(57)【要約】【課題】  酸化触媒層における排ガスと酸化触媒との反応熱を有効利用することにより、装置を大型化することなく酸化触媒を効率良く作用せしめて、酸化触媒による排ガス浄化効率を向上せしめた排ガス後処理装置を提供する。【解決手段】  排ガス入口通路からの排ガスを、ケーシング内に収納された酸化触媒層を通すことにより浄化し、排ガス出口通路に送出する排ガス後処理装置において、前記酸化触媒層における酸化反応後の排ガスで該酸化触媒層を加熱する触媒層加熱手段を備え、前記酸化触媒層での酸化反応により昇温された排ガスと該酸化触媒層とを熱交換して該酸化触媒層を昇温させるように構成したことを特徴とする。【選択図】    図１
2006112253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス入口通路からの排ガスを、ケーシング内に収納された酸化触媒層を通すことにより浄化し、排ガス出口通路に送出する排ガス後処理装置において、前記酸化触媒層における酸化反応後の排ガスで該酸化触媒層を加熱する触媒層加熱手段を備え、前記酸化触媒層での酸化反応により昇温された排ガスと該酸化触媒層とを熱交換して該酸化触媒層を昇温させるように構成したことを特徴とする酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項２】
前記触媒層加熱手段は、管状に形成されて前記酸化触媒層内に貫設され該酸化触媒層で酸化反応を行った後の排ガスが内部を通過する排ガス内部通路からなり、該排ガス内部通路を通過する排ガスにより該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するように構成したことを特徴とする請求項１記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項３】
複数個の前記排ガス内部通路を前記酸化触媒層内に並列に貫設して並列の排ガス内部通路を形成し、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記並列の排ガス内部通路を並行に流して前記排ガス出口通路で合流させるように構成したことを特徴とする請求項２記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項４】
前記排ガス内部通路を、酸化触媒層内に貫設された複数個の排ガス通路を直列に接続した直列の排ガス内部通路に形成し、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記直列の排ガス内部通路内を直行流で流して前記排ガス出口通路に流出するように構成したことを特徴とする請求項２記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項５】
前記直列の排ガス内部通路を、前記酸化触媒層内を貫通して複数組設けてなることを特徴とする請求項４記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項６】
前記排ガス内部通路の周壁に、排ガス通路内に突出したフィンを設けたことを特徴とする請求項２ないし５の何れかの項に記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項７】
排ガス入口通路からの排ガスを、ケーシング内に収納された酸化触媒層を通すことにより浄化し、排ガス出口通路に送出する排ガス後処理装置において、前記酸化触媒層と該酸化触媒層よりも反応温度域の高い第２の酸化触媒層とを排ガス流に対して直列に配設したことを特徴とする酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項８】
管状に形成されて前記酸化触媒層内を貫設され前記酸化触媒層における酸化反応後の排ガスが導入される排ガス内部通路に前記第２の酸化触媒層を収納し、該排ガス内部通路における排ガスと前記第２の酸化触媒層との反応熱により該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するように構成したことを特徴とする請求項７記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項９】
複数個の前記排ガス内部通路を前記酸化触媒層内に並列に貫設して並列の排ガス内部通路を形成するとともに、各排ガス内部通路内に前記第２の酸化触媒層を設け、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記並列の排ガス内部通路を並行に流して前記第２の酸化触媒層と反応させ、前記排ガス出口通路で合流させるように構成したことを特徴とする請求項８記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項１０】
前記排ガス内部通路を、酸化触媒層内に貫設された複数個の排ガス通路を直列に接続した直列の排ガス内部通路に形成するとともに、各排ガス内部通路内に前記第２の酸化触媒層を設け、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記直列の排ガス内部通路内を直行流で流して前記第２の酸化触媒層と反応させ、前記排ガス出口通路に流出するように構成したことを特徴とする請求項８記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項１１】
前記酸化触媒層と第２の酸化触媒層とを異なるケーシング内に収納し、該酸化触媒層と第２の酸化触媒層とを排ガス管で接続したことを特徴とする請求項７記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【請求項１２】
前記酸化触媒層と第２の酸化触媒層とを同一のケーシング内に排ガス流に対して直列に収納したことを特徴とする請求項７記載の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、ボイラー等の排ガス源から排出される排ガスの後処理システムに適用され、排ガス入口通路からの排ガスを、ケーシング内に収納された酸化触媒層を通すことにより浄化し、排ガス出口通路に送出するように構成された排ガス後処理装置であって、排ガス浄化用の酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１９は、酸化触媒を用いた内燃機関用排ガス後処理システムの一例を示す。図において、０２はケーシング、０３は該ケーシング０２内に収納された酸化触媒層、０１はエンジン等の排ガス源に接続される排ガス入口ダクト、０１２は排ガス出口ダクト、０４は排ガス出口管である。
かかる排ガス後処理システムにおいて、図示しない内燃機関からの排ガスは排ガス入口ダクト０１を経て酸化触媒層０３に入り、該酸化触媒層０３において酸化触媒の反応により排ガス中の黒煙等のパーティクルを燃焼せしめることによりかかる有害物を除去する。そして、該酸化触媒層０３における前記酸化処理によって浄化された排ガスは、排ガス出口ダクト０１２及び排ガス出口管０４を通って外部に排出される。
【０００３】
また、特許文献１（特開平１０−３０４３２号公報）及び特許文献２（特開２００３−１６６４１８号公報）には、酸化触媒による排ガス浄化性能を向上させた酸化触媒層をそなえた内燃機関用排ガス後処理システムが開示されている。
特許文献１の技術においては、２つの酸化触媒層を排ガス通路に直列に配設し、第１の酸化触媒層で酸化反応をした排ガスの温度が下がらないうちに第２の酸化触媒層に導入して酸化反応を行うようにして、酸化触媒による酸化反応を連続的に行わせることによって触媒が効率良く作用するように構成している。
また、特許文献２の技術においては、酸化触媒層が収納されたケーシング内の該酸化触媒層上流側に赤外線放射率の大きい加熱材を設置するとともに酸化触媒層下流側にセラミック等の保温材を設置して、酸化触媒層設置部の保温機能を高めて酸化触媒を効率良く作用させるように構成している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０４３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１９に示される従来の排ガス後処理システムにあっては、酸化触媒層０３における排ガスの酸化触媒による酸化反応による反応熱がケーシング０２の外壁から大気中に放出されるため、酸化触媒の反応効率が低下するという問題点を有している。かかる問題点を解決するため、保温材でケーシング０２の外周を覆う手段が考えられるが、この場合は保温材の装置コストや設置コストが掛かり、また保温材でケーシング０２の外周を覆うため装置が大型化する。
【０００６】
また特許文献１（特開平１０−３０４３２号公報）の技術にあっては２つの酸化触媒層を排ガス通路に直列に配設して、酸化触媒による酸化反応を連続的に行わせるようにして２つの酸化触媒層での酸化反応温度を高温に保持し、さらに特許文献２（特開２００３−１６６４１８号公報）の技術にあっては酸化触媒層を赤外線放射率の大きい加熱材とセラミック等の保温材との間に設置して酸化触媒層での酸化反応温度を高温に保持している。
しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２の何れの技術においても、酸化触媒層での酸化反応温度を高温に保持しているにとどまり、酸化触媒層における排ガスと酸化触媒
との反応熱を有効利用する手段は開示されていない。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、酸化触媒層における排ガスと酸化触媒との反応熱を有効利用することにより、装置を大型化することなく酸化触媒を効率良く作用せしめて、酸化触媒による排ガス浄化効率を向上せしめた排ガス後処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、排ガス入口通路からの排ガスを、ケーシング内に収納された酸化触媒層を通すことにより浄化し、排ガス出口通路に送出する排ガス後処理装置において、前記酸化触媒層における酸化反応後の排ガスで該酸化触媒層を加熱する触媒層加熱手段を備え、前記酸化触媒層での酸化反応により昇温された排ガスと該酸化触媒層とを熱交換して該酸化触媒層を昇温させるように構成したことを特徴とする。
かかる発明において好ましくは、前記触媒層加熱手段は、管状に形成されて前記酸化触媒層内に貫設され該酸化触媒層で酸化反応を行った後の排ガスが内部を通過する排ガス内部通路からなり、該排ガス内部通路を通過する排ガスにより該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するように構成される。
【０００９】
かかる発明によれば、酸化触媒層を通し該酸化触媒層において酸化反応後の排ガスを、好ましくは前記酸化触媒層内に貫設され管状の排ガス内部通路からなる触媒層加熱手段を通過させて、該排ガスにより該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するので、酸化触媒層における酸化反応によって高温になった排ガスの熱を酸化触媒層の加熱用として回収することが可能となり、酸化触媒を効率良く作用せしめることができる。
【００１０】
これに加えて、酸化触媒層内に貫設された排ガス内部通路を通過する排ガスにより、酸化触媒層の全長に亘ってその内周側から該排ガスの熱を酸化触媒に与えるので、酸化触媒層の温度を該酸化触媒層の半径方向及び長手方向（排ガスの流動方向）に均一化することができる。
従って、酸化触媒層における排ガスの浄化効率が向上するとともに、酸化触媒層における酸化反応後の排ガス熱を酸化触媒加熱用として回収できるので、内燃機関等の排ガス源となるプラントの熱効率が向上する。
【００１１】
また、ケーシング内に収納された酸化触媒層の内部を管状の排ガス内部通路からなる触媒層加熱手段を貫設する構造であるので、装置が大型化することなく小型コンパクトな装置でかつ従来の保温材を用いる手段のような格別な設置工数も不要な装置で以って、前記のような、酸化触媒を効率良く作用せしめて酸化触媒層における排ガスの浄化効率を向上した排ガス後処理装置を得ることができる。
【００１２】
また、かかる発明において、前記排ガス内部通路は次の２つの態様で構成するのがよい。
（１）複数個の排ガス内部通路を、前記酸化触媒層内に並列に貫設して並列の排ガス内部通路に形成し、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記並列の排ガス内部通路を並行に流して前記排ガス出口通路で合流させるように構成する。
このように構成すれば、酸化触媒層内を並列に貫通した複数の排ガス内部通路から、排ガスの熱を酸化触媒層内に伝達するので、該酸化触媒層を内部の複数箇所から一斉に加熱することとなって、酸化触媒層の温度上昇が迅速となって該酸化触媒層の作用の立ち上がり性能が向上するとともに、排ガスと酸化触媒層との間の伝熱面積が増大しかつ該酸化触媒層の温度が半径方向及び長手方向（排ガスの流動方向）の双方で均一化されるので、酸化触媒層における排ガスの浄化効率が、より向上する。
【００１３】
（２）前記排ガス内部通路を、酸化触媒層内に貫設された複数個の排ガス通路を直列に接続した直列の排ガス内部通路に形成し、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記直列の排ガス内部通路内を直行流で流して前記排ガス出口通路に流出するように構成する。
この場合、前記直列の排ガス内部通路を、前記酸化触媒層内を貫通して複数組設けることもできる。
