JPH07163889A - 自動車等の排ガス触媒コンバータ - Google Patents

自動車等の排ガス触媒コンバータ

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Abstract

(57)【要約】 【目的】可撓性を有し、かつ排ガスの流れを均一に保持
し得る排ガス触媒コンバータを提供する。 【構成】素材に触媒作用を起こすための配列された基部
１０を備えた排ガス触媒コンバータ１は平行な溝を備え
た層１３を有する。層１３は排ガスの本流方向１５に対
しほぼ平行である。本流方向１５に沿った基部１０の断
面は少なくとも部分的に可変的な形状を呈する。溝は本
流方向１５に対し約１０〜７０度の角度をなし、隣接層
１３における溝は互いに開放され、かつ交差する。排ガ
ス触媒コンバータ１はその形状が狭い空間条件に適合す
ることを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスの本流方向にほ
ぼ平行な平行溝の層を備えた触媒材のための配列基部を
有する排ガス触媒コンバータ、並びにこのような装置の
自動車への利用、又は触媒による後燃えのための固定装
置としての利用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】排ガス触媒コンバータは例えば、自動車
の排ガス機構に組み込まれた部品であり、同コンバータ
内において触媒による後燃えが生じる。後燃えによって
汚染物質、即ち一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物は
分解、つまり二酸化炭素、窒素及び水に変換される。後
燃えは多大に損失することなく常温始動中に排ガスの暖
気物を利用するために、エンジンにできる限り接近して
実施すべきであって、できる限り短い暖機相の後に運用
温度（２５０〜７５０℃）に達する。周知のように、後
燃えの利点につき、排ガス触媒コンバータのデザインは
いわゆるモノリスであって、セラミック基板はハニカム
構造となっている。このハニカム構造は複数の平行な溝
によって形成されている。全ての溝は同一長を有さねば
ならないため、ハニカム構造はほぼ円筒形状を呈し、即
ちハニカム構造の断面は全長に渡って同一寸法及び同一
形状を有する。
【０００３】自動車用エンジンに近接する空間は限られ
ているため、周知のデザインの排ガス触媒コンバータを
排ガス機構に対して構造上理想とされる状態に組み込む
のは通常可能ではない。より良好な組込みを可能とする
ような手段が存在するか否かという疑問が生じる。本発
明はそうした手段が実際に存在すると認識することに基
づき、即ち周知の装置よりも可撓的な排ガス触媒コンバ
ータを設計可能であるか否かという認識に基づく。触媒
コンバータをより可撓的に形成することによって、例え
ば、エンジンの近接部に所定の障害物がある場合、触媒
コンバータがエンジンからの排ガス通路のアウトレット
に近接して固定され得るように形成可能となろう。
【０００４】本発明による触媒コンバータは断面形状が
可変であるため、基部には均一でない流れの場が確定さ
れている。このこと自体は周知の排ガス触媒コンバータ
において多大に不利な点となる。互いに開き、かつ互い
に交差している溝を備えた溝機構の特別なデザインの点
から（欧州特許出願公開第０４３３２３３号参照）、断
面を横切ってガスの流れは徹底的に混合され、不均一な
流れの結果である密度及び温度上の相違は絶え間なく均
一にされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであって、その目的は、可
撓性を有し、かつ排ガスの流れを均一に保持し得る排ガ
ス触媒コンバータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】排ガスの本流方向に沿っ
た基部の断面は少なくとも部分的に可変形状を呈し、溝
は本流方向に対し１０〜７０度の角度をなし、隣接した
層の溝は互いに開き、かつ互いに交差する。
【０００７】
【作用】触媒コンバータは断面形状が可変であるため、
基部には均一でない流れの場が確定されている。このこ
と自体は周知の排ガス触媒コンバータにおいて多大に不
利な点となる。互いに開き、かつ互いに交差している溝
を通過したガスの流れは断面を横切って徹底的に混合さ
れ、不均一な流れの結果である密度及び温度上の相違は
絶え間なく均一にされる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図５に従って説明する。図１に示す排ガス触媒コンバー
タ１は基部１０及びハウジング４０を備えている。矢印
２に示す清浄前のガスはポート２０より触媒コンバータ
１内へ進入する。基部１０は複数のセグメント、即ち交
互に並ぶセグメントＳＨ，ＳＶに分割されている。セグ
メントは、排ガスの本流方向１５にほぼ平行な層１３を
形成する波形金属シート（Ｂｌｅｃｈ）又はホイル１
１，１２から可撓的に形成されている。シート１１の波
形は本流方向１５に対し１０〜７０度の角度をなす平行
溝を両側に設けている。矢印１４はそのような溝の１つ
を介する流れの方向を示している。隣接する２個の層１
３の溝は互いに開放され、交差している。層１３はセグ
メントＳＶにおいて垂直方向に、セグメントＳＨにおい
て水平方向に延びている。
【０００９】図２に示す触媒コンバータは図１に示す触
媒コンバータよりも遥かに単純な形状を呈し、６つのセ
グメントＳＨ及びＳＶを有する。インレットポート２０
における領域４２のセグメント及びアウトレットポート
３０における領域４３のセグメントは角錐台形状を呈
し、中央部４５においてはセグメントは立方形である。
矢印３は清浄後の排ガスのアウトレットにおける流れを
示している。
【００１０】図３〜５において、障害物５１，５２を有
する所定の空間５０に対し、本発明における触媒コンバ
ータを設計する仮想例が示されている。空間５０は頂点
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを有する立方形によっ
