JP2008215135A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気中に含まれる窒素酸化物(以下「NOx」と表記する)を触媒で浄化する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that purifies nitrogen oxide (hereinafter referred to as “NOx”) contained in the exhaust gas of the internal combustion engine with a catalyst.
従来、内燃機関の排気中に含まれる窒素酸化物(以下「NOx」と表記する)を触媒で浄化する内燃機関の排気浄化装置としては、たとえば、流入排気ガスの空燃費がリーンのときにはNOxを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下するとNOxを放出するNOx吸収剤を排気通路内に配置、このNOx吸収剤上流の排気通路内にイオウ捕獲装置を設けた構成のものが知られている(特許文献1参照)。このような内燃機関の排気浄化装置では、排気ガス中に含まれるイオウ(通常、硫黄酸化物の形で含まれており、以下「SOx」と表記する)をイオウ捕獲装置により捕獲することにより、SOxがNOx吸収剤に吸収されてしまい、NOx吸収剤のNOx吸収能力が低下することを抑制している。
ところで、特許文献1に記載の内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関の運転時間の経過に応じてイオウ捕獲装置に捕獲されているSOx量が増加するとイオウ捕獲装置のSOx捕獲能力が低下し、排気ガス中に含まれるSOxの一部がイオウ捕獲装置で捕獲されずにNOx吸収剤に流入し吸収される可能性がある。そうすると、NOx吸収剤のNOx吸収容量が減少し、NOx吸収剤によるNOx吸収能力が低下する可能性がある。
By the way, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine described in
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、イオウ捕獲装置のSOx捕獲能力を常に高く維持して、NOx吸収剤のNOx吸収能力を常に高く維持することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to maintain an SOx trapping capacity of a sulfur trapping device constantly high, and an NOx absorbent capable of constantly maintaining an NOx trapping capacity. It is providing the exhaust gas purification device.
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
本発明の請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ排気中のNOxを吸着するNOx触媒と、排気通路のNOx触媒の上流側に設けられるSOx吸着装置とを備える排気浄化装置であって、SOx吸着装置は排気中のSOxをSOxとSOx吸着物質との化学反応生成物として吸着し、この化学反応生成物が融解する温度に到達させて融解させることにより化学反応生成物をSOx吸着装置から離脱させる離脱手段と、排気通路のSOx吸着装置の下流且つNOx触媒の上流に設けられSOx吸着装置から離脱せしめられた化学反応生成物を捕捉収容する捕捉手段とを備えることを特徴としている。
An exhaust purification device for an internal combustion engine according to
上述の構成によれば、排気中に含まれるSOxは、SOx吸着装置にSOxとSOx吸着物質との化学反応生成物として吸着され、さらに、この化学反応生成物は、離脱手段によりSOx吸着装置から離脱させられ捕捉手段により捕捉収納される。 According to the above-described configuration, the SOx contained in the exhaust gas is adsorbed by the SOx adsorption device as a chemical reaction product of SOx and the SOx adsorption material, and this chemical reaction product is further removed from the SOx adsorption device by the detachment means. It is separated and captured and stored by the capturing means.
SOxは、先ずSOx吸着装置が備えるSOx吸着物質の表面に化学反応生成物として吸着される。ここで、内燃機関の運転時間が経過するとSOx吸着物質表面の化学反応生成物に覆われる領域が増加し、SOx吸着装置のSOx吸着機能が低下する恐れがある。そこで、離脱手段を作動させてSOxとSOx吸着物質との化学反応生成物をSOx吸着物質の表面から離脱させれば、SOx吸着物質の表面積を元通り広げることができる。言い換えると、SOx吸着装置のSOx吸着機能を回復させることができる。これにより、本発明の請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、SOx吸着装置のSOx吸着機能を、常に良好な状態に維持することができる。したがって、排気中に含まれるSOxを、NOx触媒の上流側のSOx吸着装置によって常時確実に除去することができるので、NOx触媒にSOxが吸着されることを確実に抑制して、NOx触媒のNOx吸収能力を常に高く維持することができる。
First, SOx is adsorbed as a chemical reaction product on the surface of the SOx adsorbing substance provided in the SOx adsorption device. Here, when the operation time of the internal combustion engine elapses, the region covered with the chemical reaction product on the surface of the SOx adsorbing substance increases, and the SOx adsorption function of the SOx adsorption device may be lowered. Therefore, if the chemical reaction product of SOx and the SOx adsorbing material is released from the surface of the SOx adsorbing material by operating the disengaging means, the surface area of the SOx adsorbing material can be expanded as before. In other words, the SOx adsorption function of the SOx adsorption device can be recovered. Thus, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
本発明の請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置は、離脱手段は排気通路のSOx吸着装置の上流側に排気通路中に燃料を供給可能に設けられた燃料噴射弁であり、燃料噴射弁から供給された燃料の燃焼生成熱により化学反応生成物を融解させることによりSOx吸着装置から離脱させることを特徴としている。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 2 of the present invention is a fuel injection valve in which the detaching means is provided on the upstream side of the SOx adsorption device of the exhaust passage so that fuel can be supplied into the exhaust passage. It is characterized in that the chemical reaction product is melted by the heat generated by combustion of the fuel supplied from the valve to be separated from the SOx adsorption device.
この構成によれば、通常、燃料単位重量当たりの燃焼生成熱量は大きいので、燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、速やかに排気温度を上昇させて化学反応生成物を融解させSOx吸着装置から離脱させることができる。また、燃料噴射弁からの燃料噴射量を適宜制御することにより、SOx吸着装置に流入する排気温度を所望の温度に調節することができるので、必要最小限度の燃料消費量により、SOx吸着装置から化学反応生成物を離脱させることができる。 According to this configuration, since the amount of heat generated by combustion per unit weight of the fuel is usually large, by injecting fuel from the fuel injection valve, the exhaust gas temperature is quickly raised to melt the chemical reaction product and from the SOx adsorption device. Can be withdrawn. Further, by appropriately controlling the fuel injection amount from the fuel injection valve, the exhaust temperature flowing into the SOx adsorption device can be adjusted to a desired temperature. Chemical reaction products can be released.