このように構成すれば、酸化触媒層内を直列に貫通した複数の排ガス内部通路から、排ガスの熱を酸化触媒層内に伝達するので、該酸化触媒層を内部の複数箇所から一斉に加熱することとなって、酸化触媒層の温度上昇が迅速となって該酸化触媒層の作用の立ち上がり性能が向上するとともに、排ガス内部通路内における排ガスの流速が増大されるので排ガスと酸化触媒層との間の熱貫流率が増大して、酸化触媒層における排ガスの浄化効率が、より向上する。
【００１４】
またかかる発明において、好ましくは、前記排ガス内部通路の周壁に、排ガス通路内に突出したフィンを設ける。
このように構成すれば、排ガス通路内におけるフィンの設置によって、排ガスと酸化触媒層との間の伝熱面積が増大し、酸化触媒層における排ガスの浄化効率が、より向上する。
【００１５】
また本発明は、排ガス入口通路からの排ガスを、ケーシング内に収納された酸化触媒層を通すことにより浄化し、排ガス出口通路に送出する排ガス後処理装置において、前記酸化触媒層と該酸化触媒層よりも反応温度域の高い第２の酸化触媒層とを排ガス流に対して直列に配設したことを特徴とする。
かかる発明において好ましくは、前記触媒層加熱手段は、管状に形成されて前記酸化触媒層内を貫設され前記酸化触媒層における酸化反応後の排ガスが導入される排ガス内部通路に前記第２の酸化触媒層を収納し、該排ガス内部通路における排ガスと前記第２の酸化触媒層との反応熱により該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するように構成する。
【００１６】
かかる発明において、前記酸化触媒層の反応温度域は３００〜５５０℃、第２の酸化触媒層の反応温度域は４００〜６５０℃とするのが好適である。
そして、かかる発明によれば、前記酸化触媒層を通すことにより該酸化触媒層において酸化反応を行って昇温した排ガスを、該酸化触媒層よりも反応温度域の高い第２の酸化触媒層を通して酸化反応を行わしめるので、第２の酸化触媒層における酸化反応が活性化されて酸化触媒を効率良く作用させることができる。
また、管状に形成されて前記酸化触媒層内を貫設された排ガス内部通路に前記第２の酸化触媒層を収納する構成とすれば、該第２の酸化触媒層での酸化反応により高温となった排ガスの熱で該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するので、かかる第２の酸化触媒層での酸化反応によってさらに高温になった排ガスの熱を酸化触媒層の加熱用として回収することが可能となり、酸化触媒をより効率良く作用せしめることができる。
以上により、排ガスの浄化効率を大幅に向上できる。
【００１７】
かかる発明において、好ましくは、複数個の前記排ガス内部通路を前記酸化触媒層内に並列に貫設して並列の排ガス内部通路を形成するとともに、各排ガス内部通路内に前記第２の酸化触媒層を設け、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記並列の排ガス内部通路を並行に流して前記第２の酸化触媒層と反応させ、前記排ガス出口通路で合流させるように構成する。
このように構成すれば、酸化触媒層内を並列に貫通し内部に第２の酸化触媒層が設けられた複数の排ガス内部通路から、該第２の酸化触媒層での酸化反応により高温となった排ガスの熱を酸化触媒層内に伝達するので、該酸化触媒層を内部の複数箇所から前記のような酸化反応により高温となった排ガス熱で一斉に加熱することとなって、酸化触媒層の温度上昇がより迅速となって、該酸化触媒層の作用の立ち上がり性能が向上する。
また、複数個の排ガス内部通路を酸化触媒層内に並列に貫設して並列の排ガス内部通路を形成するとともに、各排ガス内部通路内に前記第２の酸化触媒層を設けたので、排ガスと酸化触媒層との間の伝熱面積が増大しかつ該酸化触媒層の温度が半径方向及び長手方向の双方で均一化されるので、酸化触媒層における排ガスの浄化効率がより向上する。
【００１８】
かかる発明において、好ましくは、前記排ガス内部通路を、酸化触媒層内に貫設された複数個の排ガス通路を直列に接続した直列の排ガス内部通路に形成するとともに、各排ガス内部通路内に前記第２の酸化触媒層を設け、前記酸化触媒層を通した後の排ガスを前記直列の排ガス内部通路内を直行流で流して前記第２の酸化触媒層と反応させ、前記排ガス出口通路に流出するように構成する。
このように構成すれば、酸化触媒層内を直列に貫通した複数の排ガス内部通路から、該第２の酸化触媒層での酸化反応により高温となった排ガスの熱を酸化触媒層内に伝達するので、該酸化触媒層を内部の複数箇所から一斉に加熱することとなり、酸化触媒層の温度上昇が迅速となって、該酸化触媒層の作用の立ち上がり性能が向上し、これにより酸化触媒層における排ガスの浄化効率がより向上する。