て規定されている。頂点Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈにて規定される
平面の背面には清浄前の排ガスのためのインレットポー
ト２０が配置されることになる。インレットポート２０
の位置は一点鎖線による円２１によって示されている。
円３１は正面側におけるアウトレットポート３０の位置
を示している。図４は図５におけるＩＶ−ＩＶ線に沿っ
た触媒コンバータの断面図である。図５は図４における
Ｖ−Ｖ線に沿った断面図である。基部１０は４つの立方
形セグメントＳＨ及びＳＶからなっている。矢１４はこ
こでも溝を介する流れの方向を示している。
【００１１】実施例において、層１３は波形の、即ち千
鳥形に折り返された金属性フォイル形の素材からなって
いるものとする。しかし、基部１０を押出し成形された
セラミック材から製作することも可能である（欧州特許
第０４４４１７２号を参照）。混合形態も理論上可能で
あって、セグメントの一部はセラミック材であり、他の
セグメントは金属であってもよい。基部１０の壁は、例
えば丸穴のような開口を有することも可能である。ＰＣ
Ｔ第９０／１０４９７号から周知であるように、比較的
大きな菱形開口が用いられると、基部１０は渦パッキン
形態を呈する。そのような渦パッキンにおいて、溝機構
は本流方向１５に交差して全方向への流れを許容し、優
れた混合能力を有するため、基部１０がセグメントに分
割されていない時でも悪影響を及ぼすことはない。
【００１２】図１に示す基部１０において、混合能力は
異方性に基づく。従って、セグメントに分割し、隣接し
たセグメントの層１３を本流方向１５に対し垂直に、異
なるように方向づけることが有利である。特に、隣接し
たセグメントＳＨ及びＳＶは互いに９０度の角度に配置
された方向に延びるようにする。
【００１３】基部１０の壁は特徴的な表面を増大させる
ことによって触媒活性を向上させるために微細構造であ
ると有利である。この意味で、表面構造は薄め塗膜の形
状であるのがよい。
【００１４】触媒コンバータ１は断面形状が可変である
ため、基部１０には均一でない流れの場が確定されてい
る。このこと自体は周知の排ガス触媒コンバータにおい
て多大に不利な点となる。互いに開き、かつ互いに交差
している溝を通過したガスの流れは断面を横切って徹底
的に混合され、不均一な流れの結果である密度及び温度
上の相違は絶え間なく均一にされる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
排ガス触媒コンバータが可撓性を有し、かつ排ガスの流
れを均一に保持するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による触媒コンバータの部分断面図で
ある。
【図２】 本発明による触媒コンバータの第２実施例の
斜視図である。
【図３】 触媒コンバータが障害物を備えた立方形空間
に配置された状態を示す斜視図である。
【図４】 図３の平断面図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線における縦断面図である。
【符号の説明】
１…排ガス触媒コンバータ、１０…基部、１３…層、１
５…本流方向。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排ガスの本流方向（１５）にほぼ平行な
    平行溝の層（１３）を備えた触媒材のための配列基部
    （１０）を有する排ガス触媒コンバータにおいて、 本流方向（１５）に沿った基部（１０）の断面は少なく
    とも部分的に可変的な形状を呈し、溝は本流方向（１
    ５）に対し１０〜７０度の角度をなし、隣接した層（１
    ３）の溝は互いに開き、かつ互いに交差することを特徴
    とする排ガス触媒コンバータ。
  2. 【請求項２】 前記基部（１０）は本流方向（１５）に
    沿って少なくとも２つのセグメント（ＳＨ，ＳＶ）に分
    割され、隣接したセグメントの層（１３）は本流方向
    （１５）に交差して異なる方向を有することを特徴とす
    る請求項１に記載の排ガス触媒コンバータ。
  3. 【請求項３】 前記隣接セグメント層（１３）は互いに
    ９０度の角度にて配置された方向に延びることを特徴と
    する請求項２に記載の排ガス触媒コンバータ。
  4. 【請求項４】 前記層（１３）は波形又は千鳥形に折り
    返された、少なくとも部分的に金属性フォイル状の素材
    から製作されることを特徴とする請求項１乃至３のいず
    れか１項に記載の排ガス触媒コンバータ。
  5. 【請求項５】 前記フォイル状の素材において開口が設
    けられることを特徴とする請求項４に記載の排ガス触媒
    コンバータ。
  6. 【請求項６】 前記開口の点から基部（１０）は渦パッ
    キンを形成することを特徴とする請求項５に記載の排ガ
    ス触媒コンバータ。
  7. 【請求項７】 前記基部（１０）は少なくとも部分的に
    押出し成形されたセラミック材から製作されることを特
    徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排ガス
    触媒コンバータ。
  8. 【請求項８】 前記基部（１０）の壁は微細構造である
    ため、触媒活性に関して特徴的な表面が増大することを
    特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の排ガ
    ス触媒コンバータ。
  9. 【請求項９】 前記表面構造は薄め塗膜の形状を呈する
    ことを特徴とする請求項８に記載の排ガス触媒コンバー
    タ。
  10. 【請求項１０】 自動車からの排ガスの汚染物質を分解
    するための請求項１乃至９のいずれか１項に記載の排ガ
    ス触媒コンバータの使用方法。
  11. 【請求項１１】 触媒による後燃えのための固定装置と
    しての請求項１乃至９のいずれか１項に記載の排ガス触
    媒コンバータの使用方法。
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