JPH09158720A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device

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JPH09158720A
JPH09158720A JP7320595A JP32059595A JPH09158720A JP H09158720 A JPH09158720 A JP H09158720A JP 7320595 A JP7320595 A JP 7320595A JP 32059595 A JP32059595 A JP 32059595A JP H09158720 A JPH09158720 A JP H09158720A
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JP
Japan
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exhaust
catalyst
passage
exhaust gas
exhaust passage
Prior art date
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Application number
JP7320595A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kamoshita
伸治 鴨下
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH09158720A publication Critical patent/JPH09158720A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an exhaust gas flow passage from being clogged due to deposition of carbon on an exhaust emission control catalyst. SOLUTION: A foam catalyst 5 and a honeycomb catalyst 30 are arranged in a casing 3 connected to an exhaust gas passage 1 through a straightening device 10. The straightening device 10 is provided with a plurality of latticeshaped exhaust gas flow passages formed by a plurality of plates arranged parallel to the flow. The turbulent exhaust gas flowing out of the foam catalyst on the upstream side is damped in passing through the straightening device, and flows into the honeycomb catalyst in the less turbulent condition. Deposition of carbon in the exhaust gas due to the turbulent flow in the vicinity of an outlet of the upstream side foam catalyst and in the vicinity of an inlet of the downstream side honeycomb catalyst is suppressed to prevent the exhaust gas flow passage from being clogged by the catalysts.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化装置に関
し、詳細にはセラミックフォーム等の多数の小径排気流
路を有する担体を用いた排気浄化触媒を使用する排気浄
化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification device, and more particularly to an exhaust purification device that uses an exhaust purification catalyst that uses a carrier having a large number of small-diameter exhaust passages such as ceramic foam.

【0002】[0002]

【従来の技術】排気浄化用触媒に使用される触媒担体
は、一般に多数の小径排気流路を有しており、この流路
壁面に触媒成分を担持させて排気と触媒成分との接触の
確率を高めた構成となっている。小径排気流路を有する
触媒担体としては、例えばハニカム担体やセラミックフ
ォーム担体等が使用される。
2. Description of the Related Art Generally, a catalyst carrier used for an exhaust gas purification catalyst has a large number of small-diameter exhaust flow passages. It has a structure that raises. As the catalyst carrier having a small-diameter exhaust passage, for example, a honeycomb carrier or a ceramic foam carrier is used.

【0003】例えば、この種の排気浄化を用いた排気浄
化装置の例としては、実開昭62−97213号公報に
記載されたものがある。同公報の装置は、内燃機関の排
気通路にフォーム担体を用いた触媒(以下、「フォーム
触媒」という)を配置し、このフォーム触媒の下流側に
ハニカム担体を用いた触媒(以下「ハニカム触媒」とい
う)を直列に配置した構成とされている。フォーム触媒
は、後述するように担体中に曲折した多数の小径排気流
路が形成されており、この排気流路の壁面に酸化触媒等
の触媒成分が担持された構成となっている。また、ハニ
カム触媒の担体中には多数の直線状の小径排気流路(以
下「セル」という)が互いに平行に形成された構成とな
っている。
[0003] For example, as an example of an exhaust gas purification apparatus using this type of exhaust gas purification, there is one described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-97213. In the apparatus of the publication, a catalyst using a foam carrier (hereinafter referred to as "foam catalyst") is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a catalyst using a honeycomb carrier is provided downstream of the foam catalyst (hereinafter referred to as "honeycomb catalyst"). That is) is arranged in series. As will be described later, the foam catalyst has a large number of bent small-diameter exhaust passages formed in a carrier, and a catalyst component such as an oxidation catalyst is carried on the wall surface of the exhaust passage. In addition, a large number of linear small-diameter exhaust passages (hereinafter referred to as "cells") are formed in parallel with each other in the carrier of the honeycomb catalyst.

【0004】燃焼排気、特に内燃機関の排気には未燃H
C、COやNOX 等の気体状の汚染物質以外に、煤やS
OF(SOLUBLE ORGANIC FRACTION)等の微粒子が含まれ
ている。このような排気を浄化する際に、ハニカム触媒
のみを用いると気体状のHC、CO、NOX 成分等は問
題なく浄化可能であるが、SOF等の排気微粒子は浄化
されずにそのままハニカム触媒を通過してしまう傾向を
生じる。
Unburned H is present in the combustion exhaust gas, especially in the exhaust gas of an internal combustion engine.
In addition to gaseous pollutants such as C, CO and NO x , soot and S
It contains fine particles such as OF (SOLUBLE ORGANIC FRACTION). When only the honeycomb catalyst is used to purify such exhaust gas, gaseous HC, CO, NO x components and the like can be purified without any problem, but exhaust particulates such as SOF are not purified and the honeycomb catalyst can be directly used. It tends to pass through.

【0005】これは、ハニカム触媒内の排気流路は小径
であり、流路内の排気の流れは層流になっており、ま
た、ハニカム触媒内の排気流路は直線状に形成されてい
るため、流路内に流入した排気微粒子は乱れの少ない層
流の排気流に乗って流れ、多くの微粒子が壁面の触媒成
分と接触することなくハニカム触媒内の流路を通過して
しまうためである。
This is because the exhaust passage in the honeycomb catalyst has a small diameter, the exhaust flow in the passage is laminar, and the exhaust passage in the honeycomb catalyst is linear. Therefore, the exhaust particulates that have flowed into the flow path flow along with the laminar exhaust flow with little turbulence, and many particulates pass through the flow path inside the honeycomb catalyst without contacting the catalyst components on the wall surface. is there.

【0006】この問題を防止するため、上記実開昭62
−97213号公報の装置は、排気通路の上流側にフォ
ーム触媒を配置し、このフォーム触媒の下流側に近接し
てハニカム触媒を配置した構成としている。フォーム触
媒の担体は、ウレタン等のフォーム状の素材に液状に調
整したセラミック材(コージェライト、アルミナ等)を
吸収させ、ウレタンとともにセラミックを焼成すること
により形成される。焼成によりウレタンが燃焼するた
め、焼成後の担体内にはウレタン部分に相当する互いに
連通した多数のフォーム状の空洞が残り、小径の曲折し
た排気流路が形成される。この排気流路壁面には、含浸
等により触媒成分が担持せしめられる。
In order to prevent this problem, the above-mentioned actual exploitation 62
The apparatus disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 97213 has a structure in which a foam catalyst is arranged on the upstream side of an exhaust passage, and a honeycomb catalyst is arranged close to the downstream side of the foam catalyst. The carrier of the foam catalyst is formed by absorbing a liquid ceramic material (cordierite, alumina, etc.) in a foam material such as urethane, and firing the ceramic together with urethane. Since the urethane is burned by the firing, a large number of foam-like cavities communicating with each other corresponding to the urethane portion remain in the carrier after firing, and a bent exhaust passage having a small diameter is formed. A catalyst component is supported on the wall surface of the exhaust passage by impregnation or the like.

【0007】フォーム触媒は多数の曲折した排気流路を
有しているため、フォーム触媒に流入した排気は、フォ
ーム触媒内で曲折した流路に沿って何度も方向を変えて
流れる。ところが、排気中の比粒子は慣性のため進行方
向を急激に変えることはできず、排気の流れ方向が変わ
る点で流路壁面に衝突するようになる。一方、排気に含
まれるSOF等の微粒子は粘着性を有するため、壁面衝
突時に壁面に付着し、壁面に担持された触媒成分により
酸化され、排気から除去される。
Since the foam catalyst has a large number of bent exhaust passages, the exhaust gas flowing into the foam catalyst changes its direction many times along the bent passages in the foam catalyst. However, the specific particles in the exhaust cannot change the traveling direction rapidly due to inertia, and collide with the wall surface of the flow path at the point where the flow direction of the exhaust changes. On the other hand, since fine particles such as SOF contained in the exhaust gas have an adhesive property, they adhere to the wall surface at the time of collision with the wall surface, are oxidized by the catalyst component carried on the wall surface, and are removed from the exhaust gas.

【0008】上記公報の装置では、排気通路上流側にフ
ォーム触媒を配置することにより、まず排気中のSOF
を除去し、フォーム触媒を通過したSOFを含まない排
気をハニカム触媒を通過させることにより、排気中のH
C、CO、NOX 等の気体状の汚染物質を浄化するよう
にしたものである。
In the device of the above publication, the SOF in the exhaust gas is first provided by disposing the foam catalyst on the upstream side of the exhaust passage.
Of the SOF-free exhaust gas that has passed through the foam catalyst and is passed through the honeycomb catalyst to remove H
It purifies gaseous pollutants such as C, CO, and NO x .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記実開昭
62−97213号公報の装置のようにフォーム触媒下
流側に近接してハニカム触媒を配置すると下流側のハニ
カム触媒のセル入口部分にカーボン(煤)の堆積が生じ
やすくなり、セルが目詰まりを生じる問題があることが
判明している。
However, when the honeycomb catalyst is arranged in the vicinity of the downstream side of the foam catalyst as in the device of Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-97213, carbon is formed at the cell inlet portion of the honeycomb catalyst on the downstream side. It has been found that there is a problem that the soot is likely to be accumulated and the cell is clogged.

【0010】前述のように、排気中の微粒子のうちSO
Fは粘着性があるためフォーム触媒通過中に流路壁面に
付着して、フォーム触媒下流側にはあまり流出しない。
ところが、排気中のカーボン粒子(煤)は、SOFに較
べて粘着性を殆ど有さないため、フォーム触媒内で流路
壁面と衝突しても壁面には付着せず、衝突を繰り返した
後に排気とともにフォーム触媒から流出する。一方、フ
ォーム触媒出口では、排気はフォーム触媒内の小径の流
路から流出し、流路が急拡大するため流速が急激に低下
する。また、流路の急拡大のために排気流は大幅に乱れ
を生じる。
As described above, SO among the fine particles in the exhaust gas
Since F has an adhesive property, it adheres to the wall surface of the flow path while passing through the foam catalyst and does not flow out much to the downstream side of the foam catalyst.
However, since carbon particles (soot) in the exhaust gas have almost no adhesiveness as compared with SOF, even if they collide with the wall surface of the flow channel in the foam catalyst, they do not adhere to the wall surface, and after repeated collisions, the exhaust gas is exhausted. Along with this, it flows out from the foam catalyst. On the other hand, at the foam catalyst outlet, the exhaust gas flows out of the small-diameter flow passage in the foam catalyst, and the flow passage sharply expands, so that the flow velocity sharply decreases. Further, the exhaust flow is significantly disturbed due to the rapid expansion of the flow path.

【0011】このため、フォーム触媒出口に近接してハ
ニカム触媒が配置されていると、フォーム触媒から流出
した排気中のカーボン粒子が、流れの乱れによりハニカ
ム触媒入口付近のセル内壁面に衝突し堆積するようにな
る。従って、触媒を長期間使用すると、フォーム触媒下
流側のハニカム触媒では、入口部分のセルがカーボンの
堆積により目詰まりを生じ、ハニカム触媒を流れる排気
の圧力損失が上昇する問題が生じるのである。
Therefore, when the honeycomb catalyst is arranged close to the foam catalyst outlet, carbon particles in the exhaust gas flowing out from the foam catalyst collide with the inner wall surface of the cell near the honeycomb catalyst inlet due to the turbulence of the flow and are deposited. Come to do. Therefore, when the catalyst is used for a long period of time, in the honeycomb catalyst on the downstream side of the foam catalyst, the cells at the inlet portion are clogged due to the accumulation of carbon, which causes a problem that the pressure loss of the exhaust gas flowing through the honeycomb catalyst increases.

【0012】一方、この問題を防止するために、フォー
ム触媒から十分に距離を置いた下流側にハニカム触媒を
配置し、フォーム触媒出口付近の流れの乱れが直接ハニ
カム触媒入口部分に到達しないようにすることも可能で
ある。ところが、この場合にはハニカム触媒セルの目詰
まりは低減できるものの、フォーム触媒出口周縁部での
流れの淀みにより、フォーム触媒下流側の排気通路壁面
にカーボンの堆積が生じるようになる。すなわち、触媒
周縁部では、排気通路壁面の影響で排気通路中心部に較
べて排気流速は低くなっており、触媒周縁部の排気通路
管壁近傍では排気速度の差のために渦が発生して流れの
淀みが生じやすくなっている。このため、フォーム触媒
周縁部では排気中のカーボン粒子が排気通路壁面に堆積
するようになり、触媒排気流路出口部分が堆積したカー
ボンにより閉塞してしまい、フォーム触媒の圧力損失が
増大する問題を生じるようになる。
On the other hand, in order to prevent this problem, a honeycomb catalyst is arranged at a sufficient distance from the foam catalyst so that the turbulence of the flow near the foam catalyst outlet does not directly reach the honeycomb catalyst inlet. It is also possible to do so. However, in this case, although the honeycomb catalyst cells can be reduced in clogging, carbon is deposited on the exhaust passage wall surface on the downstream side of the foam catalyst due to the stagnation of the flow at the peripheral edge of the foam catalyst outlet. That is, at the catalyst peripheral edge, the exhaust flow velocity is lower than that at the center of the exhaust passage due to the effect of the exhaust passage wall surface, and eddies are generated near the exhaust passage pipe wall at the catalyst peripheral edge due to the difference in exhaust velocity. The stagnation of the flow is easy to occur. For this reason, carbon particles in the exhaust gas are deposited on the exhaust passage wall surface at the peripheral edge of the foam catalyst, and the catalyst exhaust flow path outlet portion is blocked by the deposited carbon, which causes a problem of increasing the pressure loss of the foam catalyst. Will occur.

【0013】また、フォーム触媒に限らず、ハニカム触
媒等、小径の排気流路を有する担体を用いた触媒では、
同様に触媒出口付近では流路拡大による排気の乱れが生
じるため、同様にカーボンの堆積の問題が発生し易い。
本発明は、上記問題を解決し多数の小径排気流路を有す
る触媒担体出口近傍での排気流の乱れを低減し、触媒出
口近傍でのカーボン堆積の問題を防止可能な排気浄化装
置を提供することを目的としている。
Further, not only the foam catalyst but also a catalyst using a carrier having an exhaust passage of a small diameter such as a honeycomb catalyst,
Similarly, since the turbulence of the exhaust gas occurs due to the expansion of the flow path in the vicinity of the catalyst outlet, the problem of carbon deposition is likely to occur similarly.
The present invention provides an exhaust gas purification device that solves the above problems, reduces turbulence in the exhaust flow near the outlet of a catalyst carrier having a large number of small-diameter exhaust passages, and can prevent the problem of carbon deposition near the outlet of the catalyst. Is intended.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、燃焼排気が流れる排気通路上に配置された、多
数の小径排気流路を有する触媒担体と、前記触媒担体の
排気出口側部分に近接して前記排気通路上に配置され、
前記触媒担体から流出する排気流を排気通路軸線方向に
沿った流れに整流する層流形成手段と、を備えた排気浄
化装置が提供される。
According to the invention as set forth in claim 1, a catalyst carrier having a large number of small-diameter exhaust passages arranged in an exhaust passage through which combustion exhaust flows, and an exhaust outlet of the catalyst carrier. Disposed on the exhaust passage proximate to the side portion,
An exhaust gas purification device is provided, which comprises: a laminar flow forming means for rectifying an exhaust flow flowing out from the catalyst carrier into a flow along an exhaust passage axial direction.

【0015】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の排気浄化装置において、前記層流形成手段は、前記排
気通路軸線方向に延設された複数の排気流路を備え、各
排気流路の断面積は、排気通路中心側の排気流路より排
気通路径方向外側の排気流路の方が小さくなるように設
定されている。請求項3に記載の発明によれば、請求項
1において、前記層流形成手段下流側の排気通路上に、
多数の小径排気流路を有する第2の触媒担体を更に配置
した排気浄化装置が提供される。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In the exhaust gas purifying apparatus, the laminar flow forming means includes a plurality of exhaust passages extending in the exhaust passage axial direction, and the cross-sectional area of each exhaust passage is exhausted from the exhaust passage on the exhaust passage center side. The exhaust passage on the outer side in the radial direction of the passage is set to be smaller. According to the invention described in claim 3, in claim 1, in the exhaust passage on the downstream side of the laminar flow forming means,
An exhaust gas purification device is further provided in which a second catalyst carrier having a large number of small-diameter exhaust gas channels is further arranged.

【0016】請求項4に記載の発明によれば、請求項3
の排気浄化装置において、前記層流生成手段の排気流路
の断面積は、前記第2の触媒担体の排気流路断面積より
大きい面積とされている。請求項5に記載の発明によれ
ば、請求項3の排気浄化装置において、前記層流形成手
段は、前記排気通路軸線方向に沿って互いに平行に配置
された複数の板体を備え、層流形成手段の前記排気流路
は該板体により画定され、該板体のそれぞれの下流側端
面は排気通路軸線方向から見て前記第2の触媒担体の排
気流路壁面上流側端部と合致するように配置された請求
項3に記載の排気浄化装置が提供される。
According to the invention set forth in claim 4, according to claim 3,
In the exhaust gas purification device, the cross-sectional area of the exhaust flow passage of the laminar flow generating means is larger than the cross-sectional area of the exhaust flow passage of the second catalyst carrier. According to the invention of claim 5, in the exhaust emission control device of claim 3, the laminar flow forming means includes a plurality of plate bodies arranged in parallel with each other along the exhaust passage axial direction, The exhaust passage of the forming means is defined by the plate body, and each downstream end surface of the plate body coincides with the exhaust passage wall surface upstream end portion of the second catalyst carrier when viewed from the exhaust passage axial direction. An exhaust emission control device according to claim 3 arranged as described above is provided.

【0017】請求項6に記載の発明によれば、請求項5
の排気浄化装置において、前記板体の下流側端部の肉厚
は、前記第2の触媒担体の排気流路壁面上流側端部の肉
厚と略同一になるように設定される。次に、上記各請求
項の発明の作用について説明する。請求項1の排気浄化
装置では、触媒担体出口から流出した排気流は、層流形
成手段により排気通路軸線方向に沿った流れに整流され
るため、触媒担体出口付近での排気流の乱れが低減され
る。このため、担体出口付近での流れの淀みによるカー
ボンの堆積が抑制される。
According to the invention of claim 6, claim 5
In the exhaust gas purifying apparatus, the thickness of the downstream end of the plate body is set to be substantially the same as the thickness of the exhaust passage wall surface upstream end of the second catalyst carrier. Next, the operation of the invention of each of the above claims will be described. In the exhaust gas purifying apparatus of claim 1, the exhaust flow flowing out from the catalyst carrier outlet is rectified by the laminar flow forming means into a flow along the exhaust passage axial direction, so that the turbulence of the exhaust flow near the catalyst carrier outlet is reduced. To be done. Therefore, carbon deposition due to the stagnation of the flow near the carrier outlet is suppressed.

【0018】請求項2の排気浄化装置では、請求項1の
層流形成手段は排気通路軸線方向の複数の排気流路を有
しており、排気通路径方向外側に位置する排気流路ほど
流路断面積が小さくなるようにされている。触媒担体出
口近傍では、排気通路径方向外側(周辺部)ほど排気流
速が低下するため流れの淀みが生じやすくカーボンの堆
積が生じやすくなるが、本発明では層流形成手段の排気
流路断面積を外周部ほど小さく設定したため、外周部で
の排気流速の低下が抑制されカーボンの堆積が生じにく
くなる。
In the exhaust gas purifying apparatus according to claim 2, the laminar flow forming means according to claim 1 has a plurality of exhaust passages in the exhaust passage axial direction, and the exhaust passage located closer to the outer side in the exhaust passage radial direction flows. The cross-sectional area of the road is reduced. In the vicinity of the catalyst carrier outlet, the exhaust flow velocity decreases toward the outer side in the exhaust passage radial direction (peripheral portion), so that stagnation of the flow easily occurs and carbon deposition easily occurs, but in the present invention, the exhaust flow passage cross-sectional area of the laminar flow forming means Since the value is set to be smaller toward the outer peripheral portion, a decrease in the exhaust flow velocity at the outer peripheral portion is suppressed, and carbon is less likely to be deposited.

【0019】請求項3の排気浄化装置では、請求項1の
層流形成手段下流側に小径流路を有する第2の触媒担体
が配置されるため、第2の触媒担体には乱れの少ない状
態で排気が流入する。このため、請求項1の作用に加え
て、下流側の第2の触媒担体の排気流路内壁へのカーボ
ン堆積が抑制され、第2の触媒担体の排気流路の目詰ま
りが防止される。
In the exhaust gas purifying apparatus of the third aspect, since the second catalyst carrier having the small-diameter flow passage is arranged on the downstream side of the laminar flow forming means of the first aspect, the second catalyst carrier has a less disturbed state. Exhaust flows in. Therefore, in addition to the effect of the first aspect, carbon deposition on the inner wall of the exhaust passage of the second catalyst carrier on the downstream side is suppressed, and clogging of the exhaust passage of the second catalyst carrier is prevented.

【0020】請求項4の排気浄化装置では、請求項3の
層流形成手段の排気流路断面積は、下流側の第2の触媒
担体の排気流路より大きな断面積とされる。このため、
請求項3の作用に加えて、層流形成手段の排気流路壁面
にカーボンの堆積が生じた場合でも、層流形成手段の排
気流路のカーボンによる閉塞が防止される。請求項5の
排気浄化装置では、請求項3の層流形成手段の排気流路
壁面の出口側端部は、第2の触媒担体の排気流路壁面入
口側端部に合致するように配置される。このため、請求
項3の作用に加えて、層流形成手段の板体により第2の
触媒担体の排気流路開口部が覆われることがなくなり、
第2の触媒担体の排気流路総面積の低下が防止される。
In the exhaust gas purifying apparatus according to claim 4, the laminar flow forming means according to claim 3 has an exhaust passage cross-sectional area larger than that of the downstream second catalyst carrier. For this reason,
In addition to the effect of the third aspect, even when carbon is deposited on the wall surface of the exhaust passage of the laminar flow forming means, the exhaust passage of the laminar flow forming means is prevented from being blocked by the carbon. In the exhaust gas purification device according to claim 5, the outlet side end portion of the exhaust passage wall surface of the laminar flow forming means according to claim 3 is arranged so as to match the exhaust passage wall surface inlet side end portion of the second catalyst carrier. It Therefore, in addition to the function of claim 3, the plate of the laminar flow forming means does not cover the exhaust passage opening of the second catalyst carrier,
The reduction of the total area of the exhaust passage of the second catalyst carrier is prevented.

【0021】請求項6の排気浄化装置では、請求項5に
おいて層流形成手段を構成する板体の下流端肉厚は第2
の担体の排気流路壁面上流端の肉厚と略同一とされる。
このため、請求項5の作用に加えて、層流形成手段の排
気流路壁面と第2の触媒担体の排気流路壁面との間に段
差が生じず、排気流の乱れが生じない。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus according to the fifth aspect, wherein the downstream end wall thickness of the plate forming the laminar flow forming means is the second.
The thickness of the carrier is substantially the same as the wall thickness at the upstream end of the exhaust passage wall surface.
Therefore, in addition to the effect of the fifth aspect, there is no step between the wall surface of the exhaust flow passage of the laminar flow forming means and the wall surface of the exhaust flow passage of the second catalyst carrier, and the disturbance of the exhaust flow does not occur.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。図1は、本発明の排気浄
化装置の一実施形態の概略構成を示す図である。図1に
おいて、1は、例えば内燃機関の排気マニホルドに接続
された排気通路、3は排気浄化触媒5を収容するケーシ
ング、7は図示しないマフラを経由して大気に開放され
た出口排気通路である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an exhaust emission control device of the present invention. In FIG. 1, 1 is an exhaust passage connected to, for example, an exhaust manifold of an internal combustion engine, 3 is a casing containing an exhaust purification catalyst 5, and 7 is an outlet exhaust passage opened to the atmosphere via a muffler (not shown). .

【0023】本実施形態では、ケーシング3内の排気浄
化5出口側には層流形成手段としての、整流器10が配
置されている。本実施形態では、整流器10は互いに平
行に縦、横方向に配置された複数の整流板11により形
成され、各整流板11により囲まれた格子状の複数の排
気流路13を有している。図2は、図1の円Aで囲んだ
部分の拡大断面図を示している。
In the present embodiment, a rectifier 10 is arranged as a laminar flow forming means on the outlet side of the exhaust purification 5 inside the casing 3. In the present embodiment, the rectifier 10 is formed by a plurality of rectifying plates 11 arranged in parallel in the vertical and horizontal directions, and has a plurality of lattice-shaped exhaust passages 13 surrounded by the rectifying plates 11. . FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a circle A in FIG.

【0024】本実施形態では、排気浄化触媒5としてコ
ージェライト、アルミナ等のセラミック製のフォーム担
体を有するフォーム触媒が使用されている。図3に示す
ように、フォーム触媒5は、ケーシング3内壁に緩衝用
のクッション材23及びシール材25、保持材27を介
して取り付けられている。フォーム触媒5の担体内部に
は、ウレタンフォーム等の焼却により形成された、多数
の互いに連通する空洞(その1つを図1に21で示す)
が生じている。この空洞は、触媒5の入口側端面と出口
側端面とを接続する、曲折した多数の小径排気流路とし
て機能している。空洞(排気流路)21の壁面には、多
孔質のアルミナ等のウォッシュコート層が形成され、こ
のウォッシュコート層には、含浸により白金Pt、パラ
ジウムPd、ロジウムRh等の触媒成分が担持されてい
る。排気通路1から触媒5の担体に流入した排気は、空
洞21により形成される曲折した排気流路を流れ、触媒
5出口側から流出する。このとき、排気中に含まれるS
OF、カーボン等の微粒子は、排気流路が曲折する部分
では慣性により直進して排気流路壁面に衝突する。SO
F微粒子は粘着性を有しているため、上記壁面との衝突
時に流路壁面に付着し、壁面に担持された触媒成分によ
り酸化、除去される。
In this embodiment, a foam catalyst having a ceramic foam carrier such as cordierite or alumina is used as the exhaust purification catalyst 5. As shown in FIG. 3, the foam catalyst 5 is attached to the inner wall of the casing 3 via a cushioning cushioning material 23, a sealing material 25, and a holding material 27. Inside the carrier of the foam catalyst 5, a large number of cavities formed by incineration of urethane foam etc. and communicating with each other (one of which is shown at 21 in FIG. 1)
Has occurred. This cavity functions as a large number of bent small-diameter exhaust passages that connect the inlet side end surface and the outlet side end surface of the catalyst 5. A porous washcoat layer of alumina or the like is formed on the wall surface of the cavity (exhaust passage) 21, and the washcoat layer is loaded with a catalyst component such as platinum Pt, palladium Pd, or rhodium Rh by impregnation. There is. The exhaust gas that has flowed into the carrier of the catalyst 5 from the exhaust passage 1 flows through the bent exhaust flow path formed by the cavity 21, and flows out from the outlet side of the catalyst 5. At this time, S contained in the exhaust gas
Fine particles of OF, carbon, etc. go straight due to inertia and collide with the wall surface of the exhaust passage at the bent portion of the exhaust passage. SO
Since the F fine particles have adhesiveness, they adhere to the wall surface of the flow channel when they collide with the wall surface, and are oxidized and removed by the catalyst component carried on the wall surface.

【0025】一方、排気中のカーボン粒子は粘着性を有
さないため、壁面と衝突しても殆ど付着せず、壁面との
衝突を繰り返しながら排気流路21を通過し、触媒5の
出口側端面5aから流出する。ところで、触媒5の出口
側端面付近では、排気は小径の排気流路21からケーシ
ング3内の広い空間に放出されることになり、流路の急
拡大が生じ排気流に大きな乱れが生じる。本実施形態で
は、触媒5出口側端面に近接して整流器10を配置する
ことにより排気流の大きな乱れが生じることを防止して
いる。
On the other hand, since the carbon particles in the exhaust gas are not sticky, they hardly adhere even when they collide with the wall surface, pass through the exhaust gas passage 21 while repeatedly colliding with the wall surface, and reach the outlet side of the catalyst 5. It flows out from the end surface 5a. By the way, in the vicinity of the end surface of the catalyst 5 on the outlet side, the exhaust gas is discharged from the small-diameter exhaust flow passage 21 into the wide space in the casing 3, and the flow passage is suddenly expanded and the exhaust flow is greatly disturbed. In the present embodiment, by disposing the rectifier 10 close to the end surface on the outlet side of the catalyst 5, it is possible to prevent large disturbance of the exhaust flow.

【0026】本実施形態の整流器10について説明する
前に、先ず、触媒5出口側に整流器10が設けられてい
ない場合の問題について図3を用いて説明する。図3
は、触媒5の出口側に整流器を設けていない場合を示す
図2と同様な拡大断面図である。図3に示すように、フ
ォーム触媒5の各流路を通過して触媒5出口側端部から
流出する排気は、流出の際の流路の急拡大のために大き
く乱れており、排気流の主流方向(触媒5軸線方向)の
速度成分のみでなく、ランダムな方向の変動速度成分を
有している。また、排気の主流方向速度は、流路の急拡
大により急激に低下し、更に触媒中心部から周辺部に向
かうにつれてケーシング壁面の影響で排気流の主流速度
は小さくなっている。このため、図3に点線で示したよ
うに、触媒5出口端面の周辺近傍の領域28では排気の
渦が生じ、排気流の淀みが生じるため、この部分では排
気中のカーボン粒子が滞留し、触媒5端面やケーシング
3の壁面に堆積しやすくなる。使用時間が長くなると、
触媒5周辺部やケーシング3壁面に堆積したカーボンの
量は次第に増大し、周辺部から触媒後の排気流路21出
口を閉塞するようになり、触媒5を通る排気の圧力損失
を増加させるようになる。
Before describing the rectifier 10 of this embodiment, first, the problem in the case where the rectifier 10 is not provided on the outlet side of the catalyst 5 will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 2, showing a case where no rectifier is provided on the outlet side of the catalyst 5. As shown in FIG. 3, the exhaust gas passing through each flow path of the foam catalyst 5 and flowing out from the outlet side end portion of the catalyst 5 is greatly disturbed due to the rapid expansion of the flow path at the time of outflow, and Not only the velocity component in the main flow direction (catalyst 5 axis direction) but also the variation velocity component in random directions. Further, the velocity of the exhaust gas in the mainstream direction drops sharply due to the rapid expansion of the flow passage, and the mainstream velocity of the exhaust gas becomes smaller due to the influence of the casing wall surface from the central part of the catalyst to the peripheral part. Therefore, as shown by the dotted line in FIG. 3, vortexes of the exhaust gas are generated in the region 28 near the periphery of the outlet end face of the catalyst 5, and stagnation of the exhaust gas flow occurs, so that carbon particles in the exhaust gas accumulate in this region, Accumulation on the end surface of the catalyst 5 and the wall surface of the casing 3 is easy. As the usage time increases,
The amount of carbon deposited on the peripheral portion of the catalyst 5 and the wall surface of the casing 3 gradually increases, and the outlet of the exhaust passage 21 after the catalyst is blocked from the peripheral portion to increase the pressure loss of the exhaust gas passing through the catalyst 5. Become.

【0027】一方、本実施形態では図2に示すような整
流器10が触媒5出口端面に近接して設けられている。
図4は、本実施形態の整流器10の形状を示す、図1の
IV−IV線に沿った断面図である。図4に示すよう
に、本実施形態の整流器10は、ケーシング3軸線方向
に平行に格子状に配置された整流板11からなり、各整
流板11により画定されるケーシング軸線方向の排気流
路13を有している。また、各整流板10の間隔はケー
シング3(触媒5)の中心部から周辺部に向かうにつれ
て小さくなっており、各排気流路13を構成する格子の
面積、すなわち排気流路13の断面積は中心部から周辺
部に向かうほど小さくなっている。
On the other hand, in this embodiment, the rectifier 10 as shown in FIG. 2 is provided close to the end face of the catalyst 5 outlet.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, showing the shape of the rectifier 10 of this embodiment. As shown in FIG. 4, the rectifier 10 of the present embodiment includes rectifying plates 11 arranged in a lattice shape in parallel with the axial direction of the casing 3, and the exhaust passages 13 defined by the rectifying plates 11 in the casing axial direction. have. In addition, the distance between the straightening vanes 10 becomes smaller from the central portion of the casing 3 (catalyst 5) toward the peripheral portion, and the area of the lattice forming each exhaust passage 13, that is, the cross-sectional area of the exhaust passage 13 is It is smaller from the center toward the periphery.

【0028】次に、整流器10を設けたことによるカー
ボン堆積抑制効果を図2を参照して説明する。図2に示
すように、本実施形態では、触媒5の各排気流路21か
ら流出した排気は、整流器10の排気流路13に直接流
入する。排気流路13に流入した排気は、流路の拡大に
より速度が低下するとともに乱れを生じるが、整流器1
0の排気流路13内では、触媒5の各排気流路21から
流出する排気の主流方向速度は略一様であるため、各排
気流路21内には流れの淀みは生じない。このため、流
れの淀みによるカーボンの堆積が抑制される。また、整
流器10の排気流路13は、周辺部になるほど断面積が
小さくなるように設定されている。このため、触媒周辺
部の排気流路21から流出した排気の大幅な速度低下が
抑制され、整流器10の周辺部の排気流路13内でも流
れのよどみが生じない。
Next, the carbon deposition suppressing effect of providing the rectifier 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the exhaust gas flowing out from each exhaust flow path 21 of the catalyst 5 directly flows into the exhaust flow path 13 of the rectifier 10. Exhaust gas that has flowed into the exhaust flow path 13 is turbulent as the speed decreases due to the expansion of the flow path.
In the exhaust passages 0 of 0, the velocity of the exhaust gas flowing out of the exhaust passages 21 of the catalyst 5 in the mainstream direction is substantially uniform, so that no stagnation of the flow occurs in the exhaust passages 21. Therefore, carbon deposition due to the stagnation of the flow is suppressed. The exhaust passage 13 of the rectifier 10 is set so that the cross-sectional area becomes smaller toward the peripheral portion. For this reason, a large decrease in the speed of the exhaust gas flowing out from the exhaust passage 21 in the peripheral portion of the catalyst is suppressed, and stagnation of the flow does not occur even in the exhaust passage 13 in the peripheral portion of the rectifier 10.

【0029】また、前述のように触媒5の排気流路21
から流出した排気は、流れの乱れのために主流方向以外
の変動速度成分を有している。このため、整流器10の
各排気流路13入口近傍では、排気が流路壁面と衝突す
るためカーボンの堆積が生じやすくなる。しかし、カー
ボンの堆積は整流器10の各流路13壁面に分散して生
じるため、それぞれの流路13でのカーボンの堆積量は
少なくなる。また、整流器10の排気流路13の断面積
は比較的大きいため(例えば、中心部では、一辺3〜4
cm程度の四角形となる)、堆積したカーボンにより排
気流路13が閉塞されることはない。更に、整流器10
の排気流路13に流入した排気の乱れは、流路13流入
後短い距離で減衰するため、入口部分を除く流路13内
では壁面へのカーボン堆積は生じにくくなる。
Further, as described above, the exhaust passage 21 of the catalyst 5
Exhaust gas flowing out of has a fluctuation velocity component other than the main flow direction due to turbulence of the flow. Therefore, in the vicinity of the inlet of each exhaust flow path 13 of the rectifier 10, the exhaust gas collides with the flow path wall surface, so that carbon is likely to be deposited. However, since the carbon deposition occurs in a distributed manner on the wall surface of each flow passage 13 of the rectifier 10, the amount of carbon deposited in each flow passage 13 decreases. Moreover, since the cross-sectional area of the exhaust flow path 13 of the rectifier 10 is relatively large (for example, in the central portion, one side 3 to 4).
The exhaust channel 13 is not blocked by the deposited carbon. Further, the rectifier 10
The turbulence of the exhaust gas that has flowed into the exhaust gas flow path 13 is attenuated in a short distance after flowing into the flow path 13, so that carbon is less likely to be deposited on the wall surface in the flow path 13 except the inlet portion.

【0030】上述のように、本実施形態では、触媒5出
口側端面に整流器10を設けることにより、触媒出口側
端面周辺部でのカーボン堆積を効果的に防止することが
可能となっている。次に、図5を用いて本発明の他の実
施形態について説明する。図5は、本実施形態の排気浄
化装置を示す、図1と同様な図である。本実施形態にお
いても、図1と同様にケーシング3内のフォーム触媒5
出口側端面には、図1と同様な整流器10が配置されて
いる。しかし、本実施形態では、整流器10下流側に近
接してハニカム触媒30が配置されている点が図1の実
施形態と相違している。
As described above, in the present embodiment, by providing the rectifier 10 on the end face of the catalyst 5 on the outlet side, it is possible to effectively prevent carbon deposition on the peripheral portion of the end face of the catalyst on the outlet side. Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view similar to FIG. 1, showing the exhaust emission control device of the present embodiment. Also in the present embodiment, the foam catalyst 5 in the casing 3 as in FIG.
A rectifier 10 similar to that in FIG. 1 is arranged on the end face on the outlet side. However, the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the honeycomb catalyst 30 is arranged close to the downstream side of the rectifier 10.

【0031】図6は、図5の円Bで囲んだ部分の拡大断
面を示している。ハニカム触媒30は、コージェライト
等のセラミックス製担体を使用しており、担体内には軸
線方向に多数の直線状の小径排気流路(セル)31が形
成されている。ハニカム触媒30の排気流路21の径
は、フォーム触媒5の排気流路径よりかなり小さく設定
されており、例えば1平方インチ当たり200〜400
程度の数のセルが形成されている。
FIG. 6 shows an enlarged cross section of a portion surrounded by a circle B in FIG. The honeycomb catalyst 30 uses a ceramic carrier such as cordierite, and a large number of linear small-diameter exhaust passages (cells) 31 are formed in the carrier in the axial direction. The diameter of the exhaust passage 21 of the honeycomb catalyst 30 is set to be considerably smaller than the diameter of the exhaust passage of the foam catalyst 5, for example, 200 to 400 per square inch.
Some number of cells are formed.

【0032】図7、図8はフォーム触媒5の下流側に、
整流器10を介さずにハニカム触媒30を設けた場合の
問題点を示す図であり、図7はフォーム触媒5下流側端
面に接するように直接ハニカム触媒30を配置した場合
を、図8はフォーム触媒5下流側端面からある程度の間
隙を置いてハニカム触媒30を配置した場合を示してい
る。
7 and 8 show the downstream side of the foam catalyst 5,
[Fig. 7] Fig. 7 is a diagram showing a problem when the honeycomb catalyst 30 is provided without the rectifier 10, Fig. 7 shows a case where the honeycomb catalyst 30 is directly arranged so as to be in contact with a downstream end face of the foam catalyst 5, and Fig. 8 shows a foam catalyst. 5 shows the case where the honeycomb catalyst 30 is arranged with a certain gap from the downstream end face.

【0033】図7のように、フォーム触媒5下流側端面
に接してハニカム触媒30を設けた場合には、フォーム
触媒5の排気流路21から流出する乱れの大きい排気流
が直接ハニカム触媒30のセル31に流入することにな
るため、セル31入口近傍では、流路壁面32と排気と
の衝突が生じ、図7に35で示したようにセル31の入
口近傍にカーボンが堆積することになる。このため、セ
ル31の入口部分がカーボンの堆積により閉塞する問題
が生じる。なお、図2で説明したように、整流器10を
設けた場合も整流器10の排気流路13入口部分にはカ
ーボンの堆積が生じやすくなるが、排気流路13の断面
積は比較的大きいため、カーボンの堆積が生じても排気
流路13が閉塞する問題は生じない。これに対して、セ
ル31の断面積は極めて小さいため、僅かなカーボンの
堆積でもセルが閉塞する問題が生じるのである。
As shown in FIG. 7, when the honeycomb catalyst 30 is provided in contact with the downstream end surface of the foam catalyst 5, the exhaust gas flow flowing out from the exhaust passage 21 of the foam catalyst 5 is directly disturbed by the honeycomb catalyst 30. Since it flows into the cell 31, collision occurs between the flow passage wall surface 32 and the exhaust gas near the inlet of the cell 31, and carbon is deposited near the inlet of the cell 31 as indicated by 35 in FIG. . For this reason, there arises a problem that the inlet portion of the cell 31 is blocked due to carbon deposition. As described with reference to FIG. 2, even when the rectifier 10 is provided, carbon is likely to deposit at the inlet portion of the exhaust passage 13 of the rectifier 10, but the cross-sectional area of the exhaust passage 13 is relatively large. Even if carbon is deposited, the problem of blocking the exhaust passage 13 does not occur. On the other hand, since the cross-sectional area of the cell 31 is extremely small, there arises a problem that the cell is blocked even with a slight amount of carbon deposited.

【0034】また、図8のようにハニカム触媒30をフ
ォーム触媒5から距離を置いて配置した場合にも同様な
問題が生じる。この場合には、フォーム触媒5の排気流
路21から流出した排気は、流路の急拡大のために大幅
に乱れた状態でハニカム触媒30のセル入口に到達す
る。この排気はセル31に流入する際に更に乱れが増幅
されるため、セル31近傍でのカーボンの堆積35は図
7に較べてさらに増大することになる。
A similar problem occurs when the honeycomb catalyst 30 is arranged at a distance from the foam catalyst 5 as shown in FIG. In this case, the exhaust gas flowing out of the exhaust gas passage 21 of the foam catalyst 5 reaches the cell inlet of the honeycomb catalyst 30 in a largely disturbed state due to the rapid expansion of the flow passage. Since the turbulence of this exhaust gas is further amplified when flowing into the cell 31, the carbon deposition 35 in the vicinity of the cell 31 is further increased as compared with FIG. 7.

【0035】これに対して、本実施形態では、図6に示
したようにフォーム触媒5から流出した排気は、整流器
10の排気流路13を通過する際に乱れが減衰されるた
め、ハニカム触媒30に到達する排気は極めて乱れの少
ない状態になっている。このため、ハニカム触媒30の
セル31に流入する際にも、大きな乱れが生じず、セル
31入口部分でのカーボン堆積が抑制される。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the exhaust gas flowing out from the foam catalyst 5 is attenuated in turbulence when passing through the exhaust passage 13 of the rectifier 10, so that the honeycomb catalyst is exhausted. The exhaust gas reaching 30 is in a state of extremely little turbulence. For this reason, even when flowing into the cells 31 of the honeycomb catalyst 30, a large disturbance does not occur, and carbon deposition at the cell 31 inlet portion is suppressed.

【0036】なお、このように、フォーム触媒5とハニ
カム触媒30との間に整流器10を設けたことにより、
本実施形態ではハニカム触媒30で生成するサルフェー
ト(SO3 )の量が減少するという効果が得られてい
る。一般に内燃機関の排気には燃料中に含まれる硫黄成
分の燃焼により生じたSO2 が含まれる。このSO
2 は、触媒で酸化されてSO3 を生成する。SO3 は排
気微粒子として検出されるため、SO3 の生成量が多い
と大気に放出される排気微粒子が増大する問題がある。
また、SO3 の生成量は排気温度が高くなるほど増大す
ることが知られている。
By providing the rectifier 10 between the foam catalyst 5 and the honeycomb catalyst 30 in this way,
In this embodiment, the effect of reducing the amount of sulfate (SO 3 ) generated in the honeycomb catalyst 30 is obtained. In general, the exhaust gas of an internal combustion engine contains SO 2 produced by the combustion of sulfur components contained in fuel. This SO
2 is catalytically oxidized to produce SO 3 . Since SO 3 is detected as exhaust particulates, there is a problem that if the amount of SO 3 produced is large, the amount of exhaust particulates released to the atmosphere will increase.
It is also known that the amount of SO 3 produced increases as the exhaust gas temperature rises.

【0037】本実施形態では、フォーム触媒5とハニカ
ム触媒30との間に整流器10が設けられており、排気
は整流器10の排気流路13を通過する際に整流板11
と接触して冷却される。すなわち、本実施形態では整流
器10の流路13を画定する各整流板11は、排気の熱
を奪ってケーシング3から大気に放熱する冷却器として
の機能をも果たしている。このため、ハニカム触媒30
に流入する排気温度は、整流器30を設けない場合に較
べて低下し、ハニカム触媒30でのSO3 発生量が低減
される。
In the present embodiment, the rectifier 10 is provided between the foam catalyst 5 and the honeycomb catalyst 30, and when the exhaust gas passes through the exhaust passage 13 of the rectifier 10, the rectifier plate 11 is provided.
Contacted and cooled. That is, in the present embodiment, each of the flow straightening plates 11 that define the flow path 13 of the flow straightener 10 also functions as a cooler that removes the heat of the exhaust gas and radiates the heat from the casing 3 to the atmosphere. Therefore, the honeycomb catalyst 30
The temperature of the exhaust gas flowing into the chamber is lower than that in the case where the rectifier 30 is not provided, and the amount of SO 3 generated in the honeycomb catalyst 30 is reduced.

【0038】なお、図6に示すように、整流器10の排
気流路の断面積は、排気流の乱れの減衰効果を失わない
範囲でできるだけ大きく設定する必要がある。前述のよ
うに、整流器10の排気流路13入口部分にはカーボン
の堆積が生じやすいため、排気流路13の断面積が小さ
いと(例えば、セル31の断面積と同一であったとする
と)、ハニカム触媒30をフォーム触媒5下流側に直接
配置した場合と同様にカーボンの堆積による流路13の
閉塞が生じる可能性があるためである。
As shown in FIG. 6, the cross-sectional area of the exhaust passage of the rectifier 10 must be set as large as possible without losing the damping effect of the turbulence of the exhaust flow. As described above, carbon is likely to be deposited at the inlet portion of the exhaust flow passage 13 of the rectifier 10, so that when the cross-sectional area of the exhaust flow passage 13 is small (for example, the cross-sectional area of the cell 31 is the same), This is because, as in the case where the honeycomb catalyst 30 is directly arranged on the downstream side of the foam catalyst 5, the flow path 13 may be blocked due to carbon deposition.

【0039】また、図6に示したように整流器10の各
整流板11の下流側端部は、ハニカム触媒30の各セル
31を隔てる壁面32の上流側端面と、排気主流方向か
らみて合致する位置に配置することが好ましい。セル壁
面32端面と各整流板11の下流側端部とを一致させる
ことにより、整流板11によりハニカム触媒30のセル
31入口が塞がれることがなくなるため、ハニカム触媒
30を通る排気圧力損失を低く抑えることが可能とな
る。
Further, as shown in FIG. 6, the downstream end of each rectifying plate 11 of the rectifier 10 coincides with the upstream end face of the wall surface 32 that separates each cell 31 of the honeycomb catalyst 30 when viewed from the main exhaust flow direction. It is preferable to place it in a position. By aligning the end face of the cell wall surface 32 and the downstream end of each rectifying plate 11, the inlet of the cell 31 of the honeycomb catalyst 30 is not blocked by the rectifying plate 11, so that the exhaust pressure loss passing through the honeycomb catalyst 30 is reduced. It is possible to keep it low.

【0040】また、この場合、図6に示すように整流板
11の肉厚はセル31を隔てる壁面32の肉厚と略同一
とすることが好ましい。セル壁面肉厚と整流板11の肉
厚との差が大きいと、例えば図9に示したように、整流
板11とセル31壁面との間に段差が生じることにな
る。このように段差が生じると、段差部分では排気流の
渦が発生し、淀み36が生じやすくなるため、淀み部分
にカーボンの堆積が生じやすくなるためである。
Further, in this case, as shown in FIG. 6, it is preferable that the wall thickness of the flow regulating plate 11 is substantially the same as the wall thickness of the wall surface 32 separating the cells 31. If the difference between the wall thickness of the cell wall and the wall thickness of the straightening vane 11 is large, a step will be formed between the straightening vane 11 and the wall of the cell 31 as shown in FIG. 9, for example. This is because when a step is generated in this way, a vortex of the exhaust flow is generated in the step portion, and the stagnation 36 is likely to occur, so that carbon is likely to be deposited in the stagnation portion.

【0041】なお、上述の各実施形態では、フォーム触
媒5の下流側に整流器10を配置した場合を例にとって
説明しているが、フォーム触媒以外にも小径の排気流路
を有する担体を用いる触媒では同様な問題が生じ得る。
このため、本発明は、例えば、上述の各実施形態におい
て、フォーム触媒5に変えてハニカム触媒等の他の小径
排気流路を有する触媒担体を配置した場合にも適用する
ことができる。
In each of the above-described embodiments, the case where the rectifier 10 is arranged on the downstream side of the foam catalyst 5 has been described as an example. However, in addition to the foam catalyst, a catalyst using a carrier having an exhaust passage with a small diameter is used. Then, the same problem may occur.
Therefore, the present invention can be applied, for example, to the case where a catalyst carrier having another small-diameter exhaust passage such as a honeycomb catalyst is arranged instead of the foam catalyst 5 in each of the above-described embodiments.

【0042】[0042]

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、小径の
排気流路を備えた担体を有する触媒を燃焼排気の浄化に
使用する場合に、担体の排気流路がカーボンの堆積によ
り閉塞することを効果的に防止することが可能となると
いう共通の効果を奏する。
According to the invention described in each claim, when a catalyst having a carrier having an exhaust passage of a small diameter is used for purification of combustion exhaust, the exhaust passage of the carrier is blocked by carbon deposition. There is a common effect that it is possible to effectively prevent the above.

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

【図1】本発明の排気浄化装置の一実施形態の概略構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an exhaust emission control device of the present invention.

【図2】図1のA部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG.

【図3】従来の排気浄化装置の問題を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a problem of a conventional exhaust emission control device.

【図4】図1の整流器のIV−IV線に沿った断面を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a cross section taken along line IV-IV of the rectifier of FIG.

【図5】本発明の排気浄化装置の図1とは別の実施形態
の概略構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an exhaust emission control device of the present invention different from that of FIG.

【図6】図5のB部の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a portion B in FIG. 5;

【図7】従来の排気浄化装置の問題を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a problem of a conventional exhaust emission control device.

【図8】従来の排気浄化装置の問題を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a problem of a conventional exhaust emission control device.

【図9】整流板とセル肉厚との差により生じる段差の影
響を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the influence of a step caused by the difference between the current plate and the cell wall thickness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…排気通路 3…ケーシング 5…排気浄化触媒(フォーム触媒) 7…出口排気通路 10…整流器 11…整流板 13…排気流路 21…空洞(小径排気流路) 30…ハニカム触媒 31…セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust passage 3 ... Casing 5 ... Exhaust purification catalyst (foam catalyst) 7 ... Outlet exhaust passage 10 ... Rectifier 11 ... Rectifier plate 13 ... Exhaust flow passage 21 ... Cavity (small diameter exhaust flow passage) 30 ... Honeycomb catalyst 31 ... Cell

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/28 301 B01D 53/36 ZABC ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display area F01N 3/28 301 B01D 53/36 ZABC

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼排気が流れる排気通路上に配置され
た、多数の小径排気流路を有する触媒担体と、 前記触媒担体の排気出口側部分に近接して前記排気通路
上に配置され、前記触媒担体から流出する排気流を排気
通路軸線方向に沿った流れに整流する層流形成手段と、 を備えた排気浄化装置。
1. A catalyst carrier having a large number of small-diameter exhaust passages arranged on an exhaust passage through which combustion exhaust flows, and arranged on the exhaust passage in the vicinity of an exhaust outlet side portion of the catalyst carrier, An exhaust gas purification device, comprising: a laminar flow forming means for rectifying an exhaust flow flowing out from the catalyst carrier into a flow along an exhaust passage axial direction.
【請求項2】 前記層流形成手段は、前記排気通路軸線
方向に延設された複数の排気流路を備え、各排気流路の
断面積は、排気通路中心側の排気流路より排気通路径方
向外側の排気流路の方が小さくなるように設定されてい
る請求項1に記載の排気浄化装置。
2. The laminar flow forming means includes a plurality of exhaust passages extending in the exhaust passage axial direction, and the cross-sectional area of each exhaust passage is larger than that of the exhaust passage on the center side of the exhaust passage. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the exhaust gas passage on the outer side in the radial direction is set to be smaller.
【請求項3】 前記層流形成手段下流側の排気通路上
に、多数の小径排気流路を有する第2の触媒担体を更に
配置した請求項1に記載の排気浄化装置。
3. The exhaust emission control device according to claim 1, further comprising a second catalyst carrier having a large number of small-diameter exhaust passages arranged on the exhaust passage downstream of the laminar flow forming means.
【請求項4】 前記層流生成手段の排気流路の断面積
は、前記第2の触媒担体の排気流路断面積より大きい請
求項3に記載の排気浄化装置。
4. The exhaust emission control device according to claim 3, wherein the cross-sectional area of the exhaust flow passage of the laminar flow generating means is larger than the cross-sectional area of the exhaust flow passage of the second catalyst carrier.
【請求項5】 前記層流形成手段は、前記排気通路軸線
方向に沿って互いに平行に配置された複数の板体を備
え、層流形成手段の前記排気流路は該板体により画定さ
れ、該板体のそれぞれの下流側端面は排気通路軸線方向
から見て前記第2の触媒担体の排気流路壁面上流側端部
と合致するように配置された請求項3に記載の排気浄化
装置。
5. The laminar flow forming means comprises a plurality of plate bodies arranged in parallel with each other along the exhaust passage axial direction, and the exhaust flow passage of the laminar flow forming means is defined by the plate bodies. The exhaust emission control device according to claim 3, wherein each downstream end surface of the plate body is arranged so as to match an upstream end portion of the exhaust passage wall surface of the second catalyst carrier when viewed from the exhaust passage axial direction.
【請求項6】 前記板体の下流側端部の肉厚は、前記第
2の触媒担体の排気流路壁面上流側端部の肉厚と略同一
である請求項5に記載の排気浄化装置。
6. The exhaust emission control device according to claim 5, wherein the thickness of the downstream end of the plate body is substantially the same as the thickness of the exhaust passage wall surface upstream end of the second catalyst carrier. .
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