(57)【要約】【課題】  簡単な構成で低コストであり、担体表面に均一にかつ付着残しなく確実に触媒溶液を担持させることができ、かつ、高効率に担体への触媒の担持作業を行うことのできる排ガス浄化用触媒担持装置並びに排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒溶液担持方法を提供する。【解決手段】  排ガス浄化用触媒担持装置は、両端を開口した筒状担体と、筒状担体と貴金属触媒溶液とを取り出し可能に内部に収容して両端壁と周壁とで封止させる筒型容器と、筒状担体と貴金属触媒溶液とを収容して封止させた筒型容器を横倒し状態で着脱自在に設置しその筒型容器の筒軸回りに回動駆動させる駆動装置と、を備える。筒型容器内に筒状担体と触媒溶液とを収容して密封し、そのまま駆動装置に配置させるだけで高品質に担体への触媒成分吸着を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を開口した筒状担体と、
筒状担体と貴金属触媒溶液とを取り出し可能に内部に収容して両端壁と周壁とで封止させる筒型容器と、
筒状担体と貴金属触媒溶液とを収容して封止させた筒型容器を横倒し状態で着脱自在に設置しその筒型容器の筒軸回りに回動駆動させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化用触媒担持装置。
【請求項２】
筒型容器の内壁には回転に伴って溶液を軸方向移動及び／又は攪拌案内する容器内溶液案内手段が形成されていることを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化用触媒担持装置。
【請求項３】
容器内溶液案内手段は、筒型容器の内壁に設けられ筒型容器の回転に伴って溶液を軸方向移動及び／又は攪拌案内する案内凹溝又は案内突条からなる請求項２記載の排ガス浄化用触媒担持装置。
【請求項４】
筒型容器内において軸方向に離隔した位置に１個又は複数の多孔堰体が設けられており、
多孔堰体に仕切られた部分にそれぞれ収容されて筒型容器内に複数の筒状担体が縦列配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒担持装置。
【請求項５】
筒型容器は、本体と蓋とからなる密閉容器からなり、
駆動装置は筒型容器の軸に沿うように回転軸を設定し、筒型容器の外周の一部に当着して摩擦により回転駆動させる回転部材を含み、
筒型容器の外周が本体と蓋を含んで軸方向について同じ径大きさで形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒担持装置。
【請求項６】
筒型容器内において筒状担体の外周の一部を筒型容器内壁に埋設状に収容させて軸方向の位置を決める位置決め凹部が設けられていることを特徴とする請求項１、２，４、５のいずれかに記載の排ガス浄化用触媒担持装置。
【請求項７】
薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互に積層して形成したメタルハニカム担体表面に、セラミック層形成用の金属酸化物含有のスラリーをコーティングし、乾燥、焼成して得られた担体に貴金属触媒成分溶液を含浸・吸着する排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法において、貴金属触媒成分溶液と該担体を取出しかつ密閉可能な筒型容器に入れ、該筒型容器をローラ上で軸周りに回転させながら貴金属触媒成分溶液を担体に含浸・吸着する工程を含むことを特徴とする排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の排気ガス浄化手段として排気系統などに適用される金属触媒装置における触媒担体への触媒担持装置並びに排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンを燃料とする自動車の排ガス中には、炭化水素、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(Nox)等の有害物質が含まれており、これらを直接に大気放出すると人体へ悪影響を及ぼすばかりでなく、間接的にも地球温暖化現象を引き起こす要因となるので、自動車の排気系統には浄化処理を行った後に排出するための排気ガス浄化装置を設置することが義務付けられている。