JPH0451867Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関等から排出される排気ガス
の浄化用触媒を担持する排気ガス浄化用触媒担体
の改良に関するものである。

（従来技術） 従来、排気ガス浄化用触媒の担体として、例え
ば特開昭56−85514号公報に示されるように、金
属製波板と金属製平板とを一体に積層させてなる
金属製担体をロール状に巻くことによりハニカム
状筒体を形成するとともに、上記金属製担体の表
面にアルミナコート層を形成し、このアルミナコ
ート層に白金、ロジウム等の触媒成分を含浸させ
るようにしたものが知られている。上記金属製担
体を使用した触媒では、セラミツク製担体を使用
したものに比べて板厚を小さくすることにより、
開口面積を大きく形成できるという利点がある。
しかし、アルミナコート層を形成する際に、上記
金属製波板と金属製平板との接合部にアルミナコ
ート材が集積し易いコーナ部が形成され、このコ
ーナ部のコート層が厚くなるとともに、これに応
じてコーナ部以外の平面部分のコート層が薄くな
る傾向がある。このため、上記アルミナコート層
に触媒成分を含浸させる際に、アルミナコート層
の薄い平面部分における触媒成分の密度が高くな
り、相近接した触媒成分の粒子が結合して粗大化
するシンタリング現象が生じ、これに伴ない触媒
成分の表面積が減少して、触媒活性が低下すると
いう問題があつた。

（考案の目的） 本考案は上記の問題点を解決するためになされ
たものであり、アルミナコート層の厚みが不均一
になるのを防止し、このアルミナコート層に含浸
される触媒成分の密度が部分的に高くなるのを防
止することができる排気ガス浄化用触媒担体を提
供するものである。

（考案の構成） 本考案は、金属製波板と金属製平板とが交互に
積層され、その表面に触媒成分を含浸させるため
のアルミナコート層が形成されてなる排気ガス浄
化用触媒担体において、上記金属製平板に接合さ
れる金属製波板の頂辺部の一部に切欠部を形成し
て金属製波板と金属製平板との間に間〓を設けた
ものである。

上記の構成によれば、金属製波板の頂辺部と金
属製平板との間にアルミナコート材が集積するこ
とが防止され、金属製担体の表面に形成されるア
ルミナコート層の厚みが均一化されて触媒成分の
密度の片寄りが防止されることとなる。

（実施例） 第１図および第２図は、本考案に係る排気ガス
浄化用触媒担体の実施例を示している。上記担体
は、ステンレス材等からなる金属製波板１と金属
製平板２とにより構成され、これらを一体に重ね
合わせた状態でロール状に巻いて金属製波板１と
金属製平板２とを交互に積層させることにより、
ハニカム状に形成されるようになつている。

上記金属製波板１の山部と谷部に相当する頂辺
部には、両端部３を除いてスリツト状の切欠部４
が形成されている。そして上記金属製波板１は、
頂辺部の両端部３が金属製平板２にろう付け等の
手段で接合されるように構成されている。

上記のように構成された担体は、金属製波板１
の頂辺部に切欠部４が形成されているため、第３
図に示すように、金属製波板１の頂辺部と金属製
平板２との間に間〓が形成され、この部分にアル
ミナコート材の集積部となるコーナ部が形成され
ることが防止され、担体表面に適度な厚さのアル
ミナコート層５が均一に形成される。したがつ
て、上記アルミナコート層５に含浸される白金等
の触媒成分が均一に分散された状態で担持される
こととなる。

