JPH08109823A - Exhaust gas catalyst device - Google Patents

Exhaust gas catalyst device

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JPH08109823A
JPH08109823A JP27280894A JP27280894A JPH08109823A JP H08109823 A JPH08109823 A JP H08109823A JP 27280894 A JP27280894 A JP 27280894A JP 27280894 A JP27280894 A JP 27280894A JP H08109823 A JPH08109823 A JP H08109823A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
exhaust
housing
portion near
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JP27280894A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Kaneso
裕人 金曽
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Original Assignee
Apex Corp Japan
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve purifying performance, and reduce back pressure low by housing catalyst bodies respectively in catalyst housing parts arranged between an introduction port and an outlet port for exhaust gas of a housing, and thereby reducing independent volumes of the catalysts. CONSTITUTION: In a catalyst device 7, a plurality of catalyst housing parts 8a, 8b are arranged between an introduction port 2 and an outlet port 3 for exhaust gas of a housing 8. Catalysts 9, 10 are housed respectively in the catalyst housing parts 8a, 8b. Exhaust gas from an engine is purified while passing parallelly the catalysts 9, 10 in the catalyst device 7. Purifying performance of whole of the catalyst device 8 is determined based on sum of the volume of the catalysts 9, 10, so that independent volumes of the catalysts 9, 10 can be reduced. It is thus possible to attain both improvement of purifying performance, and reduction of back pressure loss.

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、自動車エンジンその
他の内燃機関で利用される排気ガス触媒装置に関し、特
に排圧低損失型及び排気ガス高浄化性能を達成すること
のできる触媒装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas catalyst device used in an internal combustion engine such as an automobile engine, and more particularly to a catalyst device capable of achieving a low exhaust pressure loss type and a high exhaust gas purification performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の自動車用触媒装置の一例として
は、図5、図6に示すようなものが知られている。図5
及び6において、(a)は側面略図、(b)は正面略図
である。図5に示された触媒装置1においては、排気流
体を導入するための導入口2と前記排気流体を導出する
導出口3の間に、セラミック又はメタルのような所定の
触媒物質を素材とする楕円柱状のハニカム構造体からな
る触媒単体4を有しており、エンジン(図示せず)から
排出される排気は導入口2を介して該触媒単体4を通
し、導出口3から排出されるようになっており、この触
媒単体4による触媒作用によって排気ガスの浄化を行っ
ている。このハニカム状単体4はステンレス等の所定の
材質からなるハウジング1a内に収納されており(図
中、斜線で示した部分が単体4の部分)、該ハウジング
1aの両端において導入口2を形成するフランジ2aと
導出口3を形成するフランジ3aが設けられている。図
6に示す触媒装置5においては、触媒用の単体6の形状
が真円柱状のハニカム構造体からなっている点が図5と
は異なっているが、他は図5と同じである。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional automobile catalyst device, one shown in FIGS. 5 and 6 is known. Figure 5
6 and 6, (a) is a schematic side view and (b) is a schematic front view. In the catalyst device 1 shown in FIG. 5, a predetermined catalyst substance such as ceramic or metal is used as a material between the inlet 2 for introducing the exhaust fluid and the outlet 3 for discharging the exhaust fluid. It has a catalyst unit 4 made of an elliptic columnar honeycomb structure, and exhaust gas discharged from an engine (not shown) passes through the catalyst unit 4 via an inlet 2 and is discharged from an outlet 3. The exhaust gas is purified by the catalytic action of the single catalyst body 4. The honeycomb-shaped single body 4 is housed in a housing 1a made of a predetermined material such as stainless steel (the hatched portion in the drawing is the single body 4), and the inlets 2 are formed at both ends of the housing 1a. A flange 3a that forms the outlet 2 with the flange 2a is provided. The catalyst device 5 shown in FIG. 6 is different from FIG. 5 in that the shape of the simple substance 6 for the catalyst is a true columnar honeycomb structure, but is the same as FIG. 5 in other respects.

【0003】図7は、図5及び図6に示すような触媒装
置1又は5を2個組み合わせて使用する従来例を示すも
ので、エンジン(図示せず)に近い位置Aに設けられた
触媒装置1又は5は短時間に温度上昇し安定浄化性能を
発揮することからエンジン始動時にも高い排気ガスの浄
化が行えるものである。一方、エンジンから離れた位置
Bに更に触媒装置1又は5を設けたことにより、温度上
昇して安定浄化性能を発揮するようになった段階では両
方の触媒の作用によって更に高い排気ガスの浄化が行え
るものである。
FIG. 7 shows a conventional example in which two catalyst devices 1 or 5 as shown in FIGS. 5 and 6 are used in combination, and a catalyst provided at a position A near an engine (not shown). Since the device 1 or 5 rises in temperature in a short time and exhibits stable purification performance, it is possible to purify high exhaust gas even when the engine is started. On the other hand, by further providing the catalyst device 1 or 5 at the position B away from the engine, at the stage where the temperature rises and the stable purification performance is exhibited, the action of both catalysts further purifies the exhaust gas. It can be done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図5に示された触媒装
置1においては、触媒用の単体4のハニカム構造体の断
面が楕円であるから、車両下面(床下)の限られたスペ
ースへの搭載も可能であり、排気ガスの浄化性能とスペ
ースの確保を両立させることができ、配置スペースの許
す限りで該楕円柱状ハニカム単体4を大型化することに
よって低排圧損失特性及び高浄化性能を達成することが
できると考えられていた。しかし、実際は、触媒の浄化
能力が100%になる為には、該単体4の温度が350
℃に達して安定しなければ本来の性能は発揮しない。よ
って、配置スペースの許す限り楕円柱状ハニカム単体4
をある程度大型化し得たとしても、それによって低排圧
損失特性にすることは成り立つが、そうすると該単体4
の自己放熱が著しくなるために350℃に達する時間が
かかり、特にエンジン始動時において必要な浄化性能が
達成されない、という問題点があった。
In the catalyst device 1 shown in FIG. 5, the honeycomb structure of the simple substance 4 for the catalyst has an elliptical cross section, so that the space under the vehicle (under the floor) is limited. It can also be mounted, and it is possible to achieve both exhaust gas purification performance and securing of space, and by increasing the size of the elliptic cylinder honeycomb unit 4 as long as the arrangement space allows, low exhaust pressure loss characteristics and high purification performance can be obtained. It was thought that it could be achieved. However, in actuality, in order for the purification capacity of the catalyst to reach 100%, the temperature of the simple substance 4 is set to 350.
The original performance will not be exhibited unless the temperature reaches ℃ and stabilizes. Therefore, as long as the arrangement space permits, the elliptic cylinder honeycomb unit 4
Although it is possible to make the exhaust pressure loss characteristics low even if the size of the unit 4 can be increased to a certain extent, then the unit 4
However, since the self-heat radiation of the above becomes remarkable, it takes time to reach 350 ° C., and there is a problem that the required purification performance cannot be achieved especially at the time of engine starting.

【0005】一方、図6に示された触媒装置5において
は、真円柱状ハニカム単体6を用いることから車両下面
(床下)の限られたスペースへの搭載には限度があり、
ある一定以上の大型化が図れないことから、排圧低損失
特性及び高浄化性能を両立させることは困難であった。
On the other hand, in the catalyst device 5 shown in FIG. 6, since the true columnar honeycomb simple substance 6 is used, there is a limit to mounting it in a limited space under the vehicle (under the floor).
Since it is not possible to increase the size to a certain level or more, it is difficult to achieve both low exhaust pressure loss characteristics and high purification performance.

【0006】また、図7に示された触媒装置の配置・構
造においては、エンジンに近い位置Aに触媒装置を設定
するようにしたことから排気ガスの高浄化は可能となる
が、そうすると、排圧の低損失を達成することができな
くなるので、排圧低損失特性及び高浄化性能を両立させ
ることは不可能であった。この発明は上述の点に鑑みて
なされたもので、排圧低損失特性と高浄化性能を両立さ
せることができる触媒装置を提供しようとするものであ
る。更に、排圧低損失特性を高めることができる触媒装
置の構造を提供しようとするものである。
Further, in the arrangement and structure of the catalyst device shown in FIG. 7, since the catalyst device is set at the position A close to the engine, it is possible to highly purify the exhaust gas. Since it becomes impossible to achieve low pressure loss, it was impossible to achieve both exhaust pressure low loss characteristics and high purification performance. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a catalyst device capable of achieving both low exhaust pressure loss characteristics and high purification performance. Further, it is another object of the present invention to provide a structure of a catalyst device capable of enhancing the exhaust pressure low loss characteristic.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点に従
う排気ガス触媒装置は、排気ガスの導入口と導出口との
間において複数の触媒収納部を並列的に設定してなるハ
ウジングと、前記ハウジングの触媒収納部に並列的に収
納された複数の触媒体とを具えたことを特徴とするもの
である。本発明の実施態様によれば、前記触媒体は、所
定の触媒物質によって構成されたハニカム構造体からな
っている。本発明の実施態様によれば、前記触媒体の断
面積が排気導出口寄りの部分において排気導入口寄りの
部分よりも相対的に大きいことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas catalyst device, which comprises a housing in which a plurality of catalyst accommodating portions are set in parallel between an exhaust gas inlet and an outlet. And a plurality of catalyst bodies accommodated in parallel in the catalyst accommodating portion of the housing. According to an embodiment of the present invention, the catalyst body is a honeycomb structure made of a predetermined catalyst substance. According to an embodiment of the present invention, the cross-sectional area of the catalyst body is relatively larger in a portion near the exhaust gas outlet than in a portion near the exhaust gas inlet.

【0008】本発明の別の観点に従う排気ガス触媒装置
は、排気ガスの導入口と導出口との間において触媒収納
部を設けてなるハウジングと、前記ハウジングの触媒収
納部に収納された触媒体とを具備する排気ガス触媒装置
において、前記触媒体及び触媒収納部の少なくとも一方
の断面積が排気導出口寄りの部分において排気導入口寄
りの部分よりも相対的に大きいことを特徴とするもので
ある。本発明の実施態様によれば、前記断面積が排気導
入口寄りの部分から排気導出口寄りの部分に向かって徐
々に大きくなっていることを特徴とする。本発明の実施
態様によれば、前記断面積が排気導入口寄りの部分から
排気導出口寄りの部分に向かって段階的に大きくなって
いることを特徴とする。
An exhaust gas catalyst device according to another aspect of the present invention is a housing having a catalyst housing portion between an exhaust gas inlet and an outlet, and a catalyst body housed in the catalyst housing portion of the housing. In the exhaust gas catalyst device, the cross-sectional area of at least one of the catalyst body and the catalyst accommodating portion is relatively larger in a portion near the exhaust outlet than in a portion near the exhaust inlet. is there. According to an embodiment of the present invention, the cross-sectional area is gradually increased from a portion near the exhaust inlet to a portion near the exhaust outlet. According to an embodiment of the present invention, the cross-sectional area is gradually increased from a portion near the exhaust introduction port toward a portion near the exhaust outlet.

【0009】[0009]

【作用】本発明の第1の観点に従う排気ガス触媒装置に
よれば、排気ガスの導入口と導出口との間において複数
の触媒体(例えばハニカム状構造体からなる触媒単体)
が並列的に設けられる構成となっていることが大きな特
徴である。これによって、エンジンから排出された排気
ガスを1つの触媒装置中に設けられた複数列(例えば2
列)の触媒体にパラレルに通過させて排気ガスの浄化を
行うことになるため、全体的な浄化性能は併設された各
触媒体の容積の総和によって決定されることにより、個
々の触媒体の個別の容積は小型化することができ、その
結果として、個々の触媒体の活性時間(所定の活性化温
度例えば350℃まで加熱される時間)が早くなる。従
って、触媒浄化能率が短時間内に100%となるため、
特にエンジン始動時からの浄化性能を高める若しくは早
めることに大きく寄与することができる。
According to the exhaust gas catalyst device according to the first aspect of the present invention, a plurality of catalyst bodies (for example, a single catalyst composed of a honeycomb structure) is provided between the exhaust gas inlet and outlet.
A major feature is that they are provided in parallel. As a result, the exhaust gas discharged from the engine is arranged in a plurality of rows (for example, 2
Since the exhaust gas is purified by passing it in parallel to the catalyst bodies of (rows), the overall purification performance is determined by the total volume of each of the attached catalyst bodies. The individual volumes can be miniaturized, which results in faster activation times of the individual catalyst bodies (time to heat to a given activation temperature, eg 350 ° C.). Therefore, since the catalyst purification efficiency becomes 100% within a short time,
In particular, it can greatly contribute to improving or speeding up the purification performance from the time of engine start.

【0010】更に、浄化性能を高くすることができるこ
とから、触媒体のハニカム構造の目付けを粗くすること
ができ、その結果として開口率を上げ通気抵抗を下げる
こともできるので、排圧を低損失にできるものであり、
これによってエンジンの燃焼効率を高効率にすることが
できると共に少燃費と動力性能の向上を得ることができ
る。このように、本発明によれば、排気ガスの高い浄化
性能と円滑な排気流を確保し促進することができるよう
になるので、浄化性能と低排圧損失特性の両方を高次元
で両立できるという優れた効果を奏する。
Further, since the purification performance can be improved, the basis weight of the honeycomb structure of the catalyst body can be roughened, and as a result, the aperture ratio can be increased and the ventilation resistance can be reduced, so that the exhaust pressure can be reduced with low loss. Can be
As a result, the combustion efficiency of the engine can be made high, and at the same time, low fuel consumption and improved power performance can be obtained. As described above, according to the present invention, it becomes possible to secure and promote high purification performance of exhaust gas and smooth exhaust flow, so that both purification performance and low exhaust pressure loss characteristics can be achieved at a high level. It has an excellent effect.

【0011】複数の触媒体の数及び並列配置の仕方は、
種々選択可能であるが、複数列(例えば2列)を横並び
に設置するようにすれば、全体として薄型にすることが
でき、スペース的に薄く狭い場所に対しての搭載が可能
となり、特に車両下面(床下)の限られたスペースに搭
載するのに適したものとなる、いう優れた効果を奏す
る。
The number of a plurality of catalyst bodies and how to arrange them in parallel are as follows:
Although various selections are possible, if a plurality of rows (for example, two rows) are installed side by side, the overall thickness can be reduced, and it can be mounted in a narrow space because of its space. It has an excellent effect of being suitable for mounting in a limited space on the lower surface (under the floor).

【0012】更に、本発明の別の観点に従えば、触媒体
及び触媒収納部の少なくとも一方の断面積が排気導出口
寄りの部分において排気導入口寄りの部分よりも相対的
に大きいものとなるようにしたことを特徴としているも
のであり、これによって、触媒体内を流れる排気流体の
流れを円滑にし、特に排気流量が増した場合においても
スワール効果を持続させることができるようになるもの
である。すなわち、エンジン排気流量が急激に増したと
きは、排気流路の壁面における摩擦抵抗が増し、流路内
のスワール効果(流路内の壁面寄りと中心寄りの流速差
・圧力差によって渦流が生じ、流れが促進される効果)
が崩されることになり易い。ところが、本発明のよう
に、触媒体及び触媒収納部の少なくとも一方の断面積が
排気導出口寄りの部分において排気導入口寄りの部分よ
りも相対的に大きいものとなるようにすれば、排気流量
の増大による排気流体の膨張分が、排気導出口寄りでそ
の断面積が相対的に大となることによって逃されること
になり、壁面寄りの摩擦抵抗の増大化を防ぎ、スワール
効果の持続に寄与することができる、という優れた効果
を奏する。従って、急なエンジン排気流量の増加に対し
ても、排圧を低損失にできるものである。なお、このよ
うな断面積可変構造の触媒体若しくは触媒収納部の構造
は、上記のような複数列の触媒体を併設するものに対し
て適用することができるのは勿論のこと、単一の触媒体
からなる触媒装置においても適用できるものである。
Further, according to another aspect of the present invention, the cross-sectional area of at least one of the catalyst body and the catalyst housing portion is relatively larger in the portion near the exhaust gas outlet than in the portion near the exhaust gas inlet. In this way, the flow of the exhaust fluid flowing in the catalyst body can be made smooth, and the swirl effect can be maintained especially when the exhaust flow rate increases. . That is, when the engine exhaust flow rate increases sharply, the frictional resistance on the wall surface of the exhaust flow path increases, and swirl is generated due to the swirl effect in the flow path (the flow velocity difference / pressure difference between the wall surface side and the center side in the flow path). , The effect of promoting flow)
Is easily broken. However, as in the present invention, if the cross-sectional area of at least one of the catalyst body and the catalyst accommodating portion is set to be relatively larger in the portion near the exhaust outlet port than in the portion near the exhaust inlet port, the exhaust gas flow rate The expansion of the exhaust fluid due to the increase in the exhaust gas will be released by the relative increase in the cross-sectional area near the exhaust outlet, preventing an increase in the frictional resistance near the wall surface and contributing to the continuation of the swirl effect. It has an excellent effect that it can be done. Therefore, even if the engine exhaust flow rate suddenly increases, the exhaust pressure can be reduced to a low loss. It should be noted that the structure of the catalyst body or the catalyst accommodating portion having such a variable cross-sectional area can be applied to a structure in which a plurality of rows of the catalyst bodies are arranged side by side as described above. It can also be applied to a catalyst device including a catalyst body.

【0013】[0013]

【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の実施例
を詳細に説明しよう。図1の(a)はこの発明の一実施
例に係る触媒装置7の側面略図、(b)はその正面略
図、である。図において、触媒装置7は、排気ガスの導
入口2と導出口3との間において複数の触媒収納部8
a,8bを並列的に配置してなるハウジング8と、前記
触媒収納部8a,8b内にそれぞれ収納された複数の触
媒体9及び10とを具えている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1A is a schematic side view of a catalyst device 7 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic front view thereof. In the figure, a catalyst device 7 includes a plurality of catalyst storage parts 8 between an exhaust gas inlet 2 and an outlet 3.
It comprises a housing 8 in which a and 8b are arranged in parallel, and a plurality of catalyst bodies 9 and 10 housed in the catalyst housing portions 8a and 8b, respectively.

【0014】ハウジング8は、ステンレス等の所定の材
質からなっていて、該ハウジング8の両端において導入
口2を形成するフランジ2aと導出口3を形成するフラ
ンジ3aが設けられている。該ハウジング8において設
けられた複数の触媒収納部8a,8bは、例えばそれぞ
れ側面において互に分離された独立の円筒形からなって
おり、それぞれの一方の円筒端寄りで導入口2(フラン
ジ2a)に共通に通じるように接続され、それぞれの他
方の円筒端寄りで導出口3(フランジ3a)に共通に通
じるように接続されている。各触媒収納部8a,8b内
に、全体として円筒形からなる触媒体9及び10(図
中、斜線で示した部分が触媒体9,10の部分)がそれ
ぞれ収納される。個々の触媒体9及び10それ自体は、
従来知られている通りセラミック又はメタルのような所
定の触媒物質を素材とするハニカム構造体からなるもの
であってよく、前述の触媒単体に相当する構造体からな
るものである。
The housing 8 is made of a predetermined material such as stainless steel, and is provided with a flange 2a forming an inlet 2 and a flange 3a forming an outlet 3 at both ends of the housing 8. The plurality of catalyst accommodating portions 8a, 8b provided in the housing 8 are, for example, independent cylinders that are separated from each other on their side surfaces, and the inlet 2 (flange 2a) is located near one of the cylinder ends. To the outlet port 3 (flange 3a) in the vicinity of the other end of the cylinder. In each of the catalyst storage portions 8a and 8b, catalyst bodies 9 and 10 having a cylindrical shape as a whole (in the figure, the hatched portions are the catalyst bodies 9 and 10) are stored, respectively. The individual catalyst bodies 9 and 10 themselves are
As is known in the art, the honeycomb structure may be made of a predetermined catalyst material such as ceramic or metal, and may be a structure corresponding to the above-mentioned simple substance of catalyst.

【0015】エンジンから排出された排気ガスは、1つ
の触媒装置7中に設けられた複数列(図の例では2列)
の触媒体9,10をパラレルに通過して浄化されること
になるため、全体的な浄化性能は併設された各触媒体の
容積の総和によって決定されることになる。従って、個
々の触媒体9,10の個別の容積は小型化することがで
きる。例えば、従来のように1個の触媒体のみで浄化を
行う場合に比べて、本発明に従う複数(これを仮りにn
とする)の触媒体9,10の各1個の容積は、ほぼ1/
nとすることができるであろう。例えば、比較のために
図2の(a)に2個からなる本発明に従う触媒体9,1
0の断面積と、従来の1個からなる触媒体6の断面積の
関係を例示する。従来の1個からなる触媒体6の断面積
をπR2とし、本発明に従う2個からなる各触媒体9,
10の各断面積をπr2とすると、例えば、πR2=2π
2のような関係にすることを想定すると、本発明に従
う各触媒体9,10の半径は、r=R/(√2)とな
り、小型化されることが理解できる。
Exhaust gas discharged from the engine is provided in a plurality of rows (two rows in the illustrated example) provided in one catalyst device 7.
Since they are passed through the catalyst bodies 9 and 10 in parallel to be purified, the overall purification performance is determined by the total volume of the adjacent catalyst bodies. Therefore, the individual volumes of the individual catalyst bodies 9 and 10 can be miniaturized. For example, as compared with the conventional case where purification is performed by using only one catalyst, a plurality of catalysts according to the present invention (for example, n
The volume of each one of the catalyst bodies 9 and 10 is about 1 /
could be n. For example, for comparison, two catalyst bodies 9 and 1 according to the present invention shown in FIG.
The relationship between the cross-sectional area of 0 and the cross-sectional area of the conventional one catalyst body 6 is illustrated. The cross-sectional area of the conventional one catalyst body 6 is πR 2, and each two catalyst bodies 9 according to the present invention,
If each cross-sectional area of 10 is πr 2 , for example, πR 2 = 2π
Assuming a relationship such as r 2 , the radius of each catalyst body 9, 10 according to the present invention is r = R / (√2), and it can be understood that the size is reduced.

【0016】以上のように、1つの触媒装置7中におい
て複数列の触媒体9,10を併設するようにしたので、
1個当たりの触媒体9,10の容積を小型化することが
できることとなり、必然的に、自己放熱が少なく、加熱
しやすいものとなる。その結果として、個々の触媒体
9,10の活性時間(所定の活性化温度例えば350℃
まで加熱される時間)が早くなり、特に、エンジン始動
時において極めて短時間の内に所定温度(例えば350
℃)まで上昇することにより極めて短時間の内に浄化能
力を安定させることができる。すなわち、触媒浄化能率
が短時間の内に100%となるため、特にエンジン始動
時からの浄化性能を高める若しくは早めることに大きく
寄与することができる。
As described above, since a plurality of rows of catalyst bodies 9 and 10 are arranged side by side in one catalyst device 7,
Since the volume of each catalyst body 9 and 10 can be reduced, inevitably, self-radiation is small and heating is easy. As a result, the activation time of the individual catalyst bodies 9, 10 (predetermined activation temperature, for example 350 ° C.)
Up to a predetermined temperature (eg 350 ° C.) within an extremely short time at the time of engine start.
C.), the purifying ability can be stabilized within an extremely short time. That is, since the catalyst purification efficiency becomes 100% within a short time, it can greatly contribute to improving or speeding up the purification performance especially from the time of engine start.

【0017】図2においては、本発明の触媒体9,10
と従来の触媒体6のハニカム構造の断面をも一部略示し
ている。同図に示したように、従来の触媒体6のハニカ
ム構造の目付け6aに比較して、本発明の触媒体9,1
0のハニカム構造のの目付け9aを粗くすることができ
る。これは、前述の通り、本発明によれば浄化性能を高
くすることができることから、触媒体9,10のハニカ
ム構造の目付け9aを多少粗くしても相応の浄化性能を
確保することができることによる。従って、このような
実施態様を採用することができる本発明によれば、ハニ
カム構造の目付け9aを相対的に粗くすることにより、
触媒体9,10の開口率を上げ通気抵抗を下げることが
できるので、排圧を低損失にできるものであり、これに
よってエンジンの燃焼効率を高効率にすることができる
と共に少燃費と動力性能の向上を得ることができるもの
である。
In FIG. 2, the catalyst bodies 9 and 10 of the present invention are shown.
Also, a part of the cross section of the honeycomb structure of the conventional catalyst body 6 is schematically shown. As shown in the figure, as compared with the conventional fabric weight 6a of the catalyst body 6 having a honeycomb structure, the catalyst bodies 9, 1 of the present invention are
The unit weight 9a of the honeycomb structure of 0 can be roughened. This is because, as described above, according to the present invention, the purification performance can be improved, and therefore, even if the unit weight 9a of the honeycomb structure of the catalyst bodies 9 and 10 is slightly roughened, the corresponding purification performance can be secured. . Therefore, according to the present invention which can adopt such an embodiment, by relatively roughening the basis weight 9a of the honeycomb structure,
Since the opening ratio of the catalyst bodies 9 and 10 can be increased to reduce the ventilation resistance, the exhaust pressure can be reduced to a low loss, whereby the combustion efficiency of the engine can be made high, and the fuel consumption and the power performance can be reduced. Can be obtained.

【0018】図3は、参考のために、従来の触媒装置と
本発明に従う触媒装置による浄化特性と内燃機関出力特
性及び排圧特性を比較して示す図である。(a)は内燃
機関出力特性及び排圧特性を示し、(b)は浄化特性を
示す。これらの特性図において実線が本発明に従う特性
を示し、破線が従来装置に従う特性を示す。いずれの特
性も、本発明の方が勝っていることが理解できる。
FIG. 3 is a diagram showing, for reference, a comparison of purification characteristics, internal combustion engine output characteristics, and exhaust pressure characteristics by the conventional catalyst device and the catalyst device according to the present invention. (A) shows an internal combustion engine output characteristic and exhaust pressure characteristic, (b) shows a purification characteristic. In these characteristic diagrams, the solid line shows the characteristic according to the present invention, and the broken line shows the characteristic according to the conventional device. It can be understood that the present invention is superior to any of the characteristics.

【0019】上記実施例において、各触媒体9,10の
数は2列に限らず、もっと多くてもよい。その場合の配
列は、横並びに併設してもよいし、円周方向に並べても
よいし、その他適宜の変形した配置であってもよい。そ
の場合、複数列を横並びに設置するようにすれば、全体
として薄型にすることができ、スペース的に薄く狭い場
所に対しての搭載が可能となり、特に車両下面(床下)
の限られたスペースに搭載するのに適したものとなる、
いう優れた効果を奏する。勿論、2列の場合は、必然的
に横並び配置とすることができるので、今述べたように
全体として薄型にすることができるという効果を必ず得
ることができる。
In the above embodiment, the number of the catalyst bodies 9 and 10 is not limited to two rows, but may be larger. In that case, the arrays may be arranged side by side, arranged side by side in the circumferential direction, or any other suitable modified arrangement. In that case, if a plurality of rows are installed side by side, the overall thickness can be made thin, and it becomes possible to mount it in a narrow space and in a narrow space, especially on the lower surface of the vehicle (under the floor).
It is suitable for mounting in the limited space of
It has an excellent effect. Of course, in the case of two rows, since they can be arranged side by side inevitably, the effect of being able to be thin as a whole as described above can be surely obtained.

【0020】また、複数の触媒体9,10の並列配置の
仕方は、必ずしも真横に並んで整列している必要はな
く、導入口から導入される排気ガスを並列的に分岐若し
くは分担して浄化するようになっていればよいものであ
り、例えばその物理的配置が前後にずれていてもよいも
のであり、それも本発明でいう「並列的」の用語の範疇
に入る実施態様であるものとする。また、図1の例では
ハウジング8において各触媒収納部8a,8bが側面に
おいて互に分離された独立の円筒形からなっているが、
これに限定されるものではなく、波型の壁面によって囲
まれた構造等適宜の形状であってもよく、要するに複数
の触媒体9及び10を並列的に配置できるように、複数
の触媒収納部8a,8bが並列的に(横並びあるいは円
周方向に)設定されていればよい。
The plurality of catalyst bodies 9 and 10 do not necessarily have to be arranged right next to each other in parallel, and the exhaust gas introduced from the inlet is branched or shared in parallel for purification. The physical arrangement may be shifted back and forth, which is also an embodiment within the scope of the term “parallel” in the present invention. And Further, in the example of FIG. 1, in the housing 8, the respective catalyst storage portions 8a and 8b have independent cylindrical shapes separated from each other on the side surface,
The present invention is not limited to this, and may have an appropriate shape such as a structure surrounded by a corrugated wall surface, that is, a plurality of catalyst accommodating portions so that a plurality of catalyst bodies 9 and 10 can be arranged in parallel. It suffices that 8a and 8b are set in parallel (side by side or in the circumferential direction).

【0021】また、各触媒体9,10の形状は図1に示
されたような真円柱形に限定されないのは勿論であり、
楕円柱形やその他の形状であってもよい。また、複数の
各触媒体9,10の形状は必ずしも同形・同寸であるこ
とを要せず、異なっていてもよい。
The shapes of the catalyst bodies 9 and 10 are not limited to the true cylindrical shape as shown in FIG.
It may have an elliptic cylinder shape or another shape. The shapes of the plurality of catalyst bodies 9 and 10 do not necessarily have to be the same shape and the same size, and may be different.

【0022】次に、触媒体の形状についての本発明の一
実施例について図4を参照して説明する。図1では、各
触媒体9,10は、真円柱形のようにどの位置でも断面
積の等しいものからなっている。しかし、触媒体9,1
0を通る排気ガスの流れを円滑にし、スワール効果を持
続させるようにするには、図4に例示したような形状に
するとよい。図4の各例はいずれも、触媒体9A,9
B,9C,9Dの断面積が排気導出口3寄りの部分にお
いて排気導入口2寄りの部分よりも相対的に大きいもの
となることようにしたことを特徴としているものであ
る。図4の(a)の例では、触媒体9Aの断面積が排気
導入口2寄りの部分から排気導出口3寄りの部分に向か
って徐々に大きくなっている。(b)の例では、触媒体
9Bの断面積が排気導入口2寄りの部分から排気導出口
3寄りの部分に向かって段階的に大きくなっている。
(c)の例では、触媒体9Cの断面積が中間部分で連続
的に変化している。(d)の例では、触媒体9Dの断面
積が排気導入口2寄りの部分及び/又は排気導出口3寄
りの部分において連続的に変化している。これによっ
て、触媒体9A〜9D内を流れる排気流体の流れを円滑
にし、特に排気流量が増した場合においてもスワール効
果を持続させることができるようになるものである。従
って、急なエンジン排気流量の増加に対しても、排圧を
低損失にできるものである。
Next, an embodiment of the present invention regarding the shape of the catalyst body will be described with reference to FIG. In FIG. 1, each of the catalyst bodies 9 and 10 has the same cross-sectional area at any position like a true cylinder. However, the catalyst body 9,1
In order to smooth the flow of exhaust gas through zero and maintain the swirl effect, the shape illustrated in FIG. 4 may be used. In each of the examples of FIG. 4, the catalyst bodies 9A, 9
The cross-sectional area of B, 9C and 9D is set to be relatively larger at a portion near the exhaust outlet 3 than at a portion near the exhaust inlet 2. In the example of FIG. 4A, the cross-sectional area of the catalyst body 9A gradually increases from the portion near the exhaust introduction port 2 toward the portion near the exhaust outlet port 3. In the example of (b), the cross-sectional area of the catalyst body 9B gradually increases from the portion near the exhaust introduction port 2 toward the portion near the exhaust outlet port 3.
In the example of (c), the cross-sectional area of the catalyst body 9C continuously changes in the middle portion. In the example of (d), the cross-sectional area of the catalyst body 9D continuously changes in the portion near the exhaust gas inlet 2 and / or the portion near the exhaust gas outlet 3. As a result, the flow of the exhaust fluid flowing in the catalyst bodies 9A to 9D can be made smooth, and the swirl effect can be maintained even when the exhaust flow rate increases. Therefore, even if the engine exhaust flow rate suddenly increases, the exhaust pressure can be reduced to a low loss.

【0023】このような断面積可変構造の触媒体9A〜
9Dは、上記実施例のような併設された複数列の触媒体
9,10の各々に対して適用することができるのは勿論
のこと、図5や図6に示したような単一の触媒体4,6
からなる触媒装置においても適用できるものである。
A catalyst body 9A having such a variable cross-sectional area structure
9D can be applied to each of a plurality of rows of catalyst bodies 9 and 10 arranged side by side as in the above embodiment, and of course, a single touch as shown in FIGS. Medium 4, 6
It can also be applied to a catalyst device comprising

【0024】上記のように触媒体9A〜9Dを断面積可
変構造とすることにより、ハウジングにおける触媒収納
部の内部空間断面積が必然的に同様の断面積可変構造と
されるのは勿論である。排気流体の壁面との摩擦がハウ
ジングにおける触媒収納部の壁面との間に生ずることを
考慮すると、この発明の変形例として、触媒体9A〜9
D,9,10,4,6そのものではなく、ハウジングに
おける触媒収納部の内部空間断面積のみを排気導出口3
寄りの部分において排気導入口2寄りの部分よりも相対
的に大きいものとなるようにしてもよい。その場合は、
排気導出口3寄りにおいて触媒体の周囲に幾分の隙間が
生じてしまうことになるであろうが、少なくとも「スワ
ール効果の維持」という目的・作用・効果は達成するこ
とができる。
By making the catalyst bodies 9A to 9D have a variable cross-sectional area structure as described above, it goes without saying that the internal space cross-sectional area of the catalyst accommodating portion in the housing is necessarily the same cross-sectional area variable structure. . Considering that friction with the wall surface of the exhaust fluid occurs between the exhaust fluid and the wall surface of the catalyst housing portion in the housing, as a modified example of the present invention, the catalyst bodies 9A to 9A are used.
D, 9, 10, 4, 6 itself, not the exhaust space 3
The portion near the exhaust inlet 2 may be relatively larger than the portion near the exhaust introduction port 2. In that case,
Although some gap will be formed around the catalyst body near the exhaust outlet 3, at least the purpose, action, and effect of "maintaining the swirl effect" can be achieved.

【0025】なお、本発明において、ハニカム構造体と
は、厳密な蜂の巣状の六角形構造の多数のつながりから
なるものに限定されるものではなく、その他の適宜の多
角形又は円形構造の多数のつながりからなる構造体、あ
るいは添付の各図において該ハニカム構造体の断面略図
として一部図示されたような多数の断ボール紙を積み重
ねたような多褶曲面構造体、あるいは網状構造体等をも
含む用語であり、要するに多面積構造体(狭い容積内に
多くの面積構造を収納した構造体)をすべて含む用語で
あるものとする。また、本発明はハニカム構造タイプの
触媒体に限らず、その他のタイプの触媒体においても応
用可能である。
In the present invention, the honeycomb structure is not limited to a structure composed of a large number of strict honeycomb-shaped hexagonal structures, but a large number of other appropriate polygonal or circular structures. A structure composed of connections, or a multi-fold curved surface structure such as a stack of a large number of broken cardboards partially illustrated as a schematic cross-sectional view of the honeycomb structure in each of the attached drawings, or a net-like structure The term is meant to include, in short, all multi-area structures (structures containing many area structures in a narrow volume). Further, the present invention is applicable not only to the honeycomb structure type catalyst body but also to other types of catalyst bodies.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、排気ガス
の導入口と導出口との間において複数の触媒体を並列的
に設けたため、高浄化性能と排圧低損失特性の両方を有
効に実現することができると共に、内燃機関(エンジ
ン)を常に高効率で動作しかつ省燃費と動力性能の向上
を期待することができる、という優れた効果を奏する。
また、触媒装置全体の薄型化を実現することもできるの
で、車両下面等の限られたスペースに対して、効率の良
い、全体として大容積の触媒装置を搭載することができ
るようになる。
As described above, according to the present invention, since a plurality of catalyst bodies are provided in parallel between the exhaust gas inlet and outlet, both high purification performance and exhaust pressure low loss characteristics can be obtained. In addition to being effectively realized, it has an excellent effect that the internal combustion engine (engine) can always be operated with high efficiency and fuel saving and power performance improvement can be expected.
Further, since it is possible to reduce the thickness of the catalyst device as a whole, it is possible to mount an efficient and large-capacity catalyst device as a whole in a limited space such as the lower surface of the vehicle.

【0027】更に、本発明によれば、触媒体及び触媒収
納部の少なくとも一方の断面積が排気導出口寄りの部分
において排気導入口寄りの部分よりも相対的に大きいも
のとなるようにしたので、排気流量の増大による排気流
体の膨張分が、排気導出口寄りの断面積が相対的に大と
なるによって逃されることになり、壁面寄りの摩擦抵抗
の増大化を防ぎ、スワール効果の持続に寄与することが
できる、という優れた効果を奏する。従って、急なエン
ジン排気流量の増加に対しても、排圧を低損失にするこ
とができるという優れた効果を奏する。
Further, according to the present invention, the cross-sectional area of at least one of the catalyst body and the catalyst storage portion is made relatively larger in the portion near the exhaust outlet than in the portion near the exhaust inlet. The expansion of the exhaust fluid due to the increase in the exhaust flow rate is escaped due to the relatively large cross-sectional area near the exhaust outlet, preventing an increase in frictional resistance near the wall surface and maintaining the swirl effect. It has an excellent effect that it can contribute. Therefore, even if the engine exhaust gas flow rate suddenly increases, the excellent effect that the exhaust pressure can be made low loss can be obtained.

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

【図1】本発明に係る触媒装置の一実施例を示す側面略
図及び正面略図。
1 is a schematic side view and a schematic front view showing an embodiment of a catalyst device according to the present invention.

【図2】本発明に従う触媒体の断面積と、従来の1個か
らなる触媒体の断面積との関係を例示するための断面略
図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for illustrating the relationship between the cross-sectional area of the catalyst body according to the present invention and the cross-sectional area of a conventional single catalyst body.

【図3】本発明に係る触媒装置の各種特性を、従来装置
と比較して示す図。
FIG. 3 is a diagram showing various characteristics of the catalyst device according to the present invention in comparison with a conventional device.

【図4】本発明に係る触媒装置の別の実施例を示す側面
略図。
FIG. 4 is a schematic side view showing another embodiment of the catalyst device according to the present invention.

【図5】従来の触媒装置の一例を示す側面略図及び正面
略図。
FIG. 5 is a schematic side view and a schematic front view showing an example of a conventional catalyst device.

【図6】従来の触媒装置の別の例を示す側面略図及び正
面略図。
FIG. 6 is a schematic side view and a schematic front view showing another example of the conventional catalyst device.

【図7】従来の触媒装置の更に別の例を示す側面略図。FIG. 7 is a schematic side view showing still another example of the conventional catalyst device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 排気の導入口 3 排気の導出口 7 触媒装置 8 ハウジング 8a,8b 触媒収納部 9,10,9A〜9D 触媒体 2 Exhaust gas inlet port 3 Exhaust gas outlet port 7 Catalyst device 8 Housing 8a, 8b Catalyst accommodating portion 9, 10, 9A to 9D Catalyst body

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気ガスの導入口と導出口との間におい
て複数の触媒収納部を並列的に設定してなるハウジング
と、 前記ハウジングの触媒収納部に並列的に収納された複数
の触媒体とを具えた排気ガス触媒装置。
1. A housing in which a plurality of catalyst accommodating portions are set in parallel between an exhaust gas inlet and an outlet, and a plurality of catalyst bodies accommodated in parallel in the catalyst accommodating portions of the housing. Exhaust gas catalyst device equipped with.
【請求項2】 前記触媒体の断面積が排気導出口寄りの
部分において排気導入口寄りの部分よりも相対的に大き
いことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス触媒装
置。
2. The exhaust gas catalyst device according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the catalyst body is relatively larger in a portion near an exhaust gas outlet than in a portion near an exhaust gas inlet.
【請求項3】 前記複数の触媒収納部を横並びに配置し
たことを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス触
媒装置。
3. The exhaust gas catalyst device according to claim 1, wherein the plurality of catalyst storage portions are arranged side by side.
【請求項4】 排気ガスの導入口と導出口との間におい
て触媒収納部を設けてなるハウジングと、 前記ハウジングの触媒収納部に収納された触媒体とを具
備する排気ガス触媒装置において、前記触媒体及び触媒
収納部の少なくとも一方の断面積が排気導出口寄りの部
分において排気導入口寄りの部分よりも相対的に大きい
ことを特徴とする排気ガス触媒装置。
4. An exhaust gas catalyst device comprising: a housing having a catalyst storage portion between an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet; and a catalyst body accommodated in the catalyst storage portion of the housing. An exhaust gas catalyst device, wherein a cross-sectional area of at least one of the catalyst body and the catalyst housing portion is relatively larger in a portion near an exhaust outlet than in a portion near an exhaust inlet.
【請求項5】 前記断面積が排気導入口寄りの部分から
排気導出口寄りの部分に向かって徐々に大きくなってい
ることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の
排気ガス触媒装置。
5. The exhaust gas catalyst according to claim 2, wherein the cross-sectional area gradually increases from a portion near the exhaust introduction port toward a portion near the exhaust outlet. apparatus.
【請求項6】 前記断面積が排気導入口寄りの部分から
排気導出口寄りの部分に向かって段階的に大きくなって
いることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載
の排気ガス触媒装置。
6. The exhaust gas according to claim 2, wherein the cross-sectional area gradually increases from a portion near the exhaust introduction port toward a portion near the exhaust outlet. Catalytic device.
【請求項7】 前記触媒体は、所定の触媒物質によって
構成されたハニカム構造体からなっている請求項1乃至
6のいずれかに記載の排気ガス触媒装置。
7. The exhaust gas catalyst device according to claim 1, wherein the catalyst body is a honeycomb structure made of a predetermined catalyst substance.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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