JPH11336527A - Exhaust emission control device for diesel engine - Google Patents
Exhaust emission control device for diesel engineInfo
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- JPH11336527A JPH11336527A JP10141172A JP14117298A JPH11336527A JP H11336527 A JPH11336527 A JP H11336527A JP 10141172 A JP10141172 A JP 10141172A JP 14117298 A JP14117298 A JP 14117298A JP H11336527 A JPH11336527 A JP H11336527A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関の
排気浄化装置に関する。The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼル機関の排気ガス中にはカーボ
ンを主成分とする排気微粒子（パティキュレート）が比
較的多く含まれており、これが環境汚染を引き起こすた
めに、大気中に放出されるパティキュレート量を低減す
ることが望まれている。そのために、ディーゼル機関の
排気通路内にはパティキュレートを捕集するためのパテ
ィキュレートトラップを配置することが提案されてい
る。2. Description of the Related Art The exhaust gas of a diesel engine contains a relatively large amount of exhaust particulates (particulates) containing carbon as a main component, and this causes environmental pollution. It is desired to reduce the amount. For this purpose, it has been proposed to arrange a particulate trap for collecting particulates in an exhaust passage of a diesel engine.
【０００３】このようなパティキュレートトラップに多
量のパティキュレートが捕集されると、大きな排気抵抗
となって機関性能を大幅に低下させるために、これを防
止する必要がある。機関高負荷高速運転が実施されれ
ば、排気温度が非常に高くなり、排気ガス中の酸素を利
用して捕集されたパティキュレートを焼失させることが
できる。しかしながら、このような機関高負荷高速運転
が定期的に実施される保証はない。[0003] When a large amount of particulates are trapped in such a particulate trap, a large exhaust resistance is caused and the engine performance is greatly reduced, so that it is necessary to prevent this. If the engine high-load high-speed operation is performed, the exhaust gas temperature becomes extremely high, and the collected particulates can be burned out using oxygen in the exhaust gas. However, there is no guarantee that such an engine high-load, high-speed operation is performed periodically.
【０００４】特開平１−３１８７１５号公報には、パテ
ィキュレートトラップの上流側に離間して酸化触媒を配
置する排気浄化装置が開示されている。ディーゼル機関
の排気ガス中には、比較的多量のＮＯが含まれており、
この排気浄化装置は、このＮＯを酸化触媒でＮＯ2 に酸
化してパティキュレートトラップへ供給するものであ
る。ＮＯ2 は比較的低温でもパティキュレートと反応し
て（ＮＯ2 ＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ又は２ＮＯ2 ＋２Ｃ→Ｎ2
＋２ＣＯ2 ）パティキュレートを燃焼させることが公知
である。[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-318715 discloses an exhaust gas purifying apparatus in which an oxidation catalyst is arranged at a position upstream of a particulate trap. Diesel engine exhaust gas contains a relatively large amount of NO,
This exhaust gas purification device oxidizes this NO to NO 2 with an oxidation catalyst and supplies it to a particulate trap. NO 2 reacts with particulates even at a relatively low temperature (NO 2 + C → NO + CO or 2NO 2 + 2C → N 2)
It is known to burn + 2CO 2 ) particulates.
【０００５】こうして、この排気浄化装置は、比較的排
気温度が低い通常の機関運転状態においても、酸化触媒
で発生させたＮＯ2 によってパティキュレートを焼失さ
せ、パティキュレートトラップに多量のパティキュレー
トが捕集されて機関出力が大幅に低下することを防止し
ようとしている。[0005] Thus, in this exhaust gas purifying apparatus, even in a normal engine operating state where the exhaust gas temperature is relatively low, the particulates are burned off by the NO 2 generated by the oxidation catalyst, and a large amount of the particulates are trapped in the particulate trap. They are trying to prevent the engine power from dropping drastically.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、パティキュレートトラップに捕集されたパティキュ
レートを全て焼失させるためには、少なくとも捕集され
たパティキュレートと同量のＮＯ2 が必要とされる。し
かしながら、このような多量のＮＯ2 を酸化触媒で発生
させることは容易ではない。In the aforementioned prior art, in order to burn out all the particulates trapped in the particulate trap, at least the same amount of NO 2 as the trapped particulates is required. You. However, it is not easy to generate such a large amount of NO 2 with an oxidation catalyst.
【０００７】こうして、もし、排気ガス中の比較的小さ
なパティキュレートがパティキュレートトラップに捕集
された直後において焼失されないと、このパティキュレ
ートに排気ガス中のパティキュレートが付着堆積して徐
々に成長する。このようなパティキュレートの成長が開
始されると、ＮＯ2 では容易に焼失させることはでき
ず、早期に比較的大きなパティキュレートの塊に成長す
る。Thus, if relatively small particulates in the exhaust gas are not burned immediately after being trapped in the particulate trap, the particulates in the exhaust gas adhere to and accumulate on these particulates and grow gradually. . When the growth of such particulates is started, it cannot be easily burned off with NO 2 , and grows into a relatively large mass of particulates at an early stage.
