排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
【課題】ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関１に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路２と、
前記排ガス通路２内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂと、
前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂより下流側の前記排ガス通路２にそれぞれ接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給するオゾン供給手段４ａ、４ｂと、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【解決手段】内燃機関１に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路２と、
前記排ガス通路２内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂと、
前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂより下流側の前記排ガス通路２にそれぞれ接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給するオゾン供給手段４ａ、４ｂと、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法に関する。
【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おり、例えば、特開２００２−１２９９３６号公報（特許文献４）には、ディーゼルエンジンの吸気通路又は排気通路にオゾンを添加するオゾン添加手段と、機関運転状態に基づいて、前記吸気通路又は排気通路に添加するオゾン添加量を演算する添加量演算手段と、該添加量演算手段により演算されたオゾン添加量が吸気通路又は排気通路に添加されるように、前記オゾン添加手段を制御する添加量制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献４に記載されているようなディーゼルエンジンの排気浄化装置においては、オゾンをＰＭ捕集部に対し、排ガス上流側から導入するため、ＰＭ捕集部では上流側のＰＭが優先的に酸化され、下流側ではＰＭが残留する傾向にあった。そのために、残留したＰＭにより圧力損失が増加し、ＰＭの酸化効率が低下するという問題があった。さらに、残留したＰＭを高温で燃焼させた場合には、不均一な温度上昇よりＰＭ捕集部が破損するという問題もあった。
【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】特開２００２−１２９９３６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、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法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、排ガス中のＰＭを複数の粒子状物質捕集装置で捕集し、オゾン供給手段から供給されるオゾンを用いてＰＭを酸化させる排ガス浄化装置において、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御することにより、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となることを見出し、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、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
前記粒子状物質捕集装置より下流側の前記排ガス通路にそれぞれ接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給するオゾン供給手段と、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の排ガス浄化装置においては、前記オゾン供給手段が、前記一部の粒子状物質捕集装置に下流側から二次空気を更に供給することが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の排ガス浄化装置においては、前記残りの粒子状物質捕集装置の上流側から下流側に流通した排ガスの一部が前記一部の粒子状物質捕集装置の下流側から上流側に供給されるように前記排ガス流路を制御する排ガス流路制御手段、を更に備えていてもよい。
【００１１】
本発明の排ガス浄化方法は、内燃機関に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
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するオゾン供給手段と、
を備える排ガス浄化装置を用いる排ガス浄化方法であって、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御することを特徴とする方法である。
【００１２】
なお、上記本発明の排ガス浄化装置及び方法によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となる。すなわち、オゾンを粒子状物質捕集装置に対して常に一定の方向、例えば上流側から供給した場合には、ＰＭ捕集部では上流側のＰＭが優先的に酸化され、下流側ではＰＭが残留する傾向にある。これに対して、本発明においては、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路とオゾン供給手段とを制御している。そして、前記排ガス流路に応じて、複数の粒子状物質捕集装置のうちのいずれか一つの装置に前記オゾン供給手段からオゾンが供給されることとなることから、オゾンはそれぞれの粒子状物質捕集装置に上流側及び下流側から供給されることとなる。そのため、本発明においては、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、一部の粒子状物質捕集装置を流通したオゾン（未反応オゾン）が残りの粒子状物質捕集装置のＰＭ酸化に利用されるため、オゾンを有効利用することができる。さらに、本発明においては、比較的温度が低い下流側からオゾンを供給するため、熱分解によるオゾンの消費が抑制され、オゾンが有効利用される。そのため、本発明においては、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となる。また、本発明においては、オゾンが有効利用されるために必要オゾン量を低減することができ、オゾン発生に必要なエネルギーに起因する燃費悪化を抑制することも可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法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】
【００１５】
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。
【００１６】
図１に、本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な一実施形態を示す概略模式図を示す。図１に示す排ガス浄化装置は、内燃機関１に接続され、複数の通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）に分岐している排ガス通路２と、前記排ガス通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）内にそれぞれ配置されている複数の粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂと、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂより下流側の前記排ガス通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）にそれぞれ接続されているオゾン供給手段４ａ、４ｂと、排ガス流路を制御するための排ガス流路切り換え弁５を備えている。また、オゾン供給手段４ａ、４ｂ、及び排ガス流路切り換え弁５は、それぞれエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６と電気的に接続されている。
【００１７】
そして、図１に示す排ガス浄化装置は、一部の粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ｂ）に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ａ）に上流側から供給されるように、排ガス流路切り換え弁５とオゾン供給手段４ａ、４ｂとを制御することができる。
【００１８】
本発明において用いることができる内燃機関１としては、特に限定されないが、例えば、ディーゼルエンジン、希薄燃焼ガソリンエンジン等の希薄燃焼方式の内燃機関を挙げることができる。
【００１９】
本発明にかかる粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂは、複数の通路に分岐している排ガス通路２（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）内にそれぞれ配置されている。このような粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂとしては、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）を挙げることができる。このようなＤＰＦとしては、その形態は特に制限されず、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通路と、上流側に詰栓が施された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、排ガスは下流側に詰栓が施された通路から流路壁面を通過して上流側に詰栓が施された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。また、このようなＤＰＦ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、ＤＰＦ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、ＤＰＦには触媒がコートされていないことが好ましい。
【００２０】
本発明にかかるオゾン供給手段４ａ、４ｂは、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂより下流側の前記排ガス通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）にそれぞれ接続されている。このようなオゾン供給手段４ａ、４ｂとしては、例えば、オゾン発生手段としてのオゾン発生器とオゾン供給ノズルとを備えているものが挙げられる。
【００２１】
このようなオゾン発生器としては、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。
【００２２】
また、このようなオゾン供給ノズルとしては、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの下流端面全体に満遍なくオゾンを供給できるよう、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの下流端面の全直径に及ぶような複数のオゾン供給口を有していることが好ましい。なお、オゾン供給手段４ａ、４ｂの形態としては、このようなオゾン供給ノズル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、オゾン供給口と前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの下流端面との距離を、その下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。
【００２３】
このような排ガス流路切り換え弁５としては、市販されている流量調整弁を適宜使用することができる。なお、本発明の排ガス浄化装置においては、排ガス流路切り換え弁５に代えて排ガス流路を制御することができるもの、例えば、流量調整弁、開閉弁を使用することもできる。
【００２４】
このようなエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６は、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路切り換え弁５とオゾン供給手段４ａ、４ｂとを制御する制御手段を備えるものである。
【００２５】
ここで、このような制御手段について図２に示すタイミングチャートを参照しながらさらに詳細に説明する。図２に示すタイミングチャートは、本発明にかかる制御手段の好適な一実施形態における排ガス流路とオゾン供給手段との関係を示すものである。このような制御手段においては、例えば、図２に示すタイミングチャートにように所定時間毎に前記排ガス流路切り換え弁５と前記オゾン供給手段４ａ、４ｂを制御する。
【００２６】
そして、このような制御手段においては、内燃機関１からの排ガスが粒子状物質捕集装置３ａに流入するように排ガス流路切り換え弁５を調節した場合には、排ガスが流入しない粒子状物質捕集装置３ｂにオゾン供給手段４ｂからオゾンを供給する。また、粒子状物質捕集装置３ｂを流通したオゾン（未反応オゾン）は内燃機関１からの排ガスと共に粒子状物質捕集装置３ａに上流側から供給される。一方、内燃機関１からの排ガスが粒子状物質捕集装置３ｂに流入するように排ガス流路切り換え弁５を調節した場合には、排ガスが流入しない粒子状物質捕集装置３ａにオゾン供給手段４ａからオゾンを供給する。また、粒子状物質捕集装置３ａを流通したオゾン（未反応オゾン）は内燃機関１からの排ガスと共に粒子状物質捕集装置３ｂに上流側から供給される。
【００２７】
以上説明したような制御手段によって、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンを残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給することができる。また、このような制御手段によって、オゾンはそれぞれの粒子状物質捕集装置に上流側及び下流側から供給されることとなるため、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することが可能となる。
【００２８】
また、本発明においては、一部の粒子状物質捕集装置を流通したオゾン（未反応オゾン）が残りの粒子状物質捕集装置のＰＭ酸化に利用されるため、オゾンを有効利用することができる。さらに、本発明においては、比較的温度が低い下流側からオゾンを供給するため、熱分解によるオゾンの消費が抑制され、オゾンが有効利用される。そのため、本発明においては、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の排ガス浄化装置においては、前記オゾン供給手段（例えば、オゾン供給手段４ｂ）が、前記一部の粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ｂ）に下流側から二次空気を更に供給してもよい。このようにして、前記一部の粒子状物質捕集装置３ｂを流通したオゾン（未反応オゾン）を前記残りの粒子状物質捕集装置３ａにより確実に供給することができる。なお、二次空気とは、エンジン排ガス以外で外部より導入したガスのことをいい、例えば、大気、工場エアー、Ｎ２、ＣＯ２、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等）が挙げられる。
【００３０】
また、本発明の排ガス浄化装置は、図３に示す排ガス浄化装置のように、排ガス流路切り換え弁５に代えて流量調整弁７を備えていてもよい。図３に示す排ガス浄化装置においては、前記残りの粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ａ）の上流側から下流側に流通した排ガスの一部が前記一部の粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ｂ）の下流側から上流側に供給されるように前記排ガス流路を制御することができる（図３参照）。このようにして、前記一部の粒子状物質捕集装置３ｂを流通したオゾン（未反応オゾン）を前記残りの粒子状物質捕集装置３ａにより確実に供給することができる。
【００３１】
さらに、本発明の排ガス浄化装置は、図４に示す排ガス浄化装置のように、圧力センサ８を更に備えていてもよい。図４に示す排ガス浄化装置においては、圧力センサ８によって検知した圧力損失の値に基づいて排ガス流路切り換え弁５及びオゾン供給手段４ａ、４ｂを制御して、内燃機関１からの排ガスがそれぞれの粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂに流入する時間を調整することができる。このようにして、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大をより確実に抑制することができる。
【実施例】
【００３２】
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。
【００３３】
（実施例）
図１に示す排ガス浄化装置を用いて、内燃機関１からの排ガスを浄化する試験を行った。すなわち、内燃機関１としては、ディーゼルエンジン（排気量２Ｌ、直噴、コモンレール、ターボ付き）を使用した。また、粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂとしては、ＤＰＦ（直径１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、セル数３００ｃｐｓｉ、コージェライト製）を使用した。さらに、オゾン供給手段４ａ、４ｂとしては、オゾン発生装置（荏原実業社製）を備えるもの（オゾン供給量：２ｍｏｌ／ｈ）を使用した。また、排ガス流路切り換え弁５としては、排ガス流路切り換え弁（巴バルブ社製）を使用した。なお、内燃機関１から排出される排ガスのガス流量は２０ｇ／ｓｅｃであり、排ガスのガス組成は、ＮＯ（１００ｐｐｍ）、ＮＯ２（５０ｐｐｍ）、ＴＨＣ（１００ｐｐｍ）、ＣＯ（０ｐｐｍ）、Ｏ２（１０％）、ＣＯ（６．７％）、Ｈ２Ｏ（５％）、Ｎ２（残部）であった。また、粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの入り口における排ガスの温度は２００℃であった。
【００３４】
そして、図１に示す排ガス浄化装置を用いて、図２に示すタイミングチャートに従って排ガス流路切り換え弁５及びオゾン供給手段４ａ、４ｂを制御しつつ、内燃機関１からの排ガスを前記排ガス浄化装置に１時間導入し、排ガスを浄化する試験を行った。
【００３５】
（比較例）
オゾン供給手段４ａ、４ｂを粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの上流に接続し、図５に示すタイミングチャートに従って排ガス流路切り換え弁５及びオゾン供給手段４ａ、４ｂを制御した以外は実施例と同様にして内燃機関１からの排ガスを浄化する試験を行った。
【００３６】
＜ＰＭ酸化性能の評価＞
実施例及び比較例で得られた排ガス浄化装置のＰＭ酸化性能を以下の方法によって評価した。すなわち、先ず、マイクロダイリューショントンネル（エフテクノ社製、ＭＩＴ−２０００）を用い、工場エアーで希釈したエンジン排気をフィルタに所定時間導入しＰＭを採取し、フィルタの重量変化からディーゼルエンジンから排出されるＰＭ量を測定した。次に、ディーゼルエンジンにＤＰＦを取り付けたものを準備して、上記と同様の方法でＤＰＦをすり抜けるＰＭ量を測定した。そして、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭ量の値及びＤＰＦをすり抜けるＰＭ量の値から、１時間あたりのＤＰＦに蓄積されるＰＭ量を算出した。
【００３７】
次いで、実施例及び比較例で得られたＤＰＦの重量をそれぞれ測定し、１時間運転後におけるＤＰＦに残留したＰＭ量をそれぞれ算出した。そして、ＤＰＦに蓄積されるＰＭ量の値からＤＰＦに残留したＰＭ量の値を差し引いて、実施例及び比較例で得られた排ガス浄化装置における１時間あたりのＰＭ酸化量を算出した。また、そのＰＭ酸化量の値から、１時間あたりの平均ＰＭ酸化速度（ｇ／ｈ）を算出した。得られた結果を図６に示す。
【００３８】
図６に示した結果から明らかなように、本発明の排ガス浄化装置を用いた場合（実施例）は、ＰＭ酸化速度が高かった。したがって、本発明によれば、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となることが確認された。また、本発明の排ガス浄化装置を用いた場合（実施例）は、ＤＰＦに残留するＰＭが少ないことから、本発明によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な一実施形態を示す概略模式図である。
【図２】本発明にかかる制御手段の好適な一実施形態における排ガス流路とオゾン供給手段との関係を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な他の実施形態を示す概略模式図である。
【図４】本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な他の実施形態を示す概略模式図である。
【図５】比較例で得られた排ガス浄化装置における排ガス流路とオゾン供給手段との関係を示すタイミングチャートである。
【図６】実施例及び比較例で得られた排ガス浄化装置におけるＰＭ酸化速度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１…内燃機関、２…排ガス通路、２ａ…第一の通路、２ｂ…第二の通路、３ａ…粒子状物質捕集装置、３ｂ…粒子状物質捕集装置、４ａ…オゾン供給手段、４ｂ…オゾン供給手段、５…排ガス流路切り換え弁、６…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、７…流量調整弁、８…圧力センサ、Ａ１…内燃機関からの排ガスの流れ、Ａ２…粒子状物質捕集装置を流通した一部の排ガスの流れ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法に関する。
【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おり、例えば、特開２００２−１２９９３６号公報（特許文献４）には、ディーゼルエンジンの吸気通路又は排気通路にオゾンを添加するオゾン添加手段と、機関運転状態に基づいて、前記吸気通路又は排気通路に添加するオゾン添加量を演算する添加量演算手段と、該添加量演算手段により演算されたオゾン添加量が吸気通路又は排気通路に添加されるように、前記オゾン添加手段を制御する添加量制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献４に記載されているようなディーゼルエンジンの排気浄化装置においては、オゾンをＰＭ捕集部に対し、排ガス上流側から導入するため、ＰＭ捕集部では上流側のＰＭが優先的に酸化され、下流側ではＰＭが残留する傾向にあった。そのために、残留したＰＭにより圧力損失が増加し、ＰＭの酸化効率が低下するという問題があった。さらに、残留したＰＭを高温で燃焼させた場合には、不均一な温度上昇よりＰＭ捕集部が破損するという問題もあった。
【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】特開２００２−１２９９３６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、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法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、排ガス中のＰＭを複数の粒子状物質捕集装置で捕集し、オゾン供給手段から供給されるオゾンを用いてＰＭを酸化させる排ガス浄化装置において、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御することにより、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となることを見出し、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、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
前記粒子状物質捕集装置より下流側の前記排ガス通路にそれぞれ接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給するオゾン供給手段と、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の排ガス浄化装置においては、前記オゾン供給手段が、前記一部の粒子状物質捕集装置に下流側から二次空気を更に供給することが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の排ガス浄化装置においては、前記残りの粒子状物質捕集装置の上流側から下流側に流通した排ガスの一部が前記一部の粒子状物質捕集装置の下流側から上流側に供給されるように前記排ガス流路を制御する排ガス流路制御手段、を更に備えていてもよい。
【００１１】
本発明の排ガス浄化方法は、内燃機関に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
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するオゾン供給手段と、
を備える排ガス浄化装置を用いる排ガス浄化方法であって、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御することを特徴とする方法である。
【００１２】
なお、上記本発明の排ガス浄化装置及び方法によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となる。すなわち、オゾンを粒子状物質捕集装置に対して常に一定の方向、例えば上流側から供給した場合には、ＰＭ捕集部では上流側のＰＭが優先的に酸化され、下流側ではＰＭが残留する傾向にある。これに対して、本発明においては、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路とオゾン供給手段とを制御している。そして、前記排ガス流路に応じて、複数の粒子状物質捕集装置のうちのいずれか一つの装置に前記オゾン供給手段からオゾンが供給されることとなることから、オゾンはそれぞれの粒子状物質捕集装置に上流側及び下流側から供給されることとなる。そのため、本発明においては、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、一部の粒子状物質捕集装置を流通したオゾン（未反応オゾン）が残りの粒子状物質捕集装置のＰＭ酸化に利用されるため、オゾンを有効利用することができる。さらに、本発明においては、比較的温度が低い下流側からオゾンを供給するため、熱分解によるオゾンの消費が抑制され、オゾンが有効利用される。そのため、本発明においては、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となる。また、本発明においては、オゾンが有効利用されるために必要オゾン量を低減することができ、オゾン発生に必要なエネルギーに起因する燃費悪化を抑制することも可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法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】
【００１５】
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。
【００１６】
図１に、本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な一実施形態を示す概略模式図を示す。図１に示す排ガス浄化装置は、内燃機関１に接続され、複数の通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）に分岐している排ガス通路２と、前記排ガス通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）内にそれぞれ配置されている複数の粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂと、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂより下流側の前記排ガス通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）にそれぞれ接続されているオゾン供給手段４ａ、４ｂと、排ガス流路を制御するための排ガス流路切り換え弁５を備えている。また、オゾン供給手段４ａ、４ｂ、及び排ガス流路切り換え弁５は、それぞれエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６と電気的に接続されている。
【００１７】
そして、図１に示す排ガス浄化装置は、一部の粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ｂ）に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ａ）に上流側から供給されるように、排ガス流路切り換え弁５とオゾン供給手段４ａ、４ｂとを制御することができる。
【００１８】
本発明において用いることができる内燃機関１としては、特に限定されないが、例えば、ディーゼルエンジン、希薄燃焼ガソリンエンジン等の希薄燃焼方式の内燃機関を挙げることができる。
【００１９】
本発明にかかる粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂは、複数の通路に分岐している排ガス通路２（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）内にそれぞれ配置されている。このような粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂとしては、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）を挙げることができる。このようなＤＰＦとしては、その形態は特に制限されず、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通路と、上流側に詰栓が施された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、排ガスは下流側に詰栓が施された通路から流路壁面を通過して上流側に詰栓が施された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。また、このようなＤＰＦ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、ＤＰＦ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、ＤＰＦには触媒がコートされていないことが好ましい。
【００２０】
本発明にかかるオゾン供給手段４ａ、４ｂは、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂより下流側の前記排ガス通路（第一の通路２ａ、第二の通路２ｂ）にそれぞれ接続されている。このようなオゾン供給手段４ａ、４ｂとしては、例えば、オゾン発生手段としてのオゾン発生器とオゾン供給ノズルとを備えているものが挙げられる。
【００２１】
このようなオゾン発生器としては、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。
【００２２】
また、このようなオゾン供給ノズルとしては、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの下流端面全体に満遍なくオゾンを供給できるよう、前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの下流端面の全直径に及ぶような複数のオゾン供給口を有していることが好ましい。なお、オゾン供給手段４ａ、４ｂの形態としては、このようなオゾン供給ノズル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、オゾン供給口と前記粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの下流端面との距離を、その下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。
【００２３】
このような排ガス流路切り換え弁５としては、市販されている流量調整弁を適宜使用することができる。なお、本発明の排ガス浄化装置においては、排ガス流路切り換え弁５に代えて排ガス流路を制御することができるもの、例えば、流量調整弁、開閉弁を使用することもできる。
【００２４】
このようなエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６は、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路切り換え弁５とオゾン供給手段４ａ、４ｂとを制御する制御手段を備えるものである。
【００２５】
ここで、このような制御手段について図２に示すタイミングチャートを参照しながらさらに詳細に説明する。図２に示すタイミングチャートは、本発明にかかる制御手段の好適な一実施形態における排ガス流路とオゾン供給手段との関係を示すものである。このような制御手段においては、例えば、図２に示すタイミングチャートにように所定時間毎に前記排ガス流路切り換え弁５と前記オゾン供給手段４ａ、４ｂを制御する。
【００２６】
そして、このような制御手段においては、内燃機関１からの排ガスが粒子状物質捕集装置３ａに流入するように排ガス流路切り換え弁５を調節した場合には、排ガスが流入しない粒子状物質捕集装置３ｂにオゾン供給手段４ｂからオゾンを供給する。また、粒子状物質捕集装置３ｂを流通したオゾン（未反応オゾン）は内燃機関１からの排ガスと共に粒子状物質捕集装置３ａに上流側から供給される。一方、内燃機関１からの排ガスが粒子状物質捕集装置３ｂに流入するように排ガス流路切り換え弁５を調節した場合には、排ガスが流入しない粒子状物質捕集装置３ａにオゾン供給手段４ａからオゾンを供給する。また、粒子状物質捕集装置３ａを流通したオゾン（未反応オゾン）は内燃機関１からの排ガスと共に粒子状物質捕集装置３ｂに上流側から供給される。
【００２７】
以上説明したような制御手段によって、一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンを残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給することができる。また、このような制御手段によって、オゾンはそれぞれの粒子状物質捕集装置に上流側及び下流側から供給されることとなるため、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することが可能となる。
【００２８】
また、本発明においては、一部の粒子状物質捕集装置を流通したオゾン（未反応オゾン）が残りの粒子状物質捕集装置のＰＭ酸化に利用されるため、オゾンを有効利用することができる。さらに、本発明においては、比較的温度が低い下流側からオゾンを供給するため、熱分解によるオゾンの消費が抑制され、オゾンが有効利用される。そのため、本発明においては、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の排ガス浄化装置においては、前記オゾン供給手段（例えば、オゾン供給手段４ｂ）が、前記一部の粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ｂ）に下流側から二次空気を更に供給してもよい。このようにして、前記一部の粒子状物質捕集装置３ｂを流通したオゾン（未反応オゾン）を前記残りの粒子状物質捕集装置３ａにより確実に供給することができる。なお、二次空気とは、エンジン排ガス以外で外部より導入したガスのことをいい、例えば、大気、工場エアー、Ｎ２、ＣＯ２、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等）が挙げられる。
【００３０】
また、本発明の排ガス浄化装置は、図３に示す排ガス浄化装置のように、排ガス流路切り換え弁５に代えて流量調整弁７を備えていてもよい。図３に示す排ガス浄化装置においては、前記残りの粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ａ）の上流側から下流側に流通した排ガスの一部が前記一部の粒子状物質捕集装置（例えば、粒子状物質捕集装置３ｂ）の下流側から上流側に供給されるように前記排ガス流路を制御することができる（図３参照）。このようにして、前記一部の粒子状物質捕集装置３ｂを流通したオゾン（未反応オゾン）を前記残りの粒子状物質捕集装置３ａにより確実に供給することができる。
【００３１】
さらに、本発明の排ガス浄化装置は、図４に示す排ガス浄化装置のように、圧力センサ８を更に備えていてもよい。図４に示す排ガス浄化装置においては、圧力センサ８によって検知した圧力損失の値に基づいて排ガス流路切り換え弁５及びオゾン供給手段４ａ、４ｂを制御して、内燃機関１からの排ガスがそれぞれの粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂに流入する時間を調整することができる。このようにして、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大をより確実に抑制することができる。
【実施例】
【００３２】
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。
【００３３】
（実施例）
図１に示す排ガス浄化装置を用いて、内燃機関１からの排ガスを浄化する試験を行った。すなわち、内燃機関１としては、ディーゼルエンジン（排気量２Ｌ、直噴、コモンレール、ターボ付き）を使用した。また、粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂとしては、ＤＰＦ（直径１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、セル数３００ｃｐｓｉ、コージェライト製）を使用した。さらに、オゾン供給手段４ａ、４ｂとしては、オゾン発生装置（荏原実業社製）を備えるもの（オゾン供給量：２ｍｏｌ／ｈ）を使用した。また、排ガス流路切り換え弁５としては、排ガス流路切り換え弁（巴バルブ社製）を使用した。なお、内燃機関１から排出される排ガスのガス流量は２０ｇ／ｓｅｃであり、排ガスのガス組成は、ＮＯ（１００ｐｐｍ）、ＮＯ２（５０ｐｐｍ）、ＴＨＣ（１００ｐｐｍ）、ＣＯ（０ｐｐｍ）、Ｏ２（１０％）、ＣＯ（６．７％）、Ｈ２Ｏ（５％）、Ｎ２（残部）であった。また、粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの入り口における排ガスの温度は２００℃であった。
【００３４】
そして、図１に示す排ガス浄化装置を用いて、図２に示すタイミングチャートに従って排ガス流路切り換え弁５及びオゾン供給手段４ａ、４ｂを制御しつつ、内燃機関１からの排ガスを前記排ガス浄化装置に１時間導入し、排ガスを浄化する試験を行った。
【００３５】
（比較例）
オゾン供給手段４ａ、４ｂを粒子状物質捕集装置３ａ、３ｂの上流に接続し、図５に示すタイミングチャートに従って排ガス流路切り換え弁５及びオゾン供給手段４ａ、４ｂを制御した以外は実施例と同様にして内燃機関１からの排ガスを浄化する試験を行った。
【００３６】
＜ＰＭ酸化性能の評価＞
実施例及び比較例で得られた排ガス浄化装置のＰＭ酸化性能を以下の方法によって評価した。すなわち、先ず、マイクロダイリューショントンネル（エフテクノ社製、ＭＩＴ−２０００）を用い、工場エアーで希釈したエンジン排気をフィルタに所定時間導入しＰＭを採取し、フィルタの重量変化からディーゼルエンジンから排出されるＰＭ量を測定した。次に、ディーゼルエンジンにＤＰＦを取り付けたものを準備して、上記と同様の方法でＤＰＦをすり抜けるＰＭ量を測定した。そして、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭ量の値及びＤＰＦをすり抜けるＰＭ量の値から、１時間あたりのＤＰＦに蓄積されるＰＭ量を算出した。
【００３７】
次いで、実施例及び比較例で得られたＤＰＦの重量をそれぞれ測定し、１時間運転後におけるＤＰＦに残留したＰＭ量をそれぞれ算出した。そして、ＤＰＦに蓄積されるＰＭ量の値からＤＰＦに残留したＰＭ量の値を差し引いて、実施例及び比較例で得られた排ガス浄化装置における１時間あたりのＰＭ酸化量を算出した。また、そのＰＭ酸化量の値から、１時間あたりの平均ＰＭ酸化速度（ｇ／ｈ）を算出した。得られた結果を図６に示す。
【００３８】
図６に示した結果から明らかなように、本発明の排ガス浄化装置を用いた場合（実施例）は、ＰＭ酸化速度が高かった。したがって、本発明によれば、ＰＭを効率よく酸化させることが可能となることが確認された。また、本発明の排ガス浄化装置を用いた場合（実施例）は、ＤＰＦに残留するＰＭが少ないことから、本発明によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＭ捕集部でのオゾンＰＭ酸化を均一に行うことができ、ＰＭ捕集部に残留したＰＭによる、圧力損失の増大、高温燃焼時のＰＭ捕集部の破損を抑制することができるとともに、ＰＭを効率よく酸化させることが可能な排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な一実施形態を示す概略模式図である。
【図２】本発明にかかる制御手段の好適な一実施形態における排ガス流路とオゾン供給手段との関係を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な他の実施形態を示す概略模式図である。
【図４】本発明の排ガス浄化装置を備えた内燃機関の好適な他の実施形態を示す概略模式図である。
【図５】比較例で得られた排ガス浄化装置における排ガス流路とオゾン供給手段との関係を示すタイミングチャートである。
【図６】実施例及び比較例で得られた排ガス浄化装置におけるＰＭ酸化速度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１…内燃機関、２…排ガス通路、２ａ…第一の通路、２ｂ…第二の通路、３ａ…粒子状物質捕集装置、３ｂ…粒子状物質捕集装置、４ａ…オゾン供給手段、４ｂ…オゾン供給手段、５…排ガス流路切り換え弁、６…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、７…流量調整弁、８…圧力センサ、Ａ１…内燃機関からの排ガスの流れ、Ａ２…粒子状物質捕集装置を流通した一部の排ガスの流れ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
前記粒子状物質捕集装置より下流側の前記排ガス通路にそれぞれ接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給するオゾン供給手段と、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記オゾン供給手段が、前記一部の粒子状物質捕集装置に下流側から二次空気を更に供給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】
前記残りの粒子状物質捕集装置の上流側から下流側に流通した排ガスの一部が前記一部の粒子状物質捕集装置の下流側から上流側に供給されるように前記排ガス流路を制御する排ガス流路制御手段、を更に備え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】
内燃機関に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
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するオゾン供給手段と、
を備える排ガス浄化装置を用いる排ガス浄化方法であって、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御することを特徴とする排ガス浄化方法。
【請求項１】
内燃機関に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
前記粒子状物質捕集装置より下流側の前記排ガス通路にそれぞれ接続され、前記粒子状物質捕集装置にオゾンを供給するオゾン供給手段と、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記オゾン供給手段が、前記一部の粒子状物質捕集装置に下流側から二次空気を更に供給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】
前記残りの粒子状物質捕集装置の上流側から下流側に流通した排ガスの一部が前記一部の粒子状物質捕集装置の下流側から上流側に供給されるように前記排ガス流路を制御する排ガス流路制御手段、を更に備え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】
内燃機関に接続され、複数の通路に分岐している排ガス通路と、
前記排ガス通路内にそれぞれ配置され、排ガス中の粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集装置と、
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するオゾン供給手段と、
を備える排ガス浄化装置を用いる排ガス浄化方法であって、
一部の粒子状物質捕集装置に下流側からオゾンを供給しつつ、該オゾンが残りの粒子状物質捕集装置に上流側から供給されるように、排ガス流路と前記オゾン供給手段とを制御することを特徴とする排ガス浄化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３１８８４（Ｐ２００８−３１８８４Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０４４６５（Ｐ２００６−２０４４６５）
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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