JP2002155740A - エンジンの排気処理装置 - Google Patents
エンジンの排気処理装置Info
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- JP2002155740A JP2002155740A JP2000357056A JP2000357056A JP2002155740A JP 2002155740 A JP2002155740 A JP 2002155740A JP 2000357056 A JP2000357056 A JP 2000357056A JP 2000357056 A JP2000357056 A JP 2000357056A JP 2002155740 A JP2002155740 A JP 2002155740A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＧＲに代えて排気中のＮＯｘ濃度および未
燃成分などを効果的に低減することができる排気処理装
置を提供する。 【解決手段】 過給機２から吐出された給気を低酸素空
気と濃酸素空気に分離して低酸素空気を燃焼室に供給す
る分離手段５を設ける。排気中のＮＯｘ成分を低酸素下
で除去する還元触媒コンバータ６を設ける。還元触媒コ
ンバータ６から流出した排気中の未燃成分を酸化除去す
る酸化触媒コンバータ７を設ける一方、前記分離手段５
で分離した濃酸素空気を酸化触媒コンバータ７の上流に
おいて排気に合流させる手段を設けたことにより、ＥＧ
Ｒを行った場合と同様の燃焼抑制作用でＮＯｘの生成を
抑制しつつ、排気に含まれる未燃成分をも効果的に低減
するようにした。
燃成分などを効果的に低減することができる排気処理装
置を提供する。 【解決手段】 過給機２から吐出された給気を低酸素空
気と濃酸素空気に分離して低酸素空気を燃焼室に供給す
る分離手段５を設ける。排気中のＮＯｘ成分を低酸素下
で除去する還元触媒コンバータ６を設ける。還元触媒コ
ンバータ６から流出した排気中の未燃成分を酸化除去す
る酸化触媒コンバータ７を設ける一方、前記分離手段５
で分離した濃酸素空気を酸化触媒コンバータ７の上流に
おいて排気に合流させる手段を設けたことにより、ＥＧ
Ｒを行った場合と同様の燃焼抑制作用でＮＯｘの生成を
抑制しつつ、排気に含まれる未燃成分をも効果的に低減
するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの排気処理
装置に係り、特に、排気に含まれるＮＯｘおよびＰＭあ
るいはＨＣ、ＣＯなどの未燃成分を効果的に低減するこ
とができる排気処理装置に関するものである。
装置に係り、特に、排気に含まれるＮＯｘおよびＰＭあ
るいはＨＣ、ＣＯなどの未燃成分を効果的に低減するこ
とができる排気処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気に含まれるＮＯｘを低減
するためには、ディーゼルエンジンはもとより、ガソリ
ンエンジンの場合においても排気の一部を燃焼室に還流
させて燃焼を抑制するＥＧＲを行うことが有効であると
されてきた。
するためには、ディーゼルエンジンはもとより、ガソリ
ンエンジンの場合においても排気の一部を燃焼室に還流
させて燃焼を抑制するＥＧＲを行うことが有効であると
されてきた。
【０００３】しかしながら、例えばディーゼルエンジン
の場合は排気微粒子を完全にゼロにすることが困難であ
るために、排気の還流によって燃焼室に戻された排気微
粒子がシリンダ壁などの摩耗を促進させる原因となる。
また、燃焼を抑制するとすすの発生量が多くなり、しか
も、ＥＧＲガスを冷却して熱負荷を低減させる必要性が
あるために装置全体が大型化するという不具合もある。
の場合は排気微粒子を完全にゼロにすることが困難であ
るために、排気の還流によって燃焼室に戻された排気微
粒子がシリンダ壁などの摩耗を促進させる原因となる。
また、燃焼を抑制するとすすの発生量が多くなり、しか
も、ＥＧＲガスを冷却して熱負荷を低減させる必要性が
あるために装置全体が大型化するという不具合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、微粒子などを含む高温の排
気を還流させるＥＧＲに代えて、排気中のＮＯｘ濃度お
よび未燃成分などを効果的に低減することができる排気
処理装置を提供することを課題としている。
みてなされたものであって、微粒子などを含む高温の排
気を還流させるＥＧＲに代えて、排気中のＮＯｘ濃度お
よび未燃成分などを効果的に低減することができる排気
処理装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、過給機から吐出された給気を低酸素空気
（通常の空気中の酸素濃度より酸素濃度が低い空気をい
う。以下同じ）と濃酸素空気（通常の空気中の酸素濃度