【０００８】それにより、遂には、このように成長した
複数のパティキュレートの塊によってパティキュレート
トラップの排気抵抗が増大し、機関出力を大幅に低下さ
せることとなる。[0008] Thus, finally, the exhaust resistance of the particulate trap is increased by the plurality of particulate masses thus grown, and the engine output is greatly reduced.
【０００９】従って、本発明の目的は、大気中に放出さ
れるパティキュレート量を低減するディーゼル機関の排
気浄化装置において、機関高負荷高速運転が実施されな
くても機関出力の大幅な低下を確実に防止することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a diesel engine exhaust purification system that reduces the amount of particulates released into the atmosphere, and ensures that the engine output is significantly reduced even if the engine is not operated at high load and high speed. It is to prevent.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載のディーゼル機関の排気浄化装置は、排気通路に配
置された酸化触媒と、前記排気通路における前記酸化触
媒の直下流側に隣接配置されたパティキュレート衝突手
段とを具備し、前記酸化触媒は、隔壁によって細分され
た多数の軸線方向流路を有し、前記パティキュレート衝
突手段は、排気ガス中のパティキュレートが衝突する多
数の衝突部を有し、前記衝突部に衝突したパティキュレ
ートは一時的に停止させられ、前記衝突部の間隔はパテ
ィキュレートの粒径に比較して非常に大きくされている
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, comprising: an oxidation catalyst disposed in an exhaust passage; and an oxidation catalyst disposed immediately downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage. Wherein the oxidation catalyst has a large number of axial flow paths subdivided by partition walls, and the particulate collision means has a large number of collisions with which particulates in exhaust gas collide. Wherein the particulates that have collided with the collision portion are temporarily stopped, and the interval between the collision portions is very large as compared with the particle size of the particulate.
【００１１】また、本発明による請求項２に記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置は、請求項１に記載のディー
ゼル機関の排気浄化装置において、前記排気通路の前記
パティキュレート衝突手段の下流側には、ＣＯ浄化触媒
が配置されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to the first aspect of the present invention, wherein the exhaust passage is provided downstream of the particulate collision means. , A CO purification catalyst is provided.
【００１２】また、本発明による請求項３に記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置は、請求項１に記載のディー
ゼル機関の排気浄化装置において、前記排気通路には、
複数の前記酸化触媒と複数の前記パティキュレート衝突
手段とが配置され、各前記酸化触媒の直下流側には各前
記パティキュレート衝突手段が隣接配置され、各前記パ
ティキュレート衝突手段は、下流側に位置するほど前記
衝突部の間隔が小さくされていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the first aspect, wherein the exhaust passage includes:
A plurality of the oxidation catalysts and a plurality of the particulate collision means are disposed, and each of the particulate collision means is disposed immediately adjacent to the oxidation catalyst on the downstream side, and each of the particulate collision means is disposed on the downstream side. The distance between the collision portions is reduced as the position is increased.
【００１３】また、本発明による請求項４に記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置は、請求項１に記載のディー
ゼル機関の排気浄化装置において、前記排気通路の前記
パティキュレート衝突手段の下流側には、ＮＯx 吸収材
が配置され、前記パティキュレート衝突手段と前記ＮＯ
x 吸収材との間には還元剤供給手段が設けられているこ
とを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to the first aspect of the present invention, wherein the exhaust passage is provided downstream of the particulate collision means. , A NO x absorbent, and the particulate collision means and the NO
It is characterized in that a reducing agent supply means is provided between the x absorbent and the x absorbent.
【００１４】また、本発明による請求項５に記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置は、請求項１に記載のディー
ゼル機関の排気浄化装置において、前記パティキュレー
ト衝突手段は多孔質材料から形成され、前記パティキュ
レート衝突手段の外周部には環状補強部材が配置されて
いることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the first aspect, wherein the particulate collision means is formed of a porous material. An annular reinforcing member is arranged on an outer peripheral portion of the particulate collision means.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるディーゼル
機関の排気浄化装置の第一実施形態を示す概略断面図で
ある。同図において、１は排気通路である。排気通路１
の拡管部１ａには、上流側から第一酸化触媒２と網部材
３と第二酸化触媒４とが配置されている。第１酸化触媒
２と網部材３と第２酸化触媒４とは互いに隣接配置され
ている。それにより、拡管部１ａの長さは比較的短くさ
れている。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an exhaust passage. Exhaust passage 1
The first oxidation catalyst 2, the net member 3, and the second oxidation catalyst 4 are arranged in the expanded portion 1a from the upstream side. The first oxidation catalyst 2, the mesh member 3, and the second oxidation catalyst 4 are arranged adjacent to each other. Thereby, the length of the expanded portion 1a is relatively shortened.
