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JP2004263600A - Exhaust gas purification equipment - Google Patents

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Publication number
JP2004263600A
JP2004263600A JP2003053248A JP2003053248A JP2004263600A JP 2004263600 A JP2004263600 A JP 2004263600A JP 2003053248 A JP2003053248 A JP 2003053248A JP 2003053248 A JP2003053248 A JP 2003053248A JP 2004263600 A JP2004263600 A JP 2004263600A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
adsorption
hollow portion
adsorption cylinder
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.)
Withdrawn
Application number
JP2003053248A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isamu Nakada
勇 中田
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2003053248A priority Critical patent/JP2004263600A/en
Publication of JP2004263600A publication Critical patent/JP2004263600A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】冷間始動時等の排ガス低温時においても、十分に触媒作用を発揮できる排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】排ガス管路の途中に設けられた排ガス浄化装置において、管状の容器内に設けられた中空部を有する円筒状のHC吸着筒と、前記容器内で前記HC吸着筒よりも排ガス流れの下流部に設けられた三元触媒と、前記HC吸着筒の前記中空部に前記排ガス流れの方向に延在するように設けられた放電電極と前記HC吸着筒の外表面に設けられた接地電極とにより形成されたプラズマ放電部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
An exhaust gas purifying apparatus capable of sufficiently exerting a catalytic action even at a low exhaust gas temperature such as at a cold start.
In an exhaust gas purifying apparatus provided in the middle of an exhaust gas pipe, a cylindrical HC adsorption cylinder having a hollow portion provided in a tubular container, and an exhaust gas flow inside the container that is higher than the HC adsorption cylinder. A three-way catalyst provided downstream of the HC adsorption column, a discharge electrode provided in the hollow portion of the HC adsorption column so as to extend in the direction of the exhaust gas flow, and a ground provided on the outer surface of the HC adsorption column. And a plasma discharge part formed by the electrode.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンから排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の省資源化や環境問題への関心の高まりから自動車等のエンジンの排ガスに対する低エミッション化への要求は急速に高まっている。
【0003】
特に内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等)からの排ガス中には、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等の有害物質が含まれており、こうした有害物質のエミッション低減に関しては、日本のJULEV規制、米国のLEV規制、欧州のSTEP規制等により、世界的規模での排気規制強化が急速に進められている。
【0004】
このような背景に基づき、排ガスの低エミッション化、クリーン化を実現するための種々の排ガス浄化装置の開発が進められている。
【0005】
例えば、排ガスの浄化に高電圧場を利用して、エンジンの運転状態に応じて荷電電力量を制御することにより、排ガスの浄化性能を最適化するようにした浄化装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
また、同様に排ガスの浄化に高電圧場を利用した排ガス浄化装置において、装置の異常時等に漏電事故や感電事故を防止するための安全手段を付加したものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平5−59934号公報
【特許文献2】
特開2002−21541号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献に開示された排ガス浄化装置においては、いずれも排ガス成分を浄化するための触媒が、活性温度(反応温度)に達していることを前提とするものであり、触媒が活性温度に達していない暖機状態あるいは排気ガスが低温の状態にあるときの排ガス成分の浄化については、十分に機能を発揮し得ないという問題を生じていた。
【0009】
すなわち、例えば車のエンジン始動時等の冷間時においては、触媒が活性温度に達していない暖機状態にあり、この状態では十分な触媒反応が遂行し得ず、また、排ガス管路中の排ガス流れの内、管壁付近の流れについては、中心部分の排ガス流れに比し、排ガス温度が低くなっているため、より触媒反応が進行し難いという問題を生じていた。
【0010】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、冷間始動時等の排ガス低温時においても、十分に触媒作用を発揮できる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス管路の途中に設けられた排ガス浄化装置において、管状の容器内に設けられた中空部を有する円筒状のHC吸着筒と、前記容器内で前記HC吸着筒よりも排ガス流れの下流部に設けられた三元触媒と、前記HC吸着筒の前記中空部に前記排ガス流れの方向に延在するように設けられた放電電極と前記HC吸着筒の外表面に設けられた接地電極とにより形成されたプラズマ放電部と、を備えることを特徴とする。
【0012】
このように構成した本発明の排ガス浄化装置においては、排ガス温度が低い周縁部の流れについては、三元触媒が活性温度に達するまでの間、HC成分がHC吸着筒に一時的に捕集されると伴に、排ガス温度が高い中心部の流れについてはプラズマ放電によりHC分子が陽イオン化され、接地極側に誘導されることにより、同様にHC吸着筒に捕集されるので、排ガス分子の捕集率が向上する。さらに、HC吸着筒の中空部を通過した温度が高い中心部の排ガス流れが三元触媒を加熱し暖機を促進すると伴に、プラズマ放電により活性化された反応性に富む排ガス成分により、三元触媒による触媒反応が促進され、これにより冷間時においても排ガスの浄化作用の促進を図ることができる。
【0013】
また、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス管路の途中に設けられた排ガス浄化装置において、管状の容器内に設けられた中空部を有する円筒状のHC吸着筒と、前記HC吸着筒の前記中空部に充填されて担持された少なくとも2つの触媒から形成された複合触媒と、前記容器内で前記HC吸着筒よりも前記排ガス流れの下流部に設けられた三元触媒と、前記複合触媒の中心部に前記排ガス流れの方向に延在するように設けられた放電電極と前記HC吸着筒の外表面に設けられた接地電極とにより形成されたプラズマ放電部と、を備えることを特徴とする。
【0014】
このように構成した本発明の排ガス浄化装置においては、排ガス温度が低い周縁部の流れについては、三元触媒が活性温度に達するまでの間、HC成分がHC吸着筒に一時的に捕集され、排ガス温度が高い中心部の流れについては、流れの中心部に配置された複合触媒の暖機の促進を図ると伴に、プラズマ放電により排ガス分子が陽イオン化され、接地極側に誘導されるので、排ガス成分の捕集率の向上が図られる。さらに、プラズマ放電により活性化された排ガス成分は、反応性に富むので、複合触媒による触媒反応を促進し、冷間時においても効率的な排ガスの浄化を図ることができる。
【0015】
ここで、前記複合触媒は、前記HC吸着筒の長手方向中心軸に直交する断面が同心円状であり、前記中心軸から外周方向に向かって活性温度の高い順に配置された第一の触媒と第二の触媒とを含んでもよい。
【0016】
この場合は、触媒が排ガス流れの中心から同心円状に活性温度の高い順に配置されているので、排ガス流れの温度分布に応じた効率的な触媒の暖機の促進を図ることができ、これにより、より効率的な排ガスの浄化が可能となる。
【0017】
ここで、前記第一の触媒は三元触媒であり、前記第二の触媒はNOx吸蔵還元触媒であってもよい。
【0018】
この場合は、三元触媒が活性温度に達するまで、HC成分をHC吸着筒により捕捉し、NOx成分をNOx吸蔵還元触媒により捕捉しておくことができ、排ガス中の有害成分の浄化をより効率的に行うことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0020】
図1は、本発明の第一の実施形態に係る排ガス浄化装置を示す断面図である。
【0021】
本実施形態に係る排ガス浄化装置1は、車両に搭載された不図示のエンジンとマフラーの途中に位置する管状の排ガス処理容器2を含み、この排ガス処理容器2内に中空部14を有する円筒形状のHC吸着筒12が配置されており、さらに、この中空部14の中心部分には放電電極(陽極)16が排ガス流れの方向に延在するように配置されている。また、HC吸着筒12の外周部分には、接地電極(陰極)18が放電電極16と対向するように配置され、放電電極16および接地電極18は、高圧電源20に接続されている。さらに、排ガス処理容器2内において、排ガス流れのHC吸着筒12よりも下流部2dには、三元触媒22が配置されている。
【0022】
ここで、三元触媒22の活性温度(反応温度)は約300℃〜700℃であり、例えばハニカム状のコージェライト担体にアルミナ、プラチナ、パラジウム、ロジウム、セリア等をコーティングしたコーティング層と一体に形成されている。
【0023】
また、HC吸着筒12は、排ガス中のHC成分を捕集する役割を果たし、低温で捕集したHC成分を約100℃で脱離させ、例えばゼオライトを担持させたアルミナ、白金等で形成されている。
【0024】
一般に、排ガス流れの温度分布は、流れの中心部において最も高い温度となっており、流れと直交する方向に沿って中心部から遠ざかるほど温度が下がり、管状の排ガス処理容器2の管壁近傍の流れである流れの周縁部において最も低い温度となっている。
【0025】
このような排ガス流れの中に配置された本実施形態に係る排ガス浄化装置1においては、高圧電源20により放電電極(陽極)16および接地電極(陰極)18間に高電圧が印可されると、プラズマ放電が発生し、排ガス中のガス分子が活性化(ラジカル化)される。そして、この排ガス流れの中心部で活性化された排ガス分子は高温で、反応性に優れ、HC吸着筒12の中空部14を通過し、下流部2dに配置された三元触媒22を加熱して暖機を促進すると伴に、三元触媒22により早期に触媒反応が行なわれる。
【0026】
また、排ガス処理容器2の管壁周辺の冷たい排ガス中に含まれるHC成分は、HC吸着筒で一時的に捕捉され、中心部の排ガス流れにより暖機が促進された三元触媒22が活性温度となった後に、捕捉されたHC成分が脱離されることにより、冷間時のHC浄化率を向上させることができる。さらに、プラズマ放電により活性化されたHC成分も、陰極側(接地電極側)に引き寄せられるため、HC成分の吸着効率を高めることもできる。
【0027】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
【0028】
図2は、本発明の第二の実施形態に係る排ガス浄化装置を示す断面図である。
【0029】
なお、本実施形態においては、第一の実施形態におけるHC吸着筒の中空部に複合触媒を担持させたものであり、他の基本的構成要素は第一の実施形態と同様であるので、同様の要素には同様の符号を付するものとする。
【0030】
本実施形態に係る排ガス浄化装置10は、車両に搭載された不図示のエンジンとマフラーの途中に位置する管状の排ガス処理容器2を含み、この排ガス処理容器2内の管壁に沿って中空部14を有する円筒形状のHC吸着筒12が配置されている。そして、このHC吸着筒12の内周側には、さらに中空部を有する円筒形状のNOx吸蔵還元触媒30が配置され、NOx吸蔵還元触媒30の中空部には、三元触媒22が配置されている。
【0031】
また、三元触媒22の中心部分には放電電極(陽極)16が排ガス流れの方向に延在するように配置され、HC吸着筒12の外周部分には、接地電極(陰極)18が放電電極16と対向するように配置され、放電電極16および接地電極18は、高圧電源20に接続されている。さらに、排ガス処理容器2内において、排ガス流れのHC吸着筒12よりも下流部分の下流部2dには、三元触媒22が配置されている。
【0032】
なお、本実施形態においては、下流部2dに配置された三元触媒22の量は、前述した第一の実施形態に比べて、少量でよい。
【0033】
ここで、三元触媒22の活性温度(反応温度)は約300℃〜700℃であり、例えばハニカム状のコージェライト担体にアルミナ、プラチナ、パラジウム、ロジウム、セリア等をコーティングしたコーティング層と一体に形成されている。
【0034】
また、HC吸着筒12は、排ガス中のHC成分を捕集する役割を果たし、低温で捕集したHC成分を約100℃で脱離させ、例えばゼオライトを担持させたアルミナ、白金等で形成されている。
【0035】
さらに、NOx吸蔵還元触媒30の活性温度(反応温度)は約200℃〜500℃であり、例えばバリウム、カリウム、ナトリウム、セリア等で形成されている。
【0036】
従って、本実施形態においては、排ガス流れの中心部から活性温度の高い順に同心円状に、複合触媒を構成する三元触媒22およびNOx吸蔵還元触媒30が配列されている。
【0037】
このように構成した本実施形態に係る排ガス浄化装置10においては、排ガス温度の高いガス流れの中心部分に三元触媒22およびその外周にNOx吸蔵還元触媒30を配置しているので、排ガス流れの温度勾配に適合して、効率的にこれらの触媒の暖機を促進することができる。
【0038】
また、前述した第一の実施形態と同様に高圧電源20により放電電極(陽極)16および接地電極(陰極)18間に高電圧が印可されると、プラズマ放電が発生し、排ガス中のガス分子が活性化(ラジカル化)される。そして、この活性化されたガス分子は、中心部分の暖機が促進された三元触媒22が活性化されるまでHC成分、NOx成分ともにHC吸着筒12およびNOx吸蔵還元触媒30により吸蔵される。
【0039】
さらに、排ガス処理容器2の管壁周辺の冷たい排ガス中に含まれるHC成分をHC吸着筒で捕捉しておき、三元触媒22が活性温度となった後に脱離させることにより、冷間時のHC浄化率を向上させることができると伴に、活性化されたHC成分も、陰極側(接地電極側)に引き寄せられるため、HC成分の吸着効率を高めることもできる。
【0040】
さらにまた、例えば、いわゆるリーンバーン運転時において、NOx成分等が増大して触媒反応が不十分な排ガス成分が生じた場合でも、下流部2dに配置された三元触媒22により、排ガス成分の十分な浄化を行うことができる。
【0041】
なお、本実施形態では、複合触媒として三元触媒22およびNOx吸蔵還元触媒30を用いているが、これに限定されるものではなく、排ガス流れの温度勾配に応じて、触媒の活性温度が適合するように配列すれば同様の効果を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、冷間時においても十分な触媒機能を発揮して排ガスの浄化を行うことができる排ガス浄化装置を提供することができ、これにより排ガス中に含まれる有害成分の低エミッション化および排ガスのクリーン化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に係る排ガス浄化装置を示す断面図である。
【図2】本発明の第二の実施形態に係る排ガス浄化装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 排ガス浄化装置
2 排ガス処理容器
2d 下流部
10 排ガス浄化装置
12 HC吸着筒
14 中空部
16 放電電極
18 接地電極
20 高圧電源
22 三元触媒
30 吸蔵還元触媒
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas discharged from an engine of an automobile or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, demands for lower emission of exhaust gas from engines of automobiles and the like have been rapidly increasing due to resource saving and increasing interest in environmental issues.
[0003]
In particular, exhaust gases from internal combustion engines (gasoline engines, diesel engines, etc.) contain harmful substances such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx). With regard to emission reductions, emission regulations on a global scale are being rapidly strengthened due to JULEV regulations in Japan, LEV regulations in the United States, STEP regulations in Europe, and the like.
[0004]
Based on such a background, development of various exhaust gas purifying devices for realizing low emission and clean exhaust gas has been promoted.
[0005]
For example, a purifying apparatus has been proposed in which a high-voltage field is used for purifying exhaust gas, and the amount of charged electric power is controlled in accordance with the operation state of the engine, thereby optimizing the purifying performance of the exhaust gas. And Patent Document 1).
[0006]
