JPH01240716A - セラミックハニカム構造体 - Google Patents
セラミックハニカム構造体Info
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、内燃機関の排ガス浄化触媒および微粒子浄化
用フィルタ、各種ガス・石油を燃料とする燃焼ガスの浄
化および/または脱臭用触媒の担体として用いられるセ
ラミックハニカム構造体に関するものである。
用フィルタ、各種ガス・石油を燃料とする燃焼ガスの浄
化および/または脱臭用触媒の担体として用いられるセ
ラミックハニカム構造体に関するものである。
(従来の技術)
従来、−iに実用されている自動車搭載触媒コンバータ
は、使用中の激しい振動に耐えるように第4図の如く、
排気ガスが通過する貫通孔11−1と直角方向(以下「
径方向」という)にはクツション材12−1.12−2
およびシール材を介して圧力を加え、更に貫通孔方向に
はクツション材12−1を介して板材13で圧力を加え
ながら固定し保持している構造となっている。
は、使用中の激しい振動に耐えるように第4図の如く、
排気ガスが通過する貫通孔11−1と直角方向(以下「
径方向」という)にはクツション材12−1.12−2
およびシール材を介して圧力を加え、更に貫通孔方向に
はクツション材12−1を介して板材13で圧力を加え
ながら固定し保持している構造となっている。
しかし、上記構造の場合、貫通孔方向に当接されたクツ
ション材12−1の部分のハニカム構造体貫通孔11−
2には排気ガスが通過できなくその部分の触媒が無駄と
なるため、触媒貴金属の節約を目的にシール材のみを全
側面に用い径方向のみで保持する方法も一部で実用化さ
れている(第5図)ほか、セラミックハニカム構造体の
外周環状部分に触媒貴金属を担持させない種々の方法が
提案されている。
ション材12−1の部分のハニカム構造体貫通孔11−
2には排気ガスが通過できなくその部分の触媒が無駄と
なるため、触媒貴金属の節約を目的にシール材のみを全
側面に用い径方向のみで保持する方法も一部で実用化さ
れている(第5図)ほか、セラミックハニカム構造体の
外周環状部分に触媒貴金属を担持させない種々の方法が
提案されている。
その−例として、特開昭51−87482号公報には、
セラミックハニカム構造体の外周部に非吸水性樹脂系の
糊で被膜を形成させγ−アルミナを担持させない方法が
開示されている。また、特開昭60−12136号公報
には、セラミックハニカム構造体の端面外周部を非透水
性被膜で覆いγ−アルミナを担持させない方法が開示さ
れている。さらに、特開昭54−110189号公報に
は、セラミックハニカム構造体の端面外周部の貫通孔を
γ−アルミナで塞ぎ貫通孔内面にT−アルミナを担持さ
せない方法が開示されている。
セラミックハニカム構造体の外周部に非吸水性樹脂系の
糊で被膜を形成させγ−アルミナを担持させない方法が
開示されている。また、特開昭60−12136号公報
には、セラミックハニカム構造体の端面外周部を非透水
性被膜で覆いγ−アルミナを担持させない方法が開示さ
れている。さらに、特開昭54−110189号公報に
は、セラミックハニカム構造体の端面外周部の貫通孔を
γ−アルミナで塞ぎ貫通孔内面にT−アルミナを担持さ
せない方法が開示されている。
一方、実開昭53−152012号公報には、セラミッ
クハニカム構造体の外周部に突起部を設け、触媒コンバ
ータとして組立てた際にハニカム構造体がまわらないよ
うにする技術が開示されている。
クハニカム構造体の外周部に突起部を設け、触媒コンバ
ータとして組立てた際にハニカム構造体がまわらないよ
うにする技術が開示されている。
(発明が解決しようとする課題)
一般に実用されている触媒コンバータの構造は、上述し
たとおり触媒貴金属が無駄となる問題点がある。
たとおり触媒貴金属が無駄となる問題点がある。
また、一部で実用化されている径方向のみで保持する方
法は、使用中の激しい振動に耐えるよう径方向に加える
圧力を高くしなければならないため、セラミックハニカ
ム構造体の隔壁の厚さが例えば0.3mmというような
比較的厚く外圧強度が高い場合には径方向のみで保持が
可能であるが、隔壁の厚さが例えば0.15+sという
ような比較的薄い場合には外圧強度が低く適用できない
問題点がある。
法は、使用中の激しい振動に耐えるよう径方向に加える
圧力を高くしなければならないため、セラミックハニカ
ム構造体の隔壁の厚さが例えば0.3mmというような
比較的厚く外圧強度が高い場合には径方向のみで保持が
可能であるが、隔壁の厚さが例えば0.15+sという
ような比較的薄い場合には外圧強度が低く適用できない
問題点がある。
また、特開昭51−87482号、特開昭60−121
36号、特開昭54−110189号、実開昭53−1
52012号それぞれの公報に開示された技術では、製
造工程が増え煩雑となり、コストもそれに比例して増大
するという不都合がある。さらに、実開昭53−152
012号公報に記載の技術では、中心部の肉厚と外周部
の肉厚に差があるため、実質的に製造できない不都合も
