JPH0579326A - Engine exhaust purifying device/method - Google Patents

Engine exhaust purifying device/method

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Publication number
JPH0579326A
JPH0579326A JP3239761A JP23976191A JPH0579326A JP H0579326 A JPH0579326 A JP H0579326A JP 3239761 A JP3239761 A JP 3239761A JP 23976191 A JP23976191 A JP 23976191A JP H0579326 A JPH0579326 A JP H0579326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
catalyst
exhaust gas
engine
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP3239761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Honchi
章夫 本地
Hisao Yamashita
寿生 山下
Shinichi Ichikawa
伸一 市川
Noriko Watanabe
紀子 渡辺
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.)
Hitachi Ltd
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK, Hitachi Ltd filed Critical Babcock Hitachi KK
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Publication of JPH0579326A publication Critical patent/JPH0579326A/en
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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable use of an electric system for heating a catalyst without any drastic change thereof when hydrocarbon included in the exhaust produced at the time of start of an engine is removed by the catalyst. CONSTITUTION:Catalytic converter rhodium 3 is placed in the exhaust passage 2 of a gasoline engine 1, while a fuel supplying device 4 and an air supplying device 5 are installed in the exhaust passage 2, which is located upstream from the catalytic converter rhodium 3. In addition, an electric heater 7 connected to a power supply 6 is installed in the exhaust gas entering part of the catalytic converter rhodium 3. When the engine 1 is started, the fuel and the air are supplied to the catalytic converter rhodium 3 from the fuel supplying device 4 and the air supplying device 5, respectively. In addition, the fuel is ignited by the electric heater 7, so that catalytic combustion may take place in the catalytic converter rhodium 3, thereby removing the hydrocarbon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気通路に
設けられた排気浄化用触媒を利用することによって、エ
ンジン起動直後に多量に排出される未燃炭化水素または
ディ−ゼルエンジンから排出されるパティキュレ−トを
除去する排気浄化装置および排気浄化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust passage of an engine to discharge a large amount of unburned hydrocarbons or diesel engine discharged immediately after starting the engine. The present invention relates to an exhaust gas purification device and an exhaust gas purification method for removing particulates.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの排気ガスを浄化するために、
通常、エンジン排気通路には触媒が設けられている。し
かし、触媒は約300℃以上の温度に達しないと有効に
動作しない。したがって、排気ガス温度が低い場合、す
なわちエンジン起動直後には排気ガスを十分に浄化でき
ないことになる。一方、エンジン起動直後はエンジン温
度も低く、多量の未燃炭化水素が排出される。そこで、
触媒を電気により加熱し、急速に触媒温度を上昇させ、
エンジン起動直後に排出される未燃炭化水素を除去する
ことが提案されている(例えば、SAE paper
900503及び900504、1990)。
2. Description of the Related Art In order to purify engine exhaust gas,
Usually, a catalyst is provided in the engine exhaust passage. However, the catalyst does not operate effectively until the temperature reaches about 300 ° C or higher. Therefore, when the exhaust gas temperature is low, that is, immediately after the engine is started, the exhaust gas cannot be sufficiently purified. On the other hand, immediately after the engine is started, the engine temperature is low and a large amount of unburned hydrocarbons are discharged. Therefore,
The catalyst is heated electrically to rapidly raise the catalyst temperature,
It has been proposed to remove unburned hydrocarbons emitted immediately after engine startup (eg SAE paper).
900503 and 900504, 1990).

【0003】また、ディ−ゼルエンジンからは多量のパ
ティキュレ−トが排出されている。現在、このパティキ
ュレ−トに対する規制は無いが、近い将来規制されるこ
とが予測される。またトラップに多量のパティキュレ−
トが捕集されると、目詰まりを生じ、排気ガスが流れな
くなる恐れがある。そこで、パティキュレ−トをトラッ
プにより捕集し、排熱あるいは電気ヒ−タの熱により燃
焼させて再生する方法が提案されている。
A large amount of particulates are discharged from the diesel engine. Currently, there is no regulation for this particulate matter, but it is expected to be regulated in the near future. In addition, a large amount of particles in the trap
If the gas is trapped, it may clog and the exhaust gas may not flow. Therefore, a method has been proposed in which the particulates are collected by a trap and burned by the exhaust heat or the heat of the electric heater to regenerate the particulates.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、電気により触媒を加熱しているので多大な
電力が必要となり、例えば、12Vの蓄電池を用いた場
合には200A以上の電流が要求される。そのため、蓄
電池(12Vあるいは48Vの蓄電池)を増設したり、
新たに電気回路を開発したりする必要がある。特に、蓄
電池を増設することは重量の増大を招き、自動車に適用
した場合には燃費低下の要因となる。
However, in the above prior art, since the catalyst is heated by electricity, a large amount of electric power is required. For example, when a 12V storage battery is used, a current of 200A or more is required. It Therefore, add a storage battery (12V or 48V storage battery),
It is necessary to develop new electric circuits. In particular, the addition of a storage battery causes an increase in weight, and when applied to an automobile, it causes a reduction in fuel consumption.

【0005】また、ディ−ゼルエンジンから排出される
多量のパティキュレ−トを触媒に付与されたトラップで
捕集し、これを電気ヒ−タで加熱して触媒燃焼させる場
合にも、多大な電力が必要である。この場合、エンジン
内での燃料の燃焼により得られた熱エネルギを一旦電気
エネルギに変換した後、再び熱エネルギに変換すること
になり、エネルギ効率の低下をもたらし好ましくない。
また排熱を用いる場合にも、熱媒体を用いる等システム
が複雑となる欠点がある。
Also, when a large amount of particulates discharged from the diesel engine are collected by a trap provided on the catalyst and heated by an electric heater for catalytic combustion, a large amount of electric power is required. is necessary. In this case, the heat energy obtained by the combustion of the fuel in the engine is once converted into electric energy and then converted into heat energy again, which is not preferable because the energy efficiency is lowered.
Further, when exhaust heat is used, there is a drawback that the system becomes complicated such as using a heat medium.

【0006】本発明の目的は、触媒を加熱するための電
気系統を大掛かりなものに改変することなく、充分な排
気浄化能力が得られるエンジン排気浄化装置および方法
を提供することである。
An object of the present invention is to provide an engine exhaust gas purification apparatus and method that can obtain a sufficient exhaust gas purification capacity without modifying the electric system for heating the catalyst to a large scale.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジン排気通路に設けられた排気浄化
用触媒を加熱して、排気中に含まれる未燃物を除去する
エンジン排気浄化装置において、前記排気浄化用触媒ま
たは排気浄化用触媒上流側の排気通路に燃料を供給する
燃料供給手段と、その供給された燃料に着火して前記排
気浄化用触媒内で触媒燃焼を起こさせる着火手段と、を
備えたものである。
In order to achieve the above object, the present invention is an engine exhaust for heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned substances contained in the exhaust. In the purification device, fuel supply means for supplying fuel to the exhaust purification catalyst or the exhaust passage on the upstream side of the exhaust purification catalyst, and the supplied fuel is ignited to cause catalytic combustion in the exhaust purification catalyst. And ignition means.

【0008】また、本発明は、エンジン排気通路に設け
られた排気浄化用触媒を加熱して、排気中に含まれる未
燃物を除去するエンジン排気浄化装置において、前記排
気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気通路に
燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された燃料に
着火して前記排気浄化用触媒内で触媒燃焼を起こさせる
着火手段と、前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒
上流側の排気通路に空気を供給して前記排気浄化用触媒
内での触媒燃焼を助長する空気供給手段と、を備えたも
のである。
Further, the present invention is an engine exhaust gas purification apparatus for heating an exhaust gas purification catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas. Supply means for supplying fuel to the exhaust passage on the upstream side of the exhaust catalyst, ignition means for igniting the supplied fuel to cause catalytic combustion in the exhaust purification catalyst, and the exhaust purification catalyst or exhaust purification Air supply means for supplying air to the exhaust passage on the upstream side of the exhaust catalyst to promote catalytic combustion in the exhaust purification catalyst.

【0009】また、本発明は、エンジン排気通路に設け
られた触媒付フィルタを加熱して、排気中に含まれる未
燃物を除去するエンジン排気浄化装置において、前記触
媒付フィルタまたは触媒付フィルタ上流側の排気通路に
燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された燃料に
着火して前記触媒付フィルタ内で触媒燃焼を起こさせる
着火手段と、を備えたものである。
Further, the present invention is an engine exhaust gas purification apparatus for heating a filter with catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas, in the filter with catalyst or upstream of the filter with catalyst. A fuel supply means for supplying fuel to the exhaust passage on the side, and an ignition means for igniting the supplied fuel to cause catalytic combustion in the filter with catalyst.

【0010】さらに、本発明は、エンジン排気通路に設
けられた触媒付フィルタを加熱して、排気中に含まれる
未燃物を除去するエンジン排気浄化装置において、前記
触媒付フィルタまたは触媒付フィルタ上流側の排気通路
に燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された燃料
に着火して前記触媒付フィルタ内で触媒燃焼を起こさせ
る着火手段と、前記触媒付フィルタまたは触媒付フィル
タ上流側の排気通路に空気を供給して前記触媒付フィル
タ内での触媒燃焼を助長する空気供給手段と、を備えた
ものである。
Furthermore, the present invention is an engine exhaust gas purification apparatus for heating a filter with catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas, in the filter with catalyst or upstream of the filter with catalyst. Side fuel supply means for supplying fuel to the exhaust passage, ignition means for igniting the supplied fuel to cause catalytic combustion in the filter with catalyst, and exhaust gas on the upstream side of the filter with catalyst or filter with catalyst Air supply means for supplying air to the passage to promote catalytic combustion in the filter with catalyst.

【0011】また、本発明は、排気浄化装置を排気通路
に有するエンジンにおいて、前記排気浄化装置として、
上記エンジン排気浄化装置のいずれかを搭載したもので
ある。 また、本発明は、排気浄化装置を排気通路に有
するエンジンが搭載された自動車において、前記排気浄
化装置として、上記エンジン排気浄化装置のいずれかを
搭載したものである。
Further, according to the present invention, in an engine having an exhaust gas purification device in an exhaust passage, the exhaust gas purification device is:
It is equipped with any of the above engine exhaust gas purification devices. Further, according to the present invention, in an automobile equipped with an engine having an exhaust gas purification device in an exhaust passage, any one of the engine exhaust gas purification device is mounted as the exhaust gas purification device.

【0012】さらに、本発明は、排気浄化装置を排気通
路に有するエンジンが設置された都市エネルギシステム
において、前記排気浄化装置として、上記エンジン排気
浄化装置のいずれかを設置したものである。
Further, according to the present invention, in an urban energy system in which an engine having an exhaust purification device in an exhaust passage is installed, any one of the above engine exhaust purification devices is installed as the exhaust purification device.

【0013】また、本発明は、エンジン排気通路に設け
られた排気浄化用触媒を加熱することによって、排気中
に含まれる未燃物を除去するエンジン排気浄化方法にお
いて、前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側
の排気通路に燃料を供給し、その燃料に着火して前記排
気浄化用触媒内で触媒燃焼を生じさせることにより、排
気中の未燃物を除去することである。
Further, the present invention is an engine exhaust purification method for removing unburned matter contained in exhaust gas by heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage, wherein the exhaust purification catalyst or exhaust gas is used. Fuel is supplied to the exhaust passage on the upstream side of the purification catalyst, and the fuel is ignited to cause catalytic combustion in the exhaust purification catalyst to remove unburned substances in the exhaust.

【0014】また、本発明は、エンジン排気通路に設け
られた排気浄化用触媒を加熱することによって、排気中
に含まれる未燃物を除去するエンジン排気浄化方法にお
いて、前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側
の排気通路に燃料を供給し、その燃料に着火して前記排
気浄化用触媒内で触媒燃焼を生じさせるとともに、前記
排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気通路
に空気を供給し、前記排気浄化用触媒内での触媒燃焼を
助長させることにより、排気中の未燃物を除去すること
である。
Further, the present invention is an engine exhaust purification method for removing unburned matter contained in exhaust gas by heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage, wherein the exhaust purification catalyst or the exhaust purification catalyst is used. The fuel is supplied to the exhaust passage on the upstream side of the purification catalyst, and the fuel is ignited to cause catalytic combustion in the exhaust purification catalyst, and the exhaust purification catalyst or the exhaust passage on the upstream side of the exhaust purification catalyst is provided. This is to remove unburned substances in the exhaust gas by supplying air to promote catalytic combustion in the exhaust gas purification catalyst.

【0015】[0015]

【作用】排気浄化用触媒内で触媒燃焼を進行させるには
触媒温度を着火温度以上に加熱する必要がある。上記の
構成によれば、燃料供給手段から排気浄化用触媒または
その上流側の排気通路に供給された燃料は着火手段によ
り着火されて燃焼し、その燃焼熱で触媒を急速に加熱し
触媒燃焼させる。そして、必要に応じて空気供給手段か
ら排気浄化用触媒またはその上流側の排気通路に空気を
供給し、触媒燃焼を進行させる。この場合、着火手段と
して電気ヒータや放電管等が必要であるが、主熱源はあ
くまで燃料供給手段からの燃料の燃焼熱であるため、主
熱源に電気を用いる従来の方法に比べて必要電力を極め
て小さくすることができる。さらに、燃料と空気の割合
によっては着火温度を下げることが可能であり、その場
合には必要電力を更に小さくすることができる。
In order to proceed the catalytic combustion in the exhaust purification catalyst, it is necessary to heat the catalyst temperature to the ignition temperature or higher. According to the above configuration, the fuel supplied from the fuel supply means to the exhaust purification catalyst or the exhaust passage on the upstream side thereof is ignited by the ignition means and burned, and the combustion heat rapidly heats the catalyst to catalytically burn it. .. Then, if necessary, air is supplied from the air supply means to the exhaust gas purification catalyst or the exhaust passage on the upstream side thereof to advance catalytic combustion. In this case, an electric heater, a discharge tube, etc. are required as the ignition means, but since the main heat source is just the combustion heat of the fuel from the fuel supply means, the required power is reduced compared to the conventional method using electricity as the main heat source. It can be extremely small. Further, the ignition temperature can be lowered depending on the ratio of fuel and air, and in that case, the required power can be further reduced.

