JPH0472412A - ディーゼル排気ガス浄化装置 - Google Patents
ディーゼル排気ガス浄化装置Info
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- JPH0472412A JPH0472412A JP2182707A JP18270790A JPH0472412A JP H0472412 A JPH0472412 A JP H0472412A JP 2182707 A JP2182707 A JP 2182707A JP 18270790 A JP18270790 A JP 18270790A JP H0472412 A JPH0472412 A JP H0472412A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は、ディーゼル機関等の排気ガスに含まれる微粒
子を捕捉、除去し、さらに排気ガス中に含まれる燃料等
の未燃分である炭化水素やCOガスを酸化して浄化、あ
るいは同じく排気ガス中に含まれるNOxを還元して浄
化するディーゼル排気ガス浄化装置に関する。
子を捕捉、除去し、さらに排気ガス中に含まれる燃料等
の未燃分である炭化水素やCOガスを酸化して浄化、あ
るいは同じく排気ガス中に含まれるNOxを還元して浄
化するディーゼル排気ガス浄化装置に関する。
[従来の技術]
ディーゼルエンジンの排気ガス中にはカーボンを主成分
とする微粒子、燃料および潤滑油の未燃成分である炭化
水素分およびNOx等が可成りの濃度で含まれ、公害の
原因となっている。そこで、ディーゼルエンジンの排気
ガスを浄化する装置が種々開発、提案されている。中で
もディーゼル排気ガス特有の微粒子を捕捉、除去するた
めの各種フィルタ装置が多く提案されている。
とする微粒子、燃料および潤滑油の未燃成分である炭化
水素分およびNOx等が可成りの濃度で含まれ、公害の
原因となっている。そこで、ディーゼルエンジンの排気
ガスを浄化する装置が種々開発、提案されている。中で
もディーゼル排気ガス特有の微粒子を捕捉、除去するた
めの各種フィルタ装置が多く提案されている。
例えば特開昭57−35918号には、第3図、第4図
に示すようなフィルタ1が開示されている。このフィル
タ1は、隔壁2で区画された複数のセル3を有するいわ
ゆるセラミックスハニカム体で、第3図に示すように、
一方の端面Aにおいては各セル3の端面がシール材4に
よって交互に市松模様状に塞がれ、他方の端面Bにおい
ては上記一方の端面Aにおいて塞がれたセル3aは開口
し、上記−方の端面Aにおいて開口していたセル3bは
シール材5によって塞がれたflI造をなしている。こ
のフィルタ1の一方の端面Bからディーゼル排気ガスを
導入すると、排気ガスは含塵ガス流路をなすセル3a内
に導入さ!して通気性のある隔壁2を通過し、その時に
含塵ガスに含まれるバティギュし一トが隔壁2の内面に
捕捉され、パティキュレートが除去された清浄な排気ガ
スが清浄ガス流路をなすセル3bを通って一方の端面A
より流出する。
に示すようなフィルタ1が開示されている。このフィル
タ1は、隔壁2で区画された複数のセル3を有するいわ
ゆるセラミックスハニカム体で、第3図に示すように、
一方の端面Aにおいては各セル3の端面がシール材4に
よって交互に市松模様状に塞がれ、他方の端面Bにおい
ては上記一方の端面Aにおいて塞がれたセル3aは開口
し、上記−方の端面Aにおいて開口していたセル3bは
シール材5によって塞がれたflI造をなしている。こ
のフィルタ1の一方の端面Bからディーゼル排気ガスを
導入すると、排気ガスは含塵ガス流路をなすセル3a内
に導入さ!して通気性のある隔壁2を通過し、その時に
含塵ガスに含まれるバティギュし一トが隔壁2の内面に
捕捉され、パティキュレートが除去された清浄な排気ガ
スが清浄ガス流路をなすセル3bを通って一方の端面A
より流出する。
また、特開昭56−124417号には、第7図に示す
ような直交流タイプのセラミックス製のフィルタ20も
開示されている。このフィルタ20は、全体として直方
体状の外形を有し、相互に平行な複数枚の長方形状の板
状体21.22と、リブ23.25と、スペーサ2L2
6とから構成されている。これらの板状体21,22.
リブ23.25およびスペーサ2426は。
ような直交流タイプのセラミックス製のフィルタ20も
開示されている。このフィルタ20は、全体として直方
体状の外形を有し、相互に平行な複数枚の長方形状の板
状体21.22と、リブ23.25と、スペーサ2L2
6とから構成されている。これらの板状体21,22.