より酸素濃度が高い空気をいう。以下同じ）に分離して
低酸素空気を燃焼室に供給する分離手段を設けている。
また、ＨＣ、ＣＯなどのような排気中の未燃成分を酸化
除去する酸化触媒コンバータを設けるとともに、前記分
離手段で分離した濃酸素空気を排気とともに酸化触媒コ
ンバータに供給する手段を設けたことを特徴としてい
る。
に本発明は、過給機から吐出された給気を低酸素空気
（通常の空気中の酸素濃度より酸素濃度が低い空気をい
う。以下同じ）と濃酸素空気（通常の空気中の酸素濃度
より酸素濃度が高い空気をいう。以下同じ）に分離して
低酸素空気を燃焼室に供給する分離手段を設けている。
また、ＨＣ、ＣＯなどのような排気中の未燃成分を酸化
除去する酸化触媒コンバータを設けるとともに、前記分
離手段で分離した濃酸素空気を排気とともに酸化触媒コ
ンバータに供給する手段を設けたことを特徴としてい
る。
【０００６】また請求項２に記載の発明は、過給機から
吐出された給気を低酸素空気と濃酸素空気に分離して低
酸素空気を燃焼室に供給する分離手段と、排気中のＮＯ
ｘ成分を低酸素下で除去する還元触媒コンバータを設け
ている。そして、還元触媒コンバータから流出した排気
中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒コンバータを設け
るとともに、前記分離手段で分離した濃酸素空気を前記
還元触媒コンバータから流出した排気とともに酸化触媒
コンバータに供給する手段を設けたことを特徴としてい
る。
吐出された給気を低酸素空気と濃酸素空気に分離して低
酸素空気を燃焼室に供給する分離手段と、排気中のＮＯ
ｘ成分を低酸素下で除去する還元触媒コンバータを設け
ている。そして、還元触媒コンバータから流出した排気
中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒コンバータを設け
るとともに、前記分離手段で分離した濃酸素空気を前記
還元触媒コンバータから流出した排気とともに酸化触媒
コンバータに供給する手段を設けたことを特徴としてい
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンの
排気処理装置の一実施形態を示す概略構成図、図２は図
１に示した分離手段の概略斜視図である。
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンの
排気処理装置の一実施形態を示す概略構成図、図２は図
１に示した分離手段の概略斜視図である。
【０００８】これらの図において、ディーゼルエンジン
１の過給手段として設けた排気ターボ過給機２のコンプ
レッサ出口にはインタークーラ３の流入口を接続し、こ
のインタークーラ３の流出口からエンジン１のインテー
クマニホールド４に至る給気通路に分離手段５を設けて
いる。
１の過給手段として設けた排気ターボ過給機２のコンプ
レッサ出口にはインタークーラ３の流入口を接続し、こ
のインタークーラ３の流出口からエンジン１のインテー
クマニホールド４に至る給気通路に分離手段５を設けて
いる。
【０００９】分離手段５は、例えば図２に示したように
構成されており、空気中の酸素を選択的に透過する高分
子素材による直径５００μｍ程度の中空構造をもつファ
イバ５ａの束をハウジング５ｂに収容している。そし
て、ファイバ５ａの両端外周とハウジング５ｂの端部の
間を端面シール５ｃで閉鎖して入口側マニホールド５ｄ
と出口側マニホールド５ｅをファイバ５ａの内部を介し
て接続し、ファイバ５ａの内側でインテークマニホール
ド４への給気通路を構成するとともに、ファイバ５ａの
外側を後述するバキュームポンプ８の吸込口に接続して
いる。
構成されており、空気中の酸素を選択的に透過する高分
子素材による直径５００μｍ程度の中空構造をもつファ
イバ５ａの束をハウジング５ｂに収容している。そし
て、ファイバ５ａの両端外周とハウジング５ｂの端部の
間を端面シール５ｃで閉鎖して入口側マニホールド５ｄ
と出口側マニホールド５ｅをファイバ５ａの内部を介し
て接続し、ファイバ５ａの内側でインテークマニホール
ド４への給気通路を構成するとともに、ファイバ５ａの
外側を後述するバキュームポンプ８の吸込口に接続して
いる。
【００１０】従って、ファイバ５ａの内側には排気ター
ボ過給機２の過給圧が作用し、ファイバ５ａの外側にバ
キュームポンプ８に吸引負圧が作用する。そして、この
ような排気ターボ過給機２の過給作用とバキュームポン
プ８の吸引作用で生じるファイバ５ａの内外の差圧を利
用することにより、ファイバ５ａの中を通ってインテー
クマニフォールド４に向かう空気中の酸素をファイバ５
ａの外部に選択的に漏洩させ、もって、入口側マニホー
ルド５ｄに供給された空気よりも低酸素空気を出口側マ
ニホールド５ｅからインテークマニホールド４に供給す
る一方、ハウジング５ｂに設けた酸素出口５ｆから濃酸
素空気を取り出すことができるようにしている。
ボ過給機２の過給圧が作用し、ファイバ５ａの外側にバ
キュームポンプ８に吸引負圧が作用する。そして、この
ような排気ターボ過給機２の過給作用とバキュームポン
プ８の吸引作用で生じるファイバ５ａの内外の差圧を利
用することにより、ファイバ５ａの中を通ってインテー
クマニフォールド４に向かう空気中の酸素をファイバ５
ａの外部に選択的に漏洩させ、もって、入口側マニホー
ルド５ｄに供給された空気よりも低酸素空気を出口側マ
ニホールド５ｅからインテークマニホールド４に供給す
る一方、ハウジング５ｂに設けた酸素出口５ｆから濃酸
素空気を取り出すことができるようにしている。
【００１１】また、エンジン１の排気通路には低酸素下
でＮＯｘの除去効率が高い従来公知の還元触媒コンバー
タ６を設ける一方、還元触媒コンバータ６から流出した
排気中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒コンバータ７
を設けている。なお、還元触媒コンバータ６は、低酸素
下で軽油などを還元剤として添加して排気中のＮＯｘを
除去する従来公知のＤｅ−ＮＯｘ触媒などを保持してお
り、酸化触媒コンバータ７は従来公知のディーゼルパテ
ィキュレートフィルタなどを組み合わせた通常の酸化触
媒を有している。
でＮＯｘの除去効率が高い従来公知の還元触媒コンバー
タ６を設ける一方、還元触媒コンバータ６から流出した
排気中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒コンバータ７
を設けている。なお、還元触媒コンバータ６は、低酸素
下で軽油などを還元剤として添加して排気中のＮＯｘを
除去する従来公知のＤｅ−ＮＯｘ触媒などを保持してお
り、酸化触媒コンバータ７は従来公知のディーゼルパテ
ィキュレートフィルタなどを組み合わせた通常の酸化触
媒を有している。
【００１２】そして、還元触媒コンバータ６から酸化触
媒コンバータ７に至る排気通路と前記分離手段５のハウ
ジング５ａに設けた酸素出口５ｆをバキュームポンプ８
を備えた通路９を介して接続することにより、酸化触媒
コンバータ７に流入する排気と濃酸素空気を混合して酸
化触媒コンバータ７に供給するようにしている。
媒コンバータ７に至る排気通路と前記分離手段５のハウ
ジング５ａに設けた酸素出口５ｆをバキュームポンプ８
を備えた通路９を介して接続することにより、酸化触媒
コンバータ７に流入する排気と濃酸素空気を混合して酸
化触媒コンバータ７に供給するようにしている。
【００１３】上記のような構成になるエンジンの排気処
理装置において、エンジン１が運転されると排気ターボ
過給機２およびバキュームポンプ８が駆動される。この
ような状態において、排気ターボ過給機２のコンプレッ
サから吐出された空気は、インタークーラ３で熱交換さ
れて冷却された後に分離手段５に送り込まれる。分離手
段５においては、排気ターボ過給機２の過給作用とバキ
ュームポンプ８の吸引作用によりファイバ５ａの内外に
十分な圧力差が生じている。
理装置において、エンジン１が運転されると排気ターボ
過給機２およびバキュームポンプ８が駆動される。この
ような状態において、排気ターボ過給機２のコンプレッ
サから吐出された空気は、インタークーラ３で熱交換さ
れて冷却された後に分離手段５に送り込まれる。分離手
段５においては、排気ターボ過給機２の過給作用とバキ
ュームポンプ８の吸引作用によりファイバ５ａの内外に
十分な圧力差が生じている。
【００１４】従って、ファイバ５ａの内側を通ってイン
テークマニフォールド４に向かう空気中の酸素が該ファ
イバ５ａを選択的に通過して外部に漏洩するために、イ
ンテークマニホールド４には入口側マニホールド５ｄに
供給された空気よりも酸素濃度が低い低酸素空気が供給
されるとともに、バキュームポンプ８から濃酸素空気が
送出される。
テークマニフォールド４に向かう空気中の酸素が該ファ
イバ５ａを選択的に通過して外部に漏洩するために、イ
ンテークマニホールド４には入口側マニホールド５ｄに
供給された空気よりも酸素濃度が低い低酸素空気が供給
されるとともに、バキュームポンプ８から濃酸素空気が
送出される。
【００１５】このために、ディーゼルエンジン１の燃焼
室に供給される空気中の酸素濃度が低下して不燃成分で
ある窒素濃度が相対的に増加するために、あたかもＥＧ
Ｒを行った場合と同様の燃焼抑制作用が行われてＮＯｘ
の生成が抑制される。また、低酸素空気を供給するのみ
で燃焼の抑制効果が得られるために、微粒子を含む排気
を還流する必要性がなく、従来のＥＧＲで懸念されてい
たシリンダ壁の摩耗などが抑制される。
室に供給される空気中の酸素濃度が低下して不燃成分で
ある窒素濃度が相対的に増加するために、あたかもＥＧ
Ｒを行った場合と同様の燃焼抑制作用が行われてＮＯｘ
の生成が抑制される。また、低酸素空気を供給するのみ
で燃焼の抑制効果が得られるために、微粒子を含む排気
を還流する必要性がなく、従来のＥＧＲで懸念されてい
たシリンダ壁の摩耗などが抑制される。
【００１６】一方、排気中に含まれるＮＯｘは、還元触
媒コンバータ６により除去された後に、バキュームポン
プ８から送出された濃酸素空気とともに酸化触媒コンバ
ータ７に供給される。そして、酸化触媒コンバータ７に
おいては、低酸素空気の生成にともなう副産物である濃
酸素空気を有効利用して排気中の未燃成分を酸化処理す
るために、大気中に排出される排気のＮＯｘおよび未燃
成分の濃度は極めて低いものとなる。
媒コンバータ６により除去された後に、バキュームポン
プ８から送出された濃酸素空気とともに酸化触媒コンバ
ータ７に供給される。そして、酸化触媒コンバータ７に
おいては、低酸素空気の生成にともなう副産物である濃
酸素空気を有効利用して排気中の未燃成分を酸化処理す
るために、大気中に排出される排気のＮＯｘおよび未燃
成分の濃度は極めて低いものとなる。
【００１７】すなわち、燃焼室においては低酸素空気の
供給による燃焼抑制作用でＮＯｘの生成が抑制され、排
気中に含まれる微量のＮＯｘおよび未燃成分は還元触媒
コンバータ６および酸化触媒コンバータ７でそれぞれ除
去される。従って、従来のように摩耗を懸念しつつＥＧ
Ｒを行う必要性がなく、しかも、ＥＧＲクーラなどを設
けて熱負荷を低減する必要性もない。
供給による燃焼抑制作用でＮＯｘの生成が抑制され、排
気中に含まれる微量のＮＯｘおよび未燃成分は還元触媒
コンバータ６および酸化触媒コンバータ７でそれぞれ除
去される。従って、従来のように摩耗を懸念しつつＥＧ
Ｒを行う必要性がなく、しかも、ＥＧＲクーラなどを設
けて熱負荷を低減する必要性もない。
【００１８】上記実施形態ではインタークーラ３を設け
て給気の温度を低下させてディーゼルエンジン１の熱負
荷を軽減するようにしているが、過給率が低い場合は必
ずしもインタークーラ３を設ける必要はなく、排気ター
ボ過給機以外の過給手段を用いることもできる。また、
実施形態においてはファイバ５ａを用いた分離手段５と
バキュームポンプ８を併用して低酸素空気と濃酸素空気
を効率よく分離させるようにしているが、分離手段５の
構成は実施形態のものに限定されない。
て給気の温度を低下させてディーゼルエンジン１の熱負
荷を軽減するようにしているが、過給率が低い場合は必
ずしもインタークーラ３を設ける必要はなく、排気ター
ボ過給機以外の過給手段を用いることもできる。また、
実施形態においてはファイバ５ａを用いた分離手段５と
バキュームポンプ８を併用して低酸素空気と濃酸素空気
を効率よく分離させるようにしているが、分離手段５の
構成は実施形態のものに限定されない。
【００１９】さらに、実施形態においては酸化触媒コン
バータ７の上流側に還元触媒コンバータ６を設けて排気
中からＮＯｘを完全に排除するようにしているが、燃料
の特性あるいはエンジンの仕様によっては低酸素空気の
供給によってＮＯｘの生成を十分に抑制することができ
る。従って、このように低酸素空気を供給するのみでＮ
Ｏｘの生成を十分に抑制することができる場合は、還元
触媒コンバータ６を省略して排気処理装置の構成を簡略
化することができる。
バータ７の上流側に還元触媒コンバータ６を設けて排気
中からＮＯｘを完全に排除するようにしているが、燃料
の特性あるいはエンジンの仕様によっては低酸素空気の
供給によってＮＯｘの生成を十分に抑制することができ
る。従って、このように低酸素空気を供給するのみでＮ
Ｏｘの生成を十分に抑制することができる場合は、還元
触媒コンバータ６を省略して排気処理装置の構成を簡略
化することができる。
【００２０】なお、実施形態においては本発明をディー
ゼルエンジンに適用しているが、軽油以外の化石燃料を
燃焼させる他型式のエンジン、例えばガソリンエンジン
などにも本発明を適用して排気中のＮＯｘ濃度を効率的
に低減することができる。
ゼルエンジンに適用しているが、軽油以外の化石燃料を
燃焼させる他型式のエンジン、例えばガソリンエンジン
などにも本発明を適用して排気中のＮＯｘ濃度を効率的
に低減することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、過給機から吐出された給気を低酸素空気と濃酸素空
気に分離し、低酸素空気を燃焼室に供給してＮＯｘの生
成を抑制しつつ、上記分離によって得られた濃酸素空気
を排気とともに酸化触媒コンバータに供給して排気中の
未燃成分を酸化除去するようにしたものであるから、Ｅ
ＧＲを行って燃焼を抑制する場合に対比してシリンダ壁
などの摩耗が抑制されるとともに、エンジンの熱負荷を
軽減するためにＥＧＲクーラなどの冷却手段を設ける必
要性がなく、装置全体を小型化することができる。
は、過給機から吐出された給気を低酸素空気と濃酸素空
気に分離し、低酸素空気を燃焼室に供給してＮＯｘの生
成を抑制しつつ、上記分離によって得られた濃酸素空気
を排気とともに酸化触媒コンバータに供給して排気中の
未燃成分を酸化除去するようにしたものであるから、Ｅ
ＧＲを行って燃焼を抑制する場合に対比してシリンダ壁
などの摩耗が抑制されるとともに、エンジンの熱負荷を
軽減するためにＥＧＲクーラなどの冷却手段を設ける必
要性がなく、装置全体を小型化することができる。
【００２２】また請求項２に記載の発明によれば、燃焼
にともなって発生した微量のＮＯｘをも還元触媒コンバ
ータで確実に除去することができるために、排気処理装
置の信頼性をより高くすることができる。
にともなって発生した微量のＮＯｘをも還元触媒コンバ
ータで確実に除去することができるために、排気処理装
置の信頼性をより高くすることができる。
【図１】本発明に係るエンジンの排気処理装置の一実施
形態を示す概略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した分離手段の概略斜視図である。
１ ディーゼルエンジン ２ 排気ターボ過給機 ３ インタークーラ ４ インテークマニホールド ５ 分離手段 ５ａ ファイバ ５ｂ ハウジング ５ｃ 端面シール ５ｄ 入口側マニホールド ５ｅ 出口側マニホールド ５ｆ 酸素出口 ６ 還元触媒コンバータ ７ 酸化触媒コンバータ ８ バキュームポンプ ９ 通路
Claims (2)
- 【請求項１】 過給機から吐出された給気を低酸素空気
と濃酸素空気に分離して低酸素空気を燃焼室に供給する
分離手段と、排気中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒
コンバータと、前記分離手段で分離した濃酸素空気を排
気とともに酸化触媒コンバータに供給する手段を備えて
なるエンジンの排気処理装置。 - 【請求項２】 過給機から吐出された給気を低酸素空気
と濃酸素空気に分離して低酸素空気を燃焼室に供給する
分離手段と、排気中のＮＯｘ成分を低酸素下で除去する
還元触媒コンバータと、還元触媒コンバータから流出し
た排気中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒コンバータ
と、前記分離手段で分離した濃酸素空気を前記還元触媒
コンバータから流出した排気とともに酸化触媒コンバー
タに供給する手段を備えてなるエンジンの排気処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357056A JP2002155740A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | エンジンの排気処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357056A JP2002155740A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | エンジンの排気処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155740A true JP2002155740A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18829187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000357056A Pending JP2002155740A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | エンジンの排気処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002155740A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010168927A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| CN103052790A (zh) * | 2010-08-24 | 2013-04-17 | 三菱重工业株式会社 | 发动机废气净化装置 |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000357056A patent/JP2002155740A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010168927A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| CN103052790A (zh) * | 2010-08-24 | 2013-04-17 | 三菱重工业株式会社 | 发动机废气净化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |