JPH09217618A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- JPH09217618A JPH09217618A JP8046957A JP4695796A JPH09217618A JP H09217618 A JPH09217618 A JP H09217618A JP 8046957 A JP8046957 A JP 8046957A JP 4695796 A JP4695796 A JP 4695796A JP H09217618 A JPH09217618 A JP H09217618A
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- Y10S55/10—Residue burned
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S55/30—Exhaust treatment
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ＮＯX の還元作用を有する粒状物
を繊維フィルタの外側に配置し、粒状物でＮＯX を還元
して低減し、繊維フィルタでパティキュレートを捕集す
る排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 この排気ガス浄化装置は、排気ガス中に
含まれるパティキュレートを捕集する繊維フィルタ５を
ランダムに積層された不織布から構成し、繊維フィルタ
５の内側に通電金網９を配置する。繊維フィルタ５の下
流に配置された多孔質部材２の多数のセル１１内に、Ｎ
ＯX の還元作用を有するＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5，Ｂａ3 Ｙ4
Ｏ5 又はＢａＬａ2 Ｏ5 から成る粒状物７，８を充填す
る。
を繊維フィルタの外側に配置し、粒状物でＮＯX を還元
して低減し、繊維フィルタでパティキュレートを捕集す
る排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 この排気ガス浄化装置は、排気ガス中に
含まれるパティキュレートを捕集する繊維フィルタ５を
ランダムに積層された不織布から構成し、繊維フィルタ
５の内側に通電金網９を配置する。繊維フィルタ５の下
流に配置された多孔質部材２の多数のセル１１内に、Ｎ
ＯX の還元作用を有するＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5，Ｂａ3 Ｙ4
Ｏ5 又はＢａＬａ2 Ｏ5 から成る粒状物７，８を充填す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、コージェネ
レーションエンジンに適用できるディーゼルエンジンの
排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するする
と共にＮＯXを還元して浄化する排気ガス浄化装置に関
する。
レーションエンジンに適用できるディーゼルエンジンの
排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するする
と共にＮＯXを還元して浄化する排気ガス浄化装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンでは、窒素酸化物Ｎ
ＯX が多量に排出される。従来、ディーゼルエンジンか
ら窒素酸化物ＮＯX が外部に排出されるのを抑制するた
め、種々の触媒を組み込んだディーゼルパティキュレー
トフィルタが知られている。例えば、ディーゼルパティ
キュレートフィルタにゼオライト系の触媒（Ｃｕ−ＺＳ
Ｍ−５）を組み込んだものが知られている。また、ディ
ーゼルパティキュレートフィルタに触媒装置を組み込ん
だ構造では、一般のガソリンエンジンのように、ディー
ゼルパティキュレートフィルタの空隙を通過させる方法
である。
ＯX が多量に排出される。従来、ディーゼルエンジンか
ら窒素酸化物ＮＯX が外部に排出されるのを抑制するた
め、種々の触媒を組み込んだディーゼルパティキュレー
トフィルタが知られている。例えば、ディーゼルパティ
キュレートフィルタにゼオライト系の触媒（Ｃｕ−ＺＳ
Ｍ−５）を組み込んだものが知られている。また、ディ
ーゼルパティキュレートフィルタに触媒装置を組み込ん
だ構造では、一般のガソリンエンジンのように、ディー
ゼルパティキュレートフィルタの空隙を通過させる方法
である。
【０００３】また、ディーゼルエンジンの排気ガスより
カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状物
質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料としては、
例えば、コーディエライトの他、無機繊維を用いるもの
が知られている。フィルタ本体として無機繊維を用いる
ものは、無機繊維材を糸状に撚り、その撚り糸を糸巻状
に積層し、無機繊維材をダイヤ形に織り込んでフェルト
化してフィルタ本体を作製しており、無機繊維材でフィ
ルタ本体を作製したものは、ディーゼルエンジンから排
出される排気ガス中のカーボン、スモーク等のパティキ
ュレートをフィルタ本体の表面と内部で捕捉するので、
コーディエライトで作製したハニカム型フィルタと比較
して小型に構成できる。
カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状物
質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料としては、
例えば、コーディエライトの他、無機繊維を用いるもの
が知られている。フィルタ本体として無機繊維を用いる
ものは、無機繊維材を糸状に撚り、その撚り糸を糸巻状
に積層し、無機繊維材をダイヤ形に織り込んでフェルト
