【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に適用される排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、図９、図１０に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中に外筒体４を設け、外筒体４の内部に上流から下流に向かって順に触媒モノリス５、パティキュレートフィルタ６をシール材７を介して装備している。
【０００３】
図１０〜図１２は触媒モノリス５及びパティキュレートフィルタ６の第一の例を示しており、第一の例の触媒モノリス５は、図１１に示す如く金属から成る多孔質のハニカム構造を形成し、且つ該ハニカム構造にＮＯ2生成触媒を担持するＮＯ2生成触媒モノリスとなっている。又、ＮＯ2生成触媒は、排気ガス２中に存在する窒素酸化物をＮＯ2まで酸化する高い活性を備えている。
【０００４】
第一の触媒モノリス５の下流に位置する第一の例のパティキュレートフィルタ６は、図１２に示す如く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８の入口９が交互に目封じされ、入口９が目封じされていない流路８については、その出口１０が目封じされるようになっており、各流路８を区画する多孔質の薄壁１１を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されるようになっている。
【０００５】
排気ガス２が外筒体４に流れ込んだ際には、排気ガス２中の窒素酸化物が、第一の例の触媒モノリス５であるＮＯ2生成触媒よりＮＯ2になって第一の例のパティキュレートフィルタ６に流れ、第一の例のパティキュレートフィルタ６では、排気ガス２のフィルタリングを行うよう、排気ガス２中のパティキュレートを多孔質の薄壁１１の内側表面に捕集する。
【０００６】
又、ＮＯ2は排気ガス２中のパティキュレートに対して酸化力を備えているので、パティキュレートフィルタ６に捕獲されたパティキュレートを燃やし、パティキュレートフィルタ６の再生をする。
【０００７】
一方、触媒モノリス５及びパティキュレートフィルタ６には第一の例と異なる第二の例があり、第二の触媒モノリス５は、金属から成る多孔質のハニカム構造を形成し、且つ該ハニカム構造に酸化触媒を担持する酸化触媒モノリスとなっている。又、酸化触媒は、燃料に添加されたセリア等の燃料添加材を酸化する活性を備えている。
【０００８】
第二の例の触媒モノリス５の下流に位置する第二の例のパティキュレートフィルタ６は、第一の例のパティキュレートフィルタ６と略同様に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８の入口９が交互に目封じされ、入口９が目封じされていない流路８については、その出口１０が目封じされるようになっており、各流路８を区画する多孔質の薄壁１１を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されるようにしてある。又、パティキュレートフィルタ６には酸化触媒を担持しており、パティキュレートフィルタ６の酸化触媒は、酸化したセリア等の燃料添加材から酸素を放出させる活性を備えている。
【０００９】
排気ガス２が外筒体４に流れ込んだ際には、第二の例の触媒モノリス５である酸化触媒より排気ガス２中の燃料添加材を酸化して第二のパティキュレートフィルタ６に流し、第二の例のパティキュレートフィルタ６では、排気ガス２のフィルタリングを行うよう、排気ガス２中のパティキュレートを多孔質の薄壁１１の内側表面に捕集する。
【００１０】
又、酸化された燃料添加材は第二の例のパティキュレートフィルタ６の酸化触媒によって酸素を放出し、放出された酸素により第二の例のパティキュレートフィルタ６に捕獲されたパティキュレートを燃やし、パティキュレートフィルタ６の再生をする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、触媒モノリス５及びパティキュレートフィルタ６によれば、微粒径のパティキュレートをフィルタリングすると共にパティキュレートを燃やしてパティキュレートフィルタ６を再生するが、排気ガス２中には、エンジンの摩耗物質のアッシュ、オイル中のカルシウム及びリン、錆等の大径粒子が含まれているため、これらの大径粒子がパティキュレートフィルタ６に付着し、更に煤等のパティキュレートも付着してケーキ層を形成し、パティキュレートフィルタ６が目づまりするという問題があった。又、同時にパティキュレートフィルタ６を目づまりさせたケーキ層は触媒等により燃焼させることができないという問題もあった。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、排気ガス中の大径粒子によりフィルタが目づまりすることを防止する排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、排気管の途中に装備されて排気ガス中のパティキュレート及び該パティキュレートより大きな大径粒子を除去する排気浄化装置であって、前記排気管途中のフィルタケース内の上流側に、ＮＯ 2 生成触媒を担持し且つ排気ガス中の大径粒子を除去する荒目の前段フィルタを配し、前記排気管途中のフィルタケース内の下流側に、酸化触媒を担持し且つ排気ガス中のパティキュレートを除去する細目の後段フィルタを配したことを特徴とする排気浄化装置、に係るものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、排気管の途中に装備されて排気ガス中のパティキュレート及び該パティキュレートより大きな大径粒子を除去する排気浄化装置であって、前記排気管途中のフィルタケース内の上流側に、ＮＯ 2 生成触媒を担持し且つ排気ガス中の大径粒子を除去する荒目の前段フィルタを配し、前記排気管途中のフィルタケース内の下流側に、ＮＯ 2 低減触媒を担持すると共に、ＮＯ 2 低減触媒に向かって噴射する還元剤噴射管を備え、且つ排気ガス中のパティキュレートを除去する細目の後段フィルタを配したことを特徴とする排気浄化装置、に係るものである。
【００１５】
請求項１又は２に記載の発明において、請求項３〜請求項５に示す如く、前段フィルタを、無機焼成フィルタとしてもよいし、金属繊維フィルタとしてもよいし、発泡金属フィルタとしてもよい。
【００１６】
【００１７】
排気ガスがフィルタケースに流れ込んだ際には、前段フィルタの荒目により大径粒子を捕捉し、下流の後段フィルタの細目によりパティキュレートを捕捉する。又、同時に前段フィルタの触媒及び後段フィルタの触媒により大径粒子及びパティキュレートを燃やす。
【００１８】
このように、請求項１によれば、排気ガスを浄化する際には排気ガス中の大径粒子を前段フィルタにより除去し、且つパティキュレートを後段フィルタにより除去するので、細目の後段フィルタに大径粒子が付着することがなく、後段フィルタの目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタのＮＯ 2 生成触媒で生じたＮＯ 2 によって大径粒子を燃やし、後段フィルタの酸化触媒で生じた酸素及び前段フィルタで生じたＮＯ 2 によってパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ及び後段フィルタを再生することができる。
【００１９】
