JPH0780326A - メタルハニカム体 - Google Patents
メタルハニカム体Info
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- JPH0780326A JPH0780326A JP5183532A JP18353293A JPH0780326A JP H0780326 A JPH0780326 A JP H0780326A JP 5183532 A JP5183532 A JP 5183532A JP 18353293 A JP18353293 A JP 18353293A JP H0780326 A JPH0780326 A JP H0780326A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 排気ガスの浄化用触媒を担持するためのメタ
ルハニカム体において、排気ガス流を効率的に乱流化す
るとともにその内部温度をより均一化し、浄化効果の向
上、スコーピングの防止、メタルハニカム体の構成部材
の破損の防止などが図れるメタルハニカム体を提供す
る。 【構成】 メタルハニカム体を、(i) 二以上のメタルハ
ニカム体(H=H1 +H2 ……Hn ,n≧2)で構成さ
れ、(ii) 各メタルハニカム体は、所望幅(w)の切り
込み部(S)を二以上(S=S1 +S2 ……Sn ,n≧
2)有するとともに、各切り込み部(S1 、S2 、……
Sn )により区分される各メタルハニカム体の小区分
が、蛇行状に連接するように区分され、更に、(iii) 各
メタルハニカム体は、当該メタルハニカム体の切り込み
部(S)が前後(前側のみもしくは後側のみの場合を含
む。)に配設されたメタルハニカム体の切り込み部と一
致しないように配設されること、で構成する。
ルハニカム体において、排気ガス流を効率的に乱流化す
るとともにその内部温度をより均一化し、浄化効果の向
上、スコーピングの防止、メタルハニカム体の構成部材
の破損の防止などが図れるメタルハニカム体を提供す
る。 【構成】 メタルハニカム体を、(i) 二以上のメタルハ
ニカム体(H=H1 +H2 ……Hn ,n≧2)で構成さ
れ、(ii) 各メタルハニカム体は、所望幅(w)の切り
込み部(S)を二以上(S=S1 +S2 ……Sn ,n≧
2)有するとともに、各切り込み部(S1 、S2 、……
Sn )により区分される各メタルハニカム体の小区分
が、蛇行状に連接するように区分され、更に、(iii) 各
メタルハニカム体は、当該メタルハニカム体の切り込み
部(S)が前後(前側のみもしくは後側のみの場合を含
む。)に配設されたメタルハニカム体の切り込み部と一
致しないように配設されること、で構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に自動車の排気ガ
スの浄化手段として排気系統の途中に介装される排気ガ
ス浄化装置、特にその主要な構成要素である排気ガス浄
化触媒を担持するためのメタルハニカム体に関する。
スの浄化手段として排気系統の途中に介装される排気ガ
ス浄化装置、特にその主要な構成要素である排気ガス浄
化触媒を担持するためのメタルハニカム体に関する。
【0002】更に詳しくは、本発明は排気ガスの乱流化
を促進して浄化効率を向上させるとともに、メタルハニ
カム体内部の温度分布をより均一化してスコーピングの
防止はもとより、メタルハニカム体の構成部材の破損な
どを効果的に防止することができる排気ガス浄化用のメ
タルハニカム体に関するものである。
を促進して浄化効率を向上させるとともに、メタルハニ
カム体内部の温度分布をより均一化してスコーピングの
防止はもとより、メタルハニカム体の構成部材の破損な
どを効果的に防止することができる排気ガス浄化用のメ
タルハニカム体に関するものである。
【0003】
【従来の技術】この種の排気ガス浄化用触媒(例えばP
t ,Rh ,Pd などを使用した触媒)を担持させるため
の金属製の担持母体として、単位体積当りの触媒の担持
量を大きくすること(単位体積当りの排気ガスと浄化用
触媒との有効接触面積を極力大きくすること)、背圧
(排気抵抗)を小さくすること、更には金属製担持母体
の自重を可能な限り軽量化すること、などを考慮し、耐
熱性でかつ薄肉金属板製の所定幅の平板状帯材と波板状
帯材を相互に当節するように重積してハニカム状の構造
とした金属製の担持母体、(本発明においてメタルハニ
カム体という。)が良く知られている。
t ,Rh ,Pd などを使用した触媒)を担持させるため
の金属製の担持母体として、単位体積当りの触媒の担持
量を大きくすること(単位体積当りの排気ガスと浄化用
触媒との有効接触面積を極力大きくすること)、背圧
(排気抵抗)を小さくすること、更には金属製担持母体
の自重を可能な限り軽量化すること、などを考慮し、耐
熱性でかつ薄肉金属板製の所定幅の平板状帯材と波板状
帯材を相互に当節するように重積してハニカム状の構造
とした金属製の担持母体、(本発明においてメタルハニ
カム体という。)が良く知られている。
【0004】前記したメタルハニカム体は、例えば、0.
1mm 以下(好ましくは50μm 以下)の耐熱性の薄肉鋼板
からなる平板状帯材と、前記薄肉鋼板を波形状に成形し
た波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回して軸方向に排気ガス通路
のための多数の網目状通気孔路(セル)をもつハニカム
構造のハニカム体とされる。そして、この巻回積層され
たメタルハニカム体は、必要に応じて両端が開口した筒
状の金属製ケースに収納されるとともに相互に固着さ
れ、耐振構造の排気ガス浄化装置とされる。
1mm 以下(好ましくは50μm 以下)の耐熱性の薄肉鋼板
からなる平板状帯材と、前記薄肉鋼板を波形状に成形し
た波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回して軸方向に排気ガス通路
のための多数の網目状通気孔路(セル)をもつハニカム
構造のハニカム体とされる。そして、この巻回積層され
たメタルハニカム体は、必要に応じて両端が開口した筒
状の金属製ケースに収納されるとともに相互に固着さ
れ、耐振構造の排気ガス浄化装置とされる。
【0005】メタルハニカム体として、前記した巻回タ
イプのもの以外に、平板状帯材と波板状帯材からメタル
ハニカム体を製作する方法の相違により、各種のものが
ある。例えば、両帯材を階層状にい積層した階層タイプ
のもの、このほか、特開昭62-273050 号、特開昭 62-27
3051号、特開平1-218637号、特公表3-502660号、特開平
4-227855号などに、放射状タイプ、S字状タイプ、巴状
タイプ、X−ラップ(卍状)タイプなどのメタルハニカ
ム体が開示されている。
イプのもの以外に、平板状帯材と波板状帯材からメタル
ハニカム体を製作する方法の相違により、各種のものが
ある。例えば、両帯材を階層状にい積層した階層タイプ
のもの、このほか、特開昭62-273050 号、特開昭 62-27
3051号、特開平1-218637号、特公表3-502660号、特開平
4-227855号などに、放射状タイプ、S字状タイプ、巴状
タイプ、X−ラップ(卍状)タイプなどのメタルハニカ
ム体が開示されている。
【0006】周知のように、この種の排気ガス浄化装置
が、排気ガス系統という厳しい熱的環境条件のもとで使
用される関係上、その主要な構成要素であるメタルハニ
カム体は、高温耐触性(1000℃前後の排気ガス系におけ
る耐ガス腐蝕性)、耐冷熱耐久性(低温と高温の繰返し
熱サイクル下での耐久性)、耐高温酸化性(高温下での
異常酸化に対する耐久性)などの諸物性に優れた耐熱鋼
の箔材で製作さえることが好ましい。この種のハニカム
担体製造用の材料としては、Fe −Cr −Al系(20C
r−5Al系)の耐熱鋼を厚さ数十μm の箔に圧延したも
のが使用されている。このほか、前記耐熱鋼に耐高温酸
化性を改善するために少量の希土類元素成分(REM)
を添加したものも使用されている。
が、排気ガス系統という厳しい熱的環境条件のもとで使
用される関係上、その主要な構成要素であるメタルハニ
カム体は、高温耐触性(1000℃前後の排気ガス系におけ
る耐ガス腐蝕性)、耐冷熱耐久性(低温と高温の繰返し
熱サイクル下での耐久性)、耐高温酸化性(高温下での
異常酸化に対する耐久性)などの諸物性に優れた耐熱鋼
の箔材で製作さえることが好ましい。この種のハニカム
担体製造用の材料としては、Fe −Cr −Al系(20C
r−5Al系)の耐熱鋼を厚さ数十μm の箔に圧延したも
のが使用されている。このほか、前記耐熱鋼に耐高温酸
化性を改善するために少量の希土類元素成分(REM)
を添加したものも使用されている。
【0007】また、排気ガス浄化装置は厳しい振動付加
のもとで使用される関係上、その主要な構成要素である
メタルハニカム体は、該ハニカム体を構成する帯材同士
の当接部の一部あるいは全部が溶接やろう接、機械的接
合手段等により固着され耐振構造のものとされる。
のもとで使用される関係上、その主要な構成要素である
メタルハニカム体は、該ハニカム体を構成する帯材同士
の当接部の一部あるいは全部が溶接やろう接、機械的接
合手段等により固着され耐振構造のものとされる。
【0008】前記したように、排気ガス浄化装置の主要
な構成要素であるメタルハニカム体において、その耐久
性を改善するために材料の面(材料の開発)から、ある
いは耐振構造の面(固着手段の開発)から努力が払われ
ているが十分なものではない。特に、前記した厳しい熱
的環境条件下において、メタルハニカム体の内部の不均
一な温度分布(メタルハニカム体の中心部及びその近傍
部位は排気ガスの流速分布が他の部位より速くなるた
め、触媒との発熱反応により該部位は他の部位よりも高
温にさらされることになる。)も加わり、メタルハニカ
ム体の中心部位及びその近傍部位がスコーピングしてし
まうという欠点がある。このようなスコーピング現象
は、内燃機関の始動、運転、停止などの冷熱サイクルに
伴なって発生し、かつこれに厳しい振動が付加されるた
めメタルハニカム体の耐久性が大きく損なわれることに
なる。例えば、メタルハニカム体を構成する平板と波板
の溶接部あるいはろう付部の剥離、該剥離に基づく平板
と波板の破損など、メタルハニカム体の耐久性を低下さ
せることになる。
な構成要素であるメタルハニカム体において、その耐久
性を改善するために材料の面(材料の開発)から、ある
いは耐振構造の面(固着手段の開発)から努力が払われ
ているが十分なものではない。特に、前記した厳しい熱
的環境条件下において、メタルハニカム体の内部の不均
一な温度分布(メタルハニカム体の中心部及びその近傍
部位は排気ガスの流速分布が他の部位より速くなるた
め、触媒との発熱反応により該部位は他の部位よりも高
温にさらされることになる。)も加わり、メタルハニカ
ム体の中心部位及びその近傍部位がスコーピングしてし
まうという欠点がある。このようなスコーピング現象
は、内燃機関の始動、運転、停止などの冷熱サイクルに
伴なって発生し、かつこれに厳しい振動が付加されるた
めメタルハニカム体の耐久性が大きく損なわれることに
なる。例えば、メタルハニカム体を構成する平板と波板
の溶接部あるいはろう付部の剥離、該剥離に基づく平板
と波板の破損など、メタルハニカム体の耐久性を低下さ
せることになる。
【0009】前記したメタルハニカム体内部の温度分布
の不均一に起因した欠点を解消する手段として、種々の
ものが提案されている。例えば、メタルハニカム体内部
において排気ガス流を乱流化して該ハニカム体内部の温
度分布を均一にするとともに浄化効率を改善する方法と
して、平板状帯材と波板状帯材のうちいずれか一方に、
排気ガスの流動方向に所定の間隔をもって該帯材の長手
方向に1以上のストライプ(孔部)を設けたものを使用
してハニカム体とするものがある(特公昭 62-4531
号)。前記したものは、該ストライプ部において、排気
ガスが乱流化されること、及びハニカム体の軸方向への
熱応力による伸びが吸収、緩和されることで効果があ
る。しかしながら、平板状帯材と波板状帯材のどちらか
にストライプ部を形成した帯材を使用していることか
ら、他帯材との強固な固着の点で、更にはストライプ部
を設けるために触媒の担持量が減少してしまう点など、
別の問題をかかえている。
の不均一に起因した欠点を解消する手段として、種々の
ものが提案されている。例えば、メタルハニカム体内部
において排気ガス流を乱流化して該ハニカム体内部の温
度分布を均一にするとともに浄化効率を改善する方法と
して、平板状帯材と波板状帯材のうちいずれか一方に、
排気ガスの流動方向に所定の間隔をもって該帯材の長手
方向に1以上のストライプ(孔部)を設けたものを使用
してハニカム体とするものがある(特公昭 62-4531
号)。前記したものは、該ストライプ部において、排気
ガスが乱流化されること、及びハニカム体の軸方向への
熱応力による伸びが吸収、緩和されることで効果があ
る。しかしながら、平板状帯材と波板状帯材のどちらか
にストライプ部を形成した帯材を使用していることか
ら、他帯材との強固な固着の点で、更にはストライプ部
を設けるために触媒の担持量が減少してしまう点など、
別の問題をかかえている。
【0010】この種の乱流付与手段として、このほか帯
材に小孔を穿設したり、頂部に穴孔を有する小突起状物
を設けたりするものなど、多くのものが提案されている
が(実公昭52-19047号、実開昭 63-258647号、特開昭 6
3-258647号)、その効果において十分なものではない。
材に小孔を穿設したり、頂部に穴孔を有する小突起状物
を設けたりするものなど、多くのものが提案されている
が(実公昭52-19047号、実開昭 63-258647号、特開昭 6
3-258647号)、その効果において十分なものではない。
【0011】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来のメタルハニカム体の問題点を解消すべく案出され
たものである。特に、本発明は、(1) メタルハニカム体
を単一体のもので構成せず、二以上の同種または異種タ
イプのもので構成し、かつ、(2) 二以上のメタルハニカ
ム体の夫々に、所定幅の二以上の切り込み部を所定の方
式で設けるとともに(各メタルハニカム体において、該
切り込み部により区分された領域(小区分)が蛇行する
ように連設される態様で該切り込み部が形成され
る。)、(3) 二以上のメタルハニカム体を、前記各メタ
ルハニカム体に設けた切り込み部の大部分が重なり合わ
ない(オーバーラップしない)態様で配設する、という
構成を採用したとき、メタルハニカム体内部において排
気ガス流が効果的に乱流化されるという知見をベースと
するものである。
従来のメタルハニカム体の問題点を解消すべく案出され
たものである。特に、本発明は、(1) メタルハニカム体
を単一体のもので構成せず、二以上の同種または異種タ
イプのもので構成し、かつ、(2) 二以上のメタルハニカ
ム体の夫々に、所定幅の二以上の切り込み部を所定の方
式で設けるとともに(各メタルハニカム体において、該
切り込み部により区分された領域(小区分)が蛇行する
ように連設される態様で該切り込み部が形成され
る。)、(3) 二以上のメタルハニカム体を、前記各メタ
ルハニカム体に設けた切り込み部の大部分が重なり合わ
ない(オーバーラップしない)態様で配設する、という
構成を採用したとき、メタルハニカム体内部において排
気ガス流が効果的に乱流化されるという知見をベースと
するものである。
【0012】そして、切り込み部の形成により触媒担持
量が減少するにもかかわらず、前記した乱流化効果によ
り排気ガスの浄化能が維持されるということ、別言すれ
ば触媒担持量の減少は相殺されて問題にならないという
知見をベースとするものである。更には、各メタルハニ
カム体は、前記した切り込み部が配設されても高い強度
を維持できること、別言すれば長期に亘り優れた耐久性
を発揮することができるという知見をベースとするもの
である。本発明により、メタルハニカム体内部におい
て、排気ガス流が効果的に乱流化されるため、排気ガス
の浄化能が改善され、従来のスコーピング減少が改善さ
れた排気ガス浄化装置の主要な構成要素であるメタルハ
ニカム体が提供される。
量が減少するにもかかわらず、前記した乱流化効果によ
り排気ガスの浄化能が維持されるということ、別言すれ
ば触媒担持量の減少は相殺されて問題にならないという
知見をベースとするものである。更には、各メタルハニ
カム体は、前記した切り込み部が配設されても高い強度
を維持できること、別言すれば長期に亘り優れた耐久性
を発揮することができるという知見をベースとするもの
である。本発明により、メタルハニカム体内部におい
て、排気ガス流が効果的に乱流化されるため、排気ガス
の浄化能が改善され、従来のスコーピング減少が改善さ
れた排気ガス浄化装置の主要な構成要素であるメタルハ
ニカム体が提供される。
【0013】
【問題点を解決するための手段】本発明を、概説すれ
ば、本発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
を重積して製作した排気ガスの浄化用触媒を担持するた
めのメタルハニカム体(H)において、前記メタルハニ
カム体(H)が、(i) 二以上のメタルハニカム体(H=
H1 +H2 ……Hn ,n≧2)で構成され、(ii) 各メ
タルハニカム体は、所望幅(w)の切り込み部(S)を
二以上(S=S1 +S2 ……Sn ,n≧2)有するとと
もに、各切り込み部(S1 、S2 、……Sn )により区
分される各メタルハニカム体の小区分が、蛇行状に連接
するように区分され、更に、(iii) 各メタルハニカム体
は、当該メタルハニカム体の切り込み部(S)が前後
(前側のみもしくは後側のみの場合を含む)に配設され
たメタルハニカム体の切り込み部と一致しないように配
設されること、を特徴とするメタルハニカム体に関する
ものである。
ば、本発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
を重積して製作した排気ガスの浄化用触媒を担持するた
めのメタルハニカム体(H)において、前記メタルハニ
カム体(H)が、(i) 二以上のメタルハニカム体(H=
H1 +H2 ……Hn ,n≧2)で構成され、(ii) 各メ
タルハニカム体は、所望幅(w)の切り込み部(S)を
二以上(S=S1 +S2 ……Sn ,n≧2)有するとと
もに、各切り込み部(S1 、S2 、……Sn )により区
分される各メタルハニカム体の小区分が、蛇行状に連接
するように区分され、更に、(iii) 各メタルハニカム体
は、当該メタルハニカム体の切り込み部(S)が前後
(前側のみもしくは後側のみの場合を含む)に配設され
たメタルハニカム体の切り込み部と一致しないように配
設されること、を特徴とするメタルハニカム体に関する
ものである。
【0014】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は図示の
ものに限定されないことは言うまでもないことである。
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は図示の
ものに限定されないことは言うまでもないことである。
【0015】図1は、本発明の第一実施態様のメタルハ
ニカム体(H)の斜視図である。図示されるように、本
発明のメタルハニカム体(H)は、二つのメタルハニカ
ム体(H=H1 +H2 )で構成される。なお、各メタル
ハニカム体(H1 、H2)は、平板状帯材(1)と波板
状帯材(2)を階層状に交互に積層した積層タイプのも
のである。両帯材を積層することにより、排気ガスの通
路となる網目状通気孔路(セル)(3)が自動的に形成
される。なお、図1には図を簡略化するために一部の積
層構造しか示されていない。本発明において、メタルハ
ニカム体(H)は二以上のもので構成される(H=H1
+H2 ……Hn ,nは2以上の整数を示す。)
ニカム体(H)の斜視図である。図示されるように、本
発明のメタルハニカム体(H)は、二つのメタルハニカ
ム体(H=H1 +H2 )で構成される。なお、各メタル
ハニカム体(H1 、H2)は、平板状帯材(1)と波板
状帯材(2)を階層状に交互に積層した積層タイプのも
のである。両帯材を積層することにより、排気ガスの通
路となる網目状通気孔路(セル)(3)が自動的に形成
される。なお、図1には図を簡略化するために一部の積
層構造しか示されていない。本発明において、メタルハ
ニカム体(H)は二以上のもので構成される(H=H1
+H2 ……Hn ,nは2以上の整数を示す。)
【0016】第一のメタルハニカム体(H1 )には、幅
(w)の切り込み部(S)が二本(S=S1 +S2 )設
けられている。前記切り込み部(S=S1 +S2 )をメ
タルハニカム体(H1 )に設ける態様は、該切り込み部
によりメタルハニカム体が区分される小領域(H11,H
12,H 13)が、H11→H12→H13の順に蛇行状に連接さ
れる態様のものである。別言すれば、メタルハニカム体
(H1 )は、H11、H12、H13の小領域のものがつづら
折り状に配設されて構成されている。このように二本の
切り込み部を設ける利点は、メタルハニカム体(H1 )
の全体的な強度、安定性、の観点から好ましいからであ
る。なお、本発明において、切り込み部(S)の数は所
望のものでよい(S=S1 +S2 ……Sn ,nは任意の
整数を示す)。
(w)の切り込み部(S)が二本(S=S1 +S2 )設
けられている。前記切り込み部(S=S1 +S2 )をメ
タルハニカム体(H1 )に設ける態様は、該切り込み部
によりメタルハニカム体が区分される小領域(H11,H
12,H 13)が、H11→H12→H13の順に蛇行状に連接さ
れる態様のものである。別言すれば、メタルハニカム体
(H1 )は、H11、H12、H13の小領域のものがつづら
折り状に配設されて構成されている。このように二本の
切り込み部を設ける利点は、メタルハニカム体(H1 )
の全体的な強度、安定性、の観点から好ましいからであ
る。なお、本発明において、切り込み部(S)の数は所
望のものでよい(S=S1 +S2 ……Sn ,nは任意の
整数を示す)。
【0017】第二のメタルハニカム体(H2 )にも、同
様にして図示されるように切り込み部(S)が二本(S
=S1 +S2 )設けられている。但し、図1においてH
2 のS2 は、H1 により隠されている。本発明におい
て、第一〜第二のメタルハニカム体(H1 〜H2 )に所
定幅(w)で所定長(l)の切り込み部(S=S1 +S
2 )を設ける方法は任意でよい。例えば平板状帯材
(1)を波板状帯材(2)を積層したときに該切り込み
部が形成されるように予め所定方法に加工したものを使
用したり、あるいは未加工の両帯材(1、2)を交互に
積層した後に切削工具、放電加工機、レーザ加工機など
により該切り込み部を形成してもよい。本発明において
前記所定幅(w)は適宜に設定されるが、両帯材(1、
2)により形成されるセル(3)の大きさからみたと
き、排気ガスに対する乱流付与の効果、浄化能の観点か
らセルの平均径の5倍以内が好ましい。なお、前記セル
の平均径とは、両帯材(1、2)により形成されるセル
が、単一の径をもたなかったり又はセル間において均一
の径をもたなかったりする場合があるので、平均化した
意味である。
様にして図示されるように切り込み部(S)が二本(S
=S1 +S2 )設けられている。但し、図1においてH
2 のS2 は、H1 により隠されている。本発明におい
て、第一〜第二のメタルハニカム体(H1 〜H2 )に所
定幅(w)で所定長(l)の切り込み部(S=S1 +S
2 )を設ける方法は任意でよい。例えば平板状帯材
(1)を波板状帯材(2)を積層したときに該切り込み
部が形成されるように予め所定方法に加工したものを使
用したり、あるいは未加工の両帯材(1、2)を交互に
積層した後に切削工具、放電加工機、レーザ加工機など
により該切り込み部を形成してもよい。本発明において
前記所定幅(w)は適宜に設定されるが、両帯材(1、
2)により形成されるセル(3)の大きさからみたと
き、排気ガスに対する乱流付与の効果、浄化能の観点か
らセルの平均径の5倍以内が好ましい。なお、前記セル
の平均径とは、両帯材(1、2)により形成されるセル
が、単一の径をもたなかったり又はセル間において均一
の径をもたなかったりする場合があるので、平均化した
意味である。
【0018】本発明のメタルハニカム体(H=H1 +H
2 )において、次に大きな特徴となる点は、各メタルハ
ニカム体(H1 、H2 )の配設方式である。図示される
ように、第一のメタルハニカム体(H1 )と第二のメタ
ルハニカム体(H2 )は、夫々に形成された切り込み部
(H1 のS=S1 +S2 、H2 のS=S1 +S2 )を注
目したとき、H1 のS1 とH2 のS2 ならびにH1 のS
2 とH2 のS2 が直交する配置関係で配設されている。
いうまでもないことであるが、H1 とH2 の夫々に設け
た切り込み部(S=S1 +S2 )が相互にオーバーラッ
プする場合、該切り込み部を通過する排気ガスはメタル
ハニカム体に担持された触媒に対する接触機会が減じら
れ、浄化率が悪化してしまう。従って、本発明において
は、このような各メタルハニカム体の配設関係は除去さ
れる。即ち、本発明において、各メタルハニカム体(H
1 、H2 )の配設の位置関係は、各メタルハニカム体に
形成される切り込み部(S)が、各メタルハニカム体の
相互間において一致しないように(重なり合わないよう
に)配設されることを特徴とするものである。なお、本
発明において、切り込み部(S)が各メタルハニカム体
の相互間において一致しないという意味は、相互の切り
込み部(S)が大部分の領域において一致しないこと
(重なり合わないこと)という意味である。図1の態様
において、H1 のS1 とH2 のS2 は直交関係にあり、
両者は直交する部位で重なり合う(オーバーラップす
る)が、本発明においてはこのような配設態様を排除す
るものではない。
2 )において、次に大きな特徴となる点は、各メタルハ
ニカム体(H1 、H2 )の配設方式である。図示される
ように、第一のメタルハニカム体(H1 )と第二のメタ
ルハニカム体(H2 )は、夫々に形成された切り込み部
(H1 のS=S1 +S2 、H2 のS=S1 +S2 )を注
目したとき、H1 のS1 とH2 のS2 ならびにH1 のS
2 とH2 のS2 が直交する配置関係で配設されている。
いうまでもないことであるが、H1 とH2 の夫々に設け
た切り込み部(S=S1 +S2 )が相互にオーバーラッ
プする場合、該切り込み部を通過する排気ガスはメタル
ハニカム体に担持された触媒に対する接触機会が減じら
れ、浄化率が悪化してしまう。従って、本発明において
は、このような各メタルハニカム体の配設関係は除去さ
れる。即ち、本発明において、各メタルハニカム体(H
1 、H2 )の配設の位置関係は、各メタルハニカム体に
形成される切り込み部(S)が、各メタルハニカム体の
相互間において一致しないように(重なり合わないよう
に)配設されることを特徴とするものである。なお、本
発明において、切り込み部(S)が各メタルハニカム体
の相互間において一致しないという意味は、相互の切り
込み部(S)が大部分の領域において一致しないこと
(重なり合わないこと)という意味である。図1の態様
において、H1 のS1 とH2 のS2 は直交関係にあり、
両者は直交する部位で重なり合う(オーバーラップす
る)が、本発明においてはこのような配設態様を排除す
るものではない。
【0019】本発明において、各メタルハニカム体(H
1 、H2 )の間隙部(D)の間隔(d)は所望のものに
設定すればよい。間隔(d)を特に設けなくてもよい
し、設ける場合は乱流付与効果と排気ガスの浄化能の観
点から最適な間隙とすればよい。一般には10mm以下の
間隙(d)が設定される。
1 、H2 )の間隙部(D)の間隔(d)は所望のものに
設定すればよい。間隔(d)を特に設けなくてもよい
し、設ける場合は乱流付与効果と排気ガスの浄化能の観
点から最適な間隙とすればよい。一般には10mm以下の
間隙(d)が設定される。
【0020】前記した図1の本発明のメタルハニカム体
(H=H1 +H2 )において、第一メタルハニカム体
(H1 )の切り込み部(S=S1 +S2 )を通過した排
気ガス流は、第二メタルハニカム体(H2 )の前面に衝
突して乱流化するとともに間隙部(D)において他の排
気ガス流と強制的に混合され、次段の第二メタルハニカ
ム体(H2 )の内部に流入し、浄化されることになる。
このプロセスを通じて排気ガスの全体的な浄化率は高く
維持されるとともに、メタルハニカム体(H=H1 +H
2 )の内部温度はより均一化するため、従来のようにス
コーピング現象を起こさない。また、メタルハニカム体
の内部温度がより均一化するため、不均一化に伴う熱応
力の発生が防止されるため、メタルハニカム体の耐久性
が改善される。
(H=H1 +H2 )において、第一メタルハニカム体
(H1 )の切り込み部(S=S1 +S2 )を通過した排
気ガス流は、第二メタルハニカム体(H2 )の前面に衝
突して乱流化するとともに間隙部(D)において他の排
気ガス流と強制的に混合され、次段の第二メタルハニカ
ム体(H2 )の内部に流入し、浄化されることになる。
このプロセスを通じて排気ガスの全体的な浄化率は高く
維持されるとともに、メタルハニカム体(H=H1 +H
2 )の内部温度はより均一化するため、従来のようにス
コーピング現象を起こさない。また、メタルハニカム体
の内部温度がより均一化するため、不均一化に伴う熱応
力の発生が防止されるため、メタルハニカム体の耐久性
が改善される。
【0021】図2は、本発明の第二実施態様のメタルハ
ニカム体(H)の斜視図である。第二実施態様のメタル
ハニカム体(H)は、基本的には第一実施態様のものと
同じであるが、n個のメタルハニカム体(H1 +H2 +
……Hn ,n≧2)で構成されている点が相違するだけ
である。勿論、各メタルハニカム体は、形成された切り
込み部(S=S1 +S2 )が、各メタルハニカム体間に
おいて、第一実施態様のものと同様、メタルハニカム体
間相互の切り込み部が大部分の領域において一致しない
ように配設される。
ニカム体(H)の斜視図である。第二実施態様のメタル
ハニカム体(H)は、基本的には第一実施態様のものと
同じであるが、n個のメタルハニカム体(H1 +H2 +
……Hn ,n≧2)で構成されている点が相違するだけ
である。勿論、各メタルハニカム体は、形成された切り
込み部(S=S1 +S2 )が、各メタルハニカム体間に
おいて、第一実施態様のものと同様、メタルハニカム体
間相互の切り込み部が大部分の領域において一致しない
ように配設される。
【0022】図3は、本発明の第三実施態様のメタルハ
ニカム体(H)の斜視図である。第三実施態様のメタル
ハニカム体(H)は、基本的には第一実施態様のものと
同じであるが、断面が円形の2個の巻回タイプのメタル
ハニカム体(H=H1 +H2 )で構成される点、及び各
メタルハニカム体に三本の切り込み部(S=S1+S2
+S3 )が形成されている点、が相違するだけである。
ニカム体(H)の斜視図である。第三実施態様のメタル
ハニカム体(H)は、基本的には第一実施態様のものと
同じであるが、断面が円形の2個の巻回タイプのメタル
ハニカム体(H=H1 +H2 )で構成される点、及び各
メタルハニカム体に三本の切り込み部(S=S1+S2
+S3 )が形成されている点、が相違するだけである。
【0023】本発明において、図示はしないが、メタル
ハニカム体(H)を構成する二以上のメタルハニカム体
の構造は、前記した積層タイプや巻回タイプのものに限
定されない。例えば、当業界で既知の放射状タイプ、S
字状タイプ、巴状タイプ、X−ラップ(卍状)タイプな
どのものが使用される。また、これら各種タイプのメタ
ルハニカム体として、同種のものを使用しても異種のも
のを使用してもよいことは言うまでもないことである。
なお、メタルハニカム体を構成する二以上のメタルハニ
カム体として、異種タイプのものを使用した場合、排気
ガス流が同種タイプのものよりも不均一化するために好
ましい。
ハニカム体(H)を構成する二以上のメタルハニカム体
の構造は、前記した積層タイプや巻回タイプのものに限
定されない。例えば、当業界で既知の放射状タイプ、S
字状タイプ、巴状タイプ、X−ラップ(卍状)タイプな
どのものが使用される。また、これら各種タイプのメタ
ルハニカム体として、同種のものを使用しても異種のも
のを使用してもよいことは言うまでもないことである。
なお、メタルハニカム体を構成する二以上のメタルハニ
カム体として、異種タイプのものを使用した場合、排気
ガス流が同種タイプのものよりも不均一化するために好
ましい。
【0024】本発明において、前記各種タイプのメタル
ハニカム体を製作するために使用される平板状帯材
(1)としては、通常のメタルモノリスタイプのハニカ
ム体を製作するときに使用されている帯材、例えばクロ
ム鋼(クロム13〜25%)、Fe −Cr 20%−Al 5%
などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐高温酸
化性を改善するために希土類を加えた耐熱性のステンレ
ス鋼などの厚さ0.04mm〜0.1mmの帯材が使用される。ま
た、波板状帯材(2)としては、前記平板状帯材(1)
から所定の略正弦波もしくは略台形波を有するように波
付加工したものが使用される。なお、平板状帯材(1)
と波板状帯材(2)は互いに異なった板厚でもよく、ま
た異なった材質のものであってもよい。特に、平板状帯
材(1)と波板状帯材(2)にAl を含有させたもの、
あるいはその表面にAl 層を設けたものを熱処理して、
その表面にウィスカー状もしくはマッシュルーム状のア
ルミナ(Al 2 O3 )層を析出させたものが好ましい。
前記ウィスカー状などのアルミナ層は、Pt ,Pd ,R
h などの排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシ
ュコート層を強固に保持することができるので好ましい
ものである。
ハニカム体を製作するために使用される平板状帯材
(1)としては、通常のメタルモノリスタイプのハニカ
ム体を製作するときに使用されている帯材、例えばクロ
ム鋼(クロム13〜25%)、Fe −Cr 20%−Al 5%
などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐高温酸
化性を改善するために希土類を加えた耐熱性のステンレ
ス鋼などの厚さ0.04mm〜0.1mmの帯材が使用される。ま
た、波板状帯材(2)としては、前記平板状帯材(1)
から所定の略正弦波もしくは略台形波を有するように波
付加工したものが使用される。なお、平板状帯材(1)
と波板状帯材(2)は互いに異なった板厚でもよく、ま
た異なった材質のものであってもよい。特に、平板状帯
材(1)と波板状帯材(2)にAl を含有させたもの、
あるいはその表面にAl 層を設けたものを熱処理して、
その表面にウィスカー状もしくはマッシュルーム状のア
ルミナ(Al 2 O3 )層を析出させたものが好ましい。
前記ウィスカー状などのアルミナ層は、Pt ,Pd ,R
h などの排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシ
ュコート層を強固に保持することができるので好ましい
ものである。
【0025】本発明の前記した各種タイプのメタルハニ
カム体(H)は、前記したように排気ガス浄化装置の主
要な構成要素である。一般に、排気ガス浄化装置は、該
メタルハニカム体(H)を金属製のケーシング内に収容
し、固着して製作されるものである。前記した金属製ケ
ーシングは、メタルハニカム体(H)を内部に収容し固
着するためのものであり、両端が開口し、メタルハニカ
ム体(H)の断面形状と同じ形状のものであれば何らの
制約を受けるものではない。即ち、円形のみならずレー
ストラック、楕円、多角形、その他の異断面のものであ
ってもよい。前記した金属製ケーシングの素材として、
前記メタルハニカム体(H)を構成する帯材(1、2)
と同種の耐熱鋼を用いてもよいし、更に耐熱耐食性に富
むものとした二重構造のもの、具体的には内側部分にフ
ェライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイト
系ステンレス鋼を使用したものを用いてもよい。
カム体(H)は、前記したように排気ガス浄化装置の主
要な構成要素である。一般に、排気ガス浄化装置は、該
メタルハニカム体(H)を金属製のケーシング内に収容
し、固着して製作されるものである。前記した金属製ケ
ーシングは、メタルハニカム体(H)を内部に収容し固
着するためのものであり、両端が開口し、メタルハニカ
ム体(H)の断面形状と同じ形状のものであれば何らの
制約を受けるものではない。即ち、円形のみならずレー
ストラック、楕円、多角形、その他の異断面のものであ
ってもよい。前記した金属製ケーシングの素材として、
前記メタルハニカム体(H)を構成する帯材(1、2)
と同種の耐熱鋼を用いてもよいし、更に耐熱耐食性に富
むものとした二重構造のもの、具体的には内側部分にフ
ェライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイト
系ステンレス鋼を使用したものを用いてもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明の排気ガスの浄化用触媒を担持す
るためのメタルハニカム体(H)は、従来のように単一
体で構成するのではなく、二以上のメタルハニカム体
(H=H1 +H2 ……Hn ,n≧2)で構成され、かつ
各メタルハニカム体には排気ガス流の乱流化を促進する
ための切り込み部が形成され、かつ各メタルハニカム体
は該切り込み部による乱流化が促進されるように最適な
位置関係で配設されて構成されるものである。このた
め、本発明のメタルハニカム体は、排気ガス流を効率的
に乱流化するため各メタルハニカム体の内部温度はより
均一化し、優れた排気ガスの浄化能が達成される。ま
た、内部温度の均一化により内部温度の不均一に起因す
る熱応力の発生が抑制されるため、スコーピング現象の
防止、あるいはメタルハニカム体を構成する部材(平板
状帯材と波板状帯材)間の当接部の離体、これら部材の
座屈、破損などが効果的に防止される。
るためのメタルハニカム体(H)は、従来のように単一
体で構成するのではなく、二以上のメタルハニカム体
(H=H1 +H2 ……Hn ,n≧2)で構成され、かつ
各メタルハニカム体には排気ガス流の乱流化を促進する
ための切り込み部が形成され、かつ各メタルハニカム体
は該切り込み部による乱流化が促進されるように最適な
位置関係で配設されて構成されるものである。このた
め、本発明のメタルハニカム体は、排気ガス流を効率的
に乱流化するため各メタルハニカム体の内部温度はより
均一化し、優れた排気ガスの浄化能が達成される。ま
た、内部温度の均一化により内部温度の不均一に起因す
る熱応力の発生が抑制されるため、スコーピング現象の
防止、あるいはメタルハニカム体を構成する部材(平板
状帯材と波板状帯材)間の当接部の離体、これら部材の
座屈、破損などが効果的に防止される。
【図1】 本発明の第一実施態様のメタルハニカム体の
斜視図である。
斜視図である。
【図2】 本発明の第二実施態様のメタルハニカム体の
斜視図である。
斜視図である。
【図3】 本発明の第三実施態様のメタルハニカム体の
斜視図である。
斜視図である。
H,H1 ……Hn ………メタルハニカム体 S,S1 ……Sn ………切り込み部 D ………間隙部 d ………(間隙部の)間隔 w ………(切り込み部の)幅 l ………(切り込み部の)長さ 1 ………平板状帯材 2 ………波板状帯材 3 ………網目状通気孔路(セル)
Claims (6)
- 【請求項1】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
を重積して製作した排気ガスの浄化用触媒を担持するた
めのメタルハニカム体(H)において、前記メタルハニ
カム体(H)が、 (i) 二以上のメタルハニカム体(H=H1 +H2 ……H
n ,n≧2)で構成され、 (ii) 各メタルハニカム体は、所望幅(w)の切り込み
部(S)を二以上(S=S1 +S2 ……Sn ,n≧2)
有するとともに、各切り込み部(S1 、S2 、……
Sn )により区分される各メタルハニカム体の小区分
が、蛇行状に連接するように区分され、更に、 (iii) 各メタルハニカム体は、当該メタルハニカム体の
切り込み部(S)が前後(前側のみもしくは後側のみの
場合を含む。)に配設されたメタルハニカム体の切り込
み部と一致しないように配設されること、を特徴とする
メタルハニカム体。 - 【請求項2】 切り込み部(S)の幅(w)が、平板状
帯材と波板状帯材の重積時に形成される網目状通気孔路
(セル)径の5倍以内のものである請求項1に記載のメ
タルハニカム体。 - 【請求項3】 各メタルハニカム体(H1 、H2 ……H
n ,n≧2)が、金属製メタルケーシング内に填装、固
着されたものである請求項1に記載のメタルハニカム
体。 - 【請求項4】 各メタルハニカム体(H1 、H2 ……H
n ,n≧2)が、積層タイプ、巻回タイプ、放射状タイ
プ、S字状タイプ、巴状タイプ、及びX−ラップ(卍
状)タイプのものである請求項1に記載のメタルハニカ
ム担体。 - 【請求項5】 各メタルハニカム体(H1 、H2 ……H
n ,n≧2)が、異種タイプのもので構成される請求項
4に記載のメタルハニカム体。 - 【請求項6】 各メタルハニカム体(H1 、H2 ……H
n )が、間隙を設けて配設されるか、あるいは間隙を設
けずに配設されたものである請求項1に記載のメタルハ
ニカム体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5183532A JPH0780326A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | メタルハニカム体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5183532A JPH0780326A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | メタルハニカム体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0780326A true JPH0780326A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=16137483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5183532A Pending JPH0780326A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | メタルハニカム体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0780326A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008532735A (ja) * | 2005-02-18 | 2008-08-21 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内部空洞を備えるハニカム体 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5183532A patent/JPH0780326A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008532735A (ja) * | 2005-02-18 | 2008-08-21 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内部空洞を備えるハニカム体 |
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