JPH10184346A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジン始動時における排気の浄化を十分に行
う。 【解決手段】メイン通路２から分岐するバイパス通路３
には、排気の温度を抑制する蓄熱材９、排気の炭化水素
をトラップする吸着剤７及びヒータ付き触媒８が設けら
れている。始動直後には切替バルブ６によりバイパス通
路３に排気を導いて吸着剤７に炭化水素をトラップさ
せ、メイン触媒４が活性化した後に切替バルブ６を戻し
てメイン通路２に切り替える。ヒータ付き触媒８に通電
し活性温度になったならば、切替バルブ６により高温排
気をバイパス通路３に導く。高温排気により吸着剤７か
ら炭化水素が脱離されるが、このとき、蓄熱材９は高温
排気の温度を抑制して吸着剤７に送るため、吸着剤７か
らの炭化水素の急激な脱離が防止され、ヒータ付き触媒
８の浄化処理限度を越えることが防止される。
う。 【解決手段】メイン通路２から分岐するバイパス通路３
には、排気の温度を抑制する蓄熱材９、排気の炭化水素
をトラップする吸着剤７及びヒータ付き触媒８が設けら
れている。始動直後には切替バルブ６によりバイパス通
路３に排気を導いて吸着剤７に炭化水素をトラップさ
せ、メイン触媒４が活性化した後に切替バルブ６を戻し
てメイン通路２に切り替える。ヒータ付き触媒８に通電
し活性温度になったならば、切替バルブ６により高温排
気をバイパス通路３に導く。高温排気により吸着剤７か
ら炭化水素が脱離されるが、このとき、蓄熱材９は高温
排気の温度を抑制して吸着剤７に送るため、吸着剤７か
らの炭化水素の急激な脱離が防止され、ヒータ付き触媒
８の浄化処理限度を越えることが防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）の排気ガスを浄化する排気浄化装置に関し、特に、
内燃機関の始動直後における排気ガス中に多く含まれる
炭化水素等の大気中への放出を高効率的に防止するよう
にした内燃機関の排気浄化装置に関する。
ン）の排気ガスを浄化する排気浄化装置に関し、特に、
内燃機関の始動直後における排気ガス中に多く含まれる
炭化水素等の大気中への放出を高効率的に防止するよう
にした内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のエンジンから排出される
排気ガスを浄化するためには、白金、ロジウム等の貴金
属やその他の金属を担持した触媒が使用される。この触
媒は、エンジンの排気通路に配置され、排気ガス中の未
燃成分である炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯ、窒素酸化
物ＮＯｘ等を酸化又は還元することにより、排気ガスを
浄化する。このうち、特に炭化水素の触媒による浄化
は、排気温度による影響が大きく、触媒が活性化する温
度として、３００℃前後の温度が一般に必要とされる。
排気ガスを浄化するためには、白金、ロジウム等の貴金
属やその他の金属を担持した触媒が使用される。この触
媒は、エンジンの排気通路に配置され、排気ガス中の未
燃成分である炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯ、窒素酸化
物ＮＯｘ等を酸化又は還元することにより、排気ガスを
浄化する。このうち、特に炭化水素の触媒による浄化
は、排気温度による影響が大きく、触媒が活性化する温
度として、３００℃前後の温度が一般に必要とされる。
【０００３】従って、エンジン始動直後では、排気ガス
の温度が低く、触媒が活性化する温度（３００℃前後）
に達していないため、この触媒によっては炭化水素の浄
化はほとんど行われない。そのため炭化水素の大気中へ
の放出量が増大する結果となる。
の温度が低く、触媒が活性化する温度（３００℃前後）
に達していないため、この触媒によっては炭化水素の浄
化はほとんど行われない。そのため炭化水素の大気中へ
の放出量が増大する結果となる。
【０００４】このような問題を解決するための内燃機関
の排気浄化装置としては、特開平６−６６１３６号公報
に開示されているようなものが知られている。この排気
浄化装置は、エンジンからの排気ガスが流通されるメイ
ン通路に触媒（以下、メイン触媒という）を配置し、そ
の下流にバイパス通路を設け、このバイパス通路に吸着
剤と該吸着剤のさらに下流側にヒータ付き触媒を配設し
て構成されている。
の排気浄化装置としては、特開平６−６６１３６号公報
に開示されているようなものが知られている。この排気
浄化装置は、エンジンからの排気ガスが流通されるメイ
ン通路に触媒（以下、メイン触媒という）を配置し、そ
の下流にバイパス通路を設け、このバイパス通路に吸着
剤と該吸着剤のさらに下流側にヒータ付き触媒を配設し
