JP6139961B2 - Honeycomb structure - Google Patents
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Description
この発明は,例えば,エンジン,バーナ,燃焼装置等の排出口から排気される排気ガスを,ハニカム体に接触通過させて排気ガス中に含まれる有害物質を酸化・還元反応によって消失除去して排気ガスを浄化することから成るハニカム構造体に関する。 For example, the present invention allows exhaust gas exhausted from an exhaust port of an engine, burner, combustion device, etc. to pass through a honeycomb body to eliminate and remove harmful substances contained in the exhaust gas by oxidation / reduction reactions. The present invention relates to a honeycomb structure comprising purifying gas.
従来,ディーゼルエンジンでは,熱効率が高いということからトラック,船舶等に多く用いられており,近年では,CO2 の排出量少ない原動機として見直され,乗用車についても採用が増え続けている。しかしながら,ディーゼルエンジンは,圧縮着火式であるため,NOX はもとよりガソリンエンジンではほとんど発生しない粒子状物質(PMという)が排気ガス中に含まれている。また,金属製ハニカムについて,排気ガスとの接触面積を増やすことは有効であるが,更にハニカムのセルで構成されたガス通路を流れる排気ガスに乱れを与えて,排気ガスを触媒に積極的に接触させる構造のものが提案されている。該ハニカム構造は,薄板を孔開き構造に形成し,表面積の増大という点では損失であるが,ガス通路内に乱流を生成し,乱れによる排気ガスを触媒に積極的に接触させるものである。 Conventionally, diesel engines are often used for trucks, ships, etc. because of their high thermal efficiency. In recent years, they have been reconsidered as prime movers with low CO 2 emissions, and the use of passenger cars continues to increase. However, diesel engines are the compression ignition type, NO X is most generated no particulate matter in the gasoline engine (referred to PM) is contained in the exhaust gas as well. In addition, it is effective to increase the contact area with the exhaust gas for the metal honeycomb. However, the exhaust gas flowing through the gas passage composed of the honeycomb cells is disturbed, and the exhaust gas is positively applied to the catalyst. The structure of making it contact is proposed. This honeycomb structure is a loss in terms of increasing the surface area by forming a thin plate with a perforated structure, but it generates turbulent flow in the gas passage and positively contacts exhaust gas due to the turbulence with the catalyst. .
また,排気ガス浄化用メタルハニカム体を,熱膨張や熱応力による変形や破損に対する耐久性を改善するものが知られている。該排気ガス浄化用メタルハニカム体は,薄肉金属板製の異なる二種の波形帯材を交互に当接するように重積した軸方向に多数の網目状通気孔路を有して,排気ガス浄化触媒が担持されている。二種の波形帯材は,略正三角形を長手方向に連接させた構造の三角波形を有する帯材と略正弦波を有する帯材とから構成されている(例えば,特許文献1参照)。 In addition, it is known that an exhaust gas purifying metal honeycomb body has improved durability against deformation or breakage due to thermal expansion or thermal stress. The exhaust gas purifying metal honeycomb body has a large number of mesh-shaped vent holes in the axial direction in which two different corrugated strips made of thin metal plates are alternately abutted, and the exhaust gas purifying A catalyst is supported. The two types of corrugated strips are composed of strips having a triangular waveform having a structure in which substantially equilateral triangles are connected in the longitudinal direction and strips having a substantially sine wave (see, for example, Patent Document 1).
また,内燃機関用排気ガス浄化装置として,メタルハニカムを用いたものが知られている。該内燃機関用排気ガス浄化装置は,メタル基体を使用したリーンNOX 触媒を用いてHC浄化を行なうものであり,内燃機関の排気通路に排気ガス流れ方向に沿って,排気ガス柱の窒素酸化物を酸素過剰雰囲気下で浄化する触媒層をメタルハニカム(金属基体)に担持したリーンNOX 触媒と,排気ガス柱の少なくとも炭化水素(HC)の酸化反応を行なわせる反応触媒(酸化触媒)とを配置したものである(例えば,特許文献2参照)。 Further, an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine using a metal honeycomb is known. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine performs HC purification using a lean NO x catalyst using a metal substrate, and in the exhaust passage of the internal combustion engine along the exhaust gas flow direction, nitrogen oxidation of the exhaust gas column is performed. A lean NO x catalyst in which a catalyst layer for purifying substances in an oxygen-excess atmosphere is supported on a metal honeycomb (metal substrate), and a reaction catalyst (oxidation catalyst) for performing an oxidation reaction of at least hydrocarbon (HC) in the exhaust gas column, (For example, refer to Patent Document 2).
