JP2011099428A - Exhaust emission control device - Google Patents
Exhaust emission control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011099428A JP2011099428A JP2009258598A JP2009258598A JP2011099428A JP 2011099428 A JP2011099428 A JP 2011099428A JP 2009258598 A JP2009258598 A JP 2009258598A JP 2009258598 A JP2009258598 A JP 2009258598A JP 2011099428 A JP2011099428 A JP 2011099428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- particulate filter
- gas purification
- regeneration
- diesel particulate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 89
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 88
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 69
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 52
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 159
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 79
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 9
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 5
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 5
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 59
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 4
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 229910001055 inconels 600 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 olefin hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N caesium oxide Chemical class [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001942 caesium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N oxosilver Chemical class [Ag]=O OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910001952 rubidium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
本発明は、本発明は、ディーゼルエンジン等の排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集および燃焼除去する排気ガス浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that collects and burns away particulates contained in exhaust gas of a diesel engine or the like.
ディーゼルエンジンが停止している期間を利用してディーゼルパティキュレートフィルタに捕集したパティキュレートを再生する方式の排気ガス浄化装置は、一般的に、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集したパティキュレートを燃焼除去させるための再生用電気ヒータと、再生のための空気をディーゼルパティキュレートフィルタに送る送風手段とで構成される。 An exhaust gas purification device that regenerates particulates collected in a diesel particulate filter using a period during which the diesel engine is stopped generally collects particulates contained in the exhaust gas of the diesel engine. A diesel particulate filter, a regeneration electric heater for burning and removing the particulates collected in the diesel particulate filter, and a blowing means for sending the regeneration air to the diesel particulate filter.
この一般的な排気ガス浄化装置は、送風手段が組み込まれているため、装置の小型化に課題があった。これに対し、車両の室内通風用のブロワと、再生のための空気をディーゼルパティキュレートフィルタに送る送風手段とを共用化することで小型化を実現した排気ガス浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 This general exhaust gas purification device has a problem in reducing the size of the device because the air blowing means is incorporated. On the other hand, an exhaust gas purification device that has been downsized by sharing a blower for indoor ventilation of a vehicle and a blower that sends air for regeneration to a diesel particulate filter has been proposed (for example, , See Patent Document 1).
以下、その排気ガス浄化装置について図５を参照しながら説明する。 Hereinafter, the exhaust gas purification apparatus will be described with reference to FIG.
排気ガス浄化装置１０１は、ディーゼルエンジン１０２の排気ガスに含まれるパティキュレート１０３を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ１０４と、このディーゼルパティキュレートフィルタ１０４に捕集したパティキュレート１０３を燃焼除去させるための再生用電気ヒータ１０５と、再生のための空気をディーゼルパティキュレートフィルタ１０４に送る送風手段１０６とを備えたものであって、再生のための空気をディーゼルパティキュレートフィルタ１０４に送る送風手段１０６と、車両１０７の室内１０８通風用のブロワとを共用化し、送風手段１０６からの送風空気を車両１０７の室内１０８側と、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０４側とに送る切替手段１０９を配置している。
The exhaust gas purifying
上記従来の排気ガス浄化装置１０１は、再生のための空気をディーゼルパティキュレートフィルタ１０４に送る送風手段１０６と、車両１０７の室内１０８通風用のブロワとを共用化によって小型化できるものの、送風手段１０６からの送風空気を車両１０７の室内１０８側とディーゼルパティキュレートフィルタ１０４側とに送る切替手段１０９や、送風手段１０６の送風量を制御する制御部など別途必要になる。また、車両の種類によっては、室内送風用のブロワを備えていないものもあり、適用範囲の狭い排気ガス浄化装置１０１となっていた。
Although the conventional exhaust
また、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０４に捕集したパティキュレート１０３を燃焼除去させるためには、再生用電気ヒータ１０５を用いてパティキュレート１０３の可燃温度である６００〜６５０℃程度まで昇温する必要があり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０４を保温するための断熱構造や大出力の再生用電気ヒータ１０５などによって排気ガス浄化装置１０１全体が大型化していた。
Further, in order to burn and remove the
従って、さらなる小型化が困難という課題を有していた。 Therefore, there is a problem that further miniaturization is difficult.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、より小型化した排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a more compact exhaust gas purification device.
この目的を達成するために、本発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタを配置するとともに、前記ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集された前記パティキュレートを燃焼除去する再生用電気ヒータ及び送風手段を配置した排気ガス浄化装置において、前記ディーゼルパティキュレートフィルタには酸化触媒を担持し、このディーゼルパティキュレートフィルタと外部電源駆動の前記再生用電気ヒータとを近接配置し、前記送風手段は着脱可能で外部電源駆動とし、前記排気通路途中に開閉部を配置し、前記ディーゼルエンジン運転時には前記開閉部を閉じ、前記送風手段を取り外し、前記ディーゼルエンジン停止時には前記開閉部を開き、前記送風手段を前記開閉部に接続し、前記ディーゼルパティキュレートフィルタに前記送風手段によって再生空気を送風することを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a diesel particulate filter that collects particulates in exhaust gas in an exhaust passage of a diesel engine, and the particulates collected by the diesel particulate filter. In the exhaust gas purifying apparatus in which an electric heater for regeneration that removes combustion and an air blowing means are disposed, the diesel particulate filter carries an oxidation catalyst, and the diesel particulate filter and the electric heater for regeneration driven by an external power source Arranged in close proximity, the blowing means is detachable and driven by an external power source, an opening / closing part is arranged in the middle of the exhaust passage, the opening / closing part is closed when the diesel engine is operating, the blowing means is removed, and the diesel engine is stopped when the diesel engine is stopped Open and close the opening and closing Was connected to the opening portion, wherein is characterized in that for blowing regeneration air by a diesel particulate filter to said blowing means, thereby it is to achieve the intended purpose.
本発明によれば、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタと再生用電気ヒータとを近接配置し、排気通路途中に開閉部を配置し、開閉部に着脱可能な外部電源駆動の送風手段を構成したことにより、捕集したパティキュレートを燃焼除去する必要がある場合にのみ、開閉部に送風手段を装着して再生できるようになる。従って、より小型化した排気ガス浄化装置を提供することができる。 According to the present invention, the diesel particulate filter carrying the oxidation catalyst and the electric heater for regeneration are arranged close to each other, the opening / closing part is arranged in the middle of the exhaust passage, and the external power-driven air blowing means that can be attached / detached to the opening / closing part is configured. As a result, only when the collected particulates need to be burned and removed, the opening / closing portion can be regenerated by attaching the blowing means. Therefore, it is possible to provide a further downsized exhaust gas purification device.
本発明の請求項１に記載の発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタを配置するとともに、前記ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集された前記パティキュレートを燃焼除去する再生用電気ヒータ及び送風手段を配置した排気ガス浄化装置において、前記ディーゼルパティキュレートフィルタには酸化触媒を担持し、このディーゼルパティキュレートフィルタと外部電源駆動の前記再生用電気ヒータとを近接配置し、前記送風手段は着脱可能で外部電源駆動とし、前記排気通路途中に開閉部を配置し、前記ディーゼルエンジン運転時には前記開閉部を閉じ、前記送風手段を取り外し、前記ディーゼルエンジン停止時には前記開閉部を開き、前記送風手段を前記開閉部に接続し、前記ディーゼルパティキュレートフィルタに前記送風手段によって再生空気を送風することを特徴とする排気ガス浄化装置である。 According to a first aspect of the present invention, a diesel particulate filter that collects particulates in exhaust gas is disposed in an exhaust passage of a diesel engine, and the particulates collected by the diesel particulate filter are arranged. In the exhaust gas purifying apparatus in which an electric heater for regeneration that removes combustion and an air blowing means are disposed, the diesel particulate filter carries an oxidation catalyst, and the diesel particulate filter and the electric heater for regeneration driven by an external power source Arranged in close proximity, the blowing means is detachable and driven by an external power source, an opening / closing part is arranged in the middle of the exhaust passage, the opening / closing part is closed when the diesel engine is operating, the blowing means is removed, and the diesel engine is stopped when the diesel engine is stopped Open the opening and closing part, and Connected to the serial opening portion, an exhaust gas purification apparatus characterized by blowing regeneration air by said blowing means to the diesel particulate filter.
装置の動作、作用を以下に記載する。 The operation and action of the device are described below.