あった。
36号、特開昭54−110189号、実開昭53−1
52012号それぞれの公報に開示された技術では、製
造工程が増え煩雑となり、コストもそれに比例して増大
するという不都合がある。さらに、実開昭53−152
012号公報に記載の技術では、中心部の肉厚と外周部
の肉厚に差があるため、実質的に製造できない不都合も
あった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、安価なコスト
で触媒貴金属を節減でき、しかも確実な保持方法が可能
なセラミックハニカム構造体を提供しようとするもので
ある。
で触媒貴金属を節減でき、しかも確実な保持方法が可能
なセラミックハニカム構造体を提供しようとするもので
ある。
(課題を解決するための手段)
本発明のセラミックハニカム構造体は、貫通孔に垂直な
断面の外周部の少なくとも2カ所を環状に切り欠いた形
状とするとともに、外周壁の厚さがほぼ一定であること
を特徴とするものである。
断面の外周部の少なくとも2カ所を環状に切り欠いた形
状とするとともに、外周壁の厚さがほぼ一定であること
を特徴とするものである。
(作 用)
上述した構造をとっているため、本発明のハニカム構造
体触媒を保持する構造としては、径方向については切り
欠いた部分を保持材で埋め円筒形としてその外周を均一
厚さの保持材で保持することができる。即ち、切り欠い
た部分に相当する位置に切り欠いた部分の深さに相当す
る厚さ分厚みを増した形状に一体化した保持材を用いれ
ば、従来と同じ方法で容易に収納ができ、そして、ハニ
カム構造体には切り欠いた外周環状部と同一外周延長環
状部分(以下、「残存部分」という)が存在するため、
その残存部分にクツション材を介して貫通孔方向に圧力
を加えるか、または直接板材で位置を固定することがで
き、従来−船釣に実用されている確実な保持方法を適用
できる。さらに、外周壁の厚さをほぼ一定としているた
め、ハニカム構造体の押し出しと同時に切欠き部を形成
することができ、製造工程が簡単である。
体触媒を保持する構造としては、径方向については切り
欠いた部分を保持材で埋め円筒形としてその外周を均一
厚さの保持材で保持することができる。即ち、切り欠い
た部分に相当する位置に切り欠いた部分の深さに相当す
る厚さ分厚みを増した形状に一体化した保持材を用いれ
ば、従来と同じ方法で容易に収納ができ、そして、ハニ
カム構造体には切り欠いた外周環状部と同一外周延長環
状部分(以下、「残存部分」という)が存在するため、
その残存部分にクツション材を介して貫通孔方向に圧力
を加えるか、または直接板材で位置を固定することがで
き、従来−船釣に実用されている確実な保持方法を適用
できる。さらに、外周壁の厚さをほぼ一定としているた
め、ハニカム構造体の押し出しと同時に切欠き部を形成
することができ、製造工程が簡単である。
また、触媒の浄化性能は排ガスが触媒に接触する面積に
比例するので、排気ガスが通過するセラミックハニカム
構造体の貫通孔の面積の幾何学的表面積が大きいことが
要求される。ところが、γ−アルミナコーティング量も
幾何学的表面積に比例するので、残存部分あるいは、切
り欠いた外周環状部より若干内側は、幾何学的表面積を
少なくする目的で貫通孔密度の小さい構造としてもよい
。
比例するので、排気ガスが通過するセラミックハニカム
構造体の貫通孔の面積の幾何学的表面積が大きいことが
要求される。ところが、γ−アルミナコーティング量も
幾何学的表面積に比例するので、残存部分あるいは、切
り欠いた外周環状部より若干内側は、幾何学的表面積を
少なくする目的で貫通孔密度の小さい構造としてもよい
。
切れ欠いた外周環状部より若干内側まで貫通孔密度の小
さい構造としてもよい理由は、触媒の断面直径に比較し
て触媒コンバータに接続される排気ガス移送用パイプの
直径が小さいため、排気ガスは主にハニカム構造体の中
心を流れ外周付近は少ないので幾何学的表面積が小さく
ても浄化性能に影響しないためである。
さい構造としてもよい理由は、触媒の断面直径に比較し
て触媒コンバータに接続される排気ガス移送用パイプの
直径が小さいため、排気ガスは主にハニカム構造体の中
心を流れ外周付近は少ないので幾何学的表面積が小さく
ても浄化性能に影響しないためである。
セラミックハニカム構造体担体は一般に押し出し成形で
製造される。本発明ハニカム構造体担体も、径方向断面
が貫通孔方向に一定の形状であるので、所定の治工具を
用い従来と同一の押し出し製法で製造できる。
製造される。本発明ハニカム構造体担体も、径方向断面
が貫通孔方向に一定の形状であるので、所定の治工具を
用い従来と同一の押し出し製法で製造できる。
触媒担持方法は、何ら煩雑な前処理を施していないので
前処理工程を増やすことな〈従来と同一の方法で製造で
き、しかも触媒貴金属の低減が可能である。
前処理工程を増やすことな〈従来と同一の方法で製造で
き、しかも触媒貴金属の低減が可能である。
(実施例)
以下に本発明の詳細な説明する。
コージェライト原料を押し出した後焼成して、第1図(
a) 、 (b)に示す断面形状を有する残存部6外径
100mm 、全長100mmで隔壁2で囲まれた貫通
孔3を有する本発明品のセラミックハニカム構造体1を
得た。残存部以外の隔避の厚さ0.19mm、貫通孔の
セル密度62個/ cm ”であった。すなわち、第1
図(a)に示す断面形状の例では、外周環状部分の径方
向幌均−に3mm幅を有する切欠き部4を2ケ所設ける
とともに、外周壁5の厚さをほぼ一定としている。第1
図(b)に示す断面形状の例では、同じく外周環状部分
の径方向に均一に3mm幅を有する切欠き部4を4ケ所
設けるとともに、外周壁5の厚さをほぼ一定にしている
。なお、第2図(a) 、 (b)に本発明における切
欠き部の他の一例を拡大して示す。
a) 、 (b)に示す断面形状を有する残存部6外径
100mm 、全長100mmで隔壁2で囲まれた貫通
孔3を有する本発明品のセラミックハニカム構造体1を
得た。残存部以外の隔避の厚さ0.19mm、貫通孔の
セル密度62個/ cm ”であった。すなわち、第1
図(a)に示す断面形状の例では、外周環状部分の径方
向幌均−に3mm幅を有する切欠き部4を2ケ所設ける
とともに、外周壁5の厚さをほぼ一定としている。第1
図(b)に示す断面形状の例では、同じく外周環状部分
の径方向に均一に3mm幅を有する切欠き部4を4ケ所
設けるとともに、外周壁5の厚さをほぼ一定にしている
。なお、第2図(a) 、 (b)に本発明における切
欠き部の他の一例を拡大して示す。
上述した方法で作製した、第1表に示す残存部セル構造
と切欠き部を有する本発明高尚、1〜6と、外径100
mm 、全長100ml11で第3図にその斜視図を示
すような円形断面で第1表に示すセル構造を有する比較
例No、1.2の各々2個について、構造体の重量測定
、活性アルミナ担持試験、キャンニング試験、加熱振動
試験を実施するとともに、機械的外圧強度試験について
は各々3個を実施した。
と切欠き部を有する本発明高尚、1〜6と、外径100
mm 、全長100ml11で第3図にその斜視図を示
すような円形断面で第1表に示すセル構造を有する比較
例No、1.2の各々2個について、構造体の重量測定
、活性アルミナ担持試験、キャンニング試験、加熱振動
試験を実施するとともに、機械的外圧強度試験について
は各々3個を実施した。
結果を第1表に示す。
ここで、活性アルミナ付着量は、これらのセラミックハ
ニカム構造体をγ−アルミナ及び少量のバインダーを入
れ十分に撹拌した水溶液に浸漬してから取り出し、余分
のコーテイング材を吹き払った後、乾燥・焼成する。こ
うして得られたセラミックハニカム構造体の重量からコ
ーティングする前の重りを差しひいて求めた。
ニカム構造体をγ−アルミナ及び少量のバインダーを入
れ十分に撹拌した水溶液に浸漬してから取り出し、余分
のコーテイング材を吹き払った後、乾燥・焼成する。こ
うして得られたセラミックハニカム構造体の重量からコ
ーティングする前の重りを差しひいて求めた。
外圧強度試験は、ハニカム構造体の上下端面に厚さ約0
.51のウレタンシートを介して約20mmのアルミニ
ウム板を当て、側面を厚さ約0.5mmのウレタンチュ
ーブで包み密封し、水を満たした圧力容器に入れ、圧力
を徐々に上げて、破壊音が生じたときの圧力を測定した
。
.51のウレタンシートを介して約20mmのアルミニ
ウム板を当て、側面を厚さ約0.5mmのウレタンチュ
ーブで包み密封し、水を満たした圧力容器に入れ、圧力
を徐々に上げて、破壊音が生じたときの圧力を測定した
。
キャンニング試験は、担体”に保持材として幅が担体の
全周で長さが90胴のセラミックマットを巻き、それを
出口部が鋼管の入口部とほぼ同じ内径を持ち入口部が出
口部より大きい内径を持ったテーパー状の治具の中に入
れ、治具出口部を鋼管の入口部に当てて担体を油圧ラム
で鋼管の中に押し込んだ後、鋼管から担体を押し出し外
観を観察した。
全周で長さが90胴のセラミックマットを巻き、それを
出口部が鋼管の入口部とほぼ同じ内径を持ち入口部が出
口部より大きい内径を持ったテーパー状の治具の中に入
れ、治具出口部を鋼管の入口部に当てて担体を油圧ラム
で鋼管の中に押し込んだ後、鋼管から担体を押し出し外
観を観察した。
セラミックマットは、比較品の場合厚さ4 、9mmを
使用し、本発明の場合は厚さ4.91のセラミックマッ
トに切り欠いた部分に相当する部分に厚さ4.9mmの
セラミックマットを貼り付けたものを用いた。また、鋼
管の内径は104mm 、長さ1ooInI11テ両端
に内径104IIn11のフランジ付きである。
使用し、本発明の場合は厚さ4.91のセラミックマッ
トに切り欠いた部分に相当する部分に厚さ4.9mmの
セラミックマットを貼り付けたものを用いた。また、鋼
管の内径は104mm 、長さ1ooInI11テ両端
に内径104IIn11のフランジ付きである。
加熱振動試験は、担体にキャンニング試験と同様なセラ
ミックマットを巻き、キャンニング試験でハニカム構造
体に破損を生じたので内径を1.01大きくした105
m5+の、フランジが溶接されている鋼管に押し込んだ
後、鋼管の両端に鋼管接続側ノ内径が94mmのフラン
