JP2002256859A - Catalyst converter for stationary gas engine - Google Patents

Catalyst converter for stationary gas engine

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JP2002256859A
JP2002256859A JP2001052717A JP2001052717A JP2002256859A JP 2002256859 A JP2002256859 A JP 2002256859A JP 2001052717 A JP2001052717 A JP 2001052717A JP 2001052717 A JP2001052717 A JP 2001052717A JP 2002256859 A JP2002256859 A JP 2002256859A
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JP
Japan
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filter
exhaust gas
catalytic converter
cone
catalyst
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Application number
JP2001052717A
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Japanese (ja)
Inventor
Masami Ota
正己 太田
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Cataler Corp
Original Assignee
Cataler Corp
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Publication date
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst converter capable of preventing the drift of an exhaust gas, improving a catalyst function and making compact as a whole. SOLUTION: The catalyst converter (100) is provided with a housing (10) having a cone part (13) expanded in diameter toward the downstream side of the inflow port (14) in which an exhaust gas flows, and a catalyst bed (20) which is installed at the downstream side of the cone part and carries a catalyst component for controlling exhaust emission. The converter is further provided with a filter (40) forming a gas passage (16) which is set on the center of cone part cross section opposed to the inflow port and passes the exhaust gas through a space between the filter and the inner peripheral face of the cone part. Since the filter is disposed inside the cone part, the capture of poisoning substances and the dispersion of exhaust gas can be attained in combination.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、定置式ガスエンジ
ン等の排気ガスを浄化する定置式ガスエンジン用触媒コ
ンバータ(以下、適宜、「触媒コンバータ」と称す
る。)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic converter for a stationary gas engine for purifying exhaust gas from a stationary gas engine or the like (hereinafter referred to as "catalytic converter" as appropriate).

【0002】[0002]

【従来の技術】地球規模で環境問題が深刻化する昨今、
大気汚染ガスの排出規制が厳しく行われており、自動
車、自動二輪車等に限らず、企業、ホテル、病院、大店
舗等への電力、熱エネルギーを供給するコージェネレー
ション設備として用いられる定置式ガスエンジンの排気
ガス等についても、その排出規制が厳しくなりつつあ
る。大気汚染ガスには一酸化炭素(CO)、炭化水素
(HC)、窒素酸化物(NO x)、硫黄酸化物(SOx
等があり、これらを含む排気ガスは、酸化触媒、還元触
媒、3元触媒等を用いて浄化されることが多い。そし
て、触媒を用いて排気ガスの浄化を行う場合、触媒コン
バータが有効に機能する必要がある。例えば、特開平5
−86843号公報には、触媒コンバータの機能を温度
面から確保するために、その上流側にプレ触媒を設け
て、メイン触媒に至る排気ガスの温度上昇を図った、自
動二輪車の排ガス浄化装置が開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental problems have become serious on a global scale.
Air pollution gas emission regulations are strictly enforced,
Not limited to cars, motorcycles, etc., companies, hotels, hospitals, large stores
Cogeneration system that supplies electric power and thermal energy to pavement
Exhaust gas from stationary gas engines used as station equipment
Emission regulations for gases are becoming stricter.
You. Air pollutant gases include carbon monoxide (CO) and hydrocarbons
(HC), nitrogen oxides (NO x), Sulfur oxides (SOx)
Exhaust gas containing these is used as an oxidation catalyst, reduction catalyst, etc.
It is often purified using a medium, a three-way catalyst or the like. Soshi
When purifying exhaust gas using a catalyst,
The barter must function effectively. For example, Japanese Unexamined Patent Publication
JP-A-86843 discloses that the function of a catalytic converter is controlled by temperature.
Pre-catalyst is installed upstream from the surface to secure
To increase the temperature of exhaust gas reaching the main catalyst.
An exhaust gas purifying apparatus for a motorcycle is disclosed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、その公報に開
示された自動二輪車の排ガス浄化装置では、メイン触媒
に至る排気ガスの温度上昇のみを問題としているに過ぎ
ない。触媒コンバータが有効に機能するためには、その
他に、触媒コンバータ内部におけるガス流動の偏流や被
毒物質による触媒(成分)の劣化等を抑制、防止する必
要がある。例えば、図5に示すような定置式ガスエンジ
ン用の触媒コンバータの場合、流入口から流入した排気
ガスは、触媒コンバータ内部で同図中に矢印で示すよう
に、中心から内周壁にかけて急激に流速(または流量)
が低下する。従って、触媒コンバータ内部における排気
ガスの流動は非常に不均一な偏流となっている。その結
果、触媒成分が担持された触媒床全体が有効に活用され
ず、排気ガスが十分に浄化されなかったり、排気ガスの
浄化確保のために触媒床の大型化を招来して、触媒コン
バータのコンパクト化の妨げともなる。
However, in the motorcycle exhaust gas purifying apparatus disclosed in that publication, only the temperature rise of exhaust gas reaching the main catalyst is a problem. In order for the catalytic converter to function effectively, it is also necessary to suppress or prevent the gas flow drift inside the catalytic converter and the deterioration of the catalyst (component) due to the poisoning substance. For example, in the case of a catalytic converter for a stationary gas engine as shown in FIG. 5, the exhaust gas flowing from the inlet flows abruptly from the center to the inner peripheral wall inside the catalytic converter as indicated by the arrow in FIG. (Or flow)
Decrease. Therefore, the flow of the exhaust gas inside the catalytic converter has a very uneven drift. As a result, the entire catalyst bed on which the catalyst components are supported is not effectively used, and exhaust gas is not sufficiently purified, or the catalyst bed is enlarged in order to secure purification of exhaust gas. It also hinders downsizing.

【0004】そこで、図6に示すように、触媒床230
の前方に排気ガスを分散的に流動させる分散用コーン2
10を設け、かつ、触媒床230の被毒を防止するため
に触媒床の前方に硫化物等の被毒物質を捕捉(トラッ
プ)するフィルター220を設けることが考えられる。
しかし、図6の触媒コンバータ200では、分散用コー
ン210により排気ガスの流動が均一化するとしても、
それ故に、フィルターを触媒床230の全面を覆うよう
に設けることが必要となる。その結果、その触媒コンバ
ータ200では、軸方向の大型化、触媒コンバータの重
量増、フィルターの構造補強の必要性、コスト高、排気
ガスの圧力損失の増大等の新たな問題を招来する。
[0004] Therefore, as shown in FIG.
For dispersing exhaust gas in a dispersive manner ahead of
It is conceivable to provide a filter 220 for trapping a poisoning substance such as sulfide in front of the catalyst bed in order to prevent the catalyst bed 230 from being poisoned.
However, in the catalytic converter 200 of FIG. 6, even if the flow of the exhaust gas is made uniform by the dispersing cone 210,
Therefore, it is necessary to provide a filter so as to cover the entire surface of the catalyst bed 230. As a result, in the catalytic converter 200, new problems such as an increase in the size in the axial direction, an increase in the weight of the catalytic converter, a need to reinforce the structure of the filter, an increase in cost, and an increase in pressure loss of exhaust gas are caused.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであり、触媒床の機能確保と、全体的な軽量コン
パクト化とを図ることができる触媒コンバータを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a catalytic converter capable of ensuring the function of a catalyst bed and reducing the overall weight and size. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
この問題を解決すべく鋭意研究を重ね、試行錯誤の結
果、排気ガスの流入口に対向する位置に排気ガスの偏流
防止を兼ねた被毒物質用のフィルターを設けることを思
い付き本発明の触媒コンバータを開発するに至ったもの
である。すなわち、本発明の触媒コンバータは、排気ガ
スが流入する流入口と該流入口に続いて下流側に拡径す
るコーン部とを有するハウジングと、該コーン部の下流
側に設けられ排気ガスを浄化する触媒成分が担持された
触媒床と、を備える触媒コンバータにおいて、前記コー
ン部の断面中央に前記流入口に対向して配設され該コー
ン部の内周面との間で排気ガスが流通するガス通路を形
成するフィルターを備えることを特徴とする。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
In order to solve this problem, intensive studies have been carried out, and as a result of trial and error, the inventors of the present invention have conceived to provide a filter for a poisoning substance which also serves to prevent drifting of exhaust gas at a position facing the inlet of exhaust gas. Has been developed. That is, the catalytic converter of the present invention comprises a housing having an inflow port into which exhaust gas flows, a cone portion having a diameter increasing downstream downstream from the inflow port, and purifying the exhaust gas provided downstream of the cone portion. And a catalyst bed on which a catalyst component is carried, wherein the exhaust gas flows between the inner peripheral surface of the cone portion, which is disposed at the center of the cross section of the cone portion and faces the inlet. It is characterized by comprising a filter forming a gas passage.

【0007】排気ガス流量の大きな、コーン部の断面中
央に、流入口に対向してフィルターを配設したため、流
入した排気ガスのほとんど全部が、一旦そのフィルター
に当るため、排気ガス中に含まれる被毒物質は、フィル
ターによって効率的に捕捉される。但し、被毒物質が除
去された後の排気ガスは、次に2通りの流れをもつ。つ
まり、被毒物質の除去された多くの排気ガスは、フィル
ターを直接通過し、フィルターの整流作用により偏流が
抑制されて、ほぼ均一に触媒床に導かれる。一方、被毒
物質の除去された排気ガスの内、フィルターを直接通過
しないものも、コーン部の内周面とフィルターとの間に
(つまり、フィルターの外周部に)形成された排気ガス
のガス通路を通過して、触媒床の外周部に導かれ、従来
なら殆ど流れ込まなかったような触媒床の部分へも排気
ガスが導かれることとなる。
[0007] Since a filter is disposed at the center of the cross section of the cone portion where the exhaust gas flow rate is large, facing the inflow port, almost all of the inflowed exhaust gas once falls on the filter, and is included in the exhaust gas. Poisons are efficiently captured by the filter. However, the exhaust gas after the removal of the poisonous substance has the following two flows. That is, many of the exhaust gas from which the poisoning substances have been removed passes directly through the filter, and the rectifying action of the filter suppresses the drift and is guided to the catalyst bed almost uniformly. On the other hand, among exhaust gases from which poisonous substances have been removed, those that do not directly pass through the filter may also be exhaust gas formed between the inner peripheral surface of the cone portion and the filter (that is, on the outer peripheral portion of the filter). After passing through the passage, the exhaust gas is guided to the outer peripheral portion of the catalyst bed, and the exhaust gas is also guided to a portion of the catalyst bed that has hardly flowed in the past.

【0008】このように、本発明の触媒コンバータによ
れば、フィルターが被毒物質の除去と排気ガスの偏流の
抑制、防止とを兼ね備え、触媒成分の劣化が防止される
と共に触媒床全面が有効に活用される。その結果、効率
的な排気ガス浄化が長期間安定して行われることとな
る。なお、排気ガス流量の大きなコーン部の断面中央
に、流入口に対向してフィルターを配設することによ
り、触媒床全面をフィルターで覆う必要がなくなり、フ
ィルターの小型化、触媒コンバータの軽量コンパクト化
を図れる。また、フィルターの小型化により、排気ガス
の圧損も低減でき、エンジン性能の低下を防止できる。
As described above, according to the catalytic converter of the present invention, the filter has both the removal of poisoning substances and the suppression and prevention of the drift of exhaust gas. It is used for As a result, efficient exhaust gas purification is performed stably for a long period of time. In addition, by disposing a filter at the center of the cross section of the cone part where the exhaust gas flow rate is large, facing the inflow port, there is no need to cover the entire catalyst bed with a filter. Can be achieved. Further, by reducing the size of the filter, the pressure loss of exhaust gas can be reduced, and a decrease in engine performance can be prevented.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の触媒コンバータに
関する具体的な実施の形態について説明する。 (1)フィルターの大きさと配設位置 前記フィルターの上流端位置で、軸方向に垂直な方向の
前記コーン部の断面積に対する該フィルターの上流端面
積の比が0.25〜0.6であり、該コーン部の軸方向
長さに対する該コーン部の上流端から該フィルターの上
流端までの長さの比が0.1〜0.5であると、好適で
ある。前記フィルターの上流端位置で、軸方向に垂直な
方向の前記コーン部の断面積に対する該フィルターの上
流端面積の比を0.25〜0.6としたのは、流入口か
ら触媒コンバータに流入した排気ガスの流動を解析した
結果、フィルターが、軸方向に垂直な方向のコーン部の
断面積に対して、0.25〜0.6となる大きさの上流
端面積をもつと、被毒物質の捕捉と偏流防止とを図る上
で好ましいことが解ったからである。その面積比が0.
25未満では、フィルター部の断面積が少なすぎ、フィ
ルターに接触する排気ガスが減少して被毒物質の捕捉効
果が不十分となり、また、流れの分散効果も不十分とな
るからである。一方、その面積比が0.6を越えると、
圧損上昇による影響が大きくなり、また、フィルターの
大型化を招くこととなるため、、好ましくない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the catalytic converter according to the present invention will be described. (1) Size and Arrangement Position of Filter At the upstream end position of the filter, the ratio of the upstream end area of the filter to the cross-sectional area of the cone portion in the direction perpendicular to the axial direction is 0.25 to 0.6. Preferably, the ratio of the length from the upstream end of the cone to the upstream end of the filter to the axial length of the cone is 0.1 to 0.5. At the upstream end position of the filter, the ratio of the area of the upstream end of the filter to the cross-sectional area of the cone portion in the direction perpendicular to the axial direction is set to 0.25 to 0.6 because the flow rate from the inlet to the catalytic converter is increased. As a result of analyzing the flow of the exhaust gas, the filter was poisoned when the filter had an upstream end area of 0.25 to 0.6 with respect to the cross-sectional area of the cone in the direction perpendicular to the axial direction. This is because it has been found that it is preferable for capturing the substance and preventing drifting. The area ratio is 0.
If it is less than 25, the cross-sectional area of the filter portion is too small, the amount of exhaust gas coming into contact with the filter is reduced, and the effect of trapping poisonous substances becomes insufficient, and the effect of dispersing the flow becomes insufficient. On the other hand, if the area ratio exceeds 0.6,
This is not preferable because the influence of the increase in pressure loss increases and the size of the filter increases.

【0010】前記コーン部の軸方向長さに対する該コー
ン部の上流端から前記フィルターの上流端までの長さの
比が0.1〜0.5であると、好適である。同様に、流
入口から触媒コンバータに流入した排気ガスの流動を解
析した結果、コーン部の軸方向長さ(コーン部の全長)
に対して、コーン部の上流端からフィルターの上流端ま
での長さ(距離)の比が0.1〜0.5となる位置にフ
ィルターが配設されていると、被毒物質の捕捉と偏流防
止とを図る上で好ましいことが解った。その比が0.1
未満では、排気ガスを適切に分散させて流ことが難しく
なり、また、後述するメンテナンス性も悪化する。ま
た、その比が0.5を越えると、触媒床にフィルターが
近づくため、同様に排気ガスを適切に分散させて流すこ
とが難しくなり、また、フィルターの大型化も招来し、
本発明による効果が薄くなる。
It is preferable that a ratio of a length from an upstream end of the cone portion to an upstream end of the filter to an axial length of the cone portion is 0.1 to 0.5. Similarly, as a result of analyzing the flow of exhaust gas flowing into the catalytic converter from the inlet, the axial length of the cone (total length of the cone)
On the other hand, if the filter is disposed at a position where the ratio of the length (distance) from the upstream end of the cone portion to the upstream end of the filter is 0.1 to 0.5, the poisoning substance can be trapped. It has been found that this is preferable for preventing drifting. The ratio is 0.1
If it is less than 10, it becomes difficult to disperse the exhaust gas appropriately and flow, and also the maintainability described later deteriorates. Further, when the ratio exceeds 0.5, the filter approaches the catalyst bed, and similarly, it becomes difficult to appropriately disperse and flow the exhaust gas, and the filter also becomes large,
The effect of the present invention is reduced.

【0011】(2)フィルターの着脱 前記フィルターは、前記コーン部に着脱可能な固定具に
より固定されていると、好適である。触媒コンバータを
長期間使用すると、フィルターに被毒物質が堆積して、
フィルターの捕捉(トラップ)性能が低下することがあ
る。そこで、フィルターがコーン部に着脱可能な固定具
により固定されていると、適宜、フィルターの交換が可
能となり、触媒コンバータの性能を維持することができ
る。具体的には、例えば、コーン部の内周面から突出し
たステーにフィルターから突出したステーを、ボルトと
ナット(固定具)とを用いて固定すれば良い。特に、前
記コーン部は、前記フィルターの出し入れと着脱とを行
うための密閉可能なメンテナンス口を備えると、好適で
ある。メンテナンス口を利用すると、触媒コンバータを
分解または破壊することなく、フィルターの脱着や交換
が可能となるからである。
(2) Attaching and detaching of the filter It is preferable that the filter is fixed to the cone portion by a detachable fixing tool. If the catalytic converter is used for a long time, poisonous substances accumulate on the filter,
The trap performance of the filter may decrease. Therefore, if the filter is fixed to the cone portion by a detachable fixing tool, the filter can be appropriately replaced, and the performance of the catalytic converter can be maintained. Specifically, for example, a stay projecting from the filter may be fixed to a stay projecting from the inner peripheral surface of the cone portion using a bolt and a nut (fixing tool). In particular, it is preferable that the cone portion includes a sealable maintenance port for performing insertion / removal of the filter and attachment / detachment of the filter. This is because the use of the maintenance port allows the filter to be detached or replaced without disassembling or destroying the catalytic converter.

【0012】なお、「密閉式」とは、フィルターの交換
等を行わないときには、密閉蓋等によりメンテナンス口
を気密状態にして、触媒コンバータから排気ガスの漏れ
を防止できるようにしてものであることを意味する。そ
の他、コーン部にメンテナンス口を設ける変りに、触媒
コンバータのハウジング自体を分解式としても良い。例
えば、触媒コンバータを、入口配管に接続され前記フィ
ルターを収納する上流側コーン部と、出口配管に接続さ
れる下流側コーン部と、両者の間に配設される触媒床と
で構成し、それらをボルト・ナットによって結合して、
適宜、分解・組立が行えるようにしても良い。
[0012] The "sealed type" means that when the filter is not replaced, the maintenance port is airtightly closed by a closed lid or the like so that leakage of exhaust gas from the catalytic converter can be prevented. Means Alternatively, instead of providing a maintenance port in the cone portion, the catalytic converter housing itself may be of an exploded type. For example, the catalytic converter is constituted by an upstream cone section connected to the inlet pipe and containing the filter, a downstream cone section connected to the outlet pipe, and a catalyst bed disposed therebetween, With bolts and nuts,
Disassembly and assembly may be performed as appropriate.

【0013】(3)触媒コンバータの用途 本発明の触媒コンバータは、定置式ガスエンジンの排気
ガス浄化に用いられるものであると、好適である。さら
に、本発明の触媒コンバータが、コージェネレーション
用定置式ガスエンジンに用いられるものであると、好適
である。最近では、熱効率に優れ、熱を有効利用した定
置式ガスエンジンが、発電設備、冷暖房設備、給湯設備
またはそれらを兼ね備えたコジェネレーションエネルギ
ー設備等に利用されている。このような設備は、例え
ば、ホテル、大店舗、工場、病院等でも使用される。そ
して、その据付けスペースを小さくするために、できる
だけコンパクトな設備が望まれ、そのような設備で利用
される定置式ガスエンジンの触媒コンバータも、当然、
コンパクト化が求められる。
(3) Use of Catalytic Converter The catalytic converter of the present invention is preferably used for purifying exhaust gas of a stationary gas engine. Further, it is preferable that the catalytic converter of the present invention is used for a stationary gas engine for cogeneration. Recently, stationary gas engines that have excellent thermal efficiency and make effective use of heat have been used for power generation equipment, cooling / heating equipment, hot water supply equipment, or cogeneration energy equipment that combines them. Such equipment is also used in hotels, large stores, factories, hospitals, and the like, for example. In order to reduce the installation space, equipment that is as compact as possible is desired, and the catalytic converter of a stationary gas engine used in such equipment is, of course,
Compactness is required.

【0014】特に、軸方向長さの短縮が求められるとこ
ろ、その短縮と排気ガス浄化との両立を図るために、図
5に示すような、入口配管(流入口)の5〜10倍程度
の断面積をもつ触媒床を備えた触媒コンバータが使用さ
れる。ところが、従来の触媒コンバータでは、上述した
ように、排気ガスの偏流が生じて、必ずしも触媒床全体
が有効に活用されている状況ではなかった。そこで、本
発明の触媒コンバータを定置式ガスエンジンの排気ガス
浄化に用いると、フィルターの小型化、触媒コンバータ
の軸方向の短縮化等を図れ、定置式ガスエンジンを使用
した各種設備の一層のコンパクト化も可能となる。
In particular, when the axial length is required to be reduced, in order to achieve both the reduction and the exhaust gas purification, the length of the inlet pipe (inlet) is about 5 to 10 times as shown in FIG. A catalytic converter with a catalyst bed having a cross-sectional area is used. However, in the conventional catalytic converter, as described above, the exhaust gas has drifted, and the entire catalyst bed has not always been used effectively. Therefore, when the catalytic converter of the present invention is used for purifying exhaust gas of a stationary gas engine, it is possible to reduce the size of the filter, shorten the axial direction of the catalytic converter, etc., and to further compact various facilities using the stationary gas engine. It becomes possible.

【0015】(4)その他 フィルターは、ハニカム状でもペレット状でも良いが、
排気ガスの圧損を抑制する上で、ハニカム状であると、
好適である。また、ハニカム状フィルターは、セラミッ
クス製でも金属製(例えば、薄板を巻回したもの)でも
良い。触媒床も同様であり、ハニカム状でもペレット状
でも良く、また、セラミックス製でも金属製でも良い。
また、フィルター、コーン部、触媒床の断面形状は円形
でも方形(例えば、矩形)でも良い。
(4) Others The filter may be in a honeycomb shape or a pellet shape.
In order to suppress the pressure loss of the exhaust gas, if it is a honeycomb shape,
It is suitable. The honeycomb filter may be made of ceramics or metal (for example, a thin plate wound). The same applies to the catalyst bed, which may be in the form of a honeycomb or a pellet, and may be made of ceramics or metal.
Further, the cross-sectional shapes of the filter, the cone portion, and the catalyst bed may be circular or square (for example, rectangular).

【0016】触媒床に担持されている触媒成分は、浄化
する汚染ガスに応じて適宜選択すれば良いが、例えば、
白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)
などの貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希
土類元素から選ばれるNOx吸蔵材、セリア(セリア−
ジルコニア複合酸化物等)などの酸素吸蔵・放出材など
がある。また、触媒成分を担持する触媒担持層には、活
性アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、シリカ−
アルミナ、ゼオライト、セリア、セリア−ジルコニアな
どの材料を用いることができる。また、フィルターに担
持させる成分は、捕捉能を確保するため、主に活性アル
ミナ、シリカ、ゼオライト、チタニア等を用いると、好
ましい。
The catalyst component supported on the catalyst bed may be appropriately selected according to the pollutant gas to be purified.
Platinum (Pt), rhodium (Rh), palladium (Pd)
Precious metals such as alkali metals, alkaline earth metals and NO x storage material selected from rare earth elements, ceria (ceria -
Oxygen storage / release material such as zirconia composite oxide). The catalyst supporting layer for supporting the catalyst component includes activated alumina, silica, zirconia, titania, silica-
Materials such as alumina, zeolite, ceria, and ceria-zirconia can be used. In addition, it is preferable to use activated alumina, silica, zeolite, titania, or the like as the component to be carried on the filter, in order to secure the capturing ability.

【0017】[0017]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明についてさらに
詳しく説明する。本発明の一実施例である触媒コンバー
タ100を図1に示す。触媒コンバータ100は、上流
側ハウジング10(本発明でいうハウジング)と、触媒
床20と、下流側ハウジング30とにより構成されてい
る。そして、上流側ハウジング10と触媒床20とは、
それらの接合部において外周方向に延びるフランジ1
1、21を介してボルト・ナット90により結合されて
おり、触媒床20と下流側ハウジング30とは、それら
の接合部において外周方向に延びるフランジ24、31
を介してボルト・ナット90とにより結合されている。
ところで、下流側ハウジング30は、フランジ31をも
つ開口端面から縮径したコーン部33と、コーン部33
の下流側に接続される円筒状の流出口34と、流出口3
4の端面に設けられたフランジ32とからなり、フラン
ジ32はマフラーに至る出口配管に接続される。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. FIG. 1 shows a catalytic converter 100 according to one embodiment of the present invention. The catalytic converter 100 includes an upstream housing 10 (housing according to the present invention), a catalyst bed 20, and a downstream housing 30. And the upstream housing 10 and the catalyst bed 20
Flange 1 extending in the circumferential direction at their joint
The catalyst bed 20 and the downstream housing 30 are connected to each other by bolts and nuts 90 via the first and the first 21 so that the flanges 24 and 31 extending in the outer peripheral direction at their joints.
And a bolt / nut 90.
By the way, the downstream housing 30 includes a cone portion 33 having a diameter reduced from an opening end face having a flange 31,
Outlet 34 connected to the downstream side of outlet 3 and outlet 3
And a flange 32 provided on an end face of the muffler 4, and the flange 32 is connected to an outlet pipe leading to the muffler.

【0018】触媒床20は、平行に2列設けられた円柱
状のハニカム触媒22と、ハニカム触媒22を収納する
円筒状のハウジング23と、両端面に設けられたフラン
ジ21、24とからなる。ハニカム触媒22は、フェラ
イト系耐熱鋼製であり、Pt、Rh(触媒成分)が活性
アルミナ(担持層)の上に担持されている。上流側ハウ
ジング10は、入口配管に接続されるフランジ12と、
フランジ12に連なる円筒状の流入口14と、流入口1
4の下流側端面から拡径したコーン部13と、触媒床2
0に結合されるフランジ11を備える。さらに、上流側
ハウジング10は、流入口14に対向してコーン部13
の断面中央に円柱状で金属製のハニカムフィルター40
(本発明でいうフィルター)を内部に備え、ハニカムフ
ィルター40は、コーン部13から内方に延びるステー
19とハニカムフィルター40の外周から延びるステー
49とにより、ボルト・ナット90により着脱可能に4
箇所で固定されている。
The catalyst bed 20 comprises a cylindrical honeycomb catalyst 22 provided in two rows in parallel, a cylindrical housing 23 for accommodating the honeycomb catalyst 22, and flanges 21 and 24 provided on both end surfaces. The honeycomb catalyst 22 is made of heat-resistant ferritic steel, and Pt and Rh (catalyst components) are supported on activated alumina (supporting layer). The upstream housing 10 includes a flange 12 connected to the inlet pipe,
A cylindrical inlet 14 connected to the flange 12;
4 and the catalyst bed 2 with the diameter increased from the downstream end face of the catalyst bed 2
0 is provided with a flange 11 which is connected to the flange. Furthermore, the upstream housing 10 faces the inflow port 14 and
Cylindrical cylindrical honeycomb filter 40 in the center of the cross section
(The filter according to the present invention) is provided therein, and the honeycomb filter 40 is detachably connected to the honeycomb filter 40 by bolts and nuts 90 by a stay 19 extending inward from the cone portion 13 and a stay 49 extending from the outer periphery of the honeycomb filter 40.
It is fixed in place.

【0019】ハニカムフィルター40の流入側端面から
観たコーン部13とハニカムフィルター40との位置関
係を、図2(図1のC−C断面図)に示す。図2からも
解るように、コーン部13とハニカムフィルター40と
の間には、ガス通路16が形成されている。また、上流
側ハウジング10のコーン部13は、ステー19の下流
側にメンテナンス口15を備える。メンテナンス口15
は、ハニカムフィルター40を出し入れできると共に、
ボルト・ナット99の弛緩、締結作業を行うことができ
る大きさである。なお、メンテナンス口15のフランジ
15aに蓋体(図示せず)をボルト・ナットで固定する
ことにより、メンテナンス口15を密閉することができ
る。
The positional relationship between the cone portion 13 and the honeycomb filter 40 viewed from the inflow side end face of the honeycomb filter 40 is shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, a gas passage 16 is formed between the cone portion 13 and the honeycomb filter 40. Further, the cone portion 13 of the upstream housing 10 includes a maintenance port 15 on the downstream side of the stay 19. Maintenance port 15
Can take the honeycomb filter 40 in and out,
The size is such that the bolt / nut 99 can be loosened and fastened. The maintenance port 15 can be sealed by fixing a lid (not shown) to the flange 15a of the maintenance port 15 with bolts and nuts.

【0020】次に、本実施例の上流側ハウジング10と
触媒床20とハニカムフィルター40との諸元を詳述す
る。 コーン部13の長さとハニカムフィルター40の上流
端位置までの距離とを、図3に示すコーン部の上流端か
らの軸方向長さとして、次のように設定した。 コーン部の長さA :360mm ハニカムフィルター上流端位置までの距離B:120mm 両者の比(B/A) :0.33
Next, the specifications of the upstream housing 10, the catalyst bed 20, and the honeycomb filter 40 of this embodiment will be described in detail. The length of the cone portion 13 and the distance to the upstream end position of the honeycomb filter 40 were set as the axial length from the upstream end of the cone portion shown in FIG. 3 as follows. Length of cone part A: 360 mm Distance to upstream end position of honeycomb filter B: 120 mm Ratio of both (B / A): 0.33

【0021】ハニカムフィルター40の上流端位置に
おける、軸方向に垂直な方向のコーン部13の断面積と
ハニカムフィルター40の上流端面積の比とを、図2を
参照して、次のように設定した。 コーン部の断面積S1 :1850mm2 ハニカムフィルターの上流端面積S2 :700mm2 両者の比(S2/S1) :0.38 ハニカムフィルター40の諸元を次のように設定した。 担体材質 :フェライト系耐熱鋼 担持成分 :活性アルミナ セル数 :31セル/cm2 なお、このハニカムフィルター40により捕捉される被
毒物質には、P、Pb、Si、Zn、Ca、C、S、S
n、ハロゲン、有機金属化合物等がある。
The cross-sectional area of the cone portion 13 in the direction perpendicular to the axial direction and the ratio of the area of the upstream end of the honeycomb filter 40 at the upstream end position of the honeycomb filter 40 are set as follows with reference to FIG. did. Sectional area of cone part S1: 1850 mm 2 Upstream end area of honeycomb filter S2: 700 mm 2 Ratio of both (S2 / S1): 0.38 The specifications of the honeycomb filter 40 were set as follows. Carrier material: heat-resistant ferritic steel Supported component: activated alumina Number of cells: 31 cells / cm 2 The poisoning substances captured by the honeycomb filter 40 include P, Pb, Si, Zn, Ca, C, S, S
n, halogen, organometallic compounds and the like.

【0022】触媒床20の諸元を次のように設定し
た。 構造 :ハニカム 触媒流入面積 :5100cm2 担体材質 :フェライト系耐熱鋼 触媒成分 :貴金属(Pt、Rh) セル数 :31セル/cm2 コーン部13とハニカムフィルター40との諸元を上記
のように設定したときの排気ガスの流動の様子を図4に
矢印で示した。図4からも解るように、本実施例の触媒
コンバータ100によれば、排気ガスがハニカムフィル
ター40に当ってその中に含まれる被毒物質が捕捉され
た後、排気ガスは、上流側ハウジング10内をほぼ均一
に流れ、触媒床20→下流側ハウジング30へと至る。
また、本実施例では、コーン部13内にハニカムフィル
ター40を設けているため、触媒コンバータ100が軸
方向に延びることもなく、また、ハニカムフィルター4
0自体がコンパクトであるため、触媒コンバータ100
が軽量となる。さらに、メンテナンス口15を利用する
と、ハニカムフィルター40の交換も容易である。
The specifications of the catalyst bed 20 were set as follows. Structure: honeycomb Catalyst inflow area: 5100 cm 2 Carrier material: heat-resistant ferritic steel Catalyst component: noble metal (Pt, Rh) Number of cells: 31 cells / cm 2 The specifications of the cone portion 13 and the honeycomb filter 40 are set as described above. The state of the flow of the exhaust gas at the time of performing is shown by arrows in FIG. As can be seen from FIG. 4, according to the catalytic converter 100 of the present embodiment, after the exhaust gas hits the honeycomb filter 40 and the poisonous substances contained therein are trapped, the exhaust gas is discharged to the upstream housing 10. It flows almost uniformly through the inside, and reaches the catalyst bed 20 → the downstream housing 30.
In the present embodiment, since the honeycomb filter 40 is provided in the cone portion 13, the catalytic converter 100 does not extend in the axial direction, and the honeycomb filter 4
0 itself is compact, so the catalytic converter 100
Becomes lighter. Further, if the maintenance port 15 is used, the honeycomb filter 40 can be easily replaced.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明の触媒コンバータによれば、排気
ガスの偏流が抑制、防止されるため、触媒床の機能が確
保され、また、被毒物質を捕捉するフィルターの小型化
が可能となるため、触媒コンバータ自体のコンパクト化
も図れる。
According to the catalytic converter of the present invention, the drift of the exhaust gas is suppressed and prevented, so that the function of the catalyst bed is secured and the size of the filter for trapping the poisoning substance can be reduced. Therefore, the catalytic converter itself can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の触媒コンバータの一実施例を示す縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a catalytic converter of the present invention.

【図2】図1に示した実施例のC−C断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line CC of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示した実施例の諸元を説明するための解
説図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining specifications of the embodiment shown in FIG. 1;

【図4】図1に示した実施例の排気ガスの流動を示した
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a flow of exhaust gas of the embodiment shown in FIG. 1;

【図5】触媒コンバータ内に分散用コーンを設けない場
合の排気ガスの流動を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a flow of exhaust gas when a dispersion cone is not provided in a catalytic converter.

【図6】分散用コーンを設けた触媒コンバータを示す図
である。
FIG. 6 is a view showing a catalytic converter provided with a dispersion cone.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 触媒コンバータ 10 上流側ハウジング(ハウジング) 13 コーン部 14 流入口 16 ガス通路 20 触媒床 30 下流側ハウジング 40 ハニカムフィルター(フィルター) REFERENCE SIGNS LIST 100 Catalytic converter 10 Upstream housing (housing) 13 Cone section 14 Inlet 16 Gas passage 20 Catalyst bed 30 Downstream housing 40 Honeycomb filter (filter)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B01D 46/00 B01D 53/36 103Z Fターム(参考) 3G090 AA01 AA02 EA02 EA03 3G091 AA06 AA19 AB13 BA11 BA14 BA15 BA19 BA39 CA27 GA01 GA06 GB01X GB01Z GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB07W GB10X GB16X GB17X HA16 HA18 HA47 4D048 AA01 AA06 AA11 AA13 AA14 AA15 AA16 AA18 AB01 AB02 BA30X BA39X BB02 BC01 BC02 BC03 CD05 4D058 JA32 JB22 KC04 KC15 LA01 QA01 QA03 QA11 SA08 TA06──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // B01D 46/00 B01D 53/36 103Z F-term (reference) 3G090 AA01 AA02 EA02 EA03 3G091 AA06 AA19 AB13 BA11 BA14 BA15 BA19 BA39 CA27 GA01 GA06 GB01X GB01Z GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB07W GB10X GB16X GB17X HA16 HA18 HA47 4D048 AA01 AA06 AA11 AA13 AA14 AA15 AA16 AA18 AB01 AB02 BA30X BA39X BB02 BC01 K02 Q03 Q03 Q01 K02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排気ガスが流入する流入口と該流入口に続
いて下流側に拡径するコーン部とを有するハウジング
と、 該コーン部の下流側に設けられ排気ガスを浄化する触媒
成分が担持された触媒床と、を備える定置式ガスエンジ
ン用触媒コンバータにおいて、 前記コーン部の断面中央に前記流入口に対向して配設さ
れ該コーン部の内周面との間で排気ガスが流通するガス
通路を形成するフィルターを備えることを特徴とする定
置式ガスエンジン用触媒コンバータ。
1. A housing having an inlet into which exhaust gas flows, a cone extending downstream from the inlet, and a catalyst component provided downstream of the cone to purify exhaust gas. And a supported catalyst bed, wherein the exhaust gas flows between the inner peripheral surface of the cone portion, which is disposed at the center of the cross section of the cone portion and faces the inlet. 1. A catalytic converter for a stationary gas engine, comprising: a filter forming a gas passage.
【請求項2】前記フィルターの上流端位置で、軸方向に
垂直な方向の前記コーン部の断面積に対する該フィルタ
ーの上流端面積の比が0.25〜0.6であり、 該コーン部の軸方向長さに対する該コーン部の上流端か
ら該フィルターの上流端までの長さの比が0.1〜0.
5である請求項1記載の定置式ガスエンジン用触媒コン
バータ。
2. A ratio of an area of an upstream end of the filter to a cross-sectional area of the cone in a direction perpendicular to an axial direction at an upstream end of the filter is 0.25 to 0.6. The ratio of the length from the upstream end of the cone portion to the upstream end of the filter to the axial length is 0.1 to 0.5.
5. The catalytic converter for a stationary gas engine according to claim 1, wherein
【請求項3】前記フィルターは、前記コーン部に着脱可
能な固定具により固定されている請求項1記載の定置式
ガスエンジン用触媒コンバータ。
3. The catalytic converter for a stationary gas engine according to claim 1, wherein said filter is fixed to said cone portion by a detachable fixing tool.
【請求項4】前記コーン部は、前記フィルターの出し入
れと着脱とを行うための密閉可能なメンテナンス口を備
える請求項3記載の定置式ガスエンジン用触媒コンバー
タ。
4. The catalytic converter for a stationary gas engine according to claim 3, wherein said cone portion is provided with a sealable maintenance port for inserting and removing said filter and for attaching and detaching said filter.
【請求項5】定置式ガスエンジンの排気ガス浄化に用い
られる請求項1記載の定置式ガスエンジン用触媒コンバ
ータ。
5. The catalytic converter for a stationary gas engine according to claim 1, which is used for purifying exhaust gas of a stationary gas engine.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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