JP3028110B2 - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents
エンジンの排ガス浄化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を
低減し、かつ排ガスに含まれるパティキュレートを捕集
する装置に関するものである。
排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を
低減し、かつ排ガスに含まれるパティキュレートを捕集
する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の排ガス浄化装置として、排気管
の途中にパティキュレート捕集器を設け、その排ガス下
流側の排気管にＮＯｘ触媒を設けたものが知られてい
る。この装置では、パティキュレート捕集器の内部に設
けられたパティキュレートフィルタで排ガスに含まれる
パティキュレートを捕集した後で、パティキュレートを
除去したＮＯｘを含む排ガスをモノリス触媒で無害のＮ
2に還元している。このパティキュレートフィルタに堆
積したパティキュレートをフィルタから除去してフィル
タを再生するために、電気ヒータやオイルバーナ等でフ
ィルタを加熱したり、或いはフィルタの排ガス下流側か
ら圧縮空気を噴射してフィルタに堆積したパティキュレ
ートをフィルタ下部の燃焼室に落下させ、そこでヒータ
により燃焼処理している。
の途中にパティキュレート捕集器を設け、その排ガス下
流側の排気管にＮＯｘ触媒を設けたものが知られてい
る。この装置では、パティキュレート捕集器の内部に設
けられたパティキュレートフィルタで排ガスに含まれる
パティキュレートを捕集した後で、パティキュレートを
除去したＮＯｘを含む排ガスをモノリス触媒で無害のＮ
2に還元している。このパティキュレートフィルタに堆
積したパティキュレートをフィルタから除去してフィル
タを再生するために、電気ヒータやオイルバーナ等でフ
ィルタを加熱したり、或いはフィルタの排ガス下流側か
ら圧縮空気を噴射してフィルタに堆積したパティキュレ
ートをフィルタ下部の燃焼室に落下させ、そこでヒータ
により燃焼処理している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記浄
化装置では、ＮＯｘ触媒の排ガス下流側は大気に通じて
いるため、ＮＯｘ触媒が低温であって、しかも排ガスの
流速が速いときにはＮＯｘ触媒の還元剤として供給した
粒子状の炭化水素が燃焼せずに大気中に放散される恐れ
があった。本発明の目的は、排ガスに含まれるＮＯｘを
低減し、パティキュレートを捕集し、特別の加熱手段を
用いずにパティキュレートフィルタを再生するエンジン
の排ガス浄化装置を提供することにある。
化装置では、ＮＯｘ触媒の排ガス下流側は大気に通じて
いるため、ＮＯｘ触媒が低温であって、しかも排ガスの
流速が速いときにはＮＯｘ触媒の還元剤として供給した
粒子状の炭化水素が燃焼せずに大気中に放散される恐れ
があった。本発明の目的は、排ガスに含まれるＮＯｘを
低減し、パティキュレートを捕集し、特別の加熱手段を
用いずにパティキュレートフィルタを再生するエンジン
の排ガス浄化装置を提供することにある。
【０００４】本発明の別の目的は、パティキュレートと
ともにＮＯｘ触媒の還元剤として供給した粒子状の未燃
の炭化水素を大気中に放散させないエンジンの排ガス浄
化装置を提供することにある。
ともにＮＯｘ触媒の還元剤として供給した粒子状の未燃
の炭化水素を大気中に放散させないエンジンの排ガス浄
化装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を実施例に対応する図１及び図２に基づ
いて説明する。本発明のＮＯｘ低減装置は、エンジン１
０の排気管１２に設けられたＮＯｘ触媒１３と、このＮ
Ｏｘ触媒１３の入口に設けられＮＯｘ触媒１３に向けて
炭化水素系液体２０を噴射可能な噴射ノズル１６と、こ
の噴射ノズル１６に調整弁１８を介して液体２０を供給
する炭化水素系液体供給手段１９とを備える。
の本発明の構成を実施例に対応する図１及び図２に基づ
いて説明する。本発明のＮＯｘ低減装置は、エンジン１
０の排気管１２に設けられたＮＯｘ触媒１３と、このＮ
Ｏｘ触媒１３の入口に設けられＮＯｘ触媒１３に向けて
炭化水素系液体２０を噴射可能な噴射ノズル１６と、こ
の噴射ノズル１６に調整弁１８を介して液体２０を供給
する炭化水素系液体供給手段１９とを備える。
【０００６】本発明の特徴ある構成は、図１に示すよう
にＮＯｘ触媒１３より排ガス下流側の排気管１２に設け
られた酸化触媒２９と、この酸化触媒２９の入口に設け
られ酸化触媒２９に向けて炭化水素系液体供給手段１９
により第２調整弁２８を介して液体２０を噴射可能な第
２噴射ノズル２６と、酸化触媒２９より排ガス下流側の
排気管１２に設けられ内部にパティキュレートフィルタ
１４ａを有するパティキュレート捕集器１４と、エンジ
ン１０の回転速度を検出する回転センサ２２と、エンジ