従来、自動車の排気ガス浄化装置としては、例えば自動車の排気管の途中に排ガス中の有害成分を還元・酸化によって浄化する金属製触媒装置が知られている。この金属製触媒装置では、一般に、無数の細孔を表面及び内部に有する多孔質体を形成し、その細孔に触媒活性成分を担持させて構成されている。すなわち、金属担体であるメタルハニカム体に多孔質のセラミック層を形成し、そのセラミック層の細孔に触媒活性成分を含む液を含浸させて構成している。この金属製触媒装置では、触媒活性液を触媒担体に対して非担持部分がないように均一に分散させて担持させることが、充分な触媒機能を行って排気ガスの浄化能力を保持する上で重要である。従来、この種のメタルハニカム体に排気ガス浄化用触媒を担持させるための方法として例えば特許文献１のようなハニカム担体への触媒担持方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０９２７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の触媒担持方法は、その図１ないし図７に示すように、網体又は多孔板で底板を形成し側板で囲んだ平らな直方体形状の篭に複数のハニカム担体を多数、縦横、複数段について配置し、篭を触媒担持槽内に収容し、その状態で担持槽の底側から触媒溶液を供給して上向きに流動させ、触媒担持槽より周囲の溢流槽にオーバフローさせ、ここから液溜タンクに戻し、この液溜タンクに戻した触媒溶液をポンプで触媒担持槽の底の触媒溶液供給パイプに送り込んで、篭内‐液溜タンク‐ポンプ‐篭内・・・の間で触媒溶液を循環させる間に溶液を担体に担持させようというものである。さらに、この特許文献１においては、その図１０に示すように、紐で吊り下げたハニカム担体を触媒液を入れたビーカーの触媒液内に浸け、マグネティックスターラーで触媒液を攪拌しながらハニカム担体を手動で上下動させて触媒を担体に担持させる方法が紹介されている。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１の貴金属触媒成分の溶液をポンプ等により循環させる方法では、担体が上下両端を開口するように縦に配置させた状態で触媒担持槽内に配置する必要があり、そのため担体での溶液の入口側と出口側とで貴金属触媒成分の吸着量のばらつきが生じ、特に出口側の吸着濃度が低くなって触媒機能を低下させるおそれがある。また、槽内で多数の担体を配置させてバッチ処理で行う触媒溶液の吸着では、個々の担体ごとについての吸着量の管理は困難であり、高い歩留まり率で高品質のメタルキャタライザを製造することができない。さらに、貴金属触媒溶液を循環させるために溶液量が大きくなり高価な貴金属触媒溶液を有効に用いられない部分を生じさせて使用効率を低下させる。また、循環経路が長くなり、経路の洗浄が煩雑となる。
【０００６】
さらに、特許文献１のビーカー内での吊支による触媒担持方法では、支持装置を介して１個づつの担体を液内に浸かるように吊支させて担持させるから、量産時に装置台数が膨大になり、設備コストが高いものとなる。また、触媒溶液の担持については担体の下部において水平回転するスターラーによる回転攪拌により行い、しかも手動で担体を上下動する作業を伴うので担持に要する時間、管理、労力がかかる上、担持自体の確実性にも欠けるおそれがある。さらに、ビーカーのほかに担体の個別吊支装置、スターラー駆動装置等を個々の処理担体ごとに必要となり、装置コストが高価となる問題があった。
【０００７】
