JPH04250855A - ガス浄化触媒用メタル担体 - Google Patents
ガス浄化触媒用メタル担体Info
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- JPH04250855A JPH04250855A JP3000922A JP92291A JPH04250855A JP H04250855 A JPH04250855 A JP H04250855A JP 3000922 A JP3000922 A JP 3000922A JP 92291 A JP92291 A JP 92291A JP H04250855 A JPH04250855 A JP H04250855A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust 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
- F01N3/18—Exhaust 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 methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust 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 methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
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- F01N3/24—Exhaust 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
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
気ガスを浄化する触媒用メタル担体にに関する。
ータが広く用いられている。自動車用触媒コンバータは
、排ガス中のCO,HC およびNOx の3成分を同
時に酸化・還元して浄化する3元系触媒が通常用いられ
ている。 触媒として、Pt/Rh やPd/Rh などが用いら
れ、また最近ではこれらを担持するγ−アルミナの基体
としてメタル担体が採用され始めている。メタル担体は
Fe−Cr−Al合金などのステンレス鋼箔よりハニカ
ムを形成し、ステンレス製の外筒に納めたものである。
自動車の排気ガス規制はますます厳しくなってきている
が、前記の触媒はある一定温度以上たとえば 350℃
以上でなければ機能しない。このために、エンジンの始
動から触媒が機能するまでの間の未浄化ガスの排出も問
題となっている。そこで、触媒が機能する温度に至るま
での間、電気ヒーターで触媒を加熱する技術が特開平1
−240718号公報に開示されている。また、他の加
熱方法として、メタル担体に直接通電して触媒を加熱す
る方法がある。たとえば、実開昭63−67609号公
報で開示された通電発熱式触媒コンバータでは、セラミ
ックス製主モノリス触媒の上流側に近接させてメタル担
体にアルミナをコートした電気通電可能なメタルモノリ
ス触媒を配設している。そして、メタルモノリス触媒の
中心軸線上に通電のための一方の電極を設け、メタルモ
ノリス触媒の外枠を他方の電極としている。
すると、ジュール熱によりメタル担体を効率よく加熱す
ることができる。しかし、インピーダンスがメタル担体
のインピーダンスに比べて極めて大きい電源 (たとえ
ば、自動車用バッテリ) を使用する場合、電力は電源
側でほとんど消費され、メタル担体の加熱電力を電源か
ら十分に取り出すことはできない。この結果、触媒が機
能する温度まで短時間たとえば7秒以内で触媒を加熱す
ることはできない。本発明は触媒を作用温度まで短時間
で加熱することができるガス浄化触媒用メタル担体を提
供しようとするのものである。
メタル担体は、金属平箔と金属波箔とが重ね合されて接
合され、金属平箔と金属波箔とに通電可能に触媒加熱用
電極が取り付けられている。一端が開口するスリットが
、これを迂回する加熱電流回路を形成するようにしてメ
タル担体に切られている。そして、上記加熱電流回路の
両端にそれぞれ電極が接続されている。
ンレス鋼箔が用いられる。箔の厚みは、30〜80μm
程度である。 金属平箔と金属波箔とは、ろう付などにより接合する。 メタル担体の比抵抗、加熱温度、所要加熱時間、電源電
圧などを考慮して、スリットの数および長さを決める。 電源側インピーダンス (コードや制御器のインピーダ
ンスも含む) とスリットが切られたメタル担体のイン
ピーダンスとがほぼ等しくなるように、スリットの数お
よび長さを選ぶと、最大の加熱電力を得ることができる
。スリットの数は 2〜10本程度である。また、スリ
ット自身の幅は 1〜2mm が適当である。スリット
の加工には、金属箔の部分接着およびばりが発生しない
点から電子ビームカッターが最適である。また、高速水
流カッターを用いることもできる。前記スリットをメタ
ル担体のガス流入側寄りに設けるようにしてもよい。ま
た、ガス流れ方向に直角に延びる少くとも3本のスリッ
トを、ガス流れ方向に間隔をおいて設け、メタル担体の
ガス流入側寄りの第1スリットとこれに続く第2スリッ
トとの間の間隔が、第2スリットとこれに続く第3スリ
ットとの間の間隔よりも小さいなるようにしてもよい。
路となる。加熱電流回路はスリットを迂回しているので
回路の長さが長くなり、それだけメタル担体のインピー
ダンスは大きくなる。この結果、メタル担体で消費され
る電力は増し、単位時間当りの発熱量は高くなり、メタ