上記構成の担体を使用した触媒と、従来の金属
製担体を使用した触媒との性能を比較するために
行なつた排気ガスの浄化ステトについて以下に説
明する。

本考案に係る排気ガス浄化用触媒担体として、
板厚ｔが0.1mmで板幅50mmのステンレス材からな
る金属製波板１と金属製平板２とを使用し、この
金属製波板１は波幅Ｗが２mm、波高さＨが1.2mm、
波角度θが90°の波板状に形成され、かつ上記金
属製波板１の頂辺部には排気ガスの流れ方向に伸
びる幅Ａが0.6mm、長さＢが40mmの切欠部４が形
成されている。そして上記金属製波板１および金
属製平板２をロール状に巻いて容量24c.c.のハニカ
ム状筒体を形成し、これをアルミナ100g、ベー
マイト（水和アルミナ）100g、水250c.c.、硝酸1.2
c.c.の混合物からなるアルミナスラリーに浸漬して
担体表面にアルミナスラリーを付着させた後、余
分なアルミナスラリーを高圧エアーブロー等によ
つて除去し、その後150℃で約30分間乾燥すると
ともに55℃で約1.5時間焼成することにより、担
体上にアルミナコート層５を定着させる。次に所
定量の塩化白金、塩化ロジウムを溶解させてなる
水溶液中に上記担体を浸漬して取出した後、150
℃で約30分間乾燥させ、500℃で約２時間焼成す
ることにより、白金およびロジウムからなる触媒
成分を担持させる。上記アルミナコート層５は担
体に対して21wt％程度の割合で形成され、白金
およびロジウムはそれぞれ1.3g／ｌおよび
0.27g／ｌ程度の割合で担持される。

これに対して従来の触媒としては金属製波板に
切欠部が形成されていない点を除いて上記実施例
に係る触媒と同様に形成されたものを使用した。

そして、上記両触媒に、空燃比14.7、ボリユー
ム24l／minのテストガスを導入してHCガスおよ
びCOガス、NOxガスの浄化テストを行なつた結
果、第４図〜第６図に示すようなデータが得られ
た。なお、上記触媒は、900℃の空気中で50時間
加熱することによりエージングしたものを用い
た。第７図は、触媒入口温度の変化状態を示して
いる。このテスト結果、本考案に係る担体を備え
た触媒は、従来のものに比べて排気ガスの浄化性
能が向上していることがわかる。

上記のように、金属製平板２に接合される金属
製波板１の頂辺部の中央部に切欠部４を形成する
ことにより、この部分にアルミナコート材が集積
するのを防止することができるが、上記頂辺部の
両端部３には第８図に示すように、上記アルミナ
コート材が集積し易いコーナ部Ｃが形成され、こ
のコーナ部Ｃのアルミナコート層５ａが厚くな
り、これに応じて平面部Ｄ，Ｅのアルミナコート
層５ｂが薄くなる傾向がある。このアルミナコー
ト層５の厚みが不均一となるのを防止するため、
第９図に示すように、金属製波板１と金属製平板
２とを予め1000℃程度の空気中で約４時間熱処理
してその表面にアルミナ材のウイスカーを形成し
た後、それぞれ個別にアルミナコート層形成部６
に導入し、このアルミナコート層形成部６におい
てアルミナスラリータンク７内のアルミナスラリ
ーを供給ノズル８により上記金属製波板１と金属
製平板２に吹付けた後、エアーブローノズル９に
より加圧空気を吹付けて余分なアルミナスラリー
を除去する。次いで、乾燥部１０において約150
℃〜200℃のホツトエアを上記金属製波板１およ
び金属製平板２に吹付けて予備加熱した後、接合
部１１において金属製波板と金属製平板２とを一
体化させるとともに、巻付け部１２においてこれ
らをロール状に巻付けることによりハニカム状筒
体を形成する。

そして、上記ハニカム状筒体が所定の直径にな
つた時点で上記金属製波板１および金属製平板２
を切断し、これを500℃で約１時間焼成した後、
所定量の触媒成分をアルミナコート層に含浸させ
て担持させる。

このように、上記金属製波板１と金属製平板２
とを交互に積層させて接合する前に、上記アルミ
ナコート層を形成するようにした場合には、上記
接合部にアルミナコート材が集積するのを確実に
防止できるという利点がある。

なお、上記金属製波板１と金属製平板２とをロ
ール状に巻付ける際に、第１０図に示すように巻
付け始端部に上方に突出する巻芯部１３を設け、
この巻芯部１３を中心に金属製波板１および金属
製平板２を巻付けることにより担体１４を構成し
てもよい。この構成では、第１１図に示すように
上記巻芯部１３の先端部を触媒ケース１５の壁面
に固着した状態で触媒担体１４を設置することが
できるため、上記金属製波板１と金属製平板２と
の接合部が排気ガスの熱および振動等によつて剥
離した場合においても、上記金属製波板１および
金属製平板２が軸方向に移動することを防止で
き、安定した設置状態を得ることができる。

