JP2003097249A - Exhaust gas purifier - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
エンジンという）の排ガス中に含まれるパティキュレー
トをパティキュレートフィルタに捕集して焼却除去する
排気浄化装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal combustion engine (hereinafter,
The present invention relates to an exhaust gas purification device that collects particulates contained in exhaust gas of an engine) by a particulate filter and incinerates them.
【０００２】[0002]
【関連する背景技術】ディーゼルエンジンから排出され
る排ガスには、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、窒素酸化物（ＮＯx）等のほかにパティキュレー
トが多く含まれており、このパティキュレートを処理す
るための後処理装置として、排ガス中のパティキュレー
トをパティキュレートフィルタに捕集する排気浄化装置
が提案されている。このような排ガス浄化装置では、捕
集したパティキュレートを焼却除去することによりフィ
ルタを再生して、継続的な浄化を可能としているが、パ
ティキュレートの焼却除去はフィルタ温度が所定以上の
運転領域に限られるため、パティキュレートが燃焼し始
める温度を低下させて、フィルタの再生効率を向上させ
る要望がある。[Related Background Art] Exhaust gas emitted from a diesel engine includes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C).
O), nitrogen oxides (NOx), and the like, and contains a large amount of particulates. As a post-treatment device for treating the particulates, exhaust gas purification in which particulates in exhaust gas are collected by a particulate filter. A device has been proposed. In such an exhaust gas purifying apparatus, the filter is regenerated by incinerating and removing the collected particulates, and continuous purification is possible. There is a demand for improving the regeneration efficiency of the filter by lowering the temperature at which the particulates start to burn because it is limited.
【０００３】そこで、例えば特開平２−１７９１１号公
報、特開平４−１４５９２６号公報、特開平７−３２８
４４２号公報に記載の技術では、フィルタにアルカリ金
属やアルカリ土類金属を担持させて、これらの材料が有
する高い電気陰性度や電子供与性を利用して、パティキ
ュレートの燃焼開始温度の低下を図っている。Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-179911, 4-145926 and 7-328.
In the technique described in Japanese Patent No. 442, a filter is made to carry an alkali metal or an alkaline earth metal, and the high electronegativity and electron donating property of these materials are utilized to reduce the temperature at which the particulates start burning. I am trying.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が実施した試験では、フィルタの担体として一般的な
コージェライト製のものを用いてアルカリ金属を担持さ
せた場合、期待通りの浄化性能が得られないことが判明
した。図５に示す一点鎖線は、アルカリ金属として炭酸
カリウム（Ｋ2ＣＯ3）をコージェライト担体に担持した
場合の熱耐久試験後の浄化特性を表しているが、破線で
示す炭酸カリウムを担持しないコージェライト担体と比
較して、パティキュレートの燃焼に伴う二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2）はより低温域で発生し、上記した燃焼開始温度の
低下作用が証明されるものの、その二酸化炭素の発生量
のピークは寧ろ低下していることがわかる。However, in the test conducted by the present inventor, when an alkali metal was carried by using a general cordierite carrier as the carrier of the filter, the purification performance as expected was obtained. It turned out not to be possible. The alternate long and short dash line shown in FIG. 5 represents the purification characteristics after the thermal endurance test when potassium carbonate (K 2 CO 3 ) as an alkali metal was loaded on the cordierite carrier, but the dashed line does not support potassium carbonate. Compared to the light carrier, carbon dioxide (C
Although O 2 ) is generated in a lower temperature range and the above-described action of lowering the combustion start temperature is proved, it can be seen that the peak of the amount of carbon dioxide generated is rather lowered.
【０００５】このような現象が発生する要因として、カ
リウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属は熱的安定
性が弱く、高温下では飛散し易いことが考えられる。即
ち、アルカリ金属やアルカリ土類金属（特にアルカリ金
属）は雰囲気温度が高温になるほど蒸発等の飛散現象が
進行するため、結果的にアルカリ金属やアルカリ土類金
属の担持量が目減りして再生処理性能の劣化を招いてい
るものと考えられる。そして、コージェライト製のフィ
ルタは熱伝導率が１W/mK程度で比較的低く、過度の温度
上昇を局所的に招き易いことが上記のような現象を誘発
しているものと考えられる。上記各公報に記載された従
来技術では、このようなフィルタの熱伝導率の影響につ
いて何ら検討されていないため、上記した飛散現象を抑
制できなかった。As a factor causing such a phenomenon, it is considered that an alkali metal such as potassium or an alkaline earth metal has weak thermal stability and easily scatters at a high temperature. That is, with respect to alkali metal and alkaline earth metal (especially alkali metal), the scattering phenomenon such as evaporation progresses as the ambient temperature becomes higher. As a result, the amount of alkali metal or alkaline earth metal carried decreases and the regeneration treatment It is considered that the performance is deteriorated. The thermal conductivity of the cordierite filter is relatively low at about 1 W / mK, and it is considered that the phenomenon as described above is caused by the local tendency to cause excessive temperature rise. In the prior art described in each of the above publications, since the influence of such a thermal conductivity of the filter has not been examined at all, the above scattering phenomenon cannot be suppressed.
【０００６】本発明の目的は、アルカリ金属やアルカリ
土類金属の飛散現象を抑制して、パティキュレートの燃
焼開始温度の低下作用が劣化するのを防止し、もって、
高い耐久性及び再生効率を実現することができる排気浄
化装置を提供することにある。An object of the present invention is to suppress the scattering phenomenon of alkali metals and alkaline earth metals and prevent the deterioration of the effect of lowering the combustion starting temperature of particulates, and thus
An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that can achieve high durability and regeneration efficiency.
【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、請求項１の発明では、機関の排気通路にパティキュ
レートフィルタを設けた排気浄化装置において、フィル
タをシリコンカーバイト又は金属フィルタで構成すると
共に、フィルタにアルカリ金属及びアルカリ土類金属か
らなる群から選択される少なくとも一つを担持させた。In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, in an exhaust emission control device having a particulate filter in an exhaust passage of an engine, the filter is composed of a silicon carbide or a metal filter. At the same time, the filter was loaded with at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals.
【０００８】従って、フィルタに捕集されたパティキュ
レートはフィルタ温度の上昇時に燃焼し、これによりフ
ィルタが再生され、フィルタにアルカリ金属やアルカリ
土類金属が担持されることで、パティキュレートはより
低い温度で燃焼を開始し、結果としてフィルタの再生効
率が向上する。フィルタ上でのパティキュレートは全体
が均一に燃焼することなく、堆積部分の一端から燃焼を
開始して、その燃焼部分を次第に移行させながら燃焼を
継続するため、フィルタはパティキュレートの燃焼部分
において局所的な温度上昇を生じる。ここで、シリコン
カーバイトや金属フィルタは熱伝導率が高いため、パテ
ィキュレートの燃焼部分の熱が他の部分に逃がされ、燃
焼部分の温度上昇が緩和される。その結果、温度上昇に
よるアルカリ金属やアルカリ土類金属の飛散現象が抑制
され、上記燃焼開始温度の低下作用の劣化が防止され
る。Therefore, the particulate matter trapped in the filter burns when the temperature of the filter rises, whereby the filter is regenerated, and alkali metal or alkaline earth metal is carried on the filter, so that the particulate matter is lower. Combustion begins at temperature, resulting in improved filter regeneration efficiency. The particulates on the filter do not burn uniformly, but start burning from one end of the deposited portion and continue burning while gradually shifting the burning portion, so the filter is locally burned in the burning portion of particulates. Temperature rise. Here, since the silicon carbide and the metal filter have high thermal conductivity, the heat of the burning portion of the particulate is released to the other portion, and the temperature rise of the burning portion is moderated. As a result, the scattering phenomenon of alkali metal or alkaline earth metal due to the temperature rise is suppressed, and the deterioration of the above-mentioned action of lowering the combustion start temperature is prevented.
【０００９】又、請求項２の発明では、フィルタに、ア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から選択さ
れる少なくとも一つを炭酸塩として担持させた。炭酸塩
は、例えば硝酸塩や硫酸塩に比較してパティキュレート
の燃焼開始温度の低下作用に優れることから、同一運転
条件においてフィルタ温度がパティキュレートの燃焼開
始温度に一層達し易くなるため、フィルタ再生効率が向
上する。Further, in the invention of claim 2, at least one selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals is carried as a carbonate on the filter. Carbonates are superior in reducing the combustion start temperature of particulates as compared with nitrates and sulfates, for example, so that the filter temperature more easily reaches the combustion start temperature of particulates under the same operating conditions, so the filter regeneration efficiency Is improved.
【００１０】更に、請求項３の発明では、フィルタに担
持した炭酸塩の硝酸塩又は硫酸塩への変化を抑制すべ
く、貴金属の担持量を０若しくは微量に調整した。炭酸
塩が貴金属と反応した場合には、より燃焼開始温度の低
下作用が弱い硝酸塩又は硫酸塩に変化するが、このよう
な事態が未然に防止され、又、炭酸塩の反応がパティキ
ュレートの燃焼開始温度を低下させるためにほとんど費
やされるため、結果として燃焼開始温度の低下作用が最
大限に得られる。Further, in the invention of claim 3, the amount of the noble metal carried is adjusted to 0 or a small amount in order to suppress the change of the carbonate carried on the filter into the nitrate or the sulfate. When a carbonate reacts with a noble metal, it changes to a nitrate or a sulfate, which has a weaker action of lowering the combustion start temperature, but such a situation is prevented in advance, and the reaction of the carbonate causes the combustion of particulates. Most of the money is spent to reduce the starting temperature, and as a result, the effect of reducing the combustion starting temperature is maximized.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した排気浄
化装置の一実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化
装置はディーゼルエンジンに適用され、当該排気浄化装
置のフィルタは、ディーゼルパティキュレートフィルタ
（以下、ＤＰＦという）としてエンジンの排気通路に設
けられている。図１は本実施形態の排気浄化装置に備え
られたＤＰＦを示す断面図、図２はＤＰＦを示す正面
図、図３は図１のＡ部分の詳細を示す部分拡大断面図で
ある。これらの図に示すように、ＤＰＦ１は多数のセル
２ａからなるハニカム（モノリス）型の担体２を有して
いる。担体２の各セル２ａはそれぞれ断面四角状に形成
され、隣接するセル２ａの上流側と下流側との開口部は
交互にプラグ３で閉鎖されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an exhaust gas purification device embodying the present invention will be described below. The exhaust emission control device of the present embodiment is applied to a diesel engine, and the filter of the exhaust emission control device is provided as a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) in the exhaust passage of the engine. FIG. 1 is a sectional view showing a DPF provided in the exhaust emission control device of this embodiment, FIG. 2 is a front view showing the DPF, and FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing details of a portion A in FIG. As shown in these figures, the DPF 1 has a honeycomb (monolith) type carrier 2 composed of a large number of cells 2a. Each cell 2a of the carrier 2 is formed in a rectangular cross section, and the openings of the adjacent cells 2a on the upstream side and the downstream side are alternately closed by plugs 3.
【００１２】本実施形態の担体２は、シリコンカーバイ
ト（ＳiＣ）で製作されており、例えば、ＳiＣ粉体とバ
インダーを混合したものを水に分散させ、その固形分を
ハニカム状に成形し、このハニカム成形体を焼成したも
のである。尚、この担体２の成形時に、前記プラグ３も
同時に一体成形される。図３に示すように、シリコンカ
ーバイト担体３の表面全体には、触媒層４としてアルカ
リ金属の炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）が担持されている。
本実施形態の触媒層４は炭酸カリウムのみから形成さ
れ、その担持量は１〜１００ｇ/ｌの範囲で設定されて
いる。The carrier 2 of this embodiment is made of silicon carbide (SiC). For example, a mixture of SiC powder and a binder is dispersed in water, and the solid content is formed into a honeycomb shape. This honeycomb formed body is fired. When the carrier 2 is molded, the plug 3 is also integrally molded. As shown in FIG. 3, alkali metal potassium carbonate (K 2 CO 3 ) is carried as the catalyst layer 4 on the entire surface of the silicon carbide carrier 3.
The catalyst layer 4 of the present embodiment is formed only from potassium carbonate, and the supported amount is set in the range of 1 to 100 g / l.
【００１３】触媒層４は、例えば以下のようにして、シ
リコンカーバイト担体３の表面に形成される。まず、炭
酸カリウムを含むスラリーを調製し、このスラリー中に
シリコンカーバイト担体３を浸漬する。その後、シリコ
ンカーバイト担体３を乾燥・焼成すると、シリコンカー
バイト担体３の表面に炭酸カリウムからなる触媒層４が
形成される。The catalyst layer 4 is formed on the surface of the silicon carbide carrier 3 in the following manner, for example. First, a slurry containing potassium carbonate is prepared, and the silicon carbide carrier 3 is immersed in this slurry. Then, when the silicon carbide carrier 3 is dried and baked, the catalyst layer 4 made of potassium carbonate is formed on the surface of the silicon carbide carrier 3.
【００１４】以上のように構成された排気浄化装置にお
いて、エンジンからの排ガスは、図１に矢印で示すよう
に各セル２ａを区画する濾過面２ｂを透過して流通し、
含有するパティキュレートを濾過面２ｂに捕集された後
に大気中に排出される。濾過面２ｂに堆積したパティキ
ュレートは、ＤＰＦ温度が所定以上に達する運転状態に
おいて焼却除去され、この再生処理が繰り返されること
により、ＤＰＦ１は継続的にパティキュレートの浄化作
用を奏する。In the exhaust gas purifying apparatus constructed as described above, the exhaust gas from the engine passes through the filtering surface 2b which partitions each cell 2a as shown by the arrow in FIG.
The contained particulates are collected on the filtration surface 2b and then discharged into the atmosphere. The particulate matter deposited on the filtration surface 2b is incinerated and removed in an operating state in which the DPF temperature reaches a predetermined temperature or higher, and by repeating this regeneration treatment, the DPF1 continuously exerts a particulate purification effect.
【００１５】このようなＤＰＦ１の再生は、機関負荷や
回転が高い運転領域において排気温度の上昇に伴って自
ずと行われる一方（連続再生）、ＤＰＦ１の前後差圧等
に基づいてパティキュレートの捕集量が限界と判断され
るときには、周知の吸排気絞りや噴射時期のリタード、
或いはコモンレール式ディーゼルエンジンでは膨張行程
や排気行程でのポスト噴射が実行されて排気温度が上昇
され、パティキュレートが強制的に焼却除去される（強
制再生）。Such regeneration of the DPF 1 is naturally carried out along with an increase in the exhaust gas temperature in an operating region where engine load and rotation are high (continuous regeneration), while particulates are collected based on the differential pressure across the DPF 1 and the like. When the amount is judged to be the limit, well-known intake and exhaust throttle and retard of injection timing,
Alternatively, in a common-rail diesel engine, post injection is performed in the expansion stroke and exhaust stroke to raise the exhaust temperature and forcibly remove particulates by incineration (forced regeneration).
【００１６】本発明者は、ＤＰＦ１に担持した炭酸カリ
ウムによりパティキュレートの燃焼開始温度を低下させ
る作用がどの程度得られるかを実験した。図４は実験結
果を示しており、触媒材料を一切担持しない場合の燃焼
開始温度が５５０℃程度であったのに対し、炭酸カリウ
ムを担持することで３５０℃程度まで低下されることを
確認した。尚、カリウムを含む他の酸化物である硝酸カ
リウム（ＫＮＯ3）の場合には４００℃程度であり、硫
酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）の場合には４７０℃程度である
ことから、炭酸カリウムが最も顕著な作用を奏すること
がわかる。The inventor of the present invention conducted an experiment to find out to what extent potassium carbonate supported on DPF1 can obtain the effect of lowering the combustion starting temperature of particulates. FIG. 4 shows the experimental results, and it was confirmed that the combustion start temperature was about 550 ° C. when the catalyst material was not supported at all, whereas it was lowered to about 350 ° C. by supporting potassium carbonate. . It should be noted that since potassium nitrate (KNO 3 ) which is another oxide containing potassium has a temperature of about 400 ° C. and potassium sulfate (K 2 SO 4 ) has a temperature of about 470 ° C., potassium carbonate is the most It can be seen that it has a remarkable effect.
【００１７】従って、炭酸カリウムを使用した場合は、
通常運転時において、ＤＰＦ温度が燃焼開始温度に達し
て連続再生が行われる機会がより増加するため、ＤＰＦ
１での捕集量に余裕が生じて、常に確実にパティキュレ
ートの浄化がなされると共に、強制再生時には、排気昇
温に要する燃焼消費量を低減可能となる。一方、ＤＰＦ
１上でのパティキュレートは、全体が均一に燃焼するこ
となく堆積部分の一端から燃焼を開始し、その燃焼部分
を次第に移行させながら燃焼を継続するため、ＤＰＦ１
はパティキュレートの燃焼部分において局所的な温度上
昇を生じる。ここで、シリコンカーバイト担体２の熱伝
導率は５０W/mK程度であり、コージェライト担体等に比
較して格段に高いため、パティキュレートの燃焼部分の
熱が他の部分（ＤＰＦ１の非燃焼部分、或いは濾過面２
ｂを透過する際の排ガス等）に逃がされ、結果として、
ＤＰＦ１のパティキュレート燃焼部分の温度上昇が緩和
されて、温度上昇による炭酸カリウムの飛散現象が確実
に抑制される。Therefore, when potassium carbonate is used,
During normal operation, the DPF temperature reaches the combustion start temperature and the chance of continuous regeneration increases, so the DPF temperature increases.
The amount of trapped in 1 has a margin, so that the particulates can always be surely purified, and at the time of forced regeneration, it is possible to reduce the combustion consumption amount required for raising the temperature of exhaust gas. On the other hand, DPF
The particulates on No. 1 start burning at one end of the deposited portion without burning the whole uniformly and continue burning while gradually shifting the burning portion.
Causes a local temperature rise in the burning part of the particulates. Here, the thermal conductivity of the silicon carbide carrier 2 is about 50 W / mK, which is much higher than that of cordierite carrier, so that the heat of the burning part of the particulates is the other part (the non-burning part of the DPF 1). , Or filtration surface 2
Exhaust gas when passing through b) is released, and as a result,
The temperature rise in the particulate burning portion of the DPF 1 is alleviated, and the scattering phenomenon of potassium carbonate due to the temperature rise is surely suppressed.
【００１８】図５に示す実線は、炭酸カリウムをシリコ
ンカーバイト担体２に担持した本実施形態のＤＰＦ１の
熱耐久試験後の浄化特性を表しているが、一点鎖線で示
す炭酸カリウムをコージェライト担体に担持した従来技
術と比較して、パティキュレートの燃焼に伴って二酸化
炭素（ＣＯ2）が発生する温度域はほぼ同様であるが、
そのピークは遥かに高く、パティキュレートが活発に燃
焼されてＤＰＦ１の再生効率が高いことがわかる。The solid line shown in FIG. 5 represents the purification characteristics of the DPF 1 of this embodiment in which potassium carbonate is loaded on the silicon carbide carrier 2 after the thermal endurance test. The temperature range in which carbon dioxide (CO 2 ) is generated in accordance with the combustion of particulates is almost the same as that of the conventional technique supported by
The peak is much higher, and it can be seen that the particulates are actively burned and the regeneration efficiency of DPF1 is high.
【００１９】この試験結果は、細孔分布がより均一なシ
リコンカーバイト担体２では、触媒成分とパティキュレ
ートとが高い確率で接触して迅速に反応することも要因
の一つであるが、上記のように熱耐久試験後も炭酸カリ
ウムが飛散して劣化することなく、炭酸カリウムによる
燃焼開始温度の低下作用が十分に奏されることが大きく
関与していると考えられる。This test result is also due to the fact that in the silicon carbide carrier 2 having a more uniform pore distribution, the catalyst component and the particulates are brought into contact with each other with a high probability to react rapidly, but As described above, it is considered that potassium carbonate is not scattered and deteriorated even after the heat durability test, and that the effect of lowering the combustion start temperature by potassium carbonate is sufficiently exerted.
【００２０】よって、本実施形態の排気浄化装置によれ
ば、カリウムの飛散現象を抑制して、パティキュレート
の燃焼開始温度の低下作用が劣化するのを防止し、もっ
て、その耐久性を飛躍的に向上させることができる。
又、これにより、通常運転時において連続再生が行われ
る機会が増加して、パティキュレートを確実に浄化でき
ると共に、強制再生時には排気昇温に要する燃料消費量
を低減でき、結果として高い再生効率を実現することが
できる。Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, the scattering phenomenon of potassium is suppressed to prevent the lowering effect of the combustion starting temperature of particulates from being deteriorated, and thus the durability thereof is dramatically improved. Can be improved.
In addition, this increases the chances of continuous regeneration during normal operation, can reliably purify particulates, and can reduce the fuel consumption required for exhaust gas temperature rise during forced regeneration, resulting in high regeneration efficiency. Can be realized.
【００２１】又、以上のようにＤＰＦ１の担体２の材質
を変更するだけであり、既存の排気システムを変更する
必要がないことから、極めて容易に実現することができ
る。更に、図４に基づいて説明したように、パティキュ
レートの燃焼開始温度の低下作用に最も優れた炭酸カリ
ウムを触媒層４として担持するため、硝酸カリウムや硝
酸カリウムに比較して、ＤＰＦ温度がパティキュレート
の燃焼開始温度に一層達し易くなり、その再生効率を十
分に高めることができる。Further, since it is only necessary to change the material of the carrier 2 of the DPF 1 as described above and there is no need to change the existing exhaust system, it can be realized very easily. Further, as described with reference to FIG. 4, since potassium carbonate, which is most excellent in the effect of lowering the combustion start temperature of particulates, is carried as the catalyst layer 4, the DPF temperature is higher than that of potassium nitrate or potassium nitrate. It becomes easier to reach the combustion start temperature, and the regeneration efficiency can be sufficiently increased.
【００２２】一方、触媒層４中の炭酸カリウムに白金
（Ｐt）等の貴金属を共存させた場合、所謂ＮＯx吸蔵触
媒におけるＮＯx（窒素酸化物）吸着時と同様に、貴金
属上で炭酸カリウムが排ガス中のＮＯと反応して、硝酸
カリウムが生成されたり、ＳＯx（硫黄酸化物）吸着時
と同様に、貴金属上で炭酸カリウムが排ガス中の硫黄成
分ＳＯ2と反応して、硫酸カリウムが生成されたりする
現象が生じる。つまり、炭酸カリウムがより燃焼開始温
度の低下作用の弱い硝酸カリウムや硫酸カリウムに変質
してしまうが、本実施形態では触媒層４に貴金属を含有
していないため、このような事態を未然に防止できると
いう利点もある。又、貴金属との反応を防止することに
より、炭酸カリウムの反応はパティキュレートの燃焼開
始温度を低下させるために全て費やされるため、結果と
して燃焼開始温度の低下作用を最大限に得ることができ
る。On the other hand, when a noble metal such as platinum (Pt) is made to coexist with potassium carbonate in the catalyst layer 4, the potassium carbonate is exhausted on the noble metal in the same manner as when adsorbing NOx (nitrogen oxide) on the so-called NOx storage catalyst. Potassium nitrate is produced by reacting with NO in the product, or potassium sulfate is produced by reacting potassium carbonate on the noble metal with the sulfur component SO 2 in the exhaust gas, similar to when SOx (sulfur oxide) is adsorbed. Phenomenon occurs. That is, potassium carbonate is transformed into potassium nitrate or potassium sulfate, which has a weaker action of lowering the combustion start temperature, but in the present embodiment, such a situation can be prevented in advance because the catalyst layer 4 does not contain a noble metal. There is also an advantage. Further, by preventing the reaction with the noble metal, the reaction of potassium carbonate is entirely spent for lowering the combustion start temperature of the particulates, and as a result, the effect of lowering the combustion start temperature can be maximized.
【００２３】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例え
ば、上記実施形態では、高い熱伝導率が得られる材料と
してシリコンカーバイトを適用したが、ＤＰＦ１の担体
２として要求される強度や耐熱性を満足した上で、高い
熱伝導率を実現できる材料であれば、これに限ることは
なく、例えばステンレス等からなる金属繊維を所定の空
間充填率となるように分散状態で充填・固定化して構成
した金属製フィルタ（熱伝導率１４W/mK程度）でもよ
い。Although the embodiment has been described above, the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, silicon carbide is used as a material that can obtain high thermal conductivity, but a material that can realize high thermal conductivity while satisfying the strength and heat resistance required for the carrier 2 of the DPF 1. However, the present invention is not limited to this, for example, a metal filter (heat conductivity of about 14 W / mK) configured by filling and fixing metal fibers such as stainless steel in a dispersed state so as to have a predetermined space filling rate. But it's okay.
【００２４】又、上記実施形態では、担体２上にカリウ
ムを炭酸塩の形で担持したが、硝酸塩や硫酸塩、或いは
酸化物や水酸化物等の形で担持してもよい。例えば硝酸
塩や硫酸塩の場合でも、図４に基づいて説明したよう
に、触媒材料を一切担持しない場合に比較して十分にパ
ティキュレートの燃焼開始温度を低下可能である。又、
カリウム以外のアルカリ金属、例えばリチウム（Ｌ
i）、ナトリウム（Ｎa）、ルビジウム（Ｒb）等を担持
したり、アルカリ希土類であるバリウム（Ｂa）、ベリ
リウム（Ｂe）、マグネシウム（Ｍg）、カルシウム（Ｃ
a）、ストロンチウム（Ｓr）、ラジウム（Ｒa）等を担
持してもよい。In the above embodiment, potassium is supported on the carrier 2 in the form of carbonate, but it may be supported in the form of nitrate, sulfate, oxide, hydroxide or the like. For example, even in the case of nitrates or sulfates, as described with reference to FIG. 4, the combustion start temperature of particulates can be sufficiently lowered as compared with the case where no catalyst material is supported. or,
Alkali metals other than potassium, such as lithium (L
i), sodium (Na), rubidium (Rb), etc. are supported, and alkaline rare earths such as barium (Ba), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (C)
A), strontium (Sr), radium (Ra) and the like may be supported.
【００２５】更に、上記実施形態では、触媒層４を炭酸
カリウムのみから形成したが、上記した貴金属による炭
酸カリウムの変質が生じない程度であれば、貴金属の含
有を妨げるものではなく、例えば白金（Ｐt）等を微量
に含有させてもよいし、或いは貴金属以外の触媒材料、
例えば、アルミナ等の触媒基材、遷移金属、希土類を炭
酸カリウムに共存させてもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the catalyst layer 4 is formed only from potassium carbonate. However, as long as the alteration of potassium carbonate due to the above-mentioned noble metal does not occur, the inclusion of noble metal is not hindered. Pt) or the like may be contained in a trace amount, or a catalyst material other than noble metal,
For example, a catalyst base material such as alumina, a transition metal, or a rare earth may be allowed to coexist in potassium carbonate.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明の排
気浄化装置によれば、アルカリ金属やアルカリ土類金属
の飛散現象を抑制して、パティキュレートの燃焼開始温
度の低下作用が劣化するのを防止し、もって、高い耐久
性及び再生効率を実現することができる。As described above, according to the exhaust gas purifying apparatus of the first aspect of the present invention, the scattering phenomenon of the alkali metal or the alkaline earth metal is suppressed and the action of lowering the combustion starting temperature of the particulates is deteriorated. Can be prevented, and thus high durability and reproduction efficiency can be realized.
【００２７】又、請求項２の発明の排気浄化装置によれ
ば、請求項１の発明に加えて、パティキュレートの燃焼
開始温度の低下作用に優れる炭酸塩を担持するため、フ
ィルタの再生効率をより一層向上させることができる。
更に、請求項３の発明の排気浄化装置によれば、請求項
２の発明に加えて、炭酸塩と貴金属との反応を防止する
ため、フィルタの再生効率を更に向上させることができ
る。Further, according to the exhaust gas purifying apparatus of the second aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, since it carries a carbonate excellent in the action of lowering the combustion starting temperature of particulates, the regeneration efficiency of the filter is improved. It can be further improved.
Further, according to the exhaust gas purifying apparatus of the third aspect of the invention, in addition to the second aspect of the invention, since the reaction between the carbonate and the noble metal is prevented, the regeneration efficiency of the filter can be further improved.
【図１】実施形態の排気浄化装置に備えられたＤＰＦを
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a DPF provided in an exhaust emission control device of an embodiment.
【図２】ＤＰＦを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a DPF.
【図３】図１のＡ部分の詳細を示す部分拡大断面図であ
る。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing details of a portion A in FIG.
【図４】触媒層の組成と燃焼開始温度との関係を示す説
明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the composition of the catalyst layer and the combustion start temperature.
【図５】実施形態と従来技術との浄化特性を比較した説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram comparing the purification characteristics of the embodiment and the prior art.
１ ＤＰＦ（フィルタ） 1 DPF (filter)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ Ｆ０１Ｎ 3/10 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ 3/24 ＺＡＢ Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA02 AA03 BA01 CA00 CA01 CA05 EA01 EA04 3G091 AA18 AB02 AB13 BA00 BA07 CB00 CB07 DC01 EA17 EA32 GA06 GB05W GB06W GB07W GB17X HA36 4D019 AA01 BA02 BA05 BC07 CA01 4D048 AA14 AB01 BA06X BA14X BA45X BB02 CD05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01D 53/94 F01N 3/24 E F01N 3/10 B01D 53/36 103C 3/24 ZAB F term (reference) 3G090 AA01 AA02 AA03 BA01 CA00 CA01 CA05 EA01 EA04 3G091 AA18 AB02 AB13 BA00 BA07 CB00 CB07 DC01 EA17 EA32.
Claims (3)
ルタを設けた排気浄化装置において、 上記フィルタをシリコンカーバイト又は金属フィルタで
構成すると共に、上記フィルタにアルカリ金属及びアル
カリ土類金属からなる群から選択される少なくとも一つ
を担持させたことを特徴とする排気浄化装置。1. An exhaust emission control device having a particulate filter in an exhaust passage of an engine, wherein the filter is composed of a silicon carbide or metal filter, and the filter is selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. An exhaust emission control device, which carries at least one of the following:
びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくと
も一つが炭酸塩として担持されることを特徴とする請求
項１に記載の排気浄化装置。2. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein at least one selected from the group consisting of the alkali metal and the alkaline earth metal is carried as a carbonate on the filter.
硝酸塩又は硫酸塩への変化を抑制すべく、貴金属の担持
量を０若しくは微量に調整されていることを特徴とする
請求項２に記載の排気浄化装置。3. The filter according to claim 2, wherein the amount of the noble metal carried is adjusted to 0 or a small amount in order to suppress the change of the carried carbonate to nitrate or sulfate. Exhaust purification device.
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