專利名稱：廢氣凈化裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化裝置及其方法，該裝置凈化從發(fā)動機(jī)排出的廢氣。
2.背景技術(shù)從安裝在車輛等上的發(fā)動機(jī)排出的廢氣包含HC、CO和NOx。為了除去這些物質(zhì)，在排氣通道內(nèi)設(shè)置三元催化劑、NOx儲存還原(NSR)催化劑或類似物。
例如，日本專利申請公開說明書JP-A-2000-282844描述了一種用于凈化包含主要由甲烷組成的碳?xì)浠衔锏膹U氣的方法。在該方法中，生成臭氧并將其提供入高溫廢氣中，借以從廢氣中除去碳?xì)浠衔铩?br> 如上所述，例如，臭氧用于除去碳?xì)浠衔?。但是，例如，?dāng)如在上述公開說明書中所述的，將臭氧直接提供進(jìn)入從發(fā)動機(jī)排出的廢氣中以除去這些碳?xì)浠衔飼r(shí)，廢氣中所含的NOx和相似物可能被具有強(qiáng)氧化性的臭氧氧化。即，可能發(fā)生氧化反應(yīng)。在這種情況下，在除去碳?xì)浠衔飼r(shí)，沒有恰當(dāng)使用臭氧。此外，因?yàn)镹Ox應(yīng)該用三元催化劑或類似的通過還原反應(yīng)去除，所以與還原反應(yīng)逆向的氧化反應(yīng)可能使除去NOx變難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種廢氣凈化裝置和方法，用于除NOx之外還去除其他物質(zhì)，同時(shí)不造成除去NOx的困難。
本發(fā)明的第一個(gè)方面涉及一種廢氣凈化裝置，該裝置設(shè)置在與發(fā)動機(jī)相連的排氣通道內(nèi)。該裝置設(shè)置在排氣通道內(nèi)，并包括上游催化劑、下游催化劑和供給裝置。上游催化劑設(shè)置在排氣通道內(nèi)，除去NOx。下游催化劑在排氣通道內(nèi)設(shè)置在上游催化劑的下游。供給裝置給上游催化劑和下游催化劑之間的排氣通道的一部分提供氧化活性成分。
在上述方面，上游催化劑除去廢氣中所含的NOx。然后，提供氧化活性成分給NOx含量降低的廢氣，從而促進(jìn)了氧化反應(yīng)。如此，上游催化劑除去NOx等，以及下游催化劑除去除NOx之外的物質(zhì)。用該結(jié)構(gòu)，能夠有效除去NOx和其他物質(zhì)，同時(shí)不造成除去NOx的困難。
導(dǎo)入下游催化劑的廢氣可能包含碳?xì)浠衔?。既然這樣，在下游催化劑中促進(jìn)碳?xì)浠衔锏难趸?，借以有效除去碳?xì)浠衔铩?br> 此外，供給裝置可以給排氣通道提供臭氧、O2自由基以及O自由基中的至少一種。這些物質(zhì)促進(jìn)導(dǎo)入下游催化劑的廢氣的氧化。
具有上述結(jié)構(gòu)的廢氣凈化裝置可以進(jìn)一步包括溫度檢測裝置，用于檢測排氣通道的溫度；以及控制裝置，用于根據(jù)由溫度檢測裝置檢測的溫度，改變由供給裝置提供的氧化活性成分的量。用該結(jié)構(gòu)，恰當(dāng)?shù)貙⒂糜诔コ齆Ox之外的物質(zhì)所需的量的氧化活性成分提供給導(dǎo)向下游催化劑的廢氣。
所述廢氣凈化裝置可以進(jìn)一步包括判斷裝置，用于確定由溫度檢測裝置檢測的溫度是否在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。當(dāng)判斷裝置確定溫度在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，控制裝置可以控制供給裝置提供氧化活性成分。利用該結(jié)構(gòu)，僅當(dāng)活性氧化成分對于除去除NOx之外的物質(zhì)是必要的時(shí)，才提供氧化活性成分，并且能夠減少所用氧化活性成分的量。