ル担体は短時間で所要の温度に達する。
ル担体では、入側部分が集中的に加熱され、入側部分の
触媒は短時間で作用温度に達する。触媒反応は発熱を伴
うので、入側部分で酸化および還元された排ガスは高温
となり、入側部分に続く部分を加熱する。
メタル担体を実施例として説明する。第1図は本発明の
第1実施例を示しており、半切したメタル担体の斜視図
である。メタル担体11は、円筒状ハニカム12を備え
ている。円筒状ハニカム12は、ステンレス鋼の平箔1
4と波箔15とを重ね合わせ、渦状に巻いて形成される
。平箔14と波箔15とはろう付されている。円筒状ハ
ニカム12には、円筒軸に直角な4本のスリット16〜
19が円筒軸方向にほぼ等しい間隔をおいて切られてい
る。スリット16〜19は一端が開口しており、円筒軸
方向から見たスリット16〜19の形状は第2図に示す
ように割円状をしている。また、隣り合うスリット16
〜19は互いに逆方向に開口している。したがって、円
筒状ハニカム12の、スリット16〜19で区切られた
隣り合う部分は、弓形をした連絡部21でつながってい
る。連絡部21の弓形の高さhは、隣り合うスリット1
6〜19の間隔にほぼ等しい。円筒状ハニカム12の一
端 (第1図の例では上端) は処理ガスの流入部12
a であり、他端は流出部12a である。流入部12
a と第1のスリット16との間、および流出部12b
と第4スリット19との間において、円筒状ハニカム
12の外周面にそれぞれ電極23,24 がろう付され
ている。円筒状ハニカム12を構成する波箔15には、
触媒としてPt/Rh が担持されている。また、両電
極23,24 には端子電圧12v のバッテリ26お
よび電流制御器27が接続されている。電流制御器27
は、電流を制御してメタル担体11に供給する電力を調
節する。円筒状ハニカム12は外筒29に挿入されてお
り、円筒状ハニカム12と外筒29との間には絶縁性セ
ラミックペーパー30が挟み込まれている。
触媒コンバータに組み込まれる。触媒コンバータは、エ
キゾーストマニホルドの排気管 (いずれも図示しない
) に取り付けられる。メタル担体11の平箔14およ
び波箔15自体が加熱電流回路となる。加熱電流回路は
スリット16〜19を迂回するので回路の長さが長くな
り、それだけメタル担体11のインピーダンスは大きく
なる。したがって、メタル担体11で消費される電力は
増し、単位時間当りの発熱量は高くなる。この結果、メ
タル担体11は短時間で所要の温度に達する。
一例について説明する。平箔14および波箔15は20
Cr−5Alステンレス鋼よりなり、厚さは50μm
である。円筒状ハニカム12の直径は 130mmであ
り、長さは90mmである。また、スリットの数は4本
であり、スリット幅は 1mmである。メタル担体11
の抵抗は、30mΩであった。このメタル担体11に端
子電圧12v のバッテリ26を接続し、メタル担体1
1を直接通電加熱した。この結果、10秒後に 400
℃となった。第6図は比較例として試験した従来のメタ
ル担体53を示している。このメタル担体53は、円板
状ハニカム54の中央に電極55が取り付けられている
。電極55と外筒56との間にバッテリ26および電流
制御器27が接続されている。円板状ハニカム54の外
径は80mmであり、厚さは10mmである。端子電圧
を 2v に落してメタル担体53を直接通電加熱した
。この結果、中心電極55の周辺のみが 450℃に加
熱され、外周部寄りは70℃程度にしか加熱されなかっ
た。この実施例は、横断面が大きいメタル担体に適して
いる。
実施例と同様の部材には同一の参照符号を付け、その詳
細な説明は省略する。この実施例では、メタル担体33
の入側寄り約1/3 の部分36に3本のスリット38
,39,40が設けられている。すなわち、第1スリッ
ト38は、メタル担体入側より円筒状ハニカム34の長
さの約1/10の位置に、第2スリット39は約1/6
の位置に、また第3スリット40は約1/3 の位置
にそれぞれ設けられている。したがって、第1スリット
38と第2スリット39との間の間隔は、第2スリット
39と第3スリット40との間の間隔の約2/5 であ
り、かなり狭くなっている。第2実施例のメタル担体3
3では、メタル担体の入側寄り約1/3 の部分36が
集中的に加熱され、入側部分36の触媒は短時間で作用
温度に達する。触媒反応は発熱を伴うので、メタル担体
33の入側部分36で酸化および還元された排ガスは高
温となり、メタル担体33の入側部分36に続く部分を
加熱する。
実施例では、スリット44は円筒状ハニカム42の軸に
沿って切られている。スリット44は、メタル担体41
の入側および出側に交互に開口している。円筒状ハニカ
ム42の外径は 70 mmであり、長さは 125
mm である。このように、この実施例は長さが長いメ
タル担体に適している。
実施例では、角柱状ハニカム48にスリット50が斜め
に切られている。スリット50は、斜め上方および下方
に向かって交互に開口している。角柱状ハニカム48の
断面は一辺 80 mmの正方形であり、長さは 90
mmである。上記第1〜第3実施例では平箔14と波
箔15とを重ね合せ、渦状に巻いて円筒状ハニカムを形
成していたが、この実施例では平箔14と波箔15とを
単に重ね合せて角柱状に形成したものである。
けているので、加熱電流回路が長くなってインピーダン
スは自動車用バッテリなどの電源回路のそれと同程度ま
たはそれ以上に大きくなり、メタル担体の単位時間当り
の発熱量は高くなる。したがって、メタル担体を触媒の
作用温度まで短時間で有効に加熱することができ、エン
