JPH06254404A - 自己発熱型触媒コンバータ - Google Patents
自己発熱型触媒コンバータInfo
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- JPH06254404A JPH06254404A JP5041195A JP4119593A JPH06254404A JP H06254404 A JPH06254404 A JP H06254404A JP 5041195 A JP5041195 A JP 5041195A JP 4119593 A JP4119593 A JP 4119593A JP H06254404 A JPH06254404 A JP H06254404A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高抵抗化による抵熱容量化と、外部への熱伝
導の低減を兼ね備え、早期昇温、低電力化を実現できる
触媒コンバータを提供する。 【構成】 メッシュ形状部7を有する平板材2と連続し
て折り曲げ形成された波板材3とが、中心電極4に溶接
接合され、平板材2と波板材3とが交互に重なり合うよ
う渦巻き状に巻回した構造となっている。そして、平板
材2と波板材3にメッシュ形状部7を形成することによ
り、低熱容量化および熱伝導の低減を実現している。
導の低減を兼ね備え、早期昇温、低電力化を実現できる
触媒コンバータを提供する。 【構成】 メッシュ形状部7を有する平板材2と連続し
て折り曲げ形成された波板材3とが、中心電極4に溶接
接合され、平板材2と波板材3とが交互に重なり合うよ
う渦巻き状に巻回した構造となっている。そして、平板
材2と波板材3にメッシュ形状部7を形成することによ
り、低熱容量化および熱伝導の低減を実現している。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用触媒コンバー
タに関し、特に触媒作用を行なう物質の活性化を促進す
るための触媒コンバータに関するものである。
タに関し、特に触媒作用を行なう物質の活性化を促進す
るための触媒コンバータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンからの排気経路内に触媒
コンバータを介在させて、排ガス中に含まれているC
O,HCおよびNOx 等の有害成分を無害な気体あるい
は水に変換することが行なわれている。しかしながら、
エンジン始動初期の排ガス温度の低い状態では、触媒物
質が活性化されず排気ガスが浄化されにくいという問題
が生じてしまう。
コンバータを介在させて、排ガス中に含まれているC
O,HCおよびNOx 等の有害成分を無害な気体あるい
は水に変換することが行なわれている。しかしながら、
エンジン始動初期の排ガス温度の低い状態では、触媒物
質が活性化されず排気ガスが浄化されにくいという問題
が生じてしまう。
【0003】このため米国特許第3770389号およ
び特開平3−193141号公報では、触媒コンバータ
を発熱部材により構成させた自己発熱型の触媒コンバー
タを設け、この自己発熱型触媒コンバータに通電加熱し
て触媒物質の活性化を図ることが提案されている。
び特開平3−193141号公報では、触媒コンバータ
を発熱部材により構成させた自己発熱型の触媒コンバー
タを設け、この自己発熱型触媒コンバータに通電加熱し
て触媒物質の活性化を図ることが提案されている。
【0004】これら自己発熱型触媒コンバータは、波形
の凹凸が連続的に折曲形成させた金属性の波板と、帯状
をなす金属製の平板とを交互に重ね合わせて巻回して形
成されたものである。
の凹凸が連続的に折曲形成させた金属性の波板と、帯状
をなす金属製の平板とを交互に重ね合わせて巻回して形
成されたものである。
【0005】そして、この触媒コンバータを加熱する場
合には、中心と外側面に電極を設けて中心電極から外側
に向って電流を流して発熱させる構成となっている。
合には、中心と外側面に電極を設けて中心電極から外側
に向って電流を流して発熱させる構成となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
己発熱型の触媒コンバータでは、通電して発熱、昇温さ
せるために、波板と平板に所定の抵抗値を持たせる必要
がある。そのため、帯状の波板と平板を十分長く取り、
抵抗値を保持しなければならない。このため、触媒コン
バータ自身の熱容量が増大してしまい、通電の昇温速度
が極めて遅くなり、大電力を投入しなければ高い浄化性
能が得られないという問題が生じている。
己発熱型の触媒コンバータでは、通電して発熱、昇温さ
せるために、波板と平板に所定の抵抗値を持たせる必要
がある。そのため、帯状の波板と平板を十分長く取り、
抵抗値を保持しなければならない。このため、触媒コン
バータ自身の熱容量が増大してしまい、通電の昇温速度
が極めて遅くなり、大電力を投入しなければ高い浄化性
能が得られないという問題が生じている。
【0007】また、ヒータとして所定の抵抗値を得よう
とする場合には、必然的に波板および平板の長さ、幅が
決まってしまい、容量不足を招くおそれがある。そのた
め、触媒としての性能、例えば浄化率を保持することが
困難になるという問題も生じている。
とする場合には、必然的に波板および平板の長さ、幅が
決まってしまい、容量不足を招くおそれがある。そのた
め、触媒としての性能、例えば浄化率を保持することが
困難になるという問題も生じている。
【0008】さらに、従来の触媒コンバータでは、通電
し、昇温させた際に、波板及び平板を構成する金属箔内
での熱伝導によって昇温された熱は、自己発熱型触媒コ
ンバータ内より、外側へ放熱され、触媒の活性化温度ま
で昇温させるのに非常に高い電力と長い時間を要してし
まうという問題も生じている。
し、昇温させた際に、波板及び平板を構成する金属箔内
での熱伝導によって昇温された熱は、自己発熱型触媒コ
ンバータ内より、外側へ放熱され、触媒の活性化温度ま
で昇温させるのに非常に高い電力と長い時間を要してし
まうという問題も生じている。
【0009】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、適正な抵抗値を確保しつつ低熱容量化
と、外部への熱伝導の低減を兼ね備え、早期昇温、低電
力化を実現できる触媒コンバータを提供することを目的
とする。
たものであり、適正な抵抗値を確保しつつ低熱容量化
と、外部への熱伝導の低減を兼ね備え、早期昇温、低電
力化を実現できる触媒コンバータを提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、触媒物
質が担持されている平板と、触媒物質が担持されている
とともに波状に折り曲げ形成させた波板と、前記平板と
前記波板の少なくとも一方の一部に形成されたスリット
部と、中心電極と、前記平板と前記波板とが、交互に重
なり合うように前記中心電極に巻回され、前記中心電極
と外周側面との間で通電可能であるハニカム体とを備え
たことを特徴とする自己発熱型触媒コンバータである。
質が担持されている平板と、触媒物質が担持されている
とともに波状に折り曲げ形成させた波板と、前記平板と
前記波板の少なくとも一方の一部に形成されたスリット
部と、中心電極と、前記平板と前記波板とが、交互に重
なり合うように前記中心電極に巻回され、前記中心電極
と外周側面との間で通電可能であるハニカム体とを備え
たことを特徴とする自己発熱型触媒コンバータである。
【0011】
【作用】上記構成の触媒コンバータにおいて、エンジン
始動と同時に中心電極とハニカム体の外周側面との間に
加熱用電流を印加する。すると、この加熱用電流は、中
心電極からスリット形状部を通ってハニカム体の外周側
面に向かって流れる。このとき、ハニカム体は平板・波
板の少なくとも一方の一部に設けたスリット形状部の抵
抗によって発熱することになる。
始動と同時に中心電極とハニカム体の外周側面との間に
加熱用電流を印加する。すると、この加熱用電流は、中
心電極からスリット形状部を通ってハニカム体の外周側
面に向かって流れる。このとき、ハニカム体は平板・波
板の少なくとも一方の一部に設けたスリット形状部の抵
抗によって発熱することになる。
【0012】ここで、発熱部であるスリット形状部は、
その形状を変化させることによって、容易に所定の抵抗
値を満足させることができる。このため、平板及び波板
の長さや幅を変化させることなく、抵抗を変化させるこ
とができ、発熱部を極めて低熱容量化することができ
る。したがって、低電力で短時間に昇温でき触媒物質を
早く活性化できる。
その形状を変化させることによって、容易に所定の抵抗
値を満足させることができる。このため、平板及び波板
の長さや幅を変化させることなく、抵抗を変化させるこ
とができ、発熱部を極めて低熱容量化することができ
る。したがって、低電力で短時間に昇温でき触媒物質を
早く活性化できる。
【0013】また、発熱部であるスリット形状部は、熱
伝導を極めて小さくでき、昇温時の熱が触媒コンバータ
内から放熱することをを小さく抑えることができる。そ
のため、昇温速度を迅速にさせ、投入電力も少なくてす
む。
伝導を極めて小さくでき、昇温時の熱が触媒コンバータ
内から放熱することをを小さく抑えることができる。そ
のため、昇温速度を迅速にさせ、投入電力も少なくてす
む。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、昇温速度を
迅速にさせ、かつ低電力で早期に触媒活性化を図ること
ができることから、高い浄化性能を有する自己発熱型触
媒コンバータを提供することができる。
迅速にさせ、かつ低電力で早期に触媒活性化を図ること
ができることから、高い浄化性能を有する自己発熱型触