ン１０の負荷を検出する負荷センサ２３と、ＮＯｘ触媒
１３の入口の排気管内の排ガスの温度を検出する温度セ
ンサ２４と、パティキュレート捕集器１４の入口の排気
管内の圧力を検出する圧力センサ２５と、回転センサ２
２、負荷センサ２３、温度センサ２４及び圧力センサ２
５の検出出力に基づいて第１及び第２調整弁１８，２８
を開閉して液体２０の第１及び第２噴射ノズル１６，２
６への供給量を調整するコントローラ３０とを備え、負
荷センサ２３及び回転センサ２２がエンジン１０の軽負
荷及び低速域を検出し、温度センサ２４が２５０℃未満
の排ガス温度を検出し、かつ圧力センサ２５が所定の圧
力より低い捕集器１４入口の圧力を検出するとき、コン
トローラ３０が第１及び第２調整弁１８，２８を閉じ；
負荷センサ２３及び回転センサ２２がエンジン１０の中
高負荷及び中高速域を検出し、温度センサ２４が２５０
〜３００℃の排ガス温度を検出し、かつ圧力センサ２５
が所定の圧力より高い捕集器１４入口の圧力を検出する
とき、コントローラ３０が第２調整弁２８を閉じた状態
で第１調整弁１８を開き；更に負荷センサ２３及び回転
センサ２２がエンジン１０の中高負荷及び中高速域を検
出し、温度センサ２４が３００〜５００℃の排ガス温度
を検出し、かつ圧力センサ２５が所定の圧力より高い捕
集器１４入口の圧力を検出するとき、コントローラ３０
が第１調整弁１８を開いた状態で第２調整弁２８を所定
の時間だけ開くように制御するところにある。
にＮＯｘ触媒１３より排ガス下流側の排気管１２に設け
られた酸化触媒２９と、この酸化触媒２９の入口に設け
られ酸化触媒２９に向けて炭化水素系液体供給手段１９
により第２調整弁２８を介して液体２０を噴射可能な第
２噴射ノズル２６と、酸化触媒２９より排ガス下流側の
排気管１２に設けられ内部にパティキュレートフィルタ
１４ａを有するパティキュレート捕集器１４と、エンジ
ン１０の回転速度を検出する回転センサ２２と、エンジ
ン１０の負荷を検出する負荷センサ２３と、ＮＯｘ触媒
１３の入口の排気管内の排ガスの温度を検出する温度セ
ンサ２４と、パティキュレート捕集器１４の入口の排気
管内の圧力を検出する圧力センサ２５と、回転センサ２
２、負荷センサ２３、温度センサ２４及び圧力センサ２
５の検出出力に基づいて第１及び第２調整弁１８，２８
を開閉して液体２０の第１及び第２噴射ノズル１６，２
６への供給量を調整するコントローラ３０とを備え、負
荷センサ２３及び回転センサ２２がエンジン１０の軽負
荷及び低速域を検出し、温度センサ２４が２５０℃未満
の排ガス温度を検出し、かつ圧力センサ２５が所定の圧
力より低い捕集器１４入口の圧力を検出するとき、コン
トローラ３０が第１及び第２調整弁１８，２８を閉じ；
負荷センサ２３及び回転センサ２２がエンジン１０の中
高負荷及び中高速域を検出し、温度センサ２４が２５０
〜３００℃の排ガス温度を検出し、かつ圧力センサ２５
が所定の圧力より高い捕集器１４入口の圧力を検出する
とき、コントローラ３０が第２調整弁２８を閉じた状態
で第１調整弁１８を開き；更に負荷センサ２３及び回転
センサ２２がエンジン１０の中高負荷及び中高速域を検
出し、温度センサ２４が３００〜５００℃の排ガス温度
を検出し、かつ圧力センサ２５が所定の圧力より高い捕
集器１４入口の圧力を検出するとき、コントローラ３０
が第１調整弁１８を開いた状態で第２調整弁２８を所定
の時間だけ開くように制御するところにある。
【０００７】
【作用】エンジン１０が低負荷及び低速域にあり、ＮＯ
ｘ触媒１３入口での排ガス温度が２５０℃未満であっ
て、捕集器１４入口の圧力が所定の圧力より低いときに
は、第１及び第２調整弁は閉じた状態に保たれ、排ガス
中のパティキュレートはフィルタ１４ａにより捕集され
る。 またエンジン１０が中高負荷及び中高速域にあり、
ＮＯｘ触媒１３入口での排ガス温度が２５０〜３００℃
であって、捕集器１４入口の圧力が所定の圧力より高い
ときには、噴射ノズル１６から液体２０が噴射され、排
ガス中のＮＯｘはＮＯｘ触媒１３でＮ2に還元される。
このときの還元反応による発熱で排ガス温度が更に上昇
し、フィルタ１４ａに捕集されていたパティキュレート
を燃焼させる。更にエンジン１０が中高負荷及び中高速
域にあり、ＮＯｘ触媒１３入口での排ガス温度が３００
〜５００℃であって、捕集器１４入口の圧力が所定の圧
力より高いときには、噴射ノズル１６から液体２０が噴
射されるとともに、噴射ノズル２６から所定の時間だけ
液体２０が噴射される。この結果、排ガス中のＮＯｘは
ＮＯｘ触媒１３でＮ 2 に還元されるとともに、酸化触媒
２９で排ガス中のＨＣ等が酸化される。このときの還元
反応及び酸化反応による発熱で排ガス温度が更に上昇
し、フィルタ１４ａに捕集されていたパティキュレート
を燃焼させる。
ｘ触媒１３入口での排ガス温度が２５０℃未満であっ
て、捕集器１４入口の圧力が所定の圧力より低いときに
は、第１及び第２調整弁は閉じた状態に保たれ、排ガス
中のパティキュレートはフィルタ１４ａにより捕集され
る。 またエンジン１０が中高負荷及び中高速域にあり、
ＮＯｘ触媒１３入口での排ガス温度が２５０〜３００℃
であって、捕集器１４入口の圧力が所定の圧力より高い
ときには、噴射ノズル１６から液体２０が噴射され、排
ガス中のＮＯｘはＮＯｘ触媒１３でＮ2に還元される。
このときの還元反応による発熱で排ガス温度が更に上昇
し、フィルタ１４ａに捕集されていたパティキュレート
を燃焼させる。更にエンジン１０が中高負荷及び中高速
域にあり、ＮＯｘ触媒１３入口での排ガス温度が３００
〜５００℃であって、捕集器１４入口の圧力が所定の圧
力より高いときには、噴射ノズル１６から液体２０が噴
射されるとともに、噴射ノズル２６から所定の時間だけ
液体２０が噴射される。この結果、排ガス中のＮＯｘは
ＮＯｘ触媒１３でＮ 2 に還元されるとともに、酸化触媒
２９で排ガス中のＨＣ等が酸化される。このときの還元
反応及び酸化反応による発熱で排ガス温度が更に上昇
し、フィルタ１４ａに捕集されていたパティキュレート
を燃焼させる。
【０００８】またパティキュレートとともにＮＯｘ触媒
１３を通過したＮＯｘ触媒の還元剤として供給した粒子
状の未燃の炭化水素はパティキュレートフィルタ１４ａ
に捕集され、大気中に放散しない。
１３を通過したＮＯｘ触媒の還元剤として供給した粒子
状の未燃の炭化水素はパティキュレートフィルタ１４ａ
に捕集され、大気中に放散しない。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１０
の排気マニホルド１１には排気管１２が接続される。こ
の排気管１２の途中にはエンジン側からＮＯｘ触媒１３
及びパティキュレート捕集器１４が設けられる。この例
ではＮＯｘ触媒１３はモノリス触媒であって、コージェ
ライト製のハニカム担体１３ａに銅イオン交換ゼオライ
ト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）触媒又はメタロシリケート触媒
がコーティングされたものである。この銅イオン交換ゼ
オライト触媒はＮａ型のＺＳＭ−５ゼオライトのＮａイ
オンをＣｕイオンとイオン交換した物質であり、メタロ
シリケート触媒はＨ−Ｃｏシリケート触媒である。この
ＮＯｘ触媒１３の排ガス上流側の排気管１２には噴射ノ
ズル１６がＮＯｘ触媒１３に向けて設けられる。
説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１０
の排気マニホルド１１には排気管１２が接続される。こ
の排気管１２の途中にはエンジン側からＮＯｘ触媒１３
及びパティキュレート捕集器１４が設けられる。この例
ではＮＯｘ触媒１３はモノリス触媒であって、コージェ
ライト製のハニカム担体１３ａに銅イオン交換ゼオライ
ト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）触媒又はメタロシリケート触媒
がコーティングされたものである。この銅イオン交換ゼ
オライト触媒はＮａ型のＺＳＭ−５ゼオライトのＮａイ
オンをＣｕイオンとイオン交換した物質であり、メタロ
シリケート触媒はＨ−Ｃｏシリケート触媒である。この
ＮＯｘ触媒１３の排ガス上流側の排気管１２には噴射ノ
ズル１６がＮＯｘ触媒１３に向けて設けられる。
【００１０】またパティキュレート捕集器１４はパティ
キュレートフィルタ１４ａを内蔵する。この例ではフィ
ルタ１４ａは酸化機能を有する触媒付きハニカムフィル
タであって、図２に示すようにコージェライトのような
セラミックスからなる多孔質の隔壁１４ｂで仕切られた
多角形断面を有する。フィルタ１４ａはこれらの隔壁１
４ｂにより多数の互いに平行に形成された貫通孔１４ｃ
の相隣接する入口部１４ｄと出口部１４ｅが交互に実質
的に封止される。隔壁１４ｂにＰｔ，Ｐｄ等の貴金属を
担持するか、或いはγ−アルミナ粉末を含むスラリーを
隔壁１４ａにコーティングした後、Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金
属を担持して構成される。これによりフィルタに煤、炭
化水素の酸化力が付与される。このフィルタ１４ａで
は、図の矢印に示すようにフィルタ１４ａの入口側から
導入されたエンジンの排ガスが多孔質の隔壁１４ｂを通
過する際に含有する微粒子がろ過されて、出口側から排
出されるようになっている。
キュレートフィルタ１４ａを内蔵する。この例ではフィ
ルタ１４ａは酸化機能を有する触媒付きハニカムフィル
タであって、図２に示すようにコージェライトのような
セラミックスからなる多孔質の隔壁１４ｂで仕切られた
多角形断面を有する。フィルタ１４ａはこれらの隔壁１
４ｂにより多数の互いに平行に形成された貫通孔１４ｃ
の相隣接する入口部１４ｄと出口部１４ｅが交互に実質
的に封止される。隔壁１４ｂにＰｔ，Ｐｄ等の貴金属を
担持するか、或いはγ−アルミナ粉末を含むスラリーを
隔壁１４ａにコーティングした後、Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金
属を担持して構成される。これによりフィルタに煤、炭