又、請求項２によれば、排気ガスを浄化する際には排気ガス中の大径粒子を前段フィルタにより除去し、且つパティキュレートを後段フィルタにより除去するので、細目の後段フィルタに大径粒子が付着することがなく、後段フィルタの目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタのＮＯ 2 生成触媒で生じたＮＯ 2 によって大径粒子及びパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ及び後段フィルタを再生することができる。又、後段フィルタの触媒をＮＯ 2 低減触媒とすると共に、ＮＯ 2 低減触媒に向かって噴射する還元剤噴射管を備えるので噴射管より噴射された還元剤を接触させることによりＮＯ 2 低減触媒を再生することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明に示す如く、請求項１又は２の前段フィルタを無機焼成フィルタとすると、フィルタ容積を低減し得るので、前段フィルタの温度が上昇し前段フィルタを容易に再生をすることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明に示す如く、請求項１又は２の前段フィルタを金属繊維フィルタとすると、前段フィルタにおける排気ガスとの接触面積を増大するので、排気ガス中の大径粒子を充分に除去することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明に示す如く、請求項１又は２の前段フィルタを発泡金属フィルタとすると、耐久性が向上するので、交換することなく長期間、排気ガスをフィルタリングすることができる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２６】
図１〜図３は本発明を実施する形態の第一の例を示す排気浄化装置である。
【００２７】
第一の例の排気浄化装置においては、ディーゼルエンジンからの排気ガス１２が流通する排気管の途中に外筒状のフィルタケース１３を設けており、該フィルタケース１３の上流側にはシール材１４を介して前段フィルタ１５を装備している。
【００２８】
第一の例の排気浄化装置に装備される前段フィルタ１５は、無機物のコージェライトを焼成して製造した無機焼成フィルタであり、図２に示す如く、無機焼成フィルタは薄壁１６に荒目の多孔質を備えたハニカム構造で形成され、荒目の孔径を１００ｎｍより大きなサイズにしている。又、ハニカム構造の格子状に区画された各流路１７の入口１８は交互に目封じされ、入口１８が目封じされていない流路１７については、その出口１９が目封じされるようになっており、各流路１７を区画する荒目の多孔質の薄壁１６を透過した排気ガス１２のみが下流側へ排出されるようになっている。
【００２９】
更に、前段フィルタ１５の無機焼成フィルタには、ＮＯ2生成触媒を担持しており、ＮＯ2生成触媒は、排気ガス１２中に存在する窒素酸化物をＮＯ2まで酸化する高い活性を備えている。
【００３０】
一方、フィルタケース１３の下流側にはシール材１４を介して後段フィルタ２０を装備しており、第一の例の排気浄化装置に装備される後段フィルタ２０は、無機物のコージェライト等を焼成して製造した無機焼成フィルタであり、図３に示す如く、後段フィルタ２０は薄壁２１に細目の多孔質を備えたハニカム構造で形成され、細目の孔径を２０ｎｍ〜１００ｎｍ以下の小さなサイズとしている。又、ハニカム構造の格子状に区画された各流路２２の入口２３は前段フィルタ１５と略同様に交互に目封じされ、入口２３が目封じされていない流路２２については、その出口２４が目封じされるようになっており、各流路２２を区画する荒目の多孔質の薄壁２１を透過した排気ガス１２のみが下流側へ排出されるようになっている。
【００３１】
更に、後段フィルタ２０の無機焼成フィルタには、酸化触媒を担持しており、酸化触媒は、上流で酸化した燃料添加材から酸素を放出させる活性を備えている。
【００３２】
以下、本発明を実施する形態の第一の例の作用を説明する。
【００３３】
排気ガス１２が第一の例の排気浄化装置のフィルタケース１３に流れ込んだ際には、前段フィルタ１５である無機焼成フィルタの荒目の孔により、排気ガス１２中に含まれるエンジンの摩耗物質のアッシュ、オイル中のカルシウム及びリン、錆等の大径粒子を捕捉し、下流の後段フィルタ２０である無機焼成フィルタの細目の孔により大径粒子より小さいパティキュレートを捕捉する。
【００３４】
同時に前段フィルタ１５のＮＯ2生成触媒により排気ガス１２中の窒素酸化物をＮＯ2にし、ＮＯ2により前段フィルタ１５の荒目の孔に捕捉された大径粒子を燃やす。
【００３５】
後段フィルタ２０では、酸化触媒により燃料添加材から酸素を放出させ、放出された酸素及び前段フィルタ１５で生じたＮＯ2によって、後段フィルタ２０の細目の孔に捕捉されたパティキュレートを燃やす。ここで、燃料添加材は上流で予め他の触媒等により酸化されている。
【００３６】
このように、排気ガス１２を浄化する際には排気ガス１２中のエンジンの摩耗物質のアッシュ、オイル中のカルシウム及びリン、錆等の大径粒子を前段フィルタ１５の荒目の孔により除去し、且つパティキュレートを後段フィルタ２０の細目の孔により除去するので、細目の後段フィルタ２０に大径粒子が付着することがなく、後段フィルタ２０の目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタ１５のＮＯ2生成触媒により生じたＮＯ2より大径粒子を燃やし、後段フィルタ２０の酸化触媒により生じた酸素及び前段フィルタ１５で生じたＮＯ2によってパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ１５及び後段フィルタ２０を再生することができる。
【００３７】
又、前段フィルタ１５を無機焼成フィルタとすると、フィルタ容積を低減し得るので、前段フィルタ１５及び後段フィルタ２０の温度が上昇し前段フィルタ１５及び後段フィルタ２０の再生を容易にすることができる。
【００３８】
更に、前段フィルタ１５の触媒をＮＯ2生成触媒とすると、排気ガス１２中の窒素酸化物を、酸化力のあるＮＯ2にするので、該ＮＯ2により前段フィルタ１５に捕獲された大径粒子、及び後段フィルタ２０に捕獲されたパティキュレートを夫々燃やし、結果的に前段フィルタ１５及び後段フィルタ２０を再生することができる。
【００３９】
図４、図５は本発明を実施する形態の第二の例を示す排気浄化装置であって、第二の例の排気浄化装置は、第一の例の排気浄化装置の前段フィルタを変更したものであり、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００４０】
第二の例の排気浄化装置に装備される前段フィルタ２５は、微小径の繊維に加工された金属をまとめて製造した金属繊維フィルタであり、金属繊維フィルタは荒目のメッシュを備えた構造で形成され、荒目のメッシュを１００ｎｍより大きなサイズにしている。又、荒目のメッシュは、透過した排気ガス１２のみを下流側へ排出するようになっている。
【００４１】
更に、前段フィルタ２５の金属繊維フィルタには、第一の例と略同様にＮＯ2生成触媒を担持しており、ＮＯ2生成触媒は、排気ガス１２中に存在する窒素酸化物をＮＯ2まで酸化する高い活性を備えている。
【００４２】
一方、フィルタケース１３の下流側にはシール材１４を介して後段フィルタ２０を装備しており、第二の例の排気浄化装置に装備される後段フィルタ２０は、第一の例と略同じ構成で同じ触媒を備えている。
【００４３】
以下、本発明を実施する形態の第二の例の作用を説明する。
【００４４】
排気ガス１２が第二の例の排気浄化装置のフィルタケース１３に流れ込んだ際には、前段フィルタ２５である金属繊維フィルタの荒目のメッシュにより、排気ガス１２中に含まれるエンジンの摩耗物質のアッシュ、オイル中のカルシウム及びリン、錆等の大径粒子を捕捉し、下流の後段フィルタ２０である無機焼成フィルタの細目により大径粒子より小さいパティキュレートを捕捉する。
【００４５】
同時に前段フィルタ２５のＮＯ2生成触媒により、第一の例と略同様に排気ガス１２中の窒素酸化物をＮＯ2にし、ＮＯ2により前段フィルタ２５の荒目のメッシュに捕捉された大径粒子を燃やす。又、後段フィルタ２０でも、酸化触媒により燃料添加材から酸素を放出させ、放出された酸素及び前段フィルタ２５で生じたＮＯ2によって、後段フィルタ２０の細目のメッシュに捕捉されたパティキュレートを燃やす。ここで、燃料添加材は上流で予め他の触媒等により酸化されている。
【００４６】
このように、排気ガス１２を浄化する際には、第一の例と略同様に、細目の後段フィルタ２０に大径粒子が付着することがなく、後段フィルタ２０の目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタ２５のＮＯ2生成触媒により生じたＮＯ2より大径粒子を燃やし、後段フィルタ２０の酸化触媒により生じた酸素及び前段フィルタ２５で生じたＮＯ2によってパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ２５及び後段フィルタ２０を再生することができる。
【００４７】
又、前段フィルタ２５を金属繊維フィルタとすると、前段フィルタ２５における排気ガス１２との接触面積を増大するので、排気ガス１２中の大径粒子を充分に除去することができる。
【００４８】
更に、第二の例の排気浄化装置の作用は、第一の例と同様な作用効果を得ることができる。
【００４９】
図６、図７は本発明を実施する形態の第三の例を示す排気浄化装置であって、第三の例の排気浄化装置は、第一の例の排気浄化装置の前段フィルタを変更したものであり、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００５０】
第三の例の排気浄化装置に装備される前段フィルタ２６は、金属内に無数の気泡を取り込んで製造した発泡金属フィルタであり、発泡金属フィルタは荒目の多孔質を備えた構造で形成され、荒目の孔径を１００ｎｍより大きなサイズにしている。又、荒目の孔は、透過した排気ガス１２のみを下流側へ排出するようになっている。
【００５１】
更に、前段フィルタ２６の発泡金属フィルタには、第一の例と略同様にＮＯ2生成触媒を担持しており、ＮＯ2生成触媒は、排気ガス１２中に存在する窒素酸化物をＮＯ2まで酸化する高い活性を備えている。
【００５２】
一方、フィルタケース１３の下流側にはシール材１４を介して後段フィルタ２０を配置しており、第三の例の排気浄化装置に装備される後段フィルタ２０は、第一の例と略同じ構成で同じ触媒を備えている。
【００５３】
以下、本発明を実施する形態の第三の例の作用を説明する。
【００５４】
排気ガス１２が第三の例の排気浄化装置のフィルタケース１３に流れ込んだ際には、前段フィルタ２６である発泡金属フィルタの荒目の孔により、排気ガス１２中に含まれるエンジンの摩耗物質のアッシュ、オイル中のカルシウム及びリン、錆等の大径粒子を捕捉し、下流の後段フィルタ２０である無機焼成フィルタの細目の孔により大径粒子より小さいパティキュレートを捕捉する。
【００５５】
同時に前段フィルタ２６のＮＯ2生成触媒により、第一の例と略同様に排気ガス１２中の窒素酸化物をＮＯ2にし、ＮＯ2により前段フィルタ２６の荒目のメッシュに捕捉された大径粒子を燃やす。又、後段フィルタ２０でも、酸化触媒により燃料添加材から酸素を放出させ、放出された酸素及び前段フィルタ２６で生じたＮＯ2によって、後段フィルタ２０の細目のメッシュに捕捉されたパティキュレートを燃やす。ここで、燃料添加材は上流で予め他の触媒等により酸化されている。
【００５６】
このように、排気ガス１２を浄化する際には、第一の例と略同様に、細目の後段フィルタ２０に大径粒子が付着することがなく、後段フィルタ２０の目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタ２６のＮＯ2生成触媒により生じたＮＯ2より大径粒子を燃やし、後段フィルタ２０の酸化触媒により生じた酸素及び前段フィルタ２６で生じたＮＯ2によってパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ２６及び後段フィルタ２０を再生することができる。
【００５７】
又、前段フィルタ２６を発泡金属フィルタとすると、耐久性が向上するので、交換することなく長期間、排気ガス１２をフィルタリングすることができる。
【００５８】
更に、第三の例の排気浄化装置の作用は、第一の例と同様な作用効果を得ることができる。
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
図８は本発明を実施する形態の第四の例を示す排気浄化装置であって、第四の例の排気浄化装置は、第一の例の排気浄化装置に装備される後段フィルタ２０の触媒を変更し、且つ触媒の変更に伴うよう他の部分の構成を備えたものであり、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００６９】
第四の例の排気浄化装置に装備される前段フィルタ１５は、第一の例と略同じ構成で同じ触媒を備えている。
【００７０】
一方、フィルタケース１３の下流側にはシール材１４を介して後段フィルタ２８を装備しており、第四の例の排気浄化装置に装備される後段フィルタ２８は、第一の例と略同様な薄壁に細目の多孔質を備えたハニカム構造の無機焼成フィルタであり、後段フィルタ２８の無機焼成フィルタには、排気ガス１２中のＮＯ2を吸蔵するＮＯ2低減触媒を担持している。
【００７１】
又、前段フィルタ１５及び後段フィルタ２８の間には、後段フィルタ２８に向かって還元剤を噴射し得る還元剤噴射管２９を備えている。
【００７２】
以下、本発明を実施する形態の第四の例の作用を説明する。
【００７３】
排気ガス１２が第四の例の排気浄化装置のフィルタケース１３に流れ込んだ際には、第一の例と略同様に、前段フィルタ１５の荒目の孔により大径粒子を、後段フィルタ２８の細目の孔によりパティキュレートを、夫々捕捉する。又、前段フィルタ１５においてはＮＯ2生成触媒により排気ガス１２中の窒素酸化物をＮＯ2にし、ＮＯ2により前段フィルタ１５の荒目の孔に捕捉された大径粒子を燃やす。
【００７４】
更に後段フィルタ２８においては、前段フィルタ１５により生じたＮＯ2により後段フィルタ２８の細目の孔に捕捉されたパティキュレートを燃やすと共に、ＮＯ2低減触媒によりＮＯ2を吸蔵して排気ガス１２中のＮＯ2の濃度を低減する。
【００７５】
ここで、後段フィルタ２８のＮＯ2低減触媒は所定量のＮＯ2を吸蔵すると、ＮＯ2低減触媒の活性が著しく低下するので、還元剤噴射管２９から還元剤を噴射することによってＮＯ2低減触媒の活性を再生させる。
【００７６】
このように、排気ガス１２を浄化する際には、第一の例と略同様に、細目の後段フィルタ２８に大径粒子が付着することがなく、後段フィルタ２８の目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタ１５のＮＯ2生成触媒により生じたＮＯ2よって大径粒子及びパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ１５及び後段フィルタ２８を再生することができる。
【００７７】
又、後段フィルタ２８の触媒をＮＯ2低減触媒とすると共に、ＮＯ2低減触媒に向かって噴射する還元剤噴射管２９を備えると、ＮＯ2低減触媒によりＮＯ2を吸蔵して排気ガス１２中のＮＯ2の濃度を低減することができ、更に、ＮＯ2低減触媒に対して、還元剤噴射管２９より噴射された還元剤を接触させることによりＮＯ2低減触媒を再生することができる。
【００７８】
更に又、第四の例の排気浄化装置の作用は、第一の例と同様な作用効果を得ることができる。
【００７９】
ここで、第四の例の排気浄化装置は、第一の例の後段フィルタ２０における酸化触媒をＮＯ2低減触媒に変更すると共に他の部分の構成を変更したものであるが、第二の例に代用してもよく、又、第三の例に代用してもよい。更に、このように第二の例及び第三の例に代用した場合には、第四の例の作用効果と共に、夫々、第二の例及び第三の例と同じ作用効果を示す。
【００８０】
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、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。
【００８１】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００８２】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、排気ガスを浄化する際には排気ガス中の大径粒子を前段フィルタにより除去し、且つパティキュレートを後段フィルタにより除去するので、細目の後段フィルタに大径粒子が付着することがなく、後段フィルタの目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタのＮＯ 2 生成触媒で生じたＮＯ 2 によって大径粒子を燃やし、後段フィルタの酸化触媒で生じた酸素及び前段フィルタで生じたＮＯ 2 によってパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ及び後段フィルタを再生することができる。
【００８３】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、排気ガスを浄化する際には排気ガス中の大径粒子を前段フィルタにより除去し、且つパティキュレートを後段フィルタにより除去するので、細目の後段フィルタに大径粒子が付着することがなく、後段フィルタの目づまりを防止することができる。同時に前段フィルタのＮＯ 2 生成触媒で生じたＮＯ 2 によって大径粒子及びパティキュレートを燃やすので、前段フィルタ及び後段フィルタを再生することができる。又、後段フィルタの触媒をＮＯ 2 低減触媒とすると共に、ＮＯ 2 低減触媒に向かって噴射する還元剤噴射管を備えるので、ＮＯ 2 低減触媒によりＮＯ 2 を吸蔵して排気ガス中のＮＯ 2 の濃度を低減することができ、更に、ＮＯ 2 低減触媒に対して、還元剤噴射管より噴射された還元剤を接触させることによりＮＯ 2 低減触媒を再生することができる。
【００８４】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明の如く前段フィルタを無機焼成フィルタとすると、フィルタ容積を低減し得るので、前段フィルタの温度が上昇し前段フィルタを容易に再生をすることができる。
【００８５】
（ＩＶ）本発明の請求項４に記載の発明の如く前段フィルタを金属繊維フィルタとすると、前段フィルタにおける排気ガスとの接触面積を増大するので、排気ガス中の大径粒子を充分に除去することができる。
【００８６】
（Ｖ）本発明の請求項５に記載の発明の如く前段フィルタを発泡金属フィルタとすると、耐久性が向上するので、交換することなく長期間、排気ガスをフィルタリングすることができる。
【００８７】
【００８８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の第一の例を示す概略図である。
【図２】第一の例に使用される前段フィルタを示す概略斜視図である。
【図３】第一の例に使用される後段フィルタを示す概略斜視図である。
【図４】本発明を実施する形態の第二の例を示す概略図である。
【図５】第二の例に使用される前段フィルタを示す概略斜視図である。
【図６】本発明を実施する形態の第三の例を示す概略図である。
【図７】第三の例に使用される前段フィルタを示す概略斜視図である。
【図８】本発明を実施する形態の第四の例を示す概略図である。
【図９】エンジンから外筒体に排気ガスが流れる状態を示す概略図である。
【図１０】従来例を示す概略図である。
【図１１】従来例の触媒モノリスを示す概略斜視図である。
【図１２】従来例のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
３ 排気管
１２ 排気ガス
１３ フィルタケース
１５ 前段フィルタ（無機焼成フィルタ）
２０ 後段フィルタ（無機焼成フィルタ）
２５ 前段フィルタ（金属繊維フィルタ）
２６ 前段フィルタ（発泡金属フィルタ）
２８ 後段フィルタ（無機焼成フィルタ）
２９ 還元剤噴射管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device applied to an internal combustion engine such as a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
The particulate matter (particulate matter) emitted from the diesel engine is mainly composed of soot composed of carbonaceous material and SOF (Soluble Organic Fraction: soluble organic component) composed of a high-boiling hydrocarbon component. It has a composition containing a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this kind of particulates,9, Figure10As shown in FIG. 1, an outer cylinder 4 is provided in the exhaust pipe 3 through which the exhaust gas 2 from the diesel engine 1 flows, and the catalyst monolith 5 and the particulate filter 6 are arranged inside the outer cylinder 4 in order from upstream to downstream. Is provided via a sealing material 7.