また,排気ガス浄化装置として,メタルハニカムを用いたものが知られている。該排気ガス浄化装置は,内燃機関の冷間始動時にマイクロ波を効果的に吸収して触媒の温度を急速に触媒動作温度に到達させ,冷間始動時に排出される有害排気ガスを浄化するものであり,空洞共振器の一方の反射端を,Pt/RhやPd/Rh等の触媒材料がコーティングされたメタルハニカムのマイクロ波吸収体側の面で構成するとともに,ケーシングを介してメタルハニカムと空洞共振器とを電気的に導通させたものである(例えば,特許文献3参照)。 An exhaust gas purification device using a metal honeycomb is known. The exhaust gas purifying device effectively absorbs microwaves at the time of cold start of the internal combustion engine, rapidly brings the temperature of the catalyst to the catalyst operating temperature, and purifies harmful exhaust gas discharged at the time of cold start And one of the reflection ends of the cavity resonator is constituted by a surface of the metal absorber coated with a catalyst material such as Pt / Rh or Pd / Rh on the microwave absorber side, and the metal honeycomb and the cavity are interposed through the casing. The resonator is electrically connected to the resonator (see, for example, Patent Document 3).
ところで,メタルハニカムは,波状薄板と平ら薄板とを交互に重ねて巻き上げると共に,波状薄板と平ら薄板とをロウ材によって結合したものである。メタルハニカムは,外ケースで覆って互いにロウ材によって結合されてメタルハニカム構造体に構成されている。メタルハニカム構造体は,上記のように,極めて強固な構造に構成されており,排気ガスが高温時及び/又は高振動加速度時においても,極めて高い耐久性を有しており,低圧力損失であるため,オートバイ等に排気ガス浄化のために搭載されている。しかしながら,メタルハニカム構造体は,上記のような高強度の反面,金属製の外ケースに金属製の薄板が密着して強固に接合されているため,熱伝導が良好になり,メタルハニカムの内部温度が外ケースに伝わり易く,外ケースが高温になるという問題があった。 By the way, the metal honeycomb is obtained by alternately winding and winding the corrugated thin plates and the flat thin plates, and joining the corrugated thin plates and the flat thin plates with a brazing material. The metal honeycomb is covered with an outer case and bonded to each other by a brazing material to form a metal honeycomb structure. The metal honeycomb structure has a very strong structure as described above, and has extremely high durability even when the exhaust gas is at a high temperature and / or at a high vibration acceleration, and has a low pressure loss. For this reason, it is mounted on motorcycles for exhaust gas purification. However, the metal honeycomb structure has a high strength as described above, but the metal thin plate is in close contact with the metal outer case so that the heat conduction is good, and the inside of the metal honeycomb is improved. There was a problem that the temperature was easily transmitted to the outer case, and the outer case became hot.
この発明の目的は,上記の問題を解決するため,外ケースとメタル又はセラミックスから成るハニカム体との間に排気ガスが流れない空気や断熱材による遮熱層を形成し,高温排気ガスによるハニカム体の内部の高温を外ケースに伝わり難く構成し,外ケースの温度を排気ガス温度よりも低温に維持して安全性を向上させ,また,ハニカム体を流れる排気ガス温度を適正に維持して排気ガスに含まれる有害物質を酸化・還元して有害物質を消失除去し,排気ガスを浄化することから成るハニカム構造体を提供することである。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to form a thermal barrier layer made of air or heat insulating material that does not allow exhaust gas to flow between the outer case and the honeycomb body made of metal or ceramics. The high temperature inside the body is difficult to be transmitted to the outer case, the temperature of the outer case is kept lower than the exhaust gas temperature to improve safety, and the exhaust gas temperature flowing through the honeycomb body is properly maintained. To provide a honeycomb structure comprising oxidizing and reducing harmful substances contained in exhaust gas to eliminate and remove harmful substances and purifying exhaust gas.
