JPH07328452A - 触媒装置用金属担体 - Google Patents

触媒装置用金属担体

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JPH07328452A
JPH07328452A JP6130154A JP13015494A JPH07328452A JP H07328452 A JPH07328452 A JP H07328452A JP 6130154 A JP6130154 A JP 6130154A JP 13015494 A JP13015494 A JP 13015494A JP H07328452 A JPH07328452 A JP H07328452A
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catalyst
metal carrier
brazing material
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Tetsuo Toyoda
哲郎 豊田
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Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はロール状のハニカム体を形成する板
材が熱応力により破断せずかつ触媒効率が向上した触媒
装置用金属担体を提供する。 【構成】 第１のハニカム体１１はあらかじめ触媒担持
層が施された波板と平板を、ろう材を用いずにロール状
に巻いて形成し、外筒３内に収容されている。第２のハ
ニカム体１２はろう材を用いて波板と平板を一体に形成
し外筒３に接合されるが、触媒層は施さない。第２のハ
ニカム体１２は端部１２ａ、１２ｂにおいて第１のハニ
カム体のストッパとなる。ろう材を用いない第１のハニ
カム体の空気通路密度を極大にとる。 【効果】 第１のハニカム体は空気通路密度が大きいた
め触媒効率が向上し、ろう材で接合されないため板材間
に熱応力が生じない。第２のハニカム体は触媒層が施さ
れないため発熱作用が無いので熱応力が軽減され、かつ
空気通路密度を小にすれば空気抵抗が減り整流効果があ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用金属担
体に関し、特にロール状ハニカム体の熱応力による破
断、脱落の防止を考慮した触媒装置用金属担体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用金属担体は、図３に示すように、薄い金属の平
板３１と波板３２の間にろう材を介在させて、平板３１
と波板３２を重ねて中心からロール状に巻き込んでハニ
カム体３４を形成し、高真空炉を使用してろう材を溶融
させ、板材の接触部分において接合を行っていた。ろう
材にはＮｉ基ろう材を用い、かつ平板と波板にはフェラ
イト系ステンレス材料が使用されていた。そのようにし
て形成されたハニカム体３４を金属製外筒３３内に収容
したものが触媒装置用金属担体３０として知られている
（例えば特開昭５６−４３７３号公報）。
【０００３】ハニカム体のハニカム通路表面にはアルミ
ナなどからなる触媒担持層が形成され、その触媒担持層
に貴金属触媒が担持されて排気ガス浄化触媒の役目をな
す。そして内燃機関の排気通路に配設されて排気ガス中
のＨＣ，ＣＯ，ＮＯx などを浄化する。なお限られた容
積中にできるだけ多くのハニカム通路面積を確保する必
要から、平板および波板の厚さは強度を維持できる範囲
内でできるだけ薄くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のハニカ
ム体をなす触媒装置用金属担体においては、ハニカム体
を通過する排気ガスの流速がハニカム体の外層部より内
層部に至るほど大きく、したがってハニカム体では高温
の排気ガスとの接触、触媒反応による発熱および外筒か
らの熱放散により、内層部ほど高温で外層部ほど低温と
なる温度分布を生じる。この温度分布により、温度の高
いハニカム体の内層部の膨張・収縮量が、温度の低い外
層部の膨張・収縮量より大となるため、内層部と外層部
との間に熱応力が発生する。この熱応力は、ハニカム体
の膨張・収縮のたびに繰り返されるが、図３に示すよう
に、すべての平板３１と波板３２とがろう材を介して一
体のろう付け構造となっているため熱応力を逃がすこと
ができず、長期間の使用により平板３１と波板３２との
接合箇所が破断するという欠点がある。
【０００５】本発明の目的は、熱応力による破断を生ぜ
ず、かつ空気通路密度の大きいロール状のハニカム体を
なす触媒装置用金属担体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用金属
