JP2018165484A - Exhaust gas purification device, manufacturing method of exhaust gas purification device and exhaust gas purification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス浄化装置、該排ガス浄化装置の製造方法、及び、該排ガス浄化装置を用いた排ガス浄化方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device, a method for manufacturing the exhaust gas purification device, and an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification device.
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、スス等のパティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。 The exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains particulate matter (hereinafter also referred to as PM) such as soot. In recent years, this PM has a problem that it causes harm to the environment and the human body. It has become. Further, since the exhaust gas contains harmful gas components such as CO, HC and NOx, there is a concern about the influence of the harmful gas components on the environment and the human body.
そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に配設され、無機繊維からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆う金属ケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体と金属ケーシングとの間から排ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。 Therefore, as an exhaust gas purification device that collects PM in exhaust gas and purifies harmful gas components, an exhaust gas treatment body made of porous ceramics such as silicon carbide and cordierite, and a metal that houses the exhaust gas treatment body Various exhaust gas purification apparatuses that are disposed between a casing, an exhaust gas treating body, and a metal casing and that include a holding sealing material made of inorganic fibers have been proposed. This holding sealing material prevents the exhaust gas treating body from being damaged by contact with the metal casing covering the outer periphery due to vibrations or impacts caused by traveling of an automobile or the like, or from between the exhaust gas treating body and the metal casing. The main purpose is to prevent the exhaust gas from leaking.
保持シール材のみで排ガス処理体を保持することが難しい場合、従来は、特許文献１に記載されているように、金属ケーシング内のハニカム触媒担体（排ガス処理体）の前後に、金属製のフィラメントを細かく曲げた状態で集合させたリング状の緩衝部材を設けることにより、排ガスの圧力等によって排ガス処理体が金属ケーシング内で移動しないようにしている。 When it is difficult to hold the exhaust gas treating body only with the holding sealing material, conventionally, as described in Patent Document 1, before and after the honeycomb catalyst carrier (exhaust gas treating body) in the metal casing, a metal filament By providing a ring-shaped buffer member assembled in a state of being bent finely, the exhaust gas treatment body is prevented from moving in the metal casing due to the pressure of the exhaust gas.
最近では、ディーゼルエンジンのみならずガソリンエンジンを搭載した車両においても、ＰＭ等を捕集するためのフィルタを備えた排ガス浄化装置を搭載した車両が増えている。ガソリンエンジン用のフィルタでは、圧力損失を低減させるために、隔壁をできる限り薄くしている。その結果、従来のフィルタに比べて機械的強度が低くなっている。 Recently, in vehicles equipped with gasoline engines as well as diesel engines, there are an increasing number of vehicles equipped with exhaust gas purification devices equipped with filters for collecting PM and the like. In a filter for a gasoline engine, the partition wall is made as thin as possible in order to reduce pressure loss. As a result, the mechanical strength is lower than that of the conventional filter.
特許文献１に記載の排ガス浄化装置では、排ガス処理体の端部が金属製の緩衝部材と接触することになる。そのため、ガソリンエンジン用のフィルタ等の機械的強度の低い排ガス処理体を特許文献１に記載の排ガス浄化装置に配設すると、排ガスの圧力や車の振動等の負荷によって排ガス処理体の端部が金属製の緩衝部材に押圧されて破損しやすく、長期に渡って安定的に排ガス処理体を保持することが困難である。 In the exhaust gas purifying apparatus described in Patent Document 1, the end portion of the exhaust gas treatment body comes into contact with a metal buffer member. Therefore, when an exhaust gas treatment body having a low mechanical strength such as a filter for a gasoline engine is disposed in the exhaust gas purification device described in Patent Document 1, the end of the exhaust gas treatment body is caused by a load such as exhaust gas pressure or vehicle vibration. It is easily damaged by being pressed by a metal buffer member, and it is difficult to stably hold the exhaust gas treating body for a long time.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、排ガス処理体の破損を防止し、かつ、長期に渡って安定的に排ガス処理体を保持することができる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。本発明はまた、該排ガス浄化装置の製造方法、及び、該排ガス浄化装置を用いた排ガス浄化方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an exhaust gas purification device that can prevent the exhaust gas treatment body from being damaged and can stably hold the exhaust gas treatment body for a long period of time. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide a method for producing the exhaust gas purification device and an exhaust gas purification method using the exhaust gas purification device.
本発明の排ガス浄化装置は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する無機繊維からなる保持シール材とから構成された排ガス浄化装置であって、上記金属ケーシングの内周面のうち上記保持シール材と対向する対向面には、当該対向面から突出する返し部が設けられており、上記返し部は、先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜していることを特徴とする。 The exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a columnar exhaust gas treatment body in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across a cell wall, a metal casing that houses the exhaust gas treatment body, the exhaust gas treatment body, and the metal casing. The exhaust gas purifying apparatus is configured to include a holding sealing material made of inorganic fibers that holds the exhaust gas treating body, and is opposed to the holding sealing material on the inner peripheral surface of the metal casing. The facing surface is provided with a return portion protruding from the facing surface, and the return portion is inclined so that the tip is located on the exhaust gas inlet side and the base end is located on the exhaust gas outlet side. .
本発明の排ガス浄化装置においては、金属ケーシングの内周面のうち保持シール材と対向する対向面に返し部（ｂａｒｂ）が設けられており、返し部の先端が排ガス入口側に傾斜している。したがって、排ガス入口側から流入する排ガスによって排ガス処理体が押し込まれた場合であっても、保持シール材が返し部に引っ掛かるため、保持シール材と金属ケーシングとの界面でのずれを抑制することができ、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, a return portion (barb) is provided on the facing surface facing the holding sealing material on the inner peripheral surface of the metal casing, and the tip of the return portion is inclined toward the exhaust gas inlet side. . Therefore, even when the exhaust gas treatment body is pushed in by the exhaust gas flowing in from the exhaust gas inlet side, the holding sealing material is caught by the return portion, so that the deviation at the interface between the holding sealing material and the metal casing can be suppressed. It is possible to hold the exhaust gas treating body firmly.
また、排ガス処理体の排ガス出口側に金属製の緩衝部材等を設置する必要がないため、機械的強度の低い排ガス処理体を配設した場合であっても、排ガス処理体の破損を防止することができる。 Moreover, since it is not necessary to install a metal buffer member or the like on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas treatment body, even if an exhaust gas treatment body with low mechanical strength is disposed, the exhaust gas treatment body is prevented from being damaged. be able to.
さらに、排ガス処理体の排ガス出口側に金属製の緩衝部材等を設置する必要がないため、排ガス処理体の機械的強度に関係なく、製造コストを抑えることができる。 Furthermore, since it is not necessary to install a metal buffer member or the like on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas treatment body, the manufacturing cost can be suppressed regardless of the mechanical strength of the exhaust gas treatment body.
本発明の排ガス浄化装置において、上記金属ケーシングの対向面には、複数の上記返し部が設けられていることが望ましい。
金属ケーシングの対向面に複数の返し部を設けることにより、保持シール材と金属ケーシングとの界面でのずれをさらに抑制することができる。
In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, it is desirable that a plurality of the return portions are provided on the opposing surface of the metal casing.
By providing a plurality of return portions on the opposing surface of the metal casing, it is possible to further suppress the deviation at the interface between the holding sealing material and the metal casing.
本発明の排ガス浄化装置において、上記複数の返し部は、点状に設けられていてもよい。この場合、上記複数の返し部は、上記金属ケーシングの長手方向及び／又は周方向に列をなして点状に設けられていることが望ましい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the plurality of return portions may be provided in a dot shape. In this case, it is desirable that the plurality of return portions are provided in a dot shape in a row in the longitudinal direction and / or the circumferential direction of the metal casing.
本発明の排ガス浄化装置において、上記複数の返し部の傾斜角度は、一定であることが望ましい。また、上記複数の返し部の傾斜角度は、上記排ガス出口側に行くほど大きいことが望ましい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, it is desirable that the inclination angles of the plurality of return portions are constant. In addition, it is desirable that the inclination angles of the plurality of return portions become larger toward the exhaust gas outlet side.
本発明の排ガス浄化装置において、上記返し部は、直線的に突出していてもよく、屈曲していてもよく、湾曲していてもよい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the return portion may protrude linearly, may be bent, or may be curved.
本発明の排ガス浄化装置において、上記返し部は、上記排ガス出口側を軸として上記排ガス入口側に折り畳み可能であることが望ましい。
返し部が排ガス出口側を軸として排ガス入口側に折り畳み可能であると、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属ケーシングの内部に容易に圧入することができ、かつ、排ガスによって排ガス処理体が押し込まれた場合であっても、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, it is desirable that the return portion can be folded to the exhaust gas inlet side with the exhaust gas outlet side as an axis.
If the return part can be folded to the exhaust gas inlet side with the exhaust gas outlet side as an axis, the exhaust gas treatment body around which the holding seal material is wound can be easily press-fitted into the metal casing, and the exhaust gas treatment body can be exhausted by the exhaust gas. Even if is pushed, the exhaust gas treating body can be firmly held.
本発明の排ガス浄化装置において、上記返し部の高さは、上記金属ケーシングの内径に対して０．５〜５％であることが望ましい。
金属ケーシングの内径に対する返し部の高さが上記範囲にあると、保持シール材が返し部に引っ掛かりやすくなる。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, it is desirable that the height of the return portion is 0.5 to 5% with respect to the inner diameter of the metal casing.
When the height of the return portion with respect to the inner diameter of the metal casing is in the above range, the holding sealing material is easily caught on the return portion.
本発明の排ガス浄化装置において、上記返し部の高さは、１〜１０ｍｍであることが望ましい。
返し部の高さが上記範囲にあると、保持シール材が返し部に引っ掛かりやすくなる。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, it is desirable that the height of the return portion is 1 to 10 mm.
When the height of the return portion is in the above range, the holding sealing material is easily caught on the return portion.
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、上記した排ガス浄化装置の製造方法であって、内周面に当該内周面から突出する返し部が設けられ、上記返し部は、先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜している金属ケーシングを準備する工程と、上記排ガス処理体の周囲に上記保持シール材が巻き付けられた巻付体を準備する工程と、上記金属ケーシングの内部で上記保持シール材が上記返し部と対向する位置まで、上記排ガス出口側から上記巻付体を上記金属ケーシングの内部に圧入する工程とを含むことを特徴とする。 The manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus of the present invention is the above-described manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus, wherein a return portion protruding from the inner peripheral surface is provided on the inner peripheral surface, and the return portion has a tip at the exhaust gas inlet side. A step of preparing a metal casing inclined so that the base end is located on the exhaust gas outlet side, a step of preparing a wound body around which the holding sealing material is wound around the exhaust gas treatment body, and the metal And a step of press-fitting the wound body into the metal casing from the exhaust gas outlet side to a position where the holding sealing material faces the return portion inside the casing.
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、返し部の先端が傾斜している排ガス入口側からではなく、排ガス出口側から巻付体を金属ケーシングの内部に圧入するため、保持シール材が返し部に引っ掛かることなく、スムーズに巻付体を金属ケーシングの内部に収容することができる。 In the manufacturing method of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the holding sealing material is inserted into the inside of the metal casing from the exhaust gas outlet side rather than from the exhaust gas inlet side where the tip of the return portion is inclined. The wound body can be smoothly accommodated inside the metal casing without being caught by the metal casing.
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、排ガスを上記排ガス浄化装置に導入するための導入管を上記排ガス入口側の端部に接続し、かつ、上記排ガス浄化装置を通過した上記排ガスを外部に排出するための排出管を上記排ガス出口側の端部に接続する工程をさらに含むことが望ましい。 In the method for manufacturing an exhaust gas purification apparatus of the present invention, an introduction pipe for introducing exhaust gas into the exhaust gas purification apparatus is connected to an end portion on the exhaust gas inlet side, and the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification apparatus is externally provided. It is desirable to further include a step of connecting a discharge pipe for discharging to the end on the exhaust gas outlet side.
本発明の排ガス浄化方法は、上記した排ガス浄化装置を用いた排ガス浄化方法であって、上記排ガス入口側から排ガスを流入させ、上記排ガス処理体に上記排ガスを通過させた後、上記排ガス出口側から上記排ガスを流出させることを特徴とする。 The exhaust gas purification method of the present invention is an exhaust gas purification method using the above-described exhaust gas purification device, wherein after exhaust gas is introduced from the exhaust gas inlet side and passed through the exhaust gas treatment body, the exhaust gas outlet side The exhaust gas is caused to flow out of the exhaust gas.
上述のとおり、本発明の排ガス浄化装置においては、金属ケーシングの内周面のうち保持シール材と対向する対向面に返し部が設けられており、この返し部が一方方向に傾斜している。したがって、排ガス入口側から流入される排ガスによって排ガス処理体が押し込まれた場合であっても、保持シール材が返し部に引っ掛かるため、保持シール材と金属ケーシングとの界面でのずれを抑制することができ、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。 As described above, in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the return portion is provided on the opposing surface facing the holding sealing material on the inner peripheral surface of the metal casing, and the return portion is inclined in one direction. Therefore, even when the exhaust gas treatment body is pushed in by the exhaust gas flowing in from the exhaust gas inlet side, the holding sealing material is caught by the return portion, so that the deviation at the interface between the holding sealing material and the metal casing is suppressed. And the exhaust gas treating body can be firmly held.
また、排ガス処理体の排ガス出口側に金属製の緩衝部材等を設置する必要がないため、機械的強度の低い排ガス処理体を配設した場合であっても、排ガス処理体の破損を防止することができる。 Moreover, since it is not necessary to install a metal buffer member or the like on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas treatment body, even if an exhaust gas treatment body with low mechanical strength is disposed, the exhaust gas treatment body is prevented from being damaged. be able to.
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
(Detailed description of the invention)
Hereinafter, the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following configurations, and can be applied with appropriate modifications without departing from the scope of the present invention.
［排ガス浄化装置］
本発明の排ガス浄化装置は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する無機繊維からなる保持シール材とから構成された排ガス浄化装置であって、上記金属ケーシングの内周面のうち上記保持シール材と対向する対向面には、当該対向面から突出する返し部が設けられており、上記返し部は、先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
[Exhaust gas purification equipment]
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a columnar exhaust gas treatment body in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across a cell wall, a metal casing that houses the exhaust gas treatment body, the exhaust gas treatment body, and the metal casing. The exhaust gas purifying apparatus is configured to include a holding sealing material made of inorganic fibers that holds the exhaust gas treating body, and is opposed to the holding sealing material on the inner peripheral surface of the metal casing. The facing surface is provided with a return portion protruding from the facing surface, and the return portion is inclined so that the tip is located on the exhaust gas inlet side and the base end is located on the exhaust gas outlet side. .
本発明の排ガス浄化装置においては、必要に応じて、金属ケーシングの排ガス入口側の端部に、内燃機関から排出された排ガスを導入するための導入管が接続され、金属ケーシングの排ガス出口側の端部に、排ガス浄化装置を通過した排ガスを外部に排出するための排出管が接続されることになる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, if necessary, an introduction pipe for introducing the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is connected to the end of the metal casing on the exhaust gas inlet side, and on the exhaust gas outlet side of the metal casing. A discharge pipe for discharging the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification device to the outside is connected to the end.
図１（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置１０は、多数のセル２１がセル壁２２を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体２０と、排ガス処理体２０を収容する金属ケーシング３０と、排ガス処理体２０と金属ケーシング３０との間に配設され、排ガス処理体２０を保持する保持シール材４０とから構成されている。
Fig.1 (a) is a perspective view which shows typically an example of the exhaust gas purification apparatus of this invention, FIG.1 (b) is AA sectional view taken on the line of the exhaust gas purification apparatus shown to Fig.1 (a). is there.
An exhaust
図１（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置１０において、金属ケーシング３０の内周面のうち保持シール材４０と対向する対向面３１には、対向面３１から突出する複数の返し部３２が設けられており、返し部３２は、先端が排ガス入口側（図１（ｂ）の左側）、基端が排ガス出口側（図１（ｂ）の右側）に位置するように傾斜している。なお、図１（ｂ）では、返し部３２を強調するために着色しているが、後述するように、返し部３２は金属ケーシング３０と同じ材料から構成されていてもよい。以下の図面においても同様である。
As shown in FIG. 1B, in the exhaust
排ガス入口側から排ガス浄化装置１０に流入した排ガス（図１（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、排ガス処理体２０のセル２１を通過した後、排ガス出口側から流出し、外部に排出される。
The exhaust gas that has flowed into the exhaust
（排ガス処理体）
図２は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
図２に示す排ガス処理体２０は、主にセラミックからなり、その形状は円柱状である。排ガス処理体２０では、両側の端面が目封じされていない多数の貫通孔からなるセル２１がセル壁２２を隔てて長手方向（図２中、両矢印ａで示す方向）に並設されている。排ガス処理体２０の外周面には、外周コート層２３が形成されている。
(Exhaust gas treatment body)
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
The exhaust
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の形状は、円柱状であることが望ましいが、他の柱状であってもよい。 The shape of the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is preferably a columnar shape, but may be another column shape.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物からなり、一体的に形成された一体型ハニカム構造体であってもよく、あるいは、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の非酸化物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなる集合型ハニカム構造体であってもよい。 The exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention may be an integrally formed honeycomb structure made of oxide such as cordierite and aluminum titanate, or may be silicon carbide, nitride An aggregated honeycomb structure in which a plurality of columnar honeycomb fired bodies made of a non-oxide such as silicon and having many through-holes arranged in parallel in the longitudinal direction with a partition wall therebetween are bound together via an adhesive layer. May be.
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体として、両側の端面に封止材による目封じがなされていない触媒担体（触媒コンバータ）を備えていてもよいし、各々のセルにおけるいずれか一方が封止材によって目封じされた排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）を備えていてもよい。 The exhaust gas purification apparatus of the present invention may include a catalyst carrier (catalytic converter) that is not sealed with a sealing material on both end faces as an exhaust gas treatment body, and either one of each cell is sealed. An exhaust gas filter (honeycomb filter) sealed with a stopper may be provided.
本発明の排ガス浄化装置が排ガス処理体として触媒担体（触媒コンバータ）を備えている場合、排ガス処理体には、白金等の触媒が担持されていることが望ましい。排ガス処理体に触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化することができる。 When the exhaust gas purification apparatus of the present invention includes a catalyst carrier (catalytic converter) as an exhaust gas treatment body, it is desirable that a catalyst such as platinum is supported on the exhaust gas treatment body. By supporting the catalyst on the exhaust gas treating body, harmful gas components such as CO, HC or NOx contained in the exhaust gas can be purified.
上記触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。これらの触媒が排ガス処理体に担持されていると、ＰＭを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。 As said catalyst, noble metals, such as platinum, palladium, rhodium, for example are desirable, and platinum is more desirable. Further, as other catalysts, for example, alkali metals such as potassium and sodium, and alkaline earth metals such as barium can be used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. When these catalysts are supported on the exhaust gas treating body, it becomes easy to burn and remove PM, and toxic exhaust gas can be purified.
また、上記触媒は、セルの表面に形成された触媒担持層に担持されていてもよい。触媒担持層を構成する材料は、比表面積の大きなものであれば特に限定されず、例えば、γ−アルミナ等が挙げられる。触媒担持層に触媒を担持することで、触媒と排ガスとの接触面積を増加させることができる。 The catalyst may be supported on a catalyst support layer formed on the surface of the cell. The material constituting the catalyst support layer is not particularly limited as long as it has a large specific surface area, and examples thereof include γ-alumina. By supporting the catalyst on the catalyst supporting layer, the contact area between the catalyst and the exhaust gas can be increased.
本発明の排ガス浄化装置が排ガス処理体として排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）を備えている場合、排ガスは、排ガス入口側の端面が開口した一のセルに流入した後、該セルを隔てるセル壁を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス出口側の端面が開口した隣接するセルから流出し、外部に排出される。 When the exhaust gas purification apparatus of the present invention includes an exhaust gas filter (honeycomb filter) as an exhaust gas treatment body, the exhaust gas flows into one cell having an open end surface on the exhaust gas inlet side, and then passes through the cell wall separating the cells. To do. At this time, PM in the exhaust gas is collected by the cell walls, and the exhaust gas is purified. The purified exhaust gas flows out from an adjacent cell having an open end surface on the exhaust gas outlet side, and is discharged to the outside.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、外周面に外周コート層が形成されていてもよい。排ガス処理体の外周面に外周コート層が形成されていると、排ガス処理体の外周部を補強したり、形状を整えたり、断熱性を向上させることができる。なお、排ガス処理体の外周面とは、柱状である排ガス処理体の側面部分を指す。 In the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, an outer peripheral coat layer may be formed on the outer peripheral surface. When the outer peripheral coating layer is formed on the outer peripheral surface of the exhaust gas treating body, the outer peripheral portion of the exhaust gas treating body can be reinforced, the shape can be adjusted, and the heat insulation can be improved. In addition, the outer peripheral surface of the exhaust gas treatment body refers to a side surface portion of the exhaust gas treatment body that is columnar.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体が排ガスフィルタである場合、該排ガスフィルタは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、すなわち、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含有されるパティキュレートを捕集するためのフィルタであってもよいし、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）、すなわち、ガソリンエンジンから排出される排ガス中に含有されるパティキュレートを捕集するためのフィルタであってもよい。特に、ガソリンエンジン用のフィルタは、圧力損失を低減させるため、従来のフィルタに比べて機械的強度が低くなっているが、本発明の排ガス浄化装置では、金属ケーシングの対向面に返し部を設けることによって排ガス処理体を保持しているため、排ガス処理体の破損を防止することができる。 When the exhaust gas treatment body constituting the exhaust gas purification apparatus of the present invention is an exhaust gas filter, the exhaust gas filter captures particulates contained in a diesel particulate filter (DPF), that is, exhaust gas discharged from a diesel engine. The filter for collecting may be a gasoline particulate filter (GPF), that is, a filter for collecting particulates contained in the exhaust gas discharged from the gasoline engine. In particular, a gasoline engine filter has a lower mechanical strength than conventional filters in order to reduce pressure loss. However, in the exhaust gas purification apparatus of the present invention, a return portion is provided on the opposing surface of the metal casing. Since the exhaust gas treating body is held by this, the exhaust gas treating body can be prevented from being damaged.
（金属ケーシング）
図３（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す金属ケーシングのＢ−Ｂ線断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す金属ケーシング３０は、主にステンレス等の金属からなり、その外形状は円筒状である。
(Metal casing)
Fig.3 (a) is a partially notched perspective view which shows typically an example of the metal casing which comprises the exhaust gas purification apparatus of this invention, FIG.3 (b) is a metal casing shown to Fig.3 (a). It is a BB sectional view taken on the line.