この発明は,排気管に配設して適用されるハニカム体に排気ガスを通して前記排気ガス中に含まれる有害物質を酸化・還元反応させて消失させて前記排気ガスを浄化することから成るハニカム構造体において,
多数の入口と出口を備えた長手方向に延びる多数の通路が形成された前記ハニカム体,前記ハニカム体の外周側の全面を覆い且つ前記排気ガスが流入する流入口と前記排気ガスを排出する排出口とを備えた筒状の外ケース,及び前記外ケースの内壁面に配設されて前記ハニカム体の外周部に位置する前記通路の前記入口を閉鎖する閉鎖部材を有し,
前記ハニカム体の前記外周部に位置する前記通路の前記入口が前記閉鎖部材によって閉鎖されており,前記ハニカム体には,前記閉鎖部材によって閉鎖された前記入口に通じる前記外周部に位置する前記通路が前記排気ガスが流れない空気層で形成される第1遮熱層に構成されていることを特徴とするハニカム構造体に関する。
The present invention consists in purifying the exhaust gas by the harmful substances Ru contained in the exhaust gas through the exhaust gas into the honeycomb body to be applied by arranging the exhaust pipe abolished by oxidation and reduction reactions In the honeycomb structure,
The honeycomb body a number of passages extending in the longitudinal direction with multiple inlet and outlet are formed, and the exhaust gas covers the outer periphery of the entire surface of the honeycomb body to discharge the exhaust gas inflow opening for flowing exhaust A cylindrical outer case provided with an outlet, and a closing member that is disposed on the inner wall surface of the outer case and closes the inlet of the passage located on the outer peripheral portion of the honeycomb body,
Said passage said inlet of said passage are closed by the closure member, the honeycomb body is positioned in the outer peripheral portion communicating with the inlet closed by a closure member positioned in the outer peripheral portion of the honeycomb body There relates to a honeycomb structure characterized by being constituted in the first thermal barrier coating is formed by air layer in which the exhaust gas does not flow.
このハニカム構造体において,前記閉鎖部材は,前記外ケースの前記流入口側から前記ハニカム体の前記外周部の前記入口へと延びると共に前記外ケースの内壁面から全周にわたって隔置して第2遮熱層を形成して配設された内側筒体であり,前記内側筒体の前端面は前記外ケースと前記内側筒体との間に前記遮熱層を形成するため前記排気ガスの前記流入口に対して閉鎖されているものである。更に,前記外ケースと前記内側筒体との間の前記第2遮熱層は,空気層又は該空気層と断熱材とで構成されている。
或いは,前記閉鎖部材は,前記ハニカム体の前記外周部に位置する前記通路の前記入口を閉鎖するリング状板であり,前記リング状板が前記通路の前記入口を閉鎖して前記ハニカム体の前記外周部に前記第1遮熱層が形成されている
In this honeycomb structure, the closing member extends from the inlet side of the outer case to the inlet of the outer peripheral portion of the honeycomb body and is spaced apart from the inner wall surface of the outer case over the entire circumference. An inner cylinder disposed to form a heat shield layer, wherein the front end surface of the inner cylinder forms the heat shield layer between the outer case and the inner cylinder, and It is closed to the inflow port. Furthermore, the second thermal barrier coating between the outer casing and the inner tubular body, and an air layer or air layer and the heat insulating material.
Alternatively, the closing member is a ring-shaped plate that closes the inlet of the passage located in the outer peripheral portion of the honeycomb body, and the ring-shaped plate closes the inlet of the passage to The first heat shield layer is formed on the outer periphery.
また,このハニカム構造体において,前記ハニカム体は,金属薄板が平らに成形された平ら状薄板と,長手方向に伸びる稜線及び該稜線間の溝から成る波板状に成形された波状薄板又は波状金網とを交互に重ねて丸められた柱状体のメタルハニカムから構成され,或いはコージライト,シリコンカーバイト又はチタン酸アルミから形成されたセラミックハニカムから構成され,前記外ケースと前記セラミックハニカムとの間にはセラミックフェルトやセラミックファイバーの緩衝材が介在されている。 Further, in this honeycomb structure, the honeycomb body is a corrugated thin plate or corrugated sheet formed of a flat thin plate formed by flatly forming a metal thin plate and a ridge line extending in the longitudinal direction and a groove between the ridge lines. Constructed from columnar metal honeycombs rolled up alternately with metal mesh, or from ceramic honeycomb formed from cordierite, silicon carbide or aluminum titanate, between the outer case and the ceramic honeycomb The ceramic felt or ceramic fiber cushioning material is interposed between the two.
このハニカム構造体において,前記外ケースは,前記ハニカム体を配設した本体筒部,前記本体筒部の前端側に前記流入口から前記本体筒部へと拡がる入口筒部,及び前記本体筒部の後端側に前記本体筒部から前記排出口へと収束する出口筒部から構成されているものである。また,前記外ケースの前記入口筒部には,前記排気ガスを分散させる拡散筒体が嵌合固着されており,前記拡散筒体の一端は開口して前記排気ガスの前記流入口を形成し,前記拡散筒体の他端には多数の通孔付き邪魔板が固着され,前記外ケースの前記入口筒部内に位置する前記拡散筒体の周囲には前記排気ガスを拡散させる多数の通孔が形成されている更に,前記内側筒体は,前記外ケースの前記入口筒部に沿って前記入口筒部の前記内壁面から隔置して伸びており,前記内側筒体の前記前端面が前記拡散筒体の外周面に固着されている。 In this honeycomb structure, the outer casing is the main body tube portion which is disposed said honeycomb body, the inlet tube portion from the inlet at the front end of the main body tube portion extends into the main body tube portion, and the main body tube portion It is comprised from the exit cylinder part which converges from the said main body cylinder part to the said discharge port in the rear end side. A diffusion cylinder for dispersing the exhaust gas is fitted and fixed to the inlet cylinder of the outer case, and one end of the diffusion cylinder opens to form the inlet for the exhaust gas. , A baffle plate with a plurality of through holes is fixed to the other end of the diffusion cylinder, and a plurality of through holes for diffusing the exhaust gas around the diffusion cylinder located in the inlet cylinder of the outer case. Further, the inner cylinder extends along the inlet cylinder of the outer case so as to be spaced from the inner wall surface of the inlet cylinder, and the front end surface of the inner cylinder is It is fixed to the outer peripheral surface of the diffusion cylinder.
このハニカム構造体において,前記ハニカム体に担持される触媒は,酸化触媒,三元触媒,及び/又はNOX 還元触媒であり,前記NOX 還元触媒は,炭化水素系燃料,アンモニア及び/又は尿素を還元剤として機能させるものである。更に,このハニカム構造体は,前記ハニカム体の前記外周部に位置する前記排気ガスが流入しない前記通路を形成する領域には,前記触媒が担持されていない。 In this honeycomb structure, the catalyst supported on the honeycomb body is an oxidation catalyst, a three-way catalyst, and / or a NO x reduction catalyst, and the NO x reduction catalyst is a hydrocarbon fuel, ammonia and / or urea. Is made to function as a reducing agent. Further, in the honeycomb structure, the catalyst is not supported in a region that forms the passage where the exhaust gas does not flow and is located on the outer peripheral portion of the honeycomb structure.
このハニカム構造体において,前記波状薄板又は前記波状金網の前記稜線は前記柱状体の軸に対して平行なストレート状又は屈曲して伸びている。また,前記メタルハニカム体を構成する前記平ら状薄板と前記波状薄板又は前記波状金網とは,ステンレス鋼又は鉄クロムアルミ合金から構成されている。更に,前記メタルハニカム体を構成する前記平ら状薄板と前記波状薄板又は前記波状金網とは,予め決められた所定の部位でロウ材で互いに接合されているものである。 In this honeycomb structure, the ridgeline of the corrugated thin plate or the corrugated wire mesh extends straight or bent parallel to the axis of the columnar body. Further, the flat thin plate and the corrugated thin plate or the corrugated wire net constituting the metal honeycomb body are made of stainless steel or iron-chromium aluminum alloy. Further, the flat thin plate and the corrugated thin plate or the corrugated wire net constituting the metal honeycomb body are joined to each other with a brazing material at a predetermined predetermined portion.
この発明によるハニカム構造体は,上記のように,外ケースの内壁面に沿って第1遮熱層及び/又は第2遮熱層が形成されているので,前記ハニカム体の外周部には,高温の排気ガスが流入することがなく,ハニカム体が位置する前記外ケースへは排気ガスの熱エネルギーが伝導されず,外ケースが排気ガスで高温にならず,安全性を確保することができ,しかも,前記ハニカム体は排気ガス温度で適正な温度に維持され,触媒の助けで排気ガスに含まれるHC等の有害物質を反応させて消滅させることができ,更に,前記外ケースに対して閉鎖部材を設けるだけの簡単な構造であって,製造コストを低下させる。 In the honeycomb structure according to the present invention, as described above, the first heat shield layer and / or the second heat shield layer is formed along the inner wall surface of the outer case. Hot exhaust gas does not flow in, the thermal energy of the exhaust gas is not conducted to the outer case where the honeycomb body is located, and the outer case is not heated to high temperature by the exhaust gas, so safety can be ensured. In addition, the honeycomb body is maintained at an appropriate temperature as the exhaust gas temperature, and can be made to disappear by reacting harmful substances such as HC contained in the exhaust gas with the aid of a catalyst. It is a simple structure in which only a closing member is provided, and the manufacturing cost is reduced.
以下,図面を参照して,この発明によるハニカム構造体の実施例について説明する。このハニカム構造体は,排気管(図示せず)の途中に配設して適用されるものであり,エンジン,バーナ,燃焼装置,煙道等の排出口から排気管に排出される排気ガスGに含まれるHC,NOX 等の有害物質を,ハニカム体1に担持した触媒を用いて水,二酸化炭素,窒素に酸化・還元反応させて消失させ,排気ガスGを浄化するものであり,ここではハニカム体1にはPM(パティキュレート・マター)を捕集する機能を備えていない担体を構成しているものである。 Hereinafter, embodiments of a honeycomb structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. This honeycomb structure is applied by being disposed in the middle of an exhaust pipe (not shown). Exhaust gas G discharged from the exhaust port of an engine, burner, combustion device, flue, etc. to the exhaust pipe harmful substances HC, NO X or the like contained in, using the catalyst supported on the honeycomb member 1 water, carbon dioxide, abolished by oxidation and reduction reactions to nitrogen, which purifies the exhaust gas G, wherein The honeycomb body 1 constitutes a carrier that does not have a function of collecting PM (particulate matter).
図1〜図8を参照して,この発明によるハニカム構造体の第1実施例を説明する。このハニカム構造体は,概して,排気ガスGが流入する多数の入口16と出口26とを備えた長手方向に伸びる多数の通路8,8Nが形成されたハニカム体1,ハニカム体1の外周側の全面を覆う筒状の外ケース2,及び外ケース2の前端側の内壁面20から全周にわたって隔置して第1遮熱層10を形成して配設された内側筒体3を有するものである。第1実施例では,内側筒体3は,ハニカム体1の外周部19の通路8,8Nに排気ガスGを流入させない閉鎖部材として機能すると共に,外ケース2に内壁面20に沿って第1遮熱層10を形成する機能を有している。外ケース2は,排気ガスGが流入する流入口14と,流入口14から流入した排気ガスGがハニカム体1を通過して排気ガス通路へと排出される排出口15とを有している。内側筒体3は,概して,外ケース2の流入口14からハニカム体1の排気ガス流入端面の入口17へと延びて配設され,外ケース2との間には第1遮熱層10が形成されている。また,ハニカム体1の上流側の入口16には,内側筒体3の後端面17が当接して位置しており,内側筒体3の後端面17に対応するハニカム体1の外周部19には,排気ガスGが流入されない第2遮熱層24が形成されている。また,このハニカム構造体において,外ケース2と内側筒体3との間に形成される第1遮熱層10及びハニカム体1の外周部19の第2遮熱層24は,空気層及び/又は断熱材で構成されている。
A first embodiment of a honeycomb structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. The honeycomb structure, generally, the number exhaust gas G flows
また,ハニカム体1は,図4〜図6に示すように,金属薄板が平らに成形された平ら状薄板4と,金属薄板が長手方向に伸びる稜線6及び該稜線6間の溝7とから成る波板状に成形された波状薄板5とを交互に重ねて丸められた柱状体21から構成され,各溝7に通路8が形成されている。或いは,図7及び図8に示すように,金属薄板が平らに成形された平ら状薄板4と,金属金網が長手方向に伸びる稜線6N及び該稜線6N間の溝7Nとから成る波板状に成形された波状金網5Nとを交互に重ねて丸められた柱状体21と同様な柱状体から構成され,各溝7Nに通路8Nがそれぞれ形成されている。また,このハニカム構造体において,波状薄板5の稜線6又は波状金網5Nの稜線6Nは,柱状体21の軸に対して平行なストレート状又は屈曲して伸びる形状に形成されている。ハニカム体1を構成する平ら状薄板4と波状薄板5又は波状金網5Nとは,ステンレス鋼又は鉄クロムアルミ合金から形成されている。更に,ハニカム体1を構成する平ら状薄板4と波状薄板5又は波状金網5Nとは,予め決められた所定の部位でロウ材で互いに接合されている。
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, the honeycomb body 1 includes a flat
このハニカム構造体において,外ケース2は,ハニカム体1が配設された本体筒部2M,排気ガスGの流入側に位置する入口筒部2F,及び排気ガスGの流出側に位置する出口筒部2Rが順次連結して一体構造に構成されている。入口筒部2Fは,本体筒部2Mの前端側で,排気ガスGを排出する排気管(図示せず)から本体筒部2Mへと拡がる形状に構成され,出口筒部2Rは,本体筒部2Mの後端側で,本体筒部2Mから排気管(図示せず)へと収束する形状に構成されている。また,このハニカム構造体は,外ケース2の排気ガスGが流入する流入口14には,排気ガスGを分散させてハニカム体1の排気ガス流入端面である入口17の全面から均一にハニカム体1に流入するように,拡散筒体9が嵌合固着されている。即ち,外ケース2の入口筒部2Fには,拡散筒体9が嵌合固着されている。また,出口筒部2Rには,出口筒体13が嵌合固着されている。
In this honeycomb structure, the
拡散筒体9は,その一端が開口した排気ガスGの流入口14を構成し,他端には多数の通孔11付きの邪魔板12が固着されている。また,外ケース2の入口筒部2F内に位置する拡散筒体9の周囲には,排気ガスGを拡散させる多数の通孔11が形成されている。従って,拡散筒体9の流入口14から流入した排気ガスGは,一部が邪魔板12の通孔11を通過するが,拡散筒体9の周囲の通孔11を通って拡散して入口筒部2F内の内側筒体3内へ拡散して流入し,内側筒体3内の排気ガスGはハニカム体1の多数の入口16へ均等に分散して流入することに成る。更に,内側筒体3は,外ケース2の入口筒部2Fに沿って,第1遮熱層10を形成するように入口筒部2Fの内壁面20から隔置して伸びており,内側筒体3の前端面22が拡散筒体9の外周面23に固着部18で固着されている。
The diffusion cylinder 9 constitutes an
このハニカム構造体において,ハニカム体1に担持される触媒は,酸化触媒,三元触媒,及び/又はNOX 還元触媒である。更に,前記NOX 還元触媒は,炭化水素系燃料,アンモニア及び/又は尿素を還元剤として機能させるものである。また,このハニカム構造体は,外ケース2と内側筒体3との間に対応するハニカム体1の外周部19に位置する平ら状薄板4と波状薄板5とには,触媒が担持されていないものである。また,触媒が担持されるハニカム体1の外面には,触媒を確実に担持するように,アルミナ(Al2 O3 ),シリカ(SiO2 ),ジルコニア(ZrO2 ),セリア(CeO2 ),チタニア(TiO2 )の少なくとも1種以上のセラミックスがコーティングされている。また,ハニカム体1に担持されている触媒は,具体的には,白金(Pt),銀(Ag),カリウム(K),パラジウム(Pd),イリジウム(Ir),鉄(Fe),銅(Cu),バリウム(Ba),ルテニウム(Ru),ロジウム(Rh)の少なくとも1種類以上の酸化・還元触媒である。
In this honeycomb structure, the catalyst supported on the honeycomb body 1, an oxidation catalyst, a three way catalyst, and / or NO X reduction catalyst. Further, the NO x reduction catalyst functions hydrocarbon fuel, ammonia and / or urea as a reducing agent. Further, in this honeycomb structure, a catalyst is not supported on the flat
この発明によるハニカム構造体の外周面への熱伝達の効果を試験するため,内側筒体を備えていないノーマルな従来のハニカム構造体を作製した。図1に示す線B−Bの位置の外ケース2の外周面である側面温度を,本発明のハニカム構造体と従来のノーマルのハニカム構造体についてそれぞれ測定した。
測定温度は,図12に示すように,ハニカム体1の入口温度200℃,300℃,400℃,500℃に対して,外ケース2の外周面である側面温度をそれぞれ測定した。本発明のハニカム構造体の外ケース1の外周面である側面温度◆は,ノーマルのハニカム構造体の外ケースの外周面である側面温度■と比較して,15℃〜50℃低くなることが確認できた。本発明のハニカム構造体は,内側筒体3をハニカム体1の排気ガスGの入口側に設けて外ケース1の入口側に第1遮熱層10を形成し,ハニカム体1の外周部19に排気ガスGが流れないようにしてハニカム体1の外周部19に第2遮熱層24が形成されているので,従来のハニカム構造体よりも排気ガスGに対する外ケース1への遮熱効果があることが分かった。また,第2実施例のリング状板25を設けた場合にも,第1実施例と同様に,ハニカム体1の外周部19に第2遮熱層24が形成されているので,外ケース1への遮熱効果があることが確認できた。
In order to test the effect of heat transfer to the outer peripheral surface of the honeycomb structure according to the present invention, a normal conventional honeycomb structure without an inner cylinder was prepared. The side surface temperature which is the outer peripheral surface of the
As shown in FIG. 12, the measurement temperature was measured for the side surface temperature that is the outer peripheral surface of the
図13を参照して,この発明によるハニカム構造体と従来のノーマルのハニカム構造体とについて,ハニカム体1の外ケース2の入口温度200℃,300℃,400℃,500℃についてのHC削減率をそれぞれ測定した。図11のグラフから分かるように,本発明のハニカム構造体のHC削減率◆は,ノーマルのハニカム構造体のHC削減率■と比較して向上していることが確認できた。
Referring to FIG. 13, for the honeycomb structure according to the present invention and the conventional normal honeycomb structure, the HC reduction rate at the inlet temperatures of 200 ° C., 300 ° C., 400 ° C., and 500 ° C. of the
次に.図9を参照して,この発明によるハニカム構造体の第2実施例を説明する。第2実施例は,第1実施例のハニカム構造体が有する内側筒体3を備えておらず,内側筒体3の代わりに,ハニカム体1の排気ガスGの流入側にリング状板25を配設したものである。リング状板25は,ハニカム体1の外周部19の入口16を閉鎖するように外ケース2又はハニカム体の外周部19に固着され,通路8Nの入口16を閉鎖して通路8,8Nに排気ガスGを流入させないようにする閉鎖部材として機能する。リング状板25がハニカム体1の外周部19の入口16を閉鎖することによって,ハニカム体1の外周部19には,排気ガスGが流入することができず,第2遮熱層24が形成される。第2実施例では,外ケース2の入口筒体2Fは排気ガスGに晒された状態になっており,第1実施例のような第1遮熱層10は形成されていないが,その他に関しては第1実施例と同様に形成されている。
next. A second embodiment of the honeycomb structure according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment does not include the
更に,図10及び図11を参照して,この発明によるハニカム構造体の第3実施例を説明する。この発明によるハニカム構造体を構成するハニカム体1は,コージライト,シリコンカーバイト,又はチタン酸アルミから形成されたセラミックハニカムからセラミックハニカム体1Cで構成することができる。図10及び図11に示すように,第3実施例は,図1及び図3に示した第1実施例のように,外ケース2の前端側の内壁面20から全周にわたって隔置して第1遮熱層10を形成して配設された内側筒体3を配設した構成は同様である。ハニカム体1をセラミックハニカム体1Cで構成した場合には,セラミックハニカム体1Cとして,外ケース2内にセラミックハニカム体1Cを収容する構造に作製すると,セラミックハニカム体1Cを構成するコージライト,シリコンカーバイト,チタン酸アルミ等のセラミックスを衝撃等による破損が発生する可能性があるので,第3実施例では,セラミックスの破損を防止するため,外ケース2とセラミックハニカム体1Cとの境界にセラミックフェルト,セラミックファイバー等から成る緩衝材27を介在させている。緩衝材27は,遮熱層の機能を有しているが,セラミックハニカム体1Cの外周領域に排気ガスGを流さないことによって一層の遮熱効果を確保でき,或いは,緩衝材を不要に厚く構成する必要がなく,外ケース2への熱の伝達が阻止され,過熱することが防止できる。更に,セラミックハニカム体1Cの保温状態を確保でき,触媒の活性化の向上が期待でき,ハニカム構造体の周辺機器或いは排気管外周部の温度上昇を防止でき,熱害防止が期待でき,周辺領域の可燃物への熱伝達が防止できる。
Further, a third embodiment of the honeycomb structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. The honeycomb body 1 constituting the honeycomb structure according to the present invention can be formed of a
また,図示していないが,この発明によるハニカム構造体の第4実施例を説明する。第4実施例は,第3実施例では外ケース2の内壁面20に内側筒体3を配設したが,必ずしもその構成に限ることはなく,例えば,図9に示す第2実施例のように,セラミックハニカム体1Cの排気ガスGの流入側に外周部を閉鎖するリング状板を配設して構成することもできる。第4実施例は,図10及び図11に示した第3実施例と同様な作用効果を発揮することができることは勿論である。
Although not shown, a fourth embodiment of the honeycomb structure according to the present invention will be described. In the fourth embodiment, the inner
この発明によるハニカム構造体は,エンジン,バーナ,燃焼装置等の排出口から排気される排気ガスを接触通過させて排気ガス中に含まれる有害物質を酸化・還元反応させて消失除去して排気ガスを浄化する担体として適用して好ましいものである。 The honeycomb structure according to the present invention allows exhaust gas exhausted from exhaust ports of engines, burners, combustion devices, and the like to contact and pass through exhaust gas to eliminate and remove harmful substances contained in the exhaust gas through oxidation / reduction reactions. It is preferable to be applied as a carrier for purifying water.
1 ハニカム体
1C セラミックスハニカム体
2 外ケース
2F 入口筒部
2M 本体筒部
2R 出口筒部
3 内側筒体(閉鎖部材)
4 平ら状薄板
5 波状薄板
5N 波状金網
6,6N 稜線
7,7N 溝
8,8N 通路
9 拡散筒体
10 第2遮熱層
11 通孔
12 邪魔板
14 流入口
15 排出口
16 入口
19 外周部
20 内壁面
21 柱状体
22 前端面
23 外周面
24 第1遮熱層
25 リング状板(閉鎖部材)
27 緩衝材
G 排気ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4 flat
27 Buffer material G Exhaust gas
Claims (13)
多数の入口と出口を備えた長手方向に延びる多数の通路が形成された前記ハニカム体,前記ハニカム体の外周側の全面を覆い且つ前記排気ガスが流入する流入口と前記排気ガスを排出する排出口とを備えた筒状の外ケース,及び前記外ケースの内壁面に配設されて前記ハニカム体の外周部に位置する前記通路の前記入口を閉鎖する閉鎖部材を有し,
前記ハニカム体の前記外周部に位置する前記通路の前記入口が前記閉鎖部材によって閉鎖されており,前記ハニカム体には,前記閉鎖部材によって閉鎖された前記入口に通じる前記外周部に位置する前記通路が前記排気ガスが流れない空気層で形成される第1遮熱層に構成されていることを特徴とするハニカム構造体。 In the honeycomb structure consists of a hazardous substance Ru contained in the exhaust gas through the exhaust gas into the honeycomb body to be applied by arranging the exhaust pipe is oxidation-reduction reaction abolished by purifying the exhaust gas ,
The honeycomb body a number of passages extending in the longitudinal direction with multiple inlet and outlet are formed, and the exhaust gas covers the outer periphery of the entire surface of the honeycomb body to discharge the exhaust gas inflow opening for flowing exhaust A cylindrical outer case provided with an outlet, and a closing member that is disposed on the inner wall surface of the outer case and closes the inlet of the passage located on the outer peripheral portion of the honeycomb body,
Said passage said inlet of said passage are closed by the closure member, the honeycomb body is positioned in the outer peripheral portion communicating with the inlet closed by a closure member positioned in the outer peripheral portion of the honeycomb body honeycomb structure but characterized by being composed in the first thermal barrier coating is formed by air layer in which the exhaust gas does not flow.
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