貴金属触媒を担持するにはその溶液の特性から、長時間にわたり担体個々を処理せざるを得ず、基本的に非効率的なプロセスといえる。その要因は、担体にコーティングしたアルミナ、セリア、ジルコニア等の酸化物、すなわちセラミック層あるいはウォッシュコートの細孔に、酢酸水溶液や硝酸水溶液等中に金属イオンとして存在する貴金属触媒を吸着させる工程を伴うところにある。そして、この吸着は非常に緩慢であり、正確な吸着量を保証するには、担体ごとに正確に計量された溶液中で処理する必要がある。本発明者等は、前記スターラー方法、循環方法に代わる生産性の優れた担持方法について鋭意検討を加え、完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で低コストであり、担体表面に均一にかつ付着残しなく確実に触媒溶液を担持させることができ、かつ、高効率に担体への触媒の担持作業を行うことのできる排ガス浄化用触媒担持装置並びに排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、両端を開口した筒状担体１２と、筒状担体１２と貴金属触媒溶液Ｌとを取り出し可能に内部に収容して両端壁１４３と周壁１４１とで封止させる筒型容器１４と、筒状担体１２と貴金属触媒溶液Ｌとを収容して封止させた筒型容器１４を横倒し状態で着脱自在に設置しその筒型容器１４の筒軸回りに回動駆動させる駆動装置１６と、を備えた排ガス浄化用触媒担持装置１０から構成される。
【００１０】
その際、筒型容器１４の内壁１４ａには回転に伴って溶液Ｌを軸方向移動及び／又は攪拌案内する容器内溶液案内手段を形成するとよい。
【００１１】
また、筒型容器１４の内壁１４ａには回転に伴って溶液を軸方向移動及び／又は攪拌案内する案内凹溝または案内突条を形成するとより具体的に容器内の溶液の移動、攪拌を実現させ得る。
【００１２】
また、筒型容器１４内において軸方向に離隔した位置に１個又は複数の多孔堰体３８が設けられており、多孔堰体３８に仕切られた部分にそれぞれ収容されて筒型容器１４内に複数の筒状担体１２が縦列配置されるようにしてもよい。
【００１３】
また、筒型容器１４は、本体２０と蓋２２とからなる密閉容器からなり、駆動装置１６は筒型容器１４の軸に沿うように回転軸Ｘ１，Ｘ２を設定し、筒型容器１４の外周の一部に当着して摩擦により回転駆動させる回転部材２４を含み、筒型容器１４の外周が本体２０と蓋２２を含んで軸方向について同じ径大きさで形成されているようにするとなおよい。
【００１４】
また、筒型容器１４内において筒状担体１２の外周の一部を筒型容器内壁１４ａに埋設状に収容させて軸方向の位置を決める位置決め凹部３６を設けるとよい。
【００１５】
さらに、本発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互に積層して形成したメタルハニカム担体表面に、セラミック層形成用の金属酸化物含有のスラリーをコーティングし、乾燥、焼成して得られた担体に貴金属触媒成分溶液を含浸・吸着する排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法において、貴金属触媒成分溶液と該担体を取出しかつ密閉可能な筒型容器に入れ、該筒型容器をローラ上で軸周りに回転させながら貴金属触媒成分溶液を担体に含浸・吸着する工程を含む排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法から構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の排ガス浄化用触媒担持装置によれば、両端を開口した筒状担体と、筒状担体と貴金属触媒溶液とを取り出し可能に内部に収容して両端壁と周壁とで封止させる筒型容器と、筒状担体と貴金属触媒溶液とを収容して封止させた筒型容器を横倒し状態で着脱自在に設置しその筒型容器の筒軸回りに回動駆動させる駆動装置と、を備えた構成であるから、筒型容器内に金属触媒溶液と筒状担体を収容し蓋をして密封し、回転ローラ等の駆動装置に配置させるだけで容器自体の回転により内部の溶液を移動、攪拌することができ、貴金属溶液の使用量の節約、計量による個々の担体についての吸着量管理、高精度の担体への触媒溶液吸着処理、担持工程での装置のメンテナンス、担持処理作業の立ち上げ、担体の収容・交換、設備コストの低減において、顕著な効果を奏することができる。
【００１７】
また、筒型容器の内壁には回転に伴って溶液を軸方向移動及び／又は攪拌案内する容器内溶液案内手段を形成することにより、筒型容器の回転のみで自動的に触媒溶液の移動、攪拌が行われ担持作業用設備の構成を簡単にし、低コスト化を達成しつつ筒状担体への触媒溶液を均一にして品質の高いハニカム触媒装置を製造することができる。
【００１８】
また、容器内溶液案内手段は、筒型容器の内壁に設けられ筒型容器の回転に伴って溶液を軸方向移動及び／又は攪拌案内する案内凹溝又は案内突条からなる構成とすることにより、筒型容器の回転のみで自動的に触媒溶液の移動、攪拌が行われ担持作業用設備の構成を簡単にし、低コスト化を達成しつつ筒状担体への触媒溶液を均一にして品質の高いハニカム触媒装置を製造することができる。
【００１９】
また、筒型容器内において軸方向に離隔した位置に１個又は複数の多孔堰体が設けられており、多孔堰体に仕切られた部分にそれぞれ収容されて筒型容器内に複数の筒状担体が縦列配置される構成とすることにより、１個の筒型容器を用いてその内部で同時に複数の筒状担体への触媒活性化成分の吸着を行え、作業効率向上により安定した量産を実現し得る。
【００２０】
また、筒型容器は、本体と蓋とからなる密閉容器からなり、駆動装置は筒型容器の軸に沿うように回転軸を設定し、筒型容器の外周の一部に当着して摩擦により回転駆動させる回転部材を含み、筒型容器の外周が本体と蓋を含んで軸方向について同じ径大きさで形成されているから、筒型容器への筒状担体と貴金属触媒溶液とを取り出し自在に収容して、回転ローラ上に配置するだけで直ちに担体への貴金属触媒溶液（中の触媒活性化成分）の担持を行わせ、しかも個別管理で高精度の吸着管理を行うことができる。
【００２１】
また、筒型容器内において筒状担体の外周の一部を筒型容器内壁に埋設状に収容させて軸方向の位置を決める位置決め凹部が設けられている構成であるから、簡単な構成で軸方向のずれを生じさせることなく、端壁との密着による吸着量偏在を生じさせずに均一で高品質の触媒活性化吸着の触媒装置を製造し得る。
【００２２】
また、本発明の排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法によれば、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互に積層して形成したメタルハニカム担体表面に、セラミック層形成用の金属酸化物含有のスラリーをコーティングし、乾燥、焼成して得られた担体に貴金属触媒成分溶液を含浸・吸着する排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒成分担持方法において、貴金属触媒成分溶液と該担体を取出しかつ密閉可能な筒型容器に入れ、該筒型容器をローラ上で軸周りに回転させながら貴金属触媒成分溶液を担体に含浸・吸着する工程を含む構成であるから、筒型容器内に金属触媒溶液と筒状担体を収容し蓋をして密封し、回転ローラ等の駆動装置に配置させるだけで容器自体の回転により内部の溶液を移動、攪拌することができ、貴金属触媒成分溶液の使用量の節約、計量による個々の担体についての吸着量管理、高精度の担体への触媒溶液吸着処理、担持工程での装置のメンテナンス、担持処理作業の立ち上げ、担体の収容・交換、設備コストの低減において、顕著な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明は、自動車の排気ガス浄化用触媒の担体への担持装置であり、特に、自動車の排気系等に設置されて排気ガスを浄化して排出させるハニカム担体への触媒の担持装置である。