化してフィルタ本体を作製しており、無機繊維材でフィ
ルタ本体を作製したものは、ディーゼルエンジンから排
出される排気ガス中のカーボン、スモーク等のパティキ
ュレートをフィルタ本体の表面と内部で捕捉するので、
コーディエライトで作製したハニカム型フィルタと比較
して小型に構成できる。
【０００４】また、耐熱性フィルタとして、特開平６−
１０８８２０号公報に開示されているものがある。該耐
熱性フィルタは、通気性の隔壁間に耐熱性繊維をランダ
ムに集積した濾過層を設け、隔壁のうち少なくとも被濾
過流体の通過方向下流側に配置される隔壁を耐熱性繊維
から成る面状組織物で形成したものである。
１０８８２０号公報に開示されているものがある。該耐
熱性フィルタは、通気性の隔壁間に耐熱性繊維をランダ
ムに集積した濾過層を設け、隔壁のうち少なくとも被濾
過流体の通過方向下流側に配置される隔壁を耐熱性繊維
から成る面状組織物で形成したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゼオラ
イト系の触媒を組み込んだディーゼルパティキュレート
フィルタでは、ゼオライト系の触媒は炭化水素を還元剤
として用い、ＮＯX を還元分解する特性があるが、ゼオ
ライト系の触媒を用いたディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、炭化水素還元剤として、メタノールやエタ
ノールが必要となり、ディーゼルエンジンにこの方法を
用いることはできない。また、触媒装置を組み込んだデ
ィーゼルパティキュレートフィルタでは、空隙の壁面表
面にグラファイト、又はパティキュレートが体積する
と、ＮＯX がそれに接触し、ＨＣが還元剤として作用し
難くなるおそれがある。
イト系の触媒を組み込んだディーゼルパティキュレート
フィルタでは、ゼオライト系の触媒は炭化水素を還元剤
として用い、ＮＯX を還元分解する特性があるが、ゼオ
ライト系の触媒を用いたディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、炭化水素還元剤として、メタノールやエタ
ノールが必要となり、ディーゼルエンジンにこの方法を
用いることはできない。また、触媒装置を組み込んだデ
ィーゼルパティキュレートフィルタでは、空隙の壁面表
面にグラファイト、又はパティキュレートが体積する
と、ＮＯX がそれに接触し、ＨＣが還元剤として作用し
難くなるおそれがある。
【０００６】ところで、ブラウンミラライト型構造を持
つ化合物は、酸素欠陥の秩序・無秩序転移を示す化合物
として知られている。この化合物は、ある温度で転移す
る性質を持ち、その結晶相は、斜方晶からペロブスカイ
ト型立方晶に相転移し、この変化に伴い、無秩序化した
酸素欠陥によって、イオン伝導性が著しく向上する。こ
のイオン伝導性がＮＯX を還元して分解する性質を持っ
ている。即ち、Ｖｏx ＋ＮＯ→（１／２）・Ｎ2 ＋（１
／２）・Ｏ2 ＋ＶｏY の反応が生じる。ここで、Ｖｏx
はイオン化された酸素欠陥、及びＶｏY は秩序因子であ
る。
つ化合物は、酸素欠陥の秩序・無秩序転移を示す化合物
として知られている。この化合物は、ある温度で転移す
る性質を持ち、その結晶相は、斜方晶からペロブスカイ
ト型立方晶に相転移し、この変化に伴い、無秩序化した
酸素欠陥によって、イオン伝導性が著しく向上する。こ
のイオン伝導性がＮＯX を還元して分解する性質を持っ
ている。即ち、Ｖｏx ＋ＮＯ→（１／２）・Ｎ2 ＋（１
／２）・Ｏ2 ＋ＶｏY の反応が生じる。ここで、Ｖｏx
はイオン化された酸素欠陥、及びＶｏY は秩序因子であ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、ディーゼルエンジンの排
気ガス中に含まれるパティキュレートを排気ガス流れの
上流側に配置したフィルタ部材と通電金網から成るフィ
ルタ本体で捕集焼却し、その後流に多数のセルを有する
多孔質部材を配置し、上流側の前記セルに転移温度の高
いブラウンミラーライト型構造の化合物を、後流側の前
記セルに転移温度の低いブラウンミラーライト型構造の
化合物を充填して排気ガス温度に対応して上記化合物を
選定し、前記化合物の粒状物に排気ガスを衝突させるこ
とで排気ガス中に含まれるＮＯXを還元させ、排気ガス
中のパティキュレートとＮＯX とを低減する排気ガス浄
化装置を提供することである。
の課題を解決することであり、ディーゼルエンジンの排
気ガス中に含まれるパティキュレートを排気ガス流れの
上流側に配置したフィルタ部材と通電金網から成るフィ
ルタ本体で捕集焼却し、その後流に多数のセルを有する
多孔質部材を配置し、上流側の前記セルに転移温度の高
いブラウンミラーライト型構造の化合物を、後流側の前
記セルに転移温度の低いブラウンミラーライト型構造の
化合物を充填して排気ガス温度に対応して上記化合物を
選定し、前記化合物の粒状物に排気ガスを衝突させるこ
とで排気ガス中に含まれるＮＯXを還元させ、排気ガス
中のパティキュレートとＮＯX とを低減する排気ガス浄
化装置を提供することである。
【０００８】この発明は、ディーゼルエンジンの排気ガ
ス中に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタ部
材、前記フィルタ部材の排気ガス流れの下流側に一体的
に配置された通電金網、前記フィルタ部材と前記通電金
網との合成部材の下流側に配置されたセラミックスから
成る多数のセルを有する多孔質部材、及び前記多孔質部
材の前記セルに充填されたＮＯX の還元作用を有するブ
ラウンミラライト型構造を持つ化合物から成る粒状物か
ら構成した排気ガス浄化装置に関する。
ス中に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタ部
材、前記フィルタ部材の排気ガス流れの下流側に一体的
に配置された通電金網、前記フィルタ部材と前記通電金
網との合成部材の下流側に配置されたセラミックスから