Similarly, there has been proposed an exhaust gas purifying apparatus using a high voltage field for purifying exhaust gas, to which a safety means for preventing an electric leakage accident or an electric shock accident at the time of abnormality of the apparatus has been added (for example, Patent Reference 2).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-5-59934 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-21541
[Problems to be solved by the invention]
However, in the exhaust gas purifying devices disclosed in the above-mentioned patent documents, it is assumed that the catalyst for purifying exhaust gas components has reached an activation temperature (reaction temperature), and the catalyst is not activated. As for purification of exhaust gas components in a warm-up state where the temperature has not reached or when the exhaust gas is in a low temperature state, there has been a problem that the function cannot be sufficiently exhibited.
[0009]
That is, for example, in a cold state such as when the engine of a car is started, the catalyst is in a warm-up state in which the catalyst has not reached the activation temperature, and in this state, a sufficient catalytic reaction cannot be performed. Of the exhaust gas flow, the flow near the pipe wall has a lower exhaust gas temperature than the flow of the exhaust gas in the central portion, so that there has been a problem that the catalytic reaction is more difficult to proceed.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of sufficiently exerting a catalytic action even when the exhaust gas is at a low temperature, such as at the time of a cold start, in view of the above-mentioned problems of the related art.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes an exhaust gas purifying apparatus provided in the middle of an exhaust gas pipe, a cylindrical HC adsorption cylinder having a hollow portion provided in a tubular container, A three-way catalyst provided in the vessel at a downstream portion of the exhaust gas flow from the HC adsorption column, and a discharge electrode provided in the hollow portion of the HC adsorption column so as to extend in the direction of the exhaust gas flow. A plasma discharge unit formed by a ground electrode provided on the outer surface of the HC adsorption cylinder.
[0012]
In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention configured as described above, the HC component is temporarily collected in the HC adsorption column until the three-way catalyst reaches the activation temperature with respect to the flow at the peripheral portion where the exhaust gas temperature is low. Along with this, with respect to the flow in the central portion where the exhaust gas temperature is high, the HC molecules are cationized by the plasma discharge and are guided to the ground electrode side, and are similarly collected in the HC adsorption column. The collection rate is improved. Furthermore, the exhaust gas flow in the central part, which has passed through the hollow part of the HC adsorption cylinder and has a high temperature, heats the three-way catalyst and promotes warm-up. The catalytic reaction by the source catalyst is promoted, whereby the purification action of the exhaust gas can be promoted even in a cold state.
[0013]
Also, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is an exhaust gas purifying apparatus provided in the middle of an exhaust gas pipe, wherein a cylindrical HC adsorption cylinder having a hollow portion provided in a tubular container, A composite catalyst formed of at least two catalysts filled and supported in a hollow portion, a three-way catalyst provided downstream of the HC adsorption cylinder in the exhaust gas flow in the container, and a composite catalyst. A plasma discharge portion formed by a discharge electrode provided at a central portion so as to extend in the direction of the flow of the exhaust gas and a ground electrode provided on an outer surface of the HC adsorption cylinder. .
[0014]
In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention configured as described above, the HC component is temporarily collected in the HC adsorption column until the three-way catalyst reaches the activation temperature with respect to the flow at the peripheral portion where the exhaust gas temperature is low. Regarding the flow in the central part where the exhaust gas temperature is high, the exhaust gas molecules are positively ionized by plasma discharge and guided to the ground electrode side while promoting the warm-up of the composite catalyst arranged in the central part of the flow. Therefore, the collection rate of the exhaust gas component is improved. Furthermore, since the exhaust gas component activated by the plasma discharge is rich in reactivity, the catalytic reaction by the composite catalyst is promoted, and the exhaust gas can be efficiently purified even in a cold state.
[0015]
Here, the composite catalyst has a concentric cross section orthogonal to the longitudinal center axis of the HC adsorption cylinder, and the first catalyst and the second catalyst arranged in the order of increasing activation temperature from the center axis toward the outer peripheral direction. And a second catalyst.
[0016]
In this case, since the catalysts are arranged concentrically from the center of the exhaust gas flow in the order of higher activation temperature, efficient warm-up of the catalyst according to the temperature distribution of the exhaust gas flow can be promoted. Thus, it is possible to purify the exhaust gas more efficiently.
[0017]
Here, the first catalyst may be a three-way catalyst, and the second catalyst may be a NOx storage reduction catalyst.
[0018]
In this case, the HC component can be trapped by the HC adsorption column and the NOx component can be trapped by the NOx storage reduction catalyst until the three-way catalyst reaches the activation temperature, and the purification of harmful components in the exhaust gas can be performed more efficiently. Can be done
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a sectional view showing an exhaust gas purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0021]
An exhaust gas purifying apparatus 1 according to the present embodiment includes an engine (not shown) mounted on a vehicle and a tubular exhaust gas treatment container 2 located in the middle of a muffler, and has a cylindrical shape having a hollow portion 14 in the exhaust gas treatment container 2. And a discharge electrode (anode) 16 is disposed at the center of the hollow portion 14 so as to extend in the direction of exhaust gas flow. A ground electrode (cathode) 18 is arranged on the outer peripheral portion of the HC adsorption cylinder 12 so as to face the discharge electrode 16, and the discharge electrode 16 and the ground electrode 18 are connected to a high-voltage power supply 20. Further, in the exhaust gas treatment container 2, a three-way catalyst 22 is disposed in a downstream portion 2d of the HC adsorption cylinder 12 in the exhaust gas flow.
[0022]
Here, the activation temperature (reaction temperature) of the three-way catalyst 22 is about 300 ° C. to 700 ° C., for example, with a coating layer obtained by coating a honeycomb-shaped cordierite carrier with alumina, platinum, palladium, rhodium, ceria, or the like. Is formed.
[0023]
Further, the HC adsorption cylinder 12 plays a role of collecting HC components in the exhaust gas, desorbs the HC components collected at a low temperature at about 100 ° C., and is formed of, for example, alumina, platinum, etc. carrying zeolite. ing.
[0024]
Generally, the temperature distribution of the exhaust gas flow has the highest temperature at the center of the flow, and the temperature decreases as the distance from the center increases in a direction orthogonal to the flow, and the temperature distribution near the pipe wall of the tubular exhaust gas treatment vessel 2 The temperature is the lowest at the periphery of the flow.
