JPH0430333Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案のモノリス触媒コンバータは、内燃機関
から排出される排気ガス中の有害成分を、触媒に
よつて反応させて浄化するモノリス触媒コンバー
タに関するものである。

（従来の技術） 内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分
を浄化する触媒コンバーターシステムのうち、エ
ンジン始動時の浄化を重視する場合には、エンジ
ンの近い前側に小型のプレコンバーターを、その
後に大型のメインコンバーターを配設する設計が
従来から用いられている。

この前側に使用されるプレコンバーターは、エ
ンジン始動時触媒の温度を常温からいかに短時間
に活性温度まで上昇させるかが技術上のポイント
で、従来小型で重量が軽く熱容量の小さいモノリ
ス触媒が使用されている。

（考案が解決しようとする問題点） 従来用いられているモノリス触媒は、断面形状
が円または楕円の柱状で、その両断面は平板状で
ある。この場合、触媒はどうしても全体的に暖め
られる傾向となり、触媒活性温度までの到達時間
には限界があることは免れない。

（問題点を解決するための手段） 本考案のモノリス触媒コンバータは、上記のよ
うな問題点をなくするためになされたもので、押
出機で押出された一体型のハニカム構造であつ
て、外形が錐形で内側に錐形の凹部を有するモノ
リス触媒の頂部を気流の上流側に向けて配置して
触媒容器中に収容されていることを必須の構成と
するものである。

錐形の形状は、円錐形でも角錐形でも良く、截
頭錐形でも良い。また錐形の頂部と底面の間の稜
線に膨らみまたは、へこみがあつても良い。

２つの錐形で囲まれるモノリス触媒の厚みはモ
ノリス触媒を通過する排気ガス流量を予定して、
所望の流量分布になるような厚みに設計し製作す
る。

（作用） 管内を流れる流体は、流体工学から知られてい
るように、流体の粘性により管壁に近い部分は流
速が遅く、軸線の部分は流速が早くて、軸線を中
心としてほう物線を描く。

錐形の頂部が気流上流側にあるので、ガスは先
ずこの頂部から通過しはじめるため、頂部は局部
的に極めて短時間に、触媒活性温度まで加熱さ
れ、触媒による酸化発熱反応により発熱し、相乗
的にその周辺の温度を上昇させ、短時間に触媒全
体を活性温度まで到達させることになる。

（実施例） つぎに、本考案のモノリス触媒コンバータを図
面を用いて説明する。

実施例 １ 第１図に示すものは、外形が略錐形で、内側に
錐形の凹部を有するモノリス触媒の頂部を排ガス
流の上流側に向けて配置したものであつて、コー
ジライト系磁器組成に原料を配合した素地を押出
機でハニカム構造の形状に押出し、乾燥、焼成し
て直径100mm、全長100mmの触媒担体を頂部平面直
径10mm、排ガス流の上流側から60mmの位置で直径
90mmの点を結ぶ直線状に加工し、排ガス流下流側
端面直径90mm深さ40mmにえぐり加工し触媒体を得
た。この担体のセル密度は１平方インチあたり
300個である。このモノリス触媒担体にアルミナ
スラリーをコーテイングし、白金およびロジウム
を担持させ、これを触媒容器に酸性部材を挟さん
で収容し、図中に矢印で示すような方向に排ガス
を流し、内燃機関の排気ガスの浄化試験を行つた
ところ、冷間始動時には、ガス上流側から温度が
上昇し、ガス上流側のモノリス触媒の周辺部の温
度の上昇とともにガス下流側のモノリス触媒前全
面から温度上昇が始まり、続いて後面まで温度が
上昇した。出口側端面外周が300℃に達する時間
は45秒であつた。

比較例 １ 比較例として、実施例１と同じ材質で前端部の
外形が実施例１と同じく略錐形で、後端部が従来
の円筒形と同じく平面で、錐形の台となる円筒形
の部分の高さが29mmで、その台の部分にのる切頭
円錐の切頭面の直径が10mm高さが60mmの錐形部分
が円筒形台部分と合体した形状で、体積が実施例
１と同一体積のモノリス触媒を製作し、その略錐
形の頂部を排ガス流の上流側に向けて配置したも
のの浄化試験を行なつた。

この比較例１においては、出口側端面外周が
300℃に達する時間は60秒であつた。

比較例 ２ 実施例１のモノリス触媒と同じ材質で両端面が平
面の全長51mmの実施例１と同一体積である従来の
円筒形のモノリス触媒を製作し、浄化試験を行な
つたところ、出口側端面外周が300℃に達する時
間は１分25秒であつた。

以上の実施例１、比較例１および比較例２のモ
ノリス触媒コンバーターにおける温度上昇試験に
よれば、本考案によるモノリス触媒コンバーター
の温度上昇時間が早く、優れていることが分る。
なお、比較例１の場合は、下流側端面が平面であ
るため、中心部付近の排ガス流速が遅くなり、頂
部の局部的加熱が実施例のものに比べて遅れたと
考えられる。

（考案の効果） 本考案のモノリス触媒コンバータにおいては、
触媒容器に収容するモノリス触媒を外形が錐形で
内側に錐形の凹部を有するものとしたから、錐形
の頂部が気流上流側にあるから、ガスは先ずこの
頂部から通過してモノリス触媒を加熱しはじめ、
頂部が触媒活性温度に達すれば酸化反応により発
熱し、排ガスによる熱伝達および熱伝導によりそ
の周辺の温度が上昇し、その周辺の酸化反応が進
み、その酸化反応が進むことにより、さらにその
外周の酸化反応が進行することとなる。また、上
流側の頂部に当たつて加熱された排ガスは、錐形
テーパーに沿つて熱を外周部へ伝達し、相乗的に
触媒の温度上昇を促進させる。

このような作用をする本考案のモノリス触媒コ
ンバータは、内燃機関で発生しコンバータを通過
する有害成分を含むガスを、エンジン始動時から
いちはやく浄化させることができることから、内
燃機関の排気ガスの浄化用として広く利用するこ
とができるので、排気ガスの浄化により民生の向
上に期することができ、ひいては産業の発達に寄
与するところ極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はモノリス触媒の頂部を気流の上流側に
向けて配置した実施例を示す説明図、第２図、第
３図および第４図は本考案のモノリス触媒の別の
実施例形状を示す説明図である。 １……モノリス触媒、２……触媒容器、３……
弾性部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 押出機で押出された一体型のハニカム構造であ
   つて、外形が錐形で内側に錐形の凹部を有するモ
   ノリス触媒の頂部を気流の上流側に向けて配置し
   て触媒容器中に収容されていることを特徴とする
   モノリス触媒コンバータ。