JP2002512336A - 内燃機関の酸化窒素を含む排ガスを浄化する方法及び装置 - Google Patents
内燃機関の酸化窒素を含む排ガスを浄化する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、内燃機関（１）のＮＯXを含む排ガスを浄化する方法及び装置に関する。液体アンモニアは好ましくは還元剤タンク（７）から還元剤として加えられ、還元剤導管８及び添加装置（９）を介し制御及び／又は調整手段（１０、１１、１２、１３）により、同位相で及び／又は位相をシフトして燃焼室（２）から排ガスが排出される毎に、また生成されたＮＯXの分量に合わせた分量で 排ガスに添加される。同位相化され、量的に調整されたアンモニアの添加は、下流に配置された、貯蔵容量の低い触媒コンバータ（６）により、ＮＯX及びアンモニアの排出量を低く保持することを可能にする。
Description
【０００１】 本発明は、排ガス導管（５）と少なくとも１つの触媒コンバータとを有する排
ガス流路と連結された排ガス吐出口を備えた少なくとも１つの燃焼室を持ち、内
燃機関（１）の酸化窒素（ＮＯX）を含む排ガスを浄化する方法及び装置に関す
る。
ガス流路と連結された排ガス吐出口を備えた少なくとも１つの燃焼室を持ち、内
燃機関（１）の酸化窒素（ＮＯX）を含む排ガスを浄化する方法及び装置に関す
る。
【０００２】 例えばガソリンに含まれる炭化水素が燃焼する際に、内燃機関、特にジーゼル
エンジン又はオットーエンジン内の空気で、主な燃焼生成物である二酸化炭素及
び水の他に副生成物及び有害物質も発生する。それらは主に炭化水素（ＨＣ）、
一酸化炭素（ＣＯ）及び酸化窒素（ＮＯX）である。排ガスのこれらの有害物質
の含有量は、特に内燃機関内における空燃比に左右される。空気／燃料の比が小
さい場合「リッチ」混合組成（空気不足）と呼び、空燃比が大きい場合「リーン
」混合組成（空気過剰）と呼ぶ。
エンジン又はオットーエンジン内の空気で、主な燃焼生成物である二酸化炭素及
び水の他に副生成物及び有害物質も発生する。それらは主に炭化水素（ＨＣ）、
一酸化炭素（ＣＯ）及び酸化窒素（ＮＯX）である。排ガスのこれらの有害物質
の含有量は、特に内燃機関内における空燃比に左右される。空気／燃料の比が小
さい場合「リッチ」混合組成（空気不足）と呼び、空燃比が大きい場合「リーン
」混合組成（空気過剰）と呼ぶ。
【０００３】 空気不足の場合、排ガスはＣＯ及びＨＣを比較的多く含み、一方空気過多の場
合ＣＯ及びＨＣを殆ど完全に酸化できることは公知である。ＮＯXの含有量は、
若干空気の多い混合組成域で最大となる。しかしこの組成域に、内燃機関、特に
オットーエンジンにとって固有な消費の最適条件が存在する。つまり、例えばオ
ットーエンジンを最適な低消費状態に調整すると、適度なＣＯ及びＨＣ濃度の他
に、高いＮＯX濃度が排ガス中に存在することになる。
合ＣＯ及びＨＣを殆ど完全に酸化できることは公知である。ＮＯXの含有量は、
若干空気の多い混合組成域で最大となる。しかしこの組成域に、内燃機関、特に
オットーエンジンにとって固有な消費の最適条件が存在する。つまり、例えばオ
ットーエンジンを最適な低消費状態に調整すると、適度なＣＯ及びＨＣ濃度の他
に、高いＮＯX濃度が排ガス中に存在することになる。
【０００４】 特に人工密集地域における交通密度の動向に対して、立法機関は先ず米国で、
後にヨーロッパ及びドイツ連邦共和国で有害物質のＣＯ、ＨＣ及びＮＯXの放出
を規制することになった。現在通用している、特にＮＯXに対する限度枠は、い
わ ゆる一次的措置によって、即ち有害物質、特に熱によるＮＯXの形成を回避す
るための燃焼過程の最適化によっては遵守できていない。従っていわゆる二次的
措置、特に触媒による排ガスの浄化がこの限度枠を達成するために使用されてい
る。使用される触媒コンバータにより、確かに化学量論的空燃比で、冒頭に記載
した３つの有害物質成分の全てを高度に変換することが可能であるが、しかし空
気過剰の混合気を有するオットーエンジンの場合、及び一般にジーゼルエンジン
ではＮＯX分は補助的措置なしでは変換できていない。
後にヨーロッパ及びドイツ連邦共和国で有害物質のＣＯ、ＨＣ及びＮＯXの放出
を規制することになった。現在通用している、特にＮＯXに対する限度枠は、い
わ ゆる一次的措置によって、即ち有害物質、特に熱によるＮＯXの形成を回避す
るための燃焼過程の最適化によっては遵守できていない。従っていわゆる二次的
措置、特に触媒による排ガスの浄化がこの限度枠を達成するために使用されてい
る。使用される触媒コンバータにより、確かに化学量論的空燃比で、冒頭に記載
した３つの有害物質成分の全てを高度に変換することが可能であるが、しかし空
気過剰の混合気を有するオットーエンジンの場合、及び一般にジーゼルエンジン
ではＮＯX分は補助的措置なしでは変換できていない。
【０００５】 更に、例えばドイツ特許出願公開第４００３５１５号明細書から、ＮＯXをＮ2 に還元するため還元剤を還元剤タンクから還元剤導管を介して排ガス流路に流入
させ、そこを流れる排ガスと混合することが公知である。その際、引続き排ガス
と還元剤の混合気を、ＮＯXを触媒により変換するため触媒コンバータに通す。
させ、そこを流れる排ガスと混合することが公知である。その際、引続き排ガス
と還元剤の混合気を、ＮＯXを触媒により変換するため触媒コンバータに通す。
【０００６】 もちろんこの場合、排ガス中のＮＯX濃度の変動のため、ＮＯXと還元剤との化
学量論比を達成することは極めて困難である。即ち１つには還元剤をＮＯXの最
大値以下の状態で、生じるＮＯXの最大量に合わせて連続的に添加した場合、排
ガス中への還元剤の不所望な排出を来たし、他方では、例えばＮＯX平均値程度
に合わせて還元剤を連続的に添加した場合、それを越えて生じるＮＯX濃度で排
ガス中に不所望なＮＯXを排出することになる。
学量論比を達成することは極めて困難である。即ち１つには還元剤をＮＯXの最
大値以下の状態で、生じるＮＯXの最大量に合わせて連続的に添加した場合、排
ガス中への還元剤の不所望な排出を来たし、他方では、例えばＮＯX平均値程度
に合わせて還元剤を連続的に添加した場合、それを越えて生じるＮＯX濃度で排
ガス中に不所望なＮＯXを排出することになる。
【０００７】 この問題を解決するため、特に還元剤の浪費を低減するために、その被膜が十
分な吸収能力を持った、即ち還元剤及び／又はＮＯXの貯蔵能力のある触媒コン
バータが開発されている。このような触媒コンバータを使用して、還元剤をほぼ
平均的分量で連続的に排ガス流路に流入させることができる。即ち生じる還元剤
の過剰の添加分を、例えば触媒コンバータ中に貯え、後に生じるＮＯXの最大時
に放出し、転換する。しかしこのような処置法は、貯蔵量を十分にするため貯蔵
容量の大きい触媒コンバータを必要とする。
分な吸収能力を持った、即ち還元剤及び／又はＮＯXの貯蔵能力のある触媒コン
バータが開発されている。このような触媒コンバータを使用して、還元剤をほぼ
平均的分量で連続的に排ガス流路に流入させることができる。即ち生じる還元剤
の過剰の添加分を、例えば触媒コンバータ中に貯え、後に生じるＮＯXの最大時
に放出し、転換する。しかしこのような処置法は、貯蔵量を十分にするため貯蔵
容量の大きい触媒コンバータを必要とする。
【０００８】 本発明の課題は、内燃機関の酸化窒素（ＮＯX）を含む排ガスを、特に触媒コ
ンバータの貯蔵容量が小さい場合にも有効に浄化できる、改善された装置および
方法を提供することにある。
ンバータの貯蔵容量が小さい場合にも有効に浄化できる、改善された装置および
方法を提供することにある。
【０００９】 この課題は、請求項１記載の方法及び請求項１３記載の装置によって解決され
る。有利な実施態様及び形態は、各々関連する従属請求項に記載されている。
る。有利な実施態様及び形態は、各々関連する従属請求項に記載されている。
【００１０】 このため、本発明では排ガス流路内を流れる排ガスに、内燃機関のＮＯXの生
成量に依存して、添加装置及び他の制御手段により、同位相で及び／又は位相を
シフトして燃焼室から排ガスが流出する毎に、かつ生成されたＮＯXの量に適合
させた分量で添加し、特に同位相で及び／又は位相をシフトして個々の燃焼室の
爆発行程に合わせて、又は同位相で及び／又は位相をシフトして、内燃機関の完
全な爆発行程に合わせて還元剤を添加する。このような添加は、ほぼ完全に排ガ
ス中の還元剤の過剰添加を回避し、それによりＮＯXと還元剤との化学量論比を