ディーゼルエンジン運転時は、開閉部を閉じ、排気ガス浄化装置にパティキュレートを含む排気ガスをディーゼルパティキュレートフィルタに流通させる。パティキュレートはブラウン運動によって、ディーゼルパティキュレートフィルタの多孔壁表面及び内部表面に移動し捕集され、さらに捕集されたパティキュレートの堆積層によって後から来るパティキュレートが捕集される。 When the diesel engine is operated, the opening / closing part is closed, and the exhaust gas containing particulates is circulated through the diesel particulate filter in the exhaust gas purification device. The particulates are moved and collected by the Brownian motion on the porous wall surface and the inner surface of the diesel particulate filter, and the particulates collected later are collected by the accumulated layer of the particulates.
ディーゼルエンジン停止時は、開閉部を開き、開閉部に送風手段を装着する。再生用電気ヒータ及び送風手段を外部電源によって駆動させ、ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集したパティキュレートを再生する。再生完了したら、開閉部から送風手段を脱着し、開閉部を閉じる。 When the diesel engine is stopped, the opening / closing part is opened, and air blowing means is attached to the opening / closing part. The regeneration electric heater and the air blowing means are driven by an external power source to regenerate the particulates collected by the diesel particulate filter. When the reproduction is completed, the blowing means is detached from the opening / closing part, and the opening / closing part is closed.
本発明の効果を以下に記載する。 The effects of the present invention are described below.
送風手段が着脱可能で、ディーゼルエンジン停止時にのみ開閉部に接続することすることで、ディーゼルエンジン運転時の排気ガス浄化装置全体を小型化できる。すなわち、排気ガス浄化装置がエンジンルーム内に設置されている場合、ディーゼルエンジン運転時に排気ガス浄化装置全体を小型化できると、エンジンルームも小型化でき、運転者の視認性を向上できるという効果を奏する。 By connecting the blower means to the opening / closing part only when the diesel engine is stopped, the entire exhaust gas purifying apparatus during diesel engine operation can be reduced in size. That is, when the exhaust gas purification device is installed in the engine room, if the exhaust gas purification device as a whole can be reduced in size when the diesel engine is operated, the engine room can also be reduced and the visibility of the driver can be improved. Play.
さらに、ディーゼルパティキュレートフィルタに酸化触媒を担持することで、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、ディーゼルパティキュレートフィルタ及び再生用電気ヒータを小型化できる。 Furthermore, by supporting the oxidation catalyst on the diesel particulate filter, the particulate can be combusted at low temperature and high efficiency, so that the diesel particulate filter and the electric heater for regeneration can be downsized.
また、パティキュレートを燃焼する際に、再生用電気ヒータを配置することで、燃料噴射再生システムに必要な燃料ポンプなどが不要になり、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Further, by arranging the regeneration electric heater when burning the particulates, a fuel pump or the like necessary for the fuel injection regeneration system becomes unnecessary, and the entire exhaust gas purification device can be miniaturized.
また、燃料噴射再生システムの場合、噴射した燃料を燃焼して排気ガス温度を上昇させる酸化触媒が必要だが、本発明では不要のため、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 In the case of the fuel injection regeneration system, an oxidation catalyst that burns the injected fuel and raises the exhaust gas temperature is required. However, since the present invention does not require an oxidation catalyst, the entire exhaust gas purification device can be downsized.
また、再生用電気ヒータへの電源供給する際に、ディーゼルエンジンに搭載したバッテリーから供給する場合はその分だけバッテリー容量を大きくしておかなければならないが、再生用電気ヒータを外部電源駆動とすることで、搭載バッテリーを小型化することができる。 In addition, when supplying power to the electric heater for regeneration, when supplying from a battery mounted on a diesel engine, the battery capacity must be increased accordingly, but the electric heater for regeneration is driven by an external power source. Thus, the mounted battery can be reduced in size.
また、再生用電気ヒータと酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタとを近接配置することで、排気ガス浄化装置全体を小型化することができる。 Further, by arranging the regeneration electric heater and the diesel particulate filter carrying the oxidation catalyst close to each other, the entire exhaust gas purification device can be reduced in size.
また、再生用電気ヒータと、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタとを近接配置することで、再生空気を効率良く加熱し、加熱された再生空気が冷却される前に酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタに送り込むことで、効率良く酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタを加熱でき、再生用電気ヒータを小型化することができる。 Further, by arranging the electric heater for regeneration and the diesel particulate filter carrying the oxidation catalyst close to each other, the regeneration air is efficiently heated, and the diesel carrying the oxidation catalyst before the heated regeneration air is cooled. By feeding into the particulate filter, the diesel particulate filter carrying the oxidation catalyst can be efficiently heated, and the electric heater for regeneration can be reduced in size.
本発明の請求項２に記載の発明は、開閉部が、逆止弁構造であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
逆止弁構造であれば、簡便な構造で確実に開閉機能をもたせることができ、開閉部を小型化できる。一般的に開閉部としては、ゲートバルブ（仕切弁とも）、グローブバルブ（玉形弁とも）、ボールバルブ、バタフライバルブ（蝶形弁とも）、ニードルバルブ、ストップバルブ、チェックバルブ（チャッキバルブ、逆止弁、チャッキ弁とも）などが挙げられるが、チェックバルブ以外は全て開閉動力が必要となり、開閉部構造が大型化する。チェックバルブの逆止弁構造であれば、通風方向によって完全遮断と、通風とを実現できるため、開閉動力が必要とせずに小型化できる。材料としてはステンレス鋼等を使用すればよい。 If the check valve structure is used, the opening / closing function can be reliably provided with a simple structure, and the opening / closing part can be downsized. In general, the open / close parts include gate valves (both gate valves), globe valves (both ball valves), ball valves, butterfly valves (both butterfly valves), needle valves, stop valves, check valves (check valves, reverse valves) Both stop valves and check valves) are required, but all of them except for the check valve require opening / closing power, which increases the size of the opening / closing part structure. If the check valve has a check valve structure, complete shut-off and ventilation can be realized depending on the direction of ventilation. Therefore, it is possible to reduce the size without requiring opening / closing power. As the material, stainless steel or the like may be used.
本発明の請求項３に記載の発明は、再生用電気ヒータが、耐高温腐食性の高い被覆材料からなるシーズヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
耐高温腐食性の高い材料であれば、被覆材料を薄くできるため、シーズヒータを幾重もの曲線形状にすることができ、再生用電気ヒータを小型化できる。例えば、曲線形状として、Ｕ字型、Ｍ型、渦巻き型などがあるが、小型化できる形状であれば特に限定しない。 Since the coating material can be made thin if it is a material having high resistance to high temperature corrosion, the sheathed heater can be made into a curved shape, and the electric heater for regeneration can be miniaturized. For example, the curved shape includes a U shape, an M shape, and a spiral shape, but is not particularly limited as long as the shape can be reduced.
本発明の請求項４に記載の発明は、被覆材料が、ステンレス鋼、アルミナ、窒化珪素のうちいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
被覆材料を薄くできるため、シーズヒータを幾重もの曲線形状にすることができ、再生用電気ヒータを小型化できる。耐高温腐食性の高い材料としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３２１、インコロイ８００、インコロイ８２５、インコネル６００）、アルミナ、窒化珪素などが良い。また、鉄や銅などの被覆材料などもあるが、耐高温腐食性を考慮すると、材料を厚くする必要があり、故にシーズヒータを幾重もの曲線形状にすることができず、再生用電気ヒータを小型化することは難しい。 Since the coating material can be made thin, the sheathed heater can be made into a plurality of curved shapes, and the electric heater for regeneration can be miniaturized. Stainless steel (SUS304, SUS316L, SUS321, Incoloy 800, Incoloy 825, Inconel 600), alumina, silicon nitride, or the like is preferable as the material having high resistance to high temperature corrosion. In addition, there are coating materials such as iron and copper, but considering the high temperature corrosion resistance, it is necessary to make the material thicker. Therefore, the sheathed heater cannot be made into a plurality of curved shapes, and the electric heater for regeneration is used. It is difficult to downsize.
本発明の請求項５に記載の発明は、シーズヒータが、排気ガスを整流することを特徴とする請求項３または４に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
一般的に、ディーゼルエンジン運転時の排気ガスを整流化するため、整流板を別途設ける必要がある。シーズヒータが整流する効果を有すれば、整流板が不要となり、排気ガス浄化装置全体が小型化する。再生空気を均一整流させる効果が得られるので、整流板を別途設ける必要がなくなり、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Generally, in order to rectify exhaust gas during diesel engine operation, it is necessary to separately provide a rectifying plate. If the sheathed heater has the effect of rectifying, the rectifying plate is unnecessary, and the entire exhaust gas purification device is downsized. Since the effect of uniformly rectifying the regenerative air is obtained, it is not necessary to separately provide a rectifying plate, and the entire exhaust gas purification device can be reduced in size.
また、シーズヒータが整流する効果を有すれば、加熱した再生空気をディーゼルパティキュレートフィルタへ均一に流入させ、パティキュレートの燃焼性が向上し、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 Further, if the sheathed heater has the effect of rectifying, the heated regeneration air can be uniformly flowed into the diesel particulate filter, the particulate combustibility is improved, and the diesel particulate filter can be downsized.
シーズヒータに整流効果を持たせるためには、曲線形状とし、さらに、被覆材料表面にフィンを設けることで整流効果を高めることができる。シーズヒータの形状としては、Ｕ字型、Ｍ字型、渦巻き型などがあるが、Ｕ字型やＭ字型の形状の場合は、排気経路内に複数配置すると良く、さらに、排気ガス流れ方向に対して重ならないように複数配置すると効果的である。 In order to give the sheathed heater a rectifying effect, the rectifying effect can be enhanced by providing a curved shape and further providing fins on the surface of the coating material. The shape of the sheathed heater includes a U-shape, an M-shape, and a spiral shape. However, in the case of a U-shape or M-shape, a plurality of sheath heaters may be arranged in the exhaust path, and the exhaust gas flow direction It is effective to arrange a plurality so as not to overlap each other.
本発明の請求項６に記載の発明は、再生用電気ヒータが、金属製ハニカムとバンドヒータとの組合せからなることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
再生空気を均一整流させる効果が得られるので、整流板を別途設ける必要がなくなり、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Since the effect of uniformly rectifying the regenerative air is obtained, it is not necessary to separately provide a rectifying plate, and the entire exhaust gas purification device can be reduced in size.
また、加熱した再生空気をディーゼルパティキュレートフィルタへ均一に流入させ、パティキュレートの燃焼性が向上し、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 Further, the heated regeneration air can be uniformly introduced into the diesel particulate filter, the particulate combustibility is improved, and the diesel particulate filter can be reduced in size.
ハニカム構造体は流体を整流する効果を有するが、これを金属製として耐熱性を確保し、かつ、この金属製ハニカムを加熱する手段としてバンドヒータを選べば良い。 The honeycomb structure has an effect of rectifying the fluid. However, the honeycomb structure may be made of metal to ensure heat resistance, and a band heater may be selected as a means for heating the metal honeycomb.
本発明の請求項７に記載の発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタと再生用電気ヒータとを単一配管に交互から収納する構造であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
通常、メンテナンスを考慮し、ディーゼルパティキュレートフィルタ、及び再生用電気ヒータを各配管に収納し、互いをフランジで接続する構造をとるが、単一配管に交互から収納する構造をとることで、フランジをなくすことができ、放熱面積が減少し、熱保温性が高まり、断熱構造を簡素化し、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Normally, considering the maintenance, the diesel particulate filter and the electric heater for regeneration are stored in each pipe and connected to each other with a flange. Can be eliminated, the heat radiation area is reduced, the heat insulation property is increased, the heat insulating structure is simplified, and the entire exhaust gas purification device can be miniaturized.
本発明の請求項８に記載の発明は、酸化触媒が、再生空気中の酸素を利用してパティキュレートを燃焼することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
パティキュレートを再生空気中の酸素を利用して低温・高効率で燃焼可能なため、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。これに対して、貴金属触媒は排気ガス中のＮＯｘを利用してパティキュレートを燃焼するため、エンジン停止時の再生空気にはＮＯｘを含まないために燃焼効率が悪い。 Since the particulates can be burned at low temperature and with high efficiency using oxygen in the regeneration air, the diesel particulate filter can be downsized. On the other hand, since the noble metal catalyst burns the particulates using NOx in the exhaust gas, the regeneration air when the engine is stopped does not contain NOx, so the combustion efficiency is poor.
また、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、再生用電気ヒータの入力を低くすることができ、再生用電気ヒータを小型化できる。 Further, since the particulates can be burned at low temperature and high efficiency, the input of the regeneration electric heater can be lowered, and the regeneration electric heater can be downsized.
また、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、排気通路に使用する材料の耐熱性を下げることができ、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Further, since the particulates can be burned at a low temperature and with high efficiency, the heat resistance of the material used for the exhaust passage can be lowered, and the entire exhaust gas purification device can be downsized.
また、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、断熱構造を簡素化でき、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Further, since the particulates can be burned at a low temperature and with high efficiency, the heat insulating structure can be simplified, and the entire exhaust gas purification device can be downsized.
再生空気中の酸素を利用してパティキュレートを燃焼する酸化触媒としては、カリウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルビジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、セシウム、ランタン、セリウム、プラセオジムの内いずれか一つ以上の金属を含むと良い。 The oxidation catalyst for burning particulates using oxygen in the regeneration air includes potassium, vanadium, iron, cobalt, nickel, copper, rubidium, zirconium, niobium, molybdenum, silver, cesium, lanthanum, cerium, and praseodymium. Any one or more metals may be included.
本発明の請求項９に記載の発明は、酸化触媒が、多孔質の無機酸化物に担持されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to
酸化触媒が多孔質の無機酸化物に担持されていることによって、触媒表面積が増大し、パティキュレートと触媒表面との接触確率が向上し、低温・高効率で燃焼可能になるため、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 Since the oxidation catalyst is supported on the porous inorganic oxide, the surface area of the catalyst is increased, the probability of contact between the particulate and the catalyst surface is improved, and combustion is possible at low temperature and high efficiency. The filter can be downsized.
また、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、再生用電気ヒータの入力を低くすることができ、再生用電気ヒータを小型化できる。 Further, since the particulates can be burned at low temperature and high efficiency, the input of the regeneration electric heater can be lowered, and the regeneration electric heater can be downsized.
また、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、排気通路に使用する材料の耐熱性を下げることができ、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Further, since the particulates can be burned at a low temperature and with high efficiency, the heat resistance of the material used for the exhaust passage can be lowered, and the entire exhaust gas purification device can be downsized.
また、パティキュレートを低温・高効率で燃焼可能なため、断熱構造を簡素化でき、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。 Further, since the particulates can be burned at a low temperature and with high efficiency, the heat insulating structure can be simplified, and the entire exhaust gas purification device can be downsized.
多孔質の無機酸化物としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゼオライトの内いずれか一つ以上を、あるいは、二つ以上の複合酸化物を用いると良い。 As the porous inorganic oxide, one or more of silica, alumina, titania, zirconia, and zeolite may be used, or two or more composite oxides may be used.
本発明の請求項１０に記載の発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタが、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミのうちいずれかであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to claim 10 of the present invention is the exhaust according to any one of
融点が高い材質のため、パティキュレートの燃焼熱によってディーゼルパティキュレートフィルタを溶損させることなく、単位体積当たりのディーゼルパティキュレートフィルタに溜められるパティキュレート量を増やすことができ、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 Because the material has a high melting point, the amount of particulate matter that can be stored in the diesel particulate filter per unit volume can be increased without causing the diesel particulate filter to melt down due to the heat of combustion of the particulate, making the diesel particulate filter smaller. Can be
また、熱容量が高い材質のため、高温の排ガスやパティキュレートの燃焼熱などによって加熱されたディーゼルパティキュレートフィルタは冷却しにくく、酸化触媒が活性化する温度を長時間維持し、単位体積当たりのディーゼルパティキュレートフィルタで燃焼できるパティキュレート量を増やすことができ、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 In addition, because the material has a high heat capacity, diesel particulate filters heated by high-temperature exhaust gas or particulate combustion heat are difficult to cool, maintain the temperature at which the oxidation catalyst is activated for a long time, and diesel per unit volume The amount of particulates that can be burned by the particulate filter can be increased, and the diesel particulate filter can be reduced in size.
