JPH07279652A - 排気ガス浄化用触媒装置 - Google Patents
排気ガス浄化用触媒装置Info
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- JPH07279652A JPH07279652A JP6075947A JP7594794A JPH07279652A JP H07279652 A JPH07279652 A JP H07279652A JP 6075947 A JP6075947 A JP 6075947A JP 7594794 A JP7594794 A JP 7594794A JP H07279652 A JPH07279652 A JP H07279652A
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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- 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
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- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
- F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
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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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関の低温再始動時における排気ガス浄
化性能の向上を図る。 【構成】 排気ガス上流側に配置される第１の触媒部材
６の容量を下流側の第２の触媒部材７の容量よりも小さ
くし、第１の触媒部材６の上流側に排気ガスの流れを中
心部から外周側に偏流させる偏流部材８を設置する。前
記第１の触媒部材６のうち、前記偏流部材８で偏流され
た排気ガスが流入する領域Ａに、ハニカム構造の通路１
０ｃ相互を排気ガスが通過できるように穴１０ｄとルー
バ１０ｅとを設け、この穴１０ｄとルーバ１０ｅとによ
り排気ガスを第１の触媒部材６内で拡散し、触媒と排気
ガスとの接触面積を増大して、触媒の活性化の促進を図
る。
化性能の向上を図る。 【構成】 排気ガス上流側に配置される第１の触媒部材
６の容量を下流側の第２の触媒部材７の容量よりも小さ
くし、第１の触媒部材６の上流側に排気ガスの流れを中
心部から外周側に偏流させる偏流部材８を設置する。前
記第１の触媒部材６のうち、前記偏流部材８で偏流され
た排気ガスが流入する領域Ａに、ハニカム構造の通路１
０ｃ相互を排気ガスが通過できるように穴１０ｄとルー
バ１０ｅとを設け、この穴１０ｄとルーバ１０ｅとによ
り排気ガスを第１の触媒部材６内で拡散し、触媒と排気
ガスとの接触面積を増大して、触媒の活性化の促進を図
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化用触媒装置
に関するもので、例えば自動車用内燃機関に用いて好適
なものである。
に関するもので、例えば自動車用内燃機関に用いて好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の触媒装置は、図９に示す
ごとき構成であって、触媒を担持したハニカム構造の金
属製触媒担体Ｃを金属製外筒Ｓ内にろう付け、レーザ溶
接等の方法で固定するものであって、Ｇは排気ガスの流
れを示す。
ごとき構成であって、触媒を担持したハニカム構造の金
属製触媒担体Ｃを金属製外筒Ｓ内にろう付け、レーザ溶
接等の方法で固定するものであって、Ｇは排気ガスの流
れを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
運転を停止した後、ある程度の時間経過後に、内燃機関
を再始動すると、触媒装置の温度が周囲温度付近まで低
下しているので、内燃機関再始動後、触媒活性化温度に
達するまでに時間がかかり、内燃機関再始動時における
排気ガス浄化性能が低下するという問題がある。
運転を停止した後、ある程度の時間経過後に、内燃機関
を再始動すると、触媒装置の温度が周囲温度付近まで低
下しているので、内燃機関再始動後、触媒活性化温度に
達するまでに時間がかかり、内燃機関再始動時における
排気ガス浄化性能が低下するという問題がある。
【０００４】特に、触媒担体が金属製の場合は、熱伝導
性がよいので、内燃機関停止後に短時間で温度が触媒活
性化温度より低い温度まで低下するので、上記再始動時
における排気ガス浄化性能の低下がより顕著となる。
性がよいので、内燃機関停止後に短時間で温度が触媒活
性化温度より低い温度まで低下するので、上記再始動時
における排気ガス浄化性能の低下がより顕著となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１記載の発明は、排気ガス通路の上流
側に設置され、容量の小さい第１の触媒手段と、この第
１の触媒手段の下流側に設置され、この第１の触媒手段
より容量の大きい第２の触媒手段と、前記第１の触媒手
段の上流側に設置され、前記第１の触媒手段の中心部に
流入しようとする排気ガスの流れを中心部から外周側に
偏流させる偏流手段と、を備えるという技術的手段を採
用する。
するため、請求項１記載の発明は、排気ガス通路の上流
側に設置され、容量の小さい第１の触媒手段と、この第
１の触媒手段の下流側に設置され、この第１の触媒手段