【００１６】図２は、第一酸化触媒２と網部材３との境
界領域における拡大断面図である。同図に示すように、
第一酸化触媒２は、隔壁２ａによって細分された多数の
軸線方向流路２ｂを有しており、これらの軸線方向流路
２ｂのそれぞれの内壁面には、白金Ｐｔ等の触媒成分が
担持されている。それにより、排気ガスは、各軸線方向
流路２ｂを通過する際に、排気ガス中のＮＯが触媒成分
によってＮＯ2 へ酸化されると共に、整流されて比較的
高速で隣接する網部材３へ流入する。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a boundary region between the first oxidation catalyst 2 and the net member 3. As shown in the figure,
The first oxidation catalyst 2 has a large number of axial flow paths 2b subdivided by partition walls 2a, and a catalyst component such as platinum Pt is carried on the inner wall surface of each of these axial flow paths 2b. ing. As a result, when the exhaust gas passes through each axial flow path 2b, NO in the exhaust gas is oxidized to NO 2 by the catalyst component, and is rectified and flows into the adjacent mesh member 3 at a relatively high speed. I do.
【００１７】網部材３は、ステンレス等のワイヤ３ａか
ら形成されたワイヤメッシュである。各ワイヤ３ａの間
隔は、図示したようにパティキュレートの粒径に比較し
て非常に大きくされている。こうして、排気ガス中に含
まれるパティキュレートの一部だけが、各ワイヤ３ａに
衝突して停止させられる。この時、排気温度が低くて
も、第一酸化触媒２において発生されたＮＯ2 が停止し
たパティキュレートと容易に反応し、パティキュレート
はＣＯ又はＣＯ2 へ変換されて焼失する。ワイヤ間隔が
大きくされているために、多量のパティキュレートが各
ワイヤ３ａによって停止させられることがなく、それに
より、各ワイヤ３ａにより停止させられたパティキュレ
ートをほぼ確実に焼失させることができる。有害なＣＯ
は、網部材３の下流側に位置する第二酸化触媒４によっ
て酸化されてＣＯ2 へ変換される。この第二酸化触媒４
はＣＯを浄化するためのものであり、ＣＯを浄化するこ
とができれば、特に酸化触媒でなくても良い。The mesh member 3 is a wire mesh formed from a wire 3a of stainless steel or the like. The spacing between the wires 3a is much larger than the particle size of the particulates as shown in the figure. Thus, only a part of the particulates contained in the exhaust gas collides with each wire 3a and is stopped. At this time, even if the exhaust gas temperature is low, the NO 2 generated in the first oxidation catalyst 2 easily reacts with the stopped particulates, and the particulates are converted to CO or CO 2 and burned out. Since the wire interval is increased, a large amount of particulates is not stopped by each of the wires 3a, so that the particulates stopped by each of the wires 3a can be almost surely burned off. Harmful CO
Is oxidized by the second oxidation catalyst 4 located downstream of the mesh member 3 and is converted into CO 2 . This second oxidation catalyst 4
Is for purifying CO, and as long as it can purify CO, it need not be particularly an oxidation catalyst.
【００１８】各ワイヤ３ａにより停止させられたパティ
キュレートは、ワイヤ３ａ上で長時間停止し続けること
はなく、ＮＯ2 と反応せずに焼失しない場合には、近傍
を通過する比較的高速の排気ガスによって下流側に運び
去られる。もし、ワイヤ３ａ上のパティキュレートの両
側を通過する所定速度の排気ガスに対してバランスして
一時的にワイヤ上に留まっても、機関運転状態の僅かな
変化によって排気ガスの流速が変化すれば、このバラン
スは容易に崩れて下流側に運び去される。The particulates stopped by the wires 3a do not continue to stop on the wires 3a for a long time, and when they do not react with NO 2 and do not burn off, relatively high-speed exhaust passing through the vicinity is used. It is carried downstream by the gas. If the flow rate of the exhaust gas changes due to a slight change in the engine operating state, even if the exhaust gas of a predetermined speed that passes through both sides of the particulate on the wire 3a balances and temporarily stays on the wire. This balance is easily disrupted and carried away downstream.