担体は、帯状をなす薄い平坦な金属板からなる平板材
と、帯状をなす薄い金属板に波状の凹凸が連続的に折り
曲げ形成された波板材とが、重なり合い相互に当接し
て、接合されることなくロール状に巻き回されて多数の
網目状空気通路を備え、かつ該空気通路の表面に触媒担
持層を有する第１のハニカム体と、第１のハニカム体を
覆って同軸に配設された円筒状の外筒と、波板材と平板
材とが重なり合い相互に当接して、ロール状に巻き回さ
れて形成された多数の網目状空気通路を備え、当接した
部分がろう材によって接合され、第１のハニカム体の軸
方向の各々の側において第１のハニカム体に接し、かつ
外筒内において外筒に接合された各１個の第２のハニカ
ム体とを有している。
【０００７】前記の触媒装置用金属担体は、第１のハニ
カム体と第２のハニカム体との間に、所定の軸方向間隙
を有することが望ましく、また第１のハニカム体の空気
通路の密度が、第２のハニカム体の空気通路の密度より
大であることが好適である。
【０００８】
【作用】第１のハニカム体は、ろう材により接合されな
いため、あらかじめ触媒担持層が施された板材を使用し
て密度の大きい空気通路を設けることができるので、触
媒効率を向上させることができるほか、板材間に熱応力
が生じないので耐久性が向上する。
【０００９】ろう材によって接合された第２のハニカム
体は、第１のハニカム体の前後に配設されて第１のハニ
カム体のストッパとなる。触媒を担持しないため触媒反
応に伴う発熱がなく、したがって接合構造によって生ず
る熱歪みが緩和されるほか、空気通路の密度を小さくす
ることにより空気抵抗が減少しかつ第１のハニカム体に
対する排気ガスの整流効果を生ずる。
【００１０】第１のハニカム体と第２のハニカム体の間
に、所定の間隙を設けることにより、乱流の発生を促し
て第１のハニカム体における触媒効率が向上する。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の触媒装置用金属担体の図で
あって、図１（Ａ）は縦断面略図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の外筒を除いた部分の分解斜視略図である。
【００１２】図１（Ａ）において、金属担体１０は、第
１のハニカム体１１と、第１のハニカム体１１の両端部
１１ａ、１１ｂに接して同軸に配設された各１個の第２
のハニカム体１２とが、外筒３の中に収容されて形成さ
れる。第１のハニカム体１１は、図１（Ｂ）に示すよう
に、帯状をなす薄い平坦な金属板で形成された平板材１
と、帯状をなす薄い金属板に波状の凹凸が連続的に折り
曲げて形成された波板材２とを、ろう材を用いずに重ね
合わせてロール状に巻き回して形成したものである。あ
らかじめ触媒担持層を施した金属板で形成した平板材と
波板材を用い、ろう材を使用せずにハニカム体を形成す
れば、より細かい空気通路を有する第１のハニカム体１
１を形成することができる。あるいは触媒担持層を施さ
ない金属板で形成した平板材と波板材をロール状に巻い
てハニカム体を形成し、後から触媒担持層を施してもよ
い。
【００１３】第２のハニカム体１２は、平板材１1 と波
板材２1とをろう材を介して重ね合わせてロール状に巻
き回して形成し、触媒担持層は施さない。
【００１４】波板材２1 の波形の大きさとピッチは、波
板材２の波形よりも大とする。したがって第１のハニカ
ム体１１の空気通路の密度は、第２のハニカム体１２の
空気通路の密度より大となっている。
【００１５】外筒３は、第１のハニカム体１１および第
１のハニカム体１１の軸方向両端部１１ａ、１１ｂに接
して同軸に配列された第２のハニカム体１２を収容する
円筒であって、外筒３に第１のハニカム体１１を収容す
る場合には外筒との間にろう材を挿入しないが、第２の
ハニカム体１２を収容する場合には外筒との間にろう材
が挿入される。このようにして組立てられた外筒とハニ
カム体の組立体を、通常のろう付け法によって接合して
金属担体１０が得られる。
【００１６】したがって第１のハニカム体１１は外筒３
に接合されないが、第２のハニカム体１２は外筒３に接
合されるので、第２のハニカム体１２は、第１のハニカ
ム体１１の軸方向の移動に対しストッパの役目を果す。
【００１７】第１のハニカム体１１の両端部１１ａ、１
１ｂと、第２のハニカム体１２の端部１２ａ、１２ｂと
の間には、所定の隙間を設けることが必要で、この隙間
によって第１のハニカム体１１の熱による軸方向伸びに
自由度を与えて応力を緩和するようにする。
【００１８】前述のごとく、第１のハニカム体１１はあ
らかじめ触媒担持層を施した板材を用い、かつろう材を
使用せずにハニカム体を形成するため、空気通路の密度
をろう材を使用する場合よりも大きくすることができる
ので触媒効率が向上するとともに、排気ガスの熱および
触媒反応による発熱による熱応力が緩和されるので耐久