より容量の大きい第２の触媒手段と、前記第１の触媒手
段の上流側に設置され、前記第１の触媒手段の中心部に
流入しようとする排気ガスの流れを中心部から外周側に
偏流させる偏流手段と、を備えるという技術的手段を採
用する。
【０００６】また、請求項２記載の発明は、前記第１の
触媒手段及び第２の触媒手段が、金属製の触媒担体とこ
の触媒担体に担持された触媒からなるという技術的手段
を採用する。また、請求項３記載の発明は、前記第１の
触媒手段及び第２の触媒手段が、セラミック製の触媒担
体とこの触媒担体に担持された触媒からなるという技術
的手段を採用する。
触媒手段及び第２の触媒手段が、金属製の触媒担体とこ
の触媒担体に担持された触媒からなるという技術的手段
を採用する。また、請求項３記載の発明は、前記第１の
触媒手段及び第２の触媒手段が、セラミック製の触媒担
体とこの触媒担体に担持された触媒からなるという技術
的手段を採用する。
【０００７】また、請求項４記載の発明は、前記偏流手
段が、前記第１の触媒手段に一体に固定されているとい
う技術的手段を採用する。また、請求項５記載の発明
は、前記偏流手段及び前記第１の触媒手段がともに金属
製であり、この両手段が一体に固定されているという技
術的手段を採用する。
段が、前記第１の触媒手段に一体に固定されているとい
う技術的手段を採用する。また、請求項５記載の発明
は、前記偏流手段及び前記第１の触媒手段がともに金属
製であり、この両手段が一体に固定されているという技
術的手段を採用する。
【０００８】また、請求項６記載の発明は、前記第１の
触媒手段が、排気ガス流れ方向に平行な多数の独立した
通路を有するハニカム構造に形成されており、前記第１
の触媒手段のうち、前記偏流手段によって偏流された排
気ガスの流れを受ける部位に、前記ハニカム構造の通路
相互間で気流が通過できる連通手段を備えるという技術
的手段を採用する。
触媒手段が、排気ガス流れ方向に平行な多数の独立した
通路を有するハニカム構造に形成されており、前記第１
の触媒手段のうち、前記偏流手段によって偏流された排
気ガスの流れを受ける部位に、前記ハニカム構造の通路
相互間で気流が通過できる連通手段を備えるという技術
的手段を採用する。
【０００９】また、請求項７記載の発明は、前記連通手
段が、前記ハニカム構造の通路の壁部に開けられた穴
と、この穴を通過する気流を案内するルーバとから構成
されているという技術的手段を採用する。また、請求項
８記載の発明は、前記偏流手段が、前記第１の触媒手段
の上流側において排気ガス流の中心部に、円錐形状の先
端が上流側に向くように設置された円錐状部材からなる
という技術的手段を採用する。
段が、前記ハニカム構造の通路の壁部に開けられた穴
と、この穴を通過する気流を案内するルーバとから構成
されているという技術的手段を採用する。また、請求項
８記載の発明は、前記偏流手段が、前記第１の触媒手段
の上流側において排気ガス流の中心部に、円錐形状の先
端が上流側に向くように設置された円錐状部材からなる
という技術的手段を採用する。
【００１０】また、請求項９記載の発明は、前記偏流手
段が、前記第１の触媒手段の上流側において排気ガス流
の中心部に位置する小径部が上流側に向くように設置さ
れた先細り円筒状部材からなるという技術的手段を採用
する。また、請求項１０記載の発明は、前記第１の触媒
手段の容量が、前記第２の触媒手段の容量の５０％以下
であるという技術的手段を採用する。
段が、前記第１の触媒手段の上流側において排気ガス流
の中心部に位置する小径部が上流側に向くように設置さ
れた先細り円筒状部材からなるという技術的手段を採用
する。また、請求項１０記載の発明は、前記第１の触媒
手段の容量が、前記第２の触媒手段の容量の５０％以下
であるという技術的手段を採用する。
【００１１】
【発明の作用効果】請求項１記載の発明によれば、上記
技術的手段を有しているため、排気ガス流の上流側に位
置する第１の触媒手段の容量が小さく、熱容量が小さ
い。しかも、これに加え排気ガス通路の中心部に集中す
る傾向にある排気ガスの流れを偏流手段により第１の触
媒手段の外周側に偏流、拡散することができる。その結
果、熱容量が小さく、昇温しやすい第１の触媒手段を、
その外周側まで拡散した排気ガスからの伝熱、及び排気
ガスと触媒との反応熱により、短時間のうちに速やかに
触媒活性化温度まで上昇させることができ、内燃機関再
始動時における排気ガス浄化性能を効果的に向上でき
る。
技術的手段を有しているため、排気ガス流の上流側に位
置する第１の触媒手段の容量が小さく、熱容量が小さ
い。しかも、これに加え排気ガス通路の中心部に集中す
る傾向にある排気ガスの流れを偏流手段により第１の触
媒手段の外周側に偏流、拡散することができる。その結
果、熱容量が小さく、昇温しやすい第１の触媒手段を、
その外周側まで拡散した排気ガスからの伝熱、及び排気
ガスと触媒との反応熱により、短時間のうちに速やかに
触媒活性化温度まで上昇させることができ、内燃機関再
始動時における排気ガス浄化性能を効果的に向上でき
る。
【００１２】ここで、機関始動直後の暖機運転時には、
一般に機関回転数が低く、排気ガス流量が少ないので、
容量の小さい第１の触媒手段の浄化作用によって排気浄
化能力を満足できる。一方、暖機運転時の間に容量の大
きい第２の触媒手段の温度も活性化温度まで上昇するの
で、暖機運転終了後の通常運転時には第１、第２の触媒
手段の浄化作用の組合せによって排気ガスの浄化を充分
行うことができる。
一般に機関回転数が低く、排気ガス流量が少ないので、
容量の小さい第１の触媒手段の浄化作用によって排気浄
化能力を満足できる。一方、暖機運転時の間に容量の大
きい第２の触媒手段の温度も活性化温度まで上昇するの
で、暖機運転終了後の通常運転時には第１、第２の触媒
手段の浄化作用の組合せによって排気ガスの浄化を充分
行うことができる。
【００１３】請求項２記載の発明によれば、上記第１、
第２の触媒手段の触媒担体を金属製としているから、請
求項１記載の発明による上記効果が得られると同時に、
触媒装置の耐振性等を向上できる。請求項３記載の発明
によれば、上記第１、第２の触媒手段の触媒担体をセラ
ミック製としているから、請求項１記載の発明による上
記効果が得られると同時に、触媒装置の高温耐熱性等を
向上できる。
第２の触媒手段の触媒担体を金属製としているから、請
求項１記載の発明による上記効果が得られると同時に、
触媒装置の耐振性等を向上できる。請求項３記載の発明
によれば、上記第１、第２の触媒手段の触媒担体をセラ
ミック製としているから、請求項１記載の発明による上
記効果が得られると同時に、触媒装置の高温耐熱性等を
向上できる。
【００１４】請求項４記載の発明によれば、上記偏流手
段を第１の触媒手段に一体に固定しているから、この両
手段を一体にして同時に排気ガス通路内に組付けること
ができ、組付作業性を向上できる。請求項５記載の発明
によれば、上記請求項４記載の発明の効果に加え、上記
偏流手段と第１の触媒手段とを金属製として、強固に結
合できるので、耐振性等を向上できる。
段を第１の触媒手段に一体に固定しているから、この両
手段を一体にして同時に排気ガス通路内に組付けること
ができ、組付作業性を向上できる。請求項５記載の発明
によれば、上記請求項４記載の発明の効果に加え、上記
偏流手段と第１の触媒手段とを金属製として、強固に結
合できるので、耐振性等を向上できる。
【００１５】請求項６記載の発明によれば、上記偏流手
段によって偏流された排気ガスの流れが、第１の触媒手
段のハニカム構造に設けた連通手段によりハニカム構造
の通路相互間を通過して、ハニカム構造内を容易に拡散
でき、排気ガスと触媒との接触面積を増加でき、その結
果触媒担体が冷えている状態でも触媒の活性化が促進さ
れ、低温時の浄化能力をより一層向上できる。
段によって偏流された排気ガスの流れが、第１の触媒手
段のハニカム構造に設けた連通手段によりハニカム構造
の通路相互間を通過して、ハニカム構造内を容易に拡散
でき、排気ガスと触媒との接触面積を増加でき、その結
果触媒担体が冷えている状態でも触媒の活性化が促進さ
れ、低温時の浄化能力をより一層向上できる。
【００１６】請求項７記載の発明によれば、上記連通手
段を、ハニカム構造の通路壁部に設けた穴と、この穴を
通過する気流を案内するルーバとから構成しているか
ら、上記請求項６記載の発明における排気ガスのハニカ
ム構造への拡散効果をより効果的に発揮できる。請求項
８または請求項９記載の発明によれば、上記偏流手段
を、円錐状部材または先細り円筒状部材で構成して、排
気ガス通路の中心部から排気ガスをスムーズに外周側へ
偏流、拡散させることができる。
段を、ハニカム構造の通路壁部に設けた穴と、この穴を
通過する気流を案内するルーバとから構成しているか
ら、上記請求項６記載の発明における排気ガスのハニカ
ム構造への拡散効果をより効果的に発揮できる。請求項
８または請求項９記載の発明によれば、上記偏流手段
を、円錐状部材または先細り円筒状部材で構成して、排
気ガス通路の中心部から排気ガスをスムーズに外周側へ
偏流、拡散させることができる。
【００１７】請求項１０記載の発明によれば、上記第１
の触媒手段の容量を、前記第２の触媒手段の容量の５０
％以下とすることにより、低温始動時における第１の触
媒手段の活性化をより一層速めることができる。
の触媒手段の容量を、前記第２の触媒手段の容量の５０
％以下とすることにより、低温始動時における第１の触
媒手段の活性化をより一層速めることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１〜図６は自動車用内燃機関に本発明装置を適
用した第１実施例を示すもので、図４において、１は自
動車用内燃機関、２はその排気マニホルド、３は排気
管、４は排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサで
ある。
する。図１〜図６は自動車用内燃機関に本発明装置を適
用した第１実施例を示すもので、図４において、１は自
動車用内燃機関、２はその排気マニホルド、３は排気
管、４は排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサで
ある。
【００１９】５は本発明による触媒装置で、以下の６〜
９の要素から構成されている。６は排気ガス上流側に設
置された、容量の小さい第１の触媒部材（触媒手段）、
７はこの第１の触媒部材６の排気ガス下流側に設置さ
れ、第１の触媒部材６よりも容量の大きい第２の触媒部
材（触媒手段）、８は第１の触媒部材６の排気ガス上流
側に設置され、排気ガスを中心部から外周側へ偏流させ
る偏流部材（偏流手段）、９はこれらを収納している外
筒である。
９の要素から構成されている。６は排気ガス上流側に設
置された、容量の小さい第１の触媒部材（触媒手段）、
７はこの第１の触媒部材６の排気ガス下流側に設置さ
れ、第１の触媒部材６よりも容量の大きい第２の触媒部
材（触媒手段）、８は第１の触媒部材６の排気ガス上流
側に設置され、排気ガスを中心部から外周側へ偏流させ
る偏流部材（偏流手段）、９はこれらを収納している外
筒である。
【００２０】次に、本発明装置の具体的構成を図１〜図
３に基づいて詳述する。第１の触媒部材６は、耐熱性、
耐食性に優れた金属例えばフェライト系耐熱ステンレス
（ＳＵＳ４３０）で製作された触媒担体１０を有してお
り、この触媒担体１０は図２に示すように金属製の平板
１０ａと波板１０ｂとを重ねた状態で連続的に巻回する
