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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- JP2548499Y2 JP2548499Y2 JP1991019047U JP1904791U JP2548499Y2 JP 2548499 Y2 JP2548499 Y2 JP 2548499Y2 JP 1991019047 U JP1991019047 U JP 1991019047U JP 1904791 U JP1904791 U JP 1904791U JP 2548499 Y2 JP2548499 Y2 JP 2548499Y2
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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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