JP3267840B2 - 排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造方法 - Google Patents
排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造方法Info
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関などのエン
ジンから排出される排気ガスを浄化するために、その排
ガス系に設置する排気ガス浄化触媒用メタル担体および
その製造方法に関するものである。
ジンから排出される排気ガスを浄化するために、その排
ガス系に設置する排気ガス浄化触媒用メタル担体および
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジン排気ガスを浄化するた
めに設置する触媒担体は、近時、セラミックス製担体よ
り、メタル製担体が用いられるようになってきている。
メタル担体は耐熱性金属よりなる平箔と、これを波状に
加工した波箔とを重ね合わせ、渦巻状に巻回積層してな
るハニカム体を、耐熱性金属よりなる外筒に挿入して構
成され、そして、平箔と波箔、およびハニカム体と外筒
とは主としてロウ材で接合されている。そして、このハ
ニカム体には触媒としてＰｔ等の貴金属を担持させる。
めに設置する触媒担体は、近時、セラミックス製担体よ
り、メタル製担体が用いられるようになってきている。
メタル担体は耐熱性金属よりなる平箔と、これを波状に
加工した波箔とを重ね合わせ、渦巻状に巻回積層してな
るハニカム体を、耐熱性金属よりなる外筒に挿入して構
成され、そして、平箔と波箔、およびハニカム体と外筒
とは主としてロウ材で接合されている。そして、このハ
ニカム体には触媒としてＰｔ等の貴金属を担持させる。
【０００３】排ガス系に設置されたメタル担体、特にハ
ニカム体は高温の排気ガスに直接接触し、さらに触媒反
応による発熱のために高温になるが、外筒は外気に露さ
れて放熱されるため、外筒および外筒近傍のハニカム体
が冷却する。すなわち、メタル担体半径方向の内−外部
に温度差ができ、外筒とハニカム体とが一体に接合され
ている場合には、強度的に弱い外筒近傍のハニカム体が
熱歪みにより損傷を起こすことがある。
ニカム体は高温の排気ガスに直接接触し、さらに触媒反
応による発熱のために高温になるが、外筒は外気に露さ
れて放熱されるため、外筒および外筒近傍のハニカム体
が冷却する。すなわち、メタル担体半径方向の内−外部
に温度差ができ、外筒とハニカム体とが一体に接合され
ている場合には、強度的に弱い外筒近傍のハニカム体が
熱歪みにより損傷を起こすことがある。
【０００４】そのために、外筒とハニカム体とを全面接
合してリジッドな接合体とすることなく、部分的接合に
してフリーの状態を多くしするなどの工夫をしているほ
か、ハニカム体自体の温度降下を防止する手段が提示さ
れている。例えば、実開平２−３２９３５号公報には、
図２に示すように、ハニカム体２１の排気ガス注入側の
周囲部に多孔性断熱材２２を充填した構成の触媒構造が
開示されている。また、特開平５−５７１９７号公報に
は、図３に示すように、ハニカム体３１の外周に同軸上
に配置された外筒３２と、ハニカム体と外筒との間に介
在し外筒より剛性の低い中間筒３３とよりなり、ハニカ
ム体と中間筒、中間筒と外筒とが夫々一部分で接合３４
し、接合部分を除くこれらの各面には断熱層３５を設け
ると共に空間に空気層を介在させているメタル担体を開
示している。
合してリジッドな接合体とすることなく、部分的接合に
してフリーの状態を多くしするなどの工夫をしているほ
か、ハニカム体自体の温度降下を防止する手段が提示さ
れている。例えば、実開平２−３２９３５号公報には、
図２に示すように、ハニカム体２１の排気ガス注入側の
周囲部に多孔性断熱材２２を充填した構成の触媒構造が
開示されている。また、特開平５−５７１９７号公報に
は、図３に示すように、ハニカム体３１の外周に同軸上
に配置された外筒３２と、ハニカム体と外筒との間に介
在し外筒より剛性の低い中間筒３３とよりなり、ハニカ
ム体と中間筒、中間筒と外筒とが夫々一部分で接合３４
し、接合部分を除くこれらの各面には断熱層３５を設け
ると共に空間に空気層を介在させているメタル担体を開
示している。
【０００５】さらに、特開平６−１２６１９１号公報に
は、ハニカム体４１の外周にハニカム体の軸方向長さよ
り短い幅のリング４２を接合し、外筒４３とリング４２
の間に膨脹性シール４４を、その他の外筒４３とハニカ
ム体４１の間には断熱材４５を介在させた排気ガス浄化
装置が開示されている。
は、ハニカム体４１の外周にハニカム体の軸方向長さよ
り短い幅のリング４２を接合し、外筒４３とリング４２
の間に膨脹性シール４４を、その他の外筒４３とハニカ
ム体４１の間には断熱材４５を介在させた排気ガス浄化
装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの公報に記載さ
れたメタル担体はいずれも、断熱材をハニカム体の外周
部或いは外筒との間に介在させて、メタル担体の冷えや