【００１９】このように、網部材３は、パティキュレー
ト衝突手段として機能し、各ワイヤ３ａは、パティキュ
レートが衝突して一時的に停止させられるための衝突部
である。こうして、排気ガス中のパティキュレートの少
なくとも一部がパティキュレート衝突手段において焼失
され、大気中に放出されるパティキュレート量を確実に
低減することができる。また、パティキュレート衝突手
段においては、前述したように、焼失しないパティキュ
レートが長時間留まることはなく、排気ガス中のさらな
るパティキュレートによって比較的大きなパティキュレ
ートの塊に成長することはない。As described above, the net member 3 functions as a particulate collision means, and each wire 3a is a collision part for the particulates to collide and be temporarily stopped. In this way, at least a part of the particulates in the exhaust gas is burned out by the particulate collision means, and the amount of the particulates released into the atmosphere can be reliably reduced. Further, in the particulate collision means, as described above, the particulates that do not burn out do not remain for a long time, and do not grow into relatively large lump of particulates due to further particulates in the exhaust gas.
【００２０】図３は、本発明によるディーゼル機関の排
気浄化装置の第二実施形態を示す概略断面図である。同
図において、１’は排気通路である。排気通路１’の拡
管部１ａ’には、上流側から第一酸化触媒２’、第一網
部材３’、第二酸化触媒４’、第二網部材５’、第三酸
化触媒６’、及び第三網部材７’が互いに隣接配置され
ている。各酸化触媒２’，４’，６’は、第一実施形態
の第一酸化触媒２と同様な構造を有している。また、各
網部材３’，５’，７’は、第一実施形態の網部材３と
同様な構造を有しており、それぞれにおけるワイヤ間隔
は、下流側に位置する網部材ほど小さくされている。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 'denotes an exhaust passage. The first oxidation catalyst 2 ′, the first net member 3 ′, the second dioxide catalyst 4 ′, the second net member 5 ′, the third oxidation catalyst 6 ′, and the Third net members 7 'are arranged adjacent to each other. Each oxidation catalyst 2 ′, 4 ′, 6 ′ has the same structure as the first oxidation catalyst 2 of the first embodiment. Each of the net members 3 ', 5', and 7 'has a structure similar to that of the net member 3 of the first embodiment, and the wire interval in each of the net members is smaller as the net member is located on the downstream side. I have.
【００２１】このように構成された第二実施形態におい
て、第一酸化触媒２’と第一網部材３’とは、第一実施
形態の第一酸化触媒２と網部材３と同様に機能し、第一
網部材３’においては、パティキュレートを比較的大き
な塊に成長させることなく、排気ガス中のパティキュレ
ートの一部を確実に焼失させることができる。In the second embodiment configured as described above, the first oxidation catalyst 2 ′ and the first net member 3 ′ function in the same manner as the first oxidation catalyst 2 and the net member 3 of the first embodiment. In the first net member 3 ', a part of the particulates in the exhaust gas can be surely burned off without growing the particulates into a relatively large mass.
【００２２】第二酸化触媒４’は、第一網部材３’にお
いてパティキュレートを燃焼させる際に還元されたＮＯ
を含み排気ガス中のＮＯをＮＯ2 に酸化させると共に、
第一網材３’において発生したＣＯを無害なＣＯ2 へ酸
化する。それにより、第二網部材５’には比較的多量の
ＮＯ2 を含む排気ガスが整流されて比較的高速で供給さ
れる。第二網部材５’におけるワイヤ間隔は、第一網部
材３’に比較して小さくされているために、第一網部材
３’において一部のパティキュレートが焼失された分だ
け排気ガス中のパティキュレート濃度は低くなっている
が、この排気ガス中のパティキュレートのさらに一部だ
けを確実に各ワイヤで一時停止させることができる。The second dioxide catalyst 4 'is used to reduce NO reduced when burning particulates in the first net member 3'.
And oxidizes NO in the exhaust gas to NO 2
The CO generated in the first network material 3 'is oxidized to innocuous CO 2. Thereby, the exhaust gas containing a relatively large amount of NO 2 is rectified and supplied to the second net member 5 ′ at a relatively high speed. Since the wire interval in the second net member 5 'is smaller than that in the first net member 3', the amount of the particulates in the exhaust gas in the first net member 3 'is reduced by the amount corresponding to the loss of some of the particulates. Although the concentration of particulates is low, it is possible to reliably suspend only a part of the particulates in the exhaust gas with each wire.
【００２３】こうして、第二網部材５’においても、第
一網部材３’と同様に、パティキュレートを比較的大き
な塊に成長させることなく、排気ガス中のパティキュレ
ートのさらに一部を確実に焼失させることができる。Thus, in the second net member 5 ', as in the case of the first net member 3', a part of the particulates in the exhaust gas is surely formed without growing the particulates into a relatively large mass. Can be burned out.
【００２４】同様に、第三酸化触媒６’は、排気ガス中
のＮＯ及びＣＯをＮＯ2 及びＣＯ2へ酸化し、第三網部
材７’では、さらにワイヤ間隔が小さくされているため
に、さらにパティキュレート濃度が低くなった排気ガス
中のパティキュレートの一部を確実に一時停止させ、パ
ティキュレートを比較的大きな塊に成長させることな
く、排気ガス中のパティキュレートのさらに一部を確実
に焼失させることができる。Similarly, the third oxidation catalyst 6 ′ oxidizes NO and CO in the exhaust gas to NO 2 and CO 2 , and the third mesh member 7 ′ further reduces the wire interval. Furthermore, part of the particulates in the exhaust gas where the particulate concentration has become low are temporarily suspended, and further part of the particulates in the exhaust gas are surely removed without growing the particulates into a relatively large mass. Can be burned out.
【００２５】こうして、第一網部材３’と第二網部材
５’と第三網部材７’とにおいて、それぞれ排気ガス中
のパティキュレートの一部を確実に焼失させることがで
きるために、大気中に放出されるパティキュレート量を
大幅に低減することができる。本実施形態では、第三網
部材７’において発生するＣＯを浄化するための触媒は
設けられていないが、第一実施形態と同様に、第三網部
材７’の下流側に酸化触媒等のＣＯを浄化するための触
媒を設けるようにしても良い。In this way, in the first net member 3 ', the second net member 5' and the third net member 7 ', part of the particulates in the exhaust gas can be surely burned off. The amount of particulates released therein can be greatly reduced. In the present embodiment, a catalyst for purifying CO generated in the third net member 7 'is not provided, but an oxidation catalyst or the like is provided downstream of the third net member 7', as in the first embodiment. A catalyst for purifying CO may be provided.
【００２６】図４は、本発明によるディーゼル機関の排
気浄化装置の第三実施形態を示す概略断面図である。同
図において、１は排気通路であり、その第一拡管部１ａ
には、例えば、第一実施形態と同様に、第一酸化触媒と
網部材と第二酸化触媒とが互いに隣接配置され、前述し
たように排気ガス中のパティキュレートの少なくとも一
部を焼失させ、大気中に放出されるパティキュレート量
を低減させる。また、排気ガス中のＮＯ及びＮＯ2 等の
窒素酸化物も有害であるために浄化する必要があり、本
実施形態では、第一拡管部１ａの下流側に位置する第二
拡管部１ｂに、そのためのＮＯx 吸収材が配置されてい
る。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an exhaust passage, and the first expanded portion 1a
For example, similarly to the first embodiment, the first oxidation catalyst, the net member, and the second oxidation catalyst are disposed adjacent to each other, and at least part of the particulates in the exhaust gas are burned out as described above, and Reduce the amount of particulates released during. Further, nitrogen oxides such as NO and NO 2 in the exhaust gas are also harmful and need to be purified. In this embodiment, the second expanded portion 1b located on the downstream side of the first expanded portion 1a includes: For this purpose, a NO x absorbent is provided.
【００２７】ＮＯx 吸収材は、例えば、アルミナ等の担
体上に、例えば、白金Ｐｔのような貴金属とバリウムＢ
ａのようなアルカリ土類（又は、アルカリ金属又は希土
類）を担持させたものであり、以下のメカニズムでＮＯ
x を吸収する。The NO x absorbent is made of, for example, a precious metal such as platinum Pt and barium B on a carrier such as alumina.
a supporting an alkaline earth (or an alkali metal or a rare earth) such as NO.
Absorb x .
【００２８】まず、排気ガス中の酸素濃度が高いリーン
状態の排気ガスにおいて、酸素が、Ｏ2 - の形で白金Ｐ
ｔの表面に付着し、次いで、排気ガス中のＮＯが白金Ｐ
ｔの表面上でＯ2 - と反応してＮＯ2 となる。こうして
生成されたＮＯ2 の一部は、白金Ｐｔ上で酸化されつつ
吸収材内へ吸収され、また、排気ガス中のＮＯ2 の一部
は、直接的に吸収材内へ吸収され、酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収材内に吸
収される。[0028] First, in the exhaust gas of a high oxygen concentration lean state of the exhaust gas, oxygen, O 2 - Platinum P in the form of
t, and then NO in the exhaust gas becomes platinum P.
reacts with the NO 2 - O 2 on the surface of t. Part of the NO 2 thus generated is oxidized on the platinum Pt and absorbed into the absorber, and part of the NO 2 in the exhaust gas is directly absorbed into the absorber, and barium oxide is absorbed. BaO
The nitrate ions are absorbed into the absorbent in the form of NO 3 − while being bonded to the absorbent.
【００２９】排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ
の表面でＮＯ2 が生成され、吸収材のＮＯx 吸収能力が
飽和しない限りＮＯ2 が吸収材内に吸収される。しかし
ながら、排気ガスがリッチ状態となって酸素濃度が低下
することによってＮＯ2 の生成量が低下すると、逆に硝
酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収材から放出され
る。このＮＯ2 は、リッチ状態の排気ガス中に含まれる
未燃ＨＣ及びＣＯと反応して還元され浄化される。As long as the oxygen concentration in the exhaust gas is high, platinum Pt
Is NO 2 on the surface of product, NO x absorption capacity of the absorbent material as long as NO 2 not to saturate is absorbed into the absorbent material. However, when the amount of NO 2 produced is reduced due to the exhaust gas being in a rich state and the oxygen concentration being reduced, nitrate ions NO 3 - are released from the absorbent in the form of NO 2 . This NO 2 is reduced and purified by reacting with unburned HC and CO contained in the exhaust gas in a rich state.
【００３０】このようなＮＯx 吸収材が、第一拡管部１
ａ内に配置された酸化触媒と網部材との組み合わせより
上流側に配置されていると、パティキュレートの焼失に
必要な排気ガス中のＮＯをＮ2 に還元させてしまうため
に、本実施形態では、第一拡管部１ａの下流側の第二拡
管部１ｂ内に配置されている。Such a NO x absorbent is used as the first expanded section 1.
In this embodiment, NO is disposed upstream of the combination of the oxidation catalyst and the net member disposed in the exhaust gas, and NO in exhaust gas required for burning out particulates is reduced to N 2. In the first embodiment, it is arranged in the second expanded portion 1b on the downstream side of the first expanded portion 1a.
【００３１】しかしながら、ＮＯx 吸収材においてＮＯ
x を還元する際に必要な未燃ＨＣは、例えば、筒内噴射
式の燃料噴射弁によって排気行程中で燃料を噴射して提
供される。それにより、ＮＯx 吸収材の上流側に酸化触
媒が位置していると、この酸化触媒で未燃ＨＣを酸化さ
せてしまう問題が発生する。However, in the NO x absorbent, NO
Unburned HC necessary for reducing x is provided by, for example, injecting fuel during an exhaust stroke by an in-cylinder injection type fuel injection valve. As a result, if the oxidation catalyst is located on the upstream side of the NO x absorbent, there is a problem that the oxidation catalyst oxidizes unburned HC.
【００３２】本実施形態では、この問題を解決するため
に、例えば、四気筒ディーゼル機関においては、三つの
気筒Ａ，Ｂ，Ｃの排気ポートはエキゾーストマニホルド
で集合して排気通路１へ接続されているが、残り一つの
気筒Ｄの排気ポートは第１拡管部１ａと第二拡管部１ｂ
との間へ直接的に接続されるようになっている。それに
より、この一つの気筒において定期的に排気行程での燃
料噴射を実施すれば、還元剤としての未燃ＨＣを確実に
ＮＯx 吸収材へ供給してＮＯx の還元浄化を実現するこ
とができる。In the present embodiment, in order to solve this problem, for example, in a four-cylinder diesel engine, the exhaust ports of the three cylinders A, B, and C are connected to an exhaust passage 1 by an exhaust manifold. However, the exhaust ports of the remaining one cylinder D are the first expanded portion 1a and the second expanded portion 1b.
Is connected directly to Thus, if performing the fuel injection in the regular exhaust stroke in the one cylinder, it is possible to realize the reduction purification of the NO x is supplied to ensure absorption of NO x material unburned HC as a reducing agent it can.
【００３３】このような構成では、一つの気筒Ｄにおい
て発生するパティキュレートを焼失させることができな
くなる。これを防止するためには、通常通り、全ての気
筒の排気ポートをエキゾーストマニホルドで集合させて
排気通路１へ接続する必要があり、この場合には、第１
拡管部１ａと第二拡管部１ｂとの間に燃料等の還元剤を
別に供給する還元剤供給装置を設けることとなる。With such a configuration, it is not possible to burn out the particulates generated in one cylinder D. In order to prevent this, it is necessary to collect the exhaust ports of all the cylinders with an exhaust manifold and connect them to the exhaust passage 1 as usual.
A reducing agent supply device for separately supplying a reducing agent such as fuel is provided between the expanded portion 1a and the second expanded portion 1b.
【００３４】前述した実施形態において、排気ガス中の
パティキュレートを一時的に停止させるパティキュレー
ト衝突手段は、前述した網部材に限定されず、セラミッ
クフォーム等の多孔質部材としても良い。この場合に
は、孔を形成する壁が、パティキュレートの衝突部とな
り、これら衝突部の間隔は、パティキュレートの粒径に
対して非常に大きくする必要がある。In the above-described embodiment, the particulate collision means for temporarily stopping the particulates in the exhaust gas is not limited to the mesh member described above, but may be a porous member such as a ceramic foam. In this case, the walls forming the holes serve as the collision portions of the particulates, and the interval between these collision portions needs to be very large with respect to the particle size of the particulates.
【００３５】このようなセラミック部材は、拡管部に装
着する以前に余剰なセラミック粒子等を除去する必要が
あり、そのためには、このようなセラミック部材が比較
的脆いことを考慮して、人手によるエア吹き等が行われ
ていた。図５は、本発明によるパティキュレート衝突手
段として使用されるセラミック部材３０を示している。
このセラミック部材３０の外周部には、金属等の環状補
強部材３１が嵌合されている。それにより、このセラミ
ック部材３０は、環状補強部材３１を介して遠心分離機
等の装置へ破損することなく取り付けることができ、前
述のセラミック粒子除去に遠心分離機等が使用可能とな
り、人件費を節約してセラミック部材のコストダウンが
可能となる。It is necessary to remove excess ceramic particles and the like before mounting such a ceramic member on the expanded portion. For this purpose, it is necessary to consider that such a ceramic member is relatively fragile, so that the ceramic member may be manually removed. Air blowing was performed. FIG. 5 shows a ceramic member 30 used as a particulate collision means according to the present invention.
An annular reinforcing member 31 of metal or the like is fitted around the outer periphery of the ceramic member 30. As a result, the ceramic member 30 can be attached to a device such as a centrifuge via the annular reinforcing member 31 without being damaged, and the centrifugal separator or the like can be used for removing the above-mentioned ceramic particles, and labor costs are reduced. The cost can be reduced and the cost of the ceramic member can be reduced.
【００３６】[0036]
【発明の効果】このように、本発明によるディーゼル機
関の排気浄化装置は、排気通路に配置された酸化触媒
と、排気通路における酸化触媒の直下流側に隣接配置さ
れたパティキュレート衝突手段とを具備しており、酸化
触媒は、隔壁によって細分された多数の軸線方向流路を
有するために、排気ガス中のＮＯをＮＯ2 に酸化させる
と共に排気ガスを整流して比較的高速で隣接するパティ
キュレート衝突手段へ供給する。パティキュレート衝突
手段は、排気ガス中のパティキュレートが衝突する多数
の衝突部を有し、衝突部に衝突したパティキュレートは
一時的に停止させられ、衝突部の間隔はパティキュレー
トの粒径に比較して非常に大きくされている。それによ
り、排気ガス中に含まれるパティキュレートの一部だけ
が、確実に各衝突部に衝突して停止させられ、この時、
排気温度が低くても、到来するＮＯ2が停止したパティ
キュレートと容易に反応し、パティキュレートを焼失さ
せることができる。こうして、排気ガス中のパティキュ
レートの一部だけを確実に焼失させ、大気中に放出され
るパティキュレート量を低減することができると共に、
パティキュレート衝突手段にパティキュレートが長時間
留まることがないために、パティキュレート衝突手段に
おいては排気ガス中のさらなるパティキュレートによっ
てパティキュレートが比較的大きな塊に成長することは
なく、機関高負荷高速運転が実施されなくても機関出力
の大幅な低下を確実に防止することができる。As described above, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention comprises the oxidation catalyst disposed in the exhaust passage and the particulate collision means disposed immediately downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage. Since the oxidation catalyst has a large number of axial flow paths subdivided by partition walls, it oxidizes NO in the exhaust gas to NO 2 and rectifies the exhaust gas to relatively quickly adjoin the adjacent particles. Supply to the curated collision means. The particulate collision means has a number of collision portions where the particulates in the exhaust gas collide, the particulates that collide with the collision portion are temporarily stopped, and the interval between the collision portions is compared with the particle size of the particulates. And have been very large. As a result, only a part of the particulates contained in the exhaust gas surely collides with each collision part and is stopped.
Even when the exhaust gas temperature is low, the incoming NO 2 easily reacts with the stopped particulates, and can burn off the particulates. In this way, it is possible to reliably burn off only a part of the particulates in the exhaust gas and reduce the amount of particulates released into the atmosphere.
Since the particulates do not stay in the particulate collision means for a long time, the particulates in the particulate collision means do not grow into relatively large chunks due to further particulates in the exhaust gas, and the engine has a high load and high speed operation. Even if not performed, a large decrease in engine output can be reliably prevented.
【図１】本発明によるディーゼル機関の排気浄化装置の
第一実施形態を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a diesel engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention.
【図２】図１の排気浄化装置の第一酸化触媒と網部材と
の境界領域における拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a boundary region between a first oxidation catalyst and a net member of the exhaust purification device of FIG.
【図３】本発明によるディーゼル機関の排気浄化装置の
第二実施形態を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention.
【図４】本発明によるディーゼル機関の排気浄化装置の
第三実施形態を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention.
【図５】本発明によるパティキュレート衝突手段として
のセラミック部材を示す図である。FIG. 5 is a view showing a ceramic member as a particulate collision means according to the present invention.
１…排気通路 ２…第一酸化触媒 ３…網部材 ４…第二酸化触媒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust passage 2 ... First oxidation catalyst 3 ... Net member 4 ... Second dioxide catalyst
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ Ｒ ＺＡＢ ＺＡＢＣ 3/28 ３０１ 3/28 ３０１Ｇ Ｆ０２Ｄ 41/38 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/38 ＺＡＢＺ (72)発明者 岩崎 英二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大橋 伸基 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F01N 3/24 F01N 3/24 ER ZAB ZABC 3/28 301 3/28 301G F02D 41/38 ZAB F02D 41/38 ZABZ (72 ) Inventor Eiji Iwasaki 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Nobumoto Ohashi 1 Toyota Town, Toyota City, Toyota City Inside Toyota Motor Corporation
Claims (5)
排気通路における前記酸化触媒の直下流側に隣接配置さ
れたパティキュレート衝突手段とを具備し、前記酸化触
媒は、隔壁によって細分された多数の軸線方向流路を有
し、前記パティキュレート衝突手段は、排気ガス中のパ
ティキュレートが衝突する多数の衝突部を有し、前記衝
突部に衝突したパティキュレートは一時的に停止させら
れ、前記衝突部の間隔はパティキュレートの粒径に比較
して非常に大きくされていることを特徴とするディーゼ
ル機関の排気浄化装置。1. An oxidation catalyst disposed in an exhaust passage, and particulate collision means disposed immediately adjacent to the oxidation catalyst in the exhaust passage immediately downstream of the oxidation catalyst, wherein the oxidation catalyst is subdivided by a partition. Having a large number of axial flow paths, the particulate collision means has a number of collision portions with which particulates in exhaust gas collide, the particulates that collided with the collision portion are temporarily stopped, The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein the interval between the collision portions is made very large as compared with the particle size of the particulates.
突手段の下流側には、ＣＯ浄化触媒が配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のディーゼル機関の排気
浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein a CO purifying catalyst is disposed downstream of said particulate collision means in said exhaust passage.
と複数の前記パティキュレート衝突手段とが配置され、
各前記酸化触媒の直下流側には各前記パティキュレート
衝突手段が隣接配置され、各前記パティキュレート衝突
手段は、下流側に位置するほど前記衝突部の間隔が小さ
くされていることを特徴とする請求項１に記載のディー
ゼル機関の排気浄化装置。3. A plurality of said oxidation catalysts and a plurality of said particulate collision means are arranged in said exhaust passage,
The particulate collision means is disposed immediately downstream of each of the oxidation catalysts, and the distance between the collision portions is reduced as the particulate collision means is positioned on the downstream side. The exhaust purification device for a diesel engine according to claim 1.
突手段の下流側には、ＮＯx 吸収材が配置され、前記パ
ティキュレート衝突手段と前記ＮＯx 吸収材との間には
還元剤供給手段が設けられていることを特徴とする請求
項１に記載のディーゼル機関の排気浄化装置。4. An NO x absorbent is disposed downstream of the particulate collision means in the exhaust passage, and a reducing agent supply means is provided between the particulate collision means and the NO x absorbent. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying apparatus is provided.
材料から形成され、前記パティキュレート衝突手段の外
周部には環状補強部材が配置されていることを特徴とす
る請求項１に記載のディーゼル機関の排気浄化装置。5. The diesel engine according to claim 1, wherein the particulate collision means is formed of a porous material, and an annular reinforcing member is disposed on an outer peripheral portion of the particulate collision means. Exhaust gas purification device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14117298A JP3690112B2 (en) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | Diesel engine exhaust purification system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14117298A JP3690112B2 (en) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | Diesel engine exhaust purification system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11336527A true JPH11336527A (en) | 1999-12-07 |
| JP3690112B2 JP3690112B2 (en) | 2005-08-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3690112B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001003728A (en) * | 1999-05-22 | 2001-01-09 | Degussa Huels Ag | Method and device for removing carbon black from exhaust gas of diesel engine |
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| JP4639024B2 (en) * | 2000-04-25 | 2011-02-23 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Dust collection elements associated with methods of removing soot particles from exhaust gases |
| JP2019019741A (en) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | いすゞ自動車株式会社 | Aftertreatment device |
| JP2019085879A (en) * | 2017-11-01 | 2019-06-06 | いすゞ自動車株式会社 | Fuel injection control device |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP14117298A patent/JP3690112B2/en not_active Expired - Fee Related
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