化水素の酸化力が付与される。このフィルタ１４ａで
は、図の矢印に示すようにフィルタ１４ａの入口側から
導入されたエンジンの排ガスが多孔質の隔壁１４ｂを通
過する際に含有する微粒子がろ過されて、出口側から排
出されるようになっている。
【００１１】噴射ノズル１６には供給管１７が接続さ
れ、この供給管１７は調整弁１８及びポンプ１９を介し
て炭化水素系液体２０が入ったタンク２１に配管され
る。この例では調整弁１８は噴射ノズル１６への液体２
０の供給量を調整する三方弁であり、炭化水素系液体２
０は軽油である。調整弁１８にはタンク２１に配管され
た戻り管１７ａが接続される。調整弁１８が閉じている
ときにはポンプ１９から吐出された液体２０は戻り管１
７ａを通ってタンク２１に戻され、開いたときには噴射
ノズル１６に吐出した液体２０を供給する。
れ、この供給管１７は調整弁１８及びポンプ１９を介し
て炭化水素系液体２０が入ったタンク２１に配管され
る。この例では調整弁１８は噴射ノズル１６への液体２
０の供給量を調整する三方弁であり、炭化水素系液体２
０は軽油である。調整弁１８にはタンク２１に配管され
た戻り管１７ａが接続される。調整弁１８が閉じている
ときにはポンプ１９から吐出された液体２０は戻り管１
７ａを通ってタンク２１に戻され、開いたときには噴射
ノズル１６に吐出した液体２０を供給する。
【００１２】噴射ノズル１６の近傍のＮＯｘ触媒１３の
入口の排気管内の排ガス温度を検出する温度センサ２４
が設けられる。このセンサ２４の検出出力はマイクロコ
ンピュータからなるコントローラ３０の制御入力に接続
される。その他コントローラ３０にはエンジン１０の回
転速度を検出する回転センサ２２と、エンジン１０の負
荷を検出する負荷センサ２３と、パティキュレート捕集
器１４の入口の排気管内の圧力を検出する圧力センサ２
５の各検出出力が接続される。この負荷センサ２３はこ
の例では燃料噴射ポンプ（図示せず）のロードレバーの
変位量を検出する。コントローラ３０の制御出力は調整
弁１８及びポンプ１９に接続される。コントローラ３０
はメモリ３１を備える。メモリ３１にはエンジン回転、
エンジン負荷、捕集器入口の圧力、ＮＯｘ触媒入口の排
ガス温度等に応じた調整弁１８の開閉及びポンプ１９の
作動の有無が予め記憶される。
入口の排気管内の排ガス温度を検出する温度センサ２４
が設けられる。このセンサ２４の検出出力はマイクロコ
ンピュータからなるコントローラ３０の制御入力に接続
される。その他コントローラ３０にはエンジン１０の回
転速度を検出する回転センサ２２と、エンジン１０の負
荷を検出する負荷センサ２３と、パティキュレート捕集
器１４の入口の排気管内の圧力を検出する圧力センサ２
５の各検出出力が接続される。この負荷センサ２３はこ
の例では燃料噴射ポンプ（図示せず）のロードレバーの
変位量を検出する。コントローラ３０の制御出力は調整
弁１８及びポンプ１９に接続される。コントローラ３０
はメモリ３１を備える。メモリ３１にはエンジン回転、
エンジン負荷、捕集器入口の圧力、ＮＯｘ触媒入口の排
ガス温度等に応じた調整弁１８の開閉及びポンプ１９の
作動の有無が予め記憶される。
【００１３】更にＮＯｘ触媒１３とパティキュレート捕
集器１４の間の排気管１２に酸化触媒２９が設けられ、
この酸化触媒２９の入口に噴射ノズル２６が設けられ
る。噴射ノズル２６には供給管２７が接続され、この供
給管２７は調整弁２８及びポンプ１９を介して炭化水素
系液体２０が入ったタンク２１に配管される。２７ａは
戻り管である。調整弁２８は調整弁１８と同様に構成さ
れ、この調整弁２８にはコントローラ３０の制御出力が
接続される。この例では酸化触媒２９はコージェライト
からなるハニカム担体２９ａにγ−アルミナ粉末を含む
スラリーを担体２９ａにコーティングした後、Ｐｔ又は
Ｐｄを担持させて構成される。
集器１４の間の排気管１２に酸化触媒２９が設けられ、
この酸化触媒２９の入口に噴射ノズル２６が設けられ
る。噴射ノズル２６には供給管２７が接続され、この供
給管２７は調整弁２８及びポンプ１９を介して炭化水素
系液体２０が入ったタンク２１に配管される。２７ａは
戻り管である。調整弁２８は調整弁１８と同様に構成さ
れ、この調整弁２８にはコントローラ３０の制御出力が
接続される。この例では酸化触媒２９はコージェライト
からなるハニカム担体２９ａにγ−アルミナ粉末を含む
スラリーを担体２９ａにコーティングした後、Ｐｔ又は
Ｐｄを担持させて構成される。
【００１４】このような構成の装置では、先ずエンジン
１０が軽負荷で、低速域の運転状態にあって、排気マニ
ホルド１１から排出される排ガス温度が２５０℃未満
で、しかも捕集器１４の入口圧力が所定の圧力より低い
ときには、コントローラ３０はメモリ３１の記憶内容に
基づいてポンプ１９を不作動にして、調整弁１８及び２
８を閉じる。これにより噴射ノズル１６及び２６からは
液体２０は噴射されない。エンジン排ガス中のパティキ
ュレートがフィルタ１４ａで捕集される。
１０が軽負荷で、低速域の運転状態にあって、排気マニ
ホルド１１から排出される排ガス温度が２５０℃未満
で、しかも捕集器１４の入口圧力が所定の圧力より低い
ときには、コントローラ３０はメモリ３１の記憶内容に
基づいてポンプ１９を不作動にして、調整弁１８及び２
８を閉じる。これにより噴射ノズル１６及び２６からは
液体２０は噴射されない。エンジン排ガス中のパティキ
ュレートがフィルタ１４ａで捕集される。
【００１５】次いでエンジン１０が中高負荷で、中高速
域の運転状態にあって、排気マニホルド１１から排出さ
れる排ガス温度が２５０〜５００℃の温度範囲で、しか
も捕集器１４の入口圧力が所定の圧力より高いときに
は、コントローラ３０はポンプ１９を作動させて、調整
弁１８を開く。このとき調整弁２８は閉じたままにす
る。これにより噴射ノズル１６から所定量だけ液体２０
がＮＯｘ触媒１３に噴射され、このＮＯｘ触媒１３を通
過した排ガスに含まれるＮＯｘは高い効率でＮ2に還元
される。温度センサ２４が２５０〜３００℃の温度を検
出するときには、排ガスに含まれる未燃の炭化水素とパ
ティキュレートがパティキュレート捕集器１４のフィル
タ１４ａに捕集される。
域の運転状態にあって、排気マニホルド１１から排出さ
れる排ガス温度が２５０〜５００℃の温度範囲で、しか
も捕集器１４の入口圧力が所定の圧力より高いときに
は、コントローラ３０はポンプ１９を作動させて、調整
弁１８を開く。このとき調整弁２８は閉じたままにす
る。これにより噴射ノズル１６から所定量だけ液体２０
がＮＯｘ触媒１３に噴射され、このＮＯｘ触媒１３を通
過した排ガスに含まれるＮＯｘは高い効率でＮ2に還元
される。温度センサ２４が２５０〜３００℃の温度を検
出するときには、排ガスに含まれる未燃の炭化水素とパ
ティキュレートがパティキュレート捕集器１４のフィル
タ１４ａに捕集される。
【００１６】温度センサ２４が３００〜５００℃の温度
を検出するときには、ＮＯｘ触媒１３及び酸化触媒２９
を通過した排ガスはＮＯｘ触媒での還元反応により４０
０〜６００℃の温度に上昇する。この高温の排ガスが図
２に示すようにフィルタ１４ａに流入すると、フィルタ
１４ａに堆積していたパティキュレートが燃焼し、燃焼
ガスとなってフィルタ１４ａを通過する。パティキュレ
ートフィルタ１４ａに触媒が担持されることにより、低
温でパティキュレートの燃焼が進むようになる。また５
００℃を越えると特にパティキュレート中の煤が燃焼を
開始する。
を検出するときには、ＮＯｘ触媒１３及び酸化触媒２９
を通過した排ガスはＮＯｘ触媒での還元反応により４０
０〜６００℃の温度に上昇する。この高温の排ガスが図
２に示すようにフィルタ１４ａに流入すると、フィルタ
１４ａに堆積していたパティキュレートが燃焼し、燃焼
ガスとなってフィルタ１４ａを通過する。パティキュレ
ートフィルタ１４ａに触媒が担持されることにより、低
温でパティキュレートの燃焼が進むようになる。また５
００℃を越えると特にパティキュレート中の煤が燃焼を
開始する。
【００１７】圧力センサ２５が所定の高い圧力を検出す
ると、コントローラはポンプ１９を作動させかつ調整弁
１８を開いた状態で、調整弁２８を５〜１０分間だけ開
く。この開放時間は圧力センサ２５の圧力が高いほど長
く決められる。噴射ノズル２６から所定量の液体２０が
酸化触媒２９に噴射される。この噴射量は噴射ノズル１
６の噴射量と比べて微量である。噴射ノズル２６からの
液体２０が噴射されると、酸化触媒２９においてＨＣ濃
度が高まり、このＨＣをはじめとして排ガスに含まれる
ＣＯの酸化作用が促進され、Ｈ2ＯやＣＯ2に転化され
る。同時にこの酸化触媒２９の反応熱により酸化触媒２
９を通過した排ガスの温度が高まり、これによりフィル
タ１４ａに残存していたパティキュレートは完全に燃焼
し除去されるようになる。この装置の触媒入口温度に対
するＮＯｘ転化率及びＨＣ転化率をそれぞれ測定したと
ころ、図３及び図４に示すデータが得られた。
ると、コントローラはポンプ１９を作動させかつ調整弁
１８を開いた状態で、調整弁２８を５〜１０分間だけ開
く。この開放時間は圧力センサ２５の圧力が高いほど長
く決められる。噴射ノズル２６から所定量の液体２０が
酸化触媒２９に噴射される。この噴射量は噴射ノズル１
６の噴射量と比べて微量である。噴射ノズル２６からの
液体２０が噴射されると、酸化触媒２９においてＨＣ濃
度が高まり、このＨＣをはじめとして排ガスに含まれる
ＣＯの酸化作用が促進され、Ｈ2ＯやＣＯ2に転化され
る。同時にこの酸化触媒２９の反応熱により酸化触媒２
９を通過した排ガスの温度が高まり、これによりフィル
タ１４ａに残存していたパティキュレートは完全に燃焼
し除去されるようになる。この装置の触媒入口温度に対
するＮＯｘ転化率及びＨＣ転化率をそれぞれ測定したと
ころ、図３及び図４に示すデータが得られた。
【００１８】なお、上記例ではＮＯｘ触媒として銅イオ
ン交換ゼオライト触媒又はメタロシリケート触媒を、酸
化触媒としてコージェライトにＰｔ又はＰｄを担持した
ものをそれぞれ挙げたが、本発明はこれらに限らず、他
の構成のＮＯｘ触媒又は酸化触媒でもよい。また、上記
例ではパティキュレートフィルタ１４ａとして触媒付き
フィルタを示したが、例えばコージェライトのようなフ
ィルタを構成するセラミックスに炭化水素を燃焼する機
能があれば、特に触媒を付さなくてもよい。また、上記
例で示した調整弁を開閉する条件は一例であって、本発
明は上記条件に限るものではない。更に、上記例ではＮ
Ｏｘの還元剤として炭化水素系液体として軽油を用いた
が、本発明はこれに限るものではなく、他の還元剤を用
いてもよい。
ン交換ゼオライト触媒又はメタロシリケート触媒を、酸
化触媒としてコージェライトにＰｔ又はＰｄを担持した
ものをそれぞれ挙げたが、本発明はこれらに限らず、他
の構成のＮＯｘ触媒又は酸化触媒でもよい。また、上記
例ではパティキュレートフィルタ１４ａとして触媒付き
フィルタを示したが、例えばコージェライトのようなフ
ィルタを構成するセラミックスに炭化水素を燃焼する機
能があれば、特に触媒を付さなくてもよい。また、上記
例で示した調整弁を開閉する条件は一例であって、本発
明は上記条件に限るものではない。更に、上記例ではＮ
Ｏｘの還元剤として炭化水素系液体として軽油を用いた
が、本発明はこれに限るものではなく、他の還元剤を用
いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｎ
Ｏｘ触媒の排ガス下流側の排気管に酸化触媒及びパティ
キュレート捕集器を設けたので、ＮＯｘ触媒で排ガス中
のＮＯｘがＮ2に還元され、更に酸化触媒で排ガス中の
ＨＣ等が酸化されるときに、これらの還元反応及び酸化
反応による発熱を利用してパティキュレート捕集器入口
における排ガス温度を上昇させ、特別の加熱手段を用い
ずに、この捕集器に捕集されていたパティキュレートを
燃焼させることができ、これにより排ガスに含まれるＮ
Ｏｘを低減し、パティキュレートを捕集し、かつパティ
キュレートフィルタを再生することができる。また、パ
ティキュレートとともにＮＯｘ触媒の還元剤として供給
した粒子状の未燃の炭化水素を大気中に放散させない利
点もある。
Ｏｘ触媒の排ガス下流側の排気管に酸化触媒及びパティ
キュレート捕集器を設けたので、ＮＯｘ触媒で排ガス中
のＮＯｘがＮ2に還元され、更に酸化触媒で排ガス中の
ＨＣ等が酸化されるときに、これらの還元反応及び酸化
反応による発熱を利用してパティキュレート捕集器入口
における排ガス温度を上昇させ、特別の加熱手段を用い
ずに、この捕集器に捕集されていたパティキュレートを
燃焼させることができ、これにより排ガスに含まれるＮ
Ｏｘを低減し、パティキュレートを捕集し、かつパティ
キュレートフィルタを再生することができる。また、パ
ティキュレートとともにＮＯｘ触媒の還元剤として供給
した粒子状の未燃の炭化水素を大気中に放散させない利
点もある。
【図１】本発明の実施例の排ガス浄化装置の構成図。
【図２】そのパティキュレートフィルタの拡大断面図。
【図３】そのＮＯｘ触媒入口温度に対するＮＯｘ転化率
の変化を示す図。
の変化を示す図。
【図４】その酸化触媒入口温度に対するＨＣ転化率の変
化を示す図。
化を示す図。
１０ エンジン １２ 排気管 １３ ＮＯｘ触媒 １４ パティキュレート捕集器 １４ａ パティキュレートフィルタ １６，２６ 噴射ノズル １８，２８ 調整弁 １９ ポンプ（炭化水素系液体供給手段） ２０ 炭化水素系液体 ２２ 回転センサ ２３ 負荷センサ ２４ 温度センサ ２５，３５ 圧力センサ ２９ 酸化触媒 ３０ コントローラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/36 Ｂ 3/24 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/34 １２９Ｅ 3/28 ３０１ 53/36 １０３Ｃ 3/36 １０３Ｂ (56)参考文献 特開 平５−222923（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263624（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−47115（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−44434（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−129829（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/00 - 3/38 B01D 53/56 B01D 53/74 B01D 53/94
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン(10)の排気管(12)に設けられた
ＮＯｘ触媒(13)と、 前記ＮＯｘ触媒(13)の入口に設けられ前記ＮＯｘ触媒(1
3)に向けて炭化水素系液体(20)を噴射可能な第１噴射ノ
ズル(16)と、 前記噴射ノズル(16)に第１調整弁(18)を介して前記液体
(20)を供給する炭化水素系液体供給手段(19)とを備えた
エンジンの排ガス浄化装置において、 前記ＮＯｘ触媒(13)より排ガス下流側の排気管(12)に設
けられた酸化触媒(29)と、 前記酸化触媒(29)の入口に設けられ前記酸化触媒(29)に
向けて前記炭化水素系液体供給手段(19)により第２調整
弁(28)を介して前記液体(20)を噴射可能な第２噴射ノズ
ル(26)と、 前記酸化触媒(29)より排ガス下流側の排気管(12)に設け
られ内部にパティキュレートフィルタ(14a)を有するパ
ティキュレート捕集器(14)と、 前記エンジン(10)の回転速度を検出する回転センサ(22)
と、 前記エンジン(10)の負荷を検出する負荷センサ(23)と、 前記ＮＯｘ触媒(13)の入口の排気管内の排ガスの温度を
検出する温度センサ(24)と、 前記パティキュレート捕集器(14)の入口の排気管内の圧
力を検出する圧力センサ(25)と、 前記回転センサ(22)、負荷センサ(23)、温度センサ(24)
及び圧力センサ(25)の検出出力に基づいて前記第１及び
第２調整弁(18,28)を開閉して前記液体(20)の第１及び
第２噴射ノズル(16,26)への供給量を調整するコントロ
ーラ(30)とを備え、 前記負荷センサ(23)及び前記回転センサ(22)が前記エン
ジン(10)の軽負荷及び低速域を検出し、前記温度センサ
(24)が２５０℃未満の排ガス温度を検出し、かつ前記圧
力センサ(25)が所定の圧力より低い前記捕集器(14)入口
の圧力を検出するとき、前記コントローラ(30)が前記第
１及び第２調整弁(18,28)を閉じ； 前記負荷センサ(23)及び前記回転センサ(22)が前記エン
ジン(10)の中高負荷及び中高速域を検出し、前記温度セ
ンサ(24)が２５０〜３００℃の排ガス温度を検出し、か
つ前記圧力センサ(25)が前記所定の圧力より高い前記捕
集器(14)入口の圧力を検出するとき、前記コントローラ
(30)が前記第２調整弁(28)を閉じた状態で前記第１調整
弁(18)を開き； 更に前記負荷センサ(23)及び前記回転センサ(22)が前記
エンジン(10)の中高負荷及び中高速域を検出し、前記温
度センサ(24)が３００〜５００℃の排ガス温度を検出
し、かつ前記圧力センサ(25)が前記所定の圧力より高い
前記捕集器(14)入口の圧力を検出するとき、前記コント
ローラ(30)が前記第１調整弁(18)を開いた状態で前記第
２調整弁(28)を所定の時間だけ開くように制御する こと
を特徴とするエンジンの排ガス浄化装置。 - 【請求項２】 パティキュレートフィルタ(14a)が触媒
付きパティキュレートフィルタである請求項１記載のエ
ンジンの排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5263675A JP3028110B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | エンジンの排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5263675A JP3028110B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | エンジンの排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07119444A JPH07119444A (ja) | 1995-05-09 |
| JP3028110B2 true JP3028110B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17392787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5263675A Expired - Lifetime JP3028110B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | エンジンの排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3028110B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6046853B1 (ja) * | 2016-07-01 | 2016-12-21 | 範子 遣水 | 食材調理用溝切りカッター |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19618397A1 (de) * | 1996-05-08 | 1997-11-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Abgasreinigung bei Dieselmotoren |
| GB2333471A (en) * | 1998-01-24 | 1999-07-28 | Johnson Matthey Plc | Improvements in catalyst systems |
| EP1612382A3 (en) * | 1998-11-06 | 2006-04-05 | Ceryx Asset Recovery, LLC | Integrated apparatus for removing pollutants from a fluid stream in a lean-burn environment with heat recovery |
| KR100699974B1 (ko) | 1999-07-02 | 2007-03-27 | 엥겔하드 코포레이션 | 디젤 엔진 배기 가스의 처리를 위한 산화 촉매 |
| FR2796985B1 (fr) † | 1999-07-28 | 2002-09-06 | Renault | Systeme et procede de traitement des particules et des oxydes d'azote pour un moteur a combustion |
| GB9919013D0 (en) * | 1999-08-13 | 1999-10-13 | Johnson Matthey Plc | Reactor |
| DE10023439A1 (de) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden und Rußpartikeln aus dem mageren Abgas eines Verbrennungsmotors und Abgasreinigungssystem hierfür |
| US20020007629A1 (en) | 2000-07-21 | 2002-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine |
| FR2829180B1 (fr) * | 2001-08-28 | 2005-10-28 | Ct De Rech S En Machines Therm | Procede de regeneration d'un dispositif de filtration des gaz d'echappement pour un moteur diesel et dispositif de mise en oeuvre |
| JP3758617B2 (ja) | 2002-07-12 | 2006-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| FR2850704A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-08-06 | Jean Claude Fayard | Procede de post-injection de gazole pour la regeneration de systemes de filtration des gaz d'echappement de moteur diesel |
| KR100871898B1 (ko) * | 2005-10-28 | 2008-12-05 | 에스케이에너지 주식회사 | 디젤 엔진의 배기가스 정화 장치 |
| JP5698446B2 (ja) * | 2009-08-17 | 2015-04-08 | 日野自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置 |
| JP5752378B2 (ja) * | 2010-09-22 | 2015-07-22 | 日野自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| JP2012087703A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Hino Motors Ltd | 内燃機関の排気処理装置 |
| JP6237464B2 (ja) * | 2014-05-22 | 2017-11-29 | 株式会社デンソー | 内燃機関の排気浄化制御装置 |
| CN108049944A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-05-18 | 大连海事大学 | 船用柴油机颗粒物排放捕集装置 |
-
1993
- 1993-10-21 JP JP5263675A patent/JP3028110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6046853B1 (ja) * | 2016-07-01 | 2016-12-21 | 範子 遣水 | 食材調理用溝切りカッター |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119444A (ja) | 1995-05-09 |
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