The
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、金属ケーシング３０の内周面のうち保持シール材４０（図示せず）と対向する対向面３１には、対向面３１から突出する複数の返し部３２が設けられており、返し部３２は、先端が排ガス入口側（図３（ｂ）の左側）、基端が排ガス出口側（図３（ｂ）の右側）に位置するように傾斜している。
As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, a plurality of protrusions protruding from the facing
本発明の排ガス浄化装置においては、排ガス入口側から流入する排ガスによって排ガス処理体が押し込まれた場合であっても、保持シール材が返し部に引っ掛かるため、保持シール材と金属ケーシングとの界面でのずれを抑制することができ、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。また、排ガス処理体の排ガス出口側に金属製の緩衝部材等を設置する必要がないため、機械的強度の低い排ガス処理体を配設した場合であっても、排ガス処理体の破損を防止することができる。さらに、排ガス処理体の排ガス出口側に金属製の緩衝部材等を設置する必要がないため、排ガス処理体の機械的強度に関係なく、製造コストを抑えることができる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, even when the exhaust gas treatment body is pushed in by the exhaust gas flowing from the exhaust gas inlet side, the holding seal material is caught by the return portion, so at the interface between the holding seal material and the metal casing. Deviation can be suppressed, and the exhaust gas treating body can be firmly held. Moreover, since it is not necessary to install a metal buffer member or the like on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas treatment body, even if an exhaust gas treatment body with low mechanical strength is disposed, the exhaust gas treatment body is prevented from being damaged. be able to. Furthermore, since it is not necessary to install a metal buffer member or the like on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas treatment body, the manufacturing cost can be suppressed regardless of the mechanical strength of the exhaust gas treatment body.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの対向面には、少なくとも１つの返し部が設けられていればよく、複数の返し部が設けられていることが望ましい。金属ケーシングの対向面に複数の返し部を設けることにより、保持シール材と金属ケーシングとの界面でのずれをさらに抑制することができる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, it is sufficient that at least one return portion is provided on the facing surface of the metal casing, and it is desirable that a plurality of return portions be provided. By providing a plurality of return portions on the opposing surface of the metal casing, it is possible to further suppress the deviation at the interface between the holding sealing material and the metal casing.
本発明の排ガス浄化装置において、返し部が設けられる位置は特に限定されない。例えば、金属ケーシングの対向面に１つの返し部が設けられる場合、排ガス入口側、排ガス出口側、中央付近のいずれに返し部が設けられていてもよい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the position where the return portion is provided is not particularly limited. For example, when one return portion is provided on the opposing surface of the metal casing, the return portion may be provided on any of the exhaust gas inlet side, the exhaust gas outlet side, and the center.
金属ケーシングの対向面に複数の返し部が設けられる場合、複数の返し部は、点状に設けられていてもよい。この場合、複数の返し部は、金属ケーシングの長手方向及び／又は周方向に列をなして点状に設けられていることが望ましい。図３（ｂ）では、複数の返し部３２は、金属ケーシング３０の長手方向（図３（ｂ）中、矢印ｘで示す方向）及び周方向（図３（ｂ）中、矢印ｙで示す方向）に列をなして点状に設けられている。
When a some return part is provided in the opposing surface of a metal casing, the some return part may be provided in dot shape. In this case, it is desirable that the plurality of return portions are provided in a dot shape in a row in the longitudinal direction and / or the circumferential direction of the metal casing. In FIG. 3B, the plurality of
金属ケーシングの対向面に複数の返し部が設けられる場合、複数の返し部は、等間隔に設けられていてもよいし、等間隔に設けられていなくてもよい。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、対向面３１の全面に複数の返し部３２が設けられているが、複数の返し部は対向面の全面に設けられていなくてもよい。
When a some return part is provided in the opposing surface of a metal casing, the some return part may be provided at equal intervals, and does not need to be provided at equal intervals. 3A and 3B, the plurality of
本発明の排ガス浄化装置において、返し部の先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜している限り、返し部の傾斜角度は特に限定されない。
なお、返し部の傾斜角度とは、金属ケーシングの断面において、返し部の先端の中心と基端の中心とを結ぶ直線、及び、金属ケーシングの内周面で形成される角度のうち鈍角を意味する（図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）参照）。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the inclination angle of the return portion is not particularly limited as long as the tip of the return portion is inclined so as to be located on the exhaust gas inlet side and the base end is located on the exhaust gas outlet side.
In addition, the inclination angle of the return portion means an obtuse angle among the straight line connecting the center of the tip of the return portion and the center of the base end and the angle formed by the inner peripheral surface of the metal casing in the cross section of the metal casing. (See FIG. 5 (a), FIG. 5 (b), FIG. 5 (c) and FIG. 5 (d)).
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの対向面に複数の返し部が設けられている場合、複数の返し部の傾斜角度は、図３（ｂ）に示すように、一定であることが望ましい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, when a plurality of return portions are provided on the opposing surface of the metal casing, it is desirable that the inclination angles of the plurality of return portions are constant as shown in FIG. .
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの他の例を模式的に示す断面図である。
図４（ａ）では、排ガス出口側（図４（ａ）の右側）に行くほど、返し部３２ａの先端が、より排ガス入口側（図４（ａ）の左側）に傾斜している。一方、図４（ｂ）では、排ガス入口側（図４（ｂ）の左側）に行くほど、返し部３２ｂの先端が、より排ガス入口側（図４（ｂ）の左側）に傾斜している。
4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views schematically showing another example of a metal casing constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
In Fig.4 (a), the tip of the
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの対向面に複数の返し部が設けられている場合、複数の返し部の傾斜角度は、図４（ａ）に示すように、排ガス出口側に行くほど大きいことも望ましい。また、複数の返し部の傾斜角度は、図４（ｂ）に示すように、排ガス出口側に行くほど小さくてもよい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, when a plurality of return portions are provided on the opposing surface of the metal casing, the inclination angle of the plurality of return portions is closer to the exhaust gas outlet as shown in FIG. Larger is also desirable. Moreover, as shown in FIG.4 (b), the inclination | tilt angle of a some return part may be so small that it goes to an exhaust gas exit side.
例えば、複数の返し部が金属ケーシングの長手方向に設けられている場合、長手方向における返し部の傾斜角度は、一定であってもよいし、排ガス出口側に行くほど大きくてもよいし、排ガス出口側に行くほど小さくてもよい。 For example, when a plurality of return portions are provided in the longitudinal direction of the metal casing, the inclination angle of the return portion in the longitudinal direction may be constant, or may increase as it goes to the exhaust gas outlet side. It may be so small that it goes to the exit side.
複数の返し部が金属ケーシングの長手方向に設けられている場合、長手方向において、複数の返し部が等間隔に設けられていてもよいし、等間隔に設けられていなくてもよい。例えば、排ガス出口側に行くほど返し部の間隔が大きくなっていってもよいし、小さくなっていってもよい。 When the plurality of return portions are provided in the longitudinal direction of the metal casing, the plurality of return portions may be provided at equal intervals in the longitudinal direction or may not be provided at equal intervals. For example, the distance between the return portions may be increased or decreased as the exhaust gas exit side is reached.
複数の返し部が金属ケーシングの長手方向に設けられている場合、返し部が設けられている方向は、長手方向に平行な方向でもよいし、長手方向に対して斜め方向でもよいし、ジグザグ方向でもよい。 When a plurality of return portions are provided in the longitudinal direction of the metal casing, the direction in which the return portions are provided may be a direction parallel to the longitudinal direction, an oblique direction with respect to the longitudinal direction, or a zigzag direction. But you can.
また、複数の返し部が金属ケーシングの周方向に設けられている場合、周方向における返し部の傾斜角度は、一定であることが望ましい。 Moreover, when the some return part is provided in the circumferential direction of the metal casing, it is desirable that the inclination | tilt angle of the return part in the circumferential direction is constant.
複数の返し部が金属ケーシングの周方向に設けられている場合、周方向において、複数の返し部が等間隔に設けられていてもよいし、等間隔に設けられていなくてもよい。 When the plurality of return portions are provided in the circumferential direction of the metal casing, the plurality of return portions may be provided at equal intervals in the circumferential direction, or may not be provided at equal intervals.
複数の返し部は、金属ケーシングの長手方向及び周方向の両方に設けられていてもよいし、金属ケーシングの長手方向のみに設けられていてもよいし、金属ケーシングの周方向のみに設けられていてもよい。なお、複数の返し部が金属ケーシングの周方向のみに設けられている場合、排ガス入口側、排ガス出口側、中央付近のいずれに返し部が設けられていてもよい。 The plurality of return portions may be provided in both the longitudinal direction and the circumferential direction of the metal casing, may be provided only in the longitudinal direction of the metal casing, or provided only in the circumferential direction of the metal casing. May be. In addition, when the some return part is provided only in the circumferential direction of the metal casing, the return part may be provided in any of the exhaust gas inlet side, the exhaust gas outlet side, and the center vicinity.
図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、返し部の形状の例を示す断面図である。
本発明の排ガス浄化装置において、返し部の形状は特に限定されず、例えば、図５（ａ）に示す返し部３３ａ及び図５（ｂ）に示す返し部３３ｂのように直線的に突出している形状、図５（ｃ）に示す返し部３３ｃのように屈曲している形状、図５（ｄ）に示す返し部３３ｄのように湾曲している形状等が挙げられる。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）には、それぞれの返し部の傾斜角度を示している。また、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）では、返し部の先端が尖っているが、返し部の先端の形状も特に限定されず、丸くなっていてもよいし、角張っていてもよい。
FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, and FIG. 5D are cross-sectional views showing examples of the shape of the return portion.
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the shape of the return portion is not particularly limited, and, for example, linearly protrudes like a
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの対向面に複数の返し部が設けられている場合、返し部の形状は、全て同じであってもよいし、一部が異なっていてもよい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, when a plurality of return portions are provided on the opposing surface of the metal casing, the shapes of the return portions may all be the same or may be partially different.
本発明の排ガス浄化装置において、返し部は、排ガス出口側を軸として排ガス入口側に折り畳み可能であることが望ましい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, it is desirable that the return portion can be folded to the exhaust gas inlet side with the exhaust gas outlet side as an axis.
図６は、折り畳み可能な返し部の一例を模式的に示す断面図である。
図６に示す返し部３４ａは、所定の角度を持って溶接されており、排ガス出口側（図６の右側）を軸として排ガス入口側（図６の左側）に折り畳み可能となっている。すなわち、返し部３４ａは、溶接部Ｐを支点とした板ばね構造を有している。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of a foldable return portion.
The
図７は、折り畳み可能な返し部の他の一例を模式的に示す断面図である。
図７に示す返し部３４ｂでは、先端が排ガス入口側（図７の左側）に傾斜するように、返し部３４ｂの先端が傾斜角度を有している。
図７に示す形状に限らず、返し部の先端が傾斜角度を有していると、排ガスによって排ガス処理体が押し込まれた場合であっても、保持シール材が返し部に食い込みやすくなる。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing another example of a foldable return portion.
In the return portion 34b shown in FIG. 7, the tip of the return portion 34b has an inclination angle so that the tip is inclined toward the exhaust gas inlet side (left side in FIG. 7).
Not only the shape shown in FIG. 7 but if the tip of the return portion has an inclination angle, even if the exhaust gas treating body is pushed in by the exhaust gas, the holding sealing material easily bites into the return portion.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの対向面に複数の返し部が設けられている場合、折り畳み可能な返し部と折り畳み不可能な返し部とが混在していてもよい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, when a plurality of return portions are provided on the opposing surface of the metal casing, a foldable return portion and a non-foldable return portion may be mixed.
本発明の排ガス浄化装置において、返し部が対向面から突出している限り、返し部の高さは特に限定されない。
なお、返し部の高さとは、金属ケーシングの内周面から返し部の先端までの高さを意味する。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the height of the return portion is not particularly limited as long as the return portion protrudes from the facing surface.
In addition, the height of a return part means the height from the inner peripheral surface of a metal casing to the front-end | tip of a return part.
本発明の排ガス浄化装置において、返し部の高さは、金属ケーシングの内径に対して０．５〜５％であることが望ましく、１〜３％であることがより望ましい。
金属ケーシングの内径に対する返し部の高さが上記範囲にあると、保持シール材が返し部に引っ掛かりやすくなる。
In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the height of the return portion is preferably 0.5 to 5%, more preferably 1 to 3% with respect to the inner diameter of the metal casing.
When the height of the return portion with respect to the inner diameter of the metal casing is in the above range, the holding sealing material is easily caught on the return portion.
本発明の排ガス浄化装置において、返し部の高さは、１〜１０ｍｍであることが望ましく、２〜５ｍｍであることがより望ましい。
返し部の高さが上記範囲にあると、保持シール材が返し部に引っ掛かりやすくなる。
In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the height of the return portion is desirably 1 to 10 mm, and more desirably 2 to 5 mm.
When the height of the return portion is in the above range, the holding sealing material is easily caught on the return portion.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの内周面に返し部を形成する方法としては、例えば、板状の金属板の表面を凹凸形状に加工して返し部を形成した後、該金属板を筒形状に溶接加工する方法や、予め返し部を形成した部材を金属ケーシングの基材内に挿入して一体化する方法等が挙げられる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, as a method of forming the return portion on the inner peripheral surface of the metal casing, for example, after forming the return portion by processing the surface of the plate-shaped metal plate into an uneven shape, the metal plate And the like, and a method in which a member in which a turning portion is previously formed is inserted into a base material of a metal casing and integrated.
本発明の排ガス浄化装置において、対向面には、対向面から突出していない返し部や、上述した返し部とは傾斜角度が異なる突出部等が設けられていないことが望ましいが、設けられていてもよい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, it is desirable that the opposed surface is not provided with a return portion that does not protrude from the opposite surface, or a protruding portion that has a different inclination angle from the above-described return portion, but is provided. Also good.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの内周面のうち保持シール材と対向しない面が存在する場合、保持シール材と対向しない内周面に上述した返し部が設けられていてもよい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, when there is a surface that does not face the holding sealing material among the inner circumferential surface of the metal casing, the above-described return portion may be provided on the inner circumferential surface that does not face the holding sealing material.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄等が挙げられる。上述のように金属ケーシングを加工して返し部を形成する場合には、返し部の材料は金属ケーシングと同じ材料である。一方、それ以外の方法によって返し部を形成する場合には、返し部の材料は金属ケーシングと同じ材料であってもよいし、金属ケーシングと異なる材料であってもよい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, examples of the material of the metal casing include stainless steel, aluminum, iron and the like. When the metal casing is processed as described above to form the return portion, the material of the return portion is the same material as the metal casing. On the other hand, when the return portion is formed by other methods, the material of the return portion may be the same material as the metal casing, or may be a material different from the metal casing.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの形状は、上述したような円筒形状等の筒形状の他、クラムシェル型形状、ダウンサイジング型形状等であってもよい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the shape of the metal casing may be a clamshell shape, a downsizing shape, or the like in addition to a cylindrical shape such as the above-described cylindrical shape.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの内径は特に限定されないが、排ガス処理体の端面の直径と、排ガス処理体の周囲に巻き付けられた保持シール材の厚さとを合わせた長さより短いことが望ましい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the inner diameter of the metal casing is not particularly limited, but may be shorter than the combined length of the diameter of the end face of the exhaust gas treatment body and the thickness of the holding sealing material wound around the exhaust gas treatment body. desirable.
本発明の排ガス浄化装置において、金属ケーシングの長さは特に限定されず、排ガス処理体の長手方向における長さと同じであってもよいし、長くてもよいし、短くてもよい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the length of the metal casing is not particularly limited, and may be the same as the length in the longitudinal direction of the exhaust gas treating body, may be long, or may be short.
（保持シール材）
図８は、本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
図８に示す保持シール材４０は、無機繊維からなり、所定の長さ（図８中、矢印Ｌで示す）、幅（図８中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（図８中、矢印Ｔで示す）を有する平面視略矩形かつ平板状の形状を有する。
(Holding seal material)
FIG. 8 is a perspective view schematically showing an example of a holding sealing material constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
The
保持シール材４０の端面４５ａ及び４５ｂのうち、一方の端面４５ａには凸部４３が形成されており、他方の端面４５ｂには凹部４４が形成されている。これらの凸部４３及び凹部４４は、排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
Of the end surfaces 45a and 45b of the
本明細書において、「平面視略矩形」とは、凸部及び凹部を含む概念である。また、「平面視略矩形」には、角部が９０°以外の角度を有する形状も含まれる。例えば、角部が鋭角又は鈍角を有する形状であってもよいし、曲率を有する形状であってもよい。 In this specification, “substantially rectangular in plan view” is a concept including a convex portion and a concave portion. The “substantially rectangular shape in plan view” also includes a shape having a corner other than 90 °. For example, the corner may have an acute angle or an obtuse angle, or may have a curvature.
保持シール材は、種々の方法により製造することができるが、例えば、ニードリング法により製造することができる。このように、保持シール材は、無機繊維からなる素地マットに対してニードリング処理を施して得られるニードルマットであることが望ましい。ニードリング処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を素地マットに対して抜き差しすることをいう。 The holding sealing material can be manufactured by various methods, for example, it can be manufactured by a needling method. Thus, the holding sealing material is desirably a needle mat obtained by subjecting a base mat made of inorganic fibers to a needling treatment. The needling treatment refers to inserting and removing fiber entanglement means such as a needle with respect to the base mat.
本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材の嵩密度（巻き付ける前の保持シール材の嵩密度）は特に限定されないが、０．３５ｇ／ｃｍ３以下であってもよく、０．２０ｇ／ｃｍ３以下であってもよい。一方、保持シール材の嵩密度は、０．１０ｇ／ｃｍ３以上であることが望ましい。
本発明の排ガス浄化装置では、金属ケーシングの対向面に返し部が設けられているため、保持シール材の嵩密度が低い場合であっても、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the bulk density of the holding sealing material (bulk density of the holding sealing material before winding) is not particularly limited, but may be 0.35 g / cm 3 or less, and 0.20 g / cm 3. It may be the following. On the other hand, the bulk density of the holding sealing material is desirably 0.10 g / cm 3 or more.
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, since the return portion is provided on the opposing surface of the metal casing, the exhaust gas treating body can be firmly held even when the bulk density of the holding sealing material is low.
本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材の目付量（単位面積当たりの重量）は特に限定されないが、２００ｇ／ｍ２以上であることが望ましく、５００ｇ／ｍ２以上であることがより望ましく、１０００ｇ／ｍ２以上であることがさらに望ましい。保持シール材の目付量が２００ｇ／ｍ２以上であると、排ガス処理体が保持シール材から脱落しにくくなる。一方、保持シール材の目付量は、５０００ｇ／ｍ２以下であることが望ましく、４０００ｇ／ｍ２以下であることがより望ましく、３０００ｇ／ｍ２以下であることがさらに望ましい。保持シール材の目付量が５０００ｇ／ｍ２以下であると、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けやすくなる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the basis weight (weight per unit area) of the holding sealing material is not particularly limited, but is preferably 200 g / m 2 or more, more preferably 500 g / m 2 or more, It is further desirable that it is 1000 g / m 2 or more. When the basis weight of the holding sealing material is 200 g / m 2 or more, the exhaust gas treating body is less likely to fall off the holding sealing material. On the other hand, the weight per unit area of the holding sealing material, it is desirably 5000 g / m 2 or less, and more desirably 4000 g / m 2 or less, it is further desirable that the 3000 g / m 2 or less. When the basis weight of the holding sealing material is 5000 g / m 2 or less, the holding sealing material is easily wound around the exhaust gas treating body.
本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材の厚さは特に限定されないが、２〜２０ｍｍであることが望ましい。
保持シール材の厚さが２ｍｍ以上であると、排ガス処理体が保持シール材から脱落しにくくなる。また、排ガス処理体に体積変化が生じた場合であっても、保持シール材が排ガス処理体の体積変化を吸収しやすいため、排ガス処理体にクラック等が発生しにくくなる。一方、保持シール材の厚さが２０ｍｍ以下であると、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けやすくなる。また、保持シール材に巻きジワや割れが発生しにくくなる。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the thickness of the holding sealing material is not particularly limited, but is preferably 2 to 20 mm.
When the thickness of the holding sealing material is 2 mm or more, the exhaust gas treating body is difficult to drop off from the holding sealing material. Further, even when a volume change occurs in the exhaust gas treatment body, the holding sealing material easily absorbs the volume change of the exhaust gas treatment body, so that it is difficult for cracks or the like to occur in the exhaust gas treatment body. On the other hand, when the thickness of the holding sealing material is 20 mm or less, the holding sealing material is easily wound around the exhaust gas treating body. Further, winding wrinkles and cracks are less likely to occur in the holding sealing material.
本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材を構成する無機繊維の種類としては、例えば、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ムライト繊維、生体溶解性繊維、ガラス繊維等が挙げられる。これらの無機繊維は１種であってもよく、２種以上であってもよい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, examples of the inorganic fiber constituting the holding sealing material include alumina fiber, silica fiber, alumina silica fiber, mullite fiber, biosoluble fiber, and glass fiber. These inorganic fibers may be one type or two or more types.
アルミナ繊維には、アルミナ以外に、例えば、カルシア、マグネシア、ジルコニア等の添加剤が含まれていてもよい。同様に、シリカ繊維には、シリカ以外に、例えば、カルシア、マグネシア、ジルコニア等の添加剤が含まれていてもよい。 In addition to alumina, the alumina fiber may contain additives such as calcia, magnesia, zirconia, and the like. Similarly, the silica fiber may contain additives such as calcia, magnesia, zirconia and the like in addition to silica.
アルミナシリカ繊維の組成比は、重量比で、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８０：２０であることが望ましく、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７０：３０〜７４：２６であることがより望ましい。アルミナシリカ繊維には、アルミナ及びシリカ以外に、例えば、カルシア、マグネシア、ジルコニア等の添加剤が含まれていてもよい。 The composition ratio of the alumina silica fiber is preferably Al 2 O 3 : SiO 2 = 60: 40 to 80:20 by weight, and Al 2 O 3 : SiO 2 = 70: 30 to 74:26. It is more desirable. In addition to alumina and silica, the alumina silica fiber may contain additives such as calcia, magnesia, zirconia, and the like.
生体溶解性繊維は、例えば、シリカ等の他に、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む無機繊維である。上記生体溶解性繊維の生理食塩水に対する溶解度は、３０ｐｐｍ以上であることが望ましい。 The biosoluble fiber is, for example, an inorganic fiber containing at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and a boron compound in addition to silica and the like. The solubility of the biosoluble fiber in physiological saline is desirably 30 ppm or more.
生体溶解性繊維の具体的な組成としては、シリカ６０〜８５重量％、並びに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物１５〜４０重量％を含む組成が挙げられる。上記シリカとは、ＳｉＯ又はＳｉＯ２のことをいい、シリカの含有量は、ＳｉＯ及びＳｉＯ２の量をＳｉＯ２に換算して算出したものである。上記アルカリ金属化合物としては、例えば、ナトリウム、カリウムの酸化物等が挙げられ、上記アルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム、カルシウム、バリウムの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、ホウ素の酸化物等が挙げられる。 The specific composition of the biosoluble fiber includes 60 to 85% by weight of silica, and 15 to 40% by weight of at least one compound selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and boron compounds. The composition which contains is mentioned. The silica refers to SiO or SiO 2 , and the content of silica is calculated by converting the amounts of SiO and SiO 2 into SiO 2 . Examples of the alkali metal compound include sodium and potassium oxides, and examples of the alkaline earth metal compound include magnesium, calcium, and barium oxides. Examples of the boron compound include boron oxide.
ガラス繊維は、シリカ及びアルミナを主成分とし、アルカリ金属の他に、カルシア、チタニア、酸化亜鉛等を含むガラス状の繊維である。 The glass fiber is a glassy fiber containing silica and alumina as main components and containing calcia, titania, zinc oxide and the like in addition to the alkali metal.
本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維長は、５〜１５０ｍｍであることが望ましく、１０〜８０ｍｍであることがより望ましい。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the average fiber length of the inorganic fibers constituting the holding sealing material is desirably 5 to 150 mm, and more desirably 10 to 80 mm.
本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが望ましく、３〜１０μｍであることがより望ましい。 In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the average fiber diameter of the inorganic fibers constituting the holding sealing material is preferably 1 to 20 μm, and more preferably 3 to 10 μm.
［排ガス浄化装置の製造方法］
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、上記した排ガス浄化装置の製造方法であって、内周面に当該内周面から突出する返し部が設けられ、上記返し部は、先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜している金属ケーシングを準備する工程と、上記排ガス処理体の周囲に上記保持シール材が巻き付けられた巻付体を準備する工程と、上記金属ケーシングの内部で上記保持シール材が上記返し部と対向する位置まで、上記排ガス出口側から上記巻付体を上記金属ケーシングの内部に圧入する工程とを含むことを特徴とする。
[Manufacturing method of exhaust gas purification device]
The manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus of the present invention is the above-described manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus, wherein a return portion protruding from the inner peripheral surface is provided on the inner peripheral surface, and the return portion has a tip at the exhaust gas inlet side. A step of preparing a metal casing inclined so that the base end is located on the exhaust gas outlet side, a step of preparing a wound body around which the holding sealing material is wound around the exhaust gas treatment body, and the metal And a step of press-fitting the wound body into the metal casing from the exhaust gas outlet side to a position where the holding sealing material faces the return portion inside the casing.
図９（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図であり、図９（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
まず、内周面３１に返し部３２が設けられた金属ケーシング３０を準備するとともに、排ガス処理体２０の周囲に保持シール材４０が巻き付けられた巻付体５０を準備する。
Fig.9 (a) is a perspective view which shows typically an example of the manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus of this invention, FIG.9 (b) typically shows an example of the manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus of this invention. It is sectional drawing shown.
First, the
図８に示した保持シール材４０を使用する場合、図９（ａ）に示すように、凸部４３と凹部４４とが互いに嵌合するように保持シール材４０を排ガス処理体２０の周囲に巻き付ける。
When the
図９（ｂ）に示すように、返し部３２は、金属ケーシング３０の内周面３１から突出しており、一方方向に傾斜している。そして、返し部３２の先端を排ガス入口側（図９（ｂ）の左側）、基端を排ガス出口側（図９（ｂ）の右側）とする。
As shown in FIG. 9B, the
金属ケーシングの内周面に設けられた返し部については、［排ガス浄化装置］で説明したとおりである。 The return portion provided on the inner peripheral surface of the metal casing is as described in [Exhaust gas purification device].
その後、金属ケーシング３０の内部で保持シール材４０が返し部３２と対向する位置まで、巻付体５０を金属ケーシング３０の内部に圧入する。この際、図９（ｂ）に示すように、排ガス出口側から巻付体５０を金属ケーシング３０の内部に圧入する。
Thereafter, the
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、返し部の先端が傾斜している排ガス入口側からではなく、排ガス出口側から巻付体を金属ケーシングの内部に圧入するため、保持シール材が返し部に引っ掛かることなく、スムーズに巻付体を金属ケーシングの内部に収容することができる。 In the manufacturing method of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the holding sealing material is inserted into the inside of the metal casing from the exhaust gas outlet side rather than from the exhaust gas inlet side where the tip of the return portion is inclined. The wound body can be smoothly accommodated inside the metal casing without being caught by the metal casing.
特に、返し部が折り畳み可能である場合には、圧入の際に、返し部の先端が排ガス入口側に倒れこむため、巻付体を金属ケーシングの内部に容易に圧入することができる。 In particular, when the return portion is foldable, the tip of the return portion falls down to the exhaust gas inlet side during press-fitting, so that the wound body can be easily press-fitted into the metal casing.
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、排ガスを上記排ガス浄化装置に導入するための導入管を上記排ガス入口側の端部に接続し、かつ、上記排ガス浄化装置を通過した上記排ガスを外部に排出するための排出管を上記排ガス出口側の端部に接続する工程をさらに含むことが望ましい。 In the method for manufacturing an exhaust gas purification apparatus of the present invention, an introduction pipe for introducing exhaust gas into the exhaust gas purification apparatus is connected to an end portion on the exhaust gas inlet side, and the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification apparatus is externally provided. It is desirable to further include a step of connecting a discharge pipe for discharging to the end on the exhaust gas outlet side.
上述の方法では、巻付体を金属ケーシングの内部に圧入する圧入方式（スタッフィング方式）を採用しているが、本発明の排ガス浄化装置を製造するためには、金属ケーシングの内径を縮めるように外周側から圧縮するサイジング方式（スウェージング方式）、及び、金属ケーシングを第１のケーシング及び第２のケーシングの部品に分離可能な形状としておき、巻付体を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングをかぶせて密封するクラムシェル方式等を採用してもよい。生産性、気密性、耐震性等を考慮すると、これらの中では、圧入方式（スタッフィング方式）によって排ガス処理体を金属ケーシングに収容することが望ましい。 In the above-described method, a press-fitting method (stuffing method) in which the wound body is press-fitted into the metal casing is employed. However, in order to manufacture the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the inner diameter of the metal casing is reduced. A sizing method (swaging method) for compressing from the outer peripheral side, and a metal casing having a shape separable into parts of the first casing and the second casing, and the wound body was placed on the first casing. You may employ | adopt the clamshell system etc. which cover and seal a 2nd casing later. In consideration of productivity, airtightness, earthquake resistance, etc., it is desirable to accommodate the exhaust gas treating body in a metal casing by a press-fitting method (stuffing method).
［排ガス浄化方法］
本発明の排ガス浄化方法は、上記した排ガス浄化装置を用いた排ガス浄化方法であって、上記排ガス入口側から排ガスを流入させ、上記排ガス処理体に上記排ガスを通過させた後、上記排ガス出口側から上記排ガスを流出させることを特徴とする。
[Exhaust gas purification method]
The exhaust gas purification method of the present invention is an exhaust gas purification method using the above-described exhaust gas purification device, wherein after exhaust gas is introduced from the exhaust gas inlet side and passed through the exhaust gas treatment body, the exhaust gas outlet side The exhaust gas is caused to flow out of the exhaust gas.
本発明の排ガス浄化方法については、［排ガス浄化装置］で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。 Since the exhaust gas purification method of the present invention has been described in [Exhaust gas purification device], detailed description thereof is omitted here.
上述のとおり、本発明の排ガス浄化装置においては、金属ケーシングの内周面のうち保持シール材と対向する対向面に返し部が設けられており、この返し部が一方方向に傾斜している。したがって、排ガス入口側から流入される排ガスによって排ガス処理体が押し込まれた場合であっても、保持シール材が返し部に引っ掛かるため、保持シール材と金属ケーシングとの界面でのずれを抑制することができ、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。また、排ガス処理体の排ガス出口側に金属製の緩衝部材等を設置する必要がないため、機械的強度の低い排ガス処理体を配設した場合であっても、排ガス処理体の破損を防止することができる。 As described above, in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the return portion is provided on the opposing surface facing the holding sealing material on the inner peripheral surface of the metal casing, and the return portion is inclined in one direction. Therefore, even when the exhaust gas treatment body is pushed in by the exhaust gas flowing in from the exhaust gas inlet side, the holding sealing material is caught by the return portion, so that the deviation at the interface between the holding sealing material and the metal casing is suppressed. And the exhaust gas treating body can be firmly held. Moreover, since it is not necessary to install a metal buffer member or the like on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas treatment body, even if an exhaust gas treatment body with low mechanical strength is disposed, the exhaust gas treatment body is prevented from being damaged. be able to.
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
(Example)
Examples in which the present invention is disclosed more specifically are shown below. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
［実施例１］
（金属ケーシングの準備）
材質がＳＵＳ４０９であり、内径１０８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、全長１５０ｍｍの金属ケーシングを準備した。金属ケーシングの内周面は凹凸形状に加工されており、一方方向に傾斜した返し部が形成されている。円筒状の金属ケーシングにおいて、返し部は内周面から突出しており、返し部の先端側を排ガス入口側、基端側を排ガス出口側とした。
[Example 1]
(Preparation of metal casing)
A metal casing having a material of SUS409, an inner diameter of 108 mm, a thickness of 1.5 mm, and a total length of 150 mm was prepared. The inner peripheral surface of the metal casing is processed into a concavo-convex shape, and a return portion inclined in one direction is formed. In the cylindrical metal casing, the return portion protrudes from the inner peripheral surface, and the tip end side of the return portion is the exhaust gas inlet side and the base end side is the exhaust gas outlet side.
（保持シール材の準備）
アルミナ及びシリカを主成分とするアルミナシリカ繊維からなる保持シール材を準備した。アルミナシリカ繊維の組成比は、重量比で、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８である。保持シール材は、長さ３３０ｍｍ、幅９０ｍｍ、厚さ７ｍｍ、目付量１０５０ｇ／ｍ２である。また、保持シール材には、ニードリング処理が施されている。
(Preparation of holding sealing material)
A holding sealing material made of alumina silica fibers mainly composed of alumina and silica was prepared. The composition ratio of the alumina silica fiber is Al 2 O 3 : SiO 2 = 72: 28 by weight. The holding sealing material has a length of 330 mm, a width of 90 mm, a thickness of 7 mm, and a basis weight of 1050 g / m 2 . The holding sealing material is subjected to a needling process.
（排ガス処理体の準備）
排ガス処理体として、コージェライト製で、外径１００ｍｍ、全長１００ｍｍの触媒担体を準備した。
(Preparation of exhaust gas treatment body)
A catalyst carrier made of cordierite and having an outer diameter of 100 mm and an overall length of 100 mm was prepared as an exhaust gas treatment body.
（排ガス浄化装置の作製）
排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻き付けて巻付体を作製した。その後、金属ケーシングの内部で保持シール材が返し部と対向する位置まで、排ガス出口側から該巻付体を金属ケーシングの内部に圧入した。以上により、実施例１の排ガス浄化装置を作製した。
(Production of exhaust gas purification device)
A holding sealing material was wound around the exhaust gas treating body to produce a wound body. Thereafter, the wound body was press-fitted into the metal casing from the exhaust gas outlet side until the holding sealing material opposed to the return portion inside the metal casing. As described above, the exhaust gas purification apparatus of Example 1 was produced.
［比較例１］
内周面に返し部が形成されていない金属ケーシングを準備したことを除いて、実施例１と同様に保持シール材及び排ガス処理体を準備した。実施例１と同様に、巻付体を作製した後、該巻付体を金属ケーシングの内部に圧入した。以上により、比較例１の排ガス浄化装置を作製した。
[Comparative Example 1]
A holding sealing material and an exhaust gas treating body were prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal casing having no return portion formed on the inner peripheral surface was prepared. Similarly to Example 1, after a wound body was produced, the wound body was press-fitted into the metal casing. As described above, an exhaust gas purification apparatus of Comparative Example 1 was produced.
（ピーク荷重の測定）
実施例１及び比較例１の排ガス浄化装置について、保持シール材の保持力を評価するため、排ガス入口側から排ガス出口側に向かって巻付体を押し抜く際のピーク荷重を測定した。その結果、実施例１では、比較例１と比べてピーク荷重が大きいことが確認された。
(Measurement of peak load)
For the exhaust gas purification apparatuses of Example 1 and Comparative Example 1, in order to evaluate the holding power of the holding sealing material, the peak load when the wound body was pushed out from the exhaust gas inlet side toward the exhaust gas outlet side was measured. As a result, in Example 1, it was confirmed that the peak load was larger than that in Comparative Example 1.
１０ 排ガス浄化装置
２０ 排ガス処理体
２１ セル
２２ セル壁
２３ 外周コート層
３０ 金属ケーシング
３１ 対向面（内周面）
３２，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３４ａ，３４ｂ 返し部
４０ 保持シール材
５０ 巻付体
Ｇ 排ガス
ａ，ｘ 長手方向
ｙ 周方向
Ｐ 溶接部
DESCRIPTION OF
32, 32a, 32b, 33a, 33b, 33c, 33d, 34a,
Claims (15)
前記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、
前記排ガス処理体と前記金属ケーシングとの間に配設され、前記排ガス処理体を保持する無機繊維からなる保持シール材とから構成された排ガス浄化装置であって、
前記金属ケーシングの内周面のうち前記保持シール材と対向する対向面には、当該対向面から突出する返し部が設けられており、
前記返し部は、先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜していることを特徴とする排ガス浄化装置。 A columnar exhaust gas treating body in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across the cell wall;
A metal casing that houses the exhaust gas treating body;
An exhaust gas purifying apparatus that is disposed between the exhaust gas treating body and the metal casing and is configured by a holding sealing material made of inorganic fibers that holds the exhaust gas treating body,
Of the inner peripheral surface of the metal casing, on the facing surface facing the holding sealing material, a return portion protruding from the facing surface is provided,
The exhaust gas purification device, wherein the return portion is inclined so that a tip is located on an exhaust gas inlet side and a base end is located on an exhaust gas outlet side.
内周面に当該内周面から突出する返し部が設けられ、前記返し部は、先端が排ガス入口側、基端が排ガス出口側に位置するように傾斜している金属ケーシングを準備する工程と、
前記排ガス処理体の周囲に前記保持シール材が巻き付けられた巻付体を準備する工程と、
前記金属ケーシングの内部で前記保持シール材が前記返し部と対向する位置まで、前記排ガス出口側から前記巻付体を前記金属ケーシングの内部に圧入する工程とを含むことを特徴とする排ガス浄化装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 12,
A step of preparing a metal casing that is provided with a return portion projecting from the inner peripheral surface on the inner peripheral surface, the return portion being inclined such that a distal end is positioned on the exhaust gas inlet side and a proximal end is positioned on the exhaust gas outlet side; ,
Preparing a wound body in which the holding sealing material is wound around the exhaust gas treating body;
And a step of press-fitting the wound body into the metal casing from the exhaust gas outlet side until the holding sealing material faces the return portion inside the metal casing. Manufacturing method.
前記排ガス入口側から排ガスを流入させ、前記排ガス処理体に前記排ガスを通過させた後、前記排ガス出口側から前記排ガスを流出させることを特徴とする排ガス浄化方法。 An exhaust gas purification method using the exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 12,
An exhaust gas purification method, wherein after exhaust gas is introduced from the exhaust gas inlet side, the exhaust gas is passed through the exhaust gas treatment body, the exhaust gas is caused to flow out from the exhaust gas outlet side.
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| JPS60131619U (en) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | トヨタ自動車株式会社 | Monolithic catalyst holding structure |
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