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JP2006299966A - Catalyst converter - Google Patents

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JP2006299966A
JP2006299966A JP2005123703A JP2005123703A JP2006299966A JP 2006299966 A JP2006299966 A JP 2006299966A JP 2005123703 A JP2005123703 A JP 2005123703A JP 2005123703 A JP2005123703 A JP 2005123703A JP 2006299966 A JP2006299966 A JP 2006299966A
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JP
Japan
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catalyst carrier
metal shell
sealing material
catalytic converter
holding sealing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005123703A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Ando
寿 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst converter preventing leakage of exhaust gas or the fall-away of a catalyst support during heating while preventing the breakage of the catalyst support. <P>SOLUTION: The exhaust gas purifying catalyst converter comprises the catalyst support 2 for supporting an exhaust gas purifying catalyst on a carrier, a metal shell 3 covering its outside, and a retaining seal material 3 held therebetween. At a temperature of 15-1,100°C, the liner thermal expansion coefficient of the catalyst support 2 is 2-15×10<SP>-6</SP>/°C and the linear thermal expansion coefficient of the metal shell 3 is 10-25×10<SP>-6</SP>/°C. The retaining seal material 3 has inorganic fibers arranged in a mat shape and a heat conductivity of 0.03-0.3 W/mK at the temperature of 15-1,100°C. In the catalyst converter 1, a thermal elongation amount difference between the outward thermal elongation amount (mm) of the metal shell 3 of the catalyst converter 1 and the thermal elongation amount (mm) of the catalyst support 2 at the temperature of 15-1,100°C is within a range of -0.5 to 0.5 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジン等から排出される排気ガスを浄化する排ガス浄化用の触媒コンバータに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purifying catalytic converter that purifies exhaust gas discharged from an engine or the like.

従来より、自動車には、エンジンから排出される排ガスを浄化するための触媒コンバータが装備されている。
図7に示すごとく、触媒コンバータ90は、排ガス浄化触媒をセラミックス等からなる担体に担持してなる触媒担持体93と、その外方を覆う金属製のシェル95と、両者の間に配置した保持シール材91とを有している。また、シェル95の両端には、それぞれ入口接続部97、出口接続部98が溶接により結合され、触媒コンバータ90は、エンジン92から排出される排気ガスの配管99の途中に配置される。
Conventionally, automobiles are equipped with a catalytic converter for purifying exhaust gas discharged from an engine.
As shown in FIG. 7, the catalytic converter 90 includes a catalyst carrier 93 in which an exhaust gas purifying catalyst is supported on a carrier made of ceramics, a metal shell 95 covering the outside thereof, and a holding member disposed between the two. And a sealing material 91. Further, an inlet connection portion 97 and an outlet connection portion 98 are coupled to both ends of the shell 95 by welding, respectively, and the catalytic converter 90 is disposed in the middle of a pipe 99 for exhaust gas discharged from the engine 92.

触媒コンバータ90において、保持シール材91は、触媒担持体93とシェル95との間から排気ガスが漏出することを防止すると共に、触媒担持体93がシェル95と接触して損傷することを防止する役割を果たすことができる。また、保持シール材91は、一定の面圧で触媒担持体93とシェル95との間に配置される。そのため、触媒担持体93とシェル95とを一体的に保持する役割を果たすことができる。   In the catalytic converter 90, the holding sealing material 91 prevents the exhaust gas from leaking from between the catalyst carrier 93 and the shell 95, and prevents the catalyst carrier 93 from coming into contact with the shell 95 and being damaged. Can play a role. The holding sealing material 91 is disposed between the catalyst carrier 93 and the shell 95 with a constant surface pressure. Therefore, the catalyst carrier 93 and the shell 95 can be held together.

また、触媒担持体93に担持されている白金やパラジウム等の排ガス浄化触媒は、一般に例えば300℃以上という高温でその活性を発揮することができる。したがって、触媒コンバータ90の排ガス浄化作用を機能させるためには、触媒コンバータ90を加熱する必要がある。そして、その加熱には、一般にエンジン90から排出される高温の排ガス等の熱が利用されていた。   Further, the exhaust gas purifying catalyst such as platinum or palladium supported on the catalyst support 93 can generally exhibit its activity at a high temperature of, for example, 300 ° C. or higher. Therefore, in order for the exhaust gas purification action of the catalytic converter 90 to function, it is necessary to heat the catalytic converter 90. For the heating, heat such as high-temperature exhaust gas discharged from the engine 90 is generally used.

一方、近年、環境問題が世界的に注目されるなか、省エネルギー化を図る目的で、エンジン90の排気量を少なくしつつ、その回転数を高くすることにより出力を得ようとする傾向がある。そして、エンジン90の回転数を高くすると、一般にエンジンから排出される排ガスの温度が高くなる。実際、近年の高性能のエンジン90から排出される排ガス温度は約950〜1100℃という高温に達する。   On the other hand, in recent years, environmental problems have been attracting worldwide attention, and in order to save energy, there is a tendency to obtain an output by increasing the rotational speed while reducing the displacement of the engine 90. When the rotational speed of the engine 90 is increased, the temperature of exhaust gas discharged from the engine generally increases. In fact, the exhaust gas temperature discharged from the recent high-performance engine 90 reaches a high temperature of about 950 to 1100 ° C.

したがって、触媒コンバータ9は、約950〜1100℃という高温の排ガスによって、従来よりも高温で加熱される。さらに、触媒担持体9の活性温度への到達時間をより短くするために、触媒コンバータ9をよりエンジン90側に近い位置に配置する傾向がある。そのため、触媒コンバータ9は、従来よりも、高温でかつ急速に加熱され、触媒コンバータ9への熱の負荷がますます増大していた。
その結果、触媒コンバータ9の加熱時に、保持シール材91によって金属シェル95の内側に保持されていた触媒担持体93が金属シェル95から脱落するという問題が発生するおそれがあった。また、触媒担持体93と金属シェル95との間から排ガスがリークしたり、触媒担持体93が破損したりするおそれがあった。
Therefore, the catalytic converter 9 is heated at a higher temperature than before by the high-temperature exhaust gas of about 950 to 1100 ° C. Furthermore, in order to shorten the time required for the catalyst carrier 9 to reach the activation temperature, the catalytic converter 9 tends to be disposed closer to the engine 90 side. Therefore, the catalytic converter 9 is heated at a higher temperature and more rapidly than before, and the heat load on the catalytic converter 9 is increasing more and more.
As a result, when the catalytic converter 9 is heated, there is a possibility that the catalyst carrier 93 held inside the metal shell 95 by the holding sealing material 91 falls off from the metal shell 95. Further, exhaust gas may leak from between the catalyst carrier 93 and the metal shell 95, or the catalyst carrier 93 may be damaged.

これまでに、触媒担持体の落下防止のためには、耐熱金属からなる補助部品を備えた触媒コンバータが開発されている(特許文献1)。かかる触媒コンバータにおいては、補助部品によって触媒担持体が金属シェルに保持されているため、加熱時における落下等の不具合を防止することができる。
しかしながら、補助部品を備えた触媒コンバータにおいても、上述の排ガスがリークする問題や触媒担持体が破損する問題を回避することはできなかった。
So far, in order to prevent the catalyst carrier from falling, a catalytic converter having an auxiliary part made of a heat-resistant metal has been developed (Patent Document 1). In such a catalytic converter, since the catalyst carrier is held by the metal shell by the auxiliary parts, it is possible to prevent problems such as dropping during heating.
However, even in the catalytic converter provided with the auxiliary parts, the above problem of exhaust gas leakage and the problem of damage to the catalyst carrier cannot be avoided.

特開平7−317537号公報JP 7-317537 A

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、加熱時における排ガスのリークや触媒担持体の脱落を防止できると共に、触媒担持体の破損を防止できる触媒コンバータを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a catalytic converter that can prevent exhaust gas leakage and catalyst carrier dropping during heating, and also prevent damage to the catalyst carrier. Is.

本発明は、排ガスを浄化するための排ガス浄化触媒を担体に担持してなる触媒担持体と、該触媒担持体の外方を覆う金属シェルと、該金属シェルと上記触媒担持体との間に狭持された保持シール材とからなる排ガス浄化用の触媒コンバータにおいて、
上記触媒担持体は、温度15〜1100℃における線熱膨張係数が2〜15×10-6/℃であり、上記金属シェルは、温度15〜1100℃における線熱膨張係数が10〜25×10-6/℃であり、
上記保持シール材は、無機繊維をマット状に配してなると共に、温度15〜1100℃における熱伝導率が0.03〜0.3W/mKであり、
上記触媒コンバータにおいては、温度15〜1100℃における上記触媒コンバータの外方への上記金属シェルの熱伸び量(mm)と上記触媒担持体の熱伸び量(mm)との差である熱伸び量差が、−0.5〜0.5mmの範囲内にあることを特徴とする触媒コンバータにある(請求項1)。
The present invention provides a catalyst carrier formed by supporting an exhaust gas purification catalyst for purifying exhaust gas on a carrier, a metal shell covering the outside of the catalyst carrier, and between the metal shell and the catalyst carrier. In a catalytic converter for exhaust gas purification comprising a sandwiched holding sealing material,
The catalyst carrier has a linear thermal expansion coefficient of 2 to 15 × 10 −6 / ° C. at a temperature of 15 to 1100 ° C., and the metal shell has a linear thermal expansion coefficient of 10 to 25 × 10 at a temperature of 15 to 1100 ° C. -6 / ℃,
The holding sealing material is formed by arranging inorganic fibers in a mat shape, and has a thermal conductivity of 0.03 to 0.3 W / mK at a temperature of 15 to 1100 ° C.
In the catalytic converter, a thermal elongation amount which is a difference between a thermal elongation amount (mm) of the metal shell to the outside of the catalytic converter at a temperature of 15 to 1100 ° C. and a thermal elongation amount (mm) of the catalyst carrier. In the catalytic converter, the difference is in the range of −0.5 to 0.5 mm.

