JP2618764B2 - 内燃機関の排気浄化方法及び装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の発電
機、産業機械等の原動機として用いられ、短い排気系を
もつ内燃機関の排気浄化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】三元触媒を用いる排気浄化装置は、従来
自動車において一般的に使用されているが、該排気浄化
装置は、Ｏ2センサを用いて空燃比を理論空燃比即ちＡ
／Ｆ＝１４．６近傍に高精度に制御する内燃機関におい
ては効果的に作動するが、空燃比を高精度に制御しない
内燃機関においては、充分にその能力を発揮することが
できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、三元触媒を
有効に利用して簡単な手段で排気を浄化することを課題
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明における前記課題
を解決するための方法は、排気通路中に三元触媒を担体
に保持させた触媒体を設置して排気成分の還元及び酸化
を行なわせる内燃機関の排気浄化方法において、排気通
路を大気に開放する流出管の内部の出口近くに前記触媒
体を配置し、内燃機関をリッチ領域で運転し、該触媒体
の前部で還元反応を生じさせ、後部で排気の脈動により
大気を間欠的に該触媒体中に導入しながら酸化反応を生
じさせることを特徴とするものであり、該方法を実施す
るための装置は、ケース内に設けた一以上の膨張室と、
内燃機関の排気を膨張室の一つに流入させる流入管と、
膨張室の一つから排気を大気中に流出させる流出管とを
備える消音器を有し、リッチ領域で運転される内燃機関
において、該流出管の出口近傍に三元触媒を担体に保持
した触媒体を装着したことを特徴とする。
【０００５】
【作用】前記の各手段において、内燃機関がリッチ領域
で運転されるため、触媒体の上流側ではＯ2が過少で還
元雰囲気になりＮＯｘの還元作用が良好に行なわれる。
そして触媒体の下流側では排気の脈動により、流出管の
出口から大気の逆流と排気の流出が交互に行なわれ、Ｈ
Ｃ、ＣＯの酸化が良好に行なわれる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施するための手段を図面と
共に説明する。図１において１は内燃機関、２は排気浄
化装置をもつ消音器で、該消音器２は、隔壁４、５によ
り３個の膨張室６、７、８に分割され、膨張室６には流
入管９から絞り管１０、減衰管１１を経て排気が流入す
るようにされ、該膨張室６からは絞りをもつ連通管１
２、１３を介して膨張室７、８に順次流れる。最後の膨
張室８には、該膨張室８を大気に連通する流出管１４が
設けられ、その上流側に絞り管１５が内設され、下流側
の拡径部１４ａ内には触媒体１６が内設されている。各
連通管の内面には、連通管１１に１１ａで示すように内
側層に多数の***を設けて音の減衰を行なわせることが
好ましい。
【０００７】前記触媒体１６は、ハニカム形のメタル担
体に酸化触媒としてのＰt又はＰd、還元触媒としてのＲ
hを夫々付着させたものであり、上流側にはＲhの比率を
大にし下流側ではＰt又はＰdの比率を大にしてある。ま
た、該触媒体１６は、その下流端が流出管１４の出口１
４ｂの近くにあるように配置されており、排気の脈動に
伴い、負圧発生時に大気が出口１４ｂから吸入され、触
媒体１６の下流側に流入して酸化作用を促進させる。
【０００８】この実施例において、内燃機関１は触媒体
１６における浄化作用を良好にするためにリッチ領域で
運転され、未燃成分のやや多い排気が消音器２に導入さ
れ、周知のように絞り通路と膨張室を通過し、更に触媒
体１６中を通過するうちに騒音及び脈動エネルギはかな
り減少すると共に還元触媒と未燃成分によるＮＯｘの還
元作用が行なわれる。しかし、触媒体１６が出口１４ｂ
に近いことにより、その下流側には間欠的に空気が吸引
されて酸化触媒と共働して未燃成分の酸化が行なわれ、
浄化された排気が排出される。
【０００９】図２、図３の実施例は、２個の膨張室をも
つ消音器２０に触媒を設置した例を示すもので、消音器
２０は、三角底の半部２１ａ、２１ｂと２枚の隔壁２２
をかしめ部２１ｃで合体してなるケース２１で膨張室２
３、２４を形成し、該ケース２１に先端を閉じた流入管
２５を貫通固定し、流入口２５ａを膨張室２３内に開口
し、両膨張室２３、２４を隔壁２２の開口２２ａで連通
したものである。
【００１０】２６は触媒ケースで２枚の隔壁２２の一部
を両側に膨張させて形成してなるものであり、Ｌ形の流
入部２７とその長辺からのびる流出管２８が一体に形成
され、流入部２７の膨張室２４側の一面には多数の***
２７ａが穿設され、流出管２８の端末がケース２１の外
部に突出して出口２９となっている。
【００１１】この触媒ケース２６内には、流入部２７の
***２７ａの内側部から出口２９に亘って触媒体３０が
封入されており、該触媒体３０は、触媒ケース２６の内
部形状に一致する形状の発泡メタル製の担体に、前記の
ようにＰt又はＰdとＲhを付着させたものであり、ケー
ス内の排気は、多数の***２７ａから触媒体３０内に流
入し出口２９から大気中に流出する。前記実施例と同様
に内燃機関１はリッチ領域で運転され、その排気は、触
媒体３０の上流側で還元作用を受け、下流側で酸化作用
を受けるが、排気の脈動により出口２９からは間欠的に
触媒体３０内に空気が吸入されて該酸化作用を促進させ
る。
【００１２】前記流出管１４又は２８内の排気脈動に伴
う大気の流入による排ガス希釈比は、該管内が空のとき
は図４に示すように出口１４ｂ又は２９近くにおいては
２．５倍以上の希釈比をもつ。したがって触媒体１６又
は３０を該出口近くの適宜位置まで配置することにより
所望の酸化作用を行なわせることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明は、排気の流出管の
内部の出口近くに触媒体を配置し、排気脈動によって触
媒体の下流部に大気を導入し、リッチ領域の空燃比で機
関を運転してその排気を該触媒体により処理させるよう
にしたから、触媒体の上流部では還元触媒と未燃成分に
より還元反応が促進され、下流部分では酸化触媒と脈動
で逆流した空気によって酸化反応が促進され、排気は良
好に浄化される。
【００１４】したがって、Ｏ2センサを用いた高精度の
空燃比制御手段を使用しなくても良好な排気の浄化を行
なうことができるから、構造簡単で安価に作ることがで
きる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の断面図
【図２】 他の実施例を示す断面図
【図３】 第２図のIII−III線断面図
【図４】 作用説明図
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２、２０ 消音器 ６、７、８、２２ 膨張室 １４、２７
流出管 １４ｂ、２９ 出口 １６、３０ 触媒
体

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気通路中に三元触媒を担体に保持させ
    た触媒体を設置して排気成分の還元及び酸化を行なわせ
    る内燃機関の排気浄化方法において、排気通路を大気に
    開放する流出管の内部の出口近くに前記触媒体を配置
    し、内燃機関をリッチ領域で運転し、該触媒体の前部で
    還元反応を生じさせ、後部で排気の脈動により大気を間
    欠的に該触媒体中に導入しながら酸化反応を生じさせる
    ことを特徴とする、内燃機関の排気浄化方法。
  2. 【請求項２】 ケース内に設けた一以上の膨張室と、内
    燃機関の排気を膨張室の一つに流入させる流入管と、膨
    張室の一つから排気を大気中に流出させる流出管とを備
    える消音器を有し、リッチ領域で運転される内燃機関に
    おいて、該流出管の出口近傍に三元触媒を担体に保持し
    た触媒体を装着したことを特徴とする、内燃機関の排気
    浄化装置。
  3. 【請求項３】 触媒担体に保持させる三元触媒の成分
    中、還元触媒の分布率が上流側で高く、酸化触媒の分布
    率が下流側で高くしてあることを特徴とする、請求項２
    の内燃機関の排気浄化装置。
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