JP2014005735A

JP2014005735A - 排気ガス浄化システム

Info

Publication number: JP2014005735A
Application number: JP2012139720A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kawashima; 幸博川島
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-01-16

Abstract

【課題】排気ガスの浄化性能を低下させることなく、従来よりも製造コストを削減することができる排気ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジンの排気管１に、下流側へ向けて直列に接続された第１ＤＯＣ５、ＣＳＦ６及びＳＣＲ８を備えた排気ガス浄化システムにおいて、ＣＳＦ６の後段の直後に新たに第２ＤＯＣ７を配置するとともに、それら２台のＤＯＣ５、７及びＣＳＦ６を筒状の第１ケーシング２内に格納して一体的に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は排気ガス浄化システムに関し、更に詳しくは、排気ガスの浄化性能を低下させることなく、従来よりも製造コストを削減することができる排気ガス浄化システムに関する。

ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システムの例として、図３に示すように、排気ガスＧが流れる排気管２０に、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）２１及び触媒付きフィルタ（ＣＳＦ：Catalyzed Soot Filter）２２からなるＤＰＤ（Diesel Particulate Deduser）２３と、選択触媒還元方式（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）２４とを直列に接続したものが挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。

この排気ガス浄化システムにおいて、ディーゼルエンジンの排気ガスＧは、ＤＰＤ２３において炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を分解除去されてから粒子状物質（ＰＭ）を捕集除去されるとともに、窒化酸化物（ＮＯｘ）の大半を占める一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素（ＮＯ₂）が生成される。そして、ＳＣＲ２４において尿素噴射ノズル２５から供給された尿素水から生成されるアンモニア（ＮＨ₃）の還元作用によりＮＯｘが浄化される。なお、ＮＯｘと反応しきれなかったＮＨ₃が大気に放出されるＮＨ₃スリップに備えて、ＳＣＲ２４の後段にはＤＯＣ２６が配置されている。

ＤＰＤ２３を構成するＣＳＦ２２は、フィルタ部に白金、パラジウムやロジウムなどの貴金属からなる酸化触媒と、酸化セリウム等からなるＰＭ酸化触媒とを担持することで形成される。このように、ＣＳＦ２２は白金等の高価な貴金属を大量に使用するので、排気ガス浄化システムの製造コストを押し上げる主な要因となっている。しかしながら、コストダウンを目的としてＣＳＦ２２の貴金属の担持量を減少させると、ＣＯ／ＨＣの酸化機能と、ＳＣＲでの還元反応に必要なＮＯ₂の生成反応とが低下してしまう。

そのため、排気ガスの浄化性能を低下させることなく、従来よりも低コストで製造することができる排気ガス浄化システムの実現が求められている。

特許４１７５２８１号公報

本発明の目的は、排気ガスの浄化性能を低下させることなく、従来よりも製造コストを削減することができる排気ガス浄化システムを提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の排気ガス浄化システムは、ディーゼルエンジンの排気管に、下流側へ向けて直列に接続されたＤＯＣ、触媒付きフィルタ及びＳＣＲを備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記触媒付きフィルタの後段の直後に新たにＤＯＣを配置するとともに、前記２台のＤＯＣ及び触媒付きフィルタを筒状のケーシング内に格納して一体的に構成したことを特徴とするものである。

上記の排気ガス浄化システムにおいて、ケーシングを触媒付きフィルタと２台のＤＯＣとの間でそれぞれ分離可能な構造にすることで、メンテナンスを容易にすることができる。

また、ＳＣＲの後段の直後に更にＤＯＣを配置するとともに、そのＤＯＣ及びＳＣＲを筒状のケーシング内に格納して一体的に構成することで、更に省スペース化を図ることができる。

本発明の排気ガス浄化システムによれば、触媒付きフィルタ（ＣＳＦ）の後段の直後に新たにＤＯＣを一体的に配置したので、そのＤＯＣがＣＳＦの機能の一部を代用して、ＣＳＦに担持する貴金属量を低減することができるため、排気ガスの浄化性能を低下させることなく、従来よりも製造コストを削減することができる。

本発明の実施形態からなる排気ガス浄化システムの構成図である。第１ケーシングの別の例を示す組立図である。従来の排気ガス浄化システムの構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる排気ガス浄化システムを示す。

この排気ガス浄化システムは、ディーゼルエンジンの排気ガスＧが流れる排気管１に、下流側へ向けて直列に接続された筒状の第１ケーシング２及び第２ケーシング３と、その第２ケーシング３の入口に設けられた尿素噴射ノズル４とから主に構成されている。

第１ケーシング２内には、従来の第１ＤＯＣ５及びＣＳＦ６に加えて、ＣＳＦ６の後段の直後に新たに第２ＤＯＣ７が配置されている。この第２ＤＯＣ７は、第１ＤＯＣ５と同じく、排気ガスＧの混合機能を有する構造に成形した金属製の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等の触媒を担持して形成される。

また、ＣＳＦ６は、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタに、白金、パラジウム及びロジウムなどの貴金属からなる酸化触媒と、酸化セリウム等からなるＰＭ酸化触媒とを担持して形成される。

第２ケーシング３内には、ＳＣＲ８及び第３ＤＯＣ９が直列に配置されている。ＳＣＲ８は、コージェライト、酸化アルミニウムや酸化チタン等で形成されるハニカム構造等の担持体に、チタニア−バナジア、β型ゼオライト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化タングステン等を担持して形成される。また、第３ＤＯＣ９は、前出の第１ＤＯＣ５及び第２ＤＯＣ７と同様に形成される。また、第３ＤＯＣ９は、ＮＨ₃スリップに備えるものである。

尿素噴射ノズル４は、第１ケーシング２を通過した排気ガスＧに尿素水を噴霧する。噴霧された尿素水は加水分解されて、ＳＣＲ８での還元反応に用いられるＮＨ₃を生成する。

このように、従来の排気ガス浄化システム（図３参照）におけるＣＳＦ６の後段の直後に新たに第２ＤＯＣ７を配置することで、ＣＳＦ６におけるＣＯ及びＨＣの酸化機能及びＮＯ₂の生成機能の一部を、第２ＤＯＣ７で代用させることができるので、ＣＳＦ６に担持する貴金属量を低減することができる。この貴金属量の削減によるコストの低下は、貴金属の単価が非常に高いため、第２ＤＯＣ７を追加することによるコストの増加を補って余りあるものとなる。従って、従来の排気ガス浄化システムの排気ガス浄化性能を低下させることなく、製造コストを削減できるのである。

なお、第２ＤＯＣ７が担持する触媒量は、必ずしも第１ＤＯＣ５と同じにすることはなく、排気ガス浄化システムの浄化性能を維持する上から必要とされるＣＯ、ＮＯ及びＮＯ₂の排出量が確保されるように調整すればよい。そのため、第２ＤＯＣ７の触媒量を減少させることで、上述の製造コストの削減効果が更に大きくなる可能性がある。

また、第１ＤＯＣ５、ＣＳＦ６及び第２ＤＯＣ７を第１ケーシング２内に格納して一体的に構成しているので、排気ガス浄化システムの省スペース化を図ることができる。

上記の第１ケーシング２は、図２に示すように、ＣＳＦ６と第１ＤＯＣ５及び第２ＤＯＣ７との間でそれぞれ分離可能に構成することが望ましい。具体的には、第１ケーシング２を、第１ＤＯＣ５を格納する前段部２Ａと、ＣＳＦ６を格納する中段部２Ｂと、第２ＤＯＣ７を格納する後段部２Ｃとに分離し、それらをフランジ１０を介して機械的に接続する。

このように第１ケーシング２を構成することにより、第１ＤＯＣ５、ＣＳＦ６及び第２ＤＯＣ７のメンテナンスを容易にすることができる。

１排気管
２第１ケーシング
３第２ケーシング
４尿素噴射ノズル
５第１ＤＯＣ
６ＣＳＦ
７第２ＤＯＣ
８ＳＣＲ
９第３ＤＯＣ
１０フランジ

Claims

ディーゼルエンジンの排気管に、下流側へ向けて直列に接続されたＤＯＣ、触媒付きフィルタ及びＳＣＲを備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記触媒付きフィルタの後段の直後に新たにＤＯＣを配置するとともに、前記２台のＤＯＣ及び触媒付きフィルタを筒状のケーシング内に格納して一体的に構成したことを特徴とする排気ガス浄化システム。
前記ケーシングが、前記触媒付きフィルタと前記２台のＤＯＣとの間でそれぞれ分離可能である請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
前記ＳＣＲの後段の直後に更にＤＯＣを配置するとともに、そのＤＯＣ及びＳＣＲを筒状のケーシング内に格納して一体的に構成した請求項１又は２に記載の排気ガス浄化システム。