JPS6128808B2 - - Google Patents

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JPS6128808B2
JPS6128808B2 JP12704377A JP12704377A JPS6128808B2 JP S6128808 B2 JPS6128808 B2 JP S6128808B2 JP 12704377 A JP12704377 A JP 12704377A JP 12704377 A JP12704377 A JP 12704377A JP S6128808 B2 JPS6128808 B2 JP S6128808B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst bed
catalyst
exhaust gas
exhaust
oxidation
Prior art date
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Expired
Application number
JP12704377A
Other languages
English (en)
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JPS5460614A (en
Inventor
Hiroyoshi Yasuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、触媒装置による排気ガス浄化装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
触媒により排気ガス有害成分を反応させ浄化す
る場合、一酸化炭素、炭化水素の酸化には酸素が
必要であるが、窒素酸化物の還元には酸素がある
と還元反応が進行しない。さらに酸化反応では一
酸化炭素の濃度水準が高く、炭化水素の反応熱が
大きいので、一旦反応が始まると触媒床温度が自
立的に保持されるのに対し、窒素酸化物の還元に
おいては反応温度が低いので、該温度を自己保持
する効果が少ない。
ところで、上記のような酸素の排気ガスの浄化
に対する役割を考慮した排気ガス浄化装置の先行
技術例として特開昭50−42220号公報には、密閉
状の外部ハウジング内の中心部に間隙をおいて一
端より導入される排気ガスの窒素酸化物の還元触
媒床を設けると共に、その外周の上記間隙に空気
層またはケーシングを設けて一酸化炭素、炭化水
素の酸化触媒床を形成してこれらを、還元触媒床
の他端部で連通し、この連通部で反転して上記還
元触媒床から酸化触媒床へと逆方向に流れる排気
ガス中には、ポンプにより上記連通部と対向して
設けた遮板に衝突して分散される2次空気を導入
するようにした排気ガス浄化装置が開示されてい
る。
なお、先行技術例である特開昭52−65177号公
報には、第1の還元触媒床と第2の酸化触媒床と
の間に第1触媒床で処理された排気ガスが混合す
るスペースを設けた三段式触媒装置が記載されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、この排気ガス浄化装置は、前記した
ように2次空気の導入にはポンプが必要になるた
め構造が複雑で不経済であるうえ、2次空気の導
入量が運転条件によつて変化すなわち特に低負荷
時には炭化水素、一酸化炭素の濃度が高く、逆に
高負荷時には低くなるという事態に対応すること
が困難であり、かつ還元触媒床よりの排気ガスが
反転して酸化触媒床へと逆方向に流れるため、抵
抗が大になつてエンジンのトルクに損失が生じる
などの問題がある。
また、三段式触媒装置は、運転条件によつて変
化する事態には対応できないものである。
本発明は、これらの問題点を解決すると共に一
酸化炭素、炭化水素の除去をさらに良好にする排
気ガス浄化装置の提供を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記の目的を達成するため、排気管
の途中に混合部を挾んで第1と第2の触媒床とを
ほぼ直線上に位置するように設け、第1触媒床
は、外周の酸化触媒と中心の還元触媒とで構成
し、第2触媒床は酸化触媒で構成し、前記第1触
媒床への排気通路に内筒を設けて排気通路を同心
状に区分けし、外周の酸化触媒に流入する排気ガ
スに、排気管内の排気脈動により2次空気を導入
して酸化反応を行わせると共に、内側の還元触媒
で還元反応を行わせるようにし、かつ、外側の酸
化触媒の反応熱により内側の還元触媒を加熱して
その反応を促進するようにし、更に混合部で第1
触媒床での反応未了の一酸化炭素、炭化水素を2
次空気と良く混合して第2触媒床で充分に酸化反
応を行わせて良好な排気ガスの浄化を可能ならし
めたことをご特徴とするものである。
〔作 用〕
本発明は、排気管の途中に混合部を挾んで第1
触媒床と第2触媒床をほぼ直線上に位置するよう
に設け、第1触媒床は外周の酸化触媒と中心の還
元触媒とで構成し、第2触媒床は酸化触媒で構成
し、第‘触媒床への排気通路に内筒を設けて排気
通路を同心状に区分けし、外周の酸化触媒に流入
する排気通路に排気脈動により2次空気を導入さ
せるように構成した。
従つて、排気管内を流れる排気ガスは、第1触
媒床の外周の酸化触媒と中心の還元触媒とに分流
される。そして、低負荷時には、外周の酸化触媒
には排気脈動により2次空気が導入されて酸化反
応が行われ主として一酸化炭素、炭化水素が酸化
され、一方、中心の還元触媒部は、外周触媒の反
応熱により高温に保持されると共に、2次空気が
導入されないので主として窒素酸化物の還元反応
が行われ、これらの反応が行われた排気ガスは、
混合部で混合して第2触媒床に流入し、余剰の2
次空気中の酸素で1酸化炭素、炭化水素が酸化さ
れる。
一方、高負荷時には、濃度が高い窒素酸化物、
濃度の低い一酸化炭素、炭化水素からなる排気ガ
スが第1触媒床に流入する。そして、脈動効果が
低くなつて2次空気の吸入率は減少するにもかか
わらず適量の2次空気が導入され、外周酸化触媒
による酸化反応は減退することなく中心の還元触
媒で高濃度の窒素酸化物が還元される。ついでこ
れらは、混合部を介して第2触媒床で余剰の2次
空気により一酸化炭素、炭化水素が酸化される。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図において1は排気管で、その途中にテーパ
部2,3で連結された拡張部4を設け、上流側排
気管1aの端部付近より拡張部4に至る間におい
て排気管1とテーパ部2の内部に、同心で相似な
形状の内部5を、放射状のステー6,7により支
持して設けている。拡張部4内には、内外2重の
触媒床より成る第1触媒床8と酸化触媒より成る
第2触媒床9とが設けられ、これらの中間に混合
部10が形成されている。そして、第1触媒床8
は、外周の酸化触媒8aと中心の還元触媒8bと
で構成されている。更に排気管1の端部外周に環
状室11が、排気管1には多数の2次空気導入口
12がそれぞれ設けられ、該環状室11は管13
を通り、チエツクバルブ14を介して大気に連通
し、排気管内の排気脈動により2次空気を排気管
と内筒5の間の通路15内に導入するようにして
いる。
そして、排気管を流れる排気ガスは、触媒コン
バータに入る前に排気管と内筒5とも間の通路1
5を通るものと、内筒5内を通るものとに分けら
れる。通路15を通る排気ガス中には導入口12
より吸入される前記2次空気が、排気の脈動効果
により吸入され、しかも、テーパ部2で排気ガス
と共に拡散されることにより良好に混合した後、
第1触媒床8の外周酸化触媒8aに流入してここ
で2次空気巾の酸素により一酸化炭素、炭化水素
が酸化され、余剰の酸素は酸化物および他の成分
と共に下流の混合部10に流入する。一方、内筒
5内を通る排気ガスは2次空気が導入されない第
1触媒床8の中心の還元触媒8bに流入し、ここ
で窒素酸化物が一酸化炭素、炭化水素により還元
され、余剰の一酸化炭素、炭化水素は混合部10
に流入する。
即ち、第1触媒床8では外周で一酸化炭素、炭
化水素の酸化反応が効率的に行われ、中心で窒素
酸化物の還元が行われて排気ガス中の三成分が共
に減少されるが、その際、外周の酸化反応部の反
応熱により中心の還元触媒が加熱されるのでその
反応が助長され、更に還元触媒を高温化すること
により、アンモニアの生成を防止することができ
る。
ところで、これら触媒床に流入する排気ガス中
の上記三成分は、機関の運転状態に応じて変化す
る。
すなわち低負荷時には、一酸化炭素、炭化水素
の濃度が高く、窒素酸化物の濃度が低い。
ところが低負荷時では、排気管内の脈動効果が
大きく2次空気の吸入率(2次空気量/吸入空気
量)が増大するので、上記した排気ガス中の高濃
度の一酸化炭素、炭化水素を充分酸化処理するこ
とができ、更に余剰の酸素が酸化されなかつた一
酸化炭素、炭化水素と混合部で混合し、第2触媒
床9でさらに酸化する。
一方、高負荷時では、排気ガスは、窒素酸化物
の濃度が高く、炭化水素、一酸化炭素の濃度が低
いものになるが、排気脈動効果も低くなつて2次
空気の吸入率が減少して一酸化炭素、炭化水素に
見合つたものになり、低濃度の炭化水素、一酸化
炭素の酸化が行われ、また中心部8bの還元触媒
で還元が行われる。
そして、第1触媒床8より混合部10に流入し
た余剰の一酸化炭素、炭化水素などのガスは、そ
こで良く混合して下流の酸化触媒で構成された第
2触媒床9に流入し、ここで2次空気中の余剰酸
素と反応してさらに一段と良好に酸化する。かく
て、前記三成分は、それぞれ反応処理されるので
排気ガスの充分な浄化効果を上げることができ
る。
そして、内筒5より第1触媒床8の中心の還元
触媒8bの流入されて酸化窒素が還元される排気
ガス量と、通路15より外周酸化触媒8aに流入
されて一酸化炭素、炭化水素が酸化される排気ガ
ス量との割合は、排気ガス中の窒素酸化物の量が
規制値に合致するように設定されている。
〔発明の効果〕
以上で明らかなように、本発明によれば、2次
空気は、ポンプを使用することなく機関の運転状
態に応じて吸入率が変化する排気管の排気脈動に
より第1触媒床の外周の酸化触媒に流入する排気
ガスに脈動効果により導入されるので、構造が簡
単で経済的であるうえ、その導入量が運転条件に
より変化する一酸化炭素、炭化水素の濃度に対応
して増減し、かつ排気ガスに2次空気がよりよく
混合するので酸化反応が効率的に行われると共
に、第1触媒床の中心の還元触媒は、2次空気の
供給を受けないので酸素が少なく、しかも、外周
の酸化反応部の反応熱で加熱され高温に保滋され
ることにより窒素酸化物は、その還元が促進され
て規定値となり、かつ、アンモニアの生成が防止
され、また、第1触媒床における余剰の一酸化炭
素、炭化水素は、混合部でよく混合して第2触媒
床で、第1触媒床における酸化反応で余つた2次
空気中の酸素により充分に酸化されてさらに一段
と低減するので、結局排気ガスの浄化効果を効率
的に上げることができ、また第1触媒床、混合
部、第2触媒床を直線上に位置するように設けた
ので、排気ガスがこれらの触媒床を流れる間にお
ける抵抗が小さくなつてエンジンの動力損失が少
なくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2
図は第1図のA−A断面図である。 1…排気管、2,3…テーパ部、4…拡張部、
5…内筒、6,7…ステー、8…第1触媒床、9
…第2触媒床、10…混合部、11…環状室、1
2…2次空気導入口、13…管、14…チエツク
バルブ、15…通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排気管の途中に混合部を挾んで第1触媒床と
    第2触媒床とをほぼ直線上に位置するように設
    け、第1触媒床は外周の酸化触媒と中心の還元触
    媒とで構成し、第2触媒床は酸化触媒で構成し、
    前記第1触媒床への排気通路に内筒を設けて排気
    通路を同心状に区分けし、外周の酸化触媒に流入
    する排気通路に、排気管内の排気脈動により2次
    空気を導入させる装置を設け、第1触媒床におい
    て反応未了の一酸化炭素、炭化水素と導入された
    2次空気中の余剰の酸素とを混合部で混合し、さ
    らに第2触媒床で酸化反応が行われるようにした
    ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
JP12704377A 1977-10-21 1977-10-21 Exhaust gas purifier for internal combustion engine Granted JPS5460614A (en)

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JPS5460614A JPS5460614A (en) 1979-05-16
JPS6128808B2 true JPS6128808B2 (ja) 1986-07-02

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WO2004101966A1 (ja) * 2003-05-16 2004-11-25 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha エンジンの排気ガス浄化装置

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JPS5460614A (en) 1979-05-16

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