JPH0196411A - 排気ガス浄化用構造物 - Google Patents

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。

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気ガスを浄化する触媒コンバータ
やフィルタに利用するセラミック構造物に関する。

従来の技術 近年内燃機関の排気ガスを浄化するため、セラミックハ
ニカムの触媒コンバータやフィルタを排気管の途中に付
けられるようになった。このような装置では、例えば触
媒コンバータやフィルタに利用されるセラミックハニカ
ムとそれを納める金属製ケースとの間に大きな熱膨脹差
があり、ケースが膨脹するに従って中間保持材を介して
セラミックスに引っ張り応力をかける。実開昭５８−１
１４８１６号公報は、この応力によるセラミックスの破
壊を防ぐためにケースより大きな熱膨脹率の円筒状スペ
ーサをセラミツクツ１ニカムを挟みつけるようにしてケ
ース内に取付け、応力を相殺したものである。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような構造物が内燃機関の高温排気ガス流
内に置かれて、内部のセラミックスが加熱された場合に
は、セラミックハニカムの中心部分と外周部分とで大き
な温度差が生じ、外周部分にケースからだけではなく、
セラミックス自身からも大きな引っ張り応力を受ける。

そしてこの応力にセラミックスは耐えきれず、外周部に
リング状のクラックが入る。また実開昭５８−１１４８
１６号公報のような構成ではセラミックハニカムの端面
が磨耗した場合は、隙間が生じて十分な効果を発揮しな
かった。

そこで本発明は、セラミックハニカムが高温排気ガスに
晒されても、リング状のクラックが生じないようにして
、構造体としての原形を維持して有効な排気ガス浄化機
能を果たせるようにすることを目的とする。

問題点を解決するための手段 セラミックハニカムを収納する金属製ケースを２分割し
、互いに摺動可能とし、それぞれをバネ等で引っ張りを
かけ、ケースに付けたストッパを介してセラミックハニ
カムに軸方向の圧縮力が加わるようにする。

作用 上記のように構成することにより、セラミックハニカム
全体に軸方向に負の変位が与えられる。

このセラミックハニカムが排気ガスにより加熱されると
、中心部が高温になり、外周部に引っ張り応力をかける
。しかし外周部は圧縮力を受けて負に変形しているため
、クラックの生じるような変位はしない。

また、セラミックハニカムの端面が磨耗してもバネによ
り隙間をカバーできるので軸方向の圧縮が無効となるよ
うなことはない。

実施例 以下、本発明の排気ガス浄化用構造物の一実施例を添付
図面にもとづいて説明する。

第１図は排気ガス浄化用構造体の縦断面を示したもので
、図中１は円筒状セラミックハニカムである。セラミッ
クハニカム１は、内部に矩形の流路となるセル２を構成
し、セル壁にはＨＣやＣＯを酸化させる触媒を担持させ
である。セラミックハニカム１の外周には熱膨張性の蛭
石とセラミックファイバと有機バインダとを混合してシ
ート状にした緩衝材３を巻いた後、耐熱ステンレス製の
内容器４ａに収納している。内容器４ａの一端はコーン
状にテーパをつけて絞り込み、エンジン（図示せず）の
排気管に接続するエンジン排気接続口５としている。こ
のコーン状テーパの始まる直前の内容器４ａの内側には
、セラミックハニカム１の直径より小さい径の穴を有す
るリング状ストッパ６ａが溶接しである。また内容器４
ａの外周長手方向はぼ中央部リング状のフランジ７が溶
接しである。一方、内容器４ａの外側には内容器４ａと
摺動するように耐熱ステンレス製の外容器４ｂを挿入し
である。外容器４ｂの一端はバネ座８ａを形成し、他端
はコーン状にテーパをつけて絞り込み、マフラー（図示
せず）に接続するマフラー接続口９としている。このコ
ーン状テーパの始まる直前の外容器４ｂの内側には、セ
ラミックハニカム１の直径より小さい径の穴を有するリ
ング状ストッパ６ｂが溶接しである。外容器４ｂのバネ
座８ｂを座として外容器４ｂの外周には鋼製のバネ１０
を装着し、さらにこのバネ１０を内部に収納してバネ座
８ｂで圧縮するようにスプリングカバー１２をリング状
フランジ７に溶接しである。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。内
燃機関の排気管に置かれた上記排気ガス浄化用構造物は
、機関の運転状況により急加熱、急冷却及び高温ガスに
晒される。そして、例えば加熱時、セラミックハニカム
１の内部は熱膨張しようとする。しかしセラミックハニ
カム１の外周は、緩衝材７を通じて内容器４から外部に
放熱し、比較的低い温度に保たれている。そのためセラ
ミックハニカム１の外周は軸方向に引っ張りの応力を受
ける。しかしセラミックハニカム１の外周にはバネ１０
により内容器４ａ及び外容器４ｂの間隔を縮めるように
バネ１０でストッパ６ａ、６ｂを介して軸方向の圧縮を
与え、外周部における機械的な変位を小さく抑える。

この結果、セラミックハニカム１の外周部において、ク
ラックが生じなくなり、内燃機関の排気ガスによって繰
り返し急加熱、急冷却が与えられるような使用条件でも
、排気ガス浄化用構造物は破壊されることはない。

次に本発明の他の実施例について説明する。

第２図は排気ガス浄化用構造物の他の実施例を示してお
り、この実施例ではセラミックハニカム１を収納する容
器４の両端を紋り込んだ構造として、その一方をエンジ
ン排気接続口５とし、他方をマフラー接続口９としてい
る。容器４内にはリング状ストッパ６ｂ及びバネ座８を
溶接しである。バネ座８とセラミックハニカム１の間に
はセラミック製バネ１０を装着して、フリーストラパラ
介してセラミックハニカム１を圧縮するようにしである
。

発明の効果 本発明は、セラミックハニカムの外周を軸方向に圧縮す
ることにより、内部の熱膨張により外周部が受ける軸方
向の引っ張り力による変位を相殺して、外周部に発生す
るクラックを無くしたものである。またバネにより圧縮
しているので、セラミックハニカムの外周部の圧縮面が
磨耗等で削られても、セラミックの縦弾性係数に比して
バネ定数が非常に小さいので圧縮力が極端に落ちること
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の排気ガス浄化用構造物の縦
断面図、第２図は本発明の他の実施例の排気ガス浄化用
構造物の縦断面図である。 １・・・・セラミックハニカム、３・・・・緩衝材、４
・・・・容器、４ａ・・・・内容器、４ｂ・・・・外容
器、５・・・・フランジ、６ａ、６ｂ、６ｃ・・・・ス
トッパ、１０・・・・バネ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックハニカム構造体と、該ハニカム構造体
   を収納する容器と、該容器とハニカム構造体の間隙を埋
   める緩衝材と、該ハニカム構造体の両端を保持するリン
   グ状ストッパからなる排気ガス浄化用構造物において、
   該ストッパ間に圧縮力を加えてハニカム構造体の周囲を
   軸方向に弾性変形させたままハニカム構造体を容器に収
   納したことを特徴とする排気ガス浄化用構造物。
2. （２）容器を相互にスライド可能な２重構造にし、該容
   器の内筒と外筒の外周にそれぞれ間を置いてフランジを
   設け、該フランジ間にバネを装着し、フランジ間を狭め
   る方向に力を加えてストッパ間に圧縮力が加わるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排気
   ガス浄化用構造物。
3. （３）容器の内周にフランジを設け、該フランジ側のス
   トッパを摺動可能とし、フランジと摺動するストッパの
   間にセラミック製バネを装着し、摺動するストッパを押
   してストッパ間に圧縮力が加わるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の排気ガス浄化用構造
   物。