成る多数のセルを有する多孔質部材、及び前記多孔質部
材の前記セルに充填されたＮＯX の還元作用を有するブ
ラウンミラライト型構造を持つ化合物から成る粒状物か
ら構成した排気ガス浄化装置に関する。
【０００９】また、前記粒状物は酸素欠陥の秩序−無秩
序転移を示すＢａ3 Ｙ4 Ｏ9 ，ＢａＬａ2 Ｏ4 及びＢａ
2 Ｉｎ2 Ｏ5 から選択される化合物である。
序転移を示すＢａ3 Ｙ4 Ｏ9 ，ＢａＬａ2 Ｏ4 及びＢａ
2 Ｉｎ2 Ｏ5 から選択される化合物である。
【００１０】また、前記フィルタ部材はランダムに積層
されたセラミック不織布から成る繊維フィルタから構成
されている。
されたセラミック不織布から成る繊維フィルタから構成
されている。
【００１１】また、前記多孔質部材はＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ
4 、コージェライト及びムライトから選択されるセラミ
ックスから構成されている。
4 、コージェライト及びムライトから選択されるセラミ
ックスから構成されている。
【００１２】また、前記粒状物は、排気ガスの上流側に
高温での転移点を持つ前記化合物が配置され、排気ガス
の下流側に低温での転移点を持つ前記化合物が配置され
ている。従って、この排気ガス浄化装置では、排気ガス
流れの上流側では排気ガス温度が高温、例えば、８００
℃程度であるので、高温の転移温度のブラウンミラーラ
イト型構造の化合物が転移点となって活性化してＮＯX
を有効に還元し、次いで、下流側になって排気ガス温度
が低下すると、低温の転移温度のブラウンミラーライト
型構造の化合物が転移点となって活性化してＮＯX を有
効に還元するので、前記化合物は広範囲の温度範囲にお
いてＮＯX を効果的に還元し、ＮＯX の排出を低減する
ことができる。しかも、前記化合物の粒状物は、サイズ
が大小さまざまな粒子から構成されているので、排気ガ
スの流れ速度が低下すると共に排気ガスとの接触面積が
大きくなり、前記粒状物が排気ガス中のＮＯX に効果的
に作用して還元を促進する。
高温での転移点を持つ前記化合物が配置され、排気ガス
の下流側に低温での転移点を持つ前記化合物が配置され
ている。従って、この排気ガス浄化装置では、排気ガス
流れの上流側では排気ガス温度が高温、例えば、８００
℃程度であるので、高温の転移温度のブラウンミラーラ
イト型構造の化合物が転移点となって活性化してＮＯX
を有効に還元し、次いで、下流側になって排気ガス温度
が低下すると、低温の転移温度のブラウンミラーライト
型構造の化合物が転移点となって活性化してＮＯX を有
効に還元するので、前記化合物は広範囲の温度範囲にお
いてＮＯX を効果的に還元し、ＮＯX の排出を低減する
ことができる。しかも、前記化合物の粒状物は、サイズ
が大小さまざまな粒子から構成されているので、排気ガ
スの流れ速度が低下すると共に排気ガスとの接触面積が
大きくなり、前記粒状物が排気ガス中のＮＯX に効果的
に作用して還元を促進する。
【００１３】また、前記フィルタ部材は中空体から構成
され、前記中空体の内側に前記通電金網が配置され、前
記中空体の外側に前記多孔質部材が配置され、排気ガス
は前記フィルタ部材の内側から外側へ流れるように構成
されている。更に、前記フィルタ部材の中空体外形は断
面円筒形又は断面角形に形成され、前記多孔質部材の形
状は前記中空体外形に対応して断面円筒形又は断面角形
に形成されている。
され、前記中空体の内側に前記通電金網が配置され、前
記中空体の外側に前記多孔質部材が配置され、排気ガス
は前記フィルタ部材の内側から外側へ流れるように構成
されている。更に、前記フィルタ部材の中空体外形は断
面円筒形又は断面角形に形成され、前記多孔質部材の形
状は前記中空体外形に対応して断面円筒形又は断面角形
に形成されている。
【００１４】また、前記通電金網に通電して前記フィル
タ部材に捕集されたパティキュレートを加熱焼却する。
タ部材に捕集されたパティキュレートを加熱焼却する。
【００１５】また、前記フィルタ部材でパティキュレー
トが捕集された排気ガスが前記粒状物を通過して前記粒
状物に接触することによってＮＯX が還元される。従っ
て、前記粒状物に達した排気ガスは、カーボン、煤、Ｈ
Ｃ等のパティキュレートがほとんど無い状態の排気ガス
であるので、排気ガス中のＮＯX が有効に前記粒状物に
接触することができ、ＮＯX の還元作用が促進される。
トが捕集された排気ガスが前記粒状物を通過して前記粒
状物に接触することによってＮＯX が還元される。従っ
て、前記粒状物に達した排気ガスは、カーボン、煤、Ｈ
Ｃ等のパティキュレートがほとんど無い状態の排気ガス
であるので、排気ガス中のＮＯX が有効に前記粒状物に
接触することができ、ＮＯX の還元作用が促進される。
【００１６】この発明による排気ガス浄化装置は、上記
のように構成されているので、排気ガス中に含まれるパ
ティキュレートは前記フィルタ本体で捕集され、排気ガ
ス中に含まれるＮＯX はブラウンミラライト型構造を持
つ化合物から成る粒状物に接触することによって還元さ
れ、排気ガスは二段階で浄化される。即ち、前記フィル
タ本体の積層部の繊維隙間を高温の排気ガスがジグザグ
状に流れる時に排気ガス中に含まれる微粒子の集合した
パティキュレートが前記フィルタ本体に捕集され、繊維
間及び金網間に堆積する。次いで、排気ガスが多孔質壁
を通って前記粒状物に衝突した時に、前記粒状物の酸素
欠陥によるイオンと反応し、ＮＯX が還元されることに
なる。そして、ＮＯX を含んだ排気ガスが粒状物に対し
ある衝突速度を持っていれば、前記粒状物の触媒作用に
よってＮＯX の還元反応が速やかに起こることになる。
また、前記粒状物はブラウンミラライト型構造を持つＢ
ａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 ，Ｂａ3 Ｙ4 Ｏ9 又はＢａＬａ2 Ｏ4 か
ら構成されている。前記粒状物は全体として表面積が大