ほぼ達成し、内燃機関のＮＯXを含む排ガスの浄化を好ましく改善する。
成量に依存して、添加装置及び他の制御手段により、同位相で及び／又は位相を
シフトして燃焼室から排ガスが流出する毎に、かつ生成されたＮＯXの量に適合
させた分量で添加し、特に同位相で及び／又は位相をシフトして個々の燃焼室の
爆発行程に合わせて、又は同位相で及び／又は位相をシフトして、内燃機関の完
全な爆発行程に合わせて還元剤を添加する。このような添加は、ほぼ完全に排ガ
ス中の還元剤の過剰添加を回避し、それによりＮＯXと還元剤との化学量論比を
ほぼ達成し、内燃機関のＮＯXを含む排ガスの浄化を好ましく改善する。
【００１１】 かつまた、この内燃機関が、内燃機関の制御及び／又は調整のため存在する及
び／又は入って来るデータ及び測定値から、結線により伝達可能な添加装置の制
御及び／又は調整のための信号をも形成する、電子エンジン制御装置を有すると
有利である。これらの測定値は、例えば排ガス流路内にある触媒コンバータの前
後に配置される、例えばテスト・センサに基づくものであり、その際前者は、特
にＮＯX及びＮＨ3の測定値を、後者は特にＮＨX、ＮＨ3及びＮＯの測定値を電子
エンジン制御装置に伝達する。それにより、特に場合によっては生じるアンモニ
アのスリップ並びのＮＯの残排出分を識別することができ、電子エンジン制御装
置により修正できるので有利である。従って本発明で好んで排ガスの浄化に使用
する触媒コンバータは、好ましくは規定の変動域内だけでＮＯX及び／又は 還元
剤を大きな貯蔵容量を必要とせずに貯蔵できなければならない。
び／又は入って来るデータ及び測定値から、結線により伝達可能な添加装置の制
御及び／又は調整のための信号をも形成する、電子エンジン制御装置を有すると
有利である。これらの測定値は、例えば排ガス流路内にある触媒コンバータの前
後に配置される、例えばテスト・センサに基づくものであり、その際前者は、特
にＮＯX及びＮＨ3の測定値を、後者は特にＮＨX、ＮＨ3及びＮＯの測定値を電子
エンジン制御装置に伝達する。それにより、特に場合によっては生じるアンモニ
アのスリップ並びのＮＯの残排出分を識別することができ、電子エンジン制御装
置により修正できるので有利である。従って本発明で好んで排ガスの浄化に使用
する触媒コンバータは、好ましくは規定の変動域内だけでＮＯX及び／又は 還元
剤を大きな貯蔵容量を必要とせずに貯蔵できなければならない。
【００１２】 液体アンモニアを還元剤として使用すると有利であり、これを還元剤タンク内
に運び、必要に応じて排ガス流路内に流入させる。或いは還元剤の前駆物質（例
えば尿素）を還元剤タンク内に貯蔵し、必要に応じて、特に熱分解により還元剤
を生成し、引続き液体として排ガス流路に流入させることも可能である。
に運び、必要に応じて排ガス流路内に流入させる。或いは還元剤の前駆物質（例
えば尿素）を還元剤タンク内に貯蔵し、必要に応じて、特に熱分解により還元剤
を生成し、引続き液体として排ガス流路に流入させることも可能である。
【００１３】 特に少なくとも１つの添加弁を有する添加装置を、還元剤導管と排ガス流路と
の間に設置すると有利である。還元剤が一定の圧力の下に還元剤導管内に存在す
ると、添加すべき還元剤の分量を単に添加装置の開口時間により、或いは各添加
弁の開口時間により、定量できる利点がある。添加装置の開口時間の制御及び調
整は、電子エンジン制御装置内に形成される信号により、そこにあるデータ及び
測定値に依存して、特に燃料供給に対する消費に依存して行うことができる。こ
うして本発明により、排ガス中の有害物質成分であるＮＯXと、還元剤であるア
ンモニアとに、その都度必要となる化学量論比をほぼ達成することができる。
の間に設置すると有利である。還元剤が一定の圧力の下に還元剤導管内に存在す
ると、添加すべき還元剤の分量を単に添加装置の開口時間により、或いは各添加
弁の開口時間により、定量できる利点がある。添加装置の開口時間の制御及び調
整は、電子エンジン制御装置内に形成される信号により、そこにあるデータ及び
測定値に依存して、特に燃料供給に対する消費に依存して行うことができる。こ
うして本発明により、排ガス中の有害物質成分であるＮＯXと、還元剤であるア
