JP2009062875A - Exhaust emission control device - Google Patents
Exhaust emission control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009062875A JP2009062875A JP2007231446A JP2007231446A JP2009062875A JP 2009062875 A JP2009062875 A JP 2009062875A JP 2007231446 A JP2007231446 A JP 2007231446A JP 2007231446 A JP2007231446 A JP 2007231446A JP 2009062875 A JP2009062875 A JP 2009062875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- inner diameter
- shell
- catalyst
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
本発明は、排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust emission control device.
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤分と、高沸点炭化水素成分から成るSOF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、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。 Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of a soot fraction composed of carbon and a SOF fraction (Soluble Organic Fraction) composed of a high-boiling hydrocarbon component. Furthermore, the composition contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, a particulate filter is installed in the middle of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows. Has been performed conventionally.
前記パティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。 The particulate filter has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the respective channels partitioned in a lattice shape are alternately sealed, and the channels are not sealed. The outlet is sealed, and only the exhaust gas that has permeated through the porous thin wall that defines each flow path is discharged downstream.
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの採用が検討されている。 Then, the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, so that the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. It is necessary to regenerate, but in normal diesel engine operation conditions, there are few opportunities to obtain exhaust temperatures that are high enough for particulates to self-combust, so a catalyst regeneration type that integrally supports an oxidation catalyst. Adoption of a particulate filter is being studied.
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となる。 That is, if such a catalyst regeneration type particulate filter is employed, the oxidation reaction of the collected particulates is promoted to lower the ignition temperature, and the particulates can be burned and removed even at an exhaust temperature lower than the conventional one. It becomes possible.
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがある。 However, even when such a catalyst regeneration type particulate filter is used, the trapped amount exceeds the particulate processing amount in the operation region where the exhaust temperature is low, so such a low exhaust gas. If the operation state at the temperature continues, there is a possibility that the particulate filter will fall into an over trapped state without the regeneration of the particulate filter proceeding well.
そこで、パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型の酸化触媒を別途配置し、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階で前記酸化触媒より上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。 Therefore, a flow-through type oxidation catalyst is separately arranged in front of the particulate filter, and fuel is added to the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst at the stage where the amount of particulate accumulation has increased. It is considered to perform forced regeneration.
つまり、パティキュレートフィルタより上流側で添加された燃料(HC)が前段の酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。 That is, the fuel (HC) added on the upstream side of the particulate filter undergoes an oxidation reaction while passing through the preceding oxidation catalyst, and the catalyst bed of the particulate filter immediately after the inflow of exhaust gas heated by the reaction heat. The temperature is raised, the particulates are burned out, and the particulate filter is regenerated.
この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排気ガス中に燃料を添加すれば良い。 As a specific means for executing this kind of fuel addition, post-injection is added at the timing of non-ignition later than the compression top dead center following the main injection of fuel performed near the compression top dead center. What is necessary is just to add a fuel in gas.
図3に示す如く、このようなパティキュレートフィルタ1を前段の酸化触媒2と一緒に排気管3の途中に装備するにあたっては、パティキュレートフィルタ1及び酸化触媒2をシェル4により抱持して排気管3の途中に装備し、このシェル4の入側に排気管3の内径dpをシェル4の内径dsまで漸増するよう排気ガス5の流れ方向に拡径するコーン6を介装するようにしている。
As shown in FIG. 3, when such a
尚、このような前段の酸化触媒2とパティキュレートフィルタ1との配置状態について技術開示した先行技術文献情報としては、例えば、本発明と同じ出願人による下記の特許文献1等がある。
しかしながら、従来においては、生産性や搭載性等の事情を考慮してコーン6の入口から酸化触媒2の入側端面までの距離Lを決定し、前段の酸化触媒2の触媒性能(貴金属量等)を調整することで排気浄化性能を満足させるようにしていた為、本来発揮されるべき触媒性能が十分に引き出されないまま高コストの貴金属等が過剰に使用されている虞れがあった。
However, conventionally, the distance L from the entrance of the
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、排気浄化性能を良好に維持しつつ触媒性能を必要十分な適正グレードに抑えてコストの削減化(貴金属量の削減)を図り得る排気浄化装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an exhaust emission control device capable of reducing the cost (reducing the amount of noble metal) by suppressing the catalyst performance to a necessary and appropriate grade while maintaining good exhaust emission purification performance. The purpose is to provide.
本発明は、排気ガスを通過させて浄化する排気浄化触媒をシェルにより抱持して排気管途中に装備し、このシェルの入側に排気管内径をシェル内径まで漸増するよう排気ガスの流れ方向に拡径するコーンを介装した排気浄化装置において、コーンの入口から排気浄化触媒の入側端面までの距離をシェル内径と排気管内径との差分で除算して無次元化した値が2.2〜4.0の範囲となるように設定したことを特徴とするものである。 In the present invention, an exhaust gas purification catalyst that passes exhaust gas to be purified is held by a shell and is provided in the middle of the exhaust pipe, and the flow direction of the exhaust gas gradually increases the inner diameter of the exhaust pipe to the shell inner diameter on the inlet side of the shell. In the exhaust purification device having a cone that expands to a diameter of 2, the dimensionless value obtained by dividing the distance from the inlet of the cone to the inlet end surface of the exhaust purification catalyst by the difference between the shell inner diameter and the exhaust pipe inner diameter is 2. It is characterized by being set to be in the range of 2 to 4.0.
而して、このように無次元化した値が2.2〜4.0の範囲となるように設定すれば、前記の無次元化した値を2.2より小さくした場合に生じる排気ガスの分散性の極端な悪化を未然に回避することが可能であり、本来発揮されるべき触媒性能が十分に引き出されて良好な排気浄化性能が得られることになる。 Thus, if the dimensionless value is set to be in the range of 2.2 to 4.0, the exhaust gas generated when the dimensionless value is made smaller than 2.2. It is possible to avoid the extreme deterioration of dispersibility, and the catalyst performance that should be originally exhibited can be sufficiently derived to obtain good exhaust purification performance.
事実、本発明者による検証実験によれば、前記の無次元化した値を2.2より小さくした場合に、排気ガスの分散性が極端に悪化してしまうことが判明しており、また、前記の無次元化した値を2.2〜4.0の範囲とした場合には、排気ガスの分散性が十分に高いレベルで値の増加に伴い徐々に良化しつつほぼ横這いに推移することが判明している。 In fact, according to a verification experiment by the present inventors, it has been found that when the dimensionless value is made smaller than 2.2, the dispersibility of the exhaust gas is extremely deteriorated. When the dimensionless value is in the range of 2.2 to 4.0, the dispersibility of the exhaust gas is at a sufficiently high level and gradually becomes better as the value increases, and is almost flat. Is known.
他方、この無次元化した値を4.0より大きくしても、コーンの入口から排気浄化触媒の入側端面までの距離が増えるばかりで、排気ガスの分散性の良化には殆ど寄与しないことが判明しており、車両への搭載性を悪化させてしまうことにしかならない。 On the other hand, even if this dimensionless value is made larger than 4.0, the distance from the inlet of the cone to the inlet side end face of the exhaust purification catalyst only increases, and hardly contributes to the improvement of the dispersibility of the exhaust gas. It has been found that this will only worsen the mountability on the vehicle.
上記した本発明の排気浄化装置によれば、コーンの入口から排気浄化触媒の入側端面までの距離をシェル内径と排気管内径との差分で除算して無次元化した値を2.2〜4.0の範囲となるように設定したことによって、排気ガスの分散性の極端な悪化を未然に回避しつつ該排気ガスの分散性を十分に高いレベルに確保することができ、本来発揮されるべき触媒性能を十分に引き出して良好な排気浄化性能を得ることができるので、その排気浄化性能を良好に維持しながらも触媒性能を必要十分な適正グレードに抑えることができてコストの削減化(貴金属量の削減)を図ることができるという優れた効果を奏し得る。 According to the above-described exhaust purification apparatus of the present invention, the dimensionless value obtained by dividing the distance from the cone inlet to the inlet side end face of the exhaust purification catalyst by the difference between the shell inner diameter and the exhaust pipe inner diameter is 2.2 to By setting it to be in the range of 4.0, the exhaust gas dispersibility can be ensured at a sufficiently high level while avoiding an extreme deterioration of the exhaust gas dispersibility, which is originally exhibited. The catalyst performance should be fully extracted and good exhaust purification performance can be obtained, so that while maintaining the exhaust purification performance good, the catalyst performance can be suppressed to the appropriate and appropriate grade and the cost can be reduced. An excellent effect that (a reduction in the amount of noble metal) can be achieved can be achieved.
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、先に説明した図3のものと略同様に、前段の酸化触媒2(排気ガスを通過させて浄化する排気浄化触媒)とパティキュレートフィルタ1とをシェル4により抱持して排気管3の途中に装備し、このシェル4の入側に排気管3の内径dpをシェル4の内径dsまで漸増するよう排気ガス5の流れ方向に拡径するコーン6を介装した排気浄化装置に関し、コーン6の入口から前段の酸化触媒2の入側端面までの距離Lをシェル4の内径dsと排気管3の内径dpとの差分で除算して無次元化した値ζが2.2〜4.0の範囲となるように設定している。
FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention. As in the case of FIG. 3 described above, an
即ち、このように無次元化した値ζが2.2〜4.0の範囲となるように設定すれば、この値ζを2.2より小さくした場合に生じる排気ガス5の分散性の極端な悪化を未然に回避することが可能であり、本来発揮されるべき触媒性能が十分に引き出されて良好な排気浄化性能が得られることになる。
That is, if the dimensionless value ζ is set to be in the range of 2.2 to 4.0, the extreme dispersibility of the
事実、本発明者による検証実験によれば、例えば、図2にグラフ(一様度[Uniformity Index]と値ζとの関係を示したもの)で示す如き実験結果が得られており、このグラフから明らかであるように、シェル4の内径dsを大、中、小の三種類の何れとした場合でも、また、排気管3の内径dpを現状のものより大きくした場合でも、前記の無次元化した値ζが2.2より小さくなると、排気ガス5の一様度が著しく低下して分散性が極端に悪化してしまうことが判明している。
In fact, according to the verification experiment by the present inventor, for example, an experimental result as shown in a graph (showing the relationship between the uniformity [Uniformity Index] and the value ζ) in FIG. 2 is obtained. As is clear from the above, the dimensionless shape of the
ここで、シェル4の内径dsが中のデータは、シェル4の内径dsが199mmで排気管3の内径dpが57.5mmとした現状のものであり、シェル4の内径dsが大のデータは、排気管3の内径dpを現状の57.5mmとしたままシェル4の内径dsを259mmに拡大したものであり、シェル4の内径dsが小のデータは、排気管3の内径dpを現状の57.5mmとしたままシェル4の内径dsを154mmに縮小したものであり、排気管3の内径dpが大のデータは、シェル4の内径dsを現状の199mmとしたまま排気管3の内径dpを77.0mmに拡大したものである。
Here, the data in which the inner diameter ds of the
尚、一様度とは、排気ガス5の分散性を偏差的手法により評価したもので、下記の数1で示されるものである[γ:一様度、Wi:ローカル流速、Wmean:平均流速]。
この一様度における値は0〜1の範囲となり、一様度が1の時は、理想的な流れとなって担体内の軸方向流速が何処でも同じ流速となる状態を表し、一様度が0の時は、全流量が一つのセルに流れて他のセルの流速が0となる状態を表しており、通常の場合は0.7〜0.98程度となる。 The value in this uniformity is in the range of 0 to 1, and when the uniformity is 1, it represents an ideal flow and the axial flow velocity in the carrier is the same flow velocity everywhere. When 0 is 0, this represents a state in which the total flow rate flows to one cell and the flow rate of the other cells becomes 0. In a normal case, it is about 0.7 to 0.98.
また、図2のグラフから判る通り、前記の無次元化した値ζを2.2〜4.0の範囲とした場合には、排気ガス5の分散性が十分に高いレベルで値ζの増加に伴い徐々に良化しつつほぼ横這いに推移することが判明している。
Further, as can be seen from the graph of FIG. 2, when the dimensionless value ζ is in the range of 2.2 to 4.0, the value ζ increases at a sufficiently high level of dispersibility of the
他方、この無次元化した値ζを4.0より大きくしても、コーン6の入口から酸化触媒2の入側端面までの距離Lが増えるばかりで、排気ガス5の分散性の良化には殆ど寄与しないことが判明しており、車両への搭載性を悪化させてしまうことにしかならない。
On the other hand, even if the dimensionless value ζ is made larger than 4.0, the distance L from the entrance of the
以上に述べた通り、上記形態例によれば、コーン6の入口から酸化触媒2の入側端面までの距離Lをシェル4の内径dsと排気管3の内径dpとの差分で除算して無次元化した値ζが2.2〜4.0の範囲となるように設定したことによって、排気ガス5の分散性の極端な悪化を未然に回避しつつ該排気ガス5の分散性を十分に高いレベルに確保することができ、本来発揮されるべき触媒性能を十分に引き出して良好な排気浄化性能を得ることができるので、その排気浄化性能を良好に維持しながらも触媒性能を必要十分な適正グレードに抑えることができてコストの削減化(貴金属量の削減)を図ることができる。
As described above, according to the above embodiment, the distance L from the inlet of the
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、排気管途中に装備される排気浄化触媒は、必ずしもパティキュレートフィルタの前段に付帯装備される酸化触媒に限定されるものではなく、パティキュレートフィルタ自体を担体とした酸化触媒であっても良いし、NOx吸蔵還元触媒、選択還元型触媒、三元触媒等といった様々な触媒であっても良いこと、その他、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。 Note that the exhaust purification apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the exhaust purification catalyst equipped in the middle of the exhaust pipe is not necessarily limited to the oxidation catalyst attached to the front stage of the particulate filter. It may be an oxidation catalyst using the particulate filter itself as a carrier, or may be various catalysts such as a NOx storage reduction catalyst, a selective reduction catalyst, a three-way catalyst, etc. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 パティキュレートフィルタ
2 酸化触媒(排気ガスを通過させて浄化する排気浄化触媒)
3 排気管
4 シェル
5 排気ガス
6 コーン
L コーンの入口から前段の酸化触媒の入側端面までの距離
dp 排気管の内径
ds シェルの内径
1
3
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007231446A JP2009062875A (en) | 2007-09-06 | 2007-09-06 | Exhaust emission control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007231446A JP2009062875A (en) | 2007-09-06 | 2007-09-06 | Exhaust emission control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009062875A true JP2009062875A (en) | 2009-03-26 |
Family
ID=40557682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007231446A Pending JP2009062875A (en) | 2007-09-06 | 2007-09-06 | Exhaust emission control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009062875A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104454089A (en) * | 2014-11-17 | 2015-03-25 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | Exhaust gas injection mechanism |
CN106939812A (en) * | 2017-04-01 | 2017-07-11 | 江门市资迪科技环保有限公司 | A kind of stagewise oxidation particle trap and preparation method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1061431A (en) * | 1996-08-26 | 1998-03-03 | Calsonic Corp | Catalyst converter for vehicle exhaust system |
-
2007
- 2007-09-06 JP JP2007231446A patent/JP2009062875A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1061431A (en) * | 1996-08-26 | 1998-03-03 | Calsonic Corp | Catalyst converter for vehicle exhaust system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104454089A (en) * | 2014-11-17 | 2015-03-25 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | Exhaust gas injection mechanism |
CN106939812A (en) * | 2017-04-01 | 2017-07-11 | 江门市资迪科技环保有限公司 | A kind of stagewise oxidation particle trap and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7806956B2 (en) | Tuning particulate filter performance through selective plugging and use of multiple particulate filters to reduce emissions and improve thermal robustness | |
CN103306784B (en) | Exhaust after treatment system and method for exhaust aftertreatment | |
JP6085316B2 (en) | Use of catalytic converter parts and catalytic converter parts of automobile exhaust gas purification equipment | |
JP2022176975A (en) | Catalyst aftertreatment system for automobile | |
EP2921665B1 (en) | Exhaust gas purification system for internal-combustion engine | |
CN207363741U (en) | Exhaust after treatment system for diesel engine | |
JP2007138866A (en) | Regeneration control method for exhaust emission control system, and exhaust emission control system | |
WO2006028070A1 (en) | Apparatus for clarifying exhaust gas | |
WO2005119021A1 (en) | Particulate filter | |
US8986636B2 (en) | Apparatus and method for filtering engine exhaust gases | |
JP2009062875A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2009013809A (en) | Exhaust emission control device | |
JP4567968B2 (en) | Exhaust gas purification device and exhaust gas purification method | |
JP5112815B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP5553562B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2009013793A (en) | Exhaust emission control device | |
JP6454067B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2006161629A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2009007982A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2009115022A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2009150263A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2010222981A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2007120346A (en) | Exhaust emission control device | |
JP6168304B2 (en) | Engine exhaust gas purification device | |
KR101526373B1 (en) | Exhaust gas purification system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100824 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110913 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120124 |