すい特性（放熱性）を改善し、暖気性を向上することで
排気ガスの浄化性能をさらに向上することを意図してい
るものである。しかしながら、これらの担体では断熱材
を充填或いは付着させたり、中間筒を設けて接合させた
り、さらには膨脹性シールを巻き付けたりする工程が必
要になるため、制作工程が増加し、かつコスト増になる
という問題があった。
れたメタル担体はいずれも、断熱材をハニカム体の外周
部或いは外筒との間に介在させて、メタル担体の冷えや
すい特性（放熱性）を改善し、暖気性を向上することで
排気ガスの浄化性能をさらに向上することを意図してい
るものである。しかしながら、これらの担体では断熱材
を充填或いは付着させたり、中間筒を設けて接合させた
り、さらには膨脹性シールを巻き付けたりする工程が必
要になるため、制作工程が増加し、かつコスト増になる
という問題があった。
【０００７】このような技術の現状から、本発明は断熱
材等を使用することなく、極簡単な方法でハニカム体外
周部分に断熱層を設けることにより、暖気性や耐放熱性
に優れた排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造
方法を安価に提供することを目的とする。
材等を使用することなく、極簡単な方法でハニカム体外
周部分に断熱層を設けることにより、暖気性や耐放熱性
に優れた排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造
方法を安価に提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属製の平箔と波箔とを交互に巻回積層し
て形成されるハニカム体を、金属製の外筒に挿入し、適
宜接合されて構成されるメタル担体において、ハニカム
体の最外周より数巻き部分の両端面部を密閉し、この密
閉部分を真空に保持した断熱層を設けたことを特徴とす
る排気ガス浄化触媒用メタル担体、および、外筒に挿入
されたハニカム体の最外周より数巻き部分における両端
面部のセルに接着剤を介してロウ材を供給し、セル孔を
閉塞状態として、メタル担体製造工程における真空雰囲
気での高温接合処理を施すことを特徴とする排気ガス浄
化触媒用メタル担体の製造方法を要旨とする。
に本発明は、金属製の平箔と波箔とを交互に巻回積層し
て形成されるハニカム体を、金属製の外筒に挿入し、適
宜接合されて構成されるメタル担体において、ハニカム
体の最外周より数巻き部分の両端面部を密閉し、この密
閉部分を真空に保持した断熱層を設けたことを特徴とす
る排気ガス浄化触媒用メタル担体、および、外筒に挿入
されたハニカム体の最外周より数巻き部分における両端
面部のセルに接着剤を介してロウ材を供給し、セル孔を
閉塞状態として、メタル担体製造工程における真空雰囲
気での高温接合処理を施すことを特徴とする排気ガス浄
化触媒用メタル担体の製造方法を要旨とする。
【０００９】以下本発明を図に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。図１は本発明メタル担体の正面図（ａ）
およびＡ−Ａ断面図（ｂ）を示すもので、平箔１と波箔
２とを重ね合わせ渦巻状に積層して形成したハニカム体
３を、外筒４に挿入して構成されている。平箔１と波箔
２とはその波箔の山−谷部で平箔と接触し、その接触部
の所定部分を接合する。ハニカム体３の外周と外筒４の
内周も接合され５はその接合部分を示す。接合はロウ付
け法、或いは加熱拡散法、その他いずれによってもよ
い。
細に説明する。図１は本発明メタル担体の正面図（ａ）
およびＡ−Ａ断面図（ｂ）を示すもので、平箔１と波箔
２とを重ね合わせ渦巻状に積層して形成したハニカム体
３を、外筒４に挿入して構成されている。平箔１と波箔
２とはその波箔の山−谷部で平箔と接触し、その接触部
の所定部分を接合する。ハニカム体３の外周と外筒４の
内周も接合され５はその接合部分を示す。接合はロウ付
け法、或いは加熱拡散法、その他いずれによってもよ
い。
【００１０】図中６は本発明の特徴とする断熱層であ
り、ハニカム体３の平箔１−波箔２で巻かれた最外周よ
り内側に数巻き、好ましくは１〜３巻きで構成され、こ
の断熱層６は、ハニカム体３の軸方向両端面７、８にお
ける前記数巻き部分のセル孔９を閉塞材１０で密閉して
減圧雰囲気を保持する。閉塞材１０としてはロウ材がよ
く、セル孔９が粗い場合などの場合には、閉塞部分の形
状に合うように加工成形した耐熱性リングを用いること
もでき、これをロウ材等で接合してセル孔を密封する。
断熱層６の雰囲気を真空（減圧雰囲気）に保持するのは
大気に比較して断熱効果が大きいからである。
り、ハニカム体３の平箔１−波箔２で巻かれた最外周よ
り内側に数巻き、好ましくは１〜３巻きで構成され、こ
の断熱層６は、ハニカム体３の軸方向両端面７、８にお
ける前記数巻き部分のセル孔９を閉塞材１０で密閉して
減圧雰囲気を保持する。閉塞材１０としてはロウ材がよ
く、セル孔９が粗い場合などの場合には、閉塞部分の形
状に合うように加工成形した耐熱性リングを用いること
もでき、これをロウ材等で接合してセル孔を密封する。