本發(fā)明的第二個(gè)方面涉及一種廢氣凈化方法，該方法凈化通過排氣通道從發(fā)動機(jī)排出的廢氣。該方法包括用設(shè)置在排氣通道內(nèi)并去除Nox的上游催化劑除去廢氣中所含NOx的步驟；提供氧化活性成分給位于上游催化劑下游的排氣通道的一部分的步驟；以及用下游催化劑除去廢氣中所含碳?xì)浠衔锏牟襟E，該下游催化劑設(shè)置在排氣通道的所述部分的下游。
在上述方面，首先，上游催化劑除去廢氣中所含的NOx。氧化活性成分提供給NOx含量已降低并且包含碳?xì)浠衔锏膹U氣，從而促進(jìn)氧化反應(yīng)。如此，上游催化劑除去NOx等等，以及下游催化劑除去碳?xì)浠衔?。換句話說，能夠有效除去NOx和碳?xì)浠衔?，同時(shí)不造成除去NOx的困難。


參照附圖從下面的優(yōu)選實(shí)施例的說明，本發(fā)明前述的以及進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中相似的附圖標(biāo)記用于表示相似的元件，其中圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種廢氣凈化裝置的示意圖。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制流程圖。
圖3所示為實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示意圖，所示為車輛的排氣系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的廢氣凈化裝置10應(yīng)用于該車。該廢氣凈化裝置10布置在發(fā)動機(jī)50的排氣系統(tǒng)內(nèi)，即，在位于發(fā)動機(jī)50的排氣口(未顯示)的下游的排氣通道60內(nèi)。排氣通道60由排氣管62限定。實(shí)施例中的發(fā)動機(jī)50是汽油機(jī)，并且從發(fā)動機(jī)50排出的廢氣包含NOx和碳?xì)浠衔铮缂淄椤?br> 實(shí)施例中的廢氣凈化裝置10包括用金屬做的箱(催化轉(zhuǎn)化器)12。第一催化劑20和第二催化劑30在箱12中互相遠(yuǎn)離。第一催化劑20在排氣通道60內(nèi)布置在第二催化劑30的上游。因?yàn)榈谝淮呋瘎?0和第二催化劑30如此布置，所以第一催化劑20可以稱為上游催化劑，第二催化劑30可以稱為下游催化劑。提供作為氧化活性成分的臭氧(O3)的臭氧發(fā)生器40連接在第一催化劑20和第二催化劑30之間的位置，這兩個(gè)催化劑設(shè)置在箱12內(nèi)。在圖1中，排出噴嘴42是臭氧發(fā)生器40的一部分并位于其一端，該噴嘴42連接到箱12。
第一催化劑20是三元催化劑，它從由發(fā)動機(jī)50排出的廢氣中除去HC、CO和NOx。用第一催化劑20，例如，將廢氣中所含的NOx還原并轉(zhuǎn)化為氮?dú)?N2)和氧氣(O2)。CO和HC被氧氣(O2)氧化并轉(zhuǎn)化為二氧化碳(CO2)和水(H2O)，即，水蒸氣。因此，廢氣中HC、CO和NOx的含量降低。更具體地，第一催化劑20是鉑(Pt)基催化劑，該催化劑包括蜂窩結(jié)構(gòu)體。鈰(Ce)由蜂窩結(jié)構(gòu)體攜帶，以提高儲存氧氣的功能。作為催化成分，鈀(Pd)、銠(Rh)、銅(Cu)、錳(Mn)等等可以用來代替鉑(Pt)和鈰(Ce)。第一催化劑20除去HC、CO和NOx更好。但是，第一催化劑20可以是除去至少NOx的任何催化劑。即第一催化劑20不局限于三元催化劑，并且可以是NOx儲存還原催化劑(NSR催化劑)。NSR催化劑的例子包括Pt/Rh基的催化劑，在該催化劑中，帶有鈀(Ba)，以提高儲存NOx的功能。
