JP2022064481A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、排気浄化装置に関する。 The present disclosure relates to an exhaust gas purification device.
エンジンからの排出ガスを浄化する排気浄化装置が知られている。例えば、下記引用文献1には、エンジンからの排出ガスが流れる排気路と、排気路中に尿素を噴射する尿素噴射弁と、排気路における尿素噴射弁の下流側に設けられたSCR触媒と、尿素噴射弁とSCR触媒との間で排気路に設けられた電気加熱式メタルハニカムと、を備える排出ガス浄化装置が記載されている。 Exhaust gas purification devices that purify exhaust gas from engines are known. For example, in the following cited document 1, an exhaust passage through which exhaust gas from an engine flows, a urea injection valve for injecting urea into the exhaust passage, and an SCR catalyst provided on the downstream side of the urea injection valve in the exhaust passage are described. An exhaust gas purification device comprising an electrically heated metal honeycomb provided in an exhaust passage between a urea injection valve and an SCR catalyst is described.
一般的に、尿素SCRシステムでは、排出ガスの温度が低いときには尿素水を熱分解して還元剤であるアンモニアを生成することができず、窒素酸化物(NOx)の浄化することができない。これに対し、引用文献1に記載の装置では、エンジンの冷間始動時に電気加熱式メタルハニカムによって排気路を流れる排出ガスを加熱することにより、尿素水の熱分解を促進してSCR触媒を早期に活性化している。 Generally, in a urea SCR system, when the temperature of exhaust gas is low, urea water cannot be thermally decomposed to produce ammonia as a reducing agent, and nitrogen oxides (NOx) cannot be purified. On the other hand, in the apparatus described in Cited Document 1, the exhaust gas flowing through the exhaust passage is heated by the electric heating type metal honeycomb at the cold start of the engine to promote the thermal decomposition of urea water and accelerate the SCR catalyst. Is activated.
しかしながら、引用文献1に記載の装置では、電気加熱式メタルハニカムによって冷間始動直後の低温の排出ガスを尿素水を分解可能な温度まで加熱するので、エンジンの始動直後に大きな電気エネルギーを消費することとなる。 However, in the apparatus described in Cited Document 1, since the low-temperature exhaust gas immediately after the cold start is heated to a temperature at which urea water can be decomposed by the electric heating type metal honeycomb, a large amount of electric energy is consumed immediately after the engine is started. It will be.
そこで、消費電力を抑えつつNOxを効果的に除去することができる排気浄化装置が求められている。 Therefore, there is a demand for an exhaust gas purification device capable of effectively removing NOx while suppressing power consumption.
一態様に係る排気浄化装置は、内燃機関から排出された排出ガスが流れる排気通路に設けられた第1の処理ユニットであり、排出ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を吸着する吸着剤を含む、該第1の処理ユニットと、第1の処理ユニットの下流側において排気通路に設けられた第2の処理ユニットであり、排出ガスに含まれるNOxを還元する選択還元触媒と選択還元触媒を担持する担体とを含む、該第2の処理ユニットと、第1の処理ユニットに導入される排出ガスの温度を測定する第1の温度センサと、第2の処理ユニットに導入される排出ガスの温度を測定する第2の温度センサと、第2の処理ユニットに還元剤を供給する還元剤供給装置と、第2の処理ユニットを加熱する加熱部と、第1の温度センサによって測定された排出ガスの温度が第1の温度閾値以上であり、且つ、第2の温度センサによって測定された排出ガスの温度が第2の温度閾値以下であるときに加熱部を制御して第2の処理ユニットを加熱する制御装置と、を備える。 The exhaust purification device according to one aspect is a first processing unit provided in an exhaust passage through which exhaust gas discharged from an exhaust gas flows, and an adsorbent that adsorbs nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. The first processing unit and the second processing unit provided in the exhaust passage on the downstream side of the first processing unit, which include a selective reduction catalyst and a selective reduction catalyst for reducing NOx contained in exhaust gas. The second processing unit including the carrier to be carried, the first temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas introduced into the first processing unit, and the exhaust gas introduced into the second processing unit. A second temperature sensor that measures the temperature, a reducing agent supply device that supplies the reducing agent to the second processing unit, a heating unit that heats the second processing unit, and an exhaust gas measured by the first temperature sensor. When the temperature of the gas is equal to or higher than the first temperature threshold and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor is equal to or lower than the second temperature threshold, the heating unit is controlled to control the second processing unit. It is equipped with a control device for heating.
上記態様の排気浄化装置では、エンジン始動直後の排出ガスの温度が低いときに、排出ガスに含まれるNOxを第1の処理ユニットに含まれる吸着剤に吸着させることによって除去することができる。ここで、吸着剤に吸着されたNOxは、排出ガスの温度上昇に伴って吸着剤から脱離するが、第2の処理ユニットに含まれる選択還元触媒が活性化していないと、脱離したNOxを第2の処理ユニットの選択還元触媒で除去することができずに、NOxの放出量が増加する恐れがある。これに対し、上記排気浄化装置では、第1の処理ユニットに導入される排出ガスの温度が第1の温度閾値以上であり、且つ、第2の処理ユニットに導入される排出ガスの温度を測定する排出ガスの温度が第2の温度閾値以下であるときに、加熱部によって第2の処理ユニットが加熱される。これにより、第1の処理ユニットに導入される排出ガスの温度が上昇して吸着剤からNOxの脱離が生じるときに、選択還元触媒を加熱して早期に活性化させることが可能となる。したがって、NOxの排出量を抑制することができる。また、第1の処理ユニットに導入される排出ガスの温度が第1の温度閾値以上になった時点で、第2の処理ユニットに導入される排出ガスの温度もある程度上昇しているので、第2の処理ユニットを活性化するための消費電力を抑えることができる。したがって、上記排気浄化装置によれば、消費電力を抑えつつNOxを効果的に除去することができる。 In the exhaust gas purification device of the above aspect, when the temperature of the exhaust gas immediately after starting the engine is low, NOx contained in the exhaust gas can be removed by adsorbing it to the adsorbent contained in the first processing unit. Here, the NOx adsorbed on the adsorbent is desorbed from the adsorbent as the temperature of the exhaust gas rises, but if the selective reduction catalyst contained in the second treatment unit is not activated, the desorbed NOx Cannot be removed by the selective reduction catalyst of the second treatment unit, and the amount of NOx released may increase. On the other hand, in the exhaust purification device, the temperature of the exhaust gas introduced into the first processing unit is equal to or higher than the first temperature threshold, and the temperature of the exhaust gas introduced into the second processing unit is measured. When the temperature of the exhaust gas to be discharged is equal to or lower than the second temperature threshold, the second processing unit is heated by the heating unit. As a result, when the temperature of the exhaust gas introduced into the first treatment unit rises and NOx is desorbed from the adsorbent, the selective reduction catalyst can be heated and activated at an early stage. Therefore, the amount of NOx emissions can be suppressed. Further, when the temperature of the exhaust gas introduced into the first processing unit becomes equal to or higher than the first temperature threshold value, the temperature of the exhaust gas introduced into the second processing unit also rises to some extent. It is possible to suppress the power consumption for activating the processing unit of 2. Therefore, according to the exhaust gas purification device, NOx can be effectively removed while suppressing power consumption.
一実施形態では、加熱部は、担体に通電して該担体を発熱させる電力調整部を含んでいてもよい。電力調整部を用いて担体を通電加熱することによって、担体に担持された選択還元触媒を効率的に加熱して活性化させることができる。なお、一実施形態では、担体が炭化ケイ素によって構成されていてもよい。 In one embodiment, the heating unit may include a power adjusting unit that energizes the carrier to generate heat. By energizing and heating the carrier using the power adjusting unit, the selective reduction catalyst supported on the carrier can be efficiently heated and activated. In one embodiment, the carrier may be composed of silicon carbide.
一実施形態では、加熱部は、担体を加熱する電気ヒータを含んでいてもよい。電気ヒータによって第2の処理ユニットの担体を加熱することによって、担体に担持された選択還元触媒を効率的に加熱して活性化させることができる。なお、一実施形態では、担体がコージェライトによって構成されていてもよい。 In one embodiment, the heating unit may include an electric heater that heats the carrier. By heating the carrier of the second processing unit with an electric heater, the selective reduction catalyst carried on the carrier can be efficiently heated and activated. In one embodiment, the carrier may be composed of cordierite.
