JP2009115064A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、排ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒子状物質を浄化する構造に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus, and more particularly to a structure for purifying particulate matter contained in exhaust gas of a diesel engine.
排ガス中に含まれる粒子状物質を、排気管の途中に設けたフィルタによって捕獲する排ガス浄化装置において、粒子状物質が堆積してフィルタの流路抵抗が増大することを防止するため、捕獲した粒子状物質を除去してフィルタを再生させることが必要となる。
例えば特許文献1には、酸化触媒を含んだフィルタを備え、フィルタに炭化水素を供給して酸化、すなわち燃焼させることによって、フィルタが捕獲した粒子状物質を燃焼して除去する排ガス浄化装置が開示されている。これによれば、フィルタの上流側にある排気管に燃料噴射装置が設けられ、軽油を貯えた燃料タンクと燃料噴射装置とが燃料通路を介して接続される。燃料通路の途中には、内部に改質触媒を収容した改質装置が接続されており、改質装置内に導入された軽油が改質触媒によって改質され、フィルタの酸化触媒と反応しやすい炭化水素が生成される。また、改質装置には、排気管から分岐したバイパス通路が接続されており、改質装置内に排ガスを流通させて改質触媒を予熱することによって、改質触媒における軽油の改質を促進している。
In an exhaust gas purification device that captures particulate matter contained in exhaust gas with a filter provided in the middle of the exhaust pipe, the trapped particles are used to prevent particulate matter from accumulating and increasing the flow path resistance of the filter. It is necessary to regenerate the filter by removing the particulate matter.
For example, Patent Document 1 discloses an exhaust gas purifying apparatus that includes a filter containing an oxidation catalyst, and burns and removes particulate matter captured by the filter by supplying hydrocarbons to the filter and oxidizing, that is, burning. Has been. According to this, the fuel injection device is provided in the exhaust pipe on the upstream side of the filter, and the fuel tank storing the light oil and the fuel injection device are connected via the fuel passage. A reformer that contains a reforming catalyst is connected to the middle of the fuel passage, and light oil introduced into the reformer is reformed by the reforming catalyst and easily reacts with the oxidation catalyst of the filter. Hydrocarbons are produced. The reformer is connected to a bypass passage that branches off from the exhaust pipe, and promotes reforming of light oil in the reforming catalyst by preheating the reforming catalyst by circulating exhaust gas through the reforming device. is doing.
しかしながら、特許文献1に記載の排ガス浄化装置は、フィルタが捕獲した粒子状物質を除去するために、2つの触媒における反応、すなわち改質触媒における軽油の改質と、フィルタの酸化触媒における炭化水素の酸化とを必要としており、効率が悪いという問題点を有していた。 However, the exhaust gas purifying apparatus described in Patent Document 1 uses a reaction in two catalysts, that is, a reforming of light oil in a reforming catalyst and a hydrocarbon in an oxidation catalyst of the filter, in order to remove particulate matter captured by the filter. Therefore, there is a problem that the efficiency is low.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、フィルタが捕獲した粒子状物質を効率よく除去できる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。 This invention was made in order to solve such a problem, and it aims at providing the exhaust gas purification apparatus which can remove the particulate matter which the filter captured efficiently.
この発明に係る排ガス浄化装置は、エンジンの排気管に設けられ、排ガス中に含まれる粒子状物質を捕獲するフィルタと、エンジンの排気管に設けられ、燃料を改質して反応熱を発生する改質触媒と、改質触媒に、燃料を供給するインジェクタとを備え、粒子状物質を浄化する排ガス浄化装置において、フィルタと改質触媒とに、直接接触する熱伝達部材をさらに備えることを特徴とするものである。
フィルタと改質触媒とに直接接触する熱伝達部材を設けたので、改質触媒の反応熱が、熱伝達部材を介して直接フィルタに伝達され、フィルタが、改質触媒の反応熱以外を必要とすることなく、粒子状物質を燃焼させて除去できる温度まで加熱される。したがって、フィルタが捕獲した粒子状物質を効率よく除去することが可能となる。
An exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is provided in an exhaust pipe of an engine and is provided in a filter for capturing particulate matter contained in the exhaust gas and an exhaust pipe of the engine, and reforms fuel to generate reaction heat. An exhaust gas purification apparatus that includes a reforming catalyst and an injector that supplies fuel to the reforming catalyst and purifies particulate matter, and further includes a heat transfer member that directly contacts the filter and the reforming catalyst. It is what.