【００１９】
さらに、前記酸化触媒層と第２の酸化触媒層との配置をつぎのようにすることもできる。
（１）前記酸化触媒層と第２の酸化触媒層とを異なるケーシング内に収納し、該酸化触媒層と第２の酸化触媒層とを排ガス管で接続する。
（２）前記酸化触媒層と第２の酸化触媒層とを同一のケーシング内に排ガス流に対して直列に収納する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、酸化触媒層において酸化反応後の排ガスを触媒層加熱手段を通過させて、該排ガスにより酸化触媒層を加熱するので、酸化触媒層における酸化反応によって高温になった排ガスの熱を該酸化触媒層の加熱用として回収することが可能となり、酸化触媒を効率良く作用せしめることができる。
これに加えて、酸化触媒層内に貫設された排ガス内部通路を通過する排ガスにより、酸化触媒層の全長に亘ってその内周側から排ガスの熱を酸化触媒に与えるので、酸化触媒層の温度を該酸化触媒層の半径方向及び長手方向に均一化することができる。
これらにより、酸化触媒層における排ガスの浄化効率が向上するとともに、酸化触媒層における酸化反応後の排ガス熱を酸化触媒加熱用として回収できるので、内燃機関等の排ガス源となるプラントの熱効率が向上する。
また、ケーシング内に収納された酸化触媒層の内部を管状の排ガス内部通路からなる触媒層加熱手段を貫設する構造であるので、小型コンパクトな装置でかつ従来の保温材を用いる手段のような格別な設置工数も不要な装置で以って、前記のような、酸化触媒を効率良く作用せしめて酸化触媒層における排ガスの浄化効率を向上した排ガス後処理装置を得ることができる。
【００２１】
また本発明によれば、酸化触媒層において酸化反応を行って昇温した排ガスを、該酸化触媒層よりも反応温度域の高い第２の酸化触媒層を通して酸化反応を行わしめるので、第２の酸化触媒層における酸化反応が活性化されて酸化触媒を効率良く作用させることができる。さらに、酸化触媒層内を貫設された管状の排ガス内部通路に前記第２の酸化触媒層を収納する構成とすれば、該第２の酸化触媒層での酸化反応により高温となった排ガスの熱で該排ガス内部通路の周壁を介して前記酸化触媒層を加熱するので、かかる第２の酸化触媒層での酸化反応によってさらに高温になった排ガスの熱を酸化触媒層の加熱用として回収することが可能となり、酸化触媒をより効率良く作用せしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の第１実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
図１〜２において、２はケーシング、１は該ケーシング２に突設された排ガス入口管であり、図示しないエンジン（内燃機関）あるいは過給機の排気出口に接続されている。３は該ケーシング２内に収納された酸化触媒層である。７は前記ケーシング２内の酸化触媒層３上流側に形成されて前記排ガス入口管１に接続される入口室、８は前記ケーシング２内の酸化触媒層３下流側に形成された中間室である。
【００２４】
６は管状に形成された内部ガス管で、前記酸化触媒層３内の中心部に貫設され、内部に排ガスが流動する排ガス内部通路５が形成されている。該排ガス内部通路５の入口は前記中間室８に連通されて、前記酸化触媒層３を通った排ガスが該入口から該排ガス内部通路５内に導入されるようになっている。該内部ガス管６は排ガス出口管４に接続され、前記排ガス内部通路５を通った排ガスが該排ガス出口管４内を通って外部に排出されるようになっている。
【００２５】
かかる第１実施例において、図示しない内燃機関からの排ガスは排ガス入口管１及び入口室７を通って酸化触媒層３に入り、該酸化触媒層３において酸化触媒の反応により排ガス中の黒煙等のパーティクルを燃焼せしめることによって、かかる有害物を除去する。該酸化触媒層３から流出した排ガスは、前記排ガス内部通路５を通って排ガス出口管４に入り、該排ガス出口管４から外部に排出される。
【００２６】
かかる第１実施例においては、前記排ガス内部通路５が形成された内部ガス管６を酸化触媒層３内の中心部に貫設し、酸化触媒層３において酸化反応を行った後の排ガスを、該排ガス内部通路５を流動させることにより、該排ガスの熱を該内部ガス管６を介して酸化触媒層３に伝達し、該酸化触媒層３を加熱するように構成している。