第二催化劑30是氧化催化劑。在第二催化劑30中，Pt由蜂窩結(jié)構(gòu)體攜帶。從第一催化劑20排出的廢氣包含碳?xì)浠衔?，該碳?xì)浠衔镉捎诘头磻?yīng)性沒有被第一催化劑20除去。此外，例如，當(dāng)廢氣在一定的溫度并具有特定的成分等等時(shí)，在第一催化劑20上引起甲烷生成反應(yīng)。由該反應(yīng)生成的甲烷可能包含在從第一催化劑20排出的廢氣中。即，NOx減少并包含碳?xì)浠衔锏膹U氣被引導(dǎo)到第二催化劑30。廢氣中所含的碳?xì)浠衔锉坏诙呋瘎?0捕集和氧化，并例如轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。碳?xì)浠衔锏睦影淄?CH4)、丙稀(C3H6)、未燃燃油等等，該碳?xì)浠衔镉傻诙呋瘎?0除去。特別，CH4反應(yīng)性低。因此，甲烷很難用第一催化劑20除去，在實(shí)施例中，第一催化劑20為例如三元催化劑和NSR催化劑。在第二催化劑30上除去甲烷。為了促進(jìn)CH4的除去，在該實(shí)施例中，提供下述臭氧發(fā)生器40。
如上所述，提供臭氧發(fā)生器40以便給排氣通道60提供O3。但是，使用該臭氧發(fā)生器40，不僅將O3而且還將包含O3的空氣提供給了排氣通道60。更具體地，臭氧發(fā)生器40包括泵(未顯示)、放電器(未顯示)以及脈沖電源(未顯示)，并且由隨后所述的控制器(ECU)70的控制輸出操縱。在臭氧發(fā)生器40中，用泵將空氣從外面吸入放電器，并在放電器中通過提供來自脈沖電源的電能，在一對電極(未顯示)之間產(chǎn)生電暈放電。電暈放電作用在放電器中的空氣上。這樣生成了O3，它是一種氧化活性成分。更具體地，電子與空氣中的氧分子(O2)碰撞，從而生成氧原子，并且通過結(jié)合氧原子和氧分子生成O3。這樣生成的O3和空氣從排出噴嘴42排出并提供入箱12，即，進(jìn)入排氣通道60，并流到第二催化劑30。在臭氧發(fā)生器40中，將提供給放電器的電能的量等控制到恰當(dāng)?shù)闹?，從而在將生成的NOx的量減到最少時(shí)生成臭氧。代替O3，也可以提供O2自由基、O自由基等等作為氧化活性成分。
溫度傳感器72設(shè)置在排氣管62內(nèi)。由溫度傳感器72檢測的排氣通道60的溫度，即廢氣的溫度，被輸入ECU70。溫度傳感器72設(shè)置在排氣管62內(nèi)，在第一催化劑20的上游的位置。
例如，ECU70由微處理器組成。ECU70包括CPU、ROM、A/D轉(zhuǎn)換器、輸入接口、輸出接口等等。溫度傳感器72通過電線連接到輸入接口。然后，根據(jù)由溫度傳感器72檢測的排氣通道60的溫度，由來自ECU70的控制輸出改變和調(diào)節(jié)在實(shí)施例中由臭氧發(fā)生器40生成(提供)的臭氧量。更具體地，控制輸出改變臭氧發(fā)生器40中由脈沖電源提供給放電器的電能的量，因此，如下所述，在下面將描述的三個(gè)級別“0”、“sp1”和“sp2”(0＜sp1＜sp2)之間改變提供的臭氧的量。
因?yàn)楦鶕?jù)該實(shí)施例的廢氣凈化裝置具有上述結(jié)構(gòu)，所以，首先，從發(fā)動機(jī)50排出的廢氣通過排氣通道60流入第一催化劑20，并且大部分HC、CO和NOx從在第一催化劑20中流動的廢氣中除去(第一步)。臭氧發(fā)生器40提供O3(臭氧)給第一催化劑20的下游和第二催化劑30的上游之間的排氣通道60的一部分(第二步)。通過執(zhí)行這些步驟，包含未被第一催化劑20除去的碳?xì)浠衔?例如CH4)的廢氣流入第二催化劑30。此外，流入第二催化劑30的廢氣中所含的氧化活性成分的比例增加，導(dǎo)入第二催化劑30的廢氣的空燃比變得接近于稀混合比。結(jié)果，除NOx之外的物質(zhì)，即，碳?xì)浠衔?，例如CH4，被第二催化劑30氧化。例如，CH4被氧化生成H2O和CO2。因此，除去了廢氣中所含的碳?xì)浠衔?第三步)。
ECU70的控制將參照圖2說明，該控制在三個(gè)級別之間改變生成(提供)的臭氧的量。在圖2中，在步驟S210，ECU70首先根據(jù)來自溫度傳感器72的信號輸出檢測排氣通道60的溫度。在步驟S220，確定檢測的溫度是否在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。更具體地，在步驟S220確定檢測的溫度是否低于第一閾值。在該實(shí)施例中，第一閾值是500℃。該溫度是碳?xì)浠衔锢鏑H4僅被第二催化劑30除去到某種程度的溫度范圍和碳?xì)浠衔锊荒軆H由第二催化劑30充分除去的溫度范圍之間的邊界溫度，因此，碳?xì)浠衔镄枰ㄟ^第二催化劑30和O3的協(xié)力作用除去。第一閾值預(yù)先由實(shí)驗(yàn)獲得并儲存在ECU70的ROM中。
當(dāng)在步驟S220中確定排氣通道60的溫度低于第一閾值時(shí)，程序運(yùn)行到步驟S230。在步驟S230，確定溫度(在步驟S210中檢測的排氣通道60的溫度)是否低于第二閾值。在該實(shí)施例中，第二閾值是400℃。該溫度是兩個(gè)溫度范圍之間的邊界溫度，在前一溫度范圍內(nèi)，如果除第二催化劑30之外還使用O3，碳?xì)浠衔锢鏑H4更有效地被除去，但是，在沒有使用O3時(shí)也能夠除去碳?xì)浠衔?；在后一溫度范圍?nèi)，對于除去碳?xì)浠衔?，O3是必須的。第二閾值預(yù)先由實(shí)驗(yàn)獲得并儲存在ECU70的ROM中。
當(dāng)在步驟S230中確定排氣通道60的溫度低于第二閾值時(shí)，程序運(yùn)行到步驟S240。在步驟S240中，ECU70輸出信號給臭氧發(fā)生器40，從而臭氧發(fā)生器40生成更大量的O3，即，由臭氧發(fā)生器40提供的臭氧量變成sp2。結(jié)果，即使在低于400℃的溫度，碳?xì)浠衔锢鏑H4也被恰當(dāng)?shù)爻ァ?br> 當(dāng)在步驟S230中確定排氣通道60的溫度相等或高于第二閾值時(shí)，程序運(yùn)行到步驟S250。在步驟S250中，ECU70輸出信號給臭氧發(fā)生器40，從而，臭氧發(fā)生器40生成更小量的O3，即，由臭氧發(fā)生器40提供的臭氧的量變成sp1。結(jié)果，在等于或高于400℃并低于500℃的溫度下恰當(dāng)?shù)爻ヌ細(xì)浠衔锢鏑H4。這也抑制了過量的O3流到第二催化劑30的下游。
當(dāng)在步驟220中確定排氣通道60的溫度等于或高于第一閾值時(shí)，程序運(yùn)行到步驟S260。在步驟S260中，停止向放電器提供來自臭氧發(fā)生器40的脈沖電源的電能，并且停止給排氣通道60提供O3，即，提供的臭氧的量設(shè)置為“0”。
以上控制使得恰當(dāng)?shù)爻Ox和碳?xì)浠衔锸强赡艿?。在本發(fā)明中，除NOx之外的物質(zhì)不局限于碳?xì)浠衔?，例如甲烷。例如，除NOx之外的物質(zhì)可以包括HC、CO等等，它們通過氧化更有效的被除去。
在上述實(shí)施例中，第一催化劑20和第二催化劑30放置在同一箱12中。但是，第一催化劑20和第二催化劑30也可以分別放置在各自單獨(dú)的箱中并布置在排氣通道60內(nèi)。此外，第一催化劑20和第二催化劑30的每一個(gè)可以由一個(gè)催化劑或多個(gè)連續(xù)排列的催化劑組成。對本領(lǐng)域技術(shù)人員，任何可用的催化劑能夠用作本發(fā)明中的每個(gè)催化劑。特別，可以使用除去至少NOx的任何催化劑作為第一催化劑20?？梢允褂么龠M(jìn)至少氧化的任何催化劑作為第二催化劑30。相同的催化劑，例如三元催化劑，可以用作第一催化劑20和第二催化劑30。
在上述實(shí)施例中的臭氧發(fā)生器40是這樣構(gòu)造的在臭氧發(fā)生器40一端的排出噴嘴42插入位于第一催化劑20和第二催化劑30之間的排氣通道60部分。即，排出噴嘴42連接到排氣通道60的所述部分。但是，只要臭氧發(fā)生器40能夠給排氣通道60提供具有強(qiáng)氧化性的氧化活性成分，例如O3，臭氧發(fā)生器40可以布置在排氣通道60內(nèi)，或者可以布置在排氣通道60外，從而臭氧發(fā)生器40通過其他管給排氣通道60提供O3等等。根據(jù)本發(fā)明的供給裝置包括用于給排氣通道60提供作為氧化活性成分的氧的裝置。
無論如何，第一催化劑20、第二催化劑30和臭氧發(fā)生器40的結(jié)構(gòu)等等可以綜合考慮尺寸、價(jià)格、能量消耗等來確定。
此外，在該實(shí)施例中，由臭氧發(fā)生器40生成的臭氧的量在三個(gè)級別之間變化。生成的臭氧的量可以根據(jù)排氣溫度連續(xù)地調(diào)節(jié)。另外，可以通過根據(jù)發(fā)動機(jī)50的運(yùn)行工況估計(jì)排氣溫度并且根據(jù)排氣溫度、發(fā)動機(jī)50的運(yùn)行時(shí)間等獲得排氣通道60(即，第一催化劑20和第二催化劑30)的溫度來執(zhí)行上述控制，該發(fā)動機(jī)50的運(yùn)行工況通過測量發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)負(fù)荷而獲得。此外，在本發(fā)明中，可以不斷提供一定量的氧化活性成分，不限制供給定時(shí)以及提供的氧化活性成分例如O3的量。
如上所述，在本發(fā)明中，氧化活性成分的供給源可以包括通過處理空氣生成氧化活性成分的裝置，例如放電器，和通過處理除空氣之外的物質(zhì)生成氧化活性成分的裝置。供給源可以也包括儲存氧化活性成分的儲存箱。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于汽油機(jī)以凈化廢氣。本發(fā)明也可以應(yīng)用于任何火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)和任何壓燃式發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)。在上述實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于車輛的發(fā)動機(jī)以凈化廢氣。但是，本發(fā)明也可以應(yīng)用于船舶和飛機(jī)以凈化廢氣。
為了闡明在實(shí)施例中怎樣凈化廢氣，將在這里說明一個(gè)實(shí)驗(yàn)的例子。圖3是實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。在圖3中，與在上述實(shí)施例中的元件一致的元件用帶有“E”的相同的附圖標(biāo)記表示。在由排氣管62E限定的排氣通道60E中，第一催化劑20E和第二催化劑30E布置得互相離開。第一催化劑20E放置在上游側(cè)。在位于催化劑20E和30E之間的排氣通道60E的部分，布置了與臭氧發(fā)生器40E(未顯示)相連的排出噴嘴42E，以便排出噴嘴42E將O3提供給排氣通道60E。
使用由堇青石(4mil/400cpsi)做成的蜂窩結(jié)構(gòu)體作為第一催化劑20E。該蜂窩結(jié)構(gòu)體的直徑是30mm，其長度是25mm。蜂窩結(jié)構(gòu)體涂有固溶體Ce0.6Zr0.4O2，涂敷量為每升100克(100g/L)，并且涂敷之后在500℃下烘烤2小時(shí)。蜂窩結(jié)構(gòu)體用二硝基二氨鉑(dinitrodiammineplatinum)溶液處理。結(jié)果，鉑(Pt)由蜂窩結(jié)構(gòu)體攜帶，從而Pt相對于Ce0.6Zr0.4O2量的重量百分比變成1wt％。使用由堇青石(4mil/400cpsi)做成的蜂窩結(jié)構(gòu)體作為第二催化劑30E。該蜂窩結(jié)構(gòu)體的直徑是30mm，其長度是25mm。蜂窩結(jié)構(gòu)體涂有γ-Al2O3，涂敷量為每升120克(120g/L)，并且涂敷之后在500℃下烘烤2小時(shí)。蜂窩結(jié)構(gòu)體用二氨二硝基鉑(diamminedinitro platinum)溶液處理。結(jié)果，Pt由蜂窩結(jié)構(gòu)體攜帶，從而Pt相對于γ-Al2O3的量的重量百分比變成1wt％。
實(shí)驗(yàn)在以下的每種情況下進(jìn)行，一種情況是，排出噴嘴42E僅以每分鐘200cc的流速給排氣通道60E提供干空氣，另一種情況是，排出噴嘴42E在相同流速下給排氣通道60E提供含有1000ppm O3的干空氣。
紅外線加熱器H1圍繞排氣管62E的一部分，該部分圍繞第一催化劑20E，以便建立與在實(shí)際排氣通道中的環(huán)境相似的環(huán)境。此外，紅外線加熱器H2圍繞排氣管62E的另一部分，該部分圍繞第二催化劑30E。用這些加熱器，第一催化劑20E和第二催化劑30E的溫度保持在300℃左右。在該溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
代替廢氣，模擬氣體G1在每分鐘10升(10L/min)的流速下被提供給排氣通道60E。作為模擬氣體G1，使用包含下述成分的氣體2000ppmCO，1000ppmNO，1800ppmC C3H6，200ppm CH4，0.35％的O2，10％的CO2，3％的H2O。其余的氣體是N2。考慮到分析器的檢測精度，與從實(shí)際的發(fā)動機(jī)排出的廢氣相比，該氣體包含更大量的甲烷。
在以上結(jié)構(gòu)中，模擬氣體G1從第一催化劑20E的上游側(cè)提供給排氣通道60E。然后，從第二催化劑30E的下游側(cè)流出的模擬氣體G2被導(dǎo)到分析器(未顯示)并進(jìn)行分析，以測量除去率(單位％)，該除去率為除去NOx、CO、C3H6和CH4的比例。結(jié)果顯示在表1中。對于NOx、CO、C3H6和CH4中的每一個(gè)，表1中的值通過用下面的公式(1)計(jì)算獲得。


除去率(％)＝100-在模擬氣體G2中的成分的量/在模擬氣體G1中的成分的量×100...(1)根據(jù)表1，當(dāng)只有干空氣提供給排氣通道60E時(shí)，NOx、CO和C3H6的除去率是98到100％。即NOx、CO和C3H6幾乎完全除去。但是，從表1顯而易見的是除去了僅55％(大約一半)的CH4的量。同時(shí)，當(dāng)含有O3的干空氣提供給排氣通道60E時(shí)，NOx、CO和C3H6幾乎完全除去，并且CH4完全除去。該結(jié)果清楚地表明NOx，CO和C3H6在不使用臭氧的情況下在一定溫度下可用一種催化劑除去，但是CH4很難僅用一種催化劑除去。通過提供O3，更有效地除去了CH4。僅用干空氣沒有完全除去C3H6。但是，通過提供O3，完全除去了C3H6(除去率100％)。該結(jié)果說明，提供O3對于除去除CH4之外的碳?xì)浠衔镆彩怯行У摹?br> 此外，很顯然，將O3供給到排氣通道60E(即廢氣)中并沒有阻止NOx的除去，這是因?yàn)樵谑褂玫诙呋瘎?0E和氧化活性成分O3之前，第一催化劑20E除去了NOx和相似物。此外，在除去NOx和相似物后，將氧化活性成分提供給廢氣。因此，有效除去了包括CH4的碳?xì)浠衔?。這說明根據(jù)實(shí)施例將NOx和碳?xì)浠衔飶膹U氣中有效地除去。
雖然已經(jīng)參照其優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是要明白的是本發(fā)明不局限于該優(yōu)選實(shí)施例或者結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明旨在覆蓋各種修改以及等效的布置。另外，雖然在各種示例性的組合和結(jié)構(gòu)中顯示了優(yōu)選實(shí)施例的各種元件，然而其他的包括更多、更少或僅單個(gè)元件的組合和結(jié)構(gòu)也在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化裝置，該裝置設(shè)置在與發(fā)動機(jī)(50)相連的排氣通道(60)內(nèi)，其特征在于，該廢氣凈化裝置包括上游催化劑(20)，該催化劑(20)設(shè)在所述排氣通道(60)內(nèi)，除去NOx；下游催化劑(30)，該催化劑(30)設(shè)在所述排氣通道(60)內(nèi)所述上游催化劑(20)的下游；以及供給裝置(40)，用于給所述上游催化劑(20)和所述下游催化劑(30)之間的所述排氣通道(60)的一部分提供氧化活性成分。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，引入所述下游催化劑(30)的廢氣含有碳?xì)浠衔铩?br> 3.如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述供給裝置(40)給所述排氣通道(60)提供臭氧、O2基團(tuán)和O基團(tuán)中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1到3中任一個(gè)所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，該廢氣凈化裝置進(jìn)一步包括溫度檢測裝置(72)，用于檢測所述排氣通道(60)的溫度；以及控制裝置(70)，用于根據(jù)由所述溫度檢測裝置(72)檢測的溫度，改變由所述供給裝置(40)提供的氧化活性成分的量。
5.如權(quán)利要求4所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，該廢氣凈化裝置進(jìn)一步包括判斷裝置(70)，用于確定由所述溫度檢測裝置(72)檢測的溫度是否在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)，其中當(dāng)判斷裝置(70)確定溫度在預(yù)定的范圍內(nèi)時(shí)，所述控制裝置(70)控制所述供給裝置(40)以便提供氧化活性成分。
6.如權(quán)利要求4所述的廢氣凈化裝置，其中當(dāng)由所述溫度檢測裝置(72)檢測的溫度等于或高于第一預(yù)定溫度時(shí)，所述控制裝置(70)控制所述供給裝置(40)以便停止提供氧化活性成分；當(dāng)由所述溫度檢測裝置(72)檢測的溫度低于第一預(yù)定溫度并等于或高于第二預(yù)定溫度時(shí)，該第二預(yù)定溫度低于第一預(yù)定溫度，所述控制裝置(70)控制所述供給裝置(40)以便提供在第一預(yù)定量內(nèi)的氧化活性成分；以及當(dāng)由所述溫度檢測裝置(72)檢測的溫度低于第二預(yù)定溫度時(shí)，所述控制裝置(70)控制所述供給裝置(40)以便提供在第二預(yù)定量內(nèi)的氧化活性成分，該第二預(yù)定量大于第一預(yù)定量。
7.一種廢氣凈化方法，用于凈化通過排氣通道(60)從發(fā)動機(jī)排出的廢氣，其特征在于，該方法包括以下步驟用設(shè)在所述排氣通道(60)內(nèi)并除去NOx的上游催化劑(20)除去包含在廢氣中的NOx；給排氣通道(60)的位于所述上游催化劑(20)下游的一部分提供氧化活性成分；以及用設(shè)在所述排氣通道(60)的所述部分下游的下游催化劑(30)除去包含在廢氣中的碳?xì)浠衔铩?br> 全文摘要
一種設(shè)置在與發(fā)動機(jī)(50)相連的排氣通道(60)內(nèi)的廢氣凈化裝置，該裝置包括上游催化劑(20)，該催化劑(20)設(shè)置在排氣通道(60)內(nèi)，而且除去NO
文檔編號F01N13/16GK1865671SQ20061007352
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月12日
發(fā)明者平田裕人, 垣花大, 井部將也 申請人:豐田自動車株式會社