【0016】また、ディ−ゼルエンジンにおいては、触
媒を付与したフィルタ(トラップ)を排気通路に設けて
おくと、一定期間経過後に、ディ−ゼルエンジンから排
出されたパティキュレ−トがフィルタで捕集される。そ
こで、燃料供給手段から燃料を、空気供給手段から空気
をそれぞれフィルタに供給し、着火手段で燃料に着火し
てその燃焼熱でフィルタ温度を上昇させ、捕集されたパ
ティキュレ−トを燃焼除去することができる。これを繰
り返して行うことにより、常にパティキュレ−トを除去
することが可能となる。なお、排気ガス中には酸素が1
0%程度含まれているので、空気供給装置が不要の場合
もある。
Further, in the diesel engine, if a filter (trap) provided with a catalyst is provided in the exhaust passage, the particulates discharged from the diesel engine are collected by the filter after a certain period of time. To be done. Therefore, fuel is supplied from the fuel supply means and air is supplied from the air supply means to the filter, the fuel is ignited by the ignition means, the temperature of the filter is raised by the heat of combustion, and the collected particulates are burned and removed. be able to. By repeating this, it becomes possible to always remove the particulates. There is 1 oxygen in the exhaust gas.
Since the content is about 0%, the air supply device may be unnecessary.

【0017】[0017]

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に従って説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】(実施例1)図1は本発明の実施例1を示
したエンジン排気浄化装置の概略構成図である。図にお
いて、ガソリンエンジン1の排気通路2に、通常、自動
車に搭載される三元触媒(容積1.0リットル)3が配
置され、この三元触媒3の上流側の排気通路2に燃料供
給装置4および空気供給装置5が取付けられている。ま
た三元触媒3の排気ガス入口部分には、電源6に接続さ
れた電気ヒ−タ7が取付けられている。なお、空気供給
装置5は無くても良い。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine exhaust gas purification apparatus showing Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a three-way catalyst (volume 1.0 liter) 3 usually mounted on an automobile is arranged in an exhaust passage 2 of a gasoline engine 1, and a fuel supply device is provided in an exhaust passage 2 upstream of the three-way catalyst 3. 4 and an air supply device 5 are attached. An electric heater 7 connected to a power source 6 is attached to the exhaust gas inlet of the three-way catalyst 3. The air supply device 5 may be omitted.

【0019】上記構成のエンジン排気浄化装置におい
て、ガソリンエンジン1の起動前に電源6によって電気
ヒ−タ7を加熱し、起動と同時に燃料供給装置4により
4g/分の割合で燃料(ガソリン)を供給し、かつ理論
空燃比より過剰の空気を空気供給装置5により2分間供
給した。そして、触媒の中央部に熱電対を挿入して触媒
温度を測定した。そのときの触媒温度の経時変化を図2
に示す。また、排気ガス中の炭化水素転化率の経時変化
を図3に示す。
In the engine exhaust gas purification apparatus having the above-mentioned structure, the electric heater 7 is heated by the power source 6 before the gasoline engine 1 is started, and at the same time as the startup, the fuel (gasoline) is supplied at a rate of 4 g / min by the fuel supply device 4. Air that was supplied and was in excess of the stoichiometric air-fuel ratio was supplied by the air supply device 5 for 2 minutes. Then, a thermocouple was inserted in the center of the catalyst to measure the catalyst temperature. Fig. 2 shows the change over time in the catalyst temperature at that time.
Shown in. Further, FIG. 3 shows the change over time in the conversion rate of hydrocarbons in the exhaust gas.

【0020】炭化水素転化率は、供給した燃料を無視し
て、((排気ガス中濃度)-(触媒出口濃度))/(排気ガ
ス中濃度)×100により求めた。図2より、エンジン起動
後約30秒で触媒温度が約300℃に達し、2分後に燃
料の供給を停止するまで温度上昇が見られ、その後に温
度が低下していることが分かる。また、図3の炭化水素
転化率を見ると、起動後15秒から約60%の炭化水素
転化率を示すことが分かる。図2において、15秒後の
触媒温度が300℃であるにもかかわらず約60%の炭
化水素転化率が得られた理由としては、温度が触媒内部
の値であり、排気ガス入口温度はさらに高温になってい
るためと推定される。このように、燃料を触媒燃焼させ
たときの燃焼熱を加熱源として用いることにより、エン
ジン起動直後から高い炭化水素転化率が得られることが
分かる。
The hydrocarbon conversion rate was determined by ((concentration in exhaust gas)-(concentration at catalyst outlet)) / (concentration in exhaust gas) × 100, ignoring the supplied fuel. It can be seen from FIG. 2 that the catalyst temperature reaches about 300 ° C. about 30 seconds after the engine is started, the temperature rises until the fuel supply is stopped after 2 minutes, and then the temperature decreases. Further, looking at the hydrocarbon conversion rate in FIG. 3, it can be seen that a hydrocarbon conversion rate of about 60% is exhibited from 15 seconds after starting. In FIG. 2, the reason why the hydrocarbon conversion rate of about 60% was obtained even though the catalyst temperature after 15 seconds was 300 ° C. was that the temperature was the value inside the catalyst, and the exhaust gas inlet temperature was It is presumed that the temperature is high. As described above, it is understood that a high hydrocarbon conversion rate can be obtained immediately after the engine is started by using the combustion heat generated when the fuel is catalytically combusted as the heating source.

【0021】図2および図3に示した比較例は、図1に
おいて、燃料供給装置4、空気供給装置5、電源6およ
び電気ヒータ7を取り除いて、触媒温度および炭化水素
転化率を測定した結果である。そして、触媒温度の経時
変化は図2に、炭化水素転化率の経時変化は図3にそれ
ぞれ示してある。実施例の結果と較べて触媒温度が低い
ために、炭化水素転化率が非常に低いことが分かる。
In the comparative examples shown in FIGS. 2 and 3, the fuel supply device 4, the air supply device 5, the power source 6 and the electric heater 7 in FIG. 1 are removed, and the catalyst temperature and the hydrocarbon conversion rate are measured. Is. The change in catalyst temperature with time is shown in FIG. 2, and the change in hydrocarbon conversion rate with time is shown in FIG. It can be seen that the hydrocarbon conversion is very low due to the lower catalyst temperature compared to the results of the examples.

【0022】なお、本実施例では電気ヒ−タ7を三元触
媒3の排気ガス入口部分に取付けたが、電気ヒ−タ7を
三元触媒3の内部に取付けることもできる。また、燃料
供給装置4と空気供給装置5を三元触媒3に直接取付け
て、排気通路2を介さないで燃料と空気を三元触媒3に
供給するようにしても良い。さらに、燃料としてはガソ
リン以外に、軽油、灯油、LPG、アルコールを用いる
ことができる。
Although the electric heater 7 is attached to the exhaust gas inlet of the three-way catalyst 3 in this embodiment, the electric heater 7 may be attached inside the three-way catalyst 3. Alternatively, the fuel supply device 4 and the air supply device 5 may be directly attached to the three-way catalyst 3 so that fuel and air are supplied to the three-way catalyst 3 without passing through the exhaust passage 2. In addition to gasoline, light oil, kerosene, LPG, or alcohol can be used as the fuel.

【0023】(実施例2)図4は本発明の実施例2を示
したエンジン排気浄化装置の概略構成図である。図にお
いて、ディ−ゼルエンジン11の排気通路12に、燃焼
触媒を担持した触媒付フィルタ(容積1.0リットル)
13が配置され、この触媒付フィルタ13の上流側の排
気通路12に燃料供給装置14が取付けられている。ま
た触媒付フィルタ13の排気ガス入口部分には、電源1
6に接続された電気ヒ−タ17が取付けられている。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an engine exhaust gas purification apparatus showing Embodiment 2 of the present invention. In the figure, in the exhaust passage 12 of the diesel engine 11, a filter with a catalyst carrying a combustion catalyst (volume: 1.0 liter)
13 is arranged, and the fuel supply device 14 is attached to the exhaust passage 12 on the upstream side of the filter 13 with catalyst. At the exhaust gas inlet of the filter 13 with catalyst, the power source 1
An electric heater 17 connected to 6 is attached.

【0024】上記構成のエンジン排気浄化装置におい
て、ディ−ゼルエンジン11を1時間運転して触媒付フ
ィルタ13にパティキュレ−トを捕集した後に、電源1
6から電気ヒータ17に通電し、5分後に燃料(軽油)
を4g/分の割合で供給した。ディ−ゼルエンジン11
の排気ガス中には酸素が十分に含まれているので空気は
供給しなかった。2分間燃料を供給して、燃焼させた後
に触媒付フィルタ13を取り出して観察したところ、捕
集されていたパティキュレ−トはほとんど認められず、
パティキュレ−トが燃焼除去されていることが分かっ
た。
In the engine exhaust gas purifying apparatus having the above-mentioned structure, the diesel engine 11 is operated for 1 hour to collect the particulates in the filter 13 with catalyst, and then the power source 1
The electric heater 17 is energized from 6 and, after 5 minutes, fuel (light oil)
Was supplied at a rate of 4 g / min. Diesel engine 11
Since the exhaust gas of No. 1 contains sufficient oxygen, air was not supplied. After supplying the fuel for 2 minutes and burning it, the filter 13 with the catalyst was taken out and observed. As a result, almost no particulates trapped were observed.
It was found that the particulates were burned off.

