する触媒12の流出側第２排気通路10
−２への流下が阻止され、触媒12の飛散を確実に防止で
き、触媒がコンバータのモノリス状担体４の流出側第２
排気通路10−２から流出されないものである。
これにより、前記フィルタ手段の多孔質薄壁８のフィ
ルタ機能により触媒の飛散を確実に防止でき、触媒がコ
ンバータのモノリス状担体内から流出されず、触媒性能
の低下速度を緩やかなものとすることができ、排気ガス
を効率良く浄化できる。
ルタ機能により触媒の飛散を確実に防止でき、触媒がコ
ンバータのモノリス状担体内から流出されず、触媒性能
の低下速度を緩やかなものとすることができ、排気ガス
を効率良く浄化できる。
また、前記フィルタ手段によって触媒の流出を防止で
きることにより、第５図に実線で示す如く、走行距離と
HC浄化率の関係において、触媒の浄化率が著しく低下す
る惧れがなく、従来に比しセラミック系触媒の使用寿命
を長くすることができる。
きることにより、第５図に実線で示す如く、走行距離と
HC浄化率の関係において、触媒の浄化率が著しく低下す
る惧れがなく、従来に比しセラミック系触媒の使用寿命
を長くすることができる。
更に、白金やロジウム等の貴金属系の触媒の代わり
に、セラミック系触媒を使用したことにより、1000℃ま
での高い温度に耐えることができるとともに、製造コス
トが半分以下となり、経済的に有利である。
に、セラミック系触媒を使用したことにより、1000℃ま
での高い温度に耐えることができるとともに、製造コス
トが半分以下となり、経済的に有利である。
更にまた、前記コンバータのモノリス状担体をコージ
ェライト等のセラミック材料により形成したことによ
り、単位体積当たりのフィルタ面積が大となり、コンパ
クト性を向上できるとともに、圧力損失が小さく、捕集
性能が良好で、耐熱・耐熱衝撃性に優れ、従来のコンバ
ータと同様に車両へ搭載させることができ、実用上有利
である。
ェライト等のセラミック材料により形成したことによ
り、単位体積当たりのフィルタ面積が大となり、コンパ
クト性を向上できるとともに、圧力損失が小さく、捕集
性能が良好で、耐熱・耐熱衝撃性に優れ、従来のコンバ
ータと同様に車両へ搭載させることができ、実用上有利
である。
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではな
く、種々の応用改変が可能である。
く、種々の応用改変が可能である。
例えば、この発明の実施例においては、前記コンバー
タのモノリス上担体をコージェライト等のセラミック材
料により形成するとともに、モノイス状担体の流入側第
１排気通路にセラミック系触媒を担持させる構成とした
が、前記コンバータのモノリス状担体を成形する際に他
の多孔質材料を使用することが可能であるとともに、前
記流入側第１排気通路に担持させたセラミック系触媒の
代わりに、担持力の強い白金やロジウム等の貴金属系の
触媒を使用することもできる。
タのモノリス上担体をコージェライト等のセラミック材
料により形成するとともに、モノイス状担体の流入側第
１排気通路にセラミック系触媒を担持させる構成とした
が、前記コンバータのモノリス状担体を成形する際に他
の多孔質材料を使用することが可能であるとともに、前
記流入側第１排気通路に担持させたセラミック系触媒の
代わりに、担持力の強い白金やロジウム等の貴金属系の
触媒を使用することもできる。
［発明の効果］ 以上詳細に説明した如くこの発明によれば、内燃機関
の排気ガス浄化を果す排気ガス浄化用コンバータにおい
て、微細な多孔質材料によりモノリス状担体を形成し、
モノリス状担体内に多孔質薄壁によって多数の排気通路
を区画形成し、排気通路の流入側第１排気通路の下流側
端部を閉塞して設けるとともに、流入側第１排気通路に
隣接する流出側第２排気通路の上流側端部を閉塞して設
け、流入側第１排気通路内にのみ多孔質薄壁の孔径より
も大なる粒径を有する触媒を担持さすべくフィルタ手段
を設け、触媒を遷移金属と希土類元素とを使用したセラ
ミック系のペロブスカイト型に構成したので、フィルタ
手段の多孔質薄壁のフィルタ機能によって排気ガス流に
よる触媒の飛散を確実に防止でき、触媒がコンバータの
モノリス状担体内から流出されることがなく、触媒性能
の低下速度を緩やかなものとすることができ、排気ガス
を効率良く浄化し得る。また、前記フィルタ手段によっ
て触媒の流出を防止できることにより、触媒の浄化率が
著しく低下する惧れがなく、従来に比し触媒の使用寿命
を長くすることができる。更に、白金やロジウム等の貴
金属系の触媒の代わりに、セラミック系触媒を使用する
ことにより、高温度に耐え得るとともに、製造コストが
半分以下となり、経済的に有利である。更にまた、前記
モノリス状担体を多孔質部材のセラミック材料により形
成することにより、単位体積当たりのフィルタ面積が大
となり、コンパクト性を向上し得るとともに、耐熱・耐
熱衝撃性に優れ、従来のコンバータと同様に車両への搭
載が可能であり、実用上有利である。
の排気ガス浄化を果す排気ガス浄化用コンバータにおい
て、微細な多孔質材料によりモノリス状担体を形成し、
モノリス状担体内に多孔質薄壁によって多数の排気通路
を区画形成し、排気通路の流入側第１排気通路の下流側
端部を閉塞して設けるとともに、流入側第１排気通路に
隣接する流出側第２排気通路の上流側端部を閉塞して設
け、流入側第１排気通路内にのみ多孔質薄壁の孔径より
も大なる粒径を有する触媒を担持さすべくフィルタ手段
を設け、触媒を遷移金属と希土類元素とを使用したセラ
ミック系のペロブスカイト型に構成したので、フィルタ
手段の多孔質薄壁のフィルタ機能によって排気ガス流に
よる触媒の飛散を確実に防止でき、触媒がコンバータの
モノリス状担体内から流出されることがなく、触媒性能
の低下速度を緩やかなものとすることができ、排気ガス
を効率良く浄化し得る。また、前記フィルタ手段によっ
て触媒の流出を防止できることにより、触媒の浄化率が
著しく低下する惧れがなく、従来に比し触媒の使用寿命
