JPH1162567A - 排ガス中の窒素酸化物を捕捉（トラッピング）手段を用いて除去するプロセスとそのための組立品（アセンブリ−） - Google Patents
排ガス中の窒素酸化物を捕捉（トラッピング）手段を用いて除去するプロセスとそのための組立品（アセンブリ−）Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希薄燃焼ディーゼルまたは火花点火エンジン
からの排ガス中のＮＯxを除去するロセスとそのための
アセンブリ−の提供。 【解決手段】 エンジンに連結され排出ラインの一部を
構成し、主排出ラインに配置され、ＮＯx転化係数が一
定係数(Ｃmin)以下で、別々の温度範囲を有するＮＯx転
化触媒と、該触媒の上流部分に配置されＮＯxを捕捉し
転化した後に排出するＮＯxトラッピング手段からな
り、主排出ラインにバイパス状に接続され、前記トラッ
ピング手段を含むバイパスラインと、転化触媒が規定値
(Ｃmin)以下の転化係数を有するときにトラッピング手
段がＮＯxを捕捉できるようにし、トラッピングがＮＯx
を転化と同時に放出するためバイパスラインと主排出ラ
イン間のガス量を調節できるようにしたバルブからなる
アセンブリ−。
からの排ガス中のＮＯxを除去するロセスとそのための
アセンブリ−の提供。 【解決手段】 エンジンに連結され排出ラインの一部を
構成し、主排出ラインに配置され、ＮＯx転化係数が一
定係数(Ｃmin)以下で、別々の温度範囲を有するＮＯx転
化触媒と、該触媒の上流部分に配置されＮＯxを捕捉し
転化した後に排出するＮＯxトラッピング手段からな
り、主排出ラインにバイパス状に接続され、前記トラッ
ピング手段を含むバイパスラインと、転化触媒が規定値
(Ｃmin)以下の転化係数を有するときにトラッピング手
段がＮＯxを捕捉できるようにし、トラッピングがＮＯx
を転化と同時に放出するためバイパスラインと主排出ラ
イン間のガス量を調節できるようにしたバルブからなる
アセンブリ−。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼ディーゼ
ルエンジン、および火花点火エンジンからの排ガスの処
理に関する。この種のエンジンは、多少の有害排気物質
を排出するが、その排出基準が次第に厳しくなっている
ので、さらに効率的に除去する必要がある。環境に対し
て最も有害な影響を与え、しかも最も排出量の多い有害
排気物質の代表例は窒素酸化物ＮＯxである。
ルエンジン、および火花点火エンジンからの排ガスの処
理に関する。この種のエンジンは、多少の有害排気物質
を排出するが、その排出基準が次第に厳しくなっている
ので、さらに効率的に除去する必要がある。環境に対し
て最も有害な影響を与え、しかも最も排出量の多い有害
排気物質の代表例は窒素酸化物ＮＯxである。
【０００２】
【従来の技術】エンジン排ガスをＮＯx転化触媒(以下Ｄ
ｅＮＯx触媒という)を通過させて、ＮＯxを転化させる
ことにより、この種の有害排気物質を除去する方法はよ
く知られている。ある与えられた温度範囲内で活性を有
する既知の触媒や、別々の成分からなり、それぞれ違っ
た活性範囲を有する数種の触媒を触媒マフラーに配置す
る方法である。これにより触媒が活性化される範囲を拡
大させることができる。しかしながら、このような状況
においては、排出ガスの温度が触媒が活性化されてＮＯ
xの転化が十分に起こる範囲内にない場合に問題が発生
する。
ｅＮＯx触媒という)を通過させて、ＮＯxを転化させる
ことにより、この種の有害排気物質を除去する方法はよ
く知られている。ある与えられた温度範囲内で活性を有
する既知の触媒や、別々の成分からなり、それぞれ違っ
た活性範囲を有する数種の触媒を触媒マフラーに配置す
る方法である。これにより触媒が活性化される範囲を拡
大させることができる。しかしながら、このような状況
においては、排出ガスの温度が触媒が活性化されてＮＯ
xの転化が十分に起こる範囲内にない場合に問題が発生
する。
【０００３】さらに正確に言えば、第１の触媒が第１の
温度範囲内で活性化され、第２の触媒が第２の温度範囲
内で活性化されるような場合に、排ガスの温度範囲が上
記２つの温度範囲の間に挟まった状態にあるため、ＮＯ
xの転化が少なくなる場合に問題が生ずる。
温度範囲内で活性化され、第２の触媒が第２の温度範囲
内で活性化されるような場合に、排ガスの温度範囲が上
記２つの温度範囲の間に挟まった状態にあるため、ＮＯ
xの転化が少なくなる場合に問題が生ずる。
【０００４】さらに最も温度が低い、つまり排ガスが触
媒の１つによる転化が可能な温度に達する前の時点で、
ＮＯxの転化が不足する状態があることに問題がある。
例えば、低温範囲で使用される触媒としては、白金／ア
ルミナ、または白金／ゼオライト系のものがある。これ
らの触媒が最も活性化する温度は２００〜２５０℃であ
る。また高温触媒とは一般的に３００〜５００℃で活性
化する触媒のことを指す。これらの例としては、銅／ゼ
オライト系の触媒がある。
媒の１つによる転化が可能な温度に達する前の時点で、
ＮＯxの転化が不足する状態があることに問題がある。
例えば、低温範囲で使用される触媒としては、白金／ア
ルミナ、または白金／ゼオライト系のものがある。これ
らの触媒が最も活性化する温度は２００〜２５０℃であ
る。また高温触媒とは一般的に３００〜５００℃で活性
化する触媒のことを指す。これらの例としては、銅／ゼ
オライト系の触媒がある。
【０００５】これら２つの温度範囲の間にある温度範
囲、つまり２５０〜３００℃の温度の範囲内では、ＮＯ
xの転化が効率よく進まないことは明白である。２００
℃以下の場合と５００℃を越える温度の場合にも同様の
問題が存在する。
囲、つまり２５０〜３００℃の温度の範囲内では、ＮＯ
xの転化が効率よく進まないことは明白である。２００
℃以下の場合と５００℃を越える温度の場合にも同様の
問題が存在する。
【０００６】触媒を通過する排ガスの温度がある一定の
範囲にあると、ＮＯxを硝酸塩として吸着する触媒もあ
る。これらの触媒は通常、「ＮＯxトラップ」と呼ばれ
る。触媒に吸着した硝酸塩は、熱処理または、１以上の
空燃比で瞬間的に燃焼させることにより取り除くことが
できる。この瞬間的に燃焼させる方法は希薄燃焼・火花
点火エンジンに好適である。
範囲にあると、ＮＯxを硝酸塩として吸着する触媒もあ
る。これらの触媒は通常、「ＮＯxトラップ」と呼ばれ
る。触媒に吸着した硝酸塩は、熱処理または、１以上の
空燃比で瞬間的に燃焼させることにより取り除くことが
できる。この瞬間的に燃焼させる方法は希薄燃焼・火花
点火エンジンに好適である。
【０００７】特許出願番号 ＥＰ-Ａ1-０,５４０,２８０
号には、ＮＯxトラップからなり、ガス再加熱装置が装
着され、さらにＮＯx除去触媒が配置されたシステムが
開示されている。このＮＯxトラップとＮＯx除去触媒の
両方が主排出ラインにバイパス状に連結された１本のラ
インに取り付けられている。この特許出願書類によれ
ば、ＮＯxトラップが空になっている段階では、バルブ
システムにより、ＧＨＳＶ(排ガスと触媒の接触時間を
示すもので、触媒容積に対するガス流量の比率)を減少
させるようになっている。このようにして、ＮＯx除去
触媒のＮＯx転化係数の改善が図られている。
号には、ＮＯxトラップからなり、ガス再加熱装置が装
着され、さらにＮＯx除去触媒が配置されたシステムが
開示されている。このＮＯxトラップとＮＯx除去触媒の
両方が主排出ラインにバイパス状に連結された１本のラ
インに取り付けられている。この特許出願書類によれ
ば、ＮＯxトラップが空になっている段階では、バルブ
システムにより、ＧＨＳＶ(排ガスと触媒の接触時間を
示すもので、触媒容積に対するガス流量の比率)を減少
させるようになっている。このようにして、ＮＯx除去
触媒のＮＯx転化係数の改善が図られている。
【０００８】しかしながら、このような構成とした場合
は、主排出ラインを通過するガス流の一部がＮＯx除去
触媒を通過しないという事態が起こる。さらにＮＯxト
ラップとＮＯx除去触媒が活性化する温度範囲があり、
そのときには、除去できた筈のＮＯxがトラップに吸蔵
されてしまう。従来技術におけるガス流量調節は、前に
蓄積されたＮＯxを熱で除去するために再加熱の対象と
なるガス量を最適化することではなく、むしろガス流量
調節によりＮＯx除去触媒上でのＮＯx転化を改善するこ
とを狙いとしている。
は、主排出ラインを通過するガス流の一部がＮＯx除去
触媒を通過しないという事態が起こる。さらにＮＯxト
ラップとＮＯx除去触媒が活性化する温度範囲があり、
そのときには、除去できた筈のＮＯxがトラップに吸蔵
されてしまう。従来技術におけるガス流量調節は、前に
蓄積されたＮＯxを熱で除去するために再加熱の対象と
なるガス量を最適化することではなく、むしろガス流量
調節によりＮＯx除去触媒上でのＮＯx転化を改善するこ
とを狙いとしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、ある
温度範囲でＮＯxの転化が低下するという、上記のよう
な問題を解決することができる。本発明の目的は、希薄
燃焼ディーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガ
ス中のＮＯxを除去するプロセス、ならびに該排ガス中
のＮＯxを除去するするためエンジンに連結され排出ラ
インの一部を構成するアセンブリ−を提供することにあ
る。
温度範囲でＮＯxの転化が低下するという、上記のよう
な問題を解決することができる。本発明の目的は、希薄
燃焼ディーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガ
ス中のＮＯxを除去するプロセス、ならびに該排ガス中
のＮＯxを除去するするためエンジンに連結され排出ラ
インの一部を構成するアセンブリ−を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、希薄燃焼ディ
ーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガス中のＮ
Ｏxを除去するため、エンジンに連結され排出ラインの
一部を構成するアセンブリ−であり、主排出ラインに配
置されＮＯx転化係数(Ｃ)がある一定の転化係数(Ｃmin)
以下で、しかも別々の温度範囲を有する少なくとも１個
のＮＯx転化触媒と、該触媒の上流部分に配置されＮＯx
を捕捉し転化した後に排出することを目的とする少なく
とも１個の手段からなる。
ーゼルエンジンや火花点火エンジンからの排ガス中のＮ
Ｏxを除去するため、エンジンに連結され排出ラインの
一部を構成するアセンブリ−であり、主排出ラインに配
置されＮＯx転化係数(Ｃ)がある一定の転化係数(Ｃmin)
以下で、しかも別々の温度範囲を有する少なくとも１個
のＮＯx転化触媒と、該触媒の上流部分に配置されＮＯx
を捕捉し転化した後に排出することを目的とする少なく
とも１個の手段からなる。
【００１１】さらに本発明によれば、そのアセンブリ−
は主排出ラインにバイパス状に接続され、前記ＮＯx捕