性が向上する。第２のハニカム体１２は、ろう材によっ
て接合されているが空気通路の密度が小さく作られるの
で、排気ガスに対する通気抵抗が減少しかつ整流作用が
あるため、第１のハニカム体の触媒効率を向上させる。
また触媒担持層を施さないため触媒反応による発熱はな
く、したがって熱応力が軽減されるため耐久性が向上す
る。
【００１９】図２は、本発明の別の実施例の縦断面略図
である。図２において金属担体２０は、第１のハニカム
体１１と第２のハニカム体１２とが間隙４を隔てて外筒
３1内に配設されている。外筒３1 は第１のハニカム体
１１とは接合されないが、第２のハニカム体１２とは接
合されている。第２のハニカム体１２が第１のハニカム
体１１に対するストッパの役目を果すように、第１のハ
ニカム体１１の両端部１１ａ、１１ｂと、第２のハニカ
ム体１２の端部１２ａ、１２ｂとの間にスペーサ５を設
ける。スペーサの形状は、格子状・渦巻状など通気抵抗
が少なくかつ第１のハニカム体１１の軸方向の変位を防
ぐことができるものが好適である。スペーサ５と第１の
ハニカム体１１の端部１１ａ、１１ｂとの間には所定の
隙間を設けて第１のハニカム体１１の熱膨張による軸方
向の伸びに対し自由度を与えることが必要である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の触媒装置用
金属担体は、第１のハニカム体に触媒担持層を施した板
材を用い、ろう材を使用せずにロール状のハニカム体を
形成するため、空気通路の密度を大きくとることができ
るので触媒効率が向上し、また板材同志を接合しないの
で板材間において熱応力が発生せず耐久性が向上すると
いう効果がある。
【００２１】さらにろう材により一体に接合された第２
のハニカム体が、外筒と接合されて第１のハニカム体の
両端部においてストッパの役目を果すので、第１のハニ
カム体は外筒内において熱応力を受けることなく保持さ
れるという効果があり、また第２のハニカム体の空気通
路の密度を小さくすることによって、排気ガスに対する
通気抵抗を減ずるとともに整流作用があるため、第１の
ハニカム体の触媒効率が向上する。第２のハニカム体は
触媒担持層を施されないので、触媒反応によって生じる
発熱が無く、したがって熱応力が軽減されるので耐久性
の向上に効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の触媒装置用金属担体の図であって、図
１（Ａ）は、縦断面略図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の外
筒を除いた部分の分解斜視略図である。
【図２】本発明の触媒装置用金属担体の別の実施例の縦
断面略図である。
【図３】従来の技術による触媒装置用金属担体の斜視略
図である。
【符号の説明】
１、１1 、３１ 平板材 ２、２1 、３２ 波板材 ３、３1 、３３ 外筒 ４ 間隙 ５ スペーサ １０、２０、３０ 金属担体 １１ 第１のハニカム体 １１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ 端部 １２ 第２のハニカム体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯状をなす薄い平坦な金属板からなる平
    板材と、帯状をなす薄い金属板に波状の凹凸が連続的に
    折り曲げ形成された波板材とが、重なり合い相互に当接
    して、接合されることなくロール状に巻き回されて多数
    の網目状空気通路を備え、かつ該空気通路の表面に触媒
    担持層を有する第１のハニカム体と、 第１のハニカム体を覆って同軸に配設された円筒状の外
    筒と、 前記平板材と波板材とが重なり合い相互に当接して、ロ
    ール状に巻き回されて形成された多数の網目状空気通路
    を備え、前記当接した部分がろう材によって接合され、
    前記第１のハニカム体の軸方向の各々の側において前記
    第１のハニカム体に接し、かつ前記外筒内において該外
    筒に接合された、各１個の第２のハニカム体とを有す
    る、触媒装置用金属担体。
  2. 【請求項２】 前記第１のハニカム体と前記第２のハニ
    カム体との間に、所定の軸方向間隙を有する、請求項１
    記載の触媒装置用金属担体。
  3. 【請求項３】 前記第１のハニカム体の空気通路の密度
    が、前記第２のハニカム体の空気通路の密度より大であ
    る、請求項１または２に記載の触媒装置用金属担体。
JP6130154A 1994-06-13 1994-06-13 触媒装置用金属担体 Pending JPH07328452A (ja)

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