(57)【要約】【課題】ＮＯｘの還元浄化及びパティキュレートの除去の双方を達成できる排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン排気経路１に並列に付設したバイパス流路２と、バイパス流路２に組み込んだプラズマ改質器３と、エンジン排気経路１のバイパス流路２が付設されている部位の下流側に設けたＮＯｘ吸蔵還元触媒８及びパティキュレートフィルタ９とを備え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８とパティキュレートフィルタ９の間に酸化触媒１０を設けている。  ＮＯｘ吸蔵還元触媒８へ送給される排気Ｇの温度が、ＢａＳＯ4の結晶化を回避可能な５５０℃程度であっても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８を経た排気Ｇは、酸化触媒１０によって６００℃程度にまで昇温されるので、パティキュレートフィルタ９の上流側目封じ部Ｕにおいても煤が燃焼することになる。【選択図】図１
2006322329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気経路に並列に付設したバイパス流路と、該バイパスに組み込まれ且つ添加される燃料を元にＨ2及びＣＯを生成し得るプラズマ改質器と、エンジン排気経路のバイパス流路付設部位よりも下流側に設けたＮＯｘ吸蔵還元触媒と、エンジン排気経路のＮＯｘ吸蔵還元触媒よりも下流側に設けた目封じ型セラミックハニカムパティキュレートフィルタとを備え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒へ送給されるエンジン排気の温度を５５０℃以下に保ち得るようにし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタの間に酸化触媒を設けたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
エンジン排気経路に並列に付設したバイパス流路と、該バイパス流路に組み込まれ且つ添加される燃料を元にＨ2及びＣＯを生成し得るプラズマ改質器と、エンジン排気経路のバイパス流路付設部位よりも下流側に設けたＮＯｘ吸蔵還元触媒と、エンジン排気経路のＮＯｘ吸蔵還元触媒よりも下流側に設けた目封じ型セラミックハニカムパティキュレートフィルタとを備え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒へ送給されるエンジン排気の温度を５５０℃以下に保ち得るようにし、前記パティキュレートフィルタの上流側目封じ栓体を、セラミックハニカムコアの上流側端面から所要長さだけ下流寄りに位置させたことを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンでは燃料を空気が過剰な状態で燃焼を行なうので、ＨＣ及びＣＯの不完全燃焼成分の排出量が少ないが、燃焼に寄与しなかった残余のＯ2と空気中のＮ2が反応して生成されるＮＯｘの排出量が多くなる。
【０００３】
そこで、ＮＯｘを硝酸塩の状態で一時的に吸蔵してから無害なＮ2として還元浄化するＮＯｘ吸蔵還元触媒と、ＮＯｘの還元浄化に際して必要なＨＣ及びＣＯを燃料から生成し得るプラズマ改質器とをディーゼルエンジンの排気経路に組み込んだ排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、触媒Ｐｔによりエンジン排気が含有しているＮＯｘと酸素からＮＯ2を生成し、当該ＮＯ2が吸蔵剤Ｂａに反応して硝酸塩ＢａＮＯ2となり保持される。
【０００５】
また、触媒Ｐｔによりエンジン排気が含有しているＳＯｘと酸素からＳＯ4を生成し、当該ＳＯ4が吸蔵剤Ｂａに反応して硫酸塩ＢａＳＯ4となり保持される。
【０００６】
この後、ストイキ状態でプラズマ改質器を作動させると、該プラズマ改質器が生成したＨ2、ＣＯを含んだＨＣによりＮ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏが脱離し、ＢａＮＯ2がＢａに戻る。
【０００７】
同時に、Ｈ2、ＣＯ、ＨＣによりＮ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2が脱離し、ＢａＳＯ4がＢａに戻る。
【０００８】
更に、エンジン排気中のパティキュレート（Particulate Matter：炭素質よりなる煤、高沸点炭化水素などの可溶性有機物質、及び微量のミスト状硫酸からなる粒子状物質）を取り除くために、触媒再生方式の目封じ型セラミックハニカムパティキュレートフィルタをエンジン排気経路に組み込むことは、一般的に行なわれている。
【特許文献１】特開２００２−２５６８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上述のＮＯｘ吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタとを同一のエンジン排気経路に装着すると下記のような不都合が生じる。
【００１０】
すなわち、プラズマ改質器が生成したＨ2、ＣＯを含んだＨＣをＮＯｘ吸蔵還元触媒に送給すると、エンジン排気が５５０℃程度であっても当該ＮＯｘ収蔵還元触媒からＳ成分を脱離させることができるが、この排気温度では、パティキュレートフィルタの上流側端面が触媒活性温度にならず、当該上流側の目封じ部で煤が燃焼できないため、煤溜まりが徐々に成長してパティキュレートフィルタの上流側開口を塞いでしまう。
【００１１】
これに対して排気温度を上げれば、パティキュレートフィルタの上流側の目封じ部で煤を燃やせるが、排気温度を上げ過ぎると、ＢａＳＯ4が結晶化し、ＮＯｘ吸蔵還元触媒によるＮＯｘの吸蔵が不能になる（ＢａＳＯ4は７００℃程度で結晶化する）。
【００１２】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ＮＯｘの還元浄化及びパティキュレートの除去の双方を達成できる排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明では、エンジン排気経路に並列に付設したバイパス流路と、該バイパス流路に組み込まれ且つ添加される燃料を元にＨ2及びＣＯを生成し得るプラズマ改質器と、エンジン排気経路のバイパス流路付設部位よりも下流側に設けたＮＯｘ吸蔵還元触媒と、エンジン排気経路のＮＯｘ吸蔵還元触媒よりも下流側に設けた目封じ型セラミックハニカムパティキュレートフィルタとを備え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒へ送給されるエンジン排気の温度を５５０℃以下に保ち得るようにし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタの間に酸化触媒を設けた構成を採っている。
【００１４】
つまり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒からパティキュレートフィルタへ送給されるエンジン排気の温度を酸化触媒によって高め、パティキュレートフィルタの上流側の目封じ部での煤の燃焼を可能にする。
【００１５】
また、酸化触媒を設けることに代えて、パティキュレートフィルタの上流側目封じ栓体を、セラミックハニカムコアの上流側端面から所要長さだけ下流寄りに位置させた構成を採るようにする。
【００１６】
つまり、エンジン排気に随伴される煤の全てをパティキュレートフィルタに導き、当該パティキュレートフィルタの内部で煤を燃やす。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排気浄化装置によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００１８】
（１）請求項１に記載の排気浄化装置では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を経たエンジン排気の温度を酸化触媒によって高めるため、パティキュレートフィルタの上流側の目封じ部での煤の燃焼を可能になり、ＮＯｘの還元浄化及びパティキュレートの除去の双方を達成することができる。
【００１９】
（２）請求項２に記載の排気浄化装置では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を経たエンジン排気に随伴される煤の全てをパティキュレートフィルタに導いて燃やすので、ＮＯｘの還元浄化及びパティキュレートの除去の双方を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２１】
図１は本発明の排気浄化装置の第１の例であり、エンジン排気経路１に並列に付設したバイパス流路２と、該バイパス流路２に組み込んだプラズマ改質器３及び改質補助触媒４と、タンク５からプラズマ改質器３へ燃料６を送給するポンプ７と、エンジン排気経路１のバイパス流路２が付設されている部位よりも下流側に設けたＮＯｘ吸蔵還元触媒８及び目封じ型セラミックハニカムパティキュレートフィルタ９とを備え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８とパティキュレートフィルタ９の間に酸化触媒１０を設けている。
【００２２】
この排気浄化装置では、排気Ｇが含んでいるＮＯｘをＢａＮＯ2として、更に、ＳＯｘをＢａＳＯ4としてＮＯｘ吸蔵還元触媒８に保持する。
【００２３】
また、プラズマ改質器３が生成したＨ2、ＣＯを含んだＨＣによりＮ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2が脱離し、ＢａＮＯ2、ＢａＳＯ4がＢａに戻る。
【００２４】
このとき、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８へ送給される排気Ｇの温度を５５０℃程度に抑えて、ＢａＳＯ4の結晶化を防ぐようにする。
【００２５】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒８を経た排気Ｇは、酸化触媒１０によって酸化するＨＣの反応熱で６００℃程度にまで昇温されたうえ、煤を随伴した状態でパティキュレートフィルタ９に流入し、ハニカムコアの多孔質薄壁を透過した排気Ｇだけが大気中へ放出され、排気Ｇに随伴されてきた煤がパティキュレートフィルタ９の上流側目封じ部Ｕにおいても燃焼し、ＮＯｘの還元浄化及びパティキュレートの除去の双方を達成することができる。
【００２６】
図２は本発明の排気浄化装置の第２の例であり、エンジン排気経路１に並列に付設したバイパス流路２と、該バイパス流路２に組み込んだプラズマ改質器３及び改質補助触媒４と、タンク５からプラズマ改質器３へ燃料６を送給するポンプ７と、エンジン排気経路１のバイパス流路２が付設されている部位よりも下流側に設けたＮＯｘ吸蔵還元触媒８及び目封じ型セラミックハニカムパティキュレートフィルタ１１とを備えている。
【００２７】
パティキュレートフィルタ１１の上流側目封じ栓体１２は、セラミックハニカムコアの上流側端面から所要長さだけ下流寄りに位置させてあるが、これ以外の図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００２８】
この排気浄化装置では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８を経てパティキュレートフィルタ１１に流入する排気Ｇに随伴されてきた煤は、パティキュレートフィルタ１１の下流側目封じ部Ｌや上流側目封じ栓体１２の付近から溜まり始め、ハニカムコアの多孔質薄壁を透過した排気Ｇだけが大気中へ放出される。
【００２９】
やがて、パティキュレートフィルタ１１に担持させてある触媒により酸化反応が促され、下流側目封じ部Ｌのあたり溜まった煤の燃焼が図られる。
【００３０】
次いで、下流側目封じ部Ｌからパティキュレートフィルタ１１の上流寄り部分へ向けて熱が伝わり、上流側目封じ栓体１２の付近に溜まった煤が燃焼し、ＮＯｘの還元浄化及びパティキュレートの除去の双方を達成することができる。
【００３１】
なお、本発明の排気浄化装置は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の排気浄化は、様々な車種に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の排気浄化装置の第１の例を示す概念図である。
【図２】本発明の排気浄化装置の第２の例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  エンジン排気経路
２  バイパス流路
３  プラズマ改質器
８  吸蔵還元触媒
９  パティキュレートフィルタ
１０  酸化触媒
１１  パティキュレートフィルタ
１２  上流側目封じ栓体
【図１】
2006322329.tif 000003
【図２】
2006322329.tif 000004