一実施形態では、吸着剤が、希土類、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含んでいてもよい。希土類、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を用いることで、排出ガスに含まれるNOxを適切に吸着することが可能となる。 In one embodiment, the adsorbent may include rare earths, alkali metals or alkaline earth metals. By using rare earths, alkali metals or alkaline earth metals, it is possible to appropriately adsorb NOx contained in the exhaust gas.
一実施形態では、吸着剤が貴金属を更に含んでいてもよい。また、第1の処理ユニットは、吸着剤がコーティングされたフィルタを含んでいてもよい。 In one embodiment, the adsorbent may further contain a noble metal. Further, the first processing unit may include a filter coated with an adsorbent.
本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、消費電力を抑えつつNOxを効果的に除去することができる。 According to one aspect of the present invention and various embodiments, NOx can be effectively removed while suppressing power consumption.
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととし、同一又は相当の部分に対する重複した説明は省略する。本明細書において、「上流」及び「下流」の語は、排出ガスの流れ方向を基準として用いられる。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations for the same or corresponding parts will be omitted. In the present specification, the terms "upstream" and "downstream" are used with reference to the flow direction of exhaust gas.
図1は、一実施形態に係る排気浄化装置を含むシステムを概略的に示す図である。図1に示す排気浄化装置30は、例えばバス又はトラック等の大型車両に搭載され、エンジン10によって発生した排出ガスを浄化する。排気浄化装置30が搭載される車両は、例えばエンジン10を発電用の動力源として利用する、いわゆるシリーズ方式のハイブリッド車であってもよい。なお、本明細書では、エンジン10から発生する一酸化窒素(NO)及び二酸化窒素(NO2)等をまとめて窒素酸化物(NOx)と称する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a system including an exhaust gas purification device according to an embodiment. The exhaust
エンジン10は、ディーゼルエンジン等の内燃機関であり、後述するバッテリ32の残存容量が低下したときに駆動する。エンジン10は、複数のシリンダ10aを備えている。複数のシリンダ10aには、複数のシリンダ10a内に空気を供給する吸気マニホールド12、及び、複数のシリンダ10aから排出ガスを排出する排気マニホールド13が接続されている。
The
吸気マニホールド12には、吸気通路14が接続されている。吸気通路14には、吸気の上流側からコンプレッサ15及びインタークーラー16が順に設けられている。コンプレッサ15には、吸気が流入する導入管17が接続されている。導入管17にはエアクリーナ18が設けられている。
An
排気マニホールド13には、タービン19を介して排気通路20が接続されている。タービン19は、連結軸を介してコンプレッサ15に連結されている。タービン19は、エンジン10の排気マニホールド13から排出された排出ガスの流れによって回転する。コンプレッサ15は、タービン19の回転に伴って回転し、導入管17から空気(吸気)を取り込み、圧縮された空気を吸気通路14へ送り出す。すなわち、コンプレッサ15及びタービン19は、ターボチャージャーを構成する。吸気通路14内に導入された空気は、吸気マニホールド12を通って複数のシリンダ10aへ導入される。複数のシリンダ10a内に導入された空気は各シリンダ10a内で圧縮される。
An
また、エンジン10の複数のシリンダ10aに近接した位置には、複数のインジェクタ24がそれぞれ設けられている。複数のインジェクタ24は、燃料供給路23が接続されている。燃料供給路23には、燃料ポンプ22が接続されている。燃料ポンプ22は、燃料タンク21に貯えられた軽油等の燃料を燃料供給路23を介して複数のインジェクタ24に圧送する。複数のインジェクタ24は、燃料タンク21から供給された燃料を複数のシリンダ10a内にそれぞれ噴射する。
Further, a plurality of
インジェクタ24からの燃料は、圧縮された空気中に噴射されることより各シリンダ10a内で燃焼され、各シリンダ10a内に配置されたピストンをシリンダ10a内で往復移動させる。ピストンが往復運動することにより、エンジン10が駆動される。
The fuel from the
エンジン10の出力軸には、発電機31が接続されている。発電機31は、エンジン10の駆動によって発電する。発電機31によって発電された電力は、バッテリ32に供給される。バッテリ32は、例えばリチウムイオン電池等の種々の二次電池であり、発電機31によって発電された電力を蓄電する。バッテリ32は、例えばインバータを介して車両の運転操作に応じて要求される電力をモータ33に出力する。モータ33は、バッテリ32からの電力を受けて、車両を走行させる駆動力を発生させる。
A
排気浄化装置30は、第1の処理ユニット41及び第2の処理ユニット42を備えている。第1の処理ユニット41は、排気通路20の上流側に配設され、例えばセラミック製の担体と、当該担体上に担持された吸着剤51とを含んでいる。第1の処理ユニット41は、排出ガスに含まれるNOxを吸着剤51に吸着させることで排出ガスを浄化する。吸着剤51としては、例えば希土類、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が利用される。より具体的には、吸着剤51の材料としては、例えばカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、セリウム(Ce)又はナトリウム(Na)が利用されてもよい。また、吸着剤51には、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)といった貴金属が更に含有されていてもよい。この種の吸着剤51は、温度が低いときにNOxの吸着量が高く、温度が高くなるにつれてNOxの吸着量が低下する性質を有する。特に、吸着剤51に吸着されたNOxは、吸着剤51の温度が脱離温度(200℃)を超えると吸着剤51から急速に脱離する。
The exhaust
第2の処理ユニット42は、排気通路20における第1の処理ユニット41の下流側に配設されている。第2の処理ユニット42は、還元剤を用いてNOxを還元する選択還元触媒52を含んでいる。第2の処理ユニット42に含まれる選択還元触媒52としては、銅、鉄、ゼオライト又はバナジウム等の金属触媒が例示される。選択還元触媒52は、例えば200℃以上のときに活性化され、排出ガスに含まれるNOxを還元する。この第2の処理ユニット42は、後述する還元剤供給装置45と共に、SCR(Selective Catalytic Reduction)システムを構成する。
The
図2に示すように、第2の処理ユニット42は担体53を更に備えている。担体53は、フロースルー型又はハニカム型の触媒担体であり、その内部に選択還元触媒52を担持している。担体53は、例えば炭化ケイ素(SiC)又はコージェライトよって構成されている。図2に示すように、担体53の表面には、一対の電極54が取り付けられている。一対の電極54は、例えば銀製又は銅製の金属板であり、担体53に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、排気浄化装置30は、電力調整部35、温度センサ(第1の温度センサ)43、温度センサ(第2の温度センサ)44、還元剤供給装置45、NOxセンサ48及び制御装置50を更に備えている。図2に示すように、電力調整部35は、導線Lを介して一対の電極54に接続されている。また、電力調整部35は、バッテリ32に電気的に接続されており、後述する制御装置50からの制御信号によって指定された電力を一対の電極54を介して第2の処理ユニット42の担体53へ供給する。担体53は、電力調整部35からの通電によってそれ自体が発熱し、担体53に担持された選択還元触媒52を加熱する。すなわち、電力調整部35は、第2の処理ユニット42を加熱する加熱部として機能する。
As shown in FIG. 1, the
温度センサ43は、第1の処理ユニット41の上流側に設けられ、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度を計測する。温度センサ44は、第1の処理ユニット41と第2の処理ユニット42との間に設けられ、第2の処理ユニット42へ導入される排出ガスの温度を計測する。温度センサ43及び温度センサ44は、計測された排出ガスの温度を示す情報を制御装置50に出力する。
The
還元剤供給装置45は、NOxを還元するための還元剤を排気通路20内に噴射する。例えば、還元剤供給装置45は、還元剤タンク46に貯えられた尿素水を第1の処理ユニット41と第2の処理ユニット42との間で排気通路20内に噴射する。排気通路20に噴射された尿素水は、排出ガスの熱でアンモニアに分解され、排出ガスと共に第2の処理ユニット42に供給される。第2の処理ユニット42へ供給されたアンモニアは、第2の処理ユニット42に含まれる選択還元触媒52上で排出ガスに含まれるNOxを還元する。なお、還元剤供給装置45によって排気通路20内に噴射される尿素水の量は、制御装置50からの制御信号によって制御される。
The reducing
NOxセンサ48は、第1の処理ユニット41と第2の処理ユニット42との間で排気通路20に設けられている。NOxセンサ48は、第2の処理ユニット42に導入される排出ガスのNOx濃度を計測する。NOxセンサ48は、計測された排出ガスのNOx濃度を示す情報を制御装置50に出力する。
The
制御装置50は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]、CAN[Controller Area Network]通信回路等を有する電子制御ユニットであり、排気浄化装置30全体の動作を制御する。制御装置50は、例えば、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより後述する各種機能を実現する。
The
制御装置50は、例えばエンジン10、バッテリ32、電力調整部35、温度センサ43、温度センサ44、NOxセンサ48及び還元剤供給装置45と通信可能に接続されている。例えば、制御装置50は、バッテリ32の残存容量を取得し、取得した残存容量が所定の容量よりも低いときにエンジン10を駆動してバッテリ32を充電する。また、制御装置50は、温度センサ43,44で計測された排出ガスの温度情報を取得し、取得した温度情報に基づいて還元剤供給装置45から供給される還元剤の量を制御する。例えば、制御装置50は、温度センサ44で計測された排出ガスの温度が活性化温度(例えば200℃)に達すると、還元剤供給装置45から尿素水を噴射させる。還元剤供給装置45から噴射される尿素水の量は、例えばNOxセンサ48によって計測された排出ガスのNOx濃度に応じて調節される。
The
さらに、制御装置50は、温度センサ43によって測定された排出ガスの温度(すなわち、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度)が第1の温度閾値以上であり、且つ、温度センサ44によって測定された排出ガスの温度(すなわち、第2の処理ユニット42に導入される排出ガスの温度)が第2の温度閾値以下であるときに電力調整部35を制御して第2の処理ユニット42の担体53に電力を供給する。第1の温度閾値は、第1の処理ユニット41の吸着剤51からのNOxの脱離が活発になる温度であり、例えば200℃である。第2の温度閾値は、選択還元触媒52の活性化温度であり、例えば200℃である。なお、第1の温度閾値と第2の温度閾値は異なる温度であってもよい。例えば、第1の温度閾値が200℃であり、第2の温度閾値が180℃であってもよい。このように、第2の処理ユニット42の担体53に電力を供給することにより、担体53が通電加熱され、担体53上に担持された選択還元触媒52が早期に活性化される。
Further, in the
一方、制御装置50は、温度センサ43によって測定された排出ガスの温度が、第1の温度閾値よりも低いとき、又は、温度センサ44によって測定された排出ガスの温度が第2の温度閾値よりも高いときには、第2の処理ユニット42の加熱を停止する。なお、制御装置50は、第2の処理ユニット42の温度にオーバーシュートが発生しないように、PID制御によって第2の処理ユニット42の温度を制御してもよい。
On the other hand, in the
上述した排気浄化装置30の作用効果について説明する。上記のように、排気浄化装置30の第1の処理ユニット41は、排出ガスに含まれるNOxを吸着する吸着剤51を含んでいる。吸着剤51は、排出ガスの温度が低いときに高い効率でNOxを吸着するので、エンジン10の始動直後の排出ガスの温度が低いときにNOxを吸着剤に吸着させて除去することができる。ここで、エンジン10からの排出ガスは、排気通路20を流れるときに第1の処理ユニット41に熱が奪われるので、第1の処理ユニット41と第2の処理ユニット42との間には温度差が生じることがある。したがって、第1の処理ユニット41の温度が上昇して吸着剤51に吸着されたNOxが脱離し始めたときに、第2の処理ユニット42の選択還元触媒52が活性化されていないことがある。この場合には、吸着剤51から脱離したNOxを選択還元触媒52で除去することができず、NOxの排出量が増加することとなる。
The operation and effect of the exhaust
これに対し、上記排気浄化装置30では、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度が第1の温度閾値以上であり、且つ、第2の処理ユニットに導入される排出ガスの温度を測定する排出ガスの温度が第2の温度閾値以下であるときに、電力調整部35によって第2の処理ユニット42の担体53が通電され、選択還元触媒52が加熱される。これにより、選択還元触媒52が早期に活性化され、還元剤供給装置45からの還元剤を用いて吸着剤51から脱離したNOxを選択還元触媒52上で還元することができる。
On the other hand, in the exhaust
ここで、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度は第1の温度閾値以上であるので、第2の処理ユニット42の加熱を開始した時点で第2の処理ユニットの温度は排出ガスの熱によってある程度高められている。よって、冷間始動時から第2の処理ユニット42の加熱する場合と比較して、第2の処理ユニット42を活性化温度まで加熱するための消費電力を抑えることができる。したがって、排気浄化装置30によれば、消費電力を抑えつつNOxを効果的に除去することができる。
Here, since the temperature of the exhaust gas introduced into the
以下、具体的な実験例に基づいて、排気浄化装置30の効果についてより具体的に説明する。実験例1及び比較実験例1では、排気浄化装置30を用いて排出ガスの処理を行い、エンジン10の始動開始時点からの第2の処理ユニット42の温度の経時的変化を測定した。実験例1では、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度が200℃以上であり、且つ、第2の処理ユニットに導入される排出ガスの温度が200℃以下であるときに、第2の処理ユニット42の担体53を通電加熱した。一方、比較実験例1では、第2の処理ユニット42を通電加熱せずに、排出ガスの熱によって第2の処理ユニット42を加熱した。
Hereinafter, the effect of the exhaust
図3は、実験例1及び比較実験例1において測定された第2の処理ユニット42の温度を示している。図3に示すように、比較実験例1では、第1の処理ユニット41の入口に導入される排出ガスの温度の上昇に遅れて、第2の処理ユニット42の温度が上昇した。具体的には、第1の処理ユニット41の温度が脱離温度である200℃に達した運転時間t1で、第2の処理ユニット42の温度は活性化温度である200℃よりも低い温度であった。そして、運転時間t1よりも遅い運転時間t2で第2の処理ユニット42の温度は200℃に達した。一方、実験例1では、第1の処理ユニット41の温度が脱離温度である200℃に達した運転時間t1において、第2の処理ユニット42の加熱が開始され、その結果、比較実験例1よりも早期に第2の処理ユニット42の温度を200℃まで昇温できることが確認された。
FIG. 3 shows the temperature of the
次に、実験例2及び比較実験例2について説明する。実験例2では、排気浄化装置30を用いて排出ガスの処理を行い、第2の処理ユニット42からのNOx排出量を測定した。より具体的には、実験例2では、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度が200℃以上であり、且つ、第2の処理ユニットに導入される排出ガスの温度を測定する排出ガスの温度が200℃以下であるときに、第2の処理ユニット42の担体53を通電加熱した。一方、比較実験例2では、第1の処理ユニット41を備えず、第2の処理ユニット42の選択還元触媒52を用いて排出ガスの処理を行った。そして、第2の処理ユニット42からのNOx排出量を測定した。なお、比較実験例2では、第2の処理ユニット42の通電加熱は行わず、排出ガスの熱によって第2の処理ユニット42を加熱した。
Next, Experimental Example 2 and Comparative Experimental Example 2 will be described. In Experimental Example 2, the exhaust gas was treated using the exhaust
図4は、実験例2及び比較実験例2で測定されたNOx排出量を示している。図4に示す結果から、実験例2では、比較実験例2と比べて、NOx排出量を大幅に低減できることが確認された。 FIG. 4 shows the NOx emissions measured in Experimental Example 2 and Comparative Experimental Example 2. From the results shown in FIG. 4, it was confirmed that NOx emissions can be significantly reduced in Experimental Example 2 as compared with Comparative Experimental Example 2.
次に、実験例3及び比較実験例3について説明する。実験例3では、第1の処理ユニット41に導入される排出ガスの温度が200℃以上であり、且つ、第2の処理ユニット42に導入される排出ガスの温度が200℃以下であるときに第2の処理ユニット42を通電加熱して、第2の処理ユニット42の温度が200℃に達するまでに消費した電力を測定した。一方、比較実験例3では、エンジン10の冷間始動と同時に第2の処理ユニット42を通電加熱して、第2の処理ユニット42の温度が200℃に達するまでに消費した電力を測定した。
Next, Experimental Example 3 and Comparative Experimental Example 3 will be described. In Experimental Example 3, when the temperature of the exhaust gas introduced into the
図5は、実験例3及び比較実験例3で測定された消費電力を示している。図5に示すように、実験例3で測定された消費電力は、比較実験例3で測定された消費電力の半分程度であった。この結果から、排気浄化装置30では、消費電力を大幅に低減できることが確認された。
FIG. 5 shows the power consumption measured in Experimental Example 3 and Comparative Experimental Example 3. As shown in FIG. 5, the power consumption measured in Experimental Example 3 was about half of the power consumption measured in Comparative Experimental Example 3. From this result, it was confirmed that the exhaust
以上、種々の実施形態に係る排気浄化装置について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。 Although the exhaust gas purification device according to the various embodiments has been described above, various modifications can be configured without being limited to the above-described embodiment without changing the gist of the invention.
例えば、上記実施形態では、電力調整部35によって担体53を通電加熱することで選択還元触媒52を加熱しているが、一実施形態では、例えばコージェライト製の担体53の表面又は内部に配置された電気ヒータを用いて第2の処理ユニット42を加熱してもよい。電気ヒータは、例えばニクロム、カンタル又はシリコニット半導体によって構成され、電力調整部35から供給された電力によって発熱して第2の処理ユニット42の担体53を加熱する。この場合には、電気ヒータが第2の処理ユニット42を加熱する加熱部として利用される。
For example, in the above embodiment, the
上述の実施形態では、排気浄化装置30が、シリーズ方式のハイブリッド車に搭載されているが、排気浄化装置30は、エンジン及びモータの双方を動力源として利用するパラレル方式のハイブリッド車に搭載されてもよいし、エンジンのみを動力源として利用するディーゼル車に搭載されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、一実施形態では、排気通路20における第1の処理ユニット41の上流側に排出ガスに含まれる粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集するフィルタ装置が設けられていてもよい。さらに、第1の処理ユニット41は、吸着剤51がコーティングされたフィルタを含み、吸着剤51によって排出ガスに含まれるNOxを吸着しつつ、フィルタによって排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集してもよい。
Further, in one embodiment, a filter device for collecting particulate matter (PM: Particulate Matter) contained in the exhaust gas may be provided on the upstream side of the
10…エンジン(内燃機関)、20…排気通路、30…排気浄化装置、35…電力調整部(加熱部)、41…第1の処理ユニット、42…第2の処理ユニット、43…温度センサ(第1の温度センサ)、44…温度センサ(第2の温度センサ)、45…還元剤供給装置、50…制御装置、51…吸着剤、52…選択還元触媒、53…担体。 10 ... engine (internal engine), 20 ... exhaust passage, 30 ... exhaust purification device, 35 ... power adjustment unit (heating unit), 41 ... first processing unit, 42 ... second processing unit, 43 ... temperature sensor ( 1st temperature sensor), 44 ... temperature sensor (second temperature sensor), 45 ... reducing agent supply device, 50 ... control device, 51 ... adsorbent, 52 ... selective reduction catalyst, 53 ... carrier.
Claims (8)
前記第1の処理ユニットの下流側において前記排気通路に設けられた第2の処理ユニットであり、前記排出ガスに含まれるNOxを還元する選択還元触媒と前記選択還元触媒を担持する担体とを含む、該第2の処理ユニットと、
前記第1の処理ユニットに導入される前記排出ガスの温度を測定する第1の温度センサと、
前記第2の処理ユニットに導入される前記排出ガスの温度を測定する第2の温度センサと、
前記第2の処理ユニットに還元剤を供給する還元剤供給装置と、
前記第2の処理ユニットを加熱する加熱部と、
前記第1の温度センサによって測定された前記排出ガスの温度が第1の温度閾値以上であり、且つ、前記第2の温度センサによって測定された前記排出ガスの温度が第2の温度閾値以下であるときに前記加熱部を制御して前記第2の処理ユニットを加熱する制御装置と、
を備える、排気浄化装置。 A first processing unit provided in an exhaust passage through which an exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows, and the first processing unit containing an adsorbent that adsorbs nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. When,
It is a second processing unit provided in the exhaust passage on the downstream side of the first processing unit, and includes a selective reduction catalyst that reduces NOx contained in the exhaust gas and a carrier that supports the selective reduction catalyst. , The second processing unit and
A first temperature sensor that measures the temperature of the exhaust gas introduced into the first processing unit, and
A second temperature sensor that measures the temperature of the exhaust gas introduced into the second processing unit, and
A reducing agent supply device that supplies a reducing agent to the second processing unit,
A heating unit that heats the second processing unit,
When the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor is equal to or higher than the first temperature threshold and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor is equal to or lower than the second temperature threshold. A control device that controls the heating unit to heat the second processing unit at a certain time.
Equipped with an exhaust purification device.
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first processing unit includes a filter coated with the adsorbent.
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