断熱層６の雰囲気を真空（減圧雰囲気）に保持するのは
大気に比較して断熱効果が大きいからである。
【００１１】通常メタル担体は、ハニカム体の所定位置
にロウ材を供給付着させてから、或いは拡散接合の場合
にはロウ材を供給することなく、真空中で高温加熱され
接合処理が行われる。すなわち、ロウ接合の場合につい
ては、予め所定の位置にロウ材が付着するように接着剤
を塗布してあるハニカム体の上端面から粉ロウを散布し
て、ハニカム体内部の所定位置に付着させる。特に、ハ
ニカム体外周側数巻き、好ましくは１〜３巻き部分の平
箔１と波箔２との接触部には全長に亘って付着させるの
が好ましい。また、前記ハニカム体の両端面７，８にお
ける前記外周側数巻き部分のセル孔にも、バインダー等
を用いて粉ロウ材を付着させる。この際セル孔には、必
ずしも粉ロウ材が完全に閉塞するように付着している必
要はなく、粉ロウ材をラフに付着させ、加熱時にロウが
密着して閉塞するような状態になっていればよい。
にロウ材を供給付着させてから、或いは拡散接合の場合
にはロウ材を供給することなく、真空中で高温加熱され
接合処理が行われる。すなわち、ロウ接合の場合につい
ては、予め所定の位置にロウ材が付着するように接着剤
を塗布してあるハニカム体の上端面から粉ロウを散布し
て、ハニカム体内部の所定位置に付着させる。特に、ハ
ニカム体外周側数巻き、好ましくは１〜３巻き部分の平
箔１と波箔２との接触部には全長に亘って付着させるの
が好ましい。また、前記ハニカム体の両端面７，８にお
ける前記外周側数巻き部分のセル孔にも、バインダー等
を用いて粉ロウ材を付着させる。この際セル孔には、必
ずしも粉ロウ材が完全に閉塞するように付着している必
要はなく、粉ロウ材をラフに付着させ、加熱時にロウが
密着して閉塞するような状態になっていればよい。
【００１２】この様にロウ材を付着してからメタル担体
は真空加熱炉に挿入され、減圧（１０-3torr以下）の雰
囲気で１２００℃近傍に加熱することにより、平箔−波
箔の接合と共に、ハニカム体内部が真空に保たれながら
前記外周側数巻きのセル孔両端部をロウ材が溶けて密着
閉塞し、断熱層６を形成する。
は真空加熱炉に挿入され、減圧（１０-3torr以下）の雰
囲気で１２００℃近傍に加熱することにより、平箔−波
箔の接合と共に、ハニカム体内部が真空に保たれながら
前記外周側数巻きのセル孔両端部をロウ材が溶けて密着
閉塞し、断熱層６を形成する。
【００１３】断熱層６を外周側複数巻き以下としたの
は、外筒に接近した最も放熱しやすい部分であり、か
つ、外筒とハニカム体との接合を強固にするために、平
−波箔を接合する部位であり、従って、真空を保持する
ために効果的であるからである。好ましい断熱層の巻き
数はハニカム体最外周１巻き乃至３巻き程度である。
は、外筒に接近した最も放熱しやすい部分であり、か
つ、外筒とハニカム体との接合を強固にするために、平
−波箔を接合する部位であり、従って、真空を保持する
ために効果的であるからである。好ましい断熱層の巻き
数はハニカム体最外周１巻き乃至３巻き程度である。
【００１４】
【実施例】耐熱性金属よりなる厚さ５０μｍの平板と、
この平板を波付加工した波板とを用い、波箔の波山部の
ロールコーター法にてバインダーを塗布した後、この波
板を平板に重ね合わせて巻回し、直径８６mmφ、長さ１
２０mmのハニカム体を制作した。このハニカム体上部よ
りロウ材を散布し、平板−波板の接点にロウ材を付着さ
せた。ハニカム体の外周には箔ロウを取り付けて、肉厚
１．５mm、直径８９mmφ、長さ１２０mmの耐熱性金属外
筒に装入した。
この平板を波付加工した波板とを用い、波箔の波山部の
ロールコーター法にてバインダーを塗布した後、この波
板を平板に重ね合わせて巻回し、直径８６mmφ、長さ１
２０mmのハニカム体を制作した。このハニカム体上部よ
りロウ材を散布し、平板−波板の接点にロウ材を付着さ
せた。ハニカム体の外周には箔ロウを取り付けて、肉厚
１．５mm、直径８９mmφ、長さ１２０mmの耐熱性金属外
筒に装入した。
【００１５】接合構造としては全体接合とした。ハニカ
ム体外周側３層の両端部に、ペーストロウを端面から深
さ２mmに亘り充填し、これを真空熱処理炉に装入した。
真空熱処理条件としては雰囲気を真空度１×１０-3torr
とし、１２００℃に加熱し３０分保持した。
ム体外周側３層の両端部に、ペーストロウを端面から深
さ２mmに亘り充填し、これを真空熱処理炉に装入した。
真空熱処理条件としては雰囲気を真空度１×１０-3torr
とし、１２００℃に加熱し３０分保持した。
【００１６】この様にして制作したメタル担体の暖気特
性を調査するため、該メタル担体を２０００ccエンジン
の排気管に取り付けて温度測定を行った。測定温度はメ
タル担体入側ガス温度で８００℃，６００℃の２水準と
した。比較として上記実施例と同一寸法、同一接合構造
で、外周側３層の断熱構造のないメタル担体を用いた。
なお、温度測定はシース熱電対をメタル担体の長手方向
中央部の断面にそれぞれ設けておこなった。測定結果を
表１および表２に示す。
性を調査するため、該メタル担体を２０００ccエンジン
の排気管に取り付けて温度測定を行った。測定温度はメ