ンモニアとに、その都度必要となる化学量論比をほぼ達成することができる。
【００１４】 ところで、還元剤タンクからの還元剤の導入は、例えば還元剤導管及び添加弁
を介して行われる。還元剤導管内の一定圧力は、圧力を形成する手段、特にポン
プにより形成される。好ましくは、添加弁は、例えば排出開口としての噴霧ノズ
ルにより排ガス中で還元剤の確実な混合を保証するように形成される。
を介して行われる。還元剤導管内の一定圧力は、圧力を形成する手段、特にポン
プにより形成される。好ましくは、添加弁は、例えば排出開口としての噴霧ノズ
ルにより排ガス中で還元剤の確実な混合を保証するように形成される。
【００１５】 本発明によれば、還元剤をその都度内燃機関の各燃焼室の排ガス吐出口に流入
させ、排ガスと混合すると極めて有利である。各燃焼室から排ガスをその都度排
出させる、このような同位相で及び／又は位相をシフトした還元剤の導入によっ
て、特に空気過多の混合気の場合及び排ガス中に生じるＮＯXの最大量を考慮し
たとしても、添加弁の制御及び／又は調整頻度を、その都度同位相で及び／又は
位相をシフトして燃焼室のサイクルに適合させるだけでよいことから、還元剤の
浪費を最低限に抑え、かつ還元剤の添加を必要に応じて行うことが可能となる。
させ、排ガスと混合すると極めて有利である。各燃焼室から排ガスをその都度排
出させる、このような同位相で及び／又は位相をシフトした還元剤の導入によっ
て、特に空気過多の混合気の場合及び排ガス中に生じるＮＯXの最大量を考慮し
たとしても、添加弁の制御及び／又は調整頻度を、その都度同位相で及び／又は
位相をシフトして燃焼室のサイクルに適合させるだけでよいことから、還元剤の
浪費を最低限に抑え、かつ還元剤の添加を必要に応じて行うことが可能となる。
【００１６】 代替的に及び／又は重複して、還元剤を全ての燃焼室の排ガスに対して共通に
排ガス導管に通し、排ガスと混合する。この還元剤の排ガス導管への導入は、こ
の場合還元剤と酸化窒素（ＮＯX）の化学量論比をほぼ達成するために、特 に装
置に対し僅かな出費で、少なくとも１つの添加弁を比較的高い頻度で制御及び／
又は調整して全ての燃焼室のサイクルに適合させ、アンモニアを排ガス中に流入
させることができる点で優れている。
排ガス導管に通し、排ガスと混合する。この還元剤の排ガス導管への導入は、こ
の場合還元剤と酸化窒素（ＮＯX）の化学量論比をほぼ達成するために、特 に装
置に対し僅かな出費で、少なくとも１つの添加弁を比較的高い頻度で制御及び／
又は調整して全ての燃焼室のサイクルに適合させ、アンモニアを排ガス中に流入
させることができる点で優れている。
【００１７】 爆発行程に必要な全てのアンモニア量は、もちろん必要に応じて、例えば回転
数及び負荷に応じて、この行程を介して配分された単数又は複数の添加工程中に
供給される。
数及び負荷に応じて、この行程を介して配分された単数又は複数の添加工程中に
供給される。
【００１８】 本発明の他の特徴、利点及び実施形態を単に例示的に、図面をもとにして２つ
の実施例に基づき以下に詳述する。
の実施例に基づき以下に詳述する。
【００１９】 図１は、例えばガソリンで駆動されるオットーエンジン又はジーゼルエンジン
に典型的な４個の燃焼室２を含む内燃機関を示す。４個の燃焼室２の各々に、少
なくとも１つの排ガス導管５と、規定の変動範囲内のＮＯX及び／又は還元剤用
に低い貯蔵容量を有する触媒コンバータ６を含む排ガス流路４にそそぎ込む排ガ
ス吐出口３が接続している。触媒コンバータ６の前方には、少なくとも１つの第
１のテスト・センサ１２が特にＮＯX又はＮＨ3の測定値を把握するために配置さ
れ、触媒コンバータ６の後方には少なくとも１つの第２のテスト・センサ１３が
特にＮＯX、ＮＨ3又はＮＯの測定値を把握するため配置されている。還元剤導管
８を介して還元剤としてのアンモニアを、還元剤タンク７からポンプ１４により
、内燃機関１の各燃焼室２の排ガス吐出口３にそれぞれ流入させ、かつ混合する
ことが可能であり、かつ還元剤導管８と排ガス吐出口３との間に、アンモニアを
排ガスと混合するように形成された添加弁９が設置されている。添加弁９は、結
線１１を介してエンジン制御装置１０と接続されている。
に典型的な４個の燃焼室２を含む内燃機関を示す。４個の燃焼室２の各々に、少