また、触媒担体の全体を金属材で形成した場合
には、担体の熱伝導度が良好であるために触媒全
体を早期に温度上昇させることができ、ウオーム
アツプ性能が優れている反面、蓄熱性が低いため
に排気ガスの温度が低下すると冷却し易く、触媒
性能が悪化する傾向がある。このため、第１２図
に示すように、外周部に金属性波板１と金属性平
板２とが交互に積層されてなる金属製担体１６を
設けるとともに、その内部にハニカム状のセラミ
ツク製担体１７を設けた構造とし、上記金属製担
体１６を設けることによつてウオームアツプ性能
を確保するとともに、セラミツク製担体１７を設
けることによつて蓄熱部を形成し、排気ガスの温
度が一時的に低下した場合でも触媒性能が悪化す
ることのないように構成することが望ましい。

上記セラミツク製全体を１７からなる蓄熱部を
設けた触媒と、担体全体を金属材で形成した触媒
との性能を比較するために行なつた排気ガスの浄
化テストについて以下に説明する。なお、蓄熱部
を備えた本実施例に係る排気ガス浄化用触媒担体
として、金属製担体１６とセラミツク製担体１７
からなる担体の全断面積S₁に対するセラミツク製
担体１７部の断面積S₂の比率Ｒが16％のものを使
用した。また、担体に保持される触媒成分は、白
金とロジウムが５対１の比率で混合されたものを
使用し、これを担体に対して1.0g／ｌの割合で担
持させるようにした。

そして、上記蓄熱部を備えた担体を使用した触
媒と、蓄熱部のない担体を使用した触媒とに、空
燃比14.5、空間速度60000H^-1のテストガスを導
入してHCガス、COガス、NOxガスの浄化テス
トを行なつた結果、第１３図〜第１５図に示すよ
うなデータが得られた。このテストの結果、上記
セラミツク製担体１７からなる蓄熱部を設けるこ
とにより、第１６図に示す触媒入口温度が比較的
低い領域において排気ガスの浄化性能が向上して
いることがわかる。なお、上記テストガスの空間
速度は、触媒の容量に対し何倍の容量のガスが触
媒を通過したかを表わすものである。

また、担体の全断面積S₁に対するセラミツク製
担体１７部の断面積S₂の比率Ｒの適正値を選択す
るために、上記比率Ｒを種々変化させて排気ガス
の浄化テストを行ない、テストを開始して５分後
のHCガスの浄化率を測定した結果、第１７図に
示すようなデータが得られた。このテストの結
果、上記比率Ｒが16〜35％程度の領域で排気ガス
の浄化性能が向上することが確認された。

（考案の効果） 以上説明したように本考案は、担体を構成する
金属製平板に接合される金属製波板の頂辺部の一
部に切欠部を形成し、上記金属製平板の頂辺部と
金属製波板との間に間〓を設けたため、この部分
にアルミナコート層を形成するコート材が集積す
るのを防止し、担体表面に適度な厚さのアルミナ
コート層を均一に形成することができる。したが
つて、上記アルミナコート層に含浸される触媒成
分が均一に分散され、シンタリング現象の発生が
防止されるために触媒性能を良好状態に維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る排気ガス浄化用触媒担体
の実施例を示す部分拡大斜視図、第２図は上記担
体の全体構成を示す斜視図、第３図は担体の軸方
向中央部の断面図、第４図〜第６図はそれぞれ上
記担体を備えた触媒の排気ガス浄化性能テストの
結果を示すグラフ、第７図は上記テスト時の触媒
入口温度を示すグラフ、第８図は担体の軸方向両
端部の断面図、第９図は上記担体の製造装置の実
施例を示す斜視図、第１０図は本考案の別の実施
例を示す斜視図、第１１図はその取付状態を示す
断面図、第１２図は本考案のさらに別の実施例を
示す斜視図、第１３図〜第１６図はその性能テス
トの結果を示すグラフ、第１７図は金属製担体と
セラミツク製担体の比率を変化させた場合のHC
ガス浄化率を示すグラフである。 １……金属製波板、２……金属製平板、４……
切欠部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属製波板と金属製平板とが交互に積層され、
   その表面に触媒成分を含浸させるためのアルミナ
   コート層が形成されてなる排気ガス浄化用触媒担
   体において、上記金属製平板に接合される金属製
   波板の頂辺部の一部に切欠部を形成して金属製波
   板と金属製平板との間に間〓を設けたことを特徴
   とする排気ガス浄化用触媒担体。