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JP2003239728A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device

Info

Publication number
JP2003239728A
JP2003239728A JP2002036897A JP2002036897A JP2003239728A JP 2003239728 A JP2003239728 A JP 2003239728A JP 2002036897 A JP2002036897 A JP 2002036897A JP 2002036897 A JP2002036897 A JP 2002036897A JP 2003239728 A JP2003239728 A JP 2003239728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
emission control
control device
particulate filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002036897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihide Takenaka
嘉英 竹中
Mitsuru Hosoya
満 細谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP2002036897A priority Critical patent/JP2003239728A/en
Publication of JP2003239728A publication Critical patent/JP2003239728A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an effect of exhaust emission control by an after-treatment device from an exhaust gas temperature region lower in temperature than a prior art. <P>SOLUTION: This exhaust emission control device is provided with a particulate filter 10 (after-treatment device) of catalyst regeneration type in the middle of an exhaust pipe 9 of a diesel engine 1 (internal combustion engine). In this device, a plasma generation device 11 for generating plasma by performing discharge in an exhaust gas 8 is provided in the exhaust pipe 9 arranged a more upstream side than the particulate filter 10, and even in an operation state in which an exhaust gas temperature is low, in a light-load operation, an exhaust gas excitation component high in activity is generated in the exhaust gas 8 through discharge by the plasma generation device 11, and due to the exhaust gas excitation component, an oxidation reaction of a particulate collected in the particulate filter 10 is accelerated. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust emission control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出されるパテ
ィキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、
炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSO
F分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)と
を主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸
成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパテ
ィキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する
排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備する
ことが従来より行われている。
2. Description of the Related Art Particulate Matter (Particulate Matter) emitted from a diesel engine is
Soot composed of carbonaceous matter and SO composed of high boiling hydrocarbon components
It is composed of F component (Soluble Organic Fraction) as a main component and further contains a trace amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component), but as a measure for reducing this type of particulates, exhaust gas is used. It has been conventionally practiced to equip a particulate filter in the middle of an exhaust pipe through which gas flows.

【0003】この種のパティキュレートフィルタは、コ
ージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム
構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が
交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路につ
いては、その出口が目封じされるようになっており、各
流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下
流側へ排出されるようにしてある。
This type of particulate filter has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the flow passages partitioned in a grid pattern are alternately plugged, and the inlets are plugged. The outlets of the non-flow passages are configured to be plugged so that only the exhaust gas that has permeated the porous thin wall defining each flow passage is discharged to the downstream side.

【0004】そして、排気ガス中のパティキュレート
は、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するの
で、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティ
キュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィ
ルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエン
ジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃
焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないた
め、例えばアルミナに白金を担持させたものから成る酸
化触媒をパティキュレートフィルタに一体的に担持させ
たり、パティキュレートフィルタの前段に酸化触媒を別
体で配置するようにした触媒再生型のパティキュレート
フィルタを採用することが検討されている。
Since the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. It is necessary to regenerate the curate filter, but in normal diesel engine operating conditions, there is little opportunity to obtain a high exhaust temperature enough to cause the particulates to self-combust. It has been studied to employ a catalyst regeneration type particulate filter in which the resulting oxidation catalyst is integrally supported on the particulate filter, or the oxidation catalyst is separately arranged before the particulate filter.

【0005】即ち、このような触媒再生型のパティキュ
レートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレ
ートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来よ
り低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去するこ
とが可能となるのである。
That is, if such a catalyst regeneration type particulate filter is adopted, the oxidation reaction of the collected particulates is promoted to lower the ignition temperature, and the particulates are burned and removed even at an exhaust temperature lower than the conventional one. It becomes possible to do it.

