JP3264981B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化装置に関
するものであり、さらに詳細には、エンジン始動時に、
導電性を有する導電性モノリス触媒に通電して、触媒温
度を、すみやかに活性温度にまで上昇させることのでき
る排気ガス浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】排気管内に設けられた排気ガス浄化装置
で、中実の棒状の電極に、触媒を担持した箔状物質ある
いは薄板を巻いて形成した導電性モノリス触媒を、他方
の電極に接続された筒状部材内に収容し、排気ガスの温
度が低いエンジンの始動時に、導電性モノリス触媒に通
電して、すみやかに、触媒温度を活性温度にまで上昇さ
せ、つねに、排気ガスを、所望のように浄化することを
可能とした排気ガス浄化装置が知られている（たとえ
ば、実開昭６３−６７６０９号など）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
排気ガス浄化装置においては、中実の棒状の電極は、排
気管の径方向のほぼ中央部に配置されることになるた
め、排気ガスの流速が最も大きい部分のスペースが、排
気ガスの浄化のために利用できず、その結果、排気ガス
の浄化性能を十分に向上させることが困難になるととも
に、排気ガスの圧力が増大して、エンジン出力の低下を
招き、さらには、排気ガス浄化装置の重量を軽くするこ
とができないという問題があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、棒状の電極のまわりに、触媒
を担持した触媒担体を配置して形成された導電性を有
し、排気ガスが通過可能な導電性モノリス触媒と、該導
電性モノリス触媒を収容し、電極に接続された筒状部材
とを備えた排気ガス浄化装置において、導電性モノリス
触媒による排気ガスの浄化作用を向上させるとともに、
排気ガス圧力の増大を防止して、エンジン出力の低下を
防止することができる軽量化が可能な排気ガス浄化装置
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【発明の構成】本発明のかかる目的は、本件第１発明に
よれば、前記棒状の電極を、その上流端部に開口部が形
成され、その下流端部が閉じられた筒状体から構成し、
該筒状体の周壁に、複数の連通孔を形成するとともに、
排気ガスが外側に拡散可能なように、前記触媒担体に複
数の孔を形成することによって達成される。

【０００６】本発明の好ましい実施態様においては、前
記棒状の電極を、その上流端部に開口部を備え、その下
流端部が閉じられた筒状体により形成され、該筒状体の
周壁に、複数の連通孔が形成されるとともに、前記箔状
物質に、複数の連通孔が形成され、前記筒状体内に、触
媒を担持するとともに、複数の孔が形成された箔状物資
を巻いて、形成した導電性モノリス触媒が充填されてい
る。また、本発明の前記目的は、本件第２発明によれ
ば、棒状の電極のまわりに、触媒を担持した触媒担体を
配置して形成され導電性を有し排気ガスが通過可能な導
電性モノリス触媒と、該導電性モノリス触媒を収容し他
方の電極に接続された筒状部材と、を備えた排気ガス浄
化装置において、前記棒状の電極が、両端部に開口部を
有する筒状体によって形成され、該筒状体内に前記導電
性モノリス触媒が充填されている排気ガス浄化装置によ
って達成される。

【０００７】

【発明の作用】本件第１発明によれば、棒状の電極を、
その上流端部に開口部を備え、その下流端部が閉じられ
た筒状体により形成しているから、排気管のほぼ中央部
を流れる排気ガスは、開口部から、筒状体内に流入する
が、筒状体の下流端部が閉じられ、筒状体の周壁に、複
数の連通孔が形成されているから、一旦、筒状体内に流
入した排気ガスは、これら複数の連通孔から、導電性モ
ノリス触媒に向かって流れ、さらに、排気ガスが外側に
拡散可能なように、触媒を担持する触媒担体に複数の孔
が形成されているから、これらの孔を通って、導電性モ
ノリス触媒内を拡散する。したがって、排気管のほぼ中
央部を流れる排気ガスが、触媒と接触する回数を大幅に
増大させることができ、排気ガスの浄化機能を向上させ
ることが可能となるとともに、排気ガスの圧力の増大を
防止できるから、エンジンの出力低下を防止することが
可能となり、さらには、棒状の電極は中空であるので、
排気ガス浄化装置の重量を軽量化することが可能にな
る。

【０００８】本件第２発明によれば、棒状の電極を、両
端に開口部を有する筒状体により形成しているから、排
気管のほぼ中央部を流れる排気ガスは、上流側端部の開
口部から、筒状体内に流入し、筒状体内には、導電性モ
ノリス触媒が充填されているから、筒状体内に流入した
排気ガスは、筒状体内に充填された導電性モノリス触媒
により、浄化されて、筒状体の下流側端部から、排気管
の下流側へ流出する。したがって、排気ガスの流速の最
も高い排気管の中央部のスペースを、排気ガスの浄化の
ために有効に活用することができるから、排気ガスの浄
化機能を向上させることが可能となるとともに、排気ガ
スが流れる排気管の断面積が増大するから、排気ガスの
圧力の増大を防止して、エンジンの出力低下を防止する
ことが可能となり、さらには、棒状の電極は中空である
ので、排気ガス浄化装置の重量を軽量化することが可能
になる。

【０００９】本発明の好ましい実施態様によれば、棒状
の電極を、その上流端部に開口部を備え、その下流端部
が閉じられた筒状体により形成しているから、排気管の
ほぼ中央部を流れる排気ガスは、開口部から、筒状体内
に流入し、筒状体内に充填された導電性モノリス触媒に
よる浄化作用を受け、さらに、筒状体の下流端部が閉じ
られ、筒状体の周壁に、複数の連通孔が形成されるとと
もに、筒状体内に充填された導電性モノリス触媒を構成
する箔状物質には、複数の孔が形成されているので、筒
状体内に流入した排気ガスは、箔状物質に形成された複
数の孔および筒状体の周壁に形成された複数の連通孔か
ら、筒状体外に設けられた導電性モノリス触媒に向かっ
て流れ、さらに、筒状体外に設けられた導電性モノリス
触媒を担持する触媒担体に、複数の孔が形成されている
ため、これらの孔を通って、導電性モノリス触媒内を拡
散する。したがって、排気管のほぼ中央部を流れる排気
ガスは、まず、筒状体内に充填された導電性モノリス触
媒と接触し、さらに、筒状体外に設けられた導電性モノ
リス触媒と接触するので、触媒と接触する回数が大幅に
増大し、排気ガスの浄化機能を向上させることが可能と
なるとともに、排気ガスの圧力の増大を防止できるか
ら、エンジンの出力低下を防止することが可能となり、
さらには、棒状の電極は中空であるので、排気ガス浄化
装置の重量を軽量化することが可能になる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
につき、詳細に説明を加える。図１は、本発明の実施例
に係る排気ガス浄化装置の略縦断面図である。図１にお
いて、排気ガス浄化装置１は、排気管２の大径部内に設
けられ、排気管２の大径部は、排気ガス浄化装置１のケ
ーシング３を形成している。

【００１１】排気ガス浄化装置１は、ケーシング３内
に、導体からなる外筒４と、その中に収容された導電性
を有する導電性モノリス触媒５を備えている。導電性モ
ノリス触媒５は、図２に示されるように、触媒を担持し
た箔状ないし薄板状（以下、箔状と総称する。）のメタ
ルを、互いに対向する箔面間の距離がランダムになるよ
うに、棒状の電極６のまわりに巻くことにより、形成さ
れており、外筒４には、電極７が接続されている。ここ
に、導電性モノリス触媒５が、このような形状に形成さ
れているのは、その表面積を大きくして、排気ガスと触
媒とが接触する機会を増大させるためである。

【００１２】図３に示されるように、棒状の電極６は、
その上流側端部に開口部８を備え、その下流側端部が閉
じられた中空円筒によって、形成されており、その周壁
９には、多数の連通孔１０が形成されている。また、図
示してはいないが、導電性モノリス触媒５を構成する箔
状のメタルにも、多数の連通孔が形成されている。さら
に、外筒４とケーシング３との間には、外筒４を、ケー
シング３との間で支持する中空円筒状のセラミックから
なる支持部材１１が配置されている。

【００１３】また、外筒４が、排気ガスの圧力により、
下流側に押しやられるのを防止するため、ケーシング３
の内壁面に取付けられた円環状の保持部材１２が、外筒
４の下流側端部に当接するように配置されている。保持
部材１２の外筒４との当接部には、外筒４と排気管２と
がショートすることを防止するために、絶縁材料がコー
ティングされている。

【００１４】このように構成された本実施例に係る排気
ガス浄化装置においては、排気管２のほぼ中央部を流れ
る排気ガスは、開口部８から、電極６を構成する中空円
筒内に流入し、さらに、中空円筒の下流端部が閉じら
れ、中空円筒の周壁９に、多数の連通孔１０が形成され
ているため、中空円筒内に流入した排気ガスは、これら
多数の連通孔１０から、導電性モノリス触媒５に向かっ
て流れ、さらに、導電性モノリス触媒５を構成する触媒
を担持した箔状のメタルにも、多数の連通孔が形成され
ているので、これらの連通孔を通って、導電性モノリス
触媒５内を拡散する。したがって、排気管２のほぼ中央
部を流れる排気ガスが、触媒と接触する回数を大幅に増
大させることができ、排気ガスの浄化機能を向上させる
ことが可能となるとともに、排気ガスの圧力の増大を防
止できるから、エンジンの出力低下を防止することが可
能となり、さらには、棒状の電極６は中空であるので、
排気ガス浄化装置１の重量を軽量化することが可能にな
る。

【００１５】図４は、本発明の他の実施例に係る排気ガ
ス浄化装置の略縦断面図である。図４に示された実施例
においては、電極６を構成する中空円筒内に、触媒を担
持するとともに、多数の連通孔が形成された箔状のメタ
ルを、互いに対向する箔面間の距離がランダムになるよ
うに巻いて、形成された導電性モノリス触媒５が充填さ
れている点でのみ、図１ないし図３に示された実施例と
異なっている。

【００１６】したがって、本実施例によれば、排気管２
のほぼ中央部を流れる排気ガスは、開口部８から、電極
６を構成する中空円筒内に流入し、中空円筒内に充填さ
れた導電性モノリス触媒５による浄化作用を受け、さら
に、中空円筒の下流端部が閉じられ、中空円筒の周壁９
に、多数の連通孔１０が形成されるとともに、中空円筒
内に充填された導電性モノリス触媒５を構成する箔状の
メタルには、多数の連通孔が形成されているので、中空
円筒内に流入した排気ガスは、箔状のメタルに形成され
た多数の連通孔および中空円筒の周壁９に形成された多
数の連通孔１０から、中空円筒外に設けられた導電性モ
ノリス触媒５に向かって流れ、さらに、中空円筒外に設
けられた導電性モノリス触媒５を構成する触媒を担持し
た箔状のメタルにも、多数の連通孔が形成されているか
ら、これらの連通孔を通って、導電性モノリス触媒５内
を拡散する。その結果、排気管２のほぼ中央部を流れる
排気ガスは、まず、中空円筒内に充填された導電性モノ
リス触媒５と接触し、さらに、中空円筒外に設けられた
導電性モノリス触媒５と接触するので、触媒と接触する
回数が大幅に増大し、排気ガスの浄化機能を向上させる
ことが可能となるとともに、排気ガスの圧力の増大を防
止できるから、エンジンの出力低下を防止することが可
能となり、さらには、棒状の電極６は中空であるので、
排気ガス浄化装置の重量を軽量化することが可能にな
る。

【００１７】図５は、本発明のさらに他の実施例に係る
排気ガス浄化装置の略縦断面図である。図５に示された
実施例は、棒状の電極６が、両端部に開口部が形成され
た中空円筒により形成され、その周壁に連通孔が形成さ
れていない点でのみ、図４に示された実施例と異なって
いる。

【００１８】したがって、本実施例によれば、排気管２
のほぼ中央部を流れる排気ガスは、上流側端部の開口部
から、電極６を構成する中空円筒内に流入し、中空円筒
内には、触媒を担持するとともに、多数の連通孔が形成
された箔状のメタルを巻くことにより形成した導電性モ
ノリス触媒５が充填されているから、中空円筒内に流入
した排気ガスは、中空円筒内に充填された導電性モノリ
ス触媒５の箔状のメタルに形成された多数の連通孔を通
じて、導電性モノリス触媒５内を拡散しつつ、中空円筒
内に充填された導電性モノリス触媒５によって、浄化さ
れて、中空円筒の下流側端部から、排気管２の下流側へ
流出する。したがって、排気ガスの流速の最も高い排気
管２の中央部のスペースを、排気ガスの浄化のために有
効に活用することができるから、排気ガスの浄化機能を
向上させることが可能となるとともに、排気ガスが流れ
る排気管２の断面積が増大するから、排気ガスの圧力の
増大を防止して、エンジンの出力低下を防止することが
可能となり、さらには、棒状の電極６は中空であるの
で、排気ガス浄化装置１の重量を軽量化することが可能
になる。

【００１９】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の
変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含され
るものであることはいうまでもない。たとえば、前記実
施例においては、導電性モノリス触媒５は、円筒状に形
成されているが、筒状をなしていればよく、円筒状に限
定されるものではなく、同様に、外筒４も、導電性モノ
リス触媒５を収容し得る形状をなしていればよく、前記
実施例の形状に限定されるものではない。

【００２０】また、前記実施例においては、セラミック
からなる支持部材６を用いて、導電性モノリス触媒５お
よび外筒４を支持しているが、支持部材６を、セラミッ
ク以外の絶縁材料により形成してもよい。さらに、図５
に示された実施例においては、電極６を形成する中空円
筒内に充填された導電性モノリス触媒５の箔状のメタル
に多数の連通孔を形成して、排気ガスが、導電性モノリ
ス触媒５内を拡散するようにしているが、連通孔を設け
ることなく、排気ガスが、中空円筒内に充填された導電
性モノリス触媒５を通過して、排気管２の下流側に流出
するようにしてもよい。

【００２１】また、前記実施例においては、触媒は、箔
状のメタルに担持されているが、導電性を有していれ
ば、材料はメタルでなくともよく、さらには、ハニカム
状の触媒担体など、排気ガスが通過可能な触媒担体を用
いることもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、棒状の電極のまわり
に、触媒を担持した触媒担体を配置して形成された導電
性を有し、排気ガスが通過可能な導電性モノリス触媒
と、該導電性モノリス触媒を収容し、他方の電極に接続
された筒状部材とを備えた排気ガス浄化装置において、
導電性モノリス触媒による排気ガスの浄化作用を向上さ
せるとともに、排気ガス圧力の増大を防止して、エンジ
ン出力の低下を防止することができる軽量化が可能な排
気ガス浄化装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る排気ガス浄化装
置の略縦断面図である。

【図２】図２は、導電性モノリス触媒および外筒の略横
断面図である。

【図３】図３は、棒状の電極の略斜視図である。

【図４】図４は、本発明の他の実施例に係る排気ガス浄
化装置の略縦断面図である。

【図５】図５は、本発明のさらに他の実施例に係る排気
ガス浄化装置の略縦断面図である。

【符号の説明】

１ 排気ガス浄化装置 ２ 排気管 ３ ケーシング ４ 外筒 ５ 導電性モノリス触媒 ６ 棒状の電極 ７ 電極 ８ 開口部 ９ 周壁 １０ 連通孔 １１ 支持部材 １２ 保持部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の電極のまわりに、触媒を坦持した
   触媒担体を配置して形成された導電性を有し、排気ガス
   が通過可能な導電性モノリス触媒と、該導電性モノリス
   触媒を収容し、他方の電極に接続された筒状部材とを備
   えた排気ガス浄化装置において、前記棒状の電極が、そ
   の上流端部に開口部が形成され、その下流端部が閉じら
   れた筒状体からなり、該筒状体の周壁に、複数の連通孔
   が形成されるとともに、排気ガスが外側に拡散可能なよ
   うに、前記触媒担体に複数の孔が形成されたことを特徴
   とする排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 前記筒状体内に、触媒を坦持するととも
   に、複数の孔が形成された箔状物質を巻いて形成した導
   電性モノリス触媒が充填されたことを特徴とする請求項
   １に記載の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 棒状の電極のまわりに、触媒を担持した
   触媒担体を配置して形成され導電性を有し排気ガスが通
   過可能な導電性モノリス触媒と、該導電性モノリス触媒
   を収容し他方の電極に接続された筒状部材と、を備えた
   排気ガス浄化装置において、 前記棒状の電極が、両端部に開口部を有する筒状体によ
   って形成され、該筒状体内に前記導電性モノリス触媒が
   充填されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。