なくとも１つの排ガス導管５と、規定の変動範囲内のＮＯX及び／又は還元剤用
に低い貯蔵容量を有する触媒コンバータ６を含む排ガス流路４にそそぎ込む排ガ
ス吐出口３が接続している。触媒コンバータ６の前方には、少なくとも１つの第
１のテスト・センサ１２が特にＮＯX又はＮＨ3の測定値を把握するために配置さ
れ、触媒コンバータ６の後方には少なくとも１つの第２のテスト・センサ１３が
特にＮＯX、ＮＨ3又はＮＯの測定値を把握するため配置されている。還元剤導管
８を介して還元剤としてのアンモニアを、還元剤タンク７からポンプ１４により
、内燃機関１の各燃焼室２の排ガス吐出口３にそれぞれ流入させ、かつ混合する
ことが可能であり、かつ還元剤導管８と排ガス吐出口３との間に、アンモニアを
排ガスと混合するように形成された添加弁９が設置されている。添加弁９は、結
線１１を介してエンジン制御装置１０と接続されている。
【００２０】 燃焼室２内で酸化窒素（ＮＯX）を含む排ガスが生成する。同位相で燃焼室２
から排ガス３をその都度排出することにより、還元剤であるアンモニアは、生成
されたＮＯXの分量に適合する分量で更に高温の排ガスに、内燃機関１の各燃焼
室２の排ガス吐出口３にその都度添加弁９を介して添加される。滞留時間の不足
及び／又は９２０℃の排ガス温度のため、選択非接触還元（ＳＮＣＲ）は殆ど起
こらない。従ってＮＯXのＮ2への還元は、触媒コンバータ６内での選択接触還元
（ＳＣＲ）により、好ましくは３００〜５００℃の排ガス温度で行われる。添加
されるアンモニアの分量を添加弁９の開口時間だけで定量できるように、アンモ
ニア自体がポンプ１４により形成された一定圧力の下に連続して還元剤導管８内
に存在し、例えば排ガスの排出に関して多量に１度に及び／又は少量ずつ数度に
わたり添加され、好ましくは圧電法により導入可能である。添加弁９の開口時間
を制御及び／又は調整するための信号は、内燃機関１を制御及び／又は調整する
ために存在する及び／又は入って来るデータ及び測定値から、特に燃料供給に対
する消費に依存して形成され、その際エンジン制御装置１０内に入ってくるデー
タ及び測定値は、一部は触媒コンバータ６の前後に配置されたテスト・センサ１
２、１３に基づくものである。
から排ガス３をその都度排出することにより、還元剤であるアンモニアは、生成
されたＮＯXの分量に適合する分量で更に高温の排ガスに、内燃機関１の各燃焼
室２の排ガス吐出口３にその都度添加弁９を介して添加される。滞留時間の不足
及び／又は９２０℃の排ガス温度のため、選択非接触還元（ＳＮＣＲ）は殆ど起
こらない。従ってＮＯXのＮ2への還元は、触媒コンバータ６内での選択接触還元
（ＳＣＲ）により、好ましくは３００〜５００℃の排ガス温度で行われる。添加
されるアンモニアの分量を添加弁９の開口時間だけで定量できるように、アンモ
ニア自体がポンプ１４により形成された一定圧力の下に連続して還元剤導管８内
に存在し、例えば排ガスの排出に関して多量に１度に及び／又は少量ずつ数度に
わたり添加され、好ましくは圧電法により導入可能である。添加弁９の開口時間
を制御及び／又は調整するための信号は、内燃機関１を制御及び／又は調整する
ために存在する及び／又は入って来るデータ及び測定値から、特に燃料供給に対
する消費に依存して形成され、その際エンジン制御装置１０内に入ってくるデー
タ及び測定値は、一部は触媒コンバータ６の前後に配置されたテスト・センサ１
２、１３に基づくものである。
【００２１】 図１と異なって図２は、還元剤としてのアンモニアを、還元剤導管８を介して
共通に全ての燃焼室２の排ガスに対し排ガス導管５内に流入させることができる
内燃機関１を示す。還元剤導管８内には、還元剤がやはりポンプ１４により形成
された一定圧力下に存在する。本発明により優先される内燃機関１のＮＯX生成
量に依存した還元剤の排ガスへの添加は、全ての燃焼室２の排ガスを共通に排出
することで、また生成されたＮＯXの分量に適合させた分量で、還元剤導管８と
排ガス導管５との間に配置される、アンモニアが排ガスと混合されるように形成
された添加弁９を介して行われる。排ガス中で生成されるＮＯXの量が一定して
いる限り、還元剤を連続して排ガス流に流入させ、変動が起こった際には、断続
