JP2004092545A

JP2004092545A - 排気ガス処理装置

Info

Publication number: JP2004092545A
Application number: JP2002256181A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yoshida; 吉田　信一; Masahisa Sakano; 阪野　正久
Original assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Current assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】排気ガス浄化用触媒が担持された排気ガス浄化装置において、排気ガスが高温になりすぎて、触媒が劣化することを防止する。
【解決手段】排気ガス浄化装置２の上流側に排気ガス冷却用の熱交換器３を設け、排気ガス４の温度を温度検出器５の検出信号に基づき、設定した上限以下に維持するように構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス浄化用の触媒を担持する排気ガス処理装置に係り、特に触媒の活性化を最適にし得るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ガス処理装置は、一例としてハニカム状に形成されたコアの表面に排気ガス浄化用の触媒を担持したものである。そしてこの触媒担持体中に排気ガスを流通させ、触媒を活性化して排気ガスの有害成分を無害化するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
排気ガスを触媒で浄化する場合は、その排気ガスの温度が高過ぎると触媒が劣化し、低過ぎると触媒の活性化が起こらなくなる。
従って、排気ガス処理装置に流入する排気ガスの温度は一定の範囲で高温度に保つ必要がある。
そこで本発明は、触媒の活性化に最適な排気ガス温度に保つことができる排気ガス処理装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、排気管（１）　に、排気ガス浄化用の触媒を担持する排気ガス浄化装置（２）　が接続されたものにおいて、
排気ガス浄化装置（２）　の上流側に、排気ガス冷却用の熱交換器（３）　を設け、
排気ガス（４）　の温度を、温度検出器（５）　の検出信号に基づき、設定した上限以下を維持するように、前記熱交換器（３）　の冷却媒体の流通が制御されるように構成した排気ガス処理装置である。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記熱交換器（３）　は、排気管（１）　の外周に空間を介して同軸に外管（６）　が被嵌され、その外管（６）　と排気管（１）　との間に冷却用空気（７）　が流通するものからなり、前記排気ガス（４）　を設定範囲の温度に維持するように、前記冷却用空気（７）　が制御されるように構成された排気ガス処理装置である。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
外管（６）　の一端部に冷却用空気（７）　の出口（８）　が設けられ、他端部に入口（９）　が設けられ、外管（６）　と排気管（１）　との間にファン（１０）が配置され、そのファン（１０）がＯＮ／ＯＦＦ制御されるように構成された排気ガス処理装置である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１において、
前記熱交換器（３）　は、チューブ（１１）とフィン（１２）とからなり、その熱交換器（３）　が排気管（１）　の途中に設けられ、そのチューブ（１１）内に流通する冷却水（１３）の流れが制御されるように構成された排気ガス処理装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す排気ガス処理装置であり、排気ガス４の温度を排気ガス浄化装置２の触媒を活性化させるに最適な温度に制御する熱交換器３を有する。この例は、排気管１をベローズ状に形成して、その熱膨張を吸収すると共に、熱交換を促進するものである。その排気管１内には排気ガス浄化装置２が配置され、排気管１の外側に空間を有して外管６が被嵌されている。外管６の上流端は閉塞されて、その閉塞部が排気管１に接合されている。
【０００８】
また、外管６の下流端は、開口しそこに中空モータ１８が設けられ、中空モータ１８の回転子側にファン１０が固定されている。そして中空モータ１８の固定子側が外管６に固定され、両者の間はベアリングを介して回動自在に配置されていると共に、固定側内面に固定子が設けられ、回転側内面に回転子が夫々設けられている。
その中空モータ１８としては、一例として特開昭４９−１２９８０１号の「中空な回転軸を持つ電動機」或いは特開平６−２５３４８１号の「中空モータ」等の公知のものを利用できる。この中空モータ１８は制御装置１７を介してＯＮ／ＯＦＦ制御され、それに伴ってファン１０により冷却用空気７が排気管１と外管６との間に流通する。
【０００９】
外管６の上流端には多数の出口８が形成され、中空モータ１８を回転することにより冷却用空気７が入口９から排気管１と外管６との間を流通して、出口８より流出する。そして排気管１内の排気ガス４を冷却するものである。
排気管１の外面には温度検出器５が設けられ、その検出信号が制御装置１７に入力されると共に、その値と予め設定した温度の設定値とが比較される。そして入力された値が設定値以上の場合には、中空モータ１８を駆動して排気ガス４を冷却用空気７によって冷却し、設定値以下の場合には中空モータ１８は停止され、排気ガス４が所定温度に高まるまでその状態に維持される。
【００１０】
次に、図２は本発明の第２の実施の形態を示す説明図であり、図３は図２の　ＩＩＩ−　ＩＩＩ矢視図である。
この例は下流側の排気管１に排気ガス浄化装置２が配置され、上流側の排気管１と下流側の排気管１との間に熱交換器３が配置されている。この熱交換器３は、そのケーシング１９がフランジによって夫々上流側及び下流側の排気管１に接続されている。ケーシング１９内には、チューブ１１とフィン１２とからなるコアが設けられ、チューブ１１内に冷却水１３が流通する。なお、図３におけるチューブ１１及びフィン１２は高温度に耐え得る耐熱性のステンレス鋼を用いることが好ましい。
【００１１】
チューブ１１内の冷却水１３は、図２に示す如く制御弁１６のＯＮ／ＯＦＦによって制御される。即ち、上流側の排気管１の表面に設けられた温度検出器５の出力信号が制御装置１７に入力され、制御装置１７に設けられた排気ガス上限温度の設定値よりそれが高くなると、制御弁１６が開放され冷却水１３をチューブ１内に流通して熱交換を促進し、排気ガス４の温度を低下させる。
なお、上記の実施の形態では排気ガス４の温度を上限以下にする方法について述べたが、下限値を設け、制御装置１７の適宜なＯＮ／ＯＦＦ制御によって上限値及び下限値の範囲に排気ガス４の温度が維持されるように断続的に制御することもできる。
また、本排気ガス処理装置は排気ガスのマニホールド毎に設けても良いし、マニホールドの集合部に設けても良い。
【００１２】
【発明の作用・効果】
本発明の排気ガス処理装置は、排気ガス浄化装置２の上流側に熱交換器３を設け、温度検出器５の検出信号に基づき排気ガス４の温度を、設定した上限以下を維持するように、熱交換器３の冷却媒体の流通が制御されるように構成したものである。それ故、排気ガス４の温度を最適に維持して、排気ガス浄化装置２に担持された触媒を活性化し、排気ガスの浄化を促進する。それと共にその触媒の劣化を防止できる。即ち、排気ガス４の温度が高過ぎると排気ガス浄化装置２に担持された触媒が劣化する。しかしながら本発明では、熱交換器３によって冷却媒体の流通が制御されるように構成したため、その排気ガス４の温度を触媒の劣化温度以下に抑え、触媒活性化の最適温度に維持することができる。
【００１３】
上記構成において、排気管１の外周に空間を介して同軸に外管６を被嵌し、外管６と排気管１との間に冷却用空気７が流通するようにして熱交換器３を構成し、その冷却用空気７を制御することができる。この場合には、構造が簡単で場所をとらずに排気ガスの温度を最適に維持し得る。
上記構成において、外管６の一端側に冷却用空気７の出口８を設け他端に入口９を設け、外管６と排気管１との間にファン１０を配置することができる。そしてファン１０をＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。このように構成することにより、省スペースで効率の良い排気ガス４の温度制御を行うことができる。
上記構成において、熱交換器３をチューブ１１とフィン１２とにより形成し、チューブ１１内に流通する冷却水１３の流れを制御するように構成できる。この場合にも、省スペースで排気ガス４の温度制御を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気ガス処理装置の第１の実施の形態を示す一部破断説明図。
【図２】本発明の排気ガス処理装置の第２の実施の形態を示す説明図。
【図３】図２の　ＩＩＩ−　ＩＩＩ矢視断面略図。
【符号の説明】
１　排気管
２　排気ガス浄化装置
３　熱交換器
４　排気ガス
５　温度検出器
６　外管
７　冷却用空気
８　出口
９　入口
１０　ファン
１１　　チューブ
１２　　フィン
１３　　冷却水
１４　　入口パイプ
１５　　出口パイプ
１６　　制御弁
１７　　制御装置
１８　　中空モータ
１９　　ケーシング

Claims

排気管（１）　に、排気ガス浄化用の触媒を担持する排気ガス浄化装置（２）　が接続されたものにおいて、
排気ガス浄化装置（２）　の上流側に、排気ガス冷却用の熱交換器（３）　を設け、
排気ガス（４）　の温度を、温度検出器（５）　の検出信号に基づき、設定した上限以下を維持するように、前記熱交換器（３）　の冷却媒体の流通が制御されるように構成した排気ガス処理装置。
請求項１において、
前記熱交換器（３）　は、排気管（１）　の外周に空間を介して同軸に外管（６）　が被嵌され、その外管（６）　と排気管（１）　との間に冷却用空気（７）　が流通するものからなり、前記排気ガス（４）　を設定範囲の温度に維持するように、前記冷却用空気（７）　が制御されるように構成された排気ガス処理装置。
請求項２において、
外管（６）　の一端部に冷却用空気（７）　の出口（８）　が設けられ、他端部に入口（９）　が設けられ、外管（６）　と排気管（１）　との間にファン（１０）が配置され、そのファン（１０）がＯＮ／ＯＦＦ制御されるように構成された排気ガス処理装置。
請求項１において、
前記熱交換器（３）　は、チューブ（１１）とフィン（１２）とからなり、その熱交換器（３）　が排気管（１）　の途中に設けられ、そのチューブ（１１）内に流通する冷却水（１３）の流れが制御されるように構成された排気ガス処理装置。