Since the heat transfer member that is in direct contact with the filter and the reforming catalyst is provided, the reaction heat of the reforming catalyst is directly transferred to the filter via the heat transfer member, and the filter requires heat other than the reaction heat of the reforming catalyst. Without heating, the particulate matter is heated to a temperature at which it can be removed by burning. Therefore, the particulate matter captured by the filter can be efficiently removed.
また、この発明に係る排ガス浄化装置は、エンジンの排気管に設けられ、排ガス中に含まれる粒子状物質を捕獲するフィルタと、エンジンの排気管に設けられ、燃料を改質して反応熱を発生する改質触媒と、改質触媒に、燃料を供給するインジェクタとを備え、粒子状物質を浄化する排ガス浄化装置において、フィルタと改質触媒とが、直接接触することを特徴とするものである。
フィルタと改質触媒とが直接接触しているため、改質触媒の反応熱が、直接フィルタに伝達され、フィルタが、改質触媒の反応熱以外を必要とすることなく、粒子状物質を燃焼させて除去できる温度まで加熱される。したがって、フィルタが捕獲した粒子状物質を効率よく除去することが可能となる。
An exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is provided in an exhaust pipe of an engine, and is provided in a filter that captures particulate matter contained in the exhaust gas and an exhaust pipe of the engine, and reforms the fuel to generate reaction heat. An exhaust gas purifying apparatus that includes a generated reforming catalyst and an injector that supplies fuel to the reforming catalyst and purifies particulate matter, wherein the filter and the reforming catalyst are in direct contact with each other. is there.
Since the filter and the reforming catalyst are in direct contact, the reaction heat of the reforming catalyst is transferred directly to the filter, and the filter burns particulate matter without requiring anything other than the reaction heat of the reforming catalyst. And heated to a temperature that can be removed. Therefore, the particulate matter captured by the filter can be efficiently removed.
改質触媒が、フィルタを周方向に包囲してもよい。改質触媒の反応熱が、周方向からフィルタに伝達されるため、フィルタを効率よく加熱して粒子状物質を除去する効率をさらに向上することができる。
フィルタの、排ガスが流通する方向における上流側には、排ガスが流通するとともに、改質触媒の反応熱が伝達される昇温部材が設けられてもよい。改質触媒の反応熱が伝達されて、昇温部材を流通する排ガスの温度が上昇するため、フィルタを加熱して粒子状物質を除去する効率がさらに向上する。
The reforming catalyst may surround the filter in the circumferential direction. Since the reaction heat of the reforming catalyst is transmitted to the filter from the circumferential direction, the efficiency of efficiently heating the filter and removing the particulate matter can be further improved.
An upstream side of the filter in the direction in which the exhaust gas flows may be provided with a temperature raising member through which the exhaust gas flows and the reaction heat of the reforming catalyst is transmitted. Since the reaction heat of the reforming catalyst is transmitted and the temperature of the exhaust gas flowing through the temperature raising member rises, the efficiency of heating the filter and removing the particulate matter is further improved.
この発明によれば、排ガス浄化装置において、フィルタが捕獲した粒子状物質を効率よく除去することが実現できる。 According to the present invention, in the exhaust gas purification apparatus, it is possible to efficiently remove the particulate matter captured by the filter.
以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に、この実施の形態1に係る排ガス浄化装置の構成を示す。
ディーゼルエンジン1のシリンダヘッド1aには、ディーゼルエンジン1内に吸気を導入する吸気マニフォルド2と、ディーゼルエンジン1の排ガスを外部に排出する排気マニフォルド3とが接続されている。排気マニフォルド3には排気管4が接続されており、ディーゼルエンジン1から排出された排ガスは、図1の矢印Aで示される方向に流通する。排気管4の途中には、排ガス中に含まれる粒子状物質(ディーゼルパティキュレート、以下PMと略称する)を捕獲するためのフィルタ5と、ディーゼルエンジン1の燃料である軽油を改質する改質触媒6とを内部に収容した改質器7が接続されている。改質器7には、改質器7の外部から内部に貫通し、改質器7内に軽油を噴射するインジェクタ8が設けられている。インジェクタ8は、燃料通路9を介して図示しない燃料タンクに接続されており、燃料タンク内に貯められた軽油を、改質器7の内部に噴射可能となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
In FIG. 1, the structure of the exhaust gas purification apparatus which concerns on this Embodiment 1 is shown.
An intake manifold 2 that introduces intake air into the diesel engine 1 and an
図2に示すように、改質器7は中空の略円筒形状を有する金属製の容器であって、その両端側の径が漸次小さくなって、排気管4に接続されている。改質器7の内部には、ステンレス等の金属からなる熱伝達部材としての隔壁7aが設けられている。この隔壁7aは中空の円筒形状であり、隔壁7aの内部には、円筒形状を有するフィルタ5が、その外周面5aと隔壁7aの内周面7bとが当接するように設けられている。フィルタ5は、例えばコージェライト等の、多孔質のセラミックスをハニカム状に形成したウォールフロー方式のフィルタであって、排ガス中の気体成分を下流側に通過させる際に、排ガス中に含まれるPMを捕獲する。
As shown in FIG. 2, the
一方、隔壁7aの外周面7cと、改質器7の内周面7dとの間には、中空の円筒形状を有する改質触媒6が、その内周面6aと隔壁7aの外周面7cとが当接し、且つ改質触媒6の外周面6bと改質器7の内周面7dとが当接するように設けられている。また、インジェクタ8は、改質器7の外周面7gから内周面7dに貫通し、且つ改質触媒6より上流側に軽油を噴射可能な位置に設けられている。改質触媒6は、例えばロジウム(Rh)等を含む触媒であって、軽油と排ガス中の酸素(O2)、水蒸気(H2O)とを反応させ、軽油を改質して一酸化炭素(CO)、水素(H2)、炭化水素(HC)を生成するとともに、約700〜800℃の反応熱を発生する。フィルタ5と改質触媒6とは、改質触媒6の内周部にフィルタ5が位置するように配置されている。したがって、フィルタ5と改質触媒6とは、改質触媒6が、フィルタ5を周方向の全周にわたって包囲(図3参照)するとともに、隔壁7aが、フィルタ5と改質触媒6とに直接接触した状態となっている。すなわち、改質触媒6が軽油を改質する際に発生した反応熱は、隔壁7aを介してフィルタ5に直接伝達されるようになっている。
On the other hand, between the outer
図2に示すように、隔壁7aの上流側の端部の外周面7cと、改質器7の上流側の内周面7dとの間には、周方向に開口する開口部7eが形成されている。また、隔壁7aの下流側の端部の外周面7cと、改質器7の下流側の内周面7dとの間にも、周方向に開口する開口部7fが形成されている。すなわち、排気管4から改質器7内に流入した排ガスのうち、その大部分が隔壁7aの内部を通ってフィルタ5を通過する一方で、残りの一部は開口部7eを通って、隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に流入する構造となっている。隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に流入した排ガスは、改質触媒6を通過した後に開口部7fを通り、フィルタ5を通過した排ガスと合流して改質器7の外部に排出される。
As shown in FIG. 2, an
以上のように、フィルタ5と改質触媒6とは、隔壁7aによって隔てられた改質器7内に並列に配置されるとともに、隔壁7aを介して接触した状態となっている。気体と比較すると、固体、すなわち隔壁7aは熱伝導率が大きいため、改質触媒6が発生する反応熱が、効率よくフィルタ5に伝達される構造となっている。また、改質器7内に流入した排ガスの一部は、隔壁7aの開口部7eを通って分岐され、隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に設けられた改質触媒6を通過する構造となっている。
As described above, the
図1に戻って、改質器7の下流側にはNOx吸蔵還元触媒10が接続されており、さらにその下流側には選択還元触媒11が接続されている。NOx吸蔵還元触媒10は、バリウム(Ba)等のアルカリ土類金属を吸蔵材として含む触媒であって、排ガスがリーン状態、すなわちインジェクタ8が軽油を噴射しておらず、排ガス中の空気濃度が高い状態である酸化雰囲気において、排ガス中に含まれる窒素酸化物(以下、NOxと略称する)を一時的に吸蔵する。一方、排ガスがリッチ状態、すなわちインジェクタ8が軽油を噴射して、排ガス中の空気濃度が低い状態である還元雰囲気において、NOx吸蔵還元触媒10は、改質触媒6が生成した一酸化炭素、水素、炭化水素を還元剤として反応し、吸蔵したNOxを放出して窒素(N2)に還元するとともに、アンモニア(NH3)を生成する。また、選択還元触媒11は、排ガス中に残留するNOxを、NOx吸蔵還元触媒10が生成したアンモニアと反応させて窒素に還元する。
Returning to FIG. 1, a NOx
次に、この実施の形態1に係る排ガス浄化装置の動作について説明する。
まず、インジェクタ8が軽油を噴射しておらず、改質器7内の排ガスがリーン状態である場合の動作について説明する。
図1に示すように、ディーゼルエンジン1から排出された排ガスは、排気マニフォルド3、排気管4を順次通り、改質器7内に流入する。改質器7内に流入した排ガスのうち、その大部分は隔壁7a(図2参照)の内部を通ってフィルタ5を通過し、この通過の際に、排ガス中に含まれるPMがフィルタ5に捕獲される。一方、改質器7内に流入した排ガスの一部は、開口部7eを通って隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に流入するが、インジェクタ8は軽油を噴射していないため、改質触媒6における反応は起こらない。隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に流入した排ガスは下流側の開口部7fを通り、隔壁7aの内部を通ってフィルタ5を通過した排ガスと合流し、改質器7から排出される。
Next, the operation of the exhaust gas purifying apparatus according to the first embodiment will be described.
First, the operation when the
As shown in FIG. 1, the exhaust gas discharged from the diesel engine 1 flows into the
次いで、改質器7から排出された排ガスはNOx吸蔵還元触媒10を通過する。ここで、インジェクタ8は軽油を噴射していないため、排ガスは酸化雰囲気にあり、排ガス中に含まれるNOxがNOx吸蔵還元触媒10に吸蔵される。また、NOx吸蔵還元触媒を通過した排ガスは、選択還元触媒11を通過するが、排ガスがリーン状態で酸化雰囲気にある場合、NOx吸蔵還元触媒10はアンモニアを生成しないため、選択還元触媒11における反応は起きない。以上のように、排ガスがリーン状態である場合、排ガス中のPMはフィルタ5に捕獲され、NOxはNOx吸蔵還元触媒10に吸蔵される。したがって、排ガス浄化装置の外部には、PMやNOxを含まない排ガスが排出される。
Next, the exhaust gas discharged from the
次に、インジェクタ8が軽油を噴射して、改質器7内の排ガスがリッチ状態になった場合の動作を説明する。
フィルタ5に捕獲されたPMが堆積して所定の量になると、インジェクタ8が軽油を噴射し、改質触媒6に軽油を供給する。改質触媒6は、開口部7eを通って隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に流入した排ガス中の酸素と、インジェクタ8から供給された軽油とを反応させて軽油を改質し、一酸化炭素を生成するとともに、約700〜800℃の反応熱を発生する。ここで、フィルタ5と改質触媒6とは、隔壁7aを介して接触しているため、改質触媒6が発生した反応熱がフィルタ5に直接伝達され、フィルタ5が加熱される。フィルタ5が加熱されてその温度が上昇すると、フィルタ5に捕獲されていたPMが燃焼して除去され、フィルタ5が再生される。
Next, the operation when the
When PM trapped in the
隔壁7aの外周面7cと改質器7の内周面7dとの間に流入した排ガスと、改質触媒6が生成した一酸化炭素、水素、炭化水素とは、下流側の開口部7fを通り、隔壁7a内のフィルタ5を通過した排ガスと合流して改質器7の外部に排出され、NOx吸蔵還元触媒10を通過する。NOx吸蔵還元触媒10は、改質触媒6が生成した一酸化炭素、水素、炭化水素を還元剤として反応し、排ガスが酸化雰囲気にあるときに吸蔵したNOxを放出して窒素に還元するとともに、アンモニアを生成する。また、選択還元触媒11は、NOx吸蔵還元触媒10で還元されず、排ガス中に残留しているNOxが存在する場合に、NOx吸蔵還元触媒10が生成したアンモニアとNOxとを反応させて窒素に還元する。
The exhaust gas flowing between the outer
このように、改質器7内に、フィルタ5と改質触媒6とに直接接触する隔壁7aを設けたので、改質触媒6が軽油を改質する際に発生する反応熱が、隔壁7aを介して直接フィルタ5に伝達される。フィルタ5は、改質触媒6の反応熱以外を必要とすることなく、PMを燃焼させて除去できる温度まで加熱される。したがって、フィルタ5が捕獲したPMを効率よく除去することが可能となる。
また、改質触媒6が、フィルタ5を周方向に包囲するように構成したので、改質触媒6の反応熱が、周方向からフィルタ5に伝達される。したがって、フィルタ5を効率よく加熱してPMを除去する効率をさらに向上することができる。
Thus, since the
Further, since the reforming
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2に係る排ガス浄化装置について説明する。この実施の形態2に係る排ガス浄化装置は、実施の形態1に対して、フィルタと改質触媒とを、熱伝達部材である隔壁を介さずに直接接触させたものである。尚、以下の実施の形態において、図1〜3の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図4に、この実施の形態2に係る排ガス浄化装置の改質器17を示す。改質器17は中空の略円筒形状を有する金属製の容器であって、その外形は、実施の形態1における改質器7と同様である。改質器17の内部における上流側には、中空の円筒形状を有する隔壁17aが、その下流側の端部17bが改質器17内の軸方向における中間部近傍に位置するように設けられており、改質器17の内部を2つに隔てている。
Embodiment 2. FIG.
Next, an exhaust gas purification apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the exhaust gas purifying apparatus according to the second embodiment, the filter and the reforming catalyst are directly brought into contact with the first embodiment without passing through the partition walls that are heat transfer members. In the following embodiments, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.
FIG. 4 shows a
隔壁17aの下流側には、円筒形状を有するフィルタ15が、その上流側の端部15aと隔壁17aの下流側の端部17bとが接触するように設けられている。フィルタ15は、実施の形態1におけるフィルタ5と同様のウォールフロー方式のフィルタであって、排ガス中の気体成分を下流側に通過させる際に、排ガス中に含まれるPMを捕獲する。また、フィルタ15の外周面15bと改質器17の内周面17cとの間には、中空の円筒形状を有する改質触媒16が、その内周面16aとフィルタ15の外周面15bとが接触し、且つ改質触媒16の外周面16bと改質器17の内周面17cとが接触するように設けられている。改質触媒16は、実施の形態1における改質触媒6と同様の触媒であって、軽油と排ガス中の酸素、水蒸気とを反応させ、軽油を改質して一酸化炭素、水素、炭化水素を生成するとともに、約700〜800℃の反応熱を発生する。すなわち、改質触媒16が軽油を改質する際に発生した反応熱が、フィルタ15に直接伝達されるようになっている。
A
隔壁17aの上流側の端部の外周面17dと、改質器17の上流側の内周面17cとの間には、周方向に開口する開口部17eが形成されている。すなわち、排気管4から改質器17内に流入した排ガスのうち、その大部分が隔壁17aの内部を通ってフィルタ15を通過する一方で、残りの一部は開口部17eを通って、隔壁17aの外周面17dと改質器17の内周面17cとの間に流入する構造となっている。隔壁17aの外周面17dと改質器17の内周面17cとの間に流入した排ガスは、改質触媒16を通過した後に、フィルタ15を通過した排ガスと合流して改質器17の外部に排出される。その他の構成については、実施の形態1と同様である。
以上のように、フィルタ15と改質触媒16とを、直接接触させたため、改質触媒16の反応熱が、直接フィルタ15に伝達され、フィルタ15が、改質触媒16の反応熱以外を必要とすることなく、PMを燃焼させて除去できる温度まで加熱される。したがって、実施の形態1と同様に、フィルタが捕獲したPMを効率よく除去することが可能となる。
