JP2926530B2 - 排ガスの浄化装置 - Google Patents
排ガスの浄化装置Info
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関、燃焼炉等か
ら排出される排ガス中の未燃成分、窒素酸化物等を無害
化するための、メタル触媒を用いた浄化装置に関する。
ら排出される排ガス中の未燃成分、窒素酸化物等を無害
化するための、メタル触媒を用いた浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタル触媒装置は、触媒坦体が金属であ
るため、セラミック型のものに比べて耐衝撃性が高い利
点を有する。この装置における触媒担体としては、波状
の薄板を巻回したものや、仕切板に多数の小孔を穿設し
た多孔板状のものが一般的で、また細いワイヤを集積し
たりコイル状にしたものもあり、いずれも外筒中に装着
して使用されるが、一般に排ガスに対する流通抵抗が高
い上に、排ガス通路を形成する通路内に未燃微粒子によ
る目詰まりが生じたり、板厚が薄いため又はワイヤが小
径のため腐食し易く、触媒作用が低下したり、消音作用
も低下するおそれがある。
るため、セラミック型のものに比べて耐衝撃性が高い利
点を有する。この装置における触媒担体としては、波状
の薄板を巻回したものや、仕切板に多数の小孔を穿設し
た多孔板状のものが一般的で、また細いワイヤを集積し
たりコイル状にしたものもあり、いずれも外筒中に装着
して使用されるが、一般に排ガスに対する流通抵抗が高
い上に、排ガス通路を形成する通路内に未燃微粒子によ
る目詰まりが生じたり、板厚が薄いため又はワイヤが小
径のため腐食し易く、触媒作用が低下したり、消音作用
も低下するおそれがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、流通抵抗が
低く、目詰まりのおそれがなく、且つ耐久性、触媒作用
維持の点ですぐれたメタル触媒を得ることを課題とす
る。
低く、目詰まりのおそれがなく、且つ耐久性、触媒作用
維持の点ですぐれたメタル触媒を得ることを課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明において、前記課
題を解決するための第１の手段は、請求項１に記載した
とおり、外筒の内部にメタル触媒担体を多数配置した排
ガスの浄化装置において、剛性が高い多数の棒メタル触
媒を相互に間隔をあけて排ガスの流通方向を横切る方向
に保持リングに剛性が高い複数個の棒メタル触媒を取付
けた触媒付きリングを、排ガスの流通方向に複数個並べ
て外筒の内部に固定したことを特徴とする。
題を解決するための第１の手段は、請求項１に記載した
とおり、外筒の内部にメタル触媒担体を多数配置した排
ガスの浄化装置において、剛性が高い多数の棒メタル触
媒を相互に間隔をあけて排ガスの流通方向を横切る方向
に保持リングに剛性が高い複数個の棒メタル触媒を取付
けた触媒付きリングを、排ガスの流通方向に複数個並べ
て外筒の内部に固定したことを特徴とする。
【０００５】また、第２の手段は、請求項２に記載した
とおり、外筒の内部に、排ガスの流通方向を横切って、
多数のメタル触媒担体を配置した排ガスの浄化装置にお
いて、小径部、テーパ部及び大径の連結部をもち、該小
径部に複数個の棒メタル触媒を貫通固定し、テーパ部に
通孔を設けた触媒付きパイプを、前記連結部を介して外
筒に固定したことを特徴とする。
とおり、外筒の内部に、排ガスの流通方向を横切って、
多数のメタル触媒担体を配置した排ガスの浄化装置にお
いて、小径部、テーパ部及び大径の連結部をもち、該小
径部に複数個の棒メタル触媒を貫通固定し、テーパ部に
通孔を設けた触媒付きパイプを、前記連結部を介して外
筒に固定したことを特徴とする。
【０００６】更に第３の手段は、請求項３に記載したと
おり、外筒の内部の上流側と下流側に、排ガスの流通方
向を横切る帯板状の支持体を複数組配置し、外筒の内部
全体にわたり且つ各組の支持体にわたって、排ガスの流
通方向に伸びる剛性が高い多数の棒メタル触媒を相互に
間隔をあけて固定したことを特徴とする。第４の手段
は、請求項４に記載したとおり、外筒の内部に、円錐コ
イル形の棒メタル触媒を外筒と同心に配置し、該棒メタ
ル触媒の両端を外筒に固定したことを特徴とする。
おり、外筒の内部の上流側と下流側に、排ガスの流通方
向を横切る帯板状の支持体を複数組配置し、外筒の内部
全体にわたり且つ各組の支持体にわたって、排ガスの流
通方向に伸びる剛性が高い多数の棒メタル触媒を相互に
間隔をあけて固定したことを特徴とする。第４の手段
は、請求項４に記載したとおり、外筒の内部に、円錐コ
イル形の棒メタル触媒を外筒と同心に配置し、該棒メタ
ル触媒の両端を外筒に固定したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】請求項１の装置では、棒状メタル触媒を予め取
付けた保持リングを外筒内に組込めばよいから、組付け
が簡単であり、所要の特性をもつ触媒を所要位置に所要
の数だけ配置できる。
付けた保持リングを外筒内に組込めばよいから、組付け
が簡単であり、所要の特性をもつ触媒を所要位置に所要
の数だけ配置できる。
【０００８】請求項２の装置では、棒状メタル触媒と外
筒の間には、小径部と通孔を有するテーパ部と大径部が
介在するから、棒状メタルから外筒に熱が伝わりにく
く、触媒温度を高温に維持できる。
筒の間には、小径部と通孔を有するテーパ部と大径部が
介在するから、棒状メタルから外筒に熱が伝わりにく
く、触媒温度を高温に維持できる。
【０００９】請求項３の装置では、棒状メタル触媒の長
手方向が、排ガス流通方向と一致する方向に配置される
ので流通抵抗が低く、また、棒状メタル触媒数に比して
少数の帯板状の支持体で外筒に支持されるから、棒状メ
タルから外筒への熱伝達が少く、触媒温度を高温に維持
できる。請求項４の装置では、一つの棒メタル触媒によ
って排ガスの流路の全面をカバーすることができる。
手方向が、排ガス流通方向と一致する方向に配置される
ので流通抵抗が低く、また、棒状メタル触媒数に比して
少数の帯板状の支持体で外筒に支持されるから、棒状メ
タルから外筒への熱伝達が少く、触媒温度を高温に維持
できる。請求項４の装置では、一つの棒メタル触媒によ
って排ガスの流路の全面をカバーすることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は保持リング型の一例を示し、図１におい
て、１は浄化装置、２は棒メタル触媒で、クロム鋼の棒
体の表面にＰt 、Ｐd 等の触媒金属を付着させたもので
あり、幅の狭い保持リング３内に棒メタル触媒２が平行
に配置され、両端が溶接又はかしめ止めにより固定され
て、触媒付きリング４を構成している。この触媒付きリ
ング４を外筒５内に必要な個数だけ嵌合してスポット溶
接６を施すか、点状のかしめを施して固定すれば浄化装
置１ができる。各触媒付きリング４は、棒メタル触媒２
の方向が図１に示すように縦横交互になるように配置さ
れるのが好ましいが、これに限ることはなく全部が同位
相であってもよい。図中、矢印Ａは排ガス流通方向であ
る。
する。図１は保持リング型の一例を示し、図１におい
て、１は浄化装置、２は棒メタル触媒で、クロム鋼の棒
体の表面にＰt 、Ｐd 等の触媒金属を付着させたもので
あり、幅の狭い保持リング３内に棒メタル触媒２が平行
に配置され、両端が溶接又はかしめ止めにより固定され
て、触媒付きリング４を構成している。この触媒付きリ
ング４を外筒５内に必要な個数だけ嵌合してスポット溶
接６を施すか、点状のかしめを施して固定すれば浄化装
置１ができる。各触媒付きリング４は、棒メタル触媒２
の方向が図１に示すように縦横交互になるように配置さ
れるのが好ましいが、これに限ることはなく全部が同位
相であってもよい。図中、矢印Ａは排ガス流通方向であ
る。
【００１１】図２は、保持リング式の別の実施例で左端
の触媒付きリング４1 は、棒メタル触媒２を平行かつ千
鳥状に固定したものであり、次の触媒付きリング４2
は、棒メタル触媒２を平行かつ前後２列に並べたもので
３個用いられており、右端の触媒付きリング４3 は、短
い棒状メタル触媒２1 を４本ずつ片持ちの放射状に３組
並べたものである。
の触媒付きリング４1 は、棒メタル触媒２を平行かつ千
鳥状に固定したものであり、次の触媒付きリング４2
は、棒メタル触媒２を平行かつ前後２列に並べたもので
３個用いられており、右端の触媒付きリング４3 は、短
い棒状メタル触媒２1 を４本ずつ片持ちの放射状に３組
並べたものである。
【００１２】次に図３は、直付け型を示す参考例で、外
筒５の半径より短い棒状メタル触媒２が放射状かつ多列
に外筒５の内面に溶接、かしめ等により固定されたもの
であり、部品数は少ないが棒メタル触媒の変換はできな
い。
筒５の半径より短い棒状メタル触媒２が放射状かつ多列
に外筒５の内面に溶接、かしめ等により固定されたもの
であり、部品数は少ないが棒メタル触媒の変換はできな
い。
【００１３】また図４は、保持パイプ型の一例を示すも
ので、触媒つきパイプ７は、つづみ型をなし、小径部７
ａ、テーパ部７ｂ、連結部７ｃを有し、テーパ部７ｂに
通孔７ｄが設けてある。そして、小径部７ａには、外筒
５の内径より若干短い棒メタル触媒２2 が直径方向に貫
通して溶接され、両側の連結部７ｃにはその半径より短
い棒状メタル触媒２1 が放射状に溶接されている。
ので、触媒つきパイプ７は、つづみ型をなし、小径部７
ａ、テーパ部７ｂ、連結部７ｃを有し、テーパ部７ｂに
通孔７ｄが設けてある。そして、小径部７ａには、外筒
５の内径より若干短い棒メタル触媒２2 が直径方向に貫
通して溶接され、両側の連結部７ｃにはその半径より短
い棒状メタル触媒２1 が放射状に溶接されている。
【００１４】この装置１において排ガスは、端部のメタ
ル触媒２1 に接触したのち通孔７ｄで分流してメタル触
媒２2 の中央部及び端部に接触し、次に他端のメタル触
媒２1 に接触する。中間の棒メタル触媒２2 の熱は、支
持パイプ７のテーパ部７ｂを介して外筒に伝達されるの
で、伝熱量が小さく、該棒メタル触媒２2 を高温に維持
できる。
ル触媒２1 に接触したのち通孔７ｄで分流してメタル触
媒２2 の中央部及び端部に接触し、次に他端のメタル触
媒２1 に接触する。中間の棒メタル触媒２2 の熱は、支
持パイプ７のテーパ部７ｂを介して外筒に伝達されるの
で、伝熱量が小さく、該棒メタル触媒２2 を高温に維持
できる。
【００１５】前記保持リング型における棒メタル触媒の
形状は、図５に示すように多種の形式をとり得る。図５
において（ａ）は棒メタル触媒２を平行に並べたもの、
（ｂ）は、半径方向の棒メタル触媒２1 を片持ちで設け
たもの、（ｃ）は、短い平行の棒状メタル触媒２1 を中
間部で対向させたもの、（ｄ）は、半分の区域に両持ち
の棒メタル触媒２を設け、他の半分の区域に片持ちの棒
メタル触媒２1 を設けたもの、（ｅ）は、片持ちの棒メ
タル触媒２1 と両持ち棒メタル触媒２を、傾斜状の空間
を介して配列したもの、（ｆ）（ｇ）は、触媒付きリン
グ４の中心を越えるものを含む比較的長い片持ち棒メタ
ル触媒２1を平行に並べたもの、（ｈ）（ｉ）は、Ｌ字
形に屈曲した棒メタル触媒２3を並べたもので、（ｈ）
は４分の１の区域ごと、（ｉ）は２分の１の区域ごと
に、同一パターンの配列がなされている。また、（ｊ）
は、直角に曲がる渦巻状に屈曲した棒メタル触媒２4 を
片持ち状に取付けたものである。この渦巻きは、円弧状
に曲がるものでもよい。
形状は、図５に示すように多種の形式をとり得る。図５
において（ａ）は棒メタル触媒２を平行に並べたもの、
（ｂ）は、半径方向の棒メタル触媒２1 を片持ちで設け
たもの、（ｃ）は、短い平行の棒状メタル触媒２1 を中
間部で対向させたもの、（ｄ）は、半分の区域に両持ち
の棒メタル触媒２を設け、他の半分の区域に片持ちの棒
メタル触媒２1 を設けたもの、（ｅ）は、片持ちの棒メ
タル触媒２1 と両持ち棒メタル触媒２を、傾斜状の空間
を介して配列したもの、（ｆ）（ｇ）は、触媒付きリン
グ４の中心を越えるものを含む比較的長い片持ち棒メタ
ル触媒２1を平行に並べたもの、（ｈ）（ｉ）は、Ｌ字
形に屈曲した棒メタル触媒２3を並べたもので、（ｈ）
は４分の１の区域ごと、（ｉ）は２分の１の区域ごと
に、同一パターンの配列がなされている。また、（ｊ）
は、直角に曲がる渦巻状に屈曲した棒メタル触媒２4 を
片持ち状に取付けたものである。この渦巻きは、円弧状
に曲がるものでもよい。
【００１６】前記図５に示す棒メタル触媒の配置構造を
もつものを、前後方向に複数組並べる場合は、同種又は
異種のものを同位相で並べてもよいし、吹抜けを減少又
は防止するために位相を変えて並べてもよい。位相を変
える手段としては、前後の触媒付きリング４、４の棒触
媒の位置を左右にずらせてもよいし、触媒付きリンク
４、４を相対回転させてもよい。
もつものを、前後方向に複数組並べる場合は、同種又は
異種のものを同位相で並べてもよいし、吹抜けを減少又
は防止するために位相を変えて並べてもよい。位相を変
える手段としては、前後の触媒付きリング４、４の棒触
媒の位置を左右にずらせてもよいし、触媒付きリンク
４、４を相対回転させてもよい。
【００１７】次に、図６は保持パイプ型の例で、棒メタ
ル触媒２2 が中間位置を保持されている。図６（ａ）は
メタル触媒２2 を全面に平行に並べたもの、（ｂ）は放
射状に並べたもの、（ｃ）は直径方向のメタル触媒を前
後に位相を変えて３本配置したものである。
ル触媒２2 が中間位置を保持されている。図６（ａ）は
メタル触媒２2 を全面に平行に並べたもの、（ｂ）は放
射状に並べたもの、（ｃ）は直径方向のメタル触媒を前
後に位相を変えて３本配置したものである。
【００１８】また、図７は、円錐コイル形の棒メタル触
媒２5 の両端を外筒５に固定したものである。図７の円
錐コイル形の棒メタル触媒２5 は、小径側に別の棒メタ
ル触媒２5 の大径側が嵌合する状態で多重に取付けるこ
とができる。
媒２5 の両端を外筒５に固定したものである。図７の円
錐コイル形の棒メタル触媒２5 は、小径側に別の棒メタ
ル触媒２5 の大径側が嵌合する状態で多重に取付けるこ
とができる。
【００１９】以上の実施例では、各棒メタル触媒は、排
ガス流を横切る方向に設けられるが、同方向に伸びるも
のであってもよい。図８はその一例を示し、耐食金属又
はメタル触媒からなる数本の支持体８が、平行に一対の
保持リング４に溶接され、両保持リング４を離した状態
でその支持体８に棒メタル触媒２6 を溶接したものであ
る。排ガスは、棒メタル触媒２6 の長手方向に沿って流
れるから流通抵抗が少い。
ガス流を横切る方向に設けられるが、同方向に伸びるも
のであってもよい。図８はその一例を示し、耐食金属又
はメタル触媒からなる数本の支持体８が、平行に一対の
保持リング４に溶接され、両保持リング４を離した状態
でその支持体８に棒メタル触媒２6 を溶接したものであ
る。排ガスは、棒メタル触媒２6 の長手方向に沿って流
れるから流通抵抗が少い。
【００２０】図９は、棒メタル触媒２の断面形状の例を
示すもので、円形タイプ２ａ、四角形タイプ２ｂ、三角
形タイプ２ｃ、多角形タイプ２ｄ、楕円形タイプ２ｅ、
Ｃ形タイプ２ｆ、Ｌ形タイプ２ｇ、Ｔ形タイプ２ｈ、Ｈ
形タイプ２ｉ、十字形タイプ２ｊ等があり、２ｋはスパ
イラルタイプで長方形タイプにひねりを与えたものであ
る。図９に示される２ｂ〜２ｊの非円形断面をもつもの
にもひねりを与えることができる。
示すもので、円形タイプ２ａ、四角形タイプ２ｂ、三角
形タイプ２ｃ、多角形タイプ２ｄ、楕円形タイプ２ｅ、
Ｃ形タイプ２ｆ、Ｌ形タイプ２ｇ、Ｔ形タイプ２ｈ、Ｈ
形タイプ２ｉ、十字形タイプ２ｊ等があり、２ｋはスパ
イラルタイプで長方形タイプにひねりを与えたものであ
る。図９に示される２ｂ〜２ｊの非円形断面をもつもの
にもひねりを与えることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
の発明は、多数の棒メタル触媒を用いるから、薄板に触
媒金属を付着させたプレート触媒に比べて腐食に対する
耐久性が高く、細い線材を用いるものに比べて数が少な
くてすむ上に剛性が高いため、簡単な手段で外筒内に取
付けることができ、また、触媒付きリングを選定するこ
とにより棒メタル触媒の配列、数等を目的に応じて変更
することができる利点がある。請求項２の発明は、棒メ
タル触媒を小径部に固定しているから、棒メタル触媒か
ら外筒へ熱が直接伝達されず、触媒温度の低下を防止で
き、触媒作用を良好に維持できる利点をもつ。
の発明は、多数の棒メタル触媒を用いるから、薄板に触
媒金属を付着させたプレート触媒に比べて腐食に対する
耐久性が高く、細い線材を用いるものに比べて数が少な
くてすむ上に剛性が高いため、簡単な手段で外筒内に取
付けることができ、また、触媒付きリングを選定するこ
とにより棒メタル触媒の配列、数等を目的に応じて変更
することができる利点がある。請求項２の発明は、棒メ
タル触媒を小径部に固定しているから、棒メタル触媒か
ら外筒へ熱が直接伝達されず、触媒温度の低下を防止で
き、触媒作用を良好に維持できる利点をもつ。
【００２２】請求項３の発明は、棒メタル触媒がすべて
排ガス流通方向に伸びているため、排ガスの流通抵抗が
少く、燃焼部の背圧の上昇を防止できる利点があり、ま
た、棒メタル触媒と外筒との間には少数の保持体が介在
するだけであるから、棒メタル触媒の温度低下が少く、
触媒作用を良好に維持できる。請求項４の発明は、一つ
の円錐形コイル形の棒メタル触媒によって浄化装置内の
排ガス流路の全面をカバーすることができ、且つ該棒メ
タル触媒を簡単に固定できる利点がある。
排ガス流通方向に伸びているため、排ガスの流通抵抗が
少く、燃焼部の背圧の上昇を防止できる利点があり、ま
た、棒メタル触媒と外筒との間には少数の保持体が介在
するだけであるから、棒メタル触媒の温度低下が少く、
触媒作用を良好に維持できる。請求項４の発明は、一つ
の円錐形コイル形の棒メタル触媒によって浄化装置内の
排ガス流路の全面をカバーすることができ、且つ該棒メ
タル触媒を簡単に固定できる利点がある。
【図１】 本発明の保持リング型の一実施例の斜視図
【図２】 保持リング型の他の実施例で、（ａ）は断面
図、（ｂ）は正面図
図、（ｂ）は正面図
【図３】 直付け型の参考例で、（ａ）は断面図、
（ｂ）は正面図
（ｂ）は正面図
【図４】 保持パイプ型の実施例で、（ａ）は断面図、
（ｂ）は正面図
（ｂ）は正面図
【図５】 （ａ）〜（ｊ）は保持リング型及び直付け型
の棒メタル触媒配列図
の棒メタル触媒配列図
【図６】 （ａ）〜（ｃ）は保持パイプ型の棒メタル触
媒配列図
媒配列図
【図７】 コイル型の実施例で（ａ）は断面図、（ｂ）
は正面図
は正面図
【図８】 平行型の実施例で（ａ）は断面図、（ｂ）は
正面図
正面図
【図９】 棒メタル触媒の端面図
１ 浄化装置 ２、２1 〜２6 、２ａ〜２ｋ
棒メタル触媒 ３ 保持リング ４、４1 〜４3 触媒付きリ
ング ５ 外筒 ７ 保持パイプ
棒メタル触媒 ３ 保持リング ４、４1 〜４3 触媒付きリ
ング ５ 外筒 ７ 保持パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/28 301 B01D 53/86 B01J 35/02
Claims (4)
- 【請求項１】 外筒の内部にメタル触媒担体を多数配置
した排ガスの浄化装置において、剛性が高い多数の棒メ
タル触媒を相互に間隔をあけて排ガスの流通方向を横切
る方向に保持リングに取付けて触媒付きリングを形成
し、該触媒付きリングを、排ガスの流通方向に複数個並
べて外筒の内部に固定したことを特徴とする、排ガスの
浄化装置。 - 【請求項２】 外筒の内部に、排ガスの流通方向を横切
って、多数のメタル触媒担体を配置した排ガスの浄化装
置において、小径部、テーパ部及び大径の連結部をも
ち、該小径部に複数個の棒メタル触媒を貫通固定し、テ
ーパ部に通孔を設けた触媒付きパイプを、前記連結部を
介して外筒に固定したことを特徴とする、排ガスの浄化
装置。 - 【請求項３】 外筒の内部の上流側と下流側に、排ガス
の流通方向を横切る帯板状の支持体を複数組配置し、外
筒の内部全体にわたり且つ各組の支持体にわたって、排
ガスの流通方向に伸びる剛性が高い多数の棒メタル触媒
を相互に間隔をあけて固定したことを特徴とする、排ガ
スの浄化装置。 - 【請求項４】 外筒の内部に、円錐コイル形の棒メタル
触媒を外筒と同心に配置し、該棒メタル触媒の両端を外
筒に固定したことを特徴とする、排ガスの浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5305350A JP2926530B2 (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 排ガスの浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5305350A JP2926530B2 (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 排ガスの浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158433A JPH07158433A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2926530B2 true JP2926530B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17944058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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