本発明の請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置は、SOx吸着装置から流出する排気中のSOx濃度を検出するSOx濃度検出手段を備え、SOx濃度検出手段で判定したSOx濃度に基づいて離脱手段の作動を制御することを特徴としている。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 3 of the present invention includes SOx concentration detection means for detecting the SOx concentration in the exhaust gas flowing out from the SOx adsorption device, and is based on the SOx concentration determined by the SOx concentration detection means. It is characterized by controlling the operation of the detaching means.
通常時においては、内燃機関から排出された排気中のSOxはSOx吸着装置により吸着されるため、SOx吸着装置から流出する排気中のSOx濃度は極低い値で安定している。SOx吸着装置に吸着されているSOx量、すなわち化学反応生成物量が増加しある吸着量を超えると、SOx吸着装置のSOx吸着機能が低下し始め、これに応じてSOx吸着装置から流出する排気中のSOx濃度が上昇し始める。すなわち、SOx吸着装置から流出する排気中のSOx濃度に基づいてSOx吸着装置における化学反応生成物の吸着量を算定することができる。したがって、SOx濃度検出手段で判定したSOx濃度に基づいて離脱手段の作動を制御すれば、SOx吸着装置のSOx吸着機能が低下し始めたときに直ちに離脱手段を作動させることにより、化学反応生成物をSOx吸着装置から離脱させてSOx吸着装置のSOx吸着機能を直ちに良好な状態に復帰させることができる。したがって、SOx吸着装置のSOx吸着機能を常時良好な状態に維持し、それによりNOx触媒のNOx吸収能力を常に高く維持することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。 Under normal conditions, SOx in the exhaust discharged from the internal combustion engine is adsorbed by the SOx adsorbing device, so the SOx concentration in the exhaust flowing out from the SOx adsorbing device is stable at a very low value. When the amount of SOx adsorbed on the SOx adsorption device, that is, the amount of chemical reaction products increases and exceeds the adsorbed amount, the SOx adsorption function of the SOx adsorption device begins to deteriorate, and in the exhaust gas flowing out from the SOx adsorption device accordingly The SOx concentration begins to rise. That is, the adsorption amount of the chemical reaction product in the SOx adsorption device can be calculated based on the SOx concentration in the exhaust gas flowing out from the SOx adsorption device. Therefore, if the operation of the detachment means is controlled based on the SOx concentration determined by the SOx concentration detection means, the detachment means is operated immediately when the SOx adsorption function of the SOx adsorption device starts to decrease, thereby producing a chemical reaction product. Can be detached from the SOx adsorption device, and the SOx adsorption function of the SOx adsorption device can be immediately returned to a good state. Therefore, it is possible to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can maintain the SOx adsorption function of the SOx adsorption device in a good state at all times and thereby maintain the NOx absorption capability of the NOx catalyst at a high level.
また、離脱手段は、化学反応生成物を融解させて離脱させるものであるので、その作動中においては何らかのエネルギを消費している。このため、SOx濃度検出手段で判定したSOx濃度に基づいて離脱手段の作動を制御すれば、離脱手段の作動頻度を必要最小限度に抑えつつ、排気中に含まれるSOxをSOx吸着装置にて確実に吸着させることができる。 Further, since the detaching means melts and releases the chemical reaction product, some energy is consumed during the operation. For this reason, if the operation of the separation means is controlled based on the SOx concentration determined by the SOx concentration detection means, the SOx contained in the exhaust gas is reliably detected by the SOx adsorption device while suppressing the operation frequency of the separation means to the minimum necessary level. Can be absorbed.
この場合、本発明の請求項4に記載の内燃機関の排気浄化装置のように、SOx濃度検出手段により判定されたSOx濃度が所定値以上のときに離脱手段を作動させる構成とすれば、確実にSOx吸着装置のSOx吸着機能を常時良好な状態に維持し、それによりNOx触媒のNOx吸収能力を常に高く維持することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。 In this case, as in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4 of the present invention, if the configuration is such that the detaching means is operated when the SOx concentration determined by the SOx concentration detecting means is equal to or higher than a predetermined value, it is reliable. In addition, it is possible to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can maintain the SOx adsorption function of the SOx adsorption device in a good state at all times and thereby maintain the NOx absorption capability of the NOx catalyst at a high level.
本発明の請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置は、所定時間当たりの燃料噴射量の情報を用いてSOx濃度を算出するSOx濃度算出手段と、SOx濃度算出手段により算出されたSOx濃度に基づいて内燃機関より排出される累積SOx量を算出する累積SOx量算出手段と、を備え、累積SOx量算出手段による算出結果に基づいて、離脱手段の作動を制御することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the SOx concentration calculating means for calculating the SOx concentration using information on the fuel injection amount per predetermined time, and the SOx concentration calculated by the SOx concentration calculating means. And a cumulative SOx amount calculating means for calculating the cumulative SOx amount discharged from the internal combustion engine based on the above, and controlling the operation of the detaching means based on the calculation result by the cumulative SOx amount calculating means.