て構成されている。
【０００５】メイン通路とバイパス通路の分岐部には、
エンジンからの排気ガスをメイン通路のさらに下流側ま
たはバイパス通路に選択的に導くための切替バルブ、お
よび排気ガスの温度を検出する排気温度センサが設けら
れている。この排気温度センサにより検出された排気温
度から、メイン触媒が活性化したか否かが判断され、切
替バルブが操作される。
エンジンからの排気ガスをメイン通路のさらに下流側ま
たはバイパス通路に選択的に導くための切替バルブ、お
よび排気ガスの温度を検出する排気温度センサが設けら
れている。この排気温度センサにより検出された排気温
度から、メイン触媒が活性化したか否かが判断され、切
替バルブが操作される。
【０００６】エンジン始動直後においては、切替バルブ
によりバイパス通路に排気ガスを導き、吸着剤に炭化水
素をトラップ（吸着）させ、メイン触媒が活性化した後
に切替バルブを作動させてメイン通路の分岐部よりも下
流側に排気ガスを導くとともに、ヒータ付き触媒に通電
し活性温度に高め、その後再度切替バルブを作動させて
高温となった排気ガスをバイパス通路に導く。これによ
り、吸着剤にトラップされていた炭化水素が吸着剤から
脱離され、活性温度に達したヒータ付き触媒で浄化され
る。
によりバイパス通路に排気ガスを導き、吸着剤に炭化水
素をトラップ（吸着）させ、メイン触媒が活性化した後
に切替バルブを作動させてメイン通路の分岐部よりも下
流側に排気ガスを導くとともに、ヒータ付き触媒に通電
し活性温度に高め、その後再度切替バルブを作動させて
高温となった排気ガスをバイパス通路に導く。これによ
り、吸着剤にトラップされていた炭化水素が吸着剤から
脱離され、活性温度に達したヒータ付き触媒で浄化され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の排気浄化装置においては、吸着剤から炭化水素を脱離
するため、切替バルブを操作し、メイン触媒で浄化され
た高温の排気ガス（約４００℃）をバイパス通路側に流
入させ、これにより、吸着剤が昇温され炭化水素の脱離
が行われ、脱離された炭化水素を吸着剤の下流にあるヒ
ータ付き触媒によって浄化するようにしている。
の排気浄化装置においては、吸着剤から炭化水素を脱離
するため、切替バルブを操作し、メイン触媒で浄化され
た高温の排気ガス（約４００℃）をバイパス通路側に流
入させ、これにより、吸着剤が昇温され炭化水素の脱離
が行われ、脱離された炭化水素を吸着剤の下流にあるヒ
ータ付き触媒によって浄化するようにしている。
【０００８】しかしながら、図５に示されるように、吸
着剤がトラップしている炭化水素の脱離量は、吸着剤の
入口温度により変化し、同図中に符号Ａで示されるよう
に、ある温度を超えると、脱離量は急激に上昇する。た
とえば、ゼオライト系では約２００℃で急激な脱離が行
われる一方、ヒータ付き触媒は活性化のためにヒータに
供給される電力は電力供給系により制限されるため、昇
温される触媒の容量は小容量となる。したがって、図５
に点線で示されているように、ヒータ付き触媒の浄化処
理能力には限界がある。
着剤がトラップしている炭化水素の脱離量は、吸着剤の
入口温度により変化し、同図中に符号Ａで示されるよう
に、ある温度を超えると、脱離量は急激に上昇する。た
とえば、ゼオライト系では約２００℃で急激な脱離が行
われる一方、ヒータ付き触媒は活性化のためにヒータに
供給される電力は電力供給系により制限されるため、昇
温される触媒の容量は小容量となる。したがって、図５
に点線で示されているように、ヒータ付き触媒の浄化処
理能力には限界がある。
【０００９】図６には時間の経過に伴う炭化水素の脱離
量と吸着剤の入口温度の関係が示されている。同図から
明らかなように、ある温度範囲では炭化水素は急激に脱
離されてしまうため、同図中に斜線で示されている部分
において、ヒータ付き触媒の処理限界を越えてしまい、
ヒータ付き触媒では処理できなくなり、その結果、炭化
水素の浄化を十分に行えない場合があるという問題があ
った。
量と吸着剤の入口温度の関係が示されている。同図から
明らかなように、ある温度範囲では炭化水素は急激に脱
離されてしまうため、同図中に斜線で示されている部分
において、ヒータ付き触媒の処理限界を越えてしまい、
ヒータ付き触媒では処理できなくなり、その結果、炭化
水素の浄化を十分に行えない場合があるという問題があ
った。
【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、炭化水素等の除去対象成分
を高効率的に除去し、排気ガスの浄化を十分に行えるよ
うにした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的
とする。
鑑みてなされたものであり、炭化水素等の除去対象成分
を高効率的に除去し、排気ガスの浄化を十分に行えるよ
うにした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的
とする。
【００１１】なお、吸着剤の冷却装置を有する従来技術
として、特開平７−１３９３４３号公報には、内燃機関
の始動直後の炭化水素の吸着を確実に行うために吸着剤
を冷却媒体で冷却するものが開示されているが、この技
術は脱離時に冷却を行うものではなく、急激な炭化水素
の脱離を抑制するものではない。また、冷却媒体がエン
ジン冷却水等であるため配管や制御機構が複雑であり、
装置が大型化するという問題がある。
として、特開平７−１３９３４３号公報には、内燃機関
の始動直後の炭化水素の吸着を確実に行うために吸着剤
を冷却媒体で冷却するものが開示されているが、この技
術は脱離時に冷却を行うものではなく、急激な炭化水素
の脱離を抑制するものではない。また、冷却媒体がエン
ジン冷却水等であるため配管や制御機構が複雑であり、
装置が大型化するという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置
は、内燃機関の排気通路に設けられた第１触媒手段と、
該第１触媒手段の下流側で該排気通路から分岐するバイ
パス通路と、該バイパス通路に設けられた該バイパス通
路を流通する排気の除去対象成分を吸着する吸着手段
と、該バイパス通路の該吸着手段よりも下流側に設けら
れた加熱機能を有する第２触媒手段と、該バイパス通路
の該吸着手段よりも上流側に設けられた該バイパス通路
を流通する排気の温度を抑制する蓄熱手段と、該排気通
路と該バイパス通路との分岐部に設けられ、所定の運転
状態にあるときに排気を該バイパス通路側に導く開閉弁
と、を備えたことを特徴とする。
め、請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置
は、内燃機関の排気通路に設けられた第１触媒手段と、
該第１触媒手段の下流側で該排気通路から分岐するバイ
パス通路と、該バイパス通路に設けられた該バイパス通
路を流通する排気の除去対象成分を吸着する吸着手段
と、該バイパス通路の該吸着手段よりも下流側に設けら
れた加熱機能を有する第２触媒手段と、該バイパス通路
の該吸着手段よりも上流側に設けられた該バイパス通路
を流通する排気の温度を抑制する蓄熱手段と、該排気通
路と該バイパス通路との分岐部に設けられ、所定の運転
状態にあるときに排気を該バイパス通路側に導く開閉弁
と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄
化装置によると、バイパス通路の吸着手段よりも上流側
に蓄熱手段を設けており、この蓄熱手段は、吸着手段に
トラップされている炭化水素等の除去対象成分を脱離さ
せるためにバイパス通路に、高温の排気を導入した場合
に、この高温の排気の温度を抑制して吸着手段に導く作
用をなし、このため、吸着手段からの該除去対象成分の
急激な脱離が抑制され、その下流に存在する加熱機能を
有する第２触媒手段の処理能力を超えることが少なくな
り、排気の十分な浄化を行うことができるようになる。
化装置によると、バイパス通路の吸着手段よりも上流側
に蓄熱手段を設けており、この蓄熱手段は、吸着手段に
トラップされている炭化水素等の除去対象成分を脱離さ
せるためにバイパス通路に、高温の排気を導入した場合
に、この高温の排気の温度を抑制して吸着手段に導く作
用をなし、このため、吸着手段からの該除去対象成分の
急激な脱離が抑制され、その下流に存在する加熱機能を
有する第２触媒手段の処理能力を超えることが少なくな
り、排気の十分な浄化を行うことができるようになる。
【００１４】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装
置において、前記蓄熱手段は潜熱型であることを特徴と
する。
排気浄化装置は、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装
置において、前記蓄熱手段は潜熱型であることを特徴と
する。
【００１５】請求項２記載の本発明の内燃機関の排気浄
化装置によると、蓄熱手段を潜熱型としており、潜熱型
は所定の条件下では流入する排気の温度にかかわらず、
流出する排気の温度を該流入する排気の温度よりも低い
温度で、ほぼ一定に保つことが可能であるとともに、エ
ネルギ密度が大きく、構成も簡単にできるので、装置構
成をそれほど複雑化することなく、高効率的に排気の浄
化を行うことができるようになる。
化装置によると、蓄熱手段を潜熱型としており、潜熱型
は所定の条件下では流入する排気の温度にかかわらず、
流出する排気の温度を該流入する排気の温度よりも低い
温度で、ほぼ一定に保つことが可能であるとともに、エ
ネルギ密度が大きく、構成も簡単にできるので、装置構
成をそれほど複雑化することなく、高効率的に排気の浄
化を行うことができるようになる。
【００１６】
【発明の効果】請求項１記載の本発明の内燃機関の排気
浄化装置によると、排気中に含まれる炭化水素等の除去
対象成分を高効率的に除去することができ、排気ガスの
浄化を十分に行える内燃機関の排気浄化装置が提供され
るという効果がある。
浄化装置によると、排気中に含まれる炭化水素等の除去
対象成分を高効率的に除去することができ、排気ガスの
浄化を十分に行える内燃機関の排気浄化装置が提供され
るという効果がある。
【００１７】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
排気浄化装置によると、吸着手段へ導く排気ガスの温度
制御が容易であるとともに、構成をそれほど複雑化する
ことなく、排気中の炭化水素等の除去対象成分の除去を
高効率的に行えるようにした内燃機関の排気浄化装置が
提供されるという効果がある。
排気浄化装置によると、吸着手段へ導く排気ガスの温度
制御が容易であるとともに、構成をそれほど複雑化する
ことなく、排気中の炭化水素等の除去対象成分の除去を
高効率的に行えるようにした内燃機関の排気浄化装置が
提供されるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態
に係る内燃機関（エンジン）の排気浄化装置の構成の概
要を示す図である。
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態
に係る内燃機関（エンジン）の排気浄化装置の構成の概
要を示す図である。
【００１９】同図において、１はエンジンを示してい
る。２はエンジン１の排気ポートにその一端が接続され
た排気通路としてのメイン通路であり、メイン通路２の
下流側（エンジン１の排気ポートに対して逆側）にはメ
イン通路２から分岐されるとともに、さらに下流側でメ
イン通路２に合流されるバイパス通路３が設けられてい
る。
る。２はエンジン１の排気ポートにその一端が接続され
た排気通路としてのメイン通路であり、メイン通路２の
下流側（エンジン１の排気ポートに対して逆側）にはメ
イン通路２から分岐されるとともに、さらに下流側でメ
イン通路２に合流されるバイパス通路３が設けられてい
る。
【００２０】メイン通路２のバイパス通路３との分岐部
よりも上流側には、メイン触媒（第１触媒手段）４が設
けられている。メイン通路２のメイン触媒４よりも下流
側でバイパス通路３との分岐部よりも上流側の部分に
は、この部分を流通する排気ガスの温度を検出する排気
温度センサ５が設けられている。メイン通路２とバイパ
ス通路３との分岐部には、メイン通路２の該分岐部より
も上流側を流通される排気ガスをメイン通路２の該分岐
部よりも下流側に流通させるか、またはバイパス通路に
流通させるかを選択的に切り替える切替バルブ（開閉
弁）６が設けられている。
よりも上流側には、メイン触媒（第１触媒手段）４が設
けられている。メイン通路２のメイン触媒４よりも下流
側でバイパス通路３との分岐部よりも上流側の部分に
は、この部分を流通する排気ガスの温度を検出する排気
温度センサ５が設けられている。メイン通路２とバイパ
ス通路３との分岐部には、メイン通路２の該分岐部より
も上流側を流通される排気ガスをメイン通路２の該分岐
部よりも下流側に流通させるか、またはバイパス通路に
流通させるかを選択的に切り替える切替バルブ（開閉
弁）６が設けられている。
【００２１】メイン通路２に分岐して並列的に設けられ
たバイパス通路３には、吸着剤（吸着手段）７が設けら
れている。吸着剤７の型としてはペレット、フォーム、
ハニカム等のいずれでもよい。
たバイパス通路３には、吸着剤（吸着手段）７が設けら
れている。吸着剤７の型としてはペレット、フォーム、
ハニカム等のいずれでもよい。
【００２２】バイパス通路３の吸着剤７の下流側には、
図示しない電源回路からの電源の供給を受けて発熱する
ヒータを有するヒータ付き触媒（第２触媒手段）８が設
けられている。ヒータ付き触媒８に担持される触媒は、
三元触媒、酸化触媒のいずれでもよい。
図示しない電源回路からの電源の供給を受けて発熱する
ヒータを有するヒータ付き触媒（第２触媒手段）８が設
けられている。ヒータ付き触媒８に担持される触媒は、
三元触媒、酸化触媒のいずれでもよい。
【００２３】パイパス通路３の吸着剤７の上流側には、
蓄熱材（蓄熱手段）９が配置されている。この蓄熱材９
としては、顕熱型、潜熱型、反応型等の各種の方式のい
ずれかを採用することができる。
蓄熱材（蓄熱手段）９が配置されている。この蓄熱材９
としては、顕熱型、潜熱型、反応型等の各種の方式のい
ずれかを採用することができる。
【００２４】ここで、顕熱型は温度上昇を利用するもの
であり、蓄熱量が〔比熱×温度〕で表され、エネルギ密
度は小さいが取り扱いが容易であるという得失を有す
る。潜熱型は相転移、融解の潜熱を利用するものであ
り、一定温度で熱の出し入れができ、顕熱型よりもエネ
ルギ密度が大きく、構成を簡単にできるという利点を有
している。反応型は可逆反応に伴う吸発熱現象を利用し
たものであり、長期間の蓄熱が可能であるという利点を
有しているが、熱媒体搬送動力装置等が必要であり装置
が複雑になるという欠点がある。
であり、蓄熱量が〔比熱×温度〕で表され、エネルギ密
度は小さいが取り扱いが容易であるという得失を有す
る。潜熱型は相転移、融解の潜熱を利用するものであ
り、一定温度で熱の出し入れができ、顕熱型よりもエネ
ルギ密度が大きく、構成を簡単にできるという利点を有
している。反応型は可逆反応に伴う吸発熱現象を利用し
たものであり、長期間の蓄熱が可能であるという利点を
有しているが、熱媒体搬送動力装置等が必要であり装置
が複雑になるという欠点がある。
【００２５】このような蓄熱材の各方式における原理、
特徴を考慮すると、排気温度を一定の温度以下に抑制で
き、構成が簡単であるという特徴を有する潜熱型がもっ
とも有効であり適している。
特徴を考慮すると、排気温度を一定の温度以下に抑制で
き、構成が簡単であるという特徴を有する潜熱型がもっ
とも有効であり適している。
【００２６】また、この排気浄化装置は、バイパス通路
３の蓄熱材９のさらに上流側に２次空気を導入するため
のエアポンプ１１と該エアポンプ１１による２次空気の
導入又は停止を選択的に行うための２次空気切替バルブ
１０を備えている。但し、２次空気の導入位置はヒータ
付き触媒８の上流側で且つメイン通路２のメイン触媒４
の下流側であれば他の位置でも良い。
３の蓄熱材９のさらに上流側に２次空気を導入するため
のエアポンプ１１と該エアポンプ１１による２次空気の
導入又は停止を選択的に行うための２次空気切替バルブ
１０を備えている。但し、２次空気の導入位置はヒータ
付き触媒８の上流側で且つメイン通路２のメイン触媒４
の下流側であれば他の位置でも良い。
【００２７】メイン通路２とバイパス通路３の分岐部に
配置された切替バルブ６は、図示しない制御回路（ＥＣ
Ｕ）によって制御されるアクチュエータにより切替えら
れ、メイン通路２の該分岐部よりも上流側の排気ガス流
を、メイン通路２の該分岐部よりも下流側に、またはバ
イパス通路３に導入する。
配置された切替バルブ６は、図示しない制御回路（ＥＣ
Ｕ）によって制御されるアクチュエータにより切替えら
れ、メイン通路２の該分岐部よりも上流側の排気ガス流
を、メイン通路２の該分岐部よりも下流側に、またはバ
イパス通路３に導入する。
【００２８】また、エンジン１から排出された排気ガス
の温度は、排気温度センサ５により検出され、この排気
温度センサ５により検出された排気温度についての電気
信号が該制御回路に入力され、該制御回路からの出力信
号によってヒータ付き触媒８のヒータの作動、切替バル
ブ６の作動、２次空気切替バルブ１０の作動等が制御さ
れるようになっている。
の温度は、排気温度センサ５により検出され、この排気
温度センサ５により検出された排気温度についての電気
信号が該制御回路に入力され、該制御回路からの出力信
号によってヒータ付き触媒８のヒータの作動、切替バル
ブ６の作動、２次空気切替バルブ１０の作動等が制御さ
れるようになっている。
【００２９】ここで、図２を参照して、蓄熱材９の詳細
について説明することにする。蓄熱材９は、蓄熱筒１２
の中に潜熱型の蓄熱材料が封入された蓄熱カプセル１３
を熱交換通路を形成するように排気ガス流に対して平行
となるように収容して構成されている。蓄熱カプセル１
３の断面形状は、この実施の形態では長楕円形をしたも
のを採用しているが、円形等でもよい。
について説明することにする。蓄熱材９は、蓄熱筒１２
の中に潜熱型の蓄熱材料が封入された蓄熱カプセル１３
を熱交換通路を形成するように排気ガス流に対して平行
となるように収容して構成されている。蓄熱カプセル１
３の断面形状は、この実施の形態では長楕円形をしたも
のを採用しているが、円形等でもよい。
【００３０】蓄熱材料は吸着剤７の種類により選定する
必要がある。例えば、蓄熱材料としては、相転移点が１
００℃以下であれば、ナフタリンやステアリン酸等を採
用することができる。相転移点が１００℃前後では高密
度ポリエチレン等を採用することができ、２００℃付近
ではＮａＯＨ−ＫＯＨ，ペンタエリトリトール等を採用
することができる。封入される蓄熱材料の量は脱離量を
考慮し、あらかじめ適量に設定される。
必要がある。例えば、蓄熱材料としては、相転移点が１
００℃以下であれば、ナフタリンやステアリン酸等を採
用することができる。相転移点が１００℃前後では高密
度ポリエチレン等を採用することができ、２００℃付近
ではＮａＯＨ−ＫＯＨ，ペンタエリトリトール等を採用
することができる。封入される蓄熱材料の量は脱離量を
考慮し、あらかじめ適量に設定される。
【００３１】エンジン１の排気通路としてのメイン通路
２に設けられたメイン触媒４は、エンジン１の定常運転
状態では必要な温度になっており、十分に活性化してい
るので、排気ガス中の炭化水素等を酸化、あるいは還元
して無害化する能力を持っている。従って、切替バルブ
６は定常運転状態では、エンジン１からの排気ガスをメ
イン通路２の該分岐部よりも下流側に導入するように設
定されている。
２に設けられたメイン触媒４は、エンジン１の定常運転
状態では必要な温度になっており、十分に活性化してい
るので、排気ガス中の炭化水素等を酸化、あるいは還元
して無害化する能力を持っている。従って、切替バルブ
６は定常運転状態では、エンジン１からの排気ガスをメ
イン通路２の該分岐部よりも下流側に導入するように設
定されている。
【００３２】一方、エンジン１の始動直後においては、
エンジン１は炭化水素を比較的多量に放出する傾向があ
るのに対し、メイン触媒４の温度が低く十分に炭化水素
を浄化することができない。そこで、切替バルブ６によ
りバイパス通路３側に排気ガスを流し、炭化水素を吸着
剤７に吸着させる。
エンジン１は炭化水素を比較的多量に放出する傾向があ
るのに対し、メイン触媒４の温度が低く十分に炭化水素
を浄化することができない。そこで、切替バルブ６によ
りバイパス通路３側に排気ガスを流し、炭化水素を吸着
剤７に吸着させる。
【００３３】メイン通路２のメイン触媒４が活性化した
時点で、即ち排気温度センサ５により検出された温度
が、予め設定された所定の温度よりも高くなった時点
で、切替バルブ６を作動させて、バイパス通路３に流し
ていた排気ガスをメイン通路２の該分岐部の下流側に流
す。これと前後して、ヒータ付き触媒８のヒータに通電
して該触媒の温度を高め、該触媒を活性化させる。
時点で、即ち排気温度センサ５により検出された温度
が、予め設定された所定の温度よりも高くなった時点
で、切替バルブ６を作動させて、バイパス通路３に流し
ていた排気ガスをメイン通路２の該分岐部の下流側に流
す。これと前後して、ヒータ付き触媒８のヒータに通電
して該触媒の温度を高め、該触媒を活性化させる。
【００３４】その後、再度切替バルブ６を作動させて、
排気ガスを再度バイパス通路３に導き、吸着剤７にトラ
ップされていた炭化水素を脱離させる。このとき、バイ
パス通路３には高温の排気ガス（約４００℃）が流れ込
むが、蓄熱材９と排気ガスとの間で熱交換が行われる。
排気ガスを再度バイパス通路３に導き、吸着剤７にトラ
ップされていた炭化水素を脱離させる。このとき、バイ
パス通路３には高温の排気ガス（約４００℃）が流れ込
むが、蓄熱材９と排気ガスとの間で熱交換が行われる。
【００３５】熱交換が進行し、蓄熱材９が所定温度にな
ると相変化を起こしながら熱を吸収し、その下流側にあ
る吸着剤７にほぼ一定の温度（蓄熱材料が相変化を起こ
す所定の温度付近の温度）の排気ガスが供給される。そ
の結果、急激な炭化水素の脱離を押さえることができ、
小容量なヒータ付き触媒８で排気ガスを完全に浄化する
ことができる。
ると相変化を起こしながら熱を吸収し、その下流側にあ
る吸着剤７にほぼ一定の温度（蓄熱材料が相変化を起こ
す所定の温度付近の温度）の排気ガスが供給される。そ
の結果、急激な炭化水素の脱離を押さえることができ、
小容量なヒータ付き触媒８で排気ガスを完全に浄化する
ことができる。
【００３６】なお、エアポンプ１１と２次空気切替バル
ブ１０による２次空気のバイパス通路３への導入は、吸
着剤７に炭化水素を吸着させた後、炭化水素を脱離させ
るために高温の排気ガスをバイパス通路３に導入したと
きに行われる。これは、吸着剤７から脱離した炭化水素
とともに、酸素をヒータ付き触媒８へ供給することによ
り、ヒータ付き触媒８による炭化水素の浄化をさらに促
進するためである。
ブ１０による２次空気のバイパス通路３への導入は、吸
着剤７に炭化水素を吸着させた後、炭化水素を脱離させ
るために高温の排気ガスをバイパス通路３に導入したと
きに行われる。これは、吸着剤７から脱離した炭化水素
とともに、酸素をヒータ付き触媒８へ供給することによ
り、ヒータ付き触媒８による炭化水素の浄化をさらに促
進するためである。
【００３７】また、切替バルブ６等の作動制御は、必ず
しも排気温度センサ５の出力によって行う必要はなく、
排気温度を推定できるもの、例えば、エンジン始動から
の経過時間によって制御するようにしてもよい。
しも排気温度センサ５の出力によって行う必要はなく、
排気温度を推定できるもの、例えば、エンジン始動から
の経過時間によって制御するようにしてもよい。
【００３８】図３は、本発明の実施形態の効果を説明す
るための図である。吸着剤７から炭化水素を脱離させる
ため、切替バルブ６をバイパス通路３側に切替えると、
バイパス通路３には高温の排気ガス（約４００℃）が流
れ込む。この時の吸着剤入口温度の時間変化を、図３の
上段のグラフに示している。
るための図である。吸着剤７から炭化水素を脱離させる
ため、切替バルブ６をバイパス通路３側に切替えると、
バイパス通路３には高温の排気ガス（約４００℃）が流
れ込む。この時の吸着剤入口温度の時間変化を、図３の
上段のグラフに示している。
【００３９】バイパス通路３側に流れ込んだ排気ガスと
蓄熱材９内に組み込まれた蓄熱カプセル１３との間で熱
交換が行われる。熱交換が進み蓄熱カプセル１３内の蓄
熱材料は所定温度になると、潜熱型の蓄熱材料では相変
化を起こしながら熱を吸収するため、相変化を起こす温
度（ここでは２００℃以下）で排気ガス温度は、ほぼ一
定に保たれ、吸着剤７に流入することになる。
蓄熱材９内に組み込まれた蓄熱カプセル１３との間で熱
交換が行われる。熱交換が進み蓄熱カプセル１３内の蓄
熱材料は所定温度になると、潜熱型の蓄熱材料では相変
化を起こしながら熱を吸収するため、相変化を起こす温
度（ここでは２００℃以下）で排気ガス温度は、ほぼ一
定に保たれ、吸着剤７に流入することになる。
【００４０】その結果、図３の下段のグラフにおいて、
太実線で示すように炭化水素の脱離量が一定量以上には
ならなくなり、即ち、ヒータ付き触媒８の処理限界（同
図中、点線で示されている）を越えてしまうことがなく
なり、ヒータ付き触媒８で十分浄化ができるようにな
る。
太実線で示すように炭化水素の脱離量が一定量以上には
ならなくなり、即ち、ヒータ付き触媒８の処理限界（同
図中、点線で示されている）を越えてしまうことがなく
なり、ヒータ付き触媒８で十分浄化ができるようにな
る。
【００４１】図４は上述した本実施形態の一部の構成を
変更した例を示しており、独立的に設けられた蓄熱材９
は廃止して、吸着剤７が収容される吸着筒１４の内部に
蓄熱材をも収容したものである。即ち、吸着剤７の吸着
筒１４には、蓄熱材料が封入された蓄熱カプセル１３′
が直接的に埋め込まれている。このような構成を採用す
ることにより、本発明を適用したとしても従来の技術と
比較して装置を大型化することがない。なお、蓄熱材９
との熱交換を考慮し、吸着剤７の型としてはメタルハニ
カムを用いている。
変更した例を示しており、独立的に設けられた蓄熱材９
は廃止して、吸着剤７が収容される吸着筒１４の内部に
蓄熱材をも収容したものである。即ち、吸着剤７の吸着
筒１４には、蓄熱材料が封入された蓄熱カプセル１３′
が直接的に埋め込まれている。このような構成を採用す
ることにより、本発明を適用したとしても従来の技術と
比較して装置を大型化することがない。なお、蓄熱材９
との熱交換を考慮し、吸着剤７の型としてはメタルハニ
カムを用いている。
【００４２】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易とするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。従って、
上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。
理解を容易とするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。従って、
上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。
【図１】本発明の実施形態の構成図である。
【図２】本発明の実施形態の蓄熱材の詳細図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った
断面図である。
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った
断面図である。
【図３】本発明の実施形態の効果を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態の一部の構成を変更した詳細
図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ
線に沿った断面図である。
図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ
線に沿った断面図である。
【図５】吸着剤の入口温度と脱離量との関係を示す特性
図である。
図である。
【図６】従来技術の問題点を示す説明図である。
１ エンジン ２ メイン通路 ３ バイパス通路 ４ メイン触媒 ５ 排気温度センサ ６ 切替バルブ ７ 吸着剤 ８ ヒータ付き触媒 ９ 蓄熱材 １０ ２次空気切替バルブ １１ エアポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢＫ 3/22 ＺＡＢ 3/22 ＺＡＢ ３０１ ３０１Ｂ 9/00 ＺＡＢ 9/00 ＺＡＢＺ Ｆ０２Ｄ 45/00 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 45/00 ＺＡＢ ３１０ ３１０Ｂ ３６０ ３６０Ｃ (72)発明者 岡田 圭司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた第１触媒
手段と、 該第１触媒手段の下流側で該排気通路から分岐するバイ
パス通路と、 該バイパス通路に設けられた該バイパス通路を流通する
排気の除去対象成分を吸着する吸着手段と、 該バイパス通路の該吸着手段よりも下流側に設けられた
加熱機能を有する第２触媒手段と、 該バイパス通路の該吸着手段よりも上流側に設けられた
該バイパス通路を流通する排気の温度を抑制する蓄熱手
段と、 該排気通路と該バイパス通路との分岐部に設けられ、所
定の運転状態にあるときに排気を該バイパス通路側に導
く開閉弁と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気
浄化装置。 - 【請求項２】前記蓄熱手段は潜熱型であることを特徴と
する請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35830396A JPH10184346A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35830396A JPH10184346A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184346A true JPH10184346A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18458604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35830396A Pending JPH10184346A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10184346A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017151972A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | Watlow Electric Manufacturing Company | Thermal storage device for use in a fluid flow system |
| CN114776423A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种柴油车尾气在线收集处理装置及其控制方法 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35830396A patent/JPH10184346A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017151972A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | Watlow Electric Manufacturing Company | Thermal storage device for use in a fluid flow system |
| US10470247B2 (en) | 2016-03-02 | 2019-11-05 | Watlow Electric Manufacturing Company | Susceptor for use in a fluid flow system |
| US10815858B2 (en) | 2016-03-02 | 2020-10-27 | Watlow Electric Manufacturing Company | Exhaust system with actuated flow bypass and thermal storage device |
| CN114776423A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种柴油车尾气在线收集处理装置及其控制方法 |
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