か、あるいは平板１０ａと波板１０ｂとを交互に積層し
て、排気ガス流れ方向に平行な多数の独立した通路１０
ｃを有するハニカム構造に形成されている。
３に基づいて詳述する。第１の触媒部材６は、耐熱性、
耐食性に優れた金属例えばフェライト系耐熱ステンレス
（ＳＵＳ４３０）で製作された触媒担体１０を有してお
り、この触媒担体１０は図２に示すように金属製の平板
１０ａと波板１０ｂとを重ねた状態で連続的に巻回する
か、あるいは平板１０ａと波板１０ｂとを交互に積層し
て、排気ガス流れ方向に平行な多数の独立した通路１０
ｃを有するハニカム構造に形成されている。
【００２１】ここで、上記平板１０ａと波板１０ｂの厚
さは５０μｍ程度が好ましく、また波板１０ｂのピッチ
は２．５ｍｍ程度が好ましい。そして、上記平板１０ａ
と波板１０ｂの当接部分や排気ガス流れ方向の両端部は
部分的にろう付けやレーザ溶接等の接合手段で一体に接
合されて、触媒担体１０全体としては略円柱状の形状に
形成されている。このように構成された金属製の触媒担
体１０を、γ−アルミナを溶かした溶液に浸して、担体
表面に厚さ０．１ｍｍ程度のγ−アルミナ層を付着し、
その後、白金、ロジウム等の貴金属を溶かした溶液に浸
して、前記γ−アルミナ層の表面に白金、ロジウム等の
貴金属を散りばめ、もって金属製の触媒担体１０の表面
全体に、白金、ロジウム等の貴金属触媒が担持されてい
る。
さは５０μｍ程度が好ましく、また波板１０ｂのピッチ
は２．５ｍｍ程度が好ましい。そして、上記平板１０ａ
と波板１０ｂの当接部分や排気ガス流れ方向の両端部は
部分的にろう付けやレーザ溶接等の接合手段で一体に接
合されて、触媒担体１０全体としては略円柱状の形状に
形成されている。このように構成された金属製の触媒担
体１０を、γ−アルミナを溶かした溶液に浸して、担体
表面に厚さ０．１ｍｍ程度のγ−アルミナ層を付着し、
その後、白金、ロジウム等の貴金属を溶かした溶液に浸
して、前記γ−アルミナ層の表面に白金、ロジウム等の
貴金属を散りばめ、もって金属製の触媒担体１０の表面
全体に、白金、ロジウム等の貴金属触媒が担持されてい
る。
【００２２】偏流部材８は触媒担体１０と同一の金属
（ＳＵＳ４３０）で形成されており、円錐状部８ａとこ
の円錐状部８ａを支持する支持軸８ｂとをプレス加工、
溶接等の方法で一体構造に形成したものである。円錐状
部８ａは排気ガス流の中心部に、円錐形状の先端が上流
側に向くように設置され、そして円錐状部８ａの下流側
に支持軸８ｂを配置して、この支持軸８ｂの下流側部分
を触媒担体１０の中心部に挿入して、触媒担体１０に偏
流部材８はろう付けやレーザ溶接等の接合手段で一体に
接合されている。ここで、第１の触媒部材６と偏流部材
８との一体化方法としては、予め金属製触媒担体１０を
製作しておき、その後この金属製触媒担体１０の中心部
に偏流部材８の支持軸８ｂを挿入、接合してもよいが、
ハニカム構造の触媒担体１０を製作するときに、支持軸
８ｂの周りに、ハニカム構造の平板１０ａ、波板１０ｂ
を直接巻回あるいは積層するようにしてもよい。
（ＳＵＳ４３０）で形成されており、円錐状部８ａとこ
の円錐状部８ａを支持する支持軸８ｂとをプレス加工、
溶接等の方法で一体構造に形成したものである。円錐状
部８ａは排気ガス流の中心部に、円錐形状の先端が上流
側に向くように設置され、そして円錐状部８ａの下流側
に支持軸８ｂを配置して、この支持軸８ｂの下流側部分
を触媒担体１０の中心部に挿入して、触媒担体１０に偏
流部材８はろう付けやレーザ溶接等の接合手段で一体に
接合されている。ここで、第１の触媒部材６と偏流部材
８との一体化方法としては、予め金属製触媒担体１０を
製作しておき、その後この金属製触媒担体１０の中心部
に偏流部材８の支持軸８ｂを挿入、接合してもよいが、
ハニカム構造の触媒担体１０を製作するときに、支持軸
８ｂの周りに、ハニカム構造の平板１０ａ、波板１０ｂ
を直接巻回あるいは積層するようにしてもよい。
【００２３】上記偏流部材８によって排気ガスの流れを
スムーズに第１の触媒部材６の外周側に偏流、拡散する
ためには、円錐状部８ａの頂部角度θは５０〜６０°程
度が好ましく、また円錐状部８ａの下流端と触媒担体１
０との距離Ｌは触媒担体１０の高さＨ１と略同等に設定
することが好ましい。そして、円錐状部８ａの円錐面を
延長した線８ｃと、この線８ｃに対して所定角度α（１
５〜３０°程度）をなす線８ｄがそれぞれ触媒担体１０
の上流側端面とぶつかる点８ｅ、８ｆで囲まれるリング
状領域Ａ（図２参照）に排気ガスが主に偏流するように
なっている。この領域Ａに対応する触媒担体１０の部位
に、ハニカム構造の通路１０ｃ相互間で排気ガス流が通
過できるようにする穴１０ｄが平板１０ａに開けられて
いる。この穴１０ｄに隣接して、この穴１０ｄを覆うよ
うにドーム状のルーバ１０ｅが平板１０ａに一体形成さ
れており、このドーム状のルーバ１０ｅによって穴１０
ｄを通過する気流を案内して、穴１０ｄを気流が通過し
やすくしてある。これらの穴１０ｄとルーバ１０ｅはプ
レス加工により平板１０ａに形成されている。本例で
は、上記穴１０ｄとルーバ１０ｅとによりハニカム構造
における排気ガスの連通手段を構成している。
スムーズに第１の触媒部材６の外周側に偏流、拡散する
ためには、円錐状部８ａの頂部角度θは５０〜６０°程
度が好ましく、また円錐状部８ａの下流端と触媒担体１
０との距離Ｌは触媒担体１０の高さＨ１と略同等に設定
することが好ましい。そして、円錐状部８ａの円錐面を
延長した線８ｃと、この線８ｃに対して所定角度α（１
５〜３０°程度）をなす線８ｄがそれぞれ触媒担体１０
の上流側端面とぶつかる点８ｅ、８ｆで囲まれるリング
状領域Ａ（図２参照）に排気ガスが主に偏流するように
なっている。この領域Ａに対応する触媒担体１０の部位
