JPH06288235A - Exhaust emission control device of ceramic exhaust pipe for exhaust emission control and engine - Google Patents

Exhaust emission control device of ceramic exhaust pipe for exhaust emission control and engine

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JPH06288235A
JPH06288235A JP5078222A JP7822293A JPH06288235A JP H06288235 A JPH06288235 A JP H06288235A JP 5078222 A JP5078222 A JP 5078222A JP 7822293 A JP7822293 A JP 7822293A JP H06288235 A JPH06288235 A JP H06288235A
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JP
Japan
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ceramic
exhaust gas
exhaust pipe
exhaust
engine
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Application number
JP5078222A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Kominami
正哉 小南
Hiroyoshi Suzuki
尋善 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06288235A publication Critical patent/JPH06288235A/en
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Abstract

PURPOSE:To Provide an exhaust emission control device capable of efficiently purifying exhaust gas of an engine by way of using catalytic converter rhodium even when the engine is optionally actuated at an air-fuel ratio which comes to be at the best point of fuel consumption, at an air fuel ratio which comes to be at the best point of motive power performance and others. CONSTITUTION:A ceramic exhaust pipe 1 consisting of oxygen ion conductive solid electrolyte ceramics, an electrode formed on an inner and outer periphery and a porous electrode protective layer and capable of pumping oxygen in the reverse direction of an electric current by ion conduction is installed on an exhaust system of an engine. In accordance with outputs of air fuel ratio sensors 9, 10 to detect gas density in exhaust gas in the upstream and the downstream of the exhaust pipe 1, the electric current flowing in the ceramics is feedback controlled by a control device 16, and the oxygen density in exhaust gas of the engine is controlled with the range to purify it with catalytic converter rhodium. In accordance with output of a temperature sensor 14 to detect temperature of the exhaust pipe 1, a heater 19 is controlled, and temperature of the pipe 1 is controlled in a temperature range of high oxygen pumping efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、機関の排気ガス浄化
のために使用して好適な排気ガス浄化用セラミック排気
管および機関の排気ガス浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification ceramic exhaust pipe suitable for use in engine exhaust gas purification, and an engine exhaust gas purification device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、自動車等の内燃機関に使用され
ている三元触媒を用いた排気ガス浄化装置を示してい
る。図において、6は内燃機関、22は内燃機関6の吸
気管、8は排気管7に設置された三元触媒である。21
は吸気管22の内部に設置された絞り弁であり、この絞
り弁21によって吸入空気量の調整が行われる。23は
内燃機関6に燃料を供給する燃料噴射弁であり、この燃
料噴射弁23は吸気管22に設置されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows an exhaust gas purifying apparatus using a three-way catalyst used in an internal combustion engine of an automobile or the like. In the figure, 6 is an internal combustion engine, 22 is an intake pipe of the internal combustion engine 6, and 8 is a three-way catalyst installed in the exhaust pipe 7. 21
Is a throttle valve installed inside the intake pipe 22, and the intake air amount is adjusted by this throttle valve 21. Reference numeral 23 is a fuel injection valve for supplying fuel to the internal combustion engine 6, and the fuel injection valve 23 is installed in the intake pipe 22.

【0003】また、20は内燃機関6の空気吸入量を計
測するエアフローセンサであり、このエアフローセンサ
20は吸気管22に設置されている。24は内燃機関6
の回転数を検出する回転数センサ、25は内燃機関6の
冷却水の温度を検出する水温センサであり、これらセン
サ24,25は内燃機関6に設置されている。26は排
気ガス中の酸素濃度を検知する酸素センサであり、この
酸素センサ26は排気管7に設置されている。これらセ
ンサ20,24〜26の出力は制御装置27に供給され
る。
Reference numeral 20 is an air flow sensor for measuring the amount of air intake of the internal combustion engine 6, and this air flow sensor 20 is installed in an intake pipe 22. 24 is an internal combustion engine 6
Is a rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the internal combustion engine 6, 25 is a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 6, and these sensors 24, 25 are installed in the internal combustion engine 6. An oxygen sensor 26 detects the oxygen concentration in the exhaust gas, and the oxygen sensor 26 is installed in the exhaust pipe 7. The outputs of these sensors 20, 24-26 are supplied to the control device 27.

【0004】制御装置27は、上述したセンサ20,2
4〜26の出力に基づいて、内燃機関6の運転状態に適
応した燃料噴射量を演算し、燃料噴射弁23に開閉信号
を送り、燃料を供給する。絞り弁21によって内燃機関
6への吸入空気量を調整することで、内燃機関6の出力
を加減している。さらに、酸素センサ26で検知される
排気ガス中の酸素濃度に基づいて、制御装置27は内燃
機関6への燃料供給量を理論空燃比になるようにフィー
ドバック制御して、三元触媒8と組み合わせて排気ガス
を浄化している。
The controller 27 includes the above-mentioned sensors 20, 2
Based on the outputs of 4 to 26, the fuel injection amount adapted to the operating state of the internal combustion engine 6 is calculated, an open / close signal is sent to the fuel injection valve 23, and fuel is supplied. The output of the internal combustion engine 6 is adjusted by adjusting the intake air amount to the internal combustion engine 6 by the throttle valve 21. Further, based on the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the oxygen sensor 26, the control device 27 performs feedback control so that the fuel supply amount to the internal combustion engine 6 becomes the stoichiometric air-fuel ratio, and combines with the three-way catalyst 8. To purify the exhaust gas.

【0005】三元触媒8は、排気ガス中に含まれる一酸
化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO
X)を、二酸化炭素(CO2)、水(H2O)、窒素(N
2)に、同時に酸化還元反応で処理して浄化する触媒で
ある。図9に示すように、理論空燃比近傍のウインドと
呼ばれる狭い範囲で高い浄化率を示す。
The three-way catalyst 8 includes carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO) contained in the exhaust gas.
X) is carbon dioxide (CO2), water (H2O), nitrogen (N
In 2), it is a catalyst that is treated by redox reaction and purified at the same time. As shown in FIG. 9, a high purification rate is exhibited in a narrow range called a window near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の排気ガス浄化装
置は以上のように構成されており、内燃機関6への燃料
供給量をウインド範囲に制御し、三元触媒8で排気ガス
を浄化するものであり、燃費の最良点や動力性能の最良
点となる空燃比で排気ガス浄化性を落とさずに内燃機関
を使用することができないといった問題点があった。燃
費の最良点となるリーン空燃比で内燃機関6を作動させ
た場合の問題点は、排気ガス中の窒素酸化物の増加であ
る。また、動力性能の最良点となるリッチ空燃比で内燃
機関6を作動させた場合の問題点は、排気ガス中の一酸
化炭素や炭化水素の濃度の増加である。
The conventional exhaust gas purifying apparatus is constructed as described above, and controls the amount of fuel supplied to the internal combustion engine 6 within the window range and purifies the exhaust gas by the three-way catalyst 8. However, there is a problem in that the internal combustion engine cannot be used without deteriorating the exhaust gas purifying property at the air-fuel ratio, which is the best point of fuel efficiency and the best point of power performance. A problem when operating the internal combustion engine 6 at a lean air-fuel ratio, which is the best point of fuel economy, is an increase in nitrogen oxides in the exhaust gas. Further, a problem when operating the internal combustion engine 6 at the rich air-fuel ratio, which is the best point of power performance, is an increase in the concentration of carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas.

【0007】空燃比に関係なく機関を作動させた場合、
空燃比によって機関の排気ガスの各種濃度が変わり、ウ
インド範囲で効率よく働く三元触媒によって排気ガスを
浄化できなくなる。原因は、リーン空燃比では排気ガス
中の酸素濃度が高いので、窒素酸化物を還元して窒素ガ
スと酸素に戻すことが難しい。また、リッチ空燃比では
排気ガス中の酸素が殆どないため、排気ガス中の一酸化
炭素や炭化水素を酸化して二酸化炭素と水にすることが
できないからである。
When the engine is operated regardless of the air-fuel ratio,
Various concentrations of the exhaust gas of the engine change depending on the air-fuel ratio, and the exhaust gas cannot be purified by the three-way catalyst that works efficiently in the window range. The cause is that the oxygen concentration in the exhaust gas is high at a lean air-fuel ratio, so it is difficult to reduce nitrogen oxides and return them to nitrogen gas and oxygen. In addition, since there is almost no oxygen in the exhaust gas at the rich air-fuel ratio, it is not possible to oxidize carbon monoxide or hydrocarbons in the exhaust gas into carbon dioxide and water.

【0008】そこで従来、リッチ空燃比での機関の排気
ガスを処理する際に、排気ガスに二次空気を導入し、酸
化触媒を用いて排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素を処
理することが提案されているが、この方法では新たに二
次空気導入手段を設けねばならず、機関の運転状態に応
じて機械的な制御が難しいといった問題点があった。ま
た、この方法は空気が過剰なリーン空燃比での問題に対
しては解決の手段とならないものである。
Therefore, conventionally, when treating exhaust gas of an engine with a rich air-fuel ratio, secondary air is introduced into the exhaust gas and an oxidation catalyst is used to treat carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas. However, this method has a problem in that secondary air introducing means must be newly provided, and it is difficult to control mechanically according to the operating state of the engine. Also, this method does not provide a solution to the problem with a lean air-fuel ratio with excess air.

【0009】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、燃費の最良点となる空燃比や動力
性能の最良点となる空燃比等で機関を任意に作動させて
も、三元触媒を活用して機関の排気ガスを効率よく浄化
できる排気ガス浄化用セラミック排気管および機関の排
気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such problems, and even if the engine is arbitrarily operated with an air-fuel ratio which is the best point of fuel economy or an air-fuel ratio which is the best point of power performance, An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe capable of efficiently purifying engine exhaust gas by utilizing a three-way catalyst, and an engine exhaust gas purifying device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項第1項の発明に係
る排気ガス浄化用セラミック排気管は、機関の排気系に
取り付けられ、酸素ポンプとして機能する酸素イオン伝
導性固体電解質セラミックスと、この固体電解質セラミ
ックスの内周および外周にそれぞれ形成された第1およ
び第2の電極と、少なくとも上記第1の電極を覆うよう
に上記固体電解質セラミックスの内周に形成された多孔
質電極保護層とを備えたものである。
An exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe according to a first aspect of the present invention is attached to an exhaust system of an engine, and is an oxygen ion conductive solid electrolyte ceramic, which functions as an oxygen pump. A first electrode and a second electrode respectively formed on the inner circumference and the outer circumference of the solid electrolyte ceramic; and a porous electrode protective layer formed on the inner circumference of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode. Be prepared.

【0011】請求項第2項の発明に係る機関の排気ガス
浄化装置は、機関の排気系に取り付けられ、酸素ポンプ
として機能する酸素イオン伝導性固体電解質セラミック
ス、この固体電解質セラミックスの内周および外周にそ
れぞれ形成された第1および第2の電極、少なくとも上
記第1の電極を覆うように上記固体電解質セラミックス
の内周に形成された多孔質電極保護層を有する排気ガス
浄化用セラミック排気管と、このセラミック排気管の上
流および下流の排気ガス中の酸素濃度を検知する第1お
よび第2のガス濃度検知手段と、この第1および第2の
ガス濃度検知手段の出力に応じて上記セラミック排気管
の上記固体電解質セラミックスに流れる電流を制御する
制御手段とを備えたものである。
An exhaust gas purifying apparatus for an engine according to a second aspect of the present invention is an oxygen ion conductive solid electrolyte ceramic which is attached to an exhaust system of an engine and functions as an oxygen pump, and inner and outer circumferences of the solid electrolyte ceramic. An exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe having a first electrode and a second electrode formed respectively on the first and second electrodes, and a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode; First and second gas concentration detecting means for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas upstream and downstream of the ceramic exhaust pipe, and the ceramic exhaust pipe according to the outputs of the first and second gas concentration detecting means. And a control means for controlling the current flowing through the solid electrolyte ceramic.

【0012】請求項第3項の発明に係る機関の排気ガス
浄化装置は、機関の排気系に取り付けられ、酸素ポンプ
として機能する酸素イオン伝導性固体電解質セラミック
ス、この固体電解質セラミックスの内周および外周にそ
れぞれ形成された第1および第2の電極、少なくとも上
記第1の電極を覆うように上記固体電解質セラミックス
の内周に形成された多孔質電極保護層を有する排気ガス
浄化用セラミック排気管と、このセラミック排気管の上
流および下流の排気ガス中の酸素濃度を検知する第1お
よび第2のガス濃度検知手段と、上記セラミック排気管
の少なくとも上流の排気ガスの温度を検知する第1の温
度検知手段と、上記セラミック排気管の温度を検知する
第2の温度検知手段と、上記第1および第2のガス濃度
検知手段の出力に応じて上記セラミック排気管の上記固
体電解質セラミックスに流れる電流を制御すると共に、
上記第1および第2の温度検知手段の出力に基づいて上
記セラミック排気管の温度を制御する制御手段とを備え
たものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an engine, which is attached to an exhaust system of the engine and which functions as an oxygen pump. The oxygen ion conductive solid electrolyte ceramics, and the inner and outer circumferences of the solid electrolyte ceramics. An exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe having a first electrode and a second electrode formed respectively on the first and second electrodes, and a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode; First and second gas concentration detecting means for detecting oxygen concentration in exhaust gas upstream and downstream of the ceramic exhaust pipe, and first temperature detection for detecting temperature of exhaust gas at least upstream of the ceramic exhaust pipe. Means, second temperature detecting means for detecting the temperature of the ceramic exhaust pipe, and outputs of the first and second gas concentration detecting means. Flip and controls the current flowing in the solid electrolyte ceramic of the ceramic exhaust pipes,
And a control means for controlling the temperature of the ceramic exhaust pipe based on the outputs of the first and second temperature detection means.

【0013】請求項第4項の発明に係る機関の排気ガス
浄化装置は、排気ガス浄化用セラミック排気管の下流に
設けられるかまたはこれと一体に形成された三元触媒を
備えたものである。
An exhaust gas purifying apparatus for an engine according to a fourth aspect of the present invention is provided with a three-way catalyst which is provided downstream of the exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe or is formed integrally therewith. .

【0014】[0014]

【作用】請求項第1項の発明においては、固体電解質セ
ラミックスに電流が流れるとき、この電流とは逆方向に
イオン伝導によって酸素がポンピングされるため、機関
の排気系に配することにより、燃費が最良点となる空燃
比(リーン空燃比)や動力性能が最良点となる空燃比
(リッチ空燃比)等で機関を任意に作動させても、排気
ガス中の酸素濃度を三元触媒で浄化できるウインド範囲
とすることができ、三元触媒を活用して排気ガスを効率
よく浄化することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, when an electric current flows through the solid electrolyte ceramics, oxygen is pumped by ionic conduction in the opposite direction to the electric current. Even if the engine is operated arbitrarily with the air-fuel ratio (lean air-fuel ratio) where the best point is, or the air-fuel ratio (rich air-fuel ratio) where the power performance is the best point, the oxygen concentration in the exhaust gas is purified with a three-way catalyst. The window range can be made possible, and the exhaust gas can be efficiently purified by utilizing the three-way catalyst.

【0015】請求項第2項の発明においては、セラミッ
ク排気管の下流の排気ガスの酸素濃度を所定値にフィー
ドバック制御するものであり、燃費が最良点となる空燃
比や動力性能が最良点となる空燃比等で機関を任意に作
動させても、排気ガス中の酸素濃度を三元触媒で浄化で
きるウインド範囲とすることができ、三元触媒を活用し
て排気ガスを効率よく浄化することが可能となる。
According to the second aspect of the invention, the oxygen concentration of the exhaust gas downstream of the ceramic exhaust pipe is feedback-controlled to a predetermined value, and the air-fuel ratio and power performance at which fuel consumption is the best are the best. Even if the engine is arbitrarily operated with the air-fuel ratio, etc., the oxygen concentration in the exhaust gas can be set within the window range where it can be purified by the three-way catalyst, and the three-way catalyst can be used to efficiently purify the exhaust gas. Is possible.

【0016】請求項第3項の発明においては、セラミッ
ク排気管の下流の排気ガスの酸素濃度を所定値にフィー
ドバック制御するものであり、燃費が最良点となる空燃
比や動力性能が最良点となる空燃比等で機関を任意に作
動させても、排気ガス中の酸素濃度を三元触媒で浄化で
きるウインド範囲とすることができ、三元触媒を活用し
て排気ガスを効率よく浄化することが可能となる。ま
た、セラミック排気管の少なくとも上流の排気ガスの温
度およびセラミック排気管の温度を検知し、その検知出
力に基づいてセラミック排気管の温度を制御するので、
酸素ポンプとして効率の高い温度範囲の制御が可能とな
る。
According to the third aspect of the invention, the oxygen concentration of the exhaust gas downstream of the ceramic exhaust pipe is feedback-controlled to a predetermined value, and the air-fuel ratio and the power performance at which the fuel efficiency is the best are the best points. Even if the engine is arbitrarily operated with the air-fuel ratio, etc., the oxygen concentration in the exhaust gas can be set within the window range where it can be purified by the three-way catalyst, and the three-way catalyst can be used to efficiently purify the exhaust gas. Is possible. Further, since the temperature of the exhaust gas at least upstream of the ceramic exhaust pipe and the temperature of the ceramic exhaust pipe are detected, and the temperature of the ceramic exhaust pipe is controlled based on the detection output,
It is possible to control the temperature range with high efficiency as an oxygen pump.

【0017】請求項第4項の発明においては、排気ガス
浄化用セラミック排気管の下流に設けられるかまたはこ
れと一体に形成された三元触媒を備えているので、機関
の排気ガスを三元触媒で浄化できるガス濃度範囲に制御
することが可能となる。
According to the fourth aspect of the invention, since the three-way catalyst is provided downstream of the exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe or integrally formed therewith, the exhaust gas of the engine is ternary. It is possible to control the gas concentration range that can be purified by the catalyst.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

実施例1.この発明に係る排気ガス浄化用セラミック排
気管および排気ガス浄化装置の一実施例を図面を使用し
て説明する。図1は、本例の排気ガス浄化装置を示す構
成図である。この図1において、図8と対応する部分に
は同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
Example 1. An embodiment of an exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe and an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an exhaust gas purification apparatus of this example. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0019】図において、1は排気管7の途中に配設さ
れた排気ガス浄化用セラミック排気管、16はセラミッ
ク排気管制御装置、17はセラミック排気管1に大気を
導入する大気導入口、18はセラミック排気管1で汲み
出した酸素を大気へ放出する大気排出口、19はセラミ
ック排気管1を加熱する加熱器、14はセラミック排気
管1の温度を検出する温度センサである。加熱器19の
加熱動作は制御装置16で制御し、温度センサ14の出
力をセラミック排気管1の温度情報として制御装置16
に供給する。
In the figure, 1 is a ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas disposed in the middle of the exhaust pipe 7, 16 is a ceramic exhaust pipe control device, 17 is an air introduction port for introducing the atmosphere into the ceramic exhaust pipe 1, and 18 Is an air outlet for releasing oxygen pumped out by the ceramic exhaust pipe 1 to the atmosphere, 19 is a heater for heating the ceramic exhaust pipe 1, and 14 is a temperature sensor for detecting the temperature of the ceramic exhaust pipe 1. The heating operation of the heater 19 is controlled by the controller 16, and the output of the temperature sensor 14 is used as the temperature information of the ceramic exhaust pipe 1 to control the controller 16.
Supply to.

【0020】9は内燃機関6とセラミック排気管1との
間の排気管7に配置された空燃比センサであり、この空
燃比センサ9の出力を空燃比センサ制御装置11に供給
し、この制御装置11の出力を制御装置16に排気管1
で処理される前の排気ガス(以下、「処理前排気ガス」
という)のガス濃度情報として供給する。13は内燃機
関6とセラミック排気管1との間の排気管7に配置され
た温度センサであり、この温度センサ13の出力を制御
装置16に処理前排気ガスの温度情報として供給する。
Reference numeral 9 denotes an air-fuel ratio sensor arranged in the exhaust pipe 7 between the internal combustion engine 6 and the ceramic exhaust pipe 1. The output of the air-fuel ratio sensor 9 is supplied to the air-fuel ratio sensor control unit 11 to control the same. The output of the device 11 is sent to the control device 16 by the exhaust pipe 1
Exhaust gas before being treated by (hereinafter, "exhaust gas before treatment")
That is) gas concentration information. Reference numeral 13 denotes a temperature sensor arranged in the exhaust pipe 7 between the internal combustion engine 6 and the ceramic exhaust pipe 1, and supplies the output of the temperature sensor 13 to the control device 16 as the temperature information of the untreated exhaust gas.

【0021】10はセラミック排気管1と三元触媒8と
の間の排気管7に配置された空燃比センサであり、この
空燃比センサ10の出力を空燃比センサ制御装置12に
供給し、この制御装置12の出力を制御装置16に排気
管1で処理された後の排気ガス(以下、「処理後排気ガ
ス」という)のガス濃度情報として供給する。15はセ
ラミック排気管1と三元触媒8との間の排気管7に配置
された温度センサであり、この温度センサ15の出力を
制御装置16に処理後排気ガスの温度情報として供給す
る。
Reference numeral 10 denotes an air-fuel ratio sensor arranged in the exhaust pipe 7 between the ceramic exhaust pipe 1 and the three-way catalyst 8. The output of the air-fuel ratio sensor 10 is supplied to the air-fuel ratio sensor control device 12, The output of the control device 12 is supplied to the control device 16 as gas concentration information of the exhaust gas after being processed by the exhaust pipe 1 (hereinafter, referred to as “processed exhaust gas”). Reference numeral 15 is a temperature sensor arranged in the exhaust pipe 7 between the ceramic exhaust pipe 1 and the three-way catalyst 8. The output of the temperature sensor 15 is supplied to the control device 16 as the temperature information of the processed exhaust gas.

【0022】制御装置16は、上述したように供給され
る各種情報を元に、セラミック排気管1が酸素ポンプと
して効率よく働く温度となるように加熱器19の加熱動
作を制御し、処理前排気ガスのガス濃度に応じてセラミ
ック排気管1に流れる電流を制御し、後述する酸素ポン
プ作用によって処理前排気ガスに酸素を汲み込んだり、
汲み出したりして、処理後排気ガスがウインド状態とな
るように処理する。ウインド状態に処理された処理後排
気ガスは、三元触媒8により酸化還元反応で浄化され、
処理後排気ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素、窒
素酸化物は、二酸化炭素、水、窒素に処理される。
The control device 16 controls the heating operation of the heater 19 based on the various information supplied as described above so that the temperature of the ceramic exhaust pipe 1 works efficiently as an oxygen pump, and the pre-treatment exhaust gas is discharged. The current flowing through the ceramic exhaust pipe 1 is controlled according to the gas concentration of the gas, and oxygen is pumped into the pre-treatment exhaust gas by the oxygen pump action described later.
It is pumped out and treated so that the exhaust gas becomes a window state after treatment. The treated exhaust gas treated in the window state is purified by the redox reaction by the three-way catalyst 8,
Carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides contained in the exhaust gas after treatment are treated into carbon dioxide, water and nitrogen.

【0023】図2はセラミック排気管1の基本構造を示
す断面構造図である。図において、5はセラミック排気
管1を全体として構成する管状の酸素イオン伝導性固体
電解質セラミックスである。このセラミックス5を、酸
素イオン伝導性固体電解質であるジルコニア(ZrO
2)を7%のイットリア(Y2O3)で部分安定化した部
分安定化ジルコニア(PSZ)を主体として構成する。
FIG. 2 is a sectional structural view showing the basic structure of the ceramic exhaust pipe 1. In the figure, reference numeral 5 is a tubular oxygen ion conductive solid electrolyte ceramic which constitutes the ceramic exhaust pipe 1 as a whole. This ceramics 5 is mixed with zirconia (ZrO 2) which is an oxygen ion conductive solid electrolyte.
2) is composed mainly of partially stabilized zirconia (PSZ) partially stabilized with 7% yttria (Y2O3).

【0024】2はセラミックス5の一部外周に形成され
た円筒状の大気側電極である。3はセラミックス5の内
周に上述した大気側電極2対向して形成され、機関の排
気ガスに直接接触する円筒状の排気ガス側電極である。
これら電極2,3を多孔質状態の白金(Pt)でもって
構成する。4はセラミックス5の内部に電極3を覆うよ
うに形成された多孔質電極保護層である。この保護層4
をアルミナ(Al2O3)を主成分とした多孔質セラミッ
クでもって構成する。セラミック排気管1は、上述した
セラミックス5、電極2,3および保護層4を、図示の
ように管状に一体焼成してなるものである。
Reference numeral 2 is a cylindrical atmosphere-side electrode formed on a part of the outer periphery of the ceramic 5. Reference numeral 3 is a cylindrical exhaust gas-side electrode that is formed on the inner circumference of the ceramic 5 so as to face the atmosphere-side electrode 2 described above and is in direct contact with the exhaust gas of the engine.
These electrodes 2 and 3 are made of porous platinum (Pt). Reference numeral 4 denotes a porous electrode protection layer formed inside the ceramic 5 so as to cover the electrode 3. This protective layer 4
Is composed of a porous ceramic containing alumina (Al2O3) as a main component. The ceramic exhaust pipe 1 is formed by integrally firing the above-described ceramics 5, electrodes 2, 3 and protective layer 4 into a tubular shape as shown in the figure.

【0025】次に、セラミック排気管1の酸素ポンプ作
用について説明する。図3に示すように、高温におい
て、電極2,3間に外部から電圧を印加することによ
り、セラミックス5の空孔を介し、そのセラミックス5
を隔てて、イオン伝導により酸素イオンを移動させるこ
とができる。この現象は酸素ポンプ作用と呼ばれてお
り、セラミックス5に流れる電流は、輸送される酸素イ
オンの総電荷量に等しい。ここで、酸素が汲み出される
側の酸素分圧をPa、酸素が汲み込まれる側の酸素分圧
をPc、それぞれによる自由エネルギーをGa,Gcと
すると、分圧比による自由エネルギーの差は(1)式の
ようになる。(1)式において、Tは絶対温度(K)、
Rは気体定数(8.31 J/mol,K)、Lnは自
然対数である。
Next, the oxygen pump action of the ceramic exhaust pipe 1 will be described. As shown in FIG. 3, by applying a voltage from the outside between the electrodes 2 and 3 at a high temperature, the ceramics 5 will pass through the pores of the ceramics 5 and
Oxygen ions can be moved by ionic conduction. This phenomenon is called oxygen pumping action, and the current flowing through the ceramic 5 is equal to the total amount of charges of oxygen ions transported. Here, when the oxygen partial pressure on the oxygen pumping side is Pa, the oxygen partial pressure on the oxygen pumping side is Pc, and the free energies due to these are Ga and Gc, the difference in free energy due to the partial pressure ratio is (1 ) It becomes like a formula. In equation (1), T is the absolute temperature (K),
R is a gas constant (8.31 J / mol, K), and Ln is a natural logarithm.

【0026】 Ga−Gc=R×T×Ln(Pa/Pc) ・・・(1)Ga-Gc = R × T × Ln (Pa / Pc) (1)

【0027】この差が電気エネルギーに変換されると、
ネルンスト方程式より、(2)式の関係となる。(2)
式において、Eは酸素濃淡電池作用による起電力
(V)、Fはファラデー定数(9.65×104 C/
mol)である。
When this difference is converted into electric energy,
From the Nernst equation, the relation of equation (2) is established. (2)
In the equation, E is the electromotive force (V) due to the oxygen concentration cell action, and F is the Faraday constant (9.65 × 10 4 C /
mol).

【0028】 4E・F=R・T・Ln(Pa/Pc) ・・・(2)4E · F = R · T · Ln (Pa / Pc) (2)

【0029】また、ファラデーの法則より、単位時間に
移動する酸素のモル数をmとすると、(3)式が得られ
る。(3)式において、Ipはポンプ電流(A)であ
る。
Further, according to Faraday's law, if the number of moles of oxygen moving per unit time is m, then equation (3) is obtained. In the equation (3), Ip is the pump current (A).

【0030】 m=Ip/4F ・・・(3)M = Ip / 4F (3)

【0031】セラミックス5では、酸素ポンプとして働
いている部分の内部抵抗r(Ω)が存在するので、Eが
そのまま端子電圧にはならない。単位時間あたりのモル
数の移動に伴う自由エネルギーの増加と内部抵抗消費エ
ネルギー(r×Ip2)の和が印加電力(Vp×Ip)
になるので、(1)式および(2)式より(4)式が得
られる。(4)式において、Vpはポンプ印加電圧であ
る。
In the ceramic 5, since there is an internal resistance r (Ω) of a portion which functions as an oxygen pump, E does not directly become the terminal voltage. Applied power (Vp × Ip) is the sum of free energy increase and internal resistance consumption energy (r × Ip2) as the number of moles moves per unit time.
Therefore, equation (4) is obtained from equations (1) and (2). In the equation (4), Vp is a pump applied voltage.

【0032】 (Ip/4F)R・T・Ln(Pa/Pc)+r・Ip2 =Vp・Ip ・・・(4)(Ip / 4F) R · T · Ln (Pa / Pc) + r · Ip 2 = Vp · Ip (4)

【0033】(4)式を書き換えると、(5)式が得ら
れる。
By rewriting the equation (4), the equation (5) is obtained.

【0034】 Vp=r・Ip+(R・T/4F)・Ln(Pa/Pc) =r・Ip+E =r・4F・m+E ・・・(5)Vp = r · Ip + (R · T / 4F) · Ln (Pa / Pc) = r · Ip + E = r · 4F · m + E (5)

【0035】この(5)式より、印加電圧Vpに応じ、
イオン伝導によって電流と逆方向に酸素イオンがポンピ
ングされることがわかる。
From the equation (5), according to the applied voltage Vp,
It can be seen that ionic conduction causes oxygen ions to be pumped in the opposite direction to the current.

【0036】実施例2.図4は、排気ガス浄化用セラミ
ック排気管1を星型管状に形成したものである。このよ
うな形状とすることで、排気ガスの排出抵抗を高めず
に、酸素ポンプ部の有効面積と排気ガス接触面積を増や
して排気ガス制御効率を向上できる。なお、図4におい
て、図2と対応する部分には同一符号を付して示してい
る。
Example 2. FIG. 4 shows a ceramic exhaust pipe 1 for purifying exhaust gas, which is formed in a star shape. With such a shape, the exhaust gas control efficiency can be improved by increasing the effective area of the oxygen pump portion and the exhaust gas contact area without increasing the exhaust gas exhaust resistance. Note that, in FIG. 4, portions corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0037】実施例3.図5は、排気ガス浄化用セラミ
ック排気管1を波型管状に形成したものである。このよ
うな形状とすることで、図4の例と同様に、排気ガスの
排出抵抗を高めずに、酸素ポンプ部の有効面積と排気ガ
ス接触面積を増やして排気ガス制御効率を向上できる。
なお、図5において、図2と対応する部分には同一符号
を付して示している。
Example 3. FIG. 5 shows a ceramic exhaust pipe 1 for purifying exhaust gas formed in a corrugated tubular shape. With such a shape, the exhaust gas control efficiency can be improved by increasing the effective area of the oxygen pump portion and the exhaust gas contact area without increasing the exhaust gas discharge resistance, as in the example of FIG. 4.
Note that, in FIG. 5, portions corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0038】実施例4.図6は、排気ガス浄化用セラミ
ック排気管1をコイル状にしたものである。このような
形状とすることで、図4および図5の例と同様に、酸素
ポンプ部の有効面積と排気ガス接触面積を増やして排気
ガス制御効率の向上できる。
Example 4. FIG. 6 shows a ceramic exhaust pipe 1 for purifying exhaust gas in a coil shape. With such a shape, the effective area of the oxygen pump portion and the exhaust gas contact area can be increased and the exhaust gas control efficiency can be improved, as in the example of FIGS. 4 and 5.

【0039】実施例5.図7は、排気ガス浄化用セラミ
ック排気管1と三元触媒を一体にした基本構造を持つ例
である。この例は、図2に示すセラミック排気管1の排
気ガス通路側の途中から排気ガスが大気排出方向に流れ
る下流側に、排気ガス浄化用の三元触媒ペレット28を
充填したものである。このように三元触媒を一体にした
セラミック排気管1を使用することで、排気ガス浄化装
置としては、三元触媒8(図1参照)を省略することが
できる。なお、図7において、図2と対応する部分には
同一符号を付して示している。
Example 5. FIG. 7 shows an example having a basic structure in which the ceramic exhaust pipe 1 for purifying exhaust gas and the three-way catalyst are integrated. In this example, a three-way catalyst pellet 28 for purifying exhaust gas is filled in the ceramic exhaust pipe 1 shown in FIG. 2 from the middle of the exhaust gas passage side to the downstream side where the exhaust gas flows in the air exhaust direction. By using the ceramic exhaust pipe 1 in which the three-way catalyst is integrated in this way, the three-way catalyst 8 (see FIG. 1) can be omitted from the exhaust gas purification device. Note that, in FIG. 7, portions corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項第1項の発明によれば、機関の排
気系に取り付けられ、酸素ポンプとして機能する酸素イ
オン伝導性固体電解質セラミックスと、この固体電解質
セラミックスの内周および外周にそれぞれ形成された第
1および第2の電極と、少なくとも上記第1の電極を覆
うように上記固体電解質セラミックスの内周に形成され
た多孔質電極保護層とを備えたので、第1および第2の
電極を通して固体電解質セラミックスに電流が流れると
き、この電流と逆方向にイオン伝導によって酸素がポン
ピングされ、燃費が最良点となる空燃比や動力性能が最
良点となる空燃比等で機関を任意に作動させても、排気
ガス中の酸素濃度を三元触媒で浄化できるウインド範囲
とすることができ、三元触媒を活用して排気ガスを効率
よく浄化できる等の効果がある。
According to the first aspect of the invention, the oxygen ion conductive solid electrolyte ceramics, which are attached to the exhaust system of the engine and function as oxygen pumps, are formed on the inner and outer circumferences of the solid electrolyte ceramics. The first and second electrodes, and the porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode, and thus the first and second electrodes are provided. When an electric current flows through the solid electrolyte ceramics through oxygen, oxygen is pumped by ionic conduction in the opposite direction to this electric current, and the engine is operated arbitrarily at an air-fuel ratio that gives the best fuel economy or power performance. However, the oxygen concentration in the exhaust gas can be set within the window range where the three-way catalyst can be purified, and the three-way catalyst can be used to efficiently purify the exhaust gas. There is an effect.

【0041】請求項第2項の発明によれば、機関の排気
系に取り付けられ、酸素ポンプとして機能する酸素イオ
ン伝導性固体電解質セラミックス、この固体電解質セラ
ミックスの内周および外周にそれぞれ形成された第1お
よび第2の電極、少なくとも上記第1の電極を覆うよう
に上記固体電解質セラミックスの内周に形成された多孔
質電極保護層を有する排気ガス浄化用セラミック排気管
と、このセラミック排気管の上流および下流の排気ガス
中の酸素濃度を検知する第1および第2のガス濃度検知
手段と、この第1および第2のガス濃度検知手段の出力
に応じて上記セラミック排気管の上記固体電解質セラミ
ックスに流れる電流を制御する制御手段とを備えたの
で、セラミック排気管の下流の排気ガス中の酸素濃度が
所定値にフィードバック制御され、第1および第2の電
極を通して固体電解質セラミックスに電流が流れると
き、この電流と逆方向にイオン伝導によって酸素がポン
ピングされ、燃費が最良点となる空燃比や動力性能が最
良点となる空燃比等で機関を任意に作動させても、排気
ガス中の酸素濃度を三元触媒で浄化できるウインド範囲
とすることができ、三元触媒を活用して排気ガスを効率
よく浄化できる等の効果がある。
According to the second aspect of the invention, the oxygen ion conductive solid electrolyte ceramics mounted on the exhaust system of the engine and functioning as an oxygen pump, and the solid electrolyte ceramics are formed on the inner circumference and the outer circumference respectively. First and second electrodes, an exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe having a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode, and an upstream of the ceramic exhaust pipe And the first and second gas concentration detecting means for detecting the oxygen concentration in the downstream exhaust gas, and the solid electrolyte ceramics of the ceramic exhaust pipe according to the outputs of the first and second gas concentration detecting means. Since the control means for controlling the flowing current is provided, the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the ceramic exhaust pipe is adjusted to a predetermined value. When the current is controlled to flow through the solid electrolyte ceramics through the first and second electrodes, oxygen is pumped by ionic conduction in the opposite direction of this current, and the best fuel efficiency is the air-fuel ratio and power performance. Even if the engine is operated arbitrarily with such an air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas can be set within the window range where the three-way catalyst can be purified, and the three-way catalyst can be used to efficiently purify the exhaust gas. Has the effect of.

【0042】請求項第3項の発明によれば、機関の排気
系に取り付けられ、酸素ポンプとして機能する酸素イオ
ン伝導性固体電解質セラミックス、この固体電解質セラ
ミックスの内周および外周にそれぞれ形成された第1お
よび第2の電極、少なくとも上記第1の電極を覆うよう
に上記固体電解質セラミックスの内周に形成された多孔
質電極保護層を有する排気ガス浄化用セラミック排気管
と、このセラミック排気管の上流および下流の排気ガス
中の酸素濃度を検知する第1および第2のガス濃度検知
手段と、上記セラミック排気管の少なくとも上流の排気
ガスの温度を検知する第1の温度検知手段と、上記セラ
ミック排気管の温度を検知する第2の温度検知手段と、
上記第1および第2のガス濃度検知手段の出力に応じて
上記セラミック排気管の上記固体電解質セラミックスに
流れる電流を制御すると共に、上記第1および第2の温
度検知手段の出力に基づいて上記セラミック排気管の温
度を制御する制御手段とを備えたので、セラミック排気
管の下流の排気ガス中の酸素濃度が所定値にフィードバ
ック制御され、第1および第2の電極を通して固体電解
質セラミックスに電流が流れるとき、この電流と逆方向
にイオン伝導によって酸素がポンピングされ、燃費が最
良点となる空燃比や動力性能が最良点となる空燃比等で
機関を任意に作動させても、排気ガス中の酸素濃度を三
元触媒で浄化できるウインド範囲とすることができ、三
元触媒を活用して排気ガスを効率よく浄化でき、しかも
セラミック排気管の少なくとも上流の排気ガスの温度お
よびセラミック排気管の温度を検知し、その検知出力に
基づいてセラミック排気管の温度を制御するので、酸素
ポンプとして効率の高い温度範囲の制御が可能となる等
の効果がある。
According to the third aspect of the invention, the oxygen ion conductive solid electrolyte ceramics mounted on the exhaust system of the engine and functioning as an oxygen pump, and the solid electrolyte ceramics are formed on the inner circumference and the outer circumference respectively. First and second electrodes, an exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe having a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode, and an upstream of the ceramic exhaust pipe And first and second gas concentration detecting means for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, and first temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas at least upstream of the ceramic exhaust pipe, and the ceramic exhaust Second temperature detecting means for detecting the temperature of the tube,
The current flowing through the solid electrolyte ceramics of the ceramic exhaust pipe is controlled according to the outputs of the first and second gas concentration detecting means, and the ceramic is based on the outputs of the first and second temperature detecting means. Since the control means for controlling the temperature of the exhaust pipe is provided, the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the ceramic exhaust pipe is feedback-controlled to a predetermined value, and a current flows through the solid electrolyte ceramics through the first and second electrodes. At this time, oxygen is pumped by ionic conduction in the opposite direction to this current, and even if the engine is arbitrarily operated at an air-fuel ratio that gives the best fuel economy or an air-fuel ratio that gives the best power performance, the oxygen in the exhaust gas The concentration can be adjusted to a window range that can be purified with a three-way catalyst, the exhaust gas can be efficiently purified using the three-way catalyst, and the ceramic exhaust pipe At least the temperature of the exhaust gas upstream and the temperature of the ceramic exhaust pipe are detected, and the temperature of the ceramic exhaust pipe is controlled based on the detected output, so that it is possible to control the temperature range with high efficiency as an oxygen pump. There is.

【0043】請求項第4項の発明によれば、排気ガス浄
化用セラミック排気管の下流に設けられるかまたはこれ
と一体に形成された三元触媒を備えたので、請求項第2
項、第3項の発明と同様の効果が得られると共に、さら
に、機関の排気ガスを三元触媒で浄化できるガス濃度範
囲に制御することが可能となる等の効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the three-way catalyst is provided downstream of or integrally with the ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas.
In addition to the effects similar to those of the inventions of the items 3 and 4, it is possible to further control the exhaust gas of the engine within a gas concentration range in which it can be purified by the three-way catalyst.

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

【図1】この発明に係る機関の排気ガス浄化装置の一実
施例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an engine according to the present invention.

【図2】この発明に係る排気ガス浄化用セラミック排気
管の一実施例を示す一部を切断した構成図である。
FIG. 2 is a partially cut configuration diagram showing an embodiment of a ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas according to the present invention.

【図3】酸素イオン伝導固体電解質セラミックスの酸素
ポンプ作用を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an oxygen pump action of an oxygen ion conductive solid electrolyte ceramics.

【図4】この発明に係る排気ガス浄化用セラミック排気
管の他の実施例を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas according to the present invention.

【図5】この発明に係る排気ガス浄化用セラミック排気
管の他の実施例を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas according to the present invention.

【図6】この発明に係る排気ガス浄化用セラミック排気
管の他の実施例を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas according to the present invention.

【図7】この発明に係る排気ガス浄化用セラミック排気
管の他の実施例を示す一部を切断した構成図である。
FIG. 7 is a partially cut configuration view showing another embodiment of the exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe according to the present invention.

【図8】従来の内燃機関の排気ガス浄化装置を示す構成
図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【図9】三元触媒の浄化率と空燃比との関係を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a purification rate of a three-way catalyst and an air-fuel ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気ガス浄化用セラミック排気管 2 大気側電極 3 排気ガス側電極 4 多孔質電極保護層 5 酸素イオン伝導性固体電解質セラミックス 6 内燃機関 8 三元触媒 9,10 空燃比センサ 11,12 空燃比センサ制御装置 13,14 温度センサ 16 セラミック排気管制御装置 19 加熱器 1 Exhaust Gas Purifying Ceramic Exhaust Pipe 2 Atmosphere Side Electrode 3 Exhaust Gas Side Electrode 4 Porous Electrode Protective Layer 5 Oxygen Ion Conducting Solid Electrolyte Ceramics 6 Internal Combustion Engine 8 Three-Way Catalyst 9,10 Air Fuel Ratio Sensor 11,12 Air Fuel Ratio Sensor Control device 13,14 Temperature sensor 16 Ceramic exhaust pipe control device 19 Heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 9/00 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location F01N 9/00 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関の排気系に取り付けられ、酸素ポン
プとして機能する酸素イオン伝導性固体電解質セラミッ
クスと、 この固体電解質セラミックスの内周および外周にそれぞ
れ形成された第1および第2の電極と、 少なくとも上記第1の電極を覆うように上記固体電解質
セラミックスの内周に形成された多孔質電極保護層とを
備えたことを特徴とする排気ガス浄化用セラミック排気
管。
1. An oxygen ion conductive solid electrolyte ceramic, which is attached to an exhaust system of an engine and functions as an oxygen pump, and first and second electrodes respectively formed on an inner circumference and an outer circumference of the solid electrolyte ceramic. A ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas, comprising: a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover at least the first electrode.
【請求項2】 機関の排気系に取り付けられ、酸素ポン
プとして機能する酸素イオン伝導性固体電解質セラミッ
クス、この固体電解質セラミックスの内周および外周に
それぞれ形成された第1および第2の電極、少なくとも
上記第1の電極を覆うように上記固体電解質セラミック
スの内周に形成された多孔質電極保護層を有する排気ガ
ス浄化用セラミック排気管と、 このセラミック排気管の上流および下流の排気ガス中の
酸素濃度を検知する第1および第2のガス濃度検知手段
と、 この第1および第2のガス濃度検知手段の出力に応じて
上記セラミック排気管の上記固体電解質セラミックスに
流れる電流を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する機関の排気ガス浄化装置。
2. An oxygen ion conductive solid electrolyte ceramic which is attached to an exhaust system of an engine and functions as an oxygen pump, first and second electrodes respectively formed on an inner circumference and an outer circumference of the solid electrolyte ceramic, at least the above. Exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe having a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover the first electrode, and oxygen concentration in exhaust gas upstream and downstream of the ceramic exhaust pipe And first and second gas concentration detecting means for detecting the above, and control means for controlling a current flowing through the solid electrolyte ceramics of the ceramic exhaust pipe in accordance with the outputs of the first and second gas concentration detecting means. An exhaust gas purifying device for an engine, which is characterized by being provided.
【請求項3】 機関の排気系に取り付けられ、酸素ポン
プとして機能する酸素イオン伝導性固体電解質セラミッ
クス、この固体電解質セラミックスの内周および外周に
それぞれ形成された第1および第2の電極、少なくとも
上記第1の電極を覆うように上記固体電解質セラミック
スの内周に形成された多孔質電極保護層を有する排気ガ
ス浄化用セラミック排気管と、 このセラミック排気管の上流および下流の排気ガス中の
酸素濃度を検知する第1および第2のガス濃度検知手段
と、 上記セラミック排気管の少なくとも上流の排気ガスの温
度を検知する第1の温度検知手段と、 上記セラミック排気管の温度を検知する第2の温度検知
手段と、 上記第1および第2のガス濃度検知手段の出力に応じて
上記セラミック排気管の上記固体電解質セラミックスに
流れる電流を制御すると共に、上記第1および第2の温
度検知手段の出力に基づいて上記セラミック排気管の温
度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする機関
の排気ガス浄化装置。
3. An oxygen ion conductive solid electrolyte ceramic, which is attached to an exhaust system of an engine and functions as an oxygen pump, first and second electrodes respectively formed on an inner circumference and an outer circumference of the solid electrolyte ceramic, at least the above. Exhaust gas purifying ceramic exhaust pipe having a porous electrode protective layer formed on the inner periphery of the solid electrolyte ceramic so as to cover the first electrode, and oxygen concentration in exhaust gas upstream and downstream of the ceramic exhaust pipe For detecting the temperature of the exhaust gas at least upstream of the ceramic exhaust pipe, and second temperature detecting means for detecting the temperature of the ceramic exhaust pipe. Depending on the outputs of the temperature detecting means and the first and second gas concentration detecting means, the solid electrolyte ceramic of the ceramic exhaust pipe is And a control means for controlling the temperature of the ceramic exhaust pipe based on the outputs of the first and second temperature detection means. .
【請求項4】 排気ガス浄化用セラミック排気管の下流
に設けられるかまたはこれと一体に形成された三元触媒
を備えたことを特徴とする請求項2または3記載の機関
の排気ガス浄化装置。
4. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 2, further comprising a three-way catalyst provided downstream of or integrally with the ceramic exhaust pipe for purifying exhaust gas. .
JP5078222A 1993-04-05 1993-04-05 Exhaust emission control device of ceramic exhaust pipe for exhaust emission control and engine Pending JPH06288235A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008059888A1 (en) * 2006-11-14 2008-05-22 The Ritsumeikan Trust Purifying apparatus, purifying method, exhaust gas purifying system, and method for producing purifying structure
US20130213016A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Denso Corporation Emission control system for internal combustion engine
US9437383B2 (en) 2014-09-26 2016-09-06 Lsis Co., Ltd. Auxiliary contact mechanism of electromagnetic contactor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008059888A1 (en) * 2006-11-14 2008-05-22 The Ritsumeikan Trust Purifying apparatus, purifying method, exhaust gas purifying system, and method for producing purifying structure
JP2008119618A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Ritsumeikan Purification device and method, exhaust gas purification system and manufacturing method of purification structure
US20130213016A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Denso Corporation Emission control system for internal combustion engine
US8893473B2 (en) * 2012-02-17 2014-11-25 Denso Corporation Emission control system for internal combustion engine
US9437383B2 (en) 2014-09-26 2016-09-06 Lsis Co., Ltd. Auxiliary contact mechanism of electromagnetic contactor

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