JPH11324652A - 自動車の有害物質の放出を低減する方法 - Google Patents
自動車の有害物質の放出を低減する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 貯蔵触媒装置により希薄燃焼排気ガスから窒
素を除去するためにも、粒子フィルターの再生のために
も使用でき、硫黄分を含む燃料でも長期間機能する有害
物質放出に対する低減方法を提供する。 【解決手段】 ピストン内燃機関の排気ガス中の有害物
質成分に反応性の影響を与えて有害物質の放出を低減す
る方法にあって、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏ）の一部から、エネルギ作用により、排気ガス中に含
まれている酸素（Ｏ2 ）と共に、二酸化窒素（Ｎ
Ｏ2 ），酸素原子（Ｏ* ），オゾン（Ｏ3 ）およびＯＨ
の形の反応性ガス成分を発生させ、次いでこれ等の成分
を後続する少なくとも一つの有害物質抑制系内で反応的
に変換する。
素を除去するためにも、粒子フィルターの再生のために
も使用でき、硫黄分を含む燃料でも長期間機能する有害
物質放出に対する低減方法を提供する。 【解決手段】 ピストン内燃機関の排気ガス中の有害物
質成分に反応性の影響を与えて有害物質の放出を低減す
る方法にあって、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏ）の一部から、エネルギ作用により、排気ガス中に含
まれている酸素（Ｏ2 ）と共に、二酸化窒素（Ｎ
Ｏ2 ），酸素原子（Ｏ* ），オゾン（Ｏ3 ）およびＯＨ
の形の反応性ガス成分を発生させ、次いでこれ等の成分
を後続する少なくとも一つの有害物質抑制系内で反応的
に変換する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は自動車の有害物質
の放出を低減する方法に関する。
の放出を低減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジンからの有害物質の放出
を低減することはエンジンの開発の重要な問題の一つで
ある。ここでは、窒素酸化物の放出を低減することが第
一である。この高度な要請は、例えばディーゼルエンジ
ンのような排気ガスにＯ2 成分を多く含む希薄混合の構
想での直接噴射ガソリンエンジンの場合のように、エン
ジンの処置に関するだけで得られるものではないので、
要求される有害物質の放出を低下させるため、付加的な
排気ガスの後処理処置が必要である。これには、ディー
ゼルエンジンの場合、粒子状の排気ガス成分を低減する
ことも加わる。
を低減することはエンジンの開発の重要な問題の一つで
ある。ここでは、窒素酸化物の放出を低減することが第
一である。この高度な要請は、例えばディーゼルエンジ
ンのような排気ガスにＯ2 成分を多く含む希薄混合の構
想での直接噴射ガソリンエンジンの場合のように、エン
ジンの処置に関するだけで得られるものではないので、
要求される有害物質の放出を低下させるため、付加的な
排気ガスの後処理処置が必要である。これには、ディー
ゼルエンジンの場合、粒子状の排気ガス成分を低減する
ことも加わる。
【０００３】触媒による排気ガスの再処理を改善するた
め尿素をベースにする付加的な試薬を排気ガスに添加す
る尿素ＳＣＲ法の外に、窒素酸化物の放出を低減するた
め、目下のところ、ＮＯx 貯蔵触媒装置、あるいは吸着
触媒を使用する可能性しかない。最近のＮＯx 貯蔵触媒
ではエンジン排気ガス内にあるＮＯを先ずその中にある
貴金属触媒成分により酸化させてＮＯ2 にする。ＮＯ2
にはＮＯに比べて、相当な低温で貯蔵触媒装置あるいは
吸着触媒装置の吸着剤により良好に吸着される利点があ
る。例えば、ＮＯ2 は既に室温で吸着剤である酸化バリ
ウム（ＢaＯ）あるいは炭酸バリウム（ＢaＣＯ3 ）に吸
着する。
め尿素をベースにする付加的な試薬を排気ガスに添加す
る尿素ＳＣＲ法の外に、窒素酸化物の放出を低減するた
め、目下のところ、ＮＯx 貯蔵触媒装置、あるいは吸着
触媒を使用する可能性しかない。最近のＮＯx 貯蔵触媒
ではエンジン排気ガス内にあるＮＯを先ずその中にある
貴金属触媒成分により酸化させてＮＯ2 にする。ＮＯ2
にはＮＯに比べて、相当な低温で貯蔵触媒装置あるいは
吸着触媒装置の吸着剤により良好に吸着される利点があ
る。例えば、ＮＯ2 は既に室温で吸着剤である酸化バリ
ウム（ＢaＯ）あるいは炭酸バリウム（ＢaＣＯ3 ）に吸
着する。
【０００４】しかし、このシステムの難点は 10 重量 p
pm以下の極度に硫黄分の少ない燃料を使用しなければな
らい点にある。つまり、硫黄分を含む燃料では貯蔵触媒
