JP3402132B2 - Engine exhaust purification device - Google Patents
Engine exhaust purification deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス中に含ま
れるHC(炭化水素)等を吸着する吸着剤を備えたエン
ジンの排気浄化装置の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an engine exhaust gas purification apparatus provided with an adsorbent that adsorbs HC (hydrocarbon) contained in exhaust gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車用エンジン等に備えられる排気浄
化装置にあっては、白金やロジウム等の触媒金属を担持
した触媒コンバータが排気通路に設置され、排気ガス中
のHC,COの酸化と、NOxの還元が行われる。しか
し、触媒温度が所定値より低い触媒不活性域では、触媒
によって排気ガス中のHC等の浄化はほとんど行われな
い。2. Description of the Related Art In an exhaust emission control device provided in an automobile engine or the like, a catalytic converter carrying a catalytic metal such as platinum or rhodium is installed in an exhaust passage to oxidize HC and CO in exhaust gas, NOx is reduced. However, in the catalyst inactive region where the catalyst temperature is lower than the predetermined value, the catalyst hardly purifies HC and the like in the exhaust gas.
【0003】このため、HC等を吸着する吸着剤を排気
通路に設置するものがある。ゼオライト等からなる吸着
剤は、その温度が低い状態でHC等を吸着し、その温度
が上昇するのに伴って吸着したHC等を脱離する量が増
える特性がある。For this reason, there is a system in which an adsorbent for adsorbing HC and the like is installed in the exhaust passage. The adsorbent made of zeolite or the like has a characteristic that it adsorbs HC and the like at a low temperature, and the amount of adsorbed HC and the like is desorbed as the temperature rises.
【0004】従来、ディーゼルエンジンの排気浄化装置
として、図5に示すようなものがある(実開平8−50
5号公報、参照)。Conventionally, as an exhaust emission control device for a diesel engine, there is one as shown in FIG.
No. 5, gazette).
【0005】これについて説明すると、エンジン90の
排気通路91には熱交換器92が設置され、熱交換器9
2の低温側流路に触媒コンバータ96が設置される。吸
着剤94は熱交換器92の高温側流路の下流側かつ触媒
コンバータ96より上流側に設置される。これにより、
熱交換器92を介して排気ガスの熱による触媒コンバー
タ96の温度上昇が促されるとともに、吸着剤94の温
度上昇が抑えられる。To explain this, a heat exchanger 92 is installed in the exhaust passage 91 of the engine 90.
The catalytic converter 96 is installed in the second low temperature side passage. The adsorbent 94 is installed downstream of the high temperature side flow path of the heat exchanger 92 and upstream of the catalytic converter 96. This allows
The temperature rise of the catalytic converter 96 due to the heat of the exhaust gas is promoted via the heat exchanger 92, and the temperature rise of the adsorbent 94 is suppressed.
【0006】エンジンの冷間始動後しばらくの間、未燃
焼HC等は吸着剤94に吸着される。やがて吸着剤94
が温度上昇するのに伴って吸着剤94からHC等が脱離
するとき、触媒コンバータ96も熱交換器92を介して
温度上昇しているので、HC等が触媒コンバータ96を
介して酸化することが促される。The unburned HC and the like are adsorbed by the adsorbent 94 for a while after the cold start of the engine. Eventually adsorbent 94
When HC and the like are desorbed from the adsorbent 94 as the temperature of the HC rises, the temperature of the catalytic converter 96 also rises via the heat exchanger 92, so the HC and the like oxidize via the catalytic converter 96. Is prompted.
【0007】吸着剤94は熱交換器92の高温側流路と
低温側流路に対して排気管93,95を介して接続され
ている。The adsorbent 94 is connected to the high temperature side passage and the low temperature side passage of the heat exchanger 92 via exhaust pipes 93 and 95.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気通路91の途
中に熱交換器92を備えるとともに、熱交換器92を通
過する排気ガスを吸着剤94に導く排気管93,95等
を備える構造のため、装置の大型化を招く。However, in such a conventional exhaust emission control device, the heat exchanger 92 is provided in the middle of the exhaust passage 91, and the exhaust gas passing through the heat exchanger 92 is adsorbed. Since the structure is provided with the exhaust pipes 93, 95, etc. leading to 94, the size of the device is increased.
【0009】また、熱交換器92の熱容量が大きいた
め、エンジンの冷間始動後、触媒コンバータ96が触媒
活性化温度を超えて上昇するのに時間がかかり、その間
に吸着剤94からHC等が脱離しないようにするために
は吸着剤94の容量を大きくする必要があり、装置の大
型化を招く。Further, since the heat capacity of the heat exchanger 92 is large, it takes time for the catalytic converter 96 to rise above the catalyst activation temperature after the cold start of the engine, during which time the adsorbent 94 and HC, etc. In order to prevent desorption, it is necessary to increase the capacity of the adsorbent 94, which leads to an increase in size of the device.