に、ハニカム構造の通路１０ｃ相互間で排気ガス流が通
過できるようにする穴１０ｄが平板１０ａに開けられて
いる。この穴１０ｄに隣接して、この穴１０ｄを覆うよ
うにドーム状のルーバ１０ｅが平板１０ａに一体形成さ
れており、このドーム状のルーバ１０ｅによって穴１０
ｄを通過する気流を案内して、穴１０ｄを気流が通過し
やすくしてある。これらの穴１０ｄとルーバ１０ｅはプ
レス加工により平板１０ａに形成されている。本例で
は、上記穴１０ｄとルーバ１０ｅとによりハニカム構造
における排気ガスの連通手段を構成している。
【００２４】また、第１の触媒部材６はその触媒活性化
を速めるために、昇温速度が早くなるように容量（ひい
ては熱容量）が第２の触媒部材７より小さくしてあり、
具体的には直径Ｒが１００ｍｍの円柱体の場合、その高
さＨ１は２０〜４０ｍｍ程度に設定する。一方、第２の
触媒部材７はその高さＨ２が４５〜９０ｍｍ程度に設定
して、その容量を第１の触媒部材６より大きくしてあ
る。本発明者の実験、検討によれば、第１の触媒部材６
の容量は第２の触媒部材７の容量の５０％以下にするこ
とが触媒活性化促進による浄化性能向上に有効であるこ
とが分かった。
を速めるために、昇温速度が早くなるように容量（ひい
ては熱容量）が第２の触媒部材７より小さくしてあり、
具体的には直径Ｒが１００ｍｍの円柱体の場合、その高
さＨ１は２０〜４０ｍｍ程度に設定する。一方、第２の
触媒部材７はその高さＨ２が４５〜９０ｍｍ程度に設定
して、その容量を第１の触媒部材６より大きくしてあ
る。本発明者の実験、検討によれば、第１の触媒部材６
の容量は第２の触媒部材７の容量の５０％以下にするこ
とが触媒活性化促進による浄化性能向上に有効であるこ
とが分かった。
【００２５】なお、第２の触媒部材７は、容量が大きい
点及び穴１０ｄ、ドーム状のルーバ１０ｅからなる連通
手段を備えていない点を除いては第１の触媒部材６と基
本的に同一構成であり、従って第２の触媒部材７は第１
の触媒部材６と同一の材質、製法で製作されたハニカム
構造の金属製触媒担体７ａと、この触媒担体７ａに担持
された触媒とからなる。
点及び穴１０ｄ、ドーム状のルーバ１０ｅからなる連通
手段を備えていない点を除いては第１の触媒部材６と基
本的に同一構成であり、従って第２の触媒部材７は第１
の触媒部材６と同一の材質、製法で製作されたハニカム
構造の金属製触媒担体７ａと、この触媒担体７ａに担持
された触媒とからなる。
【００２６】第１、第２の触媒部材６、７はともに外筒
９の内周面に嵌合され、外筒９にろう付けやレーザ溶接
等の接合手段で一体に接合されている。ここで、外筒９
は前述の金属製触媒担体１０、７ａと同じフェライト系
耐熱ステンレス（ＳＵＳ４３０）で製作されており、そ
の厚さは１．５ｍｍである。次に、上記構成において本
実施例の作動を説明する。図４において、内燃機関１が
始動されると、その排気ガスは排気マニホルド２、排気
管３を経て本発明の触媒装置５内に流入する。そして、
本発明装置５においては、排気ガスは最初に第１の触媒
部材６に流入し、その後第２の触媒部材７に流入して、
この両触媒部材６、７で浄化されることになる。
９の内周面に嵌合され、外筒９にろう付けやレーザ溶接
等の接合手段で一体に接合されている。ここで、外筒９
は前述の金属製触媒担体１０、７ａと同じフェライト系
耐熱ステンレス（ＳＵＳ４３０）で製作されており、そ
の厚さは１．５ｍｍである。次に、上記構成において本
実施例の作動を説明する。図４において、内燃機関１が
始動されると、その排気ガスは排気マニホルド２、排気
管３を経て本発明の触媒装置５内に流入する。そして、
本発明装置５においては、排気ガスは最初に第１の触媒
部材６に流入し、その後第２の触媒部材７に流入して、
この両触媒部材６、７で浄化されることになる。
【００２７】その際、第１の触媒部材６の上流側に位置
する偏流部材８の円錐状部８ａによって排気通路中心部
の排気ガスＧが外周側へ偏流され（図５参照）、この円
錐状部８ａの外面に沿って排気ガスＧは主に第１の触媒
部材６のリング状の領域Ａに流入し、この領域Ａにおい
てハニカム構造の連通手段をなす穴１０ｄ、ドーム状ル
ーバ１０ｅによって通路１０ｃ相互で流通し、拡散す
る。
する偏流部材８の円錐状部８ａによって排気通路中心部
の排気ガスＧが外周側へ偏流され（図５参照）、この円
錐状部８ａの外面に沿って排気ガスＧは主に第１の触媒
部材６のリング状の領域Ａに流入し、この領域Ａにおい
てハニカム構造の連通手段をなす穴１０ｄ、ドーム状ル
ーバ１０ｅによって通路１０ｃ相互で流通し、拡散す
る。
【００２８】ここで、ルーバ１０ｅの方向は、図１、５
に示すように領域Ａの外周側と内周側とで反転させ、領
域Ａの外周側ではルーバ１０ｅにより排気ガスＧをさら
に外周側へ案内し、領域Ａの内周側ではルーバ１０ｅに
より排気ガスＧを内周側へ案内する。なお、図６はルー
バ１０ｅによる排気ガスＧの案内作用を拡大して示す。
このようにして、排気ガスＧはハニカム構造の第１の触
媒部材６全体に良好に拡散するので、排気ガスＧと触媒
との接触面積が増大し、この結果、熱容量が小さく、昇
温しやすい第１の触媒部材６を、その外周側まで拡散し
た排気ガスＧからの伝熱、及び排気ガスＧと触媒との反
応熱により、短時間のうちに速やかに触媒活性化温度ま
で上昇させることができる。従って、一旦、金属製触媒
担体１０が冷却した後に、内燃機関を再始動時した場合
でも、第１の触媒部材６の活性化を促進して、排気ガス
の浄化性能を効果的に向上できる。
に示すように領域Ａの外周側と内周側とで反転させ、領
域Ａの外周側ではルーバ１０ｅにより排気ガスＧをさら
に外周側へ案内し、領域Ａの内周側ではルーバ１０ｅに
より排気ガスＧを内周側へ案内する。なお、図６はルー