【0006】また、前述したパティキュレートフィルタ
以外にも、排気ガス中のNOxの除去を目的とした選択
還元型触媒やNOx吸蔵還元触媒等を後処理装置として
排気管途中に装備することも提案されており、特に近年
においては、パティキュレートフィルタにNOx吸蔵還
元触媒を組み合わせた後処理装置も開発されてきてい
る。
In addition to the above-mentioned particulate filter, it is also proposed to equip a selective reduction type catalyst for removing NOx in exhaust gas, a NOx occlusion reduction catalyst, etc. as an aftertreatment device in the middle of the exhaust pipe. In particular, in recent years, a post-treatment device in which a particulate filter is combined with a NOx storage reduction catalyst has also been developed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の何れの後処理装置を採用した場合であっても、パティ
キュレートの確実な燃焼除去や十分な触媒活性を得るた
めに所定温度以上の排気温度が必要となるので、排気温
度が低い運転状態(一般的に軽負荷の運転領域に排気温
度が低い領域が拡がっている)が続くと、後処理装置を
十分に機能させることができないという問題があり、例
えば都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行する
ような車両では、必要な所定温度以上での運転が長く継
続しないため、後処理装置を装備したことによる排気浄
化の効果が十分に得られない虞れがあった。
However, even if any of these post-treatment devices is adopted, the exhaust gas temperature above a predetermined temperature is required in order to surely remove particulates by burning and to obtain sufficient catalytic activity. As it is necessary, there is a problem that the aftertreatment device cannot be fully functioned if the operating state where the exhaust gas temperature is low (generally, the region where the exhaust gas temperature is low spreads to the operating region of light load). For vehicles that run only on congested roads such as route buses in Tokyo, for example, the operation at the required temperature or higher does not continue for a long time, so the exhaust purification effect by installing the aftertreatment device is sufficient. There was a fear that I could not get it.

【0008】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、後処理装置による排気浄化の効果を従来より低い排
気温度領域から得られるようにした排気浄化装置を提供
することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device which can obtain the effect of exhaust gas purification by a post-treatment device from an exhaust gas temperature region lower than conventional ones.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の排
気管の途中に排気ガスを通気させて浄化する後処理装置
を装備した排気浄化装置であって、後処理装置より上流
側の排気管に、排気ガス中に放電してプラズマを発生さ
せるプラズマ発生装置を設けたことを特徴とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an exhaust gas purification device equipped with a post-treatment device for ventilating and purifying exhaust gas in the middle of an exhaust pipe of an internal combustion engine, the exhaust gas upstream of the post-treatment device. It is characterized in that the tube is provided with a plasma generator for generating plasma by discharging in the exhaust gas.

【0010】而して、排気ガス中にプラズマ発生装置で
放電を行うと、排気ガスが励起して、未燃の炭化水素が
含酸素炭化水素に、酸素がオゾンに、NOはNO2にな
り、これらの排気ガス励起成分が活性化状態となってい
ることから、従来より低い排気温度領域から後処理装置
による排気浄化の効果が得られるようになる。
When discharge is carried out in the exhaust gas by the plasma generator, the exhaust gas is excited and unburned hydrocarbons become oxygen-containing hydrocarbons, oxygen becomes ozone, and NO becomes NO 2 . Since these exhaust gas excitation components are in the activated state, it is possible to obtain the effect of exhaust gas purification by the aftertreatment device from the exhaust gas temperature region lower than the conventional one.

【0011】ここで、前記プラズマ発生装置は、基板上
に電極を対向配置して成る放電プレートを相互間に排気
ガスの流路を確保しつつ多段に積層し、該各放電プレー
トの電極にパルス発生装置を介し電源を接続することに
より構成すると良い。
Here, in the plasma generator, discharge plates formed by arranging electrodes facing each other on a substrate are stacked in multiple layers while ensuring a flow path of exhaust gas therebetween, and a pulse is applied to the electrodes of each discharge plate. It may be configured by connecting a power supply via a generator.

【0012】また、後処理装置には、触媒再生型のパテ
ィキュレートフィルタを採用することが可能であり、こ
のようにした場合には、パティキュレートフィルタに捕
集されたパティキュレートの酸化反応が活性化状態の排
気ガス励起成分により促進される結果、従来より低い排
気温度でもパティキュレートが着火して燃焼除去される
ことになる。
Further, a catalyst regeneration type particulate filter can be adopted in the post-treatment device. In such a case, the oxidation reaction of the particulates collected by the particulate filter is activated. As a result of being promoted by the exhaust gas excitation component in the activated state, the particulates are ignited and burned and removed even at a lower exhaust temperature than before.

