催化剂负载用蜂窝体以及催化剂转换器的制作方法

文档序号:13809216阅读:192来源:国知局
催化剂负载用蜂窝体以及催化剂转换器的制作方法

本发明涉及一种用于净化从汽车的内燃机等排出的废气的催化剂负载用蜂窝体以及催化剂转换器。



背景技术:

当hc(烃类)、co(一氧化碳)、nox(氮化合物)等被释放到大气中时,对人体有害,为了净化成为问题的气体成分而利用负载有催化剂的排放气体净化用的催化剂转换器。

以用于汽车、两轮车的排放气体净化,对内燃机的排放气体进行净化的目的,配置有在排放气体流道中负载有催化剂的催化剂转换器。此外,在将甲醇等烃类化合物进行水蒸气改性而生成富氢的气体的甲醇改性装置、将co改性为co2而去除的co去除装置、或者将h2燃烧成h2o而去除的h2燃烧装置中,同样地使用负载有催化剂的催化剂转换器。

上述的催化剂转换器通过使缠绕金属制的平箔和波箔而成的蜂窝体、和覆盖蜂窝体的径向上的外周面的外筒局部地接合来构成。在蜂窝体形成有在轴向上延伸的许多废气流道,在该废气流道的内部从蜂窝体的入侧端面朝向出侧端面导通废气,从而能够净化废气。

作为这种的催化剂转换器,已知有包括交替地重叠有金属制的平箔和波箔的蜂窝体,用于使废气通过的废气流道在轴向延伸并形成有许多,并且,具备在轴向的前后邻接的波部的相位互不相同的偏移构造的催化剂转换器(例如,参照专利文献1)。图11为以往的波箔的一部分的剖视图,用实线表示在轴向上相邻的一侧的波部100,用虚线表示另一侧的波部100′。参照该图,波部100由顶面101、和从顶面101的两端部向斜下方延伸的一对侧面102构成,下端部与平箔200接触,并且,顶面101以及侧面102的连接部分为棱角。

在轴向(相对于纸面的法线方向)观察时,通过使波部100′的一侧面102′朝向与波部100的内侧对应的区域延伸,从而使波箔成为偏移构造。通过采用偏移构造,从而废气的流动从层流变化为紊流,而产生对废气进行搅拌的搅拌作用,因此,能够提高废气的净化性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-96170号公报

专利文献2:日本特开平11―50840号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,由于采用偏移构造,因此通过催化剂转换器时的废气的压力损失增大。本发明人对图11的具备偏移构造的催化剂转换器的废气净化性能以及压力损失详细地进行了调查,发现了在顶面101和侧面102的连接部分(用阴影表示的区域t),产生无助于净化性能的紊流,压力损失增大的情况。应该容许产生有助于净化的紊流,但是,无助于净化的紊流会只会导致压力损失,因此,应该尽量地减少。

另一方面,存在有涂布于催化剂转换器的各单元的催化剂量被预先限制为恒定量的情况,当在无助于废气净化的区域涂布有催化剂时,由于涂布于有助于废气净化的区域的催化剂减少,因此,结果导致催化剂转换器的净化性能下降。

此外,在废气流道的截面为正方形的偏移构造中,无法获得充分的净化性能。

因此,本申请发明的目的在于,抑制无助于废气净化的紊流的产生而减少压力损失,并且,削减涂布在无助于废气净化的区域的催化剂。

用于解决课题的方式

为了解决上述课题,本申请的技术方案为,(1)一种催化剂负载用蜂窝体,其通过层叠金属制的平箔和波箔而成,所述波箔构成为使以下部件连续,即第一顶面部,其与在所述层叠方向上邻接的一侧的所述平箔接触;第二顶面部,其与在所述层叠方向上邻接的另一侧的所述平箔接触,并在所述层叠方向观察时,配置在避开所述第一顶面部的位置;以及凹凸形状部,其一端相对于所述第一顶面部而经由第一弯曲部连续设置,另一端相对于所述第二顶面部而经由第二弯曲部连续设置,并且,所述凹凸形状部由在相对于所述第一顶面部以及所述第二顶面部倾斜的方向上延伸的倾斜度脚面部构成,并且,所述波箔具有偏移部,所述偏移部在所述蜂窝体的轴向的前后波的相位互不相同,所述第一弯曲部以及所述第二弯曲部相互形成为r形状,在将所述第一弯曲部的内缘的曲率半径设为r1,将所述第二弯曲部的内缘的曲率半径设为r2时,曲率半径r1以及r2分别满足以下的条件式(1)以及(2),在将所述第一顶面部以及所述第二顶面部的所述层叠方向上的离开间隔设为h,将相对于所述第一顶面部而经由所述第一弯曲部连续设置的一对所述倾斜度脚面部的离开间隔设为s时,满足以下的条件式(3),

0.02(mm)≤r1≤2.0(mm)········(1)

0.02(mm)≤r2≤2.0(mm)········(2)

1.5≤s/h≤10········(3)。

在(1)所记载的催化剂负载用蜂窝体的基础上,(2)在所述轴向观察时,第一突起部从所述第一弯曲部的所述轴向两端部起朝向被所述第一顶面部和所述另一侧的平箔夹着的废气流道延伸,在所述轴向观察时,第二突起部从所述第二弯曲部的所述轴向两端部起朝向被所述第二顶面部和所述一侧的平箔夹着的废气流道延伸。

在(2)所记载的催化剂负载用蜂窝体基础上,(3)在将所述第一突起部的突出长度设为b1,将所述第二突起部的突出长度设为b2时,b1以及b2分别满足条件式(4)以及(5),

2(μm)≤b1≤45(μm)········(4)

2(μm)≤b2≤45(μm)········(5)。

在(1)至(3)中任一项所记载的催化剂负载用蜂窝体的基础上,(4)在将所述倾斜度脚面部相对于所述层叠方向的倾斜度设为α时,满足以下的条件式(6),

0.5°≤α≤15°········(6)。

在(1)至(4)中任一项所记载的催化剂负载用蜂窝体的基础上,(5)在将所述凹凸形状部的所述轴向的长度设为l时,满足以下的条件式(7),

0.5(mm)≤l≤20(mm)········(7)。

在(1)至(5)中任一项所记载的催化剂负载用蜂窝体的基础上,(6)所述s为0.5(mm)以上10(mm)以下,所述平箔以及所述波箔的厚度为5(μm)以上100(μm)以下。

在(1)至(6)中任一项所记载的催化剂负载用蜂窝体的基础上,(7)所述凹凸形状部沿着所述轴向呈锯齿状配置。

(8)一种催化剂转换器,其特征在于,具有:权利要求(1)至(7)中任一项所述的催化剂负载用蜂窝体;催化剂,其被所述催化剂负载用蜂窝体所负载;以及外筒,其为金属制且包围所述催化剂负载用蜂窝体的外周面。

发明效果

根据本申请发明,通过将第一弯曲部的曲率半径r1设为0.02(mm)以上,从而能够抑制在使用第一顶面部以及倾斜度脚面部而形成的废气通道的第一弯曲部附近产生无助于净化的紊流。此外,通过将第一弯曲部的曲率半径r1设为2.0(mm)以下,从而能够抑制在使用第二顶面部以及倾斜度脚面部而形成的废气流道的第一弯曲部附近附着有无助于净化的浪费的催化剂。

根据本申请发明,通过将第二弯曲部的曲率半径r2设为0.02(mm)以上,从而能够抑制在使用第二顶面部以及倾斜度脚面部而形成的废气通道的第二弯曲部附近产生无助于净化的紊流。此外,通过将第二弯曲部的曲率半径r2设为2.0(mm)以下,从而能够抑制在使用第一顶面部以及倾斜度脚面部而形成的废气流道的第二弯曲部附近附着有无助于净化的浪费的催化剂。

附图说明

图1为催化剂转换器的立体图。

图2为在相对于轴向正交的方向上将蜂窝体切断的波箔以及平箔的一部分的剖视图。

图3为波箔的一部分的展开图,从厚度方向观察波箔时的概要图。

图4为对用图2的圆圈符号包围而成的区域a进行了放大的放大图。

图5为对图2的圆圈符号包围而成的区域a′进行了放大的放大图。

图6为蜂窝体的轴向观察时的、第一弯曲部以及第一突起部的概要放大图。

图7为蜂窝体的轴向观察时的、第二弯曲部以及第二突起部的概要放大图。

图8为表示催化剂转换器的制造方法的工序图。

图9为对表1及表2的各发明例以及各比较例进行了标记的图表。

图10为对表3及表4的各发明例以及各比较例进行了标记的图表。

图11为以往的波箔的剖视图。

标号说明

1:蜂窝体;2:外筒;3:平箔;4:波箔;100:催化剂转换器。

具体实施方式

以下基于附图对本实施方式进行说明。图1为本实施方式所涉及的催化剂转换器的立体图,箭头p表示蜂窝体的轴向(废气流动的方向)。箭头p的定义在其他的附图中也是同样的。

催化剂转换器100由催化剂负载用的蜂窝体1、和包围该蜂窝体1的外周面的金属制的外筒2构成。蜂窝体1通过在重叠有平箔3和波箔4的状态下缠绕轴向p周围来构成。在平箔3与波箔4之间形成有用作废气流道的许多单元,通过在上述的单元内部使废气导通,从而能够净化废气。平箔3及波箔4能够使用耐热金属。

耐热金属例如能够使用包含al的耐热性的各种不锈钢。在这种不锈钢中,通常包括15~25质量%的cr,2~8质量%的al,例如,能使用fe-20cr-5al合金、fe-20cr-8al合金、fe-18cr-3al合金。催化剂转换器100例如能够设置在车辆的排放气体流道中。车辆也可以是汽油车或者柴油车。

另外,催化剂转换器100并不限于截面为圆形。例如,也可以是椭圆形、蛋形、跑道形(以下,称作rt)形状等其他的形状。此外,在本实施方式中,在重叠有平箔3以及波箔4的状态下缠绕轴向p周围从而构成蜂窝体1,但是,本发明并不限于此,也能够应用从一方交替层叠平箔3和波箔4而成的矩形形状的蜂窝体。

图2为在相对于轴向正交的方向上将蜂窝体1切断的波箔以及平箔的一部分的剖视图,箭头q方向为波箔以及平箔的层叠方向。图3为波箔的一部分的展开图,从厚度方向观察波箔时的概要图。参照上述图,波箔4通过使凹凸形状部40连续来构成。凹凸形状部40形成在于层叠方向q上被邻接的平箔3夹着的空间的内部,由第一顶面部41、第二顶面部42、第一弯曲部43、第二弯曲部44以及倾斜度脚面部45构成。

第一顶面部41与一侧的平箔3(以下,称作平箔3a)接触,并沿着蜂窝体1的大致周向间歇地设置。也就是说,在蜂窝体1的周向上相邻的第一顶面部41之间形成有空间。第二顶面部42与邻接于平箔3a的另一侧的平箔3(以下,称作平箔3b)接触,并设置在朝向形成在相邻的第一顶面部41之间的所述空间的位置。也就是说,在从层叠方向q观察时,第二顶面部42配置在避开第一顶面部41的位置。

根据上述的结构,能够在由第一顶面部41、第一弯曲部43、第二弯曲部44、倾斜度脚面部45以及平箔3b形成的翅片f的内侧形成供废气导通有废气流道46(相当于被所述第一顶面部和所述另一侧的平箔平着的废气流道)。此外,能够在由第二顶面部42、第一弯曲部43、第二弯曲部44、倾斜度脚面部45以及平箔3a形成的翅片f的内侧形成供废气导通的废气流道47(相当于被所述第二顶面部和所述一侧的平箔夹着的废气流道)。

在此,翅片f沿着轴向p呈锯齿状配置。也就是说,在本实施方式的波箔4中,采用以相对于在废气的导通方向上延伸的直线交叉的方式配置了翅片f的偏移构造。因此,在由废气导通方向上邻接的一侧的翅片f形成的废气流道的延长线上,设置有另一侧的翅片f的倾斜度脚面部45,因此,能够使在该废气流道中流通的废气撞击该倾斜度脚面部45而生成紊流。即,通过采用偏移构造,从而废气的动从层流变为紊流,易于使更多的废气与催化剂接触,因此,能够提高净化性能。

第一弯曲部43在使第一顶面部41以及倾斜度脚面部45相连的位置形成为r状。第一弯曲部43的曲率中心位于形成在第一顶面部41与平箔3b之间的废气流道46的内部。在将第一弯曲部43的曲率半径设为r1时,曲率半径r1满足以下的条件式(1),优选满足以下的条件式(1)′。另外,曲率半径r1为第一弯曲部43的内缘的曲率半径。

0.02(mm)≤r1≤2.0(mm)··········(1)

0.1(mm)≤r1≤1.0(mm)··········(1)′

参照图4对曲率半径r1的限定理由进行说明。图4为对图2的圆圈符号包围而成的区域a进行了放大的放大图。但是,对于后述的第一突起部省略图示。通过将曲率半径r1设定为0.02(mm)以上,从而在形成在第一顶面部41与平箔3b之间的废气流道46的内侧的上侧角部,也就是说,阴影所示的第一弯曲部43的附近区域t1抑制无助于净化性能的提高的紊流的产生,因此,不会降低净化性能且能够减少压力损失。

在形成在平箔3a与第二顶面部42之间的废气流道47的内侧的上侧角部,也就是说,阴影所示的被第一弯曲部43以及平箔3a平着的区域t2,在将蜂窝体1浸渍于催化剂浴时催化剂会滞留。然而,区域t2为无助于废气净化的区域,因此,当区域t2的体积增加时,涂布于有助于废气净化的区域的催化剂会减少,结果净化性能下降。通过将曲率半径r1设定为2.0(mm)以下,从而能够抑制区域t2的体积过大,因此,能够减少催化剂的浪费而提高净化性能。通过满足条件式(1)′,从而能够提高上述的效果。

第二弯曲部44在使第二顶面部42以及倾斜度脚面部45相连的位置形成为r状。第二弯曲部44的曲率中心位于形成在第二顶面部42与平箔3a之间的废气流道47的内部。在将第二弯曲部42的曲率半径设为r2时,曲率半径r2满足以下的条件式(2),优选满足以下的条件式(2)′。另外,曲率半径r1以及r2既可以彼此相同,或者也可以彼此不同。此外,曲率半径r2为第二弯曲部44的内缘的曲率半径。

0.02(mm)≤r2≤2.0(mm)··········(2)

0.1(mm)≤r2≤1.0(mm)··········(2)′

参照图5对曲率半径r2的限定理由进行说明。图5为对图2的圆圈符号包围而成的区域a′进行了放大的放大图。但是,对于后述的第二突起部省略图示。通过将曲率半径r2设为0.02(mm)以上,从而在形成在第二顶面部42与平箔3a之间的废气流道47的内侧的下侧角部,也就是说,阴影所示的第二弯曲部44的附近区域t3,能够抑制无助于净化性能的紊流的产生,因此,不会降低净化性能且减少压力损失。

在形成在平箔3b与第一顶面部41之间的废气流道46的内侧的下侧角部,也就是说,阴影所示的被第二弯曲部44和平箔3b夹着的区域t4,在将蜂窝体1浸渍于催化剂浴时催化剂会滞留。然而,区域t4为无助于废气净化的区域,因此,当区域t4的体积增大时,涂布于有助于废气净化的区域的催化剂减少,结果净化性能下降。通过将曲率半径r2设为2.0(mm)以下,从而能够抑制区域t4的体积过大,因此,能够减少催化剂的浪费而提高净化性能。通过满足条件式(2)′,从而能够提高上述的效果。

参照图2,对在将第一顶面部41以及第二顶面部42的层叠方向q上的离开间隔(以下,称作单元高度)设为h,将相对于所述第一顶面部41而经由第一弯曲部43连续设置的一对倾斜度脚面部45的离开间隔(以下,称作单元宽度)设为s时,单元高度h以及单元宽度s的比率(扁平比)满足以下的条件式(3),优选满足以下的条件式(3)′。

1.5≤s/h≤10·············(3)

1.8≤s/h≤4.0…………(3)′

即,通过将形成在第一顶面部41及平箔3b之间的废气流道46的截面形成为所谓的扁平形状,从而与废气流道的截面为正方形的情况相比,从而能够使紊流增加,进而提高净化性能。当s/h小于1.5时,有助于净化性能的提高的紊流减少,而无法得到充分的净化性能。当s/h超过10时,过度生成紊流,压力损失增大。通过满足条件式(3)′,从而能够得到上述的效果。另外,形成在第二顶面部42以及平箔3a之间的废气流道47的截面也形成为扁平形状,其扁平比满足上述的条件式(3),优选满足上述的条件式(3)′。

单元宽度s优选为0.5(mm)以上10(mm)以下。平箔3以及波箔4的箔厚优选为5(μm)以上100(μm)以下。

参照图6以及图7,对分别形成在第一弯曲部43以及第二弯曲部44的第一突起部以及第二突起部进行说明。图6为在蜂窝体的轴向观察时的、第一弯曲部以及第一突起部的概要放大图。图7为蜂窝体的轴向观察时的、第二弯曲部以及第二突起部的概要放大图。第一突起部430在第一弯曲部43的轴向两端部形成有多个,在轴向观察时,朝向废气流道46延伸。换言之,多个第一突起部430分别在第一弯曲部43的箔厚方向上延伸,并朝向与废气流道46的内侧对应的区域延伸。第二突起部440在第二弯曲部44的轴向两端部形成有多个,在轴向观察时,朝向废气流道47延伸。换言之,多个第二突起部440分别在第二弯曲部44的箔厚方向上延伸,向与废气流道47的内侧对应的区域延伸。虽然机理不明,但是,如后述的实施例所示,通过形成第一突起部430以及第二突起部440,从而能够进一步提高净化性能的提高效果和压力损失的降低效果。第一突起部430以及第二突起部440为成形时形成的“毛刺”,对于成形方法的详细内容将在下文中叙述。

因此,将第一突起部430的突出长度定义为b1,将第二突起部440的突出长度定义为b2。b1能够通过轴向观察时的第一弯曲部43的长度除以轴向观察时的第一突起部430的面积而求得。第一突起部430的面积能够基于使用了实体显微镜、扫描电子显微镜(sem:scanningelectronmicroscope)的拍摄数据来进行计算。第一弯曲部43的长度为,被曲率半径r1限定的弧的长度,并能够基于上述的拍摄数据来进行计算。b2能够通过轴向观察时的第二弯曲部44的长度除以轴向观察时的第二突起部440的面积来求得。第二突起部440的面积能够基于使用了实体显微镜、扫描电子显微镜的拍摄数据来进行计算。第二弯曲部44的长度为,被曲率半径r2限定的弧的长度,并能够基于上述的拍摄数据来进行计算。

优选b1以及b2分别满足条件式(4)以及(5)。

2(μm)≤b1≤45(μm)···········(4)

2(μm)≤b2≤45(μm)···········(5)

通过使b1、b2分别满足条件式(4)、(5),从而能够进一步提高净化性能的提高效果和压力损失的降低效果。

在本实施方式中,突起部在各弯曲部的轴向两端部分别形成有多个,但是,并不限于此,突起部也可以在各弯曲部的轴向两端部分别形成一个。在这样的情况下,也能够通过上述的计算方法对b1以及b2进行计算。

因此,倾斜度脚面部45的倾斜度角度,即,倾斜度脚面部45相对于层叠方向q的倾斜度角度α优选为满足以下的条件式(6),更优选为满足以下的条件式(6)′。

0.5°≤α≤15°·············(6)

2°≤α≤10°·············(6)′

当倾斜度角度α小于0.5°时,通过满足条件式(1)至(3)而得到的效果,也就是说,在第一弯曲部43以及第二弯曲部44附近所产生的无助于净化性能的提高的涡流的抑制效果会下降。当倾斜度角度α超过15°时,在第一弯曲部43的附近区域t2(参照图4)以及第二弯曲部44的附近区域t4(参照图5),无助于净化的催化剂无用的滞留且净化性能下降。

参照图3,在将凹凸形状部40的轴向p的长度设为l(以下,称作相位差长度l)时,相位差长度l优选为满足以下的条件式(7),更优选为满足以下的条件式(7)′。

0.5(mm)≤l≤20(mm)·············(7)

1.0(mm)≤l≤10(mm)·············(7)′

如上所述,通过将波箔4设为偏移构造而产生紊流,从而能够提高净化性能,但是,该效果会左右相位差长度l,相位差长度l越短紊流越增加。当相位差长度l超过20(mm)时,紊流的生成不充分而废气的净化性能下降。另一方面,当相位差长度l小于0.5(mm)时,净化性能的提高效果饱和,压力损失增大。

接下来,参照图8对本实施方式的催化剂转换器的制造方法进行说明。图8为表示催化剂转换器的制造方法的工序图。在工序s1中,通过对不锈箔施加特殊冲压加工从而形成波箔4。在特殊冲压加工中能够使用多级式的模具。通过使用多级式的模具,从而将凹凸形状部40的第一弯曲部43以及第二弯曲部44的曲率半径r1以及r2控制在分别满足条件式(1)及(2)的范围。具体而言,能够通过分为形成梯形的翅片f的预先工序、和将翅片f的弯曲部塑性变形为r状的r调节工序,来实施特殊冲压加工,从而制造波箔4。

预先工序由切割工序以及按压工序构成。在切割工序中,相对于不锈箔的偏移预定位置实施切割。在按压工序中,使用具备角形状部的模具对不锈箔实施按压。通过切割工序和按压工序形成梯形的翅片f,从而制造具备偏移构造的波箔。以往,在制造具备偏移构造的波箔时,切割工序与按压工序的时间的间隔确保在几十msec以上,因此,切割端部所形成的突起部(毛刺)的突出长度被抑制为非常短的长度。另一方面,在本实施方式中,通过将切割工序与按压工序的时间间隔控制在10msec以下,从而在切割端部作用有较大的牵拉力,从而能够使突起部的突出长度高于以往的突起部。具体而言,通过对切割工序与按压工序的时间间隔进行控制,从而将突起部的突出长度调节在2(μm)以上45(μm)以下。

也就是说,在本实施方式中,通过实施使毛刺的长度长于以往的特殊加工,从而积极地形成毛刺,并通过该毛刺提高净化性能的提高效果和压力损失的降低效果。在r调节工序中,使用具备与曲率半径r1及r2对应的r形状部的模具而使翅片f的角部变圆从而制造满足条件式(1)及(2)的波箔4。但是,r调节工序中所使用的模具也可以是多个。在这种情况下,在r调节工序中,通过使用r不同的多个模具阶段性地实施特殊冲压加工,从而能够使曲率半径r1及r2朝向目标值渐渐靠近。

在工序s2中,通过使制造而成的波箔4与平箔3重合,并缠绕规定的轴线,从而制造蜂窝体1。此时,对第一顶面部41与平箔3a的接合预定部以及第二顶面部42与平箔3b的接合预定部涂布焊料。在工序s3中,将蜂窝体1内插于金属制的外筒2,并对蜂窝体1与外筒2的接合预定部涂布焊料。

在工序s4中,在真空气氛下对接合预定部涂布有焊料的蜂窝体1和外筒2进行加热,从而使接合预定部的焊料固定,而将蜂窝体1和外筒2接合,并且,将构成蜂窝体的波箔3与平箔4接合。在工序s5中,将基面涂层液(以γ氧化铝和添加剂、以及贵金属催化剂为成分的溶液)供给至蜂窝体1的废气流道,通过高温热处理进行烧结,从而将催化剂负载于蜂窝体1,来制造催化剂转换器100。

根据上述的方法,在制造波箔时,能够防止箔断裂。即,在使用一级模具制造满足条件式(1)以及(2)的波箔时,存在有箔在冲压加工中断裂的可能性。在本实施方式中,通过将冲压加工分为预先工序和r调节工序来实施,从而能够制造满足条件式(1)以及(2)的波箔,使得箔不会在加工中断裂。但是,本实施方式的波箔也可以是,以通过使平箔与齿轮抵接的方式来制造。在这种情况下,也能够分为预先工序和r调节工序来制造满足条件式(1)以及(2)的波箔。

接下来,对示出实施例来对本发明详细地进行说明。制成规格不同的多个催化剂转换器,并对净化性能以及压力损失进行了评价。通过实施所述的特殊冲压加工来制造了波箔4。在平箔3以及波箔4重叠的状态下缠绕轴线来制造蜂窝体1,使其穿过基面涂层液。基面涂层液使用以二氧化铈、二氧化锆、氧化铝为主成分的溶液。在从蜂窝体1去除了多余的基面涂层液之后,以180℃的加热温度干燥1小时,接着以500℃的加热温度烧成2小时。形成于蜂窝体1的基面涂层为每体积180(g/l)。另外,曲率半径r1以及曲率半径r2被设定为相同。此外,突起部的突出长度b1以及b2被设定为相等的值。

在将形成有该基面涂层的蜂窝体1浸渍于蒸留水并充分吸水之后,上提而吹去多余的水分,并浸渍于包括钯的水溶液。接着,从该水溶液中上提蜂窝体1并进行干燥。负载于蜂窝体1的钯为每体积4(g/l)。

将负载有催化剂的蜂窝体1收纳并固着在筒状的金属制的外筒2,从而得到催化剂转换器100。

将通过上述的工序而得到的各种催化剂转换器装填于催化剂容器,并通过以下所示的方法对净化性能以及压力损失进行了评价。此时,将催化剂转换器预先暴露于将含有水蒸气10质量%的大气加热至980℃的气氛,在该气氛下保持4小时来实施模拟的劣化处理。

(净化性能试验)

作为评价净化性能时的模型排放气体,使用含有co、hc、nox的混合气体,将气体成分的条件设为化学计量成分。将模型排放气体的流量sv设为10万h-1,在使模型排放气体在各催化剂转换器中流通的同时,在废气的入侧的前级使用加热器对模型排放气体进行加热并对升温过程中的净化率的变化进行了测量。净化率为,对催化剂转换器的入侧以及出侧的气体组成进行分析而得到的减少率。在升温过程中,在净化率为50%时的入侧气体温度t50为评价值,对净化性能进行了评价。另外,以hc成分的t50作为评价值。

压力损失为,相对于各种催化剂转换器,使室温的n2气体流通,此时用数字压差计对催化剂转换器所产生的压力损失进行测量,从而对压力损失的大小进行了评价。在蜂窝体的直径φ为39(mm),长度为40(mm),将气体的流量sv设为12万h-1的条件下实施了压损测量。表1至表4为本实施例的实验结果。在表1以及表2中,使扁平比s/h以及曲率半径r1、r2发生变化,其他的参数是固定的。另外,对净化性能进行了测量的蜂窝体的直径为φ50(mm),长度为45(mm)。此外,箔的成分为,cr:20质量%、al:5.0质量%、ti:0.08质量%、rem(混合稀土合金):0.08质量%、以及残部fe,箔厚为80μm。

表1

表2

图9为对表1以及表2的各发明例以及各比较例进行了标记的图表,横轴为压力损失(pa),纵轴为t50(℃)。两根虚线为,用于对压力损失(pa)以及t50(℃)(也就是说,净化性能)的是否合格进行判断的阈值曲线。在比两条阈值曲线靠左侧的二重圆记号所示的区域数据被标记的情况下,将压力损失以及净化性能的综合评价判断为“优良”(双重圆)。在被两根阈值曲线夹着的〇记号所示的区域数据被标记的情况下,将压力损失以及净化性能的综合评价判断为“良好”(〇)。在比两根阈值曲线靠右侧的×记号所示的区域数据被标记的情况下,将压力损失以及净化性能的综合评价判断为“不合格”(×)。另外,阈值曲线通过实验来求得。

在表3以及表4中,使单元密度、扁平比s/h、曲率半径r1、r2、相位差l发生变化,将其他的参数固定。另外,对净化性能进行了测量的蜂窝体的直径φ为120(mm),长度为90(mm)。此外,箔的成分为,cr:20质量%、al:5.8质量%、zr:0.1质量%、la:0.08质量%、以及残部fe,箔厚为30μm。

表3

表4

图10为对表3以及表4的各发明例以及各比较例进行了标记的图表,横轴为压力损失(pa),纵轴为t50(℃)。两根虚线为,用于对压力损失(pa)以及t50(℃)(也就是说,净化性能)的是否合格进行判断的阈值曲线。在比两根阈值曲线靠左侧的二重圆记号所示的区域数据被标记的情况下,将压力损失以及净化性能的综合评价判断为“优良”(双重圆)。在被两根阈值曲线夹着的〇记号所示的区域数据被标记的情况下,将压力损失以及净化性能的综合评价判断为“良好”(〇)。在比两根阈值曲线靠右侧的×记号所示的区域数据被标记的情况下,将压力损失以及净化性能的综合评价判断为“不合格”(×)。另外,阈值曲线通过实验来求得。

如上述的实施例所示,由于满足条件式(1)至(3),因此压力损失以及净化性能的综合评价为“良好”。而且,由于也满足条件式(4)以及(5),因此实现了压力损失的进一步的降低以及净化性能的进一步提高,从而压力损失以及净化性能的综合评价为“优良”。

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