JP5704548B1 - キャタライザエレメント及びキャタライザ - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガス浄化効率を向上させたキャタライザエレメント及びキャタライザを提供する。【解決手段】金属線材からなる帯状の平形金網31と、金属線材からなる帯状の波形金網32とを重ねて巻いて形成すると共に、各金属線材には金属触媒がめっきされ、平形金網31、波形金網32が、金属線材をメリヤス編みして成形された金網本体27,28と、金網本体27,28に重ねられ、幅方向の両端部が金網本体27,28の縁部を挟んで折り曲げられた補強部材34,36と、を備えた。【選択図】図3
Description
本発明は、金網を巻いた所定外形のワイヤニット構造に補強を施したキャタライザエレメント及びキャタライザに関する。
従来、金属箔製の平板と波板とを重ねて巻いてメタルハニカム担体を形成し、メタルハニカム担体に触媒を担持させたメタルハニカム触媒を触媒ケース内に収納したキャタライザが知られている(例えば、特許文献1参照)。
従来の構成では、金属箔を巻いてメタルハニカム担体を形成しているが、この構成においては、排ガス浄化性能が十分でないという課題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、排気ガス浄化効率を向上させたキャタライザエレメント及びキャタライザを提供することにある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、排気ガス浄化効率を向上させたキャタライザエレメント及びキャタライザを提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明は、金属線材をメリヤス編みして成形された金網本体と、前記金網本体の金属線材よりも線径が太い金属線材を、前記金網本体の網目よりも大きい網目で平織りして成形されて、前記金網本体に重ねられ、幅方向の両端部が前記金網本体の縁部を挟んで折り曲げられた補強部材と、を備えた平形金網と、前記平形金網と略同一の平形金網を波形に成形した波形金網と、を重ねて巻いて形成すると共に、少なくとも前記金網本体に金属触媒がめっきされていることを特徴とする。
この構成では、平形金網及び波形金網の少なくとも一方が、金属線材をメリヤス編みして成形された金網本体と、金網本体に重ねられ、幅方向の両端部が金網本体の縁部を挟んで折り曲げられた補強部材と、を備えたので、メリヤス編みにより排気ガスとの接触面積が拡大し、排気ガス浄化効率が格段に向上した。
また、金網本体を補強部材で補強してキャタライザエレメントを排気ガスの流れの中に配置したときに、各金網の変形を抑制できる。従って、キャタライザエレメントの排気ガス浄化性能を長期に亘って向上できる。
また、金網本体を補強部材で補強してキャタライザエレメントを排気ガスの流れの中に配置したときに、各金網の変形を抑制できる。従って、キャタライザエレメントの排気ガス浄化性能を長期に亘って向上できる。
上記構成において、前記補強部材が、金属線材を平織りして成形され、前記金属線材には金属触媒がめっきされていても良い。この構成によれば、補強部材として平織りの金網を使用して通気性を確保するとともに、例えば、平織りの線径を大きくして容易に強度・剛性を高めることができる。
また、上記構成において、前記平形金網と、前記波形金網とが重ねて巻いて形成され、側面視で、周縁部から中央部に向けて凸となるように、巻かれていても良い。
この構成によれば、側面視で凸形状とすることで、中央部に当った排気ガスの一部を周縁部側へ移動させることができ、キャタライザエレメントを通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができる。また、中央部の排気ガス通過層を長くして排気ガスの流れを抑え、周縁部の排気ガス通過層を短くして排気ガスの流れを促すこともできる。以上のことから、キャタライザエレメントの全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。キャタライザエレメントの全体で排気ガスを一様に浄化することができれば、キャタライザエレメントの小型化を図ることができ、占有スペースをより小さくすることができる。
この構成によれば、側面視で凸形状とすることで、中央部に当った排気ガスの一部を周縁部側へ移動させることができ、キャタライザエレメントを通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができる。また、中央部の排気ガス通過層を長くして排気ガスの流れを抑え、周縁部の排気ガス通過層を短くして排気ガスの流れを促すこともできる。以上のことから、キャタライザエレメントの全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。キャタライザエレメントの全体で排気ガスを一様に浄化することができれば、キャタライザエレメントの小型化を図ることができ、占有スペースをより小さくすることができる。
また、上記構成において、前記平形金網と、前記波形金網とが重ねて巻いて形成され、周縁部よりも中央部が密に巻かれて形成されていても良い。この構成によれば、密に巻かれた中央部で排気ガスの流れを抑えることができ、キャタライザエレメントを通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができ、キャタライザエレメントの全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。
また、上記構成において、前記平形金網と、前記波形金網とが、芯材を用いて重ねて巻いて形成され、前記芯材の先端が凸の傘状に形成されていても良い。この構成によれば、凸の傘状に形成された芯材の先端によって排気ガスを周縁部側へ導き、周縁部の排気ガスの流れを促すことができるため、キャタライザエレメントを通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができ、キャタライザエレメントの全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。
また、上記構成において、前記金属線材は、高耐熱性材料からなるようにしても良い。この構成によれば、高耐熱性材料の金属線材で平形金網及び波形金網が形成されたキャタライザエレメントをエンジンのより近傍に配置することで、エンジンの冷間始動時に、キャタライザエレメントを早期に昇温させて触媒の早期活性化を図ることができる。従って、エンジン始動直後から排気ガス浄化性能を高めることができる。また、エンジンが暖機した後の、エンジン近傍の高温環境においても、キャタライザエレメントの耐熱性が高いので、耐久性を向上させることができる。
また、上記構成において、キャタライザエレメントが筒体に収容されて形成されていても良い。この構成によれば、キャタライザエレメントの変形を抑制してキャタライザの排気ガス浄化性能を長期に亘って向上させることができる。
また、上記構成において、前記筒体の上流側に中央部と周縁部とで均等な流れを形成する整流部材を備えても良い。この構成によれば、整流部材によって中央部と周縁部とで均等な排気ガスの流れを形成し、キャタライザエレメントに流入する排気ガスの流量が中央部から周縁部に亘ってより均一になり、排気ガスを効果的に浄化することができる。
また、上記構成において、前記筒体の上流側に中央部と周縁部とで均等な流れを形成する整流部材を備えても良い。この構成によれば、整流部材によって中央部と周縁部とで均等な排気ガスの流れを形成し、キャタライザエレメントに流入する排気ガスの流量が中央部から周縁部に亘ってより均一になり、排気ガスを効果的に浄化することができる。
本発明は、平形金網及び波形金網の少なくとも一方が、金属線材をメリヤス編みして成形された金網本体と、金網本体に重ねられ、幅方向の両端部が金網本体の縁部を挟んで折り曲げられた補強部材と、を備えたので、メリヤス編みにより排気ガスとの接触面積が拡大し、排気ガス浄化効率が格段に向上した。
また、金網本体を補強部材で補強してキャタライザエレメントを排気ガスの流れの中に配置したときに、各金網の変形を抑制できる。従って、キャタライザエレメントの排気ガス浄化性能を長期に亘って向上できる。
また、金網本体を補強部材で補強してキャタライザエレメントを排気ガスの流れの中に配置したときに、各金網の変形を抑制できる。従って、キャタライザエレメントの排気ガス浄化性能を長期に亘って向上できる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明に係る第1実施形態の触媒装置11を備えた排気装置10を示す縦断面図である。なお、以下の説明及び図面に示す「上流側」及び「下流側」は、排気ガスの流れの上流側及び下流側を示している(図2以降の各図面においても同じ。)。
排気装置10は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する触媒装置11を備え、エンジンのシリンダヘッドに接続される接続管13と、接続管13に一端が接続された上流側テーパ管14と、上流側テーパ管14の他端に接続された触媒装置11と、触媒装置11の下流側端部に接続された下流側テーパ管16とからなり、下流側テーパ管16の後端部には、例えば排気管、消音器等が接続される。
<第1実施形態>
図1は、本発明に係る第1実施形態の触媒装置11を備えた排気装置10を示す縦断面図である。なお、以下の説明及び図面に示す「上流側」及び「下流側」は、排気ガスの流れの上流側及び下流側を示している(図2以降の各図面においても同じ。)。
排気装置10は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する触媒装置11を備え、エンジンのシリンダヘッドに接続される接続管13と、接続管13に一端が接続された上流側テーパ管14と、上流側テーパ管14の他端に接続された触媒装置11と、触媒装置11の下流側端部に接続された下流側テーパ管16とからなり、下流側テーパ管16の後端部には、例えば排気管、消音器等が接続される。
接続管13は、シリンダヘッドに排気装置10をボルトで取付ける際のボルト穴21a,21aが開けられたフランジ部21と、フランジ部21に取付けられた管部22とからなる。上流側テーパ管14は、接続管13の管部22の外周面に取付けられた小径管部14aと、触媒装置11(外筒25)の内周面に取付けられた大径管部14bと、小径管部14a及び大径管部14bのそれぞれを一体に繋ぐテーパ部14cとからなる。
触媒装置11は、ステンレスパイプからなる外筒25と、外筒25内に設けられたキャタライザエレメント26とからなる。下流側テーパ管16は、外筒25の内周面に取付けられた大径管部16aと、大径管部16aよりも小径に形成された小径管部16bと、大径管部16a及び小径管部16bのそれぞれを一体に繋ぐテーパ部16cとからなる。外筒25は、ステンレスパイプに限定されず、金網を管状にプレス成形してもよい。
キャタライザエレメント26は、金属線材からなる金網が複数枚重ねられて巻かれ、所定の金網に金属触媒がめっきされたもので、外筒25の内周面にろう付け、溶接等により固定されている。キャタライザエレメント26によって、排気ガス中のHC、CO、NOx等が除去され、排気ガスが浄化される。
キャタライザエレメント26に使用される金属線材の線径は、0.1〜1mmである。
図中の符号26cは、キャタライザエレメント26の上流側の端面、26dはキャタライザエレメント26の下流側の端面である。
キャタライザエレメント26に使用される金属線材の線径は、0.1〜1mmである。
図中の符号26cは、キャタライザエレメント26の上流側の端面、26dはキャタライザエレメント26の下流側の端面である。
図2は、図1のII−II線断面図である。
触媒装置11のキャタライザエレメント26は、ステンレス鋼製の線材が後述するようにメリヤス編みされた帯状の平形金網27と、同じくステンレス鋼製の線材がメリヤス編みされ、さらに、波状に形成された帯状の波形金網28とが重ねられて巻かれ、円柱状に形成されて、外筒25内に固定されている。
平形金網27及び波形金網28は、メリヤス編みされる前の金属線材に、又はメリヤス編みされて網に成形された後に、金属触媒としてプラチナ(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)のうちの少なくとも一種がめっきにより担持される。
キャタライザエレメント26の形成は、波形金網28の外側に平形金網27を巻く、あるいは平形金網27の外側に波形金網28を巻くいずれの方法でも良い。
触媒装置11のキャタライザエレメント26は、ステンレス鋼製の線材が後述するようにメリヤス編みされた帯状の平形金網27と、同じくステンレス鋼製の線材がメリヤス編みされ、さらに、波状に形成された帯状の波形金網28とが重ねられて巻かれ、円柱状に形成されて、外筒25内に固定されている。
平形金網27及び波形金網28は、メリヤス編みされる前の金属線材に、又はメリヤス編みされて網に成形された後に、金属触媒としてプラチナ(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)のうちの少なくとも一種がめっきにより担持される。
キャタライザエレメント26の形成は、波形金網28の外側に平形金網27を巻く、あるいは平形金網27の外側に波形金網28を巻くいずれの方法でも良い。
排気ガスは、平形金網27と波形金網28との間に出来た複数の排気通路26aを紙面の表裏方向に流れるとともに、平形金網27及び波形金網28のそれぞれの網目を貫通する方向(例えば、紙面に沿う方向)にも流れる。従って、従来の金属箔からなる平板及び波板を重ねて巻いて形成されたメタルハニカム触媒に比べて、排気ガスと金属触媒との接触面積をより大きくすることができる。
表1は、従来のメタルハニカム型キャタライザと比較した、本実施形態によるキャタライザエレメント26の排気ガス浄化性能を示す。
試料のキャタライザエレメント26としては、上記3種の金属触媒のいずれか1種を担持させたもの、また、3種の金属触媒うち、異なる2種又は3種の金属触媒を担持したキャタライザエレメントをそれぞれ外筒25内に直列に配置したものを作成して、排気ガス浄化性能の評価実験を行った。
試料のキャタライザエレメント26としては、上記3種の金属触媒のいずれか1種を担持させたもの、また、3種の金属触媒うち、異なる2種又は3種の金属触媒を担持したキャタライザエレメントをそれぞれ外筒25内に直列に配置したものを作成して、排気ガス浄化性能の評価実験を行った。
(実験内容)
市販の自動二輪車(エンジン排気量250cc)にキャタライザの試料を搭載し、シャシダイナモメータに設置して試験を行った。
(実験条件)
道路運送車両の保安基準の細目を定める告示・別添付44「二輪車モード排出ガスの測定方法」に基づきコールドスタート方式による試験を行った。CO濃度及びHC濃度の測定は、エンジン始動後90秒経過後、及びエンジン始動後180秒経過後に行った。
市販の自動二輪車(エンジン排気量250cc)にキャタライザの試料を搭載し、シャシダイナモメータに設置して試験を行った。
(実験条件)
道路運送車両の保安基準の細目を定める告示・別添付44「二輪車モード排出ガスの測定方法」に基づきコールドスタート方式による試験を行った。CO濃度及びHC濃度の測定は、エンジン始動後90秒経過後、及びエンジン始動後180秒経過後に行った。
(試料)
比較例は、自動二輪車に搭載される標準のセラミックハニカム型キャタライザ(STD)であり、金属触媒としてはRh、Pdが担持され、外筒の外径が60mm、キャタライザエレメントの全長が180mmである。
実施例1は、金属触媒としてPt、Rh、Pdがそれぞれ担持されたキャタライザエレメントの全長が60mmであり、3つのキャタライザエレメントを直列に並べて全長180mmとしたものである。なお、外筒の外径は60mmである。メリヤス編みされた金属線材の線径は0.3mmである。外筒の外径及び金属線材の線径については、以下の実施例2〜5においても同一である。
実施例2は、金属触媒としてRh、Pdがそれぞれ担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmであり、2つのキャタライザエレメントを直列に並べて全長60mmとしたものである。
比較例は、自動二輪車に搭載される標準のセラミックハニカム型キャタライザ(STD)であり、金属触媒としてはRh、Pdが担持され、外筒の外径が60mm、キャタライザエレメントの全長が180mmである。
実施例1は、金属触媒としてPt、Rh、Pdがそれぞれ担持されたキャタライザエレメントの全長が60mmであり、3つのキャタライザエレメントを直列に並べて全長180mmとしたものである。なお、外筒の外径は60mmである。メリヤス編みされた金属線材の線径は0.3mmである。外筒の外径及び金属線材の線径については、以下の実施例2〜5においても同一である。
実施例2は、金属触媒としてRh、Pdがそれぞれ担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmであり、2つのキャタライザエレメントを直列に並べて全長60mmとしたものである。
実施例3は、金属触媒としてPtが担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmのものである。
実施例4は、金属触媒としてRhが担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmのものである。
実施例5は、金属触媒としてPdが担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmのものである。
実施例4は、金属触媒としてRhが担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmのものである。
実施例5は、金属触媒としてPdが担持されたキャタライザエレメントの全長が30mmのものである。
(実験結果)
表1に示すように、キャタライザエレメントの全長を比較例の標準品と等しく(180mm)して実験した実施例1の場合、一酸化炭素(CO)、ハイドロカーボン(HC)共に、比較例と比較して、大幅に低下した。
また、実施例2では、キャタライザエレメントの全長を、60mmと短くした場合であっても、CO、HC共に、大幅に低下した。
更に、キャタライザエレメントの長さを30mmと短くした実施例3〜5では、比較例に対して、一部の金属触媒でCO、HC共に、大幅に低下した。
このように、本実施形態のキャタライザエレメント26によれば、メリヤス編みされた、平形金網27及び波形金網28に沿って、あるいは平形金網27及び波形金網28を貫通して流れる排気ガスには乱流が発生しやすいため、排気ガスと金属触媒との接触が促進されるので、排気ガス浄化性能がより一層高められる。
表1に示すように、キャタライザエレメントの全長を比較例の標準品と等しく(180mm)して実験した実施例1の場合、一酸化炭素(CO)、ハイドロカーボン(HC)共に、比較例と比較して、大幅に低下した。
また、実施例2では、キャタライザエレメントの全長を、60mmと短くした場合であっても、CO、HC共に、大幅に低下した。
更に、キャタライザエレメントの長さを30mmと短くした実施例3〜5では、比較例に対して、一部の金属触媒でCO、HC共に、大幅に低下した。
このように、本実施形態のキャタライザエレメント26によれば、メリヤス編みされた、平形金網27及び波形金網28に沿って、あるいは平形金網27及び波形金網28を貫通して流れる排気ガスには乱流が発生しやすいため、排気ガスと金属触媒との接触が促進されるので、排気ガス浄化性能がより一層高められる。
<第2実施形態>
図3は、第2実施形態のキャタライザエレメント30を構成する平形金網31及び波形金網32を示す斜視図であり、帯状の平形金網31と帯状の波形金網32とを重ねて巻く前の状態を示している。
キャタライザエレメント30は、メリヤス編みされた金網を含む平形金網31及び波形金網32を備える。平形金網31及び波形金網32は、キャタライザエレメント30の軸方向(排気ガスが流れる方向)にそれぞれ補強されて耐久性の向上が図られている。
帯状の平形金網27と帯状の波形金網28とは、重ねられて巻かれ、円柱状に形成されて、外筒25内に固定される。
キャタライザエレメント30の形成は、波形金網32の外側に平形金網31を巻く、あるいは平形金網31の外側に波形金網32を巻くいずれの方法でも良い。
図3は、第2実施形態のキャタライザエレメント30を構成する平形金網31及び波形金網32を示す斜視図であり、帯状の平形金網31と帯状の波形金網32とを重ねて巻く前の状態を示している。
キャタライザエレメント30は、メリヤス編みされた金網を含む平形金網31及び波形金網32を備える。平形金網31及び波形金網32は、キャタライザエレメント30の軸方向(排気ガスが流れる方向)にそれぞれ補強されて耐久性の向上が図られている。
帯状の平形金網27と帯状の波形金網28とは、重ねられて巻かれ、円柱状に形成されて、外筒25内に固定される。
キャタライザエレメント30の形成は、波形金網32の外側に平形金網31を巻く、あるいは平形金網31の外側に波形金網32を巻くいずれの方法でも良い。
平形金網31は、金属線材がメリヤス編みされて形成された金網本体27と、金属線材が平織りされて形成されるとともに帯の幅方向(図中の矢印Wの方向(以下同じ))の両端部が金網本体27の幅方向の縁部を挟み込むように折り曲げられた補強部材34とからなる。金網本体27は、図2に示した平形金網27であり、以降は平形金網27を、金網本体27と言い換える。金属線材の線径は、金網本体27に対して補強部材34の方が太いか、又は等しい。
波形金網32は、金属線材がメリヤス編みされて形成された金網本体28と、金属線材が平織りされて形成されるとともに帯の幅方向(図中の矢印Wの方向(以下同じ))の両端部が金網本体28の幅方向の縁部を挟み込むように折り曲げられた補強部材36とからなる。波形金網32では、補強部材36の縁部が折り曲げられて金網本体28に補強部材36が結合された後に、波形に形成される。金網本体28は、図2に示した波形金網28であり、以降は波形金網28を金網本体28と言い換える。金属線材の線径は、金網本体28に対して補強部材36の方が太いか、又は等しい。
図4は、金属線材の織り方又は編み方を説明する説明図であり、図4(A)は、メリヤス編みを例示する説明図、図4(B)は、平織りを例示する説明図である。
図4(A)に示すように、金網本体27は、より詳細には、メリヤス編みされている。また、メリヤス編みされる前の金属線材に、又は編まれて網に成形された後に、金属触媒としてPt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種がめっきにより担持されている。
メリヤス編みは、1本の金属線材27aが複数の輪(輪の一部が開いている)に折り曲げられて形成され、輪の中に別の輪が通され、これが順次繰り返されて袋状に形成される。袋は開かれて平らにされ、金網本体27が出来上がる。金属線材27aは、ステンレス鋼、インコネル等の高耐熱性材料からなる。
図4(A)に示すように、金網本体27は、より詳細には、メリヤス編みされている。また、メリヤス編みされる前の金属線材に、又は編まれて網に成形された後に、金属触媒としてPt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種がめっきにより担持されている。
メリヤス編みは、1本の金属線材27aが複数の輪(輪の一部が開いている)に折り曲げられて形成され、輪の中に別の輪が通され、これが順次繰り返されて袋状に形成される。袋は開かれて平らにされ、金網本体27が出来上がる。金属線材27aは、ステンレス鋼、インコネル等の高耐熱性材料からなる。
金属線材27aは、曲線状に蛇行しながら延びている。金属線材27aの網目の大きさは、縦(金網本体27の長さ方向の輪と輪の間隔)がM1、横(金網本体27の幅方向の輪の最大内寸法)がM21である。なお、符号M22は、幅方向の輪の最小内寸法である。例えば、M1とM21とは等しいが、略等しいが、あるいは大きく異ならせても良い。
例えば、金属線材27aの線径が0.1mmの場合は、M1、M21は、2.0〜3.5mm、線径が0.2mmの場合は、M1、M21は、3.0〜4.0mm、線径が0.3mmの場合は、M1、M21は、3.5〜5.0mmとなる。即ち、線径が0.1〜0.3の場合は、M1、M21は、2.5〜5.0mmとなる。また、線径が0.3〜0.7mmの場合は、M1、M21は、5.0〜9.0mm、線径が0.7〜1mmの場合は、M1、M21は、9.0〜12.0mmとなる。このように、線径が大きくなるにつれて網目の大きさは大きくなる。あるいは、上記の線径と網目の大きさとの関係を変更しても良い。例えば、上記線径に対して、網目の大きさを上記網目の大きさより小さく、又は大きくしても良い。
金属線材27aは、円形断面に形成されている。
金属線材27aは、円形断面に形成されている。
所定面積のメリヤス編みの金網本体27を形成する場合、金属線材27aの線径が小さいほど、網目の大きさは小さくなるので、金属線材27aの全長は長くなる。この結果、金属線材27aの表面積が大きくなり、金属触媒の担持可能な表面積が増えるので、排気ガス浄化性能を高めることが可能になる。この排気ガス浄化性能を格段に高めるためには、金属線材27aの線径は、0.1〜0.7mmがより好ましく、更には0.1〜0.5mmが好ましく、更に好ましは、0.1〜0.3mmが良い。
金網本体27は、メリヤス編みとしたが、この編み方に限定されない。例えば、金網本体27は、平織りしても良い。平織りする場合は、補強部材を結合しても良いし、又は、補強部材を使用しなくても良い。また、平織りする場合は、その網目の大きさM3,M4(図4(B)参照)は共に、金網本体27(図4(A)参照)の網目の大きさ(M1、M21(図4(A)参照))と略同一とする。
但し、平織りと比較し、メリヤス編みは、線材を細くすると、線径に応じて網目が細かくなる。また、メリヤス編みは、1本の線材がΩ状に他と絡み合うように編まれるため、排気ガスの流れの方向に対し、不規則に突出し、排気ガスとの接触面積が拡大する。
但し、平織りと比較し、メリヤス編みは、線材を細くすると、線径に応じて網目が細かくなる。また、メリヤス編みは、1本の線材がΩ状に他と絡み合うように編まれるため、排気ガスの流れの方向に対し、不規則に突出し、排気ガスとの接触面積が拡大する。
また、メリヤス編みと平織りとでは、網目の大きさが略同一であれば、縦横の金属線材が直線状に延びる平織りに対して、メリヤス編みの方が、金属線材が曲線状に蛇行しながら延び且つ金属線材の重なる部分が多いため、金属線材の全長が長くなるので、金属線材の表面積が大きくなり、担持される金属触媒量が多くなる。
従って、一定の投影面積、又は一定の空間内では、キャタライザエレメント30の排気ガス浄化性能を考慮した場合、平織りよりは、メリヤス編みの方が好ましい。
金網本体28についても、以上に説明した金網本体27と、金属線材の材質、線径、断面形状、網目の大きさ、担持された金属触媒、編み方又は織り方等は同一である。なお、符号27aは金網本体27を形成する金属線材である。
キャタライザエレメント30において、金網本体27,28のいずれかを平織りにしても良い。
従って、一定の投影面積、又は一定の空間内では、キャタライザエレメント30の排気ガス浄化性能を考慮した場合、平織りよりは、メリヤス編みの方が好ましい。
金網本体28についても、以上に説明した金網本体27と、金属線材の材質、線径、断面形状、網目の大きさ、担持された金属触媒、編み方又は織り方等は同一である。なお、符号27aは金網本体27を形成する金属線材である。
キャタライザエレメント30において、金網本体27,28のいずれかを平織りにしても良い。
図4(B)に示すように、補強部材34は、縦に配置された複数の金属線材34cと、横に配置された複数の金属線材34dとが平織りされ、その網目が金網本体27,28(図4(A)参照)の網目よりも大きいか略同一で、図3に示したように、帯の幅方向の両端部が折り曲げられて折り曲げ部34a,34bが形成され、折り曲げ部34a,34bによって金網本体27と補強部材34とが一体的に結合されている。金属線材34c,34dは、ステンレス鋼、インコネル等の高耐熱性材料からなる。
図4(B)において、補強部材34には、金属触媒が担持されていても良いし、金属触媒が担持されていなくても良い。金属触媒が担持されている場合は、織られる前の金属線材に、又は織られて網に成形された後に、金属触媒としてPt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種がめっきにより担持される。
図4(B)において、補強部材34には、金属触媒が担持されていても良いし、金属触媒が担持されていなくても良い。金属触媒が担持されている場合は、織られる前の金属線材に、又は織られて網に成形された後に、金属触媒としてPt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種がめっきにより担持される。
補強部材34の金属線材34c,34dは、いずれも円形断面に形成され、それぞれほぼ直線状に延びている。補強部材34の網目の大きさ(目合い)は、縦がM3、横がM4である。例えば、M3とM4とは等しいが、略等しいか、あるいは大きく異ならせても良い。
補強部材34では、金属触媒が担持されている場合には、M3、M4共に、金網本体27,28(図4(A)参照)の網目の大きさ(M1、M21)と略同一に形成される。また、この場合の金属線材34c,34dの線径は、金網本体27,28の金属線材27a,28a(図4(A)参照)と同一である。
補強部材34では、金属触媒が担持されている場合には、M3、M4共に、金網本体27,28(図4(A)参照)の網目の大きさ(M1、M21)と略同一に形成される。また、この場合の金属線材34c,34dの線径は、金網本体27,28の金属線材27a,28a(図4(A)参照)と同一である。
金属触媒が担持されていない場合には、金網本体27,28に接触する排気ガスの流れを妨げないように、M3、M4共に、金網本体27,28の網目の大きさ(M1、M21)よりも大きく形成される。この場合の金属線材34c,34dの線径は、補強部材34の強度・剛性を高めるために、0.2〜1.0mmが良く、好ましくは、0.2〜0.5mmとする。
補強部材36は、以上に説明した補強部材34と、金属線材の材質、線径、断面形状、網目の大きさ、担持された金属触媒、織り方等は同一であり、縦に配置された複数の金属線材36cと、横に配置された複数の金属線材36dとが平織りされ、図3に示したように、帯の幅方向の両端部が折り曲げられて折り曲げ部36a,36bが形成され、折り曲げ部36a,36bによって金網本体28と補強部材36とが一体的に結合され、更に波状に形成されて、波形金網32とされる。
補強部材36は、以上に説明した補強部材34と、金属線材の材質、線径、断面形状、網目の大きさ、担持された金属触媒、織り方等は同一であり、縦に配置された複数の金属線材36cと、横に配置された複数の金属線材36dとが平織りされ、図3に示したように、帯の幅方向の両端部が折り曲げられて折り曲げ部36a,36bが形成され、折り曲げ部36a,36bによって金網本体28と補強部材36とが一体的に結合され、更に波状に形成されて、波形金網32とされる。
図5は、波形金網32の製造方法を示す作用図であり、図5(A)は金網本体28と補強部材36とを結合する前の状態を示す図、図5(B)は金網本体28と補強部材36とを結合した後の状態を示す図である。
図5(A)に示すように、まず、補強部材36の幅方向の両端部を、矢印A,Aで示すように、ほぼ直角に折り曲げて折り曲げ部36a,36bを形成する。そして、矢印Bで示すように、補強部材36の折り曲げ部36a,36b間へ上方から金網本体28を載せる。
図5(A)に示すように、まず、補強部材36の幅方向の両端部を、矢印A,Aで示すように、ほぼ直角に折り曲げて折り曲げ部36a,36bを形成する。そして、矢印Bで示すように、補強部材36の折り曲げ部36a,36b間へ上方から金網本体28を載せる。
図5(B)に示すように、補強部材36の折り曲げ部36a,36bを図5(A)の状態から更に略90°折り曲げて、金網本体28の幅方向の両縁部を折り曲げ部36a,36bで挟み込み、金網本体28に補強部材36を一体的に結合させる。これで平形の補強金網37が出来る。この後、補強金網37を波状に成形することで、波形金網32(図3参照)が出来上がる。
補強金網37は、金網本体28に補強部材36を結合させることで、その幅方向の強度・剛性が高められ、更に、その結合が折り曲げ部36a,36bによって行われるので、更に、強度・剛性が更に高められ、耐久性を向上させることが可能になる。また、単に幅方向の両端部を折り曲げて結合させるだけなので、補強金網37を容易に製造することができ、生産性を向上させることができる。上記の耐久性とは、例えば、円柱状に形成されたキャタライザエレメント30(図3参照)の上流側の端面の変形に対するものを含む。
平形金網31(図3参照)の製造方法についても、上記した補強金網37の製造方法と同一である。
平形金網31(図3参照)の製造方法についても、上記した補強金網37の製造方法と同一である。
以上の図3〜図5(A),(B)に示したように、金属線材27a,34c,34dからなる帯状の平形金網31と、金属線材28a,36c,36dからなる帯状の波形金網32とを重ねて巻いて形成すると共に、各金属線材27a,28a,34c,34d,36c,36dには金属触媒がめっきされ、平形金網31、波形金網32が、金属線材27a,28aをメリヤス編みして成形された金網本体27,28と、金網本体27,28に重ねられ、幅方向の両端部が金網本体27,28の縁部を挟んで折り曲げられた補強部材34,36を備えた。
この構成によれば、メリヤス編みにより排気ガスとの接触面積が拡大し、排気ガス浄化効率が格段に向上した。
また、金網本体27を補強部材34で補強し、金網本体28を補強部材36で補強してキャタライザエレメント30を排気ガスの流れの中に配置したときに、金網本体27,28、ひいてはキャタライザエレメント30における半径方向中央側の変形(キャタライザエレメント30の上流側の端面における凹み等)を抑制することができる。従って、キャタライザエレメント30の排気ガス浄化性能を長期に亘って向上させることができる。
この構成によれば、メリヤス編みにより排気ガスとの接触面積が拡大し、排気ガス浄化効率が格段に向上した。
また、金網本体27を補強部材34で補強し、金網本体28を補強部材36で補強してキャタライザエレメント30を排気ガスの流れの中に配置したときに、金網本体27,28、ひいてはキャタライザエレメント30における半径方向中央側の変形(キャタライザエレメント30の上流側の端面における凹み等)を抑制することができる。従って、キャタライザエレメント30の排気ガス浄化性能を長期に亘って向上させることができる。
また、図3及び図4(A)に示したように、補強部材34,36が、金属線材34c,34d,36c,36dを平織りして成形され、金属線材34c,34d,36c,36dには金属触媒がめっきされているので、補強部材36として平織りの金網を使用して通気性を確保するとともに、例えば、平織りの線径を大きくして容易に強度・剛性を高めることができる。
また、キャタライザエレメント30が筒体としての外筒25に収容されて形成されているので、メリヤス編みにより排気ガスとの接触面積が拡大し、キャタライザエレメント30の排気ガス浄化効率が格段に向上させることができる。また、キャタライザエレメント30の変形を抑制してキャタライザとしての触媒装置11の排気ガス浄化性能を長期に亘って向上させることができる。
また、キャタライザエレメント30が筒体としての外筒25に収容されて形成されているので、メリヤス編みにより排気ガスとの接触面積が拡大し、キャタライザエレメント30の排気ガス浄化効率が格段に向上させることができる。また、キャタライザエレメント30の変形を抑制してキャタライザとしての触媒装置11の排気ガス浄化性能を長期に亘って向上させることができる。
また、図3及び図4(A),(B)に示したように、金属線材27a,28a,34c,34d,36c,36dは、ステンレス鋼、インコネル等の高耐熱性材料からなるので、高耐熱性材料の金属線材27a,28a,34c,34d,36c,36dで平形金網31及び波形金網32が形成されたキャタライザエレメント30をエンジンのより近傍に配置することで、エンジンの冷間始動時に、キャタライザエレメント30を早期に昇温させて触媒の早期活性化を図ることができる。従って、エンジン始動直後から排気ガス浄化性能を高めることができる。また、エンジンが暖機した後の、エンジン近傍の高温環境においても、キャタライザエレメント30の耐熱性が高いので、耐久性を向上させることができる。
図6は、別実施形態の補強部材41を示す説明図である。
補強部材41は、金属製の平板に複数の穴41aが開けられたパンチングメタルであり、帯状に形成される。パンチングメタルは、複数の穴41aをプレス機で打ち抜くことにより容易に成形され、また、平板の板厚、穴41aの大きさを変更することで、補強部材41の剛性を容易に変更することができる。
補強部材41を金網本体35(図5(A),(B)参照)と結合する場合、例えば、材質は金網本体35と同一材質のステンレス鋼製、板厚は金網本体35の線径と略同一、穴41aの内径は金網本体35の網目の大きさよりも大きいか又は略同一とする。
上記したように、補強部材41における帯の幅方向の両端部を折り曲げて金網本体35と結合し、更に波形状に形成することにより、幅方向に強度・剛性の高い波形金網を形成することができる。
補強部材41は、金属製の平板に複数の穴41aが開けられたパンチングメタルであり、帯状に形成される。パンチングメタルは、複数の穴41aをプレス機で打ち抜くことにより容易に成形され、また、平板の板厚、穴41aの大きさを変更することで、補強部材41の剛性を容易に変更することができる。
補強部材41を金網本体35(図5(A),(B)参照)と結合する場合、例えば、材質は金網本体35と同一材質のステンレス鋼製、板厚は金網本体35の線径と略同一、穴41aの内径は金網本体35の網目の大きさよりも大きいか又は略同一とする。
上記したように、補強部材41における帯の幅方向の両端部を折り曲げて金網本体35と結合し、更に波形状に形成することにより、幅方向に強度・剛性の高い波形金網を形成することができる。
<第3実施形態>
図7は、第3実施形態の平形金網45及び波形金網46を示す説明図である。
平形金網45は、ステンレス銅製の線材が後述するようにメリヤス編みされた帯状のものである。波形金網46は、ステンレス鋼製の線材がメリヤス編みされ、さらに、波状に形成された帯状のものである。なお、符号45aは平形金網45の巻き始めの縁部、45bは平形金網45の巻き終わりの縁部、46aは波形金網46の巻き始めの縁部、46bは波形金網46の巻き終わりの縁部である。
平形金網45と波形金網46とは、重ねられて巻かれ、円柱状に形成され、外筒内に固定されることで、キャタライザが形成される。
図7は、第3実施形態の平形金網45及び波形金網46を示す説明図である。
平形金網45は、ステンレス銅製の線材が後述するようにメリヤス編みされた帯状のものである。波形金網46は、ステンレス鋼製の線材がメリヤス編みされ、さらに、波状に形成された帯状のものである。なお、符号45aは平形金網45の巻き始めの縁部、45bは平形金網45の巻き終わりの縁部、46aは波形金網46の巻き始めの縁部、46bは波形金網46の巻き終わりの縁部である。
平形金網45と波形金網46とは、重ねられて巻かれ、円柱状に形成され、外筒内に固定されることで、キャタライザが形成される。
平形金網45、波形金網46は、帯の長手方向に、それぞれ3つの領域である第1領域45C,46C、第2領域45D,46D、第3領域45E,46Eが巻き始めの縁部45a,46aから巻き終わりの縁部45b,46bに向かって順に形成されている。
第1領域45C,46C、第2領域45D,46D、第3領域45E,46Eは、それぞれ金属触媒としてPt、Rh、Pdのうちのいずれか異なるものが担持されている。
第1領域45C,46Cの帯の長手方向の長さはLaであり、第2領域45D,46Dの帯の長手方向の長さはLbであり、第3領域45E,46Eの帯の長手方向の長さはLcである。ここでは、La>Lb>Lcとしている。これらの長さLa,Lb,Lcは、平形金網45及び波形金網46から形成されたキャタライザを排気装置に組み込んだ場合に、HC、CO及びNOxを浄化する三元触媒としての高い排気ガス浄化性能を発揮するために必要な金属触媒Pt、Rh、Pdの担持量の割合と一致している。ここでは、巻き始めから長さLa,Lb,Lcの大きい順に各領域を並べたが、この順に限らない。
第1領域45C,46C、第2領域45D,46D、第3領域45E,46Eは、それぞれ金属触媒としてPt、Rh、Pdのうちのいずれか異なるものが担持されている。
第1領域45C,46Cの帯の長手方向の長さはLaであり、第2領域45D,46Dの帯の長手方向の長さはLbであり、第3領域45E,46Eの帯の長手方向の長さはLcである。ここでは、La>Lb>Lcとしている。これらの長さLa,Lb,Lcは、平形金網45及び波形金網46から形成されたキャタライザを排気装置に組み込んだ場合に、HC、CO及びNOxを浄化する三元触媒としての高い排気ガス浄化性能を発揮するために必要な金属触媒Pt、Rh、Pdの担持量の割合と一致している。ここでは、巻き始めから長さLa,Lb,Lcの大きい順に各領域を並べたが、この順に限らない。
上記3つの領域である第1領域45C,46C、第2領域45D,46D、第3領域45E,46Eを形成するには、まず、第1領域45C,46Cを形成するために、ステンレス鋼製の金属線材にPt、Rh、Pdのうちのいずれか所定の1種をめっきしたものをメリヤス編みし、長さLaの第1領域45C,46Cが出来たら、この第1領域45C,46Cに繋げて、更に、第2領域45D,46Dを形成するために、ステンレス鋼製の金属線材にPt、Rh、Pdのうちの他の所定の1種をめっきしたものをメリヤス編みし、長さLbの第2領域45D,46Dが出来たら、この第2領域45D,46Dに繋げて、更に、第3領域45E,46Eを形成するために、ステンレス鋼製の金属線材にPt、Rh、Pdのうちの残りの所定の1種をめっきしたものをメリヤス編みし、長さLcの第3領域45D,46Dを形成する。
上記した平形金網45及び波形金網46における帯の長手方向の領域は、金属触媒Pt、Rh、Pdのうちの異なるものが担持された2つの領域であっても良い。この場合も、2つの領域のそれぞれの帯方向の長さは、平形金網45及び波形金網46からなるキャタライザを排気装置に組み込んだ場合に、HC、CO及びNOxを浄化する三元触媒としての高い排気ガス浄化性能を発揮するために必要な金属触媒Pt、Rh、Pdのいずれか所定の2種の担持量の割合と一致する。
<第4実施形態>
図8は、第4実施形態の触媒装置51を備えた排気装置50を示す縦断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
排気装置50は、接続管13と、上流側テーパ管14と、上流側テーパ管14の他端に接続された触媒装置51と、触媒装置51の下流側端部に接続された下流側テーパ管16とからなる。
図8は、第4実施形態の触媒装置51を備えた排気装置50を示す縦断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
排気装置50は、接続管13と、上流側テーパ管14と、上流側テーパ管14の他端に接続された触媒装置51と、触媒装置51の下流側端部に接続された下流側テーパ管16とからなる。
触媒装置51は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント53とからなる。キャタライザエレメント53は、その上流側の端面53aが、半径方向中央側ほど上流側により突出するように形成されている。例えば、上流側へ凸となる球面状、山形状、円錐状又はこれらに類似する形状に形成されている。なお、符号53bはキャタライザエレメント53の下流側の端面であり、平面状に形成されている。
このように、キャタライザエレメント53の端面53aにおける半径方向中央側ほど上流側に突出するように形成することで、排気ガスが、中央側を上流側から下流側に通過するときに当たる金属線材の本数が、外筒25に近い側よりも多くなり、通路抵抗が大きくなって排気ガスの流速が低下する。
キャタライザエレメント53の構成部品としては、図3に示した第1実施形態のキャタライザエレメント30に対して各金網の形状を異ならせることで半径方向中央側が半径方向外周側よりも上流側に突出するようにしている。キャタライザエレメント53によって、排気ガス中のHC、CO、NOx等が除去され、排気ガスが浄化される。
このように、キャタライザエレメント53の端面53aにおける半径方向中央側ほど上流側に突出するように形成することで、排気ガスが、中央側を上流側から下流側に通過するときに当たる金属線材の本数が、外筒25に近い側よりも多くなり、通路抵抗が大きくなって排気ガスの流速が低下する。
キャタライザエレメント53の構成部品としては、図3に示した第1実施形態のキャタライザエレメント30に対して各金網の形状を異ならせることで半径方向中央側が半径方向外周側よりも上流側に突出するようにしている。キャタライザエレメント53によって、排気ガス中のHC、CO、NOx等が除去され、排気ガスが浄化される。
このように、キャタライザエレメント53の端面53aの半径方向中央側を上流側へ突出させることで、キャタライザエレメント53の半径方向中央側の排気ガス通路を長くして排気ガス通路抵抗を高めて、キャタライザエレメント53の半径方向中央側に流入する排気ガスの流量を少なくし、半径方向外周側(外筒25に近い部分)に流入する排気ガスの流量を多くして、キャタライザエレメント53の半径方向の全体で排気ガス流入量をより均一にすることができる。
従って、キャタライザエレメント53に担持された金属触媒にほぼ均等に排気ガスを接触させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
従って、キャタライザエレメント53に担持された金属触媒にほぼ均等に排気ガスを接触させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
また、キャタライザエレメント53の下流側の端面を、想像線で示したように、上流側の端面53aと同一形状で上流側に凸となる端面53cに形成しても良い。このように、下流側の端面を端面53aと同一形状にしても、上流側の端面53aによって、端面53aに当った排気ガスを、端面53aにおける半径方方向中央側から半径方向外周側へ移動させることができ、キャタライザエレメント53の半径方向の全体で排気ガス流入量をより均一にすることができる。更に、キャタライザエレメント53を構成する平形金網と波形金網とを一定幅の形状とすることができ、平形金網及び波形金網の生産性を向上させることができる。
以上の図8に示したように、キャタライザエレメント53が、平形金網と、波形金網とが重ねて巻いて形成され、側面視で、周縁部から中央部に向けて凸となるように、巻かれて形成されているので、キャタライザエレメント53における半径方向の中央部の排気ガス通過層を長くして排気ガスの流れ(流速)を抑え、周縁部の排気ガス通過層を短くして排気ガスの流れ(流速)を促すことができ、キャタライザエレメント53を単位時間あたりに通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができ、キャタライザエレメント53の全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。また、キャタライザエレメント53の全体で排気ガスを一様に浄化することができれば、従来よりもキャタライザエレメント53の小型化を図ることができ、占有スペースをより小さくすることができる。
<第5実施形態>
図9は、第5実施形態の触媒装置61を示す横断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
触媒装置61は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント63とからなる。キャタライザエレメント63は、その半径方向中央側に配置された第1エレメント65と、第1エレメント65の半径方向外側に巻かれた第2エレメント66とからなる。
第1エレメント65は、平形金網65Aと波形金網65Bとが重ねて巻かれたものであり、第2エレメント66は、平形金網66Aと波形金網66Bとが重ねて巻かれたものである。第1エレメント65及び第2エレメント66は、それぞれ基本的な構成部品として、図3に示した第1実施形態のキャタライザエレメント30の平形金網31と波形金網32とが重ねられて巻かれたものと同一である。
第1エレメント65の波形金網65Bは、第2エレメント66の波形金網66Bに対して波の高さが低く形成される、例えば半分に形成されることで、第1エレメント65が第2エレメント66に比べて密に巻かれている。
図9は、第5実施形態の触媒装置61を示す横断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
触媒装置61は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント63とからなる。キャタライザエレメント63は、その半径方向中央側に配置された第1エレメント65と、第1エレメント65の半径方向外側に巻かれた第2エレメント66とからなる。
第1エレメント65は、平形金網65Aと波形金網65Bとが重ねて巻かれたものであり、第2エレメント66は、平形金網66Aと波形金網66Bとが重ねて巻かれたものである。第1エレメント65及び第2エレメント66は、それぞれ基本的な構成部品として、図3に示した第1実施形態のキャタライザエレメント30の平形金網31と波形金網32とが重ねられて巻かれたものと同一である。
第1エレメント65の波形金網65Bは、第2エレメント66の波形金網66Bに対して波の高さが低く形成される、例えば半分に形成されることで、第1エレメント65が第2エレメント66に比べて密に巻かれている。
このように、半径方向中央側の第1エレメント65を、半径方向外側の第2エレメント66よりも密にすることで、排気ガスが流れるときの通路抵抗を大きくし、キャタライザエレメント63の半径方向中央側に流入する排気ガスの流速を小さくし、半径方向外側に流入する排気ガスの流速を相対的に大きくして、キャタライザエレメント63の半径方向の全体で排気ガスの流速をより均等にすることができる。即ち、単位時間当たりの排気ガスの流量を、キャタライザエレメント63の半径方向の全体でより均等にすることができる。
従って、キャタライザエレメント63に担持された金属触媒にほぼ均等に排気ガスを接触させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
従って、キャタライザエレメント63に担持された金属触媒にほぼ均等に排気ガスを接触させることができ、排気ガス浄化性能を向上させることができる。
キャタライザエレメント63の製造要領としては、まず、平形金網65Aと波形金網65Bとを重ねて巻いて巻き終わりを固定して、第1エレメント65を形成する。次に、第1エレメント65の外周面に、平形金網66Aと波形金網66Bとを重ねて巻いて巻き終わりを固定して、第2エレメント66を形成する。このようにして、キャタライザエレメント63が出来る。
以上の図9に示したように、平形金網65Aと波形金網65B、及び平形金網66Aと波形金網66Bとが重ねて巻いて形成され、周縁部よりも中央部が密に巻かれて形成されているので、密に巻かれた中央部で排気ガスの流れを抑えることができ、キャタライザエレメント63を単位時間あたりに通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができ、キャタライザエレメント63の全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。
<第6実施形態>
図10は、第6実施形態の触媒装置81を示す縦断面図であり、図10(B)は触媒装置81を示す正面図、図10(C)は第6実施形態の変形例としての触媒装置82を示す正面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図10(A)に示すように、触媒装置81は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30及び流量調整板84とからなる。
図10は、第6実施形態の触媒装置81を示す縦断面図であり、図10(B)は触媒装置81を示す正面図、図10(C)は第6実施形態の変形例としての触媒装置82を示す正面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図10(A)に示すように、触媒装置81は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30及び流量調整板84とからなる。
流量調整板84は、キャタライザエレメント30に流入する排気ガスの流入分布を半径方向でより均一に調整するために、その半径方向中央側ほど径の小さいガス流通穴が開けられ、キャタライザエレメント30よりも上流側に距離L1を隔てて配置されている。流量調整板84の外周縁は外筒25の内周面に固定されている。流量調整板84の材質としては、ステンレス鋼等の金属材料が好適である。
キャタライザエレメント30と流量調整板84と間の距離L1の空間86は、流量調整板84を通過した排気ガスの乱流の発生を促すために設けられている。
キャタライザエレメント30と流量調整板84と間の距離L1の空間86は、流量調整板84を通過した排気ガスの乱流の発生を促すために設けられている。
図10(B)に示すように、流量調整板84は、円板であり、排気ガスが通過する複数のガス流通穴としての第1ガス流通穴84a、第2ガス流通穴84b、第3ガス流通穴84c、第4ガス流通穴84d、第5ガス流通穴84e、第6ガス流通穴84fが開けられている。
第1ガス流通穴84aは、流量調整板84の中心に開けられている。
第2ガス流通穴84b、第3ガス流通穴84c、第4ガス流通穴84d、第5ガス流通穴84e、第6ガス流通穴84fは、それぞれ第1ガス流通穴84aの中心を中心として描かれる複数の同心円上に開けられるとともに、第1ガス流通穴84aに対して内径が順に大きくなっている。
第1ガス流通穴84aは、流量調整板84の中心に開けられている。
第2ガス流通穴84b、第3ガス流通穴84c、第4ガス流通穴84d、第5ガス流通穴84e、第6ガス流通穴84fは、それぞれ第1ガス流通穴84aの中心を中心として描かれる複数の同心円上に開けられるとともに、第1ガス流通穴84aに対して内径が順に大きくなっている。
即ち、流量調整板84の中央側のガス流通穴ほど小さく、外筒25に近い側ほどガス流通穴は大きいので、中央側よりも外筒25に近い側の方が、単位時間当たりに流量調整板84を通過する排気ガスの流量が多くなる。従って、キャタライザエレメント30(図10(A)参照)の半径方向中央側より外筒25に近い側への排気ガスの流入量が多くなるため、キャタライザエレメント30の半径方向で排気ガスの流入量をより均一にすることができ、排気ガス浄化を効果的に行うことができる。また、空間86を設けることで、キャタライザエレメント30に流入する排気ガスがキャタライザエレメント30の一部に集中しないようにすることができ、排気ガス浄化をより一層効果的に行うことができる。
図10(C)に示すように、触媒装置82は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30(図10(A)参照)及び流量調整板88とからなる。
流量調整板88は、円板であり、その半径方向中央側、即ち一点鎖線で示す円内の中央部88aには複数のガス流通穴88bが開けられ、一点鎖線で示す円外のドーナツ状の外周部88cにはガス流通穴88bよりも内径の大きな複数のガス流通穴88dが開けられている。流量調整板88の材質としては、ステンレス鋼等の金属材料が好適である。
このように、流量調整板88の中央側のガス流通穴88bは小さく、外筒25に近い側のガス流通穴88dは大きいので、中央側よりも外筒25に近い側の方が、単位時間あたりに流量調整板88を通過する排気ガスの流量が多くなる。従って、キャタライザエレメント30(図10(A)参照)の半径方向中央側より外筒25に近い側への排気ガスの流入量が多くなるため、前述の空間86の効果と合わせて、キャタライザエレメント30の半径方向で排気ガスの流入量をより均一にすることができ、排気ガス浄化を効果的に行うことができる。
流量調整板88は、円板であり、その半径方向中央側、即ち一点鎖線で示す円内の中央部88aには複数のガス流通穴88bが開けられ、一点鎖線で示す円外のドーナツ状の外周部88cにはガス流通穴88bよりも内径の大きな複数のガス流通穴88dが開けられている。流量調整板88の材質としては、ステンレス鋼等の金属材料が好適である。
このように、流量調整板88の中央側のガス流通穴88bは小さく、外筒25に近い側のガス流通穴88dは大きいので、中央側よりも外筒25に近い側の方が、単位時間あたりに流量調整板88を通過する排気ガスの流量が多くなる。従って、キャタライザエレメント30(図10(A)参照)の半径方向中央側より外筒25に近い側への排気ガスの流入量が多くなるため、前述の空間86の効果と合わせて、キャタライザエレメント30の半径方向で排気ガスの流入量をより均一にすることができ、排気ガス浄化を効果的に行うことができる。
図11は、第6実施形態に対する変形例の触媒装置91を示す縦断面図である。図1に示した第1実施形態、図10(A)に示した第6実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
触媒装置91は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30及び流量調整板93とからなる。
流量調整板93は、キャタライザエレメント30に流入する排気ガスの流入分布を半径方向でより均一に調整するために、その半径方向中央側ほど内径の小さいガス流通穴が開けられるとともに、キャタライザエレメント30よりも上流側に空間94を介して配置され、更に半径方向の中央側ほど上流側に膨出した湾曲形状を有している。流量調整板93の湾曲形状とは、例えば、上流側へ凸となった球面状、山形状、円錐状又はこれらに類似する形状である。流量調整板93の外周縁は外筒25の内周面に固定されている。流量調整板93の材質としては、ステンレス鋼等の金属材料が好適である。
触媒装置91は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30及び流量調整板93とからなる。
流量調整板93は、キャタライザエレメント30に流入する排気ガスの流入分布を半径方向でより均一に調整するために、その半径方向中央側ほど内径の小さいガス流通穴が開けられるとともに、キャタライザエレメント30よりも上流側に空間94を介して配置され、更に半径方向の中央側ほど上流側に膨出した湾曲形状を有している。流量調整板93の湾曲形状とは、例えば、上流側へ凸となった球面状、山形状、円錐状又はこれらに類似する形状である。流量調整板93の外周縁は外筒25の内周面に固定されている。流量調整板93の材質としては、ステンレス鋼等の金属材料が好適である。
流量調整板93を、その中央側が外筒25に近い側よりも上流側に膨出させた湾曲形状とすることで、流量調整板93の前面93aに当った排気ガスを流量調整板93の中央側よりも外周側へ流れるようにすることができる。これと伴に、流量調整板93の半径方向中央側ほど径の小さいガス流通穴が開けられ、更にキャタライザエレメント30よりも上流側に空間94を介して配置することで、キャタライザエレメント30に流入する排気ガスが、キャタライザエレメント30の中央部に集中しないようにすることができる。従って、キャタライザエレメント30の半径方向の中央側の変形を抑制することができ、また、キャタライザエレメント30に担持された半径方向の金属触媒により一層均等に排気ガスを接触させることができる。
<第7実施形態>
図12は、第7実施形態の触媒装置101を示す横断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
触媒装置101は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30、整流部材103及び整流部材保持具104とからなる。
整流部材103は、ステンレス鋼等の金属線材、セラミックス等の非金属無機材料製線材を折り曲げたり丸めたりして成形された、いわゆる「金属たわし」状のものであり、外筒25内でキャタライザエレメント30の上流側に設けられた空間106内に配置されている。整流部材103によって、キャタライザエレメント30内に流入する排気ガスの流れが整流され、キャタライザエレメント30における半径方向の中央側へ排気ガスが集中して流入するのを抑制することが可能になる。
図12は、第7実施形態の触媒装置101を示す横断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
触媒装置101は、外筒25と、外筒25内に配置されたキャタライザエレメント30、整流部材103及び整流部材保持具104とからなる。
整流部材103は、ステンレス鋼等の金属線材、セラミックス等の非金属無機材料製線材を折り曲げたり丸めたりして成形された、いわゆる「金属たわし」状のものであり、外筒25内でキャタライザエレメント30の上流側に設けられた空間106内に配置されている。整流部材103によって、キャタライザエレメント30内に流入する排気ガスの流れが整流され、キャタライザエレメント30における半径方向の中央側へ排気ガスが集中して流入するのを抑制することが可能になる。
整流部材103に使用される線材は、排気ガスの乱流形成を促すために、排気ガスの流れに対して可能な限り直交する方向に配置される部分が多くなるように折り曲げられる又は丸められるのが良い。例えば、線材がキャタライザエレメント30の端面30cにほぼ沿って延びる部分が多くなるようにする。
整流部材保持具104は、外筒25内に整流部材103を保持して留めておくために整流部材103より上流側の外筒25の内周面に固定されている。
整流部材103内を排気ガスが通過するときには、排気ガスが線材に当って乱流が発生するため、排気ガスがキャタライザエレメント30の中央部に集中するのを抑制でき、キャタライザエレメント30の半径方向の中央側(端面30cの中央部)の変形を抑制することができる。また、キャタライザエレメント30の半径方向における排気ガスの流入量をより均一にすることができる。
整流部材保持具104は、外筒25内に整流部材103を保持して留めておくために整流部材103より上流側の外筒25の内周面に固定されている。
整流部材103内を排気ガスが通過するときには、排気ガスが線材に当って乱流が発生するため、排気ガスがキャタライザエレメント30の中央部に集中するのを抑制でき、キャタライザエレメント30の半径方向の中央側(端面30cの中央部)の変形を抑制することができる。また、キャタライザエレメント30の半径方向における排気ガスの流入量をより均一にすることができる。
また、以上の図10(A)〜(C)、図11及び図12に示したように、外筒25の上流側にキャタライザエレメント30の半径方向の中央部と周縁部とで均等な流れを形成する整流部材としての流量調整板84,88,93又は整流部材103を備えるので、流量調整板84,88,93又は整流部材103によって中央部と周縁部とでより均等な排気ガスの流れを形成し、キャタライザエレメント30に流入する単位時間あたりの排気ガスの流量が中央部から周縁部に亘ってより均一になり、排気ガスを効果的に浄化することができる。
<第8実施形態>
図13は、第8実施形態の排気装置110を示す縦断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
排気装置110は、接続管13と、上流側テーパ管14と、上流側テーパ管14の他端に接続された触媒装置111と、触媒装置111の下流側端部に接続された下流側テーパ管16とからなる。
図13は、第8実施形態の排気装置110を示す縦断面図である。図1に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
排気装置110は、接続管13と、上流側テーパ管14と、上流側テーパ管14の他端に接続された触媒装置111と、触媒装置111の下流側端部に接続された下流側テーパ管16とからなる。
触媒装置111は、外筒25と、芯棒112と、外筒25内に配置されるとともに芯棒112に巻かれたキャタライザエレメント113とからなる。なお、符号113aはキャタライザエレメント113の上流側の端面、113bは下流側の端面である。
キャタライザエレメント113は、構成部品としては、第1実施形態のキャタライザエレメント30の平形金網31(図3参照)と波形金網32(図3参照)とが芯棒112に重ねられて巻かれたものである。
キャタライザエレメント113は、構成部品としては、第1実施形態のキャタライザエレメント30の平形金網31(図3参照)と波形金網32(図3参照)とが芯棒112に重ねられて巻かれたものである。
芯棒112は、キャタライザエレメント113が巻かれた芯本体部112aと、芯本体部112aの上流側端部に一体に形成された頭部112bとからなる。芯棒112の材質として、ステンレス鋼等の金属線材料、セラミックス等の非金属無機材料が好適である。
芯本体部112aは、一定の外径を有する部分であり、その長さはキャタライザエレメント113の長さと略同一である。
頭部112bは、下流側へ行くほど半径方向外側へ拡径するテーパ状のテーパ前面112cと、テーパ前面112cの最外周部112dから下流側へ行くほど半径方向内側へ縮径して芯本体部112aの前端に接続されるテーパ状のテーパ背面112eとを備える。
芯本体部112aは、一定の外径を有する部分であり、その長さはキャタライザエレメント113の長さと略同一である。
頭部112bは、下流側へ行くほど半径方向外側へ拡径するテーパ状のテーパ前面112cと、テーパ前面112cの最外周部112dから下流側へ行くほど半径方向内側へ縮径して芯本体部112aの前端に接続されるテーパ状のテーパ背面112eとを備える。
上記の芯棒112を設けることで、芯棒112を芯にして平形金網31及び波形金網32を巻きやすくすることができ、生産性を向上させることができる。また、芯棒112に頭部112bを設けることで、矢印で示すように、排気ガスを、頭部112bのテーパ前面112cによってキャタライザエレメント113の端面113aの外筒25に近い外周側へ導くことができ、キャタライザエレメント113の半径方向の外周部に単位時間あたりに流入する排気ガスの流入量を増やすことができる。従って、キャタライザエレメント113の半径方向における排気ガス流入量をより均一にすることができる。
また、キャタライザエレメント113の半径方向の中央側への排気ガスの流入量を少なくすることができ、キャタライザエレメント113の端面113aの中央部の変形を抑制することができる。更に、テーパ背面112eを設けることで、例えば、キャタライザエレメント113の中央部に頭部を接触させるのに比べて、キャタライザエレメント113の中央部への排気ガス流入量を確保することができる。
以上の図13に示したように、平形金網31(図3参照)と、波形金網32(図3参照)とが、芯材としての芯棒112を用いて重ねて巻いて形成され、芯棒112の先端が凸の傘状に形成されているので、凸の傘状に形成された芯棒112の先端としての頭部112bによって排気ガスをキャタライザエレメント113の周縁部側へ導き、周縁部の単位時間あたりの排気ガスの流れを促すことができるため、キャタライザエレメント113を通過する排気ガスの流量を中央部から周縁部に亘ってより均一にすることができ、キャタライザエレメント113の全体で排気ガスをより一様に浄化することができる。
図14は、キャタライザエレメントを形成する金属線材の変形例を示す断面図であり、図14(A)は円形断面を基本とした金属線材121を示す断面図、図14(B)は楕円形断面を基本とした金属線材122を示す断面図である。
上記した第1実施形態〜第7実施形態では、キャタライザエレメントの平形金網及び波形金網に円形断面の金属線材を用いるようにしたが、この円形断面の金属線材に替えて、図14(A)に示す金属線材121を用いても良い。
金属線材121は、例えばステンレス鋼製で、円形の断面の外周面121aに長手方向に沿う複数の溝部121b,121c,121d,121e,121fが形成されている。
上記した第1実施形態〜第7実施形態では、キャタライザエレメントの平形金網及び波形金網に円形断面の金属線材を用いるようにしたが、この円形断面の金属線材に替えて、図14(A)に示す金属線材121を用いても良い。
金属線材121は、例えばステンレス鋼製で、円形の断面の外周面121aに長手方向に沿う複数の溝部121b,121c,121d,121e,121fが形成されている。
金属線材121を製造は、金属の棒をダイスの穴に通して引抜き加工によって行う。ダイスの円形の穴の縁には、溝部121b,121c,121d,121e,121fに対応する複数の突部が形成され、これらの突部によって溝部121b,121c,121d,121e,121fが形成される。
このような溝部121b,121c,121d,121e,121fを設けることで、金属線材121の表面積を、より大きくすることができ、所定長さの金属線材121により多くの金属触媒を担持させることができる。
このような溝部121b,121c,121d,121e,121fを設けることで、金属線材121の表面積を、より大きくすることができ、所定長さの金属線材121により多くの金属触媒を担持させることができる。
また、金属線材として、図14(B)に示す金属線材122を用いても良い。
金属線材122は、楕円形断面の線材である。このように断面楕円形とすることで、金属線材122から形成されるキャタライザエレメントを、円形断面の金属線材と同じ表面積を確保しつつ扁平に形成することができ、スペースを有効利用することができる。
また、金属線材122には、その外周面122aに複数の溝部122b,122c,122dを形成しても良い。このような溝部122b,122c,122dを形成することで、表面積をより大きくすることができ、所定の大きさのキャタライザエレメントに、より多くの金属触媒を担持させることができる。
金属線材122は、楕円形断面の線材である。このように断面楕円形とすることで、金属線材122から形成されるキャタライザエレメントを、円形断面の金属線材と同じ表面積を確保しつつ扁平に形成することができ、スペースを有効利用することができる。
また、金属線材122には、その外周面122aに複数の溝部122b,122c,122dを形成しても良い。このような溝部122b,122c,122dを形成することで、表面積をより大きくすることができ、所定の大きさのキャタライザエレメントに、より多くの金属触媒を担持させることができる。
図15は、メリヤス編み用の線材群131を示す断面図である。
図3及び図4(B)に示したメリヤス編みで成形された波形金網32の金網本体35は、1本の金属線材35aから編まれているが、その金属線材35aの代わりに外径違いの金属線材132,133,134からなる線材群131が使用される。
金属線材132,133,134は、この順で次第に線径が大きくなり、それぞれ表面にめっき132a,133a,134aが施されている。金属線材132,133,134の材質は、例えばステンレス鋼である。また、めっき132a,133a,134aの成分としては、3本が金属触媒であるPt、Rh、Pdのうちのいずれか同じ成分、又は2本がPt、Rh、Pdのうちのいずれか同じ成分、あるいはPt、Rh、Pdのうち3本とも異なる成分でも良い。
また、金属線材132,133,134のそれぞれの線径と、めっき132a,133a,134aの成分(Pt、Rh、Pdのうちのいずれか)との関係、即ち、どの太さの金属線材にどの成分のめっきを施すかについては、排気ガス浄化の効果、価格等を考慮して決定する。
図3及び図4(B)に示したメリヤス編みで成形された波形金網32の金網本体35は、1本の金属線材35aから編まれているが、その金属線材35aの代わりに外径違いの金属線材132,133,134からなる線材群131が使用される。
金属線材132,133,134は、この順で次第に線径が大きくなり、それぞれ表面にめっき132a,133a,134aが施されている。金属線材132,133,134の材質は、例えばステンレス鋼である。また、めっき132a,133a,134aの成分としては、3本が金属触媒であるPt、Rh、Pdのうちのいずれか同じ成分、又は2本がPt、Rh、Pdのうちのいずれか同じ成分、あるいはPt、Rh、Pdのうち3本とも異なる成分でも良い。
また、金属線材132,133,134のそれぞれの線径と、めっき132a,133a,134aの成分(Pt、Rh、Pdのうちのいずれか)との関係、即ち、どの太さの金属線材にどの成分のめっきを施すかについては、排気ガス浄化の効果、価格等を考慮して決定する。
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図2に示したように、平形金網27及び波形金網28の両方に、Pt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種をめっきにより担持したが、これに限らず、平形金網27及び波形金網28のいずれか一方に、Pt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種をめっきにより担持しても良い。
また、図7(A)に示したように、平形金網45における帯の幅方向の両端部に折り曲げ部45a,45bを設けたが、これに限らず、平形金網45における帯の幅方向の一端部、即ち、平形金網45を使用してキャタライザエレメントを形成したときにキャタライザエレメントの上流側の端面となる一端部にのみ折り曲げ部45aを設けても良い。
例えば、上記実施形態において、図2に示したように、平形金網27及び波形金網28の両方に、Pt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種をめっきにより担持したが、これに限らず、平形金網27及び波形金網28のいずれか一方に、Pt、Rh、Pdのうちの少なくとも一種をめっきにより担持しても良い。
また、図7(A)に示したように、平形金網45における帯の幅方向の両端部に折り曲げ部45a,45bを設けたが、これに限らず、平形金網45における帯の幅方向の一端部、即ち、平形金網45を使用してキャタライザエレメントを形成したときにキャタライザエレメントの上流側の端面となる一端部にのみ折り曲げ部45aを設けても良い。
また、図9に示したように、密度の異なる第1エレメント65と第2エレメント66とを二重に配置したが、これに限らず、複数のエレメントを三重以上に重ねて、中央側のエレメントから外周側のエレメントへ次第に密度が小さくなるように配置しても良い。
また、図9に示したキャタライザエレメント63は、その上流側の端面が、図8に示したように、半径方向中央側ほど上流側に、より突出するように形成されていても良い。
また、図10(A)〜(C)、図11及び図12に示した流量調整板84,88,93又は整流部材103のいずれかを、触媒装置51(図8参照)、触媒装置61(図9参照)、触媒装置111(図13参照)と組み合わせても良い。
また、図9に示したキャタライザエレメント63は、その上流側の端面が、図8に示したように、半径方向中央側ほど上流側に、より突出するように形成されていても良い。
また、図10(A)〜(C)、図11及び図12に示した流量調整板84,88,93又は整流部材103のいずれかを、触媒装置51(図8参照)、触媒装置61(図9参照)、触媒装置111(図13参照)と組み合わせても良い。
また、図12に示したように、キャタライザエレメント30の上流側の空間106に整流部材103を配置したが、これに限らず、空間106に、半径方向の中央側が密(線材間の隙間が密)、半径方向の外周側が粗(線材間の隙間が粗)に線材を折り曲げて形成した整流部材を配置しても良い。
また、図13に示したように、芯棒112の頭部112bにテーパ背面112eを設けたが、これに限らず、テーパ背面112eの代わりに頭部112bの背面を平面とし且つこの平面をキャタライザエレメント113の端面113aから前方へ離すようにしても良い。この構成により、キャタライザエレメント113の半径方向の中央側への排気ガスの流入量を確保することができる。
また、図13に示したように、芯棒112の頭部112bにテーパ背面112eを設けたが、これに限らず、テーパ背面112eの代わりに頭部112bの背面を平面とし且つこの平面をキャタライザエレメント113の端面113aから前方へ離すようにしても良い。この構成により、キャタライザエレメント113の半径方向の中央側への排気ガスの流入量を確保することができる。
また、図13に示したキャタライザエレメント113の上流側の端面113aを、(1)図8に示したように半径方向の中央側ほど上流側に突出するようにしても良いし、(2)キャタライザエレメント113を、図9に示したように、半径方向の中央側ほど密になるようにしても良いし、上記(1)及び(2)の両方を採用しても良い。
また、図13に示したように、キャタライザエレメント113を芯棒112に巻かれるようにしたが、この芯棒112を、他の実施形態のキャタライザエレメントと組み合わせても良い。
また、図13に示したように、キャタライザエレメント113を芯棒112に巻かれるようにしたが、この芯棒112を、他の実施形態のキャタライザエレメントと組み合わせても良い。
また、図15に示したように、金属線材132,133,133を一つの線材としてメリヤス編みするようにしたが、これに限らず、2本の金属線材を一つの線材としてメリヤス編みするようにしても良い。この場合、2本の金属線材のめっきの成分は、Pt、Rh、Pdのうちのいずれか異なる種類のものを用いても良いし、同じ種類のめっきにしても良い。
11,51,61,81,82,91,101,111 触媒装置(キャタライザ)
25 外筒(筒体)
26,30,53,63,83,113 キャタライザエレメント
27 平形金網(金網本体)
28 波形金網(金網本体)
31,65A,66A 平形金網
32,65B,66B 波形金網
27a,28a,34c,34d,36c,36d,121,122,132,133,134 金属線材
33,35 金網本体
34,36,41 補強部材
84,88,93 流量調整板(整流部材)
103 整流部材
112 芯棒(芯材)
25 外筒(筒体)
26,30,53,63,83,113 キャタライザエレメント
27 平形金網(金網本体)
28 波形金網(金網本体)
31,65A,66A 平形金網
32,65B,66B 波形金網
27a,28a,34c,34d,36c,36d,121,122,132,133,134 金属線材
33,35 金網本体
34,36,41 補強部材
84,88,93 流量調整板(整流部材)
103 整流部材
112 芯棒(芯材)
Claims (8)
- 金属線材をメリヤス編みして成形された金網本体と、前記金網本体の金属線材よりも線径が太い金属線材を、前記金網本体の網目よりも大きい網目で平織りして成形されて、前記金網本体に重ねられ、幅方向の両端部が前記金網本体の縁部を挟んで折り曲げられた補強部材と、を備えた平形金網と、
前記平形金網と略同一の平形金網を波形に成形した波形金網と、
を重ねて巻いて形成すると共に、少なくとも前記金網本体に金属触媒がめっきされていることを特徴とするキャタライザエレメント。 - 前記補強部材が、金属線材を平織りして成形され、前記金属線材には金属触媒がめっきされたことを特徴とする請求項1に記載のキャタライザエレメント。
- 前記平形金網と、前記波形金網とが重ねて巻いて形成され、側面視で、周縁部から中央部に向けて凸となるように、巻かれて形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のキャタライザエレメント。
- 前記平形金網と、前記波形金網とが重ねて巻いて形成され、周縁部よりも中央部が密に巻かれて形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のキャタライザエレメント。
- 前記平形金網と、前記波形金網とが、芯材を用いて重ねて巻いて形成され、前記芯材の先端が凸の傘状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のキャタライザエレメント。
- 前記金属線材は、高耐熱性材料からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のキャタライザエレメント。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のキャタライザエレメントが筒体に収容されて形成されていることを特徴とするキャタライザ。
- 前記筒体の上流側に中央部と周縁部で均等な流れを形成する整流部材を備えたことを特徴とする請求項7に記載のキャタライザ。
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