JPH10121945A - 内燃機関の排気浄化触媒装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化触媒装置Info
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- JPH10121945A JPH10121945A JP27020896A JP27020896A JPH10121945A JP H10121945 A JPH10121945 A JP H10121945A JP 27020896 A JP27020896 A JP 27020896A JP 27020896 A JP27020896 A JP 27020896A JP H10121945 A JPH10121945 A JP H10121945A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】内燃機関の排気浄化触媒装置の早期活性を促進
する。 【解決手段】内燃機関の排気管に介装される排気浄化触
媒装置を、前側触媒担体13の中心軸と後側触媒担体15の
中心軸とを、鈍角θをなして繋がらせ、かつ、後側触媒
担体15の横断面を、前側触媒担体13の円形断面を排気流
通方向に投影したときに、後側触媒担体15の軸方向と直
角な面に投影される像に近い楕円形とした。
する。 【解決手段】内燃機関の排気管に介装される排気浄化触
媒装置を、前側触媒担体13の中心軸と後側触媒担体15の
中心軸とを、鈍角θをなして繋がらせ、かつ、後側触媒
担体15の横断面を、前側触媒担体13の円形断面を排気流
通方向に投影したときに、後側触媒担体15の軸方向と直
角な面に投影される像に近い楕円形とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気中
の汚染物質を浄化する排気浄化触媒装置に関し、特に触
媒活性化を促進して、始動後短時間で高い浄化性能を得
られるようにした技術に関する。
の汚染物質を浄化する排気浄化触媒装置に関し、特に触
媒活性化を促進して、始動後短時間で高い浄化性能を得
られるようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気通路に介装されて排気中
のＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の汚染物質を浄化する排気浄化
触媒装置は、触媒が所定の活性化温度にするまで昇温し
た状態でないと充分な触媒作用を奏することができず、
例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化性能が充
分なレベルに達するまでに時間を要する。
のＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の汚染物質を浄化する排気浄化
触媒装置は、触媒が所定の活性化温度にするまで昇温し
た状態でないと充分な触媒作用を奏することができず、
例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化性能が充
分なレベルに達するまでに時間を要する。
【０００３】このため、触媒を担持する触媒担体を電熱
ヒータ装置を用いて加熱したりするものもあるが、コス
ト高につき、また、触媒を加熱しすぎてしまうおそれが
ある。ところで、始動直後において必要最小限の浄化効
率を確保するために必要な容量は所定量以上は必要であ
るが、それ以上大きくしても始動直後の浄化開始時間は
殆ど一定であることが、後述する実験結果でも確かめら
れている。但し、始動後、触媒全体が活性化したときに
得られる最大浄化効率を十分に確保するには、前記始動
直後に必要な容量では不足し、大きな容量が必要とな
る。
ヒータ装置を用いて加熱したりするものもあるが、コス
ト高につき、また、触媒を加熱しすぎてしまうおそれが
ある。ところで、始動直後において必要最小限の浄化効
率を確保するために必要な容量は所定量以上は必要であ
るが、それ以上大きくしても始動直後の浄化開始時間は
殆ど一定であることが、後述する実験結果でも確かめら
れている。但し、始動後、触媒全体が活性化したときに
得られる最大浄化効率を十分に確保するには、前記始動
直後に必要な容量では不足し、大きな容量が必要とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】車両搭載用の内燃機関
においては、前記十分な浄化効率を得るのに必要な容量
の排気浄化触媒装置を、機関本体に近接して設置するス
ペースを確保することが難しく、機関本体の排気出口か
ら相当下流側に排気浄化触媒装置を設置する場合が多い
が、冷間始動時には、触媒に流入する排気の温度が上昇
するのに時間が掛り、特に、始動直後の排気浄化性能を
十分に得ることが難しい。
においては、前記十分な浄化効率を得るのに必要な容量
の排気浄化触媒装置を、機関本体に近接して設置するス
ペースを確保することが難しく、機関本体の排気出口か
ら相当下流側に排気浄化触媒装置を設置する場合が多い
が、冷間始動時には、触媒に流入する排気の温度が上昇
するのに時間が掛り、特に、始動直後の排気浄化性能を
十分に得ることが難しい。
【０００５】また、冷間始動用の浄化性能向上のため、
前記下流側の触媒装置とは別に、小型の触媒装置を上流
側に設けるようにしたものもある。この場合、上流側の
触媒装置が活性化されると排気の温度も上昇するが、下
流側の触媒装置は上流側の触媒装置とは相当離れている
ので、下流側の触媒装置が十分に活性化するのに時間が
掛り十分な浄化効率が発揮されるのに時間を要してい
た。
前記下流側の触媒装置とは別に、小型の触媒装置を上流
側に設けるようにしたものもある。この場合、上流側の
触媒装置が活性化されると排気の温度も上昇するが、下
流側の触媒装置は上流側の触媒装置とは相当離れている
ので、下流側の触媒装置が十分に活性化するのに時間が
掛り十分な浄化効率が発揮されるのに時間を要してい
た。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、始動直後から必要最小限の排気浄化効
率を確保できると同時に、触媒全体の活性化もできる限
り短時間で通常運転時に要求される浄化効率が得られる
ようにした内燃機関の排気浄化触媒装置を提供すること
を目的とする。
なされたもので、始動直後から必要最小限の排気浄化効
率を確保できると同時に、触媒全体の活性化もできる限
り短時間で通常運転時に要求される浄化効率が得られる
ようにした内燃機関の排気浄化触媒装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、内燃機関の排気通路に介装される排気浄化触
媒装置であって、排気流通方向に対して前側の触媒担体
と該前側の触媒担体に近接する後側の触媒担体とを、両
者の中心軸が鈍角をなすように繋がらせ、かつ、後側の
触媒担体の直角断面形状を、前側の触媒担体の直角断面
形状を排気流通方向に沿って投影したときの投影像に略
一致させたことを特徴とする。
る発明は、内燃機関の排気通路に介装される排気浄化触
媒装置であって、排気流通方向に対して前側の触媒担体
と該前側の触媒担体に近接する後側の触媒担体とを、両
者の中心軸が鈍角をなすように繋がらせ、かつ、後側の
触媒担体の直角断面形状を、前側の触媒担体の直角断面
形状を排気流通方向に沿って投影したときの投影像に略
一致させたことを特徴とする。
【０００８】(作用・効果)このようにすれば、前側の触
媒担体を流出した排気は、後側の触媒担体の入口全面に
略均等に当たるため、該入口から流入して後側の触媒担
体内部の触媒全体に効率良く接触し、高い転化効率を確
保することができる。また、前側の触媒担体と後側の触
媒担体とが近接しているため、前側触媒担体の活性に伴
い後側触媒担体の活性も促進される。
媒担体を流出した排気は、後側の触媒担体の入口全面に
略均等に当たるため、該入口から流入して後側の触媒担
体内部の触媒全体に効率良く接触し、高い転化効率を確
保することができる。また、前側の触媒担体と後側の触
媒担体とが近接しているため、前側触媒担体の活性に伴
い後側触媒担体の活性も促進される。
【０００９】また、本発明に係る排気触媒装置を介装し
た排気管は、機関本体の側方と車体側壁との狭い隙間を
通したり、車両の床下壁等との干渉を避けたりして配設
する必要があるため、排気管を屈曲させる必要がある
が、該屈曲を持たせるのに前側の触媒担体と後側の触媒
担体との屈曲を利用することもでき、レイアウト上も有
利である。
た排気管は、機関本体の側方と車体側壁との狭い隙間を
通したり、車両の床下壁等との干渉を避けたりして配設
する必要があるため、排気管を屈曲させる必要がある
が、該屈曲を持たせるのに前側の触媒担体と後側の触媒
担体との屈曲を利用することもでき、レイアウト上も有
利である。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、前側の触媒
担体の軸方向と直角な断面が略円形であり、後側の触媒
担体の軸方向と直角な断面は、略長円形状であることを
特徴とする。 (作用・効果)このようにすれば、前側の触媒担体，後側
の触媒担体共に、横断面がシンプルな形状であるため、
製造が容易で製造コストを下げることができる。
担体の軸方向と直角な断面が略円形であり、後側の触媒
担体の軸方向と直角な断面は、略長円形状であることを
特徴とする。 (作用・効果)このようにすれば、前側の触媒担体，後側
の触媒担体共に、横断面がシンプルな形状であるため、
製造が容易で製造コストを下げることができる。
【００１１】また、後側の触媒担体が長円 (楕円を含
む) 形状で偏平な形状であるため、十分な断面積を確保
しつつ前記機関本体の側方と車体側壁との狭い隙間を通
すこと等も容易に行える。また、請求項３に係る発明
は、単位容積当りの触媒担持量が、後ろ側の触媒担体に
比較して前側の触媒担体の方が大きくなるように設定し
たことを特徴とする。
む) 形状で偏平な形状であるため、十分な断面積を確保
しつつ前記機関本体の側方と車体側壁との狭い隙間を通
すこと等も容易に行える。また、請求項３に係る発明
は、単位容積当りの触媒担持量が、後ろ側の触媒担体に
比較して前側の触媒担体の方が大きくなるように設定し
たことを特徴とする。
【００１２】(作用・効果)単位容積当りの触媒担持量
(以下触媒担持密度という) を増大すれば、排気と触媒
との接触効率が増大するため、それだけ活性化が早めら
れるが、活性の早期化は実質的に前側の触媒のみで行わ
れ、後側の触媒担体は活性の早期化に関与しない。
(以下触媒担持密度という) を増大すれば、排気と触媒
との接触効率が増大するため、それだけ活性化が早めら
れるが、活性の早期化は実質的に前側の触媒のみで行わ
れ、後側の触媒担体は活性の早期化に関与しない。
【００１３】また、前側触媒担体の活性化が早められる
ことは、該活性によって排気温度が上昇するため、それ
だけ、後側触媒担体の活性も促進されることとなる。こ
のため、前側の触媒担体の触媒担持密度の方を、後側の
担持触媒の触媒担持密度より大きくすることにより、始
動直後から運転終了までの全域にわたって排気浄化効率
を高めることができる。
ことは、該活性によって排気温度が上昇するため、それ
だけ、後側触媒担体の活性も促進されることとなる。こ
のため、前側の触媒担体の触媒担持密度の方を、後側の
担持触媒の触媒担持密度より大きくすることにより、始
動直後から運転終了までの全域にわたって排気浄化効率
を高めることができる。
【００１４】また、請求項４に係る発明は、触媒担体は
格子状に画成されたセルの内表面に触媒が担持され、単
位断面積当りのセルの密度が、後側の触媒担体に比較し
て前側の触媒担体の方を大きくなるように設定したこと
を特徴とする。 (作用・効果)セル密度を増大すると、排気と触媒との接
触面積が増大することにより、触媒担持密度を増大した
場合と同様に活性化が早められ、前側の触媒担体のセル
密度の方を、後側の担持触媒のセル密度より大きくする
ことにより、始動直後から運転終了までの全域にわたっ
て排気浄化効率を高めることができる。
格子状に画成されたセルの内表面に触媒が担持され、単
位断面積当りのセルの密度が、後側の触媒担体に比較し
て前側の触媒担体の方を大きくなるように設定したこと
を特徴とする。 (作用・効果)セル密度を増大すると、排気と触媒との接
触面積が増大することにより、触媒担持密度を増大した
場合と同様に活性化が早められ、前側の触媒担体のセル
密度の方を、後側の担持触媒のセル密度より大きくする
ことにより、始動直後から運転終了までの全域にわたっ
て排気浄化効率を高めることができる。
【００１５】また、請求項５に係る発明は、前側の触媒
担体の容量を、0.3 リットル近傍に設定したことを特徴
とする。 (作用・効果)実験により、任意の触媒担持密度を持つ前
側の触媒担体の容量が約0.3 リットル以上あれば、それ
以上容量を大きくしても早期活性の性能は、殆ど変化が
なく、いことが確かめられた。
担体の容量を、0.3 リットル近傍に設定したことを特徴
とする。 (作用・効果)実験により、任意の触媒担持密度を持つ前
側の触媒担体の容量が約0.3 リットル以上あれば、それ
以上容量を大きくしても早期活性の性能は、殆ど変化が
なく、いことが確かめられた。
【００１６】したがって、前側の触媒担体の容量を、早
期活性を得るのに必要かつ十分な容量として、前記所定
量 (0.3 リットル) 近傍に設定することが、最も小型に
して、高い始動直後の排気浄化効率を得られる点で、有
利である。
期活性を得るのに必要かつ十分な容量として、前記所定
量 (0.3 リットル) 近傍に設定することが、最も小型に
して、高い始動直後の排気浄化効率を得られる点で、有
利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
示された実施例に基づいて説明する。一実施形態を示す
図１ (平面図) 及び図２ (側面図) において、図示しな
い内燃機関の排気ポートに接続された排気マニホールド
に接続された排気管１の途中に、本発明に係る排気浄化
触媒装置２が介装される。
示された実施例に基づいて説明する。一実施形態を示す
図１ (平面図) 及び図２ (側面図) において、図示しな
い内燃機関の排気ポートに接続された排気マニホールド
に接続された排気管１の途中に、本発明に係る排気浄化
触媒装置２が介装される。
【００１８】そして、図２に示すように前記排気触媒装
置２を介装した排気管１を、機関本体の側方に車体側壁
との隙間を通って屈曲させ、下流端に接続される図示し
ない別の排気管が路面と略平行となるように配設する。
前記排気浄化装置１は、上流側から順次、排気を導入す
る入口部11，排気の方向を変化させる首部12，前側触媒
担体13，排気を拡散するディフューザ部14，後側触媒担
体15及び排気を排出する出口部16が、溶接等によって接
続して構成されている。
置２を介装した排気管１を、機関本体の側方に車体側壁
との隙間を通って屈曲させ、下流端に接続される図示し
ない別の排気管が路面と略平行となるように配設する。
前記排気浄化装置１は、上流側から順次、排気を導入す
る入口部11，排気の方向を変化させる首部12，前側触媒
担体13，排気を拡散するディフューザ部14，後側触媒担
体15及び排気を排出する出口部16が、溶接等によって接
続して構成されている。
【００１９】そして、図２及び図３に示すように、前記
前側触媒担体13の中心軸と、後側触媒担体15の中心軸と
を、鈍角θをなして繋がるように接続してある。また、
図４に示すように、前側触媒担体13の軸方向と直角な横
断面は円形状とする一方、後側触媒担体15の軸方向と直
角な横断面の形状は、前記前側触媒担体の円形の横断面
を、排気流通方向に投影させたときに、前記後側触媒担
体15の軸方向と直角な面に投影される楕円形状の像に近
い楕円形状となるように形成されている。
前側触媒担体13の中心軸と、後側触媒担体15の中心軸と
を、鈍角θをなして繋がるように接続してある。また、
図４に示すように、前側触媒担体13の軸方向と直角な横
断面は円形状とする一方、後側触媒担体15の軸方向と直
角な横断面の形状は、前記前側触媒担体の円形の横断面
を、排気流通方向に投影させたときに、前記後側触媒担
体15の軸方向と直角な面に投影される楕円形状の像に近
い楕円形状となるように形成されている。
【００２０】また、前記円筒状の前側触媒担体13の容量
は、楕円筒状の後側触媒担体15の容量より小さく、約0.
3 リットルと小型に形成されているが、触媒担持密度に
ついては、前側触媒担体13の方が後側触媒担体15のより
大きく設定されている。例えば、前側触媒担体13の触媒
担持密度を300 ｇ／ｃｆ (グラム／立方フィート) と
し、後側触媒担体15の触媒担持密度を80ｇ／ｃｆとす
る。
は、楕円筒状の後側触媒担体15の容量より小さく、約0.
3 リットルと小型に形成されているが、触媒担持密度に
ついては、前側触媒担体13の方が後側触媒担体15のより
大きく設定されている。例えば、前側触媒担体13の触媒
担持密度を300 ｇ／ｃｆ (グラム／立方フィート) と
し、後側触媒担体15の触媒担持密度を80ｇ／ｃｆとす
る。
【００２１】また、触媒担体は、周知のように横断面が
格子状等で多数のセルに画成されているが、前側触媒担
体13では後側触媒担体15よりセル密度を大きくしてい
る。例えば、前側触媒担体13のセル密度を650 ｃｐｓｉ
(セル数／立方インチ) とし、後側触媒担体15のセル密
度を400 ｃｐｓｉとする。次に、上記のように構成され
た本発明に係る排気浄化装置２の作用を説明する。
格子状等で多数のセルに画成されているが、前側触媒担
体13では後側触媒担体15よりセル密度を大きくしてい
る。例えば、前側触媒担体13のセル密度を650 ｃｐｓｉ
(セル数／立方インチ) とし、後側触媒担体15のセル密
度を400 ｃｐｓｉとする。次に、上記のように構成され
た本発明に係る排気浄化装置２の作用を説明する。
【００２２】既述したように、同一の触媒担持密度であ
れば、所定量の容量があれば、始動直後の活性の早期化
を確保できる。具体的には、図５に示すように、約0.3
リットル以上の容量があれば、それ以上容量を大きくし
ても触媒の転化効率が50％に達するまでに要する時間
（早期活性の目安となる) は殆ど短縮されない。これ
は、触媒担体の容量を増加しても早期活性に関与する容
量は、上流端側から所定の容量 (長さ) 分だけで足り、
それより下流側の触媒の活性化による転化効率の向上に
は、ある程度以上の時間が掛かるためと考えられる。そ
して、早期活性に関与すると推定される前側触媒担体に
ついて、２つの異なる触媒担持密度80ｇ／ｃｆと300 ｇ
／ｃｆについて比較した場合でも、前記触媒の転化効率
が50％に達するまでに要する時間が一定となり始める容
量は約0.3 リットルと変わりがないことが確かめられ
た。
れば、所定量の容量があれば、始動直後の活性の早期化
を確保できる。具体的には、図５に示すように、約0.3
リットル以上の容量があれば、それ以上容量を大きくし
ても触媒の転化効率が50％に達するまでに要する時間
（早期活性の目安となる) は殆ど短縮されない。これ
は、触媒担体の容量を増加しても早期活性に関与する容
量は、上流端側から所定の容量 (長さ) 分だけで足り、
それより下流側の触媒の活性化による転化効率の向上に
は、ある程度以上の時間が掛かるためと考えられる。そ
して、早期活性に関与すると推定される前側触媒担体に
ついて、２つの異なる触媒担持密度80ｇ／ｃｆと300 ｇ
／ｃｆについて比較した場合でも、前記触媒の転化効率
が50％に達するまでに要する時間が一定となり始める容
量は約0.3 リットルと変わりがないことが確かめられ
た。
【００２３】以上の点から、本実施形態のように前側触
媒担体13の容量を、始動直後に必要な早期活性 (転化効
率) を得るのに必要かつ十分な容量として、前記所定量
(0.3 リットル) 近傍に設定することが、最も小型にし
て、高い始動直後の排気浄化効率を得られる点で、有利
であることがわかる。また、始動後の多様に変化する運
転状態、特に排気流量が増大する高出力状態でも十分な
浄化効率を発揮できるようにするためには、排気触媒装
置全体の触媒担持量は相当大きく設定する必要がある。
一方、前側触媒担体13については、前記始動直後の早期
活性を確保しつつ十分に小型化した結果、エンジンルー
ムの狭いスペースに入り込ませて排気マニホールドの下
流端に十分近づけられ、ひいては機関本体の排気出口近
づけて配置することが可能となるため、より高温の排気
を流通させることで、この点でも活性時間短縮効果を高
めることが可能となった。
媒担体13の容量を、始動直後に必要な早期活性 (転化効
率) を得るのに必要かつ十分な容量として、前記所定量
(0.3 リットル) 近傍に設定することが、最も小型にし
て、高い始動直後の排気浄化効率を得られる点で、有利
であることがわかる。また、始動後の多様に変化する運
転状態、特に排気流量が増大する高出力状態でも十分な
浄化効率を発揮できるようにするためには、排気触媒装
置全体の触媒担持量は相当大きく設定する必要がある。
一方、前側触媒担体13については、前記始動直後の早期
活性を確保しつつ十分に小型化した結果、エンジンルー
ムの狭いスペースに入り込ませて排気マニホールドの下
流端に十分近づけられ、ひいては機関本体の排気出口近
づけて配置することが可能となるため、より高温の排気
を流通させることで、この点でも活性時間短縮効果を高
めることが可能となった。
【００２４】但し、前側触媒担体13を小型化した分、後
側触媒担体15における触媒容量は、ある程度大きくする
必要がある。しかし、後側触媒担体は、前側触媒担体の
ように触媒担持密度やセル密度を大きくしても、早期活
性には関与せず、排気流通抵抗が大きくなってしまうの
で、該触媒担持密度やセル密度を前側触媒担体より小さ
くして、ある程度以上の担体容積及び断面積を確保する
ことが望ましい。
側触媒担体15における触媒容量は、ある程度大きくする
必要がある。しかし、後側触媒担体は、前側触媒担体の
ように触媒担持密度やセル密度を大きくしても、早期活
性には関与せず、排気流通抵抗が大きくなってしまうの
で、該触媒担持密度やセル密度を前側触媒担体より小さ
くして、ある程度以上の担体容積及び断面積を確保する
ことが望ましい。
【００２５】ここで、上記要求を満たすべく図７に示す
ように、円筒状の前側触媒担体Ｆの下流側に前側触媒担
体Ｒより直径を大きくした円筒状の後側触媒担体Ｆを同
一直線上に接続した場合を考えると、前側触媒担体Ｆか
ら流出した排気は、前側触媒担体Ｆの横断面を後側触媒
担体Ｒの前端面に投影したときに形成される斜線で図示
した中央部分から大部分が流入し、それより外周側に流
入する排気は少ない。したがって、後側触媒担体の断面
積を大きくしても実際に有効に排気と接触する部分が少
なく、効率が悪い。
ように、円筒状の前側触媒担体Ｆの下流側に前側触媒担
体Ｒより直径を大きくした円筒状の後側触媒担体Ｆを同
一直線上に接続した場合を考えると、前側触媒担体Ｆか
ら流出した排気は、前側触媒担体Ｆの横断面を後側触媒
担体Ｒの前端面に投影したときに形成される斜線で図示
した中央部分から大部分が流入し、それより外周側に流
入する排気は少ない。したがって、後側触媒担体の断面
積を大きくしても実際に有効に排気と接触する部分が少
なく、効率が悪い。
【００２６】そこで、本発明に係る構成として、前側触
媒担体13の中心軸と、後側触媒担体15の中心軸とを、鈍
角をなして繋がるように接続し、かつ、後側触媒担体15
の軸方向と直角な横断面が、前側触媒担体13の円形の横
断面を排気流通方向に沿って後側触媒担体15の入口端面
に投影したときに形成される楕円形状の像に近い楕円形
状となるように形成されている。
媒担体13の中心軸と、後側触媒担体15の中心軸とを、鈍
角をなして繋がるように接続し、かつ、後側触媒担体15
の軸方向と直角な横断面が、前側触媒担体13の円形の横
断面を排気流通方向に沿って後側触媒担体15の入口端面
に投影したときに形成される楕円形状の像に近い楕円形
状となるように形成されている。
【００２７】上記の構成により、前側触媒担体13を流出
した排気は、中心軸に沿って流れ、後側触媒担体15の入
口全面に略均等に当たり、該入口から流入して後側触媒
担体15内部の触媒全体に効率良く接触し、高い転化効率
を確保することができる。また、図２に示したように前
記排気触媒装置２を介装した排気管１は、機関本体の側
方に車体側壁との隙間を通って屈曲させ、下流端部では
路面と略平行となるように配設させている。この場合、
前記楕円形状に偏平な後側触媒担体15の横断面の長軸が
垂直面内にあるように配設されるため、前記機関本体の
側方に車体側壁との狭い隙間を通すことができ、また、
車両の床下壁等との干渉を避けるため、排気管１を図示
のように屈曲させる必要があるが、該屈曲を持たせるの
に前記前側触媒担体13と後側触媒担体15との屈曲を利用
することができる。
した排気は、中心軸に沿って流れ、後側触媒担体15の入
口全面に略均等に当たり、該入口から流入して後側触媒
担体15内部の触媒全体に効率良く接触し、高い転化効率
を確保することができる。また、図２に示したように前
記排気触媒装置２を介装した排気管１は、機関本体の側
方に車体側壁との隙間を通って屈曲させ、下流端部では
路面と略平行となるように配設させている。この場合、
前記楕円形状に偏平な後側触媒担体15の横断面の長軸が
垂直面内にあるように配設されるため、前記機関本体の
側方に車体側壁との狭い隙間を通すことができ、また、
車両の床下壁等との干渉を避けるため、排気管１を図示
のように屈曲させる必要があるが、該屈曲を持たせるの
に前記前側触媒担体13と後側触媒担体15との屈曲を利用
することができる。
【００２８】なお、図示のように、後側触媒担体15の横
断面は、前側触媒担体13の横断面の投影面形状と完全に
一致させる必要はなく、これに近い形状として排気がス
ムーズに後側触媒端面15入口に流入できるように、外壁
を滑らかに湾曲して繋がるようにすればよい。また、後
側触媒端面の楕円状の横断面を、長軸を少し長めにし、
短軸は少し短めにしてより偏平な形状としてもよく、短
軸を短くしたことにより中央部分で圧縮された排気が長
軸の両側に拡がるので、このようにしても入口全面に略
均等に流入させることができ、より狭いスペースに配置
することも可能になる。
断面は、前側触媒担体13の横断面の投影面形状と完全に
一致させる必要はなく、これに近い形状として排気がス
ムーズに後側触媒端面15入口に流入できるように、外壁
を滑らかに湾曲して繋がるようにすればよい。また、後
側触媒端面の楕円状の横断面を、長軸を少し長めにし、
短軸は少し短めにしてより偏平な形状としてもよく、短
軸を短くしたことにより中央部分で圧縮された排気が長
軸の両側に拡がるので、このようにしても入口全面に略
均等に流入させることができ、より狭いスペースに配置
することも可能になる。
【００２９】また、前記触媒担持密度については、これ
を増大すれば、排気と触媒との接触効率が増大するた
め、それだけ活性化が早められる。例えば、図５で前側
触媒担体と後側触媒担体の触媒担持密度を共に80ｇ／ｃ
ｆとした■の場合と、本実施形態のように前側触媒担体
13の触媒担持密度を300 ｇ／ｃｆとし、後側触媒担体15
の触媒担持密度を80ｇ／ｃｆとした□の場合とで、前記
触媒の転化効率が50％に達するまでに要する時間を比較
すると、後者の方が短時間となっている。これに対し、
後側触媒担体の触媒担持密度を大きくしても早期活性に
は殆ど関与しないため、Ｔ50到達時間は短縮されない。
を増大すれば、排気と触媒との接触効率が増大するた
め、それだけ活性化が早められる。例えば、図５で前側
触媒担体と後側触媒担体の触媒担持密度を共に80ｇ／ｃ
ｆとした■の場合と、本実施形態のように前側触媒担体
13の触媒担持密度を300 ｇ／ｃｆとし、後側触媒担体15
の触媒担持密度を80ｇ／ｃｆとした□の場合とで、前記
触媒の転化効率が50％に達するまでに要する時間を比較
すると、後者の方が短時間となっている。これに対し、
後側触媒担体の触媒担持密度を大きくしても早期活性に
は殆ど関与しないため、Ｔ50到達時間は短縮されない。
【００３０】また、前側触媒担体の活性化が早められる
ことは、該活性によって排気温度が上昇するため、それ
だけ、後側触媒担体の活性も促進されることとなる。こ
れに対し、後側触媒担体の触媒担持密度を大きくして
も、後側触媒担体自身の早期活性に関与しないのである
から、それより上流側にある前側触媒担体の活性に寄与
することもない。このため、例えば、前側触媒担体と後
側触媒担体との触媒担持量の合計量を同一として、前側
触媒担体の触媒担持密度を80ｇ／ｃｆとし、後側触媒担
体の触媒担持密度を300 ｇ／ｃｆとした場合でも、前記
■の場合と結果は変わらないと推定される。
ことは、該活性によって排気温度が上昇するため、それ
だけ、後側触媒担体の活性も促進されることとなる。こ
れに対し、後側触媒担体の触媒担持密度を大きくして
も、後側触媒担体自身の早期活性に関与しないのである
から、それより上流側にある前側触媒担体の活性に寄与
することもない。このため、例えば、前側触媒担体と後
側触媒担体との触媒担持量の合計量を同一として、前側
触媒担体の触媒担持密度を80ｇ／ｃｆとし、後側触媒担
体の触媒担持密度を300 ｇ／ｃｆとした場合でも、前記
■の場合と結果は変わらないと推定される。
【００３１】したがって、本実施形態のように前側触媒
担体13の触媒担持密度の方を後側担持触媒15の触媒担持
密度より大きくすることにより、始動直後のみならず、
始動後の触媒担体全体の活性時間も短縮され、始動から
運転終了までの全域にわたって排気浄化効率を高めるこ
とができるのである。次に、セル密度については、例え
ば、セル表面に担持する触媒の厚さを同一とする条件で
セル密度を大きくすれば、触媒担持密度が大きくなるの
で、前記触媒担持密度による効果が得られることは勿論
であるが、触媒担持密度一定の条件でセル密度を大きく
した場合でも、触媒の厚さは薄くなるが、排気との接触
面積が増大することによる効果の方が大きいため、活性
化が促進される。図６は、前側触媒担体の前端から所定
の距離 (例えば10ｍｍ) で排気温度を測定したときの、
温度上昇特性を示したものである。■のデータに示され
るように、セル密度を 300ｃｐｓｉ,400ｃｐｓｉ,650ｃ
ｐｓｉ (本実施形態) と増大させていくと、前記測定点
での温度が触媒の早期活性に必要な所定温度 (300 °
Ｃ) に達するまでの時間が短縮されていく。なお、■の
データは担体を形成するセルの厚さを一定でセル密度を
変化させた場合であり、この条件でセル密度を大きくす
ると担体全体の熱容量が増大するため、それだけ温度上
昇を遅らせることとなるので、該熱容量の変化を除いた
純粋のセル密度増大による効果はさらに大きいものと考
えられる。因に、担体全体の熱容量を一定とするように
セルを薄膜化した場合のセル密度を650 ｃｐｓｉにおけ
る300 °Ｃ到達時間は□のように大きくなると予測され
る。
担体13の触媒担持密度の方を後側担持触媒15の触媒担持
密度より大きくすることにより、始動直後のみならず、
始動後の触媒担体全体の活性時間も短縮され、始動から
運転終了までの全域にわたって排気浄化効率を高めるこ
とができるのである。次に、セル密度については、例え
ば、セル表面に担持する触媒の厚さを同一とする条件で
セル密度を大きくすれば、触媒担持密度が大きくなるの
で、前記触媒担持密度による効果が得られることは勿論
であるが、触媒担持密度一定の条件でセル密度を大きく
した場合でも、触媒の厚さは薄くなるが、排気との接触
面積が増大することによる効果の方が大きいため、活性
化が促進される。図６は、前側触媒担体の前端から所定
の距離 (例えば10ｍｍ) で排気温度を測定したときの、
温度上昇特性を示したものである。■のデータに示され
るように、セル密度を 300ｃｐｓｉ,400ｃｐｓｉ,650ｃ
ｐｓｉ (本実施形態) と増大させていくと、前記測定点
での温度が触媒の早期活性に必要な所定温度 (300 °
Ｃ) に達するまでの時間が短縮されていく。なお、■の
データは担体を形成するセルの厚さを一定でセル密度を
変化させた場合であり、この条件でセル密度を大きくす
ると担体全体の熱容量が増大するため、それだけ温度上
昇を遅らせることとなるので、該熱容量の変化を除いた
純粋のセル密度増大による効果はさらに大きいものと考
えられる。因に、担体全体の熱容量を一定とするように
セルを薄膜化した場合のセル密度を650 ｃｐｓｉにおけ
る300 °Ｃ到達時間は□のように大きくなると予測され
る。
【００３２】したがって、セル密度についても触媒担持
密度と同様の理由で、本実施形態のように前側触媒担体
13のセル密度 (650 ｃｐｓｉ) の方を、後側触媒担体15
のセル密度 (400 ｃｐｓｉ) より大きくすることによ
り、始動直後のみならず、始動後の触媒担体全体の活性
時間も短縮され、始動から運転終了までの全域にわたっ
て排気浄化効率を高めることができる。そして、望まし
くは、材質の改善等によってセルの厚さを、より薄くす
ることができれば、前記効果をより一層高めることがで
きる。
密度と同様の理由で、本実施形態のように前側触媒担体
13のセル密度 (650 ｃｐｓｉ) の方を、後側触媒担体15
のセル密度 (400 ｃｐｓｉ) より大きくすることによ
り、始動直後のみならず、始動後の触媒担体全体の活性
時間も短縮され、始動から運転終了までの全域にわたっ
て排気浄化効率を高めることができる。そして、望まし
くは、材質の改善等によってセルの厚さを、より薄くす
ることができれば、前記効果をより一層高めることがで
きる。
【図１】本発明に一実施形態に係る排気触媒装置を示す
平面図。
平面図。
【図２】同上実施形態に係る排気触媒装置を示す側面
図。
図。
【図３】同上実施形態の要部の形態を説明するための要
部側断面図。
部側断面図。
【図４】同上実施形態の要部の形態を説明するための要
部断面斜視図。
部断面斜視図。
【図５】同上実施形態の触媒担持密度による特性を、他
の例と比較して示した線図。
の例と比較して示した線図。
【図６】同上実施形態のセル密度による特性を、他の例
と比較して示した線図。
と比較して示した線図。
【図７】同上実施形態の特徴を説明するために、比較さ
れる別の形態の触媒担体の概要を示す斜視図。
れる別の形態の触媒担体の概要を示す斜視図。
１ 排気管 ２ 排気浄化触媒装置 13 前側触媒担体 15 後側触媒担体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｇ ３０１Ｗ
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に介装される排気浄化
触媒装置であって、排気流通方向に対して前側の触媒担
体と該前側の触媒担体に近接する後側の触媒担体とを、
両者の中心軸が鈍角をなすように繋がらせ、かつ、後側
の触媒担体の直角断面形状を、前側の触媒担体の直角断
面形状を排気流通方向に沿って投影したときの投影像に
略一致させたことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒
装置。 - 【請求項２】前側の触媒担体の軸方向と直角な断面が略
円形であり、後側の触媒担体の軸方向と直角な断面は、
略長円形状であることを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の排気浄化触媒装置。 - 【請求項３】単位容積当りの触媒担持量が、後側の触媒
担体に比較して前側の触媒担体の方が大きくなるように
設定したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の内燃機関の排気浄化触媒装置。 - 【請求項４】触媒担体は格子状等に画成されたセルの内
表面に触媒が担持され、単位断面積当りのセルの密度
が、後側の触媒担体に比較して前側の触媒担体の方を大
きくなるように設定したことを特徴とする請求項３に記
載の内燃機関の排気浄化触媒装置。 - 【請求項５】前側の触媒担体の容量を、0.3 リットル近
傍に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項４のい
ずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27020896A JPH10121945A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 内燃機関の排気浄化触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27020896A JPH10121945A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 内燃機関の排気浄化触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10121945A true JPH10121945A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17483046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27020896A Pending JPH10121945A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 内燃機関の排気浄化触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10121945A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006027904A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Isuzu Motors Limited | 誘導構造及び排気ガス浄化装置 |
| JP2007303398A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| JP2008151080A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Suzuki Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| JP2011185115A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sankei Giken Kogyo Co Ltd | 自動車用浄化器具の製造方法 |
| WO2012091188A1 (ko) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | 건설기계용 배기가스 처리장치 |
| JP2018076854A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
| JP2018076856A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
| JP2018076851A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
| JP2018076853A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP27020896A patent/JPH10121945A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006027904A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Isuzu Motors Limited | 誘導構造及び排気ガス浄化装置 |
| JP2006077675A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Isuzu Motors Ltd | 誘導構造及び排気ガス浄化装置 |
| US7963109B2 (en) | 2004-09-09 | 2011-06-21 | Isuzu Motors Limited | Guide structure and exhaust gas purification device |
| JP2007303398A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| JP2008151080A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Suzuki Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| JP2011185115A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sankei Giken Kogyo Co Ltd | 自動車用浄化器具の製造方法 |
| WO2012091188A1 (ko) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | 건설기계용 배기가스 처리장치 |
| JP2018076854A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
| JP2018076856A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
| JP2018076851A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
| JP2018076853A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気系構造 |
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