[0003]
Figure10~ Figure12Shows a first example of the catalyst monolith 5 and the particulate filter 6, and the catalyst monolith 5 of the first example is shown in FIG.11A porous honeycomb structure made of a metal is formed as shown in FIG.TwoNO carrying the generated catalystTwoIt is a production catalyst monolith. Also, NOTwoThe generation catalyst converts nitrogen oxides present in the exhaust gas 2 into NO.TwoIt has high activity to oxidize up to.
[0004]
The particulate filter 6 of the first example located downstream of the first catalyst monolith 5 is shown in FIG.12As shown in the figure, the porous honeycomb structure made of ceramic is used, and the inlets 9 of the respective flow passages 8 partitioned in a lattice shape are alternately plugged, and the flow passages 8 in which the inlets 9 are not plugged are: The outlet 10 is sealed so that only the exhaust gas 2 that has passed through the porous thin wall 11 that defines each flow path 8 is discharged to the downstream side.
[0005]
When the exhaust gas 2 flows into the outer cylinder 4, the nitrogen oxides in the exhaust gas 2 are NO, which is the catalyst monolith 5 of the first example.TwoNO from generated catalystTwoAnd flows to the particulate filter 6 of the first example. In the particulate filter 6 of the first example, the particulates in the exhaust gas 2 are filtered by the porous thin wall 11 so that the exhaust gas 2 is filtered. Collect on inner surface.
[0006]
Also, NOTwoHas an oxidizing power for the particulates in the exhaust gas 2, burns the particulates captured by the particulate filter 6, and regenerates the particulate filter 6.
[0007]
On the other hand, there is a second example different from the first example in the catalyst monolith 5 and the particulate filter 6, and the second catalyst monolith 5 forms a porous honeycomb structure made of a metal, and It is an oxidation catalyst monolith supporting an oxidation catalyst. Further, the oxidation catalyst has an activity of oxidizing a fuel additive such as ceria added to the fuel.
[0008]
The particulate filter 6 of the second example located downstream of the catalyst monolith 5 of the second example has a porous honeycomb structure made of ceramic substantially in the same manner as the particulate filter 6 of the first example, The inlets 9 of the channels 8 partitioned in a grid are alternately plugged, and the outlets 10 of the channels 8 where the inlets 9 are not plugged are plugged. Only the exhaust gas 2 that has passed through the porous thin wall 11 that defines the passage 8 is discharged to the downstream side. Further, the particulate filter 6 carries an oxidation catalyst, and the oxidation catalyst of the particulate filter 6 has an activity of releasing oxygen from a fuel additive such as oxidized ceria.
[0009]
When the exhaust gas 2 flows into the outer cylinder 4, the fuel additive in the exhaust gas 2 is oxidized by the oxidation catalyst, which is the catalyst monolith 5 of the second example, and flows through the second particulate filter 6. In the particulate filter 6 of the second example, the particulates in the exhaust gas 2 are collected on the inner surface of the porous thin wall 11 so as to filter the exhaust gas 2.
[0010]
Further, the oxidized fuel additive releases oxygen by the oxidation catalyst of the particulate filter 6 of the second example, and burns the particulates captured by the particulate filter 6 of the second example by the released oxygen. The particulate filter 6 is reproduced.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, according to the catalyst monolith 5 and the particulate filter 6, the particulate filter having a small particle diameter is filtered and the particulate filter is burned to regenerate the particulate filter 6, but the exhaust gas 2 contains engine wear. Since large particles such as calcium, phosphorus, and rust in the substance ash and oil are contained, these large particles adhere to the particulate filter 6 and also particulates such as soot adhere to the cake layer. And there is a problem that the particulate filter 6 is clogged. At the same time, the cake layer in which the particulate filter 6 is clogged cannot be burned by a catalyst or the like.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an exhaust gas purification device that prevents a filter from being clogged by large-diameter particles in exhaust gas.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an exhaust gas purification device that is provided in the middle of an exhaust pipe to remove particulates in exhaust gas and large-diameter particles larger than the particulates. Upstream ofNO Two Generated catalystAnd a coarse pre-stage filter for removing large-diameter particles in the exhaust gas is arranged, and on the downstream side in the filter case in the middle of the exhaust pipe,Oxidation catalystAnd a fine post-filter for removing particulates in exhaust gas is provided.
[0014]
The invention according to claim 2 is an exhaust gas purification device that is provided in the middle of an exhaust pipe to remove particulates in exhaust gas and large-diameter particles larger than the particulates. On the upstream side of NO Two A coarse pre-stage filter that carries the generated catalyst and removes large-diameter particles in the exhaust gas is arranged, and NO is provided downstream in the filter case in the middle of the exhaust pipe. Two While carrying the reduction catalyst, NO Two The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus, comprising: a reducing agent injection pipe that injects fuel toward a reduction catalyst; and a fine post-filter for removing particulates in exhaust gas.
[0015]
In the first or second aspect of the present invention, as described in the third to fifth aspects, the pre-filter may be an inorganic fired filter, a metal fiber filter, or a foamed metal filter.
[0016]
[0017]
When the exhaust gas flows into the filter case, large-diameter particles are captured by the coarseness of the upstream filter, and particulates are captured by the fineness of the downstream downstream filter. At the same time, large-diameter particles and particulates are burned by the catalyst of the first-stage filter and the catalyst of the second-stage filter.
[0018]
in this way,According to claim 1,When purifying the exhaust gas, the large-diameter particles in the exhaust gas are removed by the first-stage filter, and the particulates are removed by the second-stage filter. Clogging can be prevented. At the same time,NO Two NO generated by generated catalyst Two The large-diameter particles are burned by oxygen, and the oxygen generated by the oxidation catalyst of the subsequent filter and the NO generated by the previous filter Two Burn the particulates byThe former-stage filter and the latter-stage filter can be reproduced.
[0019]
According to the second aspect, when purifying the exhaust gas, the large-diameter particles in the exhaust gas are removed by the first-stage filter, and the particulates are removed by the second-stage filter. Does not adhere, and clogging of the subsequent filter can be prevented. At the same time, Two NO generated by generated catalyst Two As a result, the large-diameter particles and the particulates are burned, so that the first-stage filter and the second-stage filter can be regenerated. Also, if the catalyst of the subsequent filter is NO Two NO reduction catalyst Two Since there is a reducing agent injection pipe that injects toward the reduction catalyst, NO Two The reduced catalyst can be regenerated.
[0020]
When the pre-filter of claim 1 or 2 is an inorganic fired filter, the volume of the filter can be reduced, so that the temperature of the pre-filter increases and the pre-filter can be easily regenerated. Can be.
[0021]
According to the fourth aspect of the present invention, when the pre-filter of claim 1 or 2 is a metal fiber filter, the contact area between the pre-filter and the exhaust gas is increased, so that large-diameter particles in the exhaust gas can be sufficiently reduced. Can be removed.
[0022]
As described in the fifth aspect of the present invention, when the pre-filter of the first or second aspect is a foamed metal filter, the durability is improved, so that the exhaust gas can be filtered for a long time without replacement.
[0023]
[0024]
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
1 to 3 show an exhaust gas purifying apparatus showing a first embodiment of the present invention.
[0027]
In the exhaust gas purifying apparatus of the first example, an outer cylindrical filter case 13 is provided in an exhaust pipe through which exhaust gas 12 from a diesel engine flows, and a sealing material 14 is provided upstream of the filter case 13. Is provided with a pre-stage filter 15 via a.
[0028]
The pre-filter 15 provided in the exhaust gas purifying apparatus of the first example is an inorganic fired filter manufactured by firing an inorganic cordierite. As shown in FIG. It is formed with a porous honeycomb structure, and has a coarse pore size larger than 100 nm. In addition, the inlets 18 of the respective channels 17 partitioned in a lattice structure of the honeycomb structure are alternately sealed, and the outlets 19 of the channels 17 whose inlets 18 are not sealed are sealed. Only the exhaust gas 12 that has passed through the coarse porous thin wall 16 that defines each flow path 17 is discharged to the downstream side.
[0029]
Further, the inorganic fired filter of the pre-filter 15 has NOTwoCarrying a production catalyst, NOTwoThe production catalyst converts NOx present in the exhaust gas 12 to NO.TwoIt has high activity to oxidize up to.
[0030]
On the other hand, a downstream filter 20 is provided downstream of the filter case 13 via a sealing member 14. The downstream filter 20 provided in the exhaust gas purification apparatus of the first example is obtained by firing inorganic cordierite or the like. As shown in FIG. 3, the post-stage filter 20 is formed in a honeycomb structure having a thin wall 21 and fine pores, and has a small pore diameter of 20 nm to 100 nm or less. In addition, the inlets 23 of the respective channels 22 partitioned in a lattice shape of the honeycomb structure are alternately plugged in substantially the same manner as the pre-filter 15, and the outlets 24 of the channels 22 whose inlets 23 are not plugged are connected. Only the exhaust gas 12 that has passed through the coarse porous thin wall 21 defining each flow path 22 is discharged to the downstream side.
[0031]
Further, the inorganic fired filter of the latter filter 20 carries an oxidation catalyst, and the oxidation catalyst has an activity of releasing oxygen from the fuel additive oxidized upstream.
[0032]
Hereinafter, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
[0033]
When the exhaust gas 12 flows into the filter case 13 of the exhaust gas purifying apparatus of the first example, the coarse pores of the inorganic fired filter, which is the pre-stage filter 15, cause the engine abrasion substances contained in the exhaust gas 12 to be reduced. Large particles such as calcium, phosphorus and rust in ash and oil are captured, and fine particles smaller than the large particles are captured by the fine holes of the inorganic fired filter which is the downstream post-filter 20.
[0034]
At the same time, NOTwoNitrogen oxides in exhaust gas 12 are converted to NOTwoAnd NOTwoThus, the large-diameter particles trapped in the coarse holes of the pre-filter 15 are burned.
[0035]
In the latter filter 20, oxygen is released from the fuel additive by the oxidation catalyst, and the released oxygen and NO generated in the former filter 15 are released.TwoAs a result, the particulates trapped in the fine holes of the subsequent filter 20 are burned. Here, the fuel additive is oxidized in advance by another catalyst or the like.
[0036]
As described above, when purifying the exhaust gas 12, large-diameter particles such as ash of engine wear substances in the exhaust gas 12, calcium and phosphorus in the oil, and rust in the oil are removed by the coarse holes of the pre-filter 15. In addition, since the particulates are removed by the fine holes of the post-stage filter 20, large-diameter particles do not adhere to the fine post-stage filter 20, so that clogging of the post-stage filter 20 can be prevented. At the same time, NOTwoNO generated by generated catalystTwoOxygen generated by the oxidation catalyst of the post-filter 20 and NO generated by the pre-filter 15 burn larger particles.TwoAs a result, the particulate matter is burned, so that the former-stage filter 15 and the latter-stage filter 20 can be regenerated.
[0037]
Further, if the former-stage filter 15 is an inorganic fired filter, the volume of the filter can be reduced, so that the temperatures of the former-stage filter 15 and the latter-stage filter 20 rise, and the regeneration of the former-stage filter 15 and the latter-stage filter 20 can be facilitated.
[0038]
Further, the catalyst of the pre-filter 15 is set to NO.TwoAs a production catalyst, nitrogen oxides in the exhaust gas 12 are converted into oxidizing NOTwoThe NOTwoAccordingly, the large-diameter particles captured by the first-stage filter 15 and the particulates captured by the second-stage filter 20 are burned, and as a result, the first-stage filter 15 and the second-stage filter 20 can be regenerated.
[0039]
FIGS. 4 and 5 show an exhaust gas purifying apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the exhaust gas purifying apparatus according to the second embodiment, a pre-filter of the exhaust gas purifying apparatus according to the first embodiment is changed. In the drawings, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 represent the same components.
[0040]
The pre-stage filter 25 provided in the exhaust gas purification apparatus of the second example is a metal fiber filter manufactured by collecting metals processed into fine-diameter fibers, and the metal fiber filter has a structure provided with a coarse mesh. The coarse mesh formed has a size greater than 100 nm. The coarse mesh discharges only the permeated exhaust gas 12 to the downstream side.
[0041]
Further, the metal fiber filter of the pre-stage filter 25 has NO in substantially the same manner as in the first example.TwoCarrying a production catalyst, NOTwoThe production catalyst converts NOx present in the exhaust gas 12 to NO.TwoIt has high activity to oxidize up to.
[0042]
On the other hand, a downstream filter 20 is provided downstream of the filter case 13 via a seal member 14, and the downstream filter 20 provided in the exhaust gas purification apparatus of the second example has substantially the same configuration as that of the first example. With the same catalyst.
[0043]
Hereinafter, the operation of the second example of the embodiment of the present invention will be described.
[0044]
When the exhaust gas 12 flows into the filter case 13 of the exhaust gas purification apparatus of the second example, the coarse mesh of the metal fiber filter which is the pre-stage filter 25 removes the abrasion substances of the engine contained in the exhaust gas 12. Large particles such as calcium, phosphorus and rust in ash and oil are trapped, and particulates smaller than the large particles are trapped by the fineness of the inorganic fired filter which is the downstream post-filter 20.
[0045]
At the same time, NOTwoBy the generation catalyst, nitrogen oxides in the exhaust gas 12 are reduced to NO in substantially the same manner as in the first example.TwoAnd NOTwoAs a result, the large-diameter particles captured by the coarse mesh of the pre-filter 25 are burned. Also in the latter filter 20, oxygen is released from the fuel additive by the oxidation catalyst, and the released oxygen and NO generated in the former filter 25 are also discharged.TwoAs a result, the particulates captured by the fine mesh of the post-filter 20 are burned. Here, the fuel additive is oxidized in advance by another catalyst or the like.
[0046]
In this way, when purifying the exhaust gas 12, substantially in the same manner as in the first example, large-diameter particles do not adhere to the fine post-stage filter 20, and clogging of the post-stage filter 20 can be prevented. . At the same time, NOTwoNO generated by generated catalystTwoOxygen generated by the oxidation catalyst of the post-filter 20 and NO generated by the pre-filter 25 burn larger particles.TwoAs a result, the particulate matter is burned, so that the former-stage filter 25 and the latter-stage filter 20 can be regenerated.
[0047]
Further, when the front-stage filter 25 is a metal fiber filter, the contact area of the front-stage filter 25 with the exhaust gas 12 increases, so that large-diameter particles in the exhaust gas 12 can be sufficiently removed.
[0048]
Further, the operation of the exhaust gas purification apparatus of the second example can obtain the same operation and effect as the first example.
[0049]
FIGS. 6 and 7 show an exhaust gas purifying apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the exhaust gas purifying apparatus according to the third example, a pre-filter of the exhaust gas purifying apparatus according to the first example is changed. In the drawings, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 represent the same components.
[0050]
The pre-filter 26 provided in the exhaust gas purification apparatus of the third example is a foamed metal filter manufactured by taking innumerable air bubbles into a metal, and the foamed metal filter is formed with a structure having a coarse porous structure. The coarse pore diameter is set to a size larger than 100 nm. The rough holes discharge only the permeated exhaust gas 12 to the downstream side.
[0051]
Furthermore, NO foam is added to the foam metal filter of the pre-stage filter 26 in substantially the same manner as in the first example.TwoCarrying a production catalyst, NOTwoThe production catalyst converts NOx present in the exhaust gas 12 to NO.TwoIt has high activity to oxidize up to.
[0052]
On the other hand, the downstream filter 20 is disposed downstream of the filter case 13 via the sealing member 14, and the downstream filter 20 provided in the exhaust gas purification apparatus of the third example has substantially the same configuration as that of the first example. With the same catalyst.
[0053]
Hereinafter, the operation of the third embodiment of the present invention will be described.
[0054]
When the exhaust gas 12 flows into the filter case 13 of the exhaust gas purification apparatus of the third example, the coarse holes of the foamed metal filter which is the pre-stage filter 26 remove the engine abrasion substances contained in the exhaust gas 12. Large particles such as calcium, phosphorus and rust in ash and oil are captured, and fine particles smaller than the large particles are captured by the fine holes of the inorganic fired filter which is the downstream post-filter 20.
[0055]
At the same time, NOTwoBy the generation catalyst, nitrogen oxides in the exhaust gas 12 are reduced to NO in substantially the same manner as in the first example.TwoAnd NOTwoThus, the large-diameter particles captured by the coarse mesh of the pre-filter 26 are burned. Also in the latter filter 20, oxygen is released from the fuel additive by the oxidation catalyst, and the released oxygen and NO generated in the former filter 26 are also discharged.TwoAs a result, the particulates captured by the fine mesh of the post-filter 20 are burned. Here, the fuel additive is oxidized in advance by another catalyst or the like.
[0056]
In this way, when purifying the exhaust gas 12, substantially in the same manner as in the first example, large-diameter particles do not adhere to the fine post-filter 20, and clogging of the post-filter 20 can be prevented. . At the same time, NOTwoNO generated by generated catalystTwoOxygen generated by the oxidation catalyst of the post-filter 20 and NO generated by the pre-filter 26 burn larger particles.TwoAs a result, the particulate matter is burned, so that the former-stage filter 26 and the latter-stage filter 20 can be regenerated.
[0057]
Further, if the former-stage filter 26 is a foamed metal filter, the durability is improved, so that the exhaust gas 12 can be filtered for a long time without replacement.
[0058]
Further, the operation of the exhaust gas purification apparatus of the third example can obtain the same operation and effect as the first example.
[0059]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
Figure8Is the second embodiment of the present invention.FourAn exhaust gas purification apparatus according to an example,FourThe exhaust gas purifying apparatus of the example of Example 1 has a structure in which the catalyst of the post-filter 20 provided in the exhaust gas purifying apparatus of the first example is changed, and includes other components so as to accompany the change of the catalyst. 1 to 3 represent the same parts.
[0069]
No.FourThe pre-filter 15 provided in the exhaust gas purifying apparatus of the second example has substantially the same configuration and the same catalyst as the first example.
[0070]
On the other hand, a downstream filter 28 is provided on the downstream side of the filter case 13 via the sealing material 14.FourThe post-stage filter 28 provided in the exhaust gas purification apparatus of the example is an inorganic fired filter having a honeycomb structure having thin walls and fine porous material substantially similar to the first example. Is NO in the exhaust gas 12.TwoNO to occludeTwoIt carries a reduction catalyst.
[0071]
Further, a reducing agent injection pipe 29 capable of injecting the reducing agent toward the latter filter 28 is provided between the former filter 15 and the latter filter 28.
[0072]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described.FourThe operation of the example will be described.
[0073]
Exhaust gas 12FourWhen it flows into the filter case 13 of the exhaust gas purification apparatus of the example, large-diameter particles are formed by the coarse holes of the pre-filter 15 and particulates are formed by the fine holes of the post-filter 28, as in the first example. Are respectively captured. In the pre-stage filter 15, NOTwoNitrogen oxides in exhaust gas 12 are converted to NOTwoAnd NOTwoThus, the large-diameter particles trapped in the coarse holes of the pre-filter 15 are burned.
[0074]
Further, in the post-stage filter 28, the NO generated by the pre-stage filter 15TwoAs a result, the particulate matter trapped in the fine holes of the subsequent filter 28 is burned, and NOTwoNO by reduction catalystTwoNO in the exhaust gas 12TwoReduce the concentration of
[0075]
Here, NO of the post-stage filter 28TwoThe reduction catalyst has a predetermined amount of NO.TwoNOTwoSince the activity of the reduction catalyst is significantly reduced, the injection of the reducing agent from the reducing agent injection pipe 29 causes NOTwoRegenerate the activity of the reduced catalyst.
[0076]
In this way, when purifying the exhaust gas 12, substantially in the same manner as in the first example, large-diameter particles do not adhere to the fine post-filter 28, so that clogging of the post-filter 28 can be prevented. . At the same time, NOTwoNO generated by generated catalystTwoTherefore, the large-diameter particles and the particulates are burned, so that the former-stage filter 15 and the latter-stage filter 28 can be regenerated.
[0077]
Also, the catalyst of the post-filter 28 is set to NO.TwoNO reduction catalystTwoWhen the reducing agent injection pipe 29 for injecting toward the reduction catalyst is provided, NOTwoNO by reduction catalystTwoNO in the exhaust gas 12TwoCan be reduced, and NOTwoBy bringing the reducing agent injected from the reducing agent injection pipe 29 into contact with the reduction catalyst, NOTwoThe reduced catalyst can be regenerated.
[0078]
Furthermore,FourThe operation of the exhaust gas purifying apparatus of the example can obtain the same operation and effect as the first example.
[0079]
WhereFourIn the exhaust gas purifying apparatus of the example of FIG.TwoAlthough the structure of the other parts is changed together with the reduction catalyst, the second example may be substituted, or the third example may be substituted. Further, when the second and third examples are substituted in this manner,FourThe same operation and effect as the second and third examples are shown together with the operation and effect of the example.
[0080]
It should be noted that the exhaust gas purification apparatus of the present invention is not limited to only the above-described embodiment.,BookIt goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the invention.
[0081]
【The invention's effect】
According to the exhaust gas purifying apparatus of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
[0082]
(I) According to the invention described in claim 1 of the present invention, when purifying exhaust gas, large-diameter particles in the exhaust gas are removed by the first-stage filter, and particulates are removed by the second-stage filter. The large-diameter particles do not adhere to the fine post-filter, so that clogging of the post-filter can be prevented. At the same time,NO Two NO generated by generated catalyst Two The large-diameter particles are burned by oxygen, and the oxygen generated by the oxidation catalyst of the subsequent filter and the NO generated by the previous filter Two Burn the particulates byThe former-stage filter and the latter-stage filter can be reproduced.
[0083]
(II)According to the second aspect of the present invention, when purifying the exhaust gas, the large-diameter particles in the exhaust gas are removed by the first-stage filter, and the particulates are removed by the second-stage filter. Large particles do not adhere to the filter, and clogging of the subsequent filter can be prevented. At the same time, Two NO generated by generated catalyst Two As a result, the large-diameter particles and the particulates are burned, so that the first-stage filter and the second-stage filter can be regenerated. Also, if the catalyst of the subsequent filter is NO Two NO reduction catalyst Two Since a reducing agent injection pipe for injecting toward the reduction catalyst is provided, NO Two NO by reduced catalyst Two NO in exhaust gas Two Can be reduced, and NO Two NO by contacting the reducing catalyst with the reducing agent injected from the reducing agent injection pipe Two The reduced catalyst can be regenerated.
[0084]
(III)When the pre-filter is an inorganic fired filter as in the third aspect of the present invention, the volume of the filter can be reduced, so that the temperature of the pre-filter increases and the pre-filter can be easily regenerated.
[0085]
(IV)If the pre-filter is a metal fiber filter as in the invention according to claim 4 of the present invention, the contact area of the pre-filter with the exhaust gas is increased, so that large-diameter particles in the exhaust gas can be sufficiently removed. .
[0086]
(V)When the former filter is a foamed metal filter as in the invention described in claim 5 of the present invention, the durability is improved, so that the exhaust gas can be filtered for a long time without replacement.
[0087]
[0088]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a pre-stage filter used in the first example.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a post-stage filter used in the first example.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a second example of the embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a pre-stage filter used in the second example.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a third example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a pre-stage filter used in a third example.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a fourth example of the embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 9It is a schematic diagram showing a state where exhaust gas flows from an engine to an outer cylinder.
FIG. 10It is the schematic which shows a prior art example.
FIG. 11It is a schematic perspective view which shows the catalyst monolith of the conventional example.
FIG.It is sectional drawing which shows the detail of the particulate filter of a prior art example.
[Explanation of symbols]
3 Exhaust pipe
12 Exhaust gas
13 Filter case
15 Pre-stage filter (inorganic fired filter)
20 Post-stage filter (inorganic fired filter)
25 Pre-stage filter (metal fiber filter)
26 Pre-stage filter (foam metal filter)
28 Post-stage filter (inorganic fired filter)
29 Reducing agent injection tube