捉(トラッピング)手段のうちの少なくとも１個をその中
に含む少なくとも１本のラインと、該トラッピング手段
が特に転化触媒が規定値(Ｃm in)以下の転化係数を有す
るときに、ＮＯxを捕捉することができるようにし、さ
らに前記ＮＯxトラッピング手段が、ＮＯxの転化と同時
に放出することができるよう、前記のバイパスラインと
主排出ライン間のガス量を調節できるようにした少なく
とも１個の流量分配バルブ６からなっている。さらに、
本発明によるアセンブリ−は、少なくとも１個のＮＯx
トラッピング手段と連結された１個の加熱手段からな
る。
は主排出ラインにバイパス状に接続され、前記ＮＯx捕
捉(トラッピング)手段のうちの少なくとも１個をその中
に含む少なくとも１本のラインと、該トラッピング手段
が特に転化触媒が規定値(Ｃm in)以下の転化係数を有す
るときに、ＮＯxを捕捉することができるようにし、さ
らに前記ＮＯxトラッピング手段が、ＮＯxの転化と同時
に放出することができるよう、前記のバイパスラインと
主排出ライン間のガス量を調節できるようにした少なく
とも１個の流量分配バルブ６からなっている。さらに、
本発明によるアセンブリ−は、少なくとも１個のＮＯx
トラッピング手段と連結された１個の加熱手段からな
る。
【００１２】本発明によれば、このアセンブリ−は、少
なくとも上記のバルブを制御できるようにしたコンピュ
ータのような手段からなる。さらに長所として、この手
段はＤｅＮＯx触媒の位置より上流部分に配置され、温
度値を伝送する上記制御手段に連結されている少なくと
も１個の第１温度センサー からなっている。
なくとも上記のバルブを制御できるようにしたコンピュ
ータのような手段からなる。さらに長所として、この手
段はＤｅＮＯx触媒の位置より上流部分に配置され、温
度値を伝送する上記制御手段に連結されている少なくと
も１個の第１温度センサー からなっている。
【００１３】さらにこの手段は、ＮＯxトラッピング手
段の位置よりも上流部分に配置され温度値を伝送する上
記制御手段に連結されている少なくとも１個の第２温度
センサーからなっている。また本発明の範囲を逸脱する
ことなく、加熱手段がその受け取る温度値の関数として
作動するように、前記コンピュータを加熱手段に接続さ
せることも可能である。
段の位置よりも上流部分に配置され温度値を伝送する上
記制御手段に連結されている少なくとも１個の第２温度
センサーからなっている。また本発明の範囲を逸脱する
ことなく、加熱手段がその受け取る温度値の関数として
作動するように、前記コンピュータを加熱手段に接続さ
せることも可能である。
【００１４】ＮＯxトラッピング手段の飽和状態を、コ
ンピュータにより同時に考慮に入れることが可能であ
る。前記コンピュータは、特に該コンピュータが受け取
る温度および保存されている規定値の関数として作動
し、したがって流量分配バルブ６を作動させるようにな
っている。
ンピュータにより同時に考慮に入れることが可能であ
る。前記コンピュータは、特に該コンピュータが受け取
る温度および保存されている規定値の関数として作動
し、したがって流量分配バルブ６を作動させるようにな
っている。
【００１５】本発明によれば、このアセンブリ−を転化
触媒の位置より上流に配置し、前記のコンピュータで制
御された炭化水素ＨＣを排出ラインに注入する手段で構
成することも可能である。
触媒の位置より上流に配置し、前記のコンピュータで制
御された炭化水素ＨＣを排出ラインに注入する手段で構
成することも可能である。
【００１６】本発明は、数種の転化触媒を使用して少な
くとも２つの別々の温度範囲内で、ＮＯxを転化するこ
と、上記ＮＯxを少なくとも１個の特別なトラッピング
手段４上に吸着させる(蓄積させる)ことからなる、希薄
燃焼ディーゼルまたは火花点火内燃エンジンの排ガス中
のＮＯxを除去するためのプロセスでもある。
くとも２つの別々の温度範囲内で、ＮＯxを転化するこ
と、上記ＮＯxを少なくとも１個の特別なトラッピング
手段４上に吸着させる(蓄積させる)ことからなる、希薄
燃焼ディーゼルまたは火花点火内燃エンジンの排ガス中
のＮＯxを除去するためのプロセスでもある。
【００１７】本発明のプロセスによれば、ＮＯxの吸着
は、触媒転化係数が規定値(Ｃmin)以下である、少なく
とも１つの排ガス温度範囲において起る。ＮＯxの脱着
が上記の酸化物の転化と同時に起るようにしてもよい。
は、触媒転化係数が規定値(Ｃmin)以下である、少なく
とも１つの排ガス温度範囲において起る。ＮＯxの脱着
が上記の酸化物の転化と同時に起るようにしてもよい。
【００１８】本発明の実施例によれば、吸着したＮＯx
を、加熱することにより、および／または、排ガスを上
記の特別な捕捉手段を通過させることにより脱着させ
る。本発明の他の実施例によれば、吸着したＮＯxを、
上記の特別なＮＯx捕捉手段と連結された特別な加熱手
段で加熱することにより脱着させる。流量分配バルブを
開閉することで、加熱されるガスの量の最適値を選択
し、そうすることで、その加熱手段で消費されるエネル
ギー量を節約することができる。
を、加熱することにより、および／または、排ガスを上
記の特別な捕捉手段を通過させることにより脱着させ
る。本発明の他の実施例によれば、吸着したＮＯxを、
上記の特別なＮＯx捕捉手段と連結された特別な加熱手
段で加熱することにより脱着させる。流量分配バルブを
開閉することで、加熱されるガスの量の最適値を選択
し、そうすることで、その加熱手段で消費されるエネル
ギー量を節約することができる。
【００１９】本発明のプロセスでは、ＮＯxを主排出ラ