バ１０ｅによる排気ガスＧの案内作用を拡大して示す。
このようにして、排気ガスＧはハニカム構造の第１の触
媒部材６全体に良好に拡散するので、排気ガスＧと触媒
との接触面積が増大し、この結果、熱容量が小さく、昇
温しやすい第１の触媒部材６を、その外周側まで拡散し
た排気ガスＧからの伝熱、及び排気ガスＧと触媒との反
応熱により、短時間のうちに速やかに触媒活性化温度ま
で上昇させることができる。従って、一旦、金属製触媒
担体１０が冷却した後に、内燃機関を再始動時した場合
でも、第１の触媒部材６の活性化を促進して、排気ガス
の浄化性能を効果的に向上できる。
【００２９】そして、始動直後の暖機運転の間に、容量
の大きい第２の触媒部材７の温度も上昇して触媒の活性
化温度まで上昇するので、暖機運転終了後は第１、第２
の両触媒部材６、７の浄化作用の組合せにより排気ガス
の浄化を行う。図７、８は本発明の第２実施例を示すも
ので、金属製偏流部材８として、先細り円筒状部材を用
いたものである。すなわち、偏流部材８の最上流側部分
に円筒の径を絞った小径部８ｇを形成し、この小径部８
ｇの下流側に徐々に径が拡大する径拡大部８ｈを形成
し、この径拡大部８ｈの下流側に径が一定のままに設定
された円筒部８ｉを形成し、これらの部分８ｇ、８ｈ、
８ｉを連続的に一体形成することにより先細り円筒状の
偏流部材８を形成している。この金属製偏流部材８の最
下流端を第１の触媒部材６の上流側端面にろう付け、溶
接等の接合手段で一体に接合してある。他の点はすべて
第１実施例と同じである。
の大きい第２の触媒部材７の温度も上昇して触媒の活性
化温度まで上昇するので、暖機運転終了後は第１、第２
の両触媒部材６、７の浄化作用の組合せにより排気ガス
の浄化を行う。図７、８は本発明の第２実施例を示すも
ので、金属製偏流部材８として、先細り円筒状部材を用
いたものである。すなわち、偏流部材８の最上流側部分
に円筒の径を絞った小径部８ｇを形成し、この小径部８
ｇの下流側に徐々に径が拡大する径拡大部８ｈを形成
し、この径拡大部８ｈの下流側に径が一定のままに設定
された円筒部８ｉを形成し、これらの部分８ｇ、８ｈ、
８ｉを連続的に一体形成することにより先細り円筒状の
偏流部材８を形成している。この金属製偏流部材８の最
下流端を第１の触媒部材６の上流側端面にろう付け、溶
接等の接合手段で一体に接合してある。他の点はすべて
第１実施例と同じである。
【００３０】この第２実施例では、上記小径部８ｇを排
気ガス流の中心部に位置させて、先細り円筒形状に沿っ
て、排気ガスを矢印Ｇ１のごとく中心部から外周側に偏
流させた後、第１の触媒部材６へ流入させるとともに、
中心部の少量の排気ガスは矢印Ｇ２のごとく小径部８ｇ
の開口８ｊを通って、偏流部材８内を通過して第１の触
媒部材６へ流入する。
気ガス流の中心部に位置させて、先細り円筒形状に沿っ
て、排気ガスを矢印Ｇ１のごとく中心部から外周側に偏
流させた後、第１の触媒部材６へ流入させるとともに、
中心部の少量の排気ガスは矢印Ｇ２のごとく小径部８ｇ
の開口８ｊを通って、偏流部材８内を通過して第１の触
媒部材６へ流入する。
【００３１】外周側に偏流した排気ガスＧ２が第１の触
媒部材６の触媒担体１０に設けられた穴１０ｄとルーバ
１０ｅとにより、第１の触媒部材６内で拡散するのは第
１実施例と同じである。なお、本発明は上述した第１、
第２実施例以外にも種々の形態で実施し得るものであ
り、例えば前記第１の触媒部材６及び第２の触媒部材７
をセラミック製とすることもできる。この場合は、コー
ジェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 ０3 ・５Ｓｉ０2 ）等
のセラミックからなる触媒担体の表面にγ−アルミナ層
を付着させ、このγ−アルミナ層の表面に白金、ロジウ
ム等の貴金属触媒を散りばめ、担持さればよい。このよ
うなセラミック製の第１、第２の触媒部材６、７を用い
る場合にも、偏流部材８を組み合わせて、第１、第２実
施例と同様の作用効果を発揮できる。
媒部材６の触媒担体１０に設けられた穴１０ｄとルーバ
１０ｅとにより、第１の触媒部材６内で拡散するのは第
１実施例と同じである。なお、本発明は上述した第１、
第２実施例以外にも種々の形態で実施し得るものであ
り、例えば前記第１の触媒部材６及び第２の触媒部材７
をセラミック製とすることもできる。この場合は、コー
ジェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 ０3 ・５Ｓｉ０2 ）等
のセラミックからなる触媒担体の表面にγ−アルミナ層
を付着させ、このγ−アルミナ層の表面に白金、ロジウ
ム等の貴金属触媒を散りばめ、担持さればよい。このよ
うなセラミック製の第１、第２の触媒部材６、７を用い
る場合にも、偏流部材８を組み合わせて、第１、第２実
施例と同様の作用効果を発揮できる。
【００３２】また、第１実施例において、偏流部材８の
円錐状部８ａを球状等の他の形状に変形することもでき
る。また、偏流部材８を第１の触媒部材６に固定せず
に、偏流部材８を直接外筒９に固定することもできる。
円錐状部８ａを球状等の他の形状に変形することもでき
る。また、偏流部材８を第１の触媒部材６に固定せず
に、偏流部材８を直接外筒９に固定することもできる。
【図１】本発明の第１実施例における触媒装置の断面図
である。
である。
【図２】図１のＸ矢視図である。
【図３】図２のＢ部の拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例における触媒装置を配置し
た内燃機関の排気系統図である。
た内燃機関の排気系統図である。
【図５】図１と同一部分の断面図で、排気ガスの流れを
示す作動説明用の図である。
示す作動説明用の図である。
