JPH116425A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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- JPH116425A JPH116425A JP9161136A JP16113697A JPH116425A JP H116425 A JPH116425 A JP H116425A JP 9161136 A JP9161136 A JP 9161136A JP 16113697 A JP16113697 A JP 16113697A JP H116425 A JPH116425 A JP H116425A
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- exhaust gas
- nox reduction
- hydrocarbons
- reduction catalyst
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼルエンジン排ガス中の残留炭化水素
類をＮＯｘ低減のための還元剤として有効に利用できる
排ガス浄化装置を提供すること。 【解決手段】 排ガスの温度分布のうちの低温域におい
ては吸蔵材に炭化水素類を吸着、貯蔵させ、排ガスの温
度分布の高温域でＮＯｘ低減触媒が活性となるときにそ
の吸着炭化水素類を還元剤としてＮＯｘ低減触媒に供給
できるように、ＮＯｘ低減触媒の上流側において炭化水
素類吸蔵材を配置してなる構成の排ガス浄化装置。
類をＮＯｘ低減のための還元剤として有効に利用できる
排ガス浄化装置を提供すること。 【解決手段】 排ガスの温度分布のうちの低温域におい
ては吸蔵材に炭化水素類を吸着、貯蔵させ、排ガスの温
度分布の高温域でＮＯｘ低減触媒が活性となるときにそ
の吸着炭化水素類を還元剤としてＮＯｘ低減触媒に供給
できるように、ＮＯｘ低減触媒の上流側において炭化水
素類吸蔵材を配置してなる構成の排ガス浄化装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排ガスを浄化するための装置に関し、さらに詳しく
は排ガス中に残留する炭化水素類を吸蔵材を用いて排ガ
ス低温域で一時的に吸蔵し、ＮＯｘ還元触媒の活性が発
現する排ガス高温域においてその吸蔵炭化水素類を脱
離、放出せしめて還元剤としてＮＯｘ還元触媒に供給す
る排ガス浄化装置に関する。
ンの排ガスを浄化するための装置に関し、さらに詳しく
は排ガス中に残留する炭化水素類を吸蔵材を用いて排ガ
ス低温域で一時的に吸蔵し、ＮＯｘ還元触媒の活性が発
現する排ガス高温域においてその吸蔵炭化水素類を脱
離、放出せしめて還元剤としてＮＯｘ還元触媒に供給す
る排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来技術】自動車等のディーゼルエンジンでの軽油等
の炭化水素燃料の燃焼に伴って発生する排ガスには、Ｎ
Ｏｘ、パティキュレート、残留炭化水素類等が含まれ
る。排ガスを処理してそのＮＯｘ含量を低減させるため
に種々の触媒が提案され、いくつかのものが実用されて
いる。例えば公知のＮＯｘ低減触媒としては、銅−ゼオ
ライト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）触媒、白金−アルミナ触媒
等があり、典型的にはコージェライト等のセラミックス
製の多数の透通孔を有するモノリスハニカム担体の表面
にコーティングされ排ガス管中に配置され、排ガス処理
のために使用される。しかしながら、公知ＮＯｘ低減触
媒には、活性温度範囲が狭い（ほぼ３００〜５００℃程
度）、耐久性が低い（水分や硫黄化合物の影響）、還元
剤としてアンモニア、炭化水素等の供給を必要とする等
の問題点がある。
の炭化水素燃料の燃焼に伴って発生する排ガスには、Ｎ
Ｏｘ、パティキュレート、残留炭化水素類等が含まれ
る。排ガスを処理してそのＮＯｘ含量を低減させるため
に種々の触媒が提案され、いくつかのものが実用されて
いる。例えば公知のＮＯｘ低減触媒としては、銅−ゼオ
ライト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）触媒、白金−アルミナ触媒
等があり、典型的にはコージェライト等のセラミックス
製の多数の透通孔を有するモノリスハニカム担体の表面
にコーティングされ排ガス管中に配置され、排ガス処理
のために使用される。しかしながら、公知ＮＯｘ低減触
媒には、活性温度範囲が狭い（ほぼ３００〜５００℃程
度）、耐久性が低い（水分や硫黄化合物の影響）、還元
剤としてアンモニア、炭化水素等の供給を必要とする等
の問題点がある。
【０００３】そのようなＮＯｘ低減触媒に供給する還元
剤として、入手容易性から燃料（ディーゼルエンジンに
あっては軽油）を利用（流用）し、これを排気管中のＮ
Ｏｘ低減触媒の上流側に噴射することが検討されてい
る。しかるに、このように燃料を本来の目的とは別の用
途に流用することにより燃費が悪くなる問題が生じる。
さらには還元剤の噴射のタイミング及び噴射量をコント
ロールするために複雑な制御システムが必要とされ、ま
た精密な噴射メカニズムも必要とされるという問題もあ
る。
剤として、入手容易性から燃料（ディーゼルエンジンに
あっては軽油）を利用（流用）し、これを排気管中のＮ
Ｏｘ低減触媒の上流側に噴射することが検討されてい
る。しかるに、このように燃料を本来の目的とは別の用
途に流用することにより燃費が悪くなる問題が生じる。
さらには還元剤の噴射のタイミング及び噴射量をコント
ロールするために複雑な制御システムが必要とされ、ま
た精密な噴射メカニズムも必要とされるという問題もあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスの浄化、殊にＮＯｘ低減触媒を
使用してのＮＯｘ低減に際しての上記従来技術の諸問題
点を可及的に排除ないし軽減すべく鋭意研究検討を重ね
本発明を完成するに至った。
ルエンジンからの排ガスの浄化、殊にＮＯｘ低減触媒を
使用してのＮＯｘ低減に際しての上記従来技術の諸問題
点を可及的に排除ないし軽減すべく鋭意研究検討を重ね
本発明を完成するに至った。
【０００５】一般的にディーゼルエンジンの１３段階の
運転モードでの排ガス中には１〜１３モードの全段階に
わたって（すなわちエンジン冷態時から暖機後の百数十
℃から約６００℃の排ガス温度範囲にわたって）、約１
００ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ前後のほぼ一定濃度の残留炭
化水素類（未燃焼燃料）が存在することが見出された。
一方、一般的なＮＯｘ低減触媒がＮＯｘ還元触媒活性を
有効に発現するのは約２８０℃〜約５００℃の温度範囲
である。
運転モードでの排ガス中には１〜１３モードの全段階に
わたって（すなわちエンジン冷態時から暖機後の百数十
℃から約６００℃の排ガス温度範囲にわたって）、約１
００ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ前後のほぼ一定濃度の残留炭
化水素類（未燃焼燃料）が存在することが見出された。
一方、一般的なＮＯｘ低減触媒がＮＯｘ還元触媒活性を
有効に発現するのは約２８０℃〜約５００℃の温度範囲
である。
【０００６】従って排ガス中の残留炭化水素類は上記触
媒活性発現温度範囲（高温域）においてＮＯｘ還元のた
めの還元剤として活用できる一方、上記触媒活性発現温
度未満（低温域）ではＮＯｘ低減触媒と接触しても、そ
のまま排ガス中に存在し続け、大気中へ放出されること
になる。
媒活性発現温度範囲（高温域）においてＮＯｘ還元のた
めの還元剤として活用できる一方、上記触媒活性発現温
度未満（低温域）ではＮＯｘ低減触媒と接触しても、そ
のまま排ガス中に存在し続け、大気中へ放出されること
になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、排ガ
ス中の残留炭化水素類を低温域で吸着し、貯蔵（吸蔵）
し、高温域でその吸着炭化水素類を放出（脱離）する特
性を備えた吸蔵材を選択して、排ガス温度が前記低温域
にあるときには、排ガスから残留炭化水素類をその吸蔵
材に吸着、貯蔵しておき、排ガス温度が前記高温域にあ
るときに排ガスの高温度の作用によりその吸蔵炭化水素
類を排ガス中へ放出してＮＯｘ用還元剤としてＮＯｘ低
減触媒へ供給することにより、排ガス中の残留炭化水素
類を有効に利用しつつ排ガスを浄化する手段を着想し
た。
ス中の残留炭化水素類を低温域で吸着し、貯蔵（吸蔵）
し、高温域でその吸着炭化水素類を放出（脱離）する特
性を備えた吸蔵材を選択して、排ガス温度が前記低温域
にあるときには、排ガスから残留炭化水素類をその吸蔵
材に吸着、貯蔵しておき、排ガス温度が前記高温域にあ
るときに排ガスの高温度の作用によりその吸蔵炭化水素
類を排ガス中へ放出してＮＯｘ用還元剤としてＮＯｘ低
減触媒へ供給することにより、排ガス中の残留炭化水素
類を有効に利用しつつ排ガスを浄化する手段を着想し
た。
【０００８】従って本発明は、ディーゼルエンジンから
