JP3668988B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/12—Hydrocarbons
Description
【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、特に自動車等に用いられる内燃機関から排出される排気ガス浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車の排気ガスを浄化する一つの方法として貴金属(白金、ロジウム等)などを触媒として担持した吸着体を用いる排気ガス浄化方法がある。この吸着体を用いる排気ガス中のHCの浄化には、一般に触媒活性化温度350℃以上を必要とする。しかしながら、エンジン始動直後においては、上記触媒が触媒活性温度に達していないため、HC浄化は、実際のところほとんど行なわれない。
【0003】
そこで上記の問題を解決するため、エンジンの排気系に触媒装置を配備し、かつその上流側または下流側に、エンジン冷間時に排出されたHC(以下コールドHCと呼ぶ)を吸着するための吸着剤を納めたHCトラッパーを配備した浄化装置が提案されている(特開平2−135126号、特開平4ー17710号、特開平4ー311618号)。
【0004】
特開平2−135126号の浄化装置は、触媒装置の上流側にゼオライト系吸着剤を用いた吸着剤装置を配して、吸着剤装置と触媒装置とを併用し、排気ガス低温時には吸着剤にコールドHCを吸着させ、排気ガス高温時には吸着剤から脱離したHCおよびエンジンからの排気HCを触媒で浄化させるものである。
また、特開平4ー17710号、特開平4ー311618号の浄化装置は、吸着剤を含むHCトラッパーを触媒装置の下流側に、メイン排気管と並列に配置するとともに、トラッパーを含むバイパス通路とメイン排気管にはそれぞれ流路切換弁を設けている。そして、エンジン始動直後から特定時間、上記弁を操作し、排気ガスをバイパス通路へ流し、その間コールドHCはトラッパーに吸着される。吸着剤からコールドHCが脱離する高温時には、上記弁はメイン排気管に排気ガスを流すようになっており、この時、トラッパー下流側とエンジン吸気管とをつなぐ脱離用配管にエンジンの吸気管負圧が加わり、脱離したHCは上記吸気管へ吸い込まれて再びエンジン内で燃焼するようになっている。
【0005】
さらに、特開平4ー311618号では、脱離したHCを吸引ポンプを用いて強制的に触媒の上流へ戻す例も記載されている。
ところが、上記従来のコールドHC吸着技術のうち、触媒装置の上流側にHCトラッパーが配備されると、吸着剤の耐熱性が問題となる。そこで、特開平2ー135126号では、耐熱性の高いゼオライト系吸着剤を使用している。しかし吸着剤は一般に低温ほど吸着性能が高く、ゼオライトでも触媒が活性温度になる前にHCが脱離してしまうので、せっかく吸着したHCが浄化されずに大気へ放出される。また、触媒装置の上流にHCトラッパーを配備すると、それ自体大きな熱容量になるため、触媒の活性化、即ち触媒が活性温度に達するまでの時間を遅らせる、という問題がある。
【0006】
一方、触媒装置の下流側にHCトラッパーを配備した特開平4ー17710号や特開平4ー311618号では、コールドHCの吸着性能および触媒の活性化については、上記問題は解決される。しかし、バイパス通路からの熱伝導では、吸着剤への伝熱が遅く、HCの脱離に時間がかかり、脱離が完了しない場合も生じる。この状態が繰り返されると、吸着剤へHCが蓄積され、やがて吸着剤が破過してHCを吸着できなくなる、といった問題を生じる。また、吸気管内へHCを含んだ排気ガスを戻すと、エンジンの空燃比制御にずれが生じ、燃費、排ガス浄化、ドライバビリティに悪影響を及ぼすおそれがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑み、エンジン冷間時には排気ガス中の有害成分の放出を防止し、エンジン暖機時には吸着剤に吸着されたHCを短時間に脱離させ、脱離したHCを触媒装置に還流しかつこの還流によるエンジン制御への悪影響を極力少なくした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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では内燃機関の排気管内に配設した触媒装置と、該触媒装置の後流に配設