JP2717892B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は触媒を利用してディー
ゼル車から排出されるパティキュレートに含まれるＳＯ
Ｆを低減する排ガス浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a SO containing in particulates discharged from a diesel vehicle using a catalyst.
The present invention relates to an exhaust gas purification device that reduces F.
【０００２】[0002]
【背景技術】ディーゼル車から排出されるパティキュレ
ートには、ＳＯＦが含まれるので、従来は、酸化触媒を
利用して除去する排ガス装置が開発されてきた。この排
ガス浄化装置では、排ガス温度が２０〜２００℃の範囲
で、その酸化触媒上にそのＳＯＦを吸着するのである
が、その排ガス温度が２００℃以上に上昇されると、そ
の温度上昇の際、その吸着されたＳＯＦがその酸化触媒
から脱離されて大気中に放出される不具合があった。2. Description of the Related Art Since particulates emitted from diesel vehicles contain SOF, an exhaust gas device for removing the particulates using an oxidation catalyst has been conventionally developed. In this exhaust gas purifying apparatus, the SOF is adsorbed on the oxidation catalyst when the exhaust gas temperature is in the range of 20 to 200 ° C. When the exhaust gas temperature is raised to 200 ° C. or higher, when the temperature rises, There was a problem that the adsorbed SOF was desorbed from the oxidation catalyst and released into the atmosphere.
【０００３】[0003]
【発明の課題】この発明の課題は、パティキュレートに
含まれてディーゼル・エンジンから排ガスに伴われて排
出されるＳＯＦを低減し、特に、その排ガスの温度が上
昇される際にも、そのＳＯＦが大気中に放出されること
を防止するところの排ガス浄化装置の提供にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the SOF contained in particulates and discharged from a diesel engine with exhaust gas. Particularly, even when the temperature of the exhaust gas is increased, the SOF is reduced. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus that prevents emission of methane into the atmosphere.
【０００４】[0004]
【課題に相応する手段およびそれの作用】この発明は、
酸化触媒を有してディーゼル・エンジンの排気管の途中
に配置される主酸化装置と、そのエンジンの排ガスの流
れに関して上流側から下流側に順次直列に位置されるフ
ィルタおよび酸化触媒を有し、その主酸化装置の下流側
において、その排気管に分岐管で接続される補助酸化装
置と、その分岐管を接続する箇所の下流側において、そ
の排気管に配置される主遮断弁と、その分岐管に配置さ
れる補助遮断弁と、そのエンジンの回転数および負荷、
および、その主酸化装置の入口側および出口側における
その排ガスの温度に応じてその主および補助遮断弁を開
閉制御するコンピュータとを含み、その排ガスが低温で
あるときに、その排ガスに伴われて排出されるパティキ
ュレートに含まれるＳＯＦは、その主酸化装置の酸化触
媒上に吸着し、また、その排ガスの温度が上昇される際
にその酸化触媒から脱離されるＳＯＦは、パティキュレ
ートに伴わせてその補助酸化装置のフィルタに捕集し、
そして、高温の排ガスでその捕集されたパティキュレー
トを燃焼させながらそのフィルタを再生し、その際に発
生される炭化水素をその補助酸化装置の酸化触媒で酸化
処理するところである。Means corresponding to the object and the operation thereof
A main oxidation device having an oxidation catalyst and disposed in the middle of an exhaust pipe of a diesel engine, a filter and an oxidation catalyst sequentially arranged in series from upstream to downstream with respect to the flow of exhaust gas of the engine, On the downstream side of the main oxidizer, an auxiliary oxidizer connected to the exhaust pipe by a branch pipe, and on the downstream side of the point where the branch pipe is connected, a main shutoff valve arranged on the exhaust pipe, An auxiliary shut-off valve located in the pipe, its engine speed and load,
And a computer that controls the opening and closing of the main and auxiliary shut-off valves according to the temperature of the exhaust gas at the inlet side and the outlet side of the main oxidizer, and when the exhaust gas is at a low temperature, The SOF contained in the discharged particulates is adsorbed on the oxidation catalyst of the main oxidizer, and the SOF desorbed from the oxidation catalyst when the temperature of the exhaust gas is increased is accompanied by the particulates. And collect it in the filter of the auxiliary oxidizer,
Then, the filter is regenerated while burning the collected particulates with high-temperature exhaust gas, and the hydrocarbons generated at that time are oxidized by the oxidation catalyst of the auxiliary oxidation device.
【０００５】[0005]
【具体例の説明】以下、この発明の排ガス装置の特定さ
れた具体例について、図面を参照して説明する。図１お
よび図２は、ディーゼル車に適用されたこの発明の排ガ
ス浄化装置の具体例１０を示している。この排ガス浄化
装置１０は、そのディーゼル車に搭載されたディーゼル
・エンジン４０の排気系統に適用され、主酸化装置１
１、補助酸化装置１２、主遮断弁１３、補助遮断弁１
４、および、そのエンジン４０の回転数および負荷、お
よび、その主酸化装置１１の入口側および出口側におけ
るそのディーゼル・エンジン４０の排ガスの温度に応じ
てその主および補助遮断弁１３，１４を開閉制御するコ
ンピュータ１５で組み立てられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the exhaust gas system of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a specific example 10 of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention applied to a diesel vehicle. The exhaust gas purifying device 10 is applied to an exhaust system of a diesel engine 40 mounted on the diesel vehicle, and includes a main oxidizing device 1.
