JP2012242149A - 排ガス浄化触媒の性能を評価する装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一端1a側から排ガスまたは模擬排ガスが導入される排ガス導入管1と、排ガス導入管よりも大きい径を有し、内部に排ガス浄化触媒3が収容される触媒収容管2と、排ガス導入管の他端1bと触媒収容管の一端2aとを接続する管接続部4と、排ガス導入管、管接続部および触媒収容管の外側に配置された加熱部5を備える。触媒収容管または管接続部の内部の排ガス浄化触媒から排ガス導入管側に間隔をあけた位置において、排ガス浄化触媒に対向して配置された、複数の通気孔を有する円形の多孔整流板7を備える。
【選択図】図1
Description
そして、NOX吸蔵還元触媒を備えた内燃機関は、リーンで運転を行い、この触媒の排ガス浄化性能が低下した場合に、運転状態を空燃比がストイキまたはリッチとなるように切り替えることで、リーン排ガス中のNOXの浄化を行っている。
あるいは、前記管接続部は、前記触媒収容管の内径に対応する直径を有し、前記触媒収容管の一端開口を封閉する円板状をなし、さらに、その中央には、前記排ガス導入管の内径に対応する直径の円形開口が設けられ、前記円形開口に前記排ガス導入管の他端が接続されていてもよい。
なお、本発明は、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置だけでなく、内燃機関の排気系に取り付けられる排ガス浄化装置にも適用可能である。
図1に示すように、本発明による排ガス浄化触媒の性能を評価する装置は、一端1a側から排ガスまたは模擬排ガスが導入される排ガス導入管1と、排ガス導入管1よりも大きい径を有し、内部に排ガス浄化触媒3が収容される触媒収容管2と、排ガス導入管1の他端1bと触媒収容管2の一端とを接続する管接続部4と、排ガス導入管1、管接続部4および触媒収容管2の外側に配置された加熱部5を備えている。
この実施例では、多孔整流板7は、触媒収容管2の入口近傍において、触媒収容管内を上下に仕切るように取り付けられるが、その代わりに、図2に示すように、ホルダー6の前端開口部に取り付けられていてもよい。
また、多孔整流板7は、この実施例のように触媒収容管2の内部に配置されていてもよいし、管接続部4の内部において、管接続部内を上下に仕切るように取り付けられていてもよい。
そして、図3に示すように、排ガス導入管1の出口1cから放出された排ガスまたは模擬排ガスGの一部は、多孔整流板7の通気孔を直接通過するが、残りの一部は多孔整流板7に一旦跳ね返され、それによって第1の空間8内に乱流が発生する。この乱流により、排ガス導入管1の出口1cから放出された排ガスまたは模擬排ガスGは、第1の空間8の中央部だけでなく周縁部にも均一に行き渡り、その後、多孔整流板7の通気孔を通って、多孔整流板7の全体にわたってほぼ一様な流速で第2の空間9内に放出される。
例えば、図4Aに示すように、多孔整流板7に、同一形状の複数の通気孔10が同心円状に設けられていてもよいし、図4Bに示すように、多孔整流板7の表面が、中央の円形領域11aとその外側の少なくとも1つの環状領域11bに区分され、一の領域11a;11bに属する通気孔12a;12bは全て同一形状を有するとともに、当該領域11a;11bが多孔整流板7の中心から遠ざかるほど、当該領域11a;11bに属する通気孔12a;12bの開口面積が大きくなるような構成であってもよい。
それによって、排ガス導入管1を短くすることができ、それによって加熱部5のサイズを小さくして、装置のさらなるコンパクト化とコストダウンを図ることが可能になる。
図7を参照して、この実施例では、管接続部4’は、触媒収容管2の内径に対応する直径を有し、触媒収容管2の一端開口を封閉する円板状をなしており、その中央には、排ガス導入管の内径に対応する直径の円形開口16が設けられ、この円形開口16に排ガス導入管1の他端1bが接続されている。
この実施例においても、図1に示した実施例の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。
(実施例)
図4Aに示した多孔整流板7を備え、図1と同じ構成を有する装置を製作し、実施例とした。なお、実験はいずれも触媒収容管2から触媒3を取り外した状態で行った。
なお、この装置の主要部の寸法は、以下のとおりである。
排ガス導入管1の内径=10mm
触媒収容管2の内径=58mm
排ガス導入管1の出口1cから多孔整流板7までの距離d1=31mm
多孔整流板7から触媒前面までの距離d2=20mm
多孔整流板7から触媒収容管2の下端までの長さd4=170mm
さらに、多孔整流板7の前方に距離d3=10mm隔てた、管中央の位置(図1中の点P1)と、管壁面付近の位置(図1中の点P2)に、ガス濃度を測定すべく、高速FID分析計を配置した。
(比較例)
実施例の装置から多孔整流板7を取り外したものを比較例とした。
実施例の装置において、模擬排ガス(N2ガスを30リットル/分)にリーン模擬排ガスとして、N2ガスを6リットル/分の割合で導入していた状態から、リッチ模擬排ガス(C3H6を1.2%含むN2ガス、6リットル/分)に切り替え、切り替え後の時間経過につれての、点P1および点P2のガス濃度の変化を測定した。
また、比較例の装置についても同様の条件下で測定を行った。
実施例の装置において、模擬排ガス(N2ガスを30リットル/分)にリーン模擬排ガス(N2ガス、6リットル/分)とリッチ模擬排ガス(C3H6を1.2%含むN2ガス、6リットル/分)とを、前者が0.7秒間、後者が0.4秒間となる割合で交互に切り替えて導入しながら、点P2のガス濃度の変化を測定した。
また、比較例の装置についても同様の条件下で測定を行った。
2 触媒収容管
3 排ガス浄化触媒
4 管接続部
5 加熱部
6 ホルダー
7 多孔整流板
8 第1の空間
9 第2の空間
10 通気孔
11a、11b 領域
12a、12b 通気孔
13 通気孔
14 ハニカム構造
15 サブパイプ
16 円形開口
20 排ガス導入管
21 排ガス浄化触媒
22 触媒収容管
23 テーパ管
G 模擬排ガスまたは排ガス
Claims (9)
- 排ガス浄化触媒の性能を評価する装置であって、
一端側から排ガスまたは模擬排ガスが導入される排ガス導入管と、
前記排ガス導入管よりも大きい径を有し、内部に前記排ガス浄化触媒が収容される触媒収容管と、
前記排ガス導入管の他端と前記触媒収容管の一端とを接続する管接続部と、
前記排ガス導入管、前記管接続部および前記触媒収容管の外側に配置された加熱部と、を備えたものにおいて、
前記触媒収容管または前記管接続部の内部の前記排ガス浄化触媒から前記排ガス導入管側に間隔をあけた位置において、前記排ガス浄化触媒に対向して配置された、複数の通気孔を有する円形の多孔整流板を備えたことを特徴とする装置。 - 前記多孔整流板は、同心円状に配列された同一形状の前記複数の通気孔を有していることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記多孔整流板の表面が、中央の円形領域とその外側の少なくとも1つの環状領域に区分され、一の前記領域に属する前記通気孔はすべて同一形状を有するとともに、前記領域が前記多孔整流板の中心から遠ざかるほど、当該領域に属する前記通気孔の開口面積が大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記通気孔は、スリット状であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記多孔整流板は、メッシュ板またはハニカム板からなっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記管接続部は、一端が前記排ガス導入管の他端に接続され、前記排ガス導入管との接続部から末広がり状にのびた後、他端が前記触媒収容管の一端に接続されたテーパ管状をなしていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の装置。
- 前記管接続部は、前記触媒収容管の内径に対応する直径を有し、前記触媒収容管の一端開口を封閉する円板状をなし、さらに、その中央には、前記排ガス導入管の内径に対応する直径の円形開口が設けられ、前記円形開口に前記排ガス導入管の他端が接続されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の装置。
- 排ガス導入管は、ベンチュリー管またはオリフィス管またはスタティックミキサーからなっていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の装置。
- 前記排ガス導入管の内部は、部分的にハニカム構造になっていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の装置。
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