の排ガス中に含まれる未燃焼燃料、すなわち炭化水素類
のほとんどを、吸蔵材を利用することによりＮＯｘ用還
元剤として有効に使用可能とする排ガス浄化装置を提供
することを主要目的としている。
の排ガス中に含まれる未燃焼燃料、すなわち炭化水素類
のほとんどを、吸蔵材を利用することによりＮＯｘ用還
元剤として有効に使用可能とする排ガス浄化装置を提供
することを主要目的としている。
【０００９】かくして本発明の第１の態様によれば、デ
ィーゼルエンジンからの排ガスの温度分布のうちの低温
域において排ガス中に残留する炭化水素類を吸蔵し、該
排ガス温度分布の高温域においては既に吸蔵されている
炭化水素類を排ガスに対して放出する特性を示す吸蔵材
からなる炭化水素類吸蔵ユニットと；該排ガス温度分布
のうちの高温域においてＮＯｘ還元触媒活性を発現する
ＮＯｘ低減触媒ユニットと；を排ガスが流れる排気管内
の下流側に直列に配置してなる排ガス浄化装置が提供さ
れる。
ィーゼルエンジンからの排ガスの温度分布のうちの低温
域において排ガス中に残留する炭化水素類を吸蔵し、該
排ガス温度分布の高温域においては既に吸蔵されている
炭化水素類を排ガスに対して放出する特性を示す吸蔵材
からなる炭化水素類吸蔵ユニットと；該排ガス温度分布
のうちの高温域においてＮＯｘ還元触媒活性を発現する
ＮＯｘ低減触媒ユニットと；を排ガスが流れる排気管内
の下流側に直列に配置してなる排ガス浄化装置が提供さ
れる。
【００１０】本発明の第２の態様によれば、ディーゼル
エンジンの排気マニホールド下流の排気管にバイパス通
路を設け；そのバイパス通路内に排ガス温度分布のうち
の低温域において排ガス中に残留する炭化水素類を吸蔵
し、該排ガス温度分布の高温域においては既に吸蔵され
ている炭化水素類を排ガスに対して放出する特性を示す
吸蔵材からなる炭化水素類吸蔵ユニットを配置し；その
バイパス通路が排気管と合流した後の排気管通常通路内
に排ガス温度分布のうちの高温域においてＮＯｘ還元触
媒活性を発現するＮＯｘ低減触媒ユニットを配置し；該
バイパス通路分岐直後の排気管の通常通路及び該バイパ
ス通路の両者の入口付近に排ガス流切り替え弁をそれぞ
れ備え；該ＮＯｘ低減触媒の上流側付近に排ガス温度セ
ンサを備え；その温度センサで測定される排ガス温度が
ＮＯｘ還元触媒活性発現温度未満であるときには排ガス
を該バイパス通路へ流して該炭化水素類吸蔵ユニットに
排ガス中の残留炭化水素類を吸蔵せしめ、該排ガス温度
がＮＯｘ還元触媒活性発現域にあるときには適量の該吸
蔵炭化水素類を放出させて還元剤としてＮＯｘ低減触媒
ユニットへ供給するように前記切り替え弁を作動させ排
気管の通常通路とバイパス通路とにおける排ガス流量を
適切に分割制御するコントロール装置を備え；てなる排
ガス浄化装置が提供される。
エンジンの排気マニホールド下流の排気管にバイパス通
路を設け；そのバイパス通路内に排ガス温度分布のうち
の低温域において排ガス中に残留する炭化水素類を吸蔵
し、該排ガス温度分布の高温域においては既に吸蔵され
ている炭化水素類を排ガスに対して放出する特性を示す
吸蔵材からなる炭化水素類吸蔵ユニットを配置し；その
バイパス通路が排気管と合流した後の排気管通常通路内
に排ガス温度分布のうちの高温域においてＮＯｘ還元触
媒活性を発現するＮＯｘ低減触媒ユニットを配置し；該
バイパス通路分岐直後の排気管の通常通路及び該バイパ
ス通路の両者の入口付近に排ガス流切り替え弁をそれぞ
れ備え；該ＮＯｘ低減触媒の上流側付近に排ガス温度セ
ンサを備え；その温度センサで測定される排ガス温度が
ＮＯｘ還元触媒活性発現温度未満であるときには排ガス
を該バイパス通路へ流して該炭化水素類吸蔵ユニットに
排ガス中の残留炭化水素類を吸蔵せしめ、該排ガス温度
がＮＯｘ還元触媒活性発現域にあるときには適量の該吸
蔵炭化水素類を放出させて還元剤としてＮＯｘ低減触媒
ユニットへ供給するように前記切り替え弁を作動させ排
気管の通常通路とバイパス通路とにおける排ガス流量を
適切に分割制御するコントロール装置を備え；てなる排
ガス浄化装置が提供される。
【００１１】実用において上記の排気ガス温度の低温域
は一般的には２８０℃未満の範囲、そして高温域が２８
０℃〜５００℃の範囲となる。ただし、使用する個々の
ＮＯｘ低減触媒の活性発現温度に依存して低温域と高温
域との境界値は上下に変動しうる。上記第２の態様の排
ガス浄化装置における排気管の通常通路とバイパス通路
との排ガス流量分割制御装置は切り替え弁とＥＣＵであ
るのが好ましい。またディーゼルエンジンに回転センサ
及び負荷センサを付設し、それらのセンサで得られるデ
ータの信号を、排ガス温度センサからの温度データの信
号と共にＥＣＵに入力し排ガス流量分割制御の精度を向
上させることができる。
は一般的には２８０℃未満の範囲、そして高温域が２８
０℃〜５００℃の範囲となる。ただし、使用する個々の
ＮＯｘ低減触媒の活性発現温度に依存して低温域と高温
域との境界値は上下に変動しうる。上記第２の態様の排
ガス浄化装置における排気管の通常通路とバイパス通路
との排ガス流量分割制御装置は切り替え弁とＥＣＵであ
るのが好ましい。またディーゼルエンジンに回転センサ
及び負荷センサを付設し、それらのセンサで得られるデ
ータの信号を、排ガス温度センサからの温度データの信
号と共にＥＣＵに入力し排ガス流量分割制御の精度を向
上させることができる。
【００１２】本発明の排ガス浄化装置の吸蔵材は、排ガ
ス温度分布の低温域で炭化水素類を吸蔵し、高温域でそ
の吸蔵炭化水素類を放出するのに適切な寸法の細孔を有
する無機複合酸化物から選択することができ、例えばゼ
オライト類（例：ＺＳＭ−５、モルデナイト、フェリエ
ライト等）、アルミナ、シリカ・アルミナ、メタロシリ
ケート、メソポーラスシリケート、ＭＣＭ、シリカライ
ト等がある。これらは単独であるいは２種以上の組合せ
で吸蔵材として使用できる。排気管内の限られた空間で
排ガスを処理するために、接触面積を大きくする必要性
から、これらの吸蔵材を適当なバインダー（例えばシリ
カゾル、アルミナゾル等）を用いて多数の透通孔を有す
るハニカム構造に成形した吸蔵材ユニットとして使用す
ることができる。好ましくは、吸蔵材及びバインダーを
含むスラリーを耐火性ハニカム担体（例えばコージェラ
イト製）の表面にコーティングして得られる吸蔵ユニッ
トの形で排気管内に配置し使用する。
ス温度分布の低温域で炭化水素類を吸蔵し、高温域でそ
の吸蔵炭化水素類を放出するのに適切な寸法の細孔を有
する無機複合酸化物から選択することができ、例えばゼ
オライト類（例：ＺＳＭ−５、モルデナイト、フェリエ
ライト等）、アルミナ、シリカ・アルミナ、メタロシリ
ケート、メソポーラスシリケート、ＭＣＭ、シリカライ
ト等がある。これらは単独であるいは２種以上の組合せ
で吸蔵材として使用できる。排気管内の限られた空間で
排ガスを処理するために、接触面積を大きくする必要性
から、これらの吸蔵材を適当なバインダー（例えばシリ
カゾル、アルミナゾル等）を用いて多数の透通孔を有す
るハニカム構造に成形した吸蔵材ユニットとして使用す
ることができる。好ましくは、吸蔵材及びバインダーを
含むスラリーを耐火性ハニカム担体（例えばコージェラ
イト製）の表面にコーティングして得られる吸蔵ユニッ
トの形で排気管内に配置し使用する。
【００１３】本発明の排ガス浄化装置のＮＯｘ低減触媒
は、排ガス温度分布の高温域、例えば約３００〜５００
℃程度の温度範囲でＮＯｘ還元活性を発現するものであ
り、例えば白金、ロジウム、イリジウム、銅、銀、コバ
ル等の金属を、アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオ
ライト等の酸化物担体上に担持してなる公知のものであ
ってよく、排ガス処理のためには、コージェライト等の
耐火性ハニカム担体の表面に、アルミナゾル、シリカゾ
ル等のバインダーを用いてコーティングして得られるＮ
Ｏｘ低減触媒ユニットの形で排気管内に配置して使用す
るのが一般的であり、好ましい。
は、排ガス温度分布の高温域、例えば約３００〜５００
℃程度の温度範囲でＮＯｘ還元活性を発現するものであ
り、例えば白金、ロジウム、イリジウム、銅、銀、コバ
ル等の金属を、アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオ
ライト等の酸化物担体上に担持してなる公知のものであ
ってよく、排ガス処理のためには、コージェライト等の
耐火性ハニカム担体の表面に、アルミナゾル、シリカゾ
ル等のバインダーを用いてコーティングして得られるＮ
Ｏｘ低減触媒ユニットの形で排気管内に配置して使用す
るのが一般的であり、好ましい。
【００１４】本発明の装置を添付図を参照して、更に説
明する。
明する。
【００１５】図１は、本発明による第１態様の排ガス浄
化装置の１例の概念図であり、ディーゼルエンジン１の
排気管２に触媒コンバータ３が設けられ、更に終端部に
排気マフラー４が取り付けられている。触媒コンバータ
３内にはハニカム構造の炭化水素類吸蔵ユニット５及び
ＮＯｘ低減触媒ユニット６が直列に配置されている。こ
の装置は、ディーゼルエンジンの１３段階の運転モード
の１〜７モードの排ガス温度低温域で炭化水素類（パテ
ィキュレートも包含する）を炭化水素類吸蔵ユニット５
内に一時的に貯留し、８〜１３モードの排ガス温度高温
域でそれらの炭化水素類を放出し、後続のＮＯｘ低減触
媒ユニット６へ送り出す。排ガス温度高温域においてＮ
Ｏｘ低減触媒はＮＯｘ還元活性を発現しており、炭化水
素類がＮＯｘ用還元剤として有効に利用される。従って
このような状態でＮＯｘ低減触媒ユニットを通過した排
ガスではＮＯｘ及び炭化水素類（含：パティキュレー
ト）が低減されている。低温域でのＮＯｘは少量のた
め、放出されても環境への影響は少い。
化装置の１例の概念図であり、ディーゼルエンジン１の
排気管２に触媒コンバータ３が設けられ、更に終端部に
排気マフラー４が取り付けられている。触媒コンバータ
３内にはハニカム構造の炭化水素類吸蔵ユニット５及び
ＮＯｘ低減触媒ユニット６が直列に配置されている。こ
の装置は、ディーゼルエンジンの１３段階の運転モード
の１〜７モードの排ガス温度低温域で炭化水素類（パテ
ィキュレートも包含する）を炭化水素類吸蔵ユニット５
内に一時的に貯留し、８〜１３モードの排ガス温度高温
域でそれらの炭化水素類を放出し、後続のＮＯｘ低減触
媒ユニット６へ送り出す。排ガス温度高温域においてＮ
Ｏｘ低減触媒はＮＯｘ還元活性を発現しており、炭化水
素類がＮＯｘ用還元剤として有効に利用される。従って
このような状態でＮＯｘ低減触媒ユニットを通過した排
ガスではＮＯｘ及び炭化水素類（含：パティキュレー
ト）が低減されている。低温域でのＮＯｘは少量のた
め、放出されても環境への影響は少い。
【００１６】図２は、本発明による第２態様の排ガス浄
化装置の１例の概念図であり、ディーゼルエンジン１の
排気マニホールドの下流の排気管２にバイパス通路２１
を設け、そのバイパス通路２１内に炭化水素類吸蔵ユニ
ット５を配置し、そのバイパス通路２１が再び排気管の
通常通路２２と合流した後の通常通路２２内にＮＯｘ低
減触媒ユニット６を配置した基本構造を有する。この装
置には、バイパス分岐直後の排気管の通常通路２２及び
バイパス通路２１の両者の入口付近に排ガス流切り替え
弁９、１０をそれぞれ備えている。ＮＯｘ低減触媒ユニ
ット６の上流側（入口側）付近に温度センサ１１を備え
ている。更にディーゼルエンジンには、回転センサ７及
び負荷センサ８が付設されている。温度センサ１１、回
転センサ７及び負荷センサ８からの信号はＥＣＵ１２に
入力され、ＥＣＵ１２からは、ディーゼルエンジンの運
転モード（特に排ガスの温度）及びＮＯｘ低減触媒の活
性発現温度に応じて、切り替え弁９、１０を作動させ
て、炭化水素類（含：パティキュレート）の吸蔵及び吸
蔵炭化水素類（含：パティキュレート）の放出の目的に
適切な排ガス流量をバイパス通路２１及び通常通路２２
に分割するような指令が出力される。従って炭化水素類
の放出のタイミング及び放出量が適切にコントロールさ
れる。
化装置の１例の概念図であり、ディーゼルエンジン１の
排気マニホールドの下流の排気管２にバイパス通路２１
を設け、そのバイパス通路２１内に炭化水素類吸蔵ユニ
ット５を配置し、そのバイパス通路２１が再び排気管の
通常通路２２と合流した後の通常通路２２内にＮＯｘ低
減触媒ユニット６を配置した基本構造を有する。この装
置には、バイパス分岐直後の排気管の通常通路２２及び
バイパス通路２１の両者の入口付近に排ガス流切り替え
弁９、１０をそれぞれ備えている。ＮＯｘ低減触媒ユニ
ット６の上流側（入口側）付近に温度センサ１１を備え
ている。更にディーゼルエンジンには、回転センサ７及
び負荷センサ８が付設されている。温度センサ１１、回
転センサ７及び負荷センサ８からの信号はＥＣＵ１２に
入力され、ＥＣＵ１２からは、ディーゼルエンジンの運
転モード（特に排ガスの温度）及びＮＯｘ低減触媒の活
性発現温度に応じて、切り替え弁９、１０を作動させ
て、炭化水素類（含：パティキュレート）の吸蔵及び吸
蔵炭化水素類（含：パティキュレート）の放出の目的に
適切な排ガス流量をバイパス通路２１及び通常通路２２
に分割するような指令が出力される。従って炭化水素類
の放出のタイミング及び放出量が適切にコントロールさ
れる。
【００１７】本発明のいずれの装置においても、炭化水
素類吸蔵ユニットから炭化水素類を放出するのに、排ガ
スの高温度を利用するので、その際に吸蔵ユニットを加
熱するためのヒータ手段を付設する必要がない。
素類吸蔵ユニットから炭化水素類を放出するのに、排ガ
スの高温度を利用するので、その際に吸蔵ユニットを加
熱するためのヒータ手段を付設する必要がない。
【００１８】ＮＯｘ低減触媒ユニットの調製 金属として計算して２．５ｇのロジウムを含むように定
めた量の硝酸ロジウムを水３００ｍｌに入れ良く混合撹
拌し、さらに１５０ｇのアルミナ粉末を加え、均質にな
るように充分に混合した。この水性混合物から余分の水
性相を流去させ、残留物を約１００〜１１０℃の乾燥炉
中で４時間にわたって乾燥した。次いで約５６０〜５８
０℃の水素含有窒素ガス流（容積基準１％Ｈ2／９９％
Ｎ2）中で３時間加熱処理し、微視的に観察してロジウ
ムの微細粒子がアルミナ担体粒子の表面上に斑点状に沈
着している状態のロジウム担持触媒を得た。この熱処理
生成物を軽く解砕、粉砕し、粒度１５０〜１００メッシ
ュの粉体とした。
めた量の硝酸ロジウムを水３００ｍｌに入れ良く混合撹
拌し、さらに１５０ｇのアルミナ粉末を加え、均質にな
るように充分に混合した。この水性混合物から余分の水
性相を流去させ、残留物を約１００〜１１０℃の乾燥炉
中で４時間にわたって乾燥した。次いで約５６０〜５８
０℃の水素含有窒素ガス流（容積基準１％Ｈ2／９９％
Ｎ2）中で３時間加熱処理し、微視的に観察してロジウ
ムの微細粒子がアルミナ担体粒子の表面上に斑点状に沈
着している状態のロジウム担持触媒を得た。この熱処理
生成物を軽く解砕、粉砕し、粒度１５０〜１００メッシ
ュの粉体とした。
【００１９】純水、アルミナゾルバインダー及び上記パ
ラジウム担持触媒粉末を重量比７０：２０：５０で混合
し、充分に撹拌して均一なスラリーとし、これにコージ
ェライト製ハニカム担体を浸漬し、引き上げ、大気中約
１００℃で４時間乾燥し、次いで大気中で６００℃で１
０時間焼成し、放冷し、ＮＯｘ低減触媒ユニットを得
た。
ラジウム担持触媒粉末を重量比７０：２０：５０で混合
し、充分に撹拌して均一なスラリーとし、これにコージ
ェライト製ハニカム担体を浸漬し、引き上げ、大気中約
１００℃で４時間乾燥し、次いで大気中で６００℃で１
０時間焼成し、放冷し、ＮＯｘ低減触媒ユニットを得
た。
【００２０】炭化水素類吸蔵ユニットの調製 純水、ゼオライトＺＳＭ−５及びアルミナゾルバインダ
ーを重量比７０：４５：２０で混合し、充分に撹拌して
均一なスラリーとした。コージェライト製ハニカム担体
を上記スラリーに浸漬し、引き上げ、大気中約１１０℃
で３時間乾燥した後、約６００℃で１０時間焼成するこ
とにより、炭化水素類吸蔵ユニットを得た。
ーを重量比７０：４５：２０で混合し、充分に撹拌して
均一なスラリーとした。コージェライト製ハニカム担体
を上記スラリーに浸漬し、引き上げ、大気中約１１０℃
で３時間乾燥した後、約６００℃で１０時間焼成するこ
とにより、炭化水素類吸蔵ユニットを得た。
【００２１】実施例１（本発明第１態様） 図１の概念図に示した本発明の第１態様の排ガス浄化装
置に上記の炭化水素類吸蔵ユニット及びＮＯｘ低減触媒
ユニットを５及び６として装填し、ディーゼルエンジン
の１〜１３モード運転試験を実施し、排ガス分析装置を
用いて炭化水素類吸蔵ユニット５及びＮＯｘ低減触媒ユ
ニット６の間での排ガス温度と炭化水素類濃度を測定す
ると共に、ＮＯｘ低減触媒ユニット６から出るＮＯｘ量
を測定した。
置に上記の炭化水素類吸蔵ユニット及びＮＯｘ低減触媒
ユニットを５及び６として装填し、ディーゼルエンジン
の１〜１３モード運転試験を実施し、排ガス分析装置を
用いて炭化水素類吸蔵ユニット５及びＮＯｘ低減触媒ユ
ニット６の間での排ガス温度と炭化水素類濃度を測定す
ると共に、ＮＯｘ低減触媒ユニット６から出るＮＯｘ量
を測定した。
【００２２】比較の目的で上記の装置から炭化水素類吸
蔵ユニット５を取り外して同様に１〜１３モード運転試
験を行ない、ＮＯｘ低減触媒ユニット６の入口側での炭
化水素類及び出口側でのＮＯｘ量を測定した。
蔵ユニット５を取り外して同様に１〜１３モード運転試
験を行ない、ＮＯｘ低減触媒ユニット６の入口側での炭
化水素類及び出口側でのＮＯｘ量を測定した。
【００２３】これらの試験の結果を図３及び図４に示
す。
す。
【００２４】図３に示されるようにほぼ１〜７モード
（排ガス温度低温域）では炭化水素類吸蔵ユニットによ
り炭化水素類が吸着され、貯蔵されるが、ほぼ８モード
以上（排ガス温度高温域）になると炭化水素類が吸蔵ユ
ニットから放出され、ＮＯｘ低減のための還元剤として
寄与する。
（排ガス温度低温域）では炭化水素類吸蔵ユニットによ
り炭化水素類が吸着され、貯蔵されるが、ほぼ８モード
以上（排ガス温度高温域）になると炭化水素類が吸蔵ユ
ニットから放出され、ＮＯｘ低減のための還元剤として
寄与する。
【００２５】図４のＮＯｘ排出量比較グラフに示される
ように本発明によりＮＯｘ排出量１０〜１９％程度（平
均約１６％）低減される。
ように本発明によりＮＯｘ排出量１０〜１９％程度（平
均約１６％）低減される。
【００２６】実施例２（本発明第２態様） 図２の概念図に示した本発明の第２態様の排ガス浄化装
置に前記と同様に調製した炭化水素類吸蔵ユニット及び
ＮＯｘ低減触媒ユニットを５及び６として装填し、ディ
ーゼルエンジンの１〜１３モード運転試験を実施した。
この状況を図５に示す。ＥＣＵ１２は、１〜８モードに
おいては排ガスから炭化水素類（含：パティキュレー
ト）を炭化水素類吸蔵ユニット５に吸蔵させるように弁
９を閉とし、弁１０を開と調節する。８モード過ぎから
はその吸蔵炭化水素類をＮＯｘ低減触媒６へ向けて放出
するように弁９を半開とし、弁１０を全開と調節して排
ガス流を分割流動させるコマンドで作動した。又排ガス
温度に応じて弁９、１０の開閉を任意可能としている。
置に前記と同様に調製した炭化水素類吸蔵ユニット及び
ＮＯｘ低減触媒ユニットを５及び６として装填し、ディ
ーゼルエンジンの１〜１３モード運転試験を実施した。
この状況を図５に示す。ＥＣＵ１２は、１〜８モードに
おいては排ガスから炭化水素類（含：パティキュレー
ト）を炭化水素類吸蔵ユニット５に吸蔵させるように弁
９を閉とし、弁１０を開と調節する。８モード過ぎから
はその吸蔵炭化水素類をＮＯｘ低減触媒６へ向けて放出
するように弁９を半開とし、弁１０を全開と調節して排
ガス流を分割流動させるコマンドで作動した。又排ガス
温度に応じて弁９、１０の開閉を任意可能としている。
【００２７】比較のためにコントロール装置（ＥＣＵ１
２と切り替え弁９、１０及びセンサ７、８、１１）、バ
イパス通路２１及び炭化水素類吸蔵ユニット５を備えて
いない装置を用いて同様に１〜１３モード運転試験を実
施した。
２と切り替え弁９、１０及びセンサ７、８、１１）、バ
イパス通路２１及び炭化水素類吸蔵ユニット５を備えて
いない装置を用いて同様に１〜１３モード運転試験を実
施した。
【００２８】両試験において排ガス分析装置を用いてＮ
Ｏｘ低減触媒ユニット６の入口側での炭化水素類濃度、
及び同出口側での炭化水素濃度及びＮＯｘ排出量を測定
した。
Ｏｘ低減触媒ユニット６の入口側での炭化水素類濃度、
及び同出口側での炭化水素濃度及びＮＯｘ排出量を測定
した。
【００２９】これらの結果を図６〜７にグラフで示す。
炭化水素排出量は平均７５％低減し、ＮＯｘ排出量は平
均２０％低減した。
炭化水素排出量は平均７５％低減し、ＮＯｘ排出量は平
均２０％低減した。
【００３０】
【発明の効果】本発明の排ガス浄化装置によれば従来Ｎ
Ｏｘ低減触媒のための還元剤として系外から排ガス中へ
噴射添加されていた炭化水素（典型的には燃料である軽
油）、アンモニア等の使用が不要となり、それに伴なっ
て噴射装置及びそのコントロールシステムも不要とな
る。
Ｏｘ低減触媒のための還元剤として系外から排ガス中へ
噴射添加されていた炭化水素（典型的には燃料である軽
油）、アンモニア等の使用が不要となり、それに伴なっ
て噴射装置及びそのコントロールシステムも不要とな
る。
【００３１】従って本発明によれば総合的な燃費の向上
に寄与でき、排ガス中の炭化水素類、パティキュレート
及びＮＯｘの全体的な低減が可能となり、ＮＯｘ低減機
構の簡素化がなされる。
に寄与でき、排ガス中の炭化水素類、パティキュレート
及びＮＯｘの全体的な低減が可能となり、ＮＯｘ低減機
構の簡素化がなされる。
【図１】本発明の第１態様の排ガス浄化装置の１例の概
念図。
念図。
【図２】本発明の第２態様の排ガス浄化装置の１例の概
念図。
念図。
【図３】実施例１のディーゼルエンジン１〜１３モード
における排ガス温度（上段）及びＮＯｘ低減触媒ユニッ
ト入口側の炭化水素類濃度（下段）のグラフ。
における排ガス温度（上段）及びＮＯｘ低減触媒ユニッ
ト入口側の炭化水素類濃度（下段）のグラフ。
【図４】実施例１の炭化水素類吸蔵ユニットの使用及び
不使用の場合のＮＯｘ排出量の比較グラフ。
不使用の場合のＮＯｘ排出量の比較グラフ。
【図５】実施例２のディーゼルエンジン１〜１３モード
におけるＮＯｘ低減触媒ユニット入口側の炭化水素類濃
度のグラフ。
におけるＮＯｘ低減触媒ユニット入口側の炭化水素類濃
度のグラフ。
【図６】実施例２の炭化水素類吸蔵ユニットの使用及び
不使用の場合の、ＮＯｘ低減触媒ユニット出口での炭化
水素類排出量の比較グラフ。
不使用の場合の、ＮＯｘ低減触媒ユニット出口での炭化
水素類排出量の比較グラフ。
【図７】実施例２の炭化水素類吸蔵ユニットの使用及び
不使用の場合のＮＯｘ低減触媒ユニット出口でのＮＯｘ
排出量の比較グラフ。
不使用の場合のＮＯｘ低減触媒ユニット出口でのＮＯｘ
排出量の比較グラフ。
１ ディーゼルエンジン ２ 排気管 ３ 触媒コンバータ ４ 排気マフラー ５ 炭化水素類吸蔵ユニット ６ ＮＯｘ低減触媒ユニット ７ 回転センサ ８ 負荷センサ ９、１０ 切り替え弁 １１ 温度センサ １２ ＥＣＵ ２１ バイパス通路 ２２ 通常通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｒ
Claims (4)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンからの排ガスの温度
分布のうちの低温域において排ガス中に残留する炭化水
素類を吸蔵し、該排ガス温度分布の高温域においては既
に吸蔵されている炭化水素類を排ガスに対して放出する
特性を示す吸蔵材からなる炭化水素類吸蔵ユニットと；
該排ガス温度分布のうちの高温域においてＮＯｘ還元触
媒活性を発現するＮＯｘ低減触媒ユニットと；を排ガス
が流れる排気管内の下流側に直列に配置してなる排ガス
浄化装置。 - 【請求項２】 低温域が２８０℃未満の範囲そして高温
域が２８０℃〜５００℃の範囲である請求項１の排ガス
ＮＯｘ低減装置。 - 【請求項３】 ディーゼルエンジンの排気マニホールド
下流の排気管にバイパス通路を設け；そのバイパス通路
内に排ガス温度分布のうちの低温域において排ガス中に
残留する炭化水素類を吸蔵し、該排ガス温度分布の高温
域においては既に吸蔵されている炭化水素類を排ガスに
対して放出する特性を示す吸蔵材からなる炭化水素類吸
蔵ユニットを配置し；そのバイパス通路が排気管と合流
した後の排気管通常通路内に排ガス温度分布のうちの高
温域においてＮＯｘ還元触媒活性を発現するＮＯｘ低減
触媒ユニットを配置し；該バイパス通路分岐直後の排気
管の通常通路及び該バイパス通路の両者の入口付近に排
ガス流切り替え弁をそれぞれ備え；該ＮＯｘ低減触媒の
上流側付近に排ガス温度センサを備え；その温度センサ
で測定される排ガス温度がＮＯｘ還元触媒活性発現温度
未満であるときには排ガスを該バイパス通路へ流して該
炭化水素類吸蔵ユニットに排ガス中の残留炭化水素類を
吸蔵せしめ、該排ガス温度がＮＯｘ還元触媒活性発現域
にあるときには適量の該吸蔵炭化水素類を放出させて還
元剤としてＮＯｘ低減触媒ユニットへ供給するように前
記切り替え弁を作動させ排気管の通常通路とバイパス通
路とにおける排ガス流量を適切に分割制御するコントロ
ール装置を備え；てなる排ガス浄化装置。 - 【請求項４】 コントロール装置がＥＣＵと切り替え弁
でありディーゼルエンジンに回転センサ及び負荷センサ
を付設し、これらのセンサからの信号をＥＣＵに入力し
て、切り替え弁作動の精度を向上させる請求項３の排ガ
ス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9161136A JPH116425A (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9161136A JPH116425A (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116425A true JPH116425A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15729286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9161136A Pending JPH116425A (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH116425A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012067654A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
-
1997
- 1997-06-18 JP JP9161136A patent/JPH116425A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012067654A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040330 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040413 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040831 |