的に流入させる。導入はまた内燃機関１の制御及び／又は調整のために存在する
データ及び測定値から形成された信号により、制御もしくは調整される添加弁９
の開口時間を介して行われる。
共通に全ての燃焼室２の排ガスに対し排ガス導管５内に流入させることができる
内燃機関１を示す。還元剤導管８内には、還元剤がやはりポンプ１４により形成
された一定圧力下に存在する。本発明により優先される内燃機関１のＮＯX生成
量に依存した還元剤の排ガスへの添加は、全ての燃焼室２の排ガスを共通に排出
することで、また生成されたＮＯXの分量に適合させた分量で、還元剤導管８と
排ガス導管５との間に配置される、アンモニアが排ガスと混合されるように形成
された添加弁９を介して行われる。排ガス中で生成されるＮＯXの量が一定して
いる限り、還元剤を連続して排ガス流に流入させ、変動が起こった際には、断続
的に流入させる。導入はまた内燃機関１の制御及び／又は調整のために存在する
データ及び測定値から形成された信号により、制御もしくは調整される添加弁９
の開口時間を介して行われる。
【００２２】 従って時間的に、かつ量的に適合した排ガス中へのアンモニアの添加により、
出口側に接続された触媒コンバータの低貯蔵容量の下で、ＮＯX及びアンモニア
の排出を少なくすることができる。
出口側に接続された触媒コンバータの低貯蔵容量の下で、ＮＯX及びアンモニア
の排出を少なくすることができる。
【００２３】 内燃機関の酸化窒素（ＮＯX）を含んだ排ガスを浄化する本発明方法及び装置
は 、比較的技術が単純である点で優れている。更に、排ガス中に含まれる酸化
窒素（ＮＯX）がアンモニア（ＮＨ3）を添加して、又は尿素からアンモニアへの
過程を介して触媒コンバータの作用により水（Ｈ2Ｏ）と窒素分子（Ｎ2）に変換
されることから、その最終生成物を廃棄する必要がない。
は 、比較的技術が単純である点で優れている。更に、排ガス中に含まれる酸化
窒素（ＮＯX）がアンモニア（ＮＨ3）を添加して、又は尿素からアンモニアへの
過程を介して触媒コンバータの作用により水（Ｈ2Ｏ）と窒素分子（Ｎ2）に変換
されることから、その最終生成物を廃棄する必要がない。
【図１】 本発明の特に好ましい第１の実施形の側面図。
【図２】 本発明の第２の実施形の側面図。
１ 内燃機関 ２ 燃焼室 ３ 排ガス吐出口 ４ 排ガス流路 ５ 排ガス導管 ６ 触媒コンバータ ７ 還元剤タンク ８ 還元剤導管 ９ 添加弁（添加装置） １０ 電子エンジン制御装置 １１ 結線 １２ 第１のテスト・センサ １３ 第２のテスト・センサ １４ ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 マウス、ヴォルフガング ドイツ連邦共和国 デー‐51429 ベルギ ッシュ‐グラートバッハ グート ホルス ト Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB01 BA01 CA17 EA33 HA36 HA37
Claims (25)
- 【請求項１】 排ガス吐出口（３）を持つ少なくとも１つの燃焼室（２）を
含み、 排ガス吐出口（３）に排ガス導管（５）と、少なくとも１つの触媒コンバータ
とを有する排ガス流路（４）が接続されており、 還元剤が還元剤タンク（７）から還元剤導管（８）を介して排ガス流路（４）
内に導入されそしてその中を流れる排ガスと混合され、 排ガス−還元剤混合物をＮＯXの触媒的な変換のために触媒コンバータ（６）
に導く内燃機関（１）の酸化窒素ＮＯXを含んだ排ガスの浄化方法において、 内燃機関 （１）のＮＯXの生成量に応じて添加装置（９）及び別の制御手段及
び／又は調 整手段（１０、１１、１２、１３）により、同位相で及び／又は位
相をシフトして、燃焼室（２）から排ガスが排出される毎に、また生成されたＮ
ＯXの分量に 適合させた分量で還元剤を排ガスに添加することを特徴とする内燃
機関の酸化窒素（ＮＯX）を含む排ガスの浄化方法。 - 【請求項２】 内燃機関（１）の爆発行程に合わせて同位相で及び／又は位
相シフトし、還元剤を排ガスに添加することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 内燃機関（１）の完全な爆発行程に合わせて同位相で及び／
又は位相をシフトし、還元剤を排ガスに添加することを特徴とする請求項１記載
の方法。 - 【請求項４】 内燃機関（１）を制御及び／又は調整するため、電子エンジ
ン制御装置（１０）内に存在する及び／又は入って来るデータ及び測定値から、
添加装置（９）を制御及び／又は調整するための信号をも形成することを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項５】 触媒コンバータ（６）が、規定の変動範囲内のみでＮＯX及
び／又は還元剤を貯蔵することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記
載の方法。 - 【請求項６】 還元剤を内燃機関（１）の各燃焼室（２）の排ガス吐出口
（３）にその都度流入させ、排ガスと混合することを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項７】 還元剤を全ての燃焼室（２）の排ガスに対して共通に排ガス
導管（５）内に流入させ、排ガスと混合することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１つに記載の方法。 - 【請求項８】 還元剤タンク（７）が、排ガス流路（４）内に流入する液体
アンモニアを還元剤として含んでいることを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
か１つに記載の方法。 - 【請求項９】 還元剤タンク（７）に還元剤の前駆物質を貯蔵し、この前駆
物質から、例えば熱分解により還元剤を生成し、液体として排ガス流路（４）に
流入させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１０】 還元剤であるアンモニアの貯蔵前駆物質として、尿素を使
用することを特徴とする請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 添加すべき還元剤の分量が添加装置（９）の開口時間によ
り定量されるように、還元剤が還元剤導管（８）内に一定圧力の下に存在するこ
とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１２】 添加装置（９）の開口時間の制御及び／又は調整を、結線
１１を介して、そこに存在する及び／又は入って来る、例えばテスト・センサ
（１２、１３）に基づくデータ及び測定値に依存して、電子エンジン制御装置
（１０）内で形成された信号により、特に燃料供給に対する消費に基づき行うこ
とを特徴とする請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 排ガス吐出口（３）を持つ少なくとも１つの燃焼室（２）
を含み、 排ガス吐出口（３）に排ガス導管（５）と、少なくとも１つの触媒コンバータ （６）と（を有する排ガス流路（４））が接続されており、 還元剤を還元剤タンク（７）から還元剤導管（８）を介して排ガス流路（４）
内に導入しそしてその中を流れる排ガスと混合することができ、 排ガス−還元剤混合物をＮＯXの触媒的な変換のために触媒コンバータ（６）
に導く、内燃機関（１）の酸化窒素ＮＯXを含んだ排ガスの浄化装置において、 内燃機関（１）のＮＯXの生成に依存して、同位相で及び／又は位相をシフト
して排ガスを燃焼室（２）から排出する毎に、また生成されたＮＯXの分量に合
わせた分量だけ添加する、還元剤を排ガスに添加するために存在する添加装置（
９）と、制御手段及び／又は調整手段（１０、１１、１２、１３）とを備えるこ
とを特徴とする内燃機関の酸化窒素（ＮＯX）を含む排ガスの浄化装置。 - 【請求項１４】 個々の燃焼室（２）の爆発行程に合わせて、同位相で及び
／又は位相をシフトして還元剤を排ガスに添加することを特徴とする請求項１３
記載の装置。 - 【請求項１５】 内燃機関（１）の完全な爆発行程に合わせて、同位相で及
び／又は位相をシフトして還元剤を排ガスに添加することを特徴とする請求項１
３記載の装置。 - 【請求項１６】 触媒コンバータ（６）が、規定の変動範囲内でＮＯX及び
／ 又は還元剤を貯蔵する僅かな貯蔵容量を有することを特徴とする請求項１３