きくなるので、ＮＯX の還元が速やかに起こすことがで
きる。
のように構成されているので、排気ガス中に含まれるパ
ティキュレートは前記フィルタ本体で捕集され、排気ガ
ス中に含まれるＮＯX はブラウンミラライト型構造を持
つ化合物から成る粒状物に接触することによって還元さ
れ、排気ガスは二段階で浄化される。即ち、前記フィル
タ本体の積層部の繊維隙間を高温の排気ガスがジグザグ
状に流れる時に排気ガス中に含まれる微粒子の集合した
パティキュレートが前記フィルタ本体に捕集され、繊維
間及び金網間に堆積する。次いで、排気ガスが多孔質壁
を通って前記粒状物に衝突した時に、前記粒状物の酸素
欠陥によるイオンと反応し、ＮＯX が還元されることに
なる。そして、ＮＯX を含んだ排気ガスが粒状物に対し
ある衝突速度を持っていれば、前記粒状物の触媒作用に
よってＮＯX の還元反応が速やかに起こることになる。
また、前記粒状物はブラウンミラライト型構造を持つＢ
ａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 ，Ｂａ3 Ｙ4 Ｏ9 又はＢａＬａ2 Ｏ4 か
ら構成されている。前記粒状物は全体として表面積が大
きくなるので、ＮＯX の還元が速やかに起こすことがで
きる。
【００１７】この排気ガス浄化装置では、前記粒状物
は、排気ガスの上流側に高温での転移点を持つ前記化合
物であるＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 等が配置され、排気ガスの下
流側に低温での転移点を持つ前記化合物であるＢａ3 Ｙ
4 Ｏ9 、最下流側にＢａＬａ2Ｏ4 が順次又は２層体と
して配置されているので、排気ガスの温度が高温である
場合には、転移点の温度が高いＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 が排気
ガス中に含まれるＮＯXを還元し、次いで、排気ガス温
度が低下した状態では転移点が温度が低いＢａ3Ｙ4 Ｏ9
、次いでＢａＬａ2 Ｏ4 が排気ガス中のＮＯX を還元
することができ、排気ガス温度の大きい範囲にわたって
ＮＯX を還元することができ、排気ガス中のＮＯX を還
元することができる。
は、排気ガスの上流側に高温での転移点を持つ前記化合
物であるＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 等が配置され、排気ガスの下
流側に低温での転移点を持つ前記化合物であるＢａ3 Ｙ
4 Ｏ9 、最下流側にＢａＬａ2Ｏ4 が順次又は２層体と
して配置されているので、排気ガスの温度が高温である
場合には、転移点の温度が高いＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 が排気
ガス中に含まれるＮＯXを還元し、次いで、排気ガス温
度が低下した状態では転移点が温度が低いＢａ3Ｙ4 Ｏ9
、次いでＢａＬａ2 Ｏ4 が排気ガス中のＮＯX を還元
することができ、排気ガス温度の大きい範囲にわたって
ＮＯX を還元することができ、排気ガス中のＮＯX を還
元することができる。
【００１８】また、前記フィルタ本体に所定量以上のパ
ティキュレートが捕集されると、前記繊維フィルタの外
側に配置された前記通電金網を通電し、前記繊維フィル
タに捕集されているパティキュレートを加熱焼却し、前
記繊維フィルタが再生される。この排気ガス浄化装置
は、前記粒状物による排気ガス中に含まれるＮＯX の還
元作用によって排気ガス中のＮＯX を低減すると共に、
排気ガス中に含まれるパティキュレートは前記フィルタ
本体で捕集されて低減する。
ティキュレートが捕集されると、前記繊維フィルタの外
側に配置された前記通電金網を通電し、前記繊維フィル
タに捕集されているパティキュレートを加熱焼却し、前
記繊維フィルタが再生される。この排気ガス浄化装置
は、前記粒状物による排気ガス中に含まれるＮＯX の還
元作用によって排気ガス中のＮＯX を低減すると共に、
排気ガス中に含まれるパティキュレートは前記フィルタ
本体で捕集されて低減する。
【００１９】この排気ガス浄化装置は、上記のような構
成を有するので、大形に形成することがＮＯX の還元を
効率的に行うことができ、設置型等の大型のコージェネ
レーションエンジンの排気管に組み込まれて適用される
と最適であり、例えば、ＮＯX を４０ｐｐｍ以下に還元
できるので、コージェネレーションエンジンを都市部で
使用しても排気汚染の基となるＮＯX を有効に分解でき
る。
成を有するので、大形に形成することがＮＯX の還元を
効率的に行うことができ、設置型等の大型のコージェネ
レーションエンジンの排気管に組み込まれて適用される
と最適であり、例えば、ＮＯX を４０ｐｐｍ以下に還元
できるので、コージェネレーションエンジンを都市部で
使用しても排気汚染の基となるＮＯX を有効に分解でき
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による排気ガス浄化装置の実施例を説明する。図１はこ
の発明による排気ガス浄化装置の一実施例を示す概略断
面図、及び図２は図１の排気ガス浄化装置の横断面図で
ある。
による排気ガス浄化装置の実施例を説明する。図１はこ
の発明による排気ガス浄化装置の一実施例を示す概略断
面図、及び図２は図１の排気ガス浄化装置の横断面図で
ある。
【００２１】この実施例の排気ガス浄化装置は、設置型
のコージェネレーションエンジンに適用して好ましいも
のであり、例えば、ディーゼルエンジンの排気管１中に
組み込まれたケース３内に収容して構成され、ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガスがフィルタ本体４を
矢印Ｇで示す方向に横断して流れることによって、排気
ガス中に含まれるカーボン、スモーク、すす、ＨＣ、Ｓ
ＯX 等のパティキュレートがフィルタ本体４で捕集さ
れ、捕集されたパティキュレートは加熱焼却してフィル
