(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間を持つように巻線された巻線部とこれから両側に直線形態で延長された一対の電源端子を備えたヒーターと、
前記ヒーターの巻線部の内周部に挿入されて表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された内側触媒担体と、
前記ヒーター巻線部の外周部に結合され、表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された外側触媒担体と、
被 処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を両側端の近くに備えて、 前記ヒーターの巻線部の内／外部に 前記内側及び外側触媒担体が組み立てされた担体組立体が内部に組み立てされるハウジングを含むことを特徴とする排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２】
前記ヒーターの巻線部の断面は円筒、四角柱、三角柱のうち何れか一つの形態から成ることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項３】
前記内側触媒担体及び前記外側触媒担体の多数の中空型セルはハニーコーム、半円形または三角形の形態であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項４】
前記担体コンバーターが食物処理装置に適用される時、鉛直方向に設置され、
前記担体組立体はハウジングの内部に着脱可能に組み立てされて、前記ハウジングの内周部に担体組立体が重力によって移動することを阻止するための環状突条または多数の小型突条を含むことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項５】
前記内側及び外側触媒担体はそれぞれ隣接した中空型セルと連通する多数の連通孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項６】
前記連通孔からセルの内部に向かって突出される突出部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項７】
前記排気ガスが導入されるハウジングの入口側に配置され、ハウジングの内部に導入された排気ガスを分散させて後端に位置した触媒担体の全体に均一に供給するためのディストリビューターをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項８】
前記ディストリビューターはハニーコーム形状の多数の中空型セルを含み、中央部に前記ヒーターの下側方向電源端子が貫通されて結合されたことを特徴とする請求項７に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項９】
前記触媒担体は平板にコルゲーション処理された波板を積層したのを螺旋形で巻線した積層体であって、前記平板と波板はＦｅＣｒＡｌ系合金薄板に触媒金属がコーティングされたことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項１０】
前記平板と波板はそれぞれ２０〜１００μｍの厚さを持つことを特徴とする請求項９に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項１１】
内部に空間を持つように巻線された巻線部とこれから両側に直線形態で延長された一対の電源端子を備えたヒーターを準備する段階と、
前記ヒーター巻線部の内部に各中空型セルの表面に触媒がコーティングされた内側触媒担体を挿入する段階と、
前記ヒーター巻線部の外周部に各中空型セルの表面に触媒がコーティングされた外側触媒担体を結合させる段階と、
前記ヒーター巻線部の内／外部に内側及び外側触媒担体が組み立てされた担体組立体を両側端の近くに被処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を備えたハウジングの内部に組み立てる段階を含むことを特徴とする排気ガス浄化用担体コンバーターの製造方法。
【請求項１２】
前記担体組立体はろう付けまたは拡散接合方式でハウジングの内部に固定されることを特徴とする請求項１１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーターの製造方法。
【請求項１３】
前記担体組立体が重力によって下方向に移動することを阻止するためにハウジングの内周部に環状突条または多数の突条を形成し、前記担体組立体はが重力によって下方に移動するのを防ぐ段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーターの製造方法。
【請求項１４】
前記一対の電源端子が中央の貫通穴を通して外部に引き出され、ハウジングの内部をシーリングするために上部及び下部キャップをハウジングの上側及び下側端部にそれぞれ結合する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の排気ガス浄化用担体コンバーターの製造方法。
【請求項１５】
被処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を両側端の近くに備えるハウジングと、
前記ハウジングの流入口の近くに配置され、内部に空間を持つように巻線された巻線部とこれから前記ハウジングの外部に直線形態で延長された第１及び第２直線部を備えたヒーターと、
前記ヒーターの後端に配置されて中央部に前記ヒーターの第１直線部が貫通されて結合され、表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成されて排気ガスを浄化する触媒担体と、
前記ヒーターの巻線部と触媒担体の間に配置され、ハウジングの内部に導入された排気ガスを分散させて後端に位置した触媒担体の全体に均一に供給するためのディストリビューターを含むことを特徴とする排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項１６】
前記ディストリビューターはハニーコーム形状の多数の中空型セルを含み、中央部に前記ヒーターの第２直線部が貫通されて結合されたことを特徴とする請求項１５に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項１７】
被処理排気ガスが導入される導入管と浄化された排気ガスを排出する排気管がそれぞれ両側端の近くの入口及び出口に連結され、両側端部に両側端部をシーリングするための下部キャップ及び上部キャップを備えて内部に被処理排気ガスが通過する流路を持つハウジングと、
前記流路の入口側に配置され、流路に導入された被処理排気ガスを加熱するために予め設定された直径を持つ巻線部と、該巻線部の中央から軸方向に沿って線形状で延長された第１及び第２直線部を備えて、前記第１直線部がハウジングの下部キャップの外側に延長され、第２直線部がハウジングの上部キャップの外側に延長されるヒーターと、
該ヒーターの後端に間隔を置いて配置され、中央部に前記ヒーターの直線部が挿入固定されてヒーターの熱伝達が行われ、その外周に表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された構造を持ち、各セルを通過する被処理排気ガスを浄化するための触媒担体を含むことを特徴とする排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項１８】
前記ヒーターは、ハウジングの下部キャップ及び上部キャップの外部に延長された一側端部及び他側端部にそれぞれ電源端子が形成されたシースヒーターから成ることを特徴とする請求項１７に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項１９】
前記ヒーターは、ハウジングの下部キャップの外部に延長された一側端部に一対の電源端子が配置されたカートリッジヒーターから成ることを特徴とする請求項１７に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２０】
前記ヒーターの巻線部はその内径が入口の内径と同一であるか、または４０％小さい範囲に設定され、巻線部の外径はハウジングの内径の少なくとも１／２より大きく設定されることを特徴とする請求項１７に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２１】
前記ヒーターの巻線部とハウジングの入口の間及び触媒担体とハウジングの出口の間はそれぞれ間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項１７に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２２】
前記ハウジングは鉛直方向に設置され、入口が下側に配置されることを特徴とする請求項１７に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２３】
入口と出口をそれぞれ両側端に備えて内部に被処理排気ガスが通過する流路を持つハウジングと、
前記流路の入口側に配置され、流路に導入された被処理排気ガスを加熱するために予め設定された直径を持つ巻線部と、該巻線部の中央から軸方向に沿って線形状で延長された直線部が一体で形成されるヒーターと、
該ヒーターの後端に間隔を置いて配置され、中央部に前記ヒーターの直線部が挿入固定されてヒーターの熱伝達が行われ、その外周に表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された構造を持ち、各セルを通過する被処理排気ガスを浄化するための触媒担体を含むことを特徴とする排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２４】
前記ヒーターの巻線部とハウジングの入口の間及び触媒担体とハウジングの出口の間はそれぞれ間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項２３に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２５】
前記ヒーターの巻線部はその内径が入口の内径と同一であるか、または４０％小さい範囲に設定され、巻線部の外径はハウジングの内径の少なくとも１／２より大きく設定されることを特徴とする請求項２３に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２６】
前記触媒担体は平板にコルゲーション処理された波板を積層したのを螺旋形で巻線した積層体から成り、前記平板と波板はＦｅＣｒＡｌ系合金薄板に触媒金属がコーティングされたことを特徴とする請求項２３に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【請求項２７】
前記平板と波板はそれぞれ２０〜１００μｍの厚さを持つことを特徴とする請求項２６に記載の排気ガス浄化用担体コンバーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒担体、これを用いた排気ガス浄化用担体コンバーター及びその製造方法に係るもので、詳しくは、内／外部触媒担体（monolith）の間にヒーターを配置することによって熱伝達効率を上げて均一な触媒反応を誘導して処理性能の向上と、電力使用量の最小化及び装置の小型化を図り得る排気ガス浄化用担体コンバーター及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食物ゴミは水分含有量が高く容易に腐敗するため、埋め立て及び焼却処理することが難しい。したがって、この食物ゴミを一括収集し、専門的な物理的、化学的な処理を行うことによってゴミの減量化または資源化を試みている。
しかし、最近、アパート居住者または老弱者の便宜のために各家庭の台所に配置される家庭用食物処理装置が開発され、広く普及されている実情である。このような家庭用食物ゴミ処理装置は食物ゴミを脱水、破砕、高温乾燥、発酵、分解などの手順を経ながら体積を最小限に縮小して排出するようにする。
【０００３】
このような家庭用食物ゴミ処理装置は食物ゴミの大部分を占める有機物の発酵、分解処理時に発生する悪臭を含む多量の排出ガスが発生するため、移動型である場合、悪臭を脱臭するための脱臭装置を排気部に必須的に設置するべきで、固定型である場合、排出ガスを下水口を通して排出している。
従来の脱臭装置は微生物を用いた微生物脱臭方法、活性炭を用いた活性炭吸着方法及び酸化触媒を用いた酸化触媒燃焼方法などが用いられている。
【０００４】
前記した微生物脱臭方法は処理時間が長くて微生物の利用による適正条件維持が必要で、周期的な管理が要求される。一方、活性炭吸着方法は２〜３ヶ月の周期的な活性炭の交替が要求されて処理時間が長引くため、排出ガスの少ない小容量の装置に適合している。
酸化触媒を用いる脱臭方法は、触媒がコーティングされた多数の中空型セル構造を持つハニーコーム担体に排出ガスを通過させることによって悪臭を除去する。この時、触媒が悪臭を誘発する物質と効果的に反応できるように脱臭装置にヒーターを備えて触媒担体を触媒活性温度で加熱させるようになる。このような触媒を用いた脱臭方法は半永久的に使うことができ、処理速度が高くて処理容量の大きいところに適用することができる。
【０００５】
前記酸化触媒を用いた脱臭装置は、触媒担体を加熱するためのヒーターはヒーターが担体と一体で形成された直接加熱方式とヒーターが担体と一定距離分離されている間接加熱方式とに分けることができる。
従来の間接加熱方式の脱臭装置１は、図１に示したように、入口１２と出口１６を両側端に備えて内部に排気ガスが通過する流路１１を持つ円筒形ハウジング１０の入口側にヒーター１６を配置して、該ヒーター１６の後端の表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セル構造を持つハニーコーム担体１８が配置された構造を持っている。
このような従来の脱臭装置１はヒーター１６により触媒がコーティングされた多数の中空型セル構造を持つハニーコーム担体１８を触媒活性温度、例えば３００〜４５０度で加熱した状態で悪臭を含んだ排気ガスが触媒がコーティングされたハニーコーム担体の多数の中空型セルを通過しながら触媒と燃焼反応して脱臭が行われた排気ガスを出口１４に排出する。
【０００６】
前記した構造の従来の脱臭装置はヒーターの構造を「U」字状で形成したのが韓国公開特許公報第２００１-３９７０２号に開示されていて、上流から下流に向かって連続的に収束される円錐形コイル形状を成している構造が韓国特許第４９９７２５号に開示されていて、コイル型ヒーターを備えた構造が韓国特許第７７５９０７号に開示されている。また、日本公開特許公報平１０-６６９５３号には白金担持触媒ハニーコーム体が保護管の内部に２段で配置されてその前端にそれぞれ棒形状の白金担持ヒーターが配置された構造を開示している。
しかし、このように、触媒がコーティングされた担体の前端にヒーターが配置されている場合、担体の後端は触媒活性温度に到達できなくて、効果的な脱臭が行われないという問題点があって、もし担体の後端が十分な触媒活性温度に到達する程度にヒーターを加熱する場合、不必要な電力消費が増加するという問題点が発生する。
【０００７】
一方、直接加熱方式の脱臭装置としては韓国公開特許公報第２００３-８６０８５号に金属触媒がコーティングされた螺旋形板の中央にヒーターが配置された構造が開示されている。しかし、このような担体構造は排気ガスが接触する表面積がハニーコーム担体構造に比べて相対的に小さいという問題点がある。
前記したように、ハニーコーム構造の触媒担体に間接加熱方式のヒーターを用いる脱臭装置は、触媒がコーティングされた表面積が大きくて流入される排気ガスを予め加熱し得るという長所があるが、流速が速い場合、触媒との接触時間が充分ではなくて酸化（分解）されないか、またはエネルギーの効率が落ちるという問題点があって、螺旋形の板または部分開放部のあるディスク型担体に直接加熱方式のヒーターを用いた脱臭装置は構造が簡単で通気抵抗が低い代りに触媒がコーティングされた担体の表面積が小さくて流入される排気ガスを予め加熱し得ないという短所がある。
【０００８】
また、一般的な脱臭装置においては、根本的に低容量ヒーターを用いることができなくてヒーターの駆動にかかる電力使用量を最小化することが難しくて、電力使用量が大きく、これによって室内に排出される排出ガスの温度が１５０〜３８０度に達する。
したがって、前記したようにハニーコーム担体構造を持つ従来の間接加熱方式または直接加熱方式の脱臭装置は、脱臭室に導入されるガスを触媒活性温度である３００〜４５０度の高い温度で加熱するようになると、触媒反応の後に室内に排出される排出ガスの温度が高くなるため、これを５０度以下の温度に下げることが必須的に要求される。
【０００９】
その結果、従来には室内排出ガスの温度を下げるために吸入ファンモーター、外気混入装置、コンデンサーなどの付加的な熱交換装置を設置しているが、ヒーターの電力使用量を減らすことができないため、外気混入のための吸入ファンモーターの消費電力を減らすことができない。
一方、従来の脱臭装置は、ハニーコーム構造の触媒担体が金属薄板から成っていて、ヒーターとの組み立てが行われた後に脱臭室を形成するハウジングの内部にろう付けなどの方式で組み立てされている。したがって、必要によって触媒担体を交換または再生することが難しい構造を持っている。
【００１０】
また、車両から排出される排気ガスには一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が含まれていて、このような有害物質を完全燃焼方式で除去して排出するために車両の排気マニホールドの後端には排気ガス浄化用担体コンバーターが備えられている。
車両のエンジンをかける初期には、排気ガスの温度が、担体コンバーターで触媒反応が行われるのに十分な温度を持つことができないため、別途のヒーターを備えるか、または触媒担体を触媒活性温度で迅速に加熱するためにエンジンにコンバーターを近く位置させるか、または２つ以上の担体を近接させたＣＣＣ（Close Coupled Catalytic Converter）等の多様な方法が試みられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記した問題点に鑑みてなされたもので、担体の全部分を均一に触媒活性温度で加熱させることによって、担体の表面にコーティングされた触媒との効果的な酸化または還元反応を通して排気ガスに対する脱臭または浄化性能を向上し得る排気ガス浄化用担体コンバーター及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、ヒーターを触媒担体に埋め立てて設置することによってヒーターと触媒担体の間の接触面積を最大化すると同時に触媒担体の全部分を均一に触媒活性温度で加熱し、熱伝達効率の上昇と触媒反応効率を上げて、消費電力の最小化、排出ガス温度を下げるための外気混入のためのサクションモーターの消費電力を低め得る排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明はヒーターを触媒担体に埋め立てて設置することによって、装置の長さを最小化し得る排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ヒーターを触媒担体に埋め立てて設置することによって、熱伝達効率を図り、低容量ヒーターを使用し得る排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、悪臭を含んだ排気ガスを触媒がコーティングされた多数の中空型セルを通過させて除去する時、直接加熱方式と間接加熱方式とを混合してセルの全部分を均一に触媒活性温度で加熱させることによって触媒との効果的な反応を通して脱臭反応効率を向上し得るハイブリッド型ヒーターを備えた排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ヒーターの巻線部の大きさと配置を適切に設定し、ハウジングの内部に配置することによってヒーターから発生する熱が排気ガスに効果的に伝達される流路を実現して脱臭及び浄化効率を上げて電力消耗の最適化を図り得るハイブリッド型ヒーターを備えた排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、触媒担体をハウジングに分離可能に組み立て得る排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