1, auxiliary oxidizer 12, main shut-off valve 13, auxiliary shut-off valve 1
4. Opening and closing the main and auxiliary shut-off valves 13 and 14 according to the rotation speed and load of the engine 40 and the temperature of the exhaust gas of the diesel engine 40 at the inlet and outlet of the main oxidizer 11 Assembled by the controlling computer 15.
【０００６】その主酸化装置１１は、フランジ付き入口
および出口を備えたケーシング１８、および、そのケー
シング１８内に組み込まれた酸化触媒１９からなり、そ
のディーゼル・エンジン４０の排気管４２の途中にその
入口および出口をフランジ結合させてその排気管４２に
配置され、そのディーゼル・エンジン４０の排ガスが低
温であるときに、その排ガスに伴われて排出されるパテ
ィキュレートに含まれるＳＯＦをその酸化触媒１９上に
吸着可能にした。その酸化触媒１９は、また、セラミッ
ク粉末から型で成形され、そして、乾燥および焼成工程
を経て両端が開放された多数のセルからなるハニカム構
造に製造されたキャリアを含み、そして、そのキャリア
に担持されてある。The main oxidizer 11 comprises a casing 18 having a flanged inlet and an outlet, and an oxidation catalyst 19 incorporated in the casing 18. An inlet and an outlet are flanged and disposed in the exhaust pipe 42. When the exhaust gas of the diesel engine 40 is at a low temperature, the SOF contained in the particulates discharged along with the exhaust gas is converted into the oxidation catalyst 19 Absorbable on top. The oxidation catalyst 19 also includes a carrier molded in a mold from ceramic powder and manufactured through a drying and firing step into a honeycomb structure consisting of a number of cells open at both ends, and supported on the carrier. Have been.
【０００７】その補助酸化装置１２は、図２に示された
ように、フランジ付き入口２１および出口２２を備えた
ケーシング２０、および、そのエンジン４０の排ガスの
流れに関して上流側から下流側に所定の間隔を置いて順
次直列に位置されてそのケーシング２０内に組み込まれ
たパティキュレート・フィルタ２３および酸化触媒２４
からなり、その主酸化装置１１の下流側において、その
排気管４２にその入口２１を分岐管１６で接続し、そし
て、その主遮断弁１３の下流側において、その排気管４
２にその出口２２を戻し管１７で接続してその排ガスの
温度が低温から高温に上昇される際、その主酸化装置１
１の酸化触媒から脱離されたＳＯＦをパティキュレート
に伴わせてそのパティキュレート・フィルタ２３に捕集
し、そして、高温の排ガスでその捕集されたパティキュ
レートを燃焼させながらそのパティキュレート・フィル
タ２３を再生し、その際に発生された炭化水素（ＨＣガ
ス）をその酸化触媒２４で酸化処理可能にした。As shown in FIG. 2, the auxiliary oxidizer 12 includes a casing 20 having a flanged inlet 21 and an outlet 22, and a predetermined flow from the upstream side to the downstream side with respect to the flow of exhaust gas from the engine 40. A particulate filter 23 and an oxidation catalyst 24 which are sequentially arranged in series at intervals and are incorporated in the casing 20 thereof.
The inlet 21 is connected to the exhaust pipe 42 at the branch pipe 16 on the downstream side of the main oxidizer 11, and the exhaust pipe 4 is connected on the downstream side of the main shutoff valve 13.
When the temperature of the exhaust gas rises from low to high, the outlet 22 is connected to the main oxidizer 1 by a return pipe 17.
The SOF desorbed from the oxidation catalyst 1 is collected by the particulate filter 23 along with the particulates, and the particulate filter is burned with high-temperature exhaust gas while burning the collected particulates. 23 was regenerated, and the hydrocarbon (HC gas) generated at that time was made oxidizable by the oxidation catalyst 24.
【０００８】そのパティキュレート・フィルタ２３は、
セラミック粉末から型で成形され、そして、乾燥および
焼成工程を経て両端がそれぞれ千鳥格子状に塞がれた多
数のセルからなる通気質のハニカム構造に製され、一
方、その酸化触媒２４は、セラミック粉末から型で成形
され、そして、乾燥および焼成工程を経て両端が開放さ
れた多数のセルからなるハニカム構造に製造されたキャ
リアを含み、そして、そのキャリアに担持されてある。[0008] The particulate filter 23
It is molded in a mold from ceramic powder, and is made into a gas-permeable honeycomb structure composed of a large number of cells each of which is closed in a staggered pattern at both ends through a drying and firing process. It includes a carrier molded in a mold from ceramic powder and manufactured through a drying and firing process into a honeycomb structure consisting of a large number of cells open at both ends, and supported by the carrier.
【０００９】その主遮断弁１３は、その分岐管１６を接
続させた箇所の下流側において、その排気管４２に配置
されたバタフライ弁２５、および、そのバタフライ弁２
５を開閉操作する電動モータ２６から組み立てられた。The main shutoff valve 13 is provided with a butterfly valve 25 disposed on the exhaust pipe 42 and a butterfly valve 2 on the downstream side of the location where the branch pipe 16 is connected.
5 was assembled from an electric motor 26 for opening / closing operation.
【００１０】その補助遮断弁１４は、その分岐管１６に
配置されたバタフライ弁２７、および、そのバタフライ
弁２７を開閉操作する電動モータ２８から組み立てられ
た。The auxiliary shut-off valve 14 is assembled from a butterfly valve 27 disposed in the branch pipe 16 and an electric motor 28 for opening and closing the butterfly valve 27.
