JP3755185B2

JP3755185B2 - 内燃機関の排ガス浄化装置

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Publication number: JP3755185B2
Application number: JP09719396A
Authority: JP
Inventors: 礼子百目木
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH09287435A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス浄化装置に関し、該内燃機関からの排ガス中の二酸化炭素（ＣＯ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）とから光触媒を用いてメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成させ、上記で生成されたメタノールを還元剤として窒素酸化物（ＮＯ_X）を低減する内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、現在ディーゼルエンジン，希薄混合気燃焼のガソリンエンジン等のリーンバーンエンジンの排ガス等、酸素を過剰に含む排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X）の除去を対象とした触媒が種々提案されているが、いずれも窒素酸化物の除去率と耐久性において問題があり、その実用化には暫く時間を要するものと考えられている。
【０００３】
又、上記過剰酸素を含む排ガスには、酸素とＮＯ_XとＨＣの微妙なバランス下でのみ浄化性能を示す三元触媒を使用することができない。
一方、軽油を排ガス中に噴射することにより多少の上記窒素酸化物を除去できる触媒があるが、この軽油を添加する触媒の場合の問題点としては、浄化率が低いことである。
【０００４】
上記軽油は種々のハイドロカーボンからなっているが、その中で最も有効なハイドロカーボンとして有効に作用するものが少なく、又有効な還元剤に転化する触媒もない。
又、軽油を添加する触媒では、軽油を触媒に噴射するために、その分燃費が低下する欠点を有している。
【０００５】
又、上記過剰酸素を含む排ガスにおいては、還元剤を添加しても添加された還元剤が直接酸化してしまいＮＯ又はＮＯ₂を還元することができないため窒素酸化物が低減されない。
（窒素酸化物の還元）ＮＯ_X＋ＨＣ→Ｎ₂＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ_X
（酸素過剰下）ＨＣ＋Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ_X
又、現在排ガス中のＨＣの有効な還元剤に転化する手段が確立されておらず、ある種のＨＣをいれてやれば、多少活性化できるため、ある程度の上記窒素酸化物の浄化を行うことができるが、上記ＨＣ（還元剤）を添加するための該ＨＣを貯蔵するタンクが必要であり、該タンクの交換やＨＣ（還元剤）を補給をしなければならない欠点があり、未だ有効なＨＣ（還元剤）を上記エンジンに搭載するには至っていない。
【０００６】
上記のような現状のなかで、上記ディーゼルエンジン等のリーンバーンエンジンの排ガス等、酸素を過剰に含む排ガス中の窒素酸化物の還元除去方法として提案がなされているが、例えば特開平６−１９８１３２号公報がある。
該公報記載の技術は、過剰の酸素が存在する酸化雰囲気中、メタノールの存在下において、錫を含有しているアルミナ触媒と窒素酸化物を含む排ガスとを接触させることにより上記窒素酸化物を還元除去するものであり、これはメタノールそのものを、特別に設けたタンクに貯蔵し保持しておくものである。
【０００７】
又、その他の従来例として、自動車の排気ガス浄化装置として光触媒を用いた提案がなされているが、例えば実開平４−７６９２４号公報がある。
該公報記載の技術は、図５に示したように中・高温の排ガスを浄化する中・高用三元触媒２と、紫外線の照射により排ガスを浄化する光触媒４と、排気ガスの光触媒４への流路を開閉する開閉弁５と、光触媒４に紫外線を照射する紫外線照射ランプ３と、温度センサ９で排ガス温度を検知し、該排ガスが所定温度未満の低温であれば、開閉弁５を開いて低温の該排ガスを光触媒４に導くと共に紫外線照射ランプ３を点灯させて光触媒４に紫外線を照射させる制御部７とを備えたものである。
【０００８】
上記実開平４−７６９２４号公報記載の技術では、温度センサ９で排ガスの温度を検知し、排ガス温度が摂氏３００度未満であれば、制御部７は電磁弁１０にＯＮ信号を出力し、ダイアフラム８に吸気圧力Ｐを作用させ開閉弁５を開き、排ガスを光触媒４に導くと共に、紫外線ランプ３を点灯させて紫外線を照射せしめるものである。
【０００９】
従って、上記において、先ず中・高温用触媒２でＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xをある程度浄化せしめ、ここでの浄化は未だ不十分であるため、更に排ガスを光触媒４で紫外線照射ランプ３の照射によりＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xの浄化を行ない低温時の排ガスを浄化する。