Between the outer
As described above, since the
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3に係る排ガス浄化装置について説明する。
図5に、この実施の形態3に係る排ガス浄化装置の改質器7を示す。
改質器7の内部において、隔壁7a内で、且つフィルタ5の上流側に位置する部位には、ステンレス等の金属からなる昇温部材21が設けられている。昇温部材21は、中空の円筒形状の外周部21aと、外周部21aの内部に設けられる網状のメッシュ部21cとから構成されており、外周部21aの外周面21bと隔壁7aの内周面7bとが当接している。メッシュ部21cは、図5に示すように、軸方向に延びるように形成されており、隔壁7a内を流れる排ガスが、メッシュ部21cを通過した後に、フィルタ5を通過するようになっている。また、昇温部材21は、改質触媒6と隔壁7aを介して接触した状態となっている。その他の構成については、実施の形態1と同様である。
Next, an exhaust gas purification apparatus according to
FIG. 5 shows a
Inside the
このように、フィルタ5の上流側である隔壁内に、隔壁7aを介して改質触媒6と接触するように配置されるとともに、内部を排ガスが流通可能である昇温部材21を設けたので、改質触媒6の反応熱により昇温部材21が加熱され、昇温部材21の内部に形成されたメッシュ部21cを通過する排ガスの温度が上昇する。すなわち、フィルタ5は、隔壁7aを介して改質触媒6から直接伝達される反応熱の他に、メッシュ部21cを通過した排ガスによっても加熱される。したがって、フィルタ5を加熱する効率が向上するため、フィルタ5が捕獲したPMを燃焼させて除去する効率を、さらに向上することが可能となる。
As described above, the
実施の形態1、2において、改質器の内部を隔壁により2つに隔てたが、その数を限定するものではなく、例えば、異なる径を有する隔壁を同心円状に複数形成し、フィルタと改質触媒とを交互に配置した多層構造とすることも可能である。
実施の形態1、2において、改質器内の隔壁に開口部を形成し、排ガスの一部が隔壁の外周面と改質器の内周面との間に流入するように構成したが、排ガスが隔壁の外周面と改質器の内周面との間に常時流入することに限定するものではない。例えば、改質器の上流側に形成された開口部を開閉するバルブを設け、軽油を改質する場合のみ、バルブを開弁して排ガスを通すように構成することも可能である。
また、実施の形態1、2において、改質触媒がフィルタを周方向の全周にわたって包囲したが、全周にわたって包囲することに限定するものではなく、周方向における一部が欠けた状態で包囲することも可能である。
In the first and second embodiments, the interior of the reformer is divided into two by partition walls, but the number is not limited. For example, a plurality of partition walls having different diameters are formed concentrically to improve the filter. It is also possible to have a multilayer structure in which the catalyst is alternately arranged.
In the first and second embodiments, an opening is formed in the partition wall in the reformer, and a part of the exhaust gas is configured to flow between the outer peripheral surface of the partition wall and the inner peripheral surface of the reformer. The exhaust gas is not limited to constantly flowing between the outer peripheral surface of the partition wall and the inner peripheral surface of the reformer. For example, a valve that opens and closes an opening formed on the upstream side of the reformer may be provided, and only when reforming light oil, the valve may be opened to allow exhaust gas to pass.
Further, in the first and second embodiments, the reforming catalyst surrounds the filter over the entire circumference, but it is not limited to surrounding the filter over the entire circumference. It is also possible to do.
1 ディーゼルエンジン(エンジン)、4 排気管、5,15 フィルタ、6,16 改質触媒、7a 隔壁(熱伝達部材)、8 インジェクタ、21 昇温部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine (engine), 4 exhaust pipe, 5,15 filter, 6,16 reforming catalyst, 7a partition (heat transfer member), 8 injector, 21 temperature rising member
Claims (4)
前記エンジンの前記排気管に設けられ、燃料を改質して反応熱を発生する改質触媒と、
前記改質触媒に、前記燃料を供給するインジェクタと
を備え、前記粒子状物質を浄化する排ガス浄化装置において、
前記フィルタと前記改質触媒とに、直接接触する熱伝達部材をさらに備えることを特徴とする排ガス浄化装置。 A filter provided in the exhaust pipe of the engine for capturing particulate matter contained in the exhaust gas;
A reforming catalyst that is provided in the exhaust pipe of the engine and generates reaction heat by reforming the fuel;
In the exhaust gas purification apparatus for purifying the particulate matter, comprising an injector for supplying the fuel to the reforming catalyst,
An exhaust gas purification apparatus, further comprising a heat transfer member in direct contact with the filter and the reforming catalyst.
前記エンジンの前記排気管に設けられ、燃料を改質して反応熱を発生する改質触媒と、
前記改質触媒に、前記燃料を供給するインジェクタと
を備え、前記粒子状物質を浄化する排ガス浄化装置において、
前記フィルタと前記改質触媒とが、直接接触することを特徴とする排ガス浄化装置。 A filter provided in the exhaust pipe of the engine for capturing particulate matter contained in the exhaust gas;
A reforming catalyst that is provided in the exhaust pipe of the engine and generates reaction heat by reforming the fuel;
In the exhaust gas purification apparatus for purifying the particulate matter, comprising an injector for supplying the fuel to the reforming catalyst,
The exhaust gas purifying apparatus, wherein the filter and the reforming catalyst are in direct contact.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009275668A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
KR20110138556A (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-28 | 현대자동차주식회사 | Exhaust gas purification system of diesel vehicle |
CN103210193A (en) * | 2010-11-11 | 2013-07-17 | 庄信万丰股份有限公司 | Fuel reformer |
WO2022019472A1 (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | 에스케이가스 주식회사 | Method for reducing nitrogen dioxide in exhaust gas of stationary source without injection of reducing agent |
WO2023214614A1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-11-09 | 에스케이가스 주식회사 | Method for reducing nitrogen oxide and hydrocarbon in exhaust gas of stationary source |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4881288B2 (en) * | 2007-12-13 | 2012-02-22 | 本田技研工業株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
EP2598741A4 (en) * | 2010-07-26 | 2014-06-25 | Westport Power Inc | Fuel processor with mounting manifold |
US8745974B2 (en) | 2012-01-31 | 2014-06-10 | Caterpillar Inc. | Exhaust system |
DE102014202291A1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Exhaust gas purification device and motor vehicle with such |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06114272A (en) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Produciton of catalyst |
JP2001073742A (en) * | 1999-06-29 | 2001-03-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Particulate trap for diesel engine |
JP2001115822A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-24 | Hino Motors Ltd | Particulate filter regenerating device for diesel engine |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4535588A (en) * | 1979-06-12 | 1985-08-20 | Nippon Soken, Inc. | Carbon particulates cleaning device for diesel engine |
JPS59155523A (en) | 1983-02-23 | 1984-09-04 | Toyota Motor Corp | Filter regenerative apparatus in diesel exhaust fine particulate collecting device |
US5067319A (en) * | 1989-02-15 | 1991-11-26 | Steyr-Daimler-Puch Ag | System for purifying the exhaust gases of diesel engines |
JPH04279712A (en) * | 1991-03-06 | 1992-10-05 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas purifying device for internal combustion engine |
DE4242496C2 (en) * | 1992-12-16 | 1994-09-29 | Daimler Benz Ag | Exhaust system for an internal combustion engine |
DE29808664U1 (en) * | 1998-05-15 | 1998-09-17 | Wolfgang Mertner Inh Ing Kurt | Filter device for removing soot from soot-containing gases, in particular from exhaust gases from diesel engines |
SE519922C2 (en) * | 1998-12-07 | 2003-04-29 | Stt Emtec Ab | Device and process for exhaust purification and use of the device |
US7082753B2 (en) * | 2001-12-03 | 2006-08-01 | Catalytica Energy Systems, Inc. | System and methods for improved emission control of internal combustion engines using pulsed fuel flow |
FR2846367B1 (en) * | 2002-10-29 | 2006-08-04 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A PARTICLE FILTER FOR EXHAUST LINE, AND PARTICULATE FILTER ADAPTABLE |
US6955042B1 (en) * | 2004-06-30 | 2005-10-18 | Hydrogensource Llc | CPO regenerated lean NOx trap with no moving parts |
US7240483B2 (en) * | 2004-08-02 | 2007-07-10 | Eaton Corporation | Pre-combustors for internal combustion engines and systems and methods therefor |
JP2006274838A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purifying system of internal combustion engine |
ATE503917T1 (en) * | 2005-12-22 | 2011-04-15 | Ark Holding Ag | PARTICLE FILTER ARRANGEMENT AND METHOD FOR FILTERING EXHAUST GASES |
US20070256407A1 (en) * | 2006-05-05 | 2007-11-08 | Eaton Corporation | Reformer temperature control with leading temperature estimation |
DE102006032886A1 (en) * | 2006-07-15 | 2008-01-17 | Daimler Ag | Particle separator and method for the regeneration of a particle separator |
US20080053070A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Andrew Hatton | Apparatus and method for regenerating a particulate filter with a non-uniformly loaded oxidation catalyst |
WO2008131573A1 (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Hochschule Rapperswil | Device and method for regenerating particle filters, use of a medium for regenerating particle filters, and refill pack comprising said medium |
-
2007
- 2007-11-09 JP JP2007292343A patent/JP2009115064A/en active Pending
-
2008
- 2008-09-29 EP EP08165383A patent/EP2058480A1/en not_active Withdrawn
- 2008-10-28 US US12/259,533 patent/US20090120075A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06114272A (en) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Produciton of catalyst |
JP2001073742A (en) * | 1999-06-29 | 2001-03-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Particulate trap for diesel engine |
JP2001115822A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-24 | Hino Motors Ltd | Particulate filter regenerating device for diesel engine |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009275668A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
KR20110138556A (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-28 | 현대자동차주식회사 | Exhaust gas purification system of diesel vehicle |
KR101628131B1 (en) | 2010-06-21 | 2016-06-08 | 현대자동차 주식회사 | Exhaust gas purification system of diesel vehicle |
CN103210193A (en) * | 2010-11-11 | 2013-07-17 | 庄信万丰股份有限公司 | Fuel reformer |
CN103210193B (en) * | 2010-11-11 | 2015-09-09 | 庄信万丰股份有限公司 | Fuel reformer |
WO2022019472A1 (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | 에스케이가스 주식회사 | Method for reducing nitrogen dioxide in exhaust gas of stationary source without injection of reducing agent |
KR20220011493A (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-28 | 에스케이가스 주식회사 | A method for reducing nitrogen dioxide in the exhaust gas from a fixed source without injection of reducing agent |
KR102445419B1 (en) | 2020-07-21 | 2022-09-21 | 에스케이가스 주식회사 | A method for reducing nitrogen dioxide in the exhaust gas from a fixed source without injection of reducing agent |
WO2023214614A1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-11-09 | 에스케이가스 주식회사 | Method for reducing nitrogen oxide and hydrocarbon in exhaust gas of stationary source |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090120075A1 (en) | 2009-05-14 |
EP2058480A1 (en) | 2009-05-13 |
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