し、前記内燃機関の排気ガス有害成分を吸着する吸着体と、前記吸着体によって吸着される前記排気ガス有害成分を、前記触媒装置の上流側に還流させる還流手段と、前記内燃機関の排気ガス温度が所定以下の場合、主に前記排気ガスが前記吸着体内を通過させ前記排気ガス有害成分を吸着させるとともに、前記内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、主に前記吸着体に前記排気ガスを通過させないように前記内燃機関の排気ガスの流れを切り換える切替え手段とからなる排気ガス浄化装置において、前記内燃機関の排気管は、開口部が形成された隔壁によって流路が2分割されており、一方の流路には前記吸着体が設けられるとともに、前記開口部において、前記内燃機関の排気ガス温度が所定以上の時、前記吸着体の側面の少なくとも一部が他方の流路を流れる前記排気ガスにさらされている排気ガス浄化装置を提供する。
【0009】
また、前記吸着体の前記他方の流路にさらされている箇所以外の全周に設けられ、前記吸着体を前記排気管に保持固定させるとともに、前記吸着体と前記排気管との間への前記排気ガスの流入を防止する気密材料よりなる保持部材が設けられている排気ガス浄化装置を提供する。
【0010】
また、切替え手段は、前記吸着体の下流側のみに設けられている排気ガス浄化装置を提供する。
また、還流手段には、前記排気ガス有害成分を上流側のみに制御する一方向弁が設けられる排気ガス浄化装置を提供する。
また、前記内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、前記吸着体の外周面が前記内燃機関の排気ガスにさらされる排気ガス浄化装置を提供する。
【0011】
また、前記吸着体の略中央部には貫通孔が形成されており、前記内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、前記内燃機関の排気ガスが前記貫通孔を通過する排気ガス浄化装置を提供する。
さらに、前記吸着体には、前記内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、前記排気ガスにさらされる吸熱手段が設けられる排気ガス浄化装置を提供する。
【0012】
【作用】
本発明では、内燃機関の排気ガス温度が所定以下の場合には、吸着体によって、排気ガス中の有害成分が吸着されることとなる。そして、内燃機関の排気ガス温度が所定以上に到達した場合において、切替え手段によって、排気ガスは吸着体を通過することなく排出される。この時、吸着体は、排気ガスにさらされる構成となっている。そのため、本発明においては、吸着体が排気ガスによって、積極的に昇温させられ、吸着した排気ガスの有害成分の脱離が促進される。脱離された有害成分は、還流手段によって触媒装置上流に還流される。そして、触媒装置によって浄化されることとなる。
【0013】
また、隔壁に開口部を形成することによって、内燃機関により排出される排気ガスと直接、吸着体をさらすことができ、吸着体からの有害成分の脱離をより効率よく行うことができる。
また、吸着体を排気管に支持する保持部材が、気密な材料よりなるとともに、吸着体の全周に設けられているので、吸着体に有害成分が吸着される場合も吸着体から有害成分が脱離される場合も吸着体から排気管へ有害成分が漏れることなく、効率よく吸着または脱離を行うことができる。
【0014】
また、この保持部材は、吸着体の他方の流路にさらされている箇所以外に設けられているので、吸着体からの有害成分の脱離を効率よく行うことができる。
また、切替え手段を下流側のみに設けたので、内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、吸着体の上流側端面には、常に排気ガスを衝突させ、排気ガスの有する熱によって、より吸着体の脱離を促進させることができる。
【0015】
また、還流手段に一方向弁を設けることによって、吸着体に吸着された有害成分を確実に、触媒装置上流に還流させることができる。
また、内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、吸着体の外周面が排気ガスにさらされる構成としたので、さらに吸着される吸着された有害成分の脱離を効率よく行うことができる。
【0016】
また、内燃機関の排気ガス温度が所定以上の場合、排気ガスが吸着体内に設けられた,貫通孔を通過する構成としたので、装置全体を小型化したにもかかわらず吸着体に吸着した有害成分を有効に脱離可能とすることができる。
さらに、吸着体に排気ガスにさらされる吸熱手段を設けたので、さらなる吸着体からの有害成分の脱離を可能とすることができる。
【0017】
【実施例】
〔第1実施例〕
図1に示すように、内燃機関である自動車用のエンジン1の排気管3には、排気マニホルド31の直後位置に触媒装置4が介設してある。また、この触媒装置4の後流に大径部32が設けてあり、この中に吸着体であるハニカム体5が収納してある。
【0018】
このハニカム体5はステンレス鋼またはコージェライト等のセラミックからなり、大径部32に合致する半円筒状で、図2に示すように平行な多数の通孔51を有している。また、この通孔51の表面には、エンジン1からの排気ガスの有害成分であるHCガスが吸着可能なゼオライト系吸着剤が担持された吸着剤担持層5aが形成されている。
【0019】
ハニカム体5は流路34との間に隔壁33によって分離・保持されている。隔壁33には、図2に示されるように、穴33aが設けられている。
このハニカム体5の前には、隔壁33が延長されることによって形成される整流板35が配備されている。この整流板35を設けることによって、ハニカム体5に排気ガスが流れる時に排気ガスの流速分布を均一にすることができ、吸着効率を高めることができる。
【0020】
しかしながら、隔壁33と整流板35は一体構造でもよいし、分離されていてもよい。
また、排気管3のハニカム体5の後端近傍より、循環流路管6aが分岐している。この流路管6aは管内の流通を一方向に制御する流通調整手段として後述する一方向弁7aおよび開閉弁7bよりなるリード弁7を介して排気マニホールド31に連通する循環流路管6bに連結され、還流手段を構成している。
【0021】
ハニカム体5の吸着剤担持層5aの後端直後には、切替え手段である排気ガス流路切換弁8が配設してある。
ここで、ハニカム体5の大径部32への保持構造を図2乃至図4を用いて説明する。
ハニカム体5の前端部および後端部の全周には、弾力性のあるとともに、気密な材料よりなる保持部材である支持材301、302が設けられている。この支持材301は、穴33aの開口面積を覆わないように設けられている。そして、この支持材301によって、ハニカム体5は、大径部32と隔壁33との間に保持されている。
【0022】
また、図3(a)および(b)に示す如く、大径部32のハニカム体5の前端部と当接する箇所には、段差321が形成されており、ハニカム体5がエンジン等の外部からの振動によって、排気管上流側に移動することを防止している。
ハニカム体5の排気管上流側においては、本実施例においては、段差321によってハニカム体5の上流側移動を防止したが、他に、ストッパ板やストッパピンなどを大径部32に設けても同様の効果を得ることができる。
【0023】
さらに、ハニカム体5の後端部においては、図4の如く、隔壁33に取り付けられた排気ガス流路切替弁8の軸となる軸ケース81と当接している。このハニカム体5と軸ケース81との当接によって、ハニカム体5がエンジン等の外部からの振動を受けても排気管下流側に移動しないストッパの働きを兼ねている。
ここでもまた、ハニカム体5の排気管下流側への移動の防止は、図3に示されるような大径部に段差を設けてもよいし、ストッパ板やストッパピン等を大径部に取り付けてもよい。
【0024】
このように、ハニカム体5は、大径部32内に保持されることとなる。
触媒装置4とハニカム体5との距離は、触媒装置4が排気ガスに加熱されて活性化温度に達するタイミングと、ハニカム体5に担持された吸着剤が加熱されて吸着機能を失うタイミングとがほぼ一致する距離に設定される。この流路切替弁8はシャフト91を介して、アクチュエータ9に連結されている。
【0025】
アクチュエータ9には、これを作動させる負圧を供給するための吸気管10a、10bにより、エンジン1上流部のサージタンク2に連通せしめてある。吸気管10a,10b間には電磁弁11が介設してある。
上記リード弁7は一方向弁7aおよび開閉弁7bを有する。一方向弁7aは循環流路間6a側からの流体の流通のみ許容する。開閉弁7bは、負圧で作動するダイヤフラム等により作動せしめられるようになっている。開閉弁7bはこれに負圧を供給する吸気管12a,12bにより、電磁弁11とサージタンク2とをつなぐ吸気管10bに連通せしめられている。また、吸気管12a,12b間には電磁弁13が介設してある。
【0026】
14はマイクロコンピュータ内蔵の制御手段で、エンジン1や排気温センサ15からの信号を受け、運転状態に応じて電磁弁11,13を開閉制御し、これにより切換弁8や開閉弁7bを制御するようになっている。
次に、本実施例の排気ガス浄化装置の作動を、図1とともに図5のフローチャートを用いて説明する。
【0027】
エンジン始動時(IG.ON)、制御手段14により電磁弁11が開弁され、吸気管10a,10bが連通する。これによりサージタンク2の負圧が吸気管10a,10bを経てアクチュエータ9に作用してシャフト91を引っ張り、切換弁8は破線に示す位置(弁8閉)となる。
エンジン1の始動直後は排気ガス温度は低く、エンジン1は多量のコールドHCを含んだ排気ガスを排出する。排気ガス温度が低い間は触媒は活性化温度に達しないためコールドHCは触媒装置4でほとんど浄化されずに排気管3を流れることとなる。このとき排気ガス温度は排気温センサ15によりモニターされている。
【0028】
この排気ガス流は、ハニカム体5のゼオライトを担持してない吸着剤無担持層5c、ゼオライトを担持した吸着剤担持層5aを流れ、コールドHCは吸着剤に吸着され、コールドHCが除去された排気ガスは図略のマフラーを経て大気中に放出される。この時、整流板35が排気ガスの流れを整流しているため、排気ガスは均一な流速分布となって、ハニカム体5内を流れている。
【0029】
さらに、支持材301がハニカム体5の全周に設けられているとともに、気密な材料より構成されているため、排気ガス流は、隔壁33とハニカム体5との隙間より流路34へ流れることはない。そのため、ハニカム体5は、排気ガスの有害成分の高い吸着効率を得ることができる。
エンジン1が暖機して排気ガス温度が吸気剤のHC吸着可能温度を越えるに至る所定時間(ta)を経過すると(t>ta)、制御手段14からの信号で電磁弁11が閉弁される(弁11閉)。これによりアクチュエータ9への負圧の供給が遮断され、アクチュエータ9は内蔵のスプリングの弾性により、シャフト91を押す。そのため、切換弁8は実線位置(弁8開)となり、排気ガスは流路が切換えられ、ハニカム体5の存在しない流路34を流れる。このとき、触媒は活性化温度に達し、排気ガス中のHCは触媒装置4で浄化され、HCをほとんど含まない排気ガスが上記流路34を経て大気中に放出される。
【0030】
電磁弁11が閉弁された直後、制御手段14からの信号で電磁弁13が開弁される(弁13開)。これにより吸入管10bと吸入管12aが連通し、サージタンク2から開閉弁7bに負圧が供給され、開閉弁7bが開弁する(弁7b開)。一方、ハニカム体5の側面では、既に高温となった排気ガスが流路34を流通している。この高温の排気ガスは隔壁33の穴33aを介し、ハニカム体5は排気ガスにさらされている。即ち、ハニカム体5の吸着剤担持層5aと接している構成となっている。そのため、排気ガスの熱は吸着剤担持層5aに良好に伝えられ吸着剤が昇温してHCの脱離を促進する。
【0031】
さらに、支持材301,302が設けられているので、ハニカム体5から脱離するHCは、隔壁33の穴33aを介して流路34へ漏れることがない。さらには、支持材301,302は、穴33aを覆わないようにハニカム5に設けたので、排気ガスの熱は穴33aを介して良好に吸着材担持層5aに伝達させることがてきる。
【0032】
このとき、上記のように開閉弁7bは開弁されているから排気マニホールド31内に発生する排気脈動は循環流路管6bを介して一方向弁7aを断続的に開弁させる。これによりハニカム体5の吸着剤担持層5aの吸着剤から脱離したHCは循環流路管6a,6bを経て排気マニホールド31に流入する。そしてエンジン1からの排気ガス中のHCとともに触媒装置4で浄化されるのである。
【0033】
切換弁8が開位置(実線図示)に切換えられてHC脱離浄化行程に入った後、HCの脱離が完了する時間(tb)が経過すると〔t>(ta+tb)〕、制御手段14からの信号で電磁弁13および開閉弁7bが閉じられる(弁13閉,弁7b閉)。
なお、上記実施例では、制御手段14からの信号で電磁弁11を閉弁させて切換弁8をHC脱離・浄化行程側(実線位置)へ切換えるタイミングを所定時間としたが、排気ガス温度が所定の高温に達した時点としてもよい。
【0034】
しかして、本実施例の排気ガス浄化装置では、触媒が活性化温度に達するまでのエンジン冷間時にもコールドHCの放出が防止される。そして本装置では特に、コールドHCを吸着剤に吸着させる吸着剤担持層5aと、メインの排気ガス流路34が直接触れるように区画して形成したから、HC脱離、浄化行程で吸着剤は高温の排気ガスの熱により加熱され、効果的にHCの脱離、浄化がなされる。
【0035】
また、脱離したHCを触媒装置4上流の排気管3に還流させるようにしたから、HCの還流によるエンジン制御への悪影響を低減することができる。
本実施例においては、ハニカム体5を半円筒形状としたが、このハニカム体5は大径部32に合せ、楕円形状や方形としてもよい。
〔第2実施例〕
本発明の第2実施例を、図6(a)、(b)の構成図に示す。
【0036】
図6(b)は、図6(a)のA−A断面を示す。
本実施例では、ハニカム体5は吸着筒50の中央に配備され、このハニカム体の外周を排気ガスが流れる構成にしている。
本実施例の作動は第1実施例と同様である。
第1実施例と異なる点は、ハニカム体5に対する排気ガスの流れである。
【0037】
即ち、本実施例は第1実施例に比べ、HCの脱離・浄化時に、高温の排気ガスと吸着剤担持層5aの外周全面積が接触するため、第1実施例よりもさらに脱離が促進され、より短時間にて一連の制御が完了し得る利点がある。
なお、ハニカム体5の位置は中央でなく、偏心していても構わない。
〔第3実施例〕
本発明の第3実施例を、図7(a)、(b)の構成図に示す。
【0038】
図7(b)は、図7(a)のB−B断面を示す。
本実施例では、流路34aは吸着筒50の中央に設けられた貫通孔として配備され、その中を排気ガスが流れる構成にしている。なお、流路34aの位置は中央でなく、偏心していても構わない。
本実施例の作動は第1実施例と同様である。
【0039】
本実施例は第1実施例に比べ、HCの脱離・浄化時に、高温の排気ガスと吸着剤担持層5aの内周全面積が接触するため、第1実施例よりもさらに脱離が促進され、より短時間にて一連の制御が完了し得る利点がある。また、新たな流路形成が不要となり、全体の構成を小型化させることができる。
〔第4実施例〕
本発明の第4実施例を、図8の構成図に示す。
【0040】
本実施例では、例えば、ステンレス鋼よりなるフィン33bが流路34に突き出た構造になっている。
本実施例の作動は第1実施例と同様である。
本実施例は第1実施例に比べ、HCの脱離・浄化時に、高温の排気ガスと吸着剤担持層5aから突出したフィン33bが接触するため、第1実施例よりもさらに脱離が促進され、より短時間にて一連の制御が完了し得る利点がある。
【0041】
本発明では、フィン33bの方向は必ずしも垂直方向でなくともよく、斜めでもよい。
【0042】
【発明の効果】
本発明を採用することによって、エンジン冷間時には排気ガス中の有害成分の放出を防止し、エンジン暖機時には吸着剤に吸着されたHCを短時間に脱離させ、脱離したHCを触媒装置に還流しかつこの還流によるエンジン制御への悪影響を極力少なくした排気ガス浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例装置の構成図である。
【図2】第1実施例装置に用いる半断面部分に吸着剤を担持したハニカム体、隔壁の斜視図である。
【図3】第1実施例に用いるハニカム体の前端部拡大部である。
【図4】第1実施例に用いるハニカム体の後端部拡大部である。
【図5】第1実施例装置の作動を示すフローチャートである。
【図6】(a)、(b)は、本発明の第2実施例装置の構成図である。
【図7】(a)、(b)は、本発明の第3実施例装置の構成図である。
【図8】本発明の第4実施例装置の構成図である。
【符号の説明】
1 内燃機関であるエンジン
3 排気管
33 隔壁
33a 隔壁穴
4 触媒装置
5 ハニカム体
6a,6b 循環流路管
7a 一方向弁(流通調整手段)
8 排気ガス流路切換弁
15 排気温センサ
301,302 支持材[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an exhaust gas purification device, and more particularly to an exhaust gas purification device exhausted from an internal combustion engine used in an automobile or the like.
[0002]
[Prior art]
One method for purifying automobile exhaust gas is an exhaust gas purification method using an adsorbent that supports a noble metal (platinum, rhodium, etc.) as a catalyst. In order to purify HC in exhaust gas using this adsorbent, a catalyst activation temperature of 350 ° C. or higher is generally required. However, immediately after the engine is started, since the catalyst has not reached the catalyst activation temperature, HC purification is practically hardly performed.
[0003]
Therefore, in order to solve the above problem, a catalyst device is provided in the exhaust system of the engine, and adsorption for adsorbing HC (hereinafter referred to as cold HC) discharged when the engine is cold on the upstream side or downstream side thereof. A purification device provided with an HC trapper containing an agent has been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-135126, 4-17710, and 4-316618).
[0004]
JP-A-2-135126 discloses a purification device in which an adsorbent device using a zeolite-based adsorbent is disposed upstream of the catalyst device, and the adsorbent device and the catalyst device are used together. Cold HC is adsorbed, and when exhaust gas is hot, HC desorbed from the adsorbent and exhaust HC from the engine are purified by a catalyst.
Further, the purifiers of JP-A-4-17710 and JP-A-4-31618 are arranged such that an HC trapper containing an adsorbent is arranged on the downstream side of the catalyst device in parallel with the main exhaust pipe, and a bypass passage including the trapper Each main exhaust pipe is provided with a flow path switching valve. Then, the valve is operated for a specific time immediately after the engine is started, and the exhaust gas is allowed to flow into the bypass passage, while the cold HC is adsorbed by the trapper. When the cold HC is desorbed from the adsorbent, the valve allows exhaust gas to flow through the main exhaust pipe. At this time, the engine intake air is connected to the desorption pipe connecting the trapper downstream side and the engine intake pipe. A negative pipe pressure is applied, and the desorbed HC is sucked into the intake pipe and burned again in the engine.
[0005]
Further, JP-A-4-31618 also describes an example in which the desorbed HC is forcibly returned to the upstream side of the catalyst using a suction pump.
However, in the conventional cold HC adsorption technology, if an HC trapper is provided upstream of the catalyst device, the heat resistance of the adsorbent becomes a problem. Therefore, in JP-A-2-135126, a zeolite-based adsorbent having high heat resistance is used. However, adsorbents generally have higher adsorption performance at lower temperatures, and even in zeolite, HC is desorbed before the catalyst reaches the activation temperature, so that the adsorbed HC is released to the atmosphere without being purified. In addition, when the HC trapper is provided upstream of the catalyst device, the heat capacity itself becomes large, so that there is a problem that the activation of the catalyst, that is, the time until the catalyst reaches the activation temperature is delayed.
[0006]
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 4-17710 and Hei 4-311818 in which an HC trapper is provided on the downstream side of the catalyst device, the above problems are solved with regard to cold HC adsorption performance and catalyst activation. However, in heat conduction from the bypass passage, heat transfer to the adsorbent is slow, and it takes time to desorb HC, and desorption may not be completed. If this state is repeated, HC is accumulated in the adsorbent, and there arises a problem that the adsorbent eventually breaks down and cannot adsorb HC. In addition, if exhaust gas containing HC is returned into the intake pipe, the engine air-fuel ratio control is shifted, which may adversely affect fuel consumption, exhaust gas purification, and drivability.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above circumstances, the present invention prevents the release of harmful components in the exhaust gas when the engine is cold, and desorbs the HC adsorbed by the adsorbent in a short time when the engine is warmed up. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus that recirculates to the apparatus and minimizes adverse effects on engine control due to the recirculation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, a catalyst device disposed in the exhaust pipe of the internal combustion engine, an adsorber disposed downstream of the catalyst device and adsorbing exhaust gas harmful components of the internal combustion engine, and adsorbed by the adsorbent. Recirculation means for recirculating the exhaust gas harmful components to the upstream side of the catalyst device, and when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is below a predetermined value, the exhaust gas mainly passes through the adsorbent to cause the exhaust gas harmful Exhaust gas comprising switching means for adsorbing components and switching the flow of exhaust gas of the internal combustion engine mainly so that the exhaust gas does not pass through the adsorbent when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is greater than or equal to a predetermined value in purifier, the exhaust pipe of the internal combustion engine, the flow channel by a partition having an opening formed is divided into two parts, along with the adsorbent is provided on the one flow path, said opening In the exhaust gas temperature of the internal combustion engine when the above predetermined, at least a portion of the side surface of the adsorbent to provide the other flow path exhaust gas purification apparatus of the are exposed to exhaust gas flowing.
[0009]
The adsorber is provided on the entire circumference other than the portion exposed to the other flow path, and the adsorber is held and fixed to the exhaust pipe, and between the adsorber and the exhaust pipe. Provided is an exhaust gas purification device provided with a holding member made of an airtight material for preventing the inflow of the exhaust gas.
[0010]
Further, the switching means provides an exhaust gas purification device provided only on the downstream side of the adsorbent.
In addition, an exhaust gas purification device is provided in which the one-way valve for controlling the exhaust gas harmful component only to the upstream side is provided in the reflux means.
In addition, the present invention provides an exhaust gas purification device in which the outer peripheral surface of the adsorbent is exposed to the exhaust gas of the internal combustion engine when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value.
[0011]
Further, a through hole is formed in a substantially central portion of the adsorbent, and when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value, an exhaust gas purification device through which the exhaust gas of the internal combustion engine passes through the through hole is provided. provide.
Further, the adsorber is provided with an exhaust gas purification device provided with heat absorption means exposed to the exhaust gas when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value.
[0012]
[Action]
In the present invention, when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined value, harmful components in the exhaust gas are adsorbed by the adsorbent. When the exhaust gas temperature of the internal combustion engine reaches a predetermined value or more, the switching means discharges the exhaust gas without passing through the adsorbent. At this time, the adsorbent is exposed to the exhaust gas. For this reason, in the present invention, the temperature of the adsorbent is positively increased by the exhaust gas, and the desorption of harmful components of the adsorbed exhaust gas is promoted. The desorbed harmful components are refluxed upstream of the catalyst device by the reflux means. And it will purify | clean by a catalyst apparatus.
[0013]
Further, by forming the opening in the partition wall, the adsorbent can be directly exposed to the exhaust gas exhausted by the internal combustion engine, and desorption of harmful components from the adsorbent can be performed more efficiently.
In addition, since the holding member that supports the adsorbent to the exhaust pipe is made of an airtight material and is provided on the entire circumference of the adsorbent, harmful components are adsorbed from the adsorbent even when adsorbed on the adsorbent. Even in the case of desorption, adsorption or desorption can be efficiently performed without leakage of harmful components from the adsorbent to the exhaust pipe.
[0014]
In addition, since the holding member is provided at a place other than the portion exposed to the other flow path of the adsorbent, it is possible to efficiently desorb harmful components from the adsorbent.
In addition, since the switching means is provided only on the downstream side, when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value, the exhaust gas always collides with the upstream end surface of the adsorbent, and the adsorption gas is further absorbed by the heat of the exhaust gas. Desorption of the body can be promoted.
[0015]
Further, by providing the one-way valve in the reflux means, the harmful component adsorbed on the adsorbent can be reliably refluxed upstream of the catalyst device.
In addition, when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value, the outer peripheral surface of the adsorbent is exposed to the exhaust gas, so that it is possible to efficiently desorb the adsorbed harmful components.
[0016]
In addition, when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is higher than a predetermined value, the exhaust gas is provided in the adsorbent body and passes through the through hole. The component can be effectively detachable.
Further, since the heat absorbing means that is exposed to the exhaust gas is provided on the adsorbent, it is possible to further desorb harmful components from the adsorbent.
[0017]
【Example】
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, a
[0018]
The
[0019]
The
In front of the
[0020]
However, the
Further, the circulation
[0021]
Immediately after the rear end of the
Here, the holding structure to the
[0022]
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, a
In the present embodiment, on the upstream side of the exhaust pipe of the
[0023]
Further, at the rear end portion of the
Again, to prevent the
[0024]
Thus, the
The distance between the
[0025]
The
The
[0026]
Next, the operation of the exhaust gas purification apparatus of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 together with FIG.
[0027]
When the engine is started (IG.ON), the
Immediately after the engine 1 is started, the exhaust gas temperature is low, and the engine 1 discharges exhaust gas containing a large amount of cold HC. Since the catalyst does not reach the activation temperature while the exhaust gas temperature is low, the cold HC flows through the
[0028]
This exhaust gas flow flows through the adsorbent-
[0029]
Further, since the
When a predetermined time (ta) elapses until the engine 1 warms up and the exhaust gas temperature exceeds the HC adsorbable temperature of the inhalant (t> ta), the
[0030]
Immediately after the
[0031]
Further, since the
[0032]
At this time, since the on-off
[0033]
After the switching
In the above embodiment, the timing at which the
[0034]
Therefore, in the exhaust gas purification apparatus of the present embodiment, the release of cold HC is prevented even when the engine is cold until the catalyst reaches the activation temperature. In the present apparatus, the
[0035]
Further, since the desorbed HC is recirculated to the
In this embodiment, the
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention is shown in the configuration diagrams of FIGS. 6 (a) and 6 (b).
[0036]
FIG.6 (b) shows the AA cross section of Fig.6 (a).
In this embodiment, the
The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
The difference from the first embodiment is the flow of exhaust gas to the
[0037]
In other words, compared to the first embodiment, this embodiment is more desorbed than the first embodiment because the high temperature exhaust gas and the entire outer peripheral area of the adsorbent-carrying
Note that the position of the
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention is shown in the configuration diagrams of FIGS.
[0038]
FIG.7 (b) shows the BB cross section of Fig.7 (a).
In the present embodiment, the
The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
[0039]
Compared with the first embodiment, this embodiment is further accelerated than the first embodiment because the high temperature exhaust gas contacts the entire inner peripheral area of the adsorbent-carrying
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention is shown in the block diagram of FIG.
[0040]
In the present embodiment, for example, a
The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
Compared with the first embodiment, this embodiment is more accelerated than the first embodiment because the high-temperature exhaust gas comes into contact with the
[0041]
In the present invention, the direction of the
[0042]
【The invention's effect】
By adopting the present invention, when the engine is cold, the release of harmful components in the exhaust gas is prevented, and when the engine is warmed up, the HC adsorbed by the adsorbent is desorbed in a short time, and the desorbed HC is a catalyst device. Thus, it is possible to provide an exhaust gas purifying apparatus in which the adverse effect on the engine control due to the reflux is minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a honeycomb body and a partition wall in which an adsorbent is supported on a half cross section used in the first embodiment apparatus.
FIG. 3 is an enlarged view of a front end portion of a honeycomb body used in the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged rear end portion of the honeycomb body used in the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the first embodiment apparatus.
FIGS. 6A and 6B are configuration diagrams of an apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are configuration diagrams of an apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of an apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine which is an
8 Exhaust gas flow
Claims (7)
前記内燃機関の排気管は、開口部が形成された隔壁によって流路が2分割されており、一方の流路には前記吸着体が設けられるとともに、前記開口部において、内燃機関の排気ガス温度が所定以上の時、前記吸着体の側面の少なくとも一部が他方の流路を流れる前記排気ガスにさらされていることを特徴とする排気ガス浄化装置。A catalyst device disposed in an exhaust pipe of the internal combustion engine; an adsorber disposed downstream of the catalyst device to adsorb exhaust gas harmful components of the internal combustion engine; and the exhaust gas harmful to be adsorbed by the adsorbent Recirculation means for recirculating components upstream of the catalyst device, and when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined value, the exhaust gas mainly passes through the adsorbent and adsorbs the exhaust gas harmful components, When the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined level, an exhaust gas purification apparatus comprising switching means for switching the flow of exhaust gas of the internal combustion engine mainly so as not to allow the exhaust gas to pass through the adsorbent,
The exhaust pipe of the internal combustion engine has a flow path divided into two by a partition wall in which an opening is formed, and the adsorbent is provided in one flow path, and the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is at the opening. When at least a predetermined value is greater than or equal to a predetermined value, at least part of the side surface of the adsorbent is exposed to the exhaust gas flowing through the other flow path .
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