本発明の触媒コンバータは、上記特定の線熱膨張係数を有する上記触媒担持体及び上記金属シェルと、上記特定の熱伝導率を有する上記保持シール材とからなる。そして、上記触媒コンバータにおいては、温度15〜1100℃における上記金属シェルと上記触媒担持体との上記熱伸び量差を−0.5〜0.5mmにしている。即ち、上記触媒コンバータにおいては、15〜1100℃という温度範囲において伸縮する上記金属シェルと上記触媒担持体との寸法変化量の差を−0.5〜0.5mmという特定の範囲内にしている。
そのため、上記触媒コンバータにおいては、上記保持シール材と上記金属シェルとの接触面における面圧の変化、及び上記保持シール材と上記触媒担持体との接触面における面圧の変化を小さくすることができる。それ故、上記触媒コンバータにおいては、上記触媒担持体と上記金属シェルとの間から排ガスがリークしたり、上記金属シェルから上記触媒担持体が脱落することを防止することができる。また、上記触媒担持体が破壊されることを防止できる。
The catalytic converter of the present invention comprises the catalyst carrier having the specific linear thermal expansion coefficient and the metal shell, and the holding sealing material having the specific thermal conductivity. In the catalytic converter, the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier at a temperature of 15 to 1100 ° C. is set to −0.5 to 0.5 mm. That is, in the catalytic converter, the difference in dimensional change between the metal shell that expands and contracts in the temperature range of 15 to 1100 ° C. and the catalyst carrier is set within a specific range of −0.5 to 0.5 mm. .
Therefore, in the catalytic converter, the change in the surface pressure at the contact surface between the holding sealing material and the metal shell and the change in the surface pressure at the contact surface between the holding sealing material and the catalyst carrier can be reduced. it can. Therefore, in the catalytic converter, it is possible to prevent exhaust gas from leaking from between the catalyst carrier and the metal shell, or to prevent the catalyst carrier from dropping from the metal shell. In addition, the catalyst carrier can be prevented from being destroyed.

以下、従来の問題点と共に本発明の作用効果につきさらに詳細に説明する。
本発明は、従来の触媒コンバータにおける、上述の触媒担持体の脱落や排ガスのリーク、及び触媒担持体の破壊等という問題の原因が、上記のごとく、上記触媒担持体と上記金属シェルとの熱膨張の違いにある点に着目してなされたものである。
Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail together with the conventional problems.
In the conventional catalytic converter, the cause of the problems such as dropping of the catalyst carrier, leakage of exhaust gas, and destruction of the catalyst carrier as described above is the cause of the heat between the catalyst carrier and the metal shell. It was made paying attention to the difference in expansion.

即ち、一般に、触媒コンバータに高温の排ガスが供給されると、触媒担持体と金属シェルとは熱により膨張する。触媒担持体と金属シェルとは、ほとんどの場合において異なる熱膨張係数を有し、また触媒担持体と金属シェルとの間には保持シール材が配されているため、高温の排ガスが触媒コンバータに供給されたときにおける触媒担持体の伸びと金属シェルの伸びとの間には差が生じ易くなる。   That is, generally, when high-temperature exhaust gas is supplied to the catalytic converter, the catalyst carrier and the metal shell expand due to heat. In most cases, the catalyst carrier and the metal shell have different coefficients of thermal expansion, and since a holding seal material is disposed between the catalyst carrier and the metal shell, high-temperature exhaust gas is passed to the catalytic converter. A difference is likely to occur between the elongation of the catalyst carrier and the elongation of the metal shell when supplied.

具体的には、例えばエンジン始動時等のように触媒担持体に排ガスが供給されたときにおいては、金属シェルまで充分に熱の移動が起こらないため、金属シェルより触媒担持体の熱膨張が大きくなり易い。その結果、保持シール材の面圧が上昇し、触媒担持体の破損が起こるおそれがある。また、例えばエンジン始動後充分に触媒コンバータ全体が加熱されたとき等には、触媒担持体よりも金属シェルの熱膨張が大きくなり易い。その結果、保持シール材の面圧が低下し、触媒担持体と金属シェルとの間から排ガスがリークするおそれが生じる。さらに面圧が低下すると触媒担持体の金属シェルからの脱落がおこる。   Specifically, when exhaust gas is supplied to the catalyst carrier, for example, when the engine is started, heat transfer does not sufficiently occur to the metal shell, so that the thermal expansion of the catalyst carrier is larger than that of the metal shell. Easy to be. As a result, the surface pressure of the holding sealing material increases, and the catalyst carrier may be damaged. Further, for example, when the entire catalytic converter is sufficiently heated after the engine is started, the thermal expansion of the metal shell tends to be larger than that of the catalyst carrier. As a result, the surface pressure of the holding sealing material is reduced, and the exhaust gas may leak from between the catalyst carrier and the metal shell. When the surface pressure further decreases, the catalyst carrier is detached from the metal shell.

本発明の触媒コンバータにおいては、上記のごとく、温度15〜1100℃において、上記金属シェルと上記触媒担持体との上記熱伸び量差を、−0.5〜0.5mmという特定の範囲にしている。そのため、上記のごとく面圧の変化を小さくすことができ、上記触媒担持体の脱落、排ガスのリーク、及び上記触媒担持体の破壊等の問題を回避することができる。   In the catalytic converter of the present invention, as described above, at a temperature of 15 to 1100 ° C., the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier is set to a specific range of −0.5 to 0.5 mm. Yes. Therefore, the change in the surface pressure can be reduced as described above, and problems such as dropping of the catalyst carrier, leakage of exhaust gas, and destruction of the catalyst carrier can be avoided.

このように、本発明によれば、加熱時における排ガスのリークや触媒担持体の脱落を防止できると共に、触媒担持体の破損を防止できる触媒コンバータを提供することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to provide a catalytic converter that can prevent the exhaust gas from leaking and the catalyst carrier from falling off during heating, and can also prevent the catalyst carrier from being damaged.

次に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の触媒コンバータは、上記触媒担持体と、上記金属シェルと、上記保持シール材とからなる。そして、上記触媒コンバータにおいては、温度15〜1100℃における上記触媒コンバータの外方への上記金属シェルの熱伸び量(mm)と上記触媒担持体の熱伸び量(mm)との差である熱伸び量差が−0.5〜0.5mmの範囲内にある。
ここで、上記熱伸び量差は、後述のごとく、上記金属シェルの熱伸び量から上記触媒担持体の熱伸び量を引いた値である。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
The catalytic converter of the present invention comprises the catalyst carrier, the metal shell, and the holding sealing material. And in the said catalytic converter, the heat | fever which is the difference of the thermal elongation amount (mm) of the said metal shell to the outward of the said catalytic converter in the temperature of 15-1100 degreeC, and the thermal elongation amount (mm) of the said catalyst carrier. The difference in elongation is in the range of -0.5 to 0.5 mm.
Here, as described later, the difference in thermal elongation is a value obtained by subtracting the thermal elongation of the catalyst carrier from the thermal elongation of the metal shell.

上記触媒コンバータの一般的な使用温度範囲である温度15〜1100℃において、上記触媒担持体の熱膨張係数は2〜15×10-6/℃である。また、温度15〜1100℃において、上記金属シェルの熱膨張係数は10〜25×10-6/℃である。
上記触媒担持体の熱膨張係数が2×10-6/℃未満の場合又は上記金属シェルの熱膨張係数が25×10-6/℃を越える場合には、上記触媒コンバータの加熱時に上記金属シェルと上記触媒担持体との上記熱伸び量差が大きくなり易く、温度15〜1100℃における上記熱伸び量差を0.5mm以下にすることが困難になるおそれがある。その結果、排ガスのリークや、上記触媒担持体の脱落が起こりやすくなるおそれがある。
一方、上記触媒担持体の熱膨張係数が2×10-6/℃を越える場合又は上記金属シェルの熱膨張係数が10×10-6/℃未満の場合には、上記触媒コンバータの加熱時に上記金属シェルと上記触媒担持体との上記熱伸び量差が小さくなり易く、温度15〜1100℃における上記熱伸び量差を−0.5mm以上にすることが困難になるおそれがある。その結果、上記触媒担持体の破損が起こりやすくなるおそれがある。
At a temperature of 15 to 1100 ° C., which is a general operating temperature range of the catalytic converter, the thermal expansion coefficient of the catalyst carrier is 2 to 15 × 10 −6 / ° C. Further, at a temperature of 15 to 1100 ° C., the thermal expansion coefficient of the metal shell is 10 to 25 × 10 −6 / ° C.
When the thermal expansion coefficient of the catalyst carrier is less than 2 × 10 −6 / ° C. or when the thermal expansion coefficient of the metal shell exceeds 25 × 10 −6 / ° C., the metal shell is heated when the catalytic converter is heated. The difference in thermal elongation between the catalyst carrier and the catalyst carrier tends to be large, and it may be difficult to make the thermal elongation difference at a temperature of 15 to 1100 ° C. 0.5 mm or less. As a result, there is a risk that exhaust gas leaks or the catalyst carrier will easily fall off.
On the other hand, when the thermal expansion coefficient of the catalyst carrier exceeds 2 × 10 −6 / ° C. or when the thermal expansion coefficient of the metal shell is less than 10 × 10 −6 / ° C., the catalyst converter is heated when the catalytic converter is heated. The difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier tends to be small, and it may be difficult to make the difference in thermal elongation at a temperature of 15 to 1100 ° C. to be −0.5 mm or more. As a result, the catalyst carrier may be easily damaged.