従ってかかる第１実施例によれば、前記酸化触媒層３において酸化反応後の排ガスを、前記酸化触媒層３内に貫設された排ガス内部通路５を通過させて、該排ガスにより該排ガス内部通路５の周壁つまり内部ガス管６の管壁を介して前記酸化触媒層３を加熱するので、酸化触媒層３を通過する際に酸化反応によって高温になった排ガスの熱を、該酸化触媒層３の加熱用として回収することが可能となり、酸化触媒を効率良く作用せしめることができる。
図１８は、ガス温度（排ガス温度）Ａ及び酸化触媒層３の温度Ｂの排ガス流動方向長さ方向における上昇度の、実験による測定結果を示す。図のように、酸化触媒層３の温度は排ガスの加熱によって排ガス流動方向に沿って上昇している。
【００２７】
また、前記酸化触媒層３内に貫設された排ガス内部通路５を通過する排ガスにより、該酸化触媒層３の全長に亘ってその内周側から該排ガスの熱を酸化触媒に与えるので、酸化触媒層３の温度を該酸化触媒層３の半径方向及び長手方向（排ガスの流動方向）に均一化することができる。
従って、酸化触媒層３における排ガスの浄化効率が向上するとともに、該酸化触媒層３における酸化反応後の排ガス熱を酸化触媒加熱用として回収できるので、内燃機関等の排ガス源となるプラントの熱効率が向上する。
また、かかる第１実施例によれば、ケーシング２内に収納された酸化触媒層３の内部に内部ガス管６を貫設する構造であるので、装置が大型化することなく小型コンパクトな構造となり、かつ従来の保温材を用いる手段のような格別な設置工数も不要となる。
【実施例２】
【００２８】
図３は本発明の第２実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
かかる第２実施例においては、前記内部ガス管６及び該内部ガス管６内に形成される排ガス内部通路５を前記酸化触媒層３内に複数個（この例では７個）排ガス流に対して並列に貫設して、前記酸化触媒層３を通した後の排ガスを、前記並列の排ガス内部通路５を並行に流して出口室１２で合流させるように構成している。
【００２９】
かかる第２実施例によれば、酸化触媒層３内を並列に貫通した複数個（この例では７個）の排ガス内部通路５から、排ガスの熱を酸化触媒層３内に伝達するので、該酸化触媒層３を内部の複数箇所（この例では７箇所）から一斉に加熱することとなって、酸化触媒層３の温度上昇が迅速となり、該酸化触媒層３の作用の立ち上がり性能が向上する。
また、複数個（この例では７個）の排ガス内部通路５から酸化触媒層３に伝熱するので、排ガスと酸化触媒層３との間の伝熱面積が増大し、かつ該酸化触媒層３の温度が半径方向及び長手方向（排ガスの流動方向）の双方で均一化されることとなって、酸化触媒層３における排ガスの浄化効率の向上効果が前記第１実施例よりも大きくなる。
その他の構成、作用効果は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【実施例３】
【００３０】
図５は本発明の第３実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図６は図５のＧ−Ｇ線断面図、図７は図６のＫ−Ｋ線断面図である。
かかる第３実施例においては、前記内部ガス管５０及び該内部ガス管５０内に形成される排ガス内部通路５１を、前記酸化触媒層３内に１系統または複数系統（この例では３系統）排ガス流に対して直列に貫設して、前記酸化触媒層３を通して中間室８に流出した後の排ガスを、前記直列の排ガス内部通路５１内を直行流で流して、出口室１２に流出するように構成している。
【００３１】
かかる第２実施例によれば、酸化触媒層３内を直列に貫通した複数（この例では３系統）の排ガス内部通路５１から、排ガスの熱を酸化触媒層３内に伝達するので、該酸化触媒層３を内部の複数箇所（この例では３系統）から一斉に加熱することとなって、酸化触媒層３の温度上昇が迅速となって、該酸化触媒層３の作用の立ち上がり性能が向上するとともに、排ガス内部通路５１内における排ガスの流速が増大されるので排ガスと酸化触媒層３との間の熱貫流率が増大して、該酸化触媒層３における排ガスの浄化効率が向上する。
その他の構成、作用効果は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【実施例４】
【００３２】
図８は本発明の第４実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図９は図８のＣ−Ｃ線断面図である。また図１０は本発明の第５実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図１１は図１０のＤ−Ｄ線断面図である。
かかる第４実施例においては、図９のように、前記第１実施例における内部ガス管６の内壁に、排ガス流の方向に延びる１個または複数個（この例では４個）のフィン１１を前記排ガス内部通路５内に向けて突設している。
【実施例５】
【００３３】
また第５実施例においては、図１１のように、前記第２実施例における複数の内部ガス管６の内壁に、排ガス流の方向に延びる１個または複数個（この例では４個）のフィン１１を前記排ガス内部通路５内に向けて突設している。
【００３４】
かかる第４実施例および第５実施例によれば、内部ガス管６から排ガス内部通路５内に向けてフィン１１を突設することによって、排ガス内部通路５内を流れる排ガスと酸化触媒層３との間の伝熱面積が増大し、該酸化触媒層３における排ガスの浄化効率が向上する。
その他の構成、作用効果は前記第１実施例あるいは第２実施例と同様であり、これらと同一の部材は同一の符号で示す。
【実施例６】
【００３５】
図１２は本発明の第６実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図１３は図１２のＥ−Ｅ線断面図である。
図１２〜１３において、２はケーシング、１は該ケーシング２に突設された排ガス入口管であり、図示しないエンジン（内燃機関）あるいは過給機の排気出口に接続されている。３１は該ケーシング２内に収納された低温酸化触媒が充填された低温酸化触媒層である。７は前記ケーシング２内の低温酸化触媒層３１の上流側に形成されて前記排ガス入口管１に接続される入口室、８は前記ケーシング２内の低温酸化触媒層３１下流側に形成された中間室である。
【００３６】
６は管状に形成された内部ガス管で、前記低温酸化触媒層３１内の中心部に貫設され、内部に高温酸化触媒が充填された高温酸化触媒層３２が形成されている。該高温酸化触媒層３２の入口は前記中間室８に連通されて、前記低温酸化触媒層３１を通った排ガスが該入口から該高温酸化触媒層３２内に導入されるようになっている。前記内部ガス管６は排ガス出口管４に接続され、前記高温酸化触媒層３２を通った排ガスが該排ガス出口管４内を通って外部に排出されるようになっている。
前記低温酸化触媒層３１を構成する低温酸化触媒の反応温度域は３００〜５５０℃、前記高温酸化触媒層３２を構成する高温酸化触媒の反応温度域は４００〜６５０℃とするのが好適である。
【００３７】
かかる第６実施例においては、前記高温酸化触媒層３２が形成された内部ガス管６を低温酸化触媒層３１内の中心部に貫設し、低温酸化触媒層３１において酸化反応を行って昇温した排ガスを、該低温酸化触媒層３１よりも反応温度域の高い高温酸化触媒層３２を通して酸化反応を行わしめ、該高温酸化触媒層３２の反応熱により該内部ガス管６の管壁を介して前記低温酸化触媒層３１を加熱するように構成している。
【００３８】
従ってかかる第６実施例によれば、前記低温酸化触媒層３１を通すことにより、該低温酸化触媒層３１において酸化反応を行って昇温した排ガスを、該低温酸化触媒層３１よりも反応温度域の高い高温酸化触媒層３２を通して酸化反応を行わしめるので、高温酸化触媒層３２における酸化反応が活性化されて、酸化触媒を効率良く作用させることができる。
また、高温酸化触媒層３２での酸化反応により高温となった排ガスの熱で内部ガス管６の管壁を介して前記低温酸化触媒層３１を加熱するので、かかる高温酸化触媒層３２での酸化反応によって、さらに高温になった排ガスの熱を、低温酸化触媒層３１の加熱用として回収することが可能となり、酸化触媒をより効率良く作用せしめることができる。
【実施例７】
【００３９】
図１４は本発明の第７実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図、図１５は図１４のＦ−Ｆ線断面図である。
かかる第７実施例においては、前記第２実施例における複数個（この例では７個）の内部ガス管６内に前記高温酸化触媒層３２を形成し、前記第６実施例と同様な低温酸化触媒層３１通した後の排ガスを、前記並列の高温酸化触媒層３２内を並行に流して出口室１２で合流させるように構成している。
【００４０】
かかる第７実施例によれば、前記低温酸化触媒層３１内を並列に貫通し内部に高温酸化触媒層３２が設けられた複数個（この例では７個）の内部ガス管６から、該高温酸化触媒層３２での酸化反応により高温となった排ガスの熱を低温酸化触媒層３１に伝達するので、該低温酸化触媒層３１を内部の複数箇所から前記のような高温酸化触媒層３２での酸化反応により高温となった排ガス熱で一斉に加熱することとなって、低温酸化触媒層３１の温度上昇がより迅速となって、該低温酸化触媒層３１及び高温酸化触媒層３２の作用の立ち上がり性能が向上する。
また、複数個（この例では７個）の内部ガス管６を低温酸化触媒層３１内に並列に貫設するとともに、各内部ガス管６内に前記高温酸化触媒層３２を設けたので、排ガスと低温酸化触媒層３１との間の伝熱面積が増大するとともに、該低温酸化触媒層３１の温度が半径方向及び長手方向の双方で均一化されるので、低温酸化触媒層３１における排ガスの浄化効率がより向上する。
その他の構成、作用効果は前記第２実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【実施例８】
【００４１】
本発明の第８実施例においては、図５〜図７に示される第３実施例における酸化触媒層３を前記低温酸化触媒層３１とし、前記低温酸化触媒層３１内に、排ガス流に対して直列に、１系統または複数系統（この例では３系統貫設した内部ガス管５０内に前記高温酸化触媒層３２を形成し、前記低温酸化触媒層３１内を通して中間室８に流出した後の排ガスを、前記直列の高温酸化触媒層３２内を流して出口室１２に流出せしめている。
かかる第８実施例によれば、低温酸化触媒層３１内を直列に貫通した複数の高温酸化触媒層３２から、該高温酸化触媒層３２での酸化反応により高温となった排ガスの熱を低温酸化触媒層３１に伝達するので、該低温酸化触媒層３１を内部の複数箇所から一斉に加熱することとなり、低温酸化触媒層３１の温度上昇が迅速となって、該酸化触媒層の作用の立ち上がり性能が向上する。
【実施例９】
【００４２】
図１６は本発明の第９実施例を示す排ガス後処理装置の概略外観図、図１７は本発明の第１０実施例を示す排ガス後処理装置の概略外観図である。
図１６に示される第９実施例においては、低温酸化触媒層３１が設けられた第１の排ガス処理装置４０と高温酸化触媒層３２が設けられた第２排ガス処理装置４５とを異なるケーシング４３及び４４に収納し、該第１の排ガス処理装置４０と第２排ガス処理装置４５とを排ガス管４７ａ及びフランジ４７で接続されている。４１はエンジン側からの排ガス入口管、４６は外部への排ガス出口管である。
【実施例１０】
【００４３】
図１７に示される第１０実施例においては、１つのケーシング４８内に低温酸化触媒層３１及び高温酸化触媒層３２を直列に収納して、排ガス後処理装置の長さを短縮している。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、酸化触媒層における排ガスと酸化触媒との反応熱を有効利用することが可能となって、装置を大型化することなく酸化触媒を効率良く作用せしめることができ、酸化触媒による排ガス浄化効率を向上せしめた排ガス後処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施例に係る酸化触媒をそなえた排ガス後処理装置の概略構造を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す図１対応図（図６のＨ−Ｈ線断面図）である。
【図６】図５のＧ−Ｇ線断面図である。
【図７】前記第３実施例における図６のＫ−Ｋ線断面図である。
【図８】本発明の第４実施例を示す図１対応図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す図１対応図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】本発明の第６実施例を示す図１対応図である。
【図１３】図１２のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１４】本発明の第７実施例を示す図１対応図である。
【図１５】図１４のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１６】本発明の第９実施例を示す排ガス後処理装置の概略外観図である。
【図１７】本発明の第１０実施例を示す排ガス後処理装置の概略外観図である。
【図１８】排ガス後処理装置の酸化触媒性能を示す線図である。
【図１９】従来の酸化触媒を用いた排ガス後処理システムの概略外観図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    排ガス入口管
２    ケーシング
３    酸化触媒層
４    排ガス出口管
５、５１  排ガス内部通路
６、５０  内部ガス管
７    入口室
８    中間室
１１  フィン
１２  出口室
３１  低温酸化触媒層
３２  高温酸化触媒層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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