を長くすることができる。更に、白金やロジウム等の貴
金属系の触媒の代わりに、セラミック系触媒を使用する
ことにより、高温度に耐え得るとともに、製造コストが
半分以下となり、経済的に有利である。更にまた、前記
モノリス状担体を多孔質部材のセラミック材料により形
成することにより、単位体積当たりのフィルタ面積が大
となり、コンパクト性を向上し得るとともに、耐熱・耐
熱衝撃性に優れ、従来のコンバータと同様に車両への搭
載が可能であり、実用上有利である。
第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図はコンバ
ータのモノリス状担体の概略斜視図、第２図は第１図の
II−II線による断面図、第３図はコンバータのモノリス
状担体の平面図、第４図はコンバータのモノリス状担体
の背面図、第５図は走行距離とHC浄化率の関係を示す図
である。 第６、７図はこの発明の従来技術を示し、第６図はコン
バータのモノリス状担体の縦断面図、第７図はコンバー
タのモノリス状担体の平面図である。 図において、２は内燃機関の排ガス浄化用コンバータ、
４はモノリス状担体、６はフィルタ手段、８は多孔質薄
壁、10は排気通路、10−１は流入側第１排気通路、10a
−１は上流側端部、10b−１は下流側端部、10−２は流
出側第２排気通路、10a−２は上流側端部、10b−２は下
流側端部、12は触媒である。
ータのモノリス状担体の概略斜視図、第２図は第１図の
II−II線による断面図、第３図はコンバータのモノリス
状担体の平面図、第４図はコンバータのモノリス状担体
の背面図、第５図は走行距離とHC浄化率の関係を示す図
である。 第６、７図はこの発明の従来技術を示し、第６図はコン
バータのモノリス状担体の縦断面図、第７図はコンバー
タのモノリス状担体の平面図である。 図において、２は内燃機関の排ガス浄化用コンバータ、
４はモノリス状担体、６はフィルタ手段、８は多孔質薄
壁、10は排気通路、10−１は流入側第１排気通路、10a
−１は上流側端部、10b−１は下流側端部、10−２は流
出側第２排気通路、10a−２は上流側端部、10b−２は下
流側端部、12は触媒である。
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気ガス浄化を果す排気ガス浄
化用コンバータにおいて、微細な多孔質材料によりモノ
リス状担体を形成し、このモノリス状担体内に多孔質薄
壁によって多数の排気通路を区画形成し、この排気通路
の流入側第１排気通路の下流側端部を閉塞して設けると
ともに、前記流入側第１排気通路に隣接する流出側第２
排気通路の上流側端部を閉塞して設け、前記流入側第１
排気通路内にのみ前記多孔質薄壁の孔径よりも大なる粒
径を有する触媒を担持さすべくフィルタ手段を設け、前
記触媒を遷移金属と希土類元素とを使用したセラミック
系のペロブスカイト型に構成したことを特徴とする排気
ガス浄化用コンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21739087A JP2600192B2 (ja) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | 排気ガス浄化用コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21739087A JP2600192B2 (ja) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | 排気ガス浄化用コンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6458329A JPS6458329A (en) | 1989-03-06 |
| JP2600192B2 true JP2600192B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=16703427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21739087A Expired - Lifetime JP2600192B2 (ja) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | 排気ガス浄化用コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600192B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5270879B2 (ja) * | 2006-10-05 | 2013-08-21 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| JP6018493B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2016-11-02 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 排ガス浄化用フィルタおよびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61129016A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-17 | Kiyataraa Kogyo Kk | ハニカム型パティキュレート捕集用フイルタの製造方法 |
-
1987
- 1987-08-31 JP JP21739087A patent/JP2600192B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6458329A (en) | 1989-03-06 |
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