JP3715134B2 - 自動車用排ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は,触媒部と吸着部とを用いて自動車の排ガスを浄化する,自動車用排ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来技術】
従来より,自動車の排ガス中に含まれるHC(炭化水素),CO(一酸化炭素),NOx(窒素酸化物)等の有害成分を浄化するために,ハニカム構造体等の担体に,白金,ロジウム,パラジウム等の貴金属を担持した触媒装置が用いられている。
しかし,触媒装置が,上記有害成分を浄化するためには,触媒装置温度が一定以上に達していなければならない。このため,エンジン始動直後の触媒装置温度が低いときには,上記有害成分を浄化できない。しかも,エンジン始動直後は,低温状態で排出されるHC(以下コールドHCという)量が多く,このコールドHCが浄化されないまま大気に放出される。
【0003】
この問題を解決すべく,エンジンの排気系に触媒装置と,コールドHCを吸着するための吸着材を併用した排ガス浄化装置が提案されている(特開平2−75327号公報)。該排ガス浄化装置においては,排気流路の触媒装置の上流に吸着材を設けて,エンジン冷却時には上記吸着剤にコールドHCを吸着させ,エンジン暖気後には上記吸着剤から脱離したコールドHC及びエンジンから排出された加熱状態のHC(ヒートHC)を触媒装置によって浄化する。
【0004】
ところが,上記の排ガス浄化装置は,エンジン始動時に排ガスの熱エネルギが吸着剤に奪われ,下流側に配備した触媒装置が活性化温度に至るまでの時間が長くなる。また,温度が低いほど吸着性能がよい吸着剤を,上記触媒装置よりも上流に配置することは,吸着性能上不利である。
【0005】
このような観点から,触媒装置の下流側に吸着剤を配置し,簡単かつ安価な構造で,吸着剤への有害成分の吸着及び脱離浄化を行なうことができる自動車用排ガス浄化装置が提案されている(特開平6−229223号公報)。
この装置では,暖機運転時には下流側の吸着材によりコールドHCを吸着しておき,エンジン暖気後は,上記吸着部へ吸着させたコールドHCを離脱させて,コールドHCを触媒装置側へ戻して浄化を行なう。
【0006】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記従来の自動車用排ガス浄化装置は,上記触媒装置と吸着剤が別々に搭載されているため,小型化が困難であった。
【0007】
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,有害成分の外部放出を確実に防ぎ,かつ小型化が可能な自動車用排ガス浄化装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題の解決手段】
説明の都合上,まず参考発明について説明する。
まず,参考発明は,エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を上記ハニカム構造体の外周とハニカム構造体の内部とに分割する,周状に配置された前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記ハウジングと上記前端隔壁との間の外周流路に流入した排ガスを該外周流路の内側の上記ハニカム構造体に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されていることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置にある。
【0009】
上記において最も注目すべきことは,上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなり,上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成し,かつ上記吸着触媒モジュールの具体的構造を上記のハウジング,前端隔壁,後端隔壁,切替手段等により構成したことである。
なお,上記有害成分としては,例えば炭化水素(HC),一酸化炭素(CO),窒素酸化物(NOx)等がある。
【0010】
上記の自動車用排ガス浄化装置による排ガス浄化作用の一例につき説明する。
エンジン始動直後等上記触媒部が活性状態にないときには,上記吸着部が排ガス中のコールドHC等の有害成分を吸着する。
即ち,この吸着時には,エンジンから排出された上記排ガスは,まず上記吸着部へ導入し,次いで上記触媒部へ流入させる(図1の破線矢印参照)。
これにより,上記触媒部が活性状態になくとも,上記吸着部に有害成分が吸着され外部へ放出されない。
【0011】
一方,上記エンジンが暖気状態になり,触媒部が活性状態となった時には,上記エンジンから排出された排ガスの大部分を,上記触媒部へ直接導入し,該触媒部においてヒートHC等の有害成分を浄化する(図1の実線矢印参照)。
また,この時はエンジンから排出された上記排ガスの一部を,上記吸着部を経て触媒部へ流入させる。これにより,上記吸着部に吸着されていたコールドHC等の有害成分を排ガス中へ離脱させ,該有害成分を上記触媒部において浄化する。
即ち,この状態では,有害成分を吸着部へ吸着させない,非吸着時となる。
【0012】
次に,参考発明の効果につき説明する。
上記吸着部と上記触媒部は,一つのハニカム構造体からなる。そのため,上記吸着触媒モジュールの小型化を図ることができ,自動車用排ガス浄化装置の小型化が可能となる。
また,上記吸着時には,上記排ガスが上記吸着部から上記触媒部へ流入するよう構成されている。そのため,エンジン始動時等において,上記触媒部の温度が低く活性状態にない場合にも,有害成分は上記吸着部において吸着され,外部へ放出されることを確実に防ぐことができる。
【0013】
以上のごとく,参考発明によれば,有害成分の外部放出を確実に防ぎ,かつ小型化が可能な自動車用排ガス浄化装置を提供することができる。
【0014】
なお,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を分割する,周状に配置された前端隔壁と,上記ハニカム構造体の後端面側において,上記吸着部に流入した排ガスを上記触媒部に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されていることとすることもできる(図1参照)。
【0015】
これにより,吸着時において,上記排ガスを確実に上記吸着部へ導入し,該吸着部から触媒部へ流入させることができる。また,上記吸着時と,それ以外の非吸着時における,排ガスの流路を容易に切替えることができる。
【0016】
次に,上記吸着触媒モジュールの具体的構成は,上記のごとく,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を上記ハニカム構造体の外周とハニカム構造体の内部とに分割する,周状に配置された前端隔壁と,上記ハニカム構造体の後端面側において,上記ハウジングと上記前端隔壁との間の外周流路に流入した排ガスを該外周流路の内側の上記ハニカム構造体に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されている(図8参照)。
【0017】
この場合には,上記前端隔壁は,上記ハニカム構造体の外壁に接合することができる。そのため,上記ハニカム構造体の前端面に上記前端隔壁の端部を接合する必要がなく,容易かつ確実な接合ができる。
【0018】
次に,請求項1に記載の発明は,エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において,上記吸着部と上記触媒部との間に周状に配置すると共に,上記吸着部を2つに分割するよう配置した前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記前端隔壁により分割された吸着部の一方の第1吸着部に流入した排ガスを,他方の第2吸着部に折り返すための周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されていると共に,該切替手段の下流側における,第2吸着部と触媒部を分割する前端隔壁には開口部が設けてあることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置である(図9,図10参照)。
【0019】
この場合には,上記前端隔壁と後端隔壁を同径とすることができるため,上記前端隔壁と後端隔壁の接合により潰される上記ハニカム構造体のセルを減少させることができる。そのため,排ガスの流路の減少を抑制することができる。
【0020】
次に,請求項2に記載の発明のように,上記切替手段は,上記吸着時には上記排ガスを上記吸着部に導入するよう切替え,非吸着時には上記排ガスを主に触媒部へ導入するよう切替えるアクチュエータを有していることが好ましい。
これにより,上記排ガス流路の切替を自動的に行なうことが可能となる。
【0021】
次に,請求項3に記載の発明のように,上記前端隔壁及び後端隔壁と,上記ハニカム構造体との間には,耐熱弾性体を介在させてあることが好ましい。
これにより,上記前端隔壁と上記ハニカム構造体との間,及び上記後端隔壁と上記ハニカム構造体との間を確実にシールすることができる。
また,上記ハニカム構造体と上記前端隔壁及び後端隔壁との熱膨張差を吸収することができる。
そのため,有害成分が外部へ放出されることを確実に防ぐことができる。
【0022】
次に,請求項4に記載の発明のように,上記前端隔壁及び後端隔壁の端部は,該ハニカム構造体に埋設した埋め込み部材に埋め込まれていることが好ましい。
これにより,上記前端隔壁と上記ハニカム構造体との間,及び上記後端隔壁と上記ハニカム構造体との間を一層確実にシールすることができる。
また,上記埋め込み部材が上記ハニカム構造体に埋設されているため,接合が外れ難いという利点もある。
そのため,有害成分が外部へ放出されることを一層確実に防ぐことができる。
次に,請求項5に記載の発明のように,エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を上記ハニカム構造体の外周とハニカム構造体の内部とに分割する,周状に配置された前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記ハウジングと上記前端隔壁との間の外周流路に流入した排ガスを該外周流路の内側の上記ハニカム構造体に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されており,
また上記前端隔壁及び後端隔壁と,上記ハニカム構造体との間には,耐熱弾性体を介在させてあることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置がある。
次に,請求項6に記載の発明のように,エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を上記ハニカム構造体の外周とハニカム構造体の内部とに分割する,周状に配置された前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記ハウジングと上記前端隔壁との間の外周流路に流入した排ガスを該外周流路の内側の上記ハニカム構造体に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されており,
また上記前端隔壁及び後端隔壁の端部は,該ハニカム構造体に埋設した埋め込み部材に埋め込まれていることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置がある。
【0023】
【発明の実施の形態】
実施形態例1
本発明の実施形態例にかかる自動車用排ガス浄化装置につき,図1〜図7を用いて説明する。
本例の自動車用排ガス浄化装置1は,図2に示すごとく,エンジン7の排気管72の途中に配設されていると共に,吸着触媒モジュール10を有する。
【0024】
該吸着触媒モジュール10は,図1に示すごとく,外側部分に吸着部11を有すると共に該吸着部11よりも内側に触媒部12を有するハニカム構造体100からなる。
上記自動車用排ガス浄化装置1は,上記吸着部11が排ガス8中のコールドHC等の有害成分を吸着する吸着時には,図1の破線矢印に示すごとく,上記排ガス8が上記吸着部11を経て上記触媒部12へ流入するよう構成してある。
【0025】
図2に示すごとく,上記自動車用排ガス浄化装置1は,エンジン7の下流の排気管72の途中に設けられたスタート触媒14と上記吸着触媒モジュール10,及び切替制御装置50とからなる。
上記スタート触媒14は,エンジン始動時における排ガス8の浄化に用いられる,ハニカム構造体に触媒を担持してなる触媒装置である。また,上記切替制御装置50は,下記に示す切替手段5の切替を行なうアクチュエータ53を制御する装置である。
【0026】
図1に示すごとく,上記吸着触媒モジュール10は,上記ハニカム構造体100を収納するハウジング2と,上記ハニカム構造体100の前端面101側において排ガス8の流路を分割する,周状に配置された前端隔壁3とを有する。また,上記ハニカム構造体100の後端面102側において,上記吸着部11に流入した排ガス8を上記触媒部12に折り返すための,周状に配置された後端隔壁4とを有する。
また,上記前端隔壁3には,上記排ガス8の上記触媒部12への導入を制御するための切替手段5が配設されている。
【0027】
上記切替手段5は,上記吸着時には上記排ガス8を上記吸着部11に導入するよう切替える。例えば,暖機運転後など排ガス8の温度が高くなった非吸着時には上記排ガスを主に触媒部12へ排ガス8を導入するよう切替えるアクチュエータ51を有している(図2)。
また,上記切替手段5は,図3に示すごとく,上記前端隔壁3に回動可能に取付けられた回動軸58と,該回動軸58に固定され,上記前端隔壁3の内周形状と略同形状の開閉弁59とからなる。
図3において,実線で示した開閉弁59は閉止時の状態を表し,二点鎖線で示した開閉弁59は開放時の状態を表す。
【0028】
また,上記前端隔壁3及び後端隔壁4と,上記ハニカム構造体100との間には,図4(A),(B)に示すごとく,耐熱弾性体6を介在させてある
該耐熱弾性体6は,上記前端隔壁3の端部32及び後端隔壁4の端部42の全周に周状に配設されている。そして,上記ハニカム構造体100の前端面101及び後端面102に当接している。
また,上記耐熱弾性体6は,無機繊維材(図4(A))又は耐熱メタルガスケット(図4(B))からなる。
【0029】
また,上記ハニカム構造体100は,上記耐熱弾性体6を前端面101又は後端面102に接合するため,図6(A),(B)に示すごとく,接合部に対応してハニカムの目詰めをした目詰め部109を設けてある。
目詰めに当っては,例えば上記ハニカム構造体100と同材質のコージェライトを用いて,ハニカムの所定のセルに埋めた後焼成する。また,上記目詰めは,予め,ハニカム構造体100を成形する段階で,所定箇所にのみセルを設けないような形状(図6(B))に成形することにより行なうこともできる。
【0030】
図1に示すごとく,上記前端隔壁3には,上記切替手段5よりも上流側に開口部31を有する。
また,上記ハニカム構造体100の外周と上記ハウジング2との間には,支持部材21が介在している。そして,図5に示すごとく,上記ハウジング2は,上記ハニカム構造体100の後端面102付近に凹状のかしめ部22を設けることにより,上記ハニカム構造体100を固定している。
【0031】
次に,上記切替制御装置50による上記切替手段5の切替につき,図7を用いて説明する。
まず,ステップS1として,エンジン始動時にコントローラ52(図2)のタイマーがリセットされる。次に,ステップS2において,エンジン7の水温Twと設定温度Tw0とを比較する。Tw>Tw0の場合には,触媒部12の触媒が活性状態にあると判断し,切替手段5を開放して,大部分の排ガス8を上記触媒部12に導入する(図1の実線矢印)。
【0032】
一方,Tw≦Tw0の場合には,触媒部12の触媒が未活性状態にあると判断し,切替手段5を閉止して,排ガス8の全量を開口部31を通じて上記吸着部11に導入する。
これにより,排ガス8は上記吸着部11を通過し,ハニカム構造体100の後端面102側で上記触媒部12に折り返す。更に上記排ガス8は,上記ハニカム構造体100の前端面101で内側の触媒部12に折り返し,該触媒部12を通過する(図1の破線矢印)。
【0033】
この時,上記コントローラ52のタイマーはエンジン始動(S1)からの時間をカウントしており,その時間tと所定時間t0とを比較する(ステップS4)。
次に,t≧t0となったとき,上記スタート触媒14の温度が上昇して触媒が活性状態となったと判断して,上記切替手段5を開放する(ステップS5)。
これにより,排ガス8を上記触媒部12に直接導入して通過させる(図1の実線矢印)。また,この時,排ガス8の一部は上記吸着部11に導入される。更にこの状態で数秒〜数十秒運転することにより,上記触媒部12が活性化する。
【0034】
なお,切替手段5の切替は,以下のように行なう。
即ち,上記アクチュエータ53は,配管55によって,電磁弁54を介して上記エンジン7の吸気部71と接続されている。上記吸気部71は,エンジン作動時には常に負圧となっている。上記コントローラ52の信号により,上記電磁弁54が開閉することにより,その負圧が上記アクチュエータ53に作用し上記切替手段5を開閉する。
【0035】
次に,本例の自動車用排ガス浄化装置1による排ガス浄化作用につき説明する。
上記スタート触媒14はエンジン7の直後に配置してあるため,エンジン始動から比較的短時間で活性状態となる。しかし,エンジン始動直後等,エンジン7自体の温度が低いときには,上記スタート触媒14が未活性状態にある。
【0036】
そこで,上述のごとく,エンジン7の水温を確認して,これが設定値よりも低いときには,上記スタート触媒14も未活性であると判断する。そして,エンジン7から排出され上記スタート触媒14を通過した上記排ガス8を上記吸着部11へ導入し,次いで上記触媒部12へ流入させる(図1の破線矢印)。
これにより,上記触媒部12及びスタート触媒14が活性状態になくとも,上記吸着部11に,コールドHC,CO,NOx等の有害成分が吸着され外部へ放出されない。
【0037】
一方,上記エンジン7が暖気状態になり,スタート触媒14が活性状態となった時には,上記エンジン7から排出され,スタート触媒14を通過した排ガス8の大部分を,上記触媒部12へ直接導入する。この状態で数秒〜数十秒運転すると,上記触媒部12が活性化し,該触媒部12においてヒートHC等の上記有害成分が浄化される(図1の実線矢印)。
【0038】
また,この時はエンジン7から排出された上記排ガス8の一部を,上記吸着部11を経て,触媒部12へ流入させる。これにより,上記吸着部11に吸着されていたコールドHC等の有害成分を排ガス8中へ離脱させ,該有害成分を上記触媒部12において浄化する。
即ち,この状態では,有害成分を上記吸着部11へ吸着させない,非吸着時となる。
【0039】
次に,本例の効果につき説明する。
上記吸着部11と上記触媒部12は,一つのハニカム構造体100からなる。そのため,上記吸着触媒モジュール10が小型化され,自動車用排ガス浄化装置1の小型化が可能となる。
【0040】
また,上記吸着時には,上記排ガス8が上記吸着部11から上記触媒部12へ流入するよう構成されている(図1の破線矢印)。そのため,エンジン始動時等上記触媒部12の温度が低く活性状態にない場合にも,有害成分は上記吸着部11において吸着され,外部へ放出されることを確実に防ぐことができる。
【0041】
また,上記切替手段5は,上記吸着時には上記排ガス8を上記吸着部11に導入するよう切替え,非吸着時には上記排ガスを主に触媒部12へ導入するよう切替えるアクチュエータ53を有している。
これにより,上記排ガス8の流路の切替をコントローラ52の信号によって,自動的に行なうことが可能となる。そのため,容易に適切かつ効率的に排ガス8の流路を切替えることができる。
【0042】
また,上記前端隔壁3及び後端隔壁4と,上記ハニカム構造体100との間には,耐熱弾性体6を介在させてある。そのため,上記前端隔壁3と上記ハニカム構造体100との間,及び上記後端隔壁4と上記ハニカム構造体100との間を確実にシールすることができる。
また,上記ハニカム構造体100と上記前端隔壁3及び後端隔壁4との熱膨張差を吸収することができる。
そのため,有害成分が外部へ放出されることを確実に防ぐことができる。
【0043】
以上のごとく,本例によれば,有害成分の外部放出を確実に防ぎ,かつ小型化が可能な自動車用排ガス浄化装置を提供することができる。
【0044】
実施形態例2
本例は,図8に示すごとく,前端隔壁3を,ハニカム構造体100の前端面101側において排ガス8の流路を上記ハニカム構造体100の外周と内部とに分割するよう,周状に配置した例である。
本例の吸着触媒モジュール10は,上記ハニカム構造体100の後端面102側において,ハウジング2と上記前端隔壁3との間の外周流路23に流入した排ガス8を上記吸着部11に折り返すための,周状に配置された後端隔壁4とを有する。
その他は,実施形態例1と同様である。
【0045】
本例の自動車用排ガス浄化装置1の吸着触媒モジュール10においては,排ガス8の流れは以下のようである。
即ち,吸着時においては,排ガス8は開口部31を通過して上記外周流路23を通り,ハニカム構造体100の後端面102において上記吸着部11に折り返される。上記吸着部11を通過した上記排ガス8は,上記ハニカム構造体100の前端面101側において,更に折り返され上記触媒部12を通過する(図8の破線矢印)。
一方,非吸着時は,実施形態例1と同様である(図8の実線矢印)。
【0046】
この場合には,上記前端隔壁3は,上記ハニカム構造体100の外壁105に,支持部材21を介して接合することができる。そのため,実施形態例1のように上記ハニカム構造体100の前端面101に上記前端隔壁3の端部を接合する必要がなく,容易かつ確実な接合ができる。
その他,実施形態例1と同様の作用効果を有する。
【0047】
実施形態例3
本例は,図9〜図11に示すごとく,前端隔壁3によって,排ガス8の流れを上記吸着部11と上記触媒部12とに分割すると共に,上記吸着部11を2つに分割するよう配置した吸着触媒モジュール10を有する自動車用排ガス浄化装置1の例である。
【0048】
即ち,上記吸着触媒モジュール10は,図9,図10に示すごとく,上記ハニカム構造体100を収納するハウジング2と,上記ハニカム構造体100の前端面101側において,上記吸着部11と上記触媒部12との間に周状に配置すると共に,上記吸着部11を2つに分割するよう配置した前端隔壁3とを有する。即ち,上記前端隔壁3は,図10に示すごとく,筒状隔壁30と,該筒状隔壁30の外側側面に直角に配置された2枚の板状隔壁38,39とよりなる。そして,上記筒状隔壁30が上記ハニカム構造体100の前端面101側において,排ガス8の流れを上記吸着部11と上記触媒部12とに分割する。また,上記板状隔壁38,39が上記吸着部11へ流入する排ガス8と,上記吸着部11を通過した排ガス8とを隔離する。
【0049】
また,上記吸着触媒モジュール10は,上記ハニカム構造体100の後端面102側において,上記前端隔壁3により分割された吸着部11の一方の第1吸着部111(図9,図10の下方側)に流入した排ガス8を,他方の第2吸着部112(図9,図10の上方側)に折り返すための周状に配置された後端隔壁4とを有する。
【0050】
そして,上記前端隔壁3には,上記排ガス8の上記触媒部12への導入を制御するための切替手段5が配設されている。また,該切替手段5の下流側における,第2吸着部112と触媒部12を分割する前端隔壁3には開口部312が設けてある。
また,上記切替手段5の上流側における,第1吸着部111と触媒部12を分割する前端隔壁3には開口部311が設けてある。
【0051】
また,上記ハニカム構造体100において,上記前端隔壁3を当接させる部分は,図11(A),(B)に示すごとく,実施形態例1と同様に目詰め部109,381,391が設けてある。
即ち,上記ハニカム構造体100は,環状の目詰め部109によって,筒状に吸着部11と触媒部12に分けられている。更に,外周部の環状の吸着部11は,板状の目詰め部381,391によって,下方の第1吸着部111と上方の第2吸着部112とに区分されている。
上記目詰め部109,381,391は,ハニカム通路を目詰めすることにより形成してある。
また,ハニカム前端面101において,上記目詰め部109には上記前端隔壁3の筒状隔壁30が当接しており,上記目詰め部381,391には,それぞれ上記板状隔壁38,39が当接している。
その他は,実施形態例1と同様である。
【0052】
本例の自動車用排ガス浄化装置1の吸着触媒モジュール10においては,排ガス8の流れは以下のようである。
即ち,吸着時においては,排ガス8は開口部311を通過して下方側の上記第1吸着部111を通過する。次いで,ハニカム構造体100の後端面102側において,上方側の上記第2吸着部112に折り返される。
次いで,上記第2吸着部112を通過した上記排ガス8は,上記ハニカム構造体100の前端面101側において,更に折り返され上記触媒部12を通過する(図9,図10の破線矢印)。
一方,非吸着時は,実施形態例1と同様である(図9の実線矢印)。
【0053】
本例の場合には,図9,図10に示すごとく,上記前端隔壁3と後端隔壁4を同径とすることができるため,上記前端隔壁3と後端隔壁4の接合により潰される上記ハニカム構造体100のセルを減少させることができる。そのため,排ガス8の流路の減少を抑制することができる。
その他,実施形態例1と同様の作用効果を有する。
【0054】
実施形態例4
本例は,図12に示すごとく,ハニカム構造体100の後端面102の外周を切欠き,その切欠部103において,外周から後端隔壁4を接合した例である。即ち,円筒状のハニカム構造体100の後端面102の外周を所定幅及び所定深さに切欠き加工して切欠部103を設けた。そして,該切欠部103の外周に支持部材21を介して接合してある。
その他は,実施形態例2と同様である。
【0055】
本例の自動車用排ガス浄化装置1の吸着触媒モジュール10においては,排ガス8の流れは以下のようである。
即ち,吸着時においては,排ガス8は開口部31を通過して上記外周流路23を通り,上記切欠部103において上記吸着部11に折り返される。上記吸着部11を通過した上記排ガス8は,上記ハニカム構造体100の前端面101側において,更に折り返され上記触媒部12を通過する(図12の破線矢印)。
一方,非吸着時は,実施形態例2と同様である(図12の実線矢印)。
【0056】
この場合には,上記前端隔壁3は,上記ハニカム構造体100の外壁105に,支持部材21を介して接合することができる上に,上記後端隔壁4も上記切欠部103の外周に支持部材21を介して接合することができる。そのため,ハニカム構造体100の前端面101及び後端面102の何れにも,上記前端隔壁3の端部32或いは上記後端隔壁4の端部42を接合する必要がない。
それ故,上記前端隔壁3及び上記後端隔壁4を上記ハニカム構造体100に容易かつ確実に接合することができる。
その他,実施形態例2と同様の作用効果を有する。
【0057】
実施形態例5
本例は,図13に示すごとく,ハニカム構造体100の後端面102に,該ハニカム構造体100よりも小径のハニカム体106を直列に接合した例である。
上記ハニカム体106は,触媒部12の後方の一部分を構成する。
その他は,実施形態例4と同様である。
【0058】
本例の場合には,実施形態例4のように切欠き加工を行なうことなく,切欠部と同様の機能を有する段部104を形成することができる。そのため,上記吸着触媒モジュール10を一層容易に製造することができる。
その他,実施形態例4と同様の作用効果を有する。
【0059】
実施形態例6
本例は,図14に示すごとく,ハニカム構造体100の外壁105における後端面102寄りに,溝部107を周状に設けた例である。
本例の自動車用排ガス浄化装置1における吸着触媒モジュール10においては,前端隔壁3が上記ハニカム構造体100の後端面102付近まで伸びて,外壁105に支持部材21を介して接合してある。また,上記前端隔壁3における上記溝部107の位置には,通気口32が設けてある。
また,上記後端面102には,上記外壁105から上記溝部107の深さと同等の幅で目詰め部109が形成されている。
なお,上記溝部107の深さは吸着部11の幅でもある。
【0060】
本例の自動車用排ガス浄化装置1の吸着触媒モジュール10においては,排ガス8の流れは以下のようである。
即ち,吸着時においては,排ガス8は開口部31を通過して外周流路23を通り,上記溝部107において上記吸着部11に折り返される。上記吸着部11を通過した上記排ガス8は,上記ハニカム構造体100の前端面101側において,更に折り返され上記触媒部12を通過する(図14の破線矢印)。
一方,非吸着時は,実施形態例4と同様である(図14の実線矢印)。
その他は,実施形態例4と同様である。
【0061】
本例の場合には,後端隔壁を設けることなく,上記前端隔壁3のみで排ガス8の流路を分割している。そのため,吸着触媒モジュール10の構造を簡単にすることができる。また,上記ハニカム構造体100を,一体化した上記前端隔壁3によって保持しているため,強度の高い吸着触媒モジュール10を得ることができる。
その他,実施形態例4と同様の作用効果を有する。
【0062】
実施形態例7
本例においては,図15に示すごとく,前端隔壁或いは後端隔壁と,ハニカム構造体との間の接合方法として種々の例を示す。
なお,以下においては,ハニカム構造体100の前端面101と前端隔壁3との接合を例にとって説明する。
【0063】
図15(A)は,上記前端面101に凹部16を設け,該凹部16に耐熱弾性部材6を上記前端隔壁3の端部32と共に埋め込んだものである。上記耐熱弾性部材6としては,コージェライト又は無機繊維材等がある。
この場合には,上記前端隔壁3とハニカム構造体100との接合が一層強化される。
【0064】
図15(B)は,上記前端面101における上記前端隔壁3を接合する部分に強化材17を付着させたものである。
この場合には,ハニカム構造体100の前端面101が強化され,ハニカム構造体100が欠ける等の不具合を防ぐことができる。
【0065】
図15(C)は,前端隔壁3の端部32とハニカム構造体100の前端面101との間にクリアランスCを設けた例である。該クリアランスCは,ハウジング2が熱膨張した場合にも,排ガス8の洩れ量を充分に抑制できる程度のものである。
この場合には,耐熱弾性体を用いる必要がないため,コストの低下を図ることができる。
【0066】
図15(D)は,上記前端面101に凹部16を設け,該凹部16に耐熱弾性部材6を埋め込み,その上からワイヤーメッシュ108を介して前端隔壁3の端部32を接合した例である。
この場合には,上記耐熱弾性体6が飛散することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの断面説明図。
【図2】実施形態例1における,自動車用排ガス浄化装置の説明図。
【図3】実施形態例1における,切替手段の説明図。
【図4】実施形態例1における,前端隔壁とハニカム構造体との接合部分の断面拡大図。
【図5】実施形態例1における,ハウジングのかしめ部付近の断面拡大図。
【図6】(A)図1のA−A線矢視断面説明図,(B)(A)の目詰め部の部分拡大図。
【図7】実施形態例1における,切替制御装置による切替手段の制御方法を示すフローチャート。
【図8】実施形態例2における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの断面説明図。
【図9】実施形態例3における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの断面説明図。
【図10】実施形態例3における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの斜視図。
【図11】(A)図10のB−B線矢視断面説明図,(B)(A)の目詰め部の部分拡大図。
【図12】実施形態例4における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの断面説明図。
【図13】実施形態例5における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの断面説明図。
【図14】実施形態例6における,自動車用排ガス浄化装置の吸着触媒モジュールの断面説明図。
【図15】実施形態例7における,前端隔壁とハニカム構造体との間の種々の接合方法を示す断面説明図。
【符号の説明】
1...自動車用排ガス浄化装置,
10...吸着触媒モジュール,
11...吸着部,
12...触媒部,
100...ハニカム構造体,
101...前端面,
102...後端面,
2...ハウジング,
21...支持部材,
3...前端隔壁,
31...開口部,
4...後端隔壁,
5...切替手段,
6...耐熱弾性体,
7...エンジン,
8...排ガス,
Claims (6)
- エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において,上記吸着部と上記触媒部との間に周状に配置すると共に,上記吸着部を2つに分割するよう配置した前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記前端隔壁により分割された吸着部の一方の第1吸着部に流入した排ガスを,他方の第2吸着部に折り返すための周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されていると共に,該切替手段の下流側における,第2吸着部と触媒部を分割する前端隔壁には開口部が設けてあることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置。 - 請求項1において,上記切替手段は,上記吸着時には上記排ガスを上記吸着部に導入するよう切替え,非吸着時には上記排ガスを主に触媒部へ導入するよう切替えるアクチュエータを有していることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置。
- 請求項1又は2のいずれか一項において,上記前端隔壁及び後端隔壁と,上記ハニカム構造体との間には,耐熱弾性体を介在させてあることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項において,上記前端隔壁及び後端隔壁の端部は,該ハニカム構造体に埋設した埋め込み部材に埋め込まれていることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置。
- エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を上記ハニカム構造体の外周とハニカム構造体の内部とに分割する,周状に配置された前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記ハウジングと上記前端隔壁との間の外周流路に流入した排ガスを該外周流路の内側の上記ハニカム構造体に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されており,
また上記前端隔壁及び後端隔壁と,上記ハニカム構造体との間には,耐熱弾性体を介在させてあることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置。 - エンジンの排気管の途中に配設された吸着触媒モジュールを有する自動車用排ガス浄化装置であって,
上記吸着触媒モジュールは,外側部分に吸着部を有すると共に該吸着部よりも内側に触媒部を有するハニカム構造体からなると共に上記吸着部が排ガス中の有害成分を吸着する吸着時には,上記排ガスが上記吸着部を経て上記触媒部へ流入するよう構成してあり,
また,上記吸着触媒モジュールは,上記ハニカム構造体を収納するハウジングと,
上記ハニカム構造体の前端面側において排ガスの流路を上記ハニカム構造体の外周とハニカム構造体の内部とに分割する,周状に配置された前端隔壁と,
上記ハニカム構造体の後端面側において,上記ハウジングと上記前端隔壁との間の外周流路に流入した排ガスを該外周流路の内側の上記ハニカム構造体に折り返すための,周状に配置された後端隔壁とを有し,
かつ,上記前端隔壁には上記排ガスの上記触媒部への導入を制御するための切替手段が配設されており,
また上記前端隔壁及び後端隔壁の端部は,該ハニカム構造体に埋設した埋め込み部材に埋め込まれていることを特徴とする自動車用排ガス浄化装置。
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