【図６】図３と同一部分の拡大斜視図で、排気ガスの流
れを示す作動説明用の図である。
れを示す作動説明用の図である。
【図７】本発明の第２実施例における触媒装置の断面図
である。
である。
【図８】図７のＹ矢視図である。
【図９】従来の触媒装置の断面図である。
５ 触媒装置 ６ 第１の触媒部材 ７ 第２の触媒部材 ８ 偏流部材 ８ａ 円錐状部 ８ｂ 支持軸 ８ｇ 小径部 ９ 外筒 １０ 触媒担体 １０ａ平板 １０ｂ波板 １０ｃ通路 １０ｄ穴 １０ｅルーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３２１ Ａ Ｚ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｅ (72)発明者 渡辺 聖彦 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 岡部 伸一 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 伊藤 啓司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 排気ガス通路の上流側に設置され、容量
の小さい第１の触媒手段と、 この第１の触媒手段の下流側に設置され、この第１の触
媒手段より容量の大きい第２の触媒手段と、 前記第１の触媒手段の上流側に設置され、前記第１の触
媒手段の中心部に流入しようとする排気ガスの流れを中
心部から外周側に偏流させる偏流手段と、 を備えることを特徴とする排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項２】 前記第１の触媒手段及び第２の触媒手段
は、金属製の触媒担体とこの触媒担体に担持された触媒
からなることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化
用触媒装置。 - 【請求項３】 前記第１の触媒手段及び第２の触媒手段
は、セラミック製の触媒担体とこの触媒担体に担持され
た触媒からなることを特徴とする請求項１記載の排気ガ
ス浄化用触媒装置。 - 【請求項４】 前記偏流手段は、前記第１の触媒手段に
一体に固定されていることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれか１つに記載の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項５】 前記偏流手段及び前記第１の触媒手段は
ともに金属製であり、この両手段が一体に固定されてい
ることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化用触媒
装置。 - 【請求項６】 前記第１の触媒手段は、排気ガス流れ方
向に平行な多数の独立した通路を有するハニカム構造に
形成されており、 前記第１の触媒手段のうち、前記偏流手段によって偏流
された排気ガスの流れを受ける部位に、前記ハニカム構
造の通路相互間で気流が通過できる連通手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載
の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項７】 前記連通手段は、前記ハニカム構造の通
路の壁部に開けられた穴と、この穴を通過する気流を案
内するルーバとから構成されていることを特徴とする請
求項６記載の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項８】 前記偏流手段は、前記第１の触媒手段の
上流側において排気ガス流の中心部に、円錐形状の先端
が上流側に向くように設置された円錐状部材からなるこ
とを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載
の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項９】 前記偏流手段は、前記第１の触媒手段の
上流側において排気ガス流の中心部に位置する小径部が
上流側に向くように設置された先細り円筒状部材からな
ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに
記載の排気ガス浄化用触媒装置。 - 【請求項１０】 前記第１の触媒手段の容量は、前記第
２の触媒手段の容量の５０％以下であることを特徴とす
る請求項１ないし９のいずれか１つに記載の排気ガス浄
化用触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075947A JPH07279652A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 排気ガス浄化用触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075947A JPH07279652A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 排気ガス浄化用触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279652A true JPH07279652A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13590936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6075947A Pending JPH07279652A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 排気ガス浄化用触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07279652A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005342638A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Mitsubishi Motors Corp | 排ガス浄化触媒用担体 |