[0025]
In the exhaust gas purifying apparatus 1 according to the present embodiment arranged in such an exhaust gas flow, when a high voltage is applied between the discharge electrode (anode) 16 and the ground electrode (cathode) 18 by the high-voltage power supply 20, Plasma discharge is generated, and gas molecules in the exhaust gas are activated (radicalized). The exhaust gas molecules activated at the center of the exhaust gas flow are high in temperature and excellent in reactivity, pass through the hollow portion 14 of the HC adsorption column 12, and heat the three-way catalyst 22 disposed in the downstream portion 2d. In addition to promoting warm-up, a catalytic reaction is performed early by the three-way catalyst 22.
[0026]
The HC component contained in the cold exhaust gas around the pipe wall of the exhaust gas treatment container 2 is temporarily captured by the HC adsorption column, and the three-way catalyst 22 whose warm-up is promoted by the exhaust gas flow in the central portion is activated. After that, the trapped HC component is desorbed, so that the HC purification rate in a cold state can be improved. Further, the HC component activated by the plasma discharge is also attracted to the cathode side (ground electrode side), so that the adsorption efficiency of the HC component can be increased.
[0027]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0028]
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an exhaust gas purification device according to a second embodiment of the present invention.
[0029]
In the present embodiment, the composite catalyst is carried in the hollow portion of the HC adsorption cylinder in the first embodiment, and the other basic components are the same as those in the first embodiment. Are given the same reference numerals.
[0030]
An exhaust gas purifying apparatus 10 according to the present embodiment includes an engine (not shown) mounted on a vehicle and a tubular exhaust gas treatment container 2 located in the middle of a muffler, and a hollow portion is formed along a pipe wall in the exhaust gas treatment container 2. The HC adsorption cylinder 12 having a cylindrical shape and having a cylindrical shape 14 is disposed. A cylindrical NOx storage reduction catalyst 30 having a hollow portion is further disposed on the inner peripheral side of the HC adsorption cylinder 12, and a three-way catalyst 22 is disposed in the hollow portion of the NOx storage reduction catalyst 30. I have.
[0031]
A discharge electrode (anode) 16 is disposed at the center of the three-way catalyst 22 so as to extend in the flow direction of the exhaust gas, and a ground electrode (cathode) 18 is disposed at the outer periphery of the HC adsorption cylinder 12. The discharge electrode 16 and the ground electrode 18 are connected to a high-voltage power supply 20. Further, in the exhaust gas treatment container 2, a three-way catalyst 22 is disposed in a downstream portion 2d downstream of the HC adsorption cylinder 12 in the exhaust gas flow.
[0032]
Note that, in the present embodiment, the amount of the three-way catalyst 22 disposed in the downstream portion 2d may be smaller than in the first embodiment described above.
[0033]
Here, the activation temperature (reaction temperature) of the three-way catalyst 22 is about 300 ° C. to 700 ° C., for example, with a coating layer obtained by coating a honeycomb-shaped cordierite carrier with alumina, platinum, palladium, rhodium, ceria, or the like. Is formed.
[0034]
Further, the HC adsorption cylinder 12 plays a role of collecting HC components in the exhaust gas, desorbs the HC components collected at a low temperature at about 100 ° C., and is formed of, for example, alumina, platinum, etc. carrying zeolite. ing.
[0035]
Further, the activation temperature (reaction temperature) of the NOx storage reduction catalyst 30 is about 200 ° C. to 500 ° C., and is made of, for example, barium, potassium, sodium, ceria, or the like.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, the three-way catalyst 22 and the NOx storage reduction catalyst 30 that constitute the composite catalyst are arranged concentrically from the center of the exhaust gas flow in the order of increasing activation temperature.
[0037]
In the exhaust gas purifying apparatus 10 according to the present embodiment configured as described above, since the three-way catalyst 22 and the NOx storage reduction catalyst 30 are arranged on the central portion of the gas flow having a high exhaust gas temperature, the NOx storage reduction catalyst 30 is disposed around the three-way catalyst 22. Adapting to the temperature gradient, these catalysts can be efficiently warmed up.
[0038]
When a high voltage is applied between the discharge electrode (anode) 16 and the ground electrode (cathode) 18 by the high-voltage power supply 20 as in the first embodiment described above, plasma discharge occurs and gas molecules in the exhaust gas are generated. Is activated (radicalized). Then, the activated gas molecules are occluded by the HC adsorption column 12 and the NOx storage reduction catalyst 30 together with the HC component and the NOx component until the three-way catalyst 22 in which the warm-up of the central portion is promoted is activated. .
[0039]
Furthermore, the HC component contained in the cold exhaust gas around the pipe wall of the exhaust gas treatment container 2 is captured by the HC adsorption column, and is desorbed after the three-way catalyst 22 has reached the activation temperature, so that the temperature during cold operation is reduced. As the HC purification rate can be improved, the activated HC component is also attracted to the cathode side (ground electrode side), so that the adsorption efficiency of the HC component can be increased.
[0040]
Furthermore, for example, even in the case of a so-called lean burn operation, even when an exhaust gas component having an insufficient catalytic reaction due to an increase in the NOx component or the like is generated, the three-way catalyst 22 disposed in the downstream portion 2d allows the exhaust gas component to be sufficiently reduced. Cleanup can be performed.
[0041]
In the present embodiment, the three-way catalyst 22 and the NOx storage reduction catalyst 30 are used as the composite catalyst. However, the present invention is not limited to this, and the activation temperature of the catalyst is adjusted according to the temperature gradient of the exhaust gas flow. The same effect can be obtained by arranging them in such a manner.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of purifying an exhaust gas by exhibiting a sufficient catalytic function even in a cold state, whereby the harmful substances contained in the exhaust gas can be provided. It can contribute to lower emission of components and cleaner exhaust gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an exhaust gas purifying apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an exhaust gas purifying apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas purifier 2 Exhaust gas treatment vessel 2d Downstream part 10 Exhaust gas purifier 12 HC adsorption cylinder 14 Hollow part 16 Discharge electrode 18 Ground electrode 20 High voltage power supply 22 Three-way catalyst 30 Storage reduction catalyst

Claims (4)

排ガス管路の途中に設けられた排ガス浄化装置において、
管状の容器内に設けられた中空部を有する円筒状のHC吸着筒と、
前記容器内で前記HC吸着筒よりも排ガス流れの下流部に設けられた三元触媒と、
前記HC吸着筒の前記中空部に前記排ガス流れの方向に延在するように設けられた放電電極と前記HC吸着筒の外表面に設けられた接地電極とにより形成されたプラズマ放電部と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
In the exhaust gas purification device provided in the middle of the exhaust gas pipeline,
A cylindrical HC adsorption cylinder having a hollow portion provided in a tubular container,
A three-way catalyst provided in the vessel at a downstream portion of the exhaust gas flow from the HC adsorption column,
A plasma discharge unit formed by a discharge electrode provided in the hollow portion of the HC adsorption column so as to extend in the direction of the exhaust gas flow and a ground electrode provided on the outer surface of the HC adsorption column;
An exhaust gas purifying device comprising:
排ガス管路の途中に設けられた排ガス浄化装置において、
管状の容器内に設けられた中空部を有する円筒状のHC吸着筒と、
前記HC吸着筒の前記中空部に充填されて担持された少なくとも2つの触媒から形成された複合触媒と、
前記容器内で前記HC吸着筒よりも前記排ガス流れの下流部に設けられた三元触媒と、
前記複合触媒の中心部に前記排ガス流れの方向に延在するように設けられた放電電極と前記HC吸着筒の外表面に設けられた接地電極とにより形成されたプラズマ放電部と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
In the exhaust gas purification device provided in the middle of the exhaust gas pipeline,
A cylindrical HC adsorption cylinder having a hollow portion provided in a tubular container,
A composite catalyst formed of at least two catalysts filled and supported in the hollow portion of the HC adsorption cylinder;
A three-way catalyst provided in the vessel downstream of the exhaust gas flow relative to the HC adsorption column,
A plasma discharge unit formed by a discharge electrode provided at the center of the composite catalyst so as to extend in the direction of the exhaust gas flow and a ground electrode provided on the outer surface of the HC adsorption cylinder;
An exhaust gas purifying device comprising:
前記複合触媒は、前記HC吸着筒の長手方向中心軸に直交する断面が同心円状であり、前記中心軸から外周方向に向かって活性温度の高い順に配置された第一の触媒と第二の触媒とを含むことを特徴とする請求項2に記載の排ガス浄化装置。The composite catalyst has a concentric cross section orthogonal to a longitudinal center axis of the HC adsorption cylinder, and a first catalyst and a second catalyst arranged in the order of increasing activation temperature from the center axis toward the outer periphery. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 2, comprising: 前記第一の触媒は三元触媒であり、前記第二の触媒はNOx吸蔵還元触媒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。The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3, wherein the first catalyst is a three-way catalyst, and the second catalyst is a NOx storage reduction catalyst.
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