ジが溶接されたメガホン形状のコーンをボルトで止め試
験に供した。ただし、比較測高2のみは、コーンの鋼管
接続側の内径が1061ylI11、つまり貫通孔方向
に保持されていない構造である。
ミックマットを巻き、キャンニング試験でハニカム構造
体に破損を生じたので内径を1.01大きくした105
m5+の、フランジが溶接されている鋼管に押し込んだ
後、鋼管の両端に鋼管接続側ノ内径が94mmのフラン
ジが溶接されたメガホン形状のコーンをボルトで止め試
験に供した。ただし、比較測高2のみは、コーンの鋼管
接続側の内径が1061ylI11、つまり貫通孔方向
に保持されていない構造である。
試験条件は、プロパンガスバーナーを加熱源とした80
0℃の熱ガスを2分流し加熱した後、室温空気を2分流
して冷却することを1サイクルとして200Hz、
O〜20 Gの振動を加えながら50サイクル実施した
後、コーンを外して鋼管から担体を押し出し外観を観察
した。
0℃の熱ガスを2分流し加熱した後、室温空気を2分流
して冷却することを1サイクルとして200Hz、
O〜20 Gの振動を加えながら50サイクル実施した
後、コーンを外して鋼管から担体を押し出し外観を観察
した。
上記第1表かられかるように、外圧強度が20kgf
7cm2以下の比較的弱いセラミックハニカム構造体の
場合でも、本発明品2.3および6は外周環状部分を一
部切り欠くことによりγ−アルミナコーティング量を約
10%節減でき、従って触媒貴金属を約10%節減でき
、また実使用条件を模凝した加熱振動試験に耐え十分実
用に供することができるものである。
7cm2以下の比較的弱いセラミックハニカム構造体の
場合でも、本発明品2.3および6は外周環状部分を一
部切り欠くことによりγ−アルミナコーティング量を約
10%節減でき、従って触媒貴金属を約10%節減でき
、また実使用条件を模凝した加熱振動試験に耐え十分実
用に供することができるものである。
本発明の外周環状部分を一部切り欠く大きさは、貫通孔
方向に当接するクツション材の径方向幅と、実使用条件
によって決定される設計要件であるので、本実施例に限
定されるものではない。また、本実施例では、セラミッ
クハニカム構造体の径方向の断面形状を正円のものを用
いたが、これに限定されることなく、例えば楕円形状の
ものでもよい。
方向に当接するクツション材の径方向幅と、実使用条件
によって決定される設計要件であるので、本実施例に限
定されるものではない。また、本実施例では、セラミッ
クハニカム構造体の径方向の断面形状を正円のものを用
いたが、これに限定されることなく、例えば楕円形状の
ものでもよい。
さらに、セルの形状は、本実施例では正方形であるがこ
れに限定するものでない。なお、材質についても、本実
施例ではコージェライトを用いたがこれに限定するもの
でない。
れに限定するものでない。なお、材質についても、本実
施例ではコージェライトを用いたがこれに限定するもの
でない。
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ハニ
カム構造体の断面形状および外壁の厚さを限定すること
により、触媒コンバータとして組立てた場合に触媒貴金
属を節減できしかも確実な保持が可能なセラミックハニ
カム構造体を安価かつ簡単に得ることができる。
カム構造体の断面形状および外壁の厚さを限定すること
により、触媒コンバータとして組立てた場合に触媒貴金
属を節減できしかも確実な保持が可能なセラミックハニ
カム構造体を安価かつ簡単に得ることができる。
第1図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明のセラミッ
クハニカム構造体の一例を示す断面図、 第2図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明における切
欠き部の他の一例を拡大して示す断面図、第3図は比較
例のセラミックハニカム構造体を示す斜視図、 第4図および第5図はそれぞれ従来の触媒コンバータの
一例を示す断面図である。 1・・・セラミックハニカム構造体 2・・・隔壁 3・・・貫通孔4・・・
切欠き部 5・・・外周壁6・・・残存部
クハニカム構造体の一例を示す断面図、 第2図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明における切
欠き部の他の一例を拡大して示す断面図、第3図は比較
例のセラミックハニカム構造体を示す斜視図、 第4図および第5図はそれぞれ従来の触媒コンバータの
一例を示す断面図である。 1・・・セラミックハニカム構造体 2・・・隔壁 3・・・貫通孔4・・・
切欠き部 5・・・外周壁6・・・残存部
Claims (1)
- 1、貫通孔に垂直な断面の外周部の少なくとも2ヵ所を
環状に切り欠いた形状とするとともに、外周壁の厚さが
ほぼ一定であることを特徴とするセラミックハニカム構
造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63065865A JPH0830407B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | セラミックハニカム構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63065865A JPH0830407B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | セラミックハニカム構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01240716A true JPH01240716A (ja) | 1989-09-26 |
JPH0830407B2 JPH0830407B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13299321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63065865A Expired - Fee Related JPH0830407B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | セラミックハニカム構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0830407B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999017006A1 (de) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Wabenkörperanordnung mit tragabschnitten |
EP1577515A1 (de) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | Arvin Technologies, Inc. | Vorrichtung zum Reinigen von Fahrzeugabgasen |
WO2008148634A1 (de) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Filter- und katalysatorelement |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8687349B2 (en) | 2010-07-21 | 2014-04-01 | Teradyne, Inc. | Bulk transfer of storage devices using manual loading |
US9001456B2 (en) | 2010-08-31 | 2015-04-07 | Teradyne, Inc. | Engaging test slots |
US9459312B2 (en) | 2013-04-10 | 2016-10-04 | Teradyne, Inc. | Electronic assembly test system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51119006A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-19 | Ngk Spark Plug Co | Method of squeezing lattice ceramic structures |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63065865A patent/JPH0830407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51119006A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-19 | Ngk Spark Plug Co | Method of squeezing lattice ceramic structures |
Cited By (4)
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US7465331B2 (en) | 2004-03-18 | 2008-12-16 | Emcon Technologies Llc | Device for cleaning vehicular exhaust gas |
WO2008148634A1 (de) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Filter- und katalysatorelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0830407B2 (ja) | 1996-03-27 |
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