JP2548499Y2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に関し、特に、排気ガスを浄化する触媒を最適温
度に制御する技術に関する。
化装置に関し、特に、排気ガスを浄化する触媒を最適温
度に制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関から排出される三成分
（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯx ）、環境汚染の問題から浄化する
ことが行われており、種々の対策が施されている。例え
ば、ガソリン車用の三元触媒方式では、排出ガス中の三
成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯx ）をＮ2 、ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏに
清浄化する三元触媒を使用するもので、混合気を理論空
燃比付近で燃焼させた時の排出ガスに三元触媒が最も有
効に働くため、その状態（理論空燃比）になるように、
空燃比フィードバックシステムでエンジンを制御するよ
うにしている。
（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯx ）、環境汚染の問題から浄化する
ことが行われており、種々の対策が施されている。例え
ば、ガソリン車用の三元触媒方式では、排出ガス中の三
成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯx ）をＮ2 、ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏに
清浄化する三元触媒を使用するもので、混合気を理論空
燃比付近で燃焼させた時の排出ガスに三元触媒が最も有
効に働くため、その状態（理論空燃比）になるように、
空燃比フィードバックシステムでエンジンを制御するよ
うにしている。
【０００３】近年、ディーゼルエンジンについても、排
気中のパーティキュレート等の未燃焼物質を低減するた
め、触媒を使用した排気ガス浄化装置が使用されつつあ
る（特開平−２５４２５１号公報等参照）。
気中のパーティキュレート等の未燃焼物質を低減するた
め、触媒を使用した排気ガス浄化装置が使用されつつあ
る（特開平−２５４２５１号公報等参照）。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なディーゼルエンジン用の排気浄化装置における触媒
は、排気ガス温度によって排気ガスの浄化作用が変化す
る。例えば、排気ガス温度が低い場合、未燃焼物質が浄
化できず、逆に高過ぎる場合には、排気ガス中のＳＯ2
を酸化する結果、サルフェート量が増加する。
なディーゼルエンジン用の排気浄化装置における触媒
は、排気ガス温度によって排気ガスの浄化作用が変化す
る。例えば、排気ガス温度が低い場合、未燃焼物質が浄
化できず、逆に高過ぎる場合には、排気ガス中のＳＯ2
を酸化する結果、サルフェート量が増加する。
【０００５】図８は触媒入口部の排気ガス温度と浄化性
能及びサルフェート量との関係を表す特性図であり、浄
化開始温度Ｔ1 以下では浄化できず、サルフェート生成
温度Ｔ2 以上では、サルフェート量が増加することが判
る。尚、従来、パーティキュレートトラップの再生装置
において、排気ガスをバーナやヒータ等の加熱手段を用
いて加熱する装置が知られている（実開昭６２−１８４
１２６号公報等参照）。
能及びサルフェート量との関係を表す特性図であり、浄
化開始温度Ｔ1 以下では浄化できず、サルフェート生成
温度Ｔ2 以上では、サルフェート量が増加することが判
る。尚、従来、パーティキュレートトラップの再生装置
において、排気ガスをバーナやヒータ等の加熱手段を用
いて加熱する装置が知られている（実開昭６２−１８４
１２６号公報等参照）。
【０００６】従って、上記の浄化装置においても、この
加熱装置を利用して排気ガスの低温時に該排気ガスを加
熱することが考えられるが、バーナやヒータ等を使用す
るので、エネルギー源が必要となり、走行燃費の悪化も
引き起こすという欠点がある。又、排気ガスが高温の時
には、該排気ガスを冷却することはできない。
加熱装置を利用して排気ガスの低温時に該排気ガスを加
熱することが考えられるが、バーナやヒータ等を使用す
るので、エネルギー源が必要となり、走行燃費の悪化も
引き起こすという欠点がある。又、排気ガスが高温の時
には、該排気ガスを冷却することはできない。
【０００７】そこで、本考案は以上のような従来の問題
点に鑑み、排気通路に蓄熱体としての低融点金属からな
る熱交換器を介装した簡単な構成により、触媒の排気ガ
ス浄化作用が良好で、サルフェート量が少ない最適な温
