JPS6090915A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス浄化装置Info
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- JPS6090915A JPS6090915A JP58199361A JP19936183A JPS6090915A JP S6090915 A JPS6090915 A JP S6090915A JP 58199361 A JP58199361 A JP 58199361A JP 19936183 A JP19936183 A JP 19936183A JP S6090915 A JPS6090915 A JP S6090915A
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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- F01N3/34—Arrangements for supply of additional air using air conduits or jet air pumps, e.g. near the engine exhaust port
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- F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、主として、発電あるいは冷暖房空調給湯用、
等の据置型の動力源としての内燃機関の排ガス浄化装置
忙関するものである。
等の据置型の動力源としての内燃機関の排ガス浄化装置
忙関するものである。
従来例の構成とその問題点
内燃機関の排ガス浄化法については、これまで各゛種提
案がなされているが、現状では触媒を用いる方法が、最
も一般的である。そして触媒には、酸化、還元、三元の
三種があるが、いずれも単独では十分に目的を達するこ
とができず、排ガス再循環、空燃比制御、点火時間制御
、シリンダ内の燃焼改善、等の方法との併用によってど
うにか目的を達している。その中で酸化触媒と、還元触
媒との併用法につbても提案がなされてはいるが、実用
には到っていない。これは各触媒の温度コントロールの
不適切さに起因している。特にエンジン出口すぐに設置
される還元触媒の温度が高過ぎるため、窒素酸化物が十
分浄化されないで排出されてしまうことになる。この現
象は、排熱を効果的−回収するために排気系を断熱した
場合には当然顕著になる。
案がなされているが、現状では触媒を用いる方法が、最
も一般的である。そして触媒には、酸化、還元、三元の
三種があるが、いずれも単独では十分に目的を達するこ
とができず、排ガス再循環、空燃比制御、点火時間制御
、シリンダ内の燃焼改善、等の方法との併用によってど
うにか目的を達している。その中で酸化触媒と、還元触
媒との併用法につbても提案がなされてはいるが、実用
には到っていない。これは各触媒の温度コントロールの
不適切さに起因している。特にエンジン出口すぐに設置
される還元触媒の温度が高過ぎるため、窒素酸化物が十
分浄化されないで排出されてしまうことになる。この現
象は、排熱を効果的−回収するために排気系を断熱した
場合には当然顕著になる。
発明の目的
本発明は排気経路に設置した触媒の浄化能を効果的に引
き出し、排気ガスのクリーンな内燃機関を提供すること
を目的とするものである。
き出し、排気ガスのクリーンな内燃機関を提供すること
を目的とするものである。
発明の構成
本発明は、内燃機関の排気経路に、還元触媒。
酸化触媒、消音器2.、#)、熱回収熱父換器(消音器
と排熱回収熱交換器は一体型でも可)、助燃空気取入れ
口を構成要素とし、助燃空気を酸化触媒の直前に設けら
れた助燃空気取入れ口から排気経路内に導入し、それ以
前に、還元触媒(あるいは還元触媒と消音器)の外壁と
断熱材との間に形成される予熱器で予熱されるよう構成
している。
と排熱回収熱交換器は一体型でも可)、助燃空気取入れ
口を構成要素とし、助燃空気を酸化触媒の直前に設けら
れた助燃空気取入れ口から排気経路内に導入し、それ以
前に、還元触媒(あるいは還元触媒と消音器)の外壁と
断熱材との間に形成される予熱器で予熱されるよう構成
している。
実施例の説明
第1図は本発明による一実施例の概念図を示している。
1はエンジン本体であり、燃料上しては都市ガス、メタ
ン、プロパン、LPCi等のガス燃料から、ガソリン、
灯油、軽油等の液体燃料まで、また形成としてはオツト
ー機関、ディーゼル機関等適用できる。3は燃料経路、
4は空気経路、2はキャプレタ(あるいは混合器)、5
はエンジン動力によって稼動させられる発電機、コンプ
レッサー等の動力機である。6は還元触媒、9は酸化触
媒であり、いずれも担体はコージライト系の耐熱材料を
主体とするモノリスタイプのものであるが、ベレントタ
イプのものでも差支えない。また触媒成分としては、前
者はロジウムを主成分とし、後者は日傘またはパラジウ
ムを主成分とする貴金属系の触媒を用いている。7/d
消音器、10/;j:排熱回収熱交換器であり、12は
回器の熱交換部、14は蓄熱槽、15は蓄熱槽の熱交換
部、13は熱媒体回路、11は熱媒体の循環ポンプであ
る。
ン、プロパン、LPCi等のガス燃料から、ガソリン、
灯油、軽油等の液体燃料まで、また形成としてはオツト
ー機関、ディーゼル機関等適用できる。3は燃料経路、
4は空気経路、2はキャプレタ(あるいは混合器)、5
はエンジン動力によって稼動させられる発電機、コンプ
レッサー等の動力機である。6は還元触媒、9は酸化触
媒であり、いずれも担体はコージライト系の耐熱材料を
主体とするモノリスタイプのものであるが、ベレントタ
イプのものでも差支えない。また触媒成分としては、前
者はロジウムを主成分とし、後者は日傘またはパラジウ
ムを主成分とする貴金属系の触媒を用いている。7/d
消音器、10/;j:排熱回収熱交換器であり、12は
回器の熱交換部、14は蓄熱槽、15は蓄熱槽の熱交換
部、13は熱媒体回路、11は熱媒体の循環ポンプであ
る。
そして、8は助燃空気入口であり、助燃空気は、助燃空
気取入口18から断熱材1eと、還元触媒6、消音器7
の外壁との間で形成される予熱器17を通シ、予熱され
て排気流によるエジェクタ効果により助燃空気人口8か
ら吸引され酸化触媒9に供給され、酸化触媒上で未燃成
分燃焼用の空気として使用される。
気取入口18から断熱材1eと、還元触媒6、消音器7
の外壁との間で形成される予熱器17を通シ、予熱され
て排気流によるエジェクタ効果により助燃空気人口8か
ら吸引され酸化触媒9に供給され、酸化触媒上で未燃成
分燃焼用の空気として使用される。
第2図は、本発明によるもう一つの実施例を示している
。ここで、21はエンジン本体であり、23は燃料経路
、24は空気経路、22はキャプレタまたは混合器、2
5は動力機、26は還元触媒、27は酸化触媒、35は
断熱材、36は予熱器、376′i助燃空気取入口、2
8け助燃空気入口、29は消音器一体型の排熱1回収熱
交換器である。
。ここで、21はエンジン本体であり、23は燃料経路
、24は空気経路、22はキャプレタまたは混合器、2
5は動力機、26は還元触媒、27は酸化触媒、35は
断熱材、36は予熱器、376′i助燃空気取入口、2
8け助燃空気入口、29は消音器一体型の排熱1回収熱
交換器である。
30は熱媒体循環用のポンプ、33は蓄熱槽、34は同
熱交換部、31は排熱回収熱交換器の熱交換部、32は
熱媒体回路であり、回収された熱は蓄熱槽33に蓄熱さ
れる。このとき助燃用の空気は第1図のときと同様に排
気流によるエジェクタ効果により酸化触媒9部に吸引供
給されることが望ましいが、その下流側での圧損が大き
い場合には、助燃空気取入口37部にファン等の強制給
気手段を設ける必要がある。しかしそのとき、ファン等
駆動用の動力はエンジン動力の一部を利用することが望
ましい。
熱交換部、31は排熱回収熱交換器の熱交換部、32は
熱媒体回路であり、回収された熱は蓄熱槽33に蓄熱さ
れる。このとき助燃用の空気は第1図のときと同様に排
気流によるエジェクタ効果により酸化触媒9部に吸引供
給されることが望ましいが、その下流側での圧損が大き
い場合には、助燃空気取入口37部にファン等の強制給
気手段を設ける必要がある。しかしそのとき、ファン等
駆動用の動力はエンジン動力の一部を利用することが望
ましい。
エンジン本体1から排出される排ガス中の窒素酸化物(
NOx)は、還元触媒6上で反応分解され最終的には殆
んどが窒素(N2)と酸素(02)とになる。また未燃
成分である炭化水素(HC)と−酸化炭素(CO)は酸
化触媒7上で助燃空気中の酸素(02)と反応し二酸化
炭素(C02)と水、(N20)とに転化される。この
とき還元触媒e上のNOxの転化率は、触媒温度が約4
00″Cのとき最大値を示す。一般には排ガスの温度は
エンジン本体1出口においては600〜了00°Cを示
すのが普通であシ、この温度においてはNOx の転化
率は最大値よりかなり下回ることになる。本発明の構成
によれば、はぼ室温の助燃空気を助燃空気取入口18か
ら導入することにより、還元触媒6部を冷却し、4oO
〜600°Cという還元触媒にとってI丘ぼ最適な温度
を設定することが可能とな9、触媒浄化能を最大限に引
出すことができることになった。一方、酸化触媒9は温
度が高ければ高いほどその浄化能は向上することが知ら
れているが、これに関しても、助燃空気は、還元触媒6
部を冷却すると同時に自身は予熱されて酸化触媒9上に
導入されるため、通常ならば酸化触媒はかなり冷却され
てしまうのであるが、本発明によれば、酸化触媒9も還
元触媒6とほぼ同温度に保つことが可能となシ、ここで
も触媒能を最大限に引き出すことができることとなった
。またこのとき、助燃空気の量としては、排気ガス量に
対し2%〜16%程度で十分であるが、最適値は還元触
媒6の温度と酸化触媒9上っ未燃成分と(助燃空気中の
)酸素との化学を論比に鑑みて決められる。表に従来例
と、本発明による実施例の触媒の浄化能を比較する。こ
のときどちらも燃料は都市ガス6Cであり燃焼量は約3
000o 1cal / hであり、空燃比はエンジン
本体1部において、空気/燃料の化学量論比で0.98
(燃料リッチ)、助燃空気の]フト気ガス量に対する
比率は9%であった。
NOx)は、還元触媒6上で反応分解され最終的には殆
んどが窒素(N2)と酸素(02)とになる。また未燃
成分である炭化水素(HC)と−酸化炭素(CO)は酸
化触媒7上で助燃空気中の酸素(02)と反応し二酸化
炭素(C02)と水、(N20)とに転化される。この
とき還元触媒e上のNOxの転化率は、触媒温度が約4
00″Cのとき最大値を示す。一般には排ガスの温度は
エンジン本体1出口においては600〜了00°Cを示
すのが普通であシ、この温度においてはNOx の転化
率は最大値よりかなり下回ることになる。本発明の構成
によれば、はぼ室温の助燃空気を助燃空気取入口18か
ら導入することにより、還元触媒6部を冷却し、4oO
〜600°Cという還元触媒にとってI丘ぼ最適な温度
を設定することが可能とな9、触媒浄化能を最大限に引
出すことができることになった。一方、酸化触媒9は温
度が高ければ高いほどその浄化能は向上することが知ら
れているが、これに関しても、助燃空気は、還元触媒6
部を冷却すると同時に自身は予熱されて酸化触媒9上に
導入されるため、通常ならば酸化触媒はかなり冷却され
てしまうのであるが、本発明によれば、酸化触媒9も還
元触媒6とほぼ同温度に保つことが可能となシ、ここで
も触媒能を最大限に引き出すことができることとなった
。またこのとき、助燃空気の量としては、排気ガス量に
対し2%〜16%程度で十分であるが、最適値は還元触
媒6の温度と酸化触媒9上っ未燃成分と(助燃空気中の
)酸素との化学を論比に鑑みて決められる。表に従来例
と、本発明による実施例の触媒の浄化能を比較する。こ
のときどちらも燃料は都市ガス6Cであり燃焼量は約3
000o 1cal / hであり、空燃比はエンジン
本体1部において、空気/燃料の化学量論比で0.98
(燃料リッチ)、助燃空気の]フト気ガス量に対する
比率は9%であった。
表
発明の効果
本発明によれば、最近排気公害においてよく問題となる
NOx についての浄化能に顕著な効果が見られ、丑た
HC、Coについても効果が犬であることが明らかであ
る。
NOx についての浄化能に顕著な効果が見られ、丑た
HC、Coについても効果が犬であることが明らかであ
る。
壕だ、副次的な効果として、高温部(エンジン本体1か
らの排ガス出口)の温度が200℃はど低下したため、
同近傍部からの放熱ロスが少なくなり、排熱回収熱交換
器の熱回収率が約5%向上することとなった。
らの排ガス出口)の温度が200℃はど低下したため、
同近傍部からの放熱ロスが少なくなり、排熱回収熱交換
器の熱回収率が約5%向上することとなった。
第1図は本発明による一実施例の概念図、第2図は本発
明の他の実施例の概念図。 1.21・・・・・・エンジン本体、6,26・・・・
・・還元触媒、9,27・・・・・酸化触媒、8,28
・・・・・・助燃空気入口、17 、36・・・・・・
予熱器、7・・・・・・消音器、10・・・・・・排熱
回収熱交換器、29・・・・・・消音器一体型排熱回収
熱交換器。
明の他の実施例の概念図。 1.21・・・・・・エンジン本体、6,26・・・・
・・還元触媒、9,27・・・・・酸化触媒、8,28
・・・・・・助燃空気入口、17 、36・・・・・・
予熱器、7・・・・・・消音器、10・・・・・・排熱
回収熱交換器、29・・・・・・消音器一体型排熱回収
熱交換器。
Claims (1)
- (1)排気経路には、還元触媒、消音器、予熱器を通シ
予熱された助燃空気を取り入れる助燃空気取入れ口、酸
化触媒、排熱回収熱交換器を配し構成したことを特徴と
する内燃機関の排ガス浄化装置。 機関C臼填p ℃”又已争イヒ渠15゜
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58199361A JPS6090915A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58199361A JPS6090915A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6090915A true JPS6090915A (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=16406479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58199361A Pending JPS6090915A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6090915A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5033264A (en) * | 1989-06-16 | 1991-07-23 | Tecogen Inc. | Compact cogeneration system |
US5549872A (en) * | 1992-08-05 | 1996-08-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for purifying engine exhaust gas |
CN102661186A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-09-12 | 东莞市祥和电子科技有限公司 | 一种真空能汽车超低排放器 |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58199361A patent/JPS6090915A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5033264A (en) * | 1989-06-16 | 1991-07-23 | Tecogen Inc. | Compact cogeneration system |
US5549872A (en) * | 1992-08-05 | 1996-08-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for purifying engine exhaust gas |
CN102661186A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-09-12 | 东莞市祥和电子科技有限公司 | 一种真空能汽车超低排放器 |
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