かつ、本発明は、担体の表面のすべての触媒と均一な反応が行われるように排出ガスを後端の触媒担体の各セルに均一に分散させるためのディストリビューターを備えた排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、セルとセルの間を連通する連通孔を備えることによって、排気ガスが触媒担体の中空型セルを通過する時、反応触媒との接触面積と反応時間を増大し得る触媒担体及びこれを用いた排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成するために、本発明は、内部に空間を持つように巻線された巻線部とこれから両側に直線形態で延長された一対の電源端子を備えたヒーターと、該ヒーター巻線部の内周部に挿入されて表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された内側触媒担体と、前記ヒーター巻線部の外周部に結合され、表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された外側触媒担体と、被処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を両側端の近くに備えて、ヒーター巻線部の内／外部に内側及び外側触媒担体が組み立てされた担体組立体が内部に組み立てされるハウジングを含む排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを特徴とする。
この場合、前記ヒーターの巻線部の断面は円筒、四角筒、三角筒のうち何れか一つの形態から成ることを特徴とする。
【００１６】
また、前記内側触媒担体及び前記外側触媒担体の多数の中空型セルはハニーコーム形態であることが好ましい。
さらに、前記担体コンバーターが食物処理装置に適用される時に鉛直方向に設置され、前記担体組立体はハウジングの内部に着脱可能に組み立てされ、前記ハウジングの内周部に担体組立体が重力によって移動することを阻止するための環状突条または多数の小型突条を含むことが好ましい。
また、前記ハウジングは鉛直方向に設置されて流入口が下側に配置されることが好ましい。
【００１７】
前記内側及び外側触媒担体はそれぞれ隣接した中空型セルと連通する多数の連通孔を含むことができて、好ましくは、前記連通孔からセルの内部に向かって突出される突出部をさらに含み得ることを特徴とする。
本発明の排気ガス浄化用担体コンバーターは、前記排気ガスが導入されるハウジングの入口側に配置され、ハウジングの内部に導入された排気ガスを分散させて後端に位置した触媒担体の全体に均一に供給するためのディストリビューターをさらに含み得ることを特徴とする。
この場合、前記ディストリビューターはハニーコーム形状の多数の中空型セルを含み、中央部に前記ヒーターの下側方向電源端子が貫通されて結合されることを特徴とする。
【００１８】
本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターの製造方法は、内部に空間を持つように巻線された巻線部とこれから両側に直線形態で延長された一対の電源端子を備えたヒーターを準備する段階と、前記ヒーターの巻線部の内部に各セルの表面に触媒がコーティングされた内側触媒担体を挿入する段階と、前記ヒーター巻線部の外周部に各セルの表面に触媒がコーティングされた外側触媒担体を結合させる段階と、ヒーター巻線部の内／外部に内側及び外側触媒担体が組み立てされた担体組立体を、両側端の近くに被処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を備えたハウジングの内部に組み立てる段階を含むことを特徴とする。
この場合、前記担体組立体はろう付けや拡散接合方式でハウジングの内部に固定されることを特徴とする。
【００１９】
また、前記担体組立体が重力によって下方向に移動することを阻止するためにハウジングの内周部に環状突条または多数の突条を形成する段階をさらに含み、前記担体組立体はハウジングの内部に着脱可能に結合されることも可能である。
さらに、前記一対の電源端子が中央の貫通穴を通して外部に引き出されてハウジングの内部をシーリングするために上部及び下部キャップをハウジングの上側及び下側端部にそれぞれ結合する段階をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、被処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を両側端の近くに備えるハウジングと、該ハウジングの流入口の近くに配置され、内部に空間を持つように巻線された巻線部とこれからハウジングの外部に直線形態で延長された第１及び第２直線部を備えたヒーターと、該ヒーターの後端に配置され、中央部にヒーターの第１直線部が貫通されて結合され、表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成されて排気ガスを浄化する触媒担体と、前記ヒーターの巻線部と触媒担体の間に配置され、ハウジングの内部に導入された排気ガスを分散させて後端に位置した触媒担体の全体に均一に供給するためのディストリビューターを含む排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを特徴とする。
【００２１】
前記ディストリビューターはハニーコーム形状の多数の中空型セルを含み、中央部に前記ヒーターの第２直線部を貫通して結合し得ることを特徴とする。
また、本発明は、被処理排気ガスが導入される導入管と浄化された排気ガスを排出する排気管がそれぞれ両側端の近くの入口及び出口に連結され、両側端部に両側端部をシーリングするための下部キャップ及び上部キャップを備えて内部に被処理排気ガスが通過する流路を持つハウジングと、前記流路の入口側に配置されて流路に導入された被処理排気ガスを加熱するために予め設定された直径を持つ巻線部と、該巻線部の中央から軸方向に沿って線形状で延長された第１及び第２直線部を備えて、前記第１直線部がハウジングの下部キャップの外側に延長され、第２直線部がハウジングの上部キャップの外側に延長されるヒーターと、該ヒーターの後端に間隔を置いて配置され、中央部に前記ヒーターの直線部が挿入固定されてヒーターの熱伝達が行われ、その外周に表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された構造を持ち、各セルを通過する被処理排気ガスを浄化するための触媒担体を含む排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを特徴とする。
【００２２】
前記ヒーターはハウジングの下部キャップ及び上部キャップの外部に延長された一側端部及び他側端部にそれぞれ電源端子が形成されたシースヒーターから成り得ることを特徴とする。
また、前記ヒーターはハウジングの下部キャップの外部に延長された一側端部に一対の電源端子が配置されたカートリッジヒーターから成り得ることを特徴とする。
前記ヒーターの巻線部はその内径が入口の内径と同一であるか、または４０％小さい範囲に設定され、巻線部の外径はハウジングの内径より少なく１／２より大きく設定されることが好ましい。
【００２３】
また、前記ヒーターの巻線部とハウジングの入口の間及び触媒担体とハウジングの出口の間はそれぞれ間隔を置いて配置されることが好ましい。
前記担体コンバーターが食物処理装置に適用される場合、ハウジングは鉛直方向に設置され、入口が下側に配置されることが好ましい。
また、本発明は、入口と出口を両側端に備えて内部に被処理排気ガスが通過する流路を持つハウジングと、前記流路の入口側に配置されて流路に導入された被処理排気ガスを加熱するために予め設定された直径を持つ巻線部と、該巻線部の中央から軸方向に沿って線形状で延長された直線部が一体で形成されるヒーターと、該ヒーターの後端に間隔を置いて配置され、中央部に前記ヒーターの直線部が挿入固定されてヒーターの熱伝達が行われ、その外周に表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成された構造を持ち、各セルを通過する被処理排気ガスを浄化するための触媒担体を含む排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを特徴とする。
【００２４】
前記触媒担体は平板にコルゲーション（Corrugated）処理された波板を積層したのを螺旋形で巻線した積層体から成り、前記平板と波板は  ＦｅＣｒＡｌ系合金薄板に触媒金属がコーティングされたことが好ましい。
前記平板と波板はそれぞれ２０〜１００μｍの厚さを持つことが好ましい。
また、本発明は、被処理排気ガスが導入される流入口と処理された排気ガスが排出される流出口を両側端の近くに備えるハウジングと、該ハウジングの内部に配置され、表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セルが長手方向に形成されて排気ガスを浄化する触媒担体を含み、該触媒担体は平板にコルゲーション処理された波板を積層したのを螺旋形で巻線した積層体であって、前記波板に電源が印加される排気ガス浄化用担体コンバーターを提供することを特徴とする。
【００２５】
かつ、本発明は、被処理排気ガスを浄化して排出する排気ガス浄化用担体コンバーターの触媒担体において、螺旋形で巻線された平板と、コルゲーション形状から成り、前記螺旋形平板に沿ってその一側面に積層融接されて前記平板と共にハウジングの長手方向に多数の中空型セルを形成する波板と、前記平板と波板の表面に形成され、被処理排気ガスを酸化または還元させるための触媒がコーティングされた触媒層を含み、前記平板及び波板はそれぞれ隣接した中空型セルと連通する多数の連通孔が形成される排気ガス浄化用担体コンバーターの触媒担体を提供することを特徴とする。
【００２６】
この場合、前記触媒担体は多数の中空型セルがハニーコーム形状を成すことが好ましい。
また、前記触媒担体は隣接した中空型セルと連通する多数の連通孔を含み、これら連通孔からセルの内部に向かって突出される突出部をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
上述したように本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターは、ヒーターと触媒担体が広い面積で直接接触するようになり、触媒担体に対する加熱効率が向上するという効果がある。結果的には、流入される排気ガス及び触媒担体を加熱するための電気エネルギー消耗量が少なくなるという効果がある。
また、適正な温度で高効率で触媒担体を加熱して排気ガスを処理するから、触媒処理されたガスの温度も高くないということによって、室内に排出される排気ガスの温度を下げるための外気導入用サクションモーターの駆動を最小化して消費電力を減少し得るという効果がある。
【００２８】
また、ヒーターと触媒担体とを一体で形成するから、排気ガス浄化用担体コンバーターの長さを最小化し得るという効果がある。
さらに、本発明においては、直接加熱方式と間接加熱方式とを混合したハイブリッド型ヒーターを使って触媒担体の全領域を均一に触媒活性温度で加熱することによって、悪臭を含んだ排気ガスが触媒がコーティングされた多数の中空型セルを通過する時、触媒との効果的な反応を通して脱臭反応効率を上げ得るという効果がある。また、この場合、ヒーターの大きさを適切に設定してハウジングの内部に配置することによって、ヒーターから発生する熱を排気ガスに効果的に熱伝達が行われる流路を実現し、脱臭及び浄化効率を上げて電力消耗の最適化を図り得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の食物ゴミ処理器用脱臭装置を示した概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの内部構造を示した構成図である。
【図３ａ】図２のＸ-Ｘ’線断面図である。
【図３ｂ】図２のＸ-Ｘ’線断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの内部構造を示した構成図である。
【図５】本発明の第３実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの内部構造を示した構成図である。
【図６】本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図である。
【図７ａ】本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターにおいて、ヒーターと触媒担体とが結合された姿を示した側面図、正面図及び斜視図である。
【図７ｂ】本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターにおいて、ヒーターと触媒担体とが結合された姿を示した側面図、正面図及び斜視図である。
【図７ｃ】本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターにおいて、ヒーターと触媒担体とが結合された姿を示した側面図、正面図及び斜視図である。
【図８】本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターでヒーターと触媒担体を組み立てる方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第５実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図である。
【図１０】本発明の第６実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した正面図である。
【図１１】本発明の第７実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図である。
【図１２】本発明の第８実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図である。
【図１３】図１２に図示された第８実施例による担体コンバーターの一例を示した斜視図である。
【図１４】図１２に図示された第８実施例による担体コンバーターの他の例を示した斜視図である。
【図１５】図１４に図示された担体コンバーターの要部拡大断面図である。
【図１６】第８実施例による担体コンバーターに渦流形成用インペラを付加した構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
まず、以下の説明においては、本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターが食物ゴミ処理装置の排気ガス悪臭除去用脱臭装置として使われる場合の例を挙げて説明する。しかし、本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターは車両の燃焼時に発生する有害ガスを含む排気ガスを浄化するのにも有用に用いることができる。
添付された図２は本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターの内部構造を示した構成図である。図３ａ及び図３ｂはそれぞれ図２のＸ-Ｘ’線断面図である。
【００３１】
まず、本発明による排気ガス浄化用担体コンバーター３は、図２に示したように、入口３５と出口３６を両側端に備えて内部に悪臭を含む排気ガスが通過する脱臭室（または流路）３１を持つハウジング３０と、前記脱臭室３１の入口側に配置されて脱臭室３１に導入された排気ガスを加熱するために予め設定された直径を持って巻線された巻線部３７ａと、該巻線部３７ａの中央から軸方向に沿って線形状で延長された直線部３７ｂと、が一体で形成されるヒーター３７と、該ヒーター３７の後端に配置されて中央部に前記ヒーター３７の直線部３７ｂが挿入されていて、その外周に表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セル４０、４２が長手方向に形成されたハニーコーム（honey comb）構造を持つ触媒担体３８を備えている。
【００３２】
一般的に、前記担体コンバーターは入口３５または出口３６と連結された排気ラインに設置されたブロワーまたは他の適切な空気吸入／排出装置によって排気ガスが担体コンバーターを通して流れるように設計されている。
前記ヒーター３７は、例えば、電熱線を金属管に入れて、マグネシウム粉末や酸化アルミニウム粉末と共に密封して製造された発熱体としてシース（sheath）ヒーターを使って製作することができて、また、これと類似の機能を示す他の発熱体を使うこともできる。
【００３３】
この場合、前記ヒーター３７の巻線部３７ａはその内径（Ｄ１）が入口３５の内径（Ｄ２）と同一であるか、または４０％小さい範囲に設定することができて、巻線部３７ａの外径（Ｄ３）はハウジング３０の内径（Ｄ４）より小さくて１／２より大きく設定することが好ましい。
すなわち、前記ヒーター３７の巻線部３７ａの内径（Ｄ１）が入口３５の内径（Ｄ２）より小さく設定されないと、前記ハウジング３０の入口３５に流入された排気ガスの流れが矢印で表わしたように巻線部３７ａの内部を通過する流れ（Ａ１）と外部を通過する流れ（Ａ２）とに分類することができなく、また、巻線部３７ａの内径（Ｄ１）が入口３５の内径（Ｄ２）より４０％未満に小さく設定される場合、前記巻線部３７ａから発生する熱量が少なくなることになって触媒担体を触媒活性温度で加熱するのにかかる電力消耗の最適化を図ることができなくなる。
【００３４】
また、前記巻線部３７ａの外径（Ｄ３）はハウジング３０の内径（Ｄ４）より小さく設定されないと、前記巻線部３７ａにより排気ガスを分類することができなくなり、少なくともハウジング３０内径（Ｄ４）の１／２より大きく設定されないと、触媒担体を触媒活性温度で加熱するのにかかる電力消耗の最適化を図ることができなくなる。
このようにヒーター３７の巻線部３７ａの大きさを設定するのは、ヒーター３７に電源が供給される時に巻線部３７ａから発熱される熱が内側だけではなく外側にも発散されるから、これを効果的に排気ガス及び触媒担体３８を加熱するのに活用するためである。
【００３５】
すなわち、前記巻線部３７ａの外径（Ｄ３）をハウジング３０の内径（Ｄ４）より小さく設定すると、ハウジング３０の入口３５に流入された排気ガスの流れが矢印で表わしたように巻線部３７ａの内部を通過する流れ（Ａ１）と外部を通過する流れ（Ａ２）とに分類されて、それぞれ巻線部３７ａの内側及び外側に発散される熱と効果的な熱伝達が行われる。
さらに、前記ヒーター３７の巻線部３７ａはハウジング３０の入口３５と触媒担体３８とそれぞれ間隔を置いて配置され、触媒担体３８とハウジング３０の出口３６の間にも予め設定された間隔を置いて配置されることが好ましい。
【００３６】
このような間隔の設定はヒーター３７の巻線部３７ａを間接加熱方式で活用するのであって、前記ハウジング３０の断面積の狭い入口３５を通して断面積の広い脱臭室３１に導入された排気ガスが拡散されながら巻線部３７ａにより自然に分類が行われるようにし、その後に巻線部３７ａの内部を通過しながら熱交換された高温の排気ガスが再び拡散されながら触媒担体３８の周辺部にも流れるように誘導して排気ガスが触媒担体３８に進入する前に予め均一に加熱されるようにし、また、触媒担体３８の周辺部を通過した排気ガスが出口側に留まりながら中央部を通過した相対的に高温の排気ガスと混合されながら出口側の温度を引き上げる役割をするようになる。
【００３７】
一方、前記触媒担体３８は、図３ａに示したように、例えば、２０〜１００μｍの厚さを持つＦｅＣｒＡｌ系の耐熱性合金薄板に触媒金属として白金、コバルト、ニッケル、パラジウム、ロジウムまたはナノシルバーをコーティングした材料を使って、平板３８ｃにコルゲーション処理された波板３８ｂが接触する接触部ごとに融接が行われたのを巻線して円筒形ケース３８ａに内蔵したハニーコーム構造を成している。
前記触媒担体３８は、触媒金属の種類によって例えば２００〜６００度で触媒活性温度が設定される。
この場合、触媒担体３８は平板３８ｃと波板３８ｂにより多数のセル４０が長手方向に形成され、その中央部にはヒーター３７の巻線部３７ａから線形状で延長された直線部３７ｂが挿入される貫通穴３８ｄが形成されている。前記触媒担体３８のセル４０は波板３８ｂの形状により半球型または三角形から成ることができる。
【００３８】
前記ＦｅＣｒＡｌ系合金材料としては、Ｆｅ-１５Ｃｒ-５Ａｌ割合で合成されたfecalloy合金またはＦｅ-２０ｃｒ-５Ａｌ−ＲＥＭ（希土類金属）（ここで、ＲＥＭ（Ｙ、Ｈｆ，Ｚｒ）１％程度含む）を使うことが好ましい。
また、前記触媒担体３８０は他のハニーコーム構造として、図３ｂに示したように、セラミックから成る多数の中空型セル４２が四角形、六角形または円形から成り、その表面に触媒層がコーティングされた担体３８０ｂが円筒形ケース３８０ａに内蔵され、中央部にヒーターの直線部３７ｂが挿入される貫通穴が形成された構造を使うことができる。
さらに、前記ハニーコーム形状の触媒担体３８０は図３ａの実施例のように金属体を使って製作することもできる。
【００３９】
前記のように構成された本発明の第１実施例による担体コンバーター３においては、例えば、食物処理槽から発生した悪臭を含む排気ガスが排気通路（パイプまたはダクト）を通して担体コンバーター３の入口３５に導入されると、一部の排気ガスは脱臭室３１の内部で巻線部３７ａの内部を通過する流れ（Ａ１）と外部を通過する流れ（Ａ２）とに分類され、巻線部３７ａの内側及び外側に発散される熱と効果的な熱伝達（熱交換）が行われながら触媒担体３８の多数の中空型セル４０、４２を通過するようになる。
【００４０】
前記触媒担体３８は、中央部がヒーター３７の直線部３７ｂにより加熱されて周辺部が巻線部３７ａで加熱された排気ガスが通過しながら触媒担体３８の全体が均一に触媒活性温度で加熱されるようになる。この場合、該触媒担体３８はヒーター３７の巻線部３７ａによる間接加熱によって巻線部３７ａを通過しながら熱交換された排気ガスが拡散されて触媒担体３８の周辺部はもちろん、前記ヒーター３７の直線部３７ｂによる直接加熱によって前記触媒担体３８の後方まで熱伝達が迅速に進行されて間接加熱単独または直接加熱単独の時より最小限の電力を使って効果的に触媒担体３８の全体を加熱するようになる。
【００４１】
したがって、本発明の触媒担体３８は、中央部と周辺部、前端部と後端部に大きい温度差が発生することなく、触媒活性温度を維持するようになる。その結果、触媒担体３８の多数の中空型セル４０、４２を通過する排気ガスはセルの表面にコーティングされた白金、コバルト、ニッケル、パラジウムのような酸化触媒と酸化反応して排気ガスに含まれた悪臭粒子を分解して悪臭を除去するか、または車両用排気ガスである場合、一酸化炭素、炭化水素を酸化させることによって有害ではないガスに浄化する。
この場合、窒素酸化物（Ｎｏｘ）の場合は、ロジウム（Ｒｈ）のような還元触媒を利用して還元反応を通して質素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）に分解させた排気ガスが出口３６を通して排出されるようになる。
【００４２】
<脱臭性能の試験>
前記した本発明による担体コンバーターの脱臭性能を調べてみるために、図２及び図３ａに示したようなハニーコーム構造の金属担体に白金（Ｐｔ）を触媒として使ってコーティングし、間接加熱と直接加熱のハイブリッド方式のヒーターを採用した本発明の実施例を準備して４００ｇの食物試料を使って悪臭を悪臭測定機でＯＭＸ−ＳＲ（SHINYEI社製作）を使って測定した結果、０〜２程度のレベルが測定され、触媒が活性化された以後には「０」レベルに測定された。すなわち、排気ガスから実質的な悪臭が検出されなかった。
【００４３】
図１に示したように、ハニーコーム構造の金属担体に白金（Ｐｔ）を触媒として使ってコーティングし、近接加熱シースヒーターを採用した比較例１を準備した後、前記実施例のような条件で悪臭を測定した結果、６０〜１２０範囲のレベルが測定された。
また、スパイラル形状の金属板に白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）を触媒として使ってコーティングし、中央挿入カートリッジヒーターを採用した比較例２を準備した後、前記実施例のような条件で悪臭を測定した結果、７〜８範囲のレベルが測定された。
【００４４】
前記した脱臭性能試験の結果、本発明による担体コンバーターは従来技術による比較例１及び２と比較して非常に優れたことが分かる。
前記したように、本発明においては、直接加熱方式と間接加熱方式とを混合したハイブリッド型ヒーター３７を使ってハニーコーム構造の触媒担体３８の全領域を均一に触媒活性温度で加熱することによって、悪臭を含んだ排気ガスが、触媒がコーティングされた多数の中空型セルを通過する時に触媒との効果的な反応によって完璧な脱臭が行われる。
【００４５】
また、本発明においては、前記ヒーター３７の巻線部３７ａの大きさを適切に設定して前記ハウジング３０の内部に配置することによって、ヒーターから発生する熱を排気ガスに効果的に熱伝達し得る流路を実現して脱臭効率を上げて電力消耗の最適化を図ることができる。
添付された図４は、本発明の第２実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの内部構造を示した構成図である。図５は、本発明の第３実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの内部構造を示した構成図である。
【００４６】
まず、図４に図示された本発明の第２実施例による排気ガス浄化用担体コンバーター３ａは、悪臭を含む排気ガスが導入される導入管２２と悪臭が除去された排気ガスを排出する排気管２４がそれぞれ両側端の近くの入口３５及び出口３６に連結され、両側端部に両側端部をシーリングするための下部キャップ３４及び上部キャップ３３を備えて内部に悪臭を含む排気ガスが通過する脱臭室３１を持つハウジング３０と、前記脱臭室３１の入口側に配置されて脱臭室３１に導入された排気ガスを加熱するために予め設定された直径を持つ巻線部３７ａと、該巻線部３７ａの中央から軸方向に沿って線形状で延長された直線部３７ｂと、が一体で形成され、電源が印加される一側電源端子３７ｃがハウジング３０の下端部の外側に延長され、他側電源端子３７ｄがハウジング３０の上端部の外側に延長されるヒーター３７と、該ヒーター３７の後端に配置されて中央部に該ヒーター３７の直線部３７ｂが挿入されていて、その外周に表面に触媒がコーティングされた多数の中空型セル４０、４２が長手方向に形成されたハニーコーム構造を持つ触媒担体３８を備えている。
【００４７】
前記ハウジング３０はその内部にヒーター３７と担体３８が設定された位置に内蔵される円筒形状から成り、上端をシーリングする上部キャップ３３と、下端をシーリングする下部キャップ３４を含む。
これら上部キャップ３３と下部キャップ３４は、その中央部が前記ハウジング３０の上、下端に挿入される直径で突出形成された円板から成り、真ん中にヒーター３７が固定される固定孔３３ａ、３４ａが形成される。このような上部キャップ３３と下部キャップ３４はハウジング３０の上下部にそれぞれ挿入設置されて前記ハウジング３０をシーリングし、またヒーター３７の両端部を固定する役割をする。
【００４８】
ここで、担体コンバーター３ａは例えば、食物処理装置である場合、鉛直方向に設置され、前記入口３５は下部キャップ３４上側のハウジング３０に連結され、出口３６は上部キャップ３３下側のハウジング３０に連結されて触媒担体３８がヒーター３７の上側に位置することが好ましい。その理由は、結露現象によって触媒担体３８がぬれることを防止すると同時に、排気ガスが前記ハウジング３０の内部に流入されて排出される間にその流れが渦流されるようにし、前記ヒーター３７と担体３８に留まる時間が長くなって脱臭が完璧に行われるようにするためである。
一般的に、前記排気ガス浄化用担体コンバーター３ａは入口３５または出口３６と連結された排気ラインに設置されたブロワーまたは他の適切な空気吸入／排出装置によって排気ガスが担体コンバーター３ａを通して流れるように設計されている。
【００４９】
図４に図示された本発明の第２実施例によると、前記ヒーター３７は一側電源端子３７ｃが下部キャップ３４を貫通して外部に延長され、他側電源端子３７ｄが上部キャップ３３を貫通してハウジング３０の外部に延長されたシースヒーターを使う。
したがって、前記ヒーター３７に対する電源供給は一側電源端子３７ｃと他側電源端子３７ｄの間に印加される。
【００５０】
前記シースヒーターは各種シース（sheath）の中心にフィラメントを入れてその間に高温絶縁度が高くて熱伝導の良好な高純度のマグネシウム粉末や酸化アルミニウム粉末を入れた後、シース（sheath）の外径を高圧で圧縮して一体化するから、内部電熱線とシース（sheath）との温度差を十分に低めて酸化による電熱線の老化や衝撃による断線及び電熱線が偏心されることがないという長所を持つ。また、図２に図示されたシースヒーターはフィラメントの両端部が一側及び他側電源端子３７ｃ、３７ｄにそれぞれ連結された構造を持つから、製造単価が安くて耐久寿命が優秀であるという長所を持つ。
【００５１】
ここで、ヒーター３７の電源端子、すなわち一側及び他側電源端子３７ｃ、３７ｄは普通端子ネジを使うが、その他にも図４のように平端子またはラグ端子（Lug terminal）を使うこともできる。
図５に図示された本発明の第３実施例によるヒーター３７０は巻線部３７ａと直線部３７ｂの構造が第２実施例と同一であるが、電熱線と連結された一対の電源端子３７ｃ、３７ｄが一側に配置された平端子形態のカートリッジ（cartridge）ヒーターを使う。
【００５２】
前記第３実施例のヒーター３７０は巻線部３７ａの一端が下部キャップ３４を貫通して延長され、直線部３７ｂの一端が上部キャップ３３を貫通して外部に延長された構造を持つ。
前記したカートリッジヒーターは電熱線が高純度マグネシウムコアの表面に自動巻線機によって精密な間隔で巻線され、コアの表面に巻線された電熱線は金属チューブの真ん中に高熱用電気絶縁体である高純度の酸化マグネシウムによって精巧に充填されて高圧力圧縮機によって金属チューブに圧縮されて一体で製作される。
【００５３】
したがって、前記カートリッジヒーターは最小面積に最大熱量を注入して最小の空間に必要な熱を供給し得るという長所がある。
本発明の第２及び第３実施例に使われるヒーター３７、３７０の巻線部３７ａは、前記した第１実施例と同一にその内径（Ｄ１）が入口３５の内径（Ｄ２）と同一であるか、または４０％小さい範囲に設定することができて、巻線部３７ａの外径（Ｄ３）はハウジング３０の内径（Ｄ４）より小さくて１／２より大きく設定されることが好ましい。
【００５４】
すなわち、ヒーター３７、３７０の巻線部３７ａの内径（Ｄ１）が入口３５の内径（Ｄ２）より小さく設定されないと、ハウジング３０の入口３５に流入された排気ガスの流れが矢印で表わしたように巻線部３７ａの内部を通過する流れ（Ａ１）と外部を通過する流れ（Ａ２）とに分類されなくなり、また、巻線部３７ａの内径（Ｄ１）が入口３５の内径（Ｄ２）より４０％未満に小さく設定される場合、巻線部３７ａから発生する熱量が少なくなることになって触媒担体を触媒活性温度で加熱するのにかかる電力消耗の最適化を図ることができなくなる。
【００５５】
また、巻線部３７ａの外径（Ｄ３）はハウジング３０の内径（Ｄ４）より小さく設定されないと、巻線部３７ａにより排気ガスの分類が行われなくなり、少なくともハウジング３０内径（Ｄ４）の１／２より大きく設定されないと、触媒担体を触媒活性温度で加熱するのにかかる電力消耗の最適化を図るようになる。
前記ヒーター３７、３７０の巻線部３７ａの大きさをこのように設定する理由は、ヒーター３７に電源が供給される時に巻線部３７ａから発熱される熱が内側だけでなく外側にも発散されるから、これを効果的に排気ガス及び触媒担体３８を加熱するのに活用するためである。
【００５６】
すなわち、前記巻線部３７ａの外径（Ｄ３）をハウジング３０の内径（Ｄ４）より小さく設定すると、ハウジング３０の入口３５に流入された排気ガスの流れが矢印で表わしたように巻線部３７ａの内部を通過する流れ（Ａ１）と外部を通過する流れ（Ａ２）とに分類され、それぞれ巻線部３７ａの内側及び外側に発散される熱と効果的な熱伝達が行われる。
さらに、前記ヒーター３７、３７０の巻線部３７ａはハウジング３０の入口３５と触媒担体３８とそれぞれ間隔を置いて配置され、触媒担体３８とハウジング３０の出口３６の間にも予め設定された間隔を置いて配置されることが好ましい。
【００５７】
このような間隔の設定は、前記ヒーター３７、３７０の巻線部３７ａを間接加熱方式として活用するためのものであり、ハウジング３０の断面積の狭い入口３５を通して断面積の広い脱臭室３１に導入された排気ガスが拡散されながら巻線部３７ａにより自然に分類されるようにし、その後、前記巻線部３７ａの内部を通過しながら熱交換された高温の排気ガスが再び拡散されながら触媒担体３８の周辺部にも流れるように誘導して排気ガスが前記触媒担体３８に進入する前に予め均一に加熱さするようにし、また、前記触媒担体３８の周辺部を通過した排気ガスが出口側に留まりながら中央部を通過した相対的に高温の排気ガスと混合されながら出口側の温度を引き上げる役割を果たすようになる。
【００５８】
本発明の第２及び第３実施例に用いられる前記触媒担体３８は第１実施例と同一に図３ａ及び図３ｂに図示された構造を持つ。したがって、これに対する詳細な説明は省略する。
図６は、本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図、図７ａ〜図７ｃは、それぞれ本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターにおいて、ヒーターと触媒担体とが結合された姿を示した側面図、正面図及び斜視図である。図８は、本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターにおいて、ヒーターと触媒担体を組み立てる方法を説明するための図面である。
【００５９】
本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーター３ｃはハウジング３０と、ヒーター６０と、触媒担体５０から成る。
前記ハウジング３０には、内部にヒーター６０と触媒担体５０を収容し得る円筒形空間が用意される。また、前記ハウジング３０には、排気ガスが流入される導入管２２と触媒担体５０を経ながら流入された排気ガスの悪臭を脱臭した排気ガスを排出する排気管２４がそれぞれ両側端の近くの入口３５及び出口３６に連結されている。
また、前記ハウジング３０は上側及び下側端部にはそれぞれ上部及び下部キャップ３３、３４が圧入結合されていて、その中央にはヒーター６０の両電源端子６１、６２をそれぞれ引き出すための貫通穴３３ａ、３４ａが形成されている。
【００６０】
この場合、必要によって前記ハウジング３０の上部及び下部キャップ３３、３４を使うことなく、後続処理装置に連結される開放された構造を持つことができる。
前記ヒーター６０は、金属管の内部に発熱体が内蔵されたシースヒーターを発熱体として使って中間に内部空間を持つコイル形態で巻線された巻線部６３を備えて、コイル形態は円筒形が好ましい。
しかし、前記巻線部６３の巻線形態は必ず円筒形である必要はなく、例えば、三角形または四角形などの断面を持つか、または流出口に至るほど漸進的に内部空間が縮小される円錐台形状の断面を持つように多様な形態で捲取することもある。このような形態は特別に限定されるのではなく、前記ヒーター６０に所定の内部空間を形成し得るなら、如何なる形態にも変形し得ることは当然である。
【００６１】
前記巻線部６３の形態は巻線部６３の内部及び外部に結合される内側触媒担体５１と外側触媒担体５２が巻線方式で成形されるという点を考慮する時、円筒形状から成ることが好ましい。
しかし、前記内側触媒担体５１と外側触媒担体５２が金属薄膜から成る場合、円筒形状で巻線されて製作されても、ある程度の弾性的な変形を行うことができる。したがって、前記巻線部６３の形態を四角筒形状で製作して内側触媒担体５１と外側触媒担体５２をこれに対応する形状で成形する場合、前記ヒーター６０と担体５１、５２の間の接触面積を極大化させることができる。
【００６２】
前記シースヒーターは、各種シース（sheath）の中心にフィラメントを入れてその間に高温絶縁度が高くて熱伝導の良好な高純度のマグネシウム粉末や酸化アルミニウム粉末を入れた後、シース（sheath）の外径を高圧で圧縮して一体化するから、内部電熱線とシース（sheath）との温度差を十分に低めて酸化による電熱線の老化や衝撃による断線及び電熱線が偏心される憂いがない。また、シースヒーターはフィラメントの両端部が一側及び他側電源端子６１、６２にそれぞれ連結された構造を持つから、製造単価が安くて耐久寿命が優秀であるという長所を持つ。
また、前記ヒーター６０の発熱体材料は、シースヒーターの以外にこれと同等の機能を持つ他の種類のヒーターを使うことも可能である。
【００６３】
前記ヒーター６０に対する電源供給は前記巻線部６３から軸方向に延長された一側及び他側電源端子６１、６２の間に印加され、両端子に端子ネジや平端子またはラグ端子を使うことができる。
また、前記ヒーター６０は電熱線と連結された一対の電源端子６１、６２が一側に配置された平端子形態のカートリッジヒーターを使って構成することも可能である。
【００６４】
以下、円筒形態の巻線部６３を持つヒーター６０の例をあげて説明する。
前記触媒担体５０は内側触媒担体５１と外側触媒担体５２を含む。すなわち、前記内側触媒担体５１はヒーター６０で円筒形巻線部６３の内側に配置される円柱形態の触媒担体であり、前記外側触媒担体５２はヒーター６０巻線部６３の外側を囲むように配置される円筒形態の触媒担体である。このために、前記内側触媒担体５１は、前記ヒーター６０の巻線部６３の内側に挿入されるように該巻線部６３の内側直径と同一であるか、または小さい外側直径を持つように形成される。
【００６５】
一方、前記外側触媒担体５２は前記内側触媒担体５１を含むヒーター６０の外部を囲むように円筒形態で形成され、その内部にヒーター６０が挿入されるようにすることが好ましい。このために、前記外側触媒担体５２は、前記ヒーター６０巻線部６３の外側直径と同一であるか、または多少大きい内側直径を持つように形成される。
また、前記内側触媒担体５１はハニーコーム形態の多数のセル５０ａから成り、円柱の長手方向に流体移動通路が形成されるようにする。また、前記外側触媒担体５２は円筒の長手方向に流体移動通路が形成されたハニーコーム形態の多数のセル５０ａから成ることが好ましい。
【００６６】
前記触媒担体５１、５２は例えば、２０〜１００μｍの厚さを持つＦｅＣｒＡｌ系の耐熱性合金薄板に触媒金属として白金、コバルト、ニッケル、パラジウムまたはナノシルバーをコーティングした材料を使って、平板５０ｂにコルゲーション処理された波板５０ｃが接触する接触部ごとに溶接が行われたのを巻線して円柱または円筒形態で成形して各セル５０ａがハニーコーム構造を成している。
前記触媒担体５１、５２は触媒金属の種類によって触媒活性温度例えば、２００〜６００度に設定される。前記触媒担体５１、５２のセル５０ａは波板５０ｃの形状によって半球型または三角形から成ることができる。ここで、前記内側触媒担体５１及び外側触媒担体５２は上述したハニーコーム形態だけでなく多様な形態を持つことができる。
【００６７】
前記ＦｅＣｒＡｌ系合金材料としては、Ｆｅ-１５Ｃｒ-５Ａｌ割合で合成されたペカルロイ合金またはＦｅ-２０ｃｒ-５Ａｌ−ＲＥＭ（希土類金属）（ここで、ＲＥＭ（Ｙ、Ｈｆ、Ｚｒ）１％程度含む）を使うことが好ましい。
また、前記触媒担体５１、５２は他のハニーコーム構造としてセラミックから成る多数の中空型セルが四角形または円形から成ることができる。
【００６８】
このように構成される本発明の第４実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターによると、前記ヒーター６０と触媒担体５０が広い面積で直接接触するようになり、前記ヒーター６０から触媒担体５０に対する熱伝達効率と触媒の反応効率が良くなる。その結果、従来には３５０〜４５０Ｗの高容量ヒーターを使ったが、本発明の第４実施例では１５０Ｗ以下の低容量ヒーターを使うことが可能になった。
また、結果的には最小限のエネルギーで適正な温度で前記触媒担体５０を加熱して排気ガスを処理するようになるから、前記ハウジング３０の出口３６に排出される排気ガスの全体エネルギーも低くなる。これに伴って排気ガスの温度を下げるための外気導入用サクションモーターの駆動を最小化することができる。
【００６９】
また、前記ヒーター６０の巻線部６３が触媒担体５０の中間に挿入されて形成されるから、排気ガス浄化用担体コンバーターの大きさを最小化することが可能になる。その結果、従来にヒーターの巻線部が触媒担体５０の外部に配置された構造では１９０ｍｍの長さを持ったが、本発明では長さを１１０ｍｍに大幅縮小することが可能になった。
次は、上述したような排気ガス浄化用担体コンバーターを製造する過程に対して図８を参照して説明する。
【００７０】
まず、シースヒーターから成る発熱体を円筒形態で捲取して巻線部６３とその両端部に直線形態の電源端子６１、６２が延長形成されたヒーター６０を製作する。
また、前記触媒担体５０において、前記内側触媒担体５１は耐熱性合金薄板に触媒金属をコーティングした材料を使って、前記平板５０ｂにコルゲーション処理された波板５０ｃを接触部ごとにろう付け（または、拡散接合）したのを巻線して円柱形態で成形し、前記外側触媒担体５２は平板５０ｂにコルゲーション処理された波板５０ｃを接触部ごとにろう付け（または、拡散接合）したのを巻線して円筒形態で成形し、各セル５０ａが例えば、ハニーコーム構造を成している。
【００７１】
すなわち、前記ヒーター６０巻線部６３の内側直径とほとんど同一の直径を持つ円柱形態で加工して内側触媒担体５１を準備し、また、前記ヒーター６０巻線部６３の外側直径と同一の内側直径を持つと同時に、このヒーター６０が挿入される排気ガス浄化用担体コンバーターのハウジング３０の内部直径と同一の外側直径を持つ円筒形態で加工して外側触媒担体５２を準備する。
図８の左側に示したように、それぞれの部品が準備されると、前記ヒーター６０巻線部６３の内側に内側触媒担体５１を挿入し、前記ヒーター６０巻線部６３の外側に外側触媒担体５２を挟むことによって図８の右側に示したようなヒーター６０と触媒担体５０との組み立てを完成する。
【００７２】
その後、内側及び外側触媒担体５１、５２とヒーター６０の巻線部６３の間の接触部分を真空ろう付けして一体化させるか、または別にろう付けして製作した後組み立てて完成させる。この場合、ろう付け方法の代りに拡散接合方式を使うのも可能である。
次いで、前記触媒担体５０とヒーター６０とが組み立てされた担体組立体５４をハウジング３０に挿入し、前記担体組立体５４とハウジング３０の間がろう付けによって固定される。
【００７３】
その後、前記ハウジング３０の上側及び下側端部にそれぞれ上部及び下部キャップ３３、３４を圧入結合させると、上部及び下部キャップ３３、３４の貫通穴３３ａ、３４ａにヒーター６０の両電源端子６１、６２がそれぞれ引き出されながらシーリングが行われる。
前記したように、本発明の排気ガス浄化用担体コンバーターは各部品を単純に組み立てることによって組み立てが完成され、組み立てされたコンバーターは従来に比べて約１／２程度の長さで小型化が可能で、多様なデザインに応用が可能であるという利点がある。
【００７４】
また、前記したように、ヒーターから伝導方式で熱が担体（支持体）に伝えられて熱効率の極大化と電力使用量の最小化を実現することによって排気ガス温度の最小化を図り、外気導入用サクションモーターの稼動を最小化して維持費用の節減を図ることができる。
一方、図９は、本発明の第５実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図で、図１０は、本発明の第６実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した正面図である。
【００７５】
図９及び図１０に図示された第５及び第６実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターは第４実施例と類似の構造を持っていることで、同一の構成素子に対しては同一の部材番号を与えてこれに対する詳細な説明を省略した。
第５及び第６実施例の担体コンバーターは、それぞれ排気ガスが導入されるハウジング３０の入口側にディストリビューター５７が追加で備えられているという点で第４実施例と差がある。
【００７６】
前記ディストリビューター５７は、前記ハウジング３０の内部に導入された排気ガス（すなわち、反応ガス）を均一に分散させて排気ガスが後端に位置した触媒担体５０のすべてのセルをより均一に通過しながら触媒と酸化反応が行われるように通過流路を改善した構造である。
前記したディストリビューター５７は、後端の触媒担体５０と同一にハウジングの長手方向に流路を形成するように多数のセルがハニーコーム構造で形成されるが、各セルの表面には触媒がコーティングされるか、またはコーティングされていないものすべてを使うことができる。
この場合、前記ディストリビューター５７は、ハニーコーム構造から成る多数のセルを５０〜１２００ｃｐｓｉ（cell per square inch）範囲に設定し、長さは１〜１００ｍｍ範囲に設定することができる。
【００７７】
前記ヒーター６０巻線部６３から電源端子６２に連結される連結部６４は、シースヒーター内部の高温発熱が行われるコイル型フィラメントの代りに相対的に低い温度で発熱が行われる線形フィラメントが配置されている。したがって、前記ディストリビューター５７に触媒がコーティングされていない場合は、低い温度で発熱される連結部６４がディストリビューター５７と結合されるように設定することによって、熱効率の低い部分でヒーターの高温発熱が行われることを最小限で抑制した。
前記第５及び第６実施例で触媒担体５０とヒーター６０の結合構造は第４実施例と同一であるから、これに対しは説明を省略する。
一方、前記第５及び第６実施例においては、前記担体組立体５４をハウジング３０の内部に組み立てる時、第４実施例で採用しているろう付け固定方式の代りに着脱可能な結合構造で結合されている。前記第５及び第６実施例の間に触媒担体５０とヒーター６０の結合構造は互いに同一で、単に後述する触媒担体５０の支持構造のみの差がある。
【００７８】
すなわち、前記触媒担体５０の下端に対応するハウジング３０の内周部に環状突条３０ａが突出するようにハウジング３０の外周部をコーキング（caulking）処理して凸溝を形成する。この場合、前記ハウジング３０に組み立てされた担体組立体５４は重力作用方向である下方向に移動することができなくなる。
また、前記触媒担体５０とヒーター６０が組み立てされた担体組立体５４をハウジング３０に挿入して組み立てる時、前記担体組立体５４とハウジング３０の間にセラミックシートまたはマットのような絶縁シートを挿入して組み立てることによって、前記ヒーター６０がハウジングの内部に組み立てされた位置を維持及び断熱するようにする。
【００７９】
図１０に図示された第６実施例においては、前記担体組立体５４とハウジング３０の間に着脱可能な結合のためにハウジング３０に組み立てされた担体組立体５４が重力作用方向である下方向に移動が行われることを遮断するために、前記ハウジング３０の内周部に小型の半球型突条３０ｂが多数形成されている。
また、前記担体組立体５４をハウジング３０に挿入して組み立てる時、絶縁シートを挿入して組み立てることによって、前記ヒーター６０がハウジングの内部に組み立てされた位置を維持及び断熱することができる。
【００８０】
これによって、第５及び第６実施例においては、ハウジングの内部に担体組立体５４の組み立てが簡単に行われ、また、担体組立体の交替が要求される時、前記ハウジング３０から交替のための分解を簡単に行うことができる。
前記第５及び第６実施例において、前記担体組立体５４を着脱可能にハウジング３０に組み立てる構造は第４実施例にも同一の方式で適用することができる。また、後述する第７実施例の触媒担体を支持する時にも同一の方式で適用することができる。
【００８１】
一方、図１１には、本発明の第７実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの断面図が図示されている。
第７実施例において、触媒担体３８は各セルの表面に触媒がコーティングされた担体が円柱形態の単一体から成り、ヒーター３７は円筒形巻線部３７ａと直線部３７ｂから成っている。
また、前記第４実施例において、前記ヒーター３７の円筒形巻線部３７ａはハウジング３０の入口側に配置され、ヒーターの直線部３７ｂは間隔を置いて順次的に配置されたディストリビューター５７と触媒担体３８の中央部に結合されている。
【００８２】
さらに、ヒーター６０から延長された両電源端子６１、６２は上部及び下部キャップ３３、３４を通してそれぞれ外部に引き出される。
したがって、前記ヒーター３７はその直線部３７ｂが前記触媒担体３８の中央部に挿入固定されて触媒担体３８に対する直接加熱が行われ、前記ハウジング３０の入口側に配置された円筒形巻線部３７ａによる間接加熱が行われている。
【００８３】
前記ディストリビューター５７は前記ハウジング３０の内部に導入された排気ガス（すなわち、反応ガス）を均一に分散させて排気ガスが後端に位置した触媒担体３８のすべてのセルをより均一に通過しながら触媒と酸化反応が均一に行われるように経路を設定して反応効率の向上を図ることができる。
【００８４】
以下、排気ガスが担体コンバーターの触媒担体を通過する時、触媒との接触時間を増大させることによって反応効率を向上し得る構造について図１２〜図１５を参考して説明する。
図１２は、本発明の第８実施例による排気ガス浄化用担体コンバーターの構成を示した断面図である。図１３は、図１２に図示された第８実施例による担体コンバーターの一例を示した斜視図である。図１４は、図１２に図示された第８実施例による担体コンバーターの他の例を示した斜視図である。図１５は、図１４に図示された担体コンバーターの要部拡大断面図である。図１６は、第８実施例による担体コンバーターに渦流形成用インペラを付加した構造を示した断面図である。
【００８５】
本発明の第８実施例による排気ガス浄化用担体コンバーター３ｇは、図１２〜図１６で示したように、内部に流体、排気ガスが脱臭室３１の一方向に流れる流路が形成されたハウジング３０の内部に触媒担体７０が装着されている。
該触媒担体７０は、例えば、金属材質から成り、流路方向に貫通され、外壁７２で区画された多数の中空型セル７１から形成され、表面に反応触媒７０ａがコーティングされている。また、前記セル７１の外壁７２には区画されたそれぞれのセル７１を連通する連通孔７３が外壁７２の各面ごとに多数個形成される。
【００８６】
前記反応触媒７０ａは連通孔７３の内周面と後述する突出部７４の内、外側面にもコーティングされ、排気ガスの燃焼温度を下げ得る触媒金属として白金、コバルト、ニッケルなどが用いられる。
また、前記触媒担体７０は、図１３に示したように、例えば、６角形状のセル７１が多数形成されるハニーコーム構造を持つことができて、多数の外壁７２を通して多数の中空型セル７１で区画されて前記ハウジング３０内に流入された流体を通過させる如何なるセル構造も使用可能である。
【００８７】
前記ハニーコーム構造は構造的に強度が大きい特徴があって、流体が円滑に通過すると同時に広い表面積を持ってセル７１を通過する流体との接触による反応を誘導する。
また、前記セル７１はハウジング３０の形状と、用途によってセラミック担体から成る場合、３角形、４角形、６角形、円形、波形などの多様な形で形成することができて、その大きさ及び外壁７２の厚さは設計する時に用途に合うように決定することが好ましい。
【００８８】
前記セル７１は、該セル７１を区画する外壁７２に形成される多数の連通孔７３を通して隣接した他のセル７１と連通される。前記ハウジング３０内で流体は触媒担体７０のセル７１を通過するが、連通孔７３を通して、各セル７１に流入されながら前記触媒担体７０内で一部循環した後に通過するようになる。
また、前記触媒担体７０は、図１４に示したように、金属板から成る場合、ピークと溝が反復される連続した波形で屈曲されるコルゲーション（corrugation）処理されると同時に、連通孔７３が多数開いている波板７５と、該波板７５を区分すると同時に前記連通孔７３が多数開いている平板７６を多数積層して形成することもできる。
【００８９】
前記波板７５はピークと溝が反復される連続した波形で形成され、熱交換面積及び触媒接触面積が広くなる。また、前記波板７５と平板７６は熱伝導率の高い金属板で製造される。
前記平板７６の連通孔７３は波板７５のピークと溝内に位置するように開けられ、各ピークと溝の内部に形成される多数のセル７１を均一に連通させることが好ましい。
前記触媒担体７０のセル７１は波板７５のピークと溝の内部に形成され、各セル７１は連通孔７３を通して連通される。この場合、前記触媒担体７０のセル７１は波板７５の形状によって半球型または三角形から成ることができる。
【００９０】
前記波板７５と平板７６は積層された後に中央に挿入されるヒーター３７１を中心に螺旋形で捲取されて積層され、以外にも波板７５と平板７６を積層させて製造される如何なる構造も本発明に適用することができる。
前記流体は、前記したように触媒担体７０内で一部循環した後、触媒担体７０を通過しながら触媒担体７０の表面にコーティングされた反応触媒７０ａと接触する時間及び面積が増大することで、反応効果が増大する。
また、前記連通孔７３にはセル７１の内部に向かって突出される突出部７４が形成されることが好ましい。
【００９１】
前記連通孔７３と突出部７４はセル７１を通過する流体の流れを邪魔して流体が連通孔７３を通して各セル７１の空間内で互いに循環するようにするもので、図１５に示したように、前記セル７１を通過する流体が前記突出部７４とぶつかって連通孔７３を通して他のセル７１の空間内に一層円滑に循環することはもちろん、前記突出部７４との接触によって反応触媒７０ａとの接触時間及び面積が一層増大する。
さらに、前記突出部７４はバリ（burr）構造で形成することが好ましい。前記バリは前記セル７１の外壁７２を破りながら前記連通孔７３を開ける時に突出されて形成されるもので、端部が不規則的で、かつ荒く形成されセル７１を通過する流体の流れを不規則的に阻害して渦流を形成することによって、前記触媒担体７０の内部で循環する流体の量を一層増大させるようになる。
【００９２】
前記突出部７４はセル７１の内部に向かって多様な方向に突出させて前記触媒担体７０内で流体を多様な方向に循環させて円滑に排出し得るようにし、これは、設計する時に用途及び他の構造物の構造を考慮して多様に実施することができる。
一方、前記ハウジング３０内には前記触媒担体７０を通過する流体を触媒活性温度（ＬＯＴ、Light-off Temperature）まで加熱する電気ヒーター３０が装着される。該ヒーター３０は前記ハウジング３０内に通過する流体の温度が低い場合に備えられるもので、高温の流体が通過するハウジング３０の内部には備えなくても関係ない。
【００９３】
前記ヒーター３０は前記触媒担体７０の中央に貫通されて結合され、該触媒担体７０の本体に均一に熱を伝達して加熱することによって、前記セル７１を通過する流体を加熱する。
また、前記ヒーター３０は図示していないが、前記触媒担体７０の外壁７２内に挿入される電熱線を含み、該電熱線の熱によって触媒担体７０を加熱することもできる。
さらに、前記ヒーター３０は電気電源の供給を受けて発熱する面上発熱金属板で前記波板７５を形成することによって代替することができて、前記波板７５は自体から発熱されて平板７５に熱を伝達することによって前記触媒担体７０を通過する流体を加熱するのである。
【００９４】
前記面上発熱金属板は、前記第１実施例の触媒担体と同一のＦｅＣｒＡｌ系合金材料から成り、その表面は絶縁層が形成されることが好ましい。
前記ヒーター３０は前記した構造の以外に触媒担体７０に一体化されて該触媒担体７０を加熱する如何なる構造も使用可能である。
前記ハウジング３０を通過する流体は、前記触媒担体７０を通過しながら接触面積の広い触媒担体７０により均一に加熱されて触媒活性温度まで迅速に加熱され、加熱された後直ちに反応触媒７０ａと反応するようになる。
【００９５】
前記ヒーター３０は、前記触媒担体７０を加熱して前記セル７１を通過する流体を直接加熱する方式で触媒担体７０の入口側に別途に装着されるのに対し、加熱効果及び反応効果を同時に増大させることができる。
一方、前記ハウジング３０は、図１６に示したように、内部に流体、すなわち排気ガスが流入される入口側に流体の流れを渦流に変形させるインペラ４０が装着されている。
流体は前記インペラ４０により渦流で流れて触媒担体７０を通過して該触媒担体７０内で連通孔７３を通して各セル７１を循環するようになるから、前記触媒担体７０内で反応触媒７０ａと接触する時間及び面積が増大し、これによって反応効果が増大するようになる。
【００９６】
前記ハウジング３０の一端部には傾斜した流体導入管２２ａを備えて、端部をカバーする第１キャップ３４が備えられ、他側端部には傾斜した流体排気管２４ａを備えて端部をカバーする第２キャップ３３が備えられている。
前記第１キャップ３４の流体導入管２２ａはハウジング３０の内部に流体を流入させるが、傾斜した方向に流入させることによって渦流に変形させて、インペラ４０の回転による加圧作用によって一層円滑に流体の流入を案内する。
流体排気管２４ａは、前記触媒担体７０を通過した流体の流れ方向に傾斜するように備えられ、ハウジング３０内で渦流で流れる流体を円滑に排出する。
【００９７】
前記ハウジング３０の内部に流入される流体は流体導入管２２ａとインペラ４０の回転によって渦流状態で流れて、触媒担体７０を通過して触媒担体７０内で連通孔７３を通して各セル７１を円滑に循環するようになるから、触媒担体７０内で反応触媒７０ａと接触する時間及び面積が大きくなり、一層高い反応効果を得ることができる。
前記本発明の第８実施例による排気ガス浄化用担体コンバーター３ｇは、表面に反応触媒７０ａとして燃焼触媒がコーティングされた触媒担体７０に排気ガスを通過させながら排気ガスに含まれた悪臭成分（例えば、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン（methyl mercaptan））を燃焼させることによって、分解させて悪臭を除去する。触媒担体７０に排気ガスを通過させると、該触媒担体７０内で連通孔７３を通して各セル７１で循環しながら脱臭触媒と接触する時間及び面積が増大して優秀な脱臭効果を得ることができる。
【００９８】
前記した第８実施例において、前記触媒担体７０内で隣接した中空型セルと連通する多数の連通孔７３を形成する構造は前記した第１〜第７実施例の触媒担体３８、５０に適用することができる。
一方、本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターは、食物ゴミ処理装置から発生する排出ガスの悪臭除去用として使用し得るだけでなく、自動車の内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための装置にも使うことができる。
また、前記した排気ガス浄化用担体コンバーターの以外にも、燃料電池改質装置（reformer）のような触媒との接触を通して得ようとする反応を得る如何なる触媒反応装置にも適用が可能である。
【００９９】
一般的に、自動車エンジンで燃焼されて排出される排気ガスには一酸化炭素、炭化水素、質素酸化物などの多くの有害物質が含まれている。また、エンジンの稼動初期には不完全燃焼によって有害物質がさらに多く含まれている。したがって、触媒担体が十分に加熱される以前に排気ガスが通過する場合、有害物質の効果的な除去を行うことができなかった。
本発明による排気ガス浄化用担体コンバーターにおいては、電気方式ヒーターを採用するから、エンジンの始動と同時に触媒担体を迅速に加熱することができて、エンジンから排出される有害ガスを含む排気ガスが担体コンバーターを通過する時、触媒と効果的な酸化反応が行われて有害物質を消滅させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は悪臭を含む食物処理装置の悪臭ガスを含む排気ガスまたは一酸化炭素や窒素酸化物、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質を含む自動車排気ガスを浄化して排出する排気ガス浄化用担体コンバーターに適用される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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