【0010】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、未燃焼HC等を吸着する吸着剤を備えるエン
ジンの排気浄化装置において、コンパクト化をはかるこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to reduce the size of an exhaust gas purifying apparatus for an engine provided with an adsorbent that adsorbs unburned HC and the like.
【0011】[0011]
【0012】請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置
は、エンジンの排気ガスを排出する排気通路と、排気ガ
ス中のHC等の酸化を促す第一、第二触媒コンバータ
と、排気ガス中のHC等を吸着する吸着剤と、排気通路
の途中に介装される金属製の触媒容器とを備え、触媒容
器内の第一触媒コンバータより下流側に吸着剤を設置
し、触媒容器内の吸着剤より下流側に第二触媒コンバー
タを設置し、第一、第二触媒コンバータと吸着剤の間に
空間を画成し、第一、第二触媒コンバータの各担体を金
属により形成し、触媒容器に対して第一、第二触媒コン
バータの各担体を金属接触により支持し、触媒容器と吸
着剤の間に断熱材を介装するものとした。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an engine, an exhaust passage for exhausting the exhaust gas of the engine, first and second catalytic converters for promoting oxidation of HC and the like in the exhaust gas, and exhaust gas in the exhaust gas. An adsorbent for adsorbing HC and the like and a metal catalyst container provided in the middle of the exhaust passage are provided, and the adsorbent is installed on the downstream side of the first catalytic converter in the catalyst container for adsorption in the catalyst container. A second catalytic converter is installed on the downstream side of the agent, a space is defined between the first and second catalytic converters and the adsorbent, and each carrier of the first and second catalytic converters is formed of metal to form a catalyst container. On the other hand, each carrier of the first and second catalytic converters is supported by metal contact, and a heat insulating material is interposed between the catalyst container and the adsorbent.
【0013】請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項1に記載の発明において、前記吸着剤の担体
をセラミックにより形成するものとした。 [0013] exhaust gas purifying device for an engine according to claim 2 is the invention according to claim 1, the carrier of said adsorbent
Is made of ceramic.
【0014】請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項1または2に記載の発明において、前記断熱
材をセラミックウールにより形成するものとした。 [0014] exhaust gas purifying device for an engine according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the insulation
The material was made of ceramic wool.
【0015】請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記触媒容器から外気への放熱を抑制する断熱層を
備えるものとした。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an engine exhaust gas purification device according to any one of the first to third aspects, further comprising a heat insulating layer for suppressing heat radiation from the catalyst container to the outside air.
I was prepared.
【0016】請求項5に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項1から4のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第二触媒コ
ンバータの触媒担持量より多くするものとした。 According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification device for an engine according to any one of the first to fourth aspects, the catalyst carrying amount of the first catalytic converter is set to the second catalytic coke.
It is set to be larger than the catalyst loading amount of the inverter.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【発明の作用および効果】
請求項1に記載のエンジンの
排気浄化装置において、エンジンの暖機時、排気ガス温
度が上昇するのに伴って最上流側に位置する第一触媒コ
ンバータが排気ガスの熱を吸収するとともに、未燃焼H
C等の酸化反応熱を吸収して、吸着剤や第二触媒コンバ
ータより先に温度上昇する。 In the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1 , when the engine is warmed up, the first catalytic converter located on the most upstream side as exhaust gas temperature rises Absorbs heat and unburned H
The heat of oxidation reaction such as C is absorbed, and the temperature rises before the adsorbent and the second catalytic converter.
【0022】第一触媒コンバータが触媒活性化温度に達
するまでの間、排気ガス中に含まれる未燃焼HC等は第
一触媒コンバータを通過して吸着剤に吸着され、触媒不
活性域にHC等が外部に排出されることを防止できる。Until the first catalytic converter reaches the catalyst activation temperature, unburned HC and the like contained in the exhaust gas pass through the first catalytic converter and are adsorbed by the adsorbent and HC and the like in the catalyst inactive region. Can be prevented from being discharged to the outside.
【0023】このように第一触媒コンバータが温度上昇
する過程で、第一触媒コンバータの熱は金属接触する触
媒容器を経て第二触媒コンバータに伝わり、第二触媒コ
ンバータの温度上昇が促される。In the process in which the temperature of the first catalytic converter rises in this way, the heat of the first catalytic converter is transferred to the second catalytic converter via the catalyst container in metal contact, and the temperature rise of the second catalytic converter is promoted.
【0024】触媒容器はその熱容量が前記従来装置の熱
交換器に比べて小さいため、第一、第二触媒コンバータ
の温度が上昇する時間を短縮し、吸着剤の容量を小さく
することができる。Since the heat capacity of the catalyst container is smaller than that of the heat exchanger of the conventional device, the time required for the temperatures of the first and second catalytic converters to rise can be shortened and the capacity of the adsorbent can be reduced.
【0025】一方、触媒容器と吸着剤の間には熱伝導率
の低い断熱材が介装される構造上、第一触媒コンバータ
の熱が触媒容器を介して吸着剤に伝わりにくい。On the other hand, due to the structure in which a heat insulating material having a low thermal conductivity is interposed between the catalyst container and the adsorbent, the heat of the first catalytic converter is difficult to be transferred to the adsorbent through the catalyst container.
【0026】このようにエンジンの暖機時は、第一触媒
コンバータから第二触媒コンバータに伝わる熱量が吸着
剤に伝わる熱量より大きいため、第二触媒コンバータが
吸着剤より先に温度上昇し、吸着剤からHC等が脱離す
ることを遅らせるとともに、第二触媒コンバータの触媒
の活性化が促される。As described above, when the engine is warmed up, the amount of heat transferred from the first catalytic converter to the second catalytic converter is larger than the amount of heat transferred to the adsorbent. The desorption of HC and the like from the agent is delayed and the activation of the catalyst of the second catalytic converter is promoted.
【0027】やがて吸着剤が温度上昇するのに伴って吸
着剤から脱離するHC等は、第二触媒コンバータに導か
れる。吸着剤から脱離したHC等が第二触媒コンバータ
に到達するとき、吸着剤より先に温度上昇した第二触媒
コンバータの触媒が既に活性化しているため、吸着剤か
ら脱離したHC等は第二触媒コンバータを通過する過程
で触媒を介して酸化することが促され、HC等が酸化し
ないまま第二触媒コンバータを通って外部に排出される
ことを抑えられる。HC and the like that are desorbed from the adsorbent as the temperature of the adsorbent rises are led to the second catalytic converter. When the HC desorbed from the adsorbent reaches the second catalytic converter, the catalyst of the second catalytic converter whose temperature has risen before the adsorbent has already been activated, so that the HC desorbed from the adsorbent becomes In the process of passing through the two-catalyst converter, oxidation is promoted via the catalyst, and HC and the like can be suppressed from being discharged to the outside through the second catalytic converter without being oxidized.
【0028】触媒容器の内部に第一触媒コンバータ、吸
着剤、第二触媒コンバータが並んで介装される構造によ
り、前記従来装置のように熱交換器やそれに関連する排
気管等を備える構造に比べて、装置のコンパクト化がは
かれる。Due to the structure in which the first catalytic converter, the adsorbent, and the second catalytic converter are arranged side by side inside the catalyst container, a structure having a heat exchanger and its associated exhaust pipe, etc. is provided as in the conventional device. In comparison, the device can be made compact.
【0029】請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置
において、吸着剤の担体をセラミックにより形成するこ
とにより、吸着剤の保温効果が高まり、吸着剤の温度上
昇を第二触媒コンバータより遅らせることが可能とな
り、その間に第二触媒コンバータの触媒の活性化が促さ
れ、HC等が酸化しないまま第二触媒コンバータを通っ
て外部に排出されることを抑えられる。In the engine exhaust gas purification device according to the second aspect , by forming the carrier of the adsorbent from ceramics, the heat retention effect of the adsorbent is enhanced, and the temperature rise of the adsorbent can be delayed more than that of the second catalytic converter. This makes it possible to activate the catalyst of the second catalytic converter in the meantime, and to prevent HC and the like from being discharged to the outside through the second catalytic converter without being oxidized.
【0030】請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置
において、断熱材を繊維状をしたセラミックウールによ
り形成することにより、触媒容器と吸着剤の間を断熱す
るとともに、排気ガスが触媒容器と吸着剤の間を密封す
る。また、断熱材が触媒容器から吸着剤に伝わる衝撃を
緩和し、吸着剤等の耐久性を確保できる。In the engine exhaust emission control device according to the third aspect of the present invention, the heat insulation material is formed of fibrous ceramic wool so that the catalyst container and the adsorbent are thermally insulated and the exhaust gas is adsorbed to the catalyst container. Seal between the agents. Also, the impact of the heat insulating material transmitted from the catalyst container to the adsorbent can be mitigated, and the durability of the adsorbent and the like can be secured.
【0031】請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置
において、触媒容器から外気への放熱を抑制する断熱層
を備えるため、触媒容器から外部への放熱が抑制され、
触媒容器から第二触媒コンバータへ伝わる熱量が増やさ
れる。したがって、第二触媒コンバータの触媒が早期に
活性化し、HC等が酸化しないまま第二触媒コンバータ
を通って外部に排出されることを抑えられる。In the engine exhaust gas purification device according to the fourth aspect , since the heat insulating layer for suppressing heat radiation from the catalyst container to the outside air is provided, heat radiation from the catalyst container to the outside is suppressed,
The amount of heat transferred from the catalyst container to the second catalytic converter is increased. Therefore, the catalyst of the second catalytic converter is activated early, and it is possible to prevent HC and the like from being discharged to the outside through the second catalytic converter without being oxidized.
【0032】請求項5に記載のエンジンの排気浄化装置
において、前記第一触媒コンバータの触媒担持量を第二
触媒コンバータの触媒担持量より多くするため、第一触
媒コンバータの温度上昇を早められるとともに、触媒容
器等を介して吸着剤に対する第二触媒コンバータの温度
上昇を早められる。この結果、HC等が酸化しないまま
第二触媒コンバータを通って外部に排出されることを抑
えられる。In the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 5 , since the catalyst carrying amount of the first catalytic converter is made larger than the catalyst carrying amount of the second catalytic converter, the temperature rise of the first catalytic converter can be accelerated. The temperature rise of the second catalytic converter with respect to the adsorbent can be accelerated through the catalyst container and the like. As a result, it is possible to prevent HC and the like from being discharged to the outside through the second catalytic converter without being oxidized.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0034】図1に示すように、排気浄化装置2は、排
気通路の途中に介装される触媒容器6と、触媒容器6内
に収装される第一触媒コンバータ11、吸着剤10、第
二触媒コンバータ12を備える。第一触媒コンバータ1
1、吸着剤10、第二触媒コンバータ12は触媒容器6
内に直列に配置される。すなわち、触媒容器6の最上流
側に第一触媒コンバータ11が配置され、第一触媒コン
バータ11の下流側に吸着剤10が配置され、吸着剤1
0の下流側に第二触媒コンバータ12が配置される。As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification device 2 includes a catalyst container 6 installed in the middle of an exhaust passage, a first catalytic converter 11 accommodated in the catalyst container 6, an adsorbent 10, and a first catalyst converter 11. A two-catalyst converter 12 is provided. First catalytic converter 1
1, the adsorbent 10, the second catalytic converter 12 is a catalyst container 6
Are arranged in series. That is, the first catalytic converter 11 is arranged on the most upstream side of the catalyst container 6, and the adsorbent 10 is arranged on the downstream side of the first catalytic converter 11.
The second catalytic converter 12 is arranged on the downstream side of 0.
【0035】第一触媒コンバータ11と吸着剤10の間
には空間(排気通路)18が画成され、吸着剤10と第
二触媒コンバータ12の間には空間(排気通路)19が
画成される。A space (exhaust passage) 18 is defined between the first catalytic converter 11 and the adsorbent 10, and a space (exhaust passage) 19 is defined between the adsorbent 10 and the second catalytic converter 12. It
【0036】触媒容器6は後述するように所定の熱伝導
率を有する金属板により円筒状に形成される。触媒容器
6の入口7はこれに接続する図示しない排気管を介して
エンジンの排気ポートに連通し、エンジンから排出され
る排気ガスを図中矢印で示すように触媒容器6内に導入
するようになっている。触媒容器6の出口9は、これに
接続する図示しない排気管とマフラを介して外部に連通
し、排気ガスを触媒容器6内から図中矢印で示すように
排出するようになっている。The catalyst container 6 is formed in a cylindrical shape from a metal plate having a predetermined thermal conductivity as described later. The inlet 7 of the catalyst container 6 communicates with the exhaust port of the engine through an exhaust pipe (not shown) connected to the inlet 7 so that the exhaust gas discharged from the engine is introduced into the catalyst container 6 as shown by the arrow in the figure. Has become. The outlet 9 of the catalyst container 6 communicates with the outside through a muffler and an exhaust pipe (not shown) connected to the outlet 9, and exhaust gas is exhausted from the inside of the catalyst container 6 as shown by an arrow in the figure.
【0037】第一、第二触媒コンバータ11,12は、
その各担体が波板状の金属製薄板と平板状の金属製薄板
を交互に重ね合わせ、巻き付けて形成される、いわゆる
メタル触媒であり、排気の流れ方向に多数のハニカム状
の通路(細路)を有し、各通路に担持された三元触媒によ
りこれを通過する排気ガス中のHC、COを酸化すると
ともに、NOxを還元するようになっている。触媒とし
ては、例えば白金やロジウム等の貴金属が用いられる。The first and second catalytic converters 11 and 12 are
Each carrier is a so-called metal catalyst that is formed by alternately stacking and winding corrugated metal thin plates and flat metal thin plates, and has a large number of honeycomb-shaped passages (narrow paths) in the exhaust flow direction. ), The three-way catalyst carried in each passage oxidizes HC and CO in the exhaust gas passing therethrough and reduces NOx. A noble metal such as platinum or rhodium is used as the catalyst.
【0038】図2は触媒の温度と触媒によりHC等を浄
化する転化率の関係を示す特性図である。これに示すよ
うに、温度が所定の活性温度が低い状態で触媒によるH
C等の浄化はほとんど行われず、その温度がある値を超
えて上昇するのに伴って触媒によりHC等を浄化する転
化率が急上昇する。ここで、触媒によりHC等の転化率
が急上昇し始める温度を触媒活性化温度とする。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature of the catalyst and the conversion rate for purifying HC and the like by the catalyst. As shown in the figure, when the temperature is lower than the predetermined activation temperature, the H
Almost no purification of C and the like is performed, and as the temperature rises above a certain value, the conversion rate for purifying HC and the like by the catalyst sharply increases. Here, the temperature at which the conversion rate of HC and the like starts to rise sharply due to the catalyst is defined as the catalyst activation temperature.
【0039】吸着剤10は、その担体がセラミックを材
質として、排気の流れ方向に多数の通路(細路)を有し、
各通路に例えばゼオライト等が担持され、これを通過す
る排気ガス中の未燃焼HC等を吸着するようになってい
る。The carrier of the adsorbent 10 is made of ceramic and has a large number of passages (narrow passages) in the exhaust flow direction.
Zeolite or the like is carried in each passage, and unburned HC or the like in the exhaust gas passing therethrough is adsorbed.
【0040】図3は吸着剤10の温度と吸着剤10に吸
着されるHC等の吸着量と、吸着剤10から脱離するH
C等の脱離量の関係を示す特性図である。これに示すよ
うに、吸着剤10は、その温度が低い状態でHC等を吸
着し、その温度がある値を超えて上昇するのに伴って吸
着したHC等を脱離する量が急増する。ここで、吸着剤
10より脱離するHC等の量が急増し始める温度を脱離
温度とする。FIG. 3 shows the temperature of the adsorbent 10, the amount of HC adsorbed on the adsorbent 10, and the amount of H desorbed from the adsorbent 10.
It is a characteristic view which shows the relationship of the desorption amount of C etc. As shown in this figure, the adsorbent 10 adsorbs HC and the like in a state where the temperature is low, and as the temperature rises above a certain value, the amount of adsorbed HC and the like desorbs sharply increases. Here, the temperature at which the amount of HC and the like desorbed from the adsorbent 10 starts to increase rapidly is defined as the desorption temperature.
【0041】第一、第二触媒コンバータ11,12は触
媒容器6に対して金属接触して支持される。すなわち、
第一、第二触媒コンバータ11,12は、その外周を触
媒容器6の内周面に接合させ、ロウ付け等により固着さ
れる。The first and second catalytic converters 11 and 12 are supported in metallic contact with the catalyst container 6. That is,
The outer circumferences of the first and second catalytic converters 11 and 12 are joined to the inner circumferential surface of the catalyst container 6 and fixed by brazing or the like.
【0042】吸着剤10は、円筒状の断熱材16を介し
て触媒容器6に収装される。断熱材16は繊維状をした
セラミックウール等が用いられ、触媒容器6と吸着剤1
0の間を断熱するとともに、排気ガスが触媒容器6と吸
着剤10の間を密封する。また、断熱材16が触媒容器
6から吸着剤10に伝わる衝撃を緩和することにより、
脆性材料であるセラミックからなる吸着剤10の耐久性
を確保できる。The adsorbent 10 is housed in the catalyst container 6 via a cylindrical heat insulating material 16. As the heat insulating material 16, fibrous ceramic wool or the like is used, and the catalyst container 6 and the adsorbent 1 are used.
Insulation is performed between 0 and the exhaust gas seals between the catalyst container 6 and the adsorbent 10. In addition, since the heat insulating material 16 reduces the impact transmitted from the catalyst container 6 to the adsorbent 10,
The durability of the adsorbent 10 made of a brittle material such as ceramic can be ensured.
【0043】触媒容器6のまわりには断熱層17が設け
られる。触媒容器6のまわりには外側シェル5が設けら
れ、触媒容器6と外側シェル5の間に断熱層17が空間
として画成されて、触媒容器6から外部への放熱を抑制
するようになっている。A heat insulating layer 17 is provided around the catalyst container 6. An outer shell 5 is provided around the catalyst container 6, and a heat insulating layer 17 is defined as a space between the catalyst container 6 and the outer shell 5 to suppress heat radiation from the catalyst container 6 to the outside. There is.
【0044】図4はエンジンの冷間始動後に第一触媒コ
ンバータ11、第二触媒コンバータ12、吸着剤10の
温度がそれぞれ上昇する特性を示している。後述するよ
うに、これらの昇温速度は、第一触媒コンバータ11、
第二触媒コンバータ12、吸着剤10の順に高くなって
いる。そして、第二触媒コンバータ12が触媒の活性化
温度を超えて上昇する時期が、吸着剤10が脱離温度を
超えて上昇する時期より早くなるように、触媒容器6の
熱伝導率、第一触媒コンバータ11、第二触媒コンバー
タ12、吸着剤10の熱容量等を設定する。FIG. 4 shows the characteristics that the temperatures of the first catalytic converter 11, the second catalytic converter 12 and the adsorbent 10 rise after the cold start of the engine. As will be described later, these heating rates are determined by the first catalytic converter 11,
The second catalytic converter 12 and the adsorbent 10 are higher in this order. Then, the thermal conductivity of the catalyst container 6 is set so that the time when the second catalytic converter 12 rises above the catalyst activation temperature rises earlier than the time when the adsorbent 10 rises above the desorption temperature. The heat capacity and the like of the catalytic converter 11, the second catalytic converter 12, the adsorbent 10 are set.
【0045】以上のように構成される本発明につき、次
に作用を説明する。The operation of the present invention constructed as above will be described below.
【0046】エンジンの冷間始動後、排気ガス温度が上
昇するのに伴って最上流側に位置する第一触媒コンバー
タ11が排気ガスの熱を吸収するとともに、未燃焼HC
等の酸化反応熱により、吸着剤10や第二触媒コンバー
タ12より先に温度上昇する。After the cold start of the engine, the first catalytic converter 11 located on the most upstream side absorbs the heat of the exhaust gas as the exhaust gas temperature rises, and the unburned HC
The temperature of the adsorbent 10 and the second catalytic converter 12 rises before the heat of the oxidation reaction such as.
【0047】第一触媒コンバータ11が触媒活性化温度
に達するまでの間は、排気ガス中に含まれる未燃焼HC
等は第一触媒コンバータ11を通過して吸着剤10に吸
着され、触媒不活性域にHC等が外部に排出されること
を防止できる。Until the first catalytic converter 11 reaches the catalyst activation temperature, unburned HC contained in the exhaust gas
And the like pass through the first catalytic converter 11 and are adsorbed by the adsorbent 10 to prevent HC and the like from being discharged to the outside in the catalyst inactive region.
【0048】このように第一触媒コンバータ11が温度
上昇する過程で、第一触媒コンバータ11の熱は金属接
触する触媒容器6を経て第二触媒コンバータ12に伝わ
り、第二触媒コンバータ12の温度上昇が促される。In the process in which the temperature of the first catalytic converter 11 rises in this way, the heat of the first catalytic converter 11 is transmitted to the second catalytic converter 12 via the catalyst container 6 in metal contact, and the temperature of the second catalytic converter 12 rises. Is prompted.
【0049】筒状をした触媒容器6は、その熱容量が前
記従来装置の熱交換器に比べて小さいため、第一、第二
触媒コンバータ11,12の温度が上昇する時間を短縮
し、吸着剤の容量を小さくすることができる。The heat capacity of the cylindrical catalyst container 6 is smaller than that of the heat exchanger of the conventional device, so that the time required for the temperatures of the first and second catalytic converters 11 and 12 to rise is shortened, and the adsorbent is reduced. The capacity of can be reduced.
【0050】さらに、触媒容器6を囲む断熱層17が設
けられることにより、触媒容器6から外部への放熱を抑
制し、触媒容器6から第二触媒コンバータ12へ伝わる
熱量が増やされる。Further, by providing the heat insulating layer 17 surrounding the catalyst container 6, the heat radiation from the catalyst container 6 to the outside is suppressed, and the amount of heat transferred from the catalyst container 6 to the second catalytic converter 12 is increased.
【0051】一方、触媒容器6と吸着剤10の間には熱
伝導率の低い断熱材16が介装される構造上、第一触媒
コンバータ11の熱が触媒容器6を介して吸着剤10に
伝わりにくい。On the other hand, due to the structure in which the heat insulating material 16 having a low thermal conductivity is interposed between the catalyst container 6 and the adsorbent 10, the heat of the first catalytic converter 11 is transferred to the adsorbent 10 via the catalyst container 6. It is hard to convey.
【0052】さらに、吸着剤10の担体を熱伝導率の低
いセラミックにより形成する構造のため、吸着剤10の
保温効果が高まり、吸着剤10の温度上昇が遅れる。Further, since the carrier of the adsorbent 10 is made of ceramic having a low thermal conductivity, the heat retaining effect of the adsorbent 10 is enhanced and the temperature rise of the adsorbent 10 is delayed.
【0053】なお、吸着剤10の担体を金属により形成
してもよく、この場合も触媒容器6と吸着剤10の間に
は熱伝導率の低い断熱材16を介装することにより、吸
着剤10の温度上昇を第二触媒コンバータ12より遅ら
せることが可能である。The carrier of the adsorbent 10 may be made of metal, and in this case as well, a heat insulating material 16 having a low thermal conductivity is interposed between the catalyst container 6 and the adsorbent 10 so that the adsorbent is It is possible to delay the temperature rise of 10 more than the second catalytic converter 12.
【0054】このようにエンジンの暖機時は、第一触媒
コンバータ11から第二触媒コンバータ12に伝わる熱
量が吸着剤10に伝わる熱量より大きいため、第二触媒
コンバータ12が吸着剤10より先に温度上昇し、吸着
剤10からHC等が脱離することを遅らせるとともに、
第二触媒コンバータ12の触媒の活性化が促される。As described above, when the engine is warmed up, the amount of heat transferred from the first catalytic converter 11 to the second catalytic converter 12 is larger than the amount of heat transferred to the adsorbent 10, so that the second catalytic converter 12 precedes the adsorbent 10. The temperature rises and delays the desorption of HC and the like from the adsorbent 10, and
Activation of the catalyst of the second catalytic converter 12 is promoted.
【0055】やがて吸着剤10が温度上昇するのに伴っ
て吸着剤10から脱離するHC等は、第二触媒コンバー
タ12に導かれる。吸着剤10から脱離したHC等が第
二触媒コンバータ12に到達するとき、吸着剤10より
先に温度上昇した第二触媒コンバータ12の触媒が既に
活性化しているため、吸着剤10から脱離したHC等は
第二触媒コンバータ12を通過する過程で触媒を介して
酸化することが促され、HC等が酸化しないまま第二触
媒コンバータ12を通って外部に排出されることを抑え
られる。HC and the like that are desorbed from the adsorbent 10 as the temperature of the adsorbent 10 rises are guided to the second catalytic converter 12. When HC and the like desorbed from the adsorbent 10 reach the second catalytic converter 12, the catalyst of the second catalytic converter 12 whose temperature has risen earlier than that of the adsorbent 10 has already been activated, and therefore desorbed from the adsorbent 10. The HC and the like are promoted to be oxidized through the catalyst in the process of passing through the second catalytic converter 12, and the HC and the like can be prevented from being discharged to the outside through the second catalytic converter 12 without being oxidized.
【0056】さらに、第二触媒コンバータ12が触媒の
活性化温度を超えて上昇する時期が、吸着剤10が脱離
温度を超えて上昇する時期より早くなるように設定する
ことにより、吸着剤10から脱離したHC等を十分に活
性化した第二触媒コンバータ12の触媒を介して酸化す
ることが促され、浄化処理される。Furthermore, the adsorbent 10 is set so that the time when the second catalytic converter 12 rises above the catalyst activation temperature rises earlier than the time when the adsorbent 10 rises above the desorption temperature. The HC and the like desorbed from the catalyst are promoted to be oxidized through the catalyst of the second catalytic converter 12 that has been sufficiently activated, and purification treatment is performed.
【0057】触媒容器6の内部に第一触媒コンバータ1
1、吸着剤10、第二触媒コンバータ12が並んで介装
される構造により、前記従来装置のように熱交換器やそ
れに関連する排気管等を備える構造に比べて、装置のコ
ンパクト化がはかれる。The first catalytic converter 1 is provided inside the catalyst container 6.
1. The structure in which the adsorbent 10 and the second catalytic converter 12 are arranged side by side enables the device to be made compact as compared with the structure including the heat exchanger and the exhaust pipe related thereto as in the conventional device. .
【0058】また、他の実施形態として、第一触媒コン
バータ11の触媒担持量を第二触媒コンバータ12の触
媒担持量より所定の比率で多くしてもよい。As another embodiment, the catalyst carrying amount of the first catalytic converter 11 may be made larger than the catalyst carrying amount of the second catalytic converter 12 at a predetermined ratio.
【0059】この場合、第一触媒コンバータ11の触媒
担持量を増やすことにより、触媒の活性化が促される。
このため、図4に破線で示すように、第一触媒コンバー
タ11の温度上昇を早められるとともに、触媒容器6を
介して第二触媒コンバータ12の温度上昇を早められ
る。この結果、吸着剤10から脱離したHC等は十分に
活性化した第二触媒コンバータ12の触媒を介して酸化
することが促され、HC等が第二触媒コンバータ12を
通って外部に排出されることを有効に抑えられる。ま
た、第二触媒コンバータ12の触媒(貴金属)の担持量
を増やすことなく、第二触媒コンバータ12の温度上昇
を早めることが可能であり、生産コストを抑えることが
できる。In this case, activation of the catalyst is promoted by increasing the amount of catalyst supported by the first catalytic converter 11.
Therefore, as shown by the broken line in FIG. 4, the temperature increase of the first catalytic converter 11 can be accelerated and the temperature increase of the second catalytic converter 12 can be accelerated via the catalyst container 6. As a result, the HC and the like desorbed from the adsorbent 10 are promoted to oxidize via the catalyst of the fully activated second catalytic converter 12, and the HC and the like are discharged to the outside through the second catalytic converter 12. Can be effectively suppressed. Further, the temperature rise of the second catalytic converter 12 can be accelerated without increasing the amount of the catalyst (noble metal) carried by the second catalytic converter 12, and the production cost can be suppressed.
【0060】なお、吸着剤10の担体はセラミックに限
らず、金属により形成してもよい。この場合も、触媒容
器6と吸着剤10の間に熱伝導率の低い断熱材16を介
装することにより、吸着剤10の温度上昇を第二触媒コ
ンバータ12より遅らせることが可能である。The carrier of the adsorbent 10 is not limited to ceramic, but may be formed of metal. Also in this case, the temperature rise of the adsorbent 10 can be delayed more than that of the second catalytic converter 12 by interposing the heat insulating material 16 having a low thermal conductivity between the catalyst container 6 and the adsorbent 10.
【図1】本発明の実施形態を示す排気浄化装置の断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view of an exhaust emission control device showing an embodiment of the present invention.
【図2】同じく触媒の温度とHC等を浄化する転化率の
関係を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a catalyst temperature and a conversion rate for purifying HC and the like.
【図3】同じく吸着剤の温度とHC等の吸着量と、吸着
剤から脱離するHC等の脱離量の関係を示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature of the adsorbent, the adsorption amount of HC and the like, and the desorption amount of HC and the like desorbed from the adsorbent.
【図4】同じくエンジンの冷間始動後に第一触媒コンバ
ータ、第二触媒コンバータ、吸着剤の温度がそれぞれ上
昇する様子を示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing how the temperatures of the first catalytic converter, the second catalytic converter, and the adsorbent respectively rise after cold starting of the engine.
【図5】従来例を示す排気系のシステム図。FIG. 5 is a system diagram of an exhaust system showing a conventional example.
2 排気浄化装置 6 触媒容器 10 吸着剤 11 第一触媒コンバータ 12 第二触媒コンバータ 16 断熱材 17 断熱層 18 空間 19 空間 2 Exhaust gas purification device 6 catalyst container 10 Adsorbent 11 First catalytic converter 12 Second catalytic converter 16 Insulation 17 Thermal insulation layer 18 spaces 19 space
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−238420(JP,A) 特開 平7−42539(JP,A) 特開 平5−263634(JP,A) 特開 昭64−7935(JP,A) 実開 平2−85815(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/24 - 3/28 B01D 53/86 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-8-238420 (JP, A) JP-A-7-42539 (JP, A) JP-A-5-263634 (JP, A) JP-A-64- 7935 (JP, A) Actual Kaihei 2-85815 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F01N 3/24-3/28 B01D 53/86
Claims (5)
と、 排気ガス中のHC等の酸化を促す第一、第二触媒コンバ
ータと、 排気ガス中のHC等を吸着する吸着剤と、 排気通路の途中に介装される金属製の触媒容器とを備
え、 触媒容器内の第一触媒コンバータより下流側に吸着剤を
設置し、 触媒容器内の吸着剤より下流側に第二触媒コンバータを
設置し、 第一、第二触媒コンバータと吸着剤の間に空間を画成
し、 第一、第二触媒コンバータの各担体を金属により形成
し、 触媒容器に対して第一、第二触媒コンバータの各担体を
金属接触により支持し、 触媒容器と吸着剤の間に断熱材を介装した ことを特徴と
するエンジンの排気浄化装置。1. An exhaust passage for exhausting engine exhaust gas.
And the first and second catalytic converters that promote the oxidation of HC etc. in the exhaust gas.
Bei and chromatography data, and adsorbent for adsorbing the HC etc. in the exhaust gas, and a metal catalyst container interposed in the middle of the exhaust passage
The adsorbent on the downstream side of the first catalytic converter in the catalyst container.
Install a second catalytic converter downstream from the adsorbent in the catalyst container.
Installed to define a space between the first and second catalytic converter and the adsorbent
And each carrier of the first and second catalytic converter is made of metal
Then, place each carrier of the first and second catalytic converters in the catalyst container.
An engine exhaust purification system characterized in that it is supported by metal contact and a heat insulating material is interposed between the catalyst container and the adsorbent .
したことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気
浄化装置。2. The adsorbent carrier is formed of ceramics.
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1, wherein
したことを特徴とする請求項1または2に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。3. The heat insulating material is formed of ceramic wool
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1 or 2 , wherein the exhaust purification device is an engine.
断熱層を備えたことを特徴とする請求項1から3のいず
れか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。 4. The heat dissipation from the catalyst container to the outside air is suppressed.
4. The heat insulating layer according to claim 1, wherein the heat insulating layer is provided.
The engine exhaust gas purification device described in one of them .
二触媒コンバータの触媒担持量より多くしたことを特徴
とする請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジン
の排気浄化装置。 5. The catalyst loading amount of the first catalytic converter is set to
Characterized by making it more than the amount of catalyst supported in the two-catalyst converter
The exhaust emission control device for an engine according to any one of claims 1 to 4 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18843097A JP3402132B2 (en) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Engine exhaust purification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18843097A JP3402132B2 (en) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Engine exhaust purification device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1136851A JPH1136851A (en) | 1999-02-09 |
JP3402132B2 true JP3402132B2 (en) | 2003-04-28 |
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ID=16223544
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---|---|---|---|
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JP (1) | JP3402132B2 (en) |
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JP3525871B2 (en) * | 2000-07-21 | 2004-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
CN115350560B (en) * | 2022-08-29 | 2023-10-31 | 星烁(苏州)电子科技有限公司 | Dry tail gas treatment device capable of automatically replacing adsorbent |
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1997
- 1997-07-14 JP JP18843097A patent/JP3402132B2/en not_active Expired - Fee Related
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