内燃機関から排出された排気中に含まれるSOxは、燃料に含まれるイオウに起因するものである。そのため、当該内燃機関に噴射される燃料に含有されるイオウ濃度と当該内燃機関の所定時間当たりの燃料噴射量の情報に基づいて、当該内燃機関から排出されるSOx濃度を算出することができる。このSOx濃度は、所定時間当たりの燃料噴射量変化するものではあるが、内燃機関への燃料噴射量の累積値情報および上述したSOx濃度を用いて、内燃機関から排出されたSOx量の累積値を算出することができる。内燃機関から排出されたSOxはSOx吸着装置へ流入するものであるから、算出されたSOx量の累積値に基づいて、SOx吸着装置におけるSOxとSOx吸着物質とによる化学反応生成物の吸着量を算出することができる。したがって、累積SOx量算出手段による算出結果に基づいて離脱手段の作動を制御することにより、たとえば、SOx吸着装置のSOx吸着能力が限界に達する直前に直ちに離脱手段を作動させることにより、化学反応生成物をSOx吸着装置から離脱させてSOx吸着装置のSOx吸着機能を直ちに良好な状態に復帰させることができる。したがって、SOx吸着装置のSOx吸着機能を常時良好な状態に維持し、それによりNOx触媒のNOx吸収能力を常に高く維持することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。 The SOx contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine is caused by sulfur contained in the fuel. Therefore, the SOx concentration discharged from the internal combustion engine can be calculated based on the sulfur concentration contained in the fuel injected into the internal combustion engine and the information on the fuel injection amount per predetermined time of the internal combustion engine. Although this SOx concentration changes in the fuel injection amount per predetermined time, the cumulative value of the SOx amount discharged from the internal combustion engine using the cumulative value information of the fuel injection amount to the internal combustion engine and the SOx concentration described above. Can be calculated. Since SOx discharged from the internal combustion engine flows into the SOx adsorption device, the adsorption amount of the chemical reaction product by the SOx and the SOx adsorbent in the SOx adsorption device is calculated based on the calculated cumulative amount of SOx. Can be calculated. Therefore, by controlling the operation of the separation means based on the calculation result by the cumulative SOx amount calculation means, for example, by immediately operating the separation means immediately before the SOx adsorption capacity of the SOx adsorption device reaches the limit, a chemical reaction is generated. The object can be detached from the SOx adsorption device and the SOx adsorption function of the SOx adsorption device can be immediately returned to a good state. Therefore, it is possible to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can maintain the SOx adsorption function of the SOx adsorption device in a good state at all times and thereby maintain the NOx absorption capability of the NOx catalyst at a high level.
また、離脱手段は、化学反応生成物が融解する温度に到達させて融解させることにより化学反応生成物を離脱させるものであるので、その作動中においてはSOx吸着装置の温度を上昇させる必要があり、そのためにいくらかのエネルギを消費している。累積SOx量算出手段により算出された累積SOx量に基づいて離脱手段の作動を制御すれば、常にSOx吸着装置のSOx吸着能力が限界に達する直前で離脱手段を作動させることにより離脱手段の作動頻度を必要最小限度に抑えることができる。すなわち、離脱手段の作動で消費されるエネルギ量を必要最小限度に節約することができる。 Further, since the detaching means is for detaching the chemical reaction product by reaching the temperature at which the chemical reaction product melts and melting it, it is necessary to increase the temperature of the SOx adsorption device during its operation. Consuming some energy for that. If the operation of the separation means is controlled based on the cumulative SOx amount calculated by the cumulative SOx amount calculation means, the operation frequency of the separation means is always operated by immediately operating the separation means immediately before the SOx adsorption capacity of the SOx adsorption device reaches the limit. Can be minimized. That is, the amount of energy consumed by the operation of the detaching means can be saved to the minimum necessary level.
この場合、本発明の請求項6に記載の内燃機関の排気浄化装置のように、離脱手段の作動終了時点からの当該内燃機関の累積SOx量が所定値に達すると離脱手段を作動させる構成とすれば、確実にSOx吸着装置のSOx吸着機能を常時良好な状態に維持し、それによりNOx触媒のNOx吸収能力を常に高く維持することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。 In this case, as in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 6 of the present invention, the disengaging means is operated when the cumulative SOx amount of the internal combustion engine from the end of the operation of the disengaging means reaches a predetermined value. By doing so, it is possible to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that can reliably maintain the SOx adsorption function of the SOx adsorption device in a always good state, and thereby maintain the NOx absorption capacity of the NOx catalyst constantly high.
本発明の請求項7に記載の内燃機関の排気浄化装置は、補足手段は、SOx吸着装置からNOx触媒へ至る排気通路の主流れ方向から分岐する分岐流れ方向に向けて設けられる分岐通路によって連通され、化学反応生成物を捕捉し収容する捕集室を有し、SOx吸着装置から流出した排気が捕集室の入口へ向かう際の排気流れ方向が、鉛直方向上方から下方に向かう方向となるように、排気通路および分岐通路を接続させたことを特徴としている。 In the exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 7 of the present invention, the supplementary means communicates with a branch passage provided in a branch flow direction that branches from the main flow direction of the exhaust passage from the SOx adsorption device to the NOx catalyst. The exhaust flow direction when the exhaust gas flowing out from the SOx adsorbing device goes to the inlet of the collection chamber is a direction from the upper side to the lower side in the vertical direction. Thus, the exhaust passage and the branch passage are connected.