タ本体４が再生されると共に、フィルタ本体４の後流に
配置した多孔質部材２の多数のセル１１に充填されたＮ
ＯX の還元作用を有するブラウンミラライト型構造を持
つ化合物から成る粒状物７，８によって排気ガス中のＮ
ＯX を還元してＮＯX の排出を低減するものである。
のコージェネレーションエンジンに適用して好ましいも
のであり、例えば、ディーゼルエンジンの排気管１中に
組み込まれたケース３内に収容して構成され、ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガスがフィルタ本体４を
矢印Ｇで示す方向に横断して流れることによって、排気
ガス中に含まれるカーボン、スモーク、すす、ＨＣ、Ｓ
ＯX 等のパティキュレートがフィルタ本体４で捕集さ
れ、捕集されたパティキュレートは加熱焼却してフィル
タ本体４が再生されると共に、フィルタ本体４の後流に
配置した多孔質部材２の多数のセル１１に充填されたＮ
ＯX の還元作用を有するブラウンミラライト型構造を持
つ化合物から成る粒状物７，８によって排気ガス中のＮ
ＯX を還元してＮＯX の排出を低減するものである。
【００２２】フィルタ本体４は、図２に示すように、中
空状で内側に凹部を備えた繊維フィルタ５及び繊維フィ
ルタ５の内側に密着して凹部６に形成された通電金網９
から構成され、ケース３内に形成された排気ガス通路１
３内に入口１４から出口１５に延びるように配置されて
いる。フィルタ本体４の入口ガイドローラでは中空部１
８が開放されて出口側が遮蔽プレート１６で閉鎖されて
いる。ケース３の内壁面には、図示していないが、遮熱
材を配置し、外部に熱が放熱されるのを防止するように
構成できる。フィルタ本体４は、止め金、支持バー等の
固着具２０によってケース３に固定されている。
空状で内側に凹部を備えた繊維フィルタ５及び繊維フィ
ルタ５の内側に密着して凹部６に形成された通電金網９
から構成され、ケース３内に形成された排気ガス通路１
３内に入口１４から出口１５に延びるように配置されて
いる。フィルタ本体４の入口ガイドローラでは中空部１
８が開放されて出口側が遮蔽プレート１６で閉鎖されて
いる。ケース３の内壁面には、図示していないが、遮熱
材を配置し、外部に熱が放熱されるのを防止するように
構成できる。フィルタ本体４は、止め金、支持バー等の
固着具２０によってケース３に固定されている。
【００２３】繊維フィルタ５は、Ｓｉ3 Ｎ4 繊維材、Ｓ
ｉＣ繊維材又はＳｉＣ−Ｔｉ−Ｏ系繊維材（Ｓｉ−Ｃ−
Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ）の長繊維から構成
され、長繊維をアトランダムにフェルト状に積層して作
製され、通電金網９の外周側に配置され、セラミックス
繊維５の線径は、例えば、５〜１５μｍ程度であり、長
さは３０〜１５０ｍｍ程度である。また、繊維フィルタ
５の内側に密着して配置された通電金網９は、耐熱性の
Ｎｉ又はＣｒとＦｅの合金によって金網構造に作製され
ており、フィルタ本体４を均一に加熱できるように構成
されている。
ｉＣ繊維材又はＳｉＣ−Ｔｉ−Ｏ系繊維材（Ｓｉ−Ｃ−
Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ）の長繊維から構成
され、長繊維をアトランダムにフェルト状に積層して作
製され、通電金網９の外周側に配置され、セラミックス
繊維５の線径は、例えば、５〜１５μｍ程度であり、長
さは３０〜１５０ｍｍ程度である。また、繊維フィルタ
５の内側に密着して配置された通電金網９は、耐熱性の
Ｎｉ又はＣｒとＦｅの合金によって金網構造に作製され
ており、フィルタ本体４を均一に加熱できるように構成
されている。
【００２４】フィルタ本体４の再生については、従来の
ものと同様に通電金網９に通電してフィルタ本体４を加
熱し、フィルタ本体４に捕集されているパティキュレー
トを加熱焼却して達成できる。通電金網９は繊維フィル
タ５に密着して配置されているので、通電により温度上
昇した時、熱伝導量が少なく、短時間に温度上昇するの
で電力消費量が少なくなる。フィルタ本体４の形状は、
図２では、内側に周方向に凹部状に構成されているが、
円筒形、角形等の筒状、平板状、波状等の形状に構成す
ることもできる。
ものと同様に通電金網９に通電してフィルタ本体４を加
熱し、フィルタ本体４に捕集されているパティキュレー
トを加熱焼却して達成できる。通電金網９は繊維フィル
タ５に密着して配置されているので、通電により温度上
昇した時、熱伝導量が少なく、短時間に温度上昇するの
で電力消費量が少なくなる。フィルタ本体４の形状は、
図２では、内側に周方向に凹部状に構成されているが、
円筒形、角形等の筒状、平板状、波状等の形状に構成す
ることもできる。
【００２５】繊維フィルタ５の外側に配置された多孔質
部材２は、ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 及びムライトから選択さ
れるセラミックスから構成されている。多孔質部材２
は、長手方向に延びると共に、図２に示すように、半径
方向に隔置された多数のセル１１に構成されている。ま
た、多孔質部材２の形状は、繊維フィルタ５の中空体外
形に対応して円筒形に形成されている。
部材２は、ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 及びムライトから選択さ
れるセラミックスから構成されている。多孔質部材２
は、長手方向に延びると共に、図２に示すように、半径
方向に隔置された多数のセル１１に構成されている。ま
た、多孔質部材２の形状は、繊維フィルタ５の中空体外
形に対応して円筒形に形成されている。
【００２６】多孔質部材２のセル１１には、ＮＯX の還
元作用を有するブラウンミラライト型構造（一般式、Ａ
2 Ｂ2 Ｏ5 ）を持つ化合物から成る粒状物７，８が充填
されている。粒状物７，８は、温度によって転移点を持
つ酸素欠陥の秩序−無秩序転移を示すブラウンミラライ