媒コンバータを提供することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。図1は、本発明の触媒コンバータを示す構成図
である。
明する。図1は、本発明の触媒コンバータを示す構成図
である。
【0016】平担な帯状をなす平板材2と連続して折り
曲げ形成された波板材3とが、中心電極4に溶接接合さ
れ、平板材2と波板材3とが交互に重なり合うよう渦巻
き状に巻回し、ハニカム体1を構成している。このハニ
カム体1の外周側面には、接地電極8が設けられてお
り、中心電極4と接地電極8との間で通電可能な構成と
されている。さらに、中心電極4には、電力供給のため
の電源5がスイッチ6を介して設けられている。そし
て、図示されていない外筒が、ハニカム体1を包むよう
に支持することによって、本発明の触媒コンバータを構
成している。
曲げ形成された波板材3とが、中心電極4に溶接接合さ
れ、平板材2と波板材3とが交互に重なり合うよう渦巻
き状に巻回し、ハニカム体1を構成している。このハニ
カム体1の外周側面には、接地電極8が設けられてお
り、中心電極4と接地電極8との間で通電可能な構成と
されている。さらに、中心電極4には、電力供給のため
の電源5がスイッチ6を介して設けられている。そし
て、図示されていない外筒が、ハニカム体1を包むよう
に支持することによって、本発明の触媒コンバータを構
成している。
【0017】なお、この平板材2および波板材3の材質
は、Crが18〜24wt%,Alが4.5〜5.5wt
%,希土類金属(REM)が0.01〜0.2wt%で残
部がFeからなるFe−Cr−Al組成よりなり、その
板厚は0.05mmである。また、連続して折り曲げ形
成されている波板材3は、波の高さ1.8mm、ピッチ
3.8mmの波板に、平板材2を加工したものである。
は、Crが18〜24wt%,Alが4.5〜5.5wt
%,希土類金属(REM)が0.01〜0.2wt%で残
部がFeからなるFe−Cr−Al組成よりなり、その
板厚は0.05mmである。また、連続して折り曲げ形
成されている波板材3は、波の高さ1.8mm、ピッチ
3.8mmの波板に、平板材2を加工したものである。
【0018】図2は、この触媒コンバータに用いられて
いる平板材2の詳細を示した正面図である。図2に示す
如く、平板材2のメッシュ形状部7は、図2に示す箇所
の寸法が各々、l1 =1mm,l2 =12mm,l3 =
1mm,L1 =185mm,L2 =400mm,L3 =
185mm,L4 =24mmとしている。
いる平板材2の詳細を示した正面図である。図2に示す
如く、平板材2のメッシュ形状部7は、図2に示す箇所
の寸法が各々、l1 =1mm,l2 =12mm,l3 =
1mm,L1 =185mm,L2 =400mm,L3 =
185mm,L4 =24mmとしている。
【0019】ここで、ハニカム体1の製造工程を以下の
様に説明する。メッシュ形状部7を加工したFe−Cr
−Al組成からなる平板材2および波板材3とを1セッ
トとし、中心電極4に平板材2と波板材3とを6セット
スポット溶接にて固定する。次に、平板材3と波板材4
とが交互に重なるよう渦状に巻回させ、ハニカム体1を
構成する。このとき、平板材3と波板材4によって構成
されるハニカム体1の端面接触部分において、メッシュ
形状部7の加工が施された部分以外をレーザ溶接、ろう
付、放電溶接等で接合している。またメッシュ形状部7
には渦巻き状に電流を流すため、メッシュ形状を加工し
た平板材2と波板材3を一層以上巻回して構成する場合
には表面に絶縁処理を施す。
様に説明する。メッシュ形状部7を加工したFe−Cr
−Al組成からなる平板材2および波板材3とを1セッ
トとし、中心電極4に平板材2と波板材3とを6セット
スポット溶接にて固定する。次に、平板材3と波板材4
とが交互に重なるよう渦状に巻回させ、ハニカム体1を
構成する。このとき、平板材3と波板材4によって構成
されるハニカム体1の端面接触部分において、メッシュ
形状部7の加工が施された部分以外をレーザ溶接、ろう
付、放電溶接等で接合している。またメッシュ形状部7
には渦巻き状に電流を流すため、メッシュ形状を加工し
た平板材2と波板材3を一層以上巻回して構成する場合
には表面に絶縁処理を施す。
【0020】この表面の絶縁化の手段としては、800
℃〜1200℃で1〜10時間加熱することによって、
金属表面にアルミの酸化物を析出させることで、表面に
絶縁を施す。
℃〜1200℃で1〜10時間加熱することによって、
金属表面にアルミの酸化物を析出させることで、表面に
絶縁を施す。
【0021】もし、それでも十分な絶縁が得られない時
には、例えば、アルミナゾルを含有した水溶液を付着さ
せ、平板材2波板材3を巻回後、800℃〜1200℃
の温度で1〜10時間焼成する。そして、この焼成によ
って、アルミナゾルは、アルミの酸化物となり、強固な
皮膜となって、表面の絶縁を十分なものとすることがで
きる。
には、例えば、アルミナゾルを含有した水溶液を付着さ
せ、平板材2波板材3を巻回後、800℃〜1200℃
の温度で1〜10時間焼成する。そして、この焼成によ
って、アルミナゾルは、アルミの酸化物となり、強固な
皮膜となって、表面の絶縁を十分なものとすることがで
きる。
【0022】次に、上記ハニカム体1をγ−Al2 03
を含有したスラリー中に含浸し、焼成するウォッシュコ
ートを行う。その後、触媒金属,例えばPt,Rhを溶
解した水溶液中に含浸して、再度焼成する。その結果、
γ−Al2 03 と触媒物質とが付着する。
を含有したスラリー中に含浸し、焼成するウォッシュコ
ートを行う。その後、触媒金属,例えばPt,Rhを溶
解した水溶液中に含浸して、再度焼成する。その結果、
γ−Al2 03 と触媒物質とが付着する。
【0023】以上の構成の触媒コンバータを自動車の排
気経路中に装着させた後、エンジン始動後、直ちに12
Vで約40Aの電力を供給すると、電流が中心電極4か
らハニカム体1の外側面に向かって、渦巻き状に平板材
2および波板材3を通って流れる。この時、平板材2と
波板材3の少なくとも一方の一部に形成されているメッ
シュ形状部7は、高い抵抗体となっていることから、昇
温、発熱することとなる。そして、電力が供給されてか
ら、約20秒(エンジンはアイドリング状態)で、触媒
コンバータは、約450℃に加熱され、触媒物質が活性
化し排出される排ガスが浄化できる。
気経路中に装着させた後、エンジン始動後、直ちに12
Vで約40Aの電力を供給すると、電流が中心電極4か
らハニカム体1の外側面に向かって、渦巻き状に平板材
2および波板材3を通って流れる。この時、平板材2と
波板材3の少なくとも一方の一部に形成されているメッ
シュ形状部7は、高い抵抗体となっていることから、昇
温、発熱することとなる。そして、電力が供給されてか
ら、約20秒(エンジンはアイドリング状態)で、触媒
コンバータは、約450℃に加熱され、触媒物質が活性
化し排出される排ガスが浄化できる。
【0024】このように本実施例の触媒コンバータで
は、平板材2と波板材3の少なくとも一方の一部に形成
したメッシュ形状部7を設けることによって容易に、高
抵抗部を構成できる。そのため、抵抗値確保のために平
板材2および波板材3を長く取る必要がなく、発熱部の
低熱容量化が実現できる。従って、低電力で短時間に昇
温でき触媒物質を早く活性化できる。そして、抵抗値
は、平板材2および波板材3のメッシュ形状部7を変え
ることのみで任意の容量の触媒が制作可能であり、極め
て設計自由度が大きい。
は、平板材2と波板材3の少なくとも一方の一部に形成
したメッシュ形状部7を設けることによって容易に、高
抵抗部を構成できる。そのため、抵抗値確保のために平
板材2および波板材3を長く取る必要がなく、発熱部の
低熱容量化が実現できる。従って、低電力で短時間に昇
温でき触媒物質を早く活性化できる。そして、抵抗値
は、平板材2および波板材3のメッシュ形状部7を変え
ることのみで任意の容量の触媒が制作可能であり、極め
て設計自由度が大きい。
【0025】また、高抵抗体であるメッシュ形状部7で
まず触媒反応が始まり、メッシュ形状部7以外の部分
は、この触媒反応熱で昇温される。このことから、全体
が短時間で触媒活性化温度まで昇温するため、従来の低
熱容量化を図った極めて容量の少ない触媒コンバータに
対し、高い浄化率を得ることが可能となる。
まず触媒反応が始まり、メッシュ形状部7以外の部分
は、この触媒反応熱で昇温される。このことから、全体
が短時間で触媒活性化温度まで昇温するため、従来の低
熱容量化を図った極めて容量の少ない触媒コンバータに
対し、高い浄化率を得ることが可能となる。
【0026】さらに、開口部であるメッシュ形状部7を
形成したことにより、従来の触媒コンバータに対し、極
めて熱伝導を小さくしている。そのため、昇温時の熱が
触媒コンバータ外に放熱しにくく、昇温速度を迅速にさ
せることができ、投入電力も極めて少なくてすむ。
形成したことにより、従来の触媒コンバータに対し、極
めて熱伝導を小さくしている。そのため、昇温時の熱が
触媒コンバータ外に放熱しにくく、昇温速度を迅速にさ
せることができ、投入電力も極めて少なくてすむ。
【0027】また、本発明の最も注目すべき平板材2と
波板材3の少なくとも一方の一部に形成したメッシュ形
状部7は、エッチングやプレス等で容易に加工を施すこ
とができ、従来の自己発熱型の触媒コンバータに対して
コスト面においてほぼ同等のレベルである。
波板材3の少なくとも一方の一部に形成したメッシュ形
状部7は、エッチングやプレス等で容易に加工を施すこ
とができ、従来の自己発熱型の触媒コンバータに対して
コスト面においてほぼ同等のレベルである。
【0028】ここで本実施例では、スリット形状が略菱
形形状を有するメッシュ形状部7に限るものではなく、
図3に示す如く、格子形状部8であってもよい。なお、