タル担体入側ガス温度で８００℃，６００℃の２水準と
した。比較として上記実施例と同一寸法、同一接合構造
で、外周側３層の断熱構造のないメタル担体を用いた。
なお、温度測定はシース熱電対をメタル担体の長手方向
中央部の断面にそれぞれ設けておこなった。測定結果を
表１および表２に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表１および表２から明らかのように、いず
れの場合も本発明品の断熱効果は極めてよい結果を示し
ている。すなわち、本発明品においては外筒近傍の温度
上昇が早いため、触媒活性有効面積が広くなる。従って
浄化性能の高いメタル担体が提供できる。
れの場合も本発明品の断熱効果は極めてよい結果を示し
ている。すなわち、本発明品においては外筒近傍の温度
上昇が早いため、触媒活性有効面積が広くなる。従って
浄化性能の高いメタル担体が提供できる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のハニカム
体は、断熱材等を使用することなしに、メタル担体を製
造する通常の方法を用いて、ハニカム体外周部分に断熱
層を設けることができ、暖気性や耐放熱性に優れた排気
ガス浄化触媒用メタル担体を安価に提供することができ
る。
体は、断熱材等を使用することなしに、メタル担体を製
造する通常の方法を用いて、ハニカム体外周部分に断熱
層を設けることができ、暖気性や耐放熱性に優れた排気
ガス浄化触媒用メタル担体を安価に提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメタル担体であって、（ａ）はその正
面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線断面図である。
面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】従来のメタル担体の一部断面図を示す。
【図３】従来の他のメタル担体の断面図を示す。
【図４】従来の別のメタル担体の断面図を示す。
１：平箔 ２：波箔 ３：ハニカム体 ４：外筒 ５：接合部 ６：断熱層 ７，８：ハニカム体端面 ９：セル孔 １０：閉塞材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/84 B01D 53/86 B01D 53/94 F01N 3/28
Claims (2)
- 【請求項１】 金属製の平箔と波箔とを交互に巻回積層
して形成されるハニカム体を、金属製の外筒に挿入し、
適宜接合されて構成されるメタル担体において、ハニカ
ム体の最外周より数巻き部分の両端面部を密閉し、この
密閉部分を真空に保持した断熱層とすることを特徴とす
る排気ガス浄化触媒用メタル担体。 - 【請求項２】 外筒に挿入されたハニカム体の最外周よ
り数巻き部分における両端面部のセルに接着剤を介して
ロウ材を供給し、セル孔を閉塞状態として、メタル担体
製造工程における真空雰囲気での高温接合処理を施すこ
とを特徴とする排気ガス浄化触媒用メタル担体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24997695A JP3267840B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24997695A JP3267840B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985101A JPH0985101A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3267840B2 true JP3267840B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=17200995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24997695A Expired - Fee Related JP3267840B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 排気ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267840B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7321113B2 (ja) * | 2019-02-19 | 2023-08-04 | 大阪瓦斯株式会社 | 触媒容器 |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP24997695A patent/JP3267840B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0985101A (ja) | 1997-03-31 |
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