ト型構造を持つ化合物であり、Ａ，ＢはＢａ，Ｉｎ，
Ｙ，Ｌａ等の元素を示すものである。上記化合物は、転
移温度を境にその結晶相が斜方晶からペレストロイカ型
立方晶に転移し、この転移に伴って無秩序化した酸素欠
陥によってイオン伝導性が著しく向上する。このイオン
伝導によってＮＯX 中のＮＯは分解してＮ2 とＯ2 にな
るものである。この実施例では、粒状物７，８は、Ｂａ
3 Ｙ4 Ｏ9 ，ＢａＬａ2 Ｏ4 及びＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 から
選択される化合物である。これらの化合物は、転移温度
が異なる特性を持つものであり、例えば、Ｂａ2 Ｉｎ2
Ｏ5 は転移点が８００℃であり、Ｂａ3 Ｙ4 Ｏ9 は転移
点が５００℃であり、ＢａＬａ2 Ｏ4 は転移点が４５０
℃である。
元作用を有するブラウンミラライト型構造（一般式、Ａ
2 Ｂ2 Ｏ5 ）を持つ化合物から成る粒状物７，８が充填
されている。粒状物７，８は、温度によって転移点を持
つ酸素欠陥の秩序−無秩序転移を示すブラウンミラライ
ト型構造を持つ化合物であり、Ａ，ＢはＢａ，Ｉｎ，
Ｙ，Ｌａ等の元素を示すものである。上記化合物は、転
移温度を境にその結晶相が斜方晶からペレストロイカ型
立方晶に転移し、この転移に伴って無秩序化した酸素欠
陥によってイオン伝導性が著しく向上する。このイオン
伝導によってＮＯX 中のＮＯは分解してＮ2 とＯ2 にな
るものである。この実施例では、粒状物７，８は、Ｂａ
3 Ｙ4 Ｏ9 ，ＢａＬａ2 Ｏ4 及びＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 から
選択される化合物である。これらの化合物は、転移温度
が異なる特性を持つものであり、例えば、Ｂａ2 Ｉｎ2
Ｏ5 は転移点が８００℃であり、Ｂａ3 Ｙ4 Ｏ9 は転移
点が５００℃であり、ＢａＬａ2 Ｏ4 は転移点が４５０
℃である。
【００２７】この排気ガス浄化装置において、多孔質部
材２のセル１１には、排気ガス流れの上流側に粒子径が
大きく且つ高温での転移点を持つＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 の化
合物の粒状物７が配置され、排気ガスの下流側に粒子径
が小さく且つ低温での転移点を持つＢａ3 Ｙ4 Ｏ9 ，Ｂ
ａＬａ2 Ｏ4 の化合物の粒状物８が配置されている。ま
た、排気管１のフィルタ本体４の入口側に近い部位に設
置された圧力センサ１７は、排気ガス圧を検出によって
フィルタ本体４のパティキュレートの捕集量を検出し、
該捕集量が所定量以上であれば、コントローラ１０の指
令で通電金網９を通電制御してフィルタ本体４に捕集さ
れているパティキュレートを加熱焼却してフィルタ本体
４を再生するためのものである。
材２のセル１１には、排気ガス流れの上流側に粒子径が
大きく且つ高温での転移点を持つＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 の化
合物の粒状物７が配置され、排気ガスの下流側に粒子径
が小さく且つ低温での転移点を持つＢａ3 Ｙ4 Ｏ9 ，Ｂ
ａＬａ2 Ｏ4 の化合物の粒状物８が配置されている。ま
た、排気管１のフィルタ本体４の入口側に近い部位に設
置された圧力センサ１７は、排気ガス圧を検出によって
フィルタ本体４のパティキュレートの捕集量を検出し、
該捕集量が所定量以上であれば、コントローラ１０の指
令で通電金網９を通電制御してフィルタ本体４に捕集さ
れているパティキュレートを加熱焼却してフィルタ本体
４を再生するためのものである。
【００２８】この排気ガス浄化装置は、上記のように構
成されており、次のように作動する。ディーゼルエンジ
ンが駆動され、排気ガスが排気管を通じて排気ガス通路
１３に送り込まれる。排気ガスは入口１４から排気ガス
通路１３に送り込まれ、排気ガス通路１３からフィルタ
本体４を通過し、フィルタ本体４で排気ガス中に含まれ
るすす、カーボン、スモーク、ＨＣ、ＳＯX 等のパティ
キュレートが捕集され、次いで、多孔質部材２のセル１
１に充填された粒状物７，８に衝突接触して排気ガス中
のＮＯX が還元され、クリーンな排気ガスは出口１５へ
と排出されている。捕集されたパティキュレートはフィ
ルタ本体４に堆積する。また、圧力センサ１７が設けら
れ、該センサ１７によって検出された排気ガス圧又は捕
集量の情報はコントローラ１０に入力されるように構成
されている。
成されており、次のように作動する。ディーゼルエンジ
ンが駆動され、排気ガスが排気管を通じて排気ガス通路
１３に送り込まれる。排気ガスは入口１４から排気ガス
通路１３に送り込まれ、排気ガス通路１３からフィルタ
本体４を通過し、フィルタ本体４で排気ガス中に含まれ
るすす、カーボン、スモーク、ＨＣ、ＳＯX 等のパティ
キュレートが捕集され、次いで、多孔質部材２のセル１
１に充填された粒状物７，８に衝突接触して排気ガス中
のＮＯX が還元され、クリーンな排気ガスは出口１５へ
と排出されている。捕集されたパティキュレートはフィ
ルタ本体４に堆積する。また、圧力センサ１７が設けら
れ、該センサ１７によって検出された排気ガス圧又は捕
集量の情報はコントローラ１０に入力されるように構成
されている。
【００２９】コントローラ１０は、エンジン負荷やエン
ジン回転数等のエンジン作動状態のこれらの検出信号を
受けて、エンジン作動状態に対応して予め決定されてい
る排気ガス圧又は捕集量の検出値に対応して通電金網９
への通電を制御し、フィルタ本体４の再生タイミングを
制御するように構成されている。即ち、コントローラ１
０は、圧力センサ１７等の各センサからの検出信号を受
け、それらの検出値からエンジン作動状態を判断し、予
め設定されているパティキュレートの捕集量になると、
コントローラ１０の指令で電極端子１２を通じて通電金
網９に電流を流し、通電金網９は加熱されてフィルタ本
体４が加熱され、捕集されているパティキュレートが加
熱焼却される。即ち、パティキュレートは、ディーゼル
エンジンにおける空気過剰率の原理を活かしてフィルタ
本体４を通過する微量の排気ガスに含まれる空気を利用
して加熱燃焼され、パティキュレートをＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ
に変化させて焼却し、ガスになって出口１５から放出さ
れる。
ジン回転数等のエンジン作動状態のこれらの検出信号を
受けて、エンジン作動状態に対応して予め決定されてい
る排気ガス圧又は捕集量の検出値に対応して通電金網９
への通電を制御し、フィルタ本体４の再生タイミングを
制御するように構成されている。即ち、コントローラ１
０は、圧力センサ１７等の各センサからの検出信号を受
け、それらの検出値からエンジン作動状態を判断し、予
め設定されているパティキュレートの捕集量になると、
コントローラ１０の指令で電極端子１２を通じて通電金
網９に電流を流し、通電金網９は加熱されてフィルタ本
体４が加熱され、捕集されているパティキュレートが加
熱焼却される。即ち、パティキュレートは、ディーゼル
エンジンにおける空気過剰率の原理を活かしてフィルタ
本体４を通過する微量の排気ガスに含まれる空気を利用
して加熱燃焼され、パティキュレートをＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ
に変化させて焼却し、ガスになって出口１５から放出さ
れる。
【００３０】次に、図３を参照して、この発明による排
気ガス浄化装置の別の実施例を説明する。この実施例
は、上記実施例と比較して形状が相違する以外は同一の
構成及び機能を有するものである。この実施例では、繊
維フィルタ５の中空体外形は、断面角形、図３では四角
形に形成され、多孔質部材２の形状は中空体外形に対応
して断面角形に形成されている。この実施例の排気ガス
浄化装置の作用は、上記実施例のものと同一であるの
で、その説明は省略する。
気ガス浄化装置の別の実施例を説明する。この実施例
は、上記実施例と比較して形状が相違する以外は同一の
構成及び機能を有するものである。この実施例では、繊
維フィルタ５の中空体外形は、断面角形、図３では四角
形に形成され、多孔質部材２の形状は中空体外形に対応
して断面角形に形成されている。この実施例の排気ガス
浄化装置の作用は、上記実施例のものと同一であるの
で、その説明は省略する。
【００３１】
【発明の効果】この発明による排気ガス浄化装置は、上
記のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この排気ガス浄化装置は、フィルタ部材の一方の
側に通電金網を配置し、前記フィルタ部材の他方の側に
セラミックスから成る多数のセルを有する多孔質部材を
配置し、特に、前記多孔質部材の前記セルにＮＯX の還
元作用を有するブラウンミラライト型構造を持つ化合物
から成る粒状物を充填したので、前記粒状物は排気ガス
中に含まれるＮＯX を還元作用で分解し、Ｎ2 とＯ2 に
変化させ、排気ガス中のＮＯX を低減する。排気ガスが
前記フィルタ部材を構成する繊維フィルタを通過する時
に、前記繊維フィルタによって排気ガスに含まれるパテ
ィキュレートが捕集される。前記繊維フィルタに所定量
以上のパティキュレートが捕集されると、前記繊維フィ
ルタの内側に配置された通電金網に通電してパティキュ
レートを加熱焼却できる。
記のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この排気ガス浄化装置は、フィルタ部材の一方の
側に通電金網を配置し、前記フィルタ部材の他方の側に
セラミックスから成る多数のセルを有する多孔質部材を
配置し、特に、前記多孔質部材の前記セルにＮＯX の還
元作用を有するブラウンミラライト型構造を持つ化合物
から成る粒状物を充填したので、前記粒状物は排気ガス
中に含まれるＮＯX を還元作用で分解し、Ｎ2 とＯ2 に
変化させ、排気ガス中のＮＯX を低減する。排気ガスが
前記フィルタ部材を構成する繊維フィルタを通過する時
に、前記繊維フィルタによって排気ガスに含まれるパテ
ィキュレートが捕集される。前記繊維フィルタに所定量
以上のパティキュレートが捕集されると、前記繊維フィ
ルタの内側に配置された通電金網に通電してパティキュ
レートを加熱焼却できる。
【００３２】更に、フィルタ本体によるパティキュレー
トの捕集と前記フィルタ本体を再生するためのパティキ
ュレートの加熱焼却を繰り返し行ったとしても、前記繊
維フィルタの内側に前記金網が配置され、その外側に前
記多孔質部材が覆っているので、前記繊維フィルタが分
離飛散することも防止され、また、前記繊維フィルタと
前記通電金網とが離間して変形することがなく、前記繊
維フィルタがパティキュレートの加熱焼却時に局所的に
異常過熱されず、フィルタ本体はサイレンサとしての役
割も果たすことができ、排気圧力波の衝撃音を減少させ
る。
トの捕集と前記フィルタ本体を再生するためのパティキ
ュレートの加熱焼却を繰り返し行ったとしても、前記繊
維フィルタの内側に前記金網が配置され、その外側に前
記多孔質部材が覆っているので、前記繊維フィルタが分
離飛散することも防止され、また、前記繊維フィルタと
前記通電金網とが離間して変形することがなく、前記繊
維フィルタがパティキュレートの加熱焼却時に局所的に
異常過熱されず、フィルタ本体はサイレンサとしての役
割も果たすことができ、排気圧力波の衝撃音を減少させ
る。
【図１】この発明による排気ガス浄化装置の一実施例を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図２】この排気ガス浄化装置における図１の線Ａ−Ａ
における断面図である。
における断面図である。
【図３】この発明による排気ガス浄化装置の別の−施例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
２ 多孔質部材 ４ フィルタ本体 ５ 繊維フィルタ ７ 粒状物（転移温度が高い） ８ 粒状物（転移温度が低い） ９ 通電金網 １１ セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｇ Ｂ０１Ｊ 23/10 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/28 Ｂ 35/02 Ｍ Ｆ０１Ｎ 3/28 5/02 Ｊ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ 5/02 １０２Ｂ
Claims (10)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集するフィルタ部材、前記フ
ィルタ部材の排気ガス流れの下流側に一体的に配置され
た通電金網、前記フィルタ部材と前記通電金網との合成
部材の下流側に配置されたセラミックスから成る多数の
セルを有する多孔質部材、及び前記多孔質部材の前記セ
ルに充填されたＮＯX の還元作用を有するブラウンミラ
ライト型構造を持つ化合物から成る粒状物から構成した
排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記粒状物は酸素欠陥の秩序−無秩序転
移を示すＢａ3 Ｙ4Ｏ9 ，ＢａＬａ2 Ｏ4 及びＢａ2 Ｉ
ｎ2 Ｏ5 から選択される化合物である請求項１に記載の
排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 前記フィルタ部材はランダムに積層され
たセラミック不織布から成る繊維フィルタから構成され
ている請求項１又は２に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記多孔質部材はＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 、
コージェライト及びムライトから選択されるセラミック
スから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガ
ス浄化装置。 - 【請求項５】 前記多孔質部材の前記セルには、排気ガ
スの上流側に高温での転移点を持つ前記化合物の前記粒
状物が配置され、排気ガスの下流側に低温での転移点を
持つ前記化合物の前記粒状物が配置されている請求項１
〜４のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項６】 前記フィルタ部材は蛇腹状の内面を持つ
中空体から構成され、前記中空体の内側に前記通電金網
がフィルタ面に沿って配置され、前記中空体の外側に前
記多孔質部材が配置され、排気ガスは前記フィルタ部材
の内側から外側へ流れるように構成されている請求項１
〜５のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項７】 前記フィルタ部材の中空体外形は断面円
筒形又は断面角形に形成され、前記多孔質部材の形状は
前記中空体外形に対応して断面円筒形又は断面角形に形
成されている請求項６に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項８】 前記通電金網に通電して前記フィルタ部
材に捕集されたパティキュレートを加熱焼却する請求項
１〜７のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項９】 前記フィルタ部材でパティキュレートが
捕集された排気ガスは前記粒状物を通過して前記粒状物
に接触することによってＮＯX が還元される請求項１〜
８のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項１０】 コージェネレーションエンジンの排気
管に組み込まれて適用される請求項１〜９のいずれか１
項に記載の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8046957A JPH09217618A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 排気ガス浄化装置 |
| US08/788,912 US5820833A (en) | 1996-02-09 | 1997-01-22 | Exhaust gas purifier |
| DE69701649T DE69701649T2 (de) | 1996-02-09 | 1997-01-23 | Abgasreiniger |
| EP97300417A EP0789135B1 (en) | 1996-02-09 | 1997-01-23 | Exhaust gas purifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8046957A JPH09217618A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09217618A true JPH09217618A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12761776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8046957A Pending JPH09217618A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5820833A (ja) |
| EP (1) | EP0789135B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09217618A (ja) |
| DE (1) | DE69701649T2 (ja) |
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