本実施例では平板材2と波板材3の少なくとも一方の一
部にメッシュ形状部7を形成した例を示したが、例え
ば、スリット形状部7を全面に設け、全体を均一に発熱
させても可能である。
形形状を有するメッシュ形状部7に限るものではなく、
図3に示す如く、格子形状部8であってもよい。なお、
本実施例では平板材2と波板材3の少なくとも一方の一
部にメッシュ形状部7を形成した例を示したが、例え
ば、スリット形状部7を全面に設け、全体を均一に発熱
させても可能である。
【0029】さらに、本実施例では中心電極4からハニ
カム体1の外周側面への電流を渦巻き状としているが、
半径方向放射状に流すようにすれば、平板材2と波板材
3の絶縁処理を省略することも可能となる。
カム体1の外周側面への電流を渦巻き状としているが、
半径方向放射状に流すようにすれば、平板材2と波板材
3の絶縁処理を省略することも可能となる。
【図1】本実施例の触媒コンバータを示す構成図であ
る。
る。
【図2】平板材2および波板材3に形成されるメッシュ
形状部7の詳細を示した正面図である。
形状部7の詳細を示した正面図である。
【図3】スリット形状の他の実施例を示す正面図であ
る。
る。
1 ハニカム体 2 平板材 3 波板材 4 中心電極 7 メッシュ形状部
Claims (1)
- 【請求項1】 触媒物質が担持されている平板と、 触媒物質が担持されているとともに波状に折り曲げ形成
させた波板と、 前記平板と前記波板の少なくとも一方の一部に形成され
たスリット部と、 中心電極と、 前記平板と前記波板とが、交互に重なり合うように前記
中心電極に巻回され、前記中心電極と外周側面との間で
通電可能であるハニカム体とを備えたことを特徴とする
自己発熱型触媒コンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5041195A JPH06254404A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 自己発熱型触媒コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5041195A JPH06254404A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 自己発熱型触媒コンバータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06254404A true JPH06254404A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=12601645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5041195A Pending JPH06254404A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 自己発熱型触媒コンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06254404A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006281118A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Nippon Steel Corp | メタル触媒担体 |
JP2007057110A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Alumite Shokubai Kenkyusho:Kk | 触媒式燃焼装置 |
JP2015029928A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | カルソニックカンセイ株式会社 | 触媒コンバータ |
WO2024062718A1 (ja) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 | メタルハニカム体、ハニカムユニット、触媒コンバータ、ハニカムユニットの製造方法、触媒コンバータの製造方法及びメタルハニカム体の製造方法 |
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1993
- 1993-03-02 JP JP5041195A patent/JPH06254404A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4534154B2 (ja) * | 2005-08-22 | 2010-09-01 | 株式会社 アルマイト触媒研究所 | 触媒式燃焼装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030506 |