[go: up one dir, main page]

JP5844997B2 - Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts - Google Patents

Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts Download PDF

Info

Publication number
JP5844997B2
JP5844997B2 JP2011110098A JP2011110098A JP5844997B2 JP 5844997 B2 JP5844997 B2 JP 5844997B2 JP 2011110098 A JP2011110098 A JP 2011110098A JP 2011110098 A JP2011110098 A JP 2011110098A JP 5844997 B2 JP5844997 B2 JP 5844997B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
pipe
catalyst
gas introduction
introduction pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011110098A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012242149A (en
Inventor
明豊 高宮
明豊 高宮
幸太郎 高橋
幸太郎 高橋
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.)
Best Instruments Co Ltd
Original Assignee
Best Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Best Instruments Co Ltd filed Critical Best Instruments Co Ltd
Priority to JP2011110098A priority Critical patent/JP5844997B2/en
Publication of JP2012242149A publication Critical patent/JP2012242149A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5844997B2 publication Critical patent/JP5844997B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

本発明は、自動車のエンジン等の内燃機関の排気系に備えられる排ガス浄化触媒の性能を評価する装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine such as an automobile engine.

従来のこの種の装置は、一般的に、図10に示すように、一端側から模擬排ガスが導入される排ガス導入管20と、排ガス導入管20よりも大きい径を有し、内部に排ガス浄化触媒21が収容される触媒収容管22と、排ガス導入管20の他端と触媒収容管22の一端とを接続するテーパ管23を備えている(例えば、特許文献1参照)。 As shown in FIG. 10, a conventional apparatus of this type generally has an exhaust gas introduction pipe 20 into which simulated exhaust gas is introduced from one end side, a diameter larger than that of the exhaust gas introduction pipe 20, and exhaust gas purification inside. A catalyst housing pipe 22 in which the catalyst 21 is housed, and a taper pipe 23 that connects the other end of the exhaust gas introduction pipe 20 and one end of the catalyst housing pipe 22 are provided (see, for example, Patent Document 1).

そして、この装置を用いて排ガス浄化触媒の性能評価が行われる場合には、通常、内燃機関からの排ガスと同様の成分を含む模擬排ガスが使用される。模擬排ガスは、例えば、NO、CO、HC、HO等の、内燃機関の排ガスに含まれる各種の成分を排ガスにおける濃度と同様の濃度になるように窒素ガスと混合したものであり、この場合、模擬排ガスが実際の排ガス温度と同様の温度状態にされるとともに、評価すべき触媒が所定の温度まで加熱され、触媒において吸着反応が行われるようになっている。 And when performance evaluation of an exhaust gas purification catalyst is performed using this apparatus, simulated exhaust gas containing the same component as exhaust gas from an internal combustion engine is usually used. The simulated exhaust gas is a mixture of various components contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, such as NO X , CO 2 , HC, H 2 O, etc., with nitrogen gas so as to have a concentration similar to the concentration in the exhaust gas. In this case, the simulated exhaust gas is brought to a temperature state similar to the actual exhaust gas temperature, and the catalyst to be evaluated is heated to a predetermined temperature, and an adsorption reaction is performed in the catalyst.

また、NO吸蔵還元触媒は、流入する排ガスの空燃比がリーンのときにNOを捕捉(吸蔵)する一方、流入する排ガスの空燃比がストイキまたはリッチのときに捕捉(吸蔵)したNOを還元する。
そして、NO吸蔵還元触媒を備えた内燃機関は、リーンで運転を行い、この触媒の排ガス浄化性能が低下した場合に、運転状態を空燃比がストイキまたはリッチとなるように切り替えることで、リーン排ガス中のNOの浄化を行っている。
The NO X storage reduction catalyst captures (occludes) NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, while it captures (occludes) NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is stoichiometric or rich. Reduce.
The internal combustion engine equipped with the NO X storage reduction catalyst operates lean, and when the exhaust gas purification performance of the catalyst is reduced, the operation state is switched so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric or rich, so that lean It is performed purification of the NO X in the exhaust gas.

こうして、NO吸蔵還元触媒を備えた内燃機関では、リーンと、ストイキまたはリッチとの切り替えが最適に制御されることによって、排ガス中のNOの低減が図られており、この場合、特に、リーンからストイキまたはリッチへの切り替えが迅速かつ効率的に行われると、NOの浄化効率が向上し、低燃費も実現される。 Thus, in an internal combustion engine provided with the NO X storage reduction catalyst, and the lean, by the switching of the stoichiometric or rich is optimally controlled, have been achieved reduction of the NO X in the exhaust gas, in this case, in particular, When switching from lean to stoichiometric or rich is carried out quickly and efficiently improves the purification efficiency of NO X, the low fuel consumption is achieved.

それに対応して、従来の性能評価装置においても、評価対象がNO吸蔵還元触媒の場合、排ガス導入管20から触媒収容管22内にリーン模擬排ガスと、ストイキまたはリッチ模擬排ガスとが一定のタイミングで交互に導入されて、触媒21の性能の評価が行われる。この場合、触媒21の性能評価の精度を上げるためには、リーン模擬排ガスからストイキまたはリッチ模擬排ガスへの切り替え、またはその逆の切り替えに対応して、触媒21を通過する前のガス雰囲気をいかに素早く、かつ触媒の横断面の全体にわたって均一に置換できるかということが、重要となる。 Correspondingly, in the conventional performance evaluation device, if the evaluation object of the NO X occluding and reducing catalyst, and the lean simulated exhaust gas catalyst housing pipe 22 from the exhaust gas inlet pipe 20, the stoichiometric or rich simulated exhaust gas and a constant timing In this way, the performance of the catalyst 21 is evaluated. In this case, in order to increase the accuracy of the performance evaluation of the catalyst 21, how is the gas atmosphere before passing through the catalyst 21 corresponding to switching from lean simulated exhaust gas to stoichiometric or rich simulated exhaust gas or vice versa? It is important to be able to replace quickly and uniformly over the entire cross section of the catalyst.

しかし、性能評価装置においては、排ガス導入管20は触媒収容管22よりも小径であるから、図10に示すように、排ガス導入管20から触媒収容管22内に放出される模擬排ガスGの流速は、触媒収容管22の中心から半径方向に遠ざかるにつれて次第に低速になる。その結果、リーン模擬排ガスからストイキまたはリッチ模擬排ガスへの切り替え、またはその逆の切り替えがなされるとき、触媒収容管22内の中央部ではガス雰囲気が比較的迅速に置換されるが、触媒収容管22の内壁付近ではガス雰囲気がなかなか置換されない。これは、触媒の径、よって触媒収容管22の径が大きくなるほど、顕著になる。   However, in the performance evaluation apparatus, since the exhaust gas introduction pipe 20 has a smaller diameter than the catalyst housing pipe 22, the flow rate of the simulated exhaust gas G discharged from the exhaust gas introduction pipe 20 into the catalyst housing pipe 22 as shown in FIG. Gradually decreases as the distance from the center of the catalyst housing tube 22 in the radial direction increases. As a result, when switching from lean simulated exhaust gas to stoichiometric or rich simulated exhaust gas, or vice versa, the gas atmosphere is replaced relatively quickly in the central portion in the catalyst housing tube 22, but the catalyst housing tube The gas atmosphere is not easily replaced near the inner wall of 22. This becomes more prominent as the diameter of the catalyst, and hence the diameter of the catalyst housing tube 22, increases.

そして、通常、評価対象の触媒は触媒収容管の入口からさほど離れていない位置に配置されるので、リーンからストイキまたはリッチ、あるいはその逆に切り替えられた時に、触媒を通過する前のガス雰囲気が、迅速に、かつ触媒の横断面の全体にわたって均一に置換されず、特に、これは評価対象の触媒の径が大きくなるほど顕著になり、その結果、性能評価を正確に行えないという問題を生じていた。   In general, the catalyst to be evaluated is arranged at a position not far from the inlet of the catalyst housing pipe, so that when it is switched from lean to stoichiometric or rich or vice versa, the gas atmosphere before passing through the catalyst is reduced. It is not replaced quickly and uniformly throughout the entire cross section of the catalyst, and in particular, this becomes more prominent as the diameter of the catalyst to be evaluated becomes larger, resulting in a problem that performance evaluation cannot be performed accurately. It was.

この場合、テーパ管を長くして、排ガス導入管の出口から触媒までの距離を大きくすることが考えられるが、それに対応して加熱部のサイズを大きくする必要がある等、装置全体のサイズの増大並びにコスト高を招来し、さらには、リーンからストイキまたはリッチへの切り替え、またはその逆の切り替え後、切り替えられたガス雰囲気が触媒に到達するまでに時間がかかり、これは有効な解決策ではない。   In this case, it is conceivable to lengthen the taper pipe and increase the distance from the outlet of the exhaust gas introduction pipe to the catalyst, but it is necessary to increase the size of the heating unit correspondingly, etc. After switching from lean to stoichiometric or rich, or vice versa, it takes time for the switched gas atmosphere to reach the catalyst, which is an effective solution. Absent.

特許第4194581号明細書Japanese Patent No. 4194581

したがって、本発明の課題は、リーンからストイキまたはリッチ、あるいはその逆に切り替えられた時に、評価対象の触媒を通過する前のガス雰囲気が、迅速に、かつ触媒の横断面の全体にわたって均一に置換されるコンパクトな装置を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to quickly and evenly replace the gas atmosphere before passing through the catalyst to be evaluated over the entire cross section of the catalyst when switching from lean to stoichiometric or rich or vice versa. It is to provide a compact device.

上記課題を解決するため、本発明は、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置であって、リーン模擬排ガスとストイキまたはリッチ模擬排ガスとを切り替えて供給する模擬排ガス供給部と、一端が前記模擬排ガス供給部に接続された排ガス導入管と、前記排ガス導入管よりも大きい径を有し、内部に前記排ガス浄化触媒が収容される触媒収容管と、前記排ガス導入管の他端と前記触媒収容管の一端とを接続する管接続部と、前記排ガス導入管、前記管接続部および前記触媒収容管の外側に配置された加熱部と、を備えたものにおいて、前記触媒収容管または前記管接続部の内部の前記排ガス浄化触媒から前記排ガス導入管側に間隔をあけた位置において、前記排ガス浄化触媒に対向して配置された、複数の通気孔を有する円形の多孔整流板を備えたことを特徴とする装置を構成したものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purifying catalyst, wherein a simulated exhaust gas supply unit that switches between lean simulated exhaust gas and stoichiometric or rich simulated exhaust gas, and one end of the simulated exhaust gas. An exhaust gas introduction pipe connected to the supply unit, a catalyst housing pipe having a larger diameter than the exhaust gas introduction pipe, in which the exhaust gas purification catalyst is housed, and the other end of the exhaust gas introduction pipe and the catalyst housing pipe And a heating part disposed outside the exhaust gas introduction pipe, the pipe connection part, and the catalyst housing pipe, the catalyst housing pipe or the pipe connection part. A circular porous rectifying plate having a plurality of vent holes disposed opposite to the exhaust gas purification catalyst at a position spaced from the exhaust gas purification catalyst to the exhaust gas introduction pipe side inside It is obtained by constituting the apparatus characterized by a.

上記構成において、好ましくは、前記多孔整流板は、同心円状に配列された同一形状の前記複数の通気孔を有しており、あるいは、前記多孔整流板の表面が、中央の円形領域とその外側の少なくとも1つの環状領域に区分され、一の前記領域に属する前記通気孔はすべて同一形状を有するとともに、前記領域が前記多孔整流板の中心から遠ざかるほど、当該領域に属する前記通気孔の開口面積が大きくなっている。また好ましくは、前記通気孔は、スリット状であり、あるいは、前記多孔整流板は、メッシュ板またはハニカム板からなっている。   In the above configuration, preferably, the porous rectifying plate has the plurality of vent holes having the same shape arranged concentrically, or the surface of the porous rectifying plate has a central circular region and an outer side thereof. The vent holes belonging to at least one annular region and all belonging to one region have the same shape, and the opening area of the vent hole belonging to the region increases as the region moves away from the center of the porous rectifying plate. Is getting bigger. Preferably, the air hole has a slit shape, or the porous rectifying plate is made of a mesh plate or a honeycomb plate.

上記構成において、前記管接続部は、一端が前記排ガス導入管の他端に接続され、前記排ガス導入管との接続部から末広がり状にのびた後、他端が前記触媒収容管の一端に接続されたテーパ管状をなしていてもよく、この場合、前記管接続部の内部に、粒状の石英またはセラミックからなる不活性材が充填されていてもよい。
あるいは、前記管接続部は、前記触媒収容管の内径に対応する直径を有し、前記触媒収容管の一端開口を封閉する円板状をなし、さらに、その中央には、前記排ガス導入管の内径に対応する直径の円形開口が設けられ、前記円形開口に前記排ガス導入管の他端が接続されていてもよい。
In the above configuration, one end of the pipe connection portion is connected to the other end of the exhaust gas introduction pipe, and after extending from the connection portion with the exhaust gas introduction pipe, the other end is connected to one end of the catalyst housing pipe. The tube connection portion may be filled with an inert material made of granular quartz or ceramic.
Alternatively, the pipe connecting portion has a diameter corresponding to the inner diameter of the catalyst housing pipe, forms a disk shape that seals one end opening of the catalyst housing pipe, and further, in the center thereof, the exhaust gas introduction pipe A circular opening having a diameter corresponding to the inner diameter may be provided, and the other end of the exhaust gas introduction pipe may be connected to the circular opening.

また、上記構成において、前記排ガス導入管が、ベンチュリー管またはオリフィス管またはスタティックミキサーからなっていること、あるいは、前記排ガス導入管の内部が、部分的にハニカム構造になっていることが好ましい。   In the above configuration, it is preferable that the exhaust gas introduction pipe is composed of a venturi pipe, an orifice pipe or a static mixer, or the inside of the exhaust gas introduction pipe has a partially honeycomb structure.

本発明によれば、多孔整流板によって、装置内における、排ガス導入管の出口から排ガス浄化触媒に至る空間が、排ガス導入管の出口から多孔整流板に至る第1の空間と、多孔整流板から排ガス浄化触媒に至る第2の空間の2つの空間に区分けされる。そして、排ガス導入管の出口から放出された模擬排ガスの一部は、多孔整流板の通気孔を直接通過するが、残りの一部は多孔整流板に一旦跳ね返され、それによって第1の空間内に乱流が発生する。この乱流により、排ガス導入管の出口から放出された模擬排ガスは、第1の空間の中央部だけでなく周縁部にも均一に行き渡り、その後、多孔整流板の通気孔を通って、多孔整流板の全体にわたってほぼ一様な流速で第2の空間内に放出される。 According to the present invention, the space from the outlet of the exhaust gas introduction pipe to the exhaust gas purification catalyst in the device by the porous rectification plate is the first space from the outlet of the exhaust gas introduction pipe to the porous rectification plate and the porous rectification plate. It is divided into two spaces, the second space leading to the exhaust gas purification catalyst. A part of the simulated exhaust gas discharged from the outlet of the exhaust gas introduction pipe directly passes through the vent hole of the porous rectifying plate, but the remaining part is once bounced back to the porous rectifying plate, thereby Turbulence occurs. Due to this turbulent flow, the simulated exhaust gas discharged from the outlet of the exhaust gas introduction pipe uniformly spreads not only in the central part but also in the peripheral part of the first space, and then through the ventilation holes of the porous rectifying plate, It is discharged into the second space at a substantially uniform flow rate throughout the plate.

こうして、リーン模擬排ガスからストイキまたはリッチ模擬排ガスへの切り替え、またはその逆の切り替え時に、評価対象の触媒を通過する前のガス雰囲気が迅速に、かつ触媒の横断面の全体にわたって均一に置換され、それによって、性能評価の精度が向上する。
なお、本発明は、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置だけでなく、内燃機関の排気系に取り付けられる排ガス浄化装置にも適用可能である。
Thus, when switching from lean simulated exhaust gas to stoichiometric or rich simulated exhaust gas, or vice versa, the gas atmosphere before passing through the catalyst to be evaluated is quickly and uniformly replaced across the entire cross section of the catalyst, Thereby, the accuracy of performance evaluation is improved.
The present invention can be applied not only to an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purification catalyst, but also to an exhaust gas purification apparatus attached to an exhaust system of an internal combustion engine.

本発明の1実施例による、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the apparatus which evaluates the performance of the exhaust gas purification catalyst by one Example of this invention. 本発明の別の実施例による、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置の図1に類似の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view similar to FIG. 1 of an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purifying catalyst according to another embodiment of the present invention. 図1の装置における、排ガスまたは模擬排ガスの流入状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the inflow state of exhaust gas or simulation exhaust gas in the apparatus of FIG. 多孔整流板の構造を例示する平面図である。It is a top view which illustrates the structure of a porous baffle plate. 多孔整流板の構造を例示する平面図である。It is a top view which illustrates the structure of a porous baffle plate. 排ガス導入管の構造を例示する縦断面図とそれぞれの矢印方向から見た平面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which illustrates the structure of an exhaust gas introduction pipe, and the top view seen from each arrow direction. 本発明の別の実施例による、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the apparatus which evaluates the performance of the exhaust gas purification catalyst by another Example of this invention. リーン模擬排ガスからリッチ模擬排ガスへの切り替え後の時間経過につれての触媒直前のガス濃度の変化をプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the change of the gas concentration just before a catalyst with progress of time after switching from lean simulated exhaust gas to rich simulated exhaust gas. リーン模擬排ガスとリッチ模擬排ガスの切り替えを繰り返した場合の、触媒直前のガス濃度の変化をプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the change of the gas concentration just before a catalyst at the time of switching switching of lean simulated exhaust gas and rich simulated exhaust gas. 従来の触媒性能評価装置の概略構成と、模擬排ガスの流入状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the schematic structure of the conventional catalyst performance evaluation apparatus, and the inflow state of simulation exhaust gas.

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図1は、本発明の1実施例による、排ガス浄化触媒の性能を評価する装置の概略構成を示す縦断面図である。
図1に示すように、本発明による排ガス浄化触媒の性能を評価する装置は、リーン模擬排ガスとストイキまたはリッチ模擬排ガスとを切り替えて供給する模擬排ガス供給部(図示はしない)と、一端1aが模擬排ガス供給部に接続された排ガス導入管1と、排ガス導入管1よりも大きい径を有し、内部に排ガス浄化触媒3が収容される触媒収容管2と、排ガス導入管1の他端1bと触媒収容管2の一端とを接続する管接続部4と、排ガス導入管1、管接続部4および触媒収容管2の外側に配置された加熱部5を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purification catalyst according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention includes a simulated exhaust gas supply unit (not shown) that switches between lean simulated exhaust gas and stoichiometric or rich simulated exhaust gas, and one end 1a. An exhaust gas introduction pipe 1 connected to the simulated exhaust gas supply unit, a catalyst housing pipe 2 having a larger diameter than the exhaust gas introduction pipe 1 and containing the exhaust gas purification catalyst 3 therein, and the other end 1b of the exhaust gas introduction pipe 1 And a heating section 5 disposed outside the exhaust pipe 1, the pipe connection section 4, and the catalyst housing pipe 2.

管接続部4は、この実施例では、一端4aが排ガス導入管1の他端1bに接続され、排ガス導入管1との接続部から末広がり状にのびた後、他端4bが触媒収容管2の一端2aに接続されたテーパ管状をなしている。   In this embodiment, the pipe connection portion 4 has one end 4 a connected to the other end 1 b of the exhaust gas introduction pipe 1, and extends from the connection portion with the exhaust gas introduction pipe 1 in a divergent shape, and then the other end 4 b of the catalyst housing pipe 2. It has a tapered tubular shape connected to one end 2a.

排ガス浄化触媒3は、予め外部においてホルダー6に取り付けられた後、ホルダー6に保持された状態で、触媒収容管2内に挿入され、触媒収容管2内の所定の位置に配置される。   The exhaust gas purifying catalyst 3 is previously attached to the holder 6 outside in advance, and is then inserted into the catalyst housing tube 2 while being held by the holder 6, and is disposed at a predetermined position in the catalyst housing tube 2.

本発明による装置は、また、触媒収容管2の内部の排ガス浄化触媒3から排ガス導入管1側に間隔をあけた位置において、排ガス浄化触媒3に対向して配置された、複数の通気孔を有する円形の多孔整流板7を備えている。
この実施例では、多孔整流板7は、触媒収容管2の入口近傍において、触媒収容管内を上下に仕切るように取り付けられるが、その代わりに、図2に示すように、ホルダー6の前端開口部に取り付けられていてもよい。
また、多孔整流板7は、この実施例のように触媒収容管2の内部に配置されていてもよいし、管接続部4の内部において、管接続部内を上下に仕切るように取り付けられていてもよい。
The apparatus according to the present invention also has a plurality of vent holes arranged facing the exhaust gas purification catalyst 3 at a position spaced from the exhaust gas purification catalyst 3 inside the catalyst housing pipe 2 to the exhaust gas introduction pipe 1 side. A circular perforated flow rectifying plate 7 is provided.
In this embodiment, the porous rectifying plate 7 is attached in the vicinity of the inlet of the catalyst housing pipe 2 so as to partition the inside of the catalyst housing pipe up and down. Instead, as shown in FIG. It may be attached to.
Further, the porous rectifying plate 7 may be disposed inside the catalyst housing pipe 2 as in this embodiment, or is attached inside the pipe connecting portion 4 so as to partition the inside of the pipe connecting portion up and down. Also good.

本発明によれば、多孔整流板7によって、装置内の、排ガス導入管1の出口1cから排ガス浄化触媒3に至る空間が、排ガス導入管1の出口1cから多孔整流板7に至る第1の空間8と、多孔整流板7から排ガス浄化触媒3に至る第2の空間9の2つの空間に区分けされる。
そして、図3に示すように、排ガス導入管1の出口1cから放出された模擬排ガスGの一部は、多孔整流板7の通気孔を直接通過するが、残りの一部は多孔整流板7に一旦跳ね返され、それによって第1の空間8内に乱流が発生する。この乱流により、排ガス導入管1の出口1cから放出された模擬排ガスGは、第1の空間8の中央部だけでなく周縁部にも均一に行き渡り、その後、多孔整流板7の通気孔を通って、多孔整流板7の全体にわたってほぼ一様な流速で第2の空間9内に放出される。
According to the present invention, the space from the outlet 1 c of the exhaust gas introduction pipe 1 to the exhaust gas purification catalyst 3 in the apparatus by the porous rectification plate 7 is the first from the outlet 1 c of the exhaust gas introduction pipe 1 to the porous rectification plate 7. The space 8 and the second space 9 extending from the porous rectifying plate 7 to the exhaust gas purification catalyst 3 are divided into two spaces.
As shown in FIG. 3, a part of the simulated exhaust gas G discharged from the outlet 1 c of the exhaust gas introduction pipe 1 directly passes through the vent hole of the porous rectifying plate 7, while the remaining part is the porous rectifying plate 7. , So that turbulence is generated in the first space 8. Due to this turbulent flow, the simulated exhaust gas G discharged from the outlet 1c of the exhaust gas introduction pipe 1 uniformly spreads not only in the central portion of the first space 8 but also in the peripheral portion, Then, it is discharged into the second space 9 at a substantially uniform flow rate over the entire porous rectifying plate 7.

多孔整流板6の通気孔の大きさ、個数および配列パターンについては、上記の多孔整流板7の作用効果が達成される構成となっていれば特に限定されない。
例えば、図4Aに示すように、多孔整流板7に、同一形状の複数の通気孔10が同心円状に設けられていてもよいし、図4Bに示すように、多孔整流板7の表面が、中央の円形領域11aとその外側の少なくとも1つの環状領域11bに区分され、一の領域11a;11bに属する通気孔12a;12bは全て同一形状を有するとともに、当該領域11a;11bが多孔整流板7の中心から遠ざかるほど、当該領域11a;11bに属する通気孔12a;12bの開口面積が大きくなるような構成であってもよい。
The size, number and arrangement pattern of the vent holes of the porous rectifying plate 6 are not particularly limited as long as the function and effect of the porous rectifying plate 7 are achieved.
For example, as shown in FIG. 4A, a plurality of vent holes 10 having the same shape may be provided concentrically in the porous rectifying plate 7, or as shown in FIG. 4B, the surface of the porous rectifying plate 7 is The central circular region 11a is divided into at least one annular region 11b on the outer side, and the air holes 12a; 12b belonging to the one region 11a; 11b all have the same shape, and the region 11a; The configuration may be such that the opening area of the vent holes 12a; 12b belonging to the regions 11a;

また、例えば、図5Aに示すように、多孔整流板7が、スリット状の通気孔13を有していてもよいし、あるいは、多孔整流板7が、図5Bに示すようにハニカム板からなっていてもよいし、また、図5Cに示すようにメッシュ板からなっていてもよい。   Further, for example, as shown in FIG. 5A, the porous rectifying plate 7 may have a slit-shaped air hole 13, or the porous rectifying plate 7 is made of a honeycomb plate as shown in FIG. 5B. It may be made of a mesh plate as shown in FIG. 5C.

また、図示はしないが、この実施例のように管接続部4がテーパ管状をなしている場合、管接続部4の内部に、粒状の石英またはセラミックからなる不活性材が充填されていてもよい。この不活性材によって、触媒収容管内に導入される模擬排ガスがより均一化される。   Although not shown in the drawings, when the pipe connecting portion 4 is tapered as in this embodiment, the pipe connecting portion 4 may be filled with an inert material made of granular quartz or ceramic. Good. This inert material makes the simulated exhaust gas introduced into the catalyst housing pipe more uniform.

本発明の別の好ましい実施例によれば、図6に示すように、排ガス導入管1は、オリフィス管(図6A参照)またはベンチュリー管(図6B参照)またはスタティックミキサー(図6E参照)からなっている。あるいは、排ガス導入管1の内部は、部分的にハニカム構造14を有している(図6C参照)。あるいは、排ガス導入管1は、内部に、軸方向に平行に並べられた複数本のサブパイプ15を備えている(図6D参照)。
それによって、排ガス導入管1を短くすることができ、それによって加熱部5のサイズを小さくして、装置のさらなるコンパクト化とコストダウンを図ることが可能になる。
According to another preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the exhaust gas introduction pipe 1 comprises an orifice pipe (see FIG. 6A) or a venturi pipe (see FIG. 6B) or a static mixer (see FIG. 6E). ing. Alternatively, the inside of the exhaust gas introduction pipe 1 partially has a honeycomb structure 14 (see FIG. 6C). Alternatively, the exhaust gas introduction pipe 1 includes a plurality of sub pipes 15 arranged in parallel in the axial direction (see FIG. 6D).
As a result, the exhaust gas introduction pipe 1 can be shortened, thereby reducing the size of the heating unit 5 and further reducing the size and cost of the apparatus.

こうして、本発明によれば、触媒性能評価装置を従来例よりもコンパクト化、低廉化することができるとともに、リーン模擬排ガスからストイキまたはリッチ模擬排ガスへの切り替え、またはその逆の切り替え時に、評価対象の触媒を通過する前のガス雰囲気が迅速に、かつ触媒の横断面の全体にわたって均一に置換され、それによって、性能評価の精度が向上する。   Thus, according to the present invention, the catalyst performance evaluation apparatus can be made more compact and less expensive than the conventional example, and at the time of switching from lean simulated exhaust gas to stoichiometric or rich simulated exhaust gas, or vice versa, The gas atmosphere before passing through the catalyst is quickly and uniformly replaced throughout the entire cross section of the catalyst, thereby improving the accuracy of the performance evaluation.

図7は、本発明の別の実施例による排ガス浄化触媒の性能を評価する装置の概略構成を示す縦断面図である。この実施例は、図1に示した実施例と管接続部の構成が異なるだけである。したがって、図7中、図1に示した構成要素と同じものについては同一番号を付して詳細な説明を省略する。
図7を参照して、この実施例では、管接続部4’は、触媒収容管2の内径に対応する直径を有し、触媒収容管2の一端開口を封閉する円板状をなしており、その中央には、排ガス導入管の内径に対応する直径の円形開口16が設けられ、この円形開口16に排ガス導入管1の他端1bが接続されている。
この実施例においても、図1に示した実施例の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purifying catalyst according to another embodiment of the present invention. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 only in the configuration of the pipe connecting portion. Therefore, in FIG. 7, the same components as those shown in FIG.
Referring to FIG. 7, in this embodiment, the pipe connecting portion 4 ′ has a diameter corresponding to the inner diameter of the catalyst housing pipe 2 and has a disk shape that seals one end opening of the catalyst housing pipe 2. In the center, a circular opening 16 having a diameter corresponding to the inner diameter of the exhaust gas introduction pipe is provided, and the other end 1b of the exhaust gas introduction pipe 1 is connected to the circular opening 16.
Needless to say, this embodiment can provide the same effects as those of the embodiment shown in FIG.

次に、本発明による触媒性能評価装置の作用効果を確認するための幾つかの実験を行った。
(実施例)
図4Aに示した多孔整流板7を備え、図1と同じ構成を有する装置を製作し、実施例とした。なお、実験はいずれも触媒収容管2から触媒3を取り外した状態で行った。
なお、この装置の主要部の寸法は、以下のとおりである。
排ガス導入管1の内径=10mm
触媒収容管2の内径=58mm
排ガス導入管1の出口1cから多孔整流板7までの距離d1=31mm
多孔整流板7から触媒前面までの距離d2=20mm
多孔整流板7から触媒収容管2の下端までの長さd4=170mm
さらに、多孔整流板7の前方に距離d3=10mm隔てた、管中央の位置(図1中の点P1)と、管壁面付近の位置(図1中の点P2)に、ガス濃度を測定すべく、高速FID分析計を配置した。
(比較例)
実施例の装置から多孔整流板7を取り外したものを比較例とした。
Next, several experiments were conducted to confirm the operational effects of the catalyst performance evaluation apparatus according to the present invention.
(Example)
An apparatus having the perforated flow straightening plate 7 shown in FIG. 4A and having the same configuration as that of FIG. 1 was manufactured as an example. All experiments were performed with the catalyst 3 removed from the catalyst housing tube 2.
In addition, the dimension of the principal part of this apparatus is as follows.
Inside diameter of exhaust gas introduction pipe 1 = 10 mm
Inner diameter of catalyst housing tube 2 = 58 mm
Distance from outlet 1c of exhaust gas introduction pipe 1 to porous rectifying plate 7 d1 = 31 mm
Distance from porous rectifying plate 7 to catalyst front surface d2 = 20 mm
Length d4 = 170 mm from the porous rectifying plate 7 to the lower end of the catalyst housing pipe 2
Further, the gas concentration is measured at a position in the center of the pipe (point P1 in FIG. 1) and a position in the vicinity of the wall of the pipe (point P2 in FIG. 1) separated by a distance d3 = 10 mm in front of the porous rectifying plate 7. Therefore, a high-speed FID analyzer was arranged.
(Comparative example)
A device obtained by removing the porous rectifying plate 7 from the apparatus of the example was used as a comparative example.

[実験1]
実施例の装置において、模擬排ガス(Nガスを30リットル/分)にリーン模擬排ガスとして、Nガスを6リットル/分の割合で導入していた状態から、リッチ模擬排ガス(Cを1.2%含むNガス、6リットル/分)に切り替え、切り替え後の時間経過につれての、点P1および点P2のガス濃度の変化を測定した。
また、比較例の装置についても同様の条件下で測定を行った。
[Experiment 1]
In the apparatus of the example, rich simulated exhaust gas (C 3 H 6) was introduced from the state in which N 2 gas was introduced at a rate of 6 liters / minute as simulated simulated exhaust gas into simulated exhaust gas (N 2 gas of 30 liters / minute). 1.2% containing N 2 gas, switching 6 liters / minute), the as time elapses after the switching, to measure changes in gas concentration of the point P1 and the point P2.
Moreover, the measurement was performed under the same conditions for the apparatus of the comparative example.

実験結果を図8のグラフに示す。図8のグラフから、実施例の装置では、リーン模擬排ガスからリッチ模擬排ガスへの切り替えに際し、触媒を通過する前のガス雰囲気が迅速に、かつ触媒収容管2の中央部から管壁面にわたって均一に置換されることがわかった。   The experimental results are shown in the graph of FIG. From the graph of FIG. 8, in the apparatus of the example, when switching from lean simulated exhaust gas to rich simulated exhaust gas, the gas atmosphere before passing through the catalyst is quickly and uniformly from the center of the catalyst housing pipe 2 to the pipe wall surface. It was found that it was replaced.

[実験2]
実施例の装置において、模擬排ガス(Nガスを30リットル/分)にリーン模擬排ガス(Nガス、6リットル/分)とリッチ模擬排ガス(Cを1.2%含むNガス、6リットル/分)とを、前者が0.7秒間、後者が0.4秒間となる割合で交互に切り替えて導入しながら、点P2のガス濃度の変化を測定した。
また、比較例の装置についても同様の条件下で測定を行った。
[Experiment 2]
In the apparatus of the example, the simulated exhaust gas (N 2 gas is 30 liters / minute), lean simulated exhaust gas (N 2 gas, 6 liters / minute) and rich simulated exhaust gas (N 2 gas containing 1.2% of C 3 H 6 ) , 6 liters / minute), the change in the gas concentration at the point P2 was measured while alternately switching at a rate of 0.7 seconds for the former and 0.4 seconds for the latter.
Moreover, the measurement was performed under the same conditions for the apparatus of the comparative example.

測定結果を図9のグラフに示す。図9のグラフから、実施例の装置では、リーン模擬排ガスとリッチ模擬排ガスとの切り替えに際し、触媒を通過する前のガス雰囲気が迅速に置換されることがわかった。   The measurement results are shown in the graph of FIG. From the graph of FIG. 9, it was found that in the apparatus of the example, the gas atmosphere before passing through the catalyst was quickly replaced when switching between the lean simulated exhaust gas and the rich simulated exhaust gas.

1 排ガス導入管
2 触媒収容管
3 排ガス浄化触媒
4 管接続部
5 加熱部
6 ホルダー
7 多孔整流板
8 第1の空間
9 第2の空間
10 通気孔
11a、11b 領域
12a、12b 通気孔
13 通気孔
14 ハニカム構造
15 サブパイプ
16 円形開口
20 排ガス導入管
21 排ガス浄化触媒
22 触媒収容管
23 テーパ管
G 模擬排ガスまたは排ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas introduction pipe 2 Catalyst accommodating pipe 3 Exhaust gas purification catalyst 4 Pipe connection part 5 Heating part 6 Holder 7 Porous baffle plate 8 1st space 9 2nd space 10 Vent hole 11a, 11b Area | region 12a, 12b Vent hole 13 Vent hole 14 Honeycomb structure 15 Sub pipe 16 Circular opening 20 Exhaust gas introduction pipe 21 Exhaust gas purification catalyst 22 Catalyst housing pipe 23 Taper pipe G Simulated exhaust gas or exhaust gas

Claims (9)

排ガス浄化触媒の性能を評価する装置であって、
リーン模擬排ガスとストイキまたはリッチ模擬排ガスとを切り替えて供給する模擬排ガス供給部と、
一端が前記模擬排ガス供給部に接続された排ガス導入管と、
前記排ガス導入管よりも大きい径を有し、内部に前記排ガス浄化触媒が収容される触媒収容管と、
前記排ガス導入管の他端と前記触媒収容管の一端とを接続する管接続部と、
前記排ガス導入管、前記管接続部および前記触媒収容管の外側に配置された加熱部と、を備えたものにおいて、
前記触媒収容管または前記管接続部の内部の前記排ガス浄化触媒から前記排ガス導入管側に間隔をあけた位置において、前記排ガス浄化触媒に対向して配置された、複数の通気孔を有する円形の多孔整流板を備えたことを特徴とする装置。
An apparatus for evaluating the performance of an exhaust gas purification catalyst,
A simulated exhaust gas supply unit that switches between lean simulated exhaust gas and stoichiometric or rich simulated exhaust gas; and
An exhaust gas introduction pipe having one end connected to the simulated exhaust gas supply unit ;
A catalyst housing pipe having a larger diameter than the exhaust gas introduction pipe, and containing the exhaust gas purification catalyst therein;
A pipe connection part for connecting the other end of the exhaust gas introduction pipe and one end of the catalyst housing pipe;
In what comprises the exhaust gas introducing pipe, the pipe connecting portion and a heating portion arranged outside the catalyst housing pipe,
A circular shape having a plurality of vent holes disposed facing the exhaust gas purification catalyst at a position spaced from the exhaust gas purification catalyst to the exhaust gas introduction tube side inside the catalyst housing pipe or the pipe connection portion. An apparatus comprising a porous baffle plate.
前記多孔整流板は、同心円状に配列された同一形状の前記複数の通気孔を有していることを特徴とする請求項1に記載の装置。   2. The apparatus according to claim 1, wherein the perforated baffle plate has the plurality of vent holes having the same shape arranged concentrically. 前記多孔整流板の表面が、中央の円形領域とその外側の少なくとも1つの環状領域に区分され、一の前記領域に属する前記通気孔はすべて同一形状を有するとともに、前記領域が前記多孔整流板の中心から遠ざかるほど、当該領域に属する前記通気孔の開口面積が大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。   The surface of the porous rectifying plate is divided into a central circular region and at least one annular region outside thereof, and the air holes belonging to one of the regions all have the same shape, and the region is formed of the porous rectifying plate. The apparatus according to claim 1, wherein an opening area of the air hole belonging to the region increases as the distance from the center increases. 前記通気孔は、スリット状であることを特徴とする請求項1に記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the vent hole has a slit shape. 前記多孔整流板は、メッシュ板またはハニカム板からなっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。   2. The apparatus according to claim 1, wherein the porous rectifying plate is made of a mesh plate or a honeycomb plate. 前記管接続部は、一端が前記排ガス導入管の他端に接続され、前記排ガス導入管との接続部から末広がり状にのびた後、他端が前記触媒収容管の一端に接続されたテーパ管状をなしていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の装置。   The pipe connecting portion has a tapered tubular shape in which one end is connected to the other end of the exhaust gas introduction pipe, extends from the connection portion with the exhaust gas introduction pipe in a divergent shape, and the other end is connected to one end of the catalyst housing pipe. 6. The device according to claim 1, wherein the device is provided. 前記管接続部は、前記触媒収容管の内径に対応する直径を有し、前記触媒収容管の一端開口を封閉する円板状をなし、さらに、その中央には、前記排ガス導入管の内径に対応する直径の円形開口が設けられ、前記円形開口に前記排ガス導入管の他端が接続されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の装置。   The pipe connecting portion has a diameter corresponding to the inner diameter of the catalyst housing pipe, has a disk shape that seals one end opening of the catalyst housing pipe, and further, in the center, has an inner diameter of the exhaust gas introduction pipe. 6. The device according to claim 1, wherein a circular opening having a corresponding diameter is provided, and the other end of the exhaust gas introduction pipe is connected to the circular opening. 排ガス導入管は、ベンチュリー管またはオリフィス管またはスタティックミキサーからなっていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の装置。   The apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the exhaust gas introduction pipe comprises a venturi pipe, an orifice pipe or a static mixer. 前記排ガス導入管の内部は、部分的にハニカム構造になっていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の装置。   The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the inside of the exhaust gas introduction pipe has a partially honeycomb structure.
JP2011110098A 2011-05-17 2011-05-17 Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts Active JP5844997B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011110098A JP5844997B2 (en) 2011-05-17 2011-05-17 Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011110098A JP5844997B2 (en) 2011-05-17 2011-05-17 Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012242149A JP2012242149A (en) 2012-12-10
JP5844997B2 true JP5844997B2 (en) 2016-01-20

Family

ID=47464029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011110098A Active JP5844997B2 (en) 2011-05-17 2011-05-17 Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5844997B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114910599A (en) * 2021-02-08 2022-08-16 广州汽车集团股份有限公司 A catalyst performance testing device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3224668B2 (en) * 1994-01-31 2001-11-05 三菱重工業株式会社 Gas rectifier
JP3590874B2 (en) * 1995-09-11 2004-11-17 関西電力株式会社 Exhaust gas denitration equipment
JP2002346324A (en) * 2001-05-28 2002-12-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Particulate matter removal filter
JP2004255324A (en) * 2003-02-27 2004-09-16 Babcock Hitachi Kk Flue gas denitrification apparatus
JP2005226876A (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Babcock Hitachi Kk Exhaust gas heat decreasing tower
JP3706627B1 (en) * 2004-12-21 2005-10-12 三菱重工業株式会社 Exhaust gas treatment facility with integrated filter dust collector
JP3938187B2 (en) * 2005-05-17 2007-06-27 いすゞ自動車株式会社 Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system
JP4194581B2 (en) * 2005-06-24 2008-12-10 株式会社ベスト測器 Catalyst evaluation system
JP2007040220A (en) * 2005-08-04 2007-02-15 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Exhaust emission control device
JP2009197695A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Yanmar Co Ltd Exhaust emission control device
JP5078733B2 (en) * 2008-04-25 2012-11-21 ボッシュ株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012242149A (en) 2012-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5099684B2 (en) Exhaust purification device
JP5292534B2 (en) Exhaust purification device
CN104514600B (en) After-treatment system shell and method for fluid-mixing
JP5799938B2 (en) Exhaust gas purification catalyst
JP6076841B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPWO2016194201A1 (en) Exhaust pipe structure of internal combustion engine
JP5844997B2 (en) Equipment for evaluating the performance of exhaust gas purification catalysts
JP2009197695A (en) Exhaust emission control device
JP2009013927A (en) Exhaust emission control device
JP2014213289A (en) Catalytic converter
US20130315788A1 (en) Catalytic converter
CN109488424B (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5856641B2 (en) Exhaust gas purification device
JP2012140964A (en) Exhaust gas purifier
JP2013160525A (en) Nitrogen oxide measuring instrument
JP5051396B2 (en) Exhaust passage structure
JP6454067B2 (en) Exhaust purification device
JP6090632B2 (en) Exhaust purification equipment mixer
JP6297827B2 (en) Exhaust purification device
JP2018159368A (en) Exhaust emission control device
JP2008303796A (en) Exhaust purification device
KR20110063965A (en) Exhaust gas reduction device
JP6367729B2 (en) Honeycomb body and catalyst carrier
JP2005273602A (en) Exhaust gas purification device
WO2017208406A1 (en) Exhaust pipe

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140313

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5844997

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250