JP3229595B2 - Exhaust gas purification equipment - Google Patents

Exhaust gas purification equipment

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JP3229595B2
JP3229595B2 JP36018798A JP36018798A JP3229595B2 JP 3229595 B2 JP3229595 B2 JP 3229595B2 JP 36018798 A JP36018798 A JP 36018798A JP 36018798 A JP36018798 A JP 36018798A JP 3229595 B2 JP3229595 B2 JP 3229595B2
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honeycomb structure
ceramic honeycomb
purifier
section
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敏雄 山田
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悦二 大原
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に使用される
内燃機関(以下、エンジンという)の排ガス浄化装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine) used in an automobile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等の排ガス規制が厳しくな
り、特にエンジン始動直後の暖機が完了していない状態
において、排ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭
化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)等の有害成分を
浄化して、その量を低減することがますます厳しく要求
されている。この対策として、エンジンの排ガス出口に
容量の小さい第1の浄化器を設置し、次に容量の大きい
第2の浄化器を設置した排ガス浄化装置が知られてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, regulations on exhaust gas from automobiles and the like have become strict, and particularly in a state where warm-up immediately after engine start has not been completed, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen There is an increasingly stringent demand to purify and reduce the amount of harmful components such as oxides (NOx). As a countermeasure, there is known an exhaust gas purifying apparatus in which a small-capacity first purifier is installed at an exhaust gas outlet of an engine, and a second large-capacity second purifier is installed next.

【0003】上述した従来の排ガス浄化装置において
は、主としてエンジンが始動直後の暖機が完了していな
い状態においては、温度が上昇しやすく触媒が速やかに
活性化する第1の排ガス浄化器により排ガス中の有害成
分を浄化するとともに、暖機が完了したエンジン状態に
おいては、容量の大きい第2の排ガス浄化器により排ガ
ス中の有害成分を浄化している。
In the conventional exhaust gas purifying apparatus described above, mainly when the engine is not completely warmed up immediately after starting, the first exhaust gas purifier in which the temperature easily rises and the catalyst is quickly activated is used. The harmful components in the exhaust gas are purified by the second exhaust gas purifier having a large capacity in the engine state in which the warm-up is completed while purifying the harmful components in the exhaust gas.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の排ガス
浄化装置においては、第1の排ガス浄化器の容量を小さ
くして、容量の大きな浄化器と比較して速やかに触媒を
活性化しようとしているが、排ガス浄化器として使用さ
れている好ましくはセラミックスからなるハニカム構造
体の構成は、製造の容易さ等の点からセル断面四角形状
または三角形状のものであった。
In the above-mentioned conventional exhaust gas purifying apparatus, the capacity of the first exhaust gas purifier is reduced, and the catalyst is activated more quickly than a purifier having a large capacity. However, the configuration of the honeycomb structure preferably made of ceramics used as the exhaust gas purifier has a rectangular or triangular cell cross section in view of easiness of production and the like.

【0005】そのため、第1の排ガス浄化器の耐熱衝撃
性が十分でなく、エンジン出口の高温の排ガスの近傍に
第1の排ガス浄化器を設置することができず、エンジン
出口から配管を介して離れた位置に設置するか、直下に
設置するときはエンジン性能を犠牲にし、エンジンから
排出されるガス温度そのものを低くして、ハニカム構造
体にあたる排ガスの温度を低くしなければならない問題
があった。その結果、第1の排ガス浄化器の容量を小さ
くして、特にエンジン始動時の暖機が完了していない状
態における浄化性能を高くしようとしても、ハニカム構
造体にあたる排ガスの温度が低いため触媒活性化が可能
な温度になるまでに時間がかかり、十分にその目的を達
成できず、やはり良好な排ガス浄化率が得られないとい
う問題があった。
[0005] Therefore, the thermal shock resistance of the first exhaust gas purifier is not sufficient, and the first exhaust gas purifier cannot be installed in the vicinity of the high-temperature exhaust gas at the engine outlet. When installed at a distance or directly below, there is a problem that the engine performance must be sacrificed, the temperature of the gas discharged from the engine must be lowered, and the temperature of the exhaust gas hitting the honeycomb structure must be lowered. . As a result, even if the capacity of the first exhaust gas purifier is reduced and the purifying performance is particularly increased in a state where the warm-up at the time of starting the engine is not completed, the temperature of the exhaust gas hitting the honeycomb structure is low. However, it takes a long time to reach a temperature at which the gasification can be performed, so that the object cannot be sufficiently achieved, and a satisfactory exhaust gas purification rate cannot be obtained.

【0006】本発明の目的は上述した課題を解消して、
特にエンジン始動直後の暖機が完了していない状態にお
いて、排ガス中のCO、HC、NOx等の有害成分を良
好に浄化することのできる排ガス浄化装置を提供しよう
とするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
In particular, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of satisfactorily purifying harmful components such as CO, HC, and NOx in exhaust gas in a state where warm-up immediately after engine start is not completed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の排ガス浄化装置
は、内燃機関の排ガス出口から排ガスの流れの下流に向
けて、順に配設される第1の排ガス浄化器、第2の排ガ
ス浄化器を少なくとも有する排ガス浄化装置において、
前記第1の排ガス浄化器に少なくとも1つのセル断面六
角形状のセラミックハニカム構造体を搭載し、(1)こ
のセル断面六角形状のセラミックハニカム構造体の外周
部の隔壁の厚さを中心部の厚さより厚くしたこと、
(2)このセル断面六角形状のセラミックハニカム構造
体の外周部のセルに補強リブを形成したことを特徴とす
るものである。
An exhaust gas purifying apparatus according to the present invention comprises a first exhaust gas purifier and a second exhaust gas purifier arranged in order from an exhaust gas outlet of an internal combustion engine to a downstream of an exhaust gas flow. In an exhaust gas purification device having at least
At least one ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section is mounted on the first exhaust gas purifier. (1) The thickness of a partition wall on the outer peripheral portion of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cross section on a cell is defined as a thickness at a central portion. Thicker than
(2) Reinforcing ribs are formed on cells on the outer peripheral portion of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section.

【0008】[0008]

【作用】上述した構成において、第1の浄化器として耐
熱衝撃性の良好なセル断面六角形状のセラミックハニカ
ム構造体を使用することで、第1の浄化器をエンジン出
口近傍の排ガス温度の高い位置(例えば、最高温度が9
00℃以上となる位置)に設置でき、又は排ガス温度を
高温に設定でき、ハニカム構造体に高温の排ガスを当て
ることができるため、ハニカム構造体を速やかに高温と
でき、触媒の活性化を速やかに達成できる。
In the above-described structure, the first purifier uses a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section with good thermal shock resistance as the first purifier, so that the first purifier can be located at a position near the engine outlet where the exhaust gas temperature is high. (For example, if the maximum temperature is 9
(Higher than 00 ° C), or the exhaust gas temperature can be set to a high temperature, and high-temperature exhaust gas can be applied to the honeycomb structure. Therefore, the honeycomb structure can be quickly heated to a high temperature, and the catalyst can be quickly activated. Can be achieved.

【0009】なお、本発明では、少なくとも第1の排ガ
ス浄化器がセル断面六角形状のハニカム構造体から形成
されていれば、その下流側の第2の排ガス浄化器および
それ以降の排ガス浄化器の構成は特に限定するものでな
くどのような形状のものでも使用できる。すなわち、同
一セル密度の場合、四角セル、三角セルは六角セルに比
べてGSA(幾何学的表面積)が大きいため、排ガスと
の接触面積も大きく、エンジン暖機が終了した状態では
六角セルより排ガス浄化率が高いため、第2の排ガス浄
化器およびそれ以降の排ガス浄化器としてセル断面四角
形状やセル断面三角形状のハニカム構造体を使用する。
In the present invention, if at least the first exhaust gas purifier is formed of a honeycomb structure having a hexagonal cell cross section, the second exhaust gas purifier downstream of the honeycomb structure and the subsequent exhaust gas purifiers may be used. The configuration is not particularly limited, and any shape can be used. That is, when the cell density is the same, the square cell and the triangular cell have a larger GSA (geometric surface area) than the hexagonal cell, so that the contact area with the exhaust gas is large. Since the purification rate is high, a honeycomb structure having a square cell cross section or a triangular cell cross section is used as the second exhaust gas purifier and subsequent exhaust gas purifiers.

【0010】また、後述するように、セル断面六角形状
のセラミックハニカム構造体は、若干アイソスタティッ
ク強度が低く、その際の破壊が外周部で発生するため、
外周部の隔壁の厚さを厚くしたり、外周部の不完全セル
をセラミック材料で目封じしたり、外周部のセルの形状
のみをセル断面四角形状としたり、外周部のセルに補強
リブを形成することで、外周部の強度を高める。
Further, as will be described later, the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section has a slightly low isostatic strength, and breakage at that time occurs on the outer peripheral portion.
Increase the thickness of the partition walls in the outer peripheral portion, plug incomplete cells in the outer peripheral portion with a ceramic material, make only the outer peripheral cell shape a square cell cross section, or use reinforcing ribs in the outer peripheral cell. By forming, the strength of the outer peripheral portion is increased.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の排ガス浄化装置の一実施例を
適用した自動車用エンジンの排ガス流通部分の一例を示
す図である。図1において、自動車用エンジンの排ガス
流通部分は、エンジン本体1、排気マニホールド2、排
ガス浄化装置10で構成される。排ガス浄化装置10
は、排気マニホールド2により集められた直後の排ガス
中の酸素分圧に応じた信号を出力する酸素センサ11、
この酸素センサ11からの信号を受信してエンジンへの
燃料供給量を決定するエンジン制御コンピュータ12、
排気マニホールド2により集められた排ガスを第1の排
ガス浄化器16に送出する排気管21、排気管21から
流入する排ガスを浄化する第1の排ガス浄化器16、第
1の排ガス浄化器16を通過した排ガスを第2の排ガス
浄化器17に送出する排気管22、排気管22から流入
する排ガスをさらに浄化する第2の排ガス浄化器17で
構成される。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an exhaust gas distribution portion of an automobile engine to which an embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is applied. In FIG. 1, an exhaust gas distribution portion of an automobile engine includes an engine body 1, an exhaust manifold 2, and an exhaust gas purifying device 10. Exhaust gas purification device 10
An oxygen sensor 11, which outputs a signal corresponding to the oxygen partial pressure in the exhaust gas immediately after collected by the exhaust manifold 2,
An engine control computer 12 that receives a signal from the oxygen sensor 11 and determines a fuel supply amount to the engine;
Exhaust gas collected by the exhaust manifold 2 is sent to a first exhaust gas purifier 16 through an exhaust pipe 21, a first exhaust gas purifier 16 that purifies exhaust gas flowing from the exhaust pipe 21, and passes through the first exhaust gas purifier 16. An exhaust pipe 22 for sending the exhaust gas thus purified to the second exhaust gas purifier 17 and a second exhaust gas purifier 17 for further purifying the exhaust gas flowing from the exhaust pipe 22.

【0012】図1に示す例では、排気マニホールド2に
より集められた排ガスの流れの下流に向けて、酸素セン
サ11、第1の排ガス浄化器16、第2の排ガス浄化器
17がこの順に配設される。排ガス中のガス検出器とし
ての酸素センサ11は、排気マニホールド2と第1の排
ガス浄化器16との間に配設され、理論空燃比に対し燃
料過剰を示すリッチ信号、燃料不足を示すリーン信号の
2値の信号を出力するタイプの酸素センサを使用する。
また、排気マニホールド2で集められた排ガス中の酸素
分圧に比例した信号を出力する全領域空燃比センサを使
用することも可能である。
In the example shown in FIG. 1, an oxygen sensor 11, a first exhaust gas purifier 16, and a second exhaust gas purifier 17 are arranged in this order downstream of the flow of the exhaust gas collected by the exhaust manifold 2. Is done. An oxygen sensor 11 as a gas detector in the exhaust gas is provided between the exhaust manifold 2 and the first exhaust gas purifier 16 and has a rich signal indicating an excess fuel with respect to a stoichiometric air-fuel ratio, and a lean signal indicating a fuel shortage. An oxygen sensor that outputs a binary signal of the following type is used.
It is also possible to use a full range air-fuel ratio sensor that outputs a signal proportional to the oxygen partial pressure in the exhaust gas collected by the exhaust manifold 2.

【0013】本発明で重要なのは、第1の排ガス浄化器
16に少なくとも1つのセル断面六角形状のセラミック
ハニカム構造体を搭載することである。このように構成
することで、図1に示すように、従来の排ガス浄化装置
の第1の排ガス浄化器の位置と比較して、排気マニホー
ルド2の近傍、すなわち排気マニホールド2の直後で排
ガスの最高温度が900℃以上になる様に、第1の排ガ
ス浄化器16を配設できる。一方、第2の排ガス浄化器
17の位置は従来の排ガス浄化器の位置と何等かわら
ず、浄化すべき排ガスの温度も低いため、第2の排ガス
浄化器17に使用するセラミックハニカム構造体の構造
は特に限定するものでなく、従来から知られているセル
断面四角形状、セル断面三角形状を使用でき、もちろん
セル断面六角形状のものを使用しても良い。以下、本発
明で使用するセル断面六角形状のセラミックハニカム構
造体について説明する。
It is important in the present invention that at least one ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section is mounted on the first exhaust gas purifier 16. With such a configuration, as shown in FIG. 1, as compared with the position of the first exhaust gas purifier of the conventional exhaust gas purification device, the highest exhaust gas flow near the exhaust manifold 2, that is, immediately after the exhaust manifold 2. The first exhaust gas purifier 16 can be provided so that the temperature becomes 900 ° C. or higher. On the other hand, since the position of the second exhaust gas purifier 17 is not different from the position of the conventional exhaust gas purifier and the temperature of the exhaust gas to be purified is low, the structure of the ceramic honeycomb structure used for the second exhaust gas purifier 17 Is not particularly limited, and a conventionally known cell cross-sectional square shape and cell cross-sectional triangular shape can be used. Of course, a cell cross-sectional hexagonal shape may be used. Hereinafter, the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section used in the present invention will be described.

【0014】図2は本発明で使用するセル断面六角形状
のセラミックハニカム構造体の一例の構成を示す図であ
る。図2では、円筒形状のセラミックハニカム構造体3
1のセル断面の1/4の部分のみ示しており、セラミッ
クハニカム構造体31は、隔壁32により構成された多
数の六角形状のセル33と、その外周部に設けた外周壁
34とから構成されている。また、使用するセラミック
スの材質についても、従来から排ガス浄化器のハニカム
構造体として使用されているコージェライト、ムライ
ト、SiC等を使用することができる。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section used in the present invention. In FIG. 2, a cylindrical ceramic honeycomb structure 3 is shown.
1 shows only a quarter of the cell cross section, and the ceramic honeycomb structure 31 is composed of a number of hexagonal cells 33 formed by partition walls 32 and an outer peripheral wall 34 provided on the outer peripheral portion thereof. ing. As for the ceramic material used, cordierite, mullite, SiC, etc. which have been conventionally used as a honeycomb structure of an exhaust gas purifier can be used.

【0015】以下、実際の例について説明する。実施例1 実際に、本発明で使用するセル断面六角形状のセラミッ
クハニカム構造体と、従来から知られているセル断面四
角形状や三角形状のセラミックハニカム構造体とを、高
速高負荷台上試験での耐熱衝撃性、台上試験での暖機完
了後のHC浄化率、およびハニカム構造体をキャンニン
グして排ガス浄化器を構成する際に必要となるアイソス
タティック強度の点で比較した。なお、セラミックスの
材料としては、両者ともコージェライトを使用し、直径
等の寸法も直径:101.6mm、長さ:101.6m
m(容量:820cc)、隔壁32の厚さが0.17m
m、セル33の密度が1平方センチメートル当たり62
個、外周壁34の厚さが0.4mmである。尚、暖機完
了後のHC浄化率測定には、他のセル密度のものを使用
した。
Hereinafter, an actual example will be described. Example 1 In practice, a hexagonal cell-shaped ceramic honeycomb structure used in the present invention and a conventionally known cell-shaped rectangular or triangular-shaped ceramic honeycomb structure used in the present invention were subjected to a high-speed, high-load bench test. Were compared in terms of thermal shock resistance, HC purification rate after completion of warm-up in a bench test, and isostatic strength required when constructing an exhaust gas purifier by canning a honeycomb structure. Note that cordierite was used as the ceramic material, and the dimensions such as the diameter were 101.6 mm in diameter and 101.6 m in length.
m (capacity: 820 cc), and the thickness of the partition 32 is 0.17 m
m, the density of the cells 33 is 62 per square centimeter.
The thickness of the outer peripheral wall 34 is 0.4 mm. In addition, the thing of another cell density was used for the HC purification rate measurement after the completion of warm-up.

【0016】また、高速高負荷台上試験での耐熱衝撃
性、および台上試験での暖機完了後のHC浄化率では、
上記セラミックハニカム構造体に触媒を担持させた担体
として試験を行った。
The thermal shock resistance in the high-speed high-load bench test and the HC purification rate after the completion of warm-up in the bench test are as follows:
A test was carried out as a carrier in which a catalyst was supported on the ceramic honeycomb structure.

【0017】なお、高速高負荷台上試験での耐熱衝撃性
の測定は、V6、3リットルのエンジンを用いて500
0rpmで負荷を変えて、触媒にクラックが発生する入
口排ガス温度を測定した。また、台上試験での暖機完了
後のHC浄化率の測定は、V6、3リットルのエンジン
を用いて図3で示す走行パターンで走行した時、BagBで
のHC浄化率を測定した。アイソスタティック強度は、
ハニカム構造体の上下端面に、ハニカム構造体と同一の
セル断面形状の厚さ約0.5mmのウレタンシートを介
して、20mmのアルミニウム板を当て、さらに側面を
厚さ約0.5mmのウレタンチューブで包み密封し、水
を満たした圧力容器に入れ、圧力を徐々に上げて破壊音
が生じたときの圧力を測定した。
The thermal shock resistance in the high-speed, high-load bench test was measured using a V6, 3 liter engine.
The load was changed at 0 rpm, and the temperature of the exhaust gas at the inlet where cracks occurred in the catalyst was measured. The HC purification rate after the completion of warm-up in the bench test was determined by measuring the HC purification rate in BagB when the vehicle traveled in the traveling pattern shown in FIG. 3 using a V6, 3 liter engine. Isostatic strength
A 20 mm aluminum plate is applied to the upper and lower end surfaces of the honeycomb structure via a urethane sheet having the same cell cross-sectional shape as the honeycomb structure and having a thickness of about 0.5 mm, and a urethane tube having a thickness of about 0.5 mm on the side surface And sealed in a pressure vessel filled with water, and the pressure was gradually increased to measure the pressure when a breaking sound was generated.

【0018】高速高負荷台上試験での測定結果を図4に
示す。図4の結果から、セル断面六角形状のセラミック
ハニカム構造体の方がセル断面四角形状または三角形状
のセラミックハニカム構造体よりも耐熱衝撃性が高いこ
とがわかった。マニホールド直下ではエンジンの設定条
件によっては触媒コンバータ入口排ガス温度が最高90
0℃以上に達する可能性があるため、図4の結果からマ
ニホールド直下で使用可能なのはセル断面六角形状のセ
ラミックハニカム構造体のみであることがわかる。ま
た、台上試験での暖機完了後のHC浄化率の測定結果を
図5に示す。図5の結果から、触媒が完全に昇温した後
のHC浄化率は、セル断面三角形状または四角形状のセ
ラミックハニカム構造体の方がセル断面六角形状のセラ
ミックハニカム構造体より高いことがわかった。そのた
め、エンジンから離れている熱衝撃の小さい第2の浄化
器にはセル断面三角形状または四角形状のセラミックハ
ニカム構造体が適することがわかる。さらに、アイソス
タティック強度の測定結果を以下の表1に示す。
FIG. 4 shows the measurement results of the high-speed high-load bench test. From the results of FIG. 4, it was found that the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section had higher thermal shock resistance than the ceramic honeycomb structure having a quadrangular or triangular cell cross section. Immediately below the manifold, the exhaust gas temperature at the catalytic converter inlet may be up to 90 depending on the engine setting conditions.
Since the temperature can reach 0 ° C. or higher, it can be seen from the results of FIG. 4 that only the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section can be used immediately below the manifold. FIG. 5 shows the measurement results of the HC purification rate after the completion of warm-up in the bench test. From the results in FIG. 5, it was found that the HC purification rate after the catalyst was completely heated was higher in the ceramic honeycomb structure having the triangular or quadrangular cell cross section than in the ceramic honeycomb structure having the hexagonal cell cross section. . Therefore, it can be seen that a ceramic honeycomb structure having a triangular or quadrangular cell cross section is suitable for the second purifier having a small thermal shock away from the engine. Further, the measurement results of the isostatic strength are shown in Table 1 below.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】表1の結果から、セル断面六角形状のセラ
ミックハニカム構造体は、セル断面四角形状または三角
形状のセラミックハニカム構造体と比較して、アイソス
タティック強度は若干劣るが、キャンニングするのに必
要な強度は10kgf/cm2 以上であれば良いので、
十分に使用できることがわかる。
From the results in Table 1, it can be seen that the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section has slightly lower isostatic strength than the ceramic honeycomb structure having a square or triangular cell cross section, but is not suitable for canning. The required strength should be 10 kgf / cm 2 or more.
It turns out that it can be used enough.

【0021】以上の実施例1の結果から、セル断面六角
形状のセラミックハニカム構造体のアイソスタティック
強度は実用レベルでは問題はないもののセル断面四角形
状のセラミックハニカム構造体に比べて低くなっている
ため、セル断面六角形状のセラミックハニカム構造体に
おいてアイソスタティック強度を何らかの手段で高める
ことが望ましい。図6(a)〜(g)は、それぞれアイ
ソスタティック強度を高めた本発明で使用するセル断面
六角形状のセラミックハニカム構造体の一例を示す図で
ある。
From the results of Example 1 described above, although the isostatic strength of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section is not a problem on a practical level, it is lower than that of a ceramic honeycomb structure having a square cell cross section. It is desirable to increase the isostatic strength of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section by some means. FIGS. 6A to 6G are diagrams illustrating an example of a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cross section of a cell used in the present invention with an increased isostatic strength.

【0022】図6(a)に示す例では、外周部の隔壁3
2の厚さを厚くしてセラミックハニカム構造体31を形
成している。図6(b)に示す例では、外周部の不完全
セル35をセラミック材料で目封じしてセラミックハニ
カム構造体31を形成している。ここで、不完全セル3
5とは完全セル33に対する意味、すなわちセルが六角
形状でない形状であることを意味し、好ましくは面積が
完全セル33の面積の90%未満のものを不完全セル3
5としている。
In the example shown in FIG.
The ceramic honeycomb structure 31 is formed by increasing the thickness of the ceramic honeycomb structure 2. In the example shown in FIG. 6B, the ceramic honeycomb structure 31 is formed by plugging the incomplete cells 35 in the outer peripheral portion with a ceramic material. Here, incomplete cell 3
5 means the complete cell 33, that is, the cell has a non-hexagonal shape, and preferably has an area of less than 90% of the area of the complete cell 33.
5 is assumed.

【0023】図6(c)〜(e)に示す例では、それぞ
れ外周部のセル33の形状のみをセル断面四角形状とし
てセラミックハニカム構造体31を形成している。すな
わち、図6(c)に示す例では、外周部のセル33を一
様にセル断面四角形状とするとともに、図6(d)、
(e)に示す例では、外周部のセル33を図6(c)に
示す例よりもセル密度が高いセル断面四角形状としてい
る。図6(f)、(g)に示す例では、それぞれ外周部
のセル33に補強リブ36を形成してセラミックハニカ
ム構造体31を形成している。図6(c)〜(g)のい
ずれの例でも、破壊が外周部で発生するため、外周部を
補強することでアイソスタティック強度を高めている。
In the examples shown in FIGS. 6 (c) to 6 (e), the ceramic honeycomb structure 31 is formed by making only the shape of the cell 33 in the outer peripheral portion into a rectangular cell cross section. That is, in the example shown in FIG. 6 (c), the cells 33 in the outer peripheral portion are uniformly made to have a square cell cross section, and
In the example shown in (e), the cells 33 in the outer peripheral portion have a rectangular cell cross section having a higher cell density than the example shown in FIG. 6 (c). In the examples shown in FIGS. 6F and 6G, the reinforcing ribs 36 are formed on the cells 33 on the outer peripheral portion, respectively, to form the ceramic honeycomb structure 31. In each of the examples shown in FIGS. 6C to 6G, since breakage occurs at the outer peripheral portion, the isostatic strength is increased by reinforcing the outer peripheral portion.

【0024】実施例2 図6(a)〜(g)に示した外周部補強のセル断面六角
形状のセラミックハニカム構造体の特性を調べるため、
図6(a)〜(g)に示すセラミックハニカム構造体に
ついて実施例1と同様に高速高負荷台上試験での耐熱衝
撃性、台上試験での暖機完了後のHC浄化率、およびハ
ニカム構造体をキャンニングして排ガス浄化器を構成す
る際に必要となるアイソスタティック強度を測定し、外
周部の補強のないセル断面六角形状のセラミックハニカ
ム構造体の特性と比較した。セル構造等は以下の表2に
示す通りであった。結果を表2に示す。
Example 2 In order to examine the characteristics of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section for reinforcing the outer periphery shown in FIGS. 6 (a) to 6 (g),
6A to 6G, the thermal shock resistance in the high-speed and high-load bench test, the HC purification rate after the completion of the warm-up in the bench test, and the honeycomb, as in Example 1. The isostatic strength required when constructing an exhaust gas purifier by canning the structure was measured and compared with the characteristics of a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section without reinforcement on the outer periphery. The cell structure and the like were as shown in Table 2 below. Table 2 shows the results.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】表2の結果から、外周部を補強した本発明
品2〜8は、外周部を補強しなかった本発明品1と比較
して、1.5〜2倍のアイソスタティック強度が得られ
ることがわかった。一方、高速高負荷試験による熱衝撃
評価の結果、本発明品2〜8は本発明品1とほぼ同等で
あった。また、浄化効率測定の結果も、本発明品2〜8
は本発明品1とほぼ同等であった。
From the results shown in Table 2, the products 2 to 8 of the present invention in which the outer peripheral portion is reinforced have 1.5 to 2 times the isostatic strength as compared with the product 1 of the present invention in which the outer peripheral portion is not reinforced. I knew it could be done. On the other hand, as a result of the thermal shock evaluation by the high-speed high-load test, the products 2 to 8 of the present invention were almost equivalent to the product 1 of the present invention. In addition, the results of the purification efficiency measurement were also the results of the present invention products 2 to 8
Was almost equivalent to the product 1 of the present invention.

【0027】実施例3 図2に示す形状の断面六角形状のセラミックハニカム構
造体を第1の浄化器に搭載して、エンジン近傍に設置す
る効果を確認した。すなわち、高速高負荷試験での結果
(図4)をもとに、以下の表3に示すように各セル構造
においてセラミックハニカム構造体が熱衝撃によって破
壊しない位置に第1の浄化器を設置し、また第2の浄化
器には全て同一の断面四角形状のセラミックハニカム構
造体を搭載して、浄化効率を台上試験にて測定した。な
お、第1の浄化器および第2の浄化器の寸法、セル密度
等はともに実施例1と同様とした。また、台上試験は、
走行モードのみ図3のBagAで測定する以外実施例1と同
様に行った。
Example 3 The effect of installing a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cross section shown in FIG. 2 on a first purifier and installing it near an engine was confirmed. That is, based on the results of the high-speed and high-load test (FIG. 4), as shown in Table 3 below, the first purifier was installed at a position where the ceramic honeycomb structure did not break due to thermal shock in each cell structure. In addition, all the second purifiers were equipped with the same ceramic honeycomb structure having a square cross section, and the purification efficiency was measured by a bench test. The dimensions, cell density, and the like of the first and second purifiers were the same as in Example 1. In addition, bench test,
The same operation as in Example 1 was performed except for the measurement in BagA of FIG.

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】結果を図7に示す。図7の結果から、断面
六角形状のセラミックハニカム構造体はその他の例に比
べて触媒が速く昇温し活性化するので、浄化効率が高
く、設置位置をエンジンに近くした効果が確認された。
FIG. 7 shows the results. The results in FIG. 7 confirm that the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cross section has a higher purification efficiency because the catalyst is heated and activated faster than the other examples, so that the effect of setting the installation position close to the engine was confirmed.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第1の浄化器として耐熱衝撃性の良好なセル
断面六角形状のセラミックハニカム構造体を少なくとも
1つ使用しているため、第1の浄化器をエンジン出口近
傍の排ガス温度の高い位置に設置できる。その結果、ハ
ニカム構造体に高温の排ガスがあたることになるため、
ハニカム構造体を速やかに高温とでき、触媒の活性化を
速やかに達成できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, at least one ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section having good thermal shock resistance is used as the first purifier. The first purifier can be installed at a position near the engine outlet where the exhaust gas temperature is high. As a result, high-temperature exhaust gas hits the honeycomb structure,
The temperature of the honeycomb structure can be quickly raised, and the activation of the catalyst can be quickly achieved.

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

【図1】本発明の排ガス浄化装置の一実施例を適用した
自動車用エンジンの排ガス流通部分の一例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an exhaust gas distribution portion of an automobile engine to which an embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is applied.

【図2】本発明で使用するセル断面六角形状のセラミッ
クハニカム構造体の一例の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section used in the present invention.

【図3】実施例で使用した台上試験での走行パターンを
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a running pattern in a bench test used in Examples.

【図4】高速高負荷台上試験での耐熱衝撃性の測定結果
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing measurement results of thermal shock resistance in a high-speed high-load bench test.

【図5】台上試験での暖機完了後のHC浄化率の測定結
果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a measurement result of an HC purification rate after completion of warm-up in a bench test.

【図6】アイソスタティック強度を高めた本発明で使用
するセル断面六角形状のセラミックハニカム構造体の一
例を示す図である。
FIG. 6 is a view showing an example of a ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section used in the present invention with increased isostatic strength.

【図7】台上試験での暖機完了後のHC浄化率の測定結
果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a measurement result of an HC purification rate after completion of warm-up in a bench test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体、2 排気マニホールド、10 排ガ
ス浄化装置、16 第1の排ガス浄化器、17 第2の
排ガス浄化器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body, 2 Exhaust manifold, 10 Exhaust gas purifier, 16 First exhaust gas purifier, 17 Second exhaust gas purifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 悦二 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−182855(JP,A) 特開 平6−170241(JP,A) 実開 昭48−65910(JP,U) 実開 平2−108731(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/20 - 3/28 B01D 53/86 B01J 35/04 301 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Etsuji Ohara 2-56 Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Insulator Co., Ltd. (56) References JP-A-62-182855 (JP, A) 6-170241 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 48-65910 (JP, U) Japanese Utility Model Application 2-108731 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/20 -3/28 B01D 53/86 B01J 35/04 301

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の排ガス出口から排ガスの流れの
下流に向けて、順に配設される第1の排ガス浄化器、第
2の排ガス浄化器を少なくとも有する排ガス浄化装置に
おいて、前記第1の排ガス浄化器に少なくとも1つのセ
ル断面六角形状のセラミックハニカム構造体を搭載し、
このセル断面六角形状のセラミックハニカム構造体の外
周部の隔壁の厚さを中心部の厚さより厚くしたことを特
徴とする排ガス浄化装置。
1. An exhaust gas purifying apparatus having at least a first exhaust gas purifier and a second exhaust gas purifier arranged in order from an exhaust gas outlet of an internal combustion engine to a downstream of an exhaust gas flow, wherein The exhaust gas purifier is equipped with at least one ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section,
An exhaust gas purifying apparatus characterized in that the thickness of the partition walls at the outer peripheral portion of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section is larger than the thickness at the central portion.
【請求項2】内燃機関の排ガス出口から排ガスの流れの
下流に向けて、順に配設される第1の排ガス浄化器、第
2の排ガス浄化器を少なくとも有する排ガス浄化装置に
おいて、前記第1の排ガス浄化器に少なくとも1つのセ
ル断面六角形状のセラミックハニカム構造体を搭載し、
このセル断面六角形状のセラミックハニカム構造体の外
周部のセルに補強リブを形成したことを特徴とする排ガ
ス浄化装置。
2. An exhaust gas purifying apparatus having at least a first exhaust gas purifier and a second exhaust gas purifier arranged in order from an exhaust gas outlet of an internal combustion engine to a downstream of an exhaust gas flow, wherein The exhaust gas purifier is equipped with at least one ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section,
An exhaust gas purifying apparatus characterized in that reinforcing ribs are formed in cells on the outer peripheral portion of the ceramic honeycomb structure having a hexagonal cell cross section.
【請求項3】前記第1の排ガス浄化器での入口排ガスの
最高温度が900℃以上である請求項1または2記載の
排ガス浄化装置。
Wherein said first exhaust gas purification device according to claim 1 or 2, wherein the maximum temperature of the inlet exhaust gas is 900 ° C. In the above exhaust gas purifier.
【請求項4】前記第2の排ガス浄化器が、セル断面四角
形状または三角形状のセラミックハニカム構造体である
請求項1〜のいずれか1項に記載の排ガス浄化装置。
Wherein said second exhaust converter has an exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 3-cell is a sectional square shape or triangular shape of the ceramic honeycomb structure.
【請求項5】前記第2の排ガス浄化器の排ガス流れの下
流側に、さらに1つまたは2つ以上の複数の排ガス浄化
器を配設した請求項1〜のいずれか1項に記載の排ガ
ス装置。
5. A downstream side of the second exhaust gas purifier of the exhaust gas flow, according to any one of claims 1 to 4, further were provided with one or more of the plurality of exhaust converter Exhaust gas device.
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