JPH0889814A - メタル担体 - Google Patents
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- JPH0889814A JPH0889814A JP6224650A JP22465094A JPH0889814A JP H0889814 A JPH0889814 A JP H0889814A JP 6224650 A JP6224650 A JP 6224650A JP 22465094 A JP22465094 A JP 22465094A JP H0889814 A JPH0889814 A JP H0889814A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 担持された触媒の活性化温度まで短時間に昇
温でき、かつ高い排気ガス浄化率を長期間維持する低コ
ストのメタル担体を提供する。 【構成】 メタル担体１は、平板と波板３とからなり、
平板と波板３とを交互に重ね合わせ渦巻状に巻回した形
状に構成されている。平板および波板３には、矩形状の
スリットが複数箇所に形成されたスリット部４が軸方向
の略中央部から一端部方向に向って形成されている。こ
のスリットは、メタル担体１の軸方向に対して直交方向
に等間隔で連続して形成され、軸方向に対しても等間隔
で連続して形成されている。また、軸方向に隣接するス
リット同士は、互い違いに位置している。一方、平板お
よび波板３の表面には、排気ガス上流側の端部から所定
の範囲５２ａに触媒物質が高密度に担持された高密度担
持層が形成され、範囲５２ａを除いた範囲５２ｂに触媒
物質が低密度に担持された低密度担持層が形成されてい
る。
温でき、かつ高い排気ガス浄化率を長期間維持する低コ
ストのメタル担体を提供する。 【構成】 メタル担体１は、平板と波板３とからなり、
平板と波板３とを交互に重ね合わせ渦巻状に巻回した形
状に構成されている。平板および波板３には、矩形状の
スリットが複数箇所に形成されたスリット部４が軸方向
の略中央部から一端部方向に向って形成されている。こ
のスリットは、メタル担体１の軸方向に対して直交方向
に等間隔で連続して形成され、軸方向に対しても等間隔
で連続して形成されている。また、軸方向に隣接するス
リット同士は、互い違いに位置している。一方、平板お
よび波板３の表面には、排気ガス上流側の端部から所定
の範囲５２ａに触媒物質が高密度に担持された高密度担
持層が形成され、範囲５２ａを除いた範囲５２ｂに触媒
物質が低密度に担持された低密度担持層が形成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メタル担体に関するも
ので、例えば内燃機関の排気経路中に配設され、内燃機
関の排ガスを浄化可能な触媒を担持するためのメタル担
体に関するものである。
ので、例えば内燃機関の排気経路中に配設され、内燃機
関の排ガスを浄化可能な触媒を担持するためのメタル担
体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば自動車用エンジンの排
ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等の有害成分
を無害な気体、水に変換する手段として、エンジンの排
気経路の途中にメタル担体を介在させ排ガスを浄化する
方法が知られている。この種のメタル担体として、例え
ば実開平４−６２３１６号公報に開示されている排ガス
浄化触媒用メタル担体がある。この排ガス浄化触媒用メ
タル担体は、金属製の平板と波板を重合わせ渦巻状に巻
回または積層したものであり、エンジン始動初期等の排
ガス温度が低い状態において、担持された触媒物質の活
性化温度までメタル担体を昇温させるのに長時間を要す
ることから、触媒物質が短時間で活性化されず排ガスが
浄化され難いという問題がある。
ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等の有害成分
を無害な気体、水に変換する手段として、エンジンの排
気経路の途中にメタル担体を介在させ排ガスを浄化する
方法が知られている。この種のメタル担体として、例え
ば実開平４−６２３１６号公報に開示されている排ガス
浄化触媒用メタル担体がある。この排ガス浄化触媒用メ
タル担体は、金属製の平板と波板を重合わせ渦巻状に巻
回または積層したものであり、エンジン始動初期等の排
ガス温度が低い状態において、担持された触媒物質の活
性化温度までメタル担体を昇温させるのに長時間を要す
ることから、触媒物質が短時間で活性化されず排ガスが
浄化され難いという問題がある。
【０００３】そこで、特開平２−２２３６２２号公報に
開示されているハニカムヒータを用いた排ガス浄化装置
は、ステンレス鋼から形成されたハニカム形状のメタル
担体自体に通電することによりメタル担体を発熱させ、
触媒物質の活性化を図るものである。ところが、この種
の自己発熱型メタル担体を発熱させるには１ｋＷを超え
る大電力が必要であることから、多大なエネルギを消費
するという問題がある。また、このハニカムヒータを用
いた排ガス浄化装置は、触媒温度および排ガス流速がメ
タル担体の部位により異なるにもかかわらず触媒貴金属
がメタル担体の全体に均一に担持されているため、触媒
温度と排ガス濃度とに依存する触媒貴金属の排ガス浄化
率を向上させることが困難であるという問題がある。
開示されているハニカムヒータを用いた排ガス浄化装置
は、ステンレス鋼から形成されたハニカム形状のメタル
担体自体に通電することによりメタル担体を発熱させ、
触媒物質の活性化を図るものである。ところが、この種
の自己発熱型メタル担体を発熱させるには１ｋＷを超え
る大電力が必要であることから、多大なエネルギを消費
するという問題がある。また、このハニカムヒータを用
いた排ガス浄化装置は、触媒温度および排ガス流速がメ
タル担体の部位により異なるにもかかわらず触媒貴金属
がメタル担体の全体に均一に担持されているため、触媒
温度と排ガス濃度とに依存する触媒貴金属の排ガス浄化
率を向上させることが困難であるという問題がある。
【０００４】そこで、特開昭６１−４６２５２号公報で
は、排ガス入口側から若干内側の部分、およびこの部分
より下流側であって軸心部近傍の部分に他の部分よりも
多く触媒成分をモノリス触媒に担持させ、排ガスの流速
分布および温度分布に応じて最適な排ガス浄化を図る排
ガス浄化用モノリス触媒が提案されている。
は、排ガス入口側から若干内側の部分、およびこの部分
より下流側であって軸心部近傍の部分に他の部分よりも
多く触媒成分をモノリス触媒に担持させ、排ガスの流速
分布および温度分布に応じて最適な排ガス浄化を図る排
ガス浄化用モノリス触媒が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−４６２５２号公報に開示されている排ガス浄化用
モノリス触媒によると、部分的に触媒貴金属の分布濃度
を変えていることから、高密度に担持されている触媒貴
金属の粒子間距離が小さい領域にシンタリング現象が顕
著にあらわれ、排ガス浄化率が徐々に低下するおそれが
ある。ここで、シンタリング現象とは、熱振動によって
触媒貴金属粒子が表面移動し、触媒貴金属粒子の粒径成
長により触媒表面積が減少するという現象をいう。ま
た、長期間高い排ガス浄化率を確保するためには、触媒
貴金属の担持量を増量させる必要があり、耐久後の性能
を満足するだけの担持増量を行うことが困難であるとい
う問題がある。さらに、担持する触媒貴金属は、存在量
が希少なため高価な白金、ロジウム、パラジウム等であ
ることから、担持増量に伴いコストが増大するという問
題がある。
６１−４６２５２号公報に開示されている排ガス浄化用
モノリス触媒によると、部分的に触媒貴金属の分布濃度
を変えていることから、高密度に担持されている触媒貴
金属の粒子間距離が小さい領域にシンタリング現象が顕
著にあらわれ、排ガス浄化率が徐々に低下するおそれが
ある。ここで、シンタリング現象とは、熱振動によって
触媒貴金属粒子が表面移動し、触媒貴金属粒子の粒径成
長により触媒表面積が減少するという現象をいう。ま
た、長期間高い排ガス浄化率を確保するためには、触媒
貴金属の担持量を増量させる必要があり、耐久後の性能
を満足するだけの担持増量を行うことが困難であるとい
う問題がある。さらに、担持する触媒貴金属は、存在量
が希少なため高価な白金、ロジウム、パラジウム等であ
ることから、担持増量に伴いコストが増大するという問
題がある。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、担持された触媒の活性化温度まで短
時間に昇温でき、かつ高い排ガス浄化率を長期間維持す
る低コストのメタル担体を提供することを目的とする。
になされたもので、担持された触媒の活性化温度まで短
時間に昇温でき、かつ高い排ガス浄化率を長期間維持す
る低コストのメタル担体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項１記載のメタル担体は、内燃機
関の排気経路中に配設され、金属製の平板と波板とが交
互に重ね合わせられ巻回または積層して構成されるハニ
カム体に触媒物質を担持してなるメタル担体であって、
排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数個のスリッ
トが前記平板または前記波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に形成され、この排気経路上流側の端部近傍の
前記スリットを含む範囲に前記ハニカム体の排気経路下
流側よりも触媒物質を高密度に分布させた高密度担持層
を有することを特徴とする。
めの本発明による請求項１記載のメタル担体は、内燃機
関の排気経路中に配設され、金属製の平板と波板とが交
互に重ね合わせられ巻回または積層して構成されるハニ
カム体に触媒物質を担持してなるメタル担体であって、
排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数個のスリッ
トが前記平板または前記波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に形成され、この排気経路上流側の端部近傍の
前記スリットを含む範囲に前記ハニカム体の排気経路下
流側よりも触媒物質を高密度に分布させた高密度担持層
を有することを特徴とする。
【０００８】また、本発明による請求項２記載のメタル
担体は、請求項１記載のメタル担体において、前記複数
のスリットからなるスリット部は、前記平板または前記
波板の排気経路上流側から排ガス流れ方向に前記ハニカ
ム体の軸方向長さの５％〜６０％の範囲で形成されたこ
とを特徴とする。また、本発明による請求項３記載のメ
タル担体は、請求項１または２記載のメタル担体におい
て、前記高密度担持層は、前記スリット部を含み排ガス
流れ方向に５ｍｍ以上の範囲に形成されることを特徴と
する。
担体は、請求項１記載のメタル担体において、前記複数
のスリットからなるスリット部は、前記平板または前記
波板の排気経路上流側から排ガス流れ方向に前記ハニカ
ム体の軸方向長さの５％〜６０％の範囲で形成されたこ
とを特徴とする。また、本発明による請求項３記載のメ
タル担体は、請求項１または２記載のメタル担体におい
て、前記高密度担持層は、前記スリット部を含み排ガス
流れ方向に５ｍｍ以上の範囲に形成されることを特徴と
する。
【０００９】また、本発明による請求項４記載のメタル
担体は、請求項１、２または３記載のメタル担体におい
て、前記スリット部が形成される前記平板または前記波
板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方向に３ｍｍ
〜５ｍｍの範囲で非スリット部が形成され、この非スリ
ット部には触媒物質を低密度分布させた低密度担持層が
形成されることを特徴とする。
担体は、請求項１、２または３記載のメタル担体におい
て、前記スリット部が形成される前記平板または前記波
板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方向に３ｍｍ
〜５ｍｍの範囲で非スリット部が形成され、この非スリ
ット部には触媒物質を低密度分布させた低密度担持層が
形成されることを特徴とする。
【００１０】また、本発明による請求項５記載のメタル
担体は、請求項１、２、３または４記載のメタル担体に
おいて、前記触媒物質は、白金、ロジウム系触媒または
パラジウム系触媒からなることを特徴とする。また、本
発明による請求項６記載のメタル担体は、請求項１、
２、３、４または５記載のメタル担体において、前記高
密度担持層の担持密度は、非高密度担持層の担持密度の
９倍以下であることを特徴とする。
担体は、請求項１、２、３または４記載のメタル担体に
おいて、前記触媒物質は、白金、ロジウム系触媒または
パラジウム系触媒からなることを特徴とする。また、本
発明による請求項６記載のメタル担体は、請求項１、
２、３、４または５記載のメタル担体において、前記高
密度担持層の担持密度は、非高密度担持層の担持密度の
９倍以下であることを特徴とする。
【００１１】また、本発明による請求項７記載のメタル
担体は、請求項１、２、３、４、５または６記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、前記触媒物質の総担持量が１．５ｇ／リットル〜
４．０ｇ／リットル、かつ白金とロジウムとの重量比率が白
金１に対してロジウム０．２以下であるとともに、前記
高密度担持層の担持密度が３．６ｇ／ｍ2 以下になるよ
うに担持されたことを特徴とする。
担体は、請求項１、２、３、４、５または６記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、前記触媒物質の総担持量が１．５ｇ／リットル〜
４．０ｇ／リットル、かつ白金とロジウムとの重量比率が白
金１に対してロジウム０．２以下であるとともに、前記
高密度担持層の担持密度が３．６ｇ／ｍ2 以下になるよ
うに担持されたことを特徴とする。
【００１２】また、本発明による請求項８記載のメタル
担体は、請求項１、２、３、４、５または６記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質がパラジウム系触媒の場
合、前記触媒物質の総担持量が４．０ｇ／リットル〜６．０
ｇ／リットルであるとともに、前記高密度担持層の担持密度
が８．０ｇ／ｍ2 以下になるように担持されたことを特
徴とする。
担体は、請求項１、２、３、４、５または６記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質がパラジウム系触媒の場
合、前記触媒物質の総担持量が４．０ｇ／リットル〜６．０
ｇ／リットルであるとともに、前記高密度担持層の担持密度
が８．０ｇ／ｍ2 以下になるように担持されたことを特
徴とする。
【００１３】また、本発明による請求項９記載のメタル
担体は、請求項１、２、３、４、５、６または７記載の
メタル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系
触媒の場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持して
なる担持層の最小担持密度は、０．４５ｇ／ｍ2 である
ことを特徴とする。また、本発明による請求項１０記載
のメタル担体は、請求項１、２、３、４、５、６または
８記載のメタル担体において、前記触媒物質がパラジウ
ム系触媒の場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持
してなる担持層の最小担持密度は、１．０ｇ／ｍ2 であ
ることを特徴とする。
担体は、請求項１、２、３、４、５、６または７記載の
メタル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系
触媒の場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持して
なる担持層の最小担持密度は、０．４５ｇ／ｍ2 である
ことを特徴とする。また、本発明による請求項１０記載
のメタル担体は、請求項１、２、３、４、５、６または
８記載のメタル担体において、前記触媒物質がパラジウ
ム系触媒の場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持
してなる担持層の最小担持密度は、１．０ｇ／ｍ2 であ
ることを特徴とする。
【００１４】また、本発明による請求項１１記載のメタ
ル担体は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９
または１０記載のメタル担体において、前記触媒物質
は、前記平板または前記波板にコーティングされたγ−
Ａｌ2 Ｏ3 層上に担持されることを特徴とする。また、
本発明による請求項１２記載のメタル担体は、請求項
１、２、３、４、５、６、７、９または１１記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムの合計担持密度０．４５ｇ／ｍ
2 に対し前記γ−Ａｌ2 Ｏ3 層のコーティング密度が３
１ｇ／ｍ2 であることを特徴とする。
ル担体は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９
または１０記載のメタル担体において、前記触媒物質
は、前記平板または前記波板にコーティングされたγ−
Ａｌ2 Ｏ3 層上に担持されることを特徴とする。また、
本発明による請求項１２記載のメタル担体は、請求項
１、２、３、４、５、６、７、９または１１記載のメタ
ル担体において、前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムの合計担持密度０．４５ｇ／ｍ
2 に対し前記γ−Ａｌ2 Ｏ3 層のコーティング密度が３
１ｇ／ｍ2 であることを特徴とする。
【００１５】また、本発明による請求項１３記載のメタ
ル担体は、請求項１、２、３、４、５、６、８、１０ま
たは１１記載のメタル担体において、前記触媒物質がパ
ラジウム系触媒の場合、パラジウムの担持密度１ｇ／ｍ
2 に対し前記γ−Ａｌ2 Ｏ3層のコーティング密度が３
１ｇ／ｍ2 であることを特徴とする。また、本発明によ
る請求項１４記載のメタル担体は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３
記載のメタル担体において、前記触媒物質の担持密度分
布は、前記触媒物質の成分を含有する溶液に前記平板ま
たは前記波板が浸漬される回数によって得られることを
特徴とする。
ル担体は、請求項１、２、３、４、５、６、８、１０ま
たは１１記載のメタル担体において、前記触媒物質がパ
ラジウム系触媒の場合、パラジウムの担持密度１ｇ／ｍ
2 に対し前記γ−Ａｌ2 Ｏ3層のコーティング密度が３
１ｇ／ｍ2 であることを特徴とする。また、本発明によ
る請求項１４記載のメタル担体は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３
記載のメタル担体において、前記触媒物質の担持密度分
布は、前記触媒物質の成分を含有する溶液に前記平板ま
たは前記波板が浸漬される回数によって得られることを
特徴とする。
【００１６】
【作用および発明の効果】本発明のメタル担体による
と、金属製の平板または波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数
個のスリットからなるスリット部が形成されることか
ら、平板または波板の排気経路上流側の熱容量が小さく
なる。また複数個のスリットにより排ガスの流れが攪乱
されることから、スリット部では熱伝達効率が高まる。
さらに例えば軸方向に隣接するスリット同士を互違いに
位置させることにより放熱経路が長くなるため、熱伝導
量が少なくなる。これにより、排気経路上流側で昇温し
た熱を蓄熱する効果がある。
と、金属製の平板または波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数
個のスリットからなるスリット部が形成されることか
ら、平板または波板の排気経路上流側の熱容量が小さく
なる。また複数個のスリットにより排ガスの流れが攪乱
されることから、スリット部では熱伝達効率が高まる。
さらに例えば軸方向に隣接するスリット同士を互違いに
位置させることにより放熱経路が長くなるため、熱伝導
量が少なくなる。これにより、排気経路上流側で昇温し
た熱を蓄熱する効果がある。
【００１７】また、本発明のメタル担体によると、スリ
ット部を含む範囲に触媒物質を高密度分布させた高密度
担持層が形成されていることから、触媒物質の活性化温
度に達したとき、高密度担持層の触媒物質の活性化に伴
う反応熱により平板または波板の排気経路上流側の昇温
を速める効果がある。この昇温を速める効果と前述の昇
温した熱を蓄熱する効果とから、排ガスからの熱により
容易にメタル担体を昇温でき、触媒物質の反応熱による
昇温依存度を抑える効果がある。したがって、触媒物質
の担持量を少なくすることができ、さらに高い浄化率を
長期間に渡って維持するため必要な触媒担持量を減少さ
せる効果がある。また、触媒物質の担持量を少なくする
ことができることから、触媒物質の粒子間距離を十分に
確保することができ、シンタリング現象を抑制し高い排
ガス浄化率を長期間維持することができる効果がある。
さらに、必要な触媒担持量の減少により触媒の使用量を
減少させコスト低減を図ることができる効果がある。
ット部を含む範囲に触媒物質を高密度分布させた高密度
担持層が形成されていることから、触媒物質の活性化温
度に達したとき、高密度担持層の触媒物質の活性化に伴
う反応熱により平板または波板の排気経路上流側の昇温
を速める効果がある。この昇温を速める効果と前述の昇
温した熱を蓄熱する効果とから、排ガスからの熱により
容易にメタル担体を昇温でき、触媒物質の反応熱による
昇温依存度を抑える効果がある。したがって、触媒物質
の担持量を少なくすることができ、さらに高い浄化率を
長期間に渡って維持するため必要な触媒担持量を減少さ
せる効果がある。また、触媒物質の担持量を少なくする
ことができることから、触媒物質の粒子間距離を十分に
確保することができ、シンタリング現象を抑制し高い排
ガス浄化率を長期間維持することができる効果がある。
さらに、必要な触媒担持量の減少により触媒の使用量を
減少させコスト低減を図ることができる効果がある。
【００１８】さらに、本発明のメタル担体によると、平
板または波板の少なくとも一方に形成された排気経路上
流側のスリット部が平板および波板とから構成されるハ
ニカム体の軸方向長さの５％〜６０％の範囲であること
から、排気経路上流側で昇温した熱を効率良く蓄熱し短
時間に昇温できる効果がある。さらにまた、本発明のメ
タル担体によると、スリット部が形成される平板または
波板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方向に３ｍ
ｍ〜５ｍｍの範囲で非スリット部が形成され、この非ス
リット部には触媒物質を低密度分布させた低密度担持層
が形成される。これにより、排ガスに含まれるハロゲン
化鉛等により排ガス上流側端部に鉛化合物が付着した場
合においても、触媒物質の性能を大きく損なうことがな
く、また必要な触媒担持量の減少によりコスト低減がで
きる。
板または波板の少なくとも一方に形成された排気経路上
流側のスリット部が平板および波板とから構成されるハ
ニカム体の軸方向長さの５％〜６０％の範囲であること
から、排気経路上流側で昇温した熱を効率良く蓄熱し短
時間に昇温できる効果がある。さらにまた、本発明のメ
タル担体によると、スリット部が形成される平板または
波板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方向に３ｍ
ｍ〜５ｍｍの範囲で非スリット部が形成され、この非ス
リット部には触媒物質を低密度分布させた低密度担持層
が形成される。これにより、排ガスに含まれるハロゲン
化鉛等により排ガス上流側端部に鉛化合物が付着した場
合においても、触媒物質の性能を大きく損なうことがな
く、また必要な触媒担持量の減少によりコスト低減がで
きる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明の第１実施例によるメタル担体を
図１〜図１４に基づいて説明する。図２に示すように、
Ｖ８、４０００ｃｃのエンジン５より導出される８本の
エキゾーストマニホールドは４本ずつ集合されており、
この集合された２本のエキゾーストマニホールド６ａ、
６ｂがエンジン５の排気経路として構成されている。こ
のエキゾーストマニホールド６ａ、６ｂの途中にはメタ
ル担体１がそれぞれ配設され、またメタル担体１の下流
直下には１３００ｃｃの大容量を有するスタートキャス
タリスト７が配設されている。この２個のスタートキャ
スタリスト７の下流に接続される排気管２２は、さらに
１本に集合された後、図示しない１０００ｃｃのメイン
キャスタリストに接続されている。
する。 （第１実施例）本発明の第１実施例によるメタル担体を
図１〜図１４に基づいて説明する。図２に示すように、
Ｖ８、４０００ｃｃのエンジン５より導出される８本の
エキゾーストマニホールドは４本ずつ集合されており、
この集合された２本のエキゾーストマニホールド６ａ、
６ｂがエンジン５の排気経路として構成されている。こ
のエキゾーストマニホールド６ａ、６ｂの途中にはメタ
ル担体１がそれぞれ配設され、またメタル担体１の下流
直下には１３００ｃｃの大容量を有するスタートキャス
タリスト７が配設されている。この２個のスタートキャ
スタリスト７の下流に接続される排気管２２は、さらに
１本に集合された後、図示しない１０００ｃｃのメイン
キャスタリストに接続されている。
【００２０】スタートキャスタリスト７は、セラミック
からなるモノリス触媒であり、スタートキャスタリスト
用外筒１７内にワイヤネットまたはセラミック繊維マッ
ト１８を介して保持されている。スタートキャスタリス
ト用外筒１７の下流側には、下流側フランジ１９が形成
され、排気管２２に形成された排気管フランジ２０とこ
の下流側フランジ１９とが互いにボルト２１によって連
結固定されている。
からなるモノリス触媒であり、スタートキャスタリスト
用外筒１７内にワイヤネットまたはセラミック繊維マッ
ト１８を介して保持されている。スタートキャスタリス
ト用外筒１７の下流側には、下流側フランジ１９が形成
され、排気管２２に形成された排気管フランジ２０とこ
の下流側フランジ１９とが互いにボルト２１によって連
結固定されている。
【００２１】図３および図４に示すように、メタル担体
１は、平板２と波板３とからなり、平板２と波板３とを
交互に重ね合わせ渦巻状に巻回した形状に構成されてい
る。この平板２および波板３は、双方とも例えばＣｒが
１８〜２４ｗｔ％、Ａｌが４．５〜５．５ｗｔ％、希土
類元素（ＲＥＭ）が０．１〜０．２ｗｔ％、残部Ｆｅの
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成よりなる耐熱ステンレス箔であ
る。また巻回前の平板２および波板３は、例えば板幅５
０ａが６０ｍｍ、板厚が０．０３〜０．２０ｍｍの帯状
に形成されている。
１は、平板２と波板３とからなり、平板２と波板３とを
交互に重ね合わせ渦巻状に巻回した形状に構成されてい
る。この平板２および波板３は、双方とも例えばＣｒが
１８〜２４ｗｔ％、Ａｌが４．５〜５．５ｗｔ％、希土
類元素（ＲＥＭ）が０．１〜０．２ｗｔ％、残部Ｆｅの
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成よりなる耐熱ステンレス箔であ
る。また巻回前の平板２および波板３は、例えば板幅５
０ａが６０ｍｍ、板厚が０．０３〜０．２０ｍｍの帯状
に形成されている。
【００２２】図６に示すように、平板２および波板３に
は、スリット部４が軸方向の略中央部から一端部方向に
向って形成されている。ここで、展開した波板３と平板
２とは、同一形状からなるため、図６には平板２の展開
形状を代表して記載する。平板２の一端部には、後述す
るように平板２と波板３とを接合するための溶接しろで
ある間隔５０ｂが設けられ、この間隔５０ｂだけ離れた
位置から幅５０ｃの範囲にスリット部４が形成されてい
る。本第１実施例では、間隔５０ｂは例えば３ｍｍ、幅
５０ｃは例えば３１．２ｍｍである。
は、スリット部４が軸方向の略中央部から一端部方向に
向って形成されている。ここで、展開した波板３と平板
２とは、同一形状からなるため、図６には平板２の展開
形状を代表して記載する。平板２の一端部には、後述す
るように平板２と波板３とを接合するための溶接しろで
ある間隔５０ｂが設けられ、この間隔５０ｂだけ離れた
位置から幅５０ｃの範囲にスリット部４が形成されてい
る。本第１実施例では、間隔５０ｂは例えば３ｍｍ、幅
５０ｃは例えば３１．２ｍｍである。
【００２３】図７に示すように、スリット部４に形成さ
れる矩形状のスリットは、例えば次に示す各寸法により
形成されている。 スリット幅ｗ ＝ ３ｍｍ スリット高さｈ ＝ １．２ｍｍ 軸方法スリット間隔Ｄ ＝ １ｍｍ 直交方向スリット間隔Ｈ ＝ ０．８ｍｍ この矩形状のスリットは、メタル担体１の軸方向に対し
て直交方向に間隔Ｈで連続して形成され、また軸方向に
間隔Ｄで連続して形成されている。また軸方向に隣接す
るスリット同士は、互いに（ｗ＋Ｄ）／２だけずれるよ
うに位置している。
れる矩形状のスリットは、例えば次に示す各寸法により
形成されている。 スリット幅ｗ ＝ ３ｍｍ スリット高さｈ ＝ １．２ｍｍ 軸方法スリット間隔Ｄ ＝ １ｍｍ 直交方向スリット間隔Ｈ ＝ ０．８ｍｍ この矩形状のスリットは、メタル担体１の軸方向に対し
て直交方向に間隔Ｈで連続して形成され、また軸方向に
間隔Ｄで連続して形成されている。また軸方向に隣接す
るスリット同士は、互いに（ｗ＋Ｄ）／２だけずれるよ
うに位置している。
【００２４】波板３は、例えば繰返しピッチ４．９ｍ
ｍ、波の振幅に相当する高さ１．７ｍｍの波状に形成さ
れている。平板２と波板３とは、巻回後、排ガス上流側
に互いのスリット部４が位置するように巻回される。こ
の巻回と同時にスリット部４が形成されていない平板２
および波板３の両端部近傍が接合される。この接合は、
波板３の山部または谷部と平板２とが接触する部分に施
され、レーザビーム溶接、抵抗溶接、ろう付等により行
われる。
ｍ、波の振幅に相当する高さ１．７ｍｍの波状に形成さ
れている。平板２と波板３とは、巻回後、排ガス上流側
に互いのスリット部４が位置するように巻回される。こ
の巻回と同時にスリット部４が形成されていない平板２
および波板３の両端部近傍が接合される。この接合は、
波板３の山部または谷部と平板２とが接触する部分に施
され、レーザビーム溶接、抵抗溶接、ろう付等により行
われる。
【００２５】図３〜図５に示すように、巻回された平板
２と波板３とからなるメタル担体１は、例えば耐熱性ス
テンレスＳＵＳ４３０からなる筒状の外筒８により周囲
を覆われている。外筒８は、スリット部４が形成される
メタル担体１の周囲に空隙部９を確保できるように形成
されている。この空隙部９の空隙５１ａは例えば１．５
ｍｍであり、波板３の高さと同程度の空隙を保持してい
る。メタル担体１の排ガス下流側を覆う外筒８の一部に
は、メタル担体１の軸方向に沿って延びる切欠部１０が
形成されている。この切欠部１０は、外筒８の円周方向
に４５°間隔に８箇所形成されている。
２と波板３とからなるメタル担体１は、例えば耐熱性ス
テンレスＳＵＳ４３０からなる筒状の外筒８により周囲
を覆われている。外筒８は、スリット部４が形成される
メタル担体１の周囲に空隙部９を確保できるように形成
されている。この空隙部９の空隙５１ａは例えば１．５
ｍｍであり、波板３の高さと同程度の空隙を保持してい
る。メタル担体１の排ガス下流側を覆う外筒８の一部に
は、メタル担体１の軸方向に沿って延びる切欠部１０が
形成されている。この切欠部１０は、外筒８の円周方向
に４５°間隔に８箇所形成されている。
【００２６】メタル担体１と外筒８とは、前記切欠部１
０を除く外筒８の周方向部分に外筒８の外部からレーザ
ビームを照射することにより、メタル担体１の波板３と
外筒８の内周壁とが溶接固定されている。このメタル担
体１と外筒８との接合は、レーザビーム溶接に限らず、
ろう付により施されても良い。図３および図４には、レ
ーザビーム溶接による溶接痕１１が示されている。この
メタル担体１と外筒８との接合に際し、メタル担体１の
最外周に位置する波板３と外筒８との熱容量差によって
波板３側に溶接割れが生ずるおそれがある。そのため、
レーザビーム溶接より溶接する場合、メタル担体１の最
外周には波板３を２枚重ねて位置させることにより、波
板３側の溶接割れを防止することができる。また、ろう
付する場合、ろう付面積を十分確保するためメタル担体
１の最外周には平板２を位置させるのが好ましい。
０を除く外筒８の周方向部分に外筒８の外部からレーザ
ビームを照射することにより、メタル担体１の波板３と
外筒８の内周壁とが溶接固定されている。このメタル担
体１と外筒８との接合は、レーザビーム溶接に限らず、
ろう付により施されても良い。図３および図４には、レ
ーザビーム溶接による溶接痕１１が示されている。この
メタル担体１と外筒８との接合に際し、メタル担体１の
最外周に位置する波板３と外筒８との熱容量差によって
波板３側に溶接割れが生ずるおそれがある。そのため、
レーザビーム溶接より溶接する場合、メタル担体１の最
外周には波板３を２枚重ねて位置させることにより、波
板３側の溶接割れを防止することができる。また、ろう
付する場合、ろう付面積を十分確保するためメタル担体
１の最外周には平板２を位置させるのが好ましい。
【００２７】メタル担体１の排ガス上流側を覆う外筒８
の外周壁には、例えば耐熱性ステンレスＳＵＳ４３０か
らなる鍔状のフランジ１２が溶接固定され、溶接痕１３
が形成されている。フランジ１２は、溶接性を考慮し外
筒８と同質の材料が選択されており、さらに高い溶接性
を確保するため外筒８とフランジ１２との溶接は、後述
するγ−Ａｌ2 Ｏ3 コートおよび触媒担持工程より前工
程で行われる。
の外周壁には、例えば耐熱性ステンレスＳＵＳ４３０か
らなる鍔状のフランジ１２が溶接固定され、溶接痕１３
が形成されている。フランジ１２は、溶接性を考慮し外
筒８と同質の材料が選択されており、さらに高い溶接性
を確保するため外筒８とフランジ１２との溶接は、後述
するγ−Ａｌ2 Ｏ3 コートおよび触媒担持工程より前工
程で行われる。
【００２８】以上、説明したように平板２と波板３とが
巻回されるとともに、一端側にスリット部４が形成さ
れ、また波板３の山部または谷部と平板２とがレーザ溶
接されるメタル担体を得ることができる。次に、前述し
たメタル担体１に触媒を担持させる触媒担持工程を図８
および図９に基づいて説明する。
巻回されるとともに、一端側にスリット部４が形成さ
れ、また波板３の山部または谷部と平板２とがレーザ溶
接されるメタル担体を得ることができる。次に、前述し
たメタル担体１に触媒を担持させる触媒担持工程を図８
および図９に基づいて説明する。
【００２９】８００〜１２００℃で１〜１０時間、メタ
ル担体１を加熱することにより、メタル担体１を構成す
る平板２、波板３の表面にアルミニウムの酸化物が析出
する。この加熱処理は、γ−Ａｌ2 Ｏ3 コートの剥離を
目的として行うもであり、平板２、波板３の表面にアル
ミナウィスカを生成させ表面積を増加させるものであ
る。これにより、高い信頼性を得ることができるため、
この加熱処理を施した方が好ましい。
ル担体１を加熱することにより、メタル担体１を構成す
る平板２、波板３の表面にアルミニウムの酸化物が析出
する。この加熱処理は、γ−Ａｌ2 Ｏ3 コートの剥離を
目的として行うもであり、平板２、波板３の表面にアル
ミナウィスカを生成させ表面積を増加させるものであ
る。これにより、高い信頼性を得ることができるため、
この加熱処理を施した方が好ましい。
【００３０】この加熱処理後、γ−Ａｌ2 Ｏ3 を含有す
るスラリー中にこのメタル担体１を含浸させ焼成させ
る。これにより、平板２、波板３の表面がγ−Ａｌ2 Ｏ
3 コートされる。前述した各寸法等に形成されるメタル
担体１は、直径６６ｍｍ、長さ６０ｍｍ、容積２０５ｃ
ｃ、セル数１５０個／inch2 、全メタル担持表面積４０
０９ｃｍ2 であることから、総重量１２．３８ｇのγ−
Ａｌ2 Ｏ3 層を形成することになる。このγ−Ａｌ2 Ｏ
3 層は、ハニカム金属箔表面積１ｍ2 当たり（以下、
「担持密度」という）に換算すると３１ｇ／ｍ2 であ
り、また容積１リットル当たり（以下、「容積割合」と
いう）に換算すると６０．３ｇ／リットルである。
るスラリー中にこのメタル担体１を含浸させ焼成させ
る。これにより、平板２、波板３の表面がγ−Ａｌ2 Ｏ
3 コートされる。前述した各寸法等に形成されるメタル
担体１は、直径６６ｍｍ、長さ６０ｍｍ、容積２０５ｃ
ｃ、セル数１５０個／inch2 、全メタル担持表面積４０
０９ｃｍ2 であることから、総重量１２．３８ｇのγ−
Ａｌ2 Ｏ3 層を形成することになる。このγ−Ａｌ2 Ｏ
3 層は、ハニカム金属箔表面積１ｍ2 当たり（以下、
「担持密度」という）に換算すると３１ｇ／ｍ2 であ
り、また容積１リットル当たり（以下、「容積割合」と
いう）に換算すると６０．３ｇ／リットルである。
【００３１】γ−Ａｌ2 Ｏ3 層を形成後、図８および図
９に示す２回の触媒担持工程により、例えば白金、ロジ
ウム、パラジウム等を溶解した水溶液中にメタル担体１
を含浸させ再度焼成させる。これにより、図１に示すよ
うに、メタル担体１の排ガス上流側と排ガス下流側とを
異なった担持密度分布にすることができる。図８に示す
ように、γ−Ａｌ2 Ｏ3 層を形成後、例えば白金を０．
１５ｇ含有する白金水溶液３１が満たされる担持処理槽
３０にメタル担体１全体を浸漬させ、また引上げる工程
を数回繰り返す。この工程の後、メタル担体１を担持処
理槽３０から引上げ仮乾燥させる。仮乾燥後、白金水溶
液３１に浸漬させたのと同様、図示しない担持処理槽に
満たされた例えば０．００３０ｇのロジウムを含有する
ロジウム水溶液中にメタル担体１全体を浸漬させ、また
引上げる工程を数回繰り返す。この工程の後、メタル担
体１を担持処理槽から引上げ乾燥させる。これら第１触
媒担持工程によりメタル担体１には、担持密度０．３７
ｇ／ｍ2 の白金と担持密度０．０７５ｇ／ｍ2 のロジウ
ムがそれぞれ担持される。白金とロジウムとの合計担持
密度は、０．４５ｇ／ｍ2 である。
９に示す２回の触媒担持工程により、例えば白金、ロジ
ウム、パラジウム等を溶解した水溶液中にメタル担体１
を含浸させ再度焼成させる。これにより、図１に示すよ
うに、メタル担体１の排ガス上流側と排ガス下流側とを
異なった担持密度分布にすることができる。図８に示す
ように、γ−Ａｌ2 Ｏ3 層を形成後、例えば白金を０．
１５ｇ含有する白金水溶液３１が満たされる担持処理槽
３０にメタル担体１全体を浸漬させ、また引上げる工程
を数回繰り返す。この工程の後、メタル担体１を担持処
理槽３０から引上げ仮乾燥させる。仮乾燥後、白金水溶
液３１に浸漬させたのと同様、図示しない担持処理槽に
満たされた例えば０．００３０ｇのロジウムを含有する
ロジウム水溶液中にメタル担体１全体を浸漬させ、また
引上げる工程を数回繰り返す。この工程の後、メタル担
体１を担持処理槽から引上げ乾燥させる。これら第１触
媒担持工程によりメタル担体１には、担持密度０．３７
ｇ／ｍ2 の白金と担持密度０．０７５ｇ／ｍ2 のロジウ
ムがそれぞれ担持される。白金とロジウムとの合計担持
密度は、０．４５ｇ／ｍ2 である。
【００３２】また、図９に示すように、メタル担体１全
体に白金とロジウムとを担持させた後、例えば白金を
０．１６ｇ含有する白金水溶液３２が満たされる担持処
理槽３０に排ガス上流側の端部から所定の範囲５２ａま
でメタル担体１を浸漬させる。このとき、白金水溶液３
２の液面３２ａは前記工程の白金水溶液３１の液面３１
ａより低く、メタル担体１の排ガス上流側の端部から範
囲５２ａまで浸される程度の白金水溶液３１が担持処理
槽３０に入れられている。本第１実施例では、範囲５２
ａが例えば１２ｍｍに設定されている。したがって、メ
タル担体１を浸漬させ、また引上げる工程を数回繰り返
すことにより、メタル担体１の範囲５２ａが触媒担持さ
れる。この工程の後、メタル担体１を担持処理槽３０か
ら引上げ仮乾燥させる。さらに、仮乾燥後、白金水溶液
３２に浸漬させたのと同様、図示しない担持処理槽に満
たされた例えば０．０３２ｇのロジウムを含有するロジ
ウム水溶液中にメタル担体１の範囲５２ａを浸漬させ、
また引上げる工程を数回繰り返す。この工程の後、メタ
ル担体１を担持処理槽から引上げ乾燥させる。これによ
り、メタル担体１の触媒担持工程が終了し、触媒が担持
された触媒コンバータ用のメタル担体を得ることができ
る。
体に白金とロジウムとを担持させた後、例えば白金を
０．１６ｇ含有する白金水溶液３２が満たされる担持処
理槽３０に排ガス上流側の端部から所定の範囲５２ａま
でメタル担体１を浸漬させる。このとき、白金水溶液３
２の液面３２ａは前記工程の白金水溶液３１の液面３１
ａより低く、メタル担体１の排ガス上流側の端部から範
囲５２ａまで浸される程度の白金水溶液３１が担持処理
槽３０に入れられている。本第１実施例では、範囲５２
ａが例えば１２ｍｍに設定されている。したがって、メ
タル担体１を浸漬させ、また引上げる工程を数回繰り返
すことにより、メタル担体１の範囲５２ａが触媒担持さ
れる。この工程の後、メタル担体１を担持処理槽３０か
ら引上げ仮乾燥させる。さらに、仮乾燥後、白金水溶液
３２に浸漬させたのと同様、図示しない担持処理槽に満
たされた例えば０．０３２ｇのロジウムを含有するロジ
ウム水溶液中にメタル担体１の範囲５２ａを浸漬させ、
また引上げる工程を数回繰り返す。この工程の後、メタ
ル担体１を担持処理槽から引上げ乾燥させる。これによ
り、メタル担体１の触媒担持工程が終了し、触媒が担持
された触媒コンバータ用のメタル担体を得ることができ
る。
【００３３】以上、説明した第１および第２触媒担持工
程により、メタル担体１の排ガス上流側端部の範囲５２
ａには、担持密度２．６９ｇ／ｍ2 の白金と担持密度
０．５４ｇ／ｍ2 のロジウムがそれぞれ担持され、白金
とロジウムとの合計担持密度が３．２３ｇ／ｍ2 にな
る。一方、メタル担体１の排ガス上流側端部の範囲５２
ａを除いた範囲５２ｂには、担持密度０．３７ｇ／ｍ2
の白金と担持密度０．０７５ｇ／ｍ2 のロジウムがそれ
ぞれ担持され、白金とロジウムとの合計担持密度が０．
３７２ｇ／ｍ2 になる。これは、総担持量で表すと白金
０．３１ｇ、ロジウム０．０６２ｇ、白金とロジウムの
合計０．３７２ｇになる。また、容積割合の総担持量に
換算すると白金１．５ｇ／リットル、ロジウム０．３ｇ／リッ
トル、白金とロジウムの合計１．８ｇ／リットルになる。さら
に、範囲５２ａと範囲５２ｂとのそれぞれの担持密度を
