(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排ガスが流れる排気通路に介設された排ガス浄化装置であって、
前記排気通路に、格納容器及びケーシングを上流側から順に介設し、
前記格納容器内に、第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒と、選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタとを、上流側から順に離間して配設するとともに、前記第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒の出口と前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタの入口とを接続する排ガスの流路に尿素水インジェクタを設置し、
前記ケーシング内に、選択還元型触媒及び第２酸化触媒を上流側から順に配置し、
前記第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒、前記排ガスの流路、及び前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタと、前記格納容器の内壁面と、の間に形成される空間に前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタの出口を面する構成としたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒と、前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタとを平行に、又はＬ字に配置した請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒と、前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタとの間の前記排ガスの流路に、排ガスの攪拌手段を設置した請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記ディーゼルエンジンが、前記排気通路にタービンが介設されたターボチャージャーを備えるとともに、前記格納容器を前記タービンの下流側の前記排気通路に介設した請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガス浄化装置に関し、更に詳しくは、酸化触媒、ＰＭ捕集フィルター及び選択還元型触媒を備えるとともに、ディーゼルエンジンに対する近接配置を可能にした排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型車のディーゼルエンジンに係るポスト新長期規制（ＰＮＬＴ）を達成するために、酸化触媒（ＤＯＣ）、酸化機能を有するＰＭ捕集フィルター（ＣＳＦ）、選択還元型触媒（ＳＣＲ）及びアンモニアスリップＤＯＣを備えた排ガス浄化装置が採用されている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、次期ＰＮＬＴやＥｕｒｏ６排出ガス規制では、排ガス規制が強化されるとともに、重量車排出ガス試験法（ＷＨＤＣ）が採用されるため、排ガス浄化装置の更なる改良が必要となっている。
【０００３】
小型車のディーゼルエンジンでは、排ガス浄化装置をエンジンに近接させることで、触媒反応温度のより高い条件での排ガスの浄化が可能である。これに対して大型車では、前輪が２軸であるなどのレイアウトの制約があるので、排ガス浄化装置をエンジンに近接させることは困難であった。そのため、排ガス浄化装置の各触媒を大型化せざるを得ず、製造コストの増加を招いてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−００５７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、酸化触媒、ＰＭ捕集フィルター及び選択還元型触媒を備えるとともに、ディーゼルエンジンに近接して配置することを可能にした排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する本発明の排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンの排ガスが流れる排気通路に介設された排ガス浄化装置であって、前記排気通路に、格納容器及びケーシングを上流側から順に介設し、前記格納容器内に、第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒と、選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタとを、上流側から順に離間して配設するとともに、前記第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒の出口と前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタの入口とを接続する排ガスの流路に尿素水インジェクタを設置し、前記ケーシング内に、選択還元型触媒及び第２酸化触媒を上流側から順に配置し、前記第１酸化触媒又はＮＯｘ吸蔵還元触媒、前記排ガスの流路、及び前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタと、前記格納容器の内壁面と、の間に形成される空間に前記選択還元型触媒が塗布されたＰＭ捕集フィルタの出口を面する構成としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の排ガス浄化装置によれば、従来の排ガス浄化装置におけるＤＯＣ、ＣＳＦ及びＳＣＲによる浄化機能を、格納容器内にコンパクトに集約できるので、排ガス浄化装置を小型化してディーゼルエンジンに近接して配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態からなる排ガス浄化装置の構成図である。
【図２】排ガスの撹拌手段の例を示す斜視図である。
【図３】排ガスの撹拌手段の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなる排ガス浄化装置を示す。なお、図中の矢印は、気体の流れる方向を示す。
【００１０】
この排ガス浄化装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジン（図示せず）の排ガスＧが流れる排気通路１に、上流側から順に介設された箱形の格納容器２及び円筒形のケーシング３とを備えている。なお、排ガス浄化装置は、ターボチャージャー４の下流側に介設されている。
【００１１】
格納容器２は断熱材５に覆われており、その内部には、第１酸化触媒（第１ＤＯＣ）６と、選択還元型触媒である物質が塗布されたＰＭ捕集フィルタ（以下、「ＳＣＲフィルタ」という。）７とが、上流側から順に離間して配設されている。具体的には、第１ＤＯＣ６とＳＣＲフィルタ７とは、平行に又はＬ字に配置されるとともに、接続通路８により接続されている。
【００１２】
また、格納容器２の出口の向きは、ＳＣＲフィルタ７の出口の向きと逆方向になっている。更に、格納容器２には、接続通路８内に尿素水を供給する尿素水インジェクタ９が設置されている。
【００１３】
ケーシング３内には、選択還元型触媒（ＳＣＲ）１０及び第２酸化触媒（第２ＤＯＣ）１１が、上流側から順に直列に配置されている。
【００１４】
上記の第１ＤＯＣ６及び第２ＤＯＣ１１は、排ガスＧの混合機能を有する構造に成形した金属製の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。ＳＣＲフィルタ７は、多孔質セラミック製のハニカムのチャンネル（セル）の入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型のウオールフローフィルタに、ゼオライト触媒などを塗布して形成される。ＳＣＲ１０は、コージェライトや酸化アルミニウムや酸化チタン等で形成されるハニカム構造等の担体に、ゼオライト触媒などを担持して形成される。
【００１５】
この排ガス浄化装置においては、ターボチャージャー４から排気通路１を通じて格納容器２内に流入した排ガスＧは、第１ＤＯＣ６において一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び粒子状物質（ＰＭ）に含まれる未燃焼物質（ＳＯＦ）が酸化除去された後に、尿素水インジェクタ９から噴射された尿素水が加水分解して生成したアンモニア（ＮＨ3）とともにＳＣＲフィルタ７へ流入する。そして、ＳＣＲフィルタ７においてＮＨ3による還元反応によりＮＯｘが浄化されるとともにＰＭが除去された後に格納容器２から放出される。
【００１６】
ディーゼルエンジンが、エンジン回転数が高くかつ高負荷となる運転領域にあるときは、格納容器２から放出された排ガスＧ中にＮＯｘが残存するおそれがあるが、その残存するＮＯｘは、ＳＣＲ１０においてＮＨ3による還元反応により浄化される。なお、還元反応において消費されなかったＮＨ3は、第２ＤＯＣ１１において酸化・分解される。
【００１７】
このように排ガス浄化装置を構成することで、従来の排ガス浄化装置におけるＤＯＣ、ＣＳＦ及びＳＣＲによる浄化機能を、格納容器２内にコンパクトに集約できるので、排ガス浄化装置を小型化してディーゼルエンジンに近接して配置することができるのである。
【００１８】
また、選択還元型触媒である物質の総容量の削減が可能となるため、排ガス浄化装置の製造コストを低減することができる。
【００１９】
更には、ＳＣＲフィルタ７から排出された排ガスＧの一部が、断熱材５に覆われている格納容器２の内壁面１２と接続通路８との間に滞留して、自身の有する熱（廃熱）により第１ＤＯＣ６及びＳＣＲフィルタ７を加温するので、触媒反応温度を高温に維持して浄化性能を向上することができる。
【００２０】
上記の排ガス浄化装置においては、第１ＤＯＣ６とＳＣＲフィルタ７との間の接続通路８内であって尿素水インジェクタ９の下流側に、排ガスＧの攪拌手段１３を設置することが望ましい。この攪拌手段１３としては、金属プレート１４に切り込み１５を互い違いに入れて軸方向へ折り曲げたミキサー板１６（図２を参照）や、金属プレート１４に適当な間隔で貫通孔１７を形成したバッフル板１８（図３を参照）などが好ましく例示される。
【００２１】
このように撹拌手段１３を設置することで、尿素水インジェクタ９から噴射された尿素水を高温の排ガスＧと撹拌させて十分に気化させることができる。
【００２２】
また、上記の排ガス浄化装置においては、格納容器２内の第１ＤＯＣ６をＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＬＮＴ）に置き換えるようにしても良い。そのようにすることで、ディーゼルエンジンが、排ガスＧの温度が低くかつ高負荷となる運転領域において、車両からのＮＯｘの排出を効果的に低減することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  排気通路
２  格納容器
３  ケーシング
６  第１ＤＯＣ
７  ＳＣＲフィルタ
８  接続通路
９  尿素水インジェクタ
１０  ＳＣＲ
１１  第２ＤＯＣ
１３  撹拌手段
【図１】
0006500422.tif 000002
【図２】
0006500422.tif 000003
【図３】
0006500422.tif 000004