ジン始動時における排ガス中のCO,HC,NOx な
どの有害成分の排出を大幅に減少することできる。また
、メタル担体内において不均一な温度分布により生じた
熱ひずみを、スリットは吸収する。この結果、メタル担
体の熱疲労による破壊を防止することができる。
ル担体では、入側部分が集中的に加熱され、入側部分の
触媒は短時間で作用温度に達する。触媒反応熱によって
高温となった排ガスは、メタル担体の入側部分に続く部
分を加熱する。したがって、効率よくメタル担体を加熱
することができる。
タル担体の斜視図である。
。
担体の斜視図である。
担体の斜視図である。
担体の斜視図である。
4,42 円筒状ハニカム 14 平箔 15 波箔 16,17,18,19,38,39,40,44,5
0 スリット23,24,55 電極 26 バッテリ 27 電流制御器 29,56 外筒 30 絶縁性セラミックペーパ 48 角柱状ハニカム 54 円板状ハニカム
Claims (3)
- 【請求項1】 金属平箔と金属波箔とが重ね合されて
接合され、金属平箔と金属波箔とに通電可能に触媒加熱
用電極が取り付けられたメタル担体において、一端が開
口するスリットがこれを迂回する加熱電流回路を形成す
るようにしてメタル担体に切られており、前記加熱電流
回路の両端にそれぞれ電極が接続されていることを特徴
とするガス浄化触媒用メタル担体。 - 【請求項2】 前記スリットがメタル担体のガス流入
側寄りに設けられている請求項1記載のガス浄化触媒用
メタル担体。 - 【請求項3】 ガス流れ方向に直角に延びる少くとも
3本のスリットがガス流れ方向に間隔をおいて設けられ
ており、メタル担体のガス流入側寄りの第1スリットと
これに続く第2スリットとの間の間隔が、第2スリット
とこれに続く第3スリットとの間の間隔よりも小さい請
求項1記載のガス浄化触媒用メタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00092291A JP3152441B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | ガス浄化触媒用メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00092291A JP3152441B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | ガス浄化触媒用メタル担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250855A true JPH04250855A (ja) | 1992-09-07 |
| JP3152441B2 JP3152441B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=11487182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00092291A Expired - Lifetime JP3152441B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | ガス浄化触媒用メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152441B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1357270A3 (en) * | 2002-04-24 | 2004-03-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hydrocarbon trapping device |
| 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 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8876568B2 (en) | 2010-09-14 | 2014-11-04 | Arc'teryx Equipment Inc. | Airbag rescue system |
-
1991
- 1991-01-09 JP JP00092291A patent/JP3152441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1357270A3 (en) * | 2002-04-24 | 2004-03-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hydrocarbon trapping device |
| US7425312B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-09-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hydrocarbon trapping device |
| 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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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3152441B2 (ja) | 2001-04-03 |
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