比較すると、範囲５２ａが範囲５２ｂの９倍以下の担持
密度に設定してあることがわかる。これは、高担持密度
層である範囲５２ａの担持密度が高くなることにより、
触媒粒子間距離が小さくなり前述したシンタリング現象
が生ずることを防ぐためである。
程により、メタル担体１の排ガス上流側端部の範囲５２
ａには、担持密度２．６９ｇ／ｍ2 の白金と担持密度
０．５４ｇ／ｍ2 のロジウムがそれぞれ担持され、白金
とロジウムとの合計担持密度が３．２３ｇ／ｍ2 にな
る。一方、メタル担体１の排ガス上流側端部の範囲５２
ａを除いた範囲５２ｂには、担持密度０．３７ｇ／ｍ2
の白金と担持密度０．０７５ｇ／ｍ2 のロジウムがそれ
ぞれ担持され、白金とロジウムとの合計担持密度が０．
３７２ｇ／ｍ2 になる。これは、総担持量で表すと白金
０．３１ｇ、ロジウム０．０６２ｇ、白金とロジウムの
合計０．３７２ｇになる。また、容積割合の総担持量に
換算すると白金１．５ｇ／リットル、ロジウム０．３ｇ／リッ
トル、白金とロジウムの合計１．８ｇ／リットルになる。さら
に、範囲５２ａと範囲５２ｂとのそれぞれの担持密度を
比較すると、範囲５２ａが範囲５２ｂの９倍以下の担持
密度に設定してあることがわかる。これは、高担持密度
層である範囲５２ａの担持密度が高くなることにより、
触媒粒子間距離が小さくなり前述したシンタリング現象
が生ずることを防ぐためである。
【００３４】次に、エンジン５の排気経路にメタル担体
１を取付ける工程を図２および図１０に基づいて説明す
る。図１、図２および図１０に示すように、エキゾース
トマニホールド取付フランジ１４ａとスタートキャスタ
リスト取付フランジ１４ｂとの間にガスケット１５を介
してメタル担体１のフランジ１２がボルト１６により取
付けられる。これにより、メタル担体１は、エキゾース
トマニホールド６ａとスタートキャスタリスト７との間
に連結固定される。
１を取付ける工程を図２および図１０に基づいて説明す
る。図１、図２および図１０に示すように、エキゾース
トマニホールド取付フランジ１４ａとスタートキャスタ
リスト取付フランジ１４ｂとの間にガスケット１５を介
してメタル担体１のフランジ１２がボルト１６により取
付けられる。これにより、メタル担体１は、エキゾース
トマニホールド６ａとスタートキャスタリスト７との間
に連結固定される。
【００３５】次に、メタル担体１の作動を図１および図
２に基づいて説明する。エンジン２の始動後、各気筒の
排気行程で排気された排ガスは、エキゾーストマニホー
ルド６ａ、６ｂを経由してメタル担体１に達する。メタ
ル担体１に達した排ガスがメタル担体１の上流側に位置
するスリット部４に衝突し、次に列挙するスリット部４
の効果に加え、空隙部９の空気層によりスリ
ット部４と外筒８とが断熱されていることからスリット
部４の温度は最も速く上昇する。
２に基づいて説明する。エンジン２の始動後、各気筒の
排気行程で排気された排ガスは、エキゾーストマニホー
ルド６ａ、６ｂを経由してメタル担体１に達する。メタ
ル担体１に達した排ガスがメタル担体１の上流側に位置
するスリット部４に衝突し、次に列挙するスリット部４
の効果に加え、空隙部９の空気層によりスリ
ット部４と外筒８とが断熱されていることからスリット
部４の温度は最も速く上昇する。
【００３６】スリットの形成によりスリット部４の熱
容量が小さくなる。 スリットの形成によりメタル担体１の軸方向に対する
メタル担体１の断面積が小さくなるため、メタル担体１
の下流側への熱伝導を抑制する。 スリットの形成位置を互い違いにしたことにより伝熱
経路が長くなるため、メタル担体１の下流側への熱伝導
を抑制する。
容量が小さくなる。 スリットの形成によりメタル担体１の軸方向に対する
メタル担体１の断面積が小さくなるため、メタル担体１
の下流側への熱伝導を抑制する。 スリットの形成位置を互い違いにしたことにより伝熱
経路が長くなるため、メタル担体１の下流側への熱伝導
を抑制する。
【００３７】スリットの形成により平板２と波板３と
の接触面積が減少するため、メタル担体１の径方向外側
への熱伝導を抑制する。 スリットには排ガスの流れを攪乱する働きがあるた
め、熱伝達効率を高める。 また、メタル担体１と外筒８とはメタル担体１の下流側
の溶接痕１１で接合され、外筒８とエキゾーストマニホ
ールド６ａ、６ｂとはメタル担体１の上流側のフランジ
１２により固定されているため、メタル担体１の熱が外
筒８を経由してエキゾーストマニホールド６ａ、６ｂに
達する伝熱経路が長く確保できる。これにより、メタル
担体１の放熱を抑制し放熱量を極めて少なくしている。
の接触面積が減少するため、メタル担体１の径方向外側
への熱伝導を抑制する。 スリットには排ガスの流れを攪乱する働きがあるた
め、熱伝達効率を高める。 また、メタル担体１と外筒８とはメタル担体１の下流側
の溶接痕１１で接合され、外筒８とエキゾーストマニホ
ールド６ａ、６ｂとはメタル担体１の上流側のフランジ
１２により固定されているため、メタル担体１の熱が外
筒８を経由してエキゾーストマニホールド６ａ、６ｂに
達する伝熱経路が長く確保できる。これにより、メタル
担体１の放熱を抑制し放熱量を極めて少なくしている。
【００３８】さらに、スリット部４が形成されていない
メタル担体１の排ガス下流側は、スリット部４が形成さ
れている排ガス上流側と比較して、径方向および軸方向
に熱伝導度が大きいため熱伝導速度が極めて速く、メタ
ル担体１の排ガス下流側全域が短時間で触媒の活性化温
度まで昇温する。さらにまた、排ガス上流側のメタル担
体１の所定の範囲５２ａには、触媒物質を高密度の分布
させた担持層が形成されていることから、触媒物質の活
性化温度である２５０〜３５０℃に範囲５２ａが達し、
範囲５２ａの触媒物質が活性化するとその反応熱により
メタル担体１の排ガス上流側の昇温がさらに速くなる。
メタル担体１の排ガス下流側は、スリット部４が形成さ
れている排ガス上流側と比較して、径方向および軸方向
に熱伝導度が大きいため熱伝導速度が極めて速く、メタ
ル担体１の排ガス下流側全域が短時間で触媒の活性化温
度まで昇温する。さらにまた、排ガス上流側のメタル担
体１の所定の範囲５２ａには、触媒物質を高密度の分布
させた担持層が形成されていることから、触媒物質の活
性化温度である２５０〜３５０℃に範囲５２ａが達し、
範囲５２ａの触媒物質が活性化するとその反応熱により
メタル担体１の排ガス上流側の昇温がさらに速くなる。
【００３９】ここで、触媒物質は白金、ロジウム系触媒
に限られることはなくパラジウム系触媒でも良い。また
このパラジウム系触媒を用いることによりさらにコスト
が低減できるとともに、耐熱性に優れたパラジウム系触
媒によってシンタリング現象が生じ難くなり、高い浄化
性能を長期間維持できる。以上、説明したスリット部４
等の効果により、エンジン２の始動直後、約１５〜１６
秒間でメタル担体１の全域が活性化され、排ガスを十分
に浄化できる触媒反応可能面積をメタル担体１に得るこ
とができる。また、メタル担体１の直下に設けられたス
タートキャスタリスト７は、メタル担体１を通過した高
温の排ガスによって、スタートキャスタリスト７の上流
側から順次触媒の活性化が行われる。エンジン２の高負
荷時、エキゾーストマニホールド６ａ、６ｂから大流量
の排ガスが排出される場合でも、メタル担体１とスター
トキャスタリスト７とより約９０％以上の排ガス中のＨ
ＣおよびＣＯの浄化を行うことができる。
に限られることはなくパラジウム系触媒でも良い。また
このパラジウム系触媒を用いることによりさらにコスト
が低減できるとともに、耐熱性に優れたパラジウム系触
媒によってシンタリング現象が生じ難くなり、高い浄化
性能を長期間維持できる。以上、説明したスリット部４
等の効果により、エンジン２の始動直後、約１５〜１６
秒間でメタル担体１の全域が活性化され、排ガスを十分
に浄化できる触媒反応可能面積をメタル担体１に得るこ
とができる。また、メタル担体１の直下に設けられたス
タートキャスタリスト７は、メタル担体１を通過した高
温の排ガスによって、スタートキャスタリスト７の上流
側から順次触媒の活性化が行われる。エンジン２の高負
荷時、エキゾーストマニホールド６ａ、６ｂから大流量
の排ガスが排出される場合でも、メタル担体１とスター
トキャスタリスト７とより約９０％以上の排ガス中のＨ
ＣおよびＣＯの浄化を行うことができる。
【００４０】次に、第１実施例のメタル担体１と比較例
のメタル担体との排ガスによる温度上昇特性について調
べた結果を図１１〜図１３に基づいて説明する。比較実
験に際し、メタル担体１と比較例１、２のメタル担体と
の諸元を表１に示す。
のメタル担体との排ガスによる温度上昇特性について調
べた結果を図１１〜図１３に基づいて説明する。比較実
験に際し、メタル担体１と比較例１、２のメタル担体と
の諸元を表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】図１２に示すように、比較例１のメタル担
体１１０としてメタル担体１の排ガス上流側に高密度担
持層を形成しないものを用い、比較例２のメタル担体１
２０としてメタル担体１の排ガス上流側にスリット部お
よび高密度担持層を形成しないものを用いた。図１１に
示すように、メタル担体１は、エンジン５の始動直後２
〜３秒間で約３００℃に達する排気管途中に取付けられ
る。比較例１および比較例２のメタル担体１１０、１２
０も比較実験時、同様の位置に取付けられる。
体１１０としてメタル担体１の排ガス上流側に高密度担
持層を形成しないものを用い、比較例２のメタル担体１
２０としてメタル担体１の排ガス上流側にスリット部お
よび高密度担持層を形成しないものを用いた。図１１に
示すように、メタル担体１は、エンジン５の始動直後２
〜３秒間で約３００℃に達する排気管途中に取付けられ
る。比較例１および比較例２のメタル担体１１０、１２
０も比較実験時、同様の位置に取付けられる。
【００４３】図１２に示すように、メタル担体１、１１
０、１２０の温度上昇を調べるにあたっては、各メタル
担体の排ガス上流側から軸方向に距離１０１（１９ｍ
ｍ）下流側の点Ｂ、点Ｃ、点Ｄに示すメタル担体中心部
の温度状態を測定した。また、同時に各メタル担体の排
ガス上流側端部から軸方向に距離１０２（２０ｍｍ）上
流側の点Ａに示す排ガスの温度状態を測定した。
０、１２０の温度上昇を調べるにあたっては、各メタル
担体の排ガス上流側から軸方向に距離１０１（１９ｍ
ｍ）下流側の点Ｂ、点Ｃ、点Ｄに示すメタル担体中心部
の温度状態を測定した。また、同時に各メタル担体の排
ガス上流側端部から軸方向に距離１０２（２０ｍｍ）上
流側の点Ａに示す排ガスの温度状態を測定した。
【００４４】図１３に示すように、メタル担体１におい
ては、エンジン始動後、４〜５秒間で約３００℃の温度
に達している。これに対し比較例１のメタル担体１１０
においては５〜６秒間、メタル担体１２０においては７
〜９秒間で約３００℃の温度に達している。このよう
に、メタル担体の排ガス上流側にスリット部を形成し、
さらに触媒物質を高密度に担持させることにより、メタ
ル担体内の急速な温度上昇を得ることができることを確
認した。
ては、エンジン始動後、４〜５秒間で約３００℃の温度
に達している。これに対し比較例１のメタル担体１１０
においては５〜６秒間、メタル担体１２０においては７
〜９秒間で約３００℃の温度に達している。このよう
に、メタル担体の排ガス上流側にスリット部を形成し、
さらに触媒物質を高密度に担持させることにより、メタ
ル担体内の急速な温度上昇を得ることができることを確
認した。
【００４５】ここで、前述した平板２と波板３との溶接
しろである間隔５０ｂは、３〜５ｍｍ程度であればメタ
ル担体１の昇温性能を妨げないことを実験により確認し
ている。また、スリット部４は、排ガス上流側から排ガ
スの流れ方向に向ってメタル担体の軸方向長さである板
幅５０ａの５〜６０％の範囲のメタル担体に形成される
ことが望ましく、またこのスリット部４を含む排ガス上
流側の少なくとも排ガス流れ方向に５ｍｍ以上の範囲に
触媒物質を高密度に分布させた担持層を形成すると、エ
ンジン始動直後、約２０秒間でメタル担体全域で触媒物
質の活性化ができることを実験により確認している。
しろである間隔５０ｂは、３〜５ｍｍ程度であればメタ
ル担体１の昇温性能を妨げないことを実験により確認し
ている。また、スリット部４は、排ガス上流側から排ガ
スの流れ方向に向ってメタル担体の軸方向長さである板
幅５０ａの５〜６０％の範囲のメタル担体に形成される
ことが望ましく、またこのスリット部４を含む排ガス上
流側の少なくとも排ガス流れ方向に５ｍｍ以上の範囲に
触媒物質を高密度に分布させた担持層を形成すると、エ
ンジン始動直後、約２０秒間でメタル担体全域で触媒物
質の活性化ができることを実験により確認している。
【００４６】また、触媒物質が白金、ロジウム系触媒の
場合、総担持量を１．５〜４．０ｇ／リットルにするととも
に、白金とロジウムとの重量比率を白金１に対してロジ
ウム０．２以下に担持すると前述のようにエンジン始動
直後、十分な浄化性能を得ることができる。触媒物質が
パラジウム系の場合、総担持量を４．０〜６．０ｇ／リッ
トルに担持すると、触媒物質が白金、ロジウム系触媒の場
合と同様、エンジン始動直後、十分な浄化性能を得るこ
とができる。
場合、総担持量を１．５〜４．０ｇ／リットルにするととも
に、白金とロジウムとの重量比率を白金１に対してロジ
ウム０．２以下に担持すると前述のようにエンジン始動
直後、十分な浄化性能を得ることができる。触媒物質が
パラジウム系の場合、総担持量を４．０〜６．０ｇ／リッ
トルに担持すると、触媒物質が白金、ロジウム系触媒の場
合と同様、エンジン始動直後、十分な浄化性能を得るこ
とができる。
【００４７】さらに、触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、担持密度の最も小さい領域の担持層の担持密度
を最小０．４５ｇ／ｍ2 に担持すると高負荷時、十分な
浄化性能を得ることができる。触媒物質がパラジウム系
の場合、担持密度の最も小さい領域の担持層の担持密度
を最小１．０ｇ／ｍ2 に担持すると、触媒物質が白金、
ロジウム系触媒の場合と同様、高負荷時、十分な浄化性
能を得ることができる。
の場合、担持密度の最も小さい領域の担持層の担持密度
を最小０．４５ｇ／ｍ2 に担持すると高負荷時、十分な
浄化性能を得ることができる。触媒物質がパラジウム系
の場合、担持密度の最も小さい領域の担持層の担持密度
を最小１．０ｇ／ｍ2 に担持すると、触媒物質が白金、
ロジウム系触媒の場合と同様、高負荷時、十分な浄化性
能を得ることができる。
【００４８】次に、メタル担体１と比較例のメタル担体
１１０、１２０を用いてメタル担体の耐久性について調
べた結果を図１４に基づいて説明する。耐久試験条件
は、Ａ／Ｆ＝１４．６、流入ガス温度９００℃、２００
時間運転である。この耐久試験前後の浄化特性を図１４
に示す。図１４に示すように、メタル担体１の浄化率
は、触媒担持密度分布を設けない比較例１および比較例
２と比較して耐久試験の前後にかかわらず最も高い値を
表している。また、比較例１のメタル担体１１０と比較
例２のメタル担体１２０とを比較すると、流入ガス上流
側に設けたスリット部４による効果が大きいことを示し
ている。
１１０、１２０を用いてメタル担体の耐久性について調
べた結果を図１４に基づいて説明する。耐久試験条件
は、Ａ／Ｆ＝１４．６、流入ガス温度９００℃、２００
時間運転である。この耐久試験前後の浄化特性を図１４
に示す。図１４に示すように、メタル担体１の浄化率
は、触媒担持密度分布を設けない比較例１および比較例
２と比較して耐久試験の前後にかかわらず最も高い値を
表している。また、比較例１のメタル担体１１０と比較
例２のメタル担体１２０とを比較すると、流入ガス上流
側に設けたスリット部４による効果が大きいことを示し
ている。
【００４９】このように、メタル担体の流入ガス上流側
に高密度担持層とスリット部とを形成することにより、
高い耐久性を有するメタル担体を低コストで実現するこ
とが実験により確認された。つまり、スリット部を設け
たことにより流入ガス上流側の高密度担持層の担持密度
を従来のものと較べて低く抑えることができ、これによ
りメタル担体に担持された触媒物質の粒子間距離を十分
に確保することができる。したがって、触媒担持工程に
おいて触媒物質の粒子径の増大を招くことなく微粒化さ
れた触媒物質を担持でき、高い浄化率を得ることができ
るのである。
に高密度担持層とスリット部とを形成することにより、
高い耐久性を有するメタル担体を低コストで実現するこ
とが実験により確認された。つまり、スリット部を設け
たことにより流入ガス上流側の高密度担持層の担持密度
を従来のものと較べて低く抑えることができ、これによ
りメタル担体に担持された触媒物質の粒子間距離を十分
に確保することができる。したがって、触媒担持工程に
おいて触媒物質の粒子径の増大を招くことなく微粒化さ
れた触媒物質を担持でき、高い浄化率を得ることができ
るのである。
【００５０】また、メタル担体の触媒担持量を種々の値
に変えて耐久試験を行った結果、担持密度が過剰に高い
を浄化率が劣化することを確認した。担持された触媒物
質の粒子間距離が小さくなると、熱振動によって触媒物
質粒子が表面移動し粒径が成長するシンタリング現象が
生じ易くなり触媒物質の表面積が減少するためである。
実験によると、高密度担持層の担持密度は、触媒物質が
白金、ロジウム系触媒の場合、３．６ｇ／ｍ2 以下であ
れば良好な耐久性を示した。また触媒物質がパラジウム
系の場合、８．０ｇ／ｍ2 以下であれば、触媒物質が白
金、ロジウム系触媒の場合と同様、良好な耐久性を示す
ことが判明した。
に変えて耐久試験を行った結果、担持密度が過剰に高い
を浄化率が劣化することを確認した。担持された触媒物
質の粒子間距離が小さくなると、熱振動によって触媒物
質粒子が表面移動し粒径が成長するシンタリング現象が
生じ易くなり触媒物質の表面積が減少するためである。
実験によると、高密度担持層の担持密度は、触媒物質が
白金、ロジウム系触媒の場合、３．６ｇ／ｍ2 以下であ
れば良好な耐久性を示した。また触媒物質がパラジウム
系の場合、８．０ｇ／ｍ2 以下であれば、触媒物質が白
金、ロジウム系触媒の場合と同様、良好な耐久性を示す
ことが判明した。
【００５１】さらに、実験を重ねた結果、担持層を形成
するγ−Ａｌ2 Ｏ3 の形成量に耐久性能が影響すること
を確認した。つまり、触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムとの合計担持密度０．４５ｇ／
ｍ2 に対しγ−Ａｌ2 Ｏ3 の担持密度を３１ｇ／ｍ2 の
割合になるように触媒物質の担持密度の重量比率分布に
応じたγ−Ａｌ2 Ｏ3 コート量の重量比率分布にするこ
により、最も高い耐久性を示した。また触媒物質がパラ
ジウム系の場合、パラジウム担持密度１．０ｇ／ｍ2 に
対しγ−Ａｌ2 Ｏ3 の担持密度を３１ｇ／ｍ2 の割合に
なるように触媒物質の担持密度の重量比率分布に応じた
γ−Ａｌ2 Ｏ3 コート量の重量比率分布にするこによ
り、最も高い耐久性を示した。これは、１３０〜３５０
ｇ／ｍ2 であるγ−Ａｌ2 Ｏ3 の比表面積に対して触媒
物質粒子間距離が十分に確保できる担持密度となったた
めである。また、パラジウムは耐熱性に優れていること
から、シンタリング現象が生じ難く高い浄化性能を長期
間維持することも実験により確認している。
するγ−Ａｌ2 Ｏ3 の形成量に耐久性能が影響すること
を確認した。つまり、触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムとの合計担持密度０．４５ｇ／
ｍ2 に対しγ−Ａｌ2 Ｏ3 の担持密度を３１ｇ／ｍ2 の
割合になるように触媒物質の担持密度の重量比率分布に
応じたγ−Ａｌ2 Ｏ3 コート量の重量比率分布にするこ
により、最も高い耐久性を示した。また触媒物質がパラ
ジウム系の場合、パラジウム担持密度１．０ｇ／ｍ2 に
対しγ−Ａｌ2 Ｏ3 の担持密度を３１ｇ／ｍ2 の割合に
なるように触媒物質の担持密度の重量比率分布に応じた
γ−Ａｌ2 Ｏ3 コート量の重量比率分布にするこによ
り、最も高い耐久性を示した。これは、１３０〜３５０
ｇ／ｍ2 であるγ−Ａｌ2 Ｏ3 の比表面積に対して触媒
物質粒子間距離が十分に確保できる担持密度となったた
めである。また、パラジウムは耐熱性に優れていること
から、シンタリング現象が生じ難く高い浄化性能を長期
間維持することも実験により確認している。
【００５２】第１実施例によると、担体１の排ガス上流
側にはスリット部４が形成されていることから、メタル
担体１の下流側への熱伝導を抑制する。これにより、担
体１の排ガス上流側の熱容量を低くする効果がある。ま
た、第１実施例によると、担体１のスリット部４により
排ガスの流れを攪乱することから熱伝達効率を高めると
ともに、平板２と波板３との接触面積が減少するため、
メタル担体１の径方向外側への熱伝導量を抑制する。こ
れにより、担体１の排ガス上流側で昇温した熱を蓄熱す
る効果がある。
側にはスリット部４が形成されていることから、メタル
担体１の下流側への熱伝導を抑制する。これにより、担
体１の排ガス上流側の熱容量を低くする効果がある。ま
た、第１実施例によると、担体１のスリット部４により
排ガスの流れを攪乱することから熱伝達効率を高めると
ともに、平板２と波板３との接触面積が減少するため、
メタル担体１の径方向外側への熱伝導量を抑制する。こ
れにより、担体１の排ガス上流側で昇温した熱を蓄熱す
る効果がある。
【００５３】さらに、第１実施例によると、排ガス上流
側のメタル担体１の所定の範囲５２ａには、触媒物質を