【0013】更に、後処理装置には、尿素とNOxとの
反応選択性を高めた選択還元型触媒を採用することが可
能であり、このようにした場合には、プラズマ発生装置
の放電により排気ガス中のNOが活性の高いNO2へ酸
化されるので、選択還元型触媒の上流側に尿素添加装置
を備えて尿素を排気ガス中に添加すると、この尿素を還
元剤として選択還元型触媒上でNO2が効率良くN2に還
元される結果、従来より低い排気温度でもNOxの低減
効果が得られることになる。
Further, it is possible to employ a selective reduction type catalyst having an enhanced reaction selectivity between urea and NOx in the aftertreatment device. In such a case, the exhaust gas is discharged by the discharge of the plasma generator. Since NO in the gas is oxidized to highly active NO 2 , if a urea addition device is installed upstream of the selective reduction catalyst to add urea to the exhaust gas, this urea will act as a reducing agent on the selective reduction catalyst. As a result, NO 2 is efficiently reduced to N 2, and as a result, the effect of reducing NOx can be obtained even at a lower exhaust temperature than before.

【0014】また、後処理装置には、酸化触媒を採用す
ることが可能であり、このようにした場合には、パティ
キュレート中のSOF分や排気ガス中の炭化水素及び一
酸化炭素の酸化触媒上での酸化反応が活性化状態の排気
ガス励起成分により促進される結果、従来より低い排気
温度でもパティキュレート中のSOF分や排気ガス中の
炭化水素及び一酸化炭素の低減効果が得られることにな
る。
Further, it is possible to employ an oxidation catalyst in the post-treatment device. In such a case, the SOF component in the particulates and the oxidation catalyst for hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas are used. As a result of the above oxidation reaction being promoted by the exhaust gas excitation component in the activated state, it is possible to obtain the effect of reducing SOF content in particulates and hydrocarbons and carbon monoxide in exhaust gas even at a lower exhaust temperature than before. become.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1〜図3は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図1中における符号の1はターボチャー
ジャ2を搭載したディーゼルエンジン(内燃機関)を示
しており、エアクリーナ3から導いた吸気4を吸気管5
を通し前記ターボチャージャ2のコンプレッサ2aへ導
いて加圧し、その加圧された吸気4をインタークーラ6
を介しディーゼルエンジン1の各気筒に分配して導入す
るようにしてある。
1 to 3 show an example of an embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a diesel engine (internal combustion engine) equipped with a turbocharger 2, and an air cleaner 3 The intake pipe 4 that guides the intake air 4
Through a compressor 2a of the turbocharger 2 to pressurize the turbocharger 2, and pressurize the intake air 4 which has been pressurized.
It is configured to be distributed to each cylinder of the diesel engine 1 and introduced through the.

【0017】また、このディーゼルエンジン1の各気筒
から排気マニホールド7を介し排出された排気ガス8を
前記ターボチャージャ2のタービン2bへ送り、該ター
ビン2bを駆動した排気ガス8を触媒再生型のパティキ
ュレートフィルタ10(後処理装置)を通してパティキ
ュレートを捕集した上で排出するようにしてある。
Further, the exhaust gas 8 discharged from each cylinder of the diesel engine 1 through the exhaust manifold 7 is sent to the turbine 2b of the turbocharger 2, and the exhaust gas 8 driving the turbine 2b is regenerated by a catalyst regeneration type catalyst. The particulates are collected through the curate filter 10 (post-processing device) and then discharged.

【0018】そして、パティキュレートフィルタ10よ
り上流側の排気管9に、排気ガス8中に放電してプラズ
マを発生させるプラズマ発生装置11が配設されてい
る。
A plasma generator 11 is disposed in the exhaust pipe 9 upstream of the particulate filter 10 to generate a plasma by discharging the exhaust gas 8.

【0019】図2及び図3に示す如く、前記プラズマ発
生装置11は、基板12上に電極13,14を対向配置
して成る放電プレート15を相互間にスペーサ16を介
して排気ガス8の流路17を確保しつつ多段に積層し、
この各放電プレート15の電極13,14にパルス発生
装置18を介し電源19を接続した構造となっており、
特に本形態例では、電源19として車両搭載のバッテリ
を想定しているので、パルス発生装置18と電極13,
14との間に電源19の電圧を放電可能な電圧まで高め
る増圧装置20を介装している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plasma generator 11 includes a discharge plate 15 formed by disposing electrodes 13 and 14 on a substrate 12 so as to face each other, and a flow of exhaust gas 8 through a spacer 16 therebetween. Stacking in multiple stages while securing the path 17,
A power source 19 is connected to the electrodes 13 and 14 of each discharge plate 15 via a pulse generator 18.
In particular, in this embodiment, since the battery mounted on the vehicle is assumed as the power source 19, the pulse generator 18, the electrode 13,
A pressure increasing device 20 for increasing the voltage of the power source 19 to a voltage at which discharge is possible is interposed between the pressure increasing device 14 and the pressure increasing device 14.

【0020】尚、ここに図示している例では、各電極1
3,14の夫々が櫛歯状に形成されており、その櫛歯状
を成す長手部分の相互が互い違いに相手側に入り込んだ
構造となっているが、このような電極13,14を形成
するにあたっては、例えばアルミナ製の基板12上に白
金ペーストを印刷して焼結させるようにすれば良い。
In the example shown here, each electrode 1
Each of the electrodes 3 and 14 is formed in a comb-teeth shape, and the longitudinal portions of the comb-teeth shape are alternately inserted into the other side, but such electrodes 13 and 14 are formed. In this case, for example, a platinum paste may be printed on the substrate 12 made of alumina and sintered.

【0021】また、ここに図示しているスペーサ16
は、排気ガス8の流れ方向に延びる長板状を成して各放
電プレート15の幅方向両側に夫々配設されるようにな
っており、上下の放電プレート15と左右のスペーサ1
6とに囲まれた部分が排気ガス8の流路17を成すよう
になっている。
Also, the spacer 16 shown here
Have a long plate shape extending in the flow direction of the exhaust gas 8 and are arranged on both sides of each discharge plate 15 in the width direction. The upper and lower discharge plates 15 and the left and right spacers 1
A portion surrounded by 6 and 6 forms a flow path 17 for the exhaust gas 8.

【0022】ここで、前記プラズマ発生装置11の作動
は、エンジン制御コンピュータ(ECU:Electronic C
ontrol Unit)を成す制御装置21からの指令信号18
aを受けたパルス発生装置18により実行されるように
なっており、他方、この制御装置21においては、ディ
ーゼルエンジン1の回転数を検出する回転センサ22か
らの回転数信号22aと、図示しない運転席のアクセル
の開度をディーゼルエンジン1の負荷として検出するア
クセルセンサ23(負荷センサ)からのアクセル開度信
号23aとが夫々入力されるようになっており、これら
回転数信号22aとアクセル開度信号23aにより判断
される現在のディーゼルエンジン1の回転数と負荷とに
基づき制御マップ(回転数と負荷とによる二次元マッ
プ)で運転状態を推定し、排気温度が低い運転領域にて
プラズマ発生装置11を作動させるようにしてある。
The operation of the plasma generator 11 is performed by an engine control computer (ECU: Electronic C).
command signal 18 from the control device 21 which constitutes an ontrol unit)
The pulse generator 18 which has received the signal a is executed by the pulse generator 18. On the other hand, in the controller 21, a rotation speed signal 22a from a rotation sensor 22 for detecting the rotation speed of the diesel engine 1 and an operation not shown An accelerator opening signal 23a from an accelerator sensor 23 (load sensor) that detects the opening of the accelerator of the seat as the load of the diesel engine 1 is respectively input, and the rotation speed signal 22a and the accelerator opening signal are inputted. The operating state is estimated from a control map (two-dimensional map based on the number of rotations and the load) based on the current number of rotations and the load of the diesel engine 1 determined by the signal 23a, and the plasma generator in the operating region where the exhaust temperature is low. 11 is operated.

【0023】而して、排気ガス8中にプラズマ発生装置
11により約5000〜100000Vの電圧、約50
〜10000Hzの周波数、約0.1〜10kWの出力
で放電を行うと、排気ガス8が励起して、未燃の炭化水
素が含酸素炭化水素に、酸素がオゾンに、NOはNO2
になり、これらの排気ガス励起成分が活性化状態となっ
ていることから、パティキュレートフィルタ10に捕集
されたパティキュレートの酸化反応が前記排気ガス励起
成分により促進され、従来より低い排気温度でもパティ
キュレートが着火して燃焼除去されることになる。
Then, in the exhaust gas 8, a voltage of about 5,000 to 100,000 V, about 50 is generated by the plasma generator 11.
When discharging at a frequency of 10,000 Hz and an output of about 0.1 to 10 kW, the exhaust gas 8 is excited, unburned hydrocarbons become oxygen-containing hydrocarbons, oxygen becomes ozone, and NO becomes NO 2.
Since these exhaust gas excitation components are in the activated state, the oxidation reaction of the particulates collected in the particulate filter 10 is promoted by the exhaust gas excitation component, and even at an exhaust temperature lower than the conventional one. The particulates are ignited and burned and removed.

【0024】事実、本発明者らによる検証実験によれ
ば、図4のグラフ中で実線で示す通り、本形態例におけ
るパティキュレートの燃焼が約120℃付近から始まっ
て温度上昇に伴い燃焼速度が著しく高まるようになって
いるのに対し、図4のグラフ中に鎖線で示す従来のパテ
ィキュレートの燃焼は約200℃付近から始まるように
なっており、プラズマ発生装置11による放電を実施し
た場合の方が、排気温度が低い運転領域におけるパティ
キュレートの燃焼効率が格段に優れていることが確認さ
れた。
In fact, according to the verification experiment by the present inventors, as shown by the solid line in the graph of FIG. 4, the combustion of particulates in the present embodiment example starts from around 120 ° C. and the combustion speed increases with the temperature rise. In contrast to this, the conventional particulate combustion shown by the chain line in the graph of FIG. 4 starts at around 200 ° C., and when the discharge by the plasma generator 11 is performed, It was confirmed that the combustion efficiency of particulates in the operating region where the exhaust temperature is low is much better.

【0025】従って、上記形態例によれば、軽負荷運転
時等における排気温度の低い運転状態であっても、プラ
ズマ発生装置11による放電で排気ガス8中に活性の高
い排気ガス励起成分を生成し、この排気ガス励起成分に
よりパティキュレートフィルタ10に捕集されたパティ
キュレートの酸化反応を促進することができるので、従
来より低い排気温度でもパティキュレートを着火して燃
焼除去することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, even when the exhaust temperature is low, such as during light load operation, a highly active exhaust gas excited component is generated in the exhaust gas 8 by the discharge by the plasma generator 11. However, since the exhaust gas excitation component can accelerate the oxidation reaction of the particulates collected in the particulate filter 10, the particulates can be ignited and removed by combustion even at an exhaust temperature lower than the conventional one.

【0026】更に、以上に説明した図1〜図3の形態例
においては、後処理装置として触媒再生型のパティキュ
レートフィルタ10を採用した場合を例示したが、後処
理装置には、尿素とNOxとの反応選択性を高めた選択
還元型触媒を採用することも可能である。
Further, in the above-described embodiments of FIGS. 1 to 3, the case where the catalyst regeneration type particulate filter 10 is adopted as the post-treatment device is illustrated, but the post-treatment device includes urea and NOx. It is also possible to employ a selective reduction type catalyst having an improved reaction selectivity with.

【0027】このようにした場合には、プラズマ発生装
置11の放電により排気ガス8中のNOが活性の高いN
2へ酸化されるので、選択還元型触媒の上流側に尿素
添加装置を備えて尿素を排気ガス8中に添加すると、こ
の尿素を還元剤として選択還元型触媒上でNO2が効率
良くN2に還元される結果、従来より低い排気温度でも
NOxの低減効果が得られることになる。
In this case, the NO in the exhaust gas 8 is highly active due to the discharge of the plasma generator 11.
Since it is oxidized to O 2 , if a urea addition device is provided on the upstream side of the selective reduction catalyst and urea is added to the exhaust gas 8, NO 2 can be efficiently converted to N 2 on the selective reduction catalyst by using this urea as a reducing agent. As a result of being reduced to 2 , the effect of reducing NOx can be obtained even at a lower exhaust temperature than before.

【0028】事実、本発明者らによる検証実験によれ
ば、図5のグラフ中で実線で示す通り、本形態例におけ
るNOxの低減効果が約150℃付近から得られ始めて
温度上昇に伴い低減率が著しく高まるようになっている
のに対し、図5のグラフ中に鎖線で示す従来のNOxの
低減効果は約200℃付近から得られ始めるようになっ
ており、プラズマ発生装置11による放電を実施した場
合の方が、排気温度が低い運転領域におけるNOxの低
減効果が格段に優れていることが確認された。
In fact, according to the verification experiments by the present inventors, as shown by the solid line in the graph of FIG. 5, the NOx reducing effect in the present embodiment starts to be obtained from around 150 ° C. While the conventional NOx reduction effect shown by the chain line in the graph of FIG. 5 begins to be obtained at around 200 ° C., discharge by the plasma generator 11 is performed. It was confirmed that the NOx reduction effect in the operating range where the exhaust gas temperature is low is much better.

【0029】また、後処理装置には、酸化触媒を採用す
ることも可能であり、このようにした場合には、パティ
キュレート中のSOF分や排気ガス8中の炭化水素及び
一酸化炭素の酸化触媒上での酸化反応が活性化状態の排
気ガス励起成分により促進される結果、従来より低い排
気温度でもパティキュレート中のSOF分や排気ガス8
中の炭化水素及び一酸化炭素の低減効果が得られること
になる。
It is also possible to employ an oxidation catalyst in the post-treatment device. In such a case, the SOF component in the particulates and the oxidation of hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas 8 are used. As a result of the oxidation reaction on the catalyst being promoted by the exhaust gas excitation component in the activated state, the SOF content in the particulates and the exhaust gas
The effect of reducing the content of hydrocarbons and carbon monoxide will be obtained.

【0030】事実、本発明者らによる炭化水素に着目し
た検証実験によれば、図6のグラフ中で実線で示す通
り、本形態例における炭化水素の低減効果が約120℃
付近から得られ始めて温度上昇に伴い低減率が著しく高
まるようになっているのに対し、図6のグラフ中に鎖線
で示す従来の炭化水素の低減効果は約200℃付近から
得られ始めるようになっており、プラズマ発生装置11
による放電を実施した場合の方が、排気温度が低い運転
領域における炭化水素の低減効果が格段に優れているこ
とが確認された。
In fact, according to the verification experiment focusing on hydrocarbons by the present inventors, as shown by the solid line in the graph of FIG. 6, the effect of reducing hydrocarbons in this embodiment is about 120 ° C.
While the reduction rate starts to be obtained from the vicinity and the reduction rate is remarkably increased as the temperature rises, the conventional hydrocarbon reduction effect shown by the chain line in the graph of FIG. And the plasma generator 11
It was confirmed that the effect of reducing hydrocarbons in the operating region where the exhaust gas temperature is low is much better when the discharge is performed by the method.

【0031】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、後処理装置には触媒
再生型のパティキュレートフィルタ以外のものを採用し
ても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and a post-processing apparatus other than the catalyst regeneration type particulate filter may be adopted. Needless to say, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】上記した本発明の排気浄化装置によれ
ば、軽負荷運転時等における排気温度の低い運転状態で
あっても、プラズマ発生装置による放電で排気ガス中に
活性の高い排気ガス励起成分を生成し、この排気ガス励
起成分により後処理装置での排気浄化の反応促進を図る
ことができるので、後処理装置による排気浄化の効果を
従来より低い排気温度領域から得ることができるという
優れた効果を奏し得る。
According to the above-described exhaust gas purification apparatus of the present invention, even when the exhaust gas temperature is low at the time of light load operation, the exhaust gas excited by the plasma generator is highly active in the exhaust gas. Since it is possible to generate a component and promote the reaction of exhaust purification in the aftertreatment device by this exhaust gas excitation component, the effect of the exhaust purification by the aftertreatment device can be obtained from a lower exhaust temperature range than before. It can produce the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.

【図2】図1のプラズマ発生装置の詳細を示す斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view showing details of the plasma generator shown in FIG.

【図3】図2の放電プレートの詳細を示す平面図であ
る。
FIG. 3 is a plan view showing details of the discharge plate of FIG.

【図4】パティキュレートの燃焼速度と排気ガスの温度
との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the burning rate of particulates and the temperature of exhaust gas.

【図5】NOxの低減率と排気ガスの温度との関係を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the NOx reduction rate and the temperature of exhaust gas.

【図6】炭化水素の低減率と排気ガスの温度との関係を
示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the reduction rate of hydrocarbons and the temperature of exhaust gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン(内燃機関) 8 排気ガス 9 排気管 10 パティキュレートフィルタ(後処理装置) 11 プラズマ発生装置 12 基板 13 電極 14 電極 15 放電プレート 17 流路 18 パルス発生装置 19 電源 1 Diesel engine (internal combustion engine) 8 exhaust gas 9 exhaust pipe 10 Particulate filter (post-processing device) 11 Plasma generator 12 substrates 13 electrodes 14 electrodes 15 Discharge plate 17 channels 18 pulse generator 19 power supply

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/24 F01N 3/28 301C 3/28 301 9/00 Z 9/00 B01D 46/42 B // B01D 46/42 53/36 103C Fターム(参考) 3G090 AA03 AA06 BA01 DA18 DA20 EA05 3G091 AA02 AA18 AA28 AB02 AB05 AB13 AB14 BA00 BA03 BA14 BA15 BA19 EA01 EA02 EA07 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FC04 FC07 HA07 HA14 4D048 AA14 AB01 BB02 CD05 EA03 4D058 JA01 JB02 JB22 KC01 MA41 MA42 MA44 MA51 SA08 TA01 TA06 4G075 AA27 AA37 AA57 AA61 BA05 BA06 BD01 BD14 CA02 CA15 CA47 DA02 EA05 EB21 FB01 FC06 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/28 301C 3/28 301 9/00 Z 9/00 B01D 46/42 B // B01D 46 / 42 53/36 103C F Term (reference) 3G090 AA03 AA06 BA01 DA18 DA20 EA05 3G091 AA02 AA18 AA28 AB02 AB05 AB13 AB14 BA00 BA03 BA14 BA15 BA19 EA01 EA02 EA07 FA02 FA04 FA12 FA13 FB05 FA0 4A01 AB02 4A01 A02 JB02 JB22 KC01 MA41 MA42 MA44 MA51 SA08 TA01 TA06 4G075 AA27 AA37 AA57 AA61 BA05 BA06 BD01 BD14 CA02 CA15 CA47 DA02 EA05 EB21 FB01 FC06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気管の途中に排気ガスを通
気させて浄化する後処理装置を装備した排気浄化装置で
あって、後処理装置より上流側の排気管に、排気ガス中
に放電してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を設
けたことを特徴とする排気浄化装置。
1. An exhaust gas purification device equipped with a post-treatment device for ventilating and purifying exhaust gas in the middle of an exhaust pipe of an internal combustion engine, wherein the exhaust pipe upstream of the post-treatment device is discharged into the exhaust gas. An exhaust emission control device is provided with a plasma generation device for generating plasma.
【請求項2】 基板上に電極を対向配置して成る放電プ
レートを相互間に排気ガスの流路を確保しつつ多段に積
層し、該各放電プレートの電極にパルス発生装置を介し
電源を接続することによりプラズマ発生装置を構成した
ことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
2. A discharge plate having electrodes arranged opposite to each other on a substrate is stacked in multiple layers while ensuring a flow path of exhaust gas between them, and a power source is connected to the electrodes of each discharge plate via a pulse generator. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the plasma generation device is configured by the above.
【請求項3】 後処理装置が触媒再生型のパティキュレ
ートフィルタであることを特徴とする請求項1又は2に
記載の排気浄化装置。
3. The exhaust emission control device according to claim 1 or 2, wherein the aftertreatment device is a catalyst regeneration type particulate filter.
【請求項4】 後処理装置が尿素とNOxとの反応選択
性を高めた選択還元型触媒であり、該選択還元型触媒の
上流側に尿素を還元剤として排気ガス中に添加する尿素
添加装置が備えられていることを特徴とする請求項1又
は2に記載の排気浄化装置。
4. The urea addition device in which the aftertreatment device is a selective reduction catalyst having an enhanced reaction selectivity between urea and NOx, and urea is added to the exhaust gas upstream of the selective reduction catalyst as a reducing agent. The exhaust emission control device according to claim 1 or 2, further comprising:
【請求項5】 後処理装置が酸化触媒であることを特徴
とする請求項1又は2に記載の排気浄化装置。
5. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the aftertreatment device is an oxidation catalyst.
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