装置あるいは吸着触媒装置は役に立たない。白金酸化に
より、排気ガス中のＳＯ2 からＳＯ3 が形成されるの
で、吸着触媒装置中でバリウム窒化物の代わりに安定な
バリウム硫化物が形成され、ＮＯ2 の吸着が妨げられる
か、全く行われなくなる。何故なら、吸着触媒装置中に
ある塩基性のアルカリ金属あるいはカルカリ土類金属が
優れたＮＯx の吸着剤となるからであるが、安定な硫化
物を形成する傾向が大きいことでも優れている。それ
故、吸着剤は燃料に含まれている硫黄により「無力化」
され、適当な脱硫により防止しない限り、吸着能が低下
する。脱硫、つまり硫化物の熱分解は還元性雰囲気で同
時に高温にして基本的に可能である。酸素の多い排気ガ
スに含まれる窒素酸化物の貯蔵も今日利用できるＮＯx
貯蔵触媒装置で基本的に、しかも広い温度範囲内で高能
率に可能であるが、ＮＯx 吸着材料の説明した硫黄の無
力化による触媒の劣化が急速になる問題である。
pm以下の極度に硫黄分の少ない燃料を使用しなければな
らい点にある。つまり、硫黄分を含む燃料では貯蔵触媒
装置あるいは吸着触媒装置は役に立たない。白金酸化に
より、排気ガス中のＳＯ2 からＳＯ3 が形成されるの
で、吸着触媒装置中でバリウム窒化物の代わりに安定な
バリウム硫化物が形成され、ＮＯ2 の吸着が妨げられる
か、全く行われなくなる。何故なら、吸着触媒装置中に
ある塩基性のアルカリ金属あるいはカルカリ土類金属が
優れたＮＯx の吸着剤となるからであるが、安定な硫化
物を形成する傾向が大きいことでも優れている。それ
故、吸着剤は燃料に含まれている硫黄により「無力化」
され、適当な脱硫により防止しない限り、吸着能が低下
する。脱硫、つまり硫化物の熱分解は還元性雰囲気で同
時に高温にして基本的に可能である。酸素の多い排気ガ
スに含まれる窒素酸化物の貯蔵も今日利用できるＮＯx
貯蔵触媒装置で基本的に、しかも広い温度範囲内で高能
率に可能であるが、ＮＯx 吸着材料の説明した硫黄の無
力化による触媒の劣化が急速になる問題である。
【０００５】粒状の排気ガス物質の付着もそれ自体問題
ではない。周知の全てのフィルター物質は高い付着度を
許す。これに対して、今日までフィルター再生の問題が
満足な状態で解決されていない。金属を含む燃料添加
物、例えばセリウム、鉄、銅あるいはマンガンにより、
または発熱線により点火後の燃焼により、エンジン運転
時にフィルターを再生できる。しかし、ここでは上記の
添加物の余計な放出があり、これが長期間になるとフィ
ルターの詰まりを与えるだけでなく、二次的な放出とし
て更に環境負担となるか、特別なグロー点火装置とな
る。
ではない。周知の全てのフィルター物質は高い付着度を
許す。これに対して、今日までフィルター再生の問題が
満足な状態で解決されていない。金属を含む燃料添加
物、例えばセリウム、鉄、銅あるいはマンガンにより、
または発熱線により点火後の燃焼により、エンジン運転
時にフィルターを再生できる。しかし、ここでは上記の
添加物の余計な放出があり、これが長期間になるとフィ
ルターの詰まりを与えるだけでなく、二次的な放出とし
て更に環境負担となるか、特別なグロー点火装置とな
る。
【０００６】ディーゼルエンジンの燃料の粒子の放出
は、実質上煤、つまり炭素であり、これは、周知のよう
に二酸化窒素、つまりＮＯ2 ，酸素原子、つまりＯ* ，
オゾン、つまりＯ3 およびＯＨのような反応性のガス物
質により酸化させることができる。エンジンの排気ガス
の中に純粋に存在する窒素酸化物ＮＯを粒子フィルター
に前置させた白金を含む強力な酸化触媒により一部ＮＯ
2 に酸化させることを研究している。二次エネルギや、
制御調整ユニットを必要としないこの有利な方法も、硫
黄分の極度に少ないディーゼルエンジン燃料を使用する
場合にのみ首尾よく使用できる。
は、実質上煤、つまり炭素であり、これは、周知のよう
に二酸化窒素、つまりＮＯ2 ，酸素原子、つまりＯ* ，
オゾン、つまりＯ3 およびＯＨのような反応性のガス物
質により酸化させることができる。エンジンの排気ガス
の中に純粋に存在する窒素酸化物ＮＯを粒子フィルター
に前置させた白金を含む強力な酸化触媒により一部ＮＯ
2 に酸化させることを研究している。二次エネルギや、
制御調整ユニットを必要としないこの有利な方法も、硫
黄分の極度に少ないディーゼルエンジン燃料を使用する
場合にのみ首尾よく使用できる。
【０００７】今日普通の硫黄分を含む燃料を使用する場
合、このシステムは無効である。何故なら、発生するＳ
Ｏ2 は触媒装置の触媒活性個所を阻止するので、ＳＯ3
が生じるからであるが、粒子フィルターの再生に必要な
ＮＯ2 はそうではない。ＳＯ 2 の酸化に対する白金触媒
の選択性がＮＯの酸化に対するより二倍以上大きいから
である。それ故、硫黄分を含む燃料を使用する場合、Ｎ
Ｏ2 によるフィルター再生に対する他の方法を追求する
必要がある。
合、このシステムは無効である。何故なら、発生するＳ
Ｏ2 は触媒装置の触媒活性個所を阻止するので、ＳＯ3
が生じるからであるが、粒子フィルターの再生に必要な
ＮＯ2 はそうではない。ＳＯ 2 の酸化に対する白金触媒
の選択性がＮＯの酸化に対するより二倍以上大きいから
である。それ故、硫黄分を含む燃料を使用する場合、Ｎ
Ｏ2 によるフィルター再生に対する他の方法を追求する
必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、貯
蔵触媒装置により希薄燃焼排気ガスから窒素を除去する
ためにも、粒子フィルターの再生のためにも使用でき、
硫黄分を含む燃料でも長期間機能する有害物質放出に対
する低減方法を提供することにある。
蔵触媒装置により希薄燃焼排気ガスから窒素を除去する
ためにも、粒子フィルターの再生のためにも使用でき、
硫黄分を含む燃料でも長期間機能する有害物質放出に対
する低減方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、ピストン内燃機関の排気ガス中の有害物質成分
に反応性の影響を与えて有害物質の放出を低減する方法
にあって、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯ）の
一部から、エネルギ作用により、排気ガス中に含まれて
いる酸素（Ｏ2 ）と共に、二酸化窒素（ＮＯ2 ），酸素
原子（Ｏ* ），オゾン（Ｏ3 ）およびＯＨの形の反応性
ガス成分を発生させ、次いでこれ等の成分を後続する少
なくとも一つの有害物質抑制系内で反応的に変換するこ
とによって解決されている。
により、ピストン内燃機関の排気ガス中の有害物質成分
に反応性の影響を与えて有害物質の放出を低減する方法
にあって、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯ）の
一部から、エネルギ作用により、排気ガス中に含まれて
いる酸素（Ｏ2 ）と共に、二酸化窒素（ＮＯ2 ），酸素
原子（Ｏ* ），オゾン（Ｏ3 ）およびＯＨの形の反応性
ガス成分を発生させ、次いでこれ等の成分を後続する少
なくとも一つの有害物質抑制系内で反応的に変換するこ
とによって解決されている。
【００１０】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明の有利な構成によれば、
排気ガスに含まれているＮＯに対するエネルギ作用が同
時にＯ* , Ｏ3 およびＯＨのような反応性ガス成分も形
成する非熱プラズマにより行われ。
排気ガスに含まれているＮＯに対するエネルギ作用が同
時にＯ* , Ｏ3 およびＯＨのような反応性ガス成分も形
成する非熱プラズマにより行われ。
【００１２】この方法では、白金を多く含む酸化触媒を
なくせるので、硫化の問題も無くなり、それに応じて硫
黄分を含む燃料もエンジン運転に使用できる。非熱プラ
ズマ、例えば所謂バリヤー放電は、誘電的に防止される
静止放電の原理に基づく。バリヤー放電では、通常平面
または円筒状の二つの平坦な電極の間で kHzの範囲の交
流を与える放電が生じる。この場合、両方の電極の少な
くとも一方に誘電被膜がある。この誘電被膜によりプラ
ズマ中に導入された電気出力の輸送と消費が使用してい
る周波数の場合、誘電体の高い交流抵抗により制限され
る。実際の運転では、誘電体は先ず半波で静的に充電さ
れる。次いで、この結果によるプラズマ空間内の電界は
プラズマの自然点火を与え、このプラズマは誘電体の表
面電荷から数 mm2の表面の範囲で電荷の供給を受ける。
効果が狭く局在している場合には、プラズマ放電は細い
糸の形をしていて、表面電荷を消費して数ミリ秒の後に
再び消える。巨視的に見ると、静止した放電は励起電圧
の半波毎に新たに生じるそのような多数のプラズマの糸
である。このプラズマは実際に圧力に無関係に、つまり
通常の圧力や過圧の場合でも説明したように燃焼する点
で特に顕著である。その場合、糸の中のプラズマの密度
は通常 cm3当たり約 10 15個の電子であるので、正に密
度の高いプラズマである。プラズマを制限する表面の順
次崩壊は個々のプラズマの糸の極度に短い燃焼期間によ
り防止される。上に説明したバリヤー放電の代わりに、
非熱性のプラズマは所謂コロナ放電でももしくは所謂表
面プラズの形で生じる。
なくせるので、硫化の問題も無くなり、それに応じて硫
黄分を含む燃料もエンジン運転に使用できる。非熱プラ
ズマ、例えば所謂バリヤー放電は、誘電的に防止される
静止放電の原理に基づく。バリヤー放電では、通常平面
または円筒状の二つの平坦な電極の間で kHzの範囲の交
流を与える放電が生じる。この場合、両方の電極の少な
くとも一方に誘電被膜がある。この誘電被膜によりプラ
ズマ中に導入された電気出力の輸送と消費が使用してい
る周波数の場合、誘電体の高い交流抵抗により制限され
る。実際の運転では、誘電体は先ず半波で静的に充電さ
れる。次いで、この結果によるプラズマ空間内の電界は
プラズマの自然点火を与え、このプラズマは誘電体の表
面電荷から数 mm2の表面の範囲で電荷の供給を受ける。
効果が狭く局在している場合には、プラズマ放電は細い
糸の形をしていて、表面電荷を消費して数ミリ秒の後に
再び消える。巨視的に見ると、静止した放電は励起電圧
の半波毎に新たに生じるそのような多数のプラズマの糸
である。このプラズマは実際に圧力に無関係に、つまり
通常の圧力や過圧の場合でも説明したように燃焼する点
で特に顕著である。その場合、糸の中のプラズマの密度
は通常 cm3当たり約 10 15個の電子であるので、正に密
度の高いプラズマである。プラズマを制限する表面の順
次崩壊は個々のプラズマの糸の極度に短い燃焼期間によ
り防止される。上に説明したバリヤー放電の代わりに、
非熱性のプラズマは所謂コロナ放電でももしくは所謂表
面プラズの形で生じる。
【００１３】プラズマ反応装置内のエネルギ作用の領域
を通過して導入される排気ガスは放電により電子で「照
射」される。これは排気ガス中に含まれる若干の成分を
互いに反応させることになる。つまり、ＮＯ＋Ｏを反応
させてＮＯ2 ＋ｅにする。ここで必要な酸素原子は排気
ガス中にある酸素（Ｏ2 ）から供給される。Ｏ3 および
ＯＨもバリヤー放電の領域で他の排気ガス成分の別な反
応により生じ、酸化剤として使用される。この作用によ
り、排気ガス中に圧倒的に存在するＮＯを酸化させてＮ
Ｏ2 にすることができ、次の有害物質抑制系内で酸化剤
として反応性に変換できる。
を通過して導入される排気ガスは放電により電子で「照
射」される。これは排気ガス中に含まれる若干の成分を
互いに反応させることになる。つまり、ＮＯ＋Ｏを反応
させてＮＯ2 ＋ｅにする。ここで必要な酸素原子は排気
ガス中にある酸素（Ｏ2 ）から供給される。Ｏ3 および
ＯＨもバリヤー放電の領域で他の排気ガス成分の別な反
応により生じ、酸化剤として使用される。この作用によ
り、排気ガス中に圧倒的に存在するＮＯを酸化させてＮ
Ｏ2 にすることができ、次の有害物質抑制系内で酸化剤
として反応性に変換できる。
【００１４】この発明の意味で用語「有害物質抑制系」
はＮＯx 吸着触媒装置や粒子フィルターも包含する。
はＮＯx 吸着触媒装置や粒子フィルターも包含する。
【００１５】従って、この発明によれば、粒子フィルタ
ーを有害物質抑制系として使用する場合には、発生した
ＮＯ2 は拘留されている煤粒子を酸化させるために使用
される。ここで経過する反応はＣ＋ 2ＮＯ2 がＣＯ2 ＋
2ＮＯとなる。更に、他の反応性物質によりＯ* ＋Ｃ＝
ＣＯ，Ｏ3 ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｏ2, 2ＯＨ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ2Ｏ
となる炭素の酸化が行われる。この反応はフィルターの
構想により連続的あるいは不連続的にも進行する。粒子
フィルターの煤の被覆を排気ガス系内の逆圧測定により
検出し、所定の圧力以上になるとプラズマ反応装置を働
かせ、煤の燃焼を行った後に再び止めるなら効果的であ
る。ディーゼルエンジンは僅かなＮＯが生じ、他方で煤
を燃やすため僅かなＮＯ2 しか必要としないように調整
して運転されるので、粒子フィルターの後で生じるＮＯ
の成分は未処理のままで排気ガスと共に排出される。
ーを有害物質抑制系として使用する場合には、発生した
ＮＯ2 は拘留されている煤粒子を酸化させるために使用
される。ここで経過する反応はＣ＋ 2ＮＯ2 がＣＯ2 ＋
2ＮＯとなる。更に、他の反応性物質によりＯ* ＋Ｃ＝
ＣＯ，Ｏ3 ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｏ2, 2ＯＨ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ2Ｏ
となる炭素の酸化が行われる。この反応はフィルターの
構想により連続的あるいは不連続的にも進行する。粒子
フィルターの煤の被覆を排気ガス系内の逆圧測定により
検出し、所定の圧力以上になるとプラズマ反応装置を働
かせ、煤の燃焼を行った後に再び止めるなら効果的であ
る。ディーゼルエンジンは僅かなＮＯが生じ、他方で煤
を燃やすため僅かなＮＯ2 しか必要としないように調整
して運転されるので、粒子フィルターの後で生じるＮＯ
の成分は未処理のままで排気ガスと共に排出される。
【００１６】ＮＯx 吸着触媒装置を有害物質抑制系とし
て使用する場合には、この発明によれば、発生したＮＯ
2 を貯蔵し、次いで再生期間中に還元反応により還元性
の排気ガス成分を用いてＮ2 に変換する。
て使用する場合には、この発明によれば、発生したＮＯ
2 を貯蔵し、次いで再生期間中に還元反応により還元性
の排気ガス成分を用いてＮ2 に変換する。
【００１７】吸着剤ＢaＯとＢaＣＯ3 を持つ吸着触媒装
置では、貯蔵過程で以下の反応が進行する。
置では、貯蔵過程で以下の反応が進行する。
【００１８】
【外１】 これ等の反応は窒素酸化物を蓄える。
【００１９】ＮＯx 吸着触媒装置あるいは貯蔵触媒装置
を再生させるためには、排気ガス中に還元成分が必要と
なる。例えば、一酸化炭素（ＣＯ），水素（Ｈ2 ）およ
び炭化水素（ＣxＨy）が必要で、これ等は対応する化学
反応により窒素成分を吸着剤で還元するので、排気ガス
により窒素（Ｎ2 ），二酸化炭素（ＣＯ2 ）および水
（Ｈ2Ｏ）だけが生じる。
を再生させるためには、排気ガス中に還元成分が必要と
なる。例えば、一酸化炭素（ＣＯ），水素（Ｈ2 ）およ
び炭化水素（ＣxＨy）が必要で、これ等は対応する化学
反応により窒素成分を吸着剤で還元するので、排気ガス
により窒素（Ｎ2 ），二酸化炭素（ＣＯ2 ）および水
（Ｈ2Ｏ）だけが生じる。
【００２０】この発明による方法は、煤と高濃度のＮＯ
成分が排気ガス中に存在する場合に段階的にも使用され
る。その場合、必要な量のＮＯ2 を発生させるため、粒
子フィルターや吸着触媒系にも、例えば所謂プラズマ反
応装置の形のそれぞれ一つの「ＮＯ2 発生器」を前置接
続する必要があり、この発生器は後続する有害物質抑制
系中の反応性の変換に必要である。
成分が排気ガス中に存在する場合に段階的にも使用され
る。その場合、必要な量のＮＯ2 を発生させるため、粒
子フィルターや吸着触媒系にも、例えば所謂プラズマ反
応装置の形のそれぞれ一つの「ＮＯ2 発生器」を前置接
続する必要があり、この発生器は後続する有害物質抑制
系中の反応性の変換に必要である。
【００２１】
【実施例】以下、模式図に基づきこの発明をより詳しく
説明する。
説明する。
【００２２】図１から分かるように、自動車のピストン
内燃機関１の排気管２の中にプラズマ反応装置３が配置
され、これには粒子フィルター４が後続している。プラ
ズマ反応装置３には制御装置５が付属している。適当な
時間間隔で粒子フィルター４の煤の被覆を「燃やす」た
め、この制御装置５によりプラズマ反応装置３を周期的
に働かせる。この駆動は、例えば粒子フィルターでの逆
圧測定により行われる。粒子フィルター４の前で所定の
圧力レベルを越え、それにより粒子フィルターが塞がっ
たと通報されると、直ちにプラズマ反応装置を作動させ
て燃焼反応させる。止めるには圧力に応じてあるいは時
間に応じても行われる。この方法により、機内電気回路
網から賄うべきプラズマ反応装置の電力需要が必要に応
じた時にのみ行われる。
内燃機関１の排気管２の中にプラズマ反応装置３が配置
され、これには粒子フィルター４が後続している。プラ
ズマ反応装置３には制御装置５が付属している。適当な
時間間隔で粒子フィルター４の煤の被覆を「燃やす」た
め、この制御装置５によりプラズマ反応装置３を周期的
に働かせる。この駆動は、例えば粒子フィルターでの逆
圧測定により行われる。粒子フィルター４の前で所定の
圧力レベルを越え、それにより粒子フィルターが塞がっ
たと通報されると、直ちにプラズマ反応装置を作動させ
て燃焼反応させる。止めるには圧力に応じてあるいは時
間に応じても行われる。この方法により、機内電気回路
網から賄うべきプラズマ反応装置の電力需要が必要に応
じた時にのみ行われる。
【００２３】図２に模式的に示すピストン内燃機関１で
は、排気管２中にプラズマ反応装置３が配置されてい
る。このプラズマ反応装置３には機内回路網により電力
が供給される。プラズマ反応装置３を通過する排気ガス
に対する非熱性のプラズマの作用により、プラズマ反応
装置の後の領域で排気ガスにＮＯ2 が添加される。この
配置では、有害物質抑制系４としてＮＯx 吸着触媒装置
が使用されている。
は、排気管２中にプラズマ反応装置３が配置されてい
る。このプラズマ反応装置３には機内回路網により電力
が供給される。プラズマ反応装置３を通過する排気ガス
に対する非熱性のプラズマの作用により、プラズマ反応
装置の後の領域で排気ガスにＮＯ2 が添加される。この
配置では、有害物質抑制系４としてＮＯx 吸着触媒装置
が使用されている。
【００２４】このＮＯx 吸着触媒装置の後ろにＮＯ/ Ｎ
Ｏ2 センサ６を配置すると効果的である。このセンサ６
は制御装置７に接続しているので、ＮＯx 吸着触媒装置
の後ろで検出されたＮＯまたはＮＯ2 の成分に応じてプ
ラズマ反応装置３を制御できる。
Ｏ2 センサ６を配置すると効果的である。このセンサ６
は制御装置７に接続しているので、ＮＯx 吸着触媒装置
の後ろで検出されたＮＯまたはＮＯ2 の成分に応じてプ
ラズマ反応装置３を制御できる。
【００２５】図３には、プラズマ反応装置の機能原理が
模式的に示してある。この反応装置は、実質上、例えば
円管状の第一電極８で形成され、この電極はその内面
を、例えばセラミック材料の閉じた誘電性バリヤー９で
被覆されている。対向電極１０としては、誘電性のバリ
ヤー９の内面に例えば線格子が配置されている。電極８
と電極１０は交流電圧源１１に接続している。
模式的に示してある。この反応装置は、実質上、例えば
円管状の第一電極８で形成され、この電極はその内面
を、例えばセラミック材料の閉じた誘電性バリヤー９で
被覆されている。対向電極１０としては、誘電性のバリ
ヤー９の内面に例えば線格子が配置されている。電極８
と電極１０は交流電圧源１１に接続している。
【００２６】処理すべき排気ガスはプラズマ反応装置３
を矢印１２の方向に通過する。両方の電極８と１０に k
Hzの範囲の交流電圧が加わると、電極１０と誘電性のバ
リヤー９の間の隙間領域に密に並んだ「糸状」のガス放
電、つまり非熱性のプラズマが生じる。傍を通る排気ガ
スは電極１０のところで渦を巻き、プラズマの糸の領域
に達するので、これによって生じる排気ガス中に存在す
る窒素酸化物、つまりＮＯに対するエネルギ作用は、排
気ガス中の酸素の存在により二酸化窒素、つまりＮＯ2
を形成し、このＮＯ2 は排気ガスと一緒に排出され、吸
着触媒装置４（図２）の吸着剤に添加して蓄積される。
を矢印１２の方向に通過する。両方の電極８と１０に k
Hzの範囲の交流電圧が加わると、電極１０と誘電性のバ
リヤー９の間の隙間領域に密に並んだ「糸状」のガス放
電、つまり非熱性のプラズマが生じる。傍を通る排気ガ
スは電極１０のところで渦を巻き、プラズマの糸の領域
に達するので、これによって生じる排気ガス中に存在す
る窒素酸化物、つまりＮＯに対するエネルギ作用は、排
気ガス中の酸素の存在により二酸化窒素、つまりＮＯ2
を形成し、このＮＯ2 は排気ガスと一緒に排出され、吸
着触媒装置４（図２）の吸着剤に添加して蓄積される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による有
害物質放出を低減する方法は、貯蔵触媒装置による希薄
燃焼排気ガスから窒素を除去するためにも、粒子フィル
ターの再生のためにも使用でき、硫黄分を含む燃料でも
長期間機能する。
害物質放出を低減する方法は、貯蔵触媒装置による希薄
燃焼排気ガスから窒素を除去するためにも、粒子フィル
ターの再生のためにも使用でき、硫黄分を含む燃料でも
長期間機能する。
【図１】 有害物質抑制系としての粒子フィルターを備
えた自動車、
えた自動車、
【図２】 吸着触媒装置を備えたピストン内燃機関の模
式図、
式図、
【図３】 プラズマ反応装置の原理図である。
１ ピストンエンジン ２ 排気管 ３ プラズマ反応装置 ４ 有害物質抑制系（粒子フィルターまたはＮＯx
吸着触媒装置） ５ 制御装置 ６ ＮＯ/ ＮＯ2 センサ ７ 制御装置 ８ 第一電極 ９ 誘電バリヤー １０ 対向電極 １１ 交流電圧源
吸着触媒装置） ５ 制御装置 ６ ＮＯ/ ＮＯ2 センサ ７ 制御装置 ８ 第一電極 ９ 誘電バリヤー １０ 対向電極 １１ 交流電圧源
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ (72)発明者 ゲルハルト・レッペルホフ ドイツ連邦共和国、52223 シユトルベル ク、プファレル−ガウ−ストラーセ、40ア ー (72)発明者 ハルトムート・リユーデルス ドイツ連邦共和国、52076 アーヒエン、 ミュンスターストラーセ、222 (72)発明者 キルステン・ヘントシエル ドイツ連邦共和国、52070 アーヒエン、 コングレスストラーセ、23 (72)発明者 ベルンハルト・リユエルス ドイツ連邦共和国、52222 シユトルベル ク、カッツヘッケ、13
Claims (4)
- 【請求項１】 ピストン内燃機関の排気ガス中の有害物
質成分に反応性の影響を与えて有害物質の放出を低減す
る方法において、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏ）の一部から、エネルギ作用により、排気ガス中に含
まれている酸素（Ｏ2 ）と共に、二酸化窒素（Ｎ
Ｏ2 ），酸素原子（Ｏ* ），オゾン（Ｏ3 ）およびＯＨ
の形の反応性ガス成分を発生させ、次いでこれ等の成分
を後続する少なくとも一つの有害物質抑制系内で反応的
に変換することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 有害物質抑制系として粒子フィルターを
使用する場合には、発生した反応性のガス成分は拘留さ
れている煤粒子を酸化させるために使用されることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 有害物質抑制系としてＮＯx 吸着触媒装
置を使用する場合には、発生したＮＯ2 を蓄え、次いで
再生期間中に還元性の排気ガス成分と還元反応させて窒
素（Ｎ2 ）に変換することを特徴とする請求項１または
２に記載の方法。 - 【請求項４】 排気ガス中に含まれるＮＯおよび／また
はＯ2 および／またはＨＣに対するエネルギ作用は非熱
性のプラズマにより行われることを特徴とする請求項１
〜３の何れか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19815987 | 1998-04-09 | ||
| DE19826831A DE19826831A1 (de) | 1998-04-09 | 1998-06-16 | Verfahren zur Verminderung der Schadstoffemission von Kraftfahrzeugen |
| DE19815987:0 | 1998-06-16 | ||
| DE19826831:9 | 1998-06-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11324652A true JPH11324652A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=26045391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11099279A Withdrawn JPH11324652A (ja) | 1998-04-09 | 1999-04-06 | 自動車の有害物質の放出を低減する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6185930B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11324652A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003515030A (ja) * | 1999-11-17 | 2003-04-22 | サウスウェスト リサーチ インスティテュート | 排気ガス再循環濾過システム |
| US6955041B2 (en) | 2001-03-08 | 2005-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB9801023D0 (en) * | 1998-01-19 | 1998-03-18 | Johnson Matthey Plc | Combatting air pollution |
| GB9821947D0 (en) | 1998-10-09 | 1998-12-02 | Johnson Matthey Plc | Purification of exhaust gases |
| US6775972B2 (en) | 1998-10-09 | 2004-08-17 | Johnson Matthey Public Limited Company | Purification of exhaust gases |
| US6363714B1 (en) * | 2000-06-09 | 2002-04-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Plasma-catalyst control system |
| DE10130163B4 (de) * | 2000-11-21 | 2012-01-12 | Siemens Ag | Anordnung zur Verminderung kohlenstoffhaltiger Partikelemissionen von Dieselmotoren |
| CA2353752A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-01-25 | Precisionh2 Inc. | Production of hydrogen and carbon from natural gas or methane using barrier discharge non-thermal plasma |
| US20030226751A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-11 | Kasten Stephen P. | Corona discharge ozone generator |
| TWI264313B (en) * | 2002-08-07 | 2006-10-21 | Access Business Group Int Llc | Nonthermal plasma air treatment system |
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| JP2005291071A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システムおよび排気ガス浄化方法 |
| DE102004038731A1 (de) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| KR100603008B1 (ko) * | 2004-09-07 | 2006-07-24 | (주)네오포텍 | 광촉매층이 내부에 코팅되고 전극이 일체형으로 형성된디젤엔진 배출가스 정화장치 및 그 제조방법 |
| US7368094B2 (en) * | 2004-09-23 | 2008-05-06 | General Motors Corporation | Plasma-assisted NOx reduction |
| JP4254751B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2009-04-15 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化装置 |
| US7398643B2 (en) * | 2006-05-16 | 2008-07-15 | Dana Canada Corporation | Combined EGR cooler and plasma reactor |
| US20110072805A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | International Engine Intellectual Property Company Llc | Electrically heated diesel oxidation catalyst |
| CN103953989A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 上海海洋大学 | 车用供氧调温装置及废气处理*** |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4916898A (en) * | 1985-03-25 | 1990-04-17 | Ford Motor Company | Method for treatment of exhaust gases |
| US5224346A (en) * | 1991-05-16 | 1993-07-06 | James W. Davis | Engine NOx reduction system |
| JPH0571334A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-03-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 連続燃焼をおこなう燃焼装置における窒素酸化物低減方法およびその装置 |
| ES2146002T3 (es) * | 1995-05-30 | 2000-07-16 | Thermal Energy Int Inc | Sistema de depuracion de gas de combustion y de recuperacion de calor residual. |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11099279A patent/JPH11324652A/ja not_active Withdrawn
- 1999-04-09 US US09/288,644 patent/US6185930B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| US6185930B1 (en) | 2001-02-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |