JPH09192503A - 低熱容量メタル担体 - Google Patents
低熱容量メタル担体Info
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- JPH09192503A JPH09192503A JP8011101A JP1110196A JPH09192503A JP H09192503 A JPH09192503 A JP H09192503A JP 8011101 A JP8011101 A JP 8011101A JP 1110196 A JP1110196 A JP 1110196A JP H09192503 A JPH09192503 A JP H09192503A
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- Japan
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- foil
- honeycomb body
- heat capacity
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は外筒を使用することなく、排ガス系
に直接連結するケーシング内に保持部材を介してハニカ
ム体を装入し、かつこのハニカム体を低熱容量の構造と
することにより、熱エネルギーの小さい排気ガス雰囲気
でも、昇温特性に優れ、早期に触媒作用が活性化する温
度に到達するメタル担体を提供する。 【解決手段】 耐熱性金属箔よりなる平箔と、この平箔
を波状に加工した波箔とを重ねて巻回し、渦巻き状に形
成したハニカム体であって、厚さ３０μｍ以下の平箔と
波箔を用いて１インチ平方当たり１００〜４００個のセ
ルを構成し、該ハニカム体の最外周に弾性保持部材を被
覆してなることを特徴とし、また、外周に弾性保持部材
を有するメタルハニカム体をケーシングに装入してなる
ことを特徴とする低熱容量メタル担体。
に直接連結するケーシング内に保持部材を介してハニカ
ム体を装入し、かつこのハニカム体を低熱容量の構造と
することにより、熱エネルギーの小さい排気ガス雰囲気
でも、昇温特性に優れ、早期に触媒作用が活性化する温
度に到達するメタル担体を提供する。 【解決手段】 耐熱性金属箔よりなる平箔と、この平箔
を波状に加工した波箔とを重ねて巻回し、渦巻き状に形
成したハニカム体であって、厚さ３０μｍ以下の平箔と
波箔を用いて１インチ平方当たり１００〜４００個のセ
ルを構成し、該ハニカム体の最外周に弾性保持部材を被
覆してなることを特徴とし、また、外周に弾性保持部材
を有するメタルハニカム体をケーシングに装入してなる
ことを特徴とする低熱容量メタル担体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車排ガスを浄化
する触媒担持用メタル担体に関し、特に、初期反応性の
高い低熱容量のメタル担体に係わるものである。
する触媒担持用メタル担体に関し、特に、初期反応性の
高い低熱容量のメタル担体に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の排ガスを浄化するためにその排
気系に設置される触媒担体は、触媒を担持するハニカム
体がセラミック製に代わってメタル製が用いられるよう
になり、近時その使用量も増加しつつある。
気系に設置される触媒担体は、触媒を担持するハニカム
体がセラミック製に代わってメタル製が用いられるよう
になり、近時その使用量も増加しつつある。
【０００３】セラミックハニカム体は主としてコーデェ
ライトで構成され、耐熱性が高く、かつ熱膨脹係数が低
いが、機械的強度は高々４０kgf/cm2 であり、また衝撃
に対して弱いため、排ガスを通すセルを形成するハニカ
ム壁厚は、ほぼ１７０μｍと厚くなり、従ってセル開口
率も７０％に過ぎないため排気に対する圧力損失も大き
くなる。
ライトで構成され、耐熱性が高く、かつ熱膨脹係数が低
いが、機械的強度は高々４０kgf/cm2 であり、また衝撃
に対して弱いため、排ガスを通すセルを形成するハニカ
ム壁厚は、ほぼ１７０μｍと厚くなり、従ってセル開口
率も７０％に過ぎないため排気に対する圧力損失も大き
くなる。
【０００４】一方、メタルハニカム体は、Ａｌを含有す
るフェライト系ステンレス鋼であって板厚ほぼ５０μｍ
の箔で構成される。すなわち、平らな箔と波加工した波
箔を重ね合わせて巻回しハニカム体を形成するが、セル
を形成する平箔と波箔は薄い箔のためにセル開口率も大
きく（９０％を超える）、従って圧損も小さくなる。従
来、メタル担体は、ハニカム体を肉厚の金属製外筒に装
入しロウ材等で適宜接合固定してから触媒を担持して製
造され、排ガス系に設置された場合での触媒作用は、触
媒が高温に保持されて活性化する。しかし、エンジンの
立上がり時や、アンダーフロー側でメタル担体を使用す
る際などの排ガスの持つ熱エネルギーが小さい場合に
は、本来触媒を暖めるべき排ガスの熱エネルギーはハニ
カム体の昇熱に奪われ、かつ、外筒が外気に晒されてい
て放熱や抜熱が大きいためハニカム体より熱が伝熱して
抜熱が起こるため、触媒が或る活性温度に達し、自己反
応するまでに長時間を要していた。
るフェライト系ステンレス鋼であって板厚ほぼ５０μｍ
の箔で構成される。すなわち、平らな箔と波加工した波
箔を重ね合わせて巻回しハニカム体を形成するが、セル
を形成する平箔と波箔は薄い箔のためにセル開口率も大
きく（９０％を超える）、従って圧損も小さくなる。従
来、メタル担体は、ハニカム体を肉厚の金属製外筒に装
入しロウ材等で適宜接合固定してから触媒を担持して製
造され、排ガス系に設置された場合での触媒作用は、触
媒が高温に保持されて活性化する。しかし、エンジンの
立上がり時や、アンダーフロー側でメタル担体を使用す
る際などの排ガスの持つ熱エネルギーが小さい場合に
は、本来触媒を暖めるべき排ガスの熱エネルギーはハニ
カム体の昇熱に奪われ、かつ、外筒が外気に晒されてい
て放熱や抜熱が大きいためハニカム体より熱が伝熱して
抜熱が起こるため、触媒が或る活性温度に達し、自己反
応するまでに長時間を要していた。
【０００５】このような問題を解消するために、ハニカ
ム体を早期に応答温度まで加熱する方法が例えば特許出
願公表３−５００９１１号公報に提案されている。しか
し、このようなハニカム体にヒーターを設置することは
構造が複雑になり、かつ積載するバッテリーの容量が大
きくなって不利である。
ム体を早期に応答温度まで加熱する方法が例えば特許出
願公表３−５００９１１号公報に提案されている。しか
し、このようなハニカム体にヒーターを設置することは
構造が複雑になり、かつ積載するバッテリーの容量が大
きくなって不利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の問題を解消しようとするものであって、外筒を
使用することなく、排ガス系に直接連結するケーシング
内に保持部材（シール材）を介してハニカム体を装入
し、かつこのハニカム体を低熱容量の構造とすることに
より、熱エネルギーの小さい排気ガス雰囲気でも、昇温
特性に優れ、早期に触媒作用が活性化する温度に到達す
るメタル担体を提供することを目的をする。
来技術の問題を解消しようとするものであって、外筒を
使用することなく、排ガス系に直接連結するケーシング
内に保持部材（シール材）を介してハニカム体を装入
し、かつこのハニカム体を低熱容量の構造とすることに
より、熱エネルギーの小さい排気ガス雰囲気でも、昇温
特性に優れ、早期に触媒作用が活性化する温度に到達す
るメタル担体を提供することを目的をする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち、(1)
耐熱性金属箔よりなる平箔と、この平箔を波状に加工し
た波箔とを重ねて巻回し、渦巻き状に形成したハニカム
体であって、厚さ３０μｍ以下の平箔と波箔を用いて１
インチ平方当たり１００〜４００個のセルを構成し、該
ハニカム体の最外周に弾性保持部材を被覆してなること
を特徴とする低熱容量メタル担体であり、(2)外周に弾
性保持部材を有するメタルハニカム体をケーシングに装
入してなることを特徴とする前項１記載の低熱容量メタ
ル担体である。また、(3)前記ハニカムはその熱容量が
０．２５J/cm3 K 以下であることを特徴とする前項１あ
るいは２記載の低熱容量メタル担体である。
に本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち、(1)
耐熱性金属箔よりなる平箔と、この平箔を波状に加工し
た波箔とを重ねて巻回し、渦巻き状に形成したハニカム
体であって、厚さ３０μｍ以下の平箔と波箔を用いて１
インチ平方当たり１００〜４００個のセルを構成し、該
ハニカム体の最外周に弾性保持部材を被覆してなること
を特徴とする低熱容量メタル担体であり、(2)外周に弾
性保持部材を有するメタルハニカム体をケーシングに装
入してなることを特徴とする前項１記載の低熱容量メタ
ル担体である。また、(3)前記ハニカムはその熱容量が
０．２５J/cm3 K 以下であることを特徴とする前項１あ
るいは２記載の低熱容量メタル担体である。
【０００８】このように本発明においては、今までには
見られない薄い箔（３０μｍ以下）を用い、かつ、この
ような薄い箔で単位面積当たりのセルを少なくする（１
００〜４００個／in2 ，好ましくは≦３００個／in2 ）
ことによりハニカム体を低熱容量化し、さらに、ハニカ
ム体とケーシング間に弾性保持材（シール材）を充填す
ることによりハニカム体とケーシングを断熱し、ハニカ
ム体より熱放散されるのを防止する。
見られない薄い箔（３０μｍ以下）を用い、かつ、この
ような薄い箔で単位面積当たりのセルを少なくする（１
００〜４００個／in2 ，好ましくは≦３００個／in2 ）
ことによりハニカム体を低熱容量化し、さらに、ハニカ
