JP3321763B2 - Engine exhaust gas treatment device - Google Patents

Engine exhaust gas treatment device

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JP3321763B2
JP3321763B2 JP20378293A JP20378293A JP3321763B2 JP 3321763 B2 JP3321763 B2 JP 3321763B2 JP 20378293 A JP20378293 A JP 20378293A JP 20378293 A JP20378293 A JP 20378293A JP 3321763 B2 JP3321763 B2 JP 3321763B2
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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、エンジン排気ガスの浄
化機能と消音機能を有するエンジンの排気ガス処理装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust gas treatment device having a function of purifying engine exhaust gas and a function of silencing the engine exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンにおいてガソリン又は軽油など
の燃料が爆発燃焼した際に発生する排気ガスには有害な
一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物
(NOx)、炭酸ガス(CO2 )と、無害な水蒸気(H
2 O)などが含まれており、有害ガスの浄化方式の一例
としてセラミックスハニカム、メタルハニカムなどの三
元触媒コンバ−タ−が知られている。また燃料の爆発音
は、触媒装置の後続側に配置されたマフラ−において消
音されている。
2. Description of the Related Art Exhaust gas generated when fuel such as gasoline or light oil explodes and burns in an engine is harmful to carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NOx), carbon dioxide (CO2). CO 2 ) and harmless steam (H
Two- way catalyst converters such as ceramic honeycombs and metal honeycombs are known as an example of a method for purifying harmful gases. Further, the explosion sound of the fuel is silenced by a muffler arranged on the rear side of the catalyst device.

【0003】現在の三元触媒コンバ−タ−は、触媒とし
てPt(白金)+Rh(ロジウム)を用い、排気ガス中
に含まれるCO、HCを酸化し、NOxを還元すること
によって三成分を同時に低減している。しかし、ガソリ
ンエンジンの場合、混合気が理論空然比に制御されてい
ても、エンジン始動時、急加速.高速走行時に三元触媒
がオ−バ−ワ−クになって十分な浄化機能が発揮できな
いという問題があり、ジ−ゼルエンジンの場合は排気ガ
スに含まれているカ−ボンミスト、粒子状物質(パ−テ
ィキュレ−ト)の多大な付着によって触媒機能がまった
く作用しなくなる等の問題がある。
The current three-way catalyst converter uses Pt (platinum) + Rh (rhodium) as a catalyst, oxidizes CO and HC contained in exhaust gas, and reduces NOx to thereby simultaneously convert three components. Has been reduced. However, in the case of a gasoline engine, even if the air-fuel mixture is controlled to the theoretical air-fuel ratio, sudden acceleration occurs when the engine starts. There is a problem that the three-way catalyst becomes overworked during high-speed running and cannot exert a sufficient purification function. In the case of diesel engines, carbon mist and particulate matter contained in exhaust gas There is a problem that a large amount of (particulate) adheres and the catalytic function does not work at all.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題に鑑み、エンジン排気ガスの有害成分を効果的に除去
し、かつ燃料爆発音の効果的な消音させることを目的と
して提案されたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention has been proposed for the purpose of effectively removing harmful components of engine exhaust gas and effectively silencing a fuel explosion sound. It is.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採用した第1の手段は、エンジンの排出ガス
を触媒物質を介して浄化する触媒装置と、消音装置と、
排気ガスを所定温度まで降温させる放熱装置と、排気ガ
ス中の酸化成分を中和させる排気ガス中和装置を順次備
え、前記触媒装置は排気ガスをスパイラルに蛇行させる
流路を構成し、該排気ガス流路の排気ガス接触面に耐熱
ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−材の表面
に触媒物質を付着したフィルタ−材を配設し、前記排気
ガス中和装置は、排気ガス流路にアルカリ性物質を混入
したセラミックスを配置したこと、を特徴とする。本発
明の第2の手段は、前記触媒装置は、ケ−シング内部に
スクリュ−フィンを配置し、該スクリュ−フィンと筒体
内壁面に耐熱ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−
ロ−材の表面に触媒物質を付着したフィルタ−材を貼着
し、かつ前記ケ−シング底部に除去物質の燃焼装置を設
けたことを特徴とする。本発明の第3の手段は、前記消
音装置は排気ガスが通過する内面に耐熱ホ−ロ−材を被
覆したことを特徴とする。本発明の第4の手段は、前記
排気ガス中和装置は、筒状のケ−シングの内部にアルカ
リセラミックスリ−ブを挿入して構成することを特徴と
する。本発明の第5の手段は、前記アルカリセラミック
スリ−ブはセメント製スレ−トパイプで構成されている
ことを特徴とする。本発明の第6の手段は、前記アルカ
リセラミックスリ−ブはセメントモルタル製パイプで構
成されていることを特徴とする。本発明の第7の手段
は、前記触媒装置を一次触媒装置とし、該一次触媒装置
と前記消音装置の間に二次触媒装置を配置したことを特
徴とする。本発明の第8の手段は、前記二次触媒装置
は、ハニカム構造の表面に耐熱ホ−ロ−層を形成し、そ
のホ−ロ−層の表面に三元触媒物質を付着した三元触媒
装置であることを特徴とする。本発明の第9の手段は、
前記耐熱ホ−ロ−は、自己浄化型触媒ホ−ロ−であるこ
とを特徴とする。
A first means adopted by the present invention to solve the above problems is a catalyst device for purifying exhaust gas of an engine through a catalyst substance, a silencer,
A radiating device for lowering the temperature of the exhaust gas to a predetermined temperature, and an exhaust gas neutralizing device for neutralizing an oxidizing component in the exhaust gas, wherein the catalyst device forms a flow path for spirally moving the exhaust gas, The exhaust gas contact surface of the gas flow path is coated with a heat-resistant hollow material, and a filter material having a catalytic substance attached to the surface of the heat-resistant hollow material is disposed. A ceramic in which an alkaline substance is mixed is disposed in the exhaust gas flow path. According to a second aspect of the present invention, in the catalyst device, a screw fin is disposed inside a casing, and the screw fin and the inner wall surface of the cylinder are coated with a heat-resistant hollow material.
It is characterized in that a filter material having a catalytic substance adhered thereto is adhered to the surface of a baking material, and a device for burning a removing substance is provided on the bottom of the casing. A third means of the present invention is characterized in that the muffler has a heat-resistant hollow material coated on an inner surface through which exhaust gas passes. A fourth means of the present invention is characterized in that the exhaust gas neutralizing device is constructed by inserting an alkaline ceramics sleeve into a cylindrical casing. A fifth means of the present invention is characterized in that the alkaline ceramics sleeve is constituted by a cement-made slate pipe. A sixth means of the present invention is characterized in that the alkaline ceramics sleeve is constituted by a pipe made of cement mortar. A seventh means of the present invention is characterized in that the catalyst device is a primary catalyst device, and a secondary catalyst device is arranged between the primary catalyst device and the muffler. According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the secondary catalyst device, wherein the three-way catalyst comprises a heat-resistant hollow layer formed on the surface of the honeycomb structure, and a three-way catalyst substance adhered to the surface of the hollow layer. The device is characterized in that: The ninth means of the present invention is:
The heat-resistant hollow is a self-purifying catalyst hollow.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図1は本発明のエンジン排気ガス処理装置の全
体構成図であり、エンジン1のシリンダ−室で燃料が爆
発燃焼することにより発生する排気ガスは、エキゾ−ス
トマニ−ホ−ルド2を通過した後、一次触媒コンバ−タ
−3、二次触媒コンバ−タ−4、マフラ−5、放熱管
6、レギュレ−タ−兼マフラ−7及びテ−ルパイプ8を
通って外気に排出される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. Exhaust gas generated by explosive combustion of fuel in a cylinder chamber of an engine 1 passes through an exhaust manifold hold 2. , The primary catalyst converter-3, the secondary catalyst converter-4, the muffler 5, the radiator tube 6, the regulator / muffler 7 and the tail pipe 8 are discharged to the outside air.

【0007】一次触媒コンバ−タ−3は、二次触媒コン
バ−タ−4が有効に機能するように、二次触媒コンバ−
タ−4の手前に配置されている。一次触媒コンバ−タ−
3は図2ないし図5に示すように、ケ−シング10と、
その内部に挿入されるスクリュ−フィン14を有してお
り、ケ−シング10のマニ−ホ−ルド側には排気ガス入
口部11が開口され、他端部には二次触媒コンバ−タ−
4と接続される排気ガス出口部12が設けられている。
ケ−シング10は全体が円筒形となっており、フランジ
部13において上下半割部が固定されている。
[0007] The primary catalyst converter-3 is designed so that the secondary catalyst converter-4 functions effectively.
It is arranged in front of the tab-4. Primary catalyst converter
3 is a casing 10, as shown in FIGS.
It has a screw fin 14 inserted therein, an exhaust gas inlet 11 is opened on the manifold side of the casing 10, and a secondary catalyst converter is provided on the other end.
An exhaust gas outlet 12 connected to the exhaust gas outlet 4 is provided.
The casing 10 has a cylindrical shape as a whole, and upper and lower half portions are fixed at the flange portion 13.

【0008】ケ−シング10の内部は、スクリュ−フィ
ン14によって排気ガスがスパイラル状に蛇行して通過
するような流路が形成される。スクリュ−フィン14の
表面とケ−シング10の内壁表面には後述する耐熱セル
フクリ−ニング(S.C)ホ−ロ−が施されており、さ
らにそのホ−ロ−表面全体には極細のフィルタ−15が
張り付けられている。
[0008] Inside the casing 10, a flow path is formed by the screw fins 14 so that the exhaust gas passes through the meandering spiral. The surface of the screw fins 14 and the inner wall surface of the casing 10 are provided with a heat-resistant self-cleaning (SC) hollow, which will be described later, and the entire hollow surface is a very fine filter. -15 is attached.

【0009】フィルタ−15は例えばステンレス製の細
いワイヤ−(一例として板状の場合は、厚さ0.02mm
〜0.2mm、幅0.5mm〜5.0mm程度、丸棒状の場合
はφ20μ〜φ1.0mmのものを使用)を編み上げたも
のであり、そのフィルタ−15の表面には白金、リジウ
ム、二酸化マンガン、酸化ニッケル等の触媒物質粒子が
塗布焼着されている。
The filter 15 is made of, for example, a thin wire made of stainless steel (for example, in the case of a plate shape, a thickness of 0.02 mm
0.20.2 mm, width of about 0.5 mm to 5.0 mm, and in the case of a round bar, use a filter having a diameter of 20 μm to 1.0 mm). Catalyst material particles such as manganese and nickel oxide are applied and baked.

【0010】 またケーシングの底部には、長さ方向に
複数のグロープラグ16が設けられており、ケーシング
13内の底部に溜った除去物質(カーボンミスト、パテ
ィキュレート等の微粒子物質)を燃焼焼却できるように
している。
A plurality of glow plugs 16 are provided at the bottom of the casing in the longitudinal direction, and the removed substances (carbon mist, putty) collected at the bottom in the casing 13 are provided.
(E.g., particulate matter such as ureate) .

【0011】 上述したS.Cホーローは、自己浄化型
触媒ホーローであり、基本的には触媒、耐熱性結合剤
(フリット)、マット形成剤(多孔質形成剤)からなっ
ており、排気ガス中の油脂分や撒粒子物質を吸着し、触
媒作用により分解浄化する機能を有している。触媒は酸
化用としてγ−MnO、Zn−Mn系フェライト、ま
た分解用としてα−Al、ゼオライト(アルミノ
けい酸塩)等の高活性触媒が使用され、高表面積にする
ため、微粉末状で用いられる。フリットはこの実施例で
ホウケイ酸系ガラスが用いられる。
The above-described S.D. C enamel is a self-purifying catalytic enamel, which basically consists of a catalyst, a heat-resistant binder (frit), and a mat-forming agent (porous forming agent). Has a function of adsorbing and decomposing and purifying by catalytic action. As the catalyst, a highly active catalyst such as γ-MnO 2 or Zn—Mn ferrite for oxidation and α-Al 2 O 3 or zeolite (aluminosilicate) for decomposition is used. Used in powder form. As the frit, borosilicate glass is used in this embodiment.

【0012】S.Cホ−ロ−の金属基板としては、冷間
圧延鋼板、アルミナイズド鋼板等が使用され、その金属
基板に耐食層としての下塗りホ−ロ−層が形成される。
S.Cホ−ロ−層は下塗りホ−ロ−層の上面に所定の膜
厚で形成される。S.Cホ−ロ−は、多孔質に構成され
ており、比表面積は従来より大きくなっている(5.0
2 /g〜7.0m2 /g)。これにより、油脂類や微
粒子物質との接触面積が拡大し、これらを触媒層へ瞬時
拡散するとともに、触媒反応に際して反応生成物の逸散
をスム−ズに行っている。
S. As the metal substrate of C hollow, a cold-rolled steel plate, an aluminized steel plate or the like is used, and an undercoating hollow layer as a corrosion-resistant layer is formed on the metal substrate.
S. The C hollow layer is formed with a predetermined thickness on the upper surface of the undercoating hollow layer. S. C-hollow is porous and has a larger specific surface area than before (5.0).
m 2 /g~7.0m 2 / g). As a result, the area of contact with fats and oils and particulate matter is enlarged, and these are instantaneously diffused into the catalyst layer, and the reaction products are smoothly dissipated during the catalytic reaction.

【0013】二次触媒コンバ−タ−4は三元触媒コンバ
−タ−であり、排気ガス中のCO、HC、NOxの三成
分が酸化・還元により浄化される。本発明では、図6に
示すように、ケ−シング30の内部に断熱材33を介し
てステンレス製又は鋼板製のメタルハニカム32が装着
されている。メタルハニカム32の表面には耐熱セラミ
ックコ−ティング又は上述の耐熱S.Cホ−ロ−が焼成
され、この焼成層の表面にPt+Rhの三元触媒が付着
されている。なお、三元触媒コンバ−タ−4の排気口近
くには排気温度センサ−31が設けられており、高濃度
のCO、HC等が流入し、触媒に大きな負担がかかった
ときの異常高温を検出している。
The secondary catalyst converter 4 is a three-way catalyst converter, and purifies three components of CO, HC and NOx in the exhaust gas by oxidation and reduction. In the present invention, as shown in FIG. 6, a metal honeycomb 32 made of stainless steel or steel plate is mounted inside a casing 30 with a heat insulating material 33 interposed therebetween. On the surface of the metal honeycomb 32, a heat-resistant ceramic coating or the above-described heat-resistant S.A. C-hollow is fired, and a Pt + Rh three-way catalyst is attached to the surface of the fired layer. An exhaust gas temperature sensor 31 is provided near the exhaust port of the three-way catalyst converter 4 to detect abnormally high temperature when a high concentration of CO, HC, etc. flows in and a large load is applied to the catalyst. Detected.

【0014】前述のメタルハニカム32は流路の間隔が
狭隘な構造となっており(一断面積が20mm2 〜500
mm2 、総断面積は50mm2 〜1500mm2 程度)、耐熱
セラミックコ−ティング又は耐熱S.Cホ−ロ−の焼成
層はポ−ラスな状態に仕上げられている。したがって、
メタルハニカム32を通過する排気ガスは確実にメタル
ハニカム32の焼成層表面に接触し、Pt+Rhにより
排気ガスの清浄浄化が促進される。
The above-mentioned metal honeycomb 32 has a structure in which the distance between the flow paths is narrow (a cross-sectional area is 20 mm 2 to 500 mm).
mm 2, the total cross-sectional area of 50mm 2 ~1500mm 2 about), refractory ceramic co - coating or heat S. The fired layer of C hollow is finished in a porous state. Therefore,
The exhaust gas passing through the metal honeycomb 32 surely comes into contact with the surface of the fired layer of the metal honeycomb 32, and the purification and purification of the exhaust gas is promoted by Pt + Rh.

【0015】 三元触媒は、理論空燃比より濃い状態で
燃焼させたときNOxを、薄い状態ではCO、HCに対
して優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するた
めに、図示しない酸素センサーにより排気ガス中の酸素
量を検出し、マイクロコンピューターにより混合気を理
論空燃比付近に制御している。
The three-way catalyst has an excellent purifying capability for NOx when burned in a state richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and has an excellent purifying ability for CO and HC in a thin state. The sensor detects the amount of oxygen in the exhaust gas and the microcomputer controls the mixture to near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0016】このような三元触媒コンバ−タ−4は、メ
タルハニカム32の素材料を安価なステンレス鋼板(S
AS430、410、409等)又は薄鋼板で成形加工
し、その表面にセラミックコ−ティング又はS.Cホ−
ロ−を焼成して製造するため、従来の高価な耐熱ステン
レス、又はセラミックハニカム製品より安価に製造で
き、しかも耐久性等にも優れている。
In such a three-way catalyst converter-4, an inexpensive stainless steel plate (S
AS430, 410, 409 etc.) or a thin steel plate, and the surface thereof is coated with ceramic coating or S.A. C-ho
Since it is manufactured by firing b, it can be manufactured at lower cost than conventional expensive heat-resistant stainless steel or ceramic honeycomb products, and has excellent durability and the like.

【0017】上述のマフラ−5は、従来知られている構
造のマフラ−であるが、本発明では内壁表面の全体に上
述したS.Cホ−ロ−が焼成されている。このS.Cホ
−ロ−により、排気ガスの浄化を促進させ、その特殊な
多孔質の表面状態により一層の吸着効果が得られる。即
ち、この多孔質は触媒反応層として油脂類、HC、CO
等を触媒層へ瞬時拡散を図ると共に、酸素の供給とCO
2 のような反応生成物の逸散をスム−スに行なうことが
できる。またこの多孔質な表面は爆発燃焼音を吸収し、
乱反射して消音する効果がある。
The above-described muffler 5 is a muffler having a conventionally known structure, but in the present invention, the above-described S.M. C-hollow has been fired. This S. Purification of exhaust gas is promoted by the C-hollow, and a further adsorption effect can be obtained due to the special porous surface condition. That is, this porous material serves as a catalytic reaction layer for oils and fats, HC, CO
Instantaneously diffuses into the catalyst layer, while supplying oxygen and CO
Dissipation of the reaction product such as 2 can be performed smoothly. Also, this porous surface absorbs explosive combustion noise,
It has the effect of silencing due to diffuse reflection.

【0018】放熱管6は、図7及び図8に示すように筒
体の外周面に多数の放熱フィン17を形成したものであ
り、マフラ−側端部には排気ガス入口部18が開口さ
れ、他端部には排気ガス出口部19が開口されている。
この実施例の放熱管6は、曲げ加工により放熱フィン1
7を一体成形した4個のブロック20a,20b,20
c,20d(図8参照)を合体させて筒状に構成し、そ
の両端部に排気ガス入口部18及び出口部19となる管
体を接合した構成となっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the heat radiating tube 6 has a large number of heat radiating fins 17 formed on the outer peripheral surface of a cylindrical body, and an exhaust gas inlet 18 is opened at the end of the muffler side. An exhaust gas outlet 19 is opened at the other end.
The radiation tube 6 of this embodiment is formed by bending the radiation fin 1.
7 integrally formed with four blocks 20a, 20b, 20
c and 20d (see FIG. 8) are united to form a tubular shape, and a tube serving as an exhaust gas inlet 18 and an outlet 19 is joined to both ends thereof.

【0019】この放熱管6の内外面の表面には、上述の
S.Cホ−ロ−が焼成され、又はステンレス、アルミニ
ウム等の金属熔射(メタリコン=金属ガス熔射)が施さ
れており、高温排気ガスの吸収とその伝導熱の放射冷却
効果の向上が図られている。また、その金属熔射面がポ
−ラスであるため、排気爆発音がその壁面に吸収乱反射
して一層の消音効果が図られている。
On the inner and outer surfaces of the radiator tube 6, the above-mentioned S.P. C-hollow is fired, or metal spraying of metal such as stainless steel and aluminum (metallicone = metal gas spraying) is performed to improve the absorption of high-temperature exhaust gas and the radiation cooling effect of the conduction heat. ing. In addition, since the metal-sprayed surface is porous, the sound of the exhaust explosion is absorbed and diffusely reflected on the wall surface, so that a further noise reduction effect is achieved.

【0020】排気ガス中和装置であるレギュレ−タ−兼
マフラ−7は、図9及び図10に示すように筒状ケ−シ
ング21の内部にアルカリセラミックスリ−ブ22を配
置した構成となっている。このアルカリセラミックスリ
−ブ22は、ケ−シング21の内面に設けられた支持金
具23により保持されている。
The regulator / muffler 7, which is an exhaust gas neutralizing device, has a structure in which an alkaline ceramics sleeve 22 is disposed inside a cylindrical casing 21 as shown in FIGS. ing. The alkaline ceramics sleeve 22 is held by a support 23 provided on the inner surface of the casing 21.

【0021】アルカリセラミックスリ−ブ22は、セメ
ント製のスレ−トパイプ又はセメントモルタル製パイプ
であり、セメント原料に苛性ソ−ダ、重合リン酸塩、硝
酸ソ−ダ等のアルカリ性物質を成分比5%〜100%混
合し、それをパイプ状に成型して造られる。その表面に
は多数の穴(φ1.0mm〜φ10mm)が形成されてお
り、通気流通を促進する構造となっている。
The alkaline ceramics sleeve 22 is a cement-made slate pipe or a cement mortar pipe. An alkaline substance such as caustic soda, polymerized phosphate, and sodium nitrate is added to a cement raw material at a component ratio of 5%. % To 100%, and molded into a pipe. A large number of holes (φ1.0 mm to φ10 mm) are formed on the surface to promote ventilation and circulation.

【0022】セメントモルタルコンクリ−トはCO2
よく吸収することで知られており(1m2 の塊が完全に
反応すると、約70gのCO2 を吸収する)、そのセラ
ミックスリ−ブ22を成型時に多孔質となるように成形
し、スリ−ブ前面に細孔(1.0mmφ〜8.0mmφ)を
多数形成して通気性をよくしておく。なお、レギュレ−
タ−兼マフラ−7の放熱管側端部には排気ガス入口部2
4が開口され、他端部には同じく出口部25が開口され
ている。
Cement mortar concrete is known to absorb CO 2 well (when a lm 2 mass completely reacts, it absorbs about 70 g of CO 2 ), and the ceramic sleeve 22 is molded. Occasionally, it is molded to be porous, and a large number of pores (1.0 mmφ to 8.0 mmφ) are formed on the front surface of the sleeve to improve air permeability. In addition, regular
An exhaust gas inlet 2 is provided at the end of the radiator tube side of the
4 is opened, and an outlet 25 is also opened at the other end.

【0023】次に上述した排気ガス処理装置の各構成部
の作用について説明する。エンジン1から排出された排
気ガスはマニ−ホ−ルド2を通って一次触媒コンバ−タ
−3に導かれる。一次触媒コンバ−タ−3では、排気ガ
スはスクリュ−フィン14に沿ってスパイラル状に蛇行
しながら通過し、スクリュ−フィン14及びケ−シング
内壁面に張り付けられたフィルタ−15と接触する。本
発明では排気ガスが多面積のスクリュ−フィン14に沿
って流れるため、フィルタ−15との接触面積が広くな
る。
Next, the operation of each component of the above-described exhaust gas treatment apparatus will be described. Exhaust gas discharged from the engine 1 is guided to a primary catalyst converter 3 through a manifold 2. In the primary catalyst converter 3, the exhaust gas passes while spirally meandering along the screw fins 14, and comes into contact with the screw fins 14 and the filter 15 attached to the inner wall surface of the casing. In the present invention, since the exhaust gas flows along the screw fins 14 having a large area, the contact area with the filter 15 is increased.

【0024】排気ガスがフィルタ−15と接触すること
により、排気ガス中に含まれるカ−ボンミスト、パ−テ
ィキュレ−ト等の微粒子物質が捕捉されると共に、フィ
ルタ−15に焼成された触媒物質と接触したCO、H
C、NOxの大部分がCO2 、H2 O等に変化する。ま
たスクリュ−フィン14の表面とケ−シング内壁面には
S.Cホ−ロ−が施されているため、排気ガス中の油脂
分や微粒子物質はこれらの表面によく吸着され、触媒に
よって分解浄化される。
When the exhaust gas comes into contact with the filter 15, particulate matter such as carbon mist and particulates contained in the exhaust gas is captured, and the catalyst material calcined by the filter 15 is removed. CO, H in contact
Most of C and NOx change to CO 2 , H 2 O and the like. The surface of the screw fin 14 and the inner wall surface of the casing are S. Since C-hollow is applied, fats and oils and fine particles in the exhaust gas are well adsorbed on these surfaces and decomposed and purified by the catalyst.

【0025】S.Cホ−ロ−の表面に付着しない物質は
ケ−シング10の底部に落下して溜まり、グロ−プラグ
16により焼却される。グロ−プラグ16は所定サイク
ルで点火する。なお、排気ガスは一次触媒コンバ−タ−
3の内部を蛇行して通過する間、減圧され、S.Cホ−
ロ−の吸音効果とあいまって爆発音が減音される。
S. Substances that do not adhere to the surface of the C-hollow fall and collect at the bottom of the casing 10 and are incinerated by the glow plug 16. The glow plug 16 is ignited in a predetermined cycle. The exhaust gas is the primary catalyst converter.
During the meandering passage through the inside of S.3, the pressure was reduced. C-ho
The explosion sound is reduced in combination with the low sound absorption effect.

【0026】二次触媒コンバ−タ−4では一次触媒コン
バ−タ−3で浄化された排気ガスが、上述した三元触媒
方式によりさらに浄化され、CO、HC、NOx等が除
去される。この二次触媒コンバ−タ−4では、手前の一
次触媒コンバ−タ−3により、カ−ボンミスト、パ−テ
ィキュレ−トの微粒子物質が捕捉されるため、三元触媒
機能を有効に発揮できるようになる。
In the secondary catalyst converter-4, the exhaust gas purified by the primary catalyst converter-3 is further purified by the above-mentioned three-way catalyst system to remove CO, HC, NOx and the like. In the secondary catalyst converter-4, carbon mist and particulate matter are trapped by the primary catalyst converter-3 in the foreground, so that the three-way catalyst function can be effectively exhibited. become.

【0027】二次触媒コンバ−タ−4からマフラ−5に
入った排気ガスは、ここで消音されるが、本発明の場
合、マフラ−内壁面の全体に焼成されたS.Cホ−ロ−
の特殊なポ−ラス表面状態により、一層の吸音効果が促
進され、同時にS.Cホ−ロ−による排気ガスの浄化促
進効果が得られる。
The exhaust gas that has entered the muffler 5 from the secondary catalyst converter 4 is silenced here, but in the case of the present invention, the S.F. C hollow
The special porous surface condition promotes a further sound absorbing effect, while An effect of accelerating purification of exhaust gas by C-hollow is obtained.

【0028】マフラ−5内の排気ガスは高温(約800
℃)を保持しており、後述のレギュレ−タ−兼マフラ−
7を十分を機能させるために、放熱管6において排気ガ
ス温度を十分降下させる。この実施例では出口部25に
おける排気ガス温度が150℃〜200℃程度となるよ
うに降温させる。また、放熱管6は空洞の放熱フィン1
7により放熱管全体の内部容積が大きく形成されている
ため、その分、減圧消音効果が促進される。
The exhaust gas in the muffler 5 has a high temperature (about 800
° C) and a regulator / muffler described later.
The exhaust gas temperature in the heat radiating pipe 6 is sufficiently lowered in order for the 7 to function sufficiently. In this embodiment, the temperature is lowered so that the exhaust gas temperature at the outlet 25 is about 150 ° C. to 200 ° C. The heat radiating tube 6 is a hollow heat radiating fin 1.
7, the internal volume of the entire heat radiating tube is increased, and accordingly, the decompression and silencing effect is promoted.

【0029】レギュレ−タ−兼マフラ−7では、放熱管
6で降温された排気ガスをアルカリセラミックスリ−ブ
22と接触させて酸化成分を中和させている。即ち、一
次触媒コンバ−タ−3及び二次触媒コンバ−タ−4で浄
化された排気ガスは殆どCO2 、NOx等の酸化物質を
含んでおり、これをアルカリ性のセラミックスリ−ブ2
2で中和させる。
In the regulator / muffler 7, the exhaust gas whose temperature has been lowered by the radiating tube 6 is brought into contact with the alkali ceramics rib 22 to neutralize the oxidized component. That is, the exhaust gas purified by the primary catalyst converter 3 and the secondary catalyst converter 4 almost contains oxidizing substances such as CO 2 and NOx, and this is converted into an alkaline ceramics rib 2.
Neutralize with 2.

【0030】排気ガス中には相当量の水蒸気(H2 O)
が含まれており、これが放熱管6で冷やされると液状に
なってアルカリセラミックスリ−ブ22に湿気を与え、
該スリ−ブ22に含浸されたアルカリ成分が徐々に湿潤
してきて排気ガスと接触し、CO2 、NOx等を中和吸
収する。特にジ−ゼルエンジンでは排気ガス中のNOx
量が多大であるため、必要に応じてアルカリセラミック
スリ−ブ22の長さを増長し、表面積を拡大して浄化さ
せるのが望ましい。
The exhaust gas contains a considerable amount of water vapor (H 2 O)
Is cooled by the heat radiating tube 6 and becomes liquid to give moisture to the alkali ceramics slab 22,
The alkaline component impregnated in the sleeve 22 gradually wets and comes into contact with the exhaust gas to neutralize and absorb CO 2 , NOx and the like. Especially in diesel engines, NOx in exhaust gas
Because of the large amount, it is desirable to increase the length of the alkaline ceramics sleeve 22 and purify by increasing the surface area as necessary.

【0031】またアルカリセラミックスリ−ブ22は多
孔質となっており、全体に多数の細孔が形成されている
ため、排気ガスの爆発音はこのスリ−ブを通過する際に
音波が乱反射して吸収され、しかもスリ−ブ22が長い
ため殆ど消音されることになる。なお、アルカリセラミ
ックスリ−ブ22は、中和して飽和状態になったとき、
スリ−ブ22をケ−シング21から取り出し、洗浄・乾
燥させ、再びアルカリ性溶液に浸漬してアルカリ成分を
吸収させた後、ケ−シング21に装着してリサイクル使
用することができる。
Since the alkaline ceramics sleeve 22 is porous and has many pores formed in its entirety, the explosion sound of the exhaust gas is such that sound waves are irregularly reflected when passing through the sleeve. The sleeve 22 is long and almost completely silenced. When the alkaline ceramics sleeve 22 is neutralized and becomes saturated,
The sleeve 22 is taken out of the casing 21, washed and dried, immersed again in an alkaline solution to absorb the alkali component, and mounted on the casing 21 for recycling.

【0032】上述した実施例は本発明の一例であり、例
えば一次触媒コンバ−タ−3だけで十分な浄化効果が得
られる場合には、二次触媒コンバ−タ−4を省略するこ
とができる。また二次触媒コンバ−タ−4は三元触媒方
式に限定されるものではなく、従来知られている酸化触
媒装置もしくは他の処理方式の浄化装置であってもよ
い。その他、図示した各部品の構成は例示的なものであ
り、実際の設計の際には必要に応じて変更することがで
きる。
The above embodiment is an example of the present invention. For example, when a sufficient purifying effect can be obtained only by the primary catalyst converter 3, the secondary catalyst converter 4 can be omitted. . Further, the secondary catalyst converter-4 is not limited to the three-way catalyst type, but may be a conventionally known oxidation catalyst device or a purification device of another processing type. In addition, the configuration of each of the illustrated components is merely an example, and can be changed as needed in an actual design.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、エンジン
排気ガスの有害成分を効果的に除去することができ、か
つ燃料爆発音の優れた消音効果を得ることができる。
According to the present invention described above, the harmful components of the engine exhaust gas can be effectively removed, and an excellent noise reduction effect of the fuel explosion sound can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例を示す全体概略構成図である。FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例で使用される一次触媒コンバ−タ−の
部分切欠斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a primary catalyst converter used in the present embodiment.

【図3】図2に示す一次触媒コンバ−タ−の軸方向断面
図である。
FIG. 3 is an axial sectional view of the primary catalyst converter shown in FIG. 2;

【図4】図3のA−A位置での断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along a line AA in FIG. 3;

【図5】図3のB−B位置での断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along a line BB in FIG. 3;

【図6】本実施例で使用される三元触媒コンバ−タ−の
一部切欠斜視図である。
FIG. 6 is a partially cutaway perspective view of a three-way catalyst converter used in the present embodiment.

【図7】本実施例で使用される放熱管の一部切欠斜視図
である。
FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of a radiator tube used in the present embodiment.

【図8】図6に示す放熱管の径方向断面図である。FIG. 8 is a radial cross-sectional view of the radiator tube shown in FIG.

【図9】本実施例で使用されるレギュレ−タ兼マフラ−
の一部切欠断面図である。
FIG. 9 shows a regulator and muffler used in the present embodiment.
3 is a partially cutaway sectional view of FIG.

【図10】図8に示すレギュレ−タ兼マフラ−の軸方向
断面図である。
FIG. 10 is an axial sectional view of the regulator / muffler shown in FIG. 8;

【符合の説明】[Description of sign]

1 エンジン 2 マニ−ホ−ルド 3 一次触媒コンバ−タ− 4 二次触媒コンバ−タ− 5 マフラ− 6 放熱管 7 レギュレ−タ兼マフラ− 14 スクリュ−フィン 15 フィルタ− 16 グロ−プラグ 17 放熱フィン 22 アルカリセラミックスリ−ブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Manifold 3 Primary catalyst converter 4 Secondary catalyst converter 5 Muffler 6 Radiator tube 7 Regulator and muffler 14 Screw fin 15 Filter 16 Glow plug 17 Radiation fin 22 Alkaline ceramics leave

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01N 3/02 311 F01N 3/02 ZABZ ZAB B01D 53/36 ZABB (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/24 B01D 53/86 F01N 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI F01N 3/02 311 F01N 3/02 ZABZ ZAB B01D 53/36 ZABB (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F01N 3/24 B01D 53/86 F01N 3/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンの排出ガスを触媒物質を介して
浄化する触媒装置と、消音装置と、排気ガスを所定温度
まで降温させる放熱装置と、排気ガス中の酸化成分を中
和させる排気ガス中和装置を順次備え、 前記触媒装置は排気ガスをスパイラルに蛇行させる流路
を構成し、該排気ガス流路の排気ガス接触面に耐熱ホ−
ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−材の表面に触
媒物質を付着したフィルタ−材を配設し、 前記排気ガス中和装置は、排気ガス流路にアルカリ性物
質を混入したセラミックスを配置したこと、 を特徴とするエンジンの排気ガス処理装置。
1. A catalyst device for purifying exhaust gas of an engine via a catalytic substance, a silencer, a heat radiating device for lowering the temperature of exhaust gas to a predetermined temperature, and an exhaust gas for neutralizing an oxidizing component in the exhaust gas. The catalyst device comprises a flow path for spirally moving the exhaust gas, and a heat-resistant hose is provided on the exhaust gas contact surface of the exhaust gas flow path.
A filter material coated with a catalytic material on the surface of the heat-resistant hollow material, and wherein the exhaust gas neutralizing device comprises a ceramic in which an alkaline substance is mixed in the exhaust gas flow path. An exhaust gas treatment device for an engine, wherein:
【請求項2】 前記触媒装置は、ケ−シング内部にスク
リュ−フィンを配置し、該スクリュ−フィンと筒体内壁
面に耐熱ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−
材の表面に触媒物質を付着したフィルタ−材を配置し、
かつ前記ケ−シング底部に除去物質の燃焼装置を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気ガス
処理装置。
2. The catalyst device according to claim 1, wherein a screw fin is disposed inside the casing, and the screw fin and the inner wall surface of the cylinder are covered with a heat-resistant hollow material.
Placing a filter material with a catalytic substance on the surface of the material,
2. The exhaust gas treatment device for an engine according to claim 1, wherein a combustion device for removing substances is provided at the bottom of the casing.
【請求項3】 前記消音装置は排気ガスが通過する内面
に耐熱ホ−ロ−材を被覆したことを特徴とする請求項1
又は請求項2に記載のエンジンの排気ガス処理装置。
3. The muffler according to claim 1, wherein an inner surface through which the exhaust gas passes is coated with a heat-resistant hollow material.
An engine exhaust gas treatment apparatus according to claim 2 or 3.
【請求項4】 前記排気ガス中和装置は、筒状のケ−シ
ングの内部にアルカリセラミックスリ−ブを挿入して構
成することを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項
3に記載のエンジンの排気ガス処理装置。
4. The exhaust gas neutralizing device according to claim 1, wherein an alkaline ceramics sleeve is inserted into a cylindrical casing. An exhaust gas treatment device for the engine as described in the above.
【請求項5】 前記アルカリセラミックスリ−ブは、セ
メント製スレ−トパイプで構成されていることを特徴と
する請求項4に記載のエンジンの排気ガス処理装置。
5. The exhaust gas treatment device for an engine according to claim 4, wherein said alkaline ceramics sleeve is constituted by a cement-made slate pipe.
【請求項6】 前記アルカリセラミックスリ−ブは、セ
メントモルタル製パイプで構成されていることを特徴と
する請求項4に記載のエンジンの排気ガス処理装置。
6. The exhaust gas treatment device for an engine according to claim 4, wherein said alkaline ceramics sleeve is constituted by a pipe made of cement mortar.
【請求項7】 前記触媒装置を一次触媒装置とし、該一
次触媒装置と前記消音装置の間に二次触媒装置を配置し
たことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエ
ンジンの排気ガス処理装置。
7. The exhaust system according to claim 1, wherein the catalyst device is a primary catalyst device, and a secondary catalyst device is disposed between the primary catalyst device and the muffler. Gas treatment equipment.
【請求項8】 前記二次触媒装置は、メタルハニカム構
造の表面に耐熱ホ−ロ−層を形成し、そのホ−ロ−層の
表面に三元触媒物質を付着した三元触媒装置であること
を特徴とする請求項7に記載のエンジンの排気ガス処理
装置。
8. The secondary catalyst device is a three-way catalyst device in which a heat-resistant hollow layer is formed on the surface of a metal honeycomb structure, and a three-way catalyst substance is adhered to the surface of the hollow layer. The exhaust gas treatment device for an engine according to claim 7, wherein:
【請求項9】 前記耐熱ホ−ロ−は、自己浄化型触媒ホ
−ロ−であることを特徴とする請求項1、請求項2、請
求項3又は請求項8に記載のエンジンの排気ガス処理装
置。
9. The exhaust gas of an engine according to claim 1, wherein the heat-resistant hollow is a self-purifying catalyst hollow. Processing equipment.
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