また、温度15〜1100℃において、上記保持シール材の熱伝導率は0.03〜0.3W/mKである。熱伝導率0.03W/mK未満の場合には、上記触媒コンバータの上記触媒担持体に排ガスが供給されて上記触媒コンバータが加熱される際に、上記金属シェルへの熱の移動が起こり難くなる。そのため、上記触媒コンバータの加熱時に上記金属シェルと上記触媒担持体との上記熱伸び量差が小さくなり易く、温度15〜1100℃における上記熱伸び量差を−0.5mm以上にすることが困難になるおそれがある。その結果、上記触媒担持体の破損が起こりやすくなるおそれがある。
一方、熱伝導率が0.3W/mKを越える場合には、上記触媒コンバータの上記触媒担持体に排ガスが供給されて上記触媒コンバータが加熱される際に、上記金属シェルへの熱の移動が起こり易くなる。そのため、上記触媒コンバータの加熱時に上記金属シェルと上記触媒担持体との上記熱伸び量差が大きくなり易く、温度15〜1100℃における上記熱伸び量差を0.5mm以下にすることが困難になるおそれがある。その結果、排ガスのリークや、上記触媒担持体の脱落が起こりやすくなるおそれがある。
Moreover, in the temperature of 15-1100 degreeC, the heat conductivity of the said holding sealing material is 0.03-0.3 W / mK. When the thermal conductivity is less than 0.03 W / mK, when the exhaust gas is supplied to the catalyst carrier of the catalytic converter and the catalytic converter is heated, heat transfer to the metal shell is difficult to occur. . Therefore, when the catalytic converter is heated, the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier tends to be small, and it is difficult to make the difference in thermal elongation at a temperature of 15 to 1100 ° C. −0.5 mm or more. There is a risk of becoming. As a result, the catalyst carrier may be easily damaged.
On the other hand, when the thermal conductivity exceeds 0.3 W / mK, when the exhaust gas is supplied to the catalyst carrier of the catalytic converter and the catalytic converter is heated, the heat transfer to the metal shell is not performed. It tends to happen. Therefore, when the catalytic converter is heated, the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier tends to increase, making it difficult to reduce the difference in thermal elongation at a temperature of 15 to 1100 ° C. to 0.5 mm or less. There is a risk. As a result, there is a risk that exhaust gas leaks or the catalyst carrier will easily fall off.

また、上記触媒コンバータにおいては、上記熱伸び量差が−0.5〜0.5mmの範囲内にある。上記熱伸び量差は、15〜1100℃という温度範囲における上記触媒コンバータの外方への上記金属シェルの熱伸び量(mm)と上記触媒担持体の熱伸び量(mm)との差である。   In the catalytic converter, the difference in thermal elongation is in the range of -0.5 to 0.5 mm. The difference in thermal elongation is the difference between the thermal elongation amount (mm) of the metal shell to the outside of the catalytic converter and the thermal elongation amount (mm) of the catalyst carrier in the temperature range of 15 to 1100 ° C. .

この熱伸び量差について、例えば上記触媒コンバータが略円柱状の場合について説明する(図1及び図2参照)。
触媒コンバータの加熱前における触媒担持体の直径をL0、加熱前における金属シェルの直径(内径又は外径)をM0とし、温度15〜1100℃の範囲内において加熱したときの触媒担持体の直径をL、金属シェルの直径をMととすると、上記触媒担持体の熱伸び量はL−L0、上記金属シェルの熱伸び量はM−M0で表すことができる。そして、上記熱伸び量差をΔとすると、熱伸び量差は、下記の式(1)で表すことができる。
Δ=(M−M0)−(L−L0)・・・(1)
This difference in thermal elongation will be described, for example, when the catalytic converter is substantially cylindrical (see FIGS. 1 and 2).
The diameter of the catalyst carrier before heating of the catalytic converter is L 0 , and the diameter (inner diameter or outer diameter) of the metal shell before heating is M 0, and the catalyst carrier when heated within the temperature range of 15 to 1100 ° C. Assuming that the diameter is L and the diameter of the metal shell is M, the thermal elongation amount of the catalyst carrier can be expressed as LL 0 , and the thermal elongation amount of the metal shell can be expressed as MM 0 . And when the said thermal elongation amount difference is set to (DELTA), a thermal elongation amount difference can be represented by following formula (1).
Δ = (M−M 0 ) − (L−L 0 ) (1)

上記触媒コンバータにおいて、上記熱伸び量差が−0.5mm未満の場合には、上記保持シール材の面圧が大きくなり、上記触媒担持体に破損が生じるおそれがある。一方0.5mmを越える場合には、上記保持シール材の面圧が小さくなり、その結果、上記触媒担持体と上記金属シェルとの間から排ガスがリークしたり、上記触媒担持体が上記金属シェルから脱落するおそれがある。   In the catalytic converter, when the difference in thermal elongation is less than −0.5 mm, the surface pressure of the holding sealing material increases, and the catalyst carrier may be damaged. On the other hand, when the thickness exceeds 0.5 mm, the surface pressure of the holding sealing material becomes small. As a result, exhaust gas leaks between the catalyst carrier and the metal shell, or the catalyst carrier becomes the metal shell. There is a risk of falling off.

より好ましくは、上記熱伸び量差は、−0.2〜0.2mmの範囲内にあることがよい(請求項2)。
この場合には、保持シール材の面圧の変化をより小さくすることができる。その結果、上述の触媒担持体の破壊、排気ガスのリーク、及び触媒担持体の脱落という問題をより高い信頼性で回避することができる。
More preferably, the difference in thermal elongation is preferably in the range of −0.2 to 0.2 mm.
In this case, the change in the surface pressure of the holding sealing material can be further reduced. As a result, the above-described problems of destruction of the catalyst carrier, leakage of exhaust gas, and dropping of the catalyst carrier can be avoided with higher reliability.

上記金属シェルと上記触媒担持体との間には、上記保持シール材が狭持されている。
好ましくは、上記保持シール材は、厚み4〜18mm、かさ密度0.15〜1.0g/cm3で上記金属シェルと上記触媒担持体との間に配置されていることがよい(請求項3)。
この場合には、上記触媒コンバータにおいて、上記熱伸び量差を小さくすることができる。そのため、上記熱伸び量差を例えば−0.5〜0.5mmという範囲内にすることが容易になる。
The holding sealing material is sandwiched between the metal shell and the catalyst carrier.
Preferably, the holding sealing material has a thickness of 4 to 18 mm and a bulk density of 0.15 to 1.0 g / cm 3 and is disposed between the metal shell and the catalyst carrier. ).
In this case, in the catalytic converter, the difference in thermal elongation can be reduced. Therefore, it becomes easy to make the said thermal elongation amount difference into the range of -0.5-0.5 mm.

厚みが4mm未満の場合には、上記無機繊維からなる上記保持シール材が充分な断熱性を発揮できず、上記触媒コンバータの加熱時に金属シェルが容易に加熱される。その結果、金属シェルの熱膨張量が大きくなりやすく、排ガスのリークや、触媒担持体の脱落が起こり易くなるおそれがある。一方、18mmを越える場合には、保持シール材の断熱性高くなりすぎて、触媒担持体の熱膨張量が大きくなり易い。その結果、触媒担持体の破壊が起こりやすくなるおそれがある。   When the thickness is less than 4 mm, the holding sealing material made of the inorganic fibers cannot exhibit sufficient heat insulation, and the metal shell is easily heated when the catalytic converter is heated. As a result, the amount of thermal expansion of the metal shell tends to increase, and there is a risk that exhaust gas leaks and the catalyst carrier will easily fall off. On the other hand, when it exceeds 18 mm, the heat insulating property of the holding sealing material becomes too high, and the amount of thermal expansion of the catalyst carrier tends to increase. As a result, the catalyst carrier may be easily destroyed.

また、かさ密度が0.15g/cm3未満の場合には、無機繊維からなる上記保持シール材を上記金属シェルと上記触媒担持体との間に配置する際に、上記保持シール材が上記触媒担持体を保持する程の充分な面圧を確保することが困難になり、触媒担持体の脱落が起こりやすくなるおそれがある。一方、1.0g/cm3を越える場合には、無機繊維からなる上記保持シール材を配置する際に、高い面圧で上記金属シェルと上記触媒担持体との間に配置する必要が生じるため、触媒担持体が破損するおそれがある。また、この場合には、上記保持シール材の断熱性が小さくなり、上記触媒コンバータの加熱時に金属シェルの熱膨張量が大きくなりやすく、排ガスのリークや、触媒担持体の脱落が起こりやすくなるおそれがある。 When the bulk density is less than 0.15 g / cm 3 , when the holding sealing material made of inorganic fibers is placed between the metal shell and the catalyst carrier, the holding sealing material is the catalyst. It may be difficult to ensure a sufficient surface pressure to hold the carrier, and the catalyst carrier may easily fall off. On the other hand, if it exceeds 1.0 g / cm 3 , it is necessary to dispose the holding sealing material made of inorganic fibers between the metal shell and the catalyst carrier at a high surface pressure. The catalyst carrier may be damaged. Further, in this case, the heat insulating property of the holding sealing material is reduced, the amount of thermal expansion of the metal shell is likely to be increased when the catalytic converter is heated, and there is a risk that exhaust gas leaks or the catalyst carrier is likely to fall off. There is.

より好ましくは、上記保持シール材は、厚み6〜10mm、かさ密度0.15〜1.0g/cm3で上記金属シェルと上記触媒担持体との間に配置されていることよい(請求項4)。
この場合には、上記熱伸び量差を一層小さくすることができる。そのため、上記熱伸び量差を上記のごとく例えば−0.2〜0.2mmという範囲内にすることが容易になる。
More preferably, the holding sealing material is disposed between the metal shell and the catalyst carrier with a thickness of 6 to 10 mm and a bulk density of 0.15 to 1.0 g / cm 3. ).
In this case, the difference in thermal elongation can be further reduced. Therefore, it becomes easy to make the difference in thermal elongation within the range of, for example, −0.2 to 0.2 mm as described above.

また、上記触媒担持体は、上記排ガス浄化触媒を担体に担持してなる。
上記担体は、フォルステライト、ムライト、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、チタニア、及びジルコニアから選ばれる1種以上からなることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記触媒担持体の熱膨張係数を低くすることができ、上記触媒担持体の膨張により上記保持シール材が損傷することを防止することができる。また、その他にも、上記担体としては耐熱金属材料等からなるものを用いることができる。
上記触媒担持体の形状としては、略円柱状、楕円柱状、多角柱状等がある。
The catalyst carrier comprises the exhaust gas purification catalyst supported on a carrier.
The carrier is preferably composed of one or more selected from forsterite, mullite, alumina, silicon carbide, silicon nitride, titania, and zirconia (Claim 5).
In this case, the thermal expansion coefficient of the catalyst carrier can be lowered, and the holding sealing material can be prevented from being damaged by the expansion of the catalyst carrier. In addition, the carrier may be made of a heat-resistant metal material or the like.
Examples of the shape of the catalyst carrier include a substantially cylindrical shape, an elliptical column shape, and a polygonal column shape.

また、上記排ガス浄化触媒としては、例えば白金、パラジウム等の貴金属を主成分とするものを用いることができる。
また、上記金属シェルとしては、例えばステンレス合金鋼等の耐熱合金鋼からなるもの等を用いることができる。また、金属シェルとしては、例えば内径80〜400mmの円筒状のもの等を用いることができる。
Further, as the exhaust gas purification catalyst, for example, a catalyst mainly containing a noble metal such as platinum or palladium can be used.
Moreover, as said metal shell, what consists of heat-resistant alloy steels, such as stainless alloy steel, for example can be used. Further, as the metal shell, for example, a cylindrical one having an inner diameter of 80 to 400 mm can be used.

また、上記保持シール材は、無機繊維をマット状に配してなる。
上記無機繊維は、結晶質アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維等から選ばれる1種以上であることが好ましい(請求項6)。
この場合には、温度15℃から1100℃に至るまで、上記保持シール材が安定した発生面圧を維持することができる。
The holding sealing material is formed by arranging inorganic fibers in a mat shape.
The inorganic fibers are preferably at least one selected from crystalline alumina fibers, alumina-silica fibers, silica fibers, and the like.
In this case, the holding seal material can maintain a stable generated surface pressure from a temperature of 15 ° C. to 1100 ° C.

上記保持シール材は、例えば次のようにして無機繊維からなるマット状物を作製し、該マット状物に有機バインダーを添着させることにより作製することができる。
即ち、まず、焼成後にアルミナ繊維等の無機繊維を生成する無機繊維の前駆体と、ポリビニルアルコール等の有機重合体と、水とを含有する紡糸液を作製する。次いで、該紡糸液をブローイング法により紡糸し、得られる無機繊維の前駆体の集合体を焼成する。このようにして無機繊維からなるマット状物を得ることができる。
また、上記紡糸後に得られる上記前駆体の集合体を折りたたみ、積み重ねて積層状態にした後、ニードルパンチング処理を施し、焼成することによりマット状物を作製することもできる。ニードルパンチング処理を行うことにより、上記前駆体の積層体のかさ高さを解消して扱い易くすることができると共に、積層間を強化することができる。
The holding sealing material can be produced, for example, by producing a mat-like material made of inorganic fibers as follows and attaching an organic binder to the mat-like material.
That is, first, a spinning solution containing an inorganic fiber precursor that produces inorganic fibers such as alumina fibers after firing, an organic polymer such as polyvinyl alcohol, and water is prepared. Next, the spinning solution is spun by a blowing method, and the resulting aggregate of inorganic fiber precursors is fired. In this way, a mat-like material made of inorganic fibers can be obtained.
Further, the aggregate of the precursors obtained after the spinning can be folded and stacked to form a laminated state, and then subjected to needle punching treatment and firing to produce a mat-like material. By performing the needle punching treatment, the bulkiness of the precursor laminate can be eliminated to make it easy to handle, and the gap between the laminates can be strengthened.

上記マット状物は、上記無機繊維中に、所謂ショットと呼ばれる球状物質を含有する場合がある。上記マット状物中に含まれる直径(最大径)45μm以上の上記球状物質の含有量は7wt%以下であることが好ましい。上記球状物質の含有量が7wt%を越える場合には、上記保護シール材を上記触媒担体及び上記シェルに、かさ密度(GBD)0.15〜1.0g/cm3で組み付ける際に、上記無機繊維が損傷し、無機繊維が飛散し易くなり、作業環境を悪化させてしまうおそれがある。 The mat-like material may contain a spherical material called a so-called shot in the inorganic fiber. The content of the spherical substance having a diameter (maximum diameter) of 45 μm or more contained in the mat-like material is preferably 7 wt% or less. When the content of the spherical substance exceeds 7 wt%, when the protective sealing material is assembled to the catalyst carrier and the shell at a bulk density (GBD) of 0.15 to 1.0 g / cm 3 , There is a possibility that the fiber is damaged, the inorganic fiber is easily scattered, and the working environment is deteriorated.

また、上記無機繊維の平均繊維長は250μm以上であることが好ましい。
平均繊維長が250μm未満の場合には、無機繊維同士が充分に絡み合わず、上記保持シール材を上記触媒コンバータに用いた際に、排ガスにより上記保持シール材が風蝕され易くなるおそれがある。より好ましくは、平均繊維長は500μm以上がよい。
Moreover, it is preferable that the average fiber length of the said inorganic fiber is 250 micrometers or more.
When the average fiber length is less than 250 μm, the inorganic fibers are not sufficiently entangled, and when the holding sealing material is used in the catalytic converter, the holding sealing material may be easily eroded by exhaust gas. More preferably, the average fiber length is 500 μm or more.

次に、上記マット状物の無機繊維に有機バインダーを添着させることにより上記保持シール材を作製することができる。
上記有機バインダーとしては、例えば各種ゴム、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。
Next, the holding sealing material can be produced by attaching an organic binder to the inorganic fibers of the mat-like material.
As said organic binder, various rubber | gum, a thermoplastic resin, a thermosetting resin etc. can be used, for example.

各種ゴムとしては、例えば天然ゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。アクリルゴムとしては、例えばエチルアクリレートとクロロエチルビニルエーテルとの共重合体、n−ブチルアクリレートとアクリロニトリルとの共重合体、エチルアクリレートとアクリロニトリルとの共重合体等がある。ニトリルゴムとしては、例えばブタジエンとアクリロニトリルとの共重合体等がある。
熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等を用いることができる。具体的には、例えばアクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル等から選ばれる1種の単独重合体、又は/及び2種以上の共重合体等がある。
熱硬化性樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等を用いることができる。
As various rubbers, for example, natural rubber, acrylic rubber, nitrile rubber, butadiene rubber and the like can be used. Examples of the acrylic rubber include a copolymer of ethyl acrylate and chloroethyl vinyl ether, a copolymer of n-butyl acrylate and acrylonitrile, and a copolymer of ethyl acrylate and acrylonitrile. Examples of the nitrile rubber include a copolymer of butadiene and acrylonitrile.
As the thermoplastic resin, acrylic resin, acrylonitrile / styrene copolymer, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer, and the like can be used. Specifically, there are, for example, one kind of homopolymer selected from acrylic acid, acrylic acid ester, acrylamide, acrylonitrile, methacrylic acid, methacrylic acid ester, and / or two or more kinds of copolymers.
As the thermosetting resin, a bisphenol type epoxy resin, a novolac type epoxy resin, or the like can be used.

好ましくは、上記有機バインダーは、アクリル又はアクリル系樹脂であることがよい。
この場合には、上記マット状物の無機繊維表面に、上記有機バインダーをより均一に添着させることができる。また、乾燥工程後の上記有機バインダーの伸びが良くなり、繊維を無理に拘束することを防止できる。そのため、上記触媒担体及び上記シェルへの組み付け作業時等における無機繊維の折れを防止し、無機繊維の空中への飛散を抑制することができる。
Preferably, the organic binder is an acrylic or acrylic resin.
In this case, the organic binder can be more uniformly attached to the surface of the inorganic fiber of the mat-like material. Further, the elongation of the organic binder after the drying step is improved, and it is possible to prevent the fibers from being restrained forcibly. Therefore, it is possible to prevent the inorganic fibers from being broken during the assembling work to the catalyst carrier and the shell, and to suppress the scattering of the inorganic fibers into the air.

上記有機バインダーの上記無機繊維への添着は、上記有機バインダーを水に分散してなる水分散液を作製し、該水分散液を上記マット状物に含浸させる含浸工程と、水分散液を含むマット状物を乾燥させる乾燥工程とを行うことにより実施できる。
上記乾燥工程においては、加熱及び圧縮を行うことが好ましい。
この場合には、上記マット状物から余分な水分を容易に除去することができる。また、上記有機バインダーの接着力を利用して圧縮状態の上記保持シール材を得ることができる。このように圧縮状態にすることにより、上記保持シール材の上記触媒担体及び金属シェルへの組み付け作業を容易に行うことができる。
さらに、圧縮状態の上記保持シール材を用いた上記触媒コンバータに排ガスを供給すると、熱により上記保持シール材に含まれる有機バインダーを焼失させることができる。その結果、圧縮された上記保持シール材が復元するため、該保持シール材を上記触媒担体と上記シェルとの間により強固に保持させることができる。
The attachment of the organic binder to the inorganic fiber includes an impregnation step of preparing an aqueous dispersion obtained by dispersing the organic binder in water and impregnating the mat-like material with the aqueous dispersion, and an aqueous dispersion. It can implement by performing the drying process which dries a mat-like thing.
In the drying step, it is preferable to perform heating and compression.
In this case, excess water can be easily removed from the mat-like material. Moreover, the said holding sealing material of a compression state can be obtained using the adhesive force of the said organic binder. By making the compressed state in this way, the operation of assembling the holding sealing material to the catalyst carrier and the metal shell can be easily performed.
Furthermore, when exhaust gas is supplied to the catalytic converter using the holding sealing material in a compressed state, the organic binder contained in the holding sealing material can be burned out by heat. As a result, since the compressed holding sealing material is restored, the holding sealing material can be held more firmly between the catalyst carrier and the shell.

上記乾燥工程は、例えば温度95〜155℃で行うことができる。
乾燥の温度が95℃未満の場合には、乾燥時間が長くなり生産効率が悪くなるおそれがある。一方155℃を越える場合には、上記有機バインダーの分解が始まり、上記有機バインダーの粘着能力が損なわれるおそれがある。また、乾燥時間は100秒以上が好ましい。100秒未満の場合には充分に乾燥ができないおそれがある。
また、圧縮は、上述のごとく、上記保持シール材を上記金属シェルと上記触媒担持体との間に狭持させたときの上記保持シール材の厚みが4〜18mm、かさ密度が0.15〜1.0g/cm3となるように行うことが好ましい。
The said drying process can be performed at the temperature of 95-155 degreeC, for example.
When the drying temperature is less than 95 ° C., the drying time becomes long and the production efficiency may be deteriorated. On the other hand, when it exceeds 155 ° C., decomposition of the organic binder starts, and the adhesive ability of the organic binder may be impaired. The drying time is preferably 100 seconds or longer. If it is less than 100 seconds, there is a possibility that it cannot be sufficiently dried.
Further, as described above, the compression is performed by holding the holding sealing material between the metal shell and the catalyst carrier, so that the holding sealing material has a thickness of 4 to 18 mm and a bulk density of 0.15 to 0.15. It is preferable to carry out so that it may become 1.0 g / cm < 3 >.

また、上記保持シール材における上記有機バインダーの添着率は、0.5wt%〜1.5wt%であることが好ましい。
添着率が0.5wt%未満の場合には、上記保持シール材の表面から上記無機繊維が飛散するおそれがある。一方、1.5wt%を越える場合には、有機バインダー量が多くなり、上記保持シール材から非メタン炭化水素、窒素酸化物等の有害ガスが発生するおそれがある。
Moreover, it is preferable that the attachment rate of the said organic binder in the said holding sealing material is 0.5 wt%-1.5 wt%.
When the adhesion rate is less than 0.5 wt%, the inorganic fibers may be scattered from the surface of the holding sealing material. On the other hand, when it exceeds 1.5 wt%, the amount of the organic binder increases, and harmful gases such as non-methane hydrocarbons and nitrogen oxides may be generated from the holding sealing material.

また、上記含浸工程と上記乾燥工程との間に、上記マット状物に添着された上記有機バインダーの余分な固形分を取り除く固形分除去工程を行うことができる。これにより、上記含浸工程において上記マット状物に必要量以上に添着した上記有機バインダーの余分な固形分を取り除くことができる。上記固形分除去工程は、例えば吸引等により行うことができる。   Moreover, the solid content removal process which removes the excess solid content of the said organic binder adhering to the said mat-like thing can be performed between the said impregnation process and the said drying process. Thereby, the excess solid content of the organic binder adhering to the mat-like material more than necessary in the impregnation step can be removed. The solid content removing step can be performed, for example, by suction or the like.

このようにして得られる上記保持シール材を上記触媒担持体に被覆し、保持シール材によって被覆された触媒担持体を金属シェル内に配置することによって上記触媒コンバーターを作製することができる。このとき、金属シェルの配置構造としては、圧入構造、クラムシェル構造、巻〆構造、縮管構造等をとることができる。
圧入構造は、シール材によって被覆された上記触媒担持体を円筒状の金属シェルに加圧挿入する構造のことである。かかる構造によれば、金属シェルの装着を容易に行うことができる。また、クラムシェル構造は、二つに分割された金属シェル内に、保持シール材によって被覆された触媒担持体を装着し、金属シェルの合わせ部分を溶接する構造のことである。かかる構造によれば、円柱形状のみならず、多角柱形状等の多様な形状の触媒担持体の装着が可能となる。巻〆構造は、保持シール材によって被覆された触媒担持体に金属板を巻〆る構造のことである。かかる構造によれば緩みのない装着が可能となる。縮管構造は、保持シール材によって被覆された触媒担持体を例えば円筒状の金属シェル内に配置し、該金属シェルを縮管により縮めて密着させた構造のことである。かかる構造によれば最適に保持圧力を調整することができる。
The catalyst converter can be produced by covering the catalyst carrier with the thus obtained holding sealing material and placing the catalyst carrier covered with the holding sealing material in a metal shell. At this time, the metal shell arrangement structure may be a press-fitting structure, a clam shell structure, a curl structure, a contracted tube structure, or the like.
The press-fitting structure is a structure in which the catalyst carrier covered with the sealing material is pressed into a cylindrical metal shell. According to such a structure, the metal shell can be easily attached. The clamshell structure is a structure in which a catalyst carrier covered with a holding sealing material is mounted in a metal shell divided into two parts, and the mating portions of the metal shell are welded. According to such a structure, it is possible to mount a catalyst carrier having various shapes such as a polygonal column shape as well as a cylindrical shape. The winding structure is a structure in which a metal plate is wound around a catalyst carrier covered with a holding sealing material. According to such a structure, mounting without loosening is possible. The contracted tube structure is a structure in which a catalyst carrier covered with a holding sealing material is disposed in, for example, a cylindrical metal shell, and the metal shell is contracted by a contracted tube to be in close contact therewith. With this structure, the holding pressure can be adjusted optimally.

(実施例1)
次に、本発明の実施例にかかる触媒コンバータにつき、図1〜図6を用いて説明する。
図1〜図3に示すごとく、本例の触媒コンバータ1は、触媒担持体2と、金属シェル3と、保持シール材4とからなる。
触媒担持体2は、排ガスを浄化するための排ガス浄化触媒を略円柱状の担体に担持してなる。金属シェル3は、略円筒状であり、触媒担持体の外方を覆うように配置されている。また、保持シール材4は、触媒担持体2と金属シェル3との間に狭持されている。
Example 1
Next, a catalytic converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the catalytic converter 1 of this example includes a catalyst carrier 2, a metal shell 3, and a holding sealing material 4.
The catalyst carrier 2 carries an exhaust gas purification catalyst for purifying exhaust gas on a substantially cylindrical carrier. The metal shell 3 has a substantially cylindrical shape and is arranged so as to cover the outside of the catalyst carrier. The holding sealing material 4 is held between the catalyst carrier 2 and the metal shell 3.

本例において、触媒担持体2は、15℃〜1100℃の温度範囲における線熱膨張係数が2〜15×10-6/℃内にある。また、金属シェル3は、15℃〜1100℃の温度範囲における線熱膨張係数が10〜25×10-6/℃にある。
保持シール材4は、無機繊維をマット状に配してなり、15℃〜1100℃の温度範囲における熱伝導率が0.03〜0.3W/mKにある。
また、触媒コンバータ1においては、15℃〜1100℃の温度範囲における触媒コンバータ1の外方への金属シェル3の熱伸び量(mm)と触媒担持体2の熱伸び量(mm)との差である熱伸び量差が、−0.5〜0.5mmの範囲内にある。
In this example, the catalyst carrier 2 has a linear thermal expansion coefficient in the temperature range of 15 ° C. to 1100 ° C. within 2 to 15 × 10 −6 / ° C. Moreover, the metal shell 3 has a linear thermal expansion coefficient in a temperature range of 15 ° C. to 1100 ° C. of 10 to 25 × 10 −6 / ° C.
The holding sealing material 4 is formed by arranging inorganic fibers in a mat shape, and has a thermal conductivity of 0.03 to 0.3 W / mK in a temperature range of 15 ° C to 1100 ° C.
Further, in the catalytic converter 1, the difference between the thermal elongation amount (mm) of the metal shell 3 to the outside of the catalytic converter 1 and the thermal elongation amount (mm) of the catalyst carrier 2 in the temperature range of 15 ° C. to 1100 ° C. The difference in thermal elongation is in the range of -0.5 to 0.5 mm.

以下、本例の触媒コンバータについて、さらに詳細に説明する。
図1〜図3に示すごとく、触媒コンバータ1において、触媒担持体2の上記担体としては、略円柱状(常温(温度15℃)における外径(直径)L0約250mm、長さ300mm)で、その横断面をハニカム状に成形した炭化珪素担体を用いた。この担体には、その軸方向に沿って多数の角状穴(セル)22が設けてある。そして、このセル22の間には、その隔壁である多数のハニカム壁21が形成されている(図1参照)。担体のセルサイズは12milであり、セル数は200である。また、担体には、白金又はパラジウムを主成分とする排ガス浄化触媒が担持されている(図示略)。
触媒担持体2は、温度15〜1100℃における線熱膨張係数が2〜15×10-6/℃の範囲内にある。
Hereinafter, the catalytic converter of this example will be described in more detail.
As shown in FIGS. 1 to 3, in the catalytic converter 1, the carrier of the catalyst carrier 2 has a substantially cylindrical shape (outer diameter (diameter) L 0 about 250 mm, length 300 mm at room temperature (temperature 15 ° C.)). A silicon carbide carrier whose cross section was formed into a honeycomb shape was used. The carrier is provided with a number of square holes (cells) 22 along the axial direction thereof. A large number of honeycomb walls 21 serving as partition walls are formed between the cells 22 (see FIG. 1). The cell size of the carrier is 12 mil and the number of cells is 200. The carrier carries an exhaust gas purification catalyst mainly composed of platinum or palladium (not shown).
The catalyst carrier 2 has a linear thermal expansion coefficient at a temperature of 15 to 1100 ° C. within a range of 2 to 15 × 10 −6 / ° C.

また、金属シェル3は、円筒状(常温(温度15℃)における外径M0約269mm、厚み約1.5mm)で、耐熱合金鋼(ステンレス合金鋼、SUS409)からなる。この金属シェル3は、温度15〜1100℃における線熱膨張係数が10〜25×10-6/℃にある。 The metal shell 3 is cylindrical (outer diameter M 0 at room temperature (temperature 15 ° C.): about 269 mm, thickness: about 1.5 mm) and is made of heat-resistant alloy steel (stainless alloy steel, SUS409). The metal shell 3 has a linear thermal expansion coefficient of 10 to 25 × 10 −6 / ° C. at a temperature of 15 to 1100 ° C.

保持シール材4は、結晶質アルミナ繊維からなるマット状物と、該マット状物に添着されたアクリル系樹脂とからなる。保持シール材は、厚み8mm、かさ密度0.35g/cm3で金属シェル3と触媒担持体2との間に狭設されている。そして、この保持シール材4によって、触媒担持体2は金属シェル3内に保持されている。 The holding sealing material 4 is composed of a mat-like material made of crystalline alumina fibers and an acrylic resin attached to the mat-like material. The holding sealing material has a thickness of 8 mm and a bulk density of 0.35 g / cm 3 and is provided between the metal shell 3 and the catalyst carrier 2. The catalyst carrier 2 is held in the metal shell 3 by the holding sealing material 4.

触媒コンバータ1においては、その外方への金属シェルの熱伸び量(mm)と触媒担持体の熱伸び量(mm)との差である熱伸び量差が、温度15〜1100℃の温度範囲において−0.5〜0.5mmとなるように、上記のごとく保持シール材4の厚み及びかさ密度が調整されている。   In the catalytic converter 1, the difference in thermal elongation, which is the difference between the thermal elongation (mm) of the metal shell to the outside and the thermal elongation (mm) of the catalyst carrier, is in the temperature range of 15 to 1100 ° C. As described above, the thickness and bulk density of the holding sealing material 4 are adjusted so as to be −0.5 to 0.5 mm.

次に、本例の触媒コンバータの製造方法につき、説明する。
まず、上記保持シール材を準備する。
具体的には、まず、アルミニウム含有量70g/l、Al/Cl=1.8(原子比)の塩基性塩化アルミニウム水溶液を準備した。この塩化アルミニウム水溶液に、シリカゾルを配合し、アルミナ繊維の前駆体を形成した。なお、シリカゾルは、アルミナ繊維の組成がAl23:SiO2=72±2:28±2となるように配合した。
Next, a method for manufacturing the catalytic converter of this example will be described.
First, the holding sealing material is prepared.
Specifically, first, a basic aluminum chloride aqueous solution having an aluminum content of 70 g / l and Al / Cl = 1.8 (atomic ratio) was prepared. Silica sol was blended into this aluminum chloride aqueous solution to form an alumina fiber precursor. The silica sol was blended so that the composition of the alumina fiber was Al 2 O 3 : SiO 2 = 72 ± 2: 28 ± 2.

次いで、アルミナ繊維の前駆体にポリビニルアルコール等の有機重合体を加えた。その後、濃縮して紡糸液を調整し、この紡糸液を用いてブローイング法により紡糸した。
その後アルミナ繊維前駆体を折りたたみ、折りたたんだものを積み重ねてアルミナ繊維前駆体の積層シートを作製した。
Then, an organic polymer such as polyvinyl alcohol was added to the alumina fiber precursor. Then, it concentrated and adjusted the spinning solution, and it spun by the blowing method using this spinning solution.
Thereafter, the alumina fiber precursor was folded and the folded ones were stacked to produce a laminated sheet of alumina fiber precursor.

次に、図4に示すごとく、積層シート40にニードルパンチング処理(ニードリング)を施した。このニードルパンチング処理は、突き刺し方向に往復運動可能なニードルボード51と、この処理を行おうとする積層シート40の表裏両面を支持する一対の支持板52とを有するニードルパンチ装置5によって行われる。   Next, as shown in FIG. 4, the laminated sheet 40 was subjected to needle punching (needling). This needle punching process is performed by a needle punch device 5 having a needle board 51 that can reciprocate in the piercing direction and a pair of support plates 52 that support both front and back surfaces of the laminated sheet 40 that is to perform this process.

ニードルボード51には、積層シート40に突き刺すための多数のニードル53が固定されている。ニードル53は、ニードルボード100cm2の中に約500個の密度で固定されている。また、支持板52には、ニードル用の通過穴520が設けられている。
そして、一対の支持板52の間に積層シート40を通過させると共に、ニードルボード51を往復運動させると、積層シート40にニードル53が突き刺さり、積層シート210内の繊維同士に絡み合いが形成される。
A large number of needles 53 for piercing the laminated sheet 40 are fixed to the needle board 51. Needles 53 are fixed at a density of about 500 pieces in a needle board 100 cm 2 . The support plate 52 is provided with a needle passage hole 520.
Then, when the laminated sheet 40 is passed between the pair of support plates 52 and the needle board 51 is reciprocated, the needle 53 is pierced into the laminated sheet 40, and the fibers in the laminated sheet 210 are entangled with each other.

次いで、ニードルパンチング処理後の積層シートを焼成し、目付け量約1500±150g/cm2のアルミナ繊維のマット状物を得た。なお、焼成は、常温から昇温し、最高温度1250±50℃で連続焼成することにより行った。 Next, the laminated sheet after the needle punching treatment was fired to obtain a mat-like material of alumina fibers having a basis weight of about 1500 ± 150 g / cm 2 . The firing was performed by raising the temperature from room temperature and continuously firing at a maximum temperature of 1250 ± 50 ° C.

次に、上記マット状物を、縦500〜1400mm×横51000〜52500mm、厚み16.8mmの寸法に裁断した。また、マット状物について、篩と秤量計を用いてφ45mm以上のショット含有率を測定したところ、7wt%未満であった。   Next, the mat-like product was cut into dimensions of 500 to 1400 mm in length, 51000 to 52500 mm in width, and 16.8 mm in thickness. Moreover, about the mat-like thing, when the shot content rate of (phi) 45 mm or more was measured using the sieve and the weighing machine, it was less than 7 wt%.

次に、裁断後のマット状物に有機バインダーの水分散液を含浸させる。
具体的には、有機バインダーの水分散液としては、アクリル系樹脂水分散液(日本ゼオン社製の「Lx811」、固形分濃度50±10%、5.5〜7.0pH)を樹脂濃度が0.5〜30wt%になるように調整したものを用いた。この水分散液をコンベアー上に配置した上記マット状物に、かけ流し方式で含浸させた。
Next, the mat-like material after cutting is impregnated with an aqueous dispersion of an organic binder.
Specifically, as an aqueous dispersion of an organic binder, an acrylic resin aqueous dispersion (“Lx811” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., solid content concentration 50 ± 10%, 5.5 to 7.0 pH) is used. What was adjusted so that it might become 0.5-30 wt% was used. The aqueous dispersion was impregnated by the pouring method on the mat-like material disposed on the conveyor.

次いで、マット状物に付着した過剰の有機バインダーの固形分を取り除くため、1秒以上の吸引を行った。吸引後、秤量計により有機バインダーの含浸率を測定したところ、含浸率は55wt%であった。   Next, in order to remove the solid content of the excess organic binder adhering to the mat-like material, suction was performed for 1 second or longer. After the suction, when the impregnation rate of the organic binder was measured with a weighing meter, the impregnation rate was 55 wt%.

その後、マット状物の加熱圧縮乾燥を行った。加熱圧縮乾燥は、温度95〜155℃、乾燥時間100秒以上、乾燥時の加圧狭設間隔6.5mmという条件で行った。
このようにして、樹脂添着率1.5wt%、厚み14.4mmの保持シール材を得た。
なお、本例において作製した保持シール材は、その後打ち抜き等を行うことにより、所望の大きさ・形状に調整することができる。
Thereafter, the mat-like product was heat-compressed and dried. The heat compression drying was performed under the conditions of a temperature of 95 to 155 ° C., a drying time of 100 seconds or more, and a pressurization narrow interval of 6.5 mm during drying.
Thus, a holding sealing material having a resin adhesion rate of 1.5 wt% and a thickness of 14.4 mm was obtained.
In addition, the holding sealing material produced in this example can be adjusted to a desired size and shape by performing subsequent punching or the like.

次に、外径(直径)L0約250mm、長さ300mmの略円柱状で、その横断面がハニカム状の炭化珪素担体(セルサイズは12mil、セル数は200)に、白金又はパラジウムを主成分とする排ガス浄化触媒が担持された触媒担持体を準備した。また、SUS409からなり、常温(温度15℃)における外径M0約269mm、厚み約1.5mmである金属シェルを準備した。 Next, an outer diameter (diameter) L 0 of approximately 250 mm and a length of 300 mm in a substantially cylindrical shape, a honeycomb-shaped silicon carbide support (cell size is 12 mil, number of cells is 200), platinum or palladium is mainly used. A catalyst carrier carrying an exhaust gas purification catalyst as a component was prepared. Further, a metal shell made of SUS409 and having an outer diameter M 0 of about 269 mm and a thickness of about 1.5 mm at normal temperature (temperature 15 ° C.) was prepared.

そして、触媒担持体2に、上記のようにして作製した保持シール材4を巻き付け(図5(A)、(B)参照)、その巻き付けを行った一体品10を金属シェル3の内部に圧入により組み付けた(図6参照)。圧入条件は、圧入加重10000N、圧入スピード6000mm/secである。このとき、触媒担持体2と金属シェル3との間に狭持された保持シール材4の厚みは、8mmで、かさ密度は0.35g/cm3であった。
このようにして、図1〜図3に示すごとく金属シェル3と、触媒担持体2と、両者の間に狭持された保持シール材4とからなる排ガス浄化用の触媒コンバータ1を作製した。これを試料E1とする。
Then, the holding sealing material 4 produced as described above is wound around the catalyst carrier 2 (see FIGS. 5A and 5B), and the integrated product 10 on which the winding has been performed is press-fitted into the metal shell 3. (See FIG. 6). The press-fitting conditions are a press-fitting load of 10000 N and a press-fitting speed of 6000 mm / sec. At this time, the thickness of the holding sealing material 4 held between the catalyst carrier 2 and the metal shell 3 was 8 mm, and the bulk density was 0.35 g / cm 3 .
In this way, as shown in FIGS. 1 to 3, a catalytic converter 1 for purifying exhaust gas comprising the metal shell 3, the catalyst carrier 2, and the holding sealing material 4 sandwiched between them was produced. This is designated as Sample E1.

なお、本例においては、厚み14.4mmの保持シール材を作製し、この保持シール材を触媒担持体と金属シェルとの間(隙間8mm)に狭持させているが、例えば厚み7.2mmの保持シール材を2枚準備し、これらを積層させた状態で狭持させることもできる。   In this example, a holding sealing material having a thickness of 14.4 mm is produced, and the holding sealing material is sandwiched between the catalyst carrier and the metal shell (gap 8 mm). For example, the thickness is 7.2 mm. It is also possible to prepare two holding sealing materials and sandwich them in a stacked state.

(実施例2)
次に、本例においては、触媒担持体と金属シェルとの間に狭設する保持シール材の厚み、及び触媒担持体の材質等が実施例1の試料E1とは異なる複数の触媒コンバータ(試料E2〜試料E8、及び試料C1〜試料C6)を作製する。
(Example 2)
Next, in this example, a plurality of catalytic converters (samples) in which the thickness of the holding sealing material provided between the catalyst carrier and the metal shell, the material of the catalyst carrier, etc. are different from the sample E1 of the first embodiment. E2-Sample E8 and Sample C1-Sample C6) are prepared.

試料E2は、保持シール材を金属シェルと触媒担持体との間に厚み10mm、かさ密度0.35g/cm3で狭設して作製した触媒コンバータである。
その作製にあたっては、まず、実施例1とは厚みの異なる保持シール材を作製した。即ち、まず実施例1と同様に、結晶質アルミナ繊維からなるマット状物を作製し、該マット状物を縦500〜1400mm×横51000〜52500mm、厚み20.4mmの寸法に裁断した。次いで、実施例1と同様にして、マット状物に有機バインダーの水分散液を含浸し、吸引後、加熱圧縮乾燥して、樹脂含浸率1.5wt%、厚み19.4mmの保持シール材を作製した。
Sample E2 is a catalytic converter manufactured by narrowing the holding sealing material between the metal shell and the catalyst carrier with a thickness of 10 mm and a bulk density of 0.35 g / cm 3 .
First, a holding sealing material having a thickness different from that of Example 1 was prepared. That is, first, a mat-like product made of crystalline alumina fibers was prepared in the same manner as in Example 1, and the mat-like product was cut into dimensions of 500 to 1400 mm long × 51000 to 52500 mm wide and 20.4 mm thick. Next, in the same manner as in Example 1, the mat-like material was impregnated with an aqueous dispersion of an organic binder, and after suction, heated and compressed and dried to obtain a holding sealing material having a resin impregnation ratio of 1.5 wt% and a thickness of 19.4 mm. Produced.

次に、実施例1と同様に、横断面がハニカム状に成形された炭化珪素担体に、白金又はパラジウムを主成分とする排ガス浄化触媒が担持された触媒担持体を準備した。本例において、触媒担持体は、常温(温度15℃)における外径約250mm、長さ300mmの円柱状である。
また、実施例1と同様に、SUS409からなる金属シェルを準備した。本例において金属シェルは、常温(温度15℃)における外径約273mm、厚み約1.5mmの円筒状である。
Next, in the same manner as in Example 1, a catalyst carrier in which an exhaust gas purification catalyst mainly composed of platinum or palladium was supported on a silicon carbide carrier whose cross section was formed in a honeycomb shape was prepared. In this example, the catalyst carrier has a cylindrical shape with an outer diameter of about 250 mm and a length of 300 mm at room temperature (temperature of 15 ° C.).
Further, similarly to Example 1, a metal shell made of SUS409 was prepared. In this example, the metal shell has a cylindrical shape with an outer diameter of about 273 mm and a thickness of about 1.5 mm at room temperature (temperature of 15 ° C.).

次いで、実施例1と同様にして、触媒担持体に、保持シール材を巻き付けた一体品を金属シェルの内部に圧入により組み付け、触媒コンバータ(試料E2)を作製した。試料E2において、触媒担持体と金属シェルとの間に狭持された保持シール材の厚みは、10mmで、かさ密度は0.35g/cm3であった。 Next, in the same manner as in Example 1, an integrated product in which the holding sealing material was wound around the catalyst carrier was assembled into the metal shell by press-fitting to produce a catalytic converter (sample E2). In sample E2, the thickness of the holding sealing material sandwiched between the catalyst carrier and the metal shell was 10 mm, and the bulk density was 0.35 g / cm 3 .

また、試料E3〜試料E8、試料C1、試料C2も、上記試料E2と同様に、実施例1の試料E1とは、実施例1の上記試料E1とは異なる厚みで保持シール材を狭持させて作製したものである。その作製にあたっては、上記試料E2と同様に、金属シェルの外径及び内径、触媒担持体の外径、組み付け前の保持シール材の厚み等を変更することにより、上記試料E1とは異なる厚みで保持シール材を狭持させて作製した。各試料における保持シール材の厚みを後述の表1に示す。   Similarly to the sample E2, the sample E3 to the sample E8, the sample C1, and the sample C2 have a holding sealing material sandwiched between the sample E1 of Example 1 and a thickness different from that of the sample E1 of Example 1. It was produced. In producing the same, the outer diameter and inner diameter of the metal shell, the outer diameter of the catalyst carrier, the thickness of the holding sealing material before assembly, and the like are changed in a thickness different from that of the sample E1, similarly to the sample E2. It was produced by holding the holding sealing material. The thickness of the holding sealing material in each sample is shown in Table 1 described later.

また、試料C3〜試料C6の触媒コンバータは、触媒担持体の担体として、コージェライトからなる担体を用いて作製したものである。さらに、試料C3〜試料C6は、上記試料E2と同様に、金属シェルの外径及び内径、触媒担持体の外径、組み付け前の保持シール材の厚み等を変更することにより、実施例1の上記試料E1とは異なる厚みで保持シール材を狭持させて作製したものである。各試料における保持シール材の厚みを後述の表1に示す。   Further, the catalytic converters of Sample C3 to Sample C6 are manufactured using a carrier made of cordierite as the carrier for the catalyst carrier. Further, Sample C3 to Sample C6 are similar to Sample E2 in that the outer diameter and inner diameter of the metal shell, the outer diameter of the catalyst carrier, the thickness of the holding sealing material before assembly, and the like are changed. It is produced by holding a holding sealing material with a thickness different from that of the sample E1. The thickness of the holding sealing material in each sample is shown in Table 1 described later.

なお、本例においては、触媒担持体と金属シェルとの間に狭持させる保持シール材として、一枚の保持シール材を用いたが、2枚以上の保持シール材を積層させた状態で狭持させることもできる。   In this example, one holding sealing material is used as the holding sealing material sandwiched between the catalyst carrier and the metal shell, but the two or more holding sealing materials are stacked in a narrow state. It can also be held.

(実験例)
次に、本例においては、実施例1及び実施例2において作製した各試料(試料E1〜試料E8及び試料C1〜試料C6)の触媒コンバータについて熱間荷重試験を行い、各試料における触媒担持体のズレ及び破損の評価を行った。
即ち、熱間抜き荷重試験機に各試料を装着し、試験機に内蔵の電熱線により各試料を加熱すると共に、一定の荷重(圧力)を負荷し、このときの触媒担持体のズレ及び破損を目視にて調べた。
(Experimental example)
Next, in this example, a hot load test is performed on the catalytic converter of each sample (sample E1 to sample E8 and sample C1 to sample C6) produced in Example 1 and Example 2, and the catalyst carrier in each sample Evaluation of deviation and breakage was performed.
In other words, each sample is mounted on a hot punching load testing machine, each sample is heated by a heating wire built in the testing machine, and a certain load (pressure) is applied. At this time, the catalyst carrier is displaced or damaged. Was examined visually.

より具体的には、各試料を荷重試験機に装着し、電熱線により温度850℃で加熱し、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量を直尺によって測定し、熱伸び量差を調べた。熱伸び量差は、加熱前後における金属シェルの内径の変化量から加熱前後における触媒担持体の直径の変化量を引くことによって算出した。その結果を表1に示す。なお、加熱温度850℃は、エンジンを始動させ、回転数約8000rpmでエンジンの回転を維持したときにかかる温度に相当する。
また、加熱と共に、各試料を圧力50kPaで加圧し、触媒担持体の金属シェルからのズレと触媒担持体の破損の有無を目視にて観察した。その結果を表1に示す。なお、圧力50kPaは、回転数約8000rpmでエンジンを回転させたときの排ガスによる排圧の大きさに相当する。
More specifically, each sample is mounted on a load tester, heated with a heating wire at a temperature of 850 ° C., the amount of thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier is measured in a straight scale, and the difference in the amount of thermal elongation is examined. It was. The difference in thermal elongation was calculated by subtracting the amount of change in the diameter of the catalyst carrier before and after heating from the amount of change in the inner diameter of the metal shell before and after heating. The results are shown in Table 1. The heating temperature of 850 ° C. corresponds to a temperature that is applied when the engine is started and the rotation of the engine is maintained at about 8000 rpm.
Further, each sample was pressurized with heating at a pressure of 50 kPa, and the deviation of the catalyst carrier from the metal shell and the presence or absence of damage to the catalyst carrier were visually observed. The results are shown in Table 1. The pressure of 50 kPa corresponds to the magnitude of exhaust pressure due to exhaust gas when the engine is rotated at a rotational speed of about 8000 rpm.

