JP2001252531A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置Info
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Abstract
果を併せ持つ排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 排気ガス7中のパティキュレートを低減
する排気浄化装置に関し、排気管9の上流側にNO2及
び活性酸素を排気ガス7中に生成するプレ酸化触媒13
を装備すると共に、該プレ酸化触媒13から所要の間隔
を隔てた下流側に前記NO2及び活性酸素による酸化支
援を受けてパティキュレートを燃焼除去するメイン酸化
触媒14を装備する。
Description
ンなどの内燃機関に適用される排気浄化装置に関するも
のである。
ィキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、
炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSO
F分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)と
を主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸
成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパテ
ィキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する
排気管の途中に、コージェライトのセラミックス担体上
に白金を担持させて成る酸化触媒を装備することが従来
より行われている。
気浄化装置の一例であり、図中1はディーゼル機関であ
るエンジンを示し、ここに図示しているエンジン1で
は、ターボチャージャ2が備えられており、エアクリー
ナ3から導いた空気4が吸気管5を介し前記ターボチャ
ージャ2のコンプレッサ2aへと送られ、該コンプレッ
サ2aで加圧された空気4が更にインタクーラ6へと送
られて冷却され、該インタクーラ6から図示しないイン
テークマニホールドへと空気4が導かれてエンジン1の
各シリンダに導入されるようにしてある。
出された排気ガス7がエキゾーストマニホールド8を介
し前記ターボチャージャ2のタービン2bへと送られ、
該タービン2bを駆動した排気ガス7が排気管9を介し
車外へ排出されるようにしてある。
下流側に装備されたマフラ10内には、共鳴式のサイレ
ンサ11を後段に配して酸化触媒12が装備されてお
り、この酸化触媒12は、図3に示す如く、コージェラ
イトのセラミックス担体上に白金を担持させたフロース
ルー方式のハニカム構造物として構成されている。
おける酸化触媒では、パティキュレート中のSOF分を
比較的良好に燃焼除去することができる反面、煤に対す
る低減効果を殆ど有しておらず、煤の低減に関しては、
パティキュレートフィルタ(Diesel ParticulateFilte
r)などの別の対策を講じなければならないという問題
があった。
媒12では、排気ガス中のパティキュレートと触媒表面
との十分な接触時間がとれないため、比較的燃え易いS
OF分が酸化反応により燃焼除去されても、SOF分と
比較して燃え難い煤については、酸化触媒12を通過す
る程度の短い時間で着火するまでに到らず、殆ど低減さ
れないまま酸化触媒12を通過してしまっていた。
で、SOF分だけでなく煤に対しても高い低減効果を併
せ持つ排気浄化装置を提供することによって、SOF分
と煤の同時低減化を図り、排気ガス中から効率良くパテ
ィキュレートを除去し得るようにすることを目的として
いる。
パティキュレートを低減する排気浄化装置であって、排
気管の上流側にNO2及び活性酸素を排気ガス中に生成
するプレ酸化触媒を装備すると共に、該プレ酸化触媒か
ら所要の間隔を隔てた下流側に前記NO2及び活性酸素
による酸化支援を受けてパティキュレートを燃焼除去す
るメイン酸化触媒を装備したことを特徴とするものであ
る。
ば、排気管の上流側における比較的温度の高い排気ガス
がプレ酸化触媒を通過することにより、排気ガス中のN
OやHC,COの酸化反応が促進され、NOの酸化によ
りNO2が生じると共に、HC,COの酸化反応の過程
で活性酸素が生じ、これらの酸化力の強いNO2及び活
性酸素が下流側に向け徐々に増加しつつ流れてメイン酸
化触媒に到り、該メイン酸化触媒の表面を排気ガス中の
パティキュレートが移動する際に、該パティキュレート
中の煤とSOF分とが前記NO2及び活性酸素による酸
化支援を受けて従来の単段式の酸化触媒の場合よりも低
い着火温度で燃え始めて効率良く燃焼除去されることに
なる。
白金をメタル担体に担持させたフロースルー方式のハニ
カム構造物として構成され、メイン酸化触媒が白金に酸
化セリウム、酸化銅、酸化鉄のうちの一種類以上を混合
してメタル担体に担持させたフロースルー方式のハニカ
ム構造物として構成されていることが好ましい。
ことにより、従来のセラミックス担体の場合よりも流路
の隔壁厚さを大幅に薄くして製作することが可能となる
ので、その隔壁の上流側端面に対しパティキュレートが
付着成長して流路の開口を閉塞してしまうといった懸念
が解消され、これによって、従来のセラミックス担体に
よる酸化触媒の場合よりも流路を細かく形成してプレ酸
化触媒及びメイン酸化触媒における排気ガスとの接触表
面積を大幅に増大させることが可能となり、プレ酸化触
媒によるNO2及び活性酸素の生成効率が増強されると
共に、メイン酸化触媒によるパティキュレートの低減効
果が増強されることになる。
ウム、酸化銅、酸化鉄のうちの一種類以上を混合してメ
タル担体に担持させたものとしているので、酸化セリウ
ム、酸化銅、酸化鉄のうちの一種類以上に白金が良好に
分散した触媒活性表面の広いメイン酸化触媒が得られ、
該メイン酸化触媒によるパティキュレートの低減効果が
より一層増強されることになる。
媒には、白金塩水溶液を金属酸化物に加えた後に還元雰
囲気で焼成により白金のメタル粒子を形成したものが用
いられているが、この種の白金粒子はその表面しか触媒
活性表面にならないために効果が低い。しかし、白金に
酸化セリウム、酸化銅、酸化鉄のうちの一種類以上を混
合してメタル担体に担持させるようにすれば、白金粒子
の粒子間を占める酸化セリウム、酸化銅、酸化鉄のうち
の一種類以上による部分も触媒活性表面となり、全体と
して触媒活性表面の大幅な増大が図られる。
酸化触媒における白金は、主として煤の酸化反応を促進
する役割を果たし、メイン酸化触媒における酸化セリウ
ム、酸化銅、酸化鉄のうちの一種類以上は、SOF分と
煤の両方の酸化反応を促進する役割を果たすことにな
る。
参照しつつ説明する。
もので、本形態例の排気浄化装置においては、エンジン
1からの排気ガス7が流通する排気管9の上流側に、白
金をステンレス製のメタル担体に担持させて成るプレ酸
化触媒13が装備されており、このプレ酸化触媒13
は、排気管9の管径と略同等の径を有する比較的小容量
のフロースルー方式のハニカム構造物(図3参照)とし
て形成されている。
隔てた下流側のマフラ10内には、白金に酸化セリウム
(セリア)を混合してステンレス製のメタル担体に担持
させて成るメイン酸化触媒14が前後二段に連ねて装備
され、このメイン酸化触媒14は、前述したプレ酸化触
媒13より容量の大きなフロースルー方式のハニカム構
造物(図3参照)として形成されており、その後段に
は、共鳴式のサイレンサ11が従来と同様に装備されて
いる。
ン酸化触媒14は、ステンレス製のメタル担体を採用し
たことにより、従来のセラミックス担体の場合よりも流
路の隔壁厚さを大幅に薄くして製作することが可能とな
るので、その隔壁の上流側端面に対しパティキュレート
が付着成長して流路の開口を閉塞してしまうといった懸
念が解消されることになる。
ミックス担体による酸化触媒の場合よりも流路を細かく
形成してプレ酸化触媒及びメイン酸化触媒における排気
ガス7との接触表面積を大幅に増大させるようにしてい
る。
のセラミックス担体の場合に、1平方インチ当たり約4
00の流路(セル)を形成するのが限界であったのに対
し、本形態例におけるステンレス製のメタル担体では、
1平方インチ当たり約1200もの流路(セル)を形成
するようにしている。
リウムに替えて酸化銅や酸化鉄の何れかを白金に混合し
たり、或いは、酸化セリウム、酸化銅、酸化鉄のうちの
二種類以上を組み合わせて白金に混合したりすることも
可能である。
ば、排気管9の上流側における比較的温度の高い排気ガ
ス7がプレ酸化触媒13を通過することにより、排気ガ
ス7中のNOやHC,COの酸化反応が促進され、NO
の酸化によりNO2が生じると共に、HC,COの酸化
反応の過程で活性酸素が生じ、これらの酸化力の強いN
O2及び活性酸素が下流側に向け徐々に増加しつつ流れ
てメイン酸化触媒14に到り、該メイン酸化触媒14の
表面を排気ガス7中のパティキュレートが移動する際
に、該パティキュレート中のSOF分と煤とが前記NO
2及び活性酸素による酸化支援を受けて従来の単段式の
酸化触媒の場合よりも低い着火温度で燃え始めて効率良
く燃焼除去されることになる。
ラミックス担体による酸化触媒の場合よりも流路を細か
く形成してプレ酸化触媒13及びメイン酸化触媒14に
おける排気ガス7との接触表面積を大幅に増大させてい
るので、プレ酸化触媒13によるNO2及び活性酸素の
生成効率が増強されると共に、メイン酸化触媒14によ
るパティキュレートの低減効果が増強されることにな
る。
セリウムを混合してメタル担体に担持させたものとして
いるので、酸化セリウムに白金が良好に分散した触媒活
性表面の広いメイン酸化触媒14が得られ、該メイン酸
化触媒14によるパティキュレートの低減効果がより一
層増強されることになる。
媒には、白金塩水溶液を金属酸化物に加えた後に還元雰
囲気で焼成により白金のメタル粒子を形成したものが用
いられているが、この種の白金粒子はその表面しか触媒
活性表面にならないために効果が低い。しかし、本形態
例のように、白金に酸化セリウムを混合してメタル担体
に担持させるようにすれば、白金粒子の粒子間を占める
酸化セリウムの部分も触媒活性表面となり、全体として
触媒活性表面の大幅な増大が図られる。
酸化触媒14における白金は、主として煤の酸化反応を
促進する役割を果たし、メイン酸化触媒14における酸
化セリウムは、SOF分と煤の両方の酸化反応を促進す
る役割を果たすことになる。
上流側でプレ酸化触媒13によりNO2及び活性酸素を
生成し、これらNO2及び活性酸素による酸化支援を受
けた下流側のメイン酸化触媒14にてパティキュレート
中のSOF分と煤とを効率良く燃焼除去して両者の同時
低減化を図ることができる。
従来のセラミックス担体による酸化触媒の場合よりも流
路を細かく形成してプレ酸化触媒13及びメイン酸化触
媒14における排気ガス7との接触表面積を大幅に増大
することができるので、プレ酸化触媒13によるNO2
及び活性酸素の生成効率、及びメイン酸化触媒14によ
るパティキュレートの低減効果を従来より大幅に増強す
ることができ、しかも、メイン酸化触媒14を白金に酸
化セリウムを混合してメタル担体に担持させたものとし
ているので、酸化セリウムに白金が良好に分散した触媒
活性表面の広いメイン酸化触媒14を得ることができ、
該メイン酸化触媒14によるパティキュレートの低減効
果をより一層増強することができる。
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
れば、排気管の上流側でプレ酸化触媒によりNO2及び
活性酸素を生成し、これらNO2及び活性酸素による酸
化支援を受けた下流側のメイン酸化触媒にてパティキュ
レート中のSOF分と煤とを効率良く燃焼除去して両者
の同時低減化を図ることができる。
よれば、メタル担体を採用したことにより、従来のセラ
ミックス担体による酸化触媒の場合よりも流路を細かく
形成してプレ酸化触媒及びメイン酸化触媒における排気
ガスとの接触表面積を大幅に増大することができるの
で、プレ酸化触媒によるNO2及び活性酸素の生成効
率、及びメイン酸化触媒によるパティキュレートの低減
効果を従来より大幅に増強することができる。
によれば、メイン酸化触媒を白金に酸化セリウム、酸化
銅、酸化鉄のうちの一種類以上を混合してメタル担体に
担持させたものとしているので、酸化セリウム、酸化
銅、酸化鉄のうちの一種類以上に白金が良好に分散した
触媒活性表面の広いメイン酸化触媒を得ることができ、
該メイン酸化触媒によるパティキュレートの低減効果を
より一層増強することができる。
る。
斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 排気ガス中のパティキュレートを低減す
る排気浄化装置であって、排気管の上流側にNO2及び
活性酸素を排気ガス中に生成するプレ酸化触媒を装備す
ると共に、該プレ酸化触媒から所要の間隔を隔てた下流
側に前記NO 2及び活性酸素による酸化支援を受けてパ
ティキュレートを燃焼除去するメイン酸化触媒を装備し
たことを特徴とする排気浄化装置。 - 【請求項2】 プレ酸化触媒が白金をメタル担体に担持
させたフロースルー方式のハニカム構造物として構成さ
れ、メイン酸化触媒が白金に酸化セリウム、酸化銅、酸
化鉄のうちの一種類以上を混合してメタル担体に担持さ
せたフロースルー方式のハニカム構造物として構成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066751A JP2001252531A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066751A JP2001252531A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 排気浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001252531A true JP2001252531A (ja) | 2001-09-18 |
Family
ID=18586059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000066751A Pending JP2001252531A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001252531A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4871875B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2012-02-08 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 二酸化窒素の再生を伴うコーティングされた粒子トラップ |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066751A patent/JP2001252531A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4871875B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2012-02-08 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 二酸化窒素の再生を伴うコーティングされた粒子トラップ |
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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