| JP2007501123A (ja) * | 2003-05-30 | 2007-01-25 | 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 | ミクロ構造を持つ金属箔 |
| WO2009038335A3 (en) * | 2007-09-18 | 2009-05-07 | Amo Co Ltd | Monolith, catalyst convertor for purifying exhaust gas using the same and method for manufacturing the catalyst |
| JP2013209904A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Daihatsu Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| KR101325778B1 (ko) * | 2012-03-20 | 2013-11-07 | 주식회사 성일오일테크 | 매연 저감장치 |
| US8814969B2 (en) | 2011-03-18 | 2014-08-26 | Komatsu Ltd. | Exhaust gas purification device |
| DE102014105770A1 (de) * | 2014-04-24 | 2015-11-12 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren zur Beeinflussung einer Fluidströmung |
| CN109126450A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-04 | 晋江知保企业管理咨询有限公司 | 工业一氧化碳废气处理装置 |
| WO2023112964A1 (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | 排気ガスの浄化に用いられる触媒担持用基材 |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP6075947A patent/JPH07279652A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070206A1 (de) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Helmut Swars | Wabenkörper |
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| EP2190569A4 (en) * | 2007-09-18 | 2013-03-13 | Amo Co Ltd | MONOLITH, CATALYST FOR EXHAUST GAS CLEANING AND METHOD FOR PRODUCING THE CATALYST |
| US8409516B2 (en) | 2007-09-18 | 2013-04-02 | Amo Co., Ltd. | Monolith, catalyst convertor for purifying exhaust gas using the same and method for manufacturing the catalyst convertor |
| US8814969B2 (en) | 2011-03-18 | 2014-08-26 | Komatsu Ltd. | Exhaust gas purification device |
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| CN106255812A (zh) * | 2014-04-24 | 2016-12-21 | 大陆汽车有限公司 | 用于影响流体流动的方法 |
| US10161280B2 (en) | 2014-04-24 | 2018-12-25 | Continental Automotive Gmbh | Method for influencing a fluid flow |
| CN109126450A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-04 | 晋江知保企业管理咨询有限公司 | 工业一氧化碳废气处理装置 |
| WO2023112964A1 (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | 排気ガスの浄化に用いられる触媒担持用基材 |
| JP7335468B1 (ja) * | 2021-12-16 | 2023-08-29 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | 排気ガスの浄化に用いられる触媒担持用基材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |