(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続された排ガス通路と、
前記排ガス通路内に配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置と、
前記粒子状物質捕集装置より上流側の前記排ガス通路に接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給可能なオゾン供給手段と、
前記オゾン供給手段より上流側の前記排ガス通路内に配置され、排ガス中のＮＯを酸化するＮＯ酸化触媒と、
前記粒子状物質捕集装置を通る排ガスの温度を測定又は推定する排ガス温度検知手段と、
前記排ガス温度検知手段により検知された排ガス温度に基づいて、前記排ガス温度が５０℃以上の第一の所定温度以上で且つ３００℃以下の第二の所定温度以下の範囲内のときにオゾンを供給するように前記オゾン供給手段を制御するオゾン供給制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記オゾン供給制御手段が、前記粒子状物質捕集装置における粒子状物質の捕集量が所定値以上となったときにオゾンを供給するように前記オゾン供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記オゾン供給手段が、オゾン発生手段としてのオゾン発生器と、前記オゾン発生器に接続されたオゾン供給通路と、前記オゾン供給通路に接続され且つ前記粒子状物質捕集装置より上流側の前記排ガス通路内に配置されたオゾン供給ノズルとを備えるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記オゾン発生器が、高電圧を印加可能な放電管内に原料となる空気又は酸素を流しつつオゾンを発生させるものであることを特徴とする請求項３に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記原料となる空気又は酸素が、排ガス通路外から取り込まれる気体であることを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記ＮＯ酸化触媒が、多孔質酸化物担体と、それに担持された貴金属とを備えるものであり、排ガス中のＮＯをＮＯ２に酸化することができるものであることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記粒子状物質捕集装置が、オゾンを分解してしまう触媒を備えていないものであることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一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、より詳しくは、排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置を用いてディーゼルエンジン等の内燃機関から排出された排ガスを浄化する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディーゼルエンジンの排ガスには、炭素を主成分とする粒子状物質（以下、「ＰＭ（Particulate  Matter）」という）が含まれ、大気汚染の原因となることが知られている。そこで、排ガスからこれらの粒子状物質を捕捉して除去するための装置や方法が種々提案されており、例えば、(i)燃料を強制的に噴射供給することによりディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）の温度を上昇させて捕集したＰＭを酸化・燃焼させる方法、(ii)排ガス中のＮＯからＮＯ２を生成させ、ＮＯ２によりＰＭを酸化させる方法（例えば、特表２００２−５３１７６２号公報（特許文献１））、(iii)触媒化したＤＰＦを用いてＰＭの酸化を図る方法（例えば、特開平６−２７２５４１号公報（特許文献２）、特開平９−１２５９３１号公報（特許文献３））が提案されている。
【０００３】
しかし、(i)の方法では、燃料を強制的に噴射供給するため燃費の悪化を招くと共に、ＰＭが急激に燃焼し、その際の反応熱に由来する急激な温度変化によってＤＰＦが破損することがあるという問題があった。また、(ii)の方法では、ＮＯ２によるＰＭの酸化速度が十分でないため、エンジンから排出されるＰＭを完全に酸化除去することが困難であるという問題があった。さらに、(iii)の方法では、触媒及びＰＭが共に固体であるため、両者が十分に接触せずＰＭの酸化反応が不十分であるという問題があった。
【０００４】
そこで、最近、ＮＯ２に比較して酸化力の強いオゾン（Ｏ３）を用いてＰＭを酸化して処理する技術が開示されている（例えば、特表２００５−５０２８２３号公報（特許文献４））。この特許文献４に記載されたディーゼルエンジンの排ガスを後処理する方法では、パティキュレートフィルタの上流に、プラズマにより排ガスから酸化剤としてのオゾン又はＮＯ２を生成する装置を設け、排ガスの温度に応じて低温時にはオゾン及びＮＯ２を、高温時にはＮＯ２を選択的に用いることにより、パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭを酸化除去するようにしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献４に記載の方法では、排ガスの成分である酸素からプラズマによりオゾンを生成し、生成されたオゾンと共にＮＯｘ等を含む排ガスをパティキュレートフィルタに導入するようにしているので、酸化力の強いオゾンがパティキュレートフィルタに入る前に排ガス中のＮＯｘ等と反応して消費されてしまい、ＰＭの酸化除去に使用されるオゾンの量が少なくなり、十分な浄化効率が得られず、ＰＭの酸化速度が低下するという問題があった。
【特許文献１】特表２００２−５３１７６２号公報
【特許文献２】特開平６−２７２５４１号公報
【特許文献３】特開平９−１２５９３１号公報
【特許文献４】特表２００５−５０２８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、排ガス中のＰＭを捕集する粒子状物質捕集装置を用いてディーゼルエンジン等の内燃機関から排出された排ガスを浄化する装置において、オゾンを用いてＰＭを酸化除去する際に、オゾンを効率的に使用可能とし、ＮＯｘ等によるＰＭの酸化速度の低下を十分に抑制して高水準のＰＭ浄化効率を達成することが可能な排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、オゾンは排ガス中のＮＯｘやＨＣと反応し易い性質を有しているが、特にＮＯと反応し易いため、オゾン供給手段の上流側にＮＯ酸化触媒を配置することによって、ＮＯｘとの反応によるオゾンの消費が抑制され、ＰＭの酸化速度の低下が十分に抑制されて高水準のＰＭ浄化効率が達成されるようになることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の排ガス浄化装置は、
内燃機関に接続された排ガス通路と、
前記排ガス通路内に配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置と、
前記粒子状物質捕集装置より上流側の前記排ガス通路に接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給可能なオゾン供給手段と、
前記オゾン供給手段より上流側の前記排ガス通路内に配置され、排ガス中のＮＯを酸化するＮＯ酸化触媒と、
前記粒子状物質捕集装置を通る排ガスの温度を測定又は推定する排ガス温度検知手段と、
前記排ガス温度検知手段により検知された排ガス温度に基づいて、前記排ガス温度が５０℃以上の第一の所定温度以上で且つ３００℃以下の第二の所定温度以下の範囲内のときにオゾンを供給するように前記オゾン供給手段を制御するオゾン供給制御手段と、
を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
上記本発明の排ガス浄化装置によれば、オゾン供給手段の上流側にＮＯ酸化触媒が配置されるので、オゾン供給手段の上流側で予めＮＯ酸化触媒により排ガス中のＮＯの少なくとも一部がＮＯ２に酸化され、特にオゾンと反応し易いＮＯの量が低減される。それにより、排ガス中のＮＯｘによるオゾンの消費が抑制され、より多くの量のオゾンが粒子状物質捕集装置におけるＰＭの酸化除去に使用されるようになるため、ＰＭの酸化速度の低下が十分に抑制され、高水準のＰＭ浄化効率が達成されるようになる。
【００１１】
排ガス温度が５０℃以上のときにＮＯ酸化触媒によりＮＯがより効率良くＮＯ２に酸化される傾向にあり、また、排ガス温度が３００℃以下のときにＮＯとオゾンとの反応性がＮＯ２とオゾンとの反応性に比べてより高くなる傾向にある。そのため、このような本発明の好適な排ガス浄化装置によれば、排ガス中のＮＯｘによるオゾンの消費がより確実に抑制されるようになるため、ＰＭの酸化速度の低下がより十分に抑制され、より高水準のＰＭ浄化効率が達成されるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排ガス中のＰＭを捕集する粒子状物質捕集装置を用いてディーゼルエンジン等の内燃機関から排出された排ガスを浄化する装置において、オゾンを用いてＰＭを酸化除去する際に、オゾンを効率的に使用可能とし、ＮＯｘ等によるＰＭの酸化速度の低下を十分に抑制して高水準のＰＭ浄化効率を達成することが可能な排ガス浄化装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１に、内燃機関に接続された本発明の排ガス浄化装置の好適な一実施形態の模式図を示す。図１中、１０は圧縮着火式内燃機関（すなわちディーゼルエンジン）であり、１１は吸気ポートに連通されている吸気マニフォルド、１２は排気ポートに連通されている排気マニフォルド、１３は燃焼室である。そして、不図示の燃料タンクから高圧ポンプ１７に供給された燃料が、高圧ポンプ１７によりコモンレール１８に圧送されて高圧状態で蓄圧され、このコモンレール１８内の高圧燃料が燃料噴射弁１４から燃焼室１３内に直接噴射供給される。ディーゼルエンジン１０からの排ガスは、排気マニフォルド１２からターボチャージャ１９を経た後にその下流の排ガス通路１５に流され、以下に詳述するように浄化処理された後、大気に排出される。なお、ディーゼルエンジンの形態としてはこのようなコモンレール式燃料噴射装置を備えたものに限らない。
【００１５】
図１に示す排ガス通路１５には、上流側から順に、排ガス中のＮＯを酸化するＮＯ酸化触媒２０と、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する粒子状物質捕集装置としてのディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）３０とが直列に配置されている。
【００１６】
本発明にかかるＮＯ酸化触媒２０としては、多孔質酸化物担体と、それに担持された貴金属とを備えており、排ガス中のＮＯをＮＯ２に効率良く酸化することができるものが好適に用いられる。このような多孔質酸化物担体を構成する金属酸化物としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、セリア−アルミナ固溶体、セリア−チタニア固溶体、セリア−ジルコニア固溶体、ジルコニア−チタニア固溶体、シリカ−アルミナ固溶体、ゼオライト等を挙げることができる。また、多孔質酸化物担体は、一種の金属酸化物を単独で、或いは二種以上の金属酸化物を組み合わせ、あるいは複合酸化物として用いることができる。このような多孔質酸化物担体の量も特に限定されないが、後述する基材１リットル当たり３０〜４００ｇの範囲であることが好ましい。
【００１７】
また、貴金属としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）が挙げられる。これらの中でも、ＮＯの酸化活性が高いという観点からＰｔが特に好ましい。このような貴金属の担持量も特に限定されないが、後述する基材１リットル当たり０．１〜２０ｇの範囲であることが好ましい。
【００１８】
また、多孔質酸化物担体にＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ等の金属を担持してもよい。
【００１９】
本発明にかかるＮＯ酸化触媒２０の形態も特に制限されず、ハニカム形状のモノリス触媒、ペレット形状のペレット触媒等の形態とすることができる。ここで用いられる基材も特に制限されず、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等が好適に採用されるが、中でもモノリス状基材を用いると本発明の効果がより確実に達成される傾向にある。また、このような基材の材質も特に制限されないが、コーディエライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム、ニッケル及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用される。
【００２０】
このような本発明にかかるＮＯ酸化触媒２０の具体例としては、例えば、特開平８−１０３６３６号公報、特開平８−２４３３５６号公報、特開平９−２９９７９５号公報、特開２００１−１１５８２４号公報、特開２００２−３５５８７号公報、特開２００２−８９２４６号公報、特開２００３−８００３３号公報、特開２００３−２０５２２３号公報、特開２００４−１６７３５４号公報、特開２００６−４６２８６号公報に記載のＮＯ酸化触媒が挙げられる。
【００２１】
本発明にかかるＤＰＦ３０としては、その形態は特に制限されず、図１に示すようなウォールフロー型のものであっても、或いはフォーム型のものであってもよい。なお、ウォールフロー型のＤＰＦは、下流側に詰栓が施された第１通路と、上流側に詰栓が施された第２通路とが交互に区画形成されたハニカム構造を有しており、排ガスは第１通路から流路壁面を通過して第２通路に流入して下流側に流れ、その際に排ガス中のＰＭが流路壁面によって捕集される。このようなＤＰＦ３０の材質も特に制限されないが、コージェライト、炭化ケイ素、シリカ、アルミナ、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム、ニッケル及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用される。なお、ＤＰＦ３０に貴金属等の触媒がコートされていると、Ｏ３がＰＭを酸化する前に分解され易くなる傾向にあるため、ＤＰＦ３０には触媒がコートされていないことが好ましい。
【００２２】
図１に示す本発明の排ガス浄化装置においては、上述のＮＯ酸化触媒２０とＤＰＦ３０との間、すなわちＮＯ酸化触媒２０の下流側且つＤＰＦ３０の上流側に、ＤＰＦ３０にオゾン（Ｏ３）を供給可能なオゾン供給手段４０が接続されている。かかるオゾン供給手段４０は、オゾン発生手段としてのオゾン発生器４１と、オゾン発生器４１にオゾン供給通路４２を介して接続されたオゾン供給ノズル４３とを備えている。
【００２３】
本発明にかかるオゾン発生器４１としては、高電圧を印加可能な放電管内に原料となる空気又は酸素を流しつつオゾンを発生させる形態や、他の任意の形式のものを用いることができるが、オゾン発生器４１に供給するガスに窒素が存在するとＮＯｘが生成するため、酸素のみを供給することが好ましい。
【００２４】
なお、ここで原料となる空気又は酸素は、特許文献４の場合と異なり、排ガス通路外から取り込まれる気体、例えば外気に含まれる気体であり、特許文献４のように排ガス通路内の排ガスに含まれる気体ではない。また、オゾン発生器４１においては、高温の原料気体を用いるよりも低温の原料気体を用いた方がオゾンの生成効率が高い。従って、このように排ガス通路外の気体を用いてオゾンを生成することにより、特許文献４の場合に比べてオゾン生成効率を向上させることが可能である。
【００２５】
本発明にかかるオゾン供給ノズル４３は、これから噴射供給されたオゾンが排ガス中のＮＯｘ等と反応して消費されにくくなるように、ＤＰＦ３０の直上流位置に配置され、そこからＤＰＦ３０に向かってオゾンを供給することが好ましい。また、ＤＰＦ３０の上流端面全体に満遍なくオゾンを供給できるよう、ＤＰＦ３０の上流端面の全直径に及ぶような複数のオゾン供給口４４を有していることが好ましい。なお、オゾン供給手段４０の形態としては、このようなオゾン供給ノズル４３を有するもの以外にも種々の形態が可能であり、例えば一つのオゾン供給口しか有しないような場合は、オゾン供給口とＤＰＦの上流端面との距離を、その上流端面全体に満遍なくオゾンが行き渡るような距離だけ離間させることが好ましい。
【００２６】
さらに、図１に示す本発明の排ガス浄化装置においては、ＤＰＦ３０を通る排ガスの温度を測定する排ガス温度検知手段として温度センサー５０が設けられており、温度センサー５０により検知された排ガス温度に基づいてオゾン供給手段４０を制御するオゾン供給制御手段としてのＥＣＵ１００に電気的に接続されている。なお、本発明にかかる排ガス温度検知手段は、温度センサー５０に限定されず、エンジンの運転状況等に基づいてＥＣＵ１００内に保存されたエンジン特性マップデータ等を用いてＤＰＦ３０を通る排ガスの温度を推定する手段であってもよい。また、本発明の排ガス浄化装置においては、図示しないが、ＤＰＦ３０の上下流側の差圧によってＰＭの捕集量や詰まり具合を検出する排気圧センサ、ＤＰＦ３０に流入する排ガスの空燃比を検出する空燃比センサ等を備えていてもよい。
【００２７】
以上説明した図１に示す本発明の排ガス浄化装置によれば、排ガス中のＮＯの少なくとも一部（好ましくは全部）が、前述のＮＯ酸化触媒２０によりＮＯ２に酸化される。そして、その排ガス中にオゾン供給手段４０からオゾンが供給されると、以下の反応式にしたがってＮＯｘとオゾンとが反応してオゾンが消費され得る。
ＮＯ＋Ｏ３→ＮＯ２＋Ｏ２…（１）
ＮＯ２＋Ｏ３→ＮＯ３＋Ｏ２…（２）
２ＮＯ３→２ＮＯ２＋Ｏ２…（３）。
【００２８】
しかしながら、オゾンとＮＯｘとの反応性は、ＮＯよりもＮＯ２の方が低いことから、上述のように予め排ガス中のＮＯをＮＯ２に酸化しておくことにより、（１）の反応で消費されるオゾンが抑制され、より多くの量のオゾンが続いてのＤＰＦ３０におけるＰＭの酸化除去に使用されるようになるため、ＰＭの酸化速度の低下が十分に抑制され、高水準のＰＭ浄化効率が達成されるようになる。
【００２９】
そして、ＤＰＦ３０においては、以下に示すオゾンとＰＭとの反応により、ＰＭはＣＯ及びＣＯ２として除去される。
Ｃ＋Ｏ３→ＣＯ＋Ｏ２…（４）
Ｃ＋２Ｏ３→ＣＯ２＋２Ｏ２…（５）。
【００３０】
なお、本発明者らによれば、以下の知見が得られている。すなわち、約２００℃以上でＯ３の分解が始まり、また、２００℃以上でＮＯ２によりＰＭが酸化され始める。さらに、図２に示すように、オゾンの投入量が５００ｐｐｍの場合は、３００℃以下（好ましくは２５０℃以下）でオゾンとＮＯｘとの反応性がＮＯよりもＮＯ２の方が低くなっており、３００℃を超えるとＮＯ２とオゾンとの反応性が高くなる傾向にある。
【００３１】
したがって、本発明の排ガス浄化装置においては、ＤＰＦ３０を通る排ガス温度が５０℃以上（より好ましくは１００℃以上）の第一の所定温度以上で且つ３００℃以下（より好ましくは２５０℃以下）の第二の所定温度以下の範囲内のときに、オゾン供給手段４０からオゾンを供給するようにし、３００℃（より好ましくは２５０℃）を超えた高温領域においてはオゾンを供給せずにＮＯ酸化触媒で生成したＮＯ２のみでＰＭを酸化することが好ましい。このようにオゾン供給手段４０を制御すれば、排ガス中のＮＯｘによるオゾンの消費がより確実に抑制されるようになるため、ＰＭの酸化速度の低下がより十分に抑制され、より高水準のＰＭ浄化効率が達成されるようになる。
【００３２】
なお、このようなオゾンの供給タイミングとしては、ＤＰＦ３０におけるＰＭの捕集量が所定値以上となったときが好ましい。
【００３３】
また、ＮＯ酸化触媒２０によりＮＯをＮＯ２により確実に酸化するためには、５０℃以上の温度が必要であり、１００℃以上の温度であることがより好ましいことから、ＮＯ酸化触媒２０はできる限り排ガス通路１５の上流側に設置することが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明の排ガス浄化装置においては、ＥＧＲ装置等の他の排ガス浄化デバイスを併用し、予め排ガス中のＮＯｘ量を低減させておくことが好ましい。このように予め排ガス中のＮＯｘ量を低減させておくと、オゾンの消費量がより減少してＰＭの酸化効率がより向上する傾向にある。
【００３５】
以上、本発明の排ガス浄化装置の好適な一実施形態について説明してきたが、本発明は他の実施形態を採ることも可能である。例えば、前記実施形態ではＰＭ捕集装置としてウォールフロー型のＤＰＦを採用したが、他にも様々なフィルタ構造を採用することができる。また、基材の形状や構造も、前述のようなハニカム状のほか、板状、筒状、ペレット状、メッシュ状（例えば、無機繊維の織布又は不織布、金属製の網）等が可能である。
【００３６】
また、本発明は、圧縮着火式内燃機関としてのディーゼルエンジン以外にも、ＰＭ発生の可能性のある全ての内燃機関に適用できる。例えば、直噴の火花点火式内燃機関、より具体的には直噴リーンバーンガソリンエンジンである。このエンジンでは筒内燃焼室に燃料が直接噴射されるが、燃料噴射量が多い高負荷域では燃料が燃焼しきらず、ＰＭが発生する可能性がある。このようなエンジンに本発明を適用しても、前記と同様の作用効果が十分期待できる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（１）実験装置
図３に、実施例及び比較例で用いた実験装置の模式図を示す。図３に示す実験装置６０においては、後述する模擬ガス（ＭＧ）が、上流側石英管６１内に配置されたＮＯ酸化触媒６２を通過した後、下流側石英管６３内に配置されたＤＰＦ６４を通過して、図示しない排気ダクトから外部に排出される。そして、図示しないオゾン発生器から供給された酸素及びオゾン（又は酸素のみ）が、上流側石英管６１と下流側石英管６３との間に配置された三方エルボ６５から注入ガスとして供給され、模擬ガスと混合された後に模擬ガスと共にＤＰＦ６４に供給される。また、上流側石英管６１と下流側石英管６３との外周部にはそれぞれ電気ヒータ６６，６７が設けられ、ＮＯ酸化触媒６２とＤＰＦ６４との温度が制御されるようになっている。さらに、ＮＯ酸化触媒６２とＤＰＦ６４との直上流位置における温度をそれぞれ計測するための温度センサ６８，６９が設けられている。
【００３９】
（２）実験条件
温度センサ６８，６９によって検出される温度が２００℃となるように電気ヒータ６６，６７を制御した。また、模擬ガスの組成は、それぞれ体積濃度で、ＮＯが２１０ｐｐｍ、Ｏ２が５％、Ｈ２Ｏが３％、残部がＮ２とし、模擬ガスの流量は９．５Ｌ／ｍｉｎとした。さらに、注入ガスの組成は、オゾン発生器の電源をオンにしてオゾン供給を行う場合はオゾン（Ｏ３）が１００００ｐｐｍで残部がＯ２とし、他方、オゾン発生器の電源をオフにしてオゾン供給を行わない場合はＯ２のみとし、注入ガスの流量は０．５Ｌ／ｍｉｎとした。
【００４０】
（３）実験方法
温度センサ６８，６９によって検出される温度が一定（２００℃）になるまではＮ２を流しておき、その温度が一定となった後、ＮＯを含有する前記模擬ガスを流し、それと同時にオゾン発生器にＯ２を導入した。そして、オゾンを発生させる場合は、Ｏ２を導入するのと同時にオゾン発生器の電源をオンにした。
【００４１】
なお、ＤＰＦ６４におけるＰＭの酸化量（酸化速度）は、図示しない排ガス分析器で検出したＣＯ及びＣＯ２濃度から算出した。すなわち、模擬ガス流量と、検出された体積濃度と、計測時間との積を１ｍｏｌ分の体積（例えば２２．４Ｌ）で除することにより、その計測時間中のｍｏｌ数が得られ、このｍｏｌ数に基づいてＰＭの酸化量（酸化速度）が算出される。
【００４２】
（４）実施例及び比較例
（実施例１）
以下に示す仕様のＮＯ酸化触媒６２とＤＰＦ６４とをそれぞれ配置し、オゾン発生器の電源をオンにした状態で、ＰＭの酸化量（酸化速度）を測定した。
【００４３】
＜ＮＯ酸化触媒＞
直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル壁厚４ｍｉｌ（milli  inch  length、1/1000inch）、セル数４００ｃｐｓｉ（cells  per  square  inch）のコージェライト製ハニカム構造体にＺｒＯ２をコートしたものを用いた。ＺｒＯ２のコート量は１２０ｇ／Ｌであった。なお、分母のＬ（リットル）は、触媒１Ｌ当たりを意味する（以下同様）。これに、ジニトロジアンミン白金を含む水溶液を用いてＰｔを担持せしめ、乾燥後、３００℃で１時間焼成してＮＯ酸化触媒を得た。Ｐｔの担持量は１０ｇ／Ｌであった。このようにして得られたＮＯ酸化触媒６２を上流側石英管６１内に配置し、実験を行った。
【００４４】
＜ＤＰＦ＞
直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、セル壁厚１２ｍｉｌ、セル数３００ｃｐｓｉのコージェライト製ＤＰＦ（触媒はコートしていない）にＰＭを堆積させたものを用いた。ＰＭの堆積には、ディーゼルエンジン（排気量２Ｌ）の排気管に、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍのコージェライト製ハニカム構造体を１２個並列に設置できる容器を配置し、ここに２０００ｒｐｍ、３０Ｎｍの運転条件の排ガスを１時間流通させてＰＭを捕集した。このようにしてＰＭを堆積させたＤＰＦ６４を、ＰＭが堆積している面を上流側にして、下流側石英管６３内に配置し、実験を行った。
【００４５】
（比較例１）
上流側石英管６１内にＮＯ酸化触媒６２を配置せず、実施例１で用いたＤＰＦと同様のＰＭを堆積させたＤＰＦ６４のみを下流側石英管６３内に配置し、模擬ガスにＮＯを含有させずに流すようにした以外は実施例１と同様にして（オゾン発生器の電源はオン）、ＰＭの酸化量（酸化速度）を測定した。
【００４６】
（比較例２）
上流側石英管６１内にＮＯ酸化触媒６２を配置せず、実施例１で用いたＤＰＦと同様のＰＭを堆積させたＤＰＦ６４のみを下流側石英管６３内に配置するようにした以外は実施例１と同様にして（模擬ガスはＮＯを含有、オゾン発生器の電源はオン）、ＰＭの酸化量（酸化速度）を測定した。
【００４７】
（比較例３）
オゾン発生器の電源をオフにしてオゾンを供給しないようにした以外は実施例１と同様にして（ＮＯ酸化触媒を使用、模擬ガスはＮＯを含有）、ＰＭの酸化量（酸化速度）を測定した。
【００４８】
（５）実験結果
実施例１及び比較例１〜３において、Ｎ２から模擬ガスに切り替えてから（オゾン発生器にＯ２を導入してから）１０分後のＰＭ酸化速度を図４に示す。図中、縦軸のＰＭ酸化速度の単位ｇ／ｈ／Ｌは、ＤＰＦ１リットル当たり且つ１時間当たりに酸化されたＰＭのグラム数を表す。
【００４９】
先ず、比較例１の結果と比較例２の結果との比較から、ＮＯが存在するとオゾンによるＰＭ酸化速度が大きく低下することが確認された。それに対して、実施例１においてＮＯ酸化触媒によりＮＯの８５％をＮＯ２に酸化するようにすると、実施例１の結果と比較例２の結果との比較から、オゾンとＮＯｘとの反応が抑制され、オゾンによるＰＭ酸化速度の低下が十分に抑制されることが確認された。また、実施例１の結果と比較例３の結果との比較から、オゾンが供給されないと、ＰＭ酸化速度が著しく低下することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、排ガス中のＰＭを捕集する粒子状物質捕集装置を用いてディーゼルエンジン等の内燃機関から排出された排ガスを浄化する装置において、オゾンを用いてＰＭを酸化除去する際に、オゾンを効率的に使用可能とし、ＮＯｘ等によるＰＭの酸化速度の低下を十分に抑制して高水準のＰＭ浄化効率を達成することが可能な排ガス浄化装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】内燃機関に接続された本発明の排ガス浄化装置の好適な一実施形態の模式図である。
【図２】ＮＯ又はＮＯ２と反応して減少するオゾンの割合と温度との関係を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例で用いた実験装置（排ガス浄化装置）の模式図である。
【図４】実施例１及び比較例１〜３におけるＰＭ酸化速度の比較を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…ディーゼルエンジン、１５…排ガス通路、２０…ＮＯ酸化触媒、３０…ＤＰＦ、４０…オゾン供給手段、４１…オゾン発生器、４２…オゾン供給通路、４３…オゾン供給ノズル、４４…オゾン供給口、５０…温度センサー、１００…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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