JPH0889814A - Metal carrier - Google Patents
Metal carrierInfo
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- JPH0889814A JPH0889814A JP6224650A JP22465094A JPH0889814A JP H0889814 A JPH0889814 A JP H0889814A JP 6224650 A JP6224650 A JP 6224650A JP 22465094 A JP22465094 A JP 22465094A JP H0889814 A JPH0889814 A JP H0889814A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、メタル担体に関するも
ので、例えば内燃機関の排気経路中に配設され、内燃機
関の排ガスを浄化可能な触媒を担持するためのメタル担
体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal carrier, for example, a metal carrier which is disposed in an exhaust path of an internal combustion engine and carries a catalyst capable of purifying exhaust gas of the internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば自動車用エンジンの排
ガス中に含まれるCO、HCおよびNOx等の有害成分
を無害な気体、水に変換する手段として、エンジンの排
気経路の途中にメタル担体を介在させ排ガスを浄化する
方法が知られている。この種のメタル担体として、例え
ば実開平4−62316号公報に開示されている排ガス
浄化触媒用メタル担体がある。この排ガス浄化触媒用メ
タル担体は、金属製の平板と波板を重合わせ渦巻状に巻
回または積層したものであり、エンジン始動初期等の排
ガス温度が低い状態において、担持された触媒物質の活
性化温度までメタル担体を昇温させるのに長時間を要す
ることから、触媒物質が短時間で活性化されず排ガスが
浄化され難いという問題がある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for converting harmful components such as CO, HC and NOx contained in exhaust gas of an automobile engine into harmless gas and water, a metal carrier is interposed in the exhaust path of the engine. A method for purifying exhaust gas is known. An example of this type of metal carrier is an exhaust gas purifying catalyst metal carrier disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-62316. This metal carrier for exhaust gas purification catalyst is a spirally wound or laminated metal flat plate and corrugated plate, and the activity of the carried catalytic substance is low in the low exhaust gas temperature such as at the beginning of engine start. Since it takes a long time to raise the temperature of the metal carrier to the activation temperature, there is a problem that the catalyst substance is not activated in a short time and exhaust gas is difficult to be purified.
【0003】そこで、特開平2−223622号公報に
開示されているハニカムヒータを用いた排ガス浄化装置
は、ステンレス鋼から形成されたハニカム形状のメタル
担体自体に通電することによりメタル担体を発熱させ、
触媒物質の活性化を図るものである。ところが、この種
の自己発熱型メタル担体を発熱させるには1kWを超え
る大電力が必要であることから、多大なエネルギを消費
するという問題がある。また、このハニカムヒータを用
いた排ガス浄化装置は、触媒温度および排ガス流速がメ
タル担体の部位により異なるにもかかわらず触媒貴金属
がメタル担体の全体に均一に担持されているため、触媒
温度と排ガス濃度とに依存する触媒貴金属の排ガス浄化
率を向上させることが困難であるという問題がある。Therefore, an exhaust gas purifying apparatus using a honeycomb heater disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-223622 causes heat to be generated in the metal carrier by energizing the honeycomb-shaped metal carrier itself made of stainless steel.
It is intended to activate the catalyst substance. However, since a large amount of electric power exceeding 1 kW is required to generate heat from this type of self-heating type metal carrier, there is a problem that a large amount of energy is consumed. Further, in the exhaust gas purifying apparatus using this honeycomb heater, the catalyst temperature and the exhaust gas concentration are uniform because the catalytic noble metal is uniformly supported on the entire metal carrier even though the catalyst temperature and the exhaust gas flow velocity vary depending on the site of the metal carrier. There is a problem that it is difficult to improve the exhaust gas purification rate of the catalytic precious metal that depends on and.
【0004】そこで、特開昭61−46252号公報で
は、排ガス入口側から若干内側の部分、およびこの部分
より下流側であって軸心部近傍の部分に他の部分よりも
多く触媒成分をモノリス触媒に担持させ、排ガスの流速
分布および温度分布に応じて最適な排ガス浄化を図る排
ガス浄化用モノリス触媒が提案されている。In view of this, according to Japanese Patent Laid-Open No. 61-46252, a monolith is provided with a catalyst component in a portion slightly inside from the exhaust gas inlet side and in a portion downstream of this portion and in the vicinity of the axial center portion more than other portions. An exhaust gas purifying monolith catalyst has been proposed, which is supported on a catalyst and purifies the exhaust gas optimally according to the flow velocity distribution and temperature distribution of the exhaust gas.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
61−46252号公報に開示されている排ガス浄化用
モノリス触媒によると、部分的に触媒貴金属の分布濃度
を変えていることから、高密度に担持されている触媒貴
金属の粒子間距離が小さい領域にシンタリング現象が顕
著にあらわれ、排ガス浄化率が徐々に低下するおそれが
ある。ここで、シンタリング現象とは、熱振動によって
触媒貴金属粒子が表面移動し、触媒貴金属粒子の粒径成
長により触媒表面積が減少するという現象をいう。ま
た、長期間高い排ガス浄化率を確保するためには、触媒
貴金属の担持量を増量させる必要があり、耐久後の性能
を満足するだけの担持増量を行うことが困難であるとい
う問題がある。さらに、担持する触媒貴金属は、存在量
が希少なため高価な白金、ロジウム、パラジウム等であ
ることから、担持増量に伴いコストが増大するという問
題がある。However, according to the exhaust gas purifying monolith catalyst disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-46252, since the distribution concentration of the catalytic noble metal is partially changed, the density becomes high. The sintering phenomenon remarkably appears in the region where the distance between the particles of the supported catalytic precious metal is small, and the exhaust gas purification rate may gradually decrease. Here, the sintering phenomenon is a phenomenon in which the catalytic noble metal particles move to the surface due to thermal vibration and the catalyst surface area decreases due to the particle size growth of the catalytic noble metal particles. Further, in order to secure a high exhaust gas purification rate for a long period of time, it is necessary to increase the supported amount of the catalytic precious metal, which makes it difficult to increase the supported amount to satisfy the performance after endurance. Further, the catalyst precious metal to be supported is expensive platinum, rhodium, palladium, etc., because the amount thereof is rare, so that there is a problem that the cost increases as the amount of the supported precious metal increases.
【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、担持された触媒の活性化温度まで短
時間に昇温でき、かつ高い排ガス浄化率を長期間維持す
る低コストのメタル担体を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and can raise the temperature of activation of a supported catalyst in a short time and can maintain a high exhaust gas purification rate for a long time at a low cost. It is an object to provide a metal carrier.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項1記載のメタル担体は、内燃機
関の排気経路中に配設され、金属製の平板と波板とが交
互に重ね合わせられ巻回または積層して構成されるハニ
カム体に触媒物質を担持してなるメタル担体であって、
排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数個のスリッ
トが前記平板または前記波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に形成され、この排気経路上流側の端部近傍の
前記スリットを含む範囲に前記ハニカム体の排気経路下
流側よりも触媒物質を高密度に分布させた高密度担持層
を有することを特徴とする。A metal carrier according to claim 1 for solving the above-mentioned problems is arranged in an exhaust path of an internal combustion engine, and metal flat plates and corrugated plates are alternately arranged. A metal carrier, which comprises a catalyst substance supported on a honeycomb body, which is formed by being wound or laminated on top of each other,
A plurality of slits extending in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction is formed on the exhaust path upstream side of at least one of the flat plate or the corrugated plate, and the honeycomb in the range including the slit near the end on the exhaust path upstream side. It is characterized by having a high-density support layer in which a catalyst substance is distributed at a higher density than on the downstream side of the exhaust path of the body.
【0008】また、本発明による請求項2記載のメタル
担体は、請求項1記載のメタル担体において、前記複数
のスリットからなるスリット部は、前記平板または前記
波板の排気経路上流側から排ガス流れ方向に前記ハニカ
ム体の軸方向長さの5%〜60%の範囲で形成されたこ
とを特徴とする。また、本発明による請求項3記載のメ
タル担体は、請求項1または2記載のメタル担体におい
て、前記高密度担持層は、前記スリット部を含み排ガス
流れ方向に5mm以上の範囲に形成されることを特徴と
する。The metal carrier according to a second aspect of the present invention is the metal carrier according to the first aspect, wherein the slit portion composed of the plurality of slits has an exhaust gas flow from the upstream side of the exhaust path of the flat plate or the corrugated plate. Is formed in the range of 5% to 60% of the axial length of the honeycomb body. Further, the metal carrier according to claim 3 of the present invention is the metal carrier according to claim 1 or 2, wherein the high-density supporting layer is formed in a range of 5 mm or more in the exhaust gas flow direction including the slit portion. Is characterized by.
【0009】また、本発明による請求項4記載のメタル
担体は、請求項1、2または3記載のメタル担体におい
て、前記スリット部が形成される前記平板または前記波
板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方向に3mm
〜5mmの範囲で非スリット部が形成され、この非スリ
ット部には触媒物質を低密度分布させた低密度担持層が
形成されることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the metal carrier according to the first, second or third aspect, wherein the exhaust passage upstream end of the flat plate or the corrugated plate on which the slit portion is formed. Is 3 mm in the exhaust gas flow direction
A non-slit portion is formed within a range of up to 5 mm, and a low-density supporting layer having a low density distribution of the catalyst substance is formed in the non-slit portion.
【0010】また、本発明による請求項5記載のメタル
担体は、請求項1、2、3または4記載のメタル担体に
おいて、前記触媒物質は、白金、ロジウム系触媒または
パラジウム系触媒からなることを特徴とする。また、本
発明による請求項6記載のメタル担体は、請求項1、
2、3、4または5記載のメタル担体において、前記高
密度担持層の担持密度は、非高密度担持層の担持密度の
9倍以下であることを特徴とする。The metal carrier according to claim 5 of the present invention is the metal carrier according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the catalyst substance is platinum, a rhodium catalyst or a palladium catalyst. Characterize. A metal carrier according to claim 6 according to the present invention is the metal carrier according to claim 1,
In the metal carrier described in 2, 3, 4 or 5, the loading density of the high density loading layer is 9 times or less the loading density of the non-high density loading layer.
【0011】また、本発明による請求項7記載のメタル
担体は、請求項1、2、3、4、5または6記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、前記触媒物質の総担持量が1.5g/リットル〜
4.0g/リットル、かつ白金とロジウムとの重量比率が白
金1に対してロジウム0.2以下であるとともに、前記
高密度担持層の担持密度が3.6g/m2 以下になるよ
うに担持されたことを特徴とする。The metal carrier according to claim 7 according to the present invention is the metal carrier according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the catalyst substance is platinum or rhodium-based catalyst, Total supported amount of substance is 1.5g / l
The carrier is 4.0 g / liter, and the weight ratio of platinum to rhodium is rhodium 0.2 or less relative to platinum 1 and the density of the high density carrier layer is 3.6 g / m 2 or less. It is characterized by being done.
【0012】また、本発明による請求項8記載のメタル
担体は、請求項1、2、3、4、5または6記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質がパラジウム系触媒の場
合、前記触媒物質の総担持量が4.0g/リットル〜6.0
g/リットルであるとともに、前記高密度担持層の担持密度
が8.0g/m2 以下になるように担持されたことを特
徴とする。The metal carrier according to claim 8 of the present invention is the metal carrier according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein when the catalyst substance is a palladium-based catalyst, The total supported amount is 4.0 g / liter to 6.0.
In addition to being g / liter, the high-density supporting layer is characterized in that it is carried so that the carrying density of the high-density carrying layer is 8.0 g / m 2 or less.
【0013】また、本発明による請求項9記載のメタル
担体は、請求項1、2、3、4、5、6または7記載の
メタル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系
触媒の場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持して
なる担持層の最小担持密度は、0.45g/m2 である
ことを特徴とする。また、本発明による請求項10記載
のメタル担体は、請求項1、2、3、4、5、6または
8記載のメタル担体において、前記触媒物質がパラジウ
ム系触媒の場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持
してなる担持層の最小担持密度は、1.0g/m2 であ
ることを特徴とする。The metal carrier according to claim 9 of the present invention is the metal carrier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the catalyst substance is platinum or rhodium-based catalyst, The minimum supporting density of the supporting layer formed by supporting the catalyst substance on the honeycomb body is 0.45 g / m 2 . The metal carrier according to claim 10 according to the present invention is the metal carrier according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 8, wherein when the catalyst substance is a palladium-based catalyst, The minimum supporting density of the supporting layer formed by supporting the catalyst substance is 1.0 g / m 2 .
【0014】また、本発明による請求項11記載のメタ
ル担体は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9
または10記載のメタル担体において、前記触媒物質
は、前記平板または前記波板にコーティングされたγ−
Al2 O3 層上に担持されることを特徴とする。また、
本発明による請求項12記載のメタル担体は、請求項
1、2、3、4、5、6、7、9または11記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムの合計担持密度0.45g/m
2 に対し前記γ−Al2 O3 層のコーティング密度が3
1g/m2 であることを特徴とする。According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a metal carrier according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth aspect.
Alternatively, in the metal carrier according to 10, the catalyst material may be γ-coated on the flat plate or the corrugated plate.
It is characterized in that it is supported on the Al 2 O 3 layer. Also,
A metal carrier according to claim 12 according to the present invention is the metal carrier according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 or 11, wherein when the catalyst substance is platinum or a rhodium-based catalyst, platinum is used. And rhodium total supported density 0.45 g / m
2, the coating density of the γ-Al 2 O 3 layer is 3
It is characterized in that it is 1 g / m 2 .
【0015】また、本発明による請求項13記載のメタ
ル担体は、請求項1、2、3、4、5、6、8、10ま
たは11記載のメタル担体において、前記触媒物質がパ
ラジウム系触媒の場合、パラジウムの担持密度1g/m
2 に対し前記γ−Al2 O3層のコーティング密度が3
1g/m2 であることを特徴とする。また、本発明によ
る請求項14記載のメタル担体は、請求項1、2、3、
4、5、6、7、8、9、10、11、12または13
記載のメタル担体において、前記触媒物質の担持密度分
布は、前記触媒物質の成分を含有する溶液に前記平板ま
たは前記波板が浸漬される回数によって得られることを
特徴とする。The metal carrier according to claim 13 of the present invention is the metal carrier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 or 11, wherein the catalyst substance is a palladium-based catalyst. In this case, the supported density of palladium is 1 g / m
2, the coating density of the γ-Al 2 O 3 layer is 3
It is characterized in that it is 1 g / m 2 . The metal carrier according to claim 14 of the present invention is the metal carrier according to claim 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13
In the metal carrier described above, the carrier density distribution of the catalyst substance is obtained by the number of times the flat plate or the corrugated plate is immersed in a solution containing the components of the catalyst substance.
【0016】[0016]
【作用および発明の効果】本発明のメタル担体による
と、金属製の平板または波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数
個のスリットからなるスリット部が形成されることか
ら、平板または波板の排気経路上流側の熱容量が小さく
なる。また複数個のスリットにより排ガスの流れが攪乱
されることから、スリット部では熱伝達効率が高まる。
さらに例えば軸方向に隣接するスリット同士を互違いに
位置させることにより放熱経路が長くなるため、熱伝導
量が少なくなる。これにより、排気経路上流側で昇温し
た熱を蓄熱する効果がある。According to the metal carrier of the present invention, the slit portion formed of a plurality of slits extending in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction is formed on the upstream side of the exhaust path of at least one of the flat plate and the corrugated plate made of metal. Therefore, the heat capacity of the flat plate or the corrugated plate on the upstream side of the exhaust path becomes small. Moreover, since the flow of the exhaust gas is disturbed by the plurality of slits, the heat transfer efficiency is increased in the slit portion.
Further, for example, by arranging the slits adjacent to each other in the axial direction in an alternating manner, the heat dissipation path becomes longer, so that the amount of heat conduction becomes smaller. This has the effect of accumulating the heat that has risen on the upstream side of the exhaust path.
【0017】また、本発明のメタル担体によると、スリ
ット部を含む範囲に触媒物質を高密度分布させた高密度
担持層が形成されていることから、触媒物質の活性化温
度に達したとき、高密度担持層の触媒物質の活性化に伴
う反応熱により平板または波板の排気経路上流側の昇温
を速める効果がある。この昇温を速める効果と前述の昇
温した熱を蓄熱する効果とから、排ガスからの熱により
容易にメタル担体を昇温でき、触媒物質の反応熱による
昇温依存度を抑える効果がある。したがって、触媒物質
の担持量を少なくすることができ、さらに高い浄化率を
長期間に渡って維持するため必要な触媒担持量を減少さ
せる効果がある。また、触媒物質の担持量を少なくする
ことができることから、触媒物質の粒子間距離を十分に
確保することができ、シンタリング現象を抑制し高い排
ガス浄化率を長期間維持することができる効果がある。
さらに、必要な触媒担持量の減少により触媒の使用量を
減少させコスト低減を図ることができる効果がある。Further, according to the metal carrier of the present invention, since the high density supporting layer in which the catalyst substance is distributed in a high density is formed in the range including the slit portion, when the activation temperature of the catalyst substance is reached, There is an effect of accelerating the temperature rise on the upstream side of the exhaust path of the flat plate or the corrugated plate by the reaction heat associated with the activation of the catalyst material of the high-density support layer. Due to the effect of accelerating the temperature rise and the effect of accumulating the above-mentioned heat that has been raised, the temperature of the metal carrier can be easily raised by the heat from the exhaust gas, and the temperature rise dependency due to the reaction heat of the catalyst substance is suppressed. Therefore, it is possible to reduce the supported amount of the catalyst substance, and it is possible to reduce the required supported amount of catalyst for maintaining a higher purification rate for a long period of time. In addition, since it is possible to reduce the supported amount of the catalyst substance, it is possible to sufficiently secure the interparticle distance of the catalyst substance, suppress the sintering phenomenon, and maintain a high exhaust gas purification rate for a long time. is there.
Further, there is an effect that the amount of the catalyst used can be reduced and the cost can be reduced by reducing the required amount of the catalyst supported.
【0018】さらに、本発明のメタル担体によると、平
板または波板の少なくとも一方に形成された排気経路上
流側のスリット部が平板および波板とから構成されるハ
ニカム体の軸方向長さの5%〜60%の範囲であること
から、排気経路上流側で昇温した熱を効率良く蓄熱し短
時間に昇温できる効果がある。さらにまた、本発明のメ
タル担体によると、スリット部が形成される平板または
波板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方向に3m
m〜5mmの範囲で非スリット部が形成され、この非ス
リット部には触媒物質を低密度分布させた低密度担持層
が形成される。これにより、排ガスに含まれるハロゲン
化鉛等により排ガス上流側端部に鉛化合物が付着した場
合においても、触媒物質の性能を大きく損なうことがな
く、また必要な触媒担持量の減少によりコスト低減がで
きる。Further, according to the metal carrier of the present invention, the slit portion formed on at least one of the flat plate and the corrugated plate on the upstream side of the exhaust path is composed of the flat plate and the corrugated plate and has a length of 5 in the axial direction. Since it is in the range of 60% to 60%, there is an effect that the heat raised on the upstream side of the exhaust path can be efficiently stored and raised in a short time. Furthermore, according to the metal carrier of the present invention, 3 m in the exhaust gas flow direction is provided at the exhaust path upstream end of the flat plate or corrugated plate on which the slit portion is formed.
A non-slit portion is formed in a range of m to 5 mm, and a low density support layer having a low density distribution of the catalyst substance is formed on the non slit portion. As a result, even when a lead compound adheres to the upstream end of the exhaust gas due to lead halide contained in the exhaust gas, the performance of the catalyst substance is not significantly impaired, and the cost reduction is achieved by reducing the required catalyst loading amount. it can.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (第1実施例)本発明の第1実施例によるメタル担体を
図1〜図14に基づいて説明する。図2に示すように、
V8、4000ccのエンジン5より導出される8本の
エキゾーストマニホールドは4本ずつ集合されており、
この集合された2本のエキゾーストマニホールド6a、
6bがエンジン5の排気経路として構成されている。こ
のエキゾーストマニホールド6a、6bの途中にはメタ
ル担体1がそれぞれ配設され、またメタル担体1の下流
直下には1300ccの大容量を有するスタートキャス
タリスト7が配設されている。この2個のスタートキャ
スタリスト7の下流に接続される排気管22は、さらに
1本に集合された後、図示しない1000ccのメイン
キャスタリストに接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) A metal carrier according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
Eight exhaust manifolds derived from a V8, 4000cc engine 5 are assembled in groups of four,
The two exhaust manifolds 6a assembled together,
6b is configured as an exhaust path of the engine 5. A metal carrier 1 is arranged in the middle of each of the exhaust manifolds 6a and 6b, and a start caster list 7 having a large capacity of 1300 cc is arranged immediately below the metal carrier 1. The exhaust pipes 22 connected to the downstream side of the two start caster lists 7 are further assembled into one, and then connected to a 1000 cc main caster list (not shown).
【0020】スタートキャスタリスト7は、セラミック
からなるモノリス触媒であり、スタートキャスタリスト
用外筒17内にワイヤネットまたはセラミック繊維マッ
ト18を介して保持されている。スタートキャスタリス
ト用外筒17の下流側には、下流側フランジ19が形成
され、排気管22に形成された排気管フランジ20とこ
の下流側フランジ19とが互いにボルト21によって連
結固定されている。The start caster list 7 is a monolith catalyst made of ceramics and is held in the start caster list outer cylinder 17 through a wire net or a ceramic fiber mat 18. A downstream flange 19 is formed on the downstream side of the start caster outer cylinder 17, and an exhaust pipe flange 20 formed on the exhaust pipe 22 and the downstream flange 19 are connected and fixed to each other by a bolt 21.
【0021】図3および図4に示すように、メタル担体
1は、平板2と波板3とからなり、平板2と波板3とを
交互に重ね合わせ渦巻状に巻回した形状に構成されてい
る。この平板2および波板3は、双方とも例えばCrが
18〜24wt%、Alが4.5〜5.5wt%、希土
類元素(REM)が0.1〜0.2wt%、残部Feの
Fe−Cr−Al組成よりなる耐熱ステンレス箔であ
る。また巻回前の平板2および波板3は、例えば板幅5
0aが60mm、板厚が0.03〜0.20mmの帯状
に形成されている。As shown in FIGS. 3 and 4, the metal carrier 1 is composed of a flat plate 2 and a corrugated plate 3, and is formed in a spiral shape by alternately superimposing the flat plate 2 and the corrugated plate 3. ing. In both the flat plate 2 and the corrugated plate 3, for example, Cr is 18 to 24 wt%, Al is 4.5 to 5.5 wt%, rare earth element (REM) is 0.1 to 0.2 wt%, and the balance Fe is Fe−. A heat-resistant stainless steel foil having a Cr-Al composition. In addition, the flat plate 2 and the corrugated plate 3 before winding are, for example, a plate width 5
0a is 60 mm, and the plate thickness is 0.03 to 0.20 mm.
【0022】図6に示すように、平板2および波板3に
は、スリット部4が軸方向の略中央部から一端部方向に
向って形成されている。ここで、展開した波板3と平板
2とは、同一形状からなるため、図6には平板2の展開
形状を代表して記載する。平板2の一端部には、後述す
るように平板2と波板3とを接合するための溶接しろで
ある間隔50bが設けられ、この間隔50bだけ離れた
位置から幅50cの範囲にスリット部4が形成されてい
る。本第1実施例では、間隔50bは例えば3mm、幅
50cは例えば31.2mmである。As shown in FIG. 6, a slit portion 4 is formed in the flat plate 2 and the corrugated plate 3 from the substantially central portion in the axial direction toward the one end portion. Here, since the developed corrugated plate 3 and the flat plate 2 have the same shape, the developed shape of the flat plate 2 is shown in FIG. 6 as a representative. A space 50b, which is a welding margin for joining the flat plate 2 and the corrugated plate 3 to each other, is provided at one end of the flat plate 2, and the slit portion 4 is provided in a range of a width 50c from a position separated by the space 50b. Are formed. In the first embodiment, the interval 50b is, for example, 3 mm, and the width 50c is, for example, 31.2 mm.
【0023】図7に示すように、スリット部4に形成さ
れる矩形状のスリットは、例えば次に示す各寸法により
形成されている。 スリット幅w = 3mm スリット高さh = 1.2mm 軸方法スリット間隔D = 1mm 直交方向スリット間隔H = 0.8mm この矩形状のスリットは、メタル担体1の軸方向に対し
て直交方向に間隔Hで連続して形成され、また軸方向に
間隔Dで連続して形成されている。また軸方向に隣接す
るスリット同士は、互いに(w+D)/2だけずれるよ
うに位置している。As shown in FIG. 7, the rectangular slit formed in the slit portion 4 is formed, for example, by the following dimensions. Slit width w = 3 mm Slit height h = 1.2 mm Axial method Slit interval D = 1 mm Orthogonal slit interval H = 0.8 mm This rectangular slit is an interval H orthogonal to the axial direction of the metal carrier 1. Are continuously formed at a distance D in the axial direction. Further, the slits adjacent to each other in the axial direction are positioned so as to be offset from each other by (w + D) / 2.
【0024】波板3は、例えば繰返しピッチ4.9m
m、波の振幅に相当する高さ1.7mmの波状に形成さ
れている。平板2と波板3とは、巻回後、排ガス上流側
に互いのスリット部4が位置するように巻回される。こ
の巻回と同時にスリット部4が形成されていない平板2
および波板3の両端部近傍が接合される。この接合は、
波板3の山部または谷部と平板2とが接触する部分に施
され、レーザビーム溶接、抵抗溶接、ろう付等により行
われる。The corrugated plate 3 has a repeating pitch of 4.9 m, for example.
m, and the height is 1.7 mm, which corresponds to the amplitude of the wave. After the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are wound, the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are wound such that the slit portions 4 are located on the upstream side of the exhaust gas. Simultaneously with this winding, the flat plate 2 on which the slit portion 4 is not formed
And the vicinity of both ends of the corrugated plate 3 is joined. This bond is
It is applied to the portion where the peaks or troughs of the corrugated plate 3 come into contact with the flat plate 2, and is performed by laser beam welding, resistance welding, brazing, or the like.
【0025】図3〜図5に示すように、巻回された平板
2と波板3とからなるメタル担体1は、例えば耐熱性ス
テンレスSUS430からなる筒状の外筒8により周囲
を覆われている。外筒8は、スリット部4が形成される
メタル担体1の周囲に空隙部9を確保できるように形成
されている。この空隙部9の空隙51aは例えば1.5
mmであり、波板3の高さと同程度の空隙を保持してい
る。メタル担体1の排ガス下流側を覆う外筒8の一部に
は、メタル担体1の軸方向に沿って延びる切欠部10が
形成されている。この切欠部10は、外筒8の円周方向
に45°間隔に8箇所形成されている。As shown in FIGS. 3 to 5, the metal carrier 1 composed of the wound flat plate 2 and corrugated plate 3 is covered with a cylindrical outer cylinder 8 made of, for example, heat resistant stainless steel SUS430. There is. The outer cylinder 8 is formed so that a space 9 can be secured around the metal carrier 1 in which the slit 4 is formed. The void 51a of the void 9 is, for example, 1.5
The height of the corrugated sheet 3 is equal to the height of the corrugated sheet 3. A notch 10 extending along the axial direction of the metal carrier 1 is formed in a part of the outer cylinder 8 that covers the exhaust gas downstream side of the metal carrier 1. The cutouts 10 are formed at eighteen points at 45 ° intervals in the circumferential direction of the outer cylinder 8.
【0026】メタル担体1と外筒8とは、前記切欠部1
0を除く外筒8の周方向部分に外筒8の外部からレーザ
ビームを照射することにより、メタル担体1の波板3と
外筒8の内周壁とが溶接固定されている。このメタル担
体1と外筒8との接合は、レーザビーム溶接に限らず、
ろう付により施されても良い。図3および図4には、レ
ーザビーム溶接による溶接痕11が示されている。この
メタル担体1と外筒8との接合に際し、メタル担体1の
最外周に位置する波板3と外筒8との熱容量差によって
波板3側に溶接割れが生ずるおそれがある。そのため、
レーザビーム溶接より溶接する場合、メタル担体1の最
外周には波板3を2枚重ねて位置させることにより、波
板3側の溶接割れを防止することができる。また、ろう
付する場合、ろう付面積を十分確保するためメタル担体
1の最外周には平板2を位置させるのが好ましい。The metal carrier 1 and the outer cylinder 8 are formed by the cutout 1
The corrugated plate 3 of the metal carrier 1 and the inner peripheral wall of the outer cylinder 8 are welded and fixed to each other by irradiating a laser beam from the outside of the outer cylinder 8 to the circumferential portion of the outer cylinder 8 except 0. The joining of the metal carrier 1 and the outer cylinder 8 is not limited to laser beam welding,
It may be applied by brazing. In FIGS. 3 and 4, a welding mark 11 by laser beam welding is shown. When the metal carrier 1 and the outer cylinder 8 are joined, welding cracks may occur on the corrugated plate 3 side due to a difference in heat capacity between the corrugated plate 3 located on the outermost periphery of the metal carrier 1 and the outer cylinder 8. for that reason,
When welding is performed by laser beam welding, welding cracks on the side of the corrugated sheet 3 can be prevented by placing two corrugated sheets 3 on the outermost periphery of the metal carrier 1 so as to overlap each other. When brazing, it is preferable to position the flat plate 2 on the outermost periphery of the metal carrier 1 in order to secure a sufficient brazing area.
【0027】メタル担体1の排ガス上流側を覆う外筒8
の外周壁には、例えば耐熱性ステンレスSUS430か
らなる鍔状のフランジ12が溶接固定され、溶接痕13
が形成されている。フランジ12は、溶接性を考慮し外
筒8と同質の材料が選択されており、さらに高い溶接性
を確保するため外筒8とフランジ12との溶接は、後述
するγ−Al2 O3 コートおよび触媒担持工程より前工
程で行われる。An outer cylinder 8 for covering the exhaust gas upstream side of the metal carrier 1.
A flange 12 made of, for example, heat resistant stainless steel SUS430 is welded and fixed to the outer peripheral wall of the welded mark 13
Are formed. For the flange 12, the same material as that of the outer cylinder 8 is selected in consideration of weldability, and in order to secure higher weldability, the outer cylinder 8 and the flange 12 are welded by a γ-Al 2 O 3 coat described later. And a step before the catalyst supporting step.
【0028】以上、説明したように平板2と波板3とが
巻回されるとともに、一端側にスリット部4が形成さ
れ、また波板3の山部または谷部と平板2とがレーザ溶
接されるメタル担体を得ることができる。次に、前述し
たメタル担体1に触媒を担持させる触媒担持工程を図8
および図9に基づいて説明する。As described above, the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are wound and the slit portion 4 is formed on one end side, and the peaks or valleys of the corrugated plate 3 and the flat plate 2 are laser-welded. A metal carrier can be obtained. Next, a catalyst supporting step for supporting the catalyst on the metal carrier 1 described above will be described with reference to FIG.
And it demonstrates based on FIG.
【0029】800〜1200℃で1〜10時間、メタ
ル担体1を加熱することにより、メタル担体1を構成す
る平板2、波板3の表面にアルミニウムの酸化物が析出
する。この加熱処理は、γ−Al2 O3 コートの剥離を
目的として行うもであり、平板2、波板3の表面にアル
ミナウィスカを生成させ表面積を増加させるものであ
る。これにより、高い信頼性を得ることができるため、
この加熱処理を施した方が好ましい。By heating the metal carrier 1 at 800 to 1200 ° C. for 1 to 10 hours, an oxide of aluminum is deposited on the surfaces of the flat plate 2 and the corrugated plate 3 constituting the metal carrier 1. This heat treatment is performed for the purpose of peeling off the γ-Al 2 O 3 coat, and is to increase the surface area by forming alumina whiskers on the surfaces of the flat plate 2 and the corrugated plate 3. As a result, high reliability can be obtained,
It is preferable to perform this heat treatment.
【0030】この加熱処理後、γ−Al2 O3 を含有す
るスラリー中にこのメタル担体1を含浸させ焼成させ
る。これにより、平板2、波板3の表面がγ−Al2 O
3 コートされる。前述した各寸法等に形成されるメタル
担体1は、直径66mm、長さ60mm、容積205c
c、セル数150個/inch2 、全メタル担持表面積40
09cm2 であることから、総重量12.38gのγ−
Al2 O3 層を形成することになる。このγ−Al2 O
3 層は、ハニカム金属箔表面積1m2 当たり(以下、
「担持密度」という)に換算すると31g/m2 であ
り、また容積1リットル当たり(以下、「容積割合」と
いう)に換算すると60.3g/リットルである。After this heat treatment, the metal carrier 1 is impregnated in a slurry containing γ-Al 2 O 3 and baked. Thereby, the surfaces of the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are γ-Al 2 O.
3 coats. The metal carrier 1 formed to have the above-described dimensions has a diameter of 66 mm, a length of 60 mm, and a volume of 205 c.
c, number of cells 150 / inch 2 , total metal supporting surface area 40
Since it is 09 cm 2 , the total weight of 12.38 g of γ-
An Al 2 O 3 layer will be formed. This γ-Al 2 O
3 layers are per 1 m 2 surface area of the honeycomb metal foil (hereinafter,
It is 31 g / m 2 in terms of “supported density” and 60.3 g / liter in terms of volume per liter (hereinafter referred to as “volume ratio”).
【0031】γ−Al2 O3 層を形成後、図8および図
9に示す2回の触媒担持工程により、例えば白金、ロジ
ウム、パラジウム等を溶解した水溶液中にメタル担体1
を含浸させ再度焼成させる。これにより、図1に示すよ
うに、メタル担体1の排ガス上流側と排ガス下流側とを
異なった担持密度分布にすることができる。図8に示す
ように、γ−Al2 O3 層を形成後、例えば白金を0.
15g含有する白金水溶液31が満たされる担持処理槽
30にメタル担体1全体を浸漬させ、また引上げる工程
を数回繰り返す。この工程の後、メタル担体1を担持処
理槽30から引上げ仮乾燥させる。仮乾燥後、白金水溶
液31に浸漬させたのと同様、図示しない担持処理槽に
満たされた例えば0.0030gのロジウムを含有する
ロジウム水溶液中にメタル担体1全体を浸漬させ、また
引上げる工程を数回繰り返す。この工程の後、メタル担
体1を担持処理槽から引上げ乾燥させる。これら第1触
媒担持工程によりメタル担体1には、担持密度0.37
g/m2 の白金と担持密度0.075g/m2 のロジウ
ムがそれぞれ担持される。白金とロジウムとの合計担持
密度は、0.45g/m2 である。After the formation of the γ-Al 2 O 3 layer, the metal carrier 1 is dissolved in an aqueous solution in which, for example, platinum, rhodium, palladium, etc. are dissolved by the two catalyst loading steps shown in FIGS. 8 and 9.
Is impregnated and fired again. Thereby, as shown in FIG. 1, the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the metal carrier 1 can have different loading density distributions. As shown in FIG. 8, after forming the γ-Al 2 O 3 layer, for example, platinum was added to 0.
The step of immersing the entire metal carrier 1 in the supporting treatment tank 30 filled with 15 g of the platinum aqueous solution 31 and pulling it up is repeated several times. After this step, the metal carrier 1 is pulled up from the carrying treatment tank 30 and temporarily dried. After the tentative drying, as in the case of immersing in the platinum aqueous solution 31, the step of immersing the whole metal carrier 1 in the rhodium aqueous solution containing 0.0030 g of rhodium, which is filled in a supporting treatment tank not shown, and pulling up Repeat several times. After this step, the metal carrier 1 is pulled out from the supporting treatment tank and dried. By the first catalyst loading step, the loading density on the metal carrier 1 is 0.37.
g / m 2 of platinum and rhodium having a loading density of 0.075 g / m 2 are loaded, respectively. The total supported density of platinum and rhodium is 0.45 g / m 2 .
【0032】また、図9に示すように、メタル担体1全
体に白金とロジウムとを担持させた後、例えば白金を
0.16g含有する白金水溶液32が満たされる担持処
理槽30に排ガス上流側の端部から所定の範囲52aま
でメタル担体1を浸漬させる。このとき、白金水溶液3
2の液面32aは前記工程の白金水溶液31の液面31
aより低く、メタル担体1の排ガス上流側の端部から範
囲52aまで浸される程度の白金水溶液31が担持処理
槽30に入れられている。本第1実施例では、範囲52
aが例えば12mmに設定されている。したがって、メ
タル担体1を浸漬させ、また引上げる工程を数回繰り返
すことにより、メタル担体1の範囲52aが触媒担持さ
れる。この工程の後、メタル担体1を担持処理槽30か
ら引上げ仮乾燥させる。さらに、仮乾燥後、白金水溶液
32に浸漬させたのと同様、図示しない担持処理槽に満
たされた例えば0.032gのロジウムを含有するロジ
ウム水溶液中にメタル担体1の範囲52aを浸漬させ、
また引上げる工程を数回繰り返す。この工程の後、メタ
ル担体1を担持処理槽から引上げ乾燥させる。これによ
り、メタル担体1の触媒担持工程が終了し、触媒が担持
された触媒コンバータ用のメタル担体を得ることができ
る。Further, as shown in FIG. 9, after supporting platinum and rhodium on the entire metal carrier 1, a carrying treatment tank 30 filled with a platinum aqueous solution 32 containing, for example, 0.16 g of platinum is provided on the upstream side of the exhaust gas. The metal carrier 1 is dipped from the end to a predetermined range 52a. At this time, the platinum aqueous solution 3
The liquid surface 32a of No. 2 is the liquid surface 31 of the platinum aqueous solution 31 in the above process.
A platinum aqueous solution 31 which is lower than a and is immersed to the range 52a from the end of the metal carrier 1 on the upstream side of the exhaust gas is placed in the loading treatment tank 30. In the first embodiment, the range 52
a is set to 12 mm, for example. Therefore, the range 52a of the metal carrier 1 is supported by the catalyst by repeating the steps of dipping the metal carrier 1 and pulling it up several times. After this step, the metal carrier 1 is pulled up from the carrying treatment tank 30 and temporarily dried. Further, after tentative drying, the range 52a of the metal carrier 1 is immersed in a rhodium aqueous solution containing, for example, 0.032 g of rhodium, which is filled in a supporting treatment tank (not shown), as in the case of immersing in the platinum aqueous solution 32.
The pulling process is repeated several times. After this step, the metal carrier 1 is pulled out from the supporting treatment tank and dried. As a result, the catalyst supporting step of the metal carrier 1 is completed, and the metal carrier for the catalyst converter carrying the catalyst can be obtained.
【0033】以上、説明した第1および第2触媒担持工
程により、メタル担体1の排ガス上流側端部の範囲52
aには、担持密度2.69g/m2 の白金と担持密度
0.54g/m2 のロジウムがそれぞれ担持され、白金
とロジウムとの合計担持密度が3.23g/m2 にな
る。一方、メタル担体1の排ガス上流側端部の範囲52
aを除いた範囲52bには、担持密度0.37g/m2
の白金と担持密度0.075g/m2 のロジウムがそれ
ぞれ担持され、白金とロジウムとの合計担持密度が0.
372g/m2 になる。これは、総担持量で表すと白金
0.31g、ロジウム0.062g、白金とロジウムの
合計0.372gになる。また、容積割合の総担持量に
換算すると白金1.5g/リットル、ロジウム0.3g/リッ
トル、白金とロジウムの合計1.8g/リットルになる。さら
に、範囲52aと範囲52bとのそれぞれの担持密度を
比較すると、範囲52aが範囲52bの9倍以下の担持
密度に設定してあることがわかる。これは、高担持密度
層である範囲52aの担持密度が高くなることにより、
触媒粒子間距離が小さくなり前述したシンタリング現象
が生ずることを防ぐためである。By the above-described first and second catalyst loading steps, the range 52 of the exhaust gas upstream end portion of the metal carrier 1 is obtained.
The a, rhodium loading density 2.69 g / m 2 of platinum and carrier density 0.54 g / m 2 are supported respectively, the total loading density of platinum and rhodium is 3.23 g / m 2. On the other hand, the range 52 of the exhaust gas upstream end of the metal carrier 1
In the range 52b excluding a, the supported density is 0.37 g / m 2
Of platinum and rhodium having a loading density of 0.075 g / m 2 are loaded, respectively, and the total loading density of platinum and rhodium is 0.
It becomes 372 g / m 2 . This represents 0.31 g of platinum, 0.062 g of rhodium, and 0.372 g of platinum and rhodium in total when expressed in terms of the total supported amount. Further, when converted into the total supported amount of the volume ratio, platinum is 1.5 g / liter, rhodium is 0.3 g / liter, and the total of platinum and rhodium is 1.8 g / liter. Further, comparing the respective carrying densities of the range 52a and the range 52b, it can be seen that the range 52a is set to a carrying density 9 times or less that of the range 52b. This is because the loading density in the range 52a, which is a high loading density layer, becomes high,
This is to prevent the above-mentioned sintering phenomenon from occurring due to the decrease in the distance between the catalyst particles.
【0034】次に、エンジン5の排気経路にメタル担体
1を取付ける工程を図2および図10に基づいて説明す
る。図1、図2および図10に示すように、エキゾース
トマニホールド取付フランジ14aとスタートキャスタ
リスト取付フランジ14bとの間にガスケット15を介
してメタル担体1のフランジ12がボルト16により取
付けられる。これにより、メタル担体1は、エキゾース
トマニホールド6aとスタートキャスタリスト7との間
に連結固定される。Next, the process of attaching the metal carrier 1 to the exhaust path of the engine 5 will be described with reference to FIGS. 2 and 10. As shown in FIGS. 1, 2 and 10, the flange 12 of the metal carrier 1 is mounted by the bolt 16 between the exhaust manifold mounting flange 14a and the start caster list mounting flange 14b via the gasket 15. As a result, the metal carrier 1 is connected and fixed between the exhaust manifold 6a and the start caster list 7.
【0035】次に、メタル担体1の作動を図1および図
2に基づいて説明する。エンジン2の始動後、各気筒の
排気行程で排気された排ガスは、エキゾーストマニホー
ルド6a、6bを経由してメタル担体1に達する。メタ
ル担体1に達した排ガスがメタル担体1の上流側に位置
するスリット部4に衝突し、次に列挙するスリット部4
の効果に加え、空隙部9の空気層によりスリ
ット部4と外筒8とが断熱されていることからスリット
部4の温度は最も速く上昇する。Next, the operation of the metal carrier 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. After the engine 2 is started, the exhaust gas exhausted in the exhaust stroke of each cylinder reaches the metal carrier 1 via the exhaust manifolds 6a and 6b. The exhaust gas reaching the metal carrier 1 collides with the slit portion 4 located on the upstream side of the metal carrier 1, and the slit portion 4 listed next
In addition to the above effect, the temperature of the slit portion 4 rises fastest because the slit portion 4 and the outer cylinder 8 are thermally insulated by the air layer in the void portion 9.
【0036】スリットの形成によりスリット部4の熱
容量が小さくなる。 スリットの形成によりメタル担体1の軸方向に対する
メタル担体1の断面積が小さくなるため、メタル担体1
の下流側への熱伝導を抑制する。 スリットの形成位置を互い違いにしたことにより伝熱
経路が長くなるため、メタル担体1の下流側への熱伝導
を抑制する。The formation of the slits reduces the heat capacity of the slit portion 4. Since the cross-sectional area of the metal carrier 1 in the axial direction of the metal carrier 1 is reduced by forming the slit, the metal carrier 1
Suppresses heat conduction to the downstream side of. By staggering the formation positions of the slits, the heat transfer path becomes longer, so that heat conduction to the downstream side of the metal carrier 1 is suppressed.
【0037】スリットの形成により平板2と波板3と
の接触面積が減少するため、メタル担体1の径方向外側
への熱伝導を抑制する。 スリットには排ガスの流れを攪乱する働きがあるた
め、熱伝達効率を高める。 また、メタル担体1と外筒8とはメタル担体1の下流側
の溶接痕11で接合され、外筒8とエキゾーストマニホ
ールド6a、6bとはメタル担体1の上流側のフランジ
12により固定されているため、メタル担体1の熱が外
筒8を経由してエキゾーストマニホールド6a、6bに
達する伝熱経路が長く確保できる。これにより、メタル
担体1の放熱を抑制し放熱量を極めて少なくしている。Since the contact area between the flat plate 2 and the corrugated plate 3 is reduced by forming the slits, heat conduction to the outside of the metal carrier 1 in the radial direction is suppressed. Since the slit has a function of disturbing the flow of exhaust gas, heat transfer efficiency is improved. Further, the metal carrier 1 and the outer cylinder 8 are joined by a welding mark 11 on the downstream side of the metal carrier 1, and the outer cylinder 8 and the exhaust manifolds 6a and 6b are fixed by a flange 12 on the upstream side of the metal carrier 1. Therefore, a long heat transfer path for the heat of the metal carrier 1 to reach the exhaust manifolds 6a and 6b via the outer cylinder 8 can be secured. As a result, the heat radiation of the metal carrier 1 is suppressed and the heat radiation amount is extremely reduced.
【0038】さらに、スリット部4が形成されていない
メタル担体1の排ガス下流側は、スリット部4が形成さ
れている排ガス上流側と比較して、径方向および軸方向
に熱伝導度が大きいため熱伝導速度が極めて速く、メタ
ル担体1の排ガス下流側全域が短時間で触媒の活性化温
度まで昇温する。さらにまた、排ガス上流側のメタル担
体1の所定の範囲52aには、触媒物質を高密度の分布
させた担持層が形成されていることから、触媒物質の活
性化温度である250〜350℃に範囲52aが達し、
範囲52aの触媒物質が活性化するとその反応熱により
メタル担体1の排ガス上流側の昇温がさらに速くなる。Further, the exhaust gas downstream side of the metal carrier 1 in which the slit portion 4 is not formed has a large thermal conductivity in the radial direction and the axial direction as compared with the exhaust gas upstream side in which the slit portion 4 is formed. The heat conduction speed is extremely high, and the entire area of the metal carrier 1 on the downstream side of the exhaust gas is heated to the activation temperature of the catalyst in a short time. Furthermore, since the carrier layer in which the catalyst substance is distributed at a high density is formed in the predetermined range 52a of the metal carrier 1 on the upstream side of the exhaust gas, the activation temperature of the catalyst substance is set to 250 to 350 ° C. Range 52a reached,
When the catalytic substance in the range 52a is activated, the heat of reaction thereof further increases the temperature rise on the exhaust gas upstream side of the metal carrier 1.
【0039】ここで、触媒物質は白金、ロジウム系触媒
に限られることはなくパラジウム系触媒でも良い。また
このパラジウム系触媒を用いることによりさらにコスト
が低減できるとともに、耐熱性に優れたパラジウム系触
媒によってシンタリング現象が生じ難くなり、高い浄化
性能を長期間維持できる。以上、説明したスリット部4
等の効果により、エンジン2の始動直後、約15〜16
秒間でメタル担体1の全域が活性化され、排ガスを十分
に浄化できる触媒反応可能面積をメタル担体1に得るこ
とができる。また、メタル担体1の直下に設けられたス
タートキャスタリスト7は、メタル担体1を通過した高
温の排ガスによって、スタートキャスタリスト7の上流
側から順次触媒の活性化が行われる。エンジン2の高負
荷時、エキゾーストマニホールド6a、6bから大流量
の排ガスが排出される場合でも、メタル担体1とスター
トキャスタリスト7とより約90%以上の排ガス中のH
CおよびCOの浄化を行うことができる。Here, the catalyst material is not limited to platinum and rhodium type catalysts, but may be palladium type catalysts. Further, by using this palladium-based catalyst, the cost can be further reduced, and the sintering phenomenon is less likely to occur due to the palladium-based catalyst having excellent heat resistance, and high purification performance can be maintained for a long time. The slit portion 4 described above
Immediately after the start of the engine 2 due to the effects such as
The entire area of the metal carrier 1 is activated in a second, and the metal carrier 1 can be provided with a catalytically reactive area capable of sufficiently purifying exhaust gas. Further, in the start caster list 7 provided immediately below the metal carrier 1, the catalyst is sequentially activated from the upstream side of the start caster list 7 by the high temperature exhaust gas passing through the metal carrier 1. Even when a large amount of exhaust gas is discharged from the exhaust manifolds 6a and 6b when the engine 2 is under high load, about 90% or more of H in the exhaust gas is exhausted from the metal carrier 1 and the start caster list 7.
Purification of C and CO can be performed.
【0040】次に、第1実施例のメタル担体1と比較例
のメタル担体との排ガスによる温度上昇特性について調
べた結果を図11〜図13に基づいて説明する。比較実
験に際し、メタル担体1と比較例1、2のメタル担体と
の諸元を表1に示す。Next, the results of examining the temperature rise characteristics of the metal carrier 1 of the first embodiment and the metal carrier of the comparative example due to the exhaust gas will be described with reference to FIGS. 11 to 13. Table 1 shows the specifications of the metal carrier 1 and the metal carriers of Comparative Examples 1 and 2 in the comparative experiment.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】図12に示すように、比較例1のメタル担
体110としてメタル担体1の排ガス上流側に高密度担
持層を形成しないものを用い、比較例2のメタル担体1
20としてメタル担体1の排ガス上流側にスリット部お
よび高密度担持層を形成しないものを用いた。図11に
示すように、メタル担体1は、エンジン5の始動直後2
〜3秒間で約300℃に達する排気管途中に取付けられ
る。比較例1および比較例2のメタル担体110、12
0も比較実験時、同様の位置に取付けられる。As shown in FIG. 12, as the metal carrier 110 of Comparative Example 1, the metal carrier 1 of Comparative Example 2 in which a high-density supporting layer is not formed on the upstream side of the exhaust gas is used.
As the metal carrier 1, a metal carrier having no slit portion and a high-density supporting layer formed on the upstream side of the exhaust gas was used. As shown in FIG. 11, the metal carrier 1 is provided 2 immediately after the engine 5 is started.
It is attached in the middle of an exhaust pipe that reaches about 300 ° C in 3 seconds. Metal carriers 110 and 12 of Comparative Example 1 and Comparative Example 2
0 is also attached at the same position during the comparative experiment.
【0043】図12に示すように、メタル担体1、11
0、120の温度上昇を調べるにあたっては、各メタル
担体の排ガス上流側から軸方向に距離101(19m
m)下流側の点B、点C、点Dに示すメタル担体中心部
の温度状態を測定した。また、同時に各メタル担体の排
ガス上流側端部から軸方向に距離102(20mm)上
流側の点Aに示す排ガスの温度状態を測定した。As shown in FIG. 12, the metal carriers 1, 11
In examining the temperature rise of 0 and 120, the distance 101 (19 m
m) The temperature condition of the central portion of the metal carrier shown at points B, C and D on the downstream side was measured. In addition, at the same time, the temperature state of the exhaust gas shown at a point A upstream of the exhaust gas upstream side end of each metal carrier by a distance 102 (20 mm) in the axial direction was measured.
【0044】図13に示すように、メタル担体1におい
ては、エンジン始動後、4〜5秒間で約300℃の温度
に達している。これに対し比較例1のメタル担体110
においては5〜6秒間、メタル担体120においては7
〜9秒間で約300℃の温度に達している。このよう
に、メタル担体の排ガス上流側にスリット部を形成し、
さらに触媒物質を高密度に担持させることにより、メタ
ル担体内の急速な温度上昇を得ることができることを確
認した。As shown in FIG. 13, the metal carrier 1 reaches a temperature of about 300 ° C. for 4 to 5 seconds after the engine is started. On the other hand, the metal carrier 110 of Comparative Example 1
For 5 to 6 seconds, and for the metal carrier 120, 7
A temperature of about 300 ° C. is reached in about 9 seconds. In this way, the slit portion is formed on the exhaust gas upstream side of the metal carrier,
Furthermore, it was confirmed that a rapid temperature rise in the metal carrier can be obtained by supporting the catalyst substance at a high density.
【0045】ここで、前述した平板2と波板3との溶接
しろである間隔50bは、3〜5mm程度であればメタ
ル担体1の昇温性能を妨げないことを実験により確認し
ている。また、スリット部4は、排ガス上流側から排ガ
スの流れ方向に向ってメタル担体の軸方向長さである板
幅50aの5〜60%の範囲のメタル担体に形成される
ことが望ましく、またこのスリット部4を含む排ガス上
流側の少なくとも排ガス流れ方向に5mm以上の範囲に
触媒物質を高密度に分布させた担持層を形成すると、エ
ンジン始動直後、約20秒間でメタル担体全域で触媒物
質の活性化ができることを実験により確認している。It has been confirmed by experiments that the space 50b, which is the welding margin between the flat plate 2 and the corrugated plate 3 described above, is about 3 to 5 mm so as not to hinder the temperature raising performance of the metal carrier 1. Further, the slit portion 4 is preferably formed on the metal carrier in the range of 5 to 60% of the plate width 50a which is the axial length of the metal carrier from the exhaust gas upstream side in the exhaust gas flow direction. When the carrier layer in which the catalyst substance is densely distributed at least in the range of 5 mm or more in the exhaust gas flow direction on the upstream side of the exhaust gas including the slit portion 4 is formed, the catalytic substance is activated in the entire metal carrier in about 20 seconds immediately after the engine is started. It has been confirmed by experiments that it can be converted.
【0046】また、触媒物質が白金、ロジウム系触媒の
場合、総担持量を1.5〜4.0g/リットルにするととも
に、白金とロジウムとの重量比率を白金1に対してロジ
ウム0.2以下に担持すると前述のようにエンジン始動
直後、十分な浄化性能を得ることができる。触媒物質が
パラジウム系の場合、総担持量を4.0〜6.0g/リッ
トルに担持すると、触媒物質が白金、ロジウム系触媒の場
合と同様、エンジン始動直後、十分な浄化性能を得るこ
とができる。When the catalyst substance is platinum or rhodium-based catalyst, the total supported amount is 1.5 to 4.0 g / liter, and the weight ratio of platinum to rhodium is 0.2 to rhodium to platinum 1. If it is carried below, sufficient purification performance can be obtained immediately after the engine is started, as described above. When the catalyst substance is a palladium-based catalyst, if the total supported amount is supported at 4.0 to 6.0 g / liter, sufficient purification performance can be obtained immediately after the engine is started, as in the case where the catalyst substance is a platinum- or rhodium-based catalyst. it can.
【0047】さらに、触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、担持密度の最も小さい領域の担持層の担持密度
を最小0.45g/m2 に担持すると高負荷時、十分な
浄化性能を得ることができる。触媒物質がパラジウム系
の場合、担持密度の最も小さい領域の担持層の担持密度
を最小1.0g/m2 に担持すると、触媒物質が白金、
ロジウム系触媒の場合と同様、高負荷時、十分な浄化性
能を得ることができる。Further, when the catalyst substance is a platinum or rhodium type catalyst, if the loading density of the loading layer in the region of the smallest loading density is loaded at a minimum of 0.45 g / m 2 , sufficient purification performance can be obtained at high load. You can When the catalyst substance is a palladium-based catalyst, the catalyst substance is platinum when the carrier density of the carrier layer in the region having the smallest carrier density is supported at a minimum of 1.0 g / m 2 .
Similar to the case of the rhodium-based catalyst, sufficient purification performance can be obtained under high load.
【0048】次に、メタル担体1と比較例のメタル担体
110、120を用いてメタル担体の耐久性について調
べた結果を図14に基づいて説明する。耐久試験条件
は、A/F=14.6、流入ガス温度900℃、200
時間運転である。この耐久試験前後の浄化特性を図14
に示す。図14に示すように、メタル担体1の浄化率
は、触媒担持密度分布を設けない比較例1および比較例
2と比較して耐久試験の前後にかかわらず最も高い値を
表している。また、比較例1のメタル担体110と比較
例2のメタル担体120とを比較すると、流入ガス上流
側に設けたスリット部4による効果が大きいことを示し
ている。Next, the results of examining the durability of the metal carrier 1 using the metal carrier 1 and the metal carriers 110 and 120 of the comparative example will be described with reference to FIG. Durability test conditions are A / F = 14.6, inflow gas temperature 900 ° C., 200
It is time driving. Fig. 14 shows the purification characteristics before and after this durability test.
Shown in As shown in FIG. 14, the purification rate of the metal carrier 1 shows the highest value before and after the durability test as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the catalyst supporting density distribution is not provided. Further, when the metal carrier 110 of Comparative Example 1 and the metal carrier 120 of Comparative Example 2 are compared, it is shown that the effect of the slit portion 4 provided on the upstream side of the inflow gas is great.
【0049】このように、メタル担体の流入ガス上流側
に高密度担持層とスリット部とを形成することにより、
高い耐久性を有するメタル担体を低コストで実現するこ
とが実験により確認された。つまり、スリット部を設け
たことにより流入ガス上流側の高密度担持層の担持密度
を従来のものと較べて低く抑えることができ、これによ
りメタル担体に担持された触媒物質の粒子間距離を十分
に確保することができる。したがって、触媒担持工程に
おいて触媒物質の粒子径の増大を招くことなく微粒化さ
れた触媒物質を担持でき、高い浄化率を得ることができ
るのである。Thus, by forming the high density support layer and the slit portion on the upstream side of the inflow gas of the metal carrier,
It was confirmed by experiments that a metal carrier having high durability can be realized at low cost. In other words, by providing the slit portion, the loading density of the high-density loading layer on the upstream side of the inflow gas can be suppressed to be lower than that of the conventional one, and thus the interparticle distance of the catalyst substance loaded on the metal carrier can be sufficiently increased. Can be secured. Therefore, in the catalyst supporting step, the atomized catalyst substance can be supported without causing an increase in the particle size of the catalyst substance, and a high purification rate can be obtained.
【0050】また、メタル担体の触媒担持量を種々の値
に変えて耐久試験を行った結果、担持密度が過剰に高い
を浄化率が劣化することを確認した。担持された触媒物
質の粒子間距離が小さくなると、熱振動によって触媒物
質粒子が表面移動し粒径が成長するシンタリング現象が
生じ易くなり触媒物質の表面積が減少するためである。
実験によると、高密度担持層の担持密度は、触媒物質が
白金、ロジウム系触媒の場合、3.6g/m2 以下であ
れば良好な耐久性を示した。また触媒物質がパラジウム
系の場合、8.0g/m2 以下であれば、触媒物質が白
金、ロジウム系触媒の場合と同様、良好な耐久性を示す
ことが判明した。Further, as a result of a durability test conducted by changing the amount of catalyst supported on the metal carrier to various values, it was confirmed that the purification rate deteriorates when the supported density is excessively high. This is because when the distance between the particles of the supported catalyst substance becomes small, the sintering phenomenon in which the catalyst substance particles move to the surface due to thermal vibration and the particle size grows easily occurs, and the surface area of the catalyst substance decreases.
According to the experiment, when the catalyst density of the high-density support layer was 3.6 g / m 2 or less when the catalyst material was platinum or rhodium-based catalyst, good durability was exhibited. It was also found that when the catalyst substance is a palladium type catalyst, if the catalyst substance is 8.0 g / m 2 or less, good durability is exhibited as in the case where the catalyst substance is a platinum or rhodium type catalyst.
【0051】さらに、実験を重ねた結果、担持層を形成
するγ−Al2 O3 の形成量に耐久性能が影響すること
を確認した。つまり、触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムとの合計担持密度0.45g/
m2 に対しγ−Al2 O3 の担持密度を31g/m2 の
割合になるように触媒物質の担持密度の重量比率分布に
応じたγ−Al2 O3 コート量の重量比率分布にするこ
により、最も高い耐久性を示した。また触媒物質がパラ
ジウム系の場合、パラジウム担持密度1.0g/m2 に
対しγ−Al2 O3 の担持密度を31g/m2 の割合に
なるように触媒物質の担持密度の重量比率分布に応じた
γ−Al2 O3 コート量の重量比率分布にするこによ
り、最も高い耐久性を示した。これは、130〜350
g/m2 であるγ−Al2 O3 の比表面積に対して触媒
物質粒子間距離が十分に確保できる担持密度となったた
めである。また、パラジウムは耐熱性に優れていること
から、シンタリング現象が生じ難く高い浄化性能を長期
間維持することも実験により確認している。Further, as a result of repeated experiments, it was confirmed that the durability performance affects the amount of γ-Al 2 O 3 forming the supporting layer. That is, when the catalyst substance is platinum or a rhodium-based catalyst, the total supported density of platinum and rhodium is 0.45 g /
To weight ratio distribution of m 2 to γ-Al 2 O 3 in the applicable weight ratio distribution of the loading density of the catalytic substance supported density such that the rate of 31g / m 2 γ-Al 2 O 3 coating amount This showed the highest durability. When the catalyst substance is a palladium-based catalyst, the weight ratio distribution of the supported density of the catalyst substance is set so that the supported density of γ-Al 2 O 3 is 31 g / m 2 with respect to the palladium supported density of 1.0 g / m 2. The highest durability was exhibited by setting the weight ratio distribution of the amount of γ-Al 2 O 3 according to the above. This is 130-350
This is because the supporting density is such that the distance between the catalyst substance particles can be sufficiently secured with respect to the specific surface area of γ-Al 2 O 3 which is g / m 2 . In addition, since palladium has excellent heat resistance, it has been confirmed by experiments that the sintering phenomenon hardly occurs and high purification performance is maintained for a long period of time.
【0052】第1実施例によると、担体1の排ガス上流
側にはスリット部4が形成されていることから、メタル
担体1の下流側への熱伝導を抑制する。これにより、担
体1の排ガス上流側の熱容量を低くする効果がある。ま
た、第1実施例によると、担体1のスリット部4により
排ガスの流れを攪乱することから熱伝達効率を高めると
ともに、平板2と波板3との接触面積が減少するため、
メタル担体1の径方向外側への熱伝導量を抑制する。こ
れにより、担体1の排ガス上流側で昇温した熱を蓄熱す
る効果がある。According to the first embodiment, since the slit portion 4 is formed on the exhaust gas upstream side of the carrier 1, heat conduction to the downstream side of the metal carrier 1 is suppressed. This has the effect of lowering the heat capacity of the carrier 1 on the upstream side of the exhaust gas. In addition, according to the first embodiment, the slit portion 4 of the carrier 1 disturbs the flow of exhaust gas to improve heat transfer efficiency and reduce the contact area between the flat plate 2 and the corrugated plate 3.
The amount of heat conduction to the outside of the metal carrier 1 in the radial direction is suppressed. This has the effect of accumulating the heat that has been raised on the exhaust gas upstream side of the carrier 1.
【0053】さらに、第1実施例によると、排ガス上流
側のメタル担体1の所定の範囲52aには、触媒物質を
高密度に分布させた担持層が形成されていることから、
範囲52aの触媒物質の活性化温度に達したとき、この
触媒物質の活性化に伴う反応熱によりメタル担体1の排
ガス上流側の昇温がさらに速くなる。これにより、排ガ
スからの熱により容易にメタル担体1を昇温でき、触媒
物質の反応熱による昇温依存度を抑える効果がある。し
たがって、触媒物質の発熱反応を利用してメタル担体を
昇温させていた従来の触媒コンバータと比較して、触媒
物質の担持量を少なくすることができ、さらに高い浄化
率を長期間に渡って維持するため必要な触媒担持量を減
少させる効果がある。これにより、メタル担体に担持さ
れた触媒物質の粒子間距離を十分に確保することがで
き、触媒担持工程において触媒物質の粒子径の増大を招
くことなく微粒化された触媒物質を担持できる効果があ
る。さらにまた、必要な触媒担持量を減少させることか
ら、高価な白金、ロジウム、パラジウム等の使用量を減
少させコスト低減を図ることができる効果がある。Further, according to the first embodiment, since the carrier layer in which the catalyst substance is distributed at a high density is formed in the predetermined area 52a of the metal carrier 1 on the upstream side of the exhaust gas,
When the activation temperature of the catalytic substance in the range 52a is reached, the reaction heat associated with the activation of the catalytic substance causes the temperature of the exhaust gas upstream side of the metal carrier 1 to rise further. As a result, the temperature of the metal carrier 1 can be easily raised by the heat from the exhaust gas, and the temperature rise dependency due to the reaction heat of the catalyst substance can be suppressed. Therefore, compared to the conventional catalytic converter in which the exothermic reaction of the catalytic substance is used to raise the temperature of the metal carrier, the carried amount of the catalytic substance can be reduced, and a higher purification rate can be obtained for a long period of time. This has the effect of reducing the amount of catalyst supported necessary for maintaining. As a result, a sufficient distance between the particles of the catalyst substance supported on the metal carrier can be secured, and there is an effect that the atomized catalyst substance can be supported without increasing the particle size of the catalyst substance in the catalyst supporting step. is there. Furthermore, since the required amount of supported catalyst is reduced, there is an effect that the amount of expensive platinum, rhodium, palladium or the like used can be reduced to achieve cost reduction.
【0054】(第2実施例)本発明の第2実施例による
メタル担体を図15および図16に基づいて説明する。
第1実施例と実質的に同一の構成部分には、同一符号を
付す。図15に示すように、第2実施例は、メタル担体
40を構成する平板2および波板3の排ガス上流側の範
囲41bについて、酸化鉛等の鉛化合物が生成し易い部
位の担持密度を予め低くする点が第1実施例と異なる。(Second Embodiment) A metal carrier according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 15, in the second embodiment, in the range 41b on the exhaust gas upstream side of the flat plate 2 and the corrugated plate 3 which form the metal carrier 40, the loading density of a portion where a lead compound such as lead oxide is likely to be generated in advance is set. It is different from the first embodiment in that it is lowered.
【0055】図16に示すように、γ−Al2 O3 層を
形成後、所定に濃度の白金水溶液43が満たされる担持
処理槽42にメタル担体40の排ガス上流側の範囲41
bだけ残してメタル担体40を浸漬させ、また引上げる
工程を数回繰り返す。本第2実施例では、範囲41bは
例えば3〜5mmである。この工程の後、メタル担体4
0を担持処理槽42から引上げ仮乾燥させる。仮乾燥
後、白金水溶液43に浸漬させたのと同様、図示しない
担持処理槽に満たされた所定の濃度のロジウムを含有す
るロジウム水溶液中にメタル担体を範囲41bだけ残し
て浸漬させ、また引上げる工程を数回繰り返す。この工
程の後、メタル担体40を担持処理槽から引上げ乾燥さ
せる。これら第1触媒担持工程によりメタル担体40に
は、所定の担持密度の白金とロジウムとが範囲41bを
除いた部分にそれぞれ担持される。As shown in FIG. 16, after the γ-Al 2 O 3 layer is formed, a range 41 on the exhaust gas upstream side of the metal carrier 40 is placed in the loading treatment tank 42 filled with the platinum aqueous solution 43 having a predetermined concentration.
The step of immersing the metal carrier 40 leaving only b and pulling it up is repeated several times. In the second embodiment, the range 41b is, for example, 3 to 5 mm. After this step, the metal carrier 4
0 is pulled up from the carrying treatment tank 42 and temporarily dried. After the temporary drying, similarly to the immersion in the platinum aqueous solution 43, the metal carrier is immersed in the rhodium aqueous solution containing a predetermined concentration of rhodium, which is filled in a supporting treatment tank (not shown), leaving only the range 41b, and then pulled up. Repeat the process several times. After this step, the metal carrier 40 is pulled out from the carrying treatment tank and dried. By these first catalyst supporting steps, the metal carrier 40 is loaded with platinum and rhodium having a predetermined loading density in portions other than the range 41b.
【0056】次に、図17に示すように、所定の濃度の
白金水溶液44が満たされる担持処理槽42に排ガス上
流側の端部から所定の範囲41dまでメタル担体40を
浸漬させる。このとき、白金水溶液44の液面44aは
前記工程の白金水溶液43の液面43aより低く、メタ
ル担体40の排ガス上流側の端部から範囲41dまで浸
される程度の白金水溶液44が担持処理槽42に入れら
れている。本第2実施例では、範囲41dは例えば15
mmに設定されており、範囲41aと範囲41bとの和
に等しい。したがって、メタル担体40を浸漬させ、ま
た引上げる工程を数回繰り返すことにより、メタル担体
40の範囲41dだけが触媒担持される。この工程の
後、メタル担体40を担持処理槽42から引上げ仮乾燥
させる。さらに、仮乾燥後、白金水溶液44に浸漬させ
たのと同様、図示しない担持処理槽に満たされた所定の
濃度のロジウムを含有するロジウム水溶液中にメタル担
体40の範囲41dを浸漬させ、また引上げる工程を数
回繰り返す。この工程の後、メタル担体40を担持処理
槽から引上げ乾燥させる。これにより、メタル担体40
の触媒担持工程が終了し、触媒が担持された触媒コンバ
ータ用のメタル担体を得ることができる。Next, as shown in FIG. 17, the metal carrier 40 is dipped from the end of the exhaust gas upstream side to a predetermined range 41d in the loading treatment tank 42 filled with the platinum aqueous solution 44 having a predetermined concentration. At this time, the liquid level 44a of the platinum aqueous solution 44 is lower than the liquid level 43a of the platinum aqueous solution 43 in the above step, and the platinum aqueous solution 44 is immersed in the range 41d from the end of the metal carrier 40 on the upstream side of the exhaust gas in the carrying treatment tank. It is put in 42. In the second embodiment, the range 41d is, for example, 15
It is set to mm and is equal to the sum of the range 41a and the range 41b. Therefore, by immersing the metal carrier 40 and pulling it up several times, only the area 41d of the metal carrier 40 is supported by the catalyst. After this step, the metal carrier 40 is pulled up from the carrying treatment tank 42 and temporarily dried. Further, after tentative drying, similarly to the immersion in the platinum aqueous solution 44, the range 41d of the metal carrier 40 is immersed in a rhodium aqueous solution containing a predetermined concentration of rhodium filled in a supporting treatment tank (not shown), and then pulled. Repeat the raising process several times. After this step, the metal carrier 40 is pulled out from the carrying treatment tank and dried. Thereby, the metal carrier 40
After the step of supporting the catalyst is completed, it is possible to obtain the metal carrier for the catalytic converter on which the catalyst is supported.
【0057】以上、説明した第1および第2触媒担持工
程において、メタル担体40の排ガス上流側の範囲41
bは範囲41cと同様、第2触媒担持工程の触媒担持が
行われ、第1触媒担持工程の触媒担持は行われていない
ことから、範囲41bの担持密度を低くすることができ
る。これにより、排ガスに含まれるハロゲン化鉛等が最
も多く触れる可能性がある排ガス上流に位置する範囲4
1bには、メタル担体40の使用初期状態において触媒
担持量が少なくなっているため、長期間使用する場合、
浄化性能が大幅に損なわれない効果がある。また必要な
触媒担持量の減少によりコスト低減が図れる効果があ
る。In the above-described first and second catalyst loading steps, the range 41 on the exhaust gas upstream side of the metal carrier 40 is shown.
Similarly to the range 41c, in the range b, since the catalyst is carried in the second catalyst carrying step and the catalyst is not carried in the first catalyst carrying step, the carrying density of the range 41b can be lowered. Due to this, the range 4 located upstream of the exhaust gas where the lead halide etc. contained in the exhaust gas is most likely to come into contact
In 1b, since the amount of catalyst carried is small in the initial use state of the metal carrier 40, when used for a long time,
It has the effect of not significantly impairing the purification performance. Further, there is an effect that the cost can be reduced by reducing the required amount of catalyst to be supported.
【0058】なお、第2実施例では、第1および第2触
媒担持工程において、触媒物質に白金、ロジウムを用い
たが、本発明ではロジウム系触媒を用いても良い。ま
た、本実施例では、平板2および波板3の両方にスリッ
ト部4を形成したが、本発明ではこれに限られることは
なく、平板2または波板3の少なくとも一方にスリット
部4が形成されていれば良く、例えば平板2にスリット
部4を形成し波板3にはスリット部4を形成しない場
合、または波板3にスリット部4を形成し平板2にはス
リット部4を形成しない場合でも良い。In the second embodiment, platinum and rhodium are used as the catalyst substance in the first and second catalyst supporting steps, but a rhodium catalyst may be used in the present invention. Further, in the present embodiment, the slit portion 4 is formed on both the flat plate 2 and the corrugated plate 3, but the present invention is not limited to this, and the slit portion 4 is formed on at least one of the flat plate 2 and the corrugated plate 3. The slit portion 4 is formed on the flat plate 2 and the slit portion 4 is not formed on the corrugated plate 3, or the slit portion 4 is formed on the corrugated plate 3 and the slit portion 4 is not formed on the flat plate 2. Even if good.
【0059】さらに、本実施例では、平板2と波板3と
を交互に巻回することによりメタル担体を形成したが、
本発明では、これに限られることはなく、例えば平板2
と波板3とを交互に積み重ね積層することによりメタル
担体を形成しても良い。Further, in this embodiment, the metal carrier is formed by alternately winding the flat plate 2 and the corrugated plate 3, but
The present invention is not limited to this, and for example, the flat plate 2
The metal carrier may be formed by alternately stacking and corrugating plate 3.
【図1】本発明の第1実施例によるメタル担体を用いた
メタル触媒コンバータの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a metal catalytic converter using a metal carrier according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例によるメタル担体をエンジ
ンの排気経路に搭載した全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram in which a metal carrier according to a first embodiment of the present invention is mounted in an exhaust path of an engine.
【図3】本発明の第1実施例によるメタル担体を外筒に
取付けた状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the metal carrier according to the first embodiment of the present invention is attached to an outer cylinder.
【図4】本発明の第1実施例によるメタル担体を外筒に
取付けた状態を示す半断面図である。FIG. 4 is a half cross-sectional view showing a state in which the metal carrier according to the first embodiment of the present invention is attached to the outer cylinder.
【図5】図3のV方向矢視図である。5 is a view from the direction of the arrow V in FIG.
【図6】本発明の第1実施例によるメタル担体に使用さ
れる平板の展開図である。FIG. 6 is a development view of a flat plate used for the metal carrier according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1実施例によるメタル担体のスリッ
ト部の模式的説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view of a slit portion of the metal carrier according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第1実施例によるメタル担体の第1触
媒担持工程の模式的説明図である。FIG. 8 is a schematic explanatory view of a first catalyst supporting step of the metal carrier according to the first embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第1実施例によるメタル担体の第2触
媒担持工程の模式的説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view of a second catalyst supporting step of the metal carrier according to the first embodiment of the present invention.
【図10】図2のX方向矢視図である。10 is a view taken in the direction of the arrow X in FIG.
【図11】比較実験を行うメタル担体をエンジンの排気
系路に搭載した全体構成図である。FIG. 11 is an overall configuration diagram in which a metal carrier for performing a comparative experiment is mounted in an exhaust system passage of an engine.
【図12】(a) は本発明の第1実施例によるメタル担体
の模式的側面図、(b) は比較例1のメタル担体の模式的
側面図、(c) は比較例2のメタル担体の模式的側面図で
ある。12 (a) is a schematic side view of a metal carrier according to a first embodiment of the present invention, (b) is a schematic side view of a metal carrier of Comparative Example 1, and (c) is a metal carrier of Comparative Example 2. It is a schematic side view of.
【図13】本発明の第1実施例によるメタル担体の比較
実験の実験結果を示す温度状態特性図である。FIG. 13 is a temperature state characteristic diagram showing an experimental result of a comparative experiment of the metal carrier according to the first embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第1実施例によるメタル担体の比較
実験の実験結果を示す浄化性能特性図である。FIG. 14 is a purification performance characteristic diagram showing experimental results of a comparative experiment of the metal carrier according to the first embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第2実施例によるメタル担体を用い
たメタル触媒コンバータの概略構成図である。FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a metal catalytic converter using a metal carrier according to a second embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第2実施例によるメタル担体の第1
触媒担持工程の模式的説明図である。FIG. 16 shows a first metal carrier according to a second embodiment of the present invention.
It is a schematic explanatory view of a catalyst supporting step.
【図17】本発明の第2実施例によるメタル担体の第2
触媒担持工程の模式的説明図である。FIG. 17 is a second metal carrier according to the second embodiment of the present invention.
It is a schematic explanatory view of a catalyst supporting step.
1、40 メタル担体 2 平板 3 波板 4 スリット部 5 エンジン(内燃機関) 6a、b エキゾーストマニホールド(排気経路) 7 スタートキャスタリスト 8 外筒 9 空隙部 10 切欠部 11、13 溶接痕 12 フランジ 22 排気管 31、32、43、44 白金水溶液(溶液) 41b 範囲(低密度担持層) 41a、52a 範囲(高密度担持層) 41c、52b 範囲(非高密度担持層) 1, 40 Metal carrier 2 Flat plate 3 Corrugated plate 4 Slit part 5 Engine (internal combustion engine) 6a, b Exhaust manifold (exhaust path) 7 Start casterist 8 Outer cylinder 9 Void part 10 Notch part 11, 13 Welding mark 12 Flange 22 Exhaust Tubes 31, 32, 43, 44 Platinum aqueous solution (solution) 41b Range (low density carrier layer) 41a, 52a Range (high density carrier layer) 41c, 52b Range (non-high density carrier layer)
───────────────────────────────────────────────────── 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 B01J 35/04 321 A B01D 53/86 ZAB 53/94 B01J 23/40 ZAB A F01N 3/28 ZAB 301 P ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location B01J 35/04 321 A B01D 53/86 ZAB 53/94 B01J 23/40 ZAB A F01N 3/28 ZAB 301 P
Claims (14)
製の平板と波板とが交互に重ね合わせられ巻回または積
層して構成されるハニカム体に触媒物質を担持してなる
メタル担体であって、 排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数個のスリッ
トが前記平板または前記波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に形成され、この排気経路上流側の端部近傍の
前記スリットを含む範囲に前記ハニカム体の排気経路下
流側よりも触媒物質を高密度に分布させた高密度担持層
を有することを特徴とするメタル担体。1. A metal, which is disposed in an exhaust path of an internal combustion engine, and which carries a catalytic substance on a honeycomb body formed by alternately laminating and winding metal flat plates and corrugated plates. In the carrier, a plurality of slits extending in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction are formed on the exhaust path upstream side of at least one of the flat plate or the corrugated plate, and the slits near the end on the exhaust path upstream side are formed. A metal carrier, characterized in that it has a high-density support layer in which a catalyst substance is distributed in a higher density than in the exhaust passage downstream side of the honeycomb body in a range including the same.
は、前記平板または前記波板の排気経路上流側から排ガ
ス流れ方向に前記ハニカム体の軸方向長さの5%〜60
%の範囲で形成されたことを特徴とする請求項1記載の
メタル担体。2. The slit portion composed of the plurality of slits is 5% to 60% of the axial length of the honeycomb body in the exhaust gas flow direction from the exhaust path upstream side of the flat plate or the corrugated plate.
The metal carrier according to claim 1, wherein the metal carrier is formed in the range of%.
含み排ガス流れ方向に5mm以上の範囲に形成されるこ
とを特徴とする請求項1または2記載のメタル担体。3. The metal carrier according to claim 1, wherein the high-density support layer is formed in a range of 5 mm or more in the exhaust gas flow direction including the slit portion.
たは前記波板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方
向に3mm〜5mmの範囲で非スリット部が形成され、
この非スリット部には触媒物質を低密度分布させた低密
度担持層が形成されることを特徴とする請求項1、2ま
たは3記載のメタル担体。4. A non-slit portion is formed in a range of 3 mm to 5 mm in an exhaust gas flow direction at an exhaust path upstream end portion of the flat plate or the corrugated plate on which the slit portion is formed,
The metal carrier according to claim 1, 2 or 3, wherein a low-density supporting layer having a low-density distribution of the catalyst substance is formed on the non-slit portion.
またはパラジウム系触媒からなることを特徴とする請求
項1、2、3または4記載のメタル担体。5. The metal carrier according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the catalyst substance is composed of platinum, a rhodium catalyst or a palladium catalyst.
度担持層の担持密度の9倍以下であることを特徴とする
請求項1、2、3、4または5記載のメタル担体。6. The metal carrier according to claim 1, wherein the loading density of the high-density loading layer is 9 times or less the loading density of the non-high-density loading layer.
場合、前記触媒物質の総担持量が1.5g/リットル〜4.
0g/リットル、かつ白金とロジウムとの重量比率が白金1
に対してロジウム0.2以下であるとともに、前記高密
度担持層の担持密度が3.6g/m2 以下になるように
担持されたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5
または6記載のメタル担体。7. When the catalyst substance is a platinum or rhodium-based catalyst, the total supported amount of the catalyst substance is 1.5 g / liter to 4.
0 g / liter, and the weight ratio of platinum and rhodium is platinum 1
Rhodium is 0.2 or less, and the high density loading layer is loaded so that the loading density is 3.6 g / m 2 or less. 5
Alternatively, the metal carrier according to item 6.
合、前記触媒物質の総担持量が4.0g/リットル〜6.0
g/リットルであるとともに、前記高密度担持層の担持密度
が8.0g/m2 以下になるように担持されたことを特
徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載のメタ
ル担体。8. When the catalyst substance is a palladium-based catalyst, the total supported amount of the catalyst substance is 4.0 g / liter to 6.0.
7. The carrier according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the carrier density is g / liter and the carrier density of the high density carrier layer is 8.0 g / m 2 or less. Metal carrier.
場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持してなる担
持層の最小担持密度は、0.45g/m2 であることを
特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7記載
のメタル担体。9. When the catalyst substance is a platinum or rhodium-based catalyst, the minimum support density of the support layer formed by supporting the catalyst substance on the honeycomb body is 0.45 g / m 2. The metal carrier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持してなる担持
層の最小担持密度は、1.0g/m2 であることを特徴
とする請求項1、2、3、4、5、6または8記載のメ
タル担体。10. The minimum supporting density of a supporting layer formed by supporting the catalyst substance on the honeycomb body is 1.0 g / m 2 when the catalyst substance is a palladium-based catalyst. The metal carrier according to 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 8.
波板にコーティングされたγ−Al2 O3 層上に担持さ
れることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、
7、8、9または10記載のメタル担体。11. The catalyst material is supported on a γ-Al 2 O 3 layer coated on the flat plate or the corrugated plate. ,
The metal carrier according to 7, 8, 9 or 10.
の場合、白金とロジウムの合計担持密度0.45g/m
2 に対し前記γ−Al2 O3 層のコーティング密度が3
1g/m2 であることを特徴とする請求項1、2、3、
4、5、6、7、9または11記載のメタル担体。12. When the catalyst substance is a platinum-rhodium-based catalyst, the total supported density of platinum and rhodium is 0.45 g / m 2.
2, the coating density of the γ-Al 2 O 3 layer is 3
Claim 1, 2, 3, characterized in that a 1 g / m 2,
The metal carrier according to 4, 5, 6, 7, 9 or 11.
合、パラジウムの担持密度1g/m2 に対し前記γ−A
l2 O3 層のコーティング密度が31g/m 2 であるこ
とを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、8、1
0または11記載のメタル担体。13. When the catalytic substance is a palladium-based catalyst
, Palladium loading density 1g / m2Against the above γ-A
l2O3Layer coating density is 31g / m 2It is
And claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 1
The metal carrier according to 0 or 11.
触媒物質の成分を含有する溶液に前記平板または前記波
板が浸漬される回数によって得られることを特徴とする
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1
1、12または13記載のメタル担体。14. The support density distribution of the catalyst material is obtained by the number of times the flat plate or the corrugated plate is immersed in a solution containing the components of the catalyst material. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1
The metal carrier according to 1, 12, or 13.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6224650A JPH0889814A (en) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | Metal carrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6224650A JPH0889814A (en) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | Metal carrier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0889814A true JPH0889814A (en) | 1996-04-09 |
Family
ID=16817053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6224650A Pending JPH0889814A (en) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | Metal carrier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0889814A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006175386A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Cataler Corp | Filter catalyst for exhaust gas cleaning of diesel engine and its production method |
JP2008080214A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Calsonic Kansei Corp | Metal catalyst carrier |
JP2011226421A (en) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device |
JP2016055273A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 日本碍子株式会社 | Honeycomb catalyst structure |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP6224650A patent/JPH0889814A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006175386A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Cataler Corp | Filter catalyst for exhaust gas cleaning of diesel engine and its production method |
JP2008080214A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Calsonic Kansei Corp | Metal catalyst carrier |
JP2011226421A (en) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device |
JP2016055273A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 日本碍子株式会社 | Honeycomb catalyst structure |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040713 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041115 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |