JPH0742545A - エンジンの排気ガス処理装置 - Google Patents
エンジンの排気ガス処理装置Info
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- JPH0742545A JPH0742545A JP5203782A JP20378293A JPH0742545A JP H0742545 A JPH0742545 A JP H0742545A JP 5203782 A JP5203782 A JP 5203782A JP 20378293 A JP20378293 A JP 20378293A JP H0742545 A JPH0742545 A JP H0742545A
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- heat
- engine
- catalyst
- gas treatment
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジン排気ガスの浄化効率を高め、同時に
消音効果を向上させることを目的とする。 【構成】 エンジン１からの排気ガスはマニ−ホ−ルド
２から一次触媒装置３、二次触媒装置４、マフラ−５、
放熱管６、レギュレ−タ−兼マフラ−７を通って外気に
排出される。一次触媒装置３は内部にスクリュ−フィン
を有しており、このスクリュ−フィンの表面とケ−シン
グ内面には耐熱セルフクリ−ニングホ−ロ−が施され
る。またこのホ−ロ−の表面には触媒物質を付着したフ
ィルタ−が張り付けられている。マフラ−５の内面にも
耐熱セルフクリ−ニングホ−ロ−が施されれている。レ
ギュレ−タ−兼マフラ−７にはアルカリセラミックスリ
−ブが配設されている。
消音効果を向上させることを目的とする。 【構成】 エンジン１からの排気ガスはマニ−ホ−ルド
２から一次触媒装置３、二次触媒装置４、マフラ−５、
放熱管６、レギュレ−タ−兼マフラ−７を通って外気に
排出される。一次触媒装置３は内部にスクリュ−フィン
を有しており、このスクリュ−フィンの表面とケ−シン
グ内面には耐熱セルフクリ−ニングホ−ロ−が施され
る。またこのホ−ロ−の表面には触媒物質を付着したフ
ィルタ−が張り付けられている。マフラ−５の内面にも
耐熱セルフクリ−ニングホ−ロ−が施されれている。レ
ギュレ−タ−兼マフラ−７にはアルカリセラミックスリ
−ブが配設されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン排気ガスの浄
化機能と消音機能を有するエンジンの排気ガス処理装置
に関するものである。
化機能と消音機能を有するエンジンの排気ガス処理装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンにおいてガソリン又は軽油など
の燃料が爆発燃焼した際に発生する排気ガスには有害な
一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物
（ＮＯｘ）、炭酸ガス（ＣＯ2 ）と、無害な水蒸気（Ｈ
2 Ｏ）などが含まれており、有害ガスの浄化方式の一例
としてセラミックスハニカム、メタルハニカムなどの三
元触媒コンバ−タ−が知られている。また燃料の爆発音
は、触媒装置の後続側に配置されたマフラ−において消
音されている。
の燃料が爆発燃焼した際に発生する排気ガスには有害な
一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物
（ＮＯｘ）、炭酸ガス（ＣＯ2 ）と、無害な水蒸気（Ｈ
2 Ｏ）などが含まれており、有害ガスの浄化方式の一例
としてセラミックスハニカム、メタルハニカムなどの三
元触媒コンバ−タ−が知られている。また燃料の爆発音
は、触媒装置の後続側に配置されたマフラ−において消
音されている。
【０００３】現在の三元触媒コンバ−タ−は、触媒とし
てＰｔ（白金）＋Ｒｈ（ロジウム）を用い、排気ガス中
に含まれるＣＯ、ＨＣを酸化し、ＮＯｘを還元すること
によって三成分を同時に低減している。しかし、ガソリ
ンエンジンの場合、混合気が理論空然比に制御されてい
ても、エンジン始動時、急加速．高速走行時に三元触媒
がオ−バ−ワ−クになって十分な浄化機能が発揮できな
いという問題があり、ジ−ゼルエンジンの場合は排気ガ
スに含まれているカ−ボンミスト、粒子状物質（パ−テ
ィキュレ−ト）の多大な付着によって触媒機能がまった
く作用しなくなる等の問題がある。
てＰｔ（白金）＋Ｒｈ（ロジウム）を用い、排気ガス中
に含まれるＣＯ、ＨＣを酸化し、ＮＯｘを還元すること
によって三成分を同時に低減している。しかし、ガソリ
ンエンジンの場合、混合気が理論空然比に制御されてい
ても、エンジン始動時、急加速．高速走行時に三元触媒
がオ−バ−ワ−クになって十分な浄化機能が発揮できな
いという問題があり、ジ−ゼルエンジンの場合は排気ガ
スに含まれているカ−ボンミスト、粒子状物質（パ−テ
ィキュレ−ト）の多大な付着によって触媒機能がまった
く作用しなくなる等の問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題に鑑み、エンジン排気ガスの有害成分を効果的に除去
し、かつ燃料爆発音の効果的な消音させることを目的と
して提案されたものである。
題に鑑み、エンジン排気ガスの有害成分を効果的に除去
し、かつ燃料爆発音の効果的な消音させることを目的と
して提案されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採用した第１の手段は、エンジンの排出ガス
を触媒物質を介して浄化する触媒装置と、消音装置と、
排気ガスを所定温度まで降温させる放熱装置と、排気ガ
ス中の酸化成分を中和させる排気ガス中和装置を順次備
え、前記触媒装置は排気ガスをスパイラルに蛇行させる
流路を構成し、該排気ガス流路の排気ガス接触面に耐熱
ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−材の表面
に触媒物質を付着したフィルタ−材を配設し、前記排気
ガス中和装置は、排気ガス流路にアルカリ性物質を混入
したセラミックスを配置したこと、を特徴とする。本発
明の第２の手段は、前記触媒装置は、ケ−シング内部に
スクリュ−フィンを配置し、該スクリュ−フィンと筒体
内壁面に耐熱ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−
ロ−材の表面に触媒物質を付着したフィルタ−材を貼着
し、かつ前記ケ−シング底部に除去物質の燃焼装置を設
けたことを特徴とする。本発明の第３の手段は、前記消
音装置は排気ガスが通過する内面に耐熱ホ−ロ−材を被
覆したことを特徴とする。本発明の第４の手段は、前記
排気ガス中和装置は、筒状のケ−シングの内部にアルカ
リセラミックスリ−ブを挿入して構成することを特徴と
する。本発明の第５の手段は、前記アルカリセラミック
スリ−ブはセメント製スレ−トパイプで構成されている
ことを特徴とする。本発明の第６の手段は、前記アルカ
リセラミックスリ−ブはセメントモルタル製パイプで構
成されていることを特徴とする。本発明の第７の手段
は、前記触媒装置を一次触媒装置とし、該一次触媒装置
と前記消音装置の間に二次触媒装置を配置したことを特
徴とする。本発明の第８の手段は、前記二次触媒装置
は、ハニカム構造の表面に耐熱ホ−ロ−層を形成し、そ
のホ−ロ−層の表面に三元触媒物質を付着した三元触媒
装置であることを特徴とする。本発明の第９の手段は、
前記耐熱ホ−ロ−は、自己浄化型触媒ホ−ロ−であるこ
とを特徴とする。
に本発明が採用した第１の手段は、エンジンの排出ガス
を触媒物質を介して浄化する触媒装置と、消音装置と、
排気ガスを所定温度まで降温させる放熱装置と、排気ガ
ス中の酸化成分を中和させる排気ガス中和装置を順次備
え、前記触媒装置は排気ガスをスパイラルに蛇行させる
流路を構成し、該排気ガス流路の排気ガス接触面に耐熱
ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−材の表面
に触媒物質を付着したフィルタ−材を配設し、前記排気
ガス中和装置は、排気ガス流路にアルカリ性物質を混入
したセラミックスを配置したこと、を特徴とする。本発
明の第２の手段は、前記触媒装置は、ケ−シング内部に
スクリュ−フィンを配置し、該スクリュ−フィンと筒体
内壁面に耐熱ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−
ロ−材の表面に触媒物質を付着したフィルタ−材を貼着
し、かつ前記ケ−シング底部に除去物質の燃焼装置を設
けたことを特徴とする。本発明の第３の手段は、前記消
音装置は排気ガスが通過する内面に耐熱ホ−ロ−材を被
覆したことを特徴とする。本発明の第４の手段は、前記
排気ガス中和装置は、筒状のケ−シングの内部にアルカ
リセラミックスリ−ブを挿入して構成することを特徴と
する。本発明の第５の手段は、前記アルカリセラミック
スリ−ブはセメント製スレ−トパイプで構成されている
ことを特徴とする。本発明の第６の手段は、前記アルカ
リセラミックスリ−ブはセメントモルタル製パイプで構
成されていることを特徴とする。本発明の第７の手段
は、前記触媒装置を一次触媒装置とし、該一次触媒装置
と前記消音装置の間に二次触媒装置を配置したことを特
徴とする。本発明の第８の手段は、前記二次触媒装置
は、ハニカム構造の表面に耐熱ホ−ロ−層を形成し、そ
のホ−ロ−層の表面に三元触媒物質を付着した三元触媒
装置であることを特徴とする。本発明の第９の手段は、
前記耐熱ホ−ロ−は、自己浄化型触媒ホ−ロ−であるこ
とを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は本発明のエンジン排気ガス処理装置の全
体構成図であり、エンジン１のシリンダ−室で燃料が爆
発燃焼することにより発生する排気ガスは、エキゾ−ス
トマニ−ホ−ルド２を通過した後、一次触媒コンバ−タ
−３、二次触媒コンバ−タ−４、マフラ−５、放熱管
６、レギュレ−タ−兼マフラ−７及びテ−ルパイプ８を
通って外気に排出される。
明する。図１は本発明のエンジン排気ガス処理装置の全
体構成図であり、エンジン１のシリンダ−室で燃料が爆
発燃焼することにより発生する排気ガスは、エキゾ−ス
トマニ−ホ−ルド２を通過した後、一次触媒コンバ−タ
−３、二次触媒コンバ−タ−４、マフラ−５、放熱管
６、レギュレ−タ−兼マフラ−７及びテ−ルパイプ８を
通って外気に排出される。
【０００７】一次触媒コンバ−タ−３は、二次触媒コン
バ−タ−４が有効に機能するように、二次触媒コンバ−
タ−４の手前に配置されている。一次触媒コンバ−タ−
３は図２ないし図５に示すように、ケ−シング１０と、
その内部に挿入されるスクリュ−フィン１４を有してお
り、ケ−シング１０のマニ−ホ−ルド側には排気ガス入
口部１１が開口され、他端部には二次触媒コンバ−タ−
４と接続される排気ガス出口部１２が設けられている。
ケ−シング１０は全体が円筒形となっており、フランジ
部１３において上下半割部が固定されている。
バ−タ−４が有効に機能するように、二次触媒コンバ−
タ−４の手前に配置されている。一次触媒コンバ−タ−
３は図２ないし図５に示すように、ケ−シング１０と、
その内部に挿入されるスクリュ−フィン１４を有してお
り、ケ−シング１０のマニ−ホ−ルド側には排気ガス入
口部１１が開口され、他端部には二次触媒コンバ−タ−
４と接続される排気ガス出口部１２が設けられている。
ケ−シング１０は全体が円筒形となっており、フランジ
部１３において上下半割部が固定されている。
【０００８】ケ−シング１０の内部は、スクリュ−フィ
ン１４によって排気ガスがスパイラル状に蛇行して通過
するような流路が形成される。スクリュ−フィン１４の
表面とケ−シング１０の内壁表面には後述する耐熱セル
フクリ−ニング（Ｓ．Ｃ）ホ−ロ−が施されており、さ
らにそのホ−ロ−表面全体には極細のフィルタ−１５が
張り付けられている。
ン１４によって排気ガスがスパイラル状に蛇行して通過
するような流路が形成される。スクリュ−フィン１４の
表面とケ−シング１０の内壁表面には後述する耐熱セル
フクリ−ニング（Ｓ．Ｃ）ホ−ロ−が施されており、さ
らにそのホ−ロ−表面全体には極細のフィルタ−１５が
張り付けられている。
【０００９】フィルタ−１５は例えばステンレス製の細
いワイヤ−（一例として板状の場合は、厚さ０．０２mm
〜０．２mm、幅０．５mm〜５．０mm程度、丸棒状の場合
はφ２０μ〜φ１．０mmのものを使用）を編み上げたも
のであり、そのフィルタ−１５の表面には白金、リジウ
ム、二酸化マンガン、酸化ニッケル等の触媒物質粒子が
塗布焼着されている。
いワイヤ−（一例として板状の場合は、厚さ０．０２mm
〜０．２mm、幅０．５mm〜５．０mm程度、丸棒状の場合
はφ２０μ〜φ１．０mmのものを使用）を編み上げたも
のであり、そのフィルタ−１５の表面には白金、リジウ
ム、二酸化マンガン、酸化ニッケル等の触媒物質粒子が
塗布焼着されている。
【００１０】またケ−シング１３の底部には、長さ方向
に複数のグロ−プラグ１６が設けられており、ケ−シン
グ１３内の底部に溜った除去物質を燃焼焼却できるよう
にしている。
に複数のグロ−プラグ１６が設けられており、ケ−シン
グ１３内の底部に溜った除去物質を燃焼焼却できるよう
にしている。
【００１１】上述したＳ．Ｃホ−ロ−は、自己浄化型触
媒ホ−ロ−であり、基本的には触媒、耐熱性結合剤（フ
リット）、マット形成剤（多孔質形成剤）からなってお
り、排気ガス中の油脂分や微粒子物質を吸着し、触媒作
用により分解浄化する機能を有している。触媒は酸化用
としてγ−ＭｎＯ2 、Ｚｎ−Ｍｎ系フェライト、また分
解用としてα−Ａｌ2 Ｏ3 、ゼオライト（アルミノけい
酸塩）等の高活性触媒が使用され、高表面積にするため
微粉末状で用いられる。フリットはこの実施例ではホウ
ケイ酸系低軟化点ガラスが用いられる。
媒ホ−ロ−であり、基本的には触媒、耐熱性結合剤（フ
リット）、マット形成剤（多孔質形成剤）からなってお
り、排気ガス中の油脂分や微粒子物質を吸着し、触媒作
用により分解浄化する機能を有している。触媒は酸化用
としてγ−ＭｎＯ2 、Ｚｎ−Ｍｎ系フェライト、また分
解用としてα−Ａｌ2 Ｏ3 、ゼオライト（アルミノけい
酸塩）等の高活性触媒が使用され、高表面積にするため
微粉末状で用いられる。フリットはこの実施例ではホウ
ケイ酸系低軟化点ガラスが用いられる。
【００１２】Ｓ．Ｃホ−ロ−の金属基板としては、冷間
圧延鋼板、アルミナイズド鋼板等が使用され、その金属
基板に耐食層としての下塗りホ−ロ−層が形成される。
Ｓ．Ｃホ−ロ−層は下塗りホ−ロ−層の上面に所定の膜
厚で形成される。Ｓ．Ｃホ−ロ−は、多孔質に構成され
ており、比表面積は従来より大きくなっている（５．０
ｍ2 ／ｇ〜７．０ｍ2 ／ｇ）。これにより、油脂類や微
粒子物質との接触面積が拡大し、これらを触媒層へ瞬時
拡散するとともに、触媒反応に際して反応生成物の逸散
をスム−ズに行っている。
圧延鋼板、アルミナイズド鋼板等が使用され、その金属
基板に耐食層としての下塗りホ−ロ−層が形成される。
Ｓ．Ｃホ−ロ−層は下塗りホ−ロ−層の上面に所定の膜
厚で形成される。Ｓ．Ｃホ−ロ−は、多孔質に構成され
ており、比表面積は従来より大きくなっている（５．０
ｍ2 ／ｇ〜７．０ｍ2 ／ｇ）。これにより、油脂類や微
粒子物質との接触面積が拡大し、これらを触媒層へ瞬時
拡散するとともに、触媒反応に際して反応生成物の逸散
をスム−ズに行っている。
【００１３】二次触媒コンバ−タ−４は三元触媒コンバ
−タ−であり、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの三成
分が酸化・還元により浄化される。本発明では、図６に
示すように、ケ−シング３０の内部に断熱材３３を介し
てステンレス製又は鋼板製のメタルハニカム３２が装着
されている。メタルハニカム３２の表面には耐熱セラミ
ックコ−ティング又は上述の耐熱Ｓ．Ｃホ−ロ−が焼成
され、この焼成層の表面にＰｔ＋Ｒｈの三元触媒が付着
されている。なお、三元触媒コンバ−タ−４の排気口近
くには排気温度センサ−３１が設けられており、高濃度
のＣＯ、ＨＣ等が流入し、触媒に大きな負担がかかった
ときの異常高温を検出している。
−タ−であり、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの三成
分が酸化・還元により浄化される。本発明では、図６に
示すように、ケ−シング３０の内部に断熱材３３を介し
てステンレス製又は鋼板製のメタルハニカム３２が装着
されている。メタルハニカム３２の表面には耐熱セラミ
ックコ−ティング又は上述の耐熱Ｓ．Ｃホ−ロ−が焼成
され、この焼成層の表面にＰｔ＋Ｒｈの三元触媒が付着
されている。なお、三元触媒コンバ−タ−４の排気口近
くには排気温度センサ−３１が設けられており、高濃度
のＣＯ、ＨＣ等が流入し、触媒に大きな負担がかかった
ときの異常高温を検出している。
【００１４】前述のメタルハニカム３２は流路の間隔が
狭隘な構造となっており（一断面積が２０mm2 〜５００
mm2 、総断面積は５０mm2 〜１５００mm2 程度）、耐熱
セラミックコ−ティング又は耐熱Ｓ．Ｃホ−ロ−の焼成
層はポ−ラスな状態に仕上げられている。したがって、
メタルハニカム３２を通過する排気ガスは確実にメタル
ハニカム３２の焼成層表面に接触し、Ｐｔ＋Ｒｈにより
排気ガスの清浄浄化が促進される。
狭隘な構造となっており（一断面積が２０mm2 〜５００
mm2 、総断面積は５０mm2 〜１５００mm2 程度）、耐熱
セラミックコ−ティング又は耐熱Ｓ．Ｃホ−ロ−の焼成
層はポ−ラスな状態に仕上げられている。したがって、
メタルハニカム３２を通過する排気ガスは確実にメタル
ハニカム３２の焼成層表面に接触し、Ｐｔ＋Ｒｈにより
排気ガスの清浄浄化が促進される。
【００１５】三元触媒は、理論空然比より濃い状態で燃
焼させたときＮＯｘを、薄い状態ではＣＯ、ＨＣに対し
て優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するため
に、図示しない酸素センサ−により排気ガス中の酸素量
を検出し、マイクロコンピュ−タ−により混合気を理論
空然比付近に制御している。
焼させたときＮＯｘを、薄い状態ではＣＯ、ＨＣに対し
て優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するため
に、図示しない酸素センサ−により排気ガス中の酸素量
を検出し、マイクロコンピュ−タ−により混合気を理論
空然比付近に制御している。
【００１６】このような三元触媒コンバ−タ−４は、メ
タルハニカム３２の素材料を安価なステンレス鋼板（Ｓ
ＡＳ４３０、４１０、４０９等）又は薄鋼板で成形加工
し、その表面にセラミックコ−ティング又はＳ．Ｃホ−
ロ−を焼成して製造するため、従来の高価な耐熱ステン
レス、又はセラミックハニカム製品より安価に製造で
き、しかも耐久性等にも優れている。
タルハニカム３２の素材料を安価なステンレス鋼板（Ｓ
ＡＳ４３０、４１０、４０９等）又は薄鋼板で成形加工
し、その表面にセラミックコ−ティング又はＳ．Ｃホ−
ロ−を焼成して製造するため、従来の高価な耐熱ステン
レス、又はセラミックハニカム製品より安価に製造で
き、しかも耐久性等にも優れている。
【００１７】上述のマフラ−５は、従来知られている構
造のマフラ−であるが、本発明では内壁表面の全体に上
述したＳ．Ｃホ−ロ−が焼成されている。このＳ．Ｃホ
−ロ−により、排気ガスの浄化を促進させ、その特殊な
多孔質の表面状態により一層の吸着効果が得られる。即
ち、この多孔質は触媒反応層として油脂類、ＨＣ、ＣＯ
等を触媒層へ瞬時拡散を図ると共に、酸素の供給とＣＯ
2 のような反応生成物の逸散をスム−スに行なうことが
できる。またこの多孔質な表面は爆発燃焼音を吸収し、
乱反射して消音する効果がある。
造のマフラ−であるが、本発明では内壁表面の全体に上
述したＳ．Ｃホ−ロ−が焼成されている。このＳ．Ｃホ
−ロ−により、排気ガスの浄化を促進させ、その特殊な
多孔質の表面状態により一層の吸着効果が得られる。即
ち、この多孔質は触媒反応層として油脂類、ＨＣ、ＣＯ
等を触媒層へ瞬時拡散を図ると共に、酸素の供給とＣＯ
2 のような反応生成物の逸散をスム−スに行なうことが
できる。またこの多孔質な表面は爆発燃焼音を吸収し、
乱反射して消音する効果がある。
【００１８】放熱管６は、図７及び図８に示すように筒
体の外周面に多数の放熱フィン１７を形成したものであ
り、マフラ−側端部には排気ガス入口部１８が開口さ
れ、他端部には排気ガス出口部１９が開口されている。
この実施例の放熱管６は、曲げ加工により放熱フィン１
７を一体成形した４個のブロック２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄ（図８参照）を合体させて筒状に構成し、そ
の両端部に排気ガス入口部１８及び出口部１９となる管
体を接合した構成となっている。
体の外周面に多数の放熱フィン１７を形成したものであ
り、マフラ−側端部には排気ガス入口部１８が開口さ
れ、他端部には排気ガス出口部１９が開口されている。
この実施例の放熱管６は、曲げ加工により放熱フィン１
７を一体成形した４個のブロック２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄ（図８参照）を合体させて筒状に構成し、そ
の両端部に排気ガス入口部１８及び出口部１９となる管
体を接合した構成となっている。
【００１９】この放熱管６の内外面の表面には、上述の
Ｓ．Ｃホ−ロ−が焼成され、又はステンレス、アルミニ
ウム等の金属熔射（メタリコン＝金属ガス熔射）が施さ
れており、高温排気ガスの吸収とその伝導熱の放射冷却
効果の向上が図られている。また、その金属熔射面がポ
−ラスであるため、排気爆発音がその壁面に吸収乱反射
して一層の消音効果が図られている。
Ｓ．Ｃホ−ロ−が焼成され、又はステンレス、アルミニ
ウム等の金属熔射（メタリコン＝金属ガス熔射）が施さ
れており、高温排気ガスの吸収とその伝導熱の放射冷却
効果の向上が図られている。また、その金属熔射面がポ
−ラスであるため、排気爆発音がその壁面に吸収乱反射
して一層の消音効果が図られている。
【００２０】排気ガス中和装置であるレギュレ−タ−兼
マフラ−７は、図９及び図１０に示すように筒状ケ−シ
ング２１の内部にアルカリセラミックスリ−ブ２２を配
置した構成となっている。このアルカリセラミックスリ
−ブ２２は、ケ−シング２１の内面に設けられた支持金
具２３により保持されている。
マフラ−７は、図９及び図１０に示すように筒状ケ−シ
ング２１の内部にアルカリセラミックスリ−ブ２２を配
置した構成となっている。このアルカリセラミックスリ
−ブ２２は、ケ−シング２１の内面に設けられた支持金
具２３により保持されている。
【００２１】アルカリセラミックスリ−ブ２２は、セメ
ント製のスレ−トパイプ又はセメントモルタル製パイプ
であり、セメント原料に苛性ソ−ダ、重合リン酸塩、硝
酸ソ−ダ等のアルカリ性物質を成分比５％〜１００％混
合し、それをパイプ状に成型して造られる。その表面に
は多数の穴（φ１．０mm〜φ１０mm）が形成されてお
り、通気流通を促進する構造となっている。
ント製のスレ−トパイプ又はセメントモルタル製パイプ
であり、セメント原料に苛性ソ−ダ、重合リン酸塩、硝
酸ソ−ダ等のアルカリ性物質を成分比５％〜１００％混
合し、それをパイプ状に成型して造られる。その表面に
は多数の穴（φ１．０mm〜φ１０mm）が形成されてお
り、通気流通を促進する構造となっている。
【００２２】セメントモルタルコンクリ−トはＣＯ2 を
よく吸収することで知られており（１ｍ2 の塊が完全に
反応すると、約７０ｇのＣＯ2 を吸収する）、そのセラ
ミックスリ−ブ２２を成型時に多孔質となるように成形
し、スリ−ブ前面に細孔（１．０mmφ〜８．０mmφ）を
多数形成して通気性をよくしておく。なお、レギュレ−
タ−兼マフラ−７の放熱管側端部には排気ガス入口部２
４が開口され、他端部には同じく出口部２５が開口され
ている。
よく吸収することで知られており（１ｍ2 の塊が完全に
反応すると、約７０ｇのＣＯ2 を吸収する）、そのセラ
ミックスリ−ブ２２を成型時に多孔質となるように成形
し、スリ−ブ前面に細孔（１．０mmφ〜８．０mmφ）を
多数形成して通気性をよくしておく。なお、レギュレ−
タ−兼マフラ−７の放熱管側端部には排気ガス入口部２
４が開口され、他端部には同じく出口部２５が開口され
ている。
【００２３】次に上述した排気ガス処理装置の各構成部
の作用について説明する。エンジン１から排出された排
気ガスはマニ−ホ−ルド２を通って一次触媒コンバ−タ
−３に導かれる。一次触媒コンバ−タ−３では、排気ガ
スはスクリュ−フィン１４に沿ってスパイラル状に蛇行
しながら通過し、スクリュ−フィン１４及びケ−シング
内壁面に張り付けられたフィルタ−１５と接触する。本
発明では排気ガスが多面積のスクリュ−フィン１４に沿
って流れるため、フィルタ−１５との接触面積が広くな
る。
の作用について説明する。エンジン１から排出された排
気ガスはマニ−ホ−ルド２を通って一次触媒コンバ−タ
−３に導かれる。一次触媒コンバ−タ−３では、排気ガ
スはスクリュ−フィン１４に沿ってスパイラル状に蛇行
しながら通過し、スクリュ−フィン１４及びケ−シング
内壁面に張り付けられたフィルタ−１５と接触する。本
発明では排気ガスが多面積のスクリュ−フィン１４に沿
って流れるため、フィルタ−１５との接触面積が広くな
る。
【００２４】排気ガスがフィルタ−１５と接触すること
により、排気ガス中に含まれるカ−ボンミスト、パ−テ
ィキュレ−ト等の微粒子物質が捕捉されると共に、フィ
ルタ−１５に焼成された触媒物質と接触したＣＯ、Ｈ
Ｃ、ＮＯｘの大部分がＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ等に変化する。ま
たスクリュ−フィン１４の表面とケ−シング内壁面には
Ｓ．Ｃホ−ロ−が施されているため、排気ガス中の油脂
分や微粒子物質はこれらの表面によく吸着され、触媒に
よって分解浄化される。
により、排気ガス中に含まれるカ−ボンミスト、パ−テ
ィキュレ−ト等の微粒子物質が捕捉されると共に、フィ
ルタ−１５に焼成された触媒物質と接触したＣＯ、Ｈ
Ｃ、ＮＯｘの大部分がＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ等に変化する。ま
たスクリュ−フィン１４の表面とケ−シング内壁面には
Ｓ．Ｃホ−ロ−が施されているため、排気ガス中の油脂
分や微粒子物質はこれらの表面によく吸着され、触媒に
よって分解浄化される。
【００２５】Ｓ．Ｃホ−ロ−の表面に付着しない物質は
ケ−シング１０の底部に落下して溜まり、グロ−プラグ
１６により焼却される。グロ−プラグ１６は所定サイク
ルで点火する。なお、排気ガスは一次触媒コンバ−タ−
３の内部を蛇行して通過する間、減圧され、Ｓ．Ｃホ−
ロ−の吸音効果とあいまって爆発音が減音される。
ケ−シング１０の底部に落下して溜まり、グロ−プラグ
１６により焼却される。グロ−プラグ１６は所定サイク
ルで点火する。なお、排気ガスは一次触媒コンバ−タ−
３の内部を蛇行して通過する間、減圧され、Ｓ．Ｃホ−
ロ−の吸音効果とあいまって爆発音が減音される。
【００２６】二次触媒コンバ−タ−４では一次触媒コン
バ−タ−３で浄化された排気ガスが、上述した三元触媒
方式によりさらに浄化され、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等が除
去される。この二次触媒コンバ−タ−４では、手前の一
次触媒コンバ−タ−３により、カ−ボンミスト、パ−テ
ィキュレ−トの微粒子物質が捕捉されるため、三元触媒
機能を有効に発揮できるようになる。
バ−タ−３で浄化された排気ガスが、上述した三元触媒
方式によりさらに浄化され、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等が除
去される。この二次触媒コンバ−タ−４では、手前の一
次触媒コンバ−タ−３により、カ−ボンミスト、パ−テ
ィキュレ−トの微粒子物質が捕捉されるため、三元触媒
機能を有効に発揮できるようになる。
【００２７】二次触媒コンバ−タ−４からマフラ−５に
入った排気ガスは、ここで消音されるが、本発明の場
合、マフラ−内壁面の全体に焼成されたＳ．Ｃホ−ロ−
の特殊なポ−ラス表面状態により、一層の吸音効果が促
進され、同時にＳ．Ｃホ−ロ−による排気ガスの浄化促
進効果が得られる。
入った排気ガスは、ここで消音されるが、本発明の場
合、マフラ−内壁面の全体に焼成されたＳ．Ｃホ−ロ−
の特殊なポ−ラス表面状態により、一層の吸音効果が促
進され、同時にＳ．Ｃホ−ロ−による排気ガスの浄化促
進効果が得られる。
【００２８】マフラ−５内の排気ガスは高温（約８００
℃）を保持しており、後述のレギュレ−タ−兼マフラ−
７を十分を機能させるために、放熱管６において排気ガ
ス温度を十分降下させる。この実施例では出口部２５に
おける排気ガス温度が１５０℃〜２００℃程度となるよ
うに降温させる。また、放熱管６は空洞の放熱フィン１
７により放熱管全体の内部容積が大きく形成されている
ため、その分、減圧消音効果が促進される。
℃）を保持しており、後述のレギュレ−タ−兼マフラ−
７を十分を機能させるために、放熱管６において排気ガ
ス温度を十分降下させる。この実施例では出口部２５に
おける排気ガス温度が１５０℃〜２００℃程度となるよ
うに降温させる。また、放熱管６は空洞の放熱フィン１
７により放熱管全体の内部容積が大きく形成されている
ため、その分、減圧消音効果が促進される。
【００２９】レギュレ−タ−兼マフラ−７では、放熱管
６で降温された排気ガスをアルカリセラミックスリ−ブ
２２と接触させて酸化成分を中和させている。即ち、一
次触媒コンバ−タ−３及び二次触媒コンバ−タ−４で浄
化された排気ガスは殆どＣＯ2 、ＮＯｘ等の酸化物質を
含んでおり、これをアルカリ性のセラミックスリ−ブ２
２で中和させる。
６で降温された排気ガスをアルカリセラミックスリ−ブ
２２と接触させて酸化成分を中和させている。即ち、一
次触媒コンバ−タ−３及び二次触媒コンバ−タ−４で浄
化された排気ガスは殆どＣＯ2 、ＮＯｘ等の酸化物質を
含んでおり、これをアルカリ性のセラミックスリ−ブ２
２で中和させる。
【００３０】排気ガス中には相当量の水蒸気（Ｈ2 Ｏ）
が含まれており、これが放熱管６で冷やされると液状に
なってアルカリセラミックスリ−ブ２２に湿気を与え、
該スリ−ブ２２に含浸されたアルカリ成分が徐々に湿潤
してきて排気ガスと接触し、ＣＯ2 、ＮＯｘ等を中和吸
収する。特にジ−ゼルエンジンでは排気ガス中のＮＯｘ
量が多大であるため、必要に応じてアルカリセラミック
スリ−ブ２２の長さを増長し、表面積を拡大して浄化さ
せるのが望ましい。
が含まれており、これが放熱管６で冷やされると液状に
なってアルカリセラミックスリ−ブ２２に湿気を与え、
該スリ−ブ２２に含浸されたアルカリ成分が徐々に湿潤
してきて排気ガスと接触し、ＣＯ2 、ＮＯｘ等を中和吸
収する。特にジ−ゼルエンジンでは排気ガス中のＮＯｘ
量が多大であるため、必要に応じてアルカリセラミック
スリ−ブ２２の長さを増長し、表面積を拡大して浄化さ
せるのが望ましい。
【００３１】またアルカリセラミックスリ−ブ２２は多
孔質となっており、全体に多数の細孔が形成されている
ため、排気ガスの爆発音はこのスリ−ブを通過する際に
音波が乱反射して吸収され、しかもスリ−ブ２２が長い
ため殆ど消音されることになる。なお、アルカリセラミ
ックスリ−ブ２２は、中和して飽和状態になったとき、
スリ−ブ２２をケ−シング２１から取り出し、洗浄・乾
燥させ、再びアルカリ性溶液に浸漬してアルカリ成分を
吸収させた後、ケ−シング２１に装着してリサイクル使
用することができる。
孔質となっており、全体に多数の細孔が形成されている
ため、排気ガスの爆発音はこのスリ−ブを通過する際に
音波が乱反射して吸収され、しかもスリ−ブ２２が長い
ため殆ど消音されることになる。なお、アルカリセラミ
ックスリ−ブ２２は、中和して飽和状態になったとき、
スリ−ブ２２をケ−シング２１から取り出し、洗浄・乾
燥させ、再びアルカリ性溶液に浸漬してアルカリ成分を
吸収させた後、ケ−シング２１に装着してリサイクル使
用することができる。
【００３２】上述した実施例は本発明の一例であり、例
えば一次触媒コンバ−タ−３だけで十分な浄化効果が得
られる場合には、二次触媒コンバ−タ−４を省略するこ
とができる。また二次触媒コンバ−タ−４は三元触媒方
式に限定されるものではなく、従来知られている酸化触
媒装置もしくは他の処理方式の浄化装置であってもよ
い。その他、図示した各部品の構成は例示的なものであ
り、実際の設計の際には必要に応じて変更することがで
きる。
えば一次触媒コンバ−タ−３だけで十分な浄化効果が得
られる場合には、二次触媒コンバ−タ−４を省略するこ
とができる。また二次触媒コンバ−タ−４は三元触媒方
式に限定されるものではなく、従来知られている酸化触
媒装置もしくは他の処理方式の浄化装置であってもよ
い。その他、図示した各部品の構成は例示的なものであ
り、実際の設計の際には必要に応じて変更することがで
きる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、エンジン
排気ガスの有害成分を効果的に除去することができ、か
つ燃料爆発音の優れた消音効果を得ることができる。
排気ガスの有害成分を効果的に除去することができ、か
つ燃料爆発音の優れた消音効果を得ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す全体概略構成図である。
【図２】本実施例で使用される一次触媒コンバ−タ−の
部分切欠斜視図である。
部分切欠斜視図である。
【図３】図２に示す一次触媒コンバ−タ−の軸方向断面
図である。
図である。
【図４】図３のＡ−Ａ位置での断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ位置での断面図である。
【図６】本実施例で使用される三元触媒コンバ−タ−の
一部切欠斜視図である。
一部切欠斜視図である。
【図７】本実施例で使用される放熱管の一部切欠斜視図
である。
である。
【図８】図６に示す放熱管の径方向断面図である。
【図９】本実施例で使用されるレギュレ−タ兼マフラ−
の一部切欠断面図である。
の一部切欠断面図である。
【図１０】図８に示すレギュレ−タ兼マフラ−の軸方向
断面図である。
断面図である。
１ エンジン ２ マニ−ホ−ルド ３ 一次触媒コンバ−タ− ４ 二次触媒コンバ−タ− ５ マフラ− ６ 放熱管 ７ レギュレ−タ兼マフラ− １４ スクリュ−フィン １５ フィルタ− １６ グロ−プラグ １７ 放熱フィン ２２ アルカリセラミックスリ−ブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 またケーシングの底部には、長さ方向に
複数のグロープラグ１６が設けられており、ケーシング
１３内の底部に溜った除去物質（カーボンミスト、パテ
ィキュレート等の微粒子物質）を燃焼焼却できるように
している。
複数のグロープラグ１６が設けられており、ケーシング
１３内の底部に溜った除去物質（カーボンミスト、パテ
ィキュレート等の微粒子物質）を燃焼焼却できるように
している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 上述したＳ．Ｃホーローは、自己浄化型
触媒ホーローであり、基本的には触媒、耐熱性結合剤
（フリット）、マット形成剤（多孔質形成剤）からなっ
ており、排気ガス中の油脂分や撒粒子物質を吸着し、触
媒作用により分解浄化する機能を有している。触媒は酸
化用としてγ−ＭｎＯ２、Ｚｎ−Ｍｎ系フェライト、ま
た分解用としてα−Ａｌ２Ｏ３、ゼオライト（アルミノ
けい酸塩）等の高活性触媒が使用され、高表面積にする
ため、微粉末状で用いられる。フリットはこの実施例で
はホウケイ酸系ガラスが用いられる。
触媒ホーローであり、基本的には触媒、耐熱性結合剤
（フリット）、マット形成剤（多孔質形成剤）からなっ
ており、排気ガス中の油脂分や撒粒子物質を吸着し、触
媒作用により分解浄化する機能を有している。触媒は酸
化用としてγ−ＭｎＯ２、Ｚｎ−Ｍｎ系フェライト、ま
た分解用としてα−Ａｌ２Ｏ３、ゼオライト（アルミノ
けい酸塩）等の高活性触媒が使用され、高表面積にする
ため、微粉末状で用いられる。フリットはこの実施例で
はホウケイ酸系ガラスが用いられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 三軒触媒は、理論空燃比より濃い状態で
燃焼させたときＮＯｘを、薄い状態ではＣＯ、ＨＣに対
して優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するた
めに、図示しない酸素センサーにより排気ガス中の酸素
量を検出し、マイクロコンピューターにより混合気を理
論空燃比付近に制御している。 ─────────────────────────────────────────────────────
燃焼させたときＮＯｘを、薄い状態ではＣＯ、ＨＣに対
して優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するた
めに、図示しない酸素センサーにより排気ガス中の酸素
量を検出し、マイクロコンピューターにより混合気を理
論空燃比付近に制御している。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年３月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 三元触媒は、理論空燃比より濃い状態で
燃焼させたときＮＯｘを、薄い状態ではＣＯ、ＨＣに対
して優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するた
めに、図示しない酸素センサーにより排気ガス中の酸素
量を検出し、マイクロコンピューターにより混合気を理
論空燃比付近に制御している。
燃焼させたときＮＯｘを、薄い状態ではＣＯ、ＨＣに対
して優れた浄化能力があり、三成分を同時に浄化するた
めに、図示しない酸素センサーにより排気ガス中の酸素
量を検出し、マイクロコンピューターにより混合気を理
論空燃比付近に制御している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 ＺＡＢ Ｚ ３０１ Ｅ ３１１ Ｄ
Claims (9)
- 【請求項１】 エンジンの排出ガスを触媒物質を介して
浄化する触媒装置と、消音装置と、排気ガスを所定温度
まで降温させる放熱装置と、排気ガス中の酸化成分を中
和させる排気ガス中和装置を順次備え、 前記触媒装置は排気ガスをスパイラルに蛇行させる流路
を構成し、該排気ガス流路の排気ガス接触面に耐熱ホ−
ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−材の表面に触
媒物質を付着したフィルタ−材を配設し、 前記排気ガス中和装置は、排気ガス流路にアルカリ性物
質を混入したセラミックスを配置したこと、 を特徴とするエンジンの排気ガス処理装置。 - 【請求項２】 前記触媒装置は、ケ−シング内部にスク
リュ−フィンを配置し、該スクリュ−フィンと筒体内壁
面に耐熱ホ−ロ−材を被覆すると共に、該耐熱ホ−ロ−
材の表面に触媒物質を付着したフィルタ−材を配置し、
かつ前記ケ−シング底部に除去物質の燃焼装置を設けた
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス
処理装置。 - 【請求項３】 前記消音装置は排気ガスが通過する内面
に耐熱ホ−ロ−材を被覆したことを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載のエンジンの排気ガス処理装置。 - 【請求項４】 前記排気ガス中和装置は、筒状のケ−シ
ングの内部にアルカリセラミックスリ−ブを挿入して構
成することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項
３に記載のエンジンの排気ガス処理装置。 - 【請求項５】 前記アルカリセラミックスリ−ブは、セ
メント製スレ−トパイプで構成されていることを特徴と
する請求項４に記載のエンジンの排気ガス処理装置。 - 【請求項６】 前記アルカリセラミックスリ−ブは、セ
メントモルタル製パイプで構成されていることを特徴と
する請求項４に記載のエンジンの排気ガス処理装置。 - 【請求項７】 前記触媒装置を一次触媒装置とし、該一
次触媒装置と前記消音装置の間に二次触媒装置を配置し
たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエ
ンジンの排気ガス処理装置。 - 【請求項８】 前記二次触媒装置は、メタルハニカム構
造の表面に耐熱ホ−ロ−層を形成し、そのホ−ロ−層の
表面に三元触媒物質を付着した三元触媒装置であること
を特徴とする請求項７に記載のエンジンの排気ガス処理
装置。 - 【請求項９】 前記耐熱ホ−ロ−は、自己浄化型触媒ホ
−ロ−であることを特徴とする請求項１、請求項２、請
求項３又は請求項８に記載のエンジンの排気ガス処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20378293A JP3321763B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | エンジンの排気ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20378293A JP3321763B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | エンジンの排気ガス処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0742545A true JPH0742545A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3321763B2 JP3321763B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=16479686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20378293A Expired - Fee Related JP3321763B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | エンジンの排気ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3321763B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032271A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | エアブロー装置の放熱機構 |
| JP2009228484A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Tokyo Roki Co Ltd | 内燃機関用の排ガス浄化装置 |
| CN112196651A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-08 | 扬州市华源模具科技有限公司 | 一种汽车排气管及其生产方法 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP20378293A patent/JP3321763B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032271A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | エアブロー装置の放熱機構 |
| JP2009228484A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Tokyo Roki Co Ltd | 内燃機関用の排ガス浄化装置 |
| CN112196651A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-08 | 扬州市华源模具科技有限公司 | 一种汽车排气管及其生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3321763B2 (ja) | 2002-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |