排ガス浄化装置
【課題】ターボ過給機のタービン回転翼の損傷を防止し、燃料添加手段から改質触媒への比較的少ない量の燃料の添加で、改質触媒にて燃料の一部を水素に効率良く改質する。
【解決手段】排気マニホルド１７に設けられた改質触媒２４がエンジン１１の燃料２５を水素に改質し、燃料添加手段２７が改質触媒に燃料を供給する。ターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８に設けられた選択還元型触媒３９が水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元する。タービンハウジングをバイパスするバイパス管５１に設けられたウェイストゲートバルブ５２がバイパス管の開度を調整してタービンハウジングに流す排ガスの流量を調整する。コントローラ６１が、エンジンの運転条件に基づいて燃料添加手段を制御するとともに、タービンハウジングの入口温度を検出する温度センサ５３の検出出力に基づいてウェイストゲートバルブを制御する。
【解決手段】排気マニホルド１７に設けられた改質触媒２４がエンジン１１の燃料２５を水素に改質し、燃料添加手段２７が改質触媒に燃料を供給する。ターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８に設けられた選択還元型触媒３９が水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元する。タービンハウジングをバイパスするバイパス管５１に設けられたウェイストゲートバルブ５２がバイパス管の開度を調整してタービンハウジングに流す排ガスの流量を調整する。コントローラ６１が、エンジンの運転条件に基づいて燃料添加手段を制御するとともに、タービンハウジングの入口温度を検出する温度センサ５３の検出出力に基づいてウェイストゲートバルブを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等のエンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低減して排ガスを浄化する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気マニホルド内に燃料を噴射する燃料添加弁が設けられ、燃料添加弁より噴射された燃料が過給機の下流側の排気管に設けられたＮＯｘ吸蔵型のＮＯｘ触媒の還元剤となり、過給機の上流側に燃料添加弁によって噴射された燃料を改質させる燃料改質触媒が設けられた排気浄化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この排気浄化装置では、燃料改質触媒が排気マニホルドの集合部から過給機までの排気通路内に配置され、その中心軸が排ガスの流れの方向と略平行になるように配置される。また燃料改質触媒は、コア部材が中心となるようにコア部材に基材を巻付けて形成された触媒担体と、触媒担体を収容する外筒とを有する。基材は２枚の金属製板材で金属製波板を挟んだ状態で接合することにより形成され、基材には例えば白金などが担持される。またコア部材は、その先端に、衝突した燃料を周囲に拡散させる衝突部を有する。この衝突部には、その断面がコア部材の長手方向に沿って拡大するようにテーパ面が形成され、このテーパ面は触媒担体から露出するように構成される。また触媒担体の端面は衝突部の近傍を突出させた円錐状の面に形成される。更に燃料改質触媒は噴射された燃料を酸化させる機能を有し、改質された燃料はＮＯｘ触媒の還元剤となる。
【０００３】
このように構成された排気浄化装置では、燃料改質触媒の衝突部に燃料が吹付けられると、触媒担体の全体が使われるように燃料が霧化し拡散する。また触媒担体の端面が、衝突部の近傍を突出させた円錐状の面に形成されているので、噴射燃料が良好に触媒担体の全体に行き渡る。この結果、燃料改質触媒は、噴射された燃料を霧化する能力に優れ、燃料改質の効率がよい。この改質された燃料はＮＯｘ触媒に供給され、ＮＯｘ触媒の還元剤として機能する。即ち、ＮＯｘ触媒は、排ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸収し、排ガスの酸素濃度が低下したときに上記吸収したＮＯｘを放出し、改質された燃料を還元剤としてＮ2に還元するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７６５３０号公報（段落［００１７］、［００１８］［００２２］、［００２４］、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の特許文献１に示された排気浄化装置では、燃料添加弁より噴射された燃料が燃料改質触媒の衝突部に吹付けられて霧化し拡散した後に、燃料改質触媒は上記噴射された燃料を改質するけれども、このとき熱を発生して燃焼改質触媒とともに排ガスの温度が上昇し、この排ガス温度が上がり過ぎると、この排ガスが過給機のタービンハウジングに流入して、タービン回転翼が高速で回転したときに、タービン回転翼が上記熱と高速で回転することにより損傷するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は、ターボ過給機のタービン回転翼の損傷を防止できるとともに、燃料添加手段から改質触媒への比較的少ない量の燃料の添加で、改質触媒において燃料の一部を水素に効率良く改質できる、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】
【０００７】
本発明の第１の観点は、図１に示すように、ターボ過給機１９付エンジン１１の排気ポートに接続された排気マニホルド１７に設けられエンジン１１の燃料２５を水素に改質する改質触媒２４と、排気マニホルド１７に燃料２５を添加することにより改質触媒２４に燃料２５を供給する燃料添加手段２７と、ターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８に設けられ水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元する銀−白金系触媒からなる選択還元型触媒３９と、タービンハウジング１９ｂをバイパスするバイパス管５１に設けられバイパス管５１の開度を調整してタービンハウジング１９ｂに流す排ガスの流量を調整するウェイストゲートバルブ５２と、タービンハウジング１９ｂの入口温度を検出する温度センサ５３と、エンジン１１の運転条件に基づいて燃料添加手段２７を制御するとともに温度センサ５３の検出出力に基づいてウェイストゲートバルブ５２を制御するコントローラ６１とを備えた排ガス浄化装置である。
【０００８】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、改質触媒２４が、排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａの１つ以上かつ枝管部１７ａの総数未満に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、一端が排気マニホルド１７に接続され他端がエンジン１１の吸気通路１２に接続され排ガスの一部を吸気通路１２に戻すＥＧＲ管２２と、このＥＧＲ管２２に設けられ吸気通路１２に戻す排ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２３とを更に備え、ＥＧＲ管２２の一端が排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのいずれかに接続され、改質触媒２４がＥＧＲ管２２の一端の接続された枝管部１７ａであってＥＧＲ管２２の一端の接続部より排ガス下流側に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の観点は、第２又は第３の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、燃料添加手段２７が、改質触媒２４より排ガス上流側の枝管部１７ａに設けられ改質触媒２４より排ガス上流側の枝管部１７ａに燃料２５を添加する燃料添加ノズル２８と、この燃料添加ノズル２８に燃料２５を供給する燃料供給手段２９とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の観点は、第２又は第３の観点に基づく発明であって、更に燃料添加手段が、エンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する所定の燃料噴射ノズルと、この所定の燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給手段とを有し、所定の燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料を越える量の燃料を噴射するように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図２及び図３に示すように、排気マニホルド８７の集合管部８７ｂ内が第１通路８７ｃと第２通路８７ｄとに区画され、改質触媒８４が第１通路８７ｃに収容され、エンジン１１から排出された排ガスの一部が第１通路８７ｃ及び改質触媒８４を通ってタービンハウジング１９ｂに流入し、排ガスの残部が改質触媒８４をバイパスし第２通路８７ｄを通ってタービンハウジング１９ｂに流入するように構成されたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の観点は、第６の観点に基づく発明であって、更に図２及び図３に示すように、燃料添加手段２７が、改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに設けられ改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに燃料２５を添加する燃料添加ノズル２８と、この燃料添加ノズル２８に燃料２５を供給する燃料供給手段２９とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の観点は、第１ないし第７の観点のいずれかに基づく発明であって、更に図１に示すように、改質触媒２４が、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選ばれた１種又は２種以上の貴金属を添加したゼオライト又はアルミナをハニカム担体にコーティングして構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の観点の排ガス浄化装置では、燃料添加手段から排気マニホルドに燃料を添加し、この燃料の一部が改質触媒を昇温させ、昇温した改質触媒で燃料の残部が水素に改質される。このとき排ガスがエンジンから排出された直後であり、比較的高温であるため、比較的少ない量の燃料で改質触媒を改質可能な温度に昇温させることができる。この結果、燃料添加手段から改質触媒への比較的少ない量の燃料の添加で、改質触媒において燃料の一部を水素に効率良く改質できる。また改質触媒で改質された水素を含む排ガスが選択還元型触媒に流入すると、この選択還元型触媒上で排ガス中の水素とＮＯｘが反応して、ＮＯｘの還元反応と水素の酸化反応とが促進されるので、排ガス中のＮＯｘが低減される。この結果、排ガス中のＮＯｘを効率良く低減できる。更に排ガス温度が所定値以上になったことを温度センサが検出すると、コントローラはウェイストゲートバルブを開いて、排ガスの一部をバイパス管に流す。これにより、ターボ過給機のタービンハウジングに流入する排ガスの流量が少なくなって、タービン回転翼を駆動するためのエネルギが減少し、タービン回転翼の回転速度が過度に上昇することを抑制できるので、上記タービン回転翼の高速回転によるタービン回転翼の損傷を防止できる。
【００１６】
本発明の第２の観点の排ガス浄化装置では、改質触媒を排気マニホルドの枝管部に設けたので、改質触媒がエンジンの排気ポートに接近しており、改質触媒に流入する排ガスの温度は高い。この結果、極めて少ない量の燃料で改質触媒を改質可能な温度に昇温させることができるので、改質触媒において燃料の一部を水素に更に効率良く改質できる。また、改質触媒を排気マニホルドの複数の枝管部の一部分に設けているため、燃料添加手段により燃料を改質触媒の設けられた枝管部のみに添加することにより、改質触媒内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができるとともに、改質触媒の設けられていない枝管部に、燃料の添加されない排ガスのみを通過させることにより、選択還元型触媒内の排ガスをリーン状態にすることができる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できるとともに、選択還元型触媒で水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。なお、本明細書において、排ガス中の酸素と燃料との混合割合を空燃比とし、エンジンにおいて混合気中の酸素と燃料が過不足なく反応するときの酸素と燃料との混合割合を理論空燃比とするとき、空燃比と理論空燃比との比を空気過剰率λという。そして、上記「燃料リッチ状態」とは排ガスの空気過剰率λがλ＜１の状態をいい、上記「リーン状態」は排ガスの空気過剰率λがλ＞１の状態をいう。
【００１７】
本発明の第３の観点の排ガス浄化装置では、ＥＧＲバルブを開いたときに、改質触媒が枝管部を流れる排ガスの流路抵抗となるため、エンジンの排気ポートからその枝管部に流入した排ガスのうちＥＧＲ管を通って吸気通路に還流される量が増大する、即ちＥＧＲガス量が増大する。この結果、エンジンにおける燃料の燃焼温度を速やかに下げることができるので、排ガス中に含まれるＮＯｘを低減できる。
【００１８】
本発明の第４の観点の排ガス浄化装置では、燃料添加ノズルから改質触媒より排ガス上流側の枝管部に燃料を添加するので、この添加された燃料が他の枝管部に流入することはなく、上記添加された燃料を全て改質触媒に供給できる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できる。また燃料添加ノズルから枝管部に燃料を添加するので、燃料添加ノズルを新たに追加する必要があり、部品点数が増大するけれども、エンジンにおける燃料の燃焼に影響を与えずに、枝管部に燃料を添加できる。
【００１９】
本発明の第５の観点の排ガス浄化装置では、エンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料を越える量の燃料を噴射するので、この燃焼量を越えた余剰の燃料が他の枝管部に流入することはなく、上記余剰の燃料を全て改質触媒に供給できる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できる。またエンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料の量を越える量の燃料を噴射するので、エンジンにおける燃料の燃焼に幾分影響を与えるけれども、燃料添加ノズルを新たに追加する必要がなく、部品点数の増大を回避できる。
【００２０】
本発明の第６の観点の排ガス浄化装置では、改質触媒を排気マニホルドの集合管部の第１通路に収容しているため、燃料添加手段により燃料を改質触媒の収容された第１通路のみに添加することにより、改質触媒内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができるとともに、改質触媒の設けられていない第２通路に、燃料の添加されない排ガスのみを通過させることにより、選択還元型触媒内の排ガスをリーン状態にすることができる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できるとともに、選択還元型触媒で水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。また改質触媒を排気マニホルドの集合管部に設けたので、改質触媒を枝管部に設けた場合より改質触媒の入口部における排ガス温度が若干低下するけれども、改質触媒を細い枝管部に設けるより改質触媒を太い集合管部に設けた方が、改質触媒の取付作業性が良好であるとともに、改質触媒の容積を容易に変更できる。
【００２１】
本発明の第７の観点の排ガス浄化装置では、燃料添加ノズルから集合管部の第１通路に燃料を添加するので、この添加された燃料が第２通路に流入することはなく、上記添加された燃料を全て改質触媒に供給できる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明第１実施形態の排ガス浄化装置を示す構成図である。
【図２】本発明第２実施形態の排ガス浄化装置を示す構成図である。
【図３】図２のＡ部拡大斜視図である。
【図４】本発明第３実施形態を示す図３に対応する拡大斜視図である。
【図５】（ａ）は比較例１の排気管に設けた改質触媒に向けて燃料を添加したときの燃料流量の時間に対する変化を示す図であり、（ｂ）は実施例１の排気マニホルドに設けた改質触媒に向けて燃料を添加したときの燃料流量の時間に対する変化を示す図である。
【図６】実施例１及び比較例２の排ガス浄化装置を同型のディーゼルエンジンの排気管にそれぞれ取付けたときの排ガス温度３００℃におけるＮＯｘ低減率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、ディーゼルエンジン１１の吸気ポートには吸気マニホルド１３を介して吸気管１４が接続され、排気ポートには排気マニホルド１７を介して排気管１８が接続される。吸気マニホルド１３と吸気管１４により吸気通路１２が構成され、排気マニホルド１７と排気管１８により排気通路１６が構成される。また吸気通路１２には、ターボ過給機１９のコンプレッサハウジング１９ａと、ターボ過給機１９により圧縮された吸気を冷却するインタクーラ２１とがそれぞれ設けられ、排気通路１６にはターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂが設けられる。具体的には、コンプレッサハウジング１９ａは吸気管１４の途中に設けられ、インタクーラ２１はコンプレッサハウジング１９ａより吸気下流側の吸気管１４の途中に設けられる。タービンハウジング１９ｂは排気マニホルド１７と排気管１８との間に介装される。またコンプレッサハウジング１９ａにはコンプレッサ回転翼（図示せず）が回転可能に収容され、タービンハウジング１９ｂにはタービン回転翼（図示せず）が回転可能に収容される。コンプレッサ回転翼とタービン回転翼とはシャフト（図示せず）により連結され、エンジン１１から排出される排ガスのエネルギによりタービン回転翼及びシャフトを介してコンプレッサ回転翼が回転し、このコンプレッサ回転翼の回転により吸気管１４内の吸入空気が圧縮されるように構成される。
【００２５】
一方、排気マニホルド１７は、一端が複数の排気ポートにそれぞれ接続された複数の枝管部１７ａと、これらの枝管部１７ａの他端が集合して形成された単一の集合管部１７ｂとを有する。また排気マニホルド１７と吸気管１４とはＥＧＲ管２２によりエンジン１１をバイパスして連通接続される。即ち、このＥＧＲ管２２は排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのうちの１本の枝管部１７ａから分岐し、インタクーラ２１より吸気下流側の吸気管１４に合流する。上記ＥＧＲ管２２にはこのＥＧＲ管２２から吸気管１４に還流される排ガス（ＥＧＲガス）の流量を調整するＥＧＲバルブ２３が設けられる。更に排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのうちＥＧＲ管２２が分岐する枝管部１７ａには、燃料リッチ状態の排ガス中で、エンジン１１の燃料（軽油）２５を水素に改質する改質触媒２４がＥＧＲ管２２の分岐部より排ガス下流側に設けられる。この改質触媒２４は、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属を添加したゼオライト又はアルミナをハニカム担体にコーティングして構成される。具体的には、ロジウム等の金属を添加したゼオライトからなる改質触媒２４は、ロジウム等の金属をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。またロジウム等の金属を添加したアルミナからなる改質触媒２４は、ロジウム等の金属を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。なお、図１の符号２６はＥＧＲ管２２を通る排ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラである。
【００２６】
一方、排気マニホルド１７には燃料添加手段２７が設けられる。この燃料添加手段２７は、改質触媒２４より排ガス上流側であってＥＧＲ管２２の分岐部より排ガス下流側の枝管部１７ａに設けられた燃料添加ノズル２８と、この燃料添加ノズル２８に燃料２５を供給する燃料供給手段２９とを有する。燃料添加ノズル２８は、改質触媒２４より排ガス上流側の枝管部１７ａに燃料２５を添加することにより改質触媒２４に燃料２５を供給するように構成される。また燃料供給手段２９は、燃料添加ノズル２８に先端が接続された燃料供給管３１と、この燃料供給管３１の基端に接続され燃料２５が貯留された燃料タンク３２と、この燃料タンク３２内の燃料２５を燃料添加ノズル２８に圧送する燃料ポンプ３３と、燃料添加ノズル２８から噴射される燃料２５の供給量（噴射量）を調整する燃料供給量調整弁３４とを有する。上記燃料タンク３２はエンジン１１の燃料タンクと兼用できる。また上記燃料ポンプ３３は燃料添加ノズル２８と燃料タンク３２との間の燃料供給管３１に設けられ、燃料供給量調整弁３４は燃料添加ノズル２８と燃料ポンプ３３との間の燃料供給管３１に設けられる。更に燃料供給量調整弁３４は、燃料供給管３１に設けられ燃料添加ノズル２８への燃料２５の供給圧力を調整する燃料圧力調整弁３６と、燃料添加ノズル２８の基端に設けられ燃料添加ノズル２８の基端を開閉する燃料用開閉弁３７とからなる。
【００２７】
燃料圧力調整弁３６は第１〜第３ポート３６ａ〜３６ｃを有する三方弁であり、第１ポート３６ａは燃料ポンプ３３の吐出口に接続され、第２ポート３６ｂは燃料用開閉弁３７に接続され、第３ポート３６ｃは戻り管３８を介して燃料タンク３２に接続される。燃料圧力調整弁３６を駆動すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート３６ａから燃料圧力調整弁３６に流入し、この燃料圧力調整弁３６で所定の圧力に調整された後、第２ポート３６ｂから燃料用開閉弁３７に圧送される。また燃料圧力調整弁３６の駆動を停止すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート３６ａから燃料圧力調整弁３６に流入した後、第３ポート３６ｃから戻り管３８を通って燃料タンク３２に戻される。
【００２８】
排気管１８の途中、即ちターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８には、選択還元型触媒３９が設けられる。選択還元型触媒３９は排気管１８より大径のケース４０に収容される。選択還元型触媒３９は銀−白金系のモノリス触媒であって、銀及び白金からなる金属を添加するか、或いは銀、白金及び銅からなる金属を添加したゼオライト又はアルミナを、コージェライト製のハニカム担体にコーティングして構成される。具体的には、銀及び白金等の金属を添加したゼオライトからなる選択還元型触媒３９は、銀及び白金等の金属をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。また銀及び白金等の金属を添加したアルミナからなる選択還元型触媒３９は、銀及び白金等の金属を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。上記選択還元型触媒３９は、リーン状態の排ガス中で、水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元するように構成される。
【００２９】
一方、選択還元型触媒３９より排ガス上流側であってタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８には、補助燃料添加手段４１の補助燃料添加ノズル４２が設けられる。また補助燃料添加手段４１は、補助燃料添加ノズル４２に燃料２５を供給する補助燃料供給手段４３を有する。補助燃料添加ノズル４２は、選択還元型触媒３９より排ガス上流側であってタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８に燃料２５を添加することにより選択還元型触媒３９に燃料を供給するように構成される。また補助燃料供給手段４３は、補助燃料添加ノズル４２に先端が接続され基端が燃料ポンプ３３及び燃料圧力調整弁３６間の燃料供給管３１に接続された補助燃料供給管４４と、補助燃料添加ノズル４２から噴射される燃料２５の供給量（噴射量）を調整する補助燃料供給量調整弁４６とを有する。補助燃料供給量調整弁４６は補助燃料供給管４４に設けられる。また補助燃料供給量調整弁４６は、補助燃料供給管４４に設けられ補助燃料添加ノズル４２への燃料２５の供給圧力を調整する補助燃料圧力調整弁４７と、補助燃料添加ノズル４２の基端に設けられ補助燃料添加ノズル４２の基端を開閉する補助燃料用開閉弁４８とからなる。
【００３０】
補助燃料圧力調整弁４７は第１〜第３ポート４７ａ〜４７ｃを有する三方弁であり、第１ポート４７ａは燃料ポンプ３３の吐出口に接続され、第２ポート４７ｂは補助燃料用開閉弁４８に接続され、第３ポート４７ｃは補助戻り管４９を介して戻り管３８に接続される。補助燃料圧力調整弁４７を駆動すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート４７ａから補助燃料圧力調整弁４７に流入し、この補助燃料圧力調整弁４７で所定の圧力に調整された後、第２ポート４７ｂから補助燃料用開閉弁４８に圧送される。また補助燃料圧力調整弁４７の駆動を停止すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート４７ａから補助燃料圧力調整弁４７に流入した後、第３ポート４７ｃから補助戻り管４９及び戻り管３８を通って燃料タンク３２に戻される。
【００３１】
一方、排気マニホルド１７と排気管１８とはバイパス管５１によりターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂをバイパスして連通接続される。即ち、バイパス管５１の一端は改質触媒２４より排ガス下流側の排気マニホルド１７の集合管部１７ｂに接続され、バイパス管５１の他端はタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側であって選択還元型触媒３９より排ガス上流側の排気管１８に接続される。このバイパス管５１にはウェイストゲートバルブ５２が設けられる。このバルブ５２は、バイパス管５１の開度を調整することにより、タービンハウジング１９ｂに流す排ガスの流量を調整するように構成される。
【００３２】
また、排気マニホルド１７の集合管部１７ｂには、タービンハウジング１９ｂの入口温度を検出する温度センサ５３が設けられる。またエンジン１１にはこのエンジン１１に吸入される空気量を検出するマスフローセンサ５４が設けられ、排気マニホルド１７には排ガス中の酸素濃度を検出するＯ2センサ５６が設けられ、選択還元型触媒３９より排ガス下流側の排気管１８には排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ５７が設けられる。更にエンジン１１の回転速度は回転センサ５８により検出され、エンジン１１の負荷は負荷センサ５９により検出される。温度センサ５３、マスフローセンサ５４、Ｏ2センサ５６、ＮＯｘセンサ５７、回転センサ５８及び負荷センサ５９の各検出出力はコントローラ６１の制御入力に接続され、コントローラ６１の制御出力は、ＥＧＲバルブ２３、燃料ポンプ３３、燃料圧力調整弁３６、燃料用開閉弁３７、補助燃料圧力調整部４７、補助燃料用開閉弁４８及びウェイストゲートバルブ５２に接続される。またエンジン１１にはメモリ６２が接続される。このメモリ６２には、タービンハウジング１９ｂの入口温度や排ガス流量に応じたウェイストゲートバルブ５２の開度が予め記憶される。またメモリ６２には、吸入空気量及び排ガス中の酸素濃度に応じた、燃料ポンプ３３のオンオフ、燃料圧力調整弁３６の開度及び燃料用開閉弁３７の開閉間隔が予め記憶される。またメモリ６２には、選択還元型触媒３９から排出された排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた、燃料ポンプ３３のオンオフ、補助燃料圧力調整弁４７の開度及び補助燃料用開閉弁４８の開閉間隔が予め記憶される。更にメモリ６２には、エンジン回転速度及びエンジン負荷に応じたＥＧＲバルブ２３の開度が予め記憶される。
【００３３】
このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。エンジン１１の運転中に、排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以上になったことをＮＯｘセンサ５７が検出すると、コントローラ６１は、ＮＯｘセンサ５７の検出出力に基づいて燃料ポンプ３３をオンし、マスフローセンサ５４及びＯ2センサ５６の各検出出力に基づいて燃料圧力調整弁３６を所定の開度で開くとともに、燃料用開閉弁３７の開閉間隔を所定の間隔に調整し、所定時間が経過した後に燃料圧力調整弁３６を閉じ、燃料用開閉弁３７の開閉を停止し、燃料ポンプ３３をオフにする。これにより必要量の燃料２５が燃料添加ノズル２８から排気マニホルド１７の所定の枝管部１７ａに添加される。この燃料添加ノズル２８から添加された燃料２５の一部が改質触媒２４を昇温させ、所定温度（例えば、６００℃）に昇温した改質触媒２４で燃料２５の残りの殆ど全てが水素に改質される。このとき改質触媒２４がエンジン１１の排気ポートに接近しているため、改質触媒２４に流入する排ガスの温度は高い。また改質触媒２４を排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのうちの１つに設け、この改質触媒２４の設けられた枝管部１７ａのみに燃料添加ノズル２８から燃料２５を添加するので、改質触媒２４内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができる。この結果、極めて少ない量の燃料２５で改質触媒２４を改質可能な温度に昇温させることができるとともに、改質触媒２４において燃料２５の一部を水素に効率良く改質できる。
【００３４】
改質触媒２４で水素に改質されずに改質触媒２４をそのまま通過する燃料は殆どなく、また改質触媒２４の設けられていない枝管部１７ａに、燃料２５の添加されない排ガスのみが通過するので、これらの排ガスを混合すると、改質された水素を含むリーン状態（排ガスの空気過剰率λ＞１の状態）の排ガスとなる。この水素を含むリーン状態の排ガスが選択還元型触媒３９に流入すると、水素が選択還元型触媒３９でＮＯｘの還元剤として機能し、選択還元型触媒３９上で水素とＮＯｘが所定温度以上（例えば、２００℃以上）で反応して、ＮＯｘの還元反応と水素の酸化反応とが促進されるので、排ガス中のＮＯｘが低減される。この結果、選択還元型触媒３９で排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。
【００３５】
また、燃料添加ノズル２８から燃料２５を枝管部１７ａに添加している間に、ＮＯｘの排出量が多くなったことをＮＯｘセンサ５７が検出すると、コントローラ６１は、ＮＯｘセンサ５７の検出出力に基づいて、補助燃料圧力調整弁４７を所定の開度で開くとともに、補助燃料用開閉弁４８の開閉間隔を所定の間隔に調整する。これにより燃料２５が補助燃料添加ノズル４２から排気管１８に添加されて選択還元型触媒３９に流入する。この結果、補助燃料添加ノズル４２から添加された燃料２５が選択還元型触媒３９でＮＯｘの還元剤として機能し、改質触媒２４で改質された水素が選択還元型触媒３９で還元できなかった分のＮＯｘが、上記補助燃料添加ノズル４２から添加された燃料で還元される。
【００３６】
更に、コントローラ６１が回転センサ５８及び負荷センサ５９の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２３を開くと、改質触媒２４が枝管部１７ａを流れる排ガスの流路抵抗となるため、エンジン１１の排気ポートからその枝管部１７ａに流入した排ガスのうちＥＧＲ管２２を通って吸気管１４に還流される量が増大する、即ちＥＧＲガス量が増大する。この結果、エンジン１１における燃料２５の燃焼温度を速やかに下げることができるので、排ガス中に含まれるＮＯｘを低減できる。なお、コントローラ６１は、ＥＧＲバルブ２３を開いたときには、ＥＧＲガスとともに燃料２５が吸気管１４に還流されるのを防止するため、燃料添加ノズル２８から燃料２５を添加しない。
【００３７】
一方、排ガス温度が所定値以上になったことを温度センサ５３が検出すると、コントローラ６１は温度センサ５３の検出出力に基づいてウェイストゲートバルブ５２を開き、排ガスの一部をバイパス管５１に流す。これにより、ターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂに流入する排ガスの流量が少なくなって、タービン回転翼を駆動するためのエネルギが減少し、タービン回転翼の回転速度が過度に上昇することを抑制できるので、上記タービン回転翼の高速回転によるタービン回転翼の損傷を防止できる。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
図２及び図３は本発明の第２の実施の形態を示す。図２において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、エンジン１１の燃料（軽油）を水素に改質する改質触媒８４が排気マニホルド８７の集合管部８７ｂの途中に設けられる。具体的には、排気マニホルド８７の集合管部８７ｂ内が、排ガスの流通方向に延びて設けられた仕切板８１により第１通路８７ｃと第２通路８７ｄとに区画される（図３）。第１通路８７ｃと第２通路８７ｄはそれらの横断面形状が略半月状に形成される。そして改質触媒８７は第１通路８７ｃに収容される。これによりエンジン１１から排出された排ガスの一部が第１通路８７ｃ及び改質触媒８４を通ってタービンハウジング１９ｂに流入し、排ガスの残部が改質触媒８４をバイパスし第２通路８７ｄを通ってタービンハウジング１９ｂに流入するように構成される（図２及び図３）。また燃料添加手段２７の燃料添加ノズル２８は改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに設けられる。この燃料添加ノズル２８は、改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに燃料を添加することにより、改質触媒８４に燃料２５を供給するように構成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３９】
このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。エンジン１１の運転中に、排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以上になったことをＮＯｘセンサ５７が検出すると、コントローラ６１は、ＮＯｘセンサ５７の検出出力に基づいて燃料ポンプ３３をオンし、マスフローセンサ５４及びＯ2センサ５６の各検出出力に基づいて燃料圧力調整弁３６を所定の開度で開くとともに、燃料用開閉弁３７の開閉間隔を所定の間隔に調整し、所定時間が経過した後に燃料圧力調整弁３６を閉じ、燃料用開閉弁３７の開閉を停止し、燃料ポンプ３３をオフにする。これにより必要量の燃料２５が燃料添加ノズル２８から排気マニホルド８７に添加される。この燃料添加ノズル２８から添加された燃料２５の一部が改質触媒８４を昇温させ、所定温度（例えば、６００℃）に昇温した改質触媒８４で燃料２５の別の一部が水素に改質される。このとき改質触媒８４がエンジン１１の排気ポートから少し離れているため、改質触媒８４に流入する排ガスの温度は若干低下するけれども比較的高い。また、改質触媒８４を排気マニホルド８７の集合管部８７ｂの第１通路８７ｃに設け、この改質触媒８４の設けられた第１通路８７ｃのみに燃料添加ノズル２８から燃料２５を添加するので、改質触媒８４内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができる。この結果、比較的少ない量の燃料２５で改質触媒８４を改質可能な温度に昇温させることができるとともに、改質触媒８４において燃料２５の一部を水素に効率良く改質できる。
【００４０】
改質触媒８４で水素に改質されずに改質触媒８４をそのまま通過する燃料２５は殆どなく、また排気マニホルド８７の改質触媒８４の設けられていない第２通路８７ｄに、燃料２５の添加されない排ガスのみが通過するので、これらの排ガスを混合すると、改質された水素を含むリーン状態（排ガスの空気過剰率λ＞１の状態）の排ガスとなる。この水素を含むリーン状態の排ガスが選択還元型触媒３９に流入すると、水素が選択還元型触媒３９でＮＯｘの還元剤として機能し、選択還元型触媒３９上で水素とＮＯｘが所定温度以上（例えば、２００℃以上）で反応して、ＮＯｘの還元反応と水素の酸化反応とが促進されるので、排ガス中のＮＯｘが低減される。この結果、選択還元型触媒３９で排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。また改質触媒８４を排気マニホルド８７の比較的太い集合管部８７ｂの第１通路８７ｃに設けたので、改質触媒８４を細い枝管部８７ａに設ける場合より、改質触媒８４の取付作業性が良好であるとともに、改質触媒８４の容積を容易に変更できる。なお、改質触媒８４を排気マニホルド８７の比較的太い集合管部８７ｂの第１通路８７ｃに設けたので、改質触媒８４がＥＧＲガスの流路抵抗となることは殆どない。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４１】
＜第３の実施の形態＞
図４は本発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態では、エンジンの燃料（軽油）を水素に改質する改質触媒１０４が、第２の実施の形態と同様に、排気マニホルド１０７の集合管部１０７ｂの途中に設けられる。具体的には、排気マニホルド１０７の集合管部１０７ｂ内が、排ガスの流通方向に延びて設けられ改質触媒１０４より長く形成され集合管部１０７ｂより小径の内管部１０１により内側の第１通路１０７ｃと外側の第２通路１０７ｄとに区画される。この内管部１０１の両端は開放される。改質触媒１０４はこの改質触媒１０４の後端が小径管１０１の後端に略一致するように第１通路１０７ｃに収容される。また内管部１０１の入口端及び出口端には、内管部１０１を集合管部１０７ｂの内部中央に位置決めする第１及び第２リング板１０７ｅ，１０７ｆがそれぞれ嵌着され、内管部１０１の長手方向の中央には、改質触媒１０４の入口端に位置するように第３リング板１０７ｇが嵌着される。これらのリング板１０７ｅ〜１０７ｇには円周方向に一列に並んだ複数の通孔１０７ｈが形成され、これらの通孔１０７ｈにより排ガス上流側の枝管部が第２通路１０７ｄを介して排ガス下流側の排気管に連通接続されるように構成される。これによりエンジンから排出された排ガスの一部が内側の第１通路１０７ｃと改質触媒１０４を通ってタービンハウジングに流入し、排ガスの残部が改質触媒１０４をバイパスし外側の第２通路１０７ｄを通ってタービンハウジングに流入するように構成される。更に第１リング板１０７ｅと第２リング板１０７ｆとの間には、集合管部１０７ｂの外方と内管部１０１の内方を連通接続する小径管１０２が集合管部１０７ｂと内管部１０１に掛け渡され、この小径管１０２に燃料添加ノズル２８が挿着される。燃料添加ノズル２８は、改質触媒１０４より排ガス上流側の第１通路１０７ｃに燃料を添加することにより、改質触媒１０４に燃料を供給するように構成される。上記以外は第２の実施の形態と同一に構成される。
【００４２】
このように構成された排ガス浄化装置では、排ガスが排気マニホルド１０７の集合管部１０７ｂを流れるとき、排ガスの一部が集合管部１０７ｂの中心に位置する改質触媒１０４を通過し、排ガスの残部が改質触媒１０４の外周面に沿って通過するので、排ガスの流れが集合管部１０７ｂの中心線回りに対称になり、排ガスが集合管部１０７ｂを速やかに流れるという点で第２の実施の形態より優れた効果を奏する。上記以外の動作は第２の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４３】
なお、上記第１〜第３の実施の形態では、本発明の排ガス浄化装置をディーゼルエンジンに適用したが、本発明の排ガス浄化装置をガソリンエンジンに適用してもよい。また、上記第１の実施の形態では、ＥＧＲ管を接続した枝管部に改質触媒を設けたが、ＥＧＲバルブを開放したときに燃料添加ノズルから燃料を添加する状況が発生する場合には、ＥＧＲ管を接続した枝管部以外の枝管部に改質触媒を設けることが好ましい。また、上記第１の実施の形態では、改質触媒を複数の枝管部のいずれか１つに設けたが、排気マニホルドの複数の枝管部の２つ以上かつ枝管部の総数未満に改質触媒を設けてもよい。具体的には、エンジンが６気筒である場合、改質触媒を複数の枝管部のいずれか２つ、３つ、４つ又は５つに設けてもよく、エンジンが８気筒である場合、改質触媒を複数の枝管部のいずれか２つ、３つ、４つ、５つ、６つ又は７つに設けてもよく、エンジンが４気筒である場合、改質触媒を複数の枝管部のいずれか２つ又は３つに設けてもよい。
【００４４】
更に、上記第１の実施の形態では、燃料添加手段が、改質触媒より排ガス上流側の枝管部に設けられ改質触媒より排ガス上流側の枝管部に燃料を添加する燃料添加ノズルと、この燃料添加ノズルに燃料を供給する燃料供給手段とを有するように構成したが、燃料添加手段が、エンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する所定の燃料噴射ノズルと、この所定の燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給手段とを有し、所定の燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料の量を越える量の燃料を噴射するように構成してもよい。この場合、所定の燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料の量を越える量の燃料を噴射するので、エンジンにおける燃料の燃焼に幾分影響を与えるけれども、燃料添加ノズルを新たに追加する必要がなく、部品点数の増大を回避できる。
【実施例】
【００４５】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００４６】
＜実施例１＞
図１に示すように、排気量が８０００ｃｃである直列６気筒のターボ過給機１９付ディーゼルエンジン１１の排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａの１つに改質触媒２４を設けた。またこの枝管部１７ａにはＥＧＲ管２２の一端を接続し、ＥＧＲ管２２の他端を吸気管１４に接続した。更に改質触媒２４より排ガス上流側であってＥＧＲ管２２の分岐部より排ガス下流側の枝管部１７ａに、燃料（軽油）２５を供給する燃料添加ノズル２８を設け、この燃料添加ノズル２８に燃料供給手段２９が燃料２５を供給するように構成した。ここで、改質触媒２４は、ロジウムをイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であった。一方、ターボ過給機１９のコンプレッサハウジング１９ａを吸気管１４の途中に設け、インタクーラ２１をコンプレッサハウジング１９ａより吸気下流側の吸気管１４の途中に設けた。またタービンハウジング１９ｂを排気マニホルド１７と排気管１８との間に介装した。更に排気管１８に選択還元型触媒３９を設けた。ここで、選択還元型触媒３９は、銀及び白金をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であった。この排ガス浄化装置を実施例１とした。
【００４７】
＜比較例１＞
改質触媒を、ターボ過給機のタービンハウジングより排ガス下流側であって選択還元型触媒より排ガス上流側の排気管に設け、燃料添加ノズルを、ターボ過給機のタービンハウジングより排ガス下流側であって改質触媒より排ガス上流側の排気管に設けたこと以外は、実施例１と同一に構成した。この排ガス浄化装置を比較例１とした。
【００４８】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１及び比較例１の排ガス浄化装置の燃料添加ノズルから燃料を添加して改質触媒に燃料を供給した。そして改質触媒で燃料が水素に改質された。このとき改質された水素が所定量になるように燃料添加ノズルからの燃料の添加量を制御した。具体的には、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、改質触媒を昇温するための燃料の流量及び供給時間をそれぞれＱ1及びＴ1とし、改質触媒で水素を生成（改質）するための燃料の流量及び供給時間をそれぞれＱ2及びＴ2とした。そして、実施例１及び比較例１において、Ｑ1、Ｑ2及びＴ2をそれぞれ同一に保った状態で、Ｔ1を変えて、改質触媒で改質された水素が所定量になるように燃料添加ノズルからの燃料の添加量を制御した。その結果、排気マニホルドの集合管部における排ガス温度が５５０℃であり、白金系触媒より排ガス上流側の排ガス温度が２００℃であったとき、比較例１の改質触媒を昇温するための燃料の供給時間Ｔ1を１００％とすると、実施例１の改質触媒を昇温するための燃料の供給時間Ｔ1は１５％短くなった。この結果、比較例１の排ガス浄化装置より実施例１の排ガス浄化装置の方が、少ない燃料の添加で改質触媒において水素に改質できることが分かった。
【００４９】
＜比較例２＞
選択還元型触媒が、銀を含まず白金のみをイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であったこと以外は、排ガス浄化装置を実施例１と同一に構成した。この排ガス浄化装置を比較例２とした。
【００５０】
＜比較試験２及び評価＞
実施例１及び比較例２の排ガス浄化装置において、エンジンの回転速度及び負荷を変化させて、排ガス温度３００℃において、実施例１及び実施例２の排ガス浄化装置によるＮＯｘ低減率を測定した。その結果を図６に示す。図６から明らかなように、選択還元型触媒が銀を含まない比較例２の排ガス浄化装置ではＮＯｘ低減率が０％とＮＯｘが全く還元されなかったのに対し、選択還元型触媒が銀を含む実施例１の排ガス浄化装置ではＮＯｘ低減率が約２５％とＮＯｘの還元性能が向上したことが分かった。
【符号の説明】
【００５１】
１１ ディーゼルエンジン（エンジン）
１２ 吸気通路
１７，８７，１０７ 排気マニホルド
１７ａ 枝管部
１８ 排気管
１９ ターボ過給機
１９ｂ タービンハウジング
２２ ＥＧＲ管
２３ ＥＧＲバルブ
２４，８４，１０４ 改質触媒
２５ 燃料
２７ 燃料添加手段
２８ 燃料添加ノズル
２９ 燃料供給手段
３９ 選択還元型触媒
５１ バイパス管
５２ ウェイストゲートバルブ
５３ 温度センサ
６１ コントローラ
８７ｂ，１０７ｂ 集合管部
８７ｃ，１０７ｃ 第１通路
８７ｄ，１０７ｄ 第２通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等のエンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低減して排ガスを浄化する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気マニホルド内に燃料を噴射する燃料添加弁が設けられ、燃料添加弁より噴射された燃料が過給機の下流側の排気管に設けられたＮＯｘ吸蔵型のＮＯｘ触媒の還元剤となり、過給機の上流側に燃料添加弁によって噴射された燃料を改質させる燃料改質触媒が設けられた排気浄化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この排気浄化装置では、燃料改質触媒が排気マニホルドの集合部から過給機までの排気通路内に配置され、その中心軸が排ガスの流れの方向と略平行になるように配置される。また燃料改質触媒は、コア部材が中心となるようにコア部材に基材を巻付けて形成された触媒担体と、触媒担体を収容する外筒とを有する。基材は２枚の金属製板材で金属製波板を挟んだ状態で接合することにより形成され、基材には例えば白金などが担持される。またコア部材は、その先端に、衝突した燃料を周囲に拡散させる衝突部を有する。この衝突部には、その断面がコア部材の長手方向に沿って拡大するようにテーパ面が形成され、このテーパ面は触媒担体から露出するように構成される。また触媒担体の端面は衝突部の近傍を突出させた円錐状の面に形成される。更に燃料改質触媒は噴射された燃料を酸化させる機能を有し、改質された燃料はＮＯｘ触媒の還元剤となる。
【０００３】
このように構成された排気浄化装置では、燃料改質触媒の衝突部に燃料が吹付けられると、触媒担体の全体が使われるように燃料が霧化し拡散する。また触媒担体の端面が、衝突部の近傍を突出させた円錐状の面に形成されているので、噴射燃料が良好に触媒担体の全体に行き渡る。この結果、燃料改質触媒は、噴射された燃料を霧化する能力に優れ、燃料改質の効率がよい。この改質された燃料はＮＯｘ触媒に供給され、ＮＯｘ触媒の還元剤として機能する。即ち、ＮＯｘ触媒は、排ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸収し、排ガスの酸素濃度が低下したときに上記吸収したＮＯｘを放出し、改質された燃料を還元剤としてＮ2に還元するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７６５３０号公報（段落［００１７］、［００１８］［００２２］、［００２４］、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の特許文献１に示された排気浄化装置では、燃料添加弁より噴射された燃料が燃料改質触媒の衝突部に吹付けられて霧化し拡散した後に、燃料改質触媒は上記噴射された燃料を改質するけれども、このとき熱を発生して燃焼改質触媒とともに排ガスの温度が上昇し、この排ガス温度が上がり過ぎると、この排ガスが過給機のタービンハウジングに流入して、タービン回転翼が高速で回転したときに、タービン回転翼が上記熱と高速で回転することにより損傷するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は、ターボ過給機のタービン回転翼の損傷を防止できるとともに、燃料添加手段から改質触媒への比較的少ない量の燃料の添加で、改質触媒において燃料の一部を水素に効率良く改質できる、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】
【０００７】
本発明の第１の観点は、図１に示すように、ターボ過給機１９付エンジン１１の排気ポートに接続された排気マニホルド１７に設けられエンジン１１の燃料２５を水素に改質する改質触媒２４と、排気マニホルド１７に燃料２５を添加することにより改質触媒２４に燃料２５を供給する燃料添加手段２７と、ターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８に設けられ水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元する銀−白金系触媒からなる選択還元型触媒３９と、タービンハウジング１９ｂをバイパスするバイパス管５１に設けられバイパス管５１の開度を調整してタービンハウジング１９ｂに流す排ガスの流量を調整するウェイストゲートバルブ５２と、タービンハウジング１９ｂの入口温度を検出する温度センサ５３と、エンジン１１の運転条件に基づいて燃料添加手段２７を制御するとともに温度センサ５３の検出出力に基づいてウェイストゲートバルブ５２を制御するコントローラ６１とを備えた排ガス浄化装置である。
【０００８】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、改質触媒２４が、排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａの１つ以上かつ枝管部１７ａの総数未満に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、一端が排気マニホルド１７に接続され他端がエンジン１１の吸気通路１２に接続され排ガスの一部を吸気通路１２に戻すＥＧＲ管２２と、このＥＧＲ管２２に設けられ吸気通路１２に戻す排ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２３とを更に備え、ＥＧＲ管２２の一端が排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのいずれかに接続され、改質触媒２４がＥＧＲ管２２の一端の接続された枝管部１７ａであってＥＧＲ管２２の一端の接続部より排ガス下流側に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の観点は、第２又は第３の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、燃料添加手段２７が、改質触媒２４より排ガス上流側の枝管部１７ａに設けられ改質触媒２４より排ガス上流側の枝管部１７ａに燃料２５を添加する燃料添加ノズル２８と、この燃料添加ノズル２８に燃料２５を供給する燃料供給手段２９とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の観点は、第２又は第３の観点に基づく発明であって、更に燃料添加手段が、エンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する所定の燃料噴射ノズルと、この所定の燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給手段とを有し、所定の燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料を越える量の燃料を噴射するように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図２及び図３に示すように、排気マニホルド８７の集合管部８７ｂ内が第１通路８７ｃと第２通路８７ｄとに区画され、改質触媒８４が第１通路８７ｃに収容され、エンジン１１から排出された排ガスの一部が第１通路８７ｃ及び改質触媒８４を通ってタービンハウジング１９ｂに流入し、排ガスの残部が改質触媒８４をバイパスし第２通路８７ｄを通ってタービンハウジング１９ｂに流入するように構成されたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の観点は、第６の観点に基づく発明であって、更に図２及び図３に示すように、燃料添加手段２７が、改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに設けられ改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに燃料２５を添加する燃料添加ノズル２８と、この燃料添加ノズル２８に燃料２５を供給する燃料供給手段２９とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の観点は、第１ないし第７の観点のいずれかに基づく発明であって、更に図１に示すように、改質触媒２４が、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選ばれた１種又は２種以上の貴金属を添加したゼオライト又はアルミナをハニカム担体にコーティングして構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の観点の排ガス浄化装置では、燃料添加手段から排気マニホルドに燃料を添加し、この燃料の一部が改質触媒を昇温させ、昇温した改質触媒で燃料の残部が水素に改質される。このとき排ガスがエンジンから排出された直後であり、比較的高温であるため、比較的少ない量の燃料で改質触媒を改質可能な温度に昇温させることができる。この結果、燃料添加手段から改質触媒への比較的少ない量の燃料の添加で、改質触媒において燃料の一部を水素に効率良く改質できる。また改質触媒で改質された水素を含む排ガスが選択還元型触媒に流入すると、この選択還元型触媒上で排ガス中の水素とＮＯｘが反応して、ＮＯｘの還元反応と水素の酸化反応とが促進されるので、排ガス中のＮＯｘが低減される。この結果、排ガス中のＮＯｘを効率良く低減できる。更に排ガス温度が所定値以上になったことを温度センサが検出すると、コントローラはウェイストゲートバルブを開いて、排ガスの一部をバイパス管に流す。これにより、ターボ過給機のタービンハウジングに流入する排ガスの流量が少なくなって、タービン回転翼を駆動するためのエネルギが減少し、タービン回転翼の回転速度が過度に上昇することを抑制できるので、上記タービン回転翼の高速回転によるタービン回転翼の損傷を防止できる。
【００１６】
本発明の第２の観点の排ガス浄化装置では、改質触媒を排気マニホルドの枝管部に設けたので、改質触媒がエンジンの排気ポートに接近しており、改質触媒に流入する排ガスの温度は高い。この結果、極めて少ない量の燃料で改質触媒を改質可能な温度に昇温させることができるので、改質触媒において燃料の一部を水素に更に効率良く改質できる。また、改質触媒を排気マニホルドの複数の枝管部の一部分に設けているため、燃料添加手段により燃料を改質触媒の設けられた枝管部のみに添加することにより、改質触媒内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができるとともに、改質触媒の設けられていない枝管部に、燃料の添加されない排ガスのみを通過させることにより、選択還元型触媒内の排ガスをリーン状態にすることができる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できるとともに、選択還元型触媒で水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。なお、本明細書において、排ガス中の酸素と燃料との混合割合を空燃比とし、エンジンにおいて混合気中の酸素と燃料が過不足なく反応するときの酸素と燃料との混合割合を理論空燃比とするとき、空燃比と理論空燃比との比を空気過剰率λという。そして、上記「燃料リッチ状態」とは排ガスの空気過剰率λがλ＜１の状態をいい、上記「リーン状態」は排ガスの空気過剰率λがλ＞１の状態をいう。
【００１７】
本発明の第３の観点の排ガス浄化装置では、ＥＧＲバルブを開いたときに、改質触媒が枝管部を流れる排ガスの流路抵抗となるため、エンジンの排気ポートからその枝管部に流入した排ガスのうちＥＧＲ管を通って吸気通路に還流される量が増大する、即ちＥＧＲガス量が増大する。この結果、エンジンにおける燃料の燃焼温度を速やかに下げることができるので、排ガス中に含まれるＮＯｘを低減できる。
【００１８】
本発明の第４の観点の排ガス浄化装置では、燃料添加ノズルから改質触媒より排ガス上流側の枝管部に燃料を添加するので、この添加された燃料が他の枝管部に流入することはなく、上記添加された燃料を全て改質触媒に供給できる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できる。また燃料添加ノズルから枝管部に燃料を添加するので、燃料添加ノズルを新たに追加する必要があり、部品点数が増大するけれども、エンジンにおける燃料の燃焼に影響を与えずに、枝管部に燃料を添加できる。
【００１９】
本発明の第５の観点の排ガス浄化装置では、エンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料を越える量の燃料を噴射するので、この燃焼量を越えた余剰の燃料が他の枝管部に流入することはなく、上記余剰の燃料を全て改質触媒に供給できる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できる。またエンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料の量を越える量の燃料を噴射するので、エンジンにおける燃料の燃焼に幾分影響を与えるけれども、燃料添加ノズルを新たに追加する必要がなく、部品点数の増大を回避できる。
【００２０】
本発明の第６の観点の排ガス浄化装置では、改質触媒を排気マニホルドの集合管部の第１通路に収容しているため、燃料添加手段により燃料を改質触媒の収容された第１通路のみに添加することにより、改質触媒内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができるとともに、改質触媒の設けられていない第２通路に、燃料の添加されない排ガスのみを通過させることにより、選択還元型触媒内の排ガスをリーン状態にすることができる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できるとともに、選択還元型触媒で水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。また改質触媒を排気マニホルドの集合管部に設けたので、改質触媒を枝管部に設けた場合より改質触媒の入口部における排ガス温度が若干低下するけれども、改質触媒を細い枝管部に設けるより改質触媒を太い集合管部に設けた方が、改質触媒の取付作業性が良好であるとともに、改質触媒の容積を容易に変更できる。
【００２１】
本発明の第７の観点の排ガス浄化装置では、燃料添加ノズルから集合管部の第１通路に燃料を添加するので、この添加された燃料が第２通路に流入することはなく、上記添加された燃料を全て改質触媒に供給できる。この結果、改質触媒で燃料を水素に効率良く改質できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明第１実施形態の排ガス浄化装置を示す構成図である。
【図２】本発明第２実施形態の排ガス浄化装置を示す構成図である。
【図３】図２のＡ部拡大斜視図である。
【図４】本発明第３実施形態を示す図３に対応する拡大斜視図である。
【図５】（ａ）は比較例１の排気管に設けた改質触媒に向けて燃料を添加したときの燃料流量の時間に対する変化を示す図であり、（ｂ）は実施例１の排気マニホルドに設けた改質触媒に向けて燃料を添加したときの燃料流量の時間に対する変化を示す図である。
【図６】実施例１及び比較例２の排ガス浄化装置を同型のディーゼルエンジンの排気管にそれぞれ取付けたときの排ガス温度３００℃におけるＮＯｘ低減率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、ディーゼルエンジン１１の吸気ポートには吸気マニホルド１３を介して吸気管１４が接続され、排気ポートには排気マニホルド１７を介して排気管１８が接続される。吸気マニホルド１３と吸気管１４により吸気通路１２が構成され、排気マニホルド１７と排気管１８により排気通路１６が構成される。また吸気通路１２には、ターボ過給機１９のコンプレッサハウジング１９ａと、ターボ過給機１９により圧縮された吸気を冷却するインタクーラ２１とがそれぞれ設けられ、排気通路１６にはターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂが設けられる。具体的には、コンプレッサハウジング１９ａは吸気管１４の途中に設けられ、インタクーラ２１はコンプレッサハウジング１９ａより吸気下流側の吸気管１４の途中に設けられる。タービンハウジング１９ｂは排気マニホルド１７と排気管１８との間に介装される。またコンプレッサハウジング１９ａにはコンプレッサ回転翼（図示せず）が回転可能に収容され、タービンハウジング１９ｂにはタービン回転翼（図示せず）が回転可能に収容される。コンプレッサ回転翼とタービン回転翼とはシャフト（図示せず）により連結され、エンジン１１から排出される排ガスのエネルギによりタービン回転翼及びシャフトを介してコンプレッサ回転翼が回転し、このコンプレッサ回転翼の回転により吸気管１４内の吸入空気が圧縮されるように構成される。
【００２５】
一方、排気マニホルド１７は、一端が複数の排気ポートにそれぞれ接続された複数の枝管部１７ａと、これらの枝管部１７ａの他端が集合して形成された単一の集合管部１７ｂとを有する。また排気マニホルド１７と吸気管１４とはＥＧＲ管２２によりエンジン１１をバイパスして連通接続される。即ち、このＥＧＲ管２２は排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのうちの１本の枝管部１７ａから分岐し、インタクーラ２１より吸気下流側の吸気管１４に合流する。上記ＥＧＲ管２２にはこのＥＧＲ管２２から吸気管１４に還流される排ガス（ＥＧＲガス）の流量を調整するＥＧＲバルブ２３が設けられる。更に排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのうちＥＧＲ管２２が分岐する枝管部１７ａには、燃料リッチ状態の排ガス中で、エンジン１１の燃料（軽油）２５を水素に改質する改質触媒２４がＥＧＲ管２２の分岐部より排ガス下流側に設けられる。この改質触媒２４は、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属を添加したゼオライト又はアルミナをハニカム担体にコーティングして構成される。具体的には、ロジウム等の金属を添加したゼオライトからなる改質触媒２４は、ロジウム等の金属をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。またロジウム等の金属を添加したアルミナからなる改質触媒２４は、ロジウム等の金属を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。なお、図１の符号２６はＥＧＲ管２２を通る排ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラである。
【００２６】
一方、排気マニホルド１７には燃料添加手段２７が設けられる。この燃料添加手段２７は、改質触媒２４より排ガス上流側であってＥＧＲ管２２の分岐部より排ガス下流側の枝管部１７ａに設けられた燃料添加ノズル２８と、この燃料添加ノズル２８に燃料２５を供給する燃料供給手段２９とを有する。燃料添加ノズル２８は、改質触媒２４より排ガス上流側の枝管部１７ａに燃料２５を添加することにより改質触媒２４に燃料２５を供給するように構成される。また燃料供給手段２９は、燃料添加ノズル２８に先端が接続された燃料供給管３１と、この燃料供給管３１の基端に接続され燃料２５が貯留された燃料タンク３２と、この燃料タンク３２内の燃料２５を燃料添加ノズル２８に圧送する燃料ポンプ３３と、燃料添加ノズル２８から噴射される燃料２５の供給量（噴射量）を調整する燃料供給量調整弁３４とを有する。上記燃料タンク３２はエンジン１１の燃料タンクと兼用できる。また上記燃料ポンプ３３は燃料添加ノズル２８と燃料タンク３２との間の燃料供給管３１に設けられ、燃料供給量調整弁３４は燃料添加ノズル２８と燃料ポンプ３３との間の燃料供給管３１に設けられる。更に燃料供給量調整弁３４は、燃料供給管３１に設けられ燃料添加ノズル２８への燃料２５の供給圧力を調整する燃料圧力調整弁３６と、燃料添加ノズル２８の基端に設けられ燃料添加ノズル２８の基端を開閉する燃料用開閉弁３７とからなる。
【００２７】
燃料圧力調整弁３６は第１〜第３ポート３６ａ〜３６ｃを有する三方弁であり、第１ポート３６ａは燃料ポンプ３３の吐出口に接続され、第２ポート３６ｂは燃料用開閉弁３７に接続され、第３ポート３６ｃは戻り管３８を介して燃料タンク３２に接続される。燃料圧力調整弁３６を駆動すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート３６ａから燃料圧力調整弁３６に流入し、この燃料圧力調整弁３６で所定の圧力に調整された後、第２ポート３６ｂから燃料用開閉弁３７に圧送される。また燃料圧力調整弁３６の駆動を停止すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート３６ａから燃料圧力調整弁３６に流入した後、第３ポート３６ｃから戻り管３８を通って燃料タンク３２に戻される。
【００２８】
排気管１８の途中、即ちターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８には、選択還元型触媒３９が設けられる。選択還元型触媒３９は排気管１８より大径のケース４０に収容される。選択還元型触媒３９は銀−白金系のモノリス触媒であって、銀及び白金からなる金属を添加するか、或いは銀、白金及び銅からなる金属を添加したゼオライト又はアルミナを、コージェライト製のハニカム担体にコーティングして構成される。具体的には、銀及び白金等の金属を添加したゼオライトからなる選択還元型触媒３９は、銀及び白金等の金属をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。また銀及び白金等の金属を添加したアルミナからなる選択還元型触媒３９は、銀及び白金等の金属を担持させたγ−アルミナ粉末又はθ−アルミナ粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして構成される。上記選択還元型触媒３９は、リーン状態の排ガス中で、水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元するように構成される。
【００２９】
一方、選択還元型触媒３９より排ガス上流側であってタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８には、補助燃料添加手段４１の補助燃料添加ノズル４２が設けられる。また補助燃料添加手段４１は、補助燃料添加ノズル４２に燃料２５を供給する補助燃料供給手段４３を有する。補助燃料添加ノズル４２は、選択還元型触媒３９より排ガス上流側であってタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側の排気管１８に燃料２５を添加することにより選択還元型触媒３９に燃料を供給するように構成される。また補助燃料供給手段４３は、補助燃料添加ノズル４２に先端が接続され基端が燃料ポンプ３３及び燃料圧力調整弁３６間の燃料供給管３１に接続された補助燃料供給管４４と、補助燃料添加ノズル４２から噴射される燃料２５の供給量（噴射量）を調整する補助燃料供給量調整弁４６とを有する。補助燃料供給量調整弁４６は補助燃料供給管４４に設けられる。また補助燃料供給量調整弁４６は、補助燃料供給管４４に設けられ補助燃料添加ノズル４２への燃料２５の供給圧力を調整する補助燃料圧力調整弁４７と、補助燃料添加ノズル４２の基端に設けられ補助燃料添加ノズル４２の基端を開閉する補助燃料用開閉弁４８とからなる。
【００３０】
補助燃料圧力調整弁４７は第１〜第３ポート４７ａ〜４７ｃを有する三方弁であり、第１ポート４７ａは燃料ポンプ３３の吐出口に接続され、第２ポート４７ｂは補助燃料用開閉弁４８に接続され、第３ポート４７ｃは補助戻り管４９を介して戻り管３８に接続される。補助燃料圧力調整弁４７を駆動すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート４７ａから補助燃料圧力調整弁４７に流入し、この補助燃料圧力調整弁４７で所定の圧力に調整された後、第２ポート４７ｂから補助燃料用開閉弁４８に圧送される。また補助燃料圧力調整弁４７の駆動を停止すると、燃料ポンプ３３により圧送された燃料２５が第１ポート４７ａから補助燃料圧力調整弁４７に流入した後、第３ポート４７ｃから補助戻り管４９及び戻り管３８を通って燃料タンク３２に戻される。
【００３１】
一方、排気マニホルド１７と排気管１８とはバイパス管５１によりターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂをバイパスして連通接続される。即ち、バイパス管５１の一端は改質触媒２４より排ガス下流側の排気マニホルド１７の集合管部１７ｂに接続され、バイパス管５１の他端はタービンハウジング１９ｂより排ガス下流側であって選択還元型触媒３９より排ガス上流側の排気管１８に接続される。このバイパス管５１にはウェイストゲートバルブ５２が設けられる。このバルブ５２は、バイパス管５１の開度を調整することにより、タービンハウジング１９ｂに流す排ガスの流量を調整するように構成される。
【００３２】
また、排気マニホルド１７の集合管部１７ｂには、タービンハウジング１９ｂの入口温度を検出する温度センサ５３が設けられる。またエンジン１１にはこのエンジン１１に吸入される空気量を検出するマスフローセンサ５４が設けられ、排気マニホルド１７には排ガス中の酸素濃度を検出するＯ2センサ５６が設けられ、選択還元型触媒３９より排ガス下流側の排気管１８には排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ５７が設けられる。更にエンジン１１の回転速度は回転センサ５８により検出され、エンジン１１の負荷は負荷センサ５９により検出される。温度センサ５３、マスフローセンサ５４、Ｏ2センサ５６、ＮＯｘセンサ５７、回転センサ５８及び負荷センサ５９の各検出出力はコントローラ６１の制御入力に接続され、コントローラ６１の制御出力は、ＥＧＲバルブ２３、燃料ポンプ３３、燃料圧力調整弁３６、燃料用開閉弁３７、補助燃料圧力調整部４７、補助燃料用開閉弁４８及びウェイストゲートバルブ５２に接続される。またエンジン１１にはメモリ６２が接続される。このメモリ６２には、タービンハウジング１９ｂの入口温度や排ガス流量に応じたウェイストゲートバルブ５２の開度が予め記憶される。またメモリ６２には、吸入空気量及び排ガス中の酸素濃度に応じた、燃料ポンプ３３のオンオフ、燃料圧力調整弁３６の開度及び燃料用開閉弁３７の開閉間隔が予め記憶される。またメモリ６２には、選択還元型触媒３９から排出された排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた、燃料ポンプ３３のオンオフ、補助燃料圧力調整弁４７の開度及び補助燃料用開閉弁４８の開閉間隔が予め記憶される。更にメモリ６２には、エンジン回転速度及びエンジン負荷に応じたＥＧＲバルブ２３の開度が予め記憶される。
【００３３】
このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。エンジン１１の運転中に、排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以上になったことをＮＯｘセンサ５７が検出すると、コントローラ６１は、ＮＯｘセンサ５７の検出出力に基づいて燃料ポンプ３３をオンし、マスフローセンサ５４及びＯ2センサ５６の各検出出力に基づいて燃料圧力調整弁３６を所定の開度で開くとともに、燃料用開閉弁３７の開閉間隔を所定の間隔に調整し、所定時間が経過した後に燃料圧力調整弁３６を閉じ、燃料用開閉弁３７の開閉を停止し、燃料ポンプ３３をオフにする。これにより必要量の燃料２５が燃料添加ノズル２８から排気マニホルド１７の所定の枝管部１７ａに添加される。この燃料添加ノズル２８から添加された燃料２５の一部が改質触媒２４を昇温させ、所定温度（例えば、６００℃）に昇温した改質触媒２４で燃料２５の残りの殆ど全てが水素に改質される。このとき改質触媒２４がエンジン１１の排気ポートに接近しているため、改質触媒２４に流入する排ガスの温度は高い。また改質触媒２４を排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａのうちの１つに設け、この改質触媒２４の設けられた枝管部１７ａのみに燃料添加ノズル２８から燃料２５を添加するので、改質触媒２４内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができる。この結果、極めて少ない量の燃料２５で改質触媒２４を改質可能な温度に昇温させることができるとともに、改質触媒２４において燃料２５の一部を水素に効率良く改質できる。
【００３４】
改質触媒２４で水素に改質されずに改質触媒２４をそのまま通過する燃料は殆どなく、また改質触媒２４の設けられていない枝管部１７ａに、燃料２５の添加されない排ガスのみが通過するので、これらの排ガスを混合すると、改質された水素を含むリーン状態（排ガスの空気過剰率λ＞１の状態）の排ガスとなる。この水素を含むリーン状態の排ガスが選択還元型触媒３９に流入すると、水素が選択還元型触媒３９でＮＯｘの還元剤として機能し、選択還元型触媒３９上で水素とＮＯｘが所定温度以上（例えば、２００℃以上）で反応して、ＮＯｘの還元反応と水素の酸化反応とが促進されるので、排ガス中のＮＯｘが低減される。この結果、選択還元型触媒３９で排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。
【００３５】
また、燃料添加ノズル２８から燃料２５を枝管部１７ａに添加している間に、ＮＯｘの排出量が多くなったことをＮＯｘセンサ５７が検出すると、コントローラ６１は、ＮＯｘセンサ５７の検出出力に基づいて、補助燃料圧力調整弁４７を所定の開度で開くとともに、補助燃料用開閉弁４８の開閉間隔を所定の間隔に調整する。これにより燃料２５が補助燃料添加ノズル４２から排気管１８に添加されて選択還元型触媒３９に流入する。この結果、補助燃料添加ノズル４２から添加された燃料２５が選択還元型触媒３９でＮＯｘの還元剤として機能し、改質触媒２４で改質された水素が選択還元型触媒３９で還元できなかった分のＮＯｘが、上記補助燃料添加ノズル４２から添加された燃料で還元される。
【００３６】
更に、コントローラ６１が回転センサ５８及び負荷センサ５９の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２３を開くと、改質触媒２４が枝管部１７ａを流れる排ガスの流路抵抗となるため、エンジン１１の排気ポートからその枝管部１７ａに流入した排ガスのうちＥＧＲ管２２を通って吸気管１４に還流される量が増大する、即ちＥＧＲガス量が増大する。この結果、エンジン１１における燃料２５の燃焼温度を速やかに下げることができるので、排ガス中に含まれるＮＯｘを低減できる。なお、コントローラ６１は、ＥＧＲバルブ２３を開いたときには、ＥＧＲガスとともに燃料２５が吸気管１４に還流されるのを防止するため、燃料添加ノズル２８から燃料２５を添加しない。
【００３７】
一方、排ガス温度が所定値以上になったことを温度センサ５３が検出すると、コントローラ６１は温度センサ５３の検出出力に基づいてウェイストゲートバルブ５２を開き、排ガスの一部をバイパス管５１に流す。これにより、ターボ過給機１９のタービンハウジング１９ｂに流入する排ガスの流量が少なくなって、タービン回転翼を駆動するためのエネルギが減少し、タービン回転翼の回転速度が過度に上昇することを抑制できるので、上記タービン回転翼の高速回転によるタービン回転翼の損傷を防止できる。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
図２及び図３は本発明の第２の実施の形態を示す。図２において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、エンジン１１の燃料（軽油）を水素に改質する改質触媒８４が排気マニホルド８７の集合管部８７ｂの途中に設けられる。具体的には、排気マニホルド８７の集合管部８７ｂ内が、排ガスの流通方向に延びて設けられた仕切板８１により第１通路８７ｃと第２通路８７ｄとに区画される（図３）。第１通路８７ｃと第２通路８７ｄはそれらの横断面形状が略半月状に形成される。そして改質触媒８７は第１通路８７ｃに収容される。これによりエンジン１１から排出された排ガスの一部が第１通路８７ｃ及び改質触媒８４を通ってタービンハウジング１９ｂに流入し、排ガスの残部が改質触媒８４をバイパスし第２通路８７ｄを通ってタービンハウジング１９ｂに流入するように構成される（図２及び図３）。また燃料添加手段２７の燃料添加ノズル２８は改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに設けられる。この燃料添加ノズル２８は、改質触媒８４より排ガス上流側の第１通路８７ｃに燃料を添加することにより、改質触媒８４に燃料２５を供給するように構成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３９】
このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。エンジン１１の運転中に、排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以上になったことをＮＯｘセンサ５７が検出すると、コントローラ６１は、ＮＯｘセンサ５７の検出出力に基づいて燃料ポンプ３３をオンし、マスフローセンサ５４及びＯ2センサ５６の各検出出力に基づいて燃料圧力調整弁３６を所定の開度で開くとともに、燃料用開閉弁３７の開閉間隔を所定の間隔に調整し、所定時間が経過した後に燃料圧力調整弁３６を閉じ、燃料用開閉弁３７の開閉を停止し、燃料ポンプ３３をオフにする。これにより必要量の燃料２５が燃料添加ノズル２８から排気マニホルド８７に添加される。この燃料添加ノズル２８から添加された燃料２５の一部が改質触媒８４を昇温させ、所定温度（例えば、６００℃）に昇温した改質触媒８４で燃料２５の別の一部が水素に改質される。このとき改質触媒８４がエンジン１１の排気ポートから少し離れているため、改質触媒８４に流入する排ガスの温度は若干低下するけれども比較的高い。また、改質触媒８４を排気マニホルド８７の集合管部８７ｂの第１通路８７ｃに設け、この改質触媒８４の設けられた第１通路８７ｃのみに燃料添加ノズル２８から燃料２５を添加するので、改質触媒８４内の排ガスを速やかに燃料リッチ状態にすることができる。この結果、比較的少ない量の燃料２５で改質触媒８４を改質可能な温度に昇温させることができるとともに、改質触媒８４において燃料２５の一部を水素に効率良く改質できる。
【００４０】
改質触媒８４で水素に改質されずに改質触媒８４をそのまま通過する燃料２５は殆どなく、また排気マニホルド８７の改質触媒８４の設けられていない第２通路８７ｄに、燃料２５の添加されない排ガスのみが通過するので、これらの排ガスを混合すると、改質された水素を含むリーン状態（排ガスの空気過剰率λ＞１の状態）の排ガスとなる。この水素を含むリーン状態の排ガスが選択還元型触媒３９に流入すると、水素が選択還元型触媒３９でＮＯｘの還元剤として機能し、選択還元型触媒３９上で水素とＮＯｘが所定温度以上（例えば、２００℃以上）で反応して、ＮＯｘの還元反応と水素の酸化反応とが促進されるので、排ガス中のＮＯｘが低減される。この結果、選択還元型触媒３９で排ガス中のＮＯｘを効率良く還元できる。また改質触媒８４を排気マニホルド８７の比較的太い集合管部８７ｂの第１通路８７ｃに設けたので、改質触媒８４を細い枝管部８７ａに設ける場合より、改質触媒８４の取付作業性が良好であるとともに、改質触媒８４の容積を容易に変更できる。なお、改質触媒８４を排気マニホルド８７の比較的太い集合管部８７ｂの第１通路８７ｃに設けたので、改質触媒８４がＥＧＲガスの流路抵抗となることは殆どない。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４１】
＜第３の実施の形態＞
図４は本発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態では、エンジンの燃料（軽油）を水素に改質する改質触媒１０４が、第２の実施の形態と同様に、排気マニホルド１０７の集合管部１０７ｂの途中に設けられる。具体的には、排気マニホルド１０７の集合管部１０７ｂ内が、排ガスの流通方向に延びて設けられ改質触媒１０４より長く形成され集合管部１０７ｂより小径の内管部１０１により内側の第１通路１０７ｃと外側の第２通路１０７ｄとに区画される。この内管部１０１の両端は開放される。改質触媒１０４はこの改質触媒１０４の後端が小径管１０１の後端に略一致するように第１通路１０７ｃに収容される。また内管部１０１の入口端及び出口端には、内管部１０１を集合管部１０７ｂの内部中央に位置決めする第１及び第２リング板１０７ｅ，１０７ｆがそれぞれ嵌着され、内管部１０１の長手方向の中央には、改質触媒１０４の入口端に位置するように第３リング板１０７ｇが嵌着される。これらのリング板１０７ｅ〜１０７ｇには円周方向に一列に並んだ複数の通孔１０７ｈが形成され、これらの通孔１０７ｈにより排ガス上流側の枝管部が第２通路１０７ｄを介して排ガス下流側の排気管に連通接続されるように構成される。これによりエンジンから排出された排ガスの一部が内側の第１通路１０７ｃと改質触媒１０４を通ってタービンハウジングに流入し、排ガスの残部が改質触媒１０４をバイパスし外側の第２通路１０７ｄを通ってタービンハウジングに流入するように構成される。更に第１リング板１０７ｅと第２リング板１０７ｆとの間には、集合管部１０７ｂの外方と内管部１０１の内方を連通接続する小径管１０２が集合管部１０７ｂと内管部１０１に掛け渡され、この小径管１０２に燃料添加ノズル２８が挿着される。燃料添加ノズル２８は、改質触媒１０４より排ガス上流側の第１通路１０７ｃに燃料を添加することにより、改質触媒１０４に燃料を供給するように構成される。上記以外は第２の実施の形態と同一に構成される。
【００４２】
このように構成された排ガス浄化装置では、排ガスが排気マニホルド１０７の集合管部１０７ｂを流れるとき、排ガスの一部が集合管部１０７ｂの中心に位置する改質触媒１０４を通過し、排ガスの残部が改質触媒１０４の外周面に沿って通過するので、排ガスの流れが集合管部１０７ｂの中心線回りに対称になり、排ガスが集合管部１０７ｂを速やかに流れるという点で第２の実施の形態より優れた効果を奏する。上記以外の動作は第２の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４３】
なお、上記第１〜第３の実施の形態では、本発明の排ガス浄化装置をディーゼルエンジンに適用したが、本発明の排ガス浄化装置をガソリンエンジンに適用してもよい。また、上記第１の実施の形態では、ＥＧＲ管を接続した枝管部に改質触媒を設けたが、ＥＧＲバルブを開放したときに燃料添加ノズルから燃料を添加する状況が発生する場合には、ＥＧＲ管を接続した枝管部以外の枝管部に改質触媒を設けることが好ましい。また、上記第１の実施の形態では、改質触媒を複数の枝管部のいずれか１つに設けたが、排気マニホルドの複数の枝管部の２つ以上かつ枝管部の総数未満に改質触媒を設けてもよい。具体的には、エンジンが６気筒である場合、改質触媒を複数の枝管部のいずれか２つ、３つ、４つ又は５つに設けてもよく、エンジンが８気筒である場合、改質触媒を複数の枝管部のいずれか２つ、３つ、４つ、５つ、６つ又は７つに設けてもよく、エンジンが４気筒である場合、改質触媒を複数の枝管部のいずれか２つ又は３つに設けてもよい。
【００４４】
更に、上記第１の実施の形態では、燃料添加手段が、改質触媒より排ガス上流側の枝管部に設けられ改質触媒より排ガス上流側の枝管部に燃料を添加する燃料添加ノズルと、この燃料添加ノズルに燃料を供給する燃料供給手段とを有するように構成したが、燃料添加手段が、エンジンの複数の気筒のうち改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する所定の燃料噴射ノズルと、この所定の燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給手段とを有し、所定の燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料の量を越える量の燃料を噴射するように構成してもよい。この場合、所定の燃料噴射ノズルからエンジンで燃焼される燃料の量を越える量の燃料を噴射するので、エンジンにおける燃料の燃焼に幾分影響を与えるけれども、燃料添加ノズルを新たに追加する必要がなく、部品点数の増大を回避できる。
【実施例】
【００４５】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００４６】
＜実施例１＞
図１に示すように、排気量が８０００ｃｃである直列６気筒のターボ過給機１９付ディーゼルエンジン１１の排気マニホルド１７の複数の枝管部１７ａの１つに改質触媒２４を設けた。またこの枝管部１７ａにはＥＧＲ管２２の一端を接続し、ＥＧＲ管２２の他端を吸気管１４に接続した。更に改質触媒２４より排ガス上流側であってＥＧＲ管２２の分岐部より排ガス下流側の枝管部１７ａに、燃料（軽油）２５を供給する燃料添加ノズル２８を設け、この燃料添加ノズル２８に燃料供給手段２９が燃料２５を供給するように構成した。ここで、改質触媒２４は、ロジウムをイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であった。一方、ターボ過給機１９のコンプレッサハウジング１９ａを吸気管１４の途中に設け、インタクーラ２１をコンプレッサハウジング１９ａより吸気下流側の吸気管１４の途中に設けた。またタービンハウジング１９ｂを排気マニホルド１７と排気管１８との間に介装した。更に排気管１８に選択還元型触媒３９を設けた。ここで、選択還元型触媒３９は、銀及び白金をイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であった。この排ガス浄化装置を実施例１とした。
【００４７】
＜比較例１＞
改質触媒を、ターボ過給機のタービンハウジングより排ガス下流側であって選択還元型触媒より排ガス上流側の排気管に設け、燃料添加ノズルを、ターボ過給機のタービンハウジングより排ガス下流側であって改質触媒より排ガス上流側の排気管に設けたこと以外は、実施例１と同一に構成した。この排ガス浄化装置を比較例１とした。
【００４８】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１及び比較例１の排ガス浄化装置の燃料添加ノズルから燃料を添加して改質触媒に燃料を供給した。そして改質触媒で燃料が水素に改質された。このとき改質された水素が所定量になるように燃料添加ノズルからの燃料の添加量を制御した。具体的には、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、改質触媒を昇温するための燃料の流量及び供給時間をそれぞれＱ1及びＴ1とし、改質触媒で水素を生成（改質）するための燃料の流量及び供給時間をそれぞれＱ2及びＴ2とした。そして、実施例１及び比較例１において、Ｑ1、Ｑ2及びＴ2をそれぞれ同一に保った状態で、Ｔ1を変えて、改質触媒で改質された水素が所定量になるように燃料添加ノズルからの燃料の添加量を制御した。その結果、排気マニホルドの集合管部における排ガス温度が５５０℃であり、白金系触媒より排ガス上流側の排ガス温度が２００℃であったとき、比較例１の改質触媒を昇温するための燃料の供給時間Ｔ1を１００％とすると、実施例１の改質触媒を昇温するための燃料の供給時間Ｔ1は１５％短くなった。この結果、比較例１の排ガス浄化装置より実施例１の排ガス浄化装置の方が、少ない燃料の添加で改質触媒において水素に改質できることが分かった。
【００４９】
＜比較例２＞
選択還元型触媒が、銀を含まず白金のみをイオン交換したゼオライト粉末を含むスラリーをハニカム担体にコーティングして作製した触媒であったこと以外は、排ガス浄化装置を実施例１と同一に構成した。この排ガス浄化装置を比較例２とした。
【００５０】
＜比較試験２及び評価＞
実施例１及び比較例２の排ガス浄化装置において、エンジンの回転速度及び負荷を変化させて、排ガス温度３００℃において、実施例１及び実施例２の排ガス浄化装置によるＮＯｘ低減率を測定した。その結果を図６に示す。図６から明らかなように、選択還元型触媒が銀を含まない比較例２の排ガス浄化装置ではＮＯｘ低減率が０％とＮＯｘが全く還元されなかったのに対し、選択還元型触媒が銀を含む実施例１の排ガス浄化装置ではＮＯｘ低減率が約２５％とＮＯｘの還元性能が向上したことが分かった。
【符号の説明】
【００５１】
１１ ディーゼルエンジン（エンジン）
１２ 吸気通路
１７，８７，１０７ 排気マニホルド
１７ａ 枝管部
１８ 排気管
１９ ターボ過給機
１９ｂ タービンハウジング
２２ ＥＧＲ管
２３ ＥＧＲバルブ
２４，８４，１０４ 改質触媒
２５ 燃料
２７ 燃料添加手段
２８ 燃料添加ノズル
２９ 燃料供給手段
３９ 選択還元型触媒
５１ バイパス管
５２ ウェイストゲートバルブ
５３ 温度センサ
６１ コントローラ
８７ｂ，１０７ｂ 集合管部
８７ｃ，１０７ｃ 第１通路
８７ｄ，１０７ｄ 第２通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ過給機(19)付エンジン(11)の排気ポートに接続された排気マニホルド(17)に設けられ前記エンジン(11)の燃料(25)を水素に改質する改質触媒(24)と、
前記排気マニホルド(17)に前記燃料(25)を添加することにより前記改質触媒(24)に前記燃料(25)を供給する燃料添加手段(27)と、
前記ターボ過給機(19)の前記タービンハウジング(19b)より排ガス下流側の排気管(18)に設けられ前記水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元する銀−白金系触媒からなる選択還元型触媒(39)と、
前記タービンハウジング(19b)をバイパスするバイパス管(51)に設けられ前記バイパス管(51)の開度を調整して前記タービンハウジング(19b)に流す排ガスの流量を調整するウェイストゲートバルブ(52)と、
前記タービンハウジング(19b)の入口温度を検出する温度センサ(53)と、
前記エンジン(11)の運転条件に基づいて前記燃料添加手段(27)を制御するとともに前記温度センサ(53)の検出出力に基づいて前記ウェイストゲートバルブ(52)を制御するコントローラ(61)と
を備えた排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記改質触媒(24)が、前記排気マニホルド(17)の複数の枝管部(17a)の１つ以上かつ前記枝管部(17a)の総数未満に設けられた請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
一端が前記排気マニホルド(17)に接続され他端が前記エンジン(11)の吸気通路(12)に接続され前記排ガスの一部を前記吸気通路(12)に戻すＥＧＲ管(22)と、このＥＧＲ管(22)に設けられ前記吸気通路(12)に戻す排ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ(23)とを更に備え、前記ＥＧＲ管(22)の一端が前記排気マニホルド(17)の複数の枝管部(17a)のいずれかに接続され、前記改質触媒(24)が前記ＥＧＲ管(22)の一端の接続された枝管部(17a)であって前記ＥＧＲ管(22)の一端の接続部より排ガス下流側に設けられた請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記燃料添加手段(27)が、前記改質触媒(24)より排ガス上流側の枝管部(17a)に設けられ前記改質触媒(24)より排ガス上流側の枝管部(17a)に前記燃料(25)を添加する燃料添加ノズル(28)と、この燃料添加ノズル(28)に前記燃料(25)を供給する燃料供給手段(29)とを有する請求項２又は３記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記燃料添加手段が、前記エンジンの複数の気筒のうち前記改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する所定の燃料噴射ノズルと、この所定の燃料噴射ノズルに前記燃料を供給する燃料供給手段とを有し、前記所定の燃料噴射ノズルから前記エンジンで燃焼される燃料を越える量の燃料を噴射するように構成された請求項２又は３記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記排気マニホルド(87,107)の集合管部(87b,107b)内が第１通路(87c,107c)と第２通路(87d,107d)とに区画され、前記改質触媒(84,104)が前記第１通路(87c,107c)に収容され、前記エンジン(11)から排出された排ガスの一部が前記第１通路(87c,107c)及び前記改質触媒(84,104)を通って前記タービンハウジング(19b)に流入し、前記排ガスの残部が前記改質触媒(84,104)をバイパスし前記第２通路(87d,107d)を通って前記タービンハウジング(19b)に流入するように構成された請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記燃料添加手段(27)が、前記改質触媒(84,104)より排ガス上流側の前記第１通路(87c,107c)に設けられ前記改質触媒(84,104)より排ガス上流側の前記第１通路(87c,107c)に前記燃料(25)を添加する燃料添加ノズル(28)と、この燃料添加ノズル(28)に前記燃料(25)を供給する燃料供給手段(29)とを有する請求項６記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】
前記改質触媒(24,84,104)が、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選ばれた１種又は２種以上の貴金属を添加したゼオライト又はアルミナをハニカム担体にコーティングして構成された請求項１ないし７いずれか１項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１】
ターボ過給機(19)付エンジン(11)の排気ポートに接続された排気マニホルド(17)に設けられ前記エンジン(11)の燃料(25)を水素に改質する改質触媒(24)と、
前記排気マニホルド(17)に前記燃料(25)を添加することにより前記改質触媒(24)に前記燃料(25)を供給する燃料添加手段(27)と、
前記ターボ過給機(19)の前記タービンハウジング(19b)より排ガス下流側の排気管(18)に設けられ前記水素を還元剤として排ガス中のＮＯｘを還元する銀−白金系触媒からなる選択還元型触媒(39)と、
前記タービンハウジング(19b)をバイパスするバイパス管(51)に設けられ前記バイパス管(51)の開度を調整して前記タービンハウジング(19b)に流す排ガスの流量を調整するウェイストゲートバルブ(52)と、
前記タービンハウジング(19b)の入口温度を検出する温度センサ(53)と、
前記エンジン(11)の運転条件に基づいて前記燃料添加手段(27)を制御するとともに前記温度センサ(53)の検出出力に基づいて前記ウェイストゲートバルブ(52)を制御するコントローラ(61)と
を備えた排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記改質触媒(24)が、前記排気マニホルド(17)の複数の枝管部(17a)の１つ以上かつ前記枝管部(17a)の総数未満に設けられた請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
一端が前記排気マニホルド(17)に接続され他端が前記エンジン(11)の吸気通路(12)に接続され前記排ガスの一部を前記吸気通路(12)に戻すＥＧＲ管(22)と、このＥＧＲ管(22)に設けられ前記吸気通路(12)に戻す排ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ(23)とを更に備え、前記ＥＧＲ管(22)の一端が前記排気マニホルド(17)の複数の枝管部(17a)のいずれかに接続され、前記改質触媒(24)が前記ＥＧＲ管(22)の一端の接続された枝管部(17a)であって前記ＥＧＲ管(22)の一端の接続部より排ガス下流側に設けられた請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記燃料添加手段(27)が、前記改質触媒(24)より排ガス上流側の枝管部(17a)に設けられ前記改質触媒(24)より排ガス上流側の枝管部(17a)に前記燃料(25)を添加する燃料添加ノズル(28)と、この燃料添加ノズル(28)に前記燃料(25)を供給する燃料供給手段(29)とを有する請求項２又は３記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記燃料添加手段が、前記エンジンの複数の気筒のうち前記改質触媒に排ガスが流入する気筒に燃料を噴射する所定の燃料噴射ノズルと、この所定の燃料噴射ノズルに前記燃料を供給する燃料供給手段とを有し、前記所定の燃料噴射ノズルから前記エンジンで燃焼される燃料を越える量の燃料を噴射するように構成された請求項２又は３記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記排気マニホルド(87,107)の集合管部(87b,107b)内が第１通路(87c,107c)と第２通路(87d,107d)とに区画され、前記改質触媒(84,104)が前記第１通路(87c,107c)に収容され、前記エンジン(11)から排出された排ガスの一部が前記第１通路(87c,107c)及び前記改質触媒(84,104)を通って前記タービンハウジング(19b)に流入し、前記排ガスの残部が前記改質触媒(84,104)をバイパスし前記第２通路(87d,107d)を通って前記タービンハウジング(19b)に流入するように構成された請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記燃料添加手段(27)が、前記改質触媒(84,104)より排ガス上流側の前記第１通路(87c,107c)に設けられ前記改質触媒(84,104)より排ガス上流側の前記第１通路(87c,107c)に前記燃料(25)を添加する燃料添加ノズル(28)と、この燃料添加ノズル(28)に前記燃料(25)を供給する燃料供給手段(29)とを有する請求項６記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】
前記改質触媒(24,84,104)が、ロジウム、パラジウム及び白金からなる群より選ばれた１種又は２種以上の貴金属を添加したゼオライト又はアルミナをハニカム担体にコーティングして構成された請求項１ないし７いずれか１項に記載の排ガス浄化装置。
【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２０１３−９６３４７（Ｐ２０１３−９６３４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１８０８（Ｐ２０１１−２４１８０８）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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