高密度に分布させた担持層が形成されていることから、
範囲５２ａの触媒物質の活性化温度に達したとき、この
触媒物質の活性化に伴う反応熱によりメタル担体１の排
ガス上流側の昇温がさらに速くなる。これにより、排ガ
スからの熱により容易にメタル担体１を昇温でき、触媒
物質の反応熱による昇温依存度を抑える効果がある。し
たがって、触媒物質の発熱反応を利用してメタル担体を
昇温させていた従来の触媒コンバータと比較して、触媒
物質の担持量を少なくすることができ、さらに高い浄化
率を長期間に渡って維持するため必要な触媒担持量を減
少させる効果がある。これにより、メタル担体に担持さ
れた触媒物質の粒子間距離を十分に確保することがで
き、触媒担持工程において触媒物質の粒子径の増大を招
くことなく微粒化された触媒物質を担持できる効果があ
る。さらにまた、必要な触媒担持量を減少させることか
ら、高価な白金、ロジウム、パラジウム等の使用量を減
少させコスト低減を図ることができる効果がある。
側のメタル担体１の所定の範囲５２ａには、触媒物質を
高密度に分布させた担持層が形成されていることから、
範囲５２ａの触媒物質の活性化温度に達したとき、この
触媒物質の活性化に伴う反応熱によりメタル担体１の排
ガス上流側の昇温がさらに速くなる。これにより、排ガ
スからの熱により容易にメタル担体１を昇温でき、触媒
物質の反応熱による昇温依存度を抑える効果がある。し
たがって、触媒物質の発熱反応を利用してメタル担体を
昇温させていた従来の触媒コンバータと比較して、触媒
物質の担持量を少なくすることができ、さらに高い浄化
率を長期間に渡って維持するため必要な触媒担持量を減
少させる効果がある。これにより、メタル担体に担持さ
れた触媒物質の粒子間距離を十分に確保することがで
き、触媒担持工程において触媒物質の粒子径の増大を招
くことなく微粒化された触媒物質を担持できる効果があ
る。さらにまた、必要な触媒担持量を減少させることか
ら、高価な白金、ロジウム、パラジウム等の使用量を減
少させコスト低減を図ることができる効果がある。
【００５４】（第２実施例）本発明の第２実施例による
メタル担体を図１５および図１６に基づいて説明する。
第１実施例と実質的に同一の構成部分には、同一符号を
付す。図１５に示すように、第２実施例は、メタル担体
４０を構成する平板２および波板３の排ガス上流側の範
囲４１ｂについて、酸化鉛等の鉛化合物が生成し易い部
位の担持密度を予め低くする点が第１実施例と異なる。
メタル担体を図１５および図１６に基づいて説明する。
第１実施例と実質的に同一の構成部分には、同一符号を
付す。図１５に示すように、第２実施例は、メタル担体
４０を構成する平板２および波板３の排ガス上流側の範
囲４１ｂについて、酸化鉛等の鉛化合物が生成し易い部
位の担持密度を予め低くする点が第１実施例と異なる。
【００５５】図１６に示すように、γ−Ａｌ2 Ｏ3 層を
形成後、所定に濃度の白金水溶液４３が満たされる担持
処理槽４２にメタル担体４０の排ガス上流側の範囲４１
ｂだけ残してメタル担体４０を浸漬させ、また引上げる
工程を数回繰り返す。本第２実施例では、範囲４１ｂは
例えば３〜５ｍｍである。この工程の後、メタル担体４
０を担持処理槽４２から引上げ仮乾燥させる。仮乾燥
後、白金水溶液４３に浸漬させたのと同様、図示しない
担持処理槽に満たされた所定の濃度のロジウムを含有す
るロジウム水溶液中にメタル担体を範囲４１ｂだけ残し
て浸漬させ、また引上げる工程を数回繰り返す。この工
程の後、メタル担体４０を担持処理槽から引上げ乾燥さ
せる。これら第１触媒担持工程によりメタル担体４０に
は、所定の担持密度の白金とロジウムとが範囲４１ｂを
除いた部分にそれぞれ担持される。
形成後、所定に濃度の白金水溶液４３が満たされる担持
処理槽４２にメタル担体４０の排ガス上流側の範囲４１
ｂだけ残してメタル担体４０を浸漬させ、また引上げる
工程を数回繰り返す。本第２実施例では、範囲４１ｂは
例えば３〜５ｍｍである。この工程の後、メタル担体４
０を担持処理槽４２から引上げ仮乾燥させる。仮乾燥
後、白金水溶液４３に浸漬させたのと同様、図示しない
担持処理槽に満たされた所定の濃度のロジウムを含有す
るロジウム水溶液中にメタル担体を範囲４１ｂだけ残し
て浸漬させ、また引上げる工程を数回繰り返す。この工
程の後、メタル担体４０を担持処理槽から引上げ乾燥さ
せる。これら第１触媒担持工程によりメタル担体４０に
は、所定の担持密度の白金とロジウムとが範囲４１ｂを
除いた部分にそれぞれ担持される。
【００５６】次に、図１７に示すように、所定の濃度の
白金水溶液４４が満たされる担持処理槽４２に排ガス上
流側の端部から所定の範囲４１ｄまでメタル担体４０を
浸漬させる。このとき、白金水溶液４４の液面４４ａは
前記工程の白金水溶液４３の液面４３ａより低く、メタ
ル担体４０の排ガス上流側の端部から範囲４１ｄまで浸
される程度の白金水溶液４４が担持処理槽４２に入れら
れている。本第２実施例では、範囲４１ｄは例えば１５
ｍｍに設定されており、範囲４１ａと範囲４１ｂとの和
に等しい。したがって、メタル担体４０を浸漬させ、ま
た引上げる工程を数回繰り返すことにより、メタル担体
４０の範囲４１ｄだけが触媒担持される。この工程の
後、メタル担体４０を担持処理槽４２から引上げ仮乾燥
させる。さらに、仮乾燥後、白金水溶液４４に浸漬させ
たのと同様、図示しない担持処理槽に満たされた所定の
濃度のロジウムを含有するロジウム水溶液中にメタル担
体４０の範囲４１ｄを浸漬させ、また引上げる工程を数
回繰り返す。この工程の後、メタル担体４０を担持処理
槽から引上げ乾燥させる。これにより、メタル担体４０
の触媒担持工程が終了し、触媒が担持された触媒コンバ
ータ用のメタル担体を得ることができる。
白金水溶液４４が満たされる担持処理槽４２に排ガス上
流側の端部から所定の範囲４１ｄまでメタル担体４０を
浸漬させる。このとき、白金水溶液４４の液面４４ａは
前記工程の白金水溶液４３の液面４３ａより低く、メタ
ル担体４０の排ガス上流側の端部から範囲４１ｄまで浸
される程度の白金水溶液４４が担持処理槽４２に入れら
れている。本第２実施例では、範囲４１ｄは例えば１５
ｍｍに設定されており、範囲４１ａと範囲４１ｂとの和
に等しい。したがって、メタル担体４０を浸漬させ、ま
た引上げる工程を数回繰り返すことにより、メタル担体
４０の範囲４１ｄだけが触媒担持される。この工程の
後、メタル担体４０を担持処理槽４２から引上げ仮乾燥
させる。さらに、仮乾燥後、白金水溶液４４に浸漬させ
たのと同様、図示しない担持処理槽に満たされた所定の
濃度のロジウムを含有するロジウム水溶液中にメタル担
体４０の範囲４１ｄを浸漬させ、また引上げる工程を数
回繰り返す。この工程の後、メタル担体４０を担持処理
槽から引上げ乾燥させる。これにより、メタル担体４０
の触媒担持工程が終了し、触媒が担持された触媒コンバ
ータ用のメタル担体を得ることができる。
【００５７】以上、説明した第１および第２触媒担持工
程において、メタル担体４０の排ガス上流側の範囲４１
ｂは範囲４１ｃと同様、第２触媒担持工程の触媒担持が
行われ、第１触媒担持工程の触媒担持は行われていない
ことから、範囲４１ｂの担持密度を低くすることができ
る。これにより、排ガスに含まれるハロゲン化鉛等が最
も多く触れる可能性がある排ガス上流に位置する範囲４
１ｂには、メタル担体４０の使用初期状態において触媒
担持量が少なくなっているため、長期間使用する場合、
浄化性能が大幅に損なわれない効果がある。また必要な
触媒担持量の減少によりコスト低減が図れる効果があ
る。
程において、メタル担体４０の排ガス上流側の範囲４１
ｂは範囲４１ｃと同様、第２触媒担持工程の触媒担持が
行われ、第１触媒担持工程の触媒担持は行われていない
ことから、範囲４１ｂの担持密度を低くすることができ
る。これにより、排ガスに含まれるハロゲン化鉛等が最
も多く触れる可能性がある排ガス上流に位置する範囲４
１ｂには、メタル担体４０の使用初期状態において触媒
担持量が少なくなっているため、長期間使用する場合、
浄化性能が大幅に損なわれない効果がある。また必要な
触媒担持量の減少によりコスト低減が図れる効果があ
る。
【００５８】なお、第２実施例では、第１および第２触
媒担持工程において、触媒物質に白金、ロジウムを用い
たが、本発明ではロジウム系触媒を用いても良い。ま
た、本実施例では、平板２および波板３の両方にスリッ
ト部４を形成したが、本発明ではこれに限られることは
なく、平板２または波板３の少なくとも一方にスリット
部４が形成されていれば良く、例えば平板２にスリット
部４を形成し波板３にはスリット部４を形成しない場
合、または波板３にスリット部４を形成し平板２にはス
リット部４を形成しない場合でも良い。
媒担持工程において、触媒物質に白金、ロジウムを用い
たが、本発明ではロジウム系触媒を用いても良い。ま
た、本実施例では、平板２および波板３の両方にスリッ
ト部４を形成したが、本発明ではこれに限られることは
なく、平板２または波板３の少なくとも一方にスリット
部４が形成されていれば良く、例えば平板２にスリット
部４を形成し波板３にはスリット部４を形成しない場
合、または波板３にスリット部４を形成し平板２にはス
リット部４を形成しない場合でも良い。
【００５９】さらに、本実施例では、平板２と波板３と
を交互に巻回することによりメタル担体を形成したが、
本発明では、これに限られることはなく、例えば平板２
と波板３とを交互に積み重ね積層することによりメタル
担体を形成しても良い。
を交互に巻回することによりメタル担体を形成したが、
本発明では、これに限られることはなく、例えば平板２
と波板３とを交互に積み重ね積層することによりメタル
担体を形成しても良い。
【図１】本発明の第１実施例によるメタル担体を用いた
メタル触媒コンバータの概略構成図である。
メタル触媒コンバータの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例によるメタル担体をエンジ
ンの排気経路に搭載した全体構成図である。
ンの排気経路に搭載した全体構成図である。
【図３】本発明の第１実施例によるメタル担体を外筒に
取付けた状態を示す斜視図である。
取付けた状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例によるメタル担体を外筒に
取付けた状態を示す半断面図である。
取付けた状態を示す半断面図である。
【図５】図３のＶ方向矢視図である。
【図６】本発明の第１実施例によるメタル担体に使用さ
れる平板の展開図である。
れる平板の展開図である。
【図７】本発明の第１実施例によるメタル担体のスリッ
ト部の模式的説明図である。
ト部の模式的説明図である。
【図８】本発明の第１実施例によるメタル担体の第１触
媒担持工程の模式的説明図である。
媒担持工程の模式的説明図である。
【図９】本発明の第１実施例によるメタル担体の第２触
媒担持工程の模式的説明図である。
媒担持工程の模式的説明図である。
【図１０】図２のＸ方向矢視図である。
【図１１】比較実験を行うメタル担体をエンジンの排気
系路に搭載した全体構成図である。
系路に搭載した全体構成図である。
【図１２】(a) は本発明の第１実施例によるメタル担体
の模式的側面図、(b) は比較例１のメタル担体の模式的
側面図、(c) は比較例２のメタル担体の模式的側面図で
ある。
の模式的側面図、(b) は比較例１のメタル担体の模式的
側面図、(c) は比較例２のメタル担体の模式的側面図で
ある。
【図１３】本発明の第１実施例によるメタル担体の比較
実験の実験結果を示す温度状態特性図である。
実験の実験結果を示す温度状態特性図である。
【図１４】本発明の第１実施例によるメタル担体の比較
実験の実験結果を示す浄化性能特性図である。
実験の実験結果を示す浄化性能特性図である。
【図１５】本発明の第２実施例によるメタル担体を用い
たメタル触媒コンバータの概略構成図である。
たメタル触媒コンバータの概略構成図である。
【図１６】本発明の第２実施例によるメタル担体の第１
触媒担持工程の模式的説明図である。
触媒担持工程の模式的説明図である。
【図１７】本発明の第２実施例によるメタル担体の第２
触媒担持工程の模式的説明図である。
触媒担持工程の模式的説明図である。
１、４０ メタル担体 ２ 平板 ３ 波板 ４ スリット部 ５ エンジン（内燃機関） ６ａ、ｂ エキゾーストマニホールド（排気経路） ７ スタートキャスタリスト ８ 外筒 ９ 空隙部 １０ 切欠部 １１、１３ 溶接痕 １２ フランジ ２２ 排気管 ３１、３２、４３、４４ 白金水溶液（溶液） ４１ｂ 範囲（低密度担持層） ４１ａ、５２ａ 範囲（高密度担持層） ４１ｃ、５２ｂ 範囲（非高密度担持層）
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ０１Ｄ 53/86 ＺＡＢ 53/94 Ｂ０１Ｊ 23/40 ＺＡＢ Ａ Ｆ０１Ｎ 3/28 ＺＡＢ ３０１ Ｐ
Claims (14)
- 【請求項１】 内燃機関の排気経路中に配設され、金属
製の平板と波板とが交互に重ね合わせられ巻回または積
層して構成されるハニカム体に触媒物質を担持してなる
メタル担体であって、 排ガス流れ方向に直交する方向に延びる複数個のスリッ
トが前記平板または前記波板の少なくとも一方の排気経
路上流側に形成され、この排気経路上流側の端部近傍の
前記スリットを含む範囲に前記ハニカム体の排気経路下
流側よりも触媒物質を高密度に分布させた高密度担持層
を有することを特徴とするメタル担体。 - 【請求項２】 前記複数のスリットからなるスリット部
は、前記平板または前記波板の排気経路上流側から排ガ
ス流れ方向に前記ハニカム体の軸方向長さの５％〜６０
％の範囲で形成されたことを特徴とする請求項１記載の
メタル担体。 - 【請求項３】 前記高密度担持層は、前記スリット部を
含み排ガス流れ方向に５ｍｍ以上の範囲に形成されるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のメタル担体。 - 【請求項４】 前記スリット部が形成される前記平板ま
たは前記波板の排気経路上流側端部には、排ガス流れ方
向に３ｍｍ〜５ｍｍの範囲で非スリット部が形成され、
この非スリット部には触媒物質を低密度分布させた低密
度担持層が形成されることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載のメタル担体。 - 【請求項５】 前記触媒物質は、白金、ロジウム系触媒
またはパラジウム系触媒からなることを特徴とする請求
項１、２、３または４記載のメタル担体。 - 【請求項６】 前記高密度担持層の担持密度は、非高密
度担持層の担持密度の９倍以下であることを特徴とする
請求項１、２、３、４または５記載のメタル担体。 - 【請求項７】 前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒の
場合、前記触媒物質の総担持量が１．５ｇ／リットル〜４．
０ｇ／リットル、かつ白金とロジウムとの重量比率が白金１
に対してロジウム０．２以下であるとともに、前記高密
度担持層の担持密度が３．６ｇ／ｍ2 以下になるように
担持されたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５
または６記載のメタル担体。 - 【請求項８】 前記触媒物質がパラジウム系触媒の場
合、前記触媒物質の総担持量が４．０ｇ／リットル〜６．０
ｇ／リットルであるとともに、前記高密度担持層の担持密度
が８．０ｇ／ｍ2 以下になるように担持されたことを特
徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のメタ
ル担体。 - 【請求項９】 前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒の
場合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持してなる担
持層の最小担持密度は、０．４５ｇ／ｍ2 であることを
特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載
のメタル担体。 - 【請求項１０】 前記触媒物質がパラジウム系触媒の場
合、前記ハニカム体に前記触媒物質を担持してなる担持
層の最小担持密度は、１．０ｇ／ｍ2 であることを特徴
とする請求項１、２、３、４、５、６または８記載のメ
タル担体。 - 【請求項１１】 前記触媒物質は、前記平板または前記
波板にコーティングされたγ−Ａｌ2 Ｏ3 層上に担持さ
れることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、
７、８、９または１０記載のメタル担体。 - 【請求項１２】 前記触媒物質が白金、ロジウム系触媒
の場合、白金とロジウムの合計担持密度０．４５ｇ／ｍ
2 に対し前記γ−Ａｌ2 Ｏ3 層のコーティング密度が３
１ｇ／ｍ2 であることを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、７、９または１１記載のメタル担体。 - 【請求項１３】 前記触媒物質がパラジウム系触媒の場
合、パラジウムの担持密度１ｇ／ｍ2 に対し前記γ−Ａ
ｌ2 Ｏ3 層のコーティング密度が３１ｇ／ｍ 2 であるこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、８、１
０または１１記載のメタル担体。 - 【請求項１４】 前記触媒物質の担持密度分布は、前記
触媒物質の成分を含有する溶液に前記平板または前記波
板が浸漬される回数によって得られることを特徴とする
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１
１、１２または１３記載のメタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224650A JPH0889814A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224650A JPH0889814A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | メタル担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0889814A true JPH0889814A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16817053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6224650A Pending JPH0889814A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0889814A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175386A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Cataler Corp | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化用のフィルタ触媒及びその製造方法 |
| JP2008080214A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Calsonic Kansei Corp | 金属製触媒担体 |
| JP2011226421A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Mitsubishi Motors Corp | 排ガス浄化装置 |
| JP2016055273A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム触媒体 |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP6224650A patent/JPH0889814A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175386A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Cataler Corp | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化用のフィルタ触媒及びその製造方法 |
| JP2008080214A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Calsonic Kansei Corp | 金属製触媒担体 |
| JP2011226421A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Mitsubishi Motors Corp | 排ガス浄化装置 |
| JP2016055273A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム触媒体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040713 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041115 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |