JP2008208756A - Exhaust emission control device for diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気通路に配設されたディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)により、排気中の粒子状物質(PM)を捕集除去する排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device that collects and removes particulate matter (PM) in exhaust gas by a diesel particulate filter (DPF) disposed in an exhaust passage.
ディーゼルエンジンの排気浄化を目的として、排気管に配設されたDPFにより排気中のPMを捕集除去する排気浄化装置が公知である。かかる排気浄化装置においては、PM捕集によりDPFに目詰まりが発生するので、捕集されたPMを適宜焼却する再生処理が不可欠である。このため、特開平7−317529号公報(特許文献1)に記載されるように、エンジン運転状態に応じて推測されたPM捕集量が所定値以上になると、DPFに付設された電気ヒータを作動させてPMを焼却する技術が提案されている。
しかしながら、従来提案の排気浄化装置では、1つのDPFによりすべての粒径のPMを捕集するため、その透過孔径を小粒径のPMに適合したものとせざるを得ず、大粒径のPMにより比較的短時間で目詰まりが発生してしまう。このため、DPFの再生間隔が短くなり、電気ヒータの作動に伴う燃費低下などを来たしてしまうおそれがあった。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、透過孔径が異なる複数のDPFを、排気管の上流から下流に向けて、その透過孔径が徐々に小さくなるように配設することで、DPFの目詰まりが発生し難いディーゼルエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。
However, in the conventionally proposed exhaust purification device, since PM of all particle diameters is collected by one DPF, the permeation hole diameter must be adapted to the PM of small particle diameter, and the PM of large particle diameter is required. As a result, clogging occurs in a relatively short time. For this reason, the regeneration interval of the DPF is shortened, and there is a possibility that the fuel consumption is reduced due to the operation of the electric heater.
Therefore, in view of the conventional problems as described above, the present invention provides a plurality of DPFs having different permeation hole diameters from the upstream side to the downstream side of the exhaust pipe so that the permeation hole diameters are gradually reduced. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for a diesel engine in which clogging of DPF is difficult to occur.
このため、請求項1記載の発明では、透過孔径が相互に異なる複数のディーゼルパティキュレートフィルタを、排気管の上流から下流に向けて、該透過孔径が徐々に小さくなるように配設したことを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、前記排気管の最上流に位置するディーゼルパティキュレートフィルタは、排気マニフォールドの出口近傍に配設されたことを特徴とする。
For this reason, in the first aspect of the present invention, the plurality of diesel particulate filters having different permeation hole diameters are arranged from the upstream side to the downstream side of the exhaust pipe so that the permeation hole diameters are gradually reduced. Features.
According to a second aspect of the present invention, the diesel particulate filter located at the uppermost stream of the exhaust pipe is disposed in the vicinity of the outlet of the exhaust manifold.
請求項3記載の発明によれば、前記複数のディーゼルパティキュレートフィルタには、粒子状物質を酸化させる酸化触媒が夫々担持されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the plurality of diesel particulate filters each carry an oxidation catalyst that oxidizes particulate matter.
請求項1記載の発明によれば、ディーゼルエンジンの排気管には、その上流から下流に向けて透過孔径が徐々に小さくなるように、透過孔径が相互に異なる複数のディーゼルパティキュレートフィルタが配設される。このため、排気管の上流に位置するディーゼルパティキュレートフィルタは、その透過孔径が大きいため、大粒径の粒子状物質のみを捕集する機能を発揮し、低圧力損失のものとすることができる。一方、排気管の下流に位置するディーゼルパティキュレートフィルタは、その透過孔径が小さいため、その径より大径の粒子状物質を捕集する機能を発揮するが、その上流に位置するディーゼルパティキュレートフィルタにより大粒径の粒子状物質が除去済みであるため、大粒径の粒子状物質により比較的短時間で目詰まりが発生することがない。よって、背圧上昇を抑制しつつ目詰まりが発生し難い排気浄化装置とすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the diesel engine exhaust pipe is provided with a plurality of diesel particulate filters having different permeation hole diameters so that the permeation hole diameter gradually decreases from the upstream side toward the downstream side. Is done. For this reason, since the diesel particulate filter located upstream of the exhaust pipe has a large permeation hole diameter, the diesel particulate filter exhibits a function of collecting only particulate matter having a large particle diameter, and can have a low pressure loss. . On the other hand, the diesel particulate filter located downstream of the exhaust pipe exhibits a function of collecting particulate matter having a diameter larger than its diameter because its permeation hole diameter is small, but the diesel particulate filter located upstream thereof. As a result, the particulate matter having a large particle diameter has been removed, so that the particulate matter having a large particle diameter does not cause clogging in a relatively short time. Therefore, it is possible to provide an exhaust purification device that is less likely to be clogged while suppressing an increase in back pressure.
また、排気中の粒子状物質除去に必要なディーゼルパティキュレートフィルタの容量が複数に分割されるため、各ディーゼルパティキュレートフィルタの熱容量を小さくしつつ小型化を図ることができる。このため、ディーゼルパティキュレートフィルタを短時間で昇温可能となると共に、車載レイアウトが容易になるという効果も期待できる。
請求項2記載の発明によれば、排気管の最上流に位置するディーゼルパティキュレートフィルタが排気マニフォールドの出口近傍に配設されているため、温度が高い排気が導入される。このため、大粒径の粒子状物質の酸化、要するに、その再生処理を促進することができる。
Moreover, since the capacity | capacitance of the diesel particulate filter required for particulate matter removal in exhaust_gas | exhaustion is divided | segmented into plurality, size reduction can be achieved, reducing the thermal capacity of each diesel particulate filter. For this reason, the temperature of the diesel particulate filter can be increased in a short time, and an effect of facilitating on-vehicle layout can be expected.
According to the second aspect of the present invention, since the diesel particulate filter located in the uppermost stream of the exhaust pipe is disposed in the vicinity of the outlet of the exhaust manifold, the exhaust gas having a high temperature is introduced. For this reason, the oxidation of the particulate matter having a large particle diameter, in other words, the regeneration treatment can be promoted.
請求項3記載の発明によれば、各ディーゼルパティキュレートフィルタには、粒子状物質を酸化させる酸化触媒が夫々担持されているため、目詰まりが発生し難い連続再生式排気浄化装置を実現することができる。 According to the third aspect of the present invention, each diesel particulate filter carries an oxidation catalyst that oxidizes particulate matter. Therefore, it is possible to realize a continuously regenerative exhaust purification device that is less likely to be clogged. Can do.
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図1は、本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す。
ディーゼルエンジン10の排気マニフォールド12に接続される排気管14には、その上流から下流に向けて透過孔径が徐々に小さくなるように、透過孔径が相互に異なる第1のDPF16及び第2のDPF18が夫々配設される。第1のDPF16及び第2のDPF18は、セラミックスなどの多孔性部材からなる隔壁により排気流と略平行に延びるセルが多数形成され、各セルの入口と出口とが目封材により互い違いに千鳥格子状に目封じされて形成されたものである。そして、出口が塞がれたセル内の排気が、隔壁を介して、入口が塞がれている隣接セルに流入するとき、排気中のPMが隔壁の多孔性部材により捕集されて排気が浄化される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of an exhaust emission control device for a diesel engine according to the present invention.
The
ここで、第1のDPF16では、図2(A)に示すように、粒径が所定値(例えば50nm)以上のPM20を捕集する一方、粒径が所定値未満のPM22を通過させるべく、その隔壁の透過孔径が比較的大径に設定されている。また、第2のDPF18では、同図(B)に示すように、粒径が所定値未満のPM22を捕集すべく、その隔壁の透過孔径が比較的小径に設定されている。
Here, as shown in FIG. 2A, the
かかる排気浄化装置によれば、ディーゼルエンジン10の排気中のPMのうち、粒径が所定値以上のものは第1のDPF16で捕集される一方、粒径が所定値未満のものは第2のDPF18で捕集される。このとき、排気管14の最上流に位置する第1のDPF16は、その透過孔径が大きいため、大粒径のPMのみを捕集する機能を発揮し、低圧力損失のものとすることができる。一方、排気管14の最下流に位置する第2のDPF18は、その透過孔径が小さいため、その径より大径のPMを捕集する機能を発揮するが、第1のDPF16により大粒径のPMが除去済みであるため、大粒径のPMにより比較的短時間で目詰まりが発生することがない。
According to such an exhaust purification device, among the PM in the exhaust of the
また、排気中のPM除去に必要なDPF容量が2つに分割されるため、第1のDPF16及び第2のDPF18の熱容量を小さくしつつ、これらの小型化を図ることができる。このため、第1のDPF16及び第2のDPF18を短時間で昇温させることができると共に、車載レイアウトが容易になるという効果も期待できる。そして、排気管14の最上流に位置する第1のDPF16は、その小型化により、排気マニフォールド12の出口近傍に配設することが可能となり、温度が高い排気が導入されることで、大粒径PMの再生処理を促進することができる。一方、排気管16の最下流に位置する第2のDPF18は、ここに導入される排気の温度が若干低くても、PMが小粒径であるため、その再生処理を促進することができる。
Further, since the DPF capacity necessary for removing PM in the exhaust gas is divided into two, it is possible to reduce the size of the
ここで、第1のDPF16及び第2のDPF18に、捕集されたPMを酸化させる酸化触媒を夫々担持させるようにすれば、前述した作用との相乗効果により、目詰まりが発生し難い連続再生式排気浄化装置を実現することができる。
なお、本実施形態では、排気管14に2つのDPFを配設したが、3つ以上のDPFを配設するようにしてもよい。このようにすれば、排気中のPMは、各DPFを通過するときに、粒径が大きいものから順に順次捕集されるため、背圧上昇及び目詰まり発生を効果的に抑制することができる。
Here, if each of the
In the present embodiment, two DPFs are disposed in the
10 ディーゼルエンジン
12 排気マニフォールド
14 排気管
16 第1のDPF
18 第2のDPF
10 Diesel engine 12 Exhaust
18 Second DPF
Claims (3)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007044927A JP2008208756A (en) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Exhaust emission control device for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007044927A Pending JP2008208756A (en) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Exhaust emission control device for diesel engine |
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2007
- 2007-02-26 JP JP2007044927A patent/JP2008208756A/en active Pending
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