リブ23.25およびスペーサ2426は。
いずれもフィルタ機能を有する通気性の多孔質セラミッ
クスからなる。板状体21はフィルタ20の上面と下面
を形成し1、板状体22は中間面を形成する。
クスからなる。板状体21はフィルタ20の上面と下面
を形成し1、板状体22は中間面を形成する。
隣り合う板状体21.22と中間部に位置するスペサ2
4がいずt′Lも板状体21の一つの辺に平行に延在す
る。リブ23およびスペーサ24の上縁は上側の板状体
21または22と一体的1こ接しており2 リブ23お
よびスペーサ24の下縁は下側の板状#−22または2
1と一体的に接しているーこれにより両端が開口する複
数の含塵ガス流I?r27が形成される。板状体22の
片側にはこうしたリブ23およびスペーサ24が設けら
れているのに対し、同じ板状体22の他の片側にはリブ
23およびスペーサ24とは直交する方向に延在するリ
ブ25とスペーサ2Gが設けられている。
4がいずt′Lも板状体21の一つの辺に平行に延在す
る。リブ23およびスペーサ24の上縁は上側の板状体
21または22と一体的1こ接しており2 リブ23お
よびスペーサ24の下縁は下側の板状#−22または2
1と一体的に接しているーこれにより両端が開口する複
数の含塵ガス流I?r27が形成される。板状体22の
片側にはこうしたリブ23およびスペーサ24が設けら
れているのに対し、同じ板状体22の他の片側にはリブ
23およびスペーサ24とは直交する方向に延在するリ
ブ25とスペーサ2Gが設けられている。
走行方向が異なる点の他は、リブ25.スペーサ26は
それぞれリブ23.スペーサ24と本質的に同様である
。かくして両端が開口し、走行方向が含塵ガス流路21
と直交する複数の清浄ガス流路28が形成されている。
それぞれリブ23.スペーサ24と本質的に同様である
。かくして両端が開口し、走行方向が含塵ガス流路21
と直交する複数の清浄ガス流路28が形成されている。
このフィルタ20においては、含塵ガス流路27が開
口する2つの端面のうち一方の端面を直接または間接に
閉塞しておき、他方の端面からディーゼル排気ガスと導
入する。あるいは。
口する2つの端面のうち一方の端面を直接または間接に
閉塞しておき、他方の端面からディーゼル排気ガスと導
入する。あるいは。
含塵ガス流路27の開口する2つの端面がら同時に内方
にディーゼル排気ガスを導入する。そして、板状体22
がフィルタ面となって微粒子が板状体22の含塵ガス流
路27の内面に捕捉され、微粒子が除去された清浄な排
気ガスが清浄ガス流路28を経て系外へ流出される。
にディーゼル排気ガスを導入する。そして、板状体22
がフィルタ面となって微粒子が板状体22の含塵ガス流
路27の内面に捕捉され、微粒子が除去された清浄な排
気ガスが清浄ガス流路28を経て系外へ流出される。
このようなフィルタを用いたフィルタ装置においては、
捕捉作用によってフィルタのP通面に微粒子が堆積して
、フィルタの目詰まりを起こし、排気ガスの通過圧力損
失が次第に増加するというr:1Mを解決する必要があ
った。
捕捉作用によってフィルタのP通面に微粒子が堆積して
、フィルタの目詰まりを起こし、排気ガスの通過圧力損
失が次第に増加するというr:1Mを解決する必要があ
った。
このなめ、実開昭62−35849号には、フィルタ体
の排気ガス入口上流側にバーナを設け、このバナからの
高温燃焼ガスによってフィルタの壁面上に堆積した微粒
子と着火、燃焼させて焼却するようにしたパティキュレ
ートトラップ装置が開示されている。
の排気ガス入口上流側にバーナを設け、このバナからの
高温燃焼ガスによってフィルタの壁面上に堆積した微粒
子と着火、燃焼させて焼却するようにしたパティキュレ
ートトラップ装置が開示されている。
また、特開昭56−92318号には、排気ガス流路を
2系統に分割し、それぞれの流路にパティキュレートト
ラップを配置し、これらの流路においてフィルタの再生
、微粒子の捕捉を交互に行わせる方式が提案されている
。この場合の再生も、上記と同様に微粒子を着火、燃焼
させて焼却する方法が採用されている。
2系統に分割し、それぞれの流路にパティキュレートト
ラップを配置し、これらの流路においてフィルタの再生
、微粒子の捕捉を交互に行わせる方式が提案されている
。この場合の再生も、上記と同様に微粒子を着火、燃焼
させて焼却する方法が採用されている。
しかしながら、捕捉された微粒子をフィルタ中で燃焼さ
せる上記従来の方法では、微粒子の燃焼熱によってフィ
ルタが過熱することが避けられずフィルタが溶損したり
、熱衝撃あるいは温度分布に起因する熱応力によりクラ
ックが発生し易いという問題点があった。さらに、ディ
ーゼル排気ガス中には無視できない量の不燃成分が含有
され、これらの不燃成分は燃焼によっても除去されずに
フィルタ上に堆積され続け、長期間の運転と共にフィル
タの通気圧損が増大するというr:′iMもあった。
また、特開昭62−247111号には、第3図に示す
様なフィルタ体にHC,C○なとの有害成分を酸化浄化
させる触媒を担持させている。しかしながら、未燃分浄
化のための酸化触媒を前記フィルタ体に担持しても、フ
ィルタ上の微粒子を焼却除去させる際にフィルタ体自身
の温度が600〜900℃にも上昇してしまうため、触
[自身か高温劣化してしまう問題があった。
せる上記従来の方法では、微粒子の燃焼熱によってフィ
ルタが過熱することが避けられずフィルタが溶損したり
、熱衝撃あるいは温度分布に起因する熱応力によりクラ
ックが発生し易いという問題点があった。さらに、ディ
ーゼル排気ガス中には無視できない量の不燃成分が含有
され、これらの不燃成分は燃焼によっても除去されずに
フィルタ上に堆積され続け、長期間の運転と共にフィル
タの通気圧損が増大するというr:′iMもあった。
また、特開昭62−247111号には、第3図に示す
様なフィルタ体にHC,C○なとの有害成分を酸化浄化
させる触媒を担持させている。しかしながら、未燃分浄
化のための酸化触媒を前記フィルタ体に担持しても、フ
ィルタ上の微粒子を焼却除去させる際にフィルタ体自身
の温度が600〜900℃にも上昇してしまうため、触
[自身か高温劣化してしまう問題があった。
このような問題点を解決するため、本出願人は先に第8
図に示すようなパティキュレートトラップ装置を特開昭
64−77715、特開平1−159408.特開平?
−245819等に、既に提案している。
図に示すようなパティキュレートトラップ装置を特開昭
64−77715、特開平1−159408.特開平?