本発明の請求項１１に記載の発明は、酸化触媒が、カリウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルビジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、セシウム、ランタン、セリウム、プラセオジムの内いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする請求項８に記載の排気ガス浄化装置である。
According to the eleventh aspect of the present invention, the oxidation catalyst is any one of potassium, vanadium, iron, cobalt, nickel, copper, rubidium, zirconium, niobium, molybdenum, silver, cesium, lanthanum, cerium, and praseodymium. The exhaust gas purifying device according to
貴金属触媒は排気ガス中のＮＯｘを利用してパティキュレートを燃焼するため、エンジン停止時の再生空気にはＮＯｘを含まないために燃焼効率が悪く、ディーゼルパティキュレートフィルタを大型化し、単位体積当たりの負荷を低減する必要がある。これに対して、本発明の酸化触媒であれば、ＮＯｘを利用せずにパティキュレートを燃焼するため、エンジン停止時の再生空気中の酸素を利用して、パティキュレートを効率良く燃焼することができるため、単位体積当たりの負荷を増大することができ、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 Since the precious metal catalyst burns particulates using NOx in the exhaust gas, the regeneration air when the engine is stopped does not contain NOx, so the combustion efficiency is poor, the diesel particulate filter is enlarged, and the unit volume per unit volume It is necessary to reduce the load. On the other hand, in the oxidation catalyst of the present invention, the particulates are burned without using NOx. Therefore, the particulates can be burned efficiently using oxygen in the regenerated air when the engine is stopped. Therefore, the load per unit volume can be increased, and the diesel particulate filter can be reduced in size.
また、貴金属触媒はエンジン停止時のＮＯｘを含まない再生空気において燃焼効率が悪いため、再生空気を高温にしなければならないため、再生用電気ヒータを大型化する必要がある。これに対して、本発明の酸化触媒であれば、エンジン停止時の再生空気においてもその雰囲気中の酸素を利用して、パティキュレートを効率良く燃焼することができるため、再生空気を酸化触媒の活性化温度程度に上昇させれば良く、再生用電気ヒータを小型化できる。 Further, since the precious metal catalyst has low combustion efficiency in the regeneration air that does not contain NOx when the engine is stopped, the regeneration air must be heated to a high temperature, and thus the regeneration electric heater needs to be enlarged. On the other hand, with the oxidation catalyst of the present invention, the particulates can be efficiently burned using oxygen in the atmosphere even when the engine is stopped. What is necessary is just to raise to about activation temperature, and the electric heater for reproduction | regeneration can be reduced in size.
アルカリ金属のカリウム、ルビジウム、セシウムの酸化物は、イオン結合性が強くて還元性を示し、電気陰性度が低く最外殻電子を与えやすいため、活性酸素が容易に生成しパティキュレートを効率良く酸化燃焼することが可能になる。 Alkali metals such as potassium, rubidium, and cesium oxides have strong ionic bonding and reducibility, and have a low electronegativity and are easy to give outermost electrons. It becomes possible to oxidize and burn.
遷移金属のバナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀の酸化物及び、原子番号５７から７１のランタノイドのうち、ランタン、セリウム、プラセオジムの酸化物は、多様な酸化状態をとり、かつ不定比の酸化物を形成するため、活性酸素が容易に生成しパティキュレートを効率良く酸化燃焼することが可能になる。 Among the transition metal vanadium, iron, cobalt, nickel, copper, zirconium, niobium, molybdenum, silver oxides, and lanthanoids having atomic numbers 57 to 71, oxides of lanthanum, cerium, and praseodymium have various oxidation states. In addition, since the non-stoichiometric oxide is formed, active oxygen is easily generated, and the particulates can be oxidized and burned efficiently.
本発明の請求項１２に記載の発明は、多孔質の無機酸化物が、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、マグネシアの内いずれか一つ以上を、あるいは、二つ以上の複合酸化物を含むことを特徴とする請求項９に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to claim 12 of the present invention is such that the porous inorganic oxide is one or more of silica, alumina, titania, zirconia, zeolite and magnesia, or two or more composite oxides. The exhaust gas purifying device according to
これら多孔質の無機酸化物は、表面積が非常に大きく、これらに酸化触媒を担持することによって、さらに触媒表面積が増大し、パティキュレートと触媒表面との接触確率が向上し、低温・高効率で燃焼可能になるため、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化できる。 These porous inorganic oxides have a very large surface area, and by supporting an oxidation catalyst on them, the surface area of the catalyst is further increased, the contact probability between the particulates and the catalyst surface is improved, and low temperature and high efficiency are achieved. Since the combustion becomes possible, the diesel particulate filter can be reduced in size.
シリカは、出発原料の種類や製造時の焼成温度によっても異なるが、一般的に表面積４０ｍ２／ｇ前後以上を有するものが多く、酸化触媒を担持する無機酸化物として適している。ここで表面積とはいわゆる比表面積のことで、ＢＥＴ法により求めた値である。 Silica varies depending on the type of starting material and the firing temperature during production, but generally has a surface area of about 40 m 2 / g or more, and is suitable as an inorganic oxide supporting an oxidation catalyst. Here, the surface area is a so-called specific surface area and is a value determined by the BET method.
アルミナは、結晶相によってその表面積が異なり、α−アルミナ（コランダム型）は一般的に１０ｍ２／ｇ前後と小さいので酸化触媒を担持する無機酸化物として好ましくない。γ−アルミナ（スピネル型）は、出発原料の種類や製造時の焼成温度によっても異なるが、一般的に表面積１００ｍ２／ｇ以上を有するものが多く、酸化触媒を担持する無機酸化物として適している。 Alumina has a surface area that varies depending on the crystal phase, and α-alumina (corundum type) is generally as small as about 10 m 2 / g, which is not preferable as an inorganic oxide supporting an oxidation catalyst. γ-alumina (spinel type) varies depending on the type of starting material and the firing temperature during production, but generally has a surface area of 100 m 2 / g or more and is suitable as an inorganic oxide supporting an oxidation catalyst. Yes.
チタニアは、一般的に表面積４０ｍ２／ｇ前後以上を有するものが多く、酸化触媒を担持する無機酸化物として適している。結晶相は、アナターゼ型（アナタース型とも）やルチル型やブルカイト型やアモルファスなどがあり、高温雰囲気下における結晶安定性を考慮し、アナターゼ型、ルチル型が適用可能である。 In general, many titanias have a surface area of about 40 m 2 / g or more, and are suitable as inorganic oxides supporting an oxidation catalyst. The crystal phase includes anatase type (also anatase type), rutile type, brookite type, amorphous type, and the like, and anatase type and rutile type are applicable in consideration of crystal stability in a high temperature atmosphere.
ジルコニアは、出発原料の種類や製造法によっても異なるが、一般的に表面積４０ｍ２／ｇ前後以上を有するものが多く、酸化触媒を担持する無機酸化物として適している。 Although zirconia varies depending on the type of starting material and the production method, it generally has a surface area of about 40 m 2 / g or more, and is suitable as an inorganic oxide supporting an oxidation catalyst.
ゼオライトは、結晶構造によってＹ型、モルデナイト、ベータ、ＺＳＭ−５などがあり、一般的に表面積３００ｍ２／ｇ前後以上を有するものが多く、酸化触媒を担持する無機酸化物として適している。 Zeolites include Y-type, mordenite, beta, ZSM-5, etc. depending on the crystal structure, and generally have a surface area of about 300 m 2 / g or more, and are suitable as inorganic oxides supporting an oxidation catalyst.
マグネシアは、出発原料の種類や製造法によっても異なるが、一般的に表面積４０ｍ２／ｇ前後以上を有するものが多く、酸化触媒を担持する無機酸化物として適している。 Magnesia differs depending on the type of starting material and the production method, but generally has a surface area of about 40 m 2 / g or more, and is suitable as an inorganic oxide supporting an oxidation catalyst.
いずれの多孔質の無機酸化物も表面積が大きく酸化触媒を担持するには適しており、表面積の大きさからはγ−アルミナ（スピネル型）とゼオライトが好ましいが、酸化触媒との相互作用や結晶安定性によって使用する金属の種類を選択することができる。 Any porous inorganic oxide has a large surface area and is suitable for supporting an oxidation catalyst. From the viewpoint of the surface area, γ-alumina (spinel type) and zeolite are preferable. Depending on the stability, the type of metal used can be selected.
本発明の請求項１３に記載の発明は、有害ガスを浄化するハニカムフィルタをディーゼルパティキュレートフィルタの下流側に配置したことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の排気ガス浄化装置である。 The invention according to claim 13 of the present invention is characterized in that the honeycomb filter for purifying noxious gas is disposed downstream of the diesel particulate filter. It is.
ディーゼルパティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートを燃焼する際に、堆積量が少ない場合は水と二酸化炭素へ完全燃焼することができるが、堆積量が多い場合は完全燃焼することができずに有害ガスが生成する。有害ガスは、炭化水素や一酸化炭素などである。有害ガスは、ハニカムフィルタを別途排気管内に設置して、燃焼除去する必要がある。ディーゼルパティキュレートフィルタの下流側にハニカムフィルタを配置することによって、ハニカムフィルタ表面がパティキュレートによって覆われることなくなるため、ハニカムフィルタの触媒活性を維持させることができるようになる。 When burning particulates deposited on a diesel particulate filter, if the amount of deposit is small, it can be completely burned to water and carbon dioxide, but if the amount of deposit is large, it cannot be completely burned and is harmful gas Produces. The harmful gas is a hydrocarbon or carbon monoxide. Toxic gases need to be removed by combustion by installing a honeycomb filter separately in the exhaust pipe. By disposing the honeycomb filter on the downstream side of the diesel particulate filter, the surface of the honeycomb filter is not covered with the particulate, so that the catalytic activity of the honeycomb filter can be maintained.
ここで、従来の排気ガス浄化装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタに酸化触媒を担持していないため、酸化触媒を担持したときに比べて有害ガスが大量に生成するため、これを燃焼除去するためにハニカムフィルタを大型化する必要があった。これに対して本発明の排気ガス浄化装置は、有害ガスの生成量が少ないため、ハニカムフィルタを小型化することができる。 Here, since the conventional exhaust gas purification device does not carry an oxidation catalyst on the diesel particulate filter, a large amount of harmful gas is produced compared to the case where the oxidation catalyst is carried. It was necessary to enlarge the honeycomb filter. On the other hand, since the exhaust gas purification apparatus of the present invention has a small amount of harmful gas generation, the honeycomb filter can be downsized.
本発明の請求項１４に記載の発明は、ハニカムフィルタが、白金、パラジウムの内いずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１３に記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to claim 14 of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus according to
ディーゼルパティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートを完全燃焼できずに生成した有害ガスは、白金やパラジウムによって最も効率良く燃焼できるので、単位体積当りの有害ガス燃焼量を増やすことができ、ハニカムフィルタを小型化できる。 Hazardous gas generated without complete combustion of the particulates deposited on the diesel particulate filter can be burned most efficiently by platinum and palladium, so the amount of harmful gas combustion per unit volume can be increased, and the honeycomb filter can be made compact. Can be
また、効率良く燃焼できるので、ハニカムフィルタの長さ方向も短くすることが可能になり、さらにハニカムフィルタを小型化すると共に、圧力損失が低減することで、送風手段をも小型化できる。 In addition, since the combustion can be efficiently performed, the length direction of the honeycomb filter can be shortened, and further, the honeycomb filter can be reduced in size and the pressure loss can be reduced, so that the blower means can be reduced in size.
なお、白金は炭素数が３以上のパラフィン系炭化水素（飽和鎖状化合物）の燃焼活性が高く、パラジウムはオレフィン系炭化水素（二重結合を有する飽和鎖状化合物）やメタンなどの燃焼活性が高いため、組合せて用いても良く、白金とパラジウムを合金化することで、触媒担体の無機酸化物との親和性が増大し、貴金属粒子のシンタリングを抑制する効果も高めることができる。 Platinum has a high combustion activity for paraffin hydrocarbons (saturated chain compounds) having 3 or more carbon atoms, and palladium has a combustion activity for olefin hydrocarbons (saturated chain compounds having double bonds), methane, and the like. Since it is high, it may be used in combination. By alloying platinum and palladium, the affinity of the catalyst support with the inorganic oxide is increased, and the effect of suppressing sintering of the noble metal particles can be enhanced.
本発明の請求項１５に記載の発明は、ハニカムフィルタが、多孔質の無機酸化物で、アルミナ、ジルコニア、ゼオライト、セリアの内いずれか一つ以上を、あるいは、二つ以上の複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の排気ガス浄化装置である。 According to a fifteenth aspect of the present invention, the honeycomb filter is a porous inorganic oxide, and includes at least one of alumina, zirconia, zeolite, and ceria, or two or more composite oxides. The exhaust gas purifying device according to claim 13 or 14, wherein the exhaust gas purifying device is included.
本発明の請求項１２と同様に、多孔質の無機酸化物に白金やパラジウムを担持することによって触媒表面積が増大し、有害ガスと触媒表面との接触確率が向上し、低温・高効率で燃焼可能になるため、ハニカムフィルタを小型化できる。
As in
また、さらに効率良く燃焼できるので、ハニカムフィルタの長さ方向も短くすることが可能になり、さらにハニカムフィルタを小型化すると共に、圧力損失が低減することで、送風手段をも小型化できる。 In addition, since the combustion can be performed more efficiently, the length direction of the honeycomb filter can be shortened. Further, the honeycomb filter can be reduced in size and the pressure loss can be reduced, so that the blower means can also be reduced in size.
また、多孔質の無機酸化物は、再生空気中の有害ガスを吸着して白金やパラジウムの近傍に有害ガス成分を濃縮するため、有害ガスと触媒表面との接触確率が向上し、低温・高効率で燃焼可能になるため、ハニカムフィルタを小型化できる。 In addition, porous inorganic oxides adsorb harmful gases in the regeneration air and concentrate harmful gas components in the vicinity of platinum and palladium, improving the contact probability between the harmful gases and the catalyst surface. The honeycomb filter can be downsized because it can be burned with efficiency.
本発明の請求項１６に記載の発明は、ハニカムフィルタの基材が、メタルハニカムであることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の排気ガス浄化装置である。
The invention according to claim 16 of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus according to any one of
メタルハニカムは、通常良く用いられるコージェライトハニカムと比べて熱容量は低いが、熱伝導率が高く、ディーゼルパティキュレートフィルタ通過後の低エネルギーの再生空気の熱をハニカムフィルタに担持した酸化触媒に効率良く伝達することができるので、単位体積当りの有害ガス燃焼量を増やすことができ、ハニカムフィルタを小型化できる。 Metal honeycombs have a lower heat capacity than commonly used cordierite honeycombs, but they have high thermal conductivity, and the oxidation catalyst that supports the low-energy regenerated air after passing through the diesel particulate filter is efficiently applied to the oxidation catalyst. Since it can be transmitted, the amount of harmful gas combustion per unit volume can be increased, and the honeycomb filter can be miniaturized.
また、さらに効率良く燃焼できるので、ハニカムフィルタの長さ方向も短くすることが可能になり、さらにハニカムフィルタを小型化すると共に、圧力損失が低減することで、送風手段をも小型化できる。 In addition, since the combustion can be performed more efficiently, the length direction of the honeycomb filter can be shortened. Further, the honeycomb filter can be reduced in size and the pressure loss can be reduced, so that the blower means can also be reduced in size.
また、メタルハニカムは、排気管内壁に溶接して固定・設置することができるため、排気管径を小さくし、排気ガス浄化装置を小型化することができる。なお、通常良く用いられるコージェライトハニカムは排気管内に無機系の膨張マットなどを用いて固定するため、膨張マット分だけ、排気管径を大きくする必要があり、排気ガス浄化装置は大型化する。 Further, since the metal honeycomb can be fixed and installed by welding to the inner wall of the exhaust pipe, the exhaust pipe diameter can be reduced and the exhaust gas purification device can be downsized. Since cordierite honeycombs that are usually used are fixed in the exhaust pipe using an inorganic expansion mat or the like, it is necessary to increase the diameter of the exhaust pipe by the amount of the expansion mat, and the exhaust gas purification device is enlarged.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の排気ガス浄化装置の側面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side view of an exhaust gas purification apparatus according to
実施の形態１の排気ガス浄化装置の構成を説明する。
The configuration of the exhaust gas purifying apparatus according to
排気ガス浄化装置１を、ディーゼルエンジン２の排気通路３に設置する。排気ガス浄化装置１は、排気ガス中のパティキュレート４を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ５と、ディーゼルパティキュレートフィルタ５に捕集されたパティキュレート４を燃焼除去する再生用電気ヒータ６と、送風手段８とで構成している。
The exhaust
排気ガス浄化装置１は、車両のエンジンルーム内のレイアウトに応じて排気通路３の適切な位置に配置すればよいが、排気ガス浄化装置１に、極力高い排気ガス温度の排気ガスを流入させた方がパティキュレート４を燃焼除去するのに有利であることから、排気ガス浄化装置１と、ディーゼルエンジン２との間隔は短いほど望ましい。
The exhaust
ディーゼルパティキュレートフィルタ５と、再生用電気ヒータ６とは近接配置し、互いの間隔は１０〜２０ｍｍ程度が望ましい。
It is desirable that the
再生用電気ヒータ６は、ディーゼルエンジン２の排気ガスに含まれる腐食性ガスやパティキュレート４への耐久性を考慮して、発熱体を金属で被覆したシーズヒータや、セラミックで被覆したセラミックヒータなどが望ましい。発熱体としては、鉄クロムアルミ、ニッケルクロム、白金、モリブデン、タンタル、タングステン、炭化珪素、モリブデンシリサイト、カーボンなどが挙げられる。被覆材料としては、高温耐久性や耐腐食性、耐振動性などを考慮して、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３２１、インコロイ８００、インコロイ８２５、インコネル６００）、アルミナ、窒化珪素などが挙げられる。また、再生用電気ヒータ６の形状としては、Ｕ字型、Ｍ型、渦巻き型などがあるが、小型化できる形状であれば特に限定しない。
The regenerative
開閉部７は、ディーゼルエンジン２運転時に閉じ、ディーゼルエンジン２停止時に開くような逆止弁構造を有している。逆止弁構造は、通風方向によって完全遮断と、通風とを実現できるため、開閉動力が必要ない。逆止弁を開閉させる時の圧力（以降、クラッキング圧）は２０〜２００Ｐａ程度が望ましい。この範囲以下だとディーゼルエンジン２運転時に完全遮断が難しく、これ以上だとディーゼルエンジン２停止時に通風が困難になり、送風手段８が大型化する。
The opening /
送風手段８は、ディーゼルエンジン２停止時にのみ排気通路３途中の開閉部７に装着できる構造を有している。開閉部７と、送風手段８との着脱を平易にできるワンタッチカプラなどを用いると良い。送風手段としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ５にパティキュレート４が堆積した状態が示す圧力損失、及び開閉部７のクラッキング圧に打ち勝つだけの静圧を出力できるものであれば何でも良い。送風手段８の種類としては一般的に、圧縮比１．１以下のファンや、圧縮比１．１以上のブロワや、ポンプなどが挙げられる。ファンとしては、静圧の低いものから、軸流送風機（プロペラファン）、横断流送風機（クロスフローファン）、斜流送風機（斜流ファン）、遠心送風機（シロッコファン、ターボファン）が挙げられる。ブロワとしては、ターボブロワ、容積ブロワが挙げられる。ポンプとしては、非容積式ポンプ（遠心ポンプ、プロペラポンプ、粘性ポンプ）や、容積式ポンプ（往復動ポンプ、回転ポンプ）や、噴射ポンプ、気泡ポンプ、水槌ポンプ、水中ポンプなどが挙げられる。
The air blowing means 8 has a structure that can be attached to the opening /
再生用電気ヒータ６と、送風手段８は外部電源によって駆動する。
The regeneration
ディーゼルパティキュレートフィルタ５の多孔壁表面及び内部には酸化触媒を担持している。ディーゼルパティキュレートフィルタ５の材質としては、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミのうちいずれかであることが望ましい。酸化触媒としては、カリウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルビジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、セシウム、ランタン、セリウム、プラセオジムの内いずれか一つ以上の金属を含むと良い。また、酸化触媒は多孔質の無機酸化物に担持すると良い。無機酸化物としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、マグネシアの内いずれか一つ以上を、あるいは、二つ以上の複合酸化物を用いると良い。
An oxidation catalyst is supported on the porous wall surface and inside of the
実施の形態１の排気ガス浄化装置の作用を説明する。
The operation of the exhaust gas purification apparatus of
ディーゼルエンジン２運転時は、逆止弁構造の開閉部７が自動で遮断し、排気ガス浄化装置１にパティキュレート４を含む排気ガスをディーゼルパティキュレートフィルタ５に流通させる。
During the operation of the
パティキュレート４は、ブラウン運動によって、ディーゼルパティキュレートフィルタ５の多孔壁表面及び内部表面に移動し捕集され、さらに捕集されたパティキュレート４の堆積層によって後から来るパティキュレート４が捕集される。
The
ディーゼルパティキュレートフィルタ５に捕集されたパティキュレート４は、排気ガス温度が酸化触媒の活性化温度に到達していれば燃焼除去され、活性化温度以下であれば燃焼除去されずに堆積が進む。
The
ディーゼルエンジン２停止時は、送風手段８を開閉部７に接続し、ディーゼルパティキュレートフィルタ５に対して送風手段８によって送風し、この送風圧により開閉部７は開放され、再生用電気ヒータ６によって送風空気を加熱して、ディーゼルエンジン２運転時に燃焼除去されずに堆積したパティキュレート４を燃焼除去してディーゼルパティキュレートフィルタ５を再生する。
When the
再生が完了したら、開閉部７から送風手段８を脱着し、開閉部７を閉じる。
When the reproduction is completed, the blowing means 8 is detached from the opening /
この操作を繰り返すことによって、ディーゼルパティキュレートフィルタ５にパティキュレート４が過剰に堆積することを防止し、ディーゼルパティキュレートフィルタ５の圧力損失増大によって引き起こされるディーゼルエンジン２の出力低下を回避する。
By repeating this operation, the
実施の形態１の排気ガス浄化装置の効果を説明する。
The effect of the exhaust gas purification apparatus of
送風手段８が着脱可能で、ディーゼルエンジン２停止時にのみ開閉部７に接続することすることで、ディーゼルエンジン２運転時の排気ガス浄化装置１全体を小型化できる。
By connecting the
また、ディーゼルパティキュレートフィルタ５に酸化触媒を担持することで、パティキュレート４を低温・高効率で燃焼可能なため、ディーゼルパティキュレートフィルタ５及び再生用電気ヒータ６を小型化できる。
In addition, by supporting the oxidation catalyst on the
従来のようにディーゼルパティキュレートフィルタ５に酸化触媒を担持しない場合は、パティキュレート４の可燃温度である６００〜６５０℃程度まで昇温する必要があり、ディーゼルパティキュレートフィルタ５を保温するための断熱構造や再生用電気ヒータ６などが大型化するため、酸化触媒を担持することは非常に有効である。
When an oxidation catalyst is not supported on the
特に、ディーゼルエンジン２停止時に堆積したパティキュレート４を燃焼除去して再生するためには、空気中の酸素を利用してパティキュレート４を燃焼する酸化触媒が有効である。
In particular, in order to burn and remove the
また、ディーゼルエンジン２運転時に堆積したパティキュレート４を強制的に燃焼除去して再生する強制再生方式は、パティキュレート４を燃焼する際に、燃料噴射するための燃料ポンプなどが必要であるが、本発明のようなディーゼルエンジン２停止時に堆積したパティキュレート４を燃焼除去して再生するバッチ再生方式は不要になるため、排気ガス浄化装置１全体を小型化できる。
In addition, the forced regeneration method for forcibly removing and regenerating the
また、強制再生方式の場合、噴射した燃料を燃焼して排気ガス温度を上昇させるための酸化触媒がディーゼルパティキュレートフィルタ５の前段に必要だが、本発明では不要のため、排気ガス浄化装置１全体を小型化できる。
In the case of the forced regeneration system, an oxidation catalyst for burning the injected fuel and raising the exhaust gas temperature is required in the front stage of the
また、再生用電気ヒータ６への電源供給する際に、ディーゼルエンジン２に搭載したバッテリーから供給する場合はその分だけバッテリー容量を大きくしておかなければならないが、再生用電気ヒータ６を外部電源駆動とすることで、搭載バッテリーを小型化することができる。
Further, when supplying power to the regeneration
また、再生用電気ヒータ６とディーゼルパティキュレートフィルタ５とを近接配置することで、排気ガス浄化装置１全体を小型化することができる。
Further, by arranging the regeneration
また、再生用電気ヒータ６をディーゼルパティキュレートフィルタ５に近接配置することで、再生空気を効率良く加熱し、加熱された再生空気が冷却される前にディーゼルパティキュレートフィルタ５に送り込むことで、効率良くディーゼルパティキュレートフィルタ５を加熱できるため、効率が良い分だけ再生用電気ヒータ６を小型化することができ、結果として排気ガス浄化装置１全体を小型化することができる。
Further, by arranging the regeneration
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２の排気ガス浄化装置における再生用電気ヒータの斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a perspective view of an electric heater for regeneration in the exhaust gas purifying apparatus according to
図２において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、異なる点を説明する。 In FIG. 2, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different points will be described.
実施の形態２の排気ガス浄化装置の構成を説明する。 A configuration of the exhaust gas purification apparatus of the second embodiment will be described.
再生用電気ヒータ６は、金属製ハニカム９と、バンドヒータ１０とで構成している。金属製ハニカム９と、バンドヒータ１０とは完全に密着しており、排気通路３内に収められている。
The regeneration
金属製ハニカム９としては、一般的なハニカム状のセル構造（三角形以上の多角形）の他、発泡構造などでも同様の整流効果が得られれば特に構造を限定しない。また、耐高温腐食性、耐振動性を考慮したステンレス鋼であれば良い。
The
バンドヒータ１０としては、マイカより耐熱性や熱効率の高いマグネシア粉で絶縁構造をとると良い。さらに、バンドに用いる材料はステンレス鋼が適している。
As the
実施の形態２の排気ガス浄化装置の作用、効果を説明する。
The operation and effect of the exhaust gas purification apparatus of
ディーゼルエンジン２運転時の排気ガスや、ディーゼルエンジン２停止時の再生空気が、金属製ハニカム９を通過する際に、通気抵抗を低く抑えながら整流する効果が得られるので、整流板を別途設ける必要がなくなり、排気ガス浄化装置全体を小型化できる。
Since exhaust gas during operation of the
また、ディーゼルエンジン２停止時にはバンドヒータ１０に通電することにより金属製ハニカム９を通過する再生空気を加熱するとともにディーゼルパティキュレートフィルタへ均一に流入させ、パティキュレートの燃焼性が向上し、ディーゼルパティキュレートフィルタを小型化でき、結果として排気ガス浄化装置１全体を小型化することができる。
In addition, when the
また、本形態のような構成であれば、バンドヒータ１０とディーゼルエンジン２運転時の排気ガスとが直接接触しないため、ヒータの被覆材料表面が排気ガスに含まれる腐食性ガスによって起こる腐食の進行を抑制でき、絶縁破壊によるヒータ劣化を防止する効果も得られる。
Further, in the configuration as in the present embodiment, the
なお、金属製ハニカム９表面に、ディーゼルエンジン２運転時の排気ガスに含まれる有害ガス成分である一酸化炭素や炭化水素などを浄化するための酸化触媒を担持しておいても良い。
In addition, you may carry | support the oxidation catalyst for purifying carbon monoxide, hydrocarbons, etc. which are harmful gas components contained in the exhaust gas at the time of
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３の排気ガス浄化装置の側面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a side view of the exhaust gas purifying apparatus according to
図３において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、異なる点を説明する。 In FIG. 3, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different points will be described.
実施の形態３の排気ガス浄化装置の構成を説明する。
The configuration of the exhaust gas purification apparatus of
ディーゼルパティキュレートフィルタ５と再生用電気ヒータ６とを単一配管１１に交互から収納する構成である。
In this configuration, the
実施の形態３の排気ガス浄化装置の作用、効果を説明する。
The operation and effect of the exhaust gas purification apparatus of
図には示さないが、通常、メンテナンスを考慮し、ディーゼルパティキュレートフィルタ５、及び再生用電気ヒータ６を各配管に収納し、互いをフランジで接続する構造をとる。フランジ部は、ディーゼルパティキュレートフィルタ５や再生用電気ヒータ６を収納する配管よりも直径が大きいため、フランジ部を断熱する場合、どうしても断熱材厚み分だけ大型化する。フランジ部を断熱しない場合、フランジ部から放熱が促進されるため、放熱分だけ再生用電気ヒータ６を大型化する必要がある。
Although not shown in the drawing, in consideration of maintenance, the
これに対して本形態のように、単一配管１１に交互から収納する構造をとることで、ディーゼルパティキュレートフィルタ５と、再生用電気ヒータ６との間のフランジをなくすことができるため、フランジ部における放熱面積が減少し、熱保温性が高まり、断熱構造１２を簡素化できるようになり、排気ガス浄化装置１全体を小型化できる。
On the other hand, the flange between the
なお、ディーゼルパティキュレートフィルタ５と、再生用電気ヒータ６を断熱することによって、ディーゼルエンジン２運転時は排気ガス温度を、ディーゼルエンジン２停止時は再生空気温度を高い状態で維持したまま、ディーゼルパティキュレートフィルタ５へ送ることができるため、パティキュレート４の燃焼効率を上げることができることから、実施の形態１から３のいずれにも断熱構造は必須である。断熱材としては、シリカアルミナ、シリカ、アルミナなどの原料を溶融して高速圧縮空気や遠心力によって繊維化したものが適している。
The
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４の排気ガス浄化装置の側面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a side view of an exhaust gas purification apparatus according to
図４において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、異なる点を説明する。 In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points are described.
実施の形態３の排気ガス浄化装置の構成を説明する。
The configuration of the exhaust gas purification apparatus of
ディーゼルパティキュレートフィルタ５の下流側に、ハニカムフィルタ１３を設置する構成である。ハニカムフィルタ１３は、メタルハニカムの流路壁面に酸化触媒となる白金やパラジウムと、触媒担体となる多孔質の無機酸化物とを担持したものである。
The
実施の形態４の排気ガス浄化装置の作用、効果を説明する。
The operation and effect of the exhaust gas purification apparatus of
ディーゼルパティキュレートフィルタ５に堆積したパティキュレート４を燃焼する際に、堆積量が少ない場合は水と二酸化炭素へ完全燃焼することができるが、堆積量が多い場合は完全燃焼することができずに有害ガスが生成する。有害ガスは、炭化水素や一酸化炭素などであり、これらをハニカムフィルタ１３によって燃焼除去する。
When burning the
ハニカムフィルタ１３に用いる酸化触媒は、白金、パラジウムの内いずれか一つ以上を含むと良い。ディーゼルパティキュレートフィルタ５に堆積したパティキュレート４を完全燃焼できずに生成した有害ガスである炭化水素や一酸化炭素は、白金やパラジウムによって最も効率良く燃焼できるので、単位体積当りの有害ガス燃焼量を増やすことができ、ハニカムフィルタ１３を小型化でき、図４に示すように排気ガス浄化装置の出口配管内に設置できる。
The oxidation catalyst used for the
よって、ハニカムフィルタ１３を設けても、排気ガス浄化装置１全体の大きさは変わらず、小型化を維持したままで有害ガスを燃焼除去することができる。
Therefore, even if the
なお、白金は炭素数が３以上のパラフィン系炭化水素（飽和鎖状化合物）の燃焼活性が高く、パラジウムはオレフィン系炭化水素（二重結合を有する飽和鎖状化合物）やメタンなどの燃焼活性が高いため、組合せて用いても良く、白金とパラジウムを合金化することで、触媒担体の無機酸化物との親和性が増大し、貴金属粒子のシンタリングを抑制する効果も高めることができる。 Platinum has a high combustion activity for paraffin hydrocarbons (saturated chain compounds) having 3 or more carbon atoms, and palladium has a combustion activity for olefin hydrocarbons (saturated chain compounds having double bonds), methane, and the like. Since it is high, it may be used in combination. By alloying platinum and palladium, the affinity of the catalyst support with the inorganic oxide is increased, and the effect of suppressing sintering of the noble metal particles can be enhanced.
ハニカムフィルタ１３に用いる触媒担体は、多孔質の無機酸化物で、アルミナ、ジルコニア、ゼオライト、セリアの内いずれか一つ以上を、あるいは、二つ以上の複合酸化物を含むと良い。多孔質の無機酸化物に白金やパラジウムを担持することによって触媒表面積が増大し、有害ガスと触媒表面との接触確率が向上し、低温・高効率で燃焼可能になるため、ハニカムフィルタ１３を小型化できる。また、多孔質の無機酸化物は、再生空気中の有害ガスを吸着して白金やパラジウムの近傍に有害ガス成分を濃縮するため、有害ガスと触媒表面との接触確率が向上し、低温・高効率で燃焼可能になるため、ハニカムフィルタ１３を小型化できる。
The catalyst carrier used for the
ハニカムフィルタ１３に用いる基材は、メタルハニカムが良い。メタルハニカムは、通常良く用いられるコージェライトハニカムと比べて熱容量は低いが、熱伝導率が高く、ディーゼルパティキュレートフィルタ５通過後の低エネルギーの再生空気の熱をハニカムフィルタ１３に担持した酸化触媒に効率良く伝達することができるので、単位体積当りの有害ガス燃焼量を増やすことができ、ハニカムフィルタ１３を小型化できる。
The base material used for the
また、メタルハニカムは、排気通路３内壁に溶接して固定・設置することができるため、排気通路３の直径を小さくし、排気ガス浄化装置１を小型化することができる。なお、通常良く用いられるコージェライトハニカムは排気通路３内に無機系の膨張マットなどを用いて固定するため、膨張マット分だけ、排気通路３の直径を大きくする必要があり、排気ガス浄化装置１は大型化する。
Further, since the metal honeycomb can be welded and fixed to the inner wall of the
なお、ハニカムフィルタ１３の設置位置としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ５と極力近いほうが良い。再生空気の温度を高く保持したまま、ハニカムフィルタ１３へと流入させたほうが、有害ガスを効率良く燃焼できるからである。
The installation position of the
以上のように、メタルハニカムの流路壁面に酸化触媒となる白金やパラジウムと、触媒担体となる多孔質の無機酸化物とを担持したハニカムフィルタ１３をディーゼルパティキュレートフィルタ５の下流側、排気ガス浄化装置の出口配管内に設置することにより、ハニカムフィルタ１３を設けても、排気ガス浄化装置１全体の大きさは変わらず、小型化を維持したままで有害ガスを燃焼除去することができる。さらに、ハニカムフィルタの長さ方向も短くすることが可能になり、圧力損失が低減することで、送風手段をも小型化できる。
As described above, the
本発明にかかる排気ガス浄化装置は、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタと再生用電気ヒータとを近接配置し、排気通路途中の開閉部に着脱可能な外部電源駆動の送風手段を構成したので、捕集したパティキュレートを燃焼除去する必要がある場合にのみ、開閉部に送風手段を装着して再生できるようになり、より小型化することができる。これは、自動車だけでなく、建設機械、発電機、フォークリフト、耕運機、船舶などに搭載する排気ガス浄化装置として有用である。 In the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention, the diesel particulate filter carrying the oxidation catalyst and the electric heater for regeneration are arranged close to each other, and the external power source-driven air blowing means that can be attached to and detached from the opening / closing part in the middle of the exhaust passage is provided. Only when it is necessary to burn and remove the collected particulates, it is possible to regenerate by attaching a blowing means to the opening and closing portion, and it is possible to further reduce the size. This is useful not only as an automobile but also as an exhaust gas purification device mounted on a construction machine, a generator, a forklift, a cultivator, a ship, and the like.
１ 排気ガス浄化装置
２ ディーゼルエンジン
３ 排気通路
４ パティキュレート
５ ディーゼルパティキュレートフィルタ
６ 再生用電気ヒータ
７ 開閉部
８ 送風手段
DESCRIPTION OF
Claims (16)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009258598A JP2011099428A (en) | 2009-10-06 | 2009-11-12 | Exhaust emission control device |
| PCT/JP2010/005913 WO2011043046A1 (en) | 2009-10-06 | 2010-10-01 | Exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009232356 | 2009-10-06 | ||
| JP2009258598A JP2011099428A (en) | 2009-10-06 | 2009-11-12 | Exhaust emission control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011099428A true JP2011099428A (en) | 2011-05-19 |
Family
ID=44190796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009258598A Pending JP2011099428A (en) | 2009-10-06 | 2009-11-12 | Exhaust emission control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011099428A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014010147A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Hyundai Motor Company Co Ltd | Soot measurement sensor of diesel engine |
| US10138778B2 (en) | 2014-05-26 | 2018-11-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system of internal combustion engine |
| KR102012507B1 (en) * | 2019-07-01 | 2019-08-20 | 동병길 | Apparatus for purification of waste gas |
| CN114832565A (en) * | 2021-02-01 | 2022-08-02 | 西南交通大学 | Intelligent treatment device and method for dust and harmful gas in underground engineering construction |
| CN115041017A (en) * | 2022-05-13 | 2022-09-13 | 南京都乐制冷设备有限公司 | Device and method for removing VOCs in closed area |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0573221U (en) * | 1992-03-02 | 1993-10-08 | 日産ディーゼル工業株式会社 | Particulate trap filter regeneration device |
| JPH07174019A (en) * | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Calsonic Corp | Metallic catalyst converter |
| JPH0968032A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
| JPH1089056A (en) * | 1996-09-17 | 1998-04-07 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control catalyst for diesel engine |
| JPH11123306A (en) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Filter for cleaning gaseous emission and apparatus for cleaning gaseous emission in which the filter is used |
| JP2001508515A (en) * | 1996-03-19 | 2001-06-26 | マーク・ティムコ | Tail pipe catalytic converter including back pressure relief device |
| JP2001241322A (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Toyota Motor Corp | Catalyst container |
| JP2003170056A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Exhaust gas cleaning catalyst and exhaust gas cleaning material using the same |
| JP2006057614A (en) * | 2004-08-16 | 2006-03-02 | Masaaki Okazaki | Exhaust emission control device |
| JP2007144306A (en) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Babcock Hitachi Kk | Method for manufacturing catalyst for cleaning exhaust gas |
-
2009
- 2009-11-12 JP JP2009258598A patent/JP2011099428A/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0573221U (en) * | 1992-03-02 | 1993-10-08 | 日産ディーゼル工業株式会社 | Particulate trap filter regeneration device |
| JPH07174019A (en) * | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Calsonic Corp | Metallic catalyst converter |
| JPH0968032A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
| JP2001508515A (en) * | 1996-03-19 | 2001-06-26 | マーク・ティムコ | Tail pipe catalytic converter including back pressure relief device |
| JPH1089056A (en) * | 1996-09-17 | 1998-04-07 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control catalyst for diesel engine |
| JPH11123306A (en) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Filter for cleaning gaseous emission and apparatus for cleaning gaseous emission in which the filter is used |
| JP2001241322A (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Toyota Motor Corp | Catalyst container |
| JP2003170056A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Exhaust gas cleaning catalyst and exhaust gas cleaning material using the same |
| JP2006057614A (en) * | 2004-08-16 | 2006-03-02 | Masaaki Okazaki | Exhaust emission control device |
| JP2007144306A (en) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Babcock Hitachi Kk | Method for manufacturing catalyst for cleaning exhaust gas |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014010147A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Hyundai Motor Company Co Ltd | Soot measurement sensor of diesel engine |
| US10138778B2 (en) | 2014-05-26 | 2018-11-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system of internal combustion engine |
| KR102012507B1 (en) * | 2019-07-01 | 2019-08-20 | 동병길 | Apparatus for purification of waste gas |
| CN114832565A (en) * | 2021-02-01 | 2022-08-02 | 西南交通大学 | Intelligent treatment device and method for dust and harmful gas in underground engineering construction |
| CN114832565B (en) * | 2021-02-01 | 2023-05-30 | 西南交通大学 | Intelligent treatment device and method for underground engineering construction dust and harmful gas |
| CN115041017A (en) * | 2022-05-13 | 2022-09-13 | 南京都乐制冷设备有限公司 | Device and method for removing VOCs in closed area |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6312210B2 (en) | Internal combustion engine exhaust gas purification method | |
| KR102061132B1 (en) | Electrically heated catalyst for a compression ignition engine | |
| CN107073447B (en) | Catalyst for exhaust gas purification | |
| JP6372513B2 (en) | Catalytic converter | |
| EP2284371B1 (en) | Exhaust gas purification apparatus | |
| JP4556587B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JP2010029752A (en) | Catalyst device for purifying exhaust gas and exhaust gas purifying method | |
| CN105983339A (en) | Catalytic converter | |
| JP2011099428A (en) | Exhaust emission control device | |
| GB2522775A (en) | Exhaust system for a compression ignition engine comprising a water adsorbent material | |
| JP2015516534A (en) | Use of catalytic converter parts and catalytic converter parts of automobile exhaust gas purification equipment | |
| JP5106716B2 (en) | Exhaust gas purification material and exhaust gas purification device | |
| JP2009275559A (en) | Electric heating type catalyst device | |
| JP2007023997A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP2022114539A (en) | Exhaust purification catalytic device and exhaust purification method using the device | |
| CN104145094B (en) | Exhaust gas after-treatment components with HC absorber functions and the exhaust gas apparatus with this part | |
| WO2011043046A1 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JP5849178B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JP5070173B2 (en) | Exhaust gas purification filter and manufacturing method thereof | |
| JP2011089503A (en) | Exhaust gas purification structure | |
| JP4682396B2 (en) | Exhaust gas purification material, preparation method thereof, and exhaust gas purification apparatus using the same | |
| JP2004232904A (en) | Air cleaner | |
| JP6472991B2 (en) | Heat storage body disposed in exhaust pipe of internal combustion engine and exhaust gas purification system | |
| JP2006257920A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP7463126B2 (en) | Electrically heated catalytic converter for SCR and method for purifying exhaust gas using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121108 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20121217 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140327 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140417 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140930 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20141007 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141128 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150616 |