JPH03196844A - 非円形型メタル担体およびその製造法 - Google Patents

非円形型メタル担体およびその製造法

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JPH03196844A
JPH03196844A JP1338912A JP33891289A JPH03196844A JP H03196844 A JPH03196844 A JP H03196844A JP 1338912 A JP1338912 A JP 1338912A JP 33891289 A JP33891289 A JP 33891289A JP H03196844 A JPH03196844 A JP H03196844A
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JP
Japan
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core
plate
corrugated
flat plate
honeycomb
Prior art date
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Pending
Application number
JP1338912A
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English (en)
Inventor
Yasushi Ishikawa
泰 石川
Toshikazu Nakagawa
中川 俊和
Kazuyuki Miura
三浦 一行
Akihiro Yagi
八木 晃弘
Toshihiro Takada
登志広 高田
Hiroshi Hirayama
平山 洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

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、自動車等のエンジンにより排出するガスを浄
化する触媒を担持するための金属(メタル)製担体に関
するもので、特に軸方向に対して直角の断面が、楕円形
、三角形などの真円形でない(非円形)形状としたハニ
カム構造を有するメタル担体に係るものである。
(従来の技術) 自動車エンジンに取付けられ排ガス管の断面形状は、車
種によって異り、必ずしも真円形(以下円形という)だ
けではなく、楕円形、その他の特殊形状をしたものも多
い。特殊形状とした排ガス管には、それと同様な形状を
したメタル担体を取(・jけることが好ましい。
ハニカム体を有する円形状メタル担体は、平らな金属箔
(平板)と、波状に形成した金属箔(波板)を重ね、こ
れを渦巻状に巻回するか、積層することによってハニカ
ム体とし、これを円筒状の外筒内に収納することによっ
て製造される。
しかし楕円状のメタル担体は、平板と波板を重ね合せて
渦巻状にするだけでなく、例えば特公昭57−55HG
号公報や実開昭82−180621号公報に開示されて
いるように、特別な方法によって製造される。
すなわち、前者は、楕円形状になる外殻(外筒)を半割
りにした半殻体を上下に配し、この中に中心部に円筒状
空間を有する円筒状の巻回ハニカム体を挿入して、上下
より押圧して、半殻体を突き合せ、接合させることによ
って楕円形のハニカム担体ができる。しかし、この方法
によれば、元の円形ハニカム体の径が縮少(短径側)と
拡大(長径側)されるため、ハニカムを構成する平板と
波板とが長径側では分離し、短径側では、特に波板が圧
縮されて変形する傾向となり、接合強度の問題や圧損の
部分的変化によるガス流への影響の問題が生じる。また
後者は、楕円担体のハニカム体を、平板と波板を積層し
て形成し、この際シェル(外筒)の短径方向をはソ2分
する位置に、シェルと同じ膨張係数を有する変形防止板
を配置して2分割したシェルと溶接した担体構造である
が、積層構造のハニカム体をシェル体に収納したり、変
形防止板を設けているため、構造が複雑となり、生産性
がよくない。
何れにしてもこれらの従来技術では構造」二の問題や、
生産上の問題が残っている。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上述した問題点を解決するもので、ハニカム
体に変形を与えず、平板と波板とが規則的に接触し、−
様のセル構造となるところの、楕円形、三角形状などの
非円形型メタル担体を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成させるための本発明の要旨は、次の通り
である。すなわち、 1)芯部と、これを巻回する外周部とでハニカム体を形
成し、該ハニカム体を非円形状の外筒に収納固定してな
り、前記芯部は、前記外筒断面形状とはゾ相似し、かつ
、該外筒断面寸法より一定寸法減じたコア体で構成し、
この芯部の外周に平板と波板を重ねて渦巻き状に芯部を
巻回した外周部を設けたことを特徴とするハニカム状の
非円形型メタル担体であり、 2)前記芯部は、中心部に波板を設置し、該波板を囲む
平板と、該平板面に順次長さを異にした波板と平板を重
ねて形成した積層部と、前記中心部波板を囲んだ平板の
延長板で前記積層部外周を被覆した芯外周板とよりなる
コア体で構成したことを別の特徴とし、また、 3)芯材の表面に波板を載置して形成した中心材を、平
板で包囲し、該平板の表面に、順次長さを異にした波板
と平板を積み重ねて非円形状の積層部を形成せしめ、次
いでこの積層部の外周を、前記中心材を包囲した平板の
延長板で被包固定して芯部を構成し、該芯部に、これと
固定した平板と波板を重ね合せて渦巻き状に巻回して外
周部を設け、このように形成したハニカム体より前記芯
材を除去した後、該ハニカム体を非円形断面の外筒内に
装入することをノ\ニカム状の非円形型メタル担体の製
造方法の特徴とする。
本発明は、金属製箔よりなる平板と波板で/%ニカム体
を形成する。そして、このハニカム体を構成する芯部と
外周部は、金属製外筒とはゾ相似の形状に成形されるた
め、楕円形あるいは三角形状の非円形タイプにするため
の変形加工をすることがない。従って、ハニカムを形成
する波板技部の潰れや、平板−波板の不規則な接触がな
く、規則性のあるハニカム構造が得られる。
以下本発明を、図に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一例を示す楕円形タイプのメタル担体
の斜視図であって、1はハニカム体であり、芯部2と外
周部3からなっている。4はハニカム体1を収納した外
筒である。ハニカム体1は、波状に曲げた波板5と平ら
な平板6からなり、これらの板は1001以下、好まし
くははV50庫前後の金属箔でつくられている。金属箔
はステンレス鋼やその他の耐熱性の高合金鋼が用いられ
、通常は前記厚みに圧延して製造される。
芯部2は、上記した波板5と平板6を交互に積層し、所
望の形状になるように順次これらの板5゜6の長さを変
化させている。すなわち、芯部1には、中央に配置した
中心部波板7に接している中心部平板8が、該中心部波
板7を包囲する如く設けられ、この中心部平板8の上下
方向にそれぞれ波板5と平板6が交互に積層されている
。この際波板5と平板6は、予じめ定めた形状が構築さ
れるように順次長さを異にしているため、その積層され
た外径は、予定した楕円形状となっている。
このような積層コア体を、前記した中心部平板7より延
長し、あるいは一体としている芯の外周板9で被覆し、
巻き締めて外周板7の一部で固定し、楕円形の芯部筒体
2を形成する。
尚、第1図では、わかりやすくするため、中心部平板8
と2外周板9は太線で示している。
第2図および第3図は、製造工程の芯部2を示すもので
、中心部波板7は芯材10に載置され、これを中心部平
板8が包囲し、その上、下方向に波板と平板が積層して
いるのであるが、第2図においては、それぞれ上、下の
中心部平板8に接する第1段の波板5′は、はy中心部
平板8の長さと等しくしており、これを出発点として順
次重ねる平板6′、波板5′は長さを短くして積層して
いる。また第3図は第1段の波板5′は短くし、これを
覆うように平板6′を重ねる。すなわち第3図とは逆に
第1段を出発点として順次長く波板5と平板6を積層し
ている。このように形成した積層体は2外周板9で巻き
締められ外周板9同志をスポット溶接等で固定し、楕円
形の芯部2を形成する。このように構成された芯部2の
外周には、第2図および第3図に示すように、平板11
および波板12をスポット溶接等で固定し、芯部2の形
状に倣って平板11と波板12を重ね合せて渦巻き状に
巻回し、外周部3を設置する。この外周部3は長径側、
短径側共に同じ暑さのドーナツ状になっており、芯部2
の形状が決まれば、外周部の平−板板の巻数によって、
担体断面の大きさを決めることができる。
本発明は上記したように、芯部2と外周部3で楕円形の
ハニカム体1を構成し、この時点で芯部2の製造に用い
た芯材lOを抜きとった後、該ハニカム体を、これと同
形の外筒4に装入する。この装入にあたっては、ハニカ
ム体を、外筒に圧入するごとく行えば、前記芯材lOを
抜き去った後の空隙をなくし、中心部波板と平板の接触
を密接にすることができる。
第3図は、芯部2の製造工程を示すもので、まず、芯材
10を用意する(a)。芯材10は楕円形芯部の長径が
保持できるよう比較的厚い板(21程度)を用いる。こ
の芯材10に、(b)に示すように中心部波板7を載置
し剥離可能に部分的に接着剤等で固定する。前述したよ
うに、ハニカム体1を形成後、芯材2を容易に引き抜い
て除去できるようにする。
波板7を載置した芯材10は、(c)図に示すように、
中心部平板8で包囲する。該平板8は、その端部8′は
、芯材lOの裏面に折曲げ、芯材10を一巡するように
囲み、その他端部8′は切断することなく、その延長部
が外周板9となるようにする。
(d)図は、中心部平板8の上面及び下面に、波板5′
を重ね、その上にさらに平板6′を積層する。本図にお
いては波板5′は芯材10の長さとはゾ同長であり、以
後積み重ねる平板6′、波板5′・・・は、順次積み重
ねる下層の板より短尺とし、このように逐次適数の積層
によって所望の長−短径をもつ楕円形を構成する。目的
の楕円形状となったとき、(e)図に示すように、中心
部平板8の延長部である2外周板9により、楕円形状に
積層したコア体13を被覆し、締付力をもって、2外周
板9の端部9′を該外周板9に溶接等の手段で接合する
。尚、上記波板5と平板6は交互に接着剤或は抵抗溶接
等で接合しておくと、形状のくずれを防IFできて便利
である。
本発明は、このような方法によって芯部2を製造し、そ
の後、前述したように、芯部に固定した平板11と波板
12を重ね、芯体形状に倣って巻回することによりハニ
カム体1を構成し、これを外筒に収納するものである。
ハニカム体1を構成する平板と波板は、それぞれの接触
部の全部或は一部を接合するのであるが、これは、あら
かじめ画板をスポット溶接等で接合しておいてもよく、
またハニカム体を形成後接触部にろう材を供給してろう
付けしてもよい。勿論このろう付けは外筒とノ\ニカj
、体の接合と同時に行ってもよい。また、接合手段はこ
れに限ることなく、EB、  レーザ等の高密度エネル
ギーによってもよく、特に限定しない。
以上本発明を楕円形のメタル担体及びその製造法につい
て説明したが、三角形、その他の多角形及び異形の担体
についても適用できるものであり、上記説明に制約され
ない。
(具 体 例) 15%(重量)Cr−5%AΩ残実質的にFeよりなる
50−の箔を、ハニカム体を構成する平板、波板に用い
、波板は2.5mmピッチの波形とした。
まず芯部を、長径170龍、短径87龍、軸方向の長さ
12hmの楕円形の筒体とこれに前記同様の平板、波板
を用いて13巻巻回してハニカム体をつくり、これより
芯板を除去した後の外筒に圧入固定した。
外筒はS U S 430を、1.5+am厚の楕円形
筒とし、長径(外径) 180 am s短径(外径)
 90mmである。
このようにして製造したメタル担体に、搭載するに必要
な金具を接合した後、3600ccの、エンジンに搭載
し、850℃に維持した排気系で連続運転した。その結
果、300時間経過後も異状が認められなかった。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明は、特殊の断面形状のもの
特に楕円形等の非円形タイプのメタル担体、無理な加工
をせず、極めて容易に且つ安価に提供でき、工業的に大
きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は楕円形メタル担
体の概念を示す斜視図、第2図および第3図は、芯部の
形態を示す説明図、第4図は芯部の製造]I程を示す説
明図である。 1:ハニカム体     2:芯 部 3、外周部      4:外 筒 5:波板     6:平板 7;中心部波板     8:中心部平板9.2外周板
      10:芯 材11:外周部平板     
12:外周部波板13:コア体 復代理人 弁理士 田村弘明

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)芯部と、これを巻回する外周部とでハニカム体を形
    成し、該ハニカム体を非円形状の外筒に収納固定してな
    り、前記芯部は、前記外筒断面形状とほゞ相似し、かつ
    、該外筒断面寸法より一定寸法減じたコア体で構成し、
    この芯部の外周に平板と波板を重ねて渦巻き状に芯部を
    巻回した外周部を設けたことを特徴とするハニカム状の
    非円形型メタル担体。2)中心部に波板を設置し、該波
    板を囲む平板と、該平板面に順次長さを異にした波板と
    平板を重ねて形成した積層部と、前記中心部波板を囲ん
    だ平板の延長板で前記積層部外周を被覆した芯外周板と
    よりなるコア体で芯部を構成したことを特徴とする請求
    項1記載のハニカム状の非円形型メタル担体。 3)芯材の表面に波板を載置して形成した中心材を、平
    板で包囲し、該平板の表面に、順次長さを異にした波板
    と平板を積み重ねて非円形状の積層部を形成せしめ、次
    いでこの積層部の外周を、前記中心材を包囲した平板の
    延長板で被包固定して芯部を構成し、該芯部に、これと
    固定した平板と波板を重ね合せて渦巻き状に巻回した外
    周部を設け、このようにして形成したハニカム体より前
    記芯材を除去せしめた後、該ハニカム体を非円形断面の
    外筒に装入することを特徴とするハニカム状の非円形型
    メタル担体の製造方法。
JP1338912A 1989-12-27 1989-12-27 非円形型メタル担体およびその製造法 Pending JPH03196844A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1047650C (zh) * 1992-04-03 1999-12-22 埃米特放射技术股份有限公司 圆锥形蜂巢体
JP2008521616A (ja) * 2004-12-02 2008-06-26 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 半田材料を位置決めするための接合材料、ハニカム体の製造プロセス、及び、対応するハニカム体

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CN1047650C (zh) * 1992-04-03 1999-12-22 埃米特放射技术股份有限公司 圆锥形蜂巢体
JP2008521616A (ja) * 2004-12-02 2008-06-26 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 半田材料を位置決めするための接合材料、ハニカム体の製造プロセス、及び、対応するハニカム体

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