Figure 2006299966
Figure 2006299966

表1より知られるごとく、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差が−0.5〜0.5mmの範囲内にある試料E1〜試料E8の触媒コンバータは、触媒担持体の金属シェルからのズレや触媒担持体の破損等の不具合は観察されなかった。これに対し、熱伸び量差が−0.5〜0.5mmの範囲から外れる試料C1〜試料C6は、触媒担持体のズレ又は破損が観察された。
したがって、触媒コンバータにおいては、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差を−0.5〜0.5mmの範囲内にすることにより、金属シェルから触媒担持体がズレて排ガスがリークしたり、触媒担持体が金属シェルから脱落したりすることを防止できると共に、触媒担持体が破損することを防止できることがわかる。
As is known from Table 1, the catalytic converters of Sample E1 to Sample E8 in which the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier is in the range of -0.5 to 0.5 mm are obtained from the metal shell of the catalyst carrier. No defects such as misalignment or damage to the catalyst carrier were observed. On the other hand, in Sample C1 to Sample C6 where the difference in thermal elongation was outside the range of −0.5 to 0.5 mm, the catalyst carrier was observed to be displaced or damaged.
Therefore, in the catalytic converter, by making the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier within the range of -0.5 to 0.5 mm, the catalyst carrier is displaced from the metal shell, and the exhaust gas leaks. It can be seen that the catalyst carrier can be prevented from falling off the metal shell, and the catalyst carrier can be prevented from being damaged.

また、試料E1〜試料E8においては、かさ密度0.35g/cm3装着したときの保持シール材の厚みが4〜18mmの範囲内にある。そして、保持シール材の厚みを4〜18mmという特定の範囲に調整することにより、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差を−0.5〜0.5mmという範囲内に容易に制御できることがわかる。
表1には明確に示していないが、上記金属シェルと上記触媒担持体との間に狭持された保持シール材の厚みを4〜18mm、かさ密度を0.15〜1.0g/cm3という範囲に調整することにより、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差を−0.5〜0.5mmという範囲内に容易に制御できることを確認している。
In Samples E1 to E8, the thickness of the holding sealing material when the bulk density is 0.35 g / cm 3 is in the range of 4 to 18 mm. And by adjusting the thickness of the holding sealing material to a specific range of 4 to 18 mm, the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier can be easily controlled within the range of -0.5 to 0.5 mm. I understand.
Although not clearly shown in Table 1, the thickness of the holding sealing material sandwiched between the metal shell and the catalyst carrier is 4 to 18 mm, and the bulk density is 0.15 to 1.0 g / cm 3. By adjusting to such a range, it has been confirmed that the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier can be easily controlled within the range of -0.5 to 0.5 mm.

また、上述のごとく、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差が−0.5〜0.5mmという範囲を越えると、目視にて確認できる程度の触媒担持体のズレや破損が発生する(試料C1〜試料C6)。したがって、上記熱伸び量差を例えば−0.2〜0.2mmという範囲内にすることにより、より確実に触媒担持体のズレや破損を防止できると考えられる。   Further, as described above, when the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier exceeds the range of -0.5 to 0.5 mm, the catalyst carrier is displaced or damaged to the extent that it can be visually confirmed. (Sample C1 to Sample C6). Therefore, it is considered that the deviation or breakage of the catalyst carrier can be more reliably prevented by setting the difference in the amount of thermal elongation within the range of, for example, -0.2 to 0.2 mm.

表1より知られるごとく、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差が−0.2〜2.0mmの範囲内にある試料E1〜試料E3においては、かさ密度0.35g/cm3で装着したときの保持シール材の厚みが6〜10mmの範囲内にある。したがって、保持シール材の厚みを6〜10mmという特定の範囲に調整することにより、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差を−0.2〜0.2mmという範囲内に容易に制御できることがわかる。
なお、表1には明確に示していないが、上記金属シェルと上記触媒担持体との間に狭持された保持シール材の厚みを6〜10mm、かさ密度を0.15〜1.0g/cm3という範囲に調整することにより、金属シェルと触媒担持体との熱伸び量差を−0.2〜0.2mmという範囲内に容易に制御できることを確認している。
As is known from Table 1, in samples E1 to E3 where the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier is in the range of −0.2 to 2.0 mm, the bulk density is 0.35 g / cm 3 . The thickness of the holding sealing material when mounted is in the range of 6 to 10 mm. Therefore, by adjusting the thickness of the holding sealing material to a specific range of 6 to 10 mm, the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier can be easily controlled within the range of -0.2 to 0.2 mm. I understand.
Although not clearly shown in Table 1, the thickness of the holding sealing material sandwiched between the metal shell and the catalyst carrier is 6 to 10 mm, and the bulk density is 0.15 to 1.0 g / It has been confirmed that the difference in thermal elongation between the metal shell and the catalyst carrier can be easily controlled within the range of −0.2 to 0.2 mm by adjusting the range to cm 3 .

実施例1にかかる、触媒コンバータの全体を示す斜視図。1 is a perspective view showing an entire catalytic converter according to Embodiment 1. FIG. 実施例1にかかる、触媒コンバータの正面図。1 is a front view of a catalytic converter according to Embodiment 1. FIG. 実施例1にかかる、触媒コンバータの側面図。The side view of the catalytic converter concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、ニードルパンチング装置を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the needle punching apparatus concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、(A)保持シール材を触媒担持体に巻き付ける前の状態(B)保持シール材を触媒担持体に巻き付けている状態を示す説明図。(A) State before winding a holding sealing material around a catalyst carrier according to Example 1, (B) An explanatory view showing a state where the holding sealing material is wound around a catalyst carrier. 実施例1にかかる、保持シール材を触媒担持体に巻き付けて形成した一体品を金属シェルに配置する状態を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the state which arrange | positions the integral product formed by winding the holding | maintenance sealing material around a catalyst carrier concerning Example 1 to a metal shell. 従来の排気ガス浄化用の触媒コンバータをエンジンの排気管の途中に配置した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which has arrange | positioned the catalyst converter for the conventional exhaust gas purification in the middle of the exhaust pipe of the engine.

符号の説明Explanation of symbols

1 触媒コンバータ
2 触媒担持体
21 隔壁
22 セル
3 金属シェル
4 保持シール材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Catalytic converter 2 Catalyst support body 21 Partition 22 Cell 3 Metal shell 4 Holding sealing material

Claims (6)

排ガスを浄化するための排ガス浄化触媒を担体に担持してなる触媒担持体と、該触媒担持体の外方を覆う金属シェルと、該金属シェルと上記触媒担持体との間に狭持された保持シール材とからなる排ガス浄化用の触媒コンバータにおいて、
上記触媒担持体は、温度15℃〜1100℃における線熱膨張係数が2〜15×10-6/℃であり、上記金属シェルは、温度15℃〜1100℃における線熱膨張係数が10〜25×10-6/℃であり、
上記保持シール材は、無機繊維をマット状に配してなると共に、温度15℃〜1100℃における熱伝導率が0.03〜0.3W/mKであり、
上記触媒コンバータにおいては、温度15℃〜1100℃における上記触媒コンバータの外方への上記金属シェルの熱伸び量(mm)と上記触媒担持体の熱伸び量(mm)との差である熱伸び量差が、−0.5〜0.5mmの範囲内にあることを特徴とする触媒コンバータ。
A catalyst carrier formed by supporting an exhaust gas purification catalyst for purifying exhaust gas on a carrier, a metal shell covering the outside of the catalyst carrier, and the metal shell and the catalyst carrier sandwiched between the metal shell and the catalyst carrier. In a catalytic converter for exhaust gas purification consisting of a holding sealing material,
The catalyst carrier has a linear thermal expansion coefficient of 2 to 15 × 10 −6 / ° C. at a temperature of 15 ° C. to 1100 ° C., and the metal shell has a linear thermal expansion coefficient of 10 to 25 at a temperature of 15 ° C. to 1100 ° C. × 10 -6 / ° C,
The holding sealing material is formed by arranging inorganic fibers in a mat shape, and has a thermal conductivity of 0.03 to 0.3 W / mK at a temperature of 15 ° C to 1100 ° C,
In the catalytic converter, the thermal elongation which is the difference between the thermal elongation amount (mm) of the metal shell and the thermal elongation amount (mm) of the catalyst carrier to the outside of the catalytic converter at a temperature of 15 ° C. to 1100 ° C. The catalytic converter, wherein the amount difference is in the range of -0.5 to 0.5 mm.
請求項1において、上記熱伸び量差は、−0.2〜0.2mmの範囲内にあることを特徴とする触媒コンバータ。   The catalytic converter according to claim 1, wherein the difference in thermal elongation is in a range of -0.2 to 0.2 mm. 請求項1又は2において、上記保持シール材は、厚み4〜18mm、かさ密度0.15〜1.0g/cm3で上記金属シェルと上記触媒担持体との間に配置されていることを特徴とする触媒コンバータ。 3. The holding sealing material according to claim 1, wherein the holding sealing material has a thickness of 4 to 18 mm and a bulk density of 0.15 to 1.0 g / cm 3 and is disposed between the metal shell and the catalyst carrier. Catalytic converter. 請求項1〜3のいずれか一項において、上記保持シール材は、厚み6〜10mm、かさ密度0.15〜1.0g/cm3で上記金属シェルと上記触媒担持体との間に配置されていることを特徴とする触媒コンバータ。 4. The holding sealing material according to claim 1, wherein the holding sealing material has a thickness of 6 to 10 mm and a bulk density of 0.15 to 1.0 g / cm 3 and is disposed between the metal shell and the catalyst carrier. The catalytic converter characterized by the above-mentioned. 請求項1〜4のいずれか一項において、上記担体は、フォルステライト、ムライト、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、チタニア、及びジルコニアから選ばれる1種以上からなることを特徴とする触媒コンバータ。   5. The catalytic converter according to claim 1, wherein the carrier is made of at least one selected from forsterite, mullite, alumina, silicon carbide, silicon nitride, titania, and zirconia. 請求項1〜5のいずれか一項において、上記保持シール材の無機繊維は、結晶質アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維等から選ばれる1種以上であることを特徴とする触媒コンバータ。   6. The catalytic converter according to claim 1, wherein the inorganic fiber of the holding sealing material is at least one selected from crystalline alumina fiber, alumina-silica fiber, silica fiber and the like.
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