【0025】なお、本実施例では電気ヒ−タ17を触媒
付フィルタ13の排気ガス入口部分に取付けたが、電気
ヒ−タ17を触媒付フィルタ13の内部に取付けること
もできる。また、燃料供給装置14をフィルタ13に直
接取付けて、排気通路12を介さないで燃料をフィルタ
13に供給するようにしても良い。さらに、触媒付フィ
ルタ13またはその上流側の排気通路12に空気を供給
する空気供給装置を設けても良い。また、燃料としては
軽油以外に、ガソリン、灯油、LPG、アルコールを用
いることができる。
Although the electric heater 17 is attached to the exhaust gas inlet portion of the filter 13 with catalyst in this embodiment, the electric heater 17 may be attached inside the filter 13 with catalyst. Further, the fuel supply device 14 may be directly attached to the filter 13 so that the fuel is supplied to the filter 13 without passing through the exhaust passage 12. Further, an air supply device for supplying air to the filter with catalyst 13 or the exhaust passage 12 on the upstream side thereof may be provided. In addition to light oil, gasoline, kerosene, LPG, or alcohol can be used as the fuel.

【0026】上述した2つの実施例のエンジン排気浄化
装置は自動車に適用することができる。実際に、実施例
1のエンジン排気浄化装置をそのまま排気量2リットル
の自動車に搭載してみた。車載されたガソリンタンクか
ら燃料供給装置4によって排気通路2へガソリンを供給
した。空気供給装置としては、通常のエアポンプを使用
した。また、電気ヒ−タ7に通電するための電源6とし
ては、車載されている通常の12V蓄電池を用いた。そ
の結果、エンジン起動直後から高い炭化水素転化率が得
られることが明らかとなった。
The engine exhaust emission control devices of the two embodiments described above can be applied to automobiles. Actually, the engine exhaust gas purification apparatus of Example 1 was mounted as it is on an automobile having a displacement of 2 liters. Gasoline was supplied from the vehicle-mounted gasoline tank to the exhaust passage 2 by the fuel supply device 4. An ordinary air pump was used as the air supply device. As the power source 6 for energizing the electric heater 7, an ordinary 12V storage battery mounted on the vehicle was used. As a result, it became clear that a high hydrocarbon conversion rate was obtained immediately after the engine was started.

【0027】また、実施例2のエンジン排気浄化装置を
搭載したディ−ゼルエンジンを用いてコジェネレ−ショ
ン用都市エネルギシステムを形成した。そして、エンジ
ンの排気通路に実施例2と同様な装置を取付け、同様の
方法で試験した。その結果、実施例2の場合と同様に、
捕集されていたパティキュレ−トはほとんど認められ
ず、パティキュレ−トを燃焼除去することが確認でき
た。
A diesel engine equipped with the engine exhaust gas purification apparatus of Example 2 was used to form a city energy system for cogeneration. Then, a device similar to that of Example 2 was attached to the exhaust passage of the engine, and a test was conducted in the same manner. As a result, as in the case of the second embodiment,
The collected particulates were hardly observed, and it was confirmed that the particulates were burned and removed.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエンジン
排気浄化装置によれば、エンジン起動時に触媒を燃料の
燃焼熱によって加熱し、早急に触媒動作温度にまで昇温
させることができるため、従来の電気系統を大きく変え
ることなく、起動時に大量に排出される炭化水素、およ
びディーゼルエンジンから排出されるパティキュレ−ト
を容易に除去することができる。
As described above, according to the engine exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the catalyst can be heated by the combustion heat of the fuel when the engine is started, and the temperature can be quickly raised to the catalyst operating temperature. It is possible to easily remove a large amount of hydrocarbons discharged at the time of start-up and particulates discharged from a diesel engine without significantly changing the conventional electric system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1によるエンジン排気浄化装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine exhaust gas purification device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】触媒温度の経時変化を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing a change over time in catalyst temperature.

【図3】炭化水素転化率の経時変化を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing a change with time of a hydrocarbon conversion rate.

【図4】本発明の実施例2によるエンジン排気浄化装置
の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an engine exhaust gas purification device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガソリンエンジン 2,12 排気通路 3 三元触媒 4,14 燃料供給装置 5 空気供給装置 6,16 電源 7,17 電気ヒータ 11 ディーゼルエンジン 13 触媒付フィルタ 1 Gasoline engine 2,12 Exhaust passage 3 Three-way catalyst 4,14 Fuel supply device 5 Air supply device 6,16 Power supply 7,17 Electric heater 11 Diesel engine 13 Filter with catalyst

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/24 L 9150−3G (72)発明者 市川 伸一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 渡辺 紀子 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical display location F01N 3/24 L 9150-3G (72) Inventor Shinichi Ichikawa 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Co., Ltd. Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Noriko Watanabe 4026, Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン排気通路に設けられた排気浄化
用触媒を加熱して、排気中に含まれる未燃物を除去する
エンジン排気浄化装置において、 前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気
通路に燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された
燃料に着火して前記排気浄化用触媒内で触媒燃焼を起こ
させる着火手段と、を備えたことを特徴とするエンジン
排気浄化装置。
1. An engine exhaust purification device for heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas, wherein the exhaust purification catalyst or the exhaust purification catalyst upstream side. Of the exhaust gas, and an ignition means for igniting the supplied fuel to cause catalytic combustion in the exhaust gas purification catalyst. ..
【請求項2】 エンジン排気通路に設けられた排気浄化
用触媒を加熱して、排気中に含まれる未燃物を除去する
エンジン排気浄化装置において、 前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気
通路に燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された
燃料に着火して前記排気浄化用触媒内で触媒燃焼を起こ
させる着火手段と、前記排気浄化用触媒または排気浄化
用触媒上流側の排気通路に空気を供給して前記排気浄化
用触媒内での触媒燃焼を助長する空気供給手段と、を備
えたことを特徴とするエンジン排気浄化装置。
2. An engine exhaust purification apparatus for heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas, wherein the exhaust purification catalyst or the exhaust purification catalyst upstream side. Fuel supply means for supplying fuel to the exhaust passage, ignition means for igniting the supplied fuel to cause catalytic combustion in the exhaust purification catalyst, and the exhaust purification catalyst or the exhaust purification catalyst upstream side And an air supply unit that supplies air to the exhaust passage to promote catalytic combustion in the exhaust gas purification catalyst.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のエンジン排気浄
化装置において、 前記着火手段は、電気ヒータであることを特徴とするエ
ンジン排気浄化装置。
3. The engine exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the ignition means is an electric heater.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のエンジ
ン排気浄化装置において、 前記着火手段は、前記排気浄化用触媒の内部または排気
浄化用触媒の排気ガス入口部分に設けられていることを
特徴とするエンジン排気浄化装置。
4. The engine exhaust purification system according to claim 1, wherein the ignition means is provided inside the exhaust purification catalyst or at an exhaust gas inlet portion of the exhaust purification catalyst. An engine exhaust gas purification device.
【請求項5】 エンジン排気通路に設けられた触媒付フ
ィルタを加熱して、排気中に含まれる未燃物を除去する
エンジン排気浄化装置において、 前記触媒付フィルタまたは触媒付フィルタ上流側の排気
通路に燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された
燃料に着火して前記触媒付フィルタ内で触媒燃焼を起こ
させる着火手段と、を備えたことを特徴とするエンジン
排気浄化装置。
5. An engine exhaust gas purification apparatus for heating a filter with catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas, wherein the filter with catalyst or the exhaust passage upstream of the filter with catalyst is provided. An engine exhaust gas purification apparatus comprising: a fuel supply unit configured to supply fuel to the engine; and an ignition unit configured to ignite the supplied fuel to cause catalytic combustion in the filter with catalyst.
【請求項6】 エンジン排気通路に設けられた触媒付フ
ィルタを加熱して、排気中に含まれる未燃物を除去する
エンジン排気浄化装置において、 前記触媒付フィルタまたは触媒付フィルタ上流側の排気
通路に燃料を供給する燃料供給手段と、その供給された
燃料に着火して前記触媒付フィルタ内で触媒燃焼を起こ
させる着火手段と、前記触媒付フィルタまたは触媒付フ
ィルタ上流側の排気通路に空気を供給して前記触媒付フ
ィルタ内での触媒燃焼を助長する空気供給手段と、を備
えたことを特徴とするエンジン排気浄化装置。
6. An engine exhaust purification device for heating a filter with catalyst provided in an engine exhaust passage to remove unburned matter contained in exhaust gas, wherein the filter with catalyst or the exhaust passage upstream of the filter with catalyst is provided. Fuel supply means for supplying fuel to the fuel, ignition means for igniting the supplied fuel to cause catalytic combustion in the catalyst-equipped filter, and air for the catalyst-equipped filter or the exhaust passage upstream of the catalyst-equipped filter. And an air supply unit that supplies the air to promote catalytic combustion in the filter with catalyst.
【請求項7】 請求項5又は6に記載のエンジン排気浄
化装置において、 前記着火手段は、電気ヒータであることを特徴とするエ
ンジン排気浄化装置。
7. The engine exhaust gas purification device according to claim 5, wherein the ignition means is an electric heater.
【請求項8】 請求項5〜7のいずれかに記載のエンジ
ン排気浄化装置において、 前記着火手段は、前記触媒付フィルタの内部または触媒
付フィルタの排気ガス入口部分に設けられていることを
特徴とするエンジン排気浄化装置。
8. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 5, wherein the ignition means is provided inside the filter with catalyst or at an exhaust gas inlet portion of the filter with catalyst. Engine exhaust gas purification device.
【請求項9】 請求項1,2,5又は6に記載のエンジ
ン排気浄化装置において、 前記燃料として、ガソリン、軽油、灯油、都市ガス、L
PGまたはアルコ−ルを用いることを特徴とするエンジ
ン排気浄化装置。
9. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1, 2, 5 or 6, wherein the fuel is gasoline, light oil, kerosene, city gas, or L.
An engine exhaust gas purification device characterized by using PG or alcohol.
【請求項10】 排気浄化装置を排気通路に有するエン
ジンにおいて、 前記排気浄化装置として、請求項1〜9のいずれかに記
載のエンジン排気浄化装置を搭載したことを特徴とする
エンジン。
10. An engine having an exhaust gas purification device in an exhaust passage, wherein the engine exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 9 is mounted as the exhaust gas purification device.
【請求項11】 排気浄化装置を排気通路に有するエン
ジンが搭載された自動車において、 前記排気浄化装置として、請求項1〜9のいずれかに記
載のエンジン排気浄化装置を搭載したことを特徴とする
自動車。
11. An automobile equipped with an engine having an exhaust gas purification device in an exhaust passage, wherein the engine exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 9 is mounted as the exhaust gas purification device. Automobile.
【請求項12】 排気浄化装置を排気通路に有するエン
ジンが設置された都市エネルギシステムにおいて、 前記排気浄化装置として、請求項1〜9のいずれかに記
載のエンジン排気浄化装置を設置したことを特徴とする
都市エネルギシステム。
12. A city energy system in which an engine having an exhaust purification device in an exhaust passage is installed, wherein the engine exhaust purification device according to any one of claims 1 to 9 is installed as the exhaust purification device. And the city energy system.
【請求項13】 エンジン排気通路に設けられた排気浄
化用触媒を加熱することによって、排気中に含まれる未
燃物を除去するエンジン排気浄化方法において、 前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気
通路に燃料を供給し、その燃料に着火して前記排気浄化
用触媒内で触媒燃焼を生じさせることにより、排気中の
未燃物を除去するエンジン排気浄化方法。
13. An engine exhaust purification method for removing unburned matter contained in exhaust gas by heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage, the exhaust purification catalyst or an exhaust purification catalyst upstream. A method for purifying engine exhaust gas, wherein unburned matter in exhaust gas is removed by supplying fuel to the exhaust passage on the side and igniting the fuel to cause catalytic combustion in the exhaust gas purification catalyst.
【請求項14】 エンジン排気通路に設けられた排気浄
化用触媒を加熱することによって、排気中に含まれる未
燃物を除去するエンジン排気浄化方法において、 前記排気浄化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気
通路に燃料を供給し、その燃料に着火して前記排気浄化
用触媒内で触媒燃焼を生じさせるとともに、前記排気浄
化用触媒または排気浄化用触媒上流側の排気通路に空気
を供給し、前記排気浄化用触媒内での触媒燃焼を助長さ
せることにより、排気中の未燃物を除去するエンジン排
気浄化方法。
14. An engine exhaust purification method for removing unburned matter contained in exhaust gas by heating an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage, the exhaust purification catalyst or an exhaust purification catalyst upstream. Fuel is supplied to the exhaust passage on the side, the fuel is ignited to cause catalytic combustion in the exhaust purification catalyst, and air is supplied to the exhaust purification catalyst or the exhaust passage on the upstream side of the exhaust purification catalyst. An engine exhaust gas purification method for removing unburned matter in exhaust gas by promoting catalytic combustion in the exhaust gas purification catalyst.
【請求項15】 請求項13又は14に記載のエンジン
排気浄化方法において、 前記排気浄化用触媒に供給された燃料を電気ヒータによ
って着火することを特徴とするエンジン排気浄化方法。
15. The engine exhaust gas purification method according to claim 13 or 14, wherein the fuel supplied to the exhaust gas purification catalyst is ignited by an electric heater.
JP3239761A 1991-09-19 1991-09-19 Engine exhaust purifying device/method Pending JPH0579326A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6481200B1 (en) 1999-10-22 2002-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst warming apparatus of internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6481200B1 (en) 1999-10-22 2002-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst warming apparatus of internal combustion engine

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