JPH0713445B2 - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気ガス浄化装置Info
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- JPH0713445B2 JPH0713445B2 JP62170896A JP17089687A JPH0713445B2 JP H0713445 B2 JPH0713445 B2 JP H0713445B2 JP 62170896 A JP62170896 A JP 62170896A JP 17089687 A JP17089687 A JP 17089687A JP H0713445 B2 JPH0713445 B2 JP H0713445B2
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- internal combustion
- combustion engine
- purifying apparatus
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車エンジンなどの内燃機関の排気管の途
中に介装されて排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処
理する装置であって、特に排気微粒子の付着に帰因する
触媒作用の性能劣化を防止した排気ガス浄化装置に関す
るものである。
中に介装されて排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処
理する装置であって、特に排気微粒子の付着に帰因する
触媒作用の性能劣化を防止した排気ガス浄化装置に関す
るものである。
（従来の技術） 自動車エンジンの排気ガス中には、窒素酸化物（NO
x）、一酸化炭素（CO）、及び炭化水素（HC）のような
有害物質が含まれている。これらの有害物質を無害化処
理するために、セラミックや耐熱金属薄板を通孔状ある
いはハニカム状の構造体に形成し、この構造体の通孔表
面に多孔質のアルミナ層（触媒担持層）を設けるととも
に白金、パラジウム、ロジウム（これらは、自動車排気
ガス処理に用いられる曲型的な三元触媒成分である）な
どの触媒成分を含浸、付着させた触媒コンバータを排気
管の途中に介装することが広く行なわれている。
x）、一酸化炭素（CO）、及び炭化水素（HC）のような
有害物質が含まれている。これらの有害物質を無害化処
理するために、セラミックや耐熱金属薄板を通孔状ある
いはハニカム状の構造体に形成し、この構造体の通孔表
面に多孔質のアルミナ層（触媒担持層）を設けるととも
に白金、パラジウム、ロジウム（これらは、自動車排気
ガス処理に用いられる曲型的な三元触媒成分である）な
どの触媒成分を含浸、付着させた触媒コンバータを排気
管の途中に介装することが広く行なわれている。
（発明が解決しようとする問題点） 前記したセラミックを用いた触媒コンバータ（発泡セラ
ミック、セラミックモノリスなど）は、排気ガス流通路
が多数の狭い三次元の網目状構造の細孔をもって構成さ
れているため、排気ガス中に含まれるカーボン等の固体
微粒子が排気ガス流通路の壁面に付着堆積し、そのため
触媒との接触が阻害されて有害物質の除去効率が不十分
となったり、更に堆積量が増加すると排気ガス通過断面
積が減少して背圧が上昇し、そのために排気抵抗が高く
なってエンジン性能の低下をきたすなどの問題をかかえ
ている。
ミック、セラミックモノリスなど）は、排気ガス流通路
が多数の狭い三次元の網目状構造の細孔をもって構成さ
れているため、排気ガス中に含まれるカーボン等の固体
微粒子が排気ガス流通路の壁面に付着堆積し、そのため
触媒との接触が阻害されて有害物質の除去効率が不十分
となったり、更に堆積量が増加すると排気ガス通過断面
積が減少して背圧が上昇し、そのために排気抵抗が高く
なってエンジン性能の低下をきたすなどの問題をかかえ
ている。
一方、耐熱金属薄板製のハニカム構造体を用いた触媒コ
ンバータは、排気流通路が平行して直通状に形成してあ
るため、一定方向に排気ガスが通過してしまい、広い触
媒面積を有する割には乱流効果が少なく、排気ガスと触
媒との接触効率があまり良くないものである。
ンバータは、排気流通路が平行して直通状に形成してあ
るため、一定方向に排気ガスが通過してしまい、広い触
媒面積を有する割には乱流効果が少なく、排気ガスと触
媒との接触効率があまり良くないものである。
本発明は、前記した従来の触媒コンバータの欠点に鑑
み、排ガス中の固体微粒子の付着による触媒性能の劣化
を防止した、新たな排気ガス浄化装置を提供しようとす
るものである。
み、排ガス中の固体微粒子の付着による触媒性能の劣化
を防止した、新たな排気ガス浄化装置を提供しようとす
るものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は排気ガス流通路に介装さ
れるケーシング内に、表面に触媒を担持した多数の耐熱
金属線材を、排気ガスの流れ方向に対し略直交する方向
に上部端を束縛端とし、下部端を自由端とするように密
集させて配設してなることを特徴とする内燃機関の排気
ガス浄化装置に関するものである。
れるケーシング内に、表面に触媒を担持した多数の耐熱
金属線材を、排気ガスの流れ方向に対し略直交する方向
に上部端を束縛端とし、下部端を自由端とするように密
集させて配設してなることを特徴とする内燃機関の排気
ガス浄化装置に関するものである。
以下、本発明の構成について詳しく説明する。
本発明の排気ガス浄化装置において、耐熱性の金属線
材、例えばステンレスからなる多数の線材をブラシのよ
うに片端を拘束して束縛端とし、他端を自由端として、
線材相互が密接しないようにわずかな隙間を有するよう
に配列した集合体とされる。
材、例えばステンレスからなる多数の線材をブラシのよ
うに片端を拘束して束縛端とし、他端を自由端として、
線材相互が密接しないようにわずかな隙間を有するよう
に配列した集合体とされる。
このようにして形成した線材の集合体は、両端が排気管
に連通する開口部を設けた筒状のケーシング内の排気ガ
ス流通路に、排気ガスの流れ方向に対して略直交する方
向に前記束縛端を上部に、自由端を下部になるように配
設され、排気ガス浄化用触媒の担持素子として構成され
る。
に連通する開口部を設けた筒状のケーシング内の排気ガ
ス流通路に、排気ガスの流れ方向に対して略直交する方
向に前記束縛端を上部に、自由端を下部になるように配
設され、排気ガス浄化用触媒の担持素子として構成され
る。
なお、線材への触媒の担持は、適宜公知の方法により行
なわれるが、例えばγ−アルミナのコーティングを施し
て多孔質の担持層を形成し、該担持層に白金等の触媒成
分を含浸、付着させる。
なわれるが、例えばγ−アルミナのコーティングを施し
て多孔質の担持層を形成し、該担持層に白金等の触媒成
分を含浸、付着させる。
本発明において、耐熱金属線材から、触媒担持素子を構
成するにあたり、触媒の反応効率及び排気微粒子の捕集
効率などを勘案して、種々の態様がある。例えば、 ● 素子を構成する線材を波打加工したり、 ● 素子を構成する線材を層状に間隔を設けて多層状の
ものにしたり、 ● 素子を構成する線材の線径や密集度を相違させたも
のを併用、例えば排気ガス流通方向に沿って線材の線径
を順次細く及び／又は密集度を高くするよういにさせた
り、 ● 各素子間の間隔を適宜変更したり、 することができることはいうまでもないことである。
成するにあたり、触媒の反応効率及び排気微粒子の捕集
効率などを勘案して、種々の態様がある。例えば、 ● 素子を構成する線材を波打加工したり、 ● 素子を構成する線材を層状に間隔を設けて多層状の
ものにしたり、 ● 素子を構成する線材の線径や密集度を相違させたも
のを併用、例えば排気ガス流通方向に沿って線材の線径
を順次細く及び／又は密集度を高くするよういにさせた
り、 ● 各素子間の間隔を適宜変更したり、 することができることはいうまでもないことである。
本発明により、触媒成分を含浸処理により付着させた触
媒担持素子を排気管に介装した排気ガスを処理すると
き、排気ガスは触媒担持素子を構成する耐熱金属線材相
互の僅かな隙間を迂回しながら通過することになる。即
ち、排気ガスは乱流を伴いながら触媒と十分に接触する
ことになり、排気ガス中の有害成分は効率よく酸化還元
反応により浄化される。同時に排気ガス中に含まれるカ
ーボン粒子などの固体微粒子も各線材に衝突して落下す
るか、あるいは、各線材表面に一旦付着するが、線材の
配設方向が上下方向であり、かつ下端が自由端となって
いることから、エンジンや路面からの振動や線材同士の
接触により簡単に落下する。本発明の内燃機関の排気ガ
ス浄化装置においては、前記のようにして落下する固体
微粒子を堆積させる堆積室を設けたり、あるいは堆積し
た固体微粒子を加熱焼却等により処理する処理室を設け
たりすることができる。
媒担持素子を排気管に介装した排気ガスを処理すると
き、排気ガスは触媒担持素子を構成する耐熱金属線材相
互の僅かな隙間を迂回しながら通過することになる。即
ち、排気ガスは乱流を伴いながら触媒と十分に接触する
ことになり、排気ガス中の有害成分は効率よく酸化還元
反応により浄化される。同時に排気ガス中に含まれるカ
ーボン粒子などの固体微粒子も各線材に衝突して落下す
るか、あるいは、各線材表面に一旦付着するが、線材の
配設方向が上下方向であり、かつ下端が自由端となって
いることから、エンジンや路面からの振動や線材同士の
接触により簡単に落下する。本発明の内燃機関の排気ガ
ス浄化装置においては、前記のようにして落下する固体
微粒子を堆積させる堆積室を設けたり、あるいは堆積し
た固体微粒子を加熱焼却等により処理する処理室を設け
たりすることができる。
更に、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置において
は、多数の耐熱金属線剤から構成される触媒担持阻止に
付着した固体微粒子を強制的に落下させる手段を採用す
ることができる。これは触媒担持素子に付着した排気微
粒子を強制的に落下させて背圧の上昇、排気抵抗の増
加、触媒効率の低下を防止するもので、例えば、 ● 触媒担持素子の束縛端上部及び／又は背面から圧縮
空気をブローする構成のもので、ブローする為のチャー
ジングタンクや制御バルブからなるもの、 ● 触媒担持素子に強制的に揺動や振動を与えるもの、 などにより強制的に付着した排気微粒子を落下させても
よい。
は、多数の耐熱金属線剤から構成される触媒担持阻止に
付着した固体微粒子を強制的に落下させる手段を採用す
ることができる。これは触媒担持素子に付着した排気微
粒子を強制的に落下させて背圧の上昇、排気抵抗の増
加、触媒効率の低下を防止するもので、例えば、 ● 触媒担持素子の束縛端上部及び／又は背面から圧縮
空気をブローする構成のもので、ブローする為のチャー
ジングタンクや制御バルブからなるもの、 ● 触媒担持素子に強制的に揺動や振動を与えるもの、 などにより強制的に付着した排気微粒子を落下させても
よい。
（実施例） 次に、本発明の実施例を図面に基づいて更に詳しく説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例のものに限定されない。
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例のものに限定されない。
第１図は本発明の第一実施例に係る内燃機関の排気ガス
浄化装置の断面図であり、第２図はエンジン、排気系統
における本発明になる内燃機関の排気ガス浄化装置の位
置づけを示すものである。また、第３図は本発明の第二
実施例に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の断面図であ
る。
浄化装置の断面図であり、第２図はエンジン、排気系統
における本発明になる内燃機関の排気ガス浄化装置の位
置づけを示すものである。また、第３図は本発明の第二
実施例に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の断面図であ
る。
第一図において、（１）は排気管の途中に介装され、内
部を排気ガス流通路（２）とする筒状のケーシングであ
り、（４）は多数のステンレス線材（３）を相互に隙間
を有するように毛足長さ80m/m、厚さ13m/mに密集させた
触媒担持素子（41,42……45）である。該触媒担持素子
（４）は、束縛端（５）を上方に、自由端（６）を下方
となる姿勢に、10m/m間隔をもって配設され、かつ素子
（41），（42）は線径φ0.5m/mの線材（３）をピッチ6m
/m、高さ2m/mに波打加工を施し密度約4.5kg/m3に密集さ
せ、素子（43），（44），（45）は線径φ0.3m/mの線材
（３）をピッチ5m/m、高さ2m/mの波打加工を施し密度約
4.7kg/m3に密集させて構成したものでぁる。
部を排気ガス流通路（２）とする筒状のケーシングであ
り、（４）は多数のステンレス線材（３）を相互に隙間
を有するように毛足長さ80m/m、厚さ13m/mに密集させた
触媒担持素子（41,42……45）である。該触媒担持素子
（４）は、束縛端（５）を上方に、自由端（６）を下方
となる姿勢に、10m/m間隔をもって配設され、かつ素子
（41），（42）は線径φ0.5m/mの線材（３）をピッチ6m
/m、高さ2m/mに波打加工を施し密度約4.5kg/m3に密集さ
せ、素子（43），（44），（45）は線径φ0.3m/mの線材
（３）をピッチ5m/m、高さ2m/mの波打加工を施し密度約
4.7kg/m3に密集させて構成したものでぁる。
各線材（３）の表面には、γーアルミナからなる多孔質
のコーティング層が形成され、このコーティング層に白
金、パラジウム、ロジウム等の触媒成分を含浸、付着さ
せた。
のコーティング層が形成され、このコーティング層に白
金、パラジウム、ロジウム等の触媒成分を含浸、付着さ
せた。
第３図に示される本発明の第二実施例に係る内燃機関の
排気ガス浄化装置においては、ケーシング（１）の下部
で線材（３）の自由端（６）側にカーボン粒子などの排
気微粒子用の集積室（７）が設けられており、ここに集
積された排気微粒子は別途設けられた排気微粒子処理装
置（８）により適宜、燃焼等により処理される。
排気ガス浄化装置においては、ケーシング（１）の下部
で線材（３）の自由端（６）側にカーボン粒子などの排
気微粒子用の集積室（７）が設けられており、ここに集
積された排気微粒子は別途設けられた排気微粒子処理装
置（８）により適宜、燃焼等により処理される。
本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置は、触媒の担持素
子を耐熱性金属線材をもって相互に僅かな隙間を有する
ように密集させ、かつ排気の流れ方向に対して略直交す
るように配設されているので、排気ガスが線材相互の僅
かな隙間を迂回しながら、即ち、乱流状態で通過するた
め、触媒の接触効率が良く、排気ガスの浄化反応を完全
なものとすることができる。
子を耐熱性金属線材をもって相互に僅かな隙間を有する
ように密集させ、かつ排気の流れ方向に対して略直交す
るように配設されているので、排気ガスが線材相互の僅
かな隙間を迂回しながら、即ち、乱流状態で通過するた
め、触媒の接触効率が良く、排気ガスの浄化反応を完全
なものとすることができる。
また、排気ガス中に含まれるカーボン等の固体微粒子も
線材と衝突して落下し、特に下部端を自由端とした構造
により一旦付着しても僅かな振動等により落下し、触媒
担持表面に滞積することがないため、触媒作用の効率低
下で防止がされるとともに、排気ガスの通過断面積の減
少による背圧の上昇、排気抵抗の増加、そしてこれに伴
うエンジン性能の低下を招くことがない。
線材と衝突して落下し、特に下部端を自由端とした構造
により一旦付着しても僅かな振動等により落下し、触媒
担持表面に滞積することがないため、触媒作用の効率低
下で防止がされるとともに、排気ガスの通過断面積の減
少による背圧の上昇、排気抵抗の増加、そしてこれに伴
うエンジン性能の低下を招くことがない。
更に、本発明の排気ガス浄化装置は、従来のセラミック
系コンバータにみられる極めて高価なセラミックモノリ
ス等の耐熱材料を不用とすること、また、セラミックー
材脆さや小さな熱膨張係数に帰因する熱応力により破壊
から保護するために使用される耐熱耐食性を持った高価
なクッション材を不用とすることができる。
系コンバータにみられる極めて高価なセラミックモノリ
ス等の耐熱材料を不用とすること、また、セラミックー
材脆さや小さな熱膨張係数に帰因する熱応力により破壊
から保護するために使用される耐熱耐食性を持った高価
なクッション材を不用とすることができる。
第１図は本発明になる第一実施例の内燃機関の排気ガス
浄化装置の断面図であり、第２図はエンジン、排気系統
における本発明になる内燃機関の排気ガス浄化装置の位
置づけを示す図であり、第３図は本発明になる第二実施
例の排気ガス浄化装置の断面図である。 （１）……ケーシング、（２）……排気ガス流通路 （３）……線材 （４），（41），（42）……触媒担持素子 （５）……束縛端、（６）……自由端
浄化装置の断面図であり、第２図はエンジン、排気系統
における本発明になる内燃機関の排気ガス浄化装置の位
置づけを示す図であり、第３図は本発明になる第二実施
例の排気ガス浄化装置の断面図である。 （１）……ケーシング、（２）……排気ガス流通路 （３）……線材 （４），（41），（42）……触媒担持素子 （５）……束縛端、（６）……自由端
Claims (4)
- 【請求項１】排気ガス流通路に介装されるケーシング内
に、表面に触媒を担持した多数の耐熱金属線材を、排気
ガスの流れに対し略直交する方向に上部端を束縛端と
し、下部端を自由端とするように密集させて配設してな
ることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】排気ガスの流れに対し略直交する方向に沿
って密集させた線材において、その線径を順次細く及び
／又は密集密度が高くなるように構成したものである特
許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置。 - 【請求項３】線材を層状に間隔を設けて多層状に配設し
たものである特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の
排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】耐熱金属線材が波打加工されたものである
特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170896A JPH0713445B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170896A JPH0713445B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6415419A JPS6415419A (en) | 1989-01-19 |
| JPH0713445B2 true JPH0713445B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=15913330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62170896A Expired - Fee Related JPH0713445B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713445B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472903A (ja) * | 1990-07-13 | 1992-03-06 | Victor Co Of Japan Ltd | 低音増強回路 |
| JP2006144689A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス浄化装置 |
-
1987
- 1987-07-10 JP JP62170896A patent/JPH0713445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6415419A (en) | 1989-01-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |