JPH0564415U - 触媒コンバ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この考案はエンジンから排出される排気ガスを
浄化する触媒を効率よく温めることができるようにした
排気ガス処理装置を提供することにある。 【構成】エンジン１からの排気ガスを排出する排気通路
３に、排気ガスを浄化するために設けられた触媒コンバ
−タ４において、内部に触媒６が収容されたケ−ス５
と、このケ−ス５内の排気ガスの流入側に上記触媒６の
一端側に対向して設けられたヒ−タ７と、上記ケ−ス５
内の上記ヒ−タ７よりも流入側に設けられ上記ヒ−タ７
からの熱を反射する熱反射板８とから構成されているこ
とを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はエンジンからの排気ガスを浄化するために排気通路に設けられた触 媒コンバ−タに関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、デイ−ゼルエンジンからの排気ガス中には炭素を主体とする微粒子 であるパテイキュレ−ト、窒素酸化物（ＮＯ_X ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水 素（ＨＣ）などの成分が含有されている。そこで、デイ−ゼルエンジンからの排 気ガスの通路には、ＣＯ成分とＨＣ成分をＨ₂ 成分を浄化する酸化触媒やＮＯ_X 成分を浄化する還元触媒を内蔵した触媒コンバ−タを設けるようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、触媒コンバ−タに用いられる触媒には活性温度域があり、その温度 域を外れると、有害ガス成分の分解作用が大きく低減するということが知られて いる。

【０００４】 図３は触媒の温度（排気ガスの温度）と、その触媒による排気ガス中の有害ガ ス成分の転化率との関係を示すものである。この図から分かるように触媒の温度 が所定の活性温度ＴL 〜ＴH の範囲内にあるときには、排気ガス中の有害ガス成 分を無害の成分に有効に転化させることができる。したがって、浄化用の触媒を 有効に機能させるためには、上記触媒を上記活性温度ＴL 〜ＴH の範囲内に保持 することが要求される。

【０００５】 ところで、従来の触媒コンバ−タは、エンジンからの排気ガスを排出する排気 通路に、内部に触媒が保持されたケ−スを設け、このケ−ス内に排気ガスを通す ことで、この排気ガス中の有害ガス成分を無害の成分に転化させるようになって いる。

【０００６】 しかしながら、このような構成によると、触媒コンバ−タの触媒は排気ガスの 排気温度の影響をもろに受けることになる。そのため、とくにエンジンの始動時 などにおいては、排気ガスの排気温度が上記触媒の活性温度域の下限温度ＴL 以 下（デイ−ゼルエンジンの場合には１００℃程度）となるため、上記触媒による 排気ガスの浄化作用が著しく低下し、有害ガス成分が排出されるということがあ った。

【０００７】 この考案は上記事情にもとずきなされたもので、その目的とするところは、エ ンジンの始動時などに排気ガスの温度が低くとも、触媒の温度を排気ガスを有効 に浄化することができる温度に効率よく維持できるようにした触媒コンバ−タを 提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、エンジンからの排気ガスを排出する排気通路に、排気ガスを浄化 するために設けられた触媒コンバ−タにおいて、内部に触媒が収容されたケ−ス と、このケ−ス内の流入側に上記触媒の一端側に対向して設けられたヒ−タと、 上記ケ−ス内の上記ヒ−タよりも流入側に設けられ上記ヒ−タからの熱を反射す る熱反射板とから構成されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、エンジンの始動時などに排気ガスの温度が低く、触媒の温 度も低い場合には、ヒ−タによって触媒の温度が活性温度以上に加熱されるとと もに、熱反射板によってヒ−タの熱が触媒に有効に作用するようにした。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１と図２を参照して説明する。

【００１１】 図１において、１はたとえば直噴式のデイ−ゼルエンジンである。このエンジ ン１には排気マニホ−ルド２が接続され、この排気マニホ−ルド２には排気通路 を形成する排気管３が接続されている。この排気管３の中途部には触媒コンバ− タ４が接続されている。この触媒コンバ−タ４はケ−ス５と、このケ−ス５内に 設けられた触媒６と、この触媒６の上流側の一端面に対向して設けられた電気ヒ −タ７と、この電気ヒ−タ７よりも上流側に設けられた熱反射板８とから構成さ れている。

【００１２】 上記触媒６は、たとえば円柱状に形成されたセラミックス製のモノリスハニカ ムにＨＣ成分をＨ₂ とＣＯ₂ とに分解する酸化触媒を担持させて形成されている 。上記熱反射板８は、耐熱性を有する材料である、たとえばセラミックスなどに よって通気性を備えた状態に形成され、上記ケ−ス５の断面全体にわたって設け られている。それによって、上記熱反射板８は、エンジン１からの排気ガスを上 流側から下流側へ通すとともに、上記電気ヒ−タ７の熱が上流側へ逃げるのを規 制している。つまり、電気ヒ−タ７の熱を触媒６に有効に作用させることができ るようになっている。

【００１３】 上記排気管３の上記触媒コンバ−タ４の上流側近傍にはエア−ポンプ９からの 空気を上記触媒コンバ−タ４に供給する供給管１１が接続されている。この供給 管１１の中途部にはダンパ１２が設けられている。上記エア−ポンプ９とダンパ １２とはコントロ−ラ１３からの駆動信号によって作動するようになっている。

【００１４】 上記コントロ−ラ１３にはエンジン１の運転状態、たとえばを回転数を検出す る第１のセンサ１４と、トルクを検出する第２のセンサ１５とからの検出信号が 入力されるようになっている。さらに、コントロ−ラ１３には上記触媒６の温度 を検出する第３のセンサ１６からの検出信号が入力されるようになっている。上 記電気ヒ−タ７はバッテリ１７からの電力によって駆動されるようになっており 、上記電気ヒ−タ７とバッテリ１７とを接続する給電回路１８にはスイッチ１９ が設けられている。このスイッチ１９は上記コントロ−ラ１３からの制御信号に よって開閉される。

【００１５】 上記コントロ−ラ１３は、図２に示すように上記第１乃至第３のセンサ１４、 １５、１６からの検出信号が入力される入力部２１と、上記電気ヒ−タ７を駆動 するための温度である触媒６の機能する下限温度ＴL が設定される設定部２２と 、この設定部２２の設定温度とエンジン１が運転されている時の触媒６の温度と を比較する比較部２３と、触媒６の温度が上記下限温度ＴL よりも低い場合に上 記給電回路１８に設けられたスイッチ１９を閉じるとともに、上記エア−ポンプ ９を作動させ、ダンパ１２を開状態に駆動する制御信号を出力する出力部２４と を備えている。

【００１６】 このような構成によれば、エンジン１が通常の状態で連続的に運転されている 場合には、上記エンジン１からの排気ガスの温度は触媒コンバ−タ４の触媒６の 活性温度域の下限温度ＴL よりも高い状態にあり、触媒６も排気ガスの温度と同 程度に加熱されている。したがって、上記触媒６を電気ヒ−タ７によって加熱せ ずとも、上記排気ガスに含まれる有害なガス成分を有効に浄化することができる 。つまり、第３のセンサ１６が検出する触媒６の温度が上記下限温度ＴL 以上で あれば、上記電気ヒ−タ７へは通電されることがない。

【００１７】 一方、エンジン１の始動時やエンジン１にかかる負荷が非常に小さな状態での 運転時である、たとえば坂道を下るような運転状態の場合などには、排気ガスの 温度が上記下限温度ＴL よりも低くなり、それに応じて触媒６の温度も低下する ことがある。

【００１８】 そのような場合、上記触媒６の温度を検出する第３のセンサ１６からの検出信 号がコントロ−ラ１３に入力されると、このコントロ−ラ１３からは給電回路１ ８のスイッチ１９へ制御信号が出力され、このスイッチ１９が閉じられる。それ によって、電気ヒ−タ７にバッテリ１７の電圧が印加され、この電気ヒ−タ７が たとえば８００℃程度まで温度上昇し、触媒６が上記下限温度ＴL 以上に加熱さ れるから、この触媒６による排気ガスの浄化が良好に行われる。

【００１９】 上記電気ヒ−タ７の熱は、ケ−ス５内に設けられた熱反射板８で反射するため 、触媒６に有効に作用する。つまり、電気ヒ−タ７による加熱効率を高めること ができる。しかも、電気ヒ−タ７への通電時にはエア−ポンプ９が作動するとと もにダンパ１２が開かれる。それによって、上記ケ−ス５内へは少量の外部の空 気が導入される。ケ−ス内５に導入された空気は熱反射板８で熱交換してある程 度温められたのち、さらに電気ヒ−タ７で加熱されて触媒６を通過する。

【００２０】 このような空気流によって触媒６は、電気ヒ−タ７に対向する上流側だけでな く、排気ガスの流通方向全長にわたって均一に加熱されるため、触媒６全体が排 気ガスの浄化に有効に機能する。したがって、触媒６による浄化効率を高めるこ とができる。

【００２１】 また、ケ−ス５内に空気を流すことで熱反射板８に蓄えられた電気ヒ−タ７の 熱が無駄なく使用されるから、このことによっても上記電気ヒ−タ７の熱効率を 高めることができる。

【００２２】 なお、この考案は上記一実施例に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で種々 変形可能である。たとえば、触媒は還元触媒に限られず、ＮＯ_X を分解する酸化 触媒であってもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上述べたようにこの考案は、触媒コンバ−タのケ−ス内に触媒の上流側に対 向してヒ−タを設けるとともに、このヒ−タの熱が上流側に逃げるのを防止する 熱反射板を設けるようにした。

【００２４】 したがって、エンジンの始動時のように排気ガスの温度が低いために触媒の温 度も低いため、上記ヒ−タにより触媒を加熱する場合、そのヒ−タの熱が逃げる のを上記熱反射板によって阻止することができるから、上記触媒の加熱を効率良 く迅速に行うことができ、それによって有害ガスの排出量を少なくすることがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の触媒コンバ−タが使用さ
れたエンジンの排気系統を示す全体構成図。

【図２】同じくコントロ−ラの構成図。

【図３】触媒の温度と有害ガス成分の転化率との関係の
グラフ。

【符号の説明】

１…デイ−ゼルエンジン、３…排気管（排気通路）、４
…触媒コンバ−タ、５…ケ−ス、６…触媒、７…ヒ−
タ、８…熱反射板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの排気ガスを排出する排気
   通路に、排気ガスを浄化するために設けられた触媒コン
   バ−タにおいて、内部に触媒が収容されたケ−スと、こ
   のケ−ス内の流入側に上記触媒の一端側に対向して設け
   られたヒ−タと、上記ケ−ス内の上記ヒ−タよりも流入
   側に設けられ上記ヒ−タからの熱を反射する熱反射板と
   から構成されていることを特徴とする触媒コンバ−タ。