記載の装置。 - 【請求項１７】 添加装置（９）を電子エンジン制御装置（１０）により及
び別の制御手段及び／又は調整手段（１１、１２、１３）により、特に結線（１
１）を介して制御及び／又は調整可能であることを特徴とする内燃機関（１）が
電子エンジン制御装置（１０）を有する請求項１３記載の装置。 - 【請求項１８】 少なくとも１つの第１のテスト・センサ（１２）が触媒コ
ンバータ（６）の前方に、及び／又は第２のテスト・センサ（１３）が触媒コン
バータ（６）の後方に配置されており、その際第１のテスト・センサ（１２）が
特にＮＯX又はＮＨ3の測定値を、また第２のテスト・センサ（１３）が特にＮＯ X 、ＮＨ3又はＮＯの測定値を電子エンジン制御装置（１０）に伝達することを特
徴とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 還元剤タンク（７）が排ガス流路（４）内に流入可能の液
体アンモニアを還元剤として含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項２０】 貯蔵された前駆物質、特に尿素から液体アンモニアを、例
えば熱分解により生成するための手段を備えることを特徴とする請求項１３記載
の装置。 - 【請求項２１】 少なくとも１つの添加弁（９）を有する添加装置（９）が
還元剤導管（８）と排ガス流路（４）との間に配設したことを特徴とする請求項
１３記載の装置。 - 【請求項２２】 添加される還元剤の分量を各添加弁（９）の開口時間によ
り決定できるように、還元剤が還元剤導管（８）内に一定圧力の下に存在するこ
とを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２３】 還元剤導管（８）内の一定圧力を、圧力形成手段、特にポ
ンプ（１４）により形成することを特徴とする請求項２２記載の装置。 - 【請求項２４】 還元剤を還元剤タンク（７）から還元剤導管（８）及び添
加弁（９）を介して内燃機関（１）の各燃焼室（２）の排ガス吐出口（３）にそ
の都度流入させることができ、かつ排ガスと混合できることを特徴とする請求項
１３乃至２３のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２５】 還元剤を、還元剤タンク（７）から還元剤導管（８）及び
添加弁（９）を介して内燃機関（１）の全ての燃焼室（２）の排ガスに対して共
通に排ガス導管（５）に流入させることができ、かつ排ガスと混合できることを
特徴とする請求項１３乃至２４のいずれか１つに記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| DE19817994.4 | 1998-04-22 | ||
| DE19817994A DE19817994A1 (de) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Stickoxid (NO¶x¶) enthaltendem Abgas eines Verbrennungsmotors |
| PCT/EP1999/002623 WO1999054601A1 (de) | 1998-04-22 | 1999-04-19 | VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REINIGUNG VON STICKOXID (NOx) ENTHALTENDEM ABGAS EINES VERBRENNUNGSMOTORS |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000544917A Pending JP2002512336A (ja) | 1998-04-22 | 1999-04-19 | 内燃機関の酸化窒素を含む排ガスを浄化する方法及び装置 |
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| WO (1) | WO1999054601A1 (ja) |
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