【００１１】そのコンピュータ１５は、そのディーゼル
・エンジン４０の回転数および負荷、および、その主酸
化装置１１の入口側および出口側におけるそのディーゼ
ル・エンジン４０の排ガスの温度に応じてその主および
補助遮断弁１３，１４を開閉制御し、その主酸化装置１
１には、その排ガスに含まれるＳＯＦを除去させ、ま
た、その補助酸化装置１２には、その主酸化装置１１の
酸化触媒１９から脱離されたＳＯＦを酸化処理させる。The computer 15 has its main and auxiliary shutoffs depending on the speed and load of the diesel engine 40 and the temperature of the exhaust gas of the diesel engine 40 at the inlet and outlet sides of the main oxidizer 11. The valves 13 and 14 are controlled to open and close, and the main oxidizer 1
1 removes SOF contained in the exhaust gas, and the auxiliary oxidizer 12 oxidizes SOF desorbed from the oxidation catalyst 19 of the main oxidizer 11.
【００１２】さらに具体的に述べると、そのコンピュー
タ１５は、入力回路にエンジン回転センサ２９、エンジ
ン負荷センサ３０、および、排ガス温度センサ３１，３
２を電気的に接続し、一方、出力回路にその主および補
助遮断弁１３，１４の電動モータ２６，２８を電気的に
接続し、そして、予めメモリに入力された制御パターン
に基づいてそれらを開閉制御する。勿論、その制御パタ
ーンは、その排ガスが２０〜２００℃の低温であると、
その主遮断弁１３は開き、同時に、その補助遮断弁１４
は閉じてその主酸化装置１１にそのＳＯＦを吸着させる
ところに、また、その排ガスが２００℃以上に上昇され
る際、この過渡期に一定の時間の間、その主遮断弁１３
は閉じてその補助遮断弁１４を開いてその主酸化装置１
１の酸化触媒１９から脱離されたＳＯＦをその補助酸化
装置１２に捕集させるところに、さらに、その一定時間
が経過されると再びその主遮断弁１３は開き、同時に、
その補助遮断弁１４は閉じてその排ガスに含まれるＳＯ
をその主酸化装置１１に酸化処理させるところに、また
さらに、その排ガスが５００℃以上になると、その補助
遮断弁１４にも一定の開度に開かせ、高温の排ガスをそ
の補助酸化装置１２に流し、その高温の排ガスでそのパ
ティキュレート・フィルタ２３に捕集されたパティキュ
レートおよびＳＯＦを燃焼させてそのパティキュレート
・フィルタ２３を再生し、その際に発生された炭化水素
をその酸化触媒２４に酸化処理させるところにまとめら
れた。More specifically, the computer 15 includes an engine rotation sensor 29, an engine load sensor 30, and exhaust gas temperature sensors 31 and 3 as input circuits.
2 are electrically connected, while the output circuits are electrically connected to the electric motors 26, 28 of the main and auxiliary shut-off valves 13, 14, and are connected to each other based on a control pattern previously input to a memory. Open / close control. Of course, the control pattern is that if the exhaust gas has a low temperature of 20 to 200 ° C.,
Its main shut-off valve 13 opens and at the same time its auxiliary shut-off valve 14
Is closed to allow the main oxidizer 11 to adsorb the SOF, and when the exhaust gas is raised to 200 ° C. or higher, the main shutoff valve 13
Is closed and its auxiliary shut-off valve 14 is opened to open its main oxidizer 1
When the SOF desorbed from the first oxidation catalyst 19 is collected by the auxiliary oxidation device 12, the main shut-off valve 13 is opened again after a certain period of time, and at the same time,
The auxiliary shutoff valve 14 is closed and the SO contained in the exhaust gas is closed.
Is further oxidized by the main oxidizer 11, and when the exhaust gas temperature exceeds 500 ° C., the auxiliary shutoff valve 14 is also opened to a certain degree, and the high-temperature exhaust gas is transmitted to the auxiliary oxidizer 12. The particulates and SOF collected in the particulate filter 23 are burned with the high-temperature exhaust gas to regenerate the particulate filter 23, and the hydrocarbons generated at that time are transferred to the oxidation catalyst 24. It is summarized in the place where it is oxidized.
【００１３】その回転センサ２９は、そのディーゼル・
エンジン４０のクランク・シャフトに、その負荷センサ
３０は、そのディーゼル・エンジン４０の燃料噴射ポン
プ４１にそれぞれ配置され、一方、その温度センサ３
１，３２は、その主酸化装置１１の上流側および下流側
において、その排気管４２に配置された。The rotation sensor 29 is connected to the diesel engine.
On the crankshaft of the engine 40, its load sensor 30 is arranged on the fuel injection pump 41 of its diesel engine 40, respectively, while its temperature sensor 3
1 and 32 are disposed in the exhaust pipe 42 on the upstream and downstream sides of the main oxidizer 11.
【００１４】次に、上述されたその排ガス浄化装置１０
の動作をそのディーゼル・エンジン４０の運転状態に関
連して説明する。今、そのディーゼル車が停車されてそ
のディーゼル・エンジン４０がアイドリング状態で運転
されていると、そのディーゼル・エンジン４０の排ガス
は低温であるので、そのコンピュータ１５は、その回転
センサ２９、負荷センサ３０、および温度センサ３１，
３２から信号を電気的に入力し、その信号をその制御パ
ターンに対比させ、その制御パターンからその主および
補助遮断弁１３，１４の出力電流が読み取られ、その読
み取られた出力電流でそれらの電動モータ２６，２８を
制御する。この場合、そのバタフライ弁２５はその電動
モータ２６で開かれ、同時に、そのバタフライ弁２７は
その電動モータ２８で閉じられるので、そのディーゼル
・エンジン４０の排ガスは、排気マニホルド（図示せ
ず）、その排気管４２の上流側に流れてその主酸化装置
１１のケーシング１８内に流れ、その酸化触媒１９を通
過する。その際、その排ガスに伴われて排出されたパテ
ィキュレートに含まれるＳＯＦは、その酸化触媒１９上
に吸着される。その主酸化装置１１でＳＯＦが除去され
た排ガスは、そのケーシング１８からその排気管４２の
下流側に流れ、そして、大気中に放出される。Next, the exhaust gas purifying apparatus 10 described above is used.
Will be described in relation to the operation state of the diesel engine 40. Now, when the diesel vehicle is stopped and the diesel engine 40 is operating in an idling state, the exhaust gas of the diesel engine 40 is at a low temperature. , And a temperature sensor 31,
32, the signals are electrically input, and the signals are compared with the control pattern. The output currents of the main and auxiliary shutoff valves 13, 14 are read from the control pattern, and the read output currents are used to control those motors. The motors 26 and 28 are controlled. In this case, since the butterfly valve 25 is opened by the electric motor 26 and at the same time the butterfly valve 27 is closed by the electric motor 28, the exhaust gas of the diesel engine 40 is exhausted by the exhaust manifold (not shown), It flows upstream of the exhaust pipe 42, flows into the casing 18 of the main oxidizer 11, and passes through the oxidation catalyst 19. At that time, SOF contained in the particulates discharged along with the exhaust gas is adsorbed on the oxidation catalyst 19. The exhaust gas from which the SOF has been removed by the main oxidizer 11 flows from the casing 18 to the downstream side of the exhaust pipe 42, and is discharged to the atmosphere.
【００１５】そのような状態から、そのディーゼル車が
発車されると、そのディーゼル・エンジン４０は負荷運
転されるので、そのディーゼル・エンジン４０の排ガス
の温度は低温から高温に上昇される。そして、そのコン
ピュータ１５は、その排ガスが温度上昇されたことをそ
の回転センサ２９、負荷センサ３０、および、温度セン
サ３１，３２から電気信号で入力し、その信号をその制
御パターンに対比させ、その制御パターンからその主お
よび補助遮断弁１３，１４の出力電流が読み取られ、そ
の読み取られた出力電流でそれらの電動モータ２６，２
７を制御する。In such a state, when the diesel vehicle is started, the diesel engine 40 is operated under load, so that the temperature of the exhaust gas of the diesel engine 40 is increased from a low temperature to a high temperature. Then, the computer 15 inputs the fact that the temperature of the exhaust gas has risen as an electric signal from the rotation sensor 29, the load sensor 30, and the temperature sensors 31 and 32, and compares the signal with the control pattern. The output currents of the main and auxiliary shutoff valves 13 and 14 are read from the control pattern, and the electric motors 26 and 2 are read with the read output currents.
7 is controlled.
【００１６】そのように温度上昇が行なわれる過渡期に
は、その主酸化装置１１でその酸化触媒１９上にそのパ
ティキュレートに伴われて吸着されたＳＯＦがその酸化
触媒１９から脱離するので、一定の時間の間、その主遮
断弁１３においては、そのバタフライ弁２５がその電動
モータ２６で閉じられ、同時に、その補助遮断弁１４に
おいては、そのバタフライ弁２７がその電動モータ２８
で開かれ、そのディーゼル・エンジン４０の排ガスはそ
の分岐管１６を経てその主酸化装置１１からその補助酸
化装置１２に流れ、さらに、その戻し管１７および排気
管４２の下流側に流れて大気中に放出される。そのよう
にその排ガスが流れるので、その主酸化装置１１におい
て、その酸化触媒１９から脱離したＳＯＦは、その補助
酸化装置１２において、そのパティキュレート・フィル
タ２３に捕集され、その排ガスは浄化された状態で大気
中に放出される。In the transitional period in which the temperature rises as described above, the SOF adsorbed on the oxidation catalyst 19 of the main oxidation device 11 along with the particulates is desorbed from the oxidation catalyst 19. During a certain time, in the main shut-off valve 13, the butterfly valve 25 is closed by the electric motor 26, while in the auxiliary shut-off valve 14, the butterfly valve 27 is closed by the electric motor 28.
The exhaust gas of the diesel engine 40 flows from the main oxidizer 11 to the auxiliary oxidizer 12 through the branch pipe 16, further flows downstream of the return pipe 17 and the exhaust pipe 42, and Will be released. Since the exhaust gas thus flows, the SOF desorbed from the oxidation catalyst 19 in the main oxidizer 11 is collected in the particulate filter 23 in the auxiliary oxidizer 12, and the exhaust gas is purified. Is released into the atmosphere in a state where it is left out.
【００１７】その一定の時間が経過されると、そのコン
ピュータ１５は、その電動モータ２６，２８を制御して
その主遮断弁１３においては、そのバタフライ弁２５が
その電動モータ２６で開かれ、同時に、その補助遮断弁
１４においては、そのバタフライ弁２７がその電動モー
タ２８で閉じられ、その排ガスはその主酸化装置１１を
通過した後は、その排気管４２の下流側に流れて大気中
に放出される。この場合、そのディーゼル・エンジン４
０から排出されるＳＯＦがその主酸化装置１１におい
て、酸化処理される。After the predetermined time has elapsed, the computer 15 controls the electric motors 26 and 28 so that the butterfly valve 25 is opened by the electric motor 26 at the main shut-off valve 13 and at the same time, In the auxiliary shut-off valve 14, the butterfly valve 27 is closed by the electric motor 28, and after the exhaust gas has passed through the main oxidizer 11, the exhaust gas flows downstream of the exhaust pipe 42 and is discharged to the atmosphere. Is done. In this case, the diesel engine 4
SOF discharged from the main oxidation unit 11 is subjected to an oxidation treatment.
【００１８】さらに、そのディーゼル車の走行に伴って
その排ガスの温度が高くなると、そのコンピュータ１５
は、その排ガスが高温になったことをその温度センサ３
１，３２から電気信号で入力し、その信号をその制御パ
ターンに対比させ、その制御パターンからその補助遮断
弁１４の出力電流が読み取られ、その読み取られた出力
電流でその電動モータ２８を制御する。そして、その補
助遮断弁１４においては、そのバタフライ弁２７はその
電動モータ２８で所定の開度まで開かれ、その主酸化装
置１１を通過した排ガスの一部は、その分岐管１６を経
てその補助酸化装置１２に流れる。そして、この補助酸
化装置１２では、そのパティキュレートに伴われてその
パティキュレート・フィルタ２３に捕集されたＳＯＦは
その高温の排ガスで燃焼され、その結果、そのパティキ
ュレート・フィルタ２３は再生される。また、この燃焼
の際に発生された炭化水素（ＨＣガス）はその酸化触媒
２４上で酸化処理され、その排ガスに伴われてその戻し
管１７および排気管４２の下流側に流れて大気中に放出
される。Further, when the temperature of the exhaust gas increases as the diesel vehicle travels, the computer 15
Indicates that the temperature of the exhaust gas has become high.
An electric signal is input from the control signals 1 and 32, the signal is compared with the control pattern, the output current of the auxiliary cutoff valve 14 is read from the control pattern, and the electric motor 28 is controlled by the read output current. . In the auxiliary shutoff valve 14, the butterfly valve 27 is opened to a predetermined opening by the electric motor 28, and a part of the exhaust gas passing through the main oxidizer 11 passes through the branch pipe 16 to the auxiliary It flows to the oxidizer 12. In the auxiliary oxidizer 12, the SOF collected by the particulate filter 23 along with the particulate is burned by the high-temperature exhaust gas, and as a result, the particulate filter 23 is regenerated. . Further, hydrocarbons (HC gas) generated during the combustion are oxidized on the oxidation catalyst 24, flow to the downstream side of the return pipe 17 and the exhaust pipe 42 along with the exhaust gas, and enter the atmosphere. Released.
【００１９】そして、所定の時間が経過されるか、ある
いは、その排ガスの温度が低くなると、そのコンピュー
タ１５は、その補助遮断弁１４を閉じ、再び、その主酸
化装置１１において、パティキュレートに伴われた状態
で排ガスに含まれるところのＳＯＦの吸着が行なわれ
る。When a predetermined time has elapsed or when the temperature of the exhaust gas has dropped, the computer 15 closes the auxiliary shut-off valve 14 and again in the main oxidizer 11 with the particulates. In this state, SOF contained in the exhaust gas is adsorbed.
【００２０】図３および図４は、ディーゼル車に適用さ
れたこの発明の排ガス浄化装置の他の具体例５０を示し
ている。この排ガス浄化装置は、そのディーゼル車に搭
載されたディーゼル・エンジンの排気系統に適用され、
主酸化装置１１、フィルタ装置５１、熱交換型補助酸化
装置５２、主遮断弁１３、補助遮断弁１４、および、そ
のエンジンの回転数および負荷、および、その主酸化装
置１１の入口側および出口側におけるそのディーゼル・
エンジンの排ガスの温度に応じてその主および補助遮断
弁１３，１４を開閉制御するコンピュータ１５で組み立
てられた。FIGS. 3 and 4 show another embodiment 50 of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention applied to a diesel vehicle. This exhaust gas purification device is applied to the exhaust system of the diesel engine mounted on the diesel vehicle,
Main oxidizer 11, filter device 51, heat exchange type auxiliary oxidizer 52, main shut-off valve 13, auxiliary shut-off valve 14, its engine speed and load, and the inlet and outlet sides of main oxidizer 11 Its diesel in
It was assembled by a computer 15 that controls opening and closing of the main and auxiliary shutoff valves 13 and 14 according to the temperature of the exhaust gas of the engine.
【００２１】そのフィルタ装置５１は、フランジ付き入
口および出口を備えたケーシング５４、そのケーシング
５４内に組み込まれたパティキュレート・フィルタ２３
からなり、その主酸化装置１１の下流側において、その
排気管４２に分岐管１６で接続された。The filter device 51 includes a casing 54 having a flanged inlet and outlet, and a particulate filter 23 incorporated in the casing 54.
And was connected to the exhaust pipe 42 by a branch pipe 16 on the downstream side of the main oxidizer 11.
【００２２】その熱交換型補助酸化装置５２は、隔壁に
多数の薄い平板６０を使用したプレート型熱交換器に多
数の酸化触媒６３を組み込んで製造したもので、図４に
示されたように、ケーシング５５と、そのケーシング５
５内に所定の間隔で配置され、そして、そのケーシング
５５内に互いに仕切られて熱の授受を行なう多数の高温
ガス通路６１および低温ガス通路６２を形成したその多
数の平板６０と、その低温ガス通路６２に配置された多
数の酸化触媒６３とで組み立てられた。The heat-exchange auxiliary oxidizer 52 is manufactured by incorporating a large number of oxidation catalysts 63 into a plate-type heat exchanger using a large number of thin flat plates 60 for partition walls, as shown in FIG. , Casing 55 and its casing 5
5, a plurality of flat plates 60 forming a plurality of high-temperature gas passages 61 and low-temperature gas passages 62 which are separated from each other in a casing 55 and exchange heat, and the low-temperature gas It was assembled with a number of oxidation catalysts 63 arranged in a passage 62.
【００２３】また、この熱交換型補助酸化装置５２は、
その高温ガス通路６１に連絡されたフランジ付き高温ガ
ス入口５６および出口５７、および、その低温ガス通路
６２に連絡されたフランジ付き低温ガス入口５８および
出口５９が所定の位置において、そのケーシング５５に
形成され、そして、その主酸化装置１１の上流側におい
て、その排気管４２の途中にその高温ガス入口５６およ
び出口５７をフランジ結合させてその排気管４２にその
高温ガス通路６１を接続し、また、互いにフランジ結合
された連絡管５３でそのフィルタ装置５１の出口にその
低温ガス入口５８を接続させてそのフィルタ装置５１の
出口側にその低温ガス通路６２を接続し、さらに、互い
にフランジ結合された戻し管１７でその排気管４２の下
流側にその低温ガス出口５９を接続させ、その排気管４
２の下流側にその低温ガス通路６２を接続して使用され
た。勿論、その戻し管１７はその主遮断弁１３の下流側
において、その排気管４２に接続された。Further, the heat exchange type auxiliary oxidation device 52
The flanged hot gas inlet 56 and outlet 57 connected to the hot gas passage 61 and the flanged cold gas inlet 58 and outlet 59 connected to the cold gas passage 62 are formed in the casing 55 at predetermined positions. Then, on the upstream side of the main oxidizer 11, the hot gas inlet 56 and the outlet 57 are flange-coupled in the middle of the exhaust pipe 42 to connect the hot gas passage 61 to the exhaust pipe 42, The low temperature gas inlet 58 is connected to the outlet of the filter device 51 by the connecting pipe 53 which is flanged to each other, the low temperature gas passage 62 is connected to the outlet side of the filter device 51, and the return flanges are connected to each other. The low temperature gas outlet 59 is connected to the downstream side of the exhaust pipe 42 by the pipe 17 and the exhaust pipe 4
The low temperature gas passage 62 was connected to the downstream side of No. 2 and used. Of course, the return pipe 17 was connected to the exhaust pipe 42 on the downstream side of the main shutoff valve 13.
【００２４】そのような構造に製造されて接続されたそ
の熱交換型補助酸化装置５２では、その排気管４２の下
流側に位置されるところのその低温ガス通路６２に流れ
る排ガスが、その排気管４２の上流側に位置されるとこ
ろのその高温ガス通路６１に流れる排ガスによって加熱
され、その低温ガス通路６２に配置されたその酸化触媒
６３が触媒作用を十分に発揮するように、活性化される
ところである。すなわち、この熱交換型補助酸化装置５
２では、その排ガスの温度が低温から高温に上昇された
際、その主酸化装置１１の酸化触媒１９から脱離され、
パティキュレートに伴われてそのフィルタ装置５１のパ
ティキュレート・フィルタ２３に捕集されたＳＯＦが、
そのフィルタ装置５１において、高温の排ガスで燃焼さ
れて炭化水素（ＨＣガス）が発生されるのであるが、そ
の発生された炭化水素が、高い転化率でその酸化触媒６
３上で酸化処理可能になる。In the heat exchange type auxiliary oxidizer 52 manufactured and connected to such a structure, the exhaust gas flowing through the low-temperature gas passage 62 located downstream of the exhaust pipe 42 is supplied to the exhaust pipe. Heated by the exhaust gas flowing in the high-temperature gas passage 61 located upstream of 42, the oxidation catalyst 63 arranged in the low-temperature gas passage 62 is activated so as to sufficiently exert a catalytic action. By the way. That is, the heat exchange type auxiliary oxidation device 5
In 2, when the temperature of the exhaust gas is increased from a low temperature to a high temperature, the exhaust gas is desorbed from the oxidation catalyst 19 of the main oxidizer 11,
The SOF collected by the particulate filter 23 of the filter device 51 accompanying the particulate is
In the filter device 51, hydrocarbons (HC gas) are generated by burning with high-temperature exhaust gas, and the generated hydrocarbons are oxidized by the oxidation catalyst 6 at a high conversion rate.
3 can be oxidized.
【００２５】また、この排ガス浄化装置５０は、前述さ
れた排ガス浄化装置１０と同様に動作されてそのディー
ゼル・エンジン４０の排ガスを浄化する。そして、この
排ガス浄化装置５０では、その補助酸化装置５２が、熱
交換器型に構成されたので、そのフィルタ装置５１にお
いて、パティキュレートに伴われてそのパティキュレー
ト・フィルタ２３に捕集されたＳＯＦが高温の排ガスで
燃焼され、そのパティキュレート・フィルタ２３が再生
される際に発生された炭化水素がその排ガス浄化装置よ
りも高い転化率で酸化処理された。The exhaust gas purifying device 50 operates similarly to the exhaust gas purifying device 10 described above to purify the exhaust gas of the diesel engine 40. In the exhaust gas purifying apparatus 50, since the auxiliary oxidizing apparatus 52 is configured as a heat exchanger, the SOF collected in the particulate filter 23 accompanying the particulates in the filter apparatus 51 is included. Was burned with high-temperature exhaust gas, and hydrocarbons generated when the particulate filter 23 was regenerated were oxidized at a higher conversion ratio than that of the exhaust gas purifier.
【００２６】[0026]
【発明の便益】上述から理解されるように、この発明の
排ガス浄化装置は、酸化触媒を有してディーゼル・エン
ジンの排気管の途中に配置される主酸化装置と、そのエ
ンジンの排ガスの流れに関して上流側から下流側に順次
直列に位置されるフィルタおよび酸化触媒を有し、その
主酸化装置の下流側において、その排気管に分岐管で接
続される補助酸化装置と、その分岐管を接続する箇所の
下流側において、その排気管に配置される主遮断弁と、
その分岐管に配置される補助遮断弁と、そのエンジンの
回転数および負荷、および、その主酸化装置の入口側お
よび出口側におけるその排ガスの温度に応じてその主お
よび補助遮断弁を開閉制御するコンピュータとを含むの
で、この発明の排ガス浄化装置では、そのディーゼル・
エンジンの排ガスが低温であるときに、パティキュレー
トに含まれてその排ガスに伴われてそのディーゼル・エ
ンジンから排出されるＳＯＦが触媒上で吸着処理可能に
なり、特に、その排ガスの温度が低温から高温に上昇さ
れる過渡期に、その触媒から脱離されるそのＳＯＦが捕
集され、高温の排ガスでそのパティキュレートを燃焼さ
せながら酸化処理可能になり、そのようにしてそのディ
ーゼル・エンジンから排出されるＳＯＦが低減されてそ
の排ガスが浄化可能になり、そして、ディーゼル車にと
って非常に有用で実用的である。As will be understood from the above description, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a main oxidizing apparatus having an oxidation catalyst and disposed in the exhaust pipe of a diesel engine, and a flow of exhaust gas from the engine. A filter and an oxidation catalyst are sequentially arranged in series from the upstream side to the downstream side, and the auxiliary oxidation unit connected to the exhaust pipe by a branch pipe on the downstream side of the main oxidation unit is connected to the branch pipe. A main shut-off valve arranged in the exhaust pipe on the downstream side of the
Auxiliary shut-off valves arranged in the branch pipes, and control of opening and closing of the main and auxiliary shut-off valves according to the rotation speed and load of the engine and the temperature of the exhaust gas at the inlet and outlet sides of the main oxidizer. Since the exhaust gas purification apparatus of the present invention includes a computer,
When the exhaust gas of the engine is at a low temperature, the SOF contained in the particulates and discharged from the diesel engine along with the exhaust gas can be adsorbed on the catalyst. During the transition to elevated temperatures, the SOF desorbed from the catalyst is collected and allowed to be oxidized while burning the particulates with hot exhaust gases, and is thus discharged from the diesel engine. SOF is reduced so that its exhaust gas can be purified, and is very useful and practical for diesel vehicles.
【００２７】また、この発明の排ガス浄化装置は、酸化
触媒を有してディーゼル・エンジンの排気管の途中に配
置される主酸化装置と、フィルタを有してその主酸化装
置の下流側において、その排気管に分岐管で接続される
フィルタ装置と、隔壁で互いに仕切られて熱の授受を行
なう高温ガス通路および低温ガス通路を備え、そして、
その低温ガス通路に酸化触媒を配置してその主酸化装置
の上流側において、その排気管にその高温ガス通路を接
続させてその排気管に配置され、そして、そのフィルタ
装置の出口側にその低温ガス通路を接続する熱交換型補
助触媒装置と、その分岐管を接続する箇所の下流側にお
いて、その排気管に配置される主遮断弁と、その分岐管
に配置される補助遮断弁と、そのエンジンの回転数およ
び負荷、および、その主酸化装置の入口側および出口側
におけるその排ガスの温度に応じてその主および補助遮
断弁を開閉制御するコンピュータとを含むので、この発
明の排ガス浄化装置では、そのディーゼル・エンジンの
排ガスが低温であるときに、パティキュレートに含まれ
てその排ガスに伴われてそのディーゼル・エンジンから
排出されるＳＯＦが触媒上で吸着処理可能になり、特
に、その排ガスの温度が低温から高温に上昇される過渡
期に、その触媒から脱離されるそのＳＯＦが捕集され、
高温の排ガスでそのパティキュレートを燃焼させながら
高温に加熱された状態で酸化処理可能になり、そのよう
にしてそのディーゼル・エンジンから排出されるＳＯＦ
がさらに低減されてその排ガスの浄化が向上され、そし
て、ディーゼル車にとってさらに有用で実用的である。Further, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention comprises a main oxidizing device having an oxidation catalyst and arranged in the exhaust pipe of a diesel engine, and a filter having a filter on the downstream side of the main oxidizing device. A filter device connected to the exhaust pipe by a branch pipe, and a high-temperature gas path and a low-temperature gas path that are separated from each other by a partition and exchange heat, and
An oxidation catalyst is arranged in the low-temperature gas passage, and the high-temperature gas passage is connected to the exhaust pipe on the upstream side of the main oxidizer, and the low-temperature gas passage is arranged on the exhaust pipe. A heat exchange type auxiliary catalyst device for connecting the gas passage, a main shut-off valve disposed on the exhaust pipe, and an auxiliary shut-off valve disposed on the branch pipe, at a downstream side of a location connecting the branch pipe; The exhaust gas purifying apparatus according to the present invention includes a computer that controls opening and closing of the main and auxiliary shut-off valves according to the engine speed and load, and the temperature of the exhaust gas at the inlet side and the outlet side of the main oxidizer. When the exhaust gas of the diesel engine is at a low temperature, the SOF contained in the particulates and discharged from the diesel engine along with the exhaust gas On the catalyst enables adsorption treatment, in particular, in transition temperature of the exhaust gas is increased from a low temperature to a high temperature, its SOF are collected desorbed from the catalyst,
The SOF discharged from the diesel engine can be oxidized while being heated to a high temperature while burning the particulates with the high-temperature exhaust gas.
Is further reduced to improve the purification of the exhaust gas, and is more useful and practical for diesel vehicles.
【００２８】先のように、図面を参照して説明されたこ
の発明の具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の課題を成し遂げるた
めにその発明の成立に必須であってその発明の性質であ
るところのその発明の技術的本質に由来し、そして、そ
れを内在させると客観的に認められる態様に容易に具体
化される。As apparent from the embodiments of the present invention described above with reference to the drawings, the contents of the present invention will be explained to those skilled in the art to which the present invention belongs. It is derived from the technical essence of the invention, which is essential for the achievement of the invention and is the nature of the invention in order to achieve the object of the invention, and is easily realized in an aspect which is objectively recognized as being inherent. Embodied in
【図１】ディーゼル車において、ディーゼル・エンジン
に適用されたこの発明の排ガス浄化装置の具体例を示し
た概説図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of an exhaust gas purifying apparatus of the present invention applied to a diesel engine in a diesel vehicle.
【図２】図１に示された排ガス浄化装置の補助酸化装置
を破断して示した斜視図である。FIG. 2 is a cutaway perspective view of an auxiliary oxidation device of the exhaust gas purification device shown in FIG.
【図３】ディーゼル車において、ディーゼル・エンジン
に適用されたこの発明の排ガス浄化装置の他の具体例を
示した概説図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing another specific example of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention applied to a diesel engine in a diesel vehicle.
【図４】図３に示された排ガス浄化装置の熱交換型補助
酸化装置を一部破断して示した斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the heat exchange type auxiliary oxidation device of the exhaust gas purification device shown in FIG.
１１ 主酸化装置 １２ 補助酸化装置 １３ 主遮断弁 １４ 補助遮断弁 １６ 分岐管 １７ 戻し管 １９ 酸化触媒 ２３ パティキュレート・フィルタ ２４ 酸化触媒 ５１ フィルタ装置 ５２ 熱交換型補助酸化装置 ５３ 連絡管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Main oxidizing device 12 Auxiliary oxidizing device 13 Main shutoff valve 14 Auxiliary shutoff valve 16 Branch pipe 17 Return pipe 19 Oxidation catalyst 23 Particulate filter 24 Oxidation catalyst 51 Filter device 52 Heat exchange type auxiliary oxidization device 53 Communication tube
Claims (2)
の排気管の途中に配置される主酸化装置と、そのエンジ
ンの排ガスの流れに関して上流側から下流側に順次直列
に位置されるフィルタおよび酸化触媒を有し、その主酸
化装置の下流側において、その排気管に分岐管で接続さ
れる補助酸化装置と、その分岐管を接続する箇所の下流
側において、その排気管に配置される主遮断弁と、その
分岐管に配置される補助遮断弁と、そのエンジンの回転
数および負荷、および、その主酸化装置の入口側および
出口側におけるその排ガスの温度に応じてその主および
補助遮断弁を開閉制御するコンピュータとを含む排ガス
浄化装置。1. A main oxidizer having an oxidation catalyst and disposed in the exhaust pipe of a diesel engine, a filter and an oxidizer sequentially arranged in series from upstream to downstream with respect to the flow of exhaust gas from the engine. An auxiliary oxidizer having a catalyst and connected to the exhaust pipe by a branch pipe on the downstream side of the main oxidizer, and a main shutoff disposed on the exhaust pipe downstream of a point where the branch pipe is connected A valve, an auxiliary shut-off valve arranged in the branch pipe, and the main and auxiliary shut-off valves according to the rotation speed and load of the engine, and the temperature of the exhaust gas on the inlet side and the outlet side of the main oxidizer. An exhaust gas purifying apparatus including a computer that controls opening and closing.
の排気管の途中に配置される主酸化装置と、フィルタを
有してその主酸化装置の下流側において、その排気管に
分岐管で接続されるフィルタ装置と、隔壁で互いに仕切
られて熱の授受を行なう高温ガス通路および低温ガス通
路を備え、そして、その低温ガス通路に酸化触媒を配置
してその主酸化装置の上流側において、その排気管にそ
の高温ガス通路を接続させてその排気管に配置され、そ
して、そのフィルタ装置の出口側にその低温ガス通路を
接続する熱交換型補助酸化装置と、その分岐管を接続す
る箇所の下流側において、その排気管に配置される主遮
断弁と、その分岐管に配置される補助遮断弁と、そのエ
ンジンの回転数および負荷、および、その主酸化装置の
入口側および出口側におけるその排ガスの温度に応じて
その主および補助遮断弁を開閉制御するコンピュータと
を含む排ガス浄化装置。2. A main oxidizer having an oxidation catalyst and disposed in the exhaust pipe of a diesel engine, and a filter having a filter and connected to the exhaust pipe downstream of the main oxidizer by a branch pipe. A high-temperature gas passage and a low-temperature gas passage, which are separated from each other by a partition to exchange heat, and an oxidation catalyst is arranged in the low-temperature gas passage, and the upstream side of the main oxidization device is provided with an oxidation catalyst. A heat exchange type auxiliary oxidizer that connects the high-temperature gas passage to the exhaust pipe and is arranged in the exhaust pipe, and connects the low-temperature gas passage to the outlet side of the filter device, and a portion connecting the branch pipe. On the downstream side, a main shut-off valve arranged in the exhaust pipe, an auxiliary shut-off valve arranged in the branch pipe, the engine speed and load, and the inlet and outlet sides of the main oxidizer And a computer that controls the opening and closing of the main and auxiliary shut-off valves according to the temperature of the exhaust gas in (1).
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