JPH08505U - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 低温側気体流路に触媒が固定された熱交換器
２１の高温側気体流路に内燃機関２の高温排気を導入
し、高温側気体流路を出た排気を吸着装置２２に導き、
吸着装置２２を出た排気を熱交換器２１の低温側気体流
路に導き、該低温側気体流路に固定された触媒で排気を
処理するように構成された排気浄化装置。 【効果】 始動時において吸着装置入り口排気温度が低
下し吸着剤による有害ガス吸着の効率が向上すると同時
に、触媒の温度上昇が早くなって触媒活性が速やかに発
現するので、少量の吸着剤で有害ガスの排出を防止する
ことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ほとんどすべての内燃機関は、その型式や燃料による相違はあるものの、炭酸 ガスや水蒸気以外に種々の有害ガスを排出する。有害ガスの排出は、機関始動時 の、シリンダ温度の低い段階で特に多いので、なんらかの排気浄化処理が必要で ある。

【０００３】 たとえばメタノールを燃料とするディーゼルエンジンにおいては、メタノール の不完全燃焼により発生したホルムアルデヒドその他種々の有機物が排気に含ま れて排出される。このうちホルムアルデヒドは、悪臭があるだけでなく人体に有 害でもあるから、そのまま大気中に放出することは好ましくない。そこで、白金 、パラジウム、コバルト、ニッケルなどの貴金属からなる触媒を用いてホルムア ルデヒドその他の有機物を酸化分解してから大気中に放出することがまず考えら れた。しかしながら、貴金属触媒はその活性を発揮するのに約２００℃以上の高 温を必要とするので、冷え切ったエンジンを始動させた直後の暖機運転時のよう に排気温度が１００℃に達しない場合は、ほとんど効果がない。加えて、エンジ ン温度が低い間はホルムアルデヒドや未燃焼メタノール等、有機物の排出量が特 に多いから、触媒による排気処理を行なっても暖機運転中の排気の汚染度はきわ めて高い。

【０００４】 触媒処理における上述のような問題点を解決するため、実開昭６２-５８２０ 号、実開昭６２-１０２２３号等の考案では触媒装置と内燃機関との間の排気通 路に吸着装置を配置し、エンジン始動後触媒が活性を示すまでの間に排出される ホルムアルデヒド、メタノール等を吸着剤に吸着させるようにしている。吸着剤 に吸着されたホルムアルデヒド等は排気温度の上昇に伴い脱着されるが、その頃 には触媒も十分高温になり、有機物分解能を示すようになっているから、暖機運 転中もその後も、高濃度汚染排気の大気中放出は回避される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、吸着装置を触媒装置の前段に装着した排気浄化装置においては 吸着装置の熱容量と表面放熱による排気温度の低下があるため、始動時における 触媒装置入り口排気温度は吸着装置が無い場合よりも上昇が遅れることになる。 したがって、触媒が活性を示す温度になるまで有害ガスを保持する役割の吸着装 置が一面では触媒の温度上昇を遅らせて触媒装置の立ち上がりを遅らせるという 不都合がある。

【０００６】 本考案の目的は、上述の問題点を解決し、触媒がより短時間で活性を示すよう に改良した排気浄化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成することに成功した本考案は、内燃機関の排気通路に設置され て排気を処理する触媒装置、および該触媒装置との間の排気通路に設置されて排 気を処理する吸着装置を有する排気浄化装置において、触媒装置として熱交換器 の低温側気体流路に触媒を固定したものを用い、内燃機関から吸着装置に流れる 排気を上記熱交換器の高温側気体流路に流すようにしたことを特徴とするもので ある。

【０００８】

【作用】

本考案の排気浄化装置は、内燃機関の排気がまず熱交換器の高温側気体流路を 通ってから吸着装置に入り、次いで熱交換器の低温側気体流路（触媒が固定され ている）を通過し、その後、マフラーを経由して大気中に放出されるように、内 燃機関の排気管に接続される。

【０００９】 熱交換器においては、内燃機関から出た直後の高温排気と吸着剤処理ずみ低温 排気との間の熱交換が行われる。この結果、始動時において、熱交換器の無い従 来の排気浄化装置に比べると吸着装置入り口排気温度が低下し、吸着剤による有 害ガス吸着はより効率よく行われるようになる。また、高温排気からの熱が熱交 換器の伝熱壁を経由して直接触媒に伝えられるから、触媒は短時間で作用温度ま で加熱されて活性を発揮するようになる。

【００１０】 本考案の排気浄化装置に用いる吸着剤および触媒に制限は無く、内燃機関の型 式および燃料の種類に応じて任意に選定することができる。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案実施例である排気浄化装置２０の使用状態を示す。排気浄化装置 ２０は触媒装置である熱交換器２１および吸着装置２２からなり、ディーゼルエ ンジン２の排気口３とマフラー４の間に接続される。熱交換器２１はその高温側 気体流路入り口２３が管路２４により排気口３に、また出口２５が管路２６によ り吸着装置２２の入り口２７に、それぞれ接続されている。熱交換器２１の低温 側気体流路は、入り口２８が管路２９により吸着装置２２の出口３０に接続され 、出口３１が管路３２によりマフラー４に接続されている。触媒は熱交換器２１ の低温側気体流路に固着されている。

【００１２】 上記接続に基づき、ディーゼルエンジン２の排気は 熱交換器２１の高温側気体流路→吸着装置２２→熱交換器２１の触媒付き低温側 気体流路→マフラー４ の順に流れて大気中に放出される。

【００１３】 排気口３から出た直後の高温排気の熱は熱交換器２１の伝熱壁を経由して低温 側気体流路内の触媒に伝えられる。これにより、始動時における触媒の温度上昇 は熱交換器２１が無い場合よりもはるかに早くなって速やかに触媒活性が発現す る。吸着装置２２には熱交換器２１を通って温度が低下した排気が入るので、吸 着剤の温度上昇は遅れ、長時間、吸着に有利な温度条件が保たれる。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は上述のように内燃機関の排気がまず熱交換器の高温側気体流路を通っ てから吸着装置に入り、次いで熱交換器の低温側気体流路に入ってそこで触媒処 理を受けるようにし、それにより、吸着装置に入る前の高温の内燃機関排気と低 温の吸着剤処理ずみ排気や触媒との間で熱交換が行われるようにしたものである から、始動時において、熱交換器の無い従来の排気浄化装置よりも吸着装置入り 口排気温度が低下し、吸着剤による有害ガス吸着の効率がよくなると共に、触媒 の温度上昇が早くなり、触媒が速やかに活性を発揮するようになる。

【００１５】 したがって、本考案によれば機関始動時の排気浄化が確実になることはもちろ ん、吸着装置の吸着容量を従来の装置よりも小さくすることができ、それが吸着 装置の熱容量減少をもたらして触媒装置の立ち上がりを一層早くするという顕著 な効果が奏されるのである。

【提出日】平成６年５月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】

【実施例】

図１は本考案実施例である排気浄化装置１がディーゼルエンジン２の排気口３ とマフラー４の間に接続された使用状態を示す。排気浄化装置１は、触媒装置で もある熱交換器５および吸着装置６からなる。熱交換器５ はその高温側気体流路 ７ の入り口８が管路９により排気口３に、また出口１０が管路１１により吸着装 置６の入り口１２に、それぞれ接続されている。熱交換器５の低温側気体流路１ ３ は、入り口１４が管路１５により吸着装置６の出口１６に接続され、出口１７ が管路１８によりマフラー４に接続されている。触媒は熱交換器５の低温側気体 流路１３に固着されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 上記接続に基づき、ディーゼルエンジン２の排気は 熱交換器５の高温側気体流路７→吸着装置６→熱交換器５の触媒付き低温側気体 流路１３→マフラー４ の順に流れて大気中に放出される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】 排気口３から出た直後の高温排気の熱は熱交換器５の伝熱壁を経由して低温側 気体流路１３内の触媒に伝えられる。これにより、始動時における触媒の温度上 昇は熱交換器５が無い場合よりもはるかに早くなって速やかに触媒活性が発現す る。吸着装置６には熱交換器５を通って温度が低下した排気が入るので、吸着剤 の温度上昇は遅れ、長時間、吸着に有利な温度条件が保たれる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】 したがって、本考案によれば機関始動時の排気浄化が確実になることはもちろ ん、吸着装置に必要な吸着容量すなわち吸着剤の量を従来の装置よりも減らすこ とが可能になり、それにより吸着装置の熱容量を小さくして触媒装置の立ち上が りを一層早くすることができるという相乗効果がある。さらに、必要な吸着剤の 量を減らせることは排気系における圧力損失を小さくするという効果をもたらす 。排気が吸着装置を通過することによる圧力損失は暖気運転中に限られるもので はなく、定常運転時も避けられないものであるから、圧力損失が小さいことは排 気浄化装置装着にともなう内燃機関の出力低下を最小限度にする上で大きな意味 を持つのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案実施例を示す略図

【符号の説明】

２：ディーゼルエンジン ２０：本考案の排気浄化装置 ２１：熱交換器 ２２：吸着装置 ２３：高温側気体流路入り口 ２５：高温側気体流路出口 ２８：低温側気体流路入り口 ３１：低温側気体流路出口

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月２７日

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １：本考案の排気浄化装置 ２：ディーゼルエンジン ３：ディーゼルエンジン２の排気口 ４：マフラー ５：熱交換器 ６：吸着装置 ７：高温側気体流路 13：低温側気体流路

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｄ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設置されて排気を
   処理する触媒装置、および該触媒装置と内燃機関との間
   の排気通路に設置されて排気を処理する吸着装置を有す
   る排気浄化装置において、触媒装置として熱交換器の低
   温側気体流路に触媒を固定したものを用い、内燃機関か
   ら吸着装置に流れる排気を上記熱交換器の高温側気体流
   路に流すようにしたことを特徴とする内燃機関の排気浄
   化装置。