JP3402132B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス中に含ま
れるＨＣ（炭化水素）等を吸着する吸着剤を備えたエン
ジンの排気浄化装置の改良に関するものである。
れるＨＣ（炭化水素）等を吸着する吸着剤を備えたエン
ジンの排気浄化装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジン等に備えられる排気浄
化装置にあっては、白金やロジウム等の触媒金属を担持
した触媒コンバータが排気通路に設置され、排気ガス中
のＨＣ，ＣＯの酸化と、ＮＯｘの還元が行われる。しか
し、触媒温度が所定値より低い触媒不活性域では、触媒
によって排気ガス中のＨＣ等の浄化はほとんど行われな
い。
化装置にあっては、白金やロジウム等の触媒金属を担持
した触媒コンバータが排気通路に設置され、排気ガス中
のＨＣ，ＣＯの酸化と、ＮＯｘの還元が行われる。しか
し、触媒温度が所定値より低い触媒不活性域では、触媒
によって排気ガス中のＨＣ等の浄化はほとんど行われな
い。
【０００３】このため、ＨＣ等を吸着する吸着剤を排気
通路に設置するものがある。ゼオライト等からなる吸着
剤は、その温度が低い状態でＨＣ等を吸着し、その温度
が上昇するのに伴って吸着したＨＣ等を脱離する量が増
える特性がある。
通路に設置するものがある。ゼオライト等からなる吸着
剤は、その温度が低い状態でＨＣ等を吸着し、その温度
が上昇するのに伴って吸着したＨＣ等を脱離する量が増
える特性がある。
【０００４】従来、ディーゼルエンジンの排気浄化装置
として、図５に示すようなものがある(実開平８−５０
５号公報、参照)。
として、図５に示すようなものがある(実開平８−５０
５号公報、参照)。
【０００５】これについて説明すると、エンジン９０の
排気通路９１には熱交換器９２が設置され、熱交換器９
２の低温側流路に触媒コンバータ９６が設置される。吸
着剤９４は熱交換器９２の高温側流路の下流側かつ触媒
コンバータ９６より上流側に設置される。これにより、
熱交換器９２を介して排気ガスの熱による触媒コンバー
タ９６の温度上昇が促されるとともに、吸着剤９４の温
度上昇が抑えられる。
排気通路９１には熱交換器９２が設置され、熱交換器９
２の低温側流路に触媒コンバータ９６が設置される。吸
着剤９４は熱交換器９２の高温側流路の下流側かつ触媒
コンバータ９６より上流側に設置される。これにより、
熱交換器９２を介して排気ガスの熱による触媒コンバー
タ９６の温度上昇が促されるとともに、吸着剤９４の温
度上昇が抑えられる。
【０００６】エンジンの冷間始動後しばらくの間、未燃
焼ＨＣ等は吸着剤９４に吸着される。やがて吸着剤９４
が温度上昇するのに伴って吸着剤９４からＨＣ等が脱離
するとき、触媒コンバータ９６も熱交換器９２を介して
温度上昇しているので、ＨＣ等が触媒コンバータ９６を
介して酸化することが促される。
焼ＨＣ等は吸着剤９４に吸着される。やがて吸着剤９４
が温度上昇するのに伴って吸着剤９４からＨＣ等が脱離
するとき、触媒コンバータ９６も熱交換器９２を介して
温度上昇しているので、ＨＣ等が触媒コンバータ９６を
介して酸化することが促される。
【０００７】吸着剤９４は熱交換器９２の高温側流路と
低温側流路に対して排気管９３，９５を介して接続され
ている。
低温側流路に対して排気管９３，９５を介して接続され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気通路９１の途
中に熱交換器９２を備えるとともに、熱交換器９２を通
過する排気ガスを吸着剤９４に導く排気管９３，９５等
を備える構造のため、装置の大型化を招く。
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気通路９１の途
中に熱交換器９２を備えるとともに、熱交換器９２を通
過する排気ガスを吸着剤９４に導く排気管９３，９５等
を備える構造のため、装置の大型化を招く。
【０００９】また、熱交換器９２の熱容量が大きいた
め、エンジンの冷間始動後、触媒コンバータ９６が触媒
活性化温度を超えて上昇するのに時間がかかり、その間
に吸着剤９４からＨＣ等が脱離しないようにするために
は吸着剤９４の容量を大きくする必要があり、装置の大
型化を招く。
め、エンジンの冷間始動後、触媒コンバータ９６が触媒
活性化温度を超えて上昇するのに時間がかかり、その間
に吸着剤９４からＨＣ等が脱離しないようにするために
は吸着剤９４の容量を大きくする必要があり、装置の大
型化を招く。
【００１０】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、未燃焼ＨＣ等を吸着する吸着剤を備えるエン
ジンの排気浄化装置において、コンパクト化をはかるこ
とを目的とする。
のであり、未燃焼ＨＣ等を吸着する吸着剤を備えるエン
ジンの排気浄化装置において、コンパクト化をはかるこ
とを目的とする。
【００１１】
【００１２】請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置
は、エンジンの排気ガスを排出する排気通路と、排気ガ
ス中のＨＣ等の酸化を促す第一、第二触媒コンバータ
と、排気ガス中のＨＣ等を吸着する吸着剤と、排気通路
の途中に介装される金属製の触媒容器とを備え、触媒容
器内の第一触媒コンバータより下流側に吸着剤を設置
し、触媒容器内の吸着剤より下流側に第二触媒コンバー
タを設置し、第一、第二触媒コンバータと吸着剤の間に
空間を画成し、第一、第二触媒コンバータの各担体を金
属により形成し、触媒容器に対して第一、第二触媒コン
バータの各担体を金属接触により支持し、触媒容器と吸
着剤の間に断熱材を介装するものとした。
は、エンジンの排気ガスを排出する排気通路と、排気ガ
ス中のＨＣ等の酸化を促す第一、第二触媒コンバータ
と、排気ガス中のＨＣ等を吸着する吸着剤と、排気通路
の途中に介装される金属製の触媒容器とを備え、触媒容
器内の第一触媒コンバータより下流側に吸着剤を設置
し、触媒容器内の吸着剤より下流側に第二触媒コンバー
タを設置し、第一、第二触媒コンバータと吸着剤の間に
空間を画成し、第一、第二触媒コンバータの各担体を金
属により形成し、触媒容器に対して第一、第二触媒コン
バータの各担体を金属接触により支持し、触媒容器と吸
着剤の間に断熱材を介装するものとした。
【００１３】請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項１に記載の発明において、前記吸着剤の担体
をセラミックにより形成するものとした。
は、請求項１に記載の発明において、前記吸着剤の担体
をセラミックにより形成するものとした。
【００１４】請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項１または２に記載の発明において、前記断熱
材をセラミックウールにより形成するものとした。
は、請求項１または２に記載の発明において、前記断熱
材をセラミックウールにより形成するものとした。
【００１５】請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記触媒容器から外気への放熱を抑制する断熱層を
備えるものとした。
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記触媒容器から外気への放熱を抑制する断熱層を
備えるものとした。
【００１６】請求項５に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第二触媒コ
ンバータの触媒担持量より多くするものとした。
は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第二触媒コ
ンバータの触媒担持量より多くするものとした。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のエンジンの
排気浄化装置において、エンジンの暖機時、排気ガス温
度が上昇するのに伴って最上流側に位置する第一触媒コ
ンバータが排気ガスの熱を吸収するとともに、未燃焼Ｈ
Ｃ等の酸化反応熱を吸収して、吸着剤や第二触媒コンバ
ータより先に温度上昇する。
排気浄化装置において、エンジンの暖機時、排気ガス温
度が上昇するのに伴って最上流側に位置する第一触媒コ
ンバータが排気ガスの熱を吸収するとともに、未燃焼Ｈ
Ｃ等の酸化反応熱を吸収して、吸着剤や第二触媒コンバ
ータより先に温度上昇する。
【００２２】第一触媒コンバータが触媒活性化温度に達
するまでの間、排気ガス中に含まれる未燃焼ＨＣ等は第
一触媒コンバータを通過して吸着剤に吸着され、触媒不
活性域にＨＣ等が外部に排出されることを防止できる。
するまでの間、排気ガス中に含まれる未燃焼ＨＣ等は第
一触媒コンバータを通過して吸着剤に吸着され、触媒不
活性域にＨＣ等が外部に排出されることを防止できる。
【００２３】このように第一触媒コンバータが温度上昇
する過程で、第一触媒コンバータの熱は金属接触する触
媒容器を経て第二触媒コンバータに伝わり、第二触媒コ
ンバータの温度上昇が促される。
する過程で、第一触媒コンバータの熱は金属接触する触
媒容器を経て第二触媒コンバータに伝わり、第二触媒コ
ンバータの温度上昇が促される。
【００２４】触媒容器はその熱容量が前記従来装置の熱
交換器に比べて小さいため、第一、第二触媒コンバータ
の温度が上昇する時間を短縮し、吸着剤の容量を小さく
することができる。
交換器に比べて小さいため、第一、第二触媒コンバータ
の温度が上昇する時間を短縮し、吸着剤の容量を小さく
することができる。
【００２５】一方、触媒容器と吸着剤の間には熱伝導率
の低い断熱材が介装される構造上、第一触媒コンバータ
の熱が触媒容器を介して吸着剤に伝わりにくい。
の低い断熱材が介装される構造上、第一触媒コンバータ
の熱が触媒容器を介して吸着剤に伝わりにくい。
【００２６】このようにエンジンの暖機時は、第一触媒
コンバータから第二触媒コンバータに伝わる熱量が吸着
剤に伝わる熱量より大きいため、第二触媒コンバータが
吸着剤より先に温度上昇し、吸着剤からＨＣ等が脱離す
ることを遅らせるとともに、第二触媒コンバータの触媒
の活性化が促される。
コンバータから第二触媒コンバータに伝わる熱量が吸着
剤に伝わる熱量より大きいため、第二触媒コンバータが
吸着剤より先に温度上昇し、吸着剤からＨＣ等が脱離す
ることを遅らせるとともに、第二触媒コンバータの触媒
の活性化が促される。
【００２７】やがて吸着剤が温度上昇するのに伴って吸
着剤から脱離するＨＣ等は、第二触媒コンバータに導か
れる。吸着剤から脱離したＨＣ等が第二触媒コンバータ
に到達するとき、吸着剤より先に温度上昇した第二触媒
コンバータの触媒が既に活性化しているため、吸着剤か
ら脱離したＨＣ等は第二触媒コンバータを通過する過程
で触媒を介して酸化することが促され、ＨＣ等が酸化し
ないまま第二触媒コンバータを通って外部に排出される
ことを抑えられる。
着剤から脱離するＨＣ等は、第二触媒コンバータに導か
れる。吸着剤から脱離したＨＣ等が第二触媒コンバータ
に到達するとき、吸着剤より先に温度上昇した第二触媒
コンバータの触媒が既に活性化しているため、吸着剤か
ら脱離したＨＣ等は第二触媒コンバータを通過する過程
で触媒を介して酸化することが促され、ＨＣ等が酸化し
ないまま第二触媒コンバータを通って外部に排出される
ことを抑えられる。
【００２８】触媒容器の内部に第一触媒コンバータ、吸
着剤、第二触媒コンバータが並んで介装される構造によ
り、前記従来装置のように熱交換器やそれに関連する排
気管等を備える構造に比べて、装置のコンパクト化がは
かれる。
着剤、第二触媒コンバータが並んで介装される構造によ
り、前記従来装置のように熱交換器やそれに関連する排
気管等を備える構造に比べて、装置のコンパクト化がは
かれる。
【００２９】請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置
において、吸着剤の担体をセラミックにより形成するこ
とにより、吸着剤の保温効果が高まり、吸着剤の温度上
昇を第二触媒コンバータより遅らせることが可能とな
り、その間に第二触媒コンバータの触媒の活性化が促さ
れ、ＨＣ等が酸化しないまま第二触媒コンバータを通っ
て外部に排出されることを抑えられる。
において、吸着剤の担体をセラミックにより形成するこ
とにより、吸着剤の保温効果が高まり、吸着剤の温度上
昇を第二触媒コンバータより遅らせることが可能とな
り、その間に第二触媒コンバータの触媒の活性化が促さ
れ、ＨＣ等が酸化しないまま第二触媒コンバータを通っ
て外部に排出されることを抑えられる。
【００３０】請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置
において、断熱材を繊維状をしたセラミックウールによ
り形成することにより、触媒容器と吸着剤の間を断熱す
るとともに、排気ガスが触媒容器と吸着剤の間を密封す
る。また、断熱材が触媒容器から吸着剤に伝わる衝撃を
緩和し、吸着剤等の耐久性を確保できる。
において、断熱材を繊維状をしたセラミックウールによ
り形成することにより、触媒容器と吸着剤の間を断熱す
るとともに、排気ガスが触媒容器と吸着剤の間を密封す
る。また、断熱材が触媒容器から吸着剤に伝わる衝撃を
緩和し、吸着剤等の耐久性を確保できる。
【００３１】請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置
において、触媒容器から外気への放熱を抑制する断熱層
を備えるため、触媒容器から外部への放熱が抑制され、
触媒容器から第二触媒コンバータへ伝わる熱量が増やさ
れる。したがって、第二触媒コンバータの触媒が早期に
活性化し、ＨＣ等が酸化しないまま第二触媒コンバータ
を通って外部に排出されることを抑えられる。
において、触媒容器から外気への放熱を抑制する断熱層
を備えるため、触媒容器から外部への放熱が抑制され、
触媒容器から第二触媒コンバータへ伝わる熱量が増やさ
れる。したがって、第二触媒コンバータの触媒が早期に
活性化し、ＨＣ等が酸化しないまま第二触媒コンバータ
を通って外部に排出されることを抑えられる。
【００３２】請求項５に記載のエンジンの排気浄化装置
において、前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第二
触媒コンバータの触媒担持量より多くするため、第一触
媒コンバータの温度上昇を早められるとともに、触媒容
器等を介して吸着剤に対する第二触媒コンバータの温度
上昇を早められる。この結果、ＨＣ等が酸化しないまま
第二触媒コンバータを通って外部に排出されることを抑
えられる。
において、前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第二
触媒コンバータの触媒担持量より多くするため、第一触
媒コンバータの温度上昇を早められるとともに、触媒容
器等を介して吸着剤に対する第二触媒コンバータの温度
上昇を早められる。この結果、ＨＣ等が酸化しないまま
第二触媒コンバータを通って外部に排出されることを抑
えられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００３４】図１に示すように、排気浄化装置２は、排
気通路の途中に介装される触媒容器６と、触媒容器６内
に収装される第一触媒コンバータ１１、吸着剤１０、第
二触媒コンバータ１２を備える。第一触媒コンバータ１
１、吸着剤１０、第二触媒コンバータ１２は触媒容器６
内に直列に配置される。すなわち、触媒容器６の最上流
側に第一触媒コンバータ１１が配置され、第一触媒コン
バータ１１の下流側に吸着剤１０が配置され、吸着剤１
０の下流側に第二触媒コンバータ１２が配置される。
気通路の途中に介装される触媒容器６と、触媒容器６内
に収装される第一触媒コンバータ１１、吸着剤１０、第
二触媒コンバータ１２を備える。第一触媒コンバータ１
１、吸着剤１０、第二触媒コンバータ１２は触媒容器６
内に直列に配置される。すなわち、触媒容器６の最上流
側に第一触媒コンバータ１１が配置され、第一触媒コン
バータ１１の下流側に吸着剤１０が配置され、吸着剤１
０の下流側に第二触媒コンバータ１２が配置される。
【００３５】第一触媒コンバータ１１と吸着剤１０の間
には空間（排気通路）１８が画成され、吸着剤１０と第
二触媒コンバータ１２の間には空間（排気通路）１９が
画成される。
には空間（排気通路）１８が画成され、吸着剤１０と第
二触媒コンバータ１２の間には空間（排気通路）１９が
画成される。
【００３６】触媒容器６は後述するように所定の熱伝導
率を有する金属板により円筒状に形成される。触媒容器
６の入口７はこれに接続する図示しない排気管を介して
エンジンの排気ポートに連通し、エンジンから排出され
る排気ガスを図中矢印で示すように触媒容器６内に導入
するようになっている。触媒容器６の出口９は、これに
接続する図示しない排気管とマフラを介して外部に連通
し、排気ガスを触媒容器６内から図中矢印で示すように
排出するようになっている。
率を有する金属板により円筒状に形成される。触媒容器
６の入口７はこれに接続する図示しない排気管を介して
エンジンの排気ポートに連通し、エンジンから排出され
る排気ガスを図中矢印で示すように触媒容器６内に導入
するようになっている。触媒容器６の出口９は、これに
接続する図示しない排気管とマフラを介して外部に連通
し、排気ガスを触媒容器６内から図中矢印で示すように
排出するようになっている。
【００３７】第一、第二触媒コンバータ１１，１２は、
その各担体が波板状の金属製薄板と平板状の金属製薄板
を交互に重ね合わせ、巻き付けて形成される、いわゆる
メタル触媒であり、排気の流れ方向に多数のハニカム状
の通路(細路)を有し、各通路に担持された三元触媒によ
りこれを通過する排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化すると
ともに、ＮＯｘを還元するようになっている。触媒とし
ては、例えば白金やロジウム等の貴金属が用いられる。
その各担体が波板状の金属製薄板と平板状の金属製薄板
を交互に重ね合わせ、巻き付けて形成される、いわゆる
メタル触媒であり、排気の流れ方向に多数のハニカム状
の通路(細路)を有し、各通路に担持された三元触媒によ
りこれを通過する排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化すると
ともに、ＮＯｘを還元するようになっている。触媒とし
ては、例えば白金やロジウム等の貴金属が用いられる。
【００３８】図２は触媒の温度と触媒によりＨＣ等を浄
化する転化率の関係を示す特性図である。これに示すよ
うに、温度が所定の活性温度が低い状態で触媒によるＨ
Ｃ等の浄化はほとんど行われず、その温度がある値を超
えて上昇するのに伴って触媒によりＨＣ等を浄化する転
化率が急上昇する。ここで、触媒によりＨＣ等の転化率
が急上昇し始める温度を触媒活性化温度とする。
化する転化率の関係を示す特性図である。これに示すよ
うに、温度が所定の活性温度が低い状態で触媒によるＨ
Ｃ等の浄化はほとんど行われず、その温度がある値を超
えて上昇するのに伴って触媒によりＨＣ等を浄化する転
化率が急上昇する。ここで、触媒によりＨＣ等の転化率
が急上昇し始める温度を触媒活性化温度とする。
【００３９】吸着剤１０は、その担体がセラミックを材
質として、排気の流れ方向に多数の通路(細路)を有し、
各通路に例えばゼオライト等が担持され、これを通過す
る排気ガス中の未燃焼ＨＣ等を吸着するようになってい
る。
質として、排気の流れ方向に多数の通路(細路)を有し、
各通路に例えばゼオライト等が担持され、これを通過す
る排気ガス中の未燃焼ＨＣ等を吸着するようになってい
る。
【００４０】図３は吸着剤１０の温度と吸着剤１０に吸
着されるＨＣ等の吸着量と、吸着剤１０から脱離するＨ
Ｃ等の脱離量の関係を示す特性図である。これに示すよ
うに、吸着剤１０は、その温度が低い状態でＨＣ等を吸
着し、その温度がある値を超えて上昇するのに伴って吸
着したＨＣ等を脱離する量が急増する。ここで、吸着剤
１０より脱離するＨＣ等の量が急増し始める温度を脱離
温度とする。
着されるＨＣ等の吸着量と、吸着剤１０から脱離するＨ
Ｃ等の脱離量の関係を示す特性図である。これに示すよ
うに、吸着剤１０は、その温度が低い状態でＨＣ等を吸
着し、その温度がある値を超えて上昇するのに伴って吸
着したＨＣ等を脱離する量が急増する。ここで、吸着剤
１０より脱離するＨＣ等の量が急増し始める温度を脱離
温度とする。
【００４１】第一、第二触媒コンバータ１１，１２は触
媒容器６に対して金属接触して支持される。すなわち、
第一、第二触媒コンバータ１１，１２は、その外周を触
媒容器６の内周面に接合させ、ロウ付け等により固着さ
れる。
媒容器６に対して金属接触して支持される。すなわち、
第一、第二触媒コンバータ１１，１２は、その外周を触
媒容器６の内周面に接合させ、ロウ付け等により固着さ
れる。
【００４２】吸着剤１０は、円筒状の断熱材１６を介し
て触媒容器６に収装される。断熱材１６は繊維状をした
セラミックウール等が用いられ、触媒容器６と吸着剤１
０の間を断熱するとともに、排気ガスが触媒容器６と吸
着剤１０の間を密封する。また、断熱材１６が触媒容器
６から吸着剤１０に伝わる衝撃を緩和することにより、
脆性材料であるセラミックからなる吸着剤１０の耐久性
を確保できる。
て触媒容器６に収装される。断熱材１６は繊維状をした
セラミックウール等が用いられ、触媒容器６と吸着剤１
０の間を断熱するとともに、排気ガスが触媒容器６と吸
着剤１０の間を密封する。また、断熱材１６が触媒容器
６から吸着剤１０に伝わる衝撃を緩和することにより、
脆性材料であるセラミックからなる吸着剤１０の耐久性
を確保できる。
【００４３】触媒容器６のまわりには断熱層１７が設け
られる。触媒容器６のまわりには外側シェル５が設けら
れ、触媒容器６と外側シェル５の間に断熱層１７が空間
として画成されて、触媒容器６から外部への放熱を抑制
するようになっている。
られる。触媒容器６のまわりには外側シェル５が設けら
れ、触媒容器６と外側シェル５の間に断熱層１７が空間
として画成されて、触媒容器６から外部への放熱を抑制
するようになっている。
【００４４】図４はエンジンの冷間始動後に第一触媒コ
ンバータ１１、第二触媒コンバータ１２、吸着剤１０の
温度がそれぞれ上昇する特性を示している。後述するよ
うに、これらの昇温速度は、第一触媒コンバータ１１、
第二触媒コンバータ１２、吸着剤１０の順に高くなって
いる。そして、第二触媒コンバータ１２が触媒の活性化
温度を超えて上昇する時期が、吸着剤１０が脱離温度を
超えて上昇する時期より早くなるように、触媒容器６の
熱伝導率、第一触媒コンバータ１１、第二触媒コンバー
タ１２、吸着剤１０の熱容量等を設定する。
ンバータ１１、第二触媒コンバータ１２、吸着剤１０の
温度がそれぞれ上昇する特性を示している。後述するよ
うに、これらの昇温速度は、第一触媒コンバータ１１、
第二触媒コンバータ１２、吸着剤１０の順に高くなって
いる。そして、第二触媒コンバータ１２が触媒の活性化
温度を超えて上昇する時期が、吸着剤１０が脱離温度を
超えて上昇する時期より早くなるように、触媒容器６の
熱伝導率、第一触媒コンバータ１１、第二触媒コンバー
タ１２、吸着剤１０の熱容量等を設定する。
【００４５】以上のように構成される本発明につき、次
に作用を説明する。
に作用を説明する。
【００４６】エンジンの冷間始動後、排気ガス温度が上
昇するのに伴って最上流側に位置する第一触媒コンバー
タ１１が排気ガスの熱を吸収するとともに、未燃焼ＨＣ
等の酸化反応熱により、吸着剤１０や第二触媒コンバー
タ１２より先に温度上昇する。
昇するのに伴って最上流側に位置する第一触媒コンバー
タ１１が排気ガスの熱を吸収するとともに、未燃焼ＨＣ
等の酸化反応熱により、吸着剤１０や第二触媒コンバー
タ１２より先に温度上昇する。
【００４７】第一触媒コンバータ１１が触媒活性化温度
に達するまでの間は、排気ガス中に含まれる未燃焼ＨＣ
等は第一触媒コンバータ１１を通過して吸着剤１０に吸
着され、触媒不活性域にＨＣ等が外部に排出されること
を防止できる。
に達するまでの間は、排気ガス中に含まれる未燃焼ＨＣ
等は第一触媒コンバータ１１を通過して吸着剤１０に吸
着され、触媒不活性域にＨＣ等が外部に排出されること
を防止できる。
【００４８】このように第一触媒コンバータ１１が温度
上昇する過程で、第一触媒コンバータ１１の熱は金属接
触する触媒容器６を経て第二触媒コンバータ１２に伝わ
り、第二触媒コンバータ１２の温度上昇が促される。
上昇する過程で、第一触媒コンバータ１１の熱は金属接
触する触媒容器６を経て第二触媒コンバータ１２に伝わ
り、第二触媒コンバータ１２の温度上昇が促される。
【００４９】筒状をした触媒容器６は、その熱容量が前
記従来装置の熱交換器に比べて小さいため、第一、第二
触媒コンバータ１１，１２の温度が上昇する時間を短縮
し、吸着剤の容量を小さくすることができる。
記従来装置の熱交換器に比べて小さいため、第一、第二
触媒コンバータ１１，１２の温度が上昇する時間を短縮
し、吸着剤の容量を小さくすることができる。
【００５０】さらに、触媒容器６を囲む断熱層１７が設
けられることにより、触媒容器６から外部への放熱を抑
制し、触媒容器６から第二触媒コンバータ１２へ伝わる
熱量が増やされる。
けられることにより、触媒容器６から外部への放熱を抑
制し、触媒容器６から第二触媒コンバータ１２へ伝わる
熱量が増やされる。
【００５１】一方、触媒容器６と吸着剤１０の間には熱
伝導率の低い断熱材１６が介装される構造上、第一触媒
コンバータ１１の熱が触媒容器６を介して吸着剤１０に
伝わりにくい。
伝導率の低い断熱材１６が介装される構造上、第一触媒
コンバータ１１の熱が触媒容器６を介して吸着剤１０に
伝わりにくい。
【００５２】さらに、吸着剤１０の担体を熱伝導率の低
いセラミックにより形成する構造のため、吸着剤１０の
保温効果が高まり、吸着剤１０の温度上昇が遅れる。
いセラミックにより形成する構造のため、吸着剤１０の
保温効果が高まり、吸着剤１０の温度上昇が遅れる。
【００５３】なお、吸着剤１０の担体を金属により形成
してもよく、この場合も触媒容器６と吸着剤１０の間に
は熱伝導率の低い断熱材１６を介装することにより、吸
着剤１０の温度上昇を第二触媒コンバータ１２より遅ら
せることが可能である。
してもよく、この場合も触媒容器６と吸着剤１０の間に
は熱伝導率の低い断熱材１６を介装することにより、吸
着剤１０の温度上昇を第二触媒コンバータ１２より遅ら
せることが可能である。
【００５４】このようにエンジンの暖機時は、第一触媒
コンバータ１１から第二触媒コンバータ１２に伝わる熱
量が吸着剤１０に伝わる熱量より大きいため、第二触媒
コンバータ１２が吸着剤１０より先に温度上昇し、吸着
剤１０からＨＣ等が脱離することを遅らせるとともに、
第二触媒コンバータ１２の触媒の活性化が促される。
コンバータ１１から第二触媒コンバータ１２に伝わる熱
量が吸着剤１０に伝わる熱量より大きいため、第二触媒
コンバータ１２が吸着剤１０より先に温度上昇し、吸着
剤１０からＨＣ等が脱離することを遅らせるとともに、
第二触媒コンバータ１２の触媒の活性化が促される。
【００５５】やがて吸着剤１０が温度上昇するのに伴っ
て吸着剤１０から脱離するＨＣ等は、第二触媒コンバー
タ１２に導かれる。吸着剤１０から脱離したＨＣ等が第
二触媒コンバータ１２に到達するとき、吸着剤１０より
先に温度上昇した第二触媒コンバータ１２の触媒が既に
活性化しているため、吸着剤１０から脱離したＨＣ等は
第二触媒コンバータ１２を通過する過程で触媒を介して
酸化することが促され、ＨＣ等が酸化しないまま第二触
媒コンバータ１２を通って外部に排出されることを抑え
られる。
て吸着剤１０から脱離するＨＣ等は、第二触媒コンバー
タ１２に導かれる。吸着剤１０から脱離したＨＣ等が第
二触媒コンバータ１２に到達するとき、吸着剤１０より
先に温度上昇した第二触媒コンバータ１２の触媒が既に
活性化しているため、吸着剤１０から脱離したＨＣ等は
第二触媒コンバータ１２を通過する過程で触媒を介して
酸化することが促され、ＨＣ等が酸化しないまま第二触
媒コンバータ１２を通って外部に排出されることを抑え
られる。
【００５６】さらに、第二触媒コンバータ１２が触媒の
活性化温度を超えて上昇する時期が、吸着剤１０が脱離
温度を超えて上昇する時期より早くなるように設定する
ことにより、吸着剤１０から脱離したＨＣ等を十分に活
性化した第二触媒コンバータ１２の触媒を介して酸化す
ることが促され、浄化処理される。
活性化温度を超えて上昇する時期が、吸着剤１０が脱離
温度を超えて上昇する時期より早くなるように設定する
ことにより、吸着剤１０から脱離したＨＣ等を十分に活
性化した第二触媒コンバータ１２の触媒を介して酸化す
ることが促され、浄化処理される。
【００５７】触媒容器６の内部に第一触媒コンバータ１
１、吸着剤１０、第二触媒コンバータ１２が並んで介装
される構造により、前記従来装置のように熱交換器やそ
れに関連する排気管等を備える構造に比べて、装置のコ
ンパクト化がはかれる。
１、吸着剤１０、第二触媒コンバータ１２が並んで介装
される構造により、前記従来装置のように熱交換器やそ
れに関連する排気管等を備える構造に比べて、装置のコ
ンパクト化がはかれる。
【００５８】また、他の実施形態として、第一触媒コン
バータ１１の触媒担持量を第二触媒コンバータ１２の触
媒担持量より所定の比率で多くしてもよい。
バータ１１の触媒担持量を第二触媒コンバータ１２の触
媒担持量より所定の比率で多くしてもよい。
【００５９】この場合、第一触媒コンバータ１１の触媒
担持量を増やすことにより、触媒の活性化が促される。
このため、図４に破線で示すように、第一触媒コンバー
タ１１の温度上昇を早められるとともに、触媒容器６を
介して第二触媒コンバータ１２の温度上昇を早められ
る。この結果、吸着剤１０から脱離したＨＣ等は十分に
活性化した第二触媒コンバータ１２の触媒を介して酸化
することが促され、ＨＣ等が第二触媒コンバータ１２を
通って外部に排出されることを有効に抑えられる。ま
た、第二触媒コンバータ１２の触媒（貴金属）の担持量
を増やすことなく、第二触媒コンバータ１２の温度上昇
を早めることが可能であり、生産コストを抑えることが
できる。
担持量を増やすことにより、触媒の活性化が促される。
このため、図４に破線で示すように、第一触媒コンバー
タ１１の温度上昇を早められるとともに、触媒容器６を
介して第二触媒コンバータ１２の温度上昇を早められ
る。この結果、吸着剤１０から脱離したＨＣ等は十分に
活性化した第二触媒コンバータ１２の触媒を介して酸化
することが促され、ＨＣ等が第二触媒コンバータ１２を
通って外部に排出されることを有効に抑えられる。ま
た、第二触媒コンバータ１２の触媒（貴金属）の担持量
を増やすことなく、第二触媒コンバータ１２の温度上昇
を早めることが可能であり、生産コストを抑えることが
できる。
【００６０】なお、吸着剤１０の担体はセラミックに限
らず、金属により形成してもよい。この場合も、触媒容
器６と吸着剤１０の間に熱伝導率の低い断熱材１６を介
装することにより、吸着剤１０の温度上昇を第二触媒コ
ンバータ１２より遅らせることが可能である。
らず、金属により形成してもよい。この場合も、触媒容
器６と吸着剤１０の間に熱伝導率の低い断熱材１６を介
装することにより、吸着剤１０の温度上昇を第二触媒コ
ンバータ１２より遅らせることが可能である。
【図１】本発明の実施形態を示す排気浄化装置の断面
図。
図。
【図２】同じく触媒の温度とＨＣ等を浄化する転化率の
関係を示す特性図。
関係を示す特性図。
【図３】同じく吸着剤の温度とＨＣ等の吸着量と、吸着
剤から脱離するＨＣ等の脱離量の関係を示す特性図。
剤から脱離するＨＣ等の脱離量の関係を示す特性図。
【図４】同じくエンジンの冷間始動後に第一触媒コンバ
ータ、第二触媒コンバータ、吸着剤の温度がそれぞれ上
昇する様子を示す特性図。
ータ、第二触媒コンバータ、吸着剤の温度がそれぞれ上
昇する様子を示す特性図。
【図５】従来例を示す排気系のシステム図。
２ 排気浄化装置
６ 触媒容器
１０ 吸着剤
１１ 第一触媒コンバータ
１２ 第二触媒コンバータ
１６ 断熱材
１７ 断熱層
１８ 空間
１９ 空間
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−238420（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−42539（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−263634（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−7935（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−85815（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01N 3/24 - 3/28
B01D 53/86
Claims (5)
- 【請求項１】エンジンの排気ガスを排出する排気通路
と、 排気ガス中のＨＣ等の酸化を促す第一、第二触媒コンバ
ータと、 排気ガス中のＨＣ等を吸着する吸着剤と、 排気通路の途中に介装される金属製の触媒容器とを備
え、 触媒容器内の第一触媒コンバータより下流側に吸着剤を
設置し、 触媒容器内の吸着剤より下流側に第二触媒コンバータを
設置し、 第一、第二触媒コンバータと吸着剤の間に空間を画成
し、 第一、第二触媒コンバータの各担体を金属により形成
し、 触媒容器に対して第一、第二触媒コンバータの各担体を
金属接触により支持し、 触媒容器と吸着剤の間に断熱材を介装した ことを特徴と
するエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項２】前記吸着剤の担体をセラミックにより形成
したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気
浄化装置。 - 【請求項３】前記断熱材をセラミックウールにより形成
したことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。 - 【請求項４】前記触媒容器から外気への放熱を抑制する
断熱層を備えたことを特徴とする請求項１から３のいず
れか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項５】前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第
二触媒コンバータの触媒担持量より多くしたことを特徴
とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジン
の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18843097A JP3402132B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | エンジンの排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18843097A JP3402132B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | エンジンの排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1136851A JPH1136851A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3402132B2 true JP3402132B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=16223544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18843097A Expired - Fee Related JP3402132B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | エンジンの排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402132B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3525871B2 (ja) * | 2000-07-21 | 2004-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN115350560B (zh) * | 2022-08-29 | 2023-10-31 | 星烁(苏州)电子科技有限公司 | 一种自动更换吸附剂的干式尾气处理装置 |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP18843097A patent/JP3402132B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1136851A (ja) | 1999-02-09 |
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