インにバイパス状に連結したバイパスラインの中で吸着
／脱着させ、さらに、排出ライン中のガスの温度、およ
び／またはＮＯxトラッピング手段の飽和状態と連動し
ている少なくとも１つのパラメータの関数としてのガス
流量を、バイパスラインと主ライン間で調節するように
なっている。
インにバイパス状に連結したバイパスラインの中で吸着
／脱着させ、さらに、排出ライン中のガスの温度、およ
び／またはＮＯxトラッピング手段の飽和状態と連動し
ている少なくとも１つのパラメータの関数としてのガス
流量を、バイパスラインと主ライン間で調節するように
なっている。
【００２０】本発明によれば、ガスの温度を排出ライン
の少なくとも１つの点で測定する。ガス温度は触媒によ
る転化がなされる位置の上流部で測定することが好まし
い。さらにＮＯxが吸着される位置の上流部分での温度
を測定することができる。
の少なくとも１つの点で測定する。ガス温度は触媒によ
る転化がなされる位置の上流部で測定することが好まし
い。さらにＮＯxが吸着される位置の上流部分での温度
を測定することができる。
【００２１】排出ラインの少なくとも１つの点で測定し
た温度情報を受け取るためのコンピュータを使用するこ
とが好ましい。特に、上記のコンピュータは、触媒によ
る転化がなされる位置とＮＯxの吸着がなされる位置の
上流で測定された温度情報を受け取り、主排出ラインと
バイパスライン間のガス流量の調節が目的である素子を
制御する。
た温度情報を受け取るためのコンピュータを使用するこ
とが好ましい。特に、上記のコンピュータは、触媒によ
る転化がなされる位置とＮＯxの吸着がなされる位置の
上流で測定された温度情報を受け取り、主排出ラインと
バイパスライン間のガス流量の調節が目的である素子を
制御する。
【００２２】上記のコンピュータがＮＯx捕捉手段と連
結された排出ガス加熱手段を制御できることは長所であ
る。さらに、ＤｅＮＯx触媒の上流部分における排出ガ
ス成分中のＨＣ／ＮＯx比(ＨＣに対するＮＯxの比率)
が、規定範囲内にない場合には炭化水素ＨＣが注入され
る。
結された排出ガス加熱手段を制御できることは長所であ
る。さらに、ＤｅＮＯx触媒の上流部分における排出ガ
ス成分中のＨＣ／ＮＯx比(ＨＣに対するＮＯxの比率)
が、規定範囲内にない場合には炭化水素ＨＣが注入され
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるＮＯx除去
のためのアセンブリ−の主要構造を図示したものであ
る。図１において、エンジン１は、主排出ライン２が連
結された状態で図式化されており、本発明はこの主排出
ライン上で実施される。
のためのアセンブリ−の主要構造を図示したものであ
る。図１において、エンジン１は、主排出ライン２が連
結された状態で図式化されており、本発明はこの主排出
ライン上で実施される。
【００２４】本発明は、例えばＮＯx除去の困難な希薄
燃焼ディーゼルエンジンまたは火花点火エンジンに関連
している。１つ以上のＤｅＮＯx触媒３を主排出ライン
２上に配置するが、これは技術上周知である。各触媒
は、それぞれの特性により、ある特定の排ガス温度範囲
で活性を発揮する。さらにトラッピング手段４を主排出
ライン２に連結することができる。
燃焼ディーゼルエンジンまたは火花点火エンジンに関連
している。１つ以上のＤｅＮＯx触媒３を主排出ライン
２上に配置するが、これは技術上周知である。各触媒
は、それぞれの特性により、ある特定の排ガス温度範囲
で活性を発揮する。さらにトラッピング手段４を主排出
ライン２に連結することができる。
【００２５】本発明によれば、主排出ライン２にバイパ
ス状に接続した少なくとも１本のバイパスライン５を具
備しており、該ライン５には少なくとも１個のトラッピ
ング手段(ＮＯx吸着剤)４が配置されている。バイパス
ライン５は、ＤｅＮＯx触媒３のすぐ上流部分にあっ
て、主排出ライン２に通じている。
ス状に接続した少なくとも１本のバイパスライン５を具
備しており、該ライン５には少なくとも１個のトラッピ
ング手段(ＮＯx吸着剤)４が配置されている。バイパス
ライン５は、ＤｅＮＯx触媒３のすぐ上流部分にあっ
て、主排出ライン２に通じている。
【００２６】さらに、上流部分の主排出ライン２とバイ
パスライン５との交差点に絞り分配手段６が設けられて
いる。この絞り手段としてのバルブ６は、触媒コンバー
タ３に通じている主排出ライン２と、ＮＯxトラッピン
グ手段４が設けられているバイパスライン５との間で流
れるガス量を調節するようになっている。
パスライン５との交差点に絞り分配手段６が設けられて
いる。この絞り手段としてのバルブ６は、触媒コンバー
タ３に通じている主排出ライン２と、ＮＯxトラッピン
グ手段４が設けられているバイパスライン５との間で流
れるガス量を調節するようになっている。
【００２７】このＮＯxトラッピング手段４は、触媒コ
ンバータの転化係数が、後で詳述するような、ある特定
の転化閾値Ｃmin以下の状態にあり、十分に活性化され
ていない状態のときにＮＯxを捕捉する。さらに、ＮＯx
トラッピング手段４に連結された加熱手段７が具備され
ている。主排出ライン２上には、少なくとも１個の第１
センサー８が取り付けられている。該センサー８は、バ
イパスライン５の外側近くで、触媒コンバータ３のすぐ
上流部分に配置するのが好ましい。このセンサー８は、
制御手段および／またはマイクロプロセッサ９のような
計算手段に接続されている。
ンバータの転化係数が、後で詳述するような、ある特定
の転化閾値Ｃmin以下の状態にあり、十分に活性化され
ていない状態のときにＮＯxを捕捉する。さらに、ＮＯx
トラッピング手段４に連結された加熱手段７が具備され
ている。主排出ライン２上には、少なくとも１個の第１
センサー８が取り付けられている。該センサー８は、バ
イパスライン５の外側近くで、触媒コンバータ３のすぐ
上流部分に配置するのが好ましい。このセンサー８は、
制御手段および／またはマイクロプロセッサ９のような
計算手段に接続されている。
【００２８】この計算手段９は、ＮＯxトラッピング手
段４の入口部において、バイパスライン５上に配置され
ている第２センサー１０が感知した排ガスの温度情報を
受け取る。コンピュータ９は、受け取った情報や保存し
ている数値を基礎に、数種の構成部を作動させる。
段４の入口部において、バイパスライン５上に配置され
ている第２センサー１０が感知した排ガスの温度情報を
受け取る。コンピュータ９は、受け取った情報や保存し
ている数値を基礎に、数種の構成部を作動させる。
【００２９】図１における実線の矢印は、コンピュータ
が受け取る情報を示している。上記コンピュータが、稼
動しているエンジンに関する測定データまたは計算デー
タ(速度、温度、有害物質、ＮＯxトラッピング手段の飽
和の状態:図１の線１２)を使用することは注目すべきこ
とである。
が受け取る情報を示している。上記コンピュータが、稼
動しているエンジンに関する測定データまたは計算デー
タ(速度、温度、有害物質、ＮＯxトラッピング手段の飽
和の状態:図１の線１２)を使用することは注目すべきこ
とである。
【００３０】図１の点線は、コンピュータ９が他の構成
部分を制御している関係を示したものである。コンピュ
ータ９は、主排出ライン２とバイパスライン５との間の
ガス流制御バルブ６を作動させる。さらに受け取った情
報にしたがって、コンピュータは加熱手段７を作動させ
る。本発明の範囲を逸脱することなく、コンピュータ
が、ある一定量のＨＣを主排出ライン２に注入する手段
１１を制御することができる。
部分を制御している関係を示したものである。コンピュ
ータ９は、主排出ライン２とバイパスライン５との間の
ガス流制御バルブ６を作動させる。さらに受け取った情
報にしたがって、コンピュータは加熱手段７を作動させ
る。本発明の範囲を逸脱することなく、コンピュータ
が、ある一定量のＨＣを主排出ライン２に注入する手段
１１を制御することができる。
【００３１】上記で述べたアセンブリ−の動作につい
て、図２を参照しながら以下に説明する。図のグラフに
おいて、ＤｅＮＯx触媒３のＮＯx転化係数(Ｃ)は、上記
の触媒のある位置のすぐ上流(第１センサー８)で測定さ
れるガスの温度の関数として与えられる。
て、図２を参照しながら以下に説明する。図のグラフに
おいて、ＤｅＮＯx触媒３のＮＯx転化係数(Ｃ)は、上記
の触媒のある位置のすぐ上流(第１センサー８)で測定さ
れるガスの温度の関数として与えられる。
【００３２】この実施例によれば、成分の違う２つの触
媒が使用されている。一方の触媒は曲線Ａを与えるもの
で、最も活性化する温度範囲はＴ1〜Ｔ2である。これは
低温において活性化する成分の触媒である。他方の触媒
は曲線Ｂを与えるもので、その活性温度範囲はＴ3〜Ｔ4
であり、Ｔ3はＴ2よりも高い温度である。Ｔ1,Ｔ2,Ｔ3,
Ｔ4の値は、受け入れ可能な最小値である規定転化係数
(Ｃmin)に対応するものである。
媒が使用されている。一方の触媒は曲線Ａを与えるもの
で、最も活性化する温度範囲はＴ1〜Ｔ2である。これは
低温において活性化する成分の触媒である。他方の触媒
は曲線Ｂを与えるもので、その活性温度範囲はＴ3〜Ｔ4
であり、Ｔ3はＴ2よりも高い温度である。Ｔ1,Ｔ2,Ｔ3,
Ｔ4の値は、受け入れ可能な最小値である規定転化係数
(Ｃmin)に対応するものである。
【００３３】図２のグラフにおいて、Ｔst1とＴst2は、
ＮＯxトラッピング手段がＮＯxを吸着することのできる
温度範囲の境界を表す。Ｔdest(不図示)はＮＯxが熱的
に脱着される温度を表わす。転化係数が図２に示された
ような転化閾値であるＣminよりも以下であるような場
合にいつも問題が発生するが、本発明はこれを解決する
ものである。
ＮＯxトラッピング手段がＮＯxを吸着することのできる
温度範囲の境界を表す。Ｔdest(不図示)はＮＯxが熱的
に脱着される温度を表わす。転化係数が図２に示された
ような転化閾値であるＣminよりも以下であるような場
合にいつも問題が発生するが、本発明はこれを解決する
ものである。
【００３４】［ＮＯx吸蔵段階］排ガスの温度がＤｅＮ
Ｏx触媒の転化係数が閾値であるＣmin以下であり、ＮＯ
x吸着剤４が活性化されている範囲内にある場合には、
すべての排ガスはＮＯx吸着剤４を含むライン５に流れ
込む。このことは図２では、Ｔst1とＴ1との間、Ｔ2と
Ｔ3との間、Ｔ4とＴst2との間で起る。
Ｏx触媒の転化係数が閾値であるＣmin以下であり、ＮＯ
x吸着剤４が活性化されている範囲内にある場合には、
すべての排ガスはＮＯx吸着剤４を含むライン５に流れ
込む。このことは図２では、Ｔst1とＴ1との間、Ｔ2と
Ｔ3との間、Ｔ4とＴst2との間で起る。
【００３５】トラッピング手段４を通過するガス量、ガ
ス中のＮＯx含有量、トラッピング手段４の吸着係数の
ようなあるパラメータから、トラッピング手段に吸着さ
れたＮＯx量を推定し、トラッピング手段が飽和状態に
なっているかどうかを決定することが可能である。ＮＯ
xプローブにより、トラッピング手段が飽和状態になっ
ているかどうかを直接に点検することも可能である。
ス中のＮＯx含有量、トラッピング手段４の吸着係数の
ようなあるパラメータから、トラッピング手段に吸着さ
れたＮＯx量を推定し、トラッピング手段が飽和状態に
なっているかどうかを決定することが可能である。ＮＯ
xプローブにより、トラッピング手段が飽和状態になっ
ているかどうかを直接に点検することも可能である。
【００３６】［ＮＯx除去段階］ＮＯx吸着剤４に捕捉さ
れたＮＯxの脱着は熱的に行われる。つまり脱着のため
の熱エネルギーは、排ガスそのものを利用するか、或い
は排ガスの熱エネルギーが十分でない場合は、加熱手段
７のような追加の加熱システムを用いて供給される。
れたＮＯxの脱着は熱的に行われる。つまり脱着のため
の熱エネルギーは、排ガスそのものを利用するか、或い
は排ガスの熱エネルギーが十分でない場合は、加熱手段
７のような追加の加熱システムを用いて供給される。
【００３７】トラッピング手段４が飽和状態になった
か、或いはＮＯx除去条件が最適で、ＤｅＮＯx触媒３を
通過する排ガスの温度が十分なＮＯx転化係数を与える
水準になっていることを理由に、トラッピング手段４に
蓄積されたＮＯxを除去しようとする場合は、排ガスの
一部または全部をバイパスライン５内を通過させる。
か、或いはＮＯx除去条件が最適で、ＤｅＮＯx触媒３を
通過する排ガスの温度が十分なＮＯx転化係数を与える
水準になっていることを理由に、トラッピング手段４に
蓄積されたＮＯxを除去しようとする場合は、排ガスの
一部または全部をバイパスライン５内を通過させる。
【００３８】ＮＯxトラッピング手段４での排ガスの温
度がＮＯx除去を確実に行うに十分な水準に達してない
場合には、加熱手段７が、その温度をＮＯx除去が可能
なレベルになるように加熱する。その後、ガスの一部だ
けが加熱されるように、バルブ６を使用してバイパスラ
イン５を通過する流量を制御する。トラッピング手段４
により捕捉されたＮＯxの除去を行っている際に、加熱
手段７を加熱するために必要なエネルギー供給を制限・
節約することができる。
度がＮＯx除去を確実に行うに十分な水準に達してない
場合には、加熱手段７が、その温度をＮＯx除去が可能
なレベルになるように加熱する。その後、ガスの一部だ
けが加熱されるように、バルブ６を使用してバイパスラ
イン５を通過する流量を制御する。トラッピング手段４
により捕捉されたＮＯxの除去を行っている際に、加熱
手段７を加熱するために必要なエネルギー供給を制限・
節約することができる。
【００３９】［ＮＯx削減段階］ＤｅＮＯx触媒によるＮ
Ｏxの削減は、温度、ＧＨＳＶ(触媒を通過するガス量と
触媒量の比率)、ＨＣ／ＮＯx比などのパラメータに依存
する。エンジンでの燃焼から発生する不完全燃焼の炭化
水素ＨＣの量が十分でない場合には、最適のＮＯx削減
条件にするために追加のＨＣの注入を行うことができ
る。
Ｏxの削減は、温度、ＧＨＳＶ(触媒を通過するガス量と
触媒量の比率)、ＨＣ／ＮＯx比などのパラメータに依存
する。エンジンでの燃焼から発生する不完全燃焼の炭化
水素ＨＣの量が十分でない場合には、最適のＮＯx削減
条件にするために追加のＨＣの注入を行うことができ
る。
【００４０】内燃エンジンでは、下記のようないくつか
のＨＣ注入ゾーンが考えられる。 (1)取り入れバルブの上流部分にあって、注入されたＨ
Ｃの全部または一部が、不完全燃焼のＨＣの形で排出口
に向かうようになっているもの、(2)主注入の前後で使
用され燃焼室の中にあって、ＨＣの全部または一部が不
完全燃焼のＨＣの形で排出口に行くようになっているも
の、および、(3)排出ラインの中にあってＤｅＮＯx触媒
３の上流部分にあるもの等である。
のＨＣ注入ゾーンが考えられる。 (1)取り入れバルブの上流部分にあって、注入されたＨ
Ｃの全部または一部が、不完全燃焼のＨＣの形で排出口
に向かうようになっているもの、(2)主注入の前後で使
用され燃焼室の中にあって、ＨＣの全部または一部が不
完全燃焼のＨＣの形で排出口に行くようになっているも
の、および、(3)排出ラインの中にあってＤｅＮＯx触媒
３の上流部分にあるもの等である。
【００４１】ＤｅＮＯx触媒３によるＮＯx削減段階で
は、ガスの全部または一部は、ＤｅＮＯx触媒３を通過
する前に主排出ライン２に送られる。このＮＯx削減段
階は、エンジンおよび／またはＮＯxトラッピング手段
から直接に出てくるＮＯxの除去に必要な補足的な処理
である。
は、ガスの全部または一部は、ＤｅＮＯx触媒３を通過
する前に主排出ライン２に送られる。このＮＯx削減段
階は、エンジンおよび／またはＮＯxトラッピング手段
から直接に出てくるＮＯxの除去に必要な補足的な処理
である。
【００４２】上記で述べたシステムの簡単な操作法を以
下に述べる。コンピュータ７が、測定値または算出値の
関数であるＤｅＮＯx触媒３の転化係数Ｃが、Ｃminより
も大きいかそうでないかを判断する。
下に述べる。コンピュータ７が、測定値または算出値の
関数であるＤｅＮＯx触媒３の転化係数Ｃが、Ｃminより
も大きいかそうでないかを判断する。
【００４３】転化係数がＣmin以上であれば、ＮＯx転化
係数Ｃを最適にするために、追加のＨＣを注入すること
によりＨＣ／ＮＯx比を調整する。同時に、その時点以
前にＮＯxトラッピング手段４に吸蔵されているＮＯxを
除去するかしないか(これは特にトラッピング手段の飽
和状態の関数としての意味がある)を決める。除去プロ
セスの進行中に、コンピュータ９が、ＤｅＮＯx触媒が
活性化する温度範囲にある、トラッピング手段の上流で
のＴ１０(第２センサー)の温度(Ｔdestより高い)とＴ８
(第１センサー)の中間温度を達成するために、加熱手段
７を制御し、バルブ６の開閉を行う。
係数Ｃを最適にするために、追加のＨＣを注入すること
によりＨＣ／ＮＯx比を調整する。同時に、その時点以
前にＮＯxトラッピング手段４に吸蔵されているＮＯxを
除去するかしないか(これは特にトラッピング手段の飽
和状態の関数としての意味がある)を決める。除去プロ
セスの進行中に、コンピュータ９が、ＤｅＮＯx触媒が
活性化する温度範囲にある、トラッピング手段の上流で
のＴ１０(第２センサー)の温度(Ｔdestより高い)とＴ８
(第１センサー)の中間温度を達成するために、加熱手段
７を制御し、バルブ６の開閉を行う。
【００４４】転化係数Ｃが係数Ｃminよりも小さく、Ｎ
Ｏxトラッピング手段における(予想または測定の)ガス
温度の範囲がＴst1とＴst2の間のトラッピングレベルで
あれば、排ガスの全部がバイパスライン５に流れ込み、
その後ＮＯxトラッピング手段に入る。他方、この温度
がＴst2よりも高く、転化係数ＣがＣminよりも小さけれ
ば、排ガスの全部が主排出ライン２に流れ込む。本発明
のその他の特徴や長所の詳細は、非限定的な実施例と共
に示した記載を図面を参照しながら読むことにより明ら
かになる。
Ｏxトラッピング手段における(予想または測定の)ガス
温度の範囲がＴst1とＴst2の間のトラッピングレベルで
あれば、排ガスの全部がバイパスライン５に流れ込み、
その後ＮＯxトラッピング手段に入る。他方、この温度
がＴst2よりも高く、転化係数ＣがＣminよりも小さけれ
ば、排ガスの全部が主排出ライン２に流れ込む。本発明
のその他の特徴や長所の詳細は、非限定的な実施例と共
に示した記載を図面を参照しながら読むことにより明ら
かになる。
【００４５】
【発明の効果】本発明により、希薄燃焼ディーゼルエン
ジンや火花点火エンジンからの排ガス中のＮＯxを除去
する優れたプロセス、ならびに該排ガス中のＮＯx除去
に好適なエンジンに連結され排出ラインの一部を構成す
るアセンブリ−が提供される。
ジンや火花点火エンジンからの排ガス中のＮＯxを除去
する優れたプロセス、ならびに該排ガス中のＮＯx除去
に好適なエンジンに連結され排出ラインの一部を構成す
るアセンブリ−が提供される。
【図１】本発明の主要構成部を示すダイヤグラム図。
【図２】排ガス温度の関数として与えられるＤｅＮＯx
触媒の転化係数を示す曲線図。
触媒の転化係数を示す曲線図。
１ エンジン ２ 主排出ライン ３ ＤｅＮＯx触媒 ４ トラッピング手段 ５ バイパスライン ６ 絞り分配手段 ７ 加熱手段 ８ 第１センサー ９ マイクロプロセッサ １０ 第２センサー １１ ＨＣを注入する手段 １２ 稼動エンジンのデータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ 3/24 Ｌ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ (72)発明者 マティアス ブッシュ フランス国 92190 ムドン リュ デュ パルク12
Claims (19)
- 【請求項１】 窒素酸化物(ＮＯx)転化係数(Ｃ)が一定
係数(Ｃmin)以下であり、且つ別々の温度範囲を有する
主排出ライン(２)に配置された少なくとも１種類のＮＯ
x転化触媒(３)と、該触媒の上流部分に配置されＮＯxを
捕捉し排出するための少なくとも１つのＮＯx捕捉(トラ
ッピング)手段(４)とからなり、さらに主排出ライン
(２)にバイパス状に接続され、前記ＮＯxトラッピング
手段(４)のうちの少なくとも１つが取り付けられた少な
くとも１つのバイパスライン(５)と特に転化触媒(３)が
規定値(Ｃmin)以下の転化係数(Ｃ)を有しているとき
に、前記トラッピング手段(４)がＮＯxを捕捉でき、該
手段(４)がＮＯxを転化と同時に排出できるよう前記バ
イパスライン(５)と主排出ライン(２)との間のガス量の
調節を目的に取り付けられた少なくとも１個のバルブ
(６)からなることを特徴とする、希薄燃焼ディーゼルま
たは火花点火エンジン排ガス中のＮＯxの除去のためエ
ンジンに接続され排出ラインの一部を構成してなる組立
品(アセンブリ−)。 - 【請求項２】 さらに少なくとも１個の、前記ＮＯxト
ラッピング手段(４)に連結された１個の加熱手段(７)か
らなる請求項１記載のアセンブリ−。 - 【請求項３】 さらにコンピュータのような、前記のバ
ルブ(６)を制御する目的の手段からなる請求項１または
２記載のアセンブリ−。 - 【請求項４】 さらに前記転化触媒(３)の位置の上流部
分に配置され、温度情報を伝送する制御手段(９)に接続
された、少なくとも１個の第１温度センサー(８)からな
る請求項３記載のアセンブリ−。 - 【請求項５】 さらにＮＯxトラッピング手段(４)の位
置の上流部分に配置され、温度情報を送る前記制御手段
(９)に接続された、少なくとも１個の第２温度センサー
(１０)からなる請求項４記載のアセンブリ−。 - 【請求項６】 前記加熱手段(７)がコンピュータの受け
取る温度情報および／またはＮＯxトラッピング手段の
飽和状態の関数として作動するように、前記コンピュー
タ(９)が加熱手段(７)に接続されていることを特徴とす
る、請求項３ないし５のいずれかに記載のアセンブリ
−。 - 【請求項７】 前記コンピュータ(９)が、受け取る温度
の関数として、および保存規定値の関数として作動し、
さらに該コンピュータが流量分配バルブ(６)も稼動させ
ることを特徴とする、請求項３ないし６のいずれかに記
載のアセンブリ−。 - 【請求項８】 さらに前記転化触媒(３)の位置の上流部
分に配置され、前記コンピュータ(９)により制御され、
炭化水素(ＨＣ)を排出ライン(２)に注入するための手段
(１１)からなる請求項３ないし７のいずれかに記載のア
センブリ−。 - 【請求項９】 少なくとも２つの別々の温度範囲にある
数種の転化触媒(３)を使用してＮＯxを転化すること、
およびＮＯxを少なくとも１つの特別なトラッピング手
段(４)により吸着(または吸蔵)することからなり、ＮＯ
xの吸着が、触媒転化係数が既定値よりも小さく、少な
くとも１つの排出ガス温度範囲においてなされ、ＮＯx
の脱着が前記ＮＯx転化と同時になされることを特徴と
する、希薄燃焼ディーゼルまたは火花点火内燃エンジン
の排ガス中のＮＯxを除去するためのプロセス。 - 【請求項１０】 吸着されたＮＯxを加熱するか、およ
び／または排ガスを前記の特別なトラッピング手段(４)
を通過させることにより、脱着させることを特徴とする
請求項９記載のプロセス。 - 【請求項１１】 吸着されたＮＯxを、前記トラッピン
グ手段(４)に連結された特別な加熱手段(７)で加熱する
ことにより脱着させることを特徴とする、請求項９ない
し１０のいずれかに記載のプロセス。 - 【請求項１２】 吸着／脱着が、主排出ライン(２)にバ
イパス状に接続されるバイパスライン(５)内でなされ、
該バイパスラインと主排出ライン(２)との間の排ガス量
が、主排出ライン内のガス温度および／またはＮＯxト
ラッピング手段の飽和の状態と関連している少なくとも
１つのパラメータの関数として調節されることを特徴と
する、請求項９ないし１０のいずれかに記載のプロセ
ス。 - 【請求項１３】 ガスの温度が排出ラインの少なくとも
１つの点(８,１０)で測定されることを特徴とする、請
求項１２記載のプロセス。 - 【請求項１４】 ガス温度が触媒転化の行われる前に測
定されることを特徴とする、請求項１３記載のプロセ
ス。 - 【請求項１５】 ガス温度がＮＯx吸着がなされる位置
の上流で測定されることを特徴とする、請求項１２ない
し１４のいずれかに記載のプロセス。 - 【請求項１６】 排出ライン内の少なくともある一つの
点で測定された温度情報を受け取るコンピュータ(９)が
使用されていることを特徴とする、請求項９ないし１５
のいずれかに記載のプロセス。 - 【請求項１７】 前記コンピュータ(９)が、触媒転化が
なされる位置の上流部分およびＮＯx吸着がなされる上
流部分で測定された温度情報を受け取ること、および前
記コンピュータ(９)が主排出ライン(２)とバイパスライ
ン(５)との間の流量を調節するために設けられた装置
(６)を制御することを特徴とする、請求項１６記載のプ
ロセス。 - 【請求項１８】 前記コンピュータ(９)が、トラッピン
グ手段(４)に連結された排ガス加熱手段(７)を制御する
ことを特徴とする、請求項１６または１７記載のプロセ
ス。 - 【請求項１９】 触媒転化(３)がなされる位置の上流部
分の排ガス中に含まれる成分のＨＣ／ＮＯx比が規定範
囲内にないときに、ＨＣを注入することを特徴とする、
請求項９ないし１８のいずれかに記載のプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9707554A FR2764637B1 (fr) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Procede et ensemble d'elimination des oxydes d'azote presents dans des gaz d'echappement, utilisant un moyen de piegeage des oxydes d'azote |
| FR97/07554 | 1997-06-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1162567A true JPH1162567A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=9508113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10168491A Pending JPH1162567A (ja) | 1997-06-16 | 1998-06-16 | 排ガス中の窒素酸化物を捕捉（トラッピング）手段を用いて除去するプロセスとそのための組立品（アセンブリ−） |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6018943A (ja) |
| EP (1) | EP0886042B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1162567A (ja) |
| DE (1) | DE69817090T2 (ja) |
| ES (1) | ES2205403T3 (ja) |
| FR (1) | FR2764637B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008126912A1 (ja) | 2007-04-10 | 2008-10-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化システム |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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