ム体とケーシング間に弾性保持材（シール材）を充填す
ることによりハニカム体とケーシングを断熱し、ハニカ
ム体より熱放散されるのを防止する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。図１は排ガス系に接続するケー
シングに装入した本発明ハニカム体の断面図、図２は図
１のＡ−Ａ線断面図を示す。
づいて詳細に説明する。図１は排ガス系に接続するケー
シングに装入した本発明ハニカム体の断面図、図２は図
１のＡ−Ａ線断面図を示す。
【００１０】本発明メタル担体１は２のケーシング内に
３のハニカム体を装入し、ケーシング２とハニカム体３
との間隙に４の弾性保持部材を充填している。ケーシン
グ２はエンジンの排ガス系を構成する耐熱鋼管と接続す
る同材質の管であってハニカム体の外周よりやや大きい
径よりなっている。
３のハニカム体を装入し、ケーシング２とハニカム体３
との間隙に４の弾性保持部材を充填している。ケーシン
グ２はエンジンの排ガス系を構成する耐熱鋼管と接続す
る同材質の管であってハニカム体の外周よりやや大きい
径よりなっている。
【００１１】ハニカム体３は耐熱性の金属よりなる平坦
な箔３ａと、この平箔３ａを波状のコルゲート加工して
形成した波箔３ｂとを重ね合わせて渦巻状に巻回し、形
成したものであり、この渦巻状ハニカム体を形成するに
当たって、平箔３ａと波箔３ｂの板厚を３０μｍ以下に
すると共に、これら両板に囲まれて形成するガス通孔セ
ルの数を１００〜４００個／in2 、好ましくは３００個
／in2 以下とする点に特徴がある。
な箔３ａと、この平箔３ａを波状のコルゲート加工して
形成した波箔３ｂとを重ね合わせて渦巻状に巻回し、形
成したものであり、この渦巻状ハニカム体を形成するに
当たって、平箔３ａと波箔３ｂの板厚を３０μｍ以下に
すると共に、これら両板に囲まれて形成するガス通孔セ
ルの数を１００〜４００個／in2 、好ましくは３００個
／in2 以下とする点に特徴がある。
【００１２】従来のメタル担体において、平箔或いは波
箔は殆ど５０μｍ未満のものは実用に供することができ
るものは得られていなかった。従来のメタル担体は、外
筒とハニカム体をロウ剤を用いて接合していたが、ハニ
カム体外周面あるいは、外筒内周面にロウ剤を付着させ
て、外筒内にハニカム体を挿入して真空熱処理でロウ接
合している。この際、箔厚が５０μｍ未満の箔を使用す
ると、図３に示すように通常使われている粒径４０μｍ
〜１００μｍのＮｉ−Ｓｉ系のロウ剤を用いた場合、接
合部３Ｃがロウ剤過多になり易く箔自身が溶け込みすぎ
て波型が偏平化する傾向にあり、各波高さ３ｂが、ロウ
接合前に比べてロウ接合後に低くなるため、ハニカム体
の径が収縮する。
箔は殆ど５０μｍ未満のものは実用に供することができ
るものは得られていなかった。従来のメタル担体は、外
筒とハニカム体をロウ剤を用いて接合していたが、ハニ
カム体外周面あるいは、外筒内周面にロウ剤を付着させ
て、外筒内にハニカム体を挿入して真空熱処理でロウ接
合している。この際、箔厚が５０μｍ未満の箔を使用す
ると、図３に示すように通常使われている粒径４０μｍ
〜１００μｍのＮｉ−Ｓｉ系のロウ剤を用いた場合、接
合部３Ｃがロウ剤過多になり易く箔自身が溶け込みすぎ
て波型が偏平化する傾向にあり、各波高さ３ｂが、ロウ
接合前に比べてロウ接合後に低くなるため、ハニカム体
の径が収縮する。
【００１３】一方、外筒は通常１．５mmの肉厚があり収
縮しないため、ハニカム体が収縮した分、すき間とな
り、外筒とハニカム体間あるいは、ハニカム体内におい
て、接合不良が発生していた。箔厚が、３０μｍ以下に
なると、この傾向はさらに顕著になる。本発明では、外
筒をハニカム体に直接接合しないでメタルハニカム体の
みを接合することにより、波型が接合時変形しても３０
μｍ以下の薄箔においてもハニカム体内の接合を可能に
したものである。
縮しないため、ハニカム体が収縮した分、すき間とな
り、外筒とハニカム体間あるいは、ハニカム体内におい
て、接合不良が発生していた。箔厚が、３０μｍ以下に
なると、この傾向はさらに顕著になる。本発明では、外
筒をハニカム体に直接接合しないでメタルハニカム体の
みを接合することにより、波型が接合時変形しても３０
μｍ以下の薄箔においてもハニカム体内の接合を可能に
したものである。
【００１４】本発明は厚さの小さい箔を使用することに
より、しかも、設定するセル孔数を１００〜４００個／
in2 、好ましくは、３００個／in2 以下と少なくするこ
とによってハニカム体の熱容量をさらに低くできる。
より、しかも、設定するセル孔数を１００〜４００個／
in2 、好ましくは、３００個／in2 以下と少なくするこ
とによってハニカム体の熱容量をさらに低くできる。
【００１５】従来のメタル担体の熱容量は単位容積あた
り、０．３４〜０．４０J/cm3 K のものが多く使用され
ている。本発明の担体は０．２５J/cm3 K 以下の低熱容
量担体であり、特に加熱初期の担体の昇温特性が優れて
いる。昇温特性と担体熱容量の関係を図４に示し、担体
熱容量と箔厚、セル数の関係を図５に示す。図４から明
らかのように、０．２５J/cm3 K 以下の熱容量になると
従来の担体に比べ、入りガスの昇温に対する追従性が非
常によくなる。更に、０．２J/cm3K にすると入りガス
とほぼ同じ昇温速度で担体温度が昇温できる。また、図
５から明らかのように単位面積当りのセル数が少なくな
る程、そして、箔厚みが小さくなる程、担体熱容量は小
さくなる。３０μｍでは４００セル／in2 でも、０．２
５J/cm3 K 以下の熱容量であり、箔厚が２０μｍになる
と０．１５J/cm3 K とさらに低くなる。
り、０．３４〜０．４０J/cm3 K のものが多く使用され
ている。本発明の担体は０．２５J/cm3 K 以下の低熱容
量担体であり、特に加熱初期の担体の昇温特性が優れて
いる。昇温特性と担体熱容量の関係を図４に示し、担体
熱容量と箔厚、セル数の関係を図５に示す。図４から明
らかのように、０．２５J/cm3 K 以下の熱容量になると
従来の担体に比べ、入りガスの昇温に対する追従性が非
常によくなる。更に、０．２J/cm3K にすると入りガス
とほぼ同じ昇温速度で担体温度が昇温できる。また、図
５から明らかのように単位面積当りのセル数が少なくな
る程、そして、箔厚みが小さくなる程、担体熱容量は小
さくなる。３０μｍでは４００セル／in2 でも、０．２
５J/cm3 K 以下の熱容量であり、箔厚が２０μｍになる
と０．１５J/cm3 K とさらに低くなる。
【００１６】
【実施例】 耐熱鋼よりなる厚さ３０μｍの平箔と波箔を重ねて回
巻し、セル数を３００個／in2 とした径８０mmφ長さ１
００mmのハニカム体を作成し、１０-4Torrの真空中で平
箔と波箔をロウ剤で接合し、さらに触媒を担持させた
後、厚さ５mmの弾性保持部材（セラミックファイバー）
で全周を被覆し、このメタル担体をケーシングに装着し
た。
巻し、セル数を３００個／in2 とした径８０mmφ長さ１
００mmのハニカム体を作成し、１０-4Torrの真空中で平
箔と波箔をロウ剤で接合し、さらに触媒を担持させた
後、厚さ５mmの弾性保持部材（セラミックファイバー）
で全周を被覆し、このメタル担体をケーシングに装着し
た。
【００１７】耐熱鋼よりなる厚さ５０μｍの平箔と波
箔を重ねて回巻し、セル数を４００個／in2 とした径８
０mmφ長さ１００mmのハニカム体を、厚さ１．５mm、径
８３mmφの外筒に装入した従来のメタル担体を作成し、
１０-4Torrの真空中で平箔と波箔と共にハニカム体と外
筒をもロウ剤で接合した後、さらに触媒を担持させた。
箔を重ねて回巻し、セル数を４００個／in2 とした径８
０mmφ長さ１００mmのハニカム体を、厚さ１．５mm、径
８３mmφの外筒に装入した従来のメタル担体を作成し、
１０-4Torrの真空中で平箔と波箔と共にハニカム体と外
筒をもロウ剤で接合した後、さらに触媒を担持させた。
【００１８】セルの壁厚１５０μｍ、セル数４００個
／in2 とした径８０mm、長さ１００mmのセラミックハニ
カム体に触媒を担持させた後、厚さ５mmの弾性保持部材
（セラミックファイバー）で全周を被覆し、この担体を
ケーシングに装着した。
／in2 とした径８０mm、長さ１００mmのセラミックハニ
カム体に触媒を担持させた後、厚さ５mmの弾性保持部材
（セラミックファイバー）で全周を被覆し、この担体を
ケーシングに装着した。
【００１９】次に、試験装置として、図６に示す２００
０ｃｃのエンジン６の排気系７に各々の触媒担体８をエ
ンジン排気口から５０cmの位置に装着して、担体入口部
に熱電対を入れて触媒担体の温度変化を測定した。図中
９はマフラーである。測定結果を図７に示す。図７から
明らかのように、本発明の担体は従来のメタル担体
やセラミック担体に比較して昇温速度が速いことが認
められる。
０ｃｃのエンジン６の排気系７に各々の触媒担体８をエ
ンジン排気口から５０cmの位置に装着して、担体入口部
に熱電対を入れて触媒担体の温度変化を測定した。図中
９はマフラーである。測定結果を図７に示す。図７から
明らかのように、本発明の担体は従来のメタル担体
やセラミック担体に比較して昇温速度が速いことが認
められる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は薄い箔を用
い、セル数を少なくしたハニカム体を弾性保持材を介し
てケーシングに装入することによって、エンジン始動時
等の排ガスの持つ熱エネルギーが小さい場合にも昇温特
性の優れ、また圧損も少なく、かつ低コストの低熱容量
メタル担体を提供できる。
い、セル数を少なくしたハニカム体を弾性保持材を介し
てケーシングに装入することによって、エンジン始動時
等の排ガスの持つ熱エネルギーが小さい場合にも昇温特
性の優れ、また圧損も少なく、かつ低コストの低熱容量
メタル担体を提供できる。
【図１】本発明メタル担体の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面説明図。
【図３】従来のメタル担体の接合状況を示す図。
【図４】各種熱容量の担体における昇温特性と熱容量の
関係を示す図。
関係を示す図。
【図５】メタル担体の熱容量と箔厚、セル数の関係を示
す図。
す図。
【図６】温度変化試験装置の概要を示す説明図。
【図７】実施例及び従来例の温度変化の測定結果を示す
図。
図。
１ ：メタル担体 ２ ：ケーシング ３ ：ハニカム体 ３ａ：平箔 ３ｂ：波箔 ３ｃ：ロウ接合部 ４ ：弾性保持部材 ５ ：セル
Claims (3)
- 【請求項１】 耐熱性金属箔よりなる平箔と、この平箔
を波状に加工した波箔とを重ねて巻回し、渦巻き状に形
成したハニカム体であって、厚さ３０μｍ以下の平箔と
波箔を用いて１インチ平方当たり１００〜４００個のセ
ルを構成し、該ハニカム体の最外周に弾性保持部材を被
覆してなることを特徴とする低熱容量メタル担体。 - 【請求項２】 外周に弾性保持部材を有するメタルハニ
カム体をケーシングに装入してなることを特徴とする請
求項１記載の低熱容量メタル担体。 - 【請求項３】 ハニカム熱容量が０．２５J/cm3 K 以下
であることを特徴とする請求項１あるいは２記載の低熱
容量メタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011101A JPH09192503A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 低熱容量メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011101A JPH09192503A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 低熱容量メタル担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09192503A true JPH09192503A (ja) | 1997-07-29 |
Family
ID=11768626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8011101A Withdrawn JPH09192503A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 低熱容量メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09192503A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6656435B1 (en) | 1998-03-30 | 2003-12-02 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Honeycomb body with adsorber material, in particular, for a hydrocarbon trap |
| EP2048258A1 (en) | 2002-11-20 | 2009-04-15 | Nippon Steel Corporation | Honeycomb bodies employing high Al stainless steel sheet and process for production thereof |
-
1996
- 1996-01-25 JP JP8011101A patent/JPH09192503A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6656435B1 (en) | 1998-03-30 | 2003-12-02 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Honeycomb body with adsorber material, in particular, for a hydrocarbon trap |
| EP2048258A1 (en) | 2002-11-20 | 2009-04-15 | Nippon Steel Corporation | Honeycomb bodies employing high Al stainless steel sheet and process for production thereof |
| US7601672B2 (en) | 2002-11-20 | 2009-10-13 | Nippon Steel Corporation | High Al stainless steel sheet and honeycomb bodies employing them |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |