JP2537122B2 - 触媒コンバ―タにおける反応ゾ―ンの検出 - Google Patents
触媒コンバ―タにおける反応ゾ―ンの検出Info
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、触媒発熱反応によって変換され得る成分
を含む流体が、それを通って流れることのできる触媒コ
ンバータにおける反応ゾーンの検出に関する。
を含む流体が、それを通って流れることのできる触媒コ
ンバータにおける反応ゾーンの検出に関する。
「触媒コンバータ」という語は、ここでは、金属また
はセラミックの蜂の巣状の物体であってそれを通って排
気ガス、または他の変換可能な成分を有する流体が流れ
ることのできる、多数のチャネルを備えた内側の部分を
有するものを意味すると理解される。チャネルの各々の
壁は、それ自体が触媒である、触媒に反応性のある物質
の被膜で覆われている。この種の触媒コンバータには、
特に自動車の内燃機関の排気装置において、排気ガスに
含まれる汚染物質を無害の化合物に変換するための、多
岐にわたる利用法がある。金属の触媒コンバータは一般
に、製造された金属板から、薄板にされ、螺旋状に曲げ
られ、または他の形で絡み合わされている。これの可能
性は欧州特許EP 0223 058 B1、EP 0 245 737 B2、およ
びEP 0 245 738 B2に説明される。
はセラミックの蜂の巣状の物体であってそれを通って排
気ガス、または他の変換可能な成分を有する流体が流れ
ることのできる、多数のチャネルを備えた内側の部分を
有するものを意味すると理解される。チャネルの各々の
壁は、それ自体が触媒である、触媒に反応性のある物質
の被膜で覆われている。この種の触媒コンバータには、
特に自動車の内燃機関の排気装置において、排気ガスに
含まれる汚染物質を無害の化合物に変換するための、多
岐にわたる利用法がある。金属の触媒コンバータは一般
に、製造された金属板から、薄板にされ、螺旋状に曲げ
られ、または他の形で絡み合わされている。これの可能
性は欧州特許EP 0223 058 B1、EP 0 245 737 B2、およ
びEP 0 245 738 B2に説明される。
エンジンの排気装置内の触媒コンバータの機能をモニ
タするため、触媒コンバータ内、または上に、その測定
値からエンジン作動中の機能に関して結論を出すことの
できる、温度センサを設けることは既に知られている。
これに対する提案は、ドイツ特許出願DE 26 43 737 A
1、およびDE 37 10 268 A1、ならびに欧州特許出願EP 0
236 659 A1において見出される。これらの引用例の初
めの２つでは、触媒コンバータは、少なくとも２つの、
間隔をあけられた温度センサを備えると述べられてお
り、その両方が触媒コンバータの外側に位置されてもよ
い、つまり第１のセンサが触媒コンバータの上流端の上
流にありかつ第２のセンサが触媒コンバータの下流端の
下流にあるか、または、その両方が触媒コンバータの内
側に配置されてもよい。また、２つのセンサの測定信号
から、センサによって検出された温度間の差に等しい信
号が形成され、この信号は、触媒コンバータの機能を評
価するため用いられる。この目的のための適切な評価シ
ステムは、後者の一連の引用例のうちの最後のもので説
明されている。この評価システムは、温度差がある第１
の限界値を超えると警報信号を出し、かつ温度差が第１
の限界値より著しく高い第２の限界値を超えると永久的
な破損を示す信号を出す。
タするため、触媒コンバータ内、または上に、その測定
値からエンジン作動中の機能に関して結論を出すことの
できる、温度センサを設けることは既に知られている。
これに対する提案は、ドイツ特許出願DE 26 43 737 A
1、およびDE 37 10 268 A1、ならびに欧州特許出願EP 0
236 659 A1において見出される。これらの引用例の初
めの２つでは、触媒コンバータは、少なくとも２つの、
間隔をあけられた温度センサを備えると述べられてお
り、その両方が触媒コンバータの外側に位置されてもよ
い、つまり第１のセンサが触媒コンバータの上流端の上
流にありかつ第２のセンサが触媒コンバータの下流端の
下流にあるか、または、その両方が触媒コンバータの内
側に配置されてもよい。また、２つのセンサの測定信号
から、センサによって検出された温度間の差に等しい信
号が形成され、この信号は、触媒コンバータの機能を評
価するため用いられる。この目的のための適切な評価シ
ステムは、後者の一連の引用例のうちの最後のもので説
明されている。この評価システムは、温度差がある第１
の限界値を超えると警報信号を出し、かつ温度差が第１
の限界値より著しく高い第２の限界値を超えると永久的
な破損を示す信号を出す。
先行技術の提案を用いても、触媒コンバータの内部で
起こっている熱力学的な状態を特定して提示することは
できない。特に、既知のシステムでは、全体的にまだ十
分に機能している触媒コンバータの状態は判断できな
い。しかし、作動中に起こる被毒現象（poisoning）プ
ロセスおよび／または老朽化を鑑みれば、触媒コンバー
タの摩耗度を見出すに至るためには、そうすることが不
可欠である。
起こっている熱力学的な状態を特定して提示することは
できない。特に、既知のシステムでは、全体的にまだ十
分に機能している触媒コンバータの状態は判断できな
い。しかし、作動中に起こる被毒現象（poisoning）プ
ロセスおよび／または老朽化を鑑みれば、触媒コンバー
タの摩耗度を見出すに至るためには、そうすることが不
可欠である。
したがって、この発明の目的は、特に老朽化および／
または被毒現象に鑑みて、触媒コンバータの機能上のチ
ェックを迅速かつ簡単に可能にする方法を開示すること
であり、この方法は、触媒コンバータの通常の作動中、
または作動の短い中断の間に使用可能でなければならな
い。自動車の排気装置の触媒コンバータの機能をチェッ
クする特殊な場合において、この方法は、たとえばドイ
ツ連邦共和国では通例である、自動車の定期検査中のチ
ェックが可能になるよう意図されている。
または被毒現象に鑑みて、触媒コンバータの機能上のチ
ェックを迅速かつ簡単に可能にする方法を開示すること
であり、この方法は、触媒コンバータの通常の作動中、
または作動の短い中断の間に使用可能でなければならな
い。自動車の排気装置の触媒コンバータの機能をチェッ
クする特殊な場合において、この方法は、たとえばドイ
ツ連邦共和国では通例である、自動車の定期検査中のチ
ェックが可能になるよう意図されている。
この発明に従えば、触媒コンバータの機能をチェック
するためには、触媒コンバータを通って流れる流体の反
応可能な成分を変換するための触媒反応が、触媒コンバ
ータ内部のどの部分で、主に起こるのが確認されなくて
はならない。特に、触媒コンバータにおける反応ゾーン
を検出するための方法が開示され、そこで ａ） 触媒コンバータの流れの方向に概ね平行に位置さ
れるジャケットの面によって囲まれる内側の部分を有
し、 ｂ） 触媒発熱反応によってその内側の部分内で変換さ
れ得る成分を含む流体が、その流れの方向にその内側の
部分を通って流れることができ、 ｃ） 反応ゾーンは、内側の領域のうち反応が顕著に起
こる部分として定義され、 ｄ） 流れの方向にほぼ平行に整列した測定の経路に沿
った、ジャケットの面上の温度の分布を測定することに
よって、反応ゾーンが検出され、反応ゾーンは、そこで
温度が測定の経路上の温度の最高値から予め定められた
限界値内でずれる、測定の経路のセグメントによって定
められる。
するためには、触媒コンバータを通って流れる流体の反
応可能な成分を変換するための触媒反応が、触媒コンバ
ータ内部のどの部分で、主に起こるのが確認されなくて
はならない。特に、触媒コンバータにおける反応ゾーン
を検出するための方法が開示され、そこで ａ） 触媒コンバータの流れの方向に概ね平行に位置さ
れるジャケットの面によって囲まれる内側の部分を有
し、 ｂ） 触媒発熱反応によってその内側の部分内で変換さ
れ得る成分を含む流体が、その流れの方向にその内側の
部分を通って流れることができ、 ｃ） 反応ゾーンは、内側の領域のうち反応が顕著に起
こる部分として定義され、 ｄ） 流れの方向にほぼ平行に整列した測定の経路に沿
った、ジャケットの面上の温度の分布を測定することに
よって、反応ゾーンが検出され、反応ゾーンは、そこで
温度が測定の経路上の温度の最高値から予め定められた
限界値内でずれる、測定の経路のセグメントによって定
められる。
この発明は、触媒コンバータによる触媒作用の達成可
能な最大の変換率を含むと解される触媒コンバータの触
媒作用が、ある応用ではつねにかなり超過して測定され
るという事実を活用する。これは、作動中に常に起こる
被毒現象および／または老朽化からくる作用の損失を補
償し、触媒コンバータの作動中、長く有効な耐用年数を
獲得するよう意図される。触媒作用が高いため、触媒反
応は、触媒コンバータ全体で均一に起こるわけではな
い。これは以下「反応ゾーン」と呼ばれる触媒コンバー
タの比較的狭いゾーンに限定され、これは新しい触媒コ
ンバータでは、利用可能な全体積の20％より多くを占め
ることはまずない。反応ゾーンの形状は、数ある要因の
中から、触媒コンバータを通って流れる流体の流れの外
形によって定められる。通常、流体の流れの速度は触媒
コンバータの中央で最も速く、周辺の部分に向かって減
少するので、反応ゾーンは触媒コンバータの内部で、真
っ直ぐではなく、むしろその形状は概ね円錐形である。
ジャケットの面の領域では、反応ゾーンはそこから発生
する熱放射によって認知できる。触媒コンバータの内側
の領域では、流体の温度が反応ゾーンの下流で実質的に
降下しないが、ジャケットの面の領域では、ジャケット
の面で発生する熱放射のため、反応ゾーンの下流で温度
の実質的な降下が認められる。
能な最大の変換率を含むと解される触媒コンバータの触
媒作用が、ある応用ではつねにかなり超過して測定され
るという事実を活用する。これは、作動中に常に起こる
被毒現象および／または老朽化からくる作用の損失を補
償し、触媒コンバータの作動中、長く有効な耐用年数を
獲得するよう意図される。触媒作用が高いため、触媒反
応は、触媒コンバータ全体で均一に起こるわけではな
い。これは以下「反応ゾーン」と呼ばれる触媒コンバー
タの比較的狭いゾーンに限定され、これは新しい触媒コ
ンバータでは、利用可能な全体積の20％より多くを占め
ることはまずない。反応ゾーンの形状は、数ある要因の
中から、触媒コンバータを通って流れる流体の流れの外
形によって定められる。通常、流体の流れの速度は触媒
コンバータの中央で最も速く、周辺の部分に向かって減
少するので、反応ゾーンは触媒コンバータの内部で、真
っ直ぐではなく、むしろその形状は概ね円錐形である。
ジャケットの面の領域では、反応ゾーンはそこから発生
する熱放射によって認知できる。触媒コンバータの内側
の領域では、流体の温度が反応ゾーンの下流で実質的に
降下しないが、ジャケットの面の領域では、ジャケット
の面で発生する熱放射のため、反応ゾーンの下流で温度
の実質的な降下が認められる。
したがって、反応ゾーンは、そこで温度がジャケット
の面上の温度の最高値から予め定められた限界値内でず
れる、ジャケットの面上の部分を定めることによって検
出され得る。これは、好ましくは流れの方向に概ね平行
に整列される、ジャケットの面上の測定の経路を規定
し、かつこの測定の経路に沿って温度を測定を実行する
ことによって、適切に行なわれる。
の面上の温度の最高値から予め定められた限界値内でず
れる、ジャケットの面上の部分を定めることによって検
出され得る。これは、好ましくは流れの方向に概ね平行
に整列される、ジャケットの面上の測定の経路を規定
し、かつこの測定の経路に沿って温度を測定を実行する
ことによって、適切に行なわれる。
反応ゾーンの区域でのジャケットの面の温度は、反応
ゾーンから離れたジャケットの面の温度と比べて、著し
く上昇するので、この発明を用いるために特定されるべ
き限界値の規定は、概して決定的ではない。金属の触媒
コンバータの一連の試験において、反応ゾーンの区域で
のジャケットの面の温度は80Kまでの値だけ上昇された
ことが見出された。これと比べて、限界値は約50Kにま
で達してもよく、好ましくは約30Kまでである。この発
明は、特に、限界値のいかなる特に精密な規定をも要求
しない。たとえば、限界値をモニタされるべき触媒コン
バータのジャケットの面上の最高温度と、色素が可逆的
にまたは非可逆的にその色を変える温度との間の差とし
て規定することは、概して十分である。この発明に従っ
た、電気温度センサを用いての触媒コンバータにおける
反応ゾーンの検出もまた、たとえば10％の範囲の比較的
大きい交差でも測定が可能な温度センサおよびそれに関
連する評価装置が用いられるなら、実質的に損なわれな
い。
ゾーンから離れたジャケットの面の温度と比べて、著し
く上昇するので、この発明を用いるために特定されるべ
き限界値の規定は、概して決定的ではない。金属の触媒
コンバータの一連の試験において、反応ゾーンの区域で
のジャケットの面の温度は80Kまでの値だけ上昇された
ことが見出された。これと比べて、限界値は約50Kにま
で達してもよく、好ましくは約30Kまでである。この発
明は、特に、限界値のいかなる特に精密な規定をも要求
しない。たとえば、限界値をモニタされるべき触媒コン
バータのジャケットの面上の最高温度と、色素が可逆的
にまたは非可逆的にその色を変える温度との間の差とし
て規定することは、概して十分である。この発明に従っ
た、電気温度センサを用いての触媒コンバータにおける
反応ゾーンの検出もまた、たとえば10％の範囲の比較的
大きい交差でも測定が可能な温度センサおよびそれに関
連する評価装置が用いられるなら、実質的に損なわれな
い。
この発明によって、触媒コンバータの作動中に反応ゾ
ーンを検出することが可能となり、その目的のためにジ
ャケットの面にはたとえば温度センサ等を備えて設けら
れるべきである。このような場合には、その方法を、流
体が触媒コンバータの内側の部分を通って安定した流れ
で流れる種類の作動状態に限定することが好ましい。特
に自動車の排気装置においては、特に負荷の変化のたび
に、不安定な流れが起こる。これらは常に、化学的な組
成、排気ガスの流れの速度および温度の変化に関連する
ため、それらは、触媒コンバータとのそれらの相互作用
に関して、不十分にしか説明され得ない。触媒コンバー
タはその熱容量のため、特に、約１秒のオーダの時間尺
度でしか、温度変化に追従できないため、ある状況下で
は、作動状態が不安定だと、測定の結果見出されたもの
を限定的にしか解釈できないかもしれない。
ーンを検出することが可能となり、その目的のためにジ
ャケットの面にはたとえば温度センサ等を備えて設けら
れるべきである。このような場合には、その方法を、流
体が触媒コンバータの内側の部分を通って安定した流れ
で流れる種類の作動状態に限定することが好ましい。特
に自動車の排気装置においては、特に負荷の変化のたび
に、不安定な流れが起こる。これらは常に、化学的な組
成、排気ガスの流れの速度および温度の変化に関連する
ため、それらは、触媒コンバータとのそれらの相互作用
に関して、不十分にしか説明され得ない。触媒コンバー
タはその熱容量のため、特に、約１秒のオーダの時間尺
度でしか、温度変化に追従できないため、ある状況下で
は、作動状態が不安定だと、測定の結果見出されたもの
を限定的にしか解釈できないかもしれない。
この発明は簡単であるため、流体が内側の部分を通っ
て流れた直後に、反応ゾーンを定めることをもまた可能
にする。これはたとえば、ある国では通例である定期検
査中に自動車の触媒コンバータを試験するためなどに、
特に重要である。触媒コンバータのチェックは、車がご
く短い間作動をやめた直後に行なわれることも可能であ
る。
て流れた直後に、反応ゾーンを定めることをもまた可能
にする。これはたとえば、ある国では通例である定期検
査中に自動車の触媒コンバータを試験するためなどに、
特に重要である。触媒コンバータのチェックは、車がご
く短い間作動をやめた直後に行なわれることも可能であ
る。
この発明のさらに他の有益な特徴は、反応ゾーンを検
出するのに必要な温度の測定が、ジャケットの面で発生
する熱放射を評価することによって行なわれることであ
る。これには、測定に必要な測定器具が、触媒コンバー
タにしっかりと結合される必要はないという利点があ
り、特に移動可能な触媒コンバータでは利点となり得
る。測定は、測定の経路を含む触媒コンバータのジャケ
ットの面のセグメントの赤外線写真を撮ることによっ
て、特に簡単に行なわれる。この目的のために、インス
タントタイプのフィルムが用いられてもよく、そうすれ
ば測定の経路の温度のプロフィルが、可能な最短時間内
で利用可能である。異なる色が異なる温度を示すように
カラーで再生すると、特に明確な図が得られる。もちろ
ん、フィルムベースの写真の代わりにビデオ映像等が用
いられてもよい。既知の電気映像処理装置と組合せて、
温度測定を直接機械で評価することもまた可能である。
出するのに必要な温度の測定が、ジャケットの面で発生
する熱放射を評価することによって行なわれることであ
る。これには、測定に必要な測定器具が、触媒コンバー
タにしっかりと結合される必要はないという利点があ
り、特に移動可能な触媒コンバータでは利点となり得
る。測定は、測定の経路を含む触媒コンバータのジャケ
ットの面のセグメントの赤外線写真を撮ることによっ
て、特に簡単に行なわれる。この目的のために、インス
タントタイプのフィルムが用いられてもよく、そうすれ
ば測定の経路の温度のプロフィルが、可能な最短時間内
で利用可能である。異なる色が異なる温度を示すように
カラーで再生すると、特に明確な図が得られる。もちろ
ん、フィルムベースの写真の代わりにビデオ映像等が用
いられてもよい。既知の電気映像処理装置と組合せて、
温度測定を直接機械で評価することもまた可能である。
温度測定を実行するためのさらに他の簡単な可能性
は、熱に応答して色が変わる基板で測定の経路を覆うこ
とである。このような基板は、たとえば被膜された紙の
小片やジャケットの面の被膜そのものであってもよい。
赤外線写真の場合のように、反応ゾーンは、基板の色を
評価することによって確認される。
は、熱に応答して色が変わる基板で測定の経路を覆うこ
とである。このような基板は、たとえば被膜された紙の
小片やジャケットの面の被膜そのものであってもよい。
赤外線写真の場合のように、反応ゾーンは、基板の色を
評価することによって確認される。
この発明のさらに他の特徴において、温度測定はま
た、測定の経路上に位置され、かつその上を移動可能
な、少なくとも１つの温度センサで実行されてもよく、
測定の経路はまた、複数個の温度センサを備えてもよ
い。この発明のこの実施例は、装置の面でより高価では
あるが、しかし、これによって、触媒コンバータの作動
を永久的にモニタすることができる。
た、測定の経路上に位置され、かつその上を移動可能
な、少なくとも１つの温度センサで実行されてもよく、
測定の経路はまた、複数個の温度センサを備えてもよ
い。この発明のこの実施例は、装置の面でより高価では
あるが、しかし、これによって、触媒コンバータの作動
を永久的にモニタすることができる。
この発明のいかなる実施例においても、反応ゾーンの
検出は、特定の場合に測定される温度分布が、その各々
の反応ゾーンの位置が知られている、特定の触媒コンバ
ータの型での較正測定において検出された、多数の予め
定められた標準の分布と比較されるような方法で簡略化
され得る。標準の分布はまた、シミュレーション計算に
よって得ることもできる。反応ゾーンの位置は、標準の
分布から補間法によって検出され得る。所与の正確さを
得るために、十分な数の、異なる標準の分布が必要であ
る。
検出は、特定の場合に測定される温度分布が、その各々
の反応ゾーンの位置が知られている、特定の触媒コンバ
ータの型での較正測定において検出された、多数の予め
定められた標準の分布と比較されるような方法で簡略化
され得る。標準の分布はまた、シミュレーション計算に
よって得ることもできる。反応ゾーンの位置は、標準の
分布から補間法によって検出され得る。所与の正確さを
得るために、十分な数の、異なる標準の分布が必要であ
る。
この発明に従った、いかなる実施例における方法も、
その見出される主な応用は触媒コンバータの摩耗度を定
めるためのものであって、そこでは測定の経路に関する
反応ゾーンの位置が、摩耗度の尺度として用いられる。
触媒コンバータが新しければ、触媒反応は主に、流体が
触媒コンバータに入る上流端にすぐ近接して起こる。老
朽化が進むにつれ、反応ゾーンは上流端から、流体が再
び触媒コンバータから出ていく下流端へとシフトする。
このようにして、特に簡単な機能のモニタが達成され得
る。
その見出される主な応用は触媒コンバータの摩耗度を定
めるためのものであって、そこでは測定の経路に関する
反応ゾーンの位置が、摩耗度の尺度として用いられる。
触媒コンバータが新しければ、触媒反応は主に、流体が
触媒コンバータに入る上流端にすぐ近接して起こる。老
朽化が進むにつれ、反応ゾーンは上流端から、流体が再
び触媒コンバータから出ていく下流端へとシフトする。
このようにして、特に簡単な機能のモニタが達成され得
る。
この応用を用いるのに特に適した分野は、既に詳細に
述べたように、自動車の排気装置の触媒コンバータの機
能のモニタである。触媒コンバータのモデルを認定する
ための典型的な試験中、特にアメリカ合衆国の法律によ
って要求される典型的な車の作動をシミュレーションす
る試験中、約300℃から400℃の間の温度が、触媒コンバ
ータのジャケットの面上で確立される。触媒コンバータ
の内側の領域で反応ゾーンの位置は、ジャケットの面上
の最高温度によって明確に表わされる。反応ゾーンの区
域内でのジャケットの面の温度は、典型的には、反応ゾ
ーンから離れたジャケットの面の温度より、約60Kない
し約80Kだけ上昇する。このような明白な最高点が容易
に検出され、上述のように、触媒コンバータの摩耗が進
むにつれてその位置がシフトするので、これは自動車の
排気装置における触媒コンバータの機能をチェックおよ
び／または機能をモニタするための簡単、かつ信頼でき
る手段を提供する。
述べたように、自動車の排気装置の触媒コンバータの機
能のモニタである。触媒コンバータのモデルを認定する
ための典型的な試験中、特にアメリカ合衆国の法律によ
って要求される典型的な車の作動をシミュレーションす
る試験中、約300℃から400℃の間の温度が、触媒コンバ
ータのジャケットの面上で確立される。触媒コンバータ
の内側の領域で反応ゾーンの位置は、ジャケットの面上
の最高温度によって明確に表わされる。反応ゾーンの区
域内でのジャケットの面の温度は、典型的には、反応ゾ
ーンから離れたジャケットの面の温度より、約60Kない
し約80Kだけ上昇する。このような明白な最高点が容易
に検出され、上述のように、触媒コンバータの摩耗が進
むにつれてその位置がシフトするので、これは自動車の
排気装置における触媒コンバータの機能をチェックおよ
び／または機能をモニタするための簡単、かつ信頼でき
る手段を提供する。
この発明のさらなる他の説明は、図面に示される好ま
しい例示適な実施例を参照して行なわれる。以下のもの
が詳しく示される。
しい例示適な実施例を参照して行なわれる。以下のもの
が詳しく示される。
図１は、この発明に従って、反応ゾーンを検出するた
めに備えられた触媒コンバータの図であり、 図２は、触媒コンバータの断面図であり、 図３は、触媒コンバータ上のジャケットの面上の温度
の分布である。
めに備えられた触媒コンバータの図であり、 図２は、触媒コンバータの断面図であり、 図３は、触媒コンバータ上のジャケットの面上の温度
の分布である。
図１は、触媒コンバータ２を示し、これを通して、触
媒で変換可能な成分を含む流体、特に内燃機関の排気ガ
スが、流れの方向４で流れる。その流体は、触媒コンバ
ータ２に上流端12で入り、下流端13で触媒コンバータ２
から出る。この場合、触媒コンバータ２は円筒形だが、
たとえば先行技術を参照して述べたように、他の形状も
また考えられる。上流端12と下流端13との間に、触媒コ
ンバータ２は、この場合は円筒形のジャケットである、
ジャケットの面５によって規定され、その上に測定の経
路６が、この発明に従ったジャケットの面５上の温度の
分布を定めるため示される。たとえば、温度の分布は、
温度センサ10、11で測定できて、移動可能な温度センサ
10と、固定の温度センサ11とは等しく利用可能である。
温度測定のため、測定の経路６を含むジャケットの面５
の部分８で発生する熱放射７をもまた、分析してもよい
だろう。これは、たとえば、部分８の赤外線写真を撮る
ことによって行なわれてもよい。効果に関して均等の手
段は、熱の影響の下で、可逆的または非可逆的に色が変
化する基板９を部分８に設けることである。発生する色
の変化から、反応ゾーン１の位置が基板９上で検出され
得る。図１は、例として、３つの基板９を示し、その横
線は色の境界を示すよう意図され、各々の場合における
反応ゾーンの位置が示される。
媒で変換可能な成分を含む流体、特に内燃機関の排気ガ
スが、流れの方向４で流れる。その流体は、触媒コンバ
ータ２に上流端12で入り、下流端13で触媒コンバータ２
から出る。この場合、触媒コンバータ２は円筒形だが、
たとえば先行技術を参照して述べたように、他の形状も
また考えられる。上流端12と下流端13との間に、触媒コ
ンバータ２は、この場合は円筒形のジャケットである、
ジャケットの面５によって規定され、その上に測定の経
路６が、この発明に従ったジャケットの面５上の温度の
分布を定めるため示される。たとえば、温度の分布は、
温度センサ10、11で測定できて、移動可能な温度センサ
10と、固定の温度センサ11とは等しく利用可能である。
温度測定のため、測定の経路６を含むジャケットの面５
の部分８で発生する熱放射７をもまた、分析してもよい
だろう。これは、たとえば、部分８の赤外線写真を撮る
ことによって行なわれてもよい。効果に関して均等の手
段は、熱の影響の下で、可逆的または非可逆的に色が変
化する基板９を部分８に設けることである。発生する色
の変化から、反応ゾーン１の位置が基板９上で検出され
得る。図１は、例として、３つの基板９を示し、その横
線は色の境界を示すよう意図され、各々の場合における
反応ゾーンの位置が示される。
図２は、触媒コンバータ２の内側の領域３における反
応ゾーン１の位置を示す。流れの方向４で、上流端12か
ら下流端13に流れる流体のために、反応ゾーン１は平ら
でなく曲がっている。その湾曲は、流体の流れの速度の
分布によって、実質的に定められ、それは、常に内側の
領域３の端での方がその中央の区域より小さい。
応ゾーン１の位置を示す。流れの方向４で、上流端12か
ら下流端13に流れる流体のために、反応ゾーン１は平ら
でなく曲がっている。その湾曲は、流体の流れの速度の
分布によって、実質的に定められ、それは、常に内側の
領域３の端での方がその中央の区域より小さい。
図３において、測定の経路６上の上流端12から下流端
13までの温度の分布がプロットされる。測定の経路６上
に延びる距離ｗが図の横座標上でプロットされ、温度Ｔ
が縦座標上でプロットされる。上流端12の領域におい
て、測定の経路６上の温度は、流入する流体の温度に実
質的に均等であり、上流端12の下流で測定の経路６上の
温度は、それが最高点に達するまで、結果として起こる
触媒反応の結果、上昇し、それから下流端13に向かって
再び降下する。温度の最高点は、触媒コンバータの内側
の領域における反応ゾーン１の位置を示す、というもの
も熱生産は反応ゾーン１において最高点にあるからであ
る。反応ゾーン１の下流では事実上、さらなる熱の発生
は起こらず、ジャケットの面からの熱の放射の結果とし
て、測定の経路上で測定されるべき温度は再び降下す
る。測定の経路６上の温度の分布における最高点の位置
は、触媒コンバータ内部における反応ゾーン１の位置を
示すものとして用いられてもよい。触媒コンバータが比
較的新しければ、温度の分布の最高点は、図３で実線の
曲線によって示されるように、上流端12の付近にある。
触媒コンバータの老朽化および／または被毒現象が進む
につれ、最高点の位置は上流端12から下流端13へと移動
する、というのも触媒コンバータが上流端12の付近でそ
の活動を大きく失ったからである。図３の点線の曲線を
参照されたい。
13までの温度の分布がプロットされる。測定の経路６上
に延びる距離ｗが図の横座標上でプロットされ、温度Ｔ
が縦座標上でプロットされる。上流端12の領域におい
て、測定の経路６上の温度は、流入する流体の温度に実
質的に均等であり、上流端12の下流で測定の経路６上の
温度は、それが最高点に達するまで、結果として起こる
触媒反応の結果、上昇し、それから下流端13に向かって
再び降下する。温度の最高点は、触媒コンバータの内側
の領域における反応ゾーン１の位置を示す、というもの
も熱生産は反応ゾーン１において最高点にあるからであ
る。反応ゾーン１の下流では事実上、さらなる熱の発生
は起こらず、ジャケットの面からの熱の放射の結果とし
て、測定の経路上で測定されるべき温度は再び降下す
る。測定の経路６上の温度の分布における最高点の位置
は、触媒コンバータ内部における反応ゾーン１の位置を
示すものとして用いられてもよい。触媒コンバータが比
較的新しければ、温度の分布の最高点は、図３で実線の
曲線によって示されるように、上流端12の付近にある。
触媒コンバータの老朽化および／または被毒現象が進む
につれ、最高点の位置は上流端12から下流端13へと移動
する、というのも触媒コンバータが上流端12の付近でそ
の活動を大きく失ったからである。図３の点線の曲線を
参照されたい。
この発明は、触媒コンバータの機能的能力の提示を得
るための、簡単で迅速、かつ信頼できる方法を提供す
る。
るための、簡単で迅速、かつ信頼できる方法を提供す
る。
Claims (5)
- 【請求項１】ａ） 触媒コンバータ（２）は、流れの方
向（４）に概ね平行に位置されるジャケットの面（５）
によって囲まれる内側の領域（３）を有し、 ｂ） 触媒発熱反応によって、内側の領域（３）内で変
換可能な成分を含む流体が、流れの方向（４）で、その
内側の部分を通って流れることができ、 ｃ） その内側の領域（３）のうち反応が顕著に起こる
部分として、反応ゾーン（１）が規定される触媒コンバ
ータ（２）における、反応ゾーン（１）を検出する方法
において、 ｄ） 流れの方向（４）の概ね平行に整列された測定の
経路（６）に沿って、ジャケットの面（５）上の、温度
の分布を外部から測定することによって、その反応ゾー
ン（１）が検出され、反応ゾーン（１）はそこで温度
が、予め定められた限界値内で、測定の経路（６）上の
温度の最高値からずれる、測定の経路のセグメントによ
って定められることを特徴とする、方法。 - 【請求項２】反応ゾーンが、流体が内側の領域（３）を
通って流れる間に検出される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】流体が内側の領域（３）を通って、安定し
た流れで流れる、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】反応ゾーン（１）が、流体の流れが内側の
領域（３）を通って通過した直後に、定められる、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項５】その測定が、ジャケットの面（５）で発生
する熱放射（７）を評価することによって行なわれる、
先行の請求項のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4038829.8 | 1990-12-05 | ||
| DE4038829A DE4038829A1 (de) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Ermittlung einer reaktionszone in einem katalysator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05507539A JPH05507539A (ja) | 1993-10-28 |
| JP2537122B2 true JP2537122B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=6419670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4500306A Expired - Lifetime JP2537122B2 (ja) | 1990-12-05 | 1991-11-22 | 触媒コンバ―タにおける反応ゾ―ンの検出 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5342783A (ja) |
| EP (1) | EP0560803B1 (ja) |
| JP (1) | JP2537122B2 (ja) |
| DE (2) | DE4038829A1 (ja) |
| ES (1) | ES2052393T3 (ja) |
| WO (1) | WO1992010653A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4228536A1 (de) * | 1992-08-27 | 1994-03-03 | Roth Technik Gmbh | Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von Katalysatoren in Abgasanlagen |
| US5826562A (en) * | 1994-07-29 | 1998-10-27 | Caterpillar Inc. | Piston and barrell assembly with stepped top and hydraulically-actuated fuel injector utilizing same |
| US6063633A (en) | 1996-02-28 | 2000-05-16 | The University Of Houston | Catalyst testing process and apparatus |
| EP1527264B1 (de) * | 2002-07-31 | 2007-05-30 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur erstellung von kennlinien oder kennlinienfeldern zur steuerung von verbrennungskraftmaschinen |
| EP2253825B1 (de) * | 2002-07-31 | 2018-11-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur applikativen Anpassung einer Motorsteuerung und nach dem Verfahren erhaltene Motorsteuerung |
| US20060020415A1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Hardwicke Canan U | Sensor and method for making same |
| DE102006016906A1 (de) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Daimlerchrysler Ag | Vorrichtung zur Überwachung eines Abgaskatalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine |
| US8475751B2 (en) * | 2008-07-23 | 2013-07-02 | Green Light Industries, Inc. | Catalytic smog reduction |
| DE102008039532B4 (de) * | 2008-08-23 | 2013-01-03 | Ford Global Technologies, Llc | Effizienzüberwachung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung |
| FR2966198B1 (fr) * | 2010-10-15 | 2013-05-17 | Christophe Raphael Marie Joseph Cuvelier | Produit et procede permettant de diagnostiquer le fonctionnement, non fonctionnement ou fonctionnement partiel d'un ou plusieurs cylindres d'un moteur thermique |
| DE102012013221B4 (de) | 2012-07-04 | 2023-09-21 | Man Truck & Bus Se | Abgasnachbehandlungssystem für Brennkraftmaschinen |
| US9323299B2 (en) | 2012-08-27 | 2016-04-26 | Green Light Industries, Inc. | Multiple power source unit |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2643739C2 (de) * | 1976-09-29 | 1986-03-13 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur Überwachung der Aktivität von Katalysatoren für die Abgasreinigung |
| US4242907A (en) * | 1979-02-12 | 1981-01-06 | Kazmierowicz Casimir W | Apparatus for monitoring and controlling a flat zone in a furnace |
| JPS55110941A (en) * | 1979-02-20 | 1980-08-27 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Method of monitoring deterioration of catalist in baking machine |
| US4440509A (en) * | 1982-03-29 | 1984-04-03 | The Babcock & Wilcox Company | Detection of hot and cold spots in chemical reactors |
| DE3407911A1 (de) * | 1984-03-03 | 1985-09-05 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 2800 Bremen | Anordnung und verfahren zur bestimmung der temperaturverteilung an oberflaechen |
| JPS61181921A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス温度計測法 |
| US4653935A (en) * | 1985-05-13 | 1987-03-31 | Daily Jeffrey N | Thermocouple containment chamber |
| US4805188A (en) * | 1985-07-03 | 1989-02-14 | Robert Parker | Time-temperature indicator |
| DE3666262D1 (en) * | 1985-10-25 | 1989-11-16 | Interatom | Method for soldering metallic catalyst support articles |
| IT1187855B (it) * | 1986-01-14 | 1987-12-23 | Fiat Auto Spa | Dispositivo di protezione per il catalizzatore di una marmitta catalitica per autoveicoli |
| US4750357A (en) * | 1986-03-13 | 1988-06-14 | Mobil Oil Corporation | Thermocouple probe and method for measuring fluid flow rates |
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| DE3760428D1 (en) * | 1986-05-12 | 1989-09-14 | Interatom | Metallic honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with a supporting wall, and its manufacturing process |
| DE3710268A1 (de) * | 1987-03-28 | 1988-10-06 | Phywe Systeme Gmbh | Verfahren zur funktionsueberwachung von katalysatoren |
| DE3827560A1 (de) * | 1988-08-13 | 1990-03-08 | Henkel Kgaa | Kolonne, insbesondere eine rektifizierkolonne, und verfahren zum herstellen der kolonne |
| JP2826167B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1998-11-18 | 株式会社日立製作所 | 板形状の非対称修正方法及び装置 |
| US5192132A (en) * | 1991-12-12 | 1993-03-09 | Mobil Oil Corporation | Temperature monitoring of a fixed-bed catalytic reactor |
-
1990
- 1990-12-05 DE DE4038829A patent/DE4038829A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-11-22 DE DE59101519T patent/DE59101519D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-22 ES ES91920222T patent/ES2052393T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-22 EP EP91920222A patent/EP0560803B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-22 JP JP4500306A patent/JP2537122B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-22 WO PCT/EP1991/002206 patent/WO1992010653A1/de active IP Right Grant
-
1993
- 1993-06-07 US US08/073,105 patent/US5342783A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59101519D1 (de) | 1994-06-01 |
| EP0560803B1 (de) | 1994-04-27 |
| EP0560803A1 (en) | 1993-09-22 |
| US5342783A (en) | 1994-08-30 |
| DE4038829A1 (de) | 1992-06-11 |
| WO1992010653A1 (de) | 1992-06-25 |
| JPH05507539A (ja) | 1993-10-28 |
| ES2052393T3 (es) | 1994-07-01 |
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