度に排気ガスを保持することを目的とする。
点に鑑み、排気通路に蓄熱体としての低融点金属からな
る熱交換器を介装した簡単な構成により、触媒の排気ガ
ス浄化作用が良好で、サルフェート量が少ない最適な温
度に排気ガスを保持することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本考案は、排
気通路に排気ガスを浄化する触媒を介装してなる内燃機
関の排気ガス浄化装置において、所定の高温度で溶解し
て排気ガスを冷却しかつ所定の低温度で凝固して排気ガ
スを加熱する蓄熱体としての低融点金属を備え、該低融
点金属と排気ガスとの間の相互熱交換作用により、該排
気ガスの加熱と冷却を選択的に行う熱交換器を、排気通
路の触媒上流側に介装した構成であって、前記低融点金
属は、前記熱交換器の本体内に配設されるケース内に充
填され、該充填状態でケース内に所定の空間部が形成さ
れる一方、排気ガス浄化開始温度をＴ1 、サルフェート
生成温度をＴ2 、低融点金属の融点をＴmpとしたとき、
Ｔ1 ＜Ｔmp＜Ｔ2 の関係とした。
気通路に排気ガスを浄化する触媒を介装してなる内燃機
関の排気ガス浄化装置において、所定の高温度で溶解し
て排気ガスを冷却しかつ所定の低温度で凝固して排気ガ
スを加熱する蓄熱体としての低融点金属を備え、該低融
点金属と排気ガスとの間の相互熱交換作用により、該排
気ガスの加熱と冷却を選択的に行う熱交換器を、排気通
路の触媒上流側に介装した構成であって、前記低融点金
属は、前記熱交換器の本体内に配設されるケース内に充
填され、該充填状態でケース内に所定の空間部が形成さ
れる一方、排気ガス浄化開始温度をＴ1 、サルフェート
生成温度をＴ2 、低融点金属の融点をＴmpとしたとき、
Ｔ1 ＜Ｔmp＜Ｔ2 の関係とした。
【０００９】
【作用】かかる構成において、内燃機関から排出された
排気ガスは排気通路を介して外部に排出され、排気通路
を通る際に、熱交換器、触媒の順にこれらに接触する。
ここで、熱交換器のケースに充填される蓄熱体は、所定
の温度で溶解して排気ガスを冷却しかつ所定の温度で凝
固して排気ガスを加熱する低融点金属で構成されている
から、排気ガスの温度が高くなると、低融点金属が溶解
し、そのときの溶解熱を排気ガスから奪う。このため、
排気ガスの温度は低下する。一方、排気ガスの温度が低
くなると、低融点金属が凝固し、そのときの凝固熱を排
気ガスに放出する。このため、排気ガスの温度が上昇す
る。
排気ガスは排気通路を介して外部に排出され、排気通路
を通る際に、熱交換器、触媒の順にこれらに接触する。
ここで、熱交換器のケースに充填される蓄熱体は、所定
の温度で溶解して排気ガスを冷却しかつ所定の温度で凝
固して排気ガスを加熱する低融点金属で構成されている
から、排気ガスの温度が高くなると、低融点金属が溶解
し、そのときの溶解熱を排気ガスから奪う。このため、
排気ガスの温度は低下する。一方、排気ガスの温度が低
くなると、低融点金属が凝固し、そのときの凝固熱を排
気ガスに放出する。このため、排気ガスの温度が上昇す
る。
【００１０】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本考案を詳
述する。図１において、内燃機関１の排気通路を構成す
る排気管２には排気ガスを浄化する触媒３を充填した触
媒装置４が介装されている。そして、排気管２の触媒装
置４の上流側には、所定の高温度で溶解して排気ガスを
冷却しかつ所定の低温度で凝固して排気ガスを加熱する
蓄熱体としての低融点金属を備え、該低融点金属と排気
ガスとの間の相互熱交換作用により、該排気ガスの加熱
と冷却を選択的に行う熱交換器９を備え、低融点金属と
排気ガスとの間の相互熱交換作用により、該排気ガスの
加熱と冷却を選択的に行う熱交換器６が介装される。
述する。図１において、内燃機関１の排気通路を構成す
る排気管２には排気ガスを浄化する触媒３を充填した触
媒装置４が介装されている。そして、排気管２の触媒装
置４の上流側には、所定の高温度で溶解して排気ガスを
冷却しかつ所定の低温度で凝固して排気ガスを加熱する
蓄熱体としての低融点金属を備え、該低融点金属と排気
ガスとの間の相互熱交換作用により、該排気ガスの加熱
と冷却を選択的に行う熱交換器９を備え、低融点金属と
排気ガスとの間の相互熱交換作用により、該排気ガスの
加熱と冷却を選択的に行う熱交換器６が介装される。
【００１１】ここで、蓄熱体は、融点が１５０〜３００
°Ｃの低融点金属１０、例えば、融点が２３２°Ｃのス
ズ、１５６°Ｃのインジウム、２１７°Ｃのセレン、２
７１°Ｃのビスマス、１８０°Ｃのリチウムからなる。
この低融点金属１０を、図１に示すように、予めケース
１１内に充填し、これを触媒３上流側の排気管２に介装
した熱交換器９の本体としてのハウジング１２内に配設
する。
°Ｃの低融点金属１０、例えば、融点が２３２°Ｃのス
ズ、１５６°Ｃのインジウム、２１７°Ｃのセレン、２
７１°Ｃのビスマス、１８０°Ｃのリチウムからなる。
この低融点金属１０を、図１に示すように、予めケース
１１内に充填し、これを触媒３上流側の排気管２に介装
した熱交換器９の本体としてのハウジング１２内に配設
する。
【００１２】この場合、図３〜図５に示すように、円筒
状、角筒状、楕円筒状に形成されたケース１１内にその
中心軸方向に沿う多数の管体１３を配設し、各管体１３
の両端部をケース１１の両端壁に支持すると共に該両端
面に開口させる。そして、ケース１１の一方の端面がハ
ウジング１２の排気ガス入口部１２ａ側に面し、他方の
端面がハウジング１２の排気ガス出口部１２ｂ側に面す
るように、該ケース１１をハウジング１２内に配設して
保持させる。
状、角筒状、楕円筒状に形成されたケース１１内にその
中心軸方向に沿う多数の管体１３を配設し、各管体１３
の両端部をケース１１の両端壁に支持すると共に該両端
面に開口させる。そして、ケース１１の一方の端面がハ
ウジング１２の排気ガス入口部１２ａ側に面し、他方の
端面がハウジング１２の排気ガス出口部１２ｂ側に面す
るように、該ケース１１をハウジング１２内に配設して
保持させる。
【００１３】尚、図に示すように、ケース１１内に低融
点金属１０を充填した状態において、該ケース１１内に
所定の空間部１４が形成されるようにする。この空間部
１４は真空にするか、空気、窒素等のガスを封入してお
く。又、ケース１１の外周面には断熱材１５を装着して
おく。次に、かかる構成の作用について説明する。
点金属１０を充填した状態において、該ケース１１内に
所定の空間部１４が形成されるようにする。この空間部
１４は真空にするか、空気、窒素等のガスを封入してお
く。又、ケース１１の外周面には断熱材１５を装着して
おく。次に、かかる構成の作用について説明する。
【００１４】内燃機関１から排出された排気ガスは排気
管２を介して外部に排出され、排気管２を通る際に、低
融点金属１０、触媒３の順にこれらに接触する。排気ガ
スが熱交換器９を通る時には、ハウジング１２の排気ガ
ス入口部１２ａからケース１１前端面の各管体１３開口
部から該各管体１３内に流入し、ケース１１後端面の各
管体１３開口部からハウジング１２の排気ガス出口部１
２ｂに至る。
管２を介して外部に排出され、排気管２を通る際に、低
融点金属１０、触媒３の順にこれらに接触する。排気ガ
スが熱交換器９を通る時には、ハウジング１２の排気ガ
ス入口部１２ａからケース１１前端面の各管体１３開口
部から該各管体１３内に流入し、ケース１１後端面の各
管体１３開口部からハウジング１２の排気ガス出口部１
２ｂに至る。
【００１５】ここで、排気ガスの温度が高くなると、低
融点金属１０が溶解し、そのときの溶解熱を排気ガスか
ら奪う。このため、排気ガスの温度は低下する。一方、
排気ガスの温度が低くなると、低融点金属１０が凝固
し、そのときの凝固熱を排気ガスに放出する。このた
め、排気ガスの温度が上昇する。従って、かかる作用の
繰り返しによって、排気ガスの温度を低融点金属１０の
融点Ｔmp付近の温度（例えば、スズであれば、２３２°
Ｃ）に保持することができ、常時触媒３にとって最適な
温度、即ち、触媒３の浄化作用が高く、サルフェート量
が少ない温度に保持することができる。
融点金属１０が溶解し、そのときの溶解熱を排気ガスか
ら奪う。このため、排気ガスの温度は低下する。一方、
排気ガスの温度が低くなると、低融点金属１０が凝固
し、そのときの凝固熱を排気ガスに放出する。このた
め、排気ガスの温度が上昇する。従って、かかる作用の
繰り返しによって、排気ガスの温度を低融点金属１０の
融点Ｔmp付近の温度（例えば、スズであれば、２３２°
Ｃ）に保持することができ、常時触媒３にとって最適な
温度、即ち、触媒３の浄化作用が高く、サルフェート量
が少ない温度に保持することができる。
【００１６】図６は車両の実走行時の時間経過に伴う触
媒３入口部の排気ガスの変移を示す特性図であり、従来
では、未燃焼物質を浄化できない浄化開始温度Ｔ1 以下
とサルフェート生成温度Ｔ2 以上の温度変化を生じる
が、本考案によると、触媒３入口部の温度をＴ1 とＴ2
の温度領域内に維持することができ、排気ガスの温度を
常時触媒３にとって最適な温度に維持することができる
ことが明らかであり、Ｔ1 ＜Ｔmp＜Ｔ2 となるように、
低融点金属１０を選択することにより、排気ガスの温度
の最適制御がより確実に行える。
媒３入口部の排気ガスの変移を示す特性図であり、従来
では、未燃焼物質を浄化できない浄化開始温度Ｔ1 以下
とサルフェート生成温度Ｔ2 以上の温度変化を生じる
が、本考案によると、触媒３入口部の温度をＴ1 とＴ2
の温度領域内に維持することができ、排気ガスの温度を
常時触媒３にとって最適な温度に維持することができる
ことが明らかであり、Ｔ1 ＜Ｔmp＜Ｔ2 となるように、
低融点金属１０を選択することにより、排気ガスの温度
の最適制御がより確実に行える。
【００１７】又、上記の構成においては、ケース１１内
に低融点金属１０を充填した状態において、該ケース１
１内に所定の空間部１４が形成されるようにしたから、
低融点金属１０の温度上昇に基づく膨張でケース１１が
破損するのを防止でき、低融点金属１０の外部への漏出
を効果的に防止できる。図７は蓄熱体として低融点金属
１０を採用した装置の他の実施例であり、排気管２の一
部外周面に熱効果を促進する伝熱フィン１６を設けると
共に、該伝熱フィン１６を設けた排気管２の一部外周面
を空間を介して取り囲むケース１７を設け、該ケース１
７内に低融点金属１０を充填する。この場合、ケース１
７内に低融点金属１０を充填した状態において、該ケー
ス１７内に所定の空間部１８が形成されるようにし、該
空間部１８を真空にするか、空気、窒素等のガスを封入
しておく。又、ケース１７の外周面には断熱材１９を装
着しておく。
に低融点金属１０を充填した状態において、該ケース１
１内に所定の空間部１４が形成されるようにしたから、
低融点金属１０の温度上昇に基づく膨張でケース１１が
破損するのを防止でき、低融点金属１０の外部への漏出
を効果的に防止できる。図７は蓄熱体として低融点金属
１０を採用した装置の他の実施例であり、排気管２の一
部外周面に熱効果を促進する伝熱フィン１６を設けると
共に、該伝熱フィン１６を設けた排気管２の一部外周面
を空間を介して取り囲むケース１７を設け、該ケース１
７内に低融点金属１０を充填する。この場合、ケース１
７内に低融点金属１０を充填した状態において、該ケー
ス１７内に所定の空間部１８が形成されるようにし、該
空間部１８を真空にするか、空気、窒素等のガスを封入
しておく。又、ケース１７の外周面には断熱材１９を装
着しておく。
【００１８】かかる実施例においても、排気ガスの温度
を低融点金属１０の融点Ｔmp付近の温度に保持すること
ができ、常時触媒３にとって最適な温度に保持すること
ができる。尚、以上のように、特定の実施例を参照して
本考案を説明したが、本考案はこれに限定されるもので
はなく、当該技術分野における熟練者等により、本考案
に添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱すること
なく、種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意す
べきである。
を低融点金属１０の融点Ｔmp付近の温度に保持すること
ができ、常時触媒３にとって最適な温度に保持すること
ができる。尚、以上のように、特定の実施例を参照して
本考案を説明したが、本考案はこれに限定されるもので
はなく、当該技術分野における熟練者等により、本考案
に添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱すること
なく、種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意す
べきである。
【００１９】
【考案の効果】以上説明したように本考案は、蓄熱体と
しての低融点金属と排気ガスとの間の相互熱交換作用に
より、該排気ガスの加熱と冷却を選択的に行う熱交換器
を、排気通路の触媒上流側に介装するようにしたから、
排気ガスの温度を常時触媒にとって最適な温度に維持す
ることができ、サルフェート量を小さく抑えつつ、未燃
焼物質の浄化作用を向上することができ、特に、エネル
ギー源も不要で、走行燃費の悪化も生じないという利点
があり、特に、本考案によると、触媒入口部の温度を排
気ガス浄化開始温度Ｔ1 とサルフェート生成温度Ｔ2 の
温度領域内に維持することができ、排気ガスの温度を常
時触媒にとって最適な温度に維持することができること
が明らかであり、Ｔ1 ＜Ｔmp＜Ｔ2 となるように、低融
点金属を選択することにより、排気ガスの温度の最適制
御がより確実に行える利点があり、熱交換器のケース内
に低融点金属を充填した状態において、該ケース内に所
定の空間部が形成されるようにしたから、低融点金属の
温度上昇に基づく膨張でケースが破損するのを防止で
き、低融点金属の外部への漏出を効果的に防止できる。
しての低融点金属と排気ガスとの間の相互熱交換作用に
より、該排気ガスの加熱と冷却を選択的に行う熱交換器
を、排気通路の触媒上流側に介装するようにしたから、
排気ガスの温度を常時触媒にとって最適な温度に維持す
ることができ、サルフェート量を小さく抑えつつ、未燃
焼物質の浄化作用を向上することができ、特に、エネル
ギー源も不要で、走行燃費の悪化も生じないという利点
があり、特に、本考案によると、触媒入口部の温度を排
気ガス浄化開始温度Ｔ1 とサルフェート生成温度Ｔ2 の
温度領域内に維持することができ、排気ガスの温度を常
時触媒にとって最適な温度に維持することができること
が明らかであり、Ｔ1 ＜Ｔmp＜Ｔ2 となるように、低融
点金属を選択することにより、排気ガスの温度の最適制
御がより確実に行える利点があり、熱交換器のケース内
に低融点金属を充填した状態において、該ケース内に所
定の空間部が形成されるようにしたから、低融点金属の
温度上昇に基づく膨張でケースが破損するのを防止で
き、低融点金属の外部への漏出を効果的に防止できる。
【図１】 本考案に係る内燃機関の排気浄化装置の一実
施例を示すシステム図
施例を示すシステム図
【図２】 同上の実施例における熱交換器の断面図
【図３】 図２中Ａ−Ａ矢視断面図
【図４】 図２中Ａ−Ａ矢視断面図
【図５】 図２中Ａ−Ａ矢視断面図
【図６】 時間経過に伴う触媒入口部の排気ガスの変移
を示す特性図
を示す特性図
【図７】 更に他の実施例における熱交換器の断面図
【図８】 触媒入口部の排気ガス温度と浄化性能及びサ
ルフェート量との関係を表す特性図
ルフェート量との関係を表す特性図
１ 内燃機関 ２ 排気管 ３ 触媒 ９ 熱交換器 １０ 低融点金属 １１ ケース １２ ハウジング
Claims (1)
- 【請求項１】 排気通路に排気ガスを浄化する触媒を介
装してなる内燃機関の排気ガス浄化装置において、所定の高温度で溶解して排気ガスを冷却しかつ所定の低
温度で凝固して排気ガスを加熱する蓄熱体としての低融
点金属を備え、該低融点金属と 排気ガスとの間の相互熱
交換作用により、該排気ガスの加熱と冷却を選択的に行
う熱交換器を、排気通路の触媒上流側に介装した構成で
あって、 前記低融点金属は、前記熱交換器の本体内に配設される
ケース内に充填され、該充填状態でケース内に所定の空
間部が形成される一方、 排気ガス浄化開始温度をＴ 1 、サルフェート生成温度を
Ｔ 2 、低融点金属の融点をＴ mp としたとき、Ｔ 1 ＜Ｔ mp
＜Ｔ 2 の関係とした ことを特徴とする内燃機関の排気ガ
ス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991019047U JP2548499Y2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991019047U JP2548499Y2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116619U JPH04116619U (ja) | 1992-10-19 |
| JP2548499Y2 true JP2548499Y2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=31905407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991019047U Expired - Fee Related JP2548499Y2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548499Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005076454A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Aisin Takaoka Ltd | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| JP2008115775A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
| JP7159553B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2022-10-25 | 株式会社豊田中央研究所 | 排気浄化装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979025A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-08 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気ガス浄化装置 |
| JPS61123818U (ja) * | 1985-01-22 | 1986-08-04 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP1991019047U patent/JP2548499Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04116619U (ja) | 1992-10-19 |
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