−245819等に、既に提案している。
すなわち、−上方、下方および一つの四方に開口部を有
するケーシング31の内部に、所要のシール部材32を
介して外形直方体状のフィルタ33が収容されている。
するケーシング31の内部に、所要のシール部材32を
介して外形直方体状のフィルタ33が収容されている。
フィルタ33は、上方から下方に貫通する含塵ガス流路
34(図中、実線矢印で示す)と一端が閉じられ他端が
側方に開口する清浄ガス流路35(図中、破線矢印で示
す)とが通気性の多孔質材質の隔壁で区画されて形成さ
れている。
34(図中、実線矢印で示す)と一端が閉じられ他端が
側方に開口する清浄ガス流路35(図中、破線矢印で示
す)とが通気性の多孔質材質の隔壁で区画されて形成さ
れている。
ケーシング31の上部には、ディーゼル排気ガスの導入
管37が設けられている。清浄ガス流路35が開口する
側のケーシング31には、清浄ガスの導出管38が接続
されている。導出管38には、上流側に向けて開口する
加圧気体噴射用の逆洗ノズル40が設けられている。
管37が設けられている。清浄ガス流路35が開口する
側のケーシング31には、清浄ガスの導出管38が接続
されている。導出管38には、上流側に向けて開口する
加圧気体噴射用の逆洗ノズル40が設けられている。
ケーシング31の下部には微粒子骨は部41が設けられ
ている。微粒子骨は部41には、微粒子焼却装置42が
接続されている、さらにこの微粒子焼却装置42中には
、シーズ型電気ヒータからなる着火手段46が配置され
ている。
ている。微粒子骨は部41には、微粒子焼却装置42が
接続されている、さらにこの微粒子焼却装置42中には
、シーズ型電気ヒータからなる着火手段46が配置され
ている。
ディーゼルエンジンからの排気ガスは、導入管37を経
てフィルタ33の含塵ガス流路34にその上流開口端か
ら導入され、さちに隔壁を通過して清浄ガス流路35を
経て導出管38に流出するが、排気ガス中の微粒子は隔
壁を通過できず、含塵ガス流路34の内面に付着ftf
fする。
てフィルタ33の含塵ガス流路34にその上流開口端か
ら導入され、さちに隔壁を通過して清浄ガス流路35を
経て導出管38に流出するが、排気ガス中の微粒子は隔
壁を通過できず、含塵ガス流路34の内面に付着ftf
fする。
こうした気塵操作を適宜な時間継続した後、短時間の逆
洗をおこなう、逆洗操作では、逆洗ノズル40から加圧
気体、特には加圧空気を例えば0.1〜1秒程度の時間
噴射する。噴射された気f本は、パルス流となって清浄
ガス流路35に流れ込み、隔壁を通って含塵ガス流路3
4へと通常時と逆の方向へ流れる。その際に、含塵ガス
流路34の内面に付着、堆積していた微粒子は剥落し、
その一部は含塵ガス流路34内に浮遊するが、多くは落
下して微粒子骨は部41に移される。
洗をおこなう、逆洗操作では、逆洗ノズル40から加圧
気体、特には加圧空気を例えば0.1〜1秒程度の時間
噴射する。噴射された気f本は、パルス流となって清浄
ガス流路35に流れ込み、隔壁を通って含塵ガス流路3
4へと通常時と逆の方向へ流れる。その際に、含塵ガス
流路34の内面に付着、堆積していた微粒子は剥落し、
その一部は含塵ガス流路34内に浮遊するが、多くは落
下して微粒子骨は部41に移される。
かくして、集*ti作において含塵ガス流路34内面に
捕捉された微粒子は、逆洗操作によって、微粒子骨は部
41に移しかえられ。フィルタ33のフィルタ機能は再
生される。また、微粒子は、微粒子焼却装置42中に配
置された電気ヒータ46によって着火され、焼却される
。
捕捉された微粒子は、逆洗操作によって、微粒子骨は部
41に移しかえられ。フィルタ33のフィルタ機能は再
生される。また、微粒子は、微粒子焼却装置42中に配
置された電気ヒータ46によって着火され、焼却される
。
E発明が解決しようとするN題]
上述のパティキュレ〜トドラップ装置により、ディーゼ
ル排気ガス中の微粒子を捕捉、除去することは出来るよ
うになったが、同じく排気ガス中に含まれる未燃ガス成
分およびNOx成分は除去できず、そのまま大気に放出
されてしまうという問題点が残されている1、 本発明は、上記の問題点を解決するなめになされたもの
であり、その目的は、ディーゼル機関から排出される排
気ガスからカーボンを主成分とする微粒子はもちろん、
燃料および潤滑油の未燃ガス成分である炭化水素やC○
、さらにはNOx等の有害成分を継続的に安定して除去
、浄化する二とが可能なディーゼル排気ガス浄化装置を
提供することにある。
ル排気ガス中の微粒子を捕捉、除去することは出来るよ
うになったが、同じく排気ガス中に含まれる未燃ガス成
分およびNOx成分は除去できず、そのまま大気に放出
されてしまうという問題点が残されている1、 本発明は、上記の問題点を解決するなめになされたもの
であり、その目的は、ディーゼル機関から排出される排
気ガスからカーボンを主成分とする微粒子はもちろん、
燃料および潤滑油の未燃ガス成分である炭化水素やC○
、さらにはNOx等の有害成分を継続的に安定して除去
、浄化する二とが可能なディーゼル排気ガス浄化装置を
提供することにある。
し発明の構成j
上記目的を達成するため、本発明のディーゼル排気ガス
浄化装置は、一対の対向する端面の一方の端面から他方
の端面へ貫通して複数の孔が形成されている通気性の多
孔質材質からなる板状体を、前記端面を揃えるようにし
て複数枚平行に積層し、前記板状体相互間に前記複数の
孔により形成される含塵ガス流路とは前記板状体の多孔
質壁により区画される別の清浄ガス流路が構成されてい
るセラミックス製のフィルタ体が内燃機関の排気通路に
配置され、前期清浄ガス流路から前期炉壁を通って前期
含塵ガス流路へ流れるガス流を間欠的に発生させる逆洗
手段と、前期含塵ガス流路からのパティキュレートを受
けるように配置されfS微粒子受け部とが配置されてい
るディーゼル排気ガス浄化装置において、多孔質壁の厚
さが04〜16m rrlとされ、前記板状体の清浄ガ
ス流路に面する側に排気ガス浄化触媒が担持されている
事を特徴とする。
浄化装置は、一対の対向する端面の一方の端面から他方
の端面へ貫通して複数の孔が形成されている通気性の多
孔質材質からなる板状体を、前記端面を揃えるようにし
て複数枚平行に積層し、前記板状体相互間に前記複数の
孔により形成される含塵ガス流路とは前記板状体の多孔
質壁により区画される別の清浄ガス流路が構成されてい
るセラミックス製のフィルタ体が内燃機関の排気通路に
配置され、前期清浄ガス流路から前期炉壁を通って前期
含塵ガス流路へ流れるガス流を間欠的に発生させる逆洗
手段と、前期含塵ガス流路からのパティキュレートを受
けるように配置されfS微粒子受け部とが配置されてい
るディーゼル排気ガス浄化装置において、多孔質壁の厚
さが04〜16m rrlとされ、前記板状体の清浄ガ
ス流路に面する側に排気ガス浄化触媒が担持されている
事を特徴とする。
本発明のディーゼル排気ガス浄化装置の好ましい!3様
では、前記排気ガス浄化触媒が酸化触媒である。
では、前記排気ガス浄化触媒が酸化触媒である。
また本発明のディーゼル排気ガス浄化装置の他の好まし
い態様は、前記セラミック製フィルタ体を構成する材料
が、コープイエライI・質セラミックスである。
い態様は、前記セラミック製フィルタ体を構成する材料
が、コープイエライI・質セラミックスである。
酸化触媒としては、白金、パラジウム、銅1、マンガン
、コバルト、チタ〉・、タングステン、等が考えられる
。
、コバルト、チタ〉・、タングステン、等が考えられる
。
一方、還元が必要なN O−Xに対しては例えば鋼イオ
ン交換型ゼオライトCU−7SH5からなるN Ox
選択還元触媒を板状態52の清浄ガス流路側、すなわち
外周側に担持する。
ン交換型ゼオライトCU−7SH5からなるN Ox
選択還元触媒を板状態52の清浄ガス流路側、すなわち
外周側に担持する。
なお、ディーゼル機関においては、燃焼空気過剰率が高
いためにガソリ〉・機関で採用されている三元触媒をそ
のまま利用することは出来ない。
いためにガソリ〉・機関で採用されている三元触媒をそ
のまま利用することは出来ない。
E作用]
本発明のデイ−セル排気ガス浄化装置では、清浄ガス流
路側から含塵ガス流路側へ高圧気体を噴射して含塵ガス
流路側壁面に捕捉、堆積している微粒子を払い落とす逆
洗操作によってフィルタの再生を行っているため、フィ
ルタ面上で微粒子を燃焼させる方式におけろフィルタの
熱損傷や不燃性成分の堆積などの問題を解決する二とが
できる。
路側から含塵ガス流路側へ高圧気体を噴射して含塵ガス
流路側壁面に捕捉、堆積している微粒子を払い落とす逆
洗操作によってフィルタの再生を行っているため、フィ
ルタ面上で微粒子を燃焼させる方式におけろフィルタの
熱損傷や不燃性成分の堆積などの問題を解決する二とが
できる。
また、排気ガス浄化触媒が厚さ0.4mm以上の多孔質
壁の清浄ガス流路に面する側に担持されているので、排
気ガス中の未燃ガス成分あるいはN○X成分が継続的に
浄化されると共に、触媒成分がフィルタ面上に捕捉され
た微粒子と接触して捕捉された微粒子に着火する事がな
くフィルタ中における微粒子の燃焼により触媒の高温病
1ヒの問題がなく、また、多孔質壁の厚さが1.6m+
n以下とされ排気ガス触媒を多孔質壁の清浄ガス流路1
!IIIにのみ担持されていることにより多孔質壁の通
気圧損を実用可能な低いレベルに設定することができ、
長期に亘って安定して機能する排気ガス浄化装置が得ら
れる。
壁の清浄ガス流路に面する側に担持されているので、排
気ガス中の未燃ガス成分あるいはN○X成分が継続的に
浄化されると共に、触媒成分がフィルタ面上に捕捉され
た微粒子と接触して捕捉された微粒子に着火する事がな
くフィルタ中における微粒子の燃焼により触媒の高温病
1ヒの問題がなく、また、多孔質壁の厚さが1.6m+
n以下とされ排気ガス触媒を多孔質壁の清浄ガス流路1
!IIIにのみ担持されていることにより多孔質壁の通
気圧損を実用可能な低いレベルに設定することができ、
長期に亘って安定して機能する排気ガス浄化装置が得ら
れる。
また、多孔質壁の厚さをあまり厚くしないのはフィルタ
を軽量にする点でも好ましい [実施例] 第1図に、本発明によるディーゼル排気ガス浄化装置の
一実施例を示す。
を軽量にする点でも好ましい [実施例] 第1図に、本発明によるディーゼル排気ガス浄化装置の
一実施例を示す。
ディーゼルエ〉′ジン101には、排気管などで構成さ
れた排気湧路102が接続されており、この排気通路1
02は2つの排気通路102a、 +02bに分岐され
でいる。排気道11@ 102a、 102bの途中に
は、それぞれフィルタゲージング103a 103b
が取付けられており、フィルタケーシング103a、
103bには微粒子を捕捉するためのフィルタ104a
、 1041+が配置されている。排気道#!102a
、 +0211は、フィルタゲージング103a、 1
03bの下流にも接続されている。フィルタ104aの
下流側の排気道&′8+028には、高圧空気タンク1
05から導入管10Gおよび電気駆動弁107aを介し
て接続された逆洗ノズル108aが配置されている。ま
た、フィルタケーシング103aの下部の微粒子嚢は部
112aには、電気ヒータ等からなる着火手段115a
が装備された微粒子焼却装置114aが接続されている
。
れた排気湧路102が接続されており、この排気通路1
02は2つの排気通路102a、 +02bに分岐され
でいる。排気道11@ 102a、 102bの途中に
は、それぞれフィルタゲージング103a 103b
が取付けられており、フィルタケーシング103a、
103bには微粒子を捕捉するためのフィルタ104a
、 1041+が配置されている。排気道#!102a
、 +0211は、フィルタゲージング103a、 1
03bの下流にも接続されている。フィルタ104aの
下流側の排気道&′8+028には、高圧空気タンク1
05から導入管10Gおよび電気駆動弁107aを介し
て接続された逆洗ノズル108aが配置されている。ま
た、フィルタケーシング103aの下部の微粒子嚢は部
112aには、電気ヒータ等からなる着火手段115a
が装備された微粒子焼却装置114aが接続されている
。
着火手段115bとしては、500〜700°C程度の
高温燃焼ガスを発生する燃焼バーナ、あるいは、電気ヒ
ータ等が利用されるが、装置構成が簡単で、温度制御が
し易く、さらに使用上比較的安全な電気ヒータを採用す
るのが好ましい、特に、ステンレス310s、インコネ
ル600等の耐熱金属をシース材とし、シース外径3〜
20mm程度、表面電力密度2〜4 W/aJ程度のシ
ースヒータ念採用するのが耐久性も良く簡便であって好
ましい。
高温燃焼ガスを発生する燃焼バーナ、あるいは、電気ヒ
ータ等が利用されるが、装置構成が簡単で、温度制御が
し易く、さらに使用上比較的安全な電気ヒータを採用す
るのが好ましい、特に、ステンレス310s、インコネ
ル600等の耐熱金属をシース材とし、シース外径3〜
20mm程度、表面電力密度2〜4 W/aJ程度のシ
ースヒータ念採用するのが耐久性も良く簡便であって好
ましい。
同様に、フィルタ104bの下流側の排気通路+02b
には、高圧空気タンク105から導入管106および電
気駆動弁107bを介して接続された逆洗ノズル108
bが配置されている。また、フィルタクーシング103
bの下部の微粒子嚢は部112bには、同じく電気ヒー
タからなる着火手段115bが装備されている微粒子焼
却装置114bが接続されている。
には、高圧空気タンク105から導入管106および電
気駆動弁107bを介して接続された逆洗ノズル108
bが配置されている。また、フィルタクーシング103
bの下部の微粒子嚢は部112bには、同じく電気ヒー
タからなる着火手段115bが装備されている微粒子焼
却装置114bが接続されている。
そして、逆洗ノズル108a、 108bのさらに下流
の排気通路+02a、 102bには、それぞれ開閉弁
109a109bが配置されている。開閉弁+09a、
+09bとしては、例えば、トラックなどで使用され
るエキシース1〜ブレーキ用のバタフライ式弁などが好
適に使用される。なお、高圧空気タンク105は、配管
101を介して図示していないコンプレッサに接続され
ている。
の排気通路+02a、 102bには、それぞれ開閉弁
109a109bが配置されている。開閉弁+09a、
+09bとしては、例えば、トラックなどで使用され
るエキシース1〜ブレーキ用のバタフライ式弁などが好
適に使用される。なお、高圧空気タンク105は、配管
101を介して図示していないコンプレッサに接続され
ている。
本発明においてフィルタ+04a、 104bとしては
、通気性の多孔質セラミ・・ノクスから構成されており
、さらにはこの目的に対して十分な耐熱性があり熱膨張
が小さくて耐熱Wr撃性にも優れているコーディエライ
ト質セラミックスとするのが好ましい。
、通気性の多孔質セラミ・・ノクスから構成されており
、さらにはこの目的に対して十分な耐熱性があり熱膨張
が小さくて耐熱Wr撃性にも優れているコーディエライ
ト質セラミックスとするのが好ましい。
フィルタの構造としては例えば前述した第3図、第7図
に示すようなものが使用できる。しかし、本発明のより
好ましい形態としては、第5図および第6図に示すよう
な構造のフィルタが使用される。 第5[3は上記フィ
ルタを構成するフィルタ素子51を示している。このフ
ィルタ素子51は、通気性の多孔質セラミックスを材質
とする板状#52からなる。板状体52の主面とは異な
る一対の対向する端面53.5Aには、板状体を貫通す
る複数の孔55の開口が形成されている。この実施例で
は、上記孔55として楕円形断面の孔が採用されている
が、円形断面の孔や、正方形、六角形などの多角形断面
の孔なども採用することができる。また、板状体52の
孔55が開口する端面53.54に沿う一対の端縁部に
は、孔55の軸方向に対し垂直方向に突出するリブ58
が端面53.54に沿って延在している。
に示すようなものが使用できる。しかし、本発明のより
好ましい形態としては、第5図および第6図に示すよう
な構造のフィルタが使用される。 第5[3は上記フィ
ルタを構成するフィルタ素子51を示している。このフ
ィルタ素子51は、通気性の多孔質セラミックスを材質
とする板状#52からなる。板状体52の主面とは異な
る一対の対向する端面53.5Aには、板状体を貫通す
る複数の孔55の開口が形成されている。この実施例で
は、上記孔55として楕円形断面の孔が採用されている
が、円形断面の孔や、正方形、六角形などの多角形断面
の孔なども採用することができる。また、板状体52の
孔55が開口する端面53.54に沿う一対の端縁部に
は、孔55の軸方向に対し垂直方向に突出するリブ58
が端面53.54に沿って延在している。
また、板状体52の清浄ガス流路側、すなわち外周側に
は、未燃分を酸化浄化させるためのチタンとパラジウム
からなる酸化触媒が塗布されて担持されている。
は、未燃分を酸化浄化させるためのチタンとパラジウム
からなる酸化触媒が塗布されて担持されている。
第6図には上記フィルタ素子51を複数枚頂層し、接合
して構成したフィルタ61が示されている。フィルタ素
子51メリブ58は、隣接するフィルタ素子51と、耐
熱性の接着剤により接着、あるいはパ・lキンなどを挟
み込んで圧縮押1寸けるなどの手段によって気密的に接
合されている。この結果、フィルタ素子51相互の間隙
には、リブ58によって区画された清浄ガス通路62が
孔55の開口面とは異なる端面に開口するように形成さ
れる。一方、孔55は微粒子を含む排気ガスの通路を構
成することになる。このフィルタの多孔質壁の厚さは担
持された触媒の厚さも含めてO,65mmである。
して構成したフィルタ61が示されている。フィルタ素
子51メリブ58は、隣接するフィルタ素子51と、耐
熱性の接着剤により接着、あるいはパ・lキンなどを挟
み込んで圧縮押1寸けるなどの手段によって気密的に接
合されている。この結果、フィルタ素子51相互の間隙
には、リブ58によって区画された清浄ガス通路62が
孔55の開口面とは異なる端面に開口するように形成さ
れる。一方、孔55は微粒子を含む排気ガスの通路を構
成することになる。このフィルタの多孔質壁の厚さは担
持された触媒の厚さも含めてO,65mmである。
また、第2図には、本発明によるディーゼル排気ガス浄
化装置の他の実施例が示されている0図ではディーゼル
エンジン、高圧空気タンク等は省略して、排気ガス浄f
ヒ装置本体部分のみが横側面および後側面概要図で示さ
れている0図中第1図と実質的に同じ部分には同一符号
を1寸し、その説明も省略する。
化装置の他の実施例が示されている0図ではディーゼル
エンジン、高圧空気タンク等は省略して、排気ガス浄f
ヒ装置本体部分のみが横側面および後側面概要図で示さ
れている0図中第1図と実質的に同じ部分には同一符号
を1寸し、その説明も省略する。
この実施例では、ディーゼルエンジン101に接続され
た排気道&8102が分岐されることなくフィルターケ
ーシング103に接続されている。フィルターケーシン
グ103内部では、排気ガスの流れ方向に沿って、流路
を2分割するように仕切り板111が配置されている。
た排気道&8102が分岐されることなくフィルターケ
ーシング103に接続されている。フィルターケーシン
グ103内部では、排気ガスの流れ方向に沿って、流路
を2分割するように仕切り板111が配置されている。
そして、フィルターケーシング103の2分割されたそ
れぞれの区画にそれぞれフィルタ104a、 104b
が配置されている。フィルターケーシング103の下流
においては、それぞれ分割された流路に対応して2本の
排気通路102a102bが接続されている。微粒子嚢
は部112a、 11211は、分割されフィルタ10
4a、 +04bのそれぞれ下方に配置され、同じくそ
れぞれに微粒子焼却装置114a、 114bが第1図
に示した実施例と同様に配置されている。
れぞれの区画にそれぞれフィルタ104a、 104b
が配置されている。フィルターケーシング103の下流
においては、それぞれ分割された流路に対応して2本の
排気通路102a102bが接続されている。微粒子嚢
は部112a、 11211は、分割されフィルタ10
4a、 +04bのそれぞれ下方に配置され、同じくそ
れぞれに微粒子焼却装置114a、 114bが第1図
に示した実施例と同様に配置されている。
その他の点は、第1図の実施例と同様である。
次に、第1図4こ示されたディーゼル排気ガス浄化装置
を用いる場きの本発明の排気ガス浄化方法についてさら
に説明する。
を用いる場きの本発明の排気ガス浄化方法についてさら
に説明する。
通常のエンジン運転状態では、開閉弁109a、 10
9bは両方とも全開となっている。微粒子、未燃ガス成
分、NOxを含んだ排気ガスは、ディーゼルエンジン1
01から排気通路102および分岐された排気通路10
2a、 102bを通り、それぞれのフィルタゲージン
グ103a、 103bのフィルタ104a、 104
bに流入する。そして、フィルタ+048.104bに
より排気ガス中の微粒子が捕捉、除去され、さらに未燃
ガス成分あるいはNOxが酸化あるいは選択還元されて
浄化され、無害の清浄ガスとなって排気流ん102a、
102bを経て外気へ放出される。
9bは両方とも全開となっている。微粒子、未燃ガス成
分、NOxを含んだ排気ガスは、ディーゼルエンジン1
01から排気通路102および分岐された排気通路10
2a、 102bを通り、それぞれのフィルタゲージン
グ103a、 103bのフィルタ104a、 104
bに流入する。そして、フィルタ+048.104bに
より排気ガス中の微粒子が捕捉、除去され、さらに未燃
ガス成分あるいはNOxが酸化あるいは選択還元されて
浄化され、無害の清浄ガスとなって排気流ん102a、
102bを経て外気へ放出される。
捕捉された微粒子はフィルタ104a、 104bの?
′壁画面上堆積し、フィルタ104a、 104bの通
気圧力損失が時間の経過と共に増加してくる。そこで、
フィルタの再生と、2分割さtしたフィルタ104a、
+04bについて時間をすらして交互に行う。
′壁画面上堆積し、フィルタ104a、 104bの通
気圧力損失が時間の経過と共に増加してくる。そこで、
フィルタの再生と、2分割さtしたフィルタ104a、
+04bについて時間をすらして交互に行う。
先ず、開閉弁109aを全閉して、エンジン101から
の排気ガスを、フィルタ104b、開閉弁+09b、お
よび排気通路102bにのみ流す、そして、【1秒後に
電気駆動弁107aを12秒間のみ開放して、逆洗ノズ
ル108aより高圧空気を12秒のr′:I噴出する。
の排気ガスを、フィルタ104b、開閉弁+09b、お
よび排気通路102bにのみ流す、そして、【1秒後に
電気駆動弁107aを12秒間のみ開放して、逆洗ノズ
ル108aより高圧空気を12秒のr′:I噴出する。
[2秒間の高圧空気噴出が終了した後、【3秒後に再び
開閉弁109aが開放され、エンジン101からの4J
T気ガスは、フィルタ104b、104a、開閉弁10
9b、109a、および排気通路+02b、 102a
の両方へ導入される7さらに、フィルタ104aの逆洗
終了後(5秒後に、今度はフィルタ103bの逆洗が、
上記と同様になされる。これらの一連の動作によりフィ
ルタ104a、+04bの逆洗、再生が交互に行われる
。また、これらの一連の逆洗を装作は、「6秒後に再開
され、以降、このような逆洗、再生を運転中断続的に行
う。
開閉弁109aが開放され、エンジン101からの4J
T気ガスは、フィルタ104b、104a、開閉弁10
9b、109a、および排気通路+02b、 102a
の両方へ導入される7さらに、フィルタ104aの逆洗
終了後(5秒後に、今度はフィルタ103bの逆洗が、
上記と同様になされる。これらの一連の動作によりフィ
ルタ104a、+04bの逆洗、再生が交互に行われる
。また、これらの一連の逆洗を装作は、「6秒後に再開
され、以降、このような逆洗、再生を運転中断続的に行
う。
[1〜t6の時間にライては、フィルタ1(Jlla、
+04bの圧力損失が長期に亙って一定し・ベル以下に
維持されるように、運転状態に応じて調節される0通常
、【1は01〜3秒、好ましくは0.1〜03秒。
+04bの圧力損失が長期に亙って一定し・ベル以下に
維持されるように、運転状態に応じて調節される0通常
、【1は01〜3秒、好ましくは0.1〜03秒。
t2は01〜2秒、好ましくは01〜03秒、また[3
は0.1〜3秒、好ましくは01〜1秒程度とされる。
は0.1〜3秒、好ましくは01〜1秒程度とされる。
一例として、第6図に示した構造のフィルタ木を試作し
、第1図に示した構成のデイ−セル排気ガス浄化装置に
組込んだもの含試作しデイ−セル排気ガスの浄化を試み
た6試験東件および試験結果を以下に示す。
、第1図に示した構成のデイ−セル排気ガス浄化装置に
組込んだもの含試作しデイ−セル排気ガスの浄化を試み
た6試験東件および試験結果を以下に示す。
(1)試験条件
7 イAy9103a、 103bの有効−過面積=
フイ多孔質壁厚さ : 0.65
mm高圧空気タンク107の内容積 =351高圧
空気タンク107の内圧 、71(す/aJ逆洗
ノズル+08a、 108bの有効径 : 28m
+uディーゼルエンジン排気量 : 5400
ccデイーゼルエンジン出力 : 120PS/26
00rpm逆洗前時間 t? :
0.2sec逆洗時間 ℃2 二
0.2 sec逆洗後時1’:l t3
: 0.6sec逆洗間隔 t5
: 10 Sec逆洗Vイクルt6
: 300 SeC燃焼用空気供給量
: 20 NJ) /1lin電気ヒータ
容量 : 200w/ 12VDC(2)
触媒担持条件 a、コープイエライ)・質のフィルタ素子の外表面に1
5wt%の懸濁液とした活性アルミナ液をハゲで塗布 す、 120℃x2時間で予備乾燥 c、 700°CX 2時間で本乾燥d、塩化パラヂ
ウム水溶液をハケで塗布e、 120’Cx2時間で
乾燥 「、 水素rヒホウ素ナトリウム水溶液(N a B
H4)に浸漬 9 水洗 り、 120″Cx2時間で予備乾燥500℃x2時
間て本乾燥 J 三塩化チタン水浴液とハゲで塗布に、 +20
”cx2時間で予備乾燥500℃x2時間で本乾燥 m、 スペーサとセラミック接着剤を用いてフィルタ素
子を接着し800℃で加熱して接着剤を硬化しフィルタ
とする。
フイ多孔質壁厚さ : 0.65
mm高圧空気タンク107の内容積 =351高圧
空気タンク107の内圧 、71(す/aJ逆洗
ノズル+08a、 108bの有効径 : 28m
+uディーゼルエンジン排気量 : 5400
ccデイーゼルエンジン出力 : 120PS/26
00rpm逆洗前時間 t? :
0.2sec逆洗時間 ℃2 二
0.2 sec逆洗後時1’:l t3
: 0.6sec逆洗間隔 t5
: 10 Sec逆洗Vイクルt6
: 300 SeC燃焼用空気供給量
: 20 NJ) /1lin電気ヒータ
容量 : 200w/ 12VDC(2)
触媒担持条件 a、コープイエライ)・質のフィルタ素子の外表面に1
5wt%の懸濁液とした活性アルミナ液をハゲで塗布 す、 120℃x2時間で予備乾燥 c、 700°CX 2時間で本乾燥d、塩化パラヂ
ウム水溶液をハケで塗布e、 120’Cx2時間で
乾燥 「、 水素rヒホウ素ナトリウム水溶液(N a B
H4)に浸漬 9 水洗 り、 120″Cx2時間で予備乾燥500℃x2時
間て本乾燥 J 三塩化チタン水浴液とハゲで塗布に、 +20
”cx2時間で予備乾燥500℃x2時間で本乾燥 m、 スペーサとセラミック接着剤を用いてフィルタ素
子を接着し800℃で加熱して接着剤を硬化しフィルタ
とする。
(2)試験結果
排気ガス浄化効果含比較するために、本発明の排気ガス
浄化装置を取り外し、従来使用されてぃるマフラのみを
組み込み、排気ガスの状態をit測した。結果を第1表
にOFせて示した その結果、排気ガスの浄化効果と共に連続運転を行う場
合の性能の安定性も確認された。
浄化装置を取り外し、従来使用されてぃるマフラのみを
組み込み、排気ガスの状態をit測した。結果を第1表
にOFせて示した その結果、排気ガスの浄化効果と共に連続運転を行う場
合の性能の安定性も確認された。
第1表
なお、前記触媒は、フトルタの下流面、すなわち清浄ガ
ス流路側表面に担持されて捕捉された微粒子とは接触し
ないようにさI′Lでいるので、は粒子が燃焼し七フィ
ルタが過熱されることによる触媒の性能劣化の問題がな
く、また、清浄ガス流路側から含塵ガス流路側へ高圧空
気を間欠的に噴射する逆洗によってフィルタ体の微粒子
除去、再生を行うので、未燃ガス成分が触媒により酸化
されてもフィルタ体の温度は排気ガス温度よりわずかに
高い程度なので、触媒の耐久性も容易に確保できる。
ス流路側表面に担持されて捕捉された微粒子とは接触し
ないようにさI′Lでいるので、は粒子が燃焼し七フィ
ルタが過熱されることによる触媒の性能劣化の問題がな
く、また、清浄ガス流路側から含塵ガス流路側へ高圧空
気を間欠的に噴射する逆洗によってフィルタ体の微粒子
除去、再生を行うので、未燃ガス成分が触媒により酸化
されてもフィルタ体の温度は排気ガス温度よりわずかに
高い程度なので、触媒の耐久性も容易に確保できる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、比較的薄い多孔
質壁で精成されるフィルタ体の多孔質壁の清浄ガス流路
側に排気ガス浄化用触媒を担持させているので、カーホ
ンを主成分とする微粒子と共に、未燃ガス成分であるH
CやC○あるいはNOxを除去でき通気圧損も実用性の
ある低いレベルにすることができる。
質壁で精成されるフィルタ体の多孔質壁の清浄ガス流路
側に排気ガス浄化用触媒を担持させているので、カーホ
ンを主成分とする微粒子と共に、未燃ガス成分であるH
CやC○あるいはNOxを除去でき通気圧損も実用性の
ある低いレベルにすることができる。
第1図は本発明によるディーゼル排気ガス浄化装置の一
実施例を示す概略構成図、第2図は本発明によるディー
ゼル排気ガス浄化装置の他の実施例を示す概略構成図、
第5図は本発明によるディーゼル排気ガス浄化装置に好
ましく適用されるフィルタのフィルタ素子を示す斜視図
、第6図は上記フィルタ素子で精成されたフィルタを示
す斜視図、第3図は従来のパティキュレ−1・トラップ
装置で用いられているフィルタの一例を示す斜視図、第
4図は従来のパティキュレートトラップ装置で用いられ
ているフィルタの微粒子捕捉原理を説明するための構造
説明図、第7図はフィルタの他の例を示す斜視図、第8
図は本出願人か先に提案しているディーゼル排気黒煙除
去装置を示す概略構成図である。 図において、 101はディーゼルエンジン、102は
排気通路、102a、 102bは分岐された排気通路
、104a、 104bはフィルタ、105は高圧空気
タンク、IQ7a、 107bは電気駆動弁、108a
、 108bは逆洗ノズル、109a、 109bは開
閉弁、112a、 H2bは黴粒子受は部、114a、
114f)は微粒子焼却装置である。 第4図
実施例を示す概略構成図、第2図は本発明によるディー
ゼル排気ガス浄化装置の他の実施例を示す概略構成図、
第5図は本発明によるディーゼル排気ガス浄化装置に好
ましく適用されるフィルタのフィルタ素子を示す斜視図
、第6図は上記フィルタ素子で精成されたフィルタを示
す斜視図、第3図は従来のパティキュレ−1・トラップ
装置で用いられているフィルタの一例を示す斜視図、第
4図は従来のパティキュレートトラップ装置で用いられ
ているフィルタの微粒子捕捉原理を説明するための構造
説明図、第7図はフィルタの他の例を示す斜視図、第8
図は本出願人か先に提案しているディーゼル排気黒煙除
去装置を示す概略構成図である。 図において、 101はディーゼルエンジン、102は
排気通路、102a、 102bは分岐された排気通路
、104a、 104bはフィルタ、105は高圧空気
タンク、IQ7a、 107bは電気駆動弁、108a
、 108bは逆洗ノズル、109a、 109bは開
閉弁、112a、 H2bは黴粒子受は部、114a、
114f)は微粒子焼却装置である。 第4図
Claims (3)
- (1)一対の対向する端面の一方の端面から他方の端面
へ貫通して複数の孔が形成されている通気性の多孔質材
質からなる板状体を、前記端面を揃えるようにして複数
枚平行に積層し、前記板状体相互間に前記複数の孔によ
り形成される含塵ガス流路とは前記板状体の多孔質壁に
より区画される別の清浄ガス流路が構成されているセラ
ミックス製のフィルタ体が内燃機関の排気通路に配置さ
れ、前記清浄ガス流路から前記濾壁を通って前記含塵ガ
ス流路へ流れるガス流を間欠的に発生させる逆洗手段と
、前記含塵ガス流路からのパティキュレートを受けるよ
うに配置された微粒子受け部とが配置されているディー
ゼル排気ガス浄化装置において多孔質壁の厚さを0.4
mm〜1.6mmとし、前記板状体の多孔質壁の清浄ガ
ス流路に面する側に排気ガス浄化触媒が担持されている
ことを特徴とするディーゼル排気ガス浄化装置。 - (2)請求項1において排気ガス浄化触媒が酸化触媒で
あるディーゼル排気ガス浄化装置。 - (3)請求項1または2において前記セラミックス製の
フィルタ体を構成する材料が、コージェライト質セラミ
ックスであるディーゼル排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18270790A JP2900548B2 (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | ディーゼル排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18270790A JP2900548B2 (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | ディーゼル排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0472412A true JPH0472412A (ja) | 1992-03-06 |
JP2900548B2 JP2900548B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=16123032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18270790A Expired - Fee Related JP2900548B2 (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | ディーゼル排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2900548B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013211165A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Dainichi Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2017532479A (ja) * | 2014-08-25 | 2017-11-02 | ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット | オフガスまたはエンジン排気ガスをクリーニングする方法 |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18270790A patent/JP2900548B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013211165A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Dainichi Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2017532479A (ja) * | 2014-08-25 | 2017-11-02 | ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット | オフガスまたはエンジン排気ガスをクリーニングする方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2900548B2 (ja) | 1999-06-02 |
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