又、温度センサ９が摂氏３００度以上の中・高温の排ガスを検知すれば、制御部７は電磁弁１０にＯＦＦ信号を出力し、吸気圧力Ｐの供給を停止して開閉弁５を閉じて排気管１と上流バイバス管１１との連通を閉じると共に、紫外線照射ランプ３を消灯させる。
【００１０】
そして、排ガスは光触媒４には導かれずに中・高用温触媒２に導かれＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_XＮＯを浄化するものである。
この為、上記装置では、エンジンの始動直後の短い時間の間のみ紫外線を照射をさせ、又排ガスが中・高温となればその有害成分を中・高温用触媒２で浄化するため、使用温度範囲が制限されないようにしたものである。
【００１１】
上記のように、実開平４−７６９２４号公報記載の技術は、排ガスの低温時における上記窒素酸化物を光触媒４の作用により除去するものであり、この光触媒４自身が上記紫外線照射により窒素酸化物を除去する作用を有する組成から形成されているものである。
又、上記の他に上記光触媒自身から直接メタノールを生成する、工業製品としての薬品を製造するものも知られている。
【００１２】
更に、ボイラー等から排出される二酸化炭素による地球の温暖化を低減するために、二酸化炭素をメタノールとして生成し固定化した有用物質を製造し、再利用しようとするものもある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の上記特開平６−１９８１３２号公報記載の技術では、上記排ガス中にメタノールを直接噴射するものであるから、メタノールを貯蔵するタンクを特別に設けなければならず、特に自動車の場合には総重量の増加となるから、燃費悪化となり、又メタノールタンク及びその供給のための維持管理がかかりコストの増大となる欠点がある。
【００１４】
上記の実開平４−７６９２４号公報記載の技術は、排ガスの低温時における上記窒素酸化物を光触媒４の作用により除去するものであり、この光触媒４自身が上記紫外線照射により窒素酸化物を除去する作用を有する組成から形成されているものであり、しかも上記エンジンの始動直後の排ガスの低温時のみにしか使用しないもので、該排ガス浄化装置全体から考慮すると有効に活用しているものではなく、コストが嵩むことになる。
【００１５】
又、その他の従来例として説明したものは、単なる薬品としてのメタノールの製造方法であり、又地球の温暖化を低減するために、二酸化炭素をメタノールとして生成し固定化した有用物質を製造し、再利用できるようにしたものである。従って、上記したいずれの従来技術も、例えば自動車に搭載されるエンジンの排ガス浄化装置のように、軽量，コンパクトで且つコストの安価な上記装置を製造しようとする技術思想は示唆されておらず、又その何等の記載もない。
【００１６】
又、上記排ガス通路中の排ガスの中に含有する成分からメタノールを生成し、その生成されたメタノールを還元剤として、上記排ガス通路の下流に設けられた還元触媒に流入せしめ、上記排ガス中の上記ＮＯ_Xを除去するという技術思想にもとづく上記装置を製造することができる示唆する記載もない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、内燃機関からの排ガス中の二酸化炭素（ＣＯ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）とから光触媒を用いてメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成させ、上記で生成されたメタノールを還元剤として窒素酸化物（ＮＯ_X）を低減する内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置は、内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設され、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、上記還元触媒でこの生成されたメタノールを還元剤として使用して該ＮＯ_Xを除去できるように構成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項２記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置は、請求項１記載の構成において、該還元触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分に、酸化触媒が配設されたことを特徴としている。
請求項３記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置は、内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設されると共に、該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、該光触媒に光を照射する光源と、該光触媒の下流側の該窒素酸化物濃度検出手段で検出された検出結果に基づいて、該光源における該光触媒への光量を制御する制御手段とを備え、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用することで該ＮＯ_Xが除去できるように構成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置は、内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設されると共に、該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中のハイドロカーボン濃度検出手段と、該光触媒に光を照射する光源と、該光触媒の下流側の該窒素酸化物濃度検出手段及び該ハイドロカーボン濃度検出手段で検出された検出結果に基づいて、該光源における該光触媒への光量を制御する制御手段とを備え、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用することで該ＮＯ_Xが除去できるように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項５記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置は、請求項１，３，４のいずれかに記載の構成において、該光触媒が二酸化チタン系の触媒として構成されるとともに、該還元触媒が銀系，アルミナ系の触媒として構成されたことを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜４により、本発明の実施の形態について説明すると、図１は本発明の内燃機関の排ガス浄化装置をディーゼルエンジンに適用した場合を模式的に示した説明図、図２は図１の光触媒の構造を示す説明図であり、（Ａ）は図１の光触媒の断面を示す概略説明図、（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図、図３は本発明の実施形態の応用例を示す図１と同様の状態を示す説明図、図４は本発明の実施形態のその他の応用例を示す図３と同様の状態を示す説明図である。
【００２２】
図１に示したように、ディーゼルエンジン３０の排ガス通路３２には二酸化チタン（Ｔi Ｏ₂）系の材料で形成された光触媒３４が接続されており、その下流に排気管３２を介してアルミナ系，銀（Ａｇ）系等の材料で形成された還元触媒３６が接続されている。
更に、還元触媒３６の下流の排ガス通路３２に、窒素酸化物濃度検出手段３８とハイドロカーボン濃度検出手段４０が設けられ制御手段４５に接続され、これらの検出された出力信号により光触媒３４の光源４４の照射量が制御される。
【００２３】
又、制御手段４５は、窒素酸化物濃度検出手段３８、ハイドロカーボン濃度検出手段４０の内少なくとも窒素酸化物濃度検出手段３８で検出れた検出結果の出力信号により、上記光触媒３４への光量を制御するＣＰＵ等を内蔵している。
又、上記の窒素酸化物濃度検出手段３８とハイドロカーボン濃度検出手段４０で検出された上記の窒素酸化物濃度とハイドロカーボン濃度との比率で窒素酸化物の浄化率とハイドロカーボン濃度を計算して、その値に相当する出力信号を制御手段４５により制御し、上記光源からの光量が調整されるように構成されている。
【００２４】
次に、光触媒３４の構成を、図２について説明する。
光触媒３４は、触媒室５４ａと光源室５４ｂとを形成するケーシング５４と、触媒室５４ａに配設される光触媒本体５０と、光源室５４ｂに配設される光源４４とから形成されている。
そして、光触媒本体５０の両端を金網に石綿等の断熱材を含有せしめて圧縮成形されたワイヤメッシュ型ガスケット５２が、ケーシング５４内の支持部５４ｃ，５４ｄと光触媒５０との間に圧縮された状態になるように配設されている。
【００２５】
又、上記の触媒室５４ａと光源室５４ｂとの境界には、耐熱性、耐振動性、耐衝撃性の、例えば石英ガラスや光線を発散する凹レンズ等の光透過部材５８が触媒室５４ａの外周に取付けられている。
従って、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように上記排ガスが光触媒３４を通過しても、上記の光透過部材５８と触媒５０で包囲される間隙５４ｅは、メッシュ型ガスケット５２により密閉されているので、上記排ガスが浸入することがないように構成され、光源４４からの光の透過を妨げるられることがない。
【００２６】
又、ワイヤメッシュ型ガスケット５２は耐熱性，弾性力性，気密性等があるので、耐熱，耐振動，耐衝撃から保護され、間隙５４ｅに排ガスが浸入しないように光触媒本体５０が支持されている。
又、ワイヤメッシュ型ガスケット５２は、上記のものに限られるものではなく、耐熱性，弾性力性，気密性，耐振動性，耐衝撃性等があり、光触媒本体５０を担持できる固定部材であればよい。
【００２７】
又、触媒室５４ａの外周を包囲するように光源室５４ｂが設けられ、上記の光透過部材５８に対応するように開口５４ｆが設けられると共に、この開口５４ｆ及び光透過部材５８を介して上記光が光触媒本体５０に到達できるように、光源室５４ｂに光源４４が設けられている。
又、上記の光触媒本体５０に対して光源４４が特に小さい場合には、光透過部材５８を光線を発散させる凹レンズを使用すれば、この凹レンズ５８により小さい光を発散させ大きな光触媒本体５０に対して全体的に上記光を照射することができる。
【００２８】
又、光触媒本体５０を円筒形状ではなく、楕円筒状に形成すれば、薄い形状に形成できるので、上記光の透過率のよい小型の光触媒３４にすることができる。
又、図２に示したように光触媒本体５０の中に耐熱性の優れた光源を、詳細には図示しないが、配設すれば光触媒５０の活性化を促進することができる。
上記の光源４４は通常使用されるランプ，蛍光灯等でよく，又光ファイバを光触媒本体５０の外周に沿って光源室５４ｂに配設し，離れた部位に設けられた光源から光を伝達せしめてもよく、又バッテリ電源や太陽光線のエネルギを利用することができる。
【００２９】
本実施形態は上記のように構成されているので、エンジン３０からの排ガスが排ガス通路３２を介して光触媒３４に入ると光源４４からの光を受けて、光触媒本体５０の二酸化チタン（ＴｉＯ₂）と排ガス中のＣＯ₂とＨ₂Ｏとが作用して次の化学式に示したようにメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が生成される。
ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＣＨ₃ＯＨ
この生成メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が還元触媒剤として、下流側のアルミナ系，銀系（Ａｇ系）等で形成された還元触媒３６に流れ、上記排ガス中のＮＯ_Xと反応せしめて次の化学式に示したように、ＮＯｘを高い効率で除去することができるものである。
【００３０】
ＮＯ_X＋ＣＨ₃ＯＨ→Ｎ₂＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ_x
又、光触媒５０を通過後、窒素酸化物濃度検出手段３８、ハイドロカーボン濃度検出手段４０で検出し、排ガス中のＮＯ_XとＨＣの濃度の比率でＮＯ_Xの浄化率とＨＣの量を制御手段４５で計算して、その値に相当する出力信号が出力され光量が調整されるので、光源４４のエネルギを最低限に押さえることができる。
【００３１】
又、上記では窒素酸化物濃度検出手段３８，ハイドロカーボン濃度検出手段４０からの検出信号を用いて、光源４４の制御量を決定したが、これに限られるものではなく、窒素酸化物濃度検出手段３８により上記ＮＯ_X量を浄化するためのメタノールの必要量を制御手段４５で計算し、光源４４の作動時間を制御するようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができるものである。
【００３２】
上記実施形態では還元触媒３６の下流側にＨＣ，ＮＯ_Xの窒素酸化物濃度検出手段３８、ハイドロカーボン濃度検出手段４０を設けたが、上記の光触媒５０と還元触媒３６との間に設けても、上記と同様の作用効果を奏することができるものである。
次に、上記本発明の実施形態の応用例を図３について説明するが、上記実施形態と実質的に同一部位には同一符号を付して説明する。
【００３３】
図３に示したものは、基本原理は図１に示したものと同様であるので上記の窒素酸化物濃度検出手段３８，ハイドロカーボン濃度検出手段４０は記載していないが、上記実施形態と同様に配設すれば同様の作用効果が奏せられることは言うまでもない。
従って、上記実施形態と相違する点について説明すると、本応用例は上記実施形態に対して窒素酸化物濃度検出手段３８の下流側の排ガス通路３２を介して上記メタノールを酸化せしめる酸化触媒６０を配設したものである。
【００３４】
本応用例は上記のように構成されているので、エンジン３０からの排ガスを図１で説明したように、光触媒５０で排ガス中のＣＯ₂とＨ₂Ｏとにより上記のようにメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを還元剤として還元触媒３６に流入せしめ、この生成されたメタノールで上記排ガス中のＮＯ_Xを還元して、ＮＯ_X＋ＣＨ₃ＯＨ→Ｎ₂＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ_XのようにＮＯ_Xを除去するものである。
【００３５】
更に、還元触媒３６でＮＯ_Xが除去された排ガス中には余ったメタノールが存在しているが、還元触媒３６の下流側に配設されている酸化触媒６０で次の化学式、ＣＨ₃ＯＨ＋Ｏ₂→ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏのように酸化し、無害なＣＯ₂とするものである。
従って、本実施形態の応用例では、エンジンの排ガス中の成分から生成されるメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を還元剤とした時、上記銀系、アルミナ系等の還元触媒等において、高いＮＯ_xの浄化率が得られ、軽油、及びＨＣ等の添加の必要がなく運転コストを低減することができる。
【００３６】
又、前記した図１に示す本発明の実施形態の還元触媒３６の下流側に酸化触媒６０を配設した場合及び上記応用例の場においても、上記酸化触媒６０に電気ヒータ６２を配設しておけば、エンジン３０の始動時のような排ガス温度が低温時におけるＮＯ_XとＣＯ₂が少なくＨＣが多い状態の時に、温度検出手段６４を酸化触媒６０の近傍のいずれかの適宜部位に設けて上記温度を検出し、該温度に応じた出力信号を図１に示した制御手段４５に伝達せしめ、電気ヒータ６２をＯＮ，ＯＦＦして低温時に酸化触媒６０を通過する排ガス中のＨＣに対して酸化を促進するようにでき、低温時のＨＣを効果的に除去することができる。
【００３７】
又、排ガス中の煤を除去したい場合には、上記の本発明の実施形態及び応用例のどちらの場合でも、図４に示したようにエンジン３０と光触媒３４との間に、上記煤を除去するためのトラップフィルタ７０を配設すればよい。
従って、本発明はエンジンの排ガスの低温時から中・高温時に渡って、上記排ガスを浄化することができるものである。
【００３８】
前記した従来装置のように、特別に設けた軽油，ＨＣ，ＣＨ₃ＯＨを上記排ガス中に噴射したりする機器を必要としたり、又上記の軽油，ＨＣ，ＣＨ₃ＯＨの貯蔵用タンクや上記軽油の場合には上記した特別な軽油タンクを設けない場合には燃料用の軽油タンクを増大しりする必要がないので、コストも安く、それらの日常の整備管理も全く必要としない。
【００３９】
しかも本発明は、エンジンの排ガス中の成分から生成されるメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を還元剤とするので、銀系、アルミナ系触媒等において、高いＮＯ_x浄化率が得られ、上記のように軽油、及びＨＣ等の添加の必要がなく運転コストを低減することができる。
又、運転条件によって、ＮＯ_x及びＨＣの排ガス中の濃度が異なるが、窒素酸化物濃度検出手段３８及びハイドロカーボン濃度検出手段４０で濃度を検出し、光触媒３４に与えるエネルギを調整することにより、反応に必要な適量のＣＨ₃ＯＨを生成することができるため、エネルギを節約が可能で余剰のＣＨ₃ＯＨが上記排気系外に排出されることが低減できる。
【００４０】
又、本発明では、Ｈ₂Ｏを分解するので、還元触媒３６に及ぼすＨ₂Ｏの悪影響が少ない。
又、上記排ガス中には高濃度のＣＯ₂、Ｈ₂Ｏが存在するため、光触媒５０における転化率が多少低くても還元剤として十分な量が期待できる。
そして、従来のエンジン３０又は車両をそのまま使用できるもので、その作用効果は従来のエンジンでは、得ることができないものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設され、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用し該ＮＯ_Xを除去できるように構成されているので、この生成メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が還元触媒剤として、下流側の還元触媒に流れ、上記排ガス中のＮＯ_Xと反応せしめて、ＮＯｘを高い効率で除去することができるものである。
【００４２】
請求項２記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、請求項１記載の構成において、上記還元触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分に、酸化触媒が配設されているので、上記還元触媒でＮＯ_Xが除去された排ガス中に余ったメタノールが存在している場合、上記還元触媒の下流側に配設されている酸素触媒で酸化し、無害なＣＯ₂とすることができる。
【００４３】
請求項３記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設されると共に、該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、該光触媒に光を照射する光源と、該光触媒の下流側の該窒素酸化物濃度検出手段で検出された検出結果に基づいて、該光源における該光触媒への光量を制御する制御手段とを備え、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用することで該ＮＯ_Xを除去できるように構成されているので、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成せしめ、この生成メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が還元触媒剤として、下流側の還元触媒に流れ、上記排ガス中のＮＯ_Xと反応せしめて、ＮＯｘを高い効率で除去することができるものである。
【００４４】
又、上記窒素酸化物濃度検出手段により検出された上記ＮＯ_X量を浄化するためのメタノールの必要量を上記制御手段で計算し、且つ上記光源の作動時間を制御するので、上記光源のエネルギーを最低限に抑えることができる。
請求項４記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設されると共に、該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中のハイドロカーボン濃度検出手段と、該光触媒に光を照射する光源と、該光触媒の下流側の該窒素酸化物濃度検出手段及び該ハイドロカーボン濃度検出手段で検出された検出結果に基づいて、該光源における該光触媒への光量を制御する制御手段とを備え、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用することで該ＮＯ_Xが除去できるように構成されているので、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が生成せしめ、この生成メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が還元触媒剤として、下流側の還元触媒に流れ、上記排ガス中のＮＯ_Xと反応せしめて、ＮＯｘを高い効率で除去することができるものである。
【００４５】
又、光触媒を通過後、窒素酸化物濃度検出手段及びハイドロカーボン濃度検出手段で検出した上記排ガス中のＮＯ_X及びＨＣの濃度の比率でＮＯ_Xの浄化率をＨＣの量を制御手段で計算して、その値に相当する出力信号が出力され、上記光量が調整されるので、光源のエネルギを最低限に抑えることができる。
請求項５記載の本発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、請求項１，３，４記載の構成において、該光触媒が二酸化チタン系の触媒として構成されると共に、該還元触媒が銀系，アルミナ系の触媒として構成されているので、エンジンからの排ガスが排ガス通路を介して光触媒に入ると光源からの光を受けて、光触媒の二酸化チタン（ＴｉＯ₂）と排ガス中のＣＯ₂とＨ₂Ｏとが作用してメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が生成される。
【００４６】
この生成メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）が還元触媒剤として、下流側の銀系，アルミナ系で形成された還元触媒に流れ、上記排ガス中のＮＯ_Xと反応せしめてＮＯｘを高い効率で除去することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を模式的に示した概要説明図である。
【図２】図１の光触媒の構造を模式的に示した概略説明図であり、（Ａ）は図１の光触媒の断面を示す概略説明図、（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う概略断面図であり、左半分のみ示す。
【図３】本発明の実施形態の応用例を模式的に示す図１と同様の状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態のその他の応用例を模式的に示す図３と同様の状態を示す概略説明図である。
【図５】従来例の自動車用排ガス浄化装置を示す説明図である。
【符号の説明】
３０エンジン
３２排ガス通路
３４光触媒
３６還元触媒
３８窒素酸化物濃度検出手段
４０ハイドロカーボン濃度検出手段
４４光源
４５制御手段
５０光触媒本体
５２ワイヤメッシュ型ガスケット
５４ケーシング
５４ａ触媒室
５４ｂ光源室
５４ｃ支持部
５４ｄ支持部
５４ｅ間隙
５４ｆ開口
６０酸化触媒
５８光透過部材
６０酸化触媒
６２電気ヒーター
６４温度検出手段
７０トラップフィルタ

Claims

内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設され、上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用し該ＮＯ_Xを除去できるように構成されていることを特徴とする、内燃機関の排ガス浄化装置。
該還元触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分に、酸化触媒が配設されたことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設されると共に、
該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、
該光触媒に光を照射する光源と、
該光触媒の下流側の該窒素酸化物濃度検出手段で検出された検出結果に基づいて、該光源における該光触媒への光量を制御する制御手段とを備え、
上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用することで該ＮＯ_Xを除去できるように構成されている
ことを特徴とする、内燃機関の排ガス浄化装置。
内燃機関の排ガス通路に上流側から順に、光触媒及び還元触媒が配設されると共に、
該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、
該光触媒が配設されている排ガス通路部分よりも下流側の排ガス通路部分における排ガス中のハイドロカーボン濃度検出手段と、
該光触媒に光を照射する光源と、
該光触媒の下流側の該窒素酸化物濃度検出手段及び該ハイドロカーボン濃度検出手段で検出された検出結果に基づいて、該光源における該光触媒への光量を制御する制御手段とを備え、
上記光触媒で上記排ガス中からメタノール（ＣＨ₃ＯＨ）を生成し、この生成されたメタノールを上記還元触媒の還元剤として使用することで該ＮＯ_Xを除去できるように構成されている
ことを特徴とする、内燃機関の排ガス浄化装置。
該光触媒が二酸化チタン系の触媒として構成されるとともに、該還元触媒が銀系，アルミナ系の触媒として構成されたことを特徴とする、請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関の排ガス浄化装置。