【００２４】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示しており、本実施形態において、排ガス浄化用触媒担持装置（以下「触媒担持装置」という。）１０は、筒状担体１２と、筒型容器１４と、駆動装置１６と、を備えている。筒状担体１２は、自動車の排気系パイプ等の中間に介設して排気ガスを触媒の酸化、還元作用により無害化して大気放出させるにあたり、触媒活性化溶液を含浸させて装置本体を形成させるための触媒の担持体であり、本実施形態において、筒状担体１２は、図４に示すように、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互に積層してロール状に巻回して組み付け、この組み付けたものを金属製ケーシング内に装着し、さらに、それらの各平板状帯材と波板状帯材の端部を同金属製ケーシング内壁面に当接してロー付け固定したものである。この筒状担体は図４において、両端を開口し内部に多数の小開口ｐを形成するようにハニカム殻壁ｗが施された円筒体であり、例えば、直径４０ｍｍ〜８０ｍｍで、１００ｍｍ以上程度の長さのもの等がある。この筒状担体は、それぞれ平板状帯材、あるいは波板状帯材の状態で金属酸化物溶液のスラリーをコーティングして乾燥、焼成してセラミック層が形成されている。金属酸化物としては、例えばアルミニウム酸化物、セリウム酸化物、ジルコニウム酸化物、ゼオライト等があり、これらの金属は酸性液中に溶解して金属酸化物溶液として平板と波板を組み付け成型した金属ハニカム体Ｙにコーティングされる。そして、これを乾燥、焼成した筒状担体のセラミック層１８、すなわちウォッシュコートの内部あるいは表面には、無数の細孔が形成されている。セラミック層を形成させる金属酸化物としては、このほかに触媒活性機能を有する貴金属の酸化物である白金酸化物、ロジウム酸化物等をも含ませてコーティングし、焼成固化させるようにしてもよい。
【００２５】
筒型容器１４は、筒状担体１２と貴金属触媒溶液Ｌを取り出し可能に内部に収容するケース体であり、例えばポリプロピレン等の合成樹脂成型体や鉄、ステンレス材、その他の金属材料で構成されている。この筒型容器１４は、後述するように回転ローラ上に単に載置させた状態でローラの回転により筒軸回りに回転させるものであり、したがって、基本的には円筒形であるのが好ましい。しかしながら、辺の数が例えば８角形以上等の多辺多角形筒体のように構成することもできる。図１、図２において、筒型容器１４は、筒本体２０と、蓋２２と、からなる密閉容器であり、内部は中空となってこの中空部の大きさは筒状担体１２を少なくとも直径方向及び筒軸方向についてある程度の余裕をもって収容しうる程度の大きさで設定されている。筒本体２０に対して蓋２２は、着脱可能あるいは着脱自在に嵌着して内部を密封状態にしうるようになっており、例えば中空内部に筒状担体１２と貴金属触媒溶液Ｌとを収容して横倒しにしても貴金属触媒溶液Ｌが流出したり、漏出したりしないように封止される。筒本体２０に蓋２２を被せて嵌着させた状態で、周壁１４１と、両端壁１４３が形成され、これらによって内部が密閉される。筒本体２０に筒状担体１２及び溶液Ｌを収容した状態で蓋２２を被せて簡単に本体から蓋が離脱しないようにロック装置を取り付けておくこともできるし、また、単に蓋を本体に対して密着嵌合状に押し込むだけで水密を保持させるように構成することもできる。筒型容器１４の外周は、蓋２２を本体２０に対して着脱可能としながらも、本体２０と蓋２２を含んで軸方向について同一の径大きさで形成されている。したがって、該筒型容器１４を横倒し状態でローラ上に載置させてローラを転動させてもローラから離脱することなく、安定して回転を維持する。
【００２６】
図３において、密封した筒型容器１４内で筒状担体１２を横倒し状に収容して静置した状態でほぼ筒状担体１２が液内に没する程度の液量で、貴金属触媒溶液Ｌが充填される。貴金属触媒溶液Ｌは、例えば白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウムその他の貴金属元素の水溶液、酸水溶液であり、これらの貴金属微粒子が反応の活性点となってＮｏｘの還元、ＣＯや炭化水素の酸化を同時に進行させて有害物質を除去する貴金属触媒活性成分含有溶液である。
【００２７】
駆動装置１６は、筒状担体１２と貴金属触媒溶液Ｌとを収容して封止させた筒型容器１４を横倒し状態で着脱自在に設置しその筒型容器の筒軸回りに回動駆動させる駆動手段であり、本実施形態では特に駆動装置１６に対して筒型容器１４を単に載置させるだけで駆動装置の駆動力が伝達されて回転、停止する。したがって、駆動系と触媒溶液の担持作業を簡単に連結、離脱させることができ、しかも、駆動装置に対して筒型容器を支持させるための機構も不要である。
【００２８】
具体的には、本実施形態において、駆動装置１６は、平行に配置された２本の回転ローラ２４，２４と、両ローラを同一方向に同期回転駆動させる図示しない駆動モータと、を含む。なお、駆動モータと両ローラ間にベルト‐プーリ、ラック‐ピニオン、スライダ機構等を含む同期回転機構を介設するとよい。回転ローラ２４，２４は、筒型容器１４の筒軸に沿うようにそれらの回転軸Ｘ１，Ｘ２を設定し、それらに接する筒型容器１４を回転ローラ２４，２４の回転のみにより筒型容器１４を同期回転させる回転部材であり、特に、筒型容器の外周の一部に当着して摩擦により回転駆動させる回転駆動部材である。本実施形態では、回転ローラの表面には摩擦係数の高いゴム製スポンジ部材が張設されている。摩擦による回転は、筒型容器側に摩擦係数の高い素材を配置させたり、回転ローラ、筒型容器の両方についてそれら摩擦部材を施すこともできる。両回転ローラ２４，２４は平行に離隔した位置であって、略同じ高さ位置に設定されており、その間隔幅はローラの対向端離間距離Ｈは筒型容器１４の直径よりも小さい間隔幅で設定されている。この間隔幅Ｈ部分に横倒し状に筒型容器１４を置くだけで駆動系との連結をとることができる。本実施形態では、図１に示すようにローラ間に縦列状に３個の筒型容器１４が設置されている。図示しないが、ローラ長手方向となる端部側の筒型容器１４のそれぞれの先端側には例えばストッパ部材や装置を設置することもできる。
【００２９】
駆動装置１６にはその駆動モータを正逆回転自在に制御する制御装置を設け、タイマ装置を介して設定時間で正逆回転の切替や停止を行わせるようにすることができる。
【００３０】
上記のような構成により、排ガス浄化用触媒担体へ貴金属触媒成分を担持させつつ排ガス浄化用触媒担持装置を製造するに際しては、予め金属酸化物溶液のスラリーをコーティングして乾燥、焼成した多孔質セラミック層が形成された筒状担体１２と、貴金属触媒溶液Ｌと、を用意する。そして、筒型容器１４の筒本体２０内にセラミック層を形成させた筒状担体１２及び貴金属触媒溶液Ｌをともに収容し、蓋２２を嵌着させて内部を密封させる。そして、駆動装置１６の２個の回転ローラ２４，２４間Ｈに筒型容器１４を置いて回転ローラを回転駆動させると、このローラの表面に接する筒型容器１４が摩擦力でローラ回転方向と逆方向に回転する。回転速度はたとえば２６０ｒｐｍ程度に設定される。このとき、筒型容器１４内部の筒状担体１２は、筒型容器１４の内壁との摩擦により例えば同一回転方向に回転する一方、貴金属触媒溶液Ｌ内に没し、横倒し状態で配置された両端開口したハニカム体からなる筒状担体１２のハニカム殻壁全体が貴金属触媒溶液に接触し、しかも接触部位が偏在することなく満遍なく接触することで筒状担体全体について確実に貴金属微粒子が吸着担持される。そして、与えられた所要の時間の吸着処理後、開蓋するだけで筒状担体を取り出すことができ、高能率に担持作業を継続しうる。以上のような、貴金属触媒成分の担持作業は、３個の筒型容器１４を用いて３個の筒状担体１２を同時にしかも高精度吸着処理を行うことができ担持作業時間短縮、作業効率向上、量産処理を可能とさせ得る。
【００３１】
なお、上記実施形態では回転ローラ２４，２４上に３個の筒型容器１４を載置させて処理する例を示しているが、１個でもよいし、２個、４個以上の複数個を同時に回転ローラ上に載置させて同時に多数この処理を行うこともできる。
【００３２】
次に、図５ないし図７により、本発明の第２の実施形態について説明するが、第１実施形態と同一構成、同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。第２実施形態においては、筒型容器１４の構成以外は第１実施形態と同一である。この第２実施形態の筒型容器１４は、図５において、その内壁に案内突条３０が形成されている点が第１実施形態の筒型容器１４と異なる。案内突条３０は、筒型容器１４の回転に伴って貴金属触媒溶液Ｌを軸方向移動案内及び／又は攪拌案内する筒型容器内の溶液案内手段であり、主にその軸方向移動案内と攪拌案内を行うことにより筒状担体１２全体にムラなく均一な貴金属触媒活性成分を吸着させることができる。本実施形態において、案内突条３０は、具体的には図５に示すように、容器１４の筒軸方向に連続した螺旋状の突条からなり、これによって、容器１４がいずれかの方向に回転すると貴金属触媒溶液Ｌは筒軸のいずれかの軸方向に緩やかに移動し、さらに容器１４の端壁にぶつかるとその部分で流れは乱れて一部は逆方向に戻される等により攪拌される。さらに、容器１４を回転ローラ２４を介して逆回転すると、溶液Ｌの軸方向についての流れ方向も逆方向に変向し、容器内の溶液Ｌはこれらの作用を通じて収容された筒状担体１２のハニカム体の外面や内部のハニカム殻壁について満遍なく接触し、均一に担体に担持される。
【００３３】
図５では、案内突条３０は連続する螺旋突条の構成としているが、不連続の螺旋突条でもよい。また、螺旋ではなく単に円環状に完結した突条を連続、不連続、間欠間隔等により形成してもよい。さらに円環状突条のほか、軸方向に延びる短、長種々の構成の直線状突条を一定間隔、不定間隔に形成してもよい。さらに、筒軸方向に対して斜めに延びる突条を種々の態様で形成してもよいし、さらに、これらの螺旋、円環、直線状の突条を種々組み合わせて設けた構成としても良い。
【００３４】
さらに、本発明の筒型容器内の溶液案内手段は、案内突条に限らず、突条部分を案内凹溝の構成としてもよい。図示は省略するが、上記の案内突条の部分を単に案内凹溝の構成とすることにより上記と同様の作用効果を奏しうる。
【００３５】
次に、図８により、本発明の第３の実施形態について説明するが、上記第１の実施形態と同一構成、同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。第３実施形態においては、筒型容器１４の構成以外は第１実施形態と同一である。この第３実施形態の筒型容器１４は、図８において、その内壁に位置決め凹部３６が設けられている点が、第１実施形態の筒型容器１４と異なる。図８の筒型容器１４の筒本体２０部分の内周壁にはその両端との中間位置において広幅の溝状に凹設した段付凹部が形成されている。この段付凹部が位置きめ凹部３６とされる。位置決め凹部３６は、筒型容器１４内において筒状担体１２の外周の一部を埋設状に収容させて軸方向の位置を決める容器１４内の軸方向位置決め手段であり、貴金属触媒活性成分溶液の担持作業中に筒型容器１４内の一定の軸方向位置に筒状担体１２を係止した状態で貴金属微粒子を安定的に吸着させることができる。なお、この第３実施形態についてもその凹部壁面３６ａや、段上がり位置である容器内壁１４ａに、第２実施形態で説明した案内突条や案内凹溝を形成することができる。
【００３６】
なお、図９に示すように、１つの筒型容器１４内に複数の筒状担体１２を配置させて担体への触媒活性化成分の吸着処理を行うようにしても良い。この場合には、図に示すように筒型容器内に複数の多孔堰体３８を軸方向に離隔して取り付けておき、それらの多孔堰体３８により仕切られた離隔間隔部分にそれぞれ筒状担体１２を配置させる。図９では、３個の筒状担体１２がそれぞれの堰体に仕切られて縦列配置されている。多孔堰体３８は、例えばドーナツ状の平らな網枠体から構成し、これを筒型容器内に筒の軸と直交するように配置固定させている。それぞれの多孔堰体３８はその堰の両側に連通するように多孔の開口部分を有しており、内部に貴金属触媒活性成分溶液を充填したときに、液が容器１４の内部全体に自然に行き渡るようにしてある。これによって、容器１４の筒軸方向への移動を規制し担体同士が密着して吸着むらを生じないようにしつつ、溶液を容器１４内全体に流通させて溶液の担体への付着部位の偏在がなく、むらなく担体へ溶液内の微粒子が吸着され、良好な触媒担持体を製造することができる。この図９の例においても、容器の内壁に第２実施形態で説明した案内突条や案内凹溝を形成することができる。
【００３７】
図１０は、同タイプの筒状担体に対する貴金属触媒活性化成分の部位別吸着量について、従来の特許文献１の方法によるスターラーによる回転攪拌方式と本願の第１、第２、第３実施形態の方法とを比較観察した結果のグラフであり、貴金属触媒活性化成分の吸着部位は非吸着部位に比較して色合いが異なることから、目視検査によりその吸着状態を測定した。縦軸が吸着度合いの大小、すなわち濃い・薄い状態の度合いを示し、横軸は特許文献１の方法による試料について、触媒溶液がハニカム担体内部に注入される入口、中央、出口部分についての触媒吸着部位を示す。縦軸の１．０が理想的あるいは標準の吸着度合いを示しており、図に見られるように、従来方法では入口部分について標準値を大きく上回る吸着量であるのに対し、出口部分の吸着量が少なく、吸着量が部位について偏在しているのに対し、本願方法によれば、全ての部位において、安定した吸着量を保持している。
【００３８】
以上、説明したように、本発明の排ガス浄化用触媒担持装置によれば、筒型容器内に金属触媒溶液と筒状担体を収容し蓋をして密封し、回転ローラ等の駆動装置に配置させるだけで容器自体の回転により内部の溶液を移動、攪拌することができ、貴金属溶液の使用量の節約、計量による個々の担体についての吸着量管理、担持工程での装置のメンテナンス、担持処理作業の立ち上げ、担体の収容・交換、設備コストの低減等において従来の方法に比較して飛躍的に顕著な効果を期待できる。
【００３９】
以上説明した本発明の排ガス浄化用触媒担持装置並びに排ガス浄化触媒担体への貴金属触媒溶液担持方法は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。例えば、駆動装置の回転ローラは２本としているが、１本のみとし、対向部位にフェルト生地等の摩擦の少ない部材を設置してこれに当接させるようにして１本の回転ローラと当着させ、１本の回転ローラによる駆動力で筒状容器１４を摩擦回転させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る触媒担持装置の概略構成斜視図である。
【図２】図１の装置の１個の筒型容器の一部切欠き斜視説明図である。
【図３】図１の装置の１個の筒型容器の拡大縦断面図である。
【図４】図１の装置の筒型容器内に収容する筒状担体の拡大斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態の筒型容器の軸方向縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の筒型容器の縦断面図である。
【図７】図５の筒型容器での貴金属触媒溶液の螺旋状移動を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態の筒型容器の軸方向縦断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る１個の筒型容器内に複数の筒状担体を収容させた構成の筒型容器を示す斜視説明図である。
【図１０】従来方法と本願発明方法による筒状担体への部位別の触媒溶液吸着量のレベル比較グラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  触媒担持装置
１２  筒状担体
１４  筒型容器
１６  駆動装置
１８  セラミック層
２０  筒本体
２２  蓋
２４  回転ローラ
３０  案内突条
３６  位置決め凹部
３８  多孔堰体
Ｌ  貴金属触媒溶液
Ｘ１，Ｘ２  回転軸
Ｈ  対向端離隔距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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