融解してSOx吸着装置から離脱した化学反応生成物は、排気ガスの流体力を受けてSOx吸着手段から流出していく。本発明の請求項7に記載の内燃機関の排気浄化装置の構成とすれば、SOx吸着装置から流出し捕集室へ向かう排気流れ方向は、鉛直方向上方から下方に向かう方向、すなわち重力の作用方向と一致している。これにより、SOx吸着装置から離脱した融解状態の化学反応生成物を、排気ガスの流体力に加えて、化学反応生成物自身に作用する重力によって確実にSOx吸着装置から捕集室まで移動させることができる。これにより、SOx吸着装置から離脱した化学反応生成物が排気通路途中に滞留させずに、確実に捕捉手段である捕集室内に捕捉貯蔵することができる。 The chemical reaction product which has melted and separated from the SOx adsorption device flows out of the SOx adsorption means under the fluid force of the exhaust gas. With the configuration of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 7 of the present invention, the exhaust flow direction flowing out from the SOx adsorbing apparatus and heading toward the collection chamber is the direction from the upper side to the lower side in the vertical direction, that is, the action of gravity. It matches the direction. As a result, the molten chemical reaction product separated from the SOx adsorption device is reliably moved from the SOx adsorption device to the collection chamber by gravity acting on the chemical reaction product itself in addition to the fluid force of the exhaust gas. Can do. Thereby, the chemical reaction product detached from the SOx adsorption device can be reliably captured and stored in the collection chamber which is the capture means without staying in the exhaust passage.
本発明の請求項8に記載の内燃機関の排気浄化装置は、捕集容器は、分岐通路に接続される捕集容器本体と捕集容器本体から捕集容器の内部空間に向かって突出する板状部材とから構成され、板状部材は捕集室に到達した化学反応生成物が付着可能に配置されることを特徴ととしている。 In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 of the present invention, the collection container is a collection container body connected to the branch passage, and a plate protruding from the collection container body toward the internal space of the collection container The plate-like member is characterized in that the chemical reaction product that has reached the collection chamber is disposed so as to adhere thereto.
このような構成によれば、融解状態で捕集容器まで移動してきた化学反応生成物が板状部材に衝突すると、板状部材に熱を奪われて固化して板状部材に付着する。これにより、融解状態で補修容器まで移動してきた化学反応生成物を、確実に補修容器内に捕捉して、捕捉手段外へ流出することを抑制することができる。 According to such a configuration, when the chemical reaction product that has moved to the collection container in a molten state collides with the plate-like member, the plate-like member is deprived of heat and solidifies to adhere to the plate-like member. Thereby, it can suppress that the chemical reaction product which has moved to the repair container in the melted state is reliably captured in the repair container and flows out of the capturing means.
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態について、自動車に搭載された内燃機関であるディーゼルエンジンの排気浄化装置1に適用した場合を例に図1〜図5を参照して説明する。
Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 by taking as an example a case where the present invention is applied to an exhaust
(第1実施形態)
排気浄化装置1は、ディーゼルエンジン10の排気通路である排気管に設けられたSOx吸着装置およびNOx触媒であるNOx吸着装置により、排気ガス中に含まれるSOxおよびNOxを吸着除去するものである。
(First embodiment)
The
先ず、排気浄化装置1の全体構成について、図1に基づいて説明する。図1は、排気浄化装置1の全体構成を示す模式図であり、図1における上方が、ディーゼルエンジン10の使用状態、つまりディーゼルエンジン10が自動車に搭載された状態における上方となっている。内燃機関であるディーゼルエンジン10の各シリンダ11には、吸気管12を通して吸入される吸入空気が吸気マニホルド13を通して吸入される。各シリンダ11には、電磁弁式の燃料噴射弁14が取り付けられている。燃料噴射弁14には、図示しない燃料供給手段から高圧の燃料が供給されており、燃料噴射弁14の電磁弁への電圧印加を制御することにより、燃料噴射弁14からシリンダ11内に燃料が供給される。シリンダ11内で燃料が燃焼し、それによる圧力上昇によってピストン15が往復移動し、このピストン15の往復移動が伝達されて図示しないクランク軸が回転し、動力が取り出される。また、燃料噴射弁14は、ピストン15の膨脹工程あるいは排気工程において後述するNOx吸着装置30にHC(炭化水素)を供給するための後噴射を行う。
First, the overall configuration of the exhaust
各シリンダ11から排出される排気ガスは、排気マニホルド16を通して一本の排気管17(排気通路)に排出される。排気管17の下流側には、SOx吸着装置20が接続されている。SOx吸着装置20の下流側には、排気管18(排気通路)を介してNOx触媒であるNOx吸着装置30が接続されている。排気管17には、図1に示すように、離脱手段としての燃料噴射弁40が、排気管17内に燃料を噴射可能に取り付けられている。燃料噴射弁40は、上述した燃料噴射弁14と同様に、電磁弁を備えるとともに図示しない燃料供給手段から高圧の燃料が供給されている。
The exhaust gas discharged from each
排気管18の下流側には、図1に示すように、NOx吸着装置20へ向かう排気主流れ方向から分岐する分岐流れ方向に向けて分岐通路19が接続されている。分岐通路19の下流側端部には捕集容器50が接続されている。これら分岐通路19および捕集容器50は、後述する化学反応生成物を捕集する捕捉手段を構成している。SOx吸着装置20内における排気流れ方向、およびSOx吸着装置20から捕集容器50へ向かう排気流れ方向は、鉛直方向の上方から下方に向かう方向、つまり、図1において上から下へ向かう方向となっている。一方、SOx吸着装置20からNOx吸着装置30へ向かう排気流れは、図1に示すように、排気管18の途中から略直角に曲がってNOx吸着装置30へ流入していく。
As shown in FIG. 1, a
排気管18の途中には、図1に示すように、排気中のSOx濃度を検出するSOx濃度検出手段としてのSOx濃度センサ60が取り付けられている。
In the middle of the
ディーゼルエンジン10において、燃料噴射弁14、および高圧燃料を供給するための図示しない高圧ポンプ等は、制御装置80により作動制御されている。制御装置10は、マイクロコンピュータ等から構成されている。上述した離脱手段としての燃料噴射弁40も制御装置80により作動制御されている。また、SOx濃度センサ60も、検出信号を入力可能に制御装置80に接続されている。
In the
次に、NOx吸着装置30の構成およびNOx吸着装置30による排気ガス中のNOx除去動作について説明する。
Next, the configuration of the
始めに、NOx吸着装置30の構成について説明する。NOx吸着装置30は、たとえばステンレス鋼板等から形成されたケーシング32内にNOx吸着手段31を収納保持して構成されている。NOx吸着手段31は、たとえばアルミナ等から形成されるハニカム状の担体表面にNOx吸収剤を担持させて形成されている。すなわち担体表面には、たとえばカリウム、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属、バリウム、カルシウム等のアルカリ土類、ランタン、イットリウム等の希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金のような貴金属とが担持されている。
First, the configuration of the
続いて、NOx吸着装置30による排気ガス中のNOx除去動作について説明する。上述したNOx吸収剤は、酸素濃度が高い雰囲気においてはNOxを吸着し、酸素濃度が低い雰囲気ではNOxを放出する。一般に、ディーゼルエンジン10は空気過剰率が高い状態で運転されるので、排気中の酸素濃度が高い。したがって、ディーゼルエンジン10の通常運転中においては、排気中のNOxはNOx吸着装置30のNOx吸収剤に吸着される。一方、ディーゼルエンジン10において、ピストン15の膨脹工程あるいは排気工程において燃料噴射弁14により後噴射を行うと、排気中に多量の未燃HC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)が排出されるとともに、酸素濃度が低下する。これにより、NOx吸着装置30からは吸着されていたNOxが放出され、排気中のHCやCOにより直ちに還元され、それによりNOxが除去される。
Next, the NOx removal operation in the exhaust gas by the
ところで、排気中には、燃料中に含まれるイオウに起因するSOxが含まれている。NOx吸着装置30のNOx吸収剤には、NOxのみならずこのSOxも吸着される。しかもSOxは、NOxよりもNOx吸収剤と結合し易ため、NOx吸着装置30に流入する排気中にSOxが含まれると、SOxまでもがNOx吸収剤に吸着されてしまい、NOx吸着装置30のNOx除去機能が低下することになる。
By the way, exhaust gas contains SOx caused by sulfur contained in the fuel. The NOx absorbent of the
そこで、本発明では、NOx吸着装置3にSOxが流入しないようにするために、NOx吸着装置30の上流側にSOx吸着装置20を配置して排気中のSOxを吸着している。
Therefore, in the present invention, in order to prevent SOx from flowing into the NOx adsorption device 3, the
以下に、SOx吸着装置20の構成およびSOx吸着装置20による排気ガス中のSOx除去動作について説明する。
The configuration of the
先ず、SOx吸着装置20の構成について説明する。SOx吸着装置20は、たとえばステンレス鋼板等から形成されたケーシング22内にSOx吸着手段21を収納保持して構成されている。SOx吸着手段21は、たとえばアルミナ等から形成されるハニカム状の担体23表面にSOx吸着物質を担持させて形成されている。SOx吸着物質としては、たとえば二酸化マンガン(MnO2)23が用いられている。SOx吸着装置20の出口側には、図1に示すように、排気ガス温度を検出する温度センサ70が取り付けられている。
First, the configuration of the
ここで、本発明の第1実施形態による排気浄化装置1におけるSOx吸着物質が具備すべき要件について説明する。本発明の第1実施形態による排気浄化装置1においては、排気中のSOxをSOx吸着物質に吸着させているが、具体的には、排気中のSOxとSOx吸着物質とが化学反応して生成される化学反応生成物として吸着させている。さらに、吸着されている化学反応生成物量が所定量になると、すなわち、SOx吸着装置20のSOx吸着物質表面が化学反応生成物で覆われSOx吸着機能が低下しかかると、離脱手段である燃料噴射弁40から燃料を噴射してその燃焼生成熱によって化学反応生成物を融解させSOx吸着手段から離脱・除去し、それにより、SOx吸着装置20によるSOx吸着機能を回復させている。このように、SOx吸着・SOxである化学反応生成物融解除去の各動作を繰り返すことにより、SOx吸着装置20によるSOx吸着機能を常時良好に維持することを目指すものである。
Here, the requirements that the SOx adsorbing material should have in the exhaust
このために、SOx吸着物質は、それとSOxとによる化学反応生成物の融解温度が、すなわちSOx吸着手段21の雰囲気温度が、離脱手段である燃料噴射弁40からの燃料噴射による燃焼生成熱により実現可能な範囲内である必要がある。一方、SOx吸着装置20構成部品、特に担体23の高温強度に係る許容温度以下であることが要求される。
For this reason, the SOx adsorbing material is realized by the heat of combustion generated by the fuel injection from the
そこで、本発明の第1実施形態による排気浄化装置1においては、SOx吸着物質として、二酸化マンガン(MnO2)を採用している。二酸化マンガンは、SOxと化学反応して硫酸塩である硫酸マンガン(MnSO4)を生成する。硫酸マンガン(MnSO4)の融解温度は700℃である。ディーゼルエンジン10運転中における排気温度、つまり排気マニホルド16出口付近の排気温度は、通常は300℃〜500℃であり、燃料噴射弁40からの燃料噴射によりSOx吸着手段21の雰囲気温度を700℃程度に高めることは容易である。さらには、ディーゼルエンジン10の運転条件によっては、排気温度が700℃前後に達する場合(たとえば、全負荷・高速回転時)もあり、そのような場合は、排気熱により硫酸マンガンが融解して除去されるので、離脱手段の作動頻度を低減して離脱手段により消費される燃料量を節約できる。
Therefore, in the exhaust
さらに、担体23表面には白金等の貴金属触媒25も担持されている。SOx吸着手段21に貴金属触媒25を担持させることで、離脱手段作動時に燃料噴射弁40から噴射された燃料をSOx吸着手段21内で確実に酸化させ燃焼させて、それにより硫酸マンガンを確実に融解・除去することができる。
Further, a
次に、SOx吸着装置20による排気ガス中のSOx除去動作について説明する。ディーゼルエンジン10から排出される排気中がSOx吸着装置2へ流入すると、排気ガスはSOx吸着手段21の各セル21a内を図2中の矢印で示すように通過する。排気ガス中に含まれるSOxは、各セル21aの壁面に担持されている上述したSOx吸着物質である二酸化マンガン24と化学反応して硫酸マンガン26(MnSO4)を作り、硫酸マンガン26として吸着される。すなわち、硫酸マンガン26は、図2に示すように、SOx吸着手段21に担持された二酸化マンガン24の表面に付着して吸着されている。図2は、SOx吸着手段21を構成するハニカム状担体23の一つのセルの拡大断面図である。ディーゼルエンジン10の運転時間の経過とともに、SOx吸着装置20に吸着されるSOx量、つまり硫酸マンガン26量が増加すると、SOx吸着手段21に担持された二酸化マンガン24表面において硫酸マンガン26で覆われた領域が広がり、二酸化マンガン24自体が露出している領域、すなわち、SOx吸着可能部分の面積が減少していく。
Next, the SOx removal operation in the exhaust gas by the
ところで、SOx吸着装置20によるSOx吸着機能が十分発揮されているときは、排気中のSOxがSOx吸着装置20によって吸着され、SOx吸着装置20から流出する排気中のSOx量は極わずかであり、したがって、排気管18の途中に設置されたSOx濃度センサ60から検出信号も極小さい。しかし、ディーゼルエンジン10の運転時間経過にともなってSOx吸着装置20におけるSOx吸着可能部分の面積が減少すると、SOx吸着装置20で吸着されずにSOx吸着装置20を素通りするSOx量がわずかながら増加し、これに対応して、SOx濃度センサ60からの検出信号が増加する。したがって、SOx吸着装置20から流出する排気中のSOx濃度を検出することにより、それに基づいてSOx吸着装置20におけるSOx吸着量、言い換えるとSOx吸着機能状態を判定することができる。
By the way, when the SOx adsorption function by the
そこで、本発明の実施形態による排気浄化装置1では、SOx濃度センサ60からの出力信号に基づき、SOx吸着装置20から吸着されているSOx、具体的には硫酸塩である硫酸マンガン26量を判定し、それが予め設定されている許容値を超えたときに、SOx離脱処理、言い換えると、SOx吸着装置20のSOx吸着機能を回復させる処理を実施している。すなわち、離脱手段である燃料噴射弁40から排気管17内に燃料を噴射して排気管17内およびSOx吸着装置20内で燃焼させ、その燃焼熱によりSOx吸着装置20に付着している硫酸マンガン26を融解させて、SOx吸着装置20の二酸化マンガン24の表面から離脱させて除去するものである。そして、融解した硫酸マンガン26は、重力の作用および排気の流体力の作用により図1中の下方に落下移動し、捕集容器50内に到達する。硫酸マンガン26は捕集容器50内において冷えて固体となり、そのまま捕集容器50内に貯留される。
Therefore, in the exhaust
ここで、捕集容器50の構成について説明する。捕集容器50は、図1に示すように、捕集容器本体51と、捕集容器本体51の内部空間に向かって突出する板状部材であるフィン52とから構成されている。捕集容器本体51およびフィン52は、硫酸マンガン26に対して安定且つ耐熱性を具える材質、たとえばステンレス鋼等から形成されている。フィン52は捕集容器本体51に溶接、ろう付け等により固定されている。SOx吸着装置20から落下してきた融解した硫酸マンガン26は、捕集容器50内でフィン52に衝突し、冷えて固化してそのままフィン52に付着する。フィン52は、融解した硫酸マンガン26の固化を促進するとともに、そこに付着させることで、硫酸マンガン26を捕集容器50内に確実に保持する機能を果たしている。また、フィン52を、図1に示すように配置することにより、捕集容器50内の底部に溜まった硫酸マンガン26が、エンジンの振動等により捕集容器50から飛び出すことを抑制することができる。
Here, the configuration of the
燃料噴射弁40による燃料噴射は、温度センサ80からの検出信号に基づいて判定されたSOx吸着装置20出口における排気温度が硫酸マンガン26の融解温度、つまり700℃に達した時点で停止される。燃料噴射弁40による燃料噴射停止後も、SOx吸着装置20内を通過中の燃料の燃焼によりSOx吸着装置20内の温度は上昇し続けて、硫酸マンガン26の融解・除去がさらに進行する。以上説明した離脱処理により、SOx吸着装置20における二酸化マンガン24の表面積、すなわちSOx吸着可能部分の面積が初期状態まで拡大復元され、再びSOxが吸着可能な状態となる。これにより、SOx吸着装置20のSOx吸着機能を常に良好な状態に維持することができる。したがって、排気中に含まれるSOxを、NOx触媒30の上流側において常時確実に除去することができるので、NOx触媒30にSOxが吸着されることを確実に抑制して、NOx触媒30のNOx吸収能力を常に高く維持することができる。
Fuel injection by the
次に、以上のように構成された内燃機関の排気浄化装置1の制御装置80において実行されるSOx吸着装置20からのSOx離脱処理について、図3を参照しつつ説明する。図3は、制御装置80によって実行されるSOx離脱処理の具体的な処理手順を示したフローチャートである。
Next, the SOx removal processing from the
自動車の運転者によるイグニッションスイッチ(図示せず)の手動操作を通じてディーゼルエンジン10が始動され作動状態となると、図3に示すSOx離脱処理が開始される。同処理が開始されると、制御装置80は、先ず、ステップS1の初期化処理を実行する。
When the
続いて、制御装置80は、続くステップS2の処理として、SOx濃度判定処理を行う。このSOx濃度判定処理は、SOx濃度センサ60からの検出信号に基づいて実行される。SOx濃度判定処理の結果、SOx濃度が制御装置80に予め記憶されている許容値K以上であると判定されたときは、制御装置80は、続くステップS3の処理として、燃料噴射弁40による燃料噴射を実行させる。
Subsequently, the
続いて、制御装置80は、続くステップS4の処理として、温度センサ70の検出信号に基づいて判定されたSOx吸着装置20出口の排気温度が制御装置80に予め記憶されている設定温度、すなわち硫酸マンガン26の融解温度である700℃以上であるかどうかを判定し、700℃未満であるときは、再びステップS3の処理を継続する。一方、SOx吸着装置20出口の排気温度が700℃以上であるときは、続くステップS5の処理として、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止させる。
Subsequently, in the subsequent step S4, the
一方、ステップS2のSOx濃度判定処理の結果、SOx濃度が制御装置80に予め記憶されている許容値K以下であると判定されたときは、制御装置80は、ステップS5の処理として、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止させる。
On the other hand, when it is determined that the SOx concentration is equal to or less than the allowable value K stored in advance in the
次に、図4(a)〜図4(c)に示すタイミングチャートを参照して、本実施形態による排気浄化装置1のSOx吸着装置20の動作を総括する。図4(a)は、温度センサ70に基づいて判定されたSOx吸着装置20出口の排気温度の時間推移を、図4(b)は、制御装置80における燃料噴射弁40駆動信号の時間推移を、図4(c)は、SOx濃度センサ60の出力信号の時間推移を、それぞれ示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the
この図の説明においては、ディーゼルエンジン10は作動中であり、SOx吸着装置20の作動は既に開始されているものとする。
In the description of this figure, it is assumed that the
そうした前提のもと、ディーゼルエンジン10の運転時間の経過に連れて、SOx吸着装置20に吸着されているSOx量、つまり硫酸塩である硫酸マンガン26量が増加し、同時にSOx吸着装置20における新たにSOxを吸着可能な部分の面積が徐々に減少する。このため、SOx吸着装置20で吸着されずにSOx吸着装置20から流出するSOx量が徐々に増加し、SOx吸着装置20下流側におけるSOx濃度も上昇するので、SOx吸着装置20から流出する排気中のSOx濃度を検出するSOx濃度センサ60の出力信号は、図4(c)に示すように、徐々に増大し、やがて時刻t10において、予め制御装置80に記憶されているSOx濃度の許容値Kを超える。制御装置80は、これを検出して、直ちに燃料噴射弁40に対して駆動信号を出力し燃料噴射弁40に燃料噴射を行わせる。燃料噴射弁40から排気管17中に噴射された燃料はSOx吸着装置20内で燃焼しSOx吸着装置20を通過する排気温度が上昇する。したがって、SOx吸着装置20出口における排気温度は時刻t10から上昇し始め、時刻t11において、700℃、すなわち硫酸マンガン26の融解温度に到達する。制御装置80は、これを検知して、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止する。しかし、燃料噴射弁40による燃料噴射停止後も、SOx吸着装置20内を通過中の燃料の燃焼によりSOx吸着装置20内の温度は上昇した後低下して、時刻t12以降は700℃以下になる。このとき、時刻t11〜時刻t12の期間内では、SOx吸着装置20内の排気温度は700℃以上となるので、SOx吸着装置20内に吸着されている硫酸マンガン26が融解して二酸化マンガン24の表面から離脱し、図1の下方へ落下して捕集容器50のフィン52に付着しそこに捕捉される。二酸化マンガン24の表面から硫酸マンガン26が融解して離脱するにつれて、SOx吸着装置20のSOx吸着機能が回復するので、SOx濃度センサ60検出信号は、時刻t11〜時刻t12の期間に低下する。すなわち、時刻t10から時刻t12までの期間が、離脱処理期間となっている。
Under such a premise, as the operating time of the
時刻t12以降、SOx吸着装置20に吸着されている硫酸マンガン26量の増加に連れて、SOx濃度センサ60検出信号が徐々に増大する。やがて時刻t13において、ディーゼルエンジン10の運転条件が変化し、たとえば全負荷・高速回転状態となり、排気温度が上昇して、SOx吸着装置20出口における排気温度が700℃に到達し、時刻t13〜時刻t14までの期間は、SOx吸着装置20出口における排気温度が700℃以上となる。このため、時刻t13〜時刻t14までの期間は、SOx吸着装置20内に吸着されている硫酸マンガン26が融解して二酸化マンガン24の表面から離脱し、図1の下方へ落下して捕集容器50のフィン52に付着しそこに捕捉される。したがって、時刻t13〜時刻t14までの期間は、SOx濃度センサ60の検出信号は低下する。
After time t12, the
時刻t14以降、再びSOx吸着装置20に吸着されている硫酸マンガン26量の増加に連れて、SOx濃度センサ60検出信号が徐々に増大する。やがて、時刻t15において、SOx濃度センサ60検出信号は、予め制御装置80に記憶されているSOx濃度の許容値Kを超える。制御装置80は、これを検出して、直ちに離脱処理が開始し、燃料噴射弁40に対して駆動信号を出力し燃料噴射弁40に燃料噴射を行わせる。その結果、SOx吸着装置20出口における排気温度は時刻t15から上昇し始め、時刻t16において700℃に到達し、制御装置80はこれを検知して、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止する。一方、時刻t16〜時刻t17の期間は、SOx吸着装置20内の排気温度は700℃以上となるので、SOx吸着装置20内に吸着されている硫酸マンガン26が融解して二酸化マンガン24の表面から離脱し、図1の下方へ落下して捕集容器50のフィン52に付着しそこに捕捉される。二酸化マンガン24の表面から硫酸マンガン26が融解して離脱するにつれて、SOx吸着装置20のSOx吸着機能が回復するので、SOx濃度センサ60検出信号は、時刻t15〜時刻t17の期間に低下する。
After time t14, the detection signal of the
なお、以上説明した、本発明の第1実施形態による排気浄化装置1においては、SOx離脱処理において、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止する時期を、SOx吸着装置20出口における排気温度が700℃に達した時点としている。しかし、この時点に限定する必要は無く、他の条件に基づいて判定される時点としてもよい。たとえば、燃料噴射弁40が燃料噴射開始後所定時間経過した時点としてもよい。あるいは、SOx濃度センサ60の検出信号の大きさが上述の許容値Kよりも小さい所定値に達した時点としてもよい。
In the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による内燃機関の排気浄化装置1では、離脱処理、つまり燃料噴射弁40から燃料を噴射しその燃焼生成熱により硫酸マンガン26を融解除去してSOx吸着物質である二酸化マンガン24のSOx吸着機能を回復させる離脱処理を開始するタイミングの判定方法を変更している。すなわち、上述した、本発明の第1実施形態による内燃機関の排気浄化装置1では、SOx吸着装置20から流出する排気中のSOx濃度の検出結果に基づいて離脱処理を実行しているが、本発明の第2実施形態による内燃機関の排気浄化装置1では、離脱処理終了時点、つまり燃料噴射弁40による燃料噴射停止時点からの、ディーゼルエンジン10から排出されたSOx量の累積値を算出し、この累積SOx量に基づいて、離脱処理を実施するタイミングを決定している。
(Second Embodiment)
In the exhaust
ここで、ディーゼルエンジン10から排出されたSOx累積量の算出方法について説明する。
Here, a method of calculating the cumulative amount of SOx discharged from the
ディーゼルエンジン10の排気中に含まれるSOxは、燃料中に含まれるイオウ分に起因している。したがって、ディーゼルエンジン10に噴射される燃料のイオウ濃度とディーゼルエンジン10の所定時間当たりの燃料噴射量の情報に基づいて、ディーゼルエンジン10から排出されるSOx濃度を算出することができる。このSOx濃度は、所定時間当たりの燃料噴射量の変化に応じて変化するものではあるが、ディーゼルエンジン10への燃料噴射量の累積値情報および上述したSOx濃度を用いて、ディーゼルエンジン10から排出されたSOx累積量を算出することができる。なお、ディーゼルエンジン10に供給される燃料に含まれるイオウ濃度は、関係機関等が定めた規格(たとえば、日本においては、日本工業規格、JIS)により規定されており、このデータが制御装置80のメモリ領域に予め記憶されている。また、SOx吸着装置20におけるSOx吸着量は、離脱処理直後においてはほとんど0であると見做せる。
The SOx contained in the exhaust of the
本発明の第2実施形態による排気浄化装置1においては、離脱処理が終了した時点からディーゼルエンジン10の累積燃料噴射量算出を開始し、それに基づいて離脱処理が終了した時点からディーゼルエンジン10より排出されたSOx累積量Csを算出し、このSOx累積量CsとSOx吸着装置20における上述したSOx吸着量Dkとを比較して、SOx累積量CsがSOx吸着量Dkに到達した時点において離脱処理を開始する構成としている。これにより、第1実施形態の場合と同様に、SOx吸着装置20により吸着されずに流出するSOx量を最小限度に抑制しつつ、SOx吸着装置20のSOx吸着機能を回復させることができる。したがって、排気中に含まれるSOxを、NOx触媒30の上流側において常時確実に除去することができるので、NOx触媒30にSOxが吸着されることを確実に抑制して、NOx触媒30のNOx吸収能力を常に高く維持することができる。
In the exhaust
次に、本発明の第2実施形態による排気浄化装置1の制御装置80において実行されるSOx吸着装置20からのSOx離脱処理について、図5を参照しつつ説明する。図5は、制御装置80によって実行されるSOx離脱処理の具体的な処理手順を示したフローチャートである。
Next, the SOx detachment process from the
自動車の運転者によるイグニッションスイッチ(図示せず)の手動操作を通じてディーゼルエンジン10が始動され作動状態となると、図3に示すSOx離脱処理が開始される。同処理が開始されると、制御装置80は、先ず、ステップS1の初期化処理を実行する。
When the
続いて、制御装置80は、続くステップS2の処理として、前回のSOx離脱処理終了時点からのエンジンから排出されたSOxの累積量Csと、制御装置80に予め記憶されているSOx吸着装置20におけるSOx吸着量の許容値Dkとを比較する。その結果、Cs>Dkであると判定されたときは、続くステップS3の処理として、燃料噴射弁40による燃料噴射を実行させる。
Subsequently, in the subsequent step S2, the
続いて、制御装置80は、続くステップS4の処理として、温度センサ70の検出信号に基づいて判定されたSOx吸着装置20出口の排気温度が制御装置80に予め記憶されている設定温度、すなわち硫酸マンガン26の融解温度である700℃以上であるかどうかを判定し、700℃未満であるときは、再びステップS3の処理を継続する。一方、SOx吸着装置20出口の排気温度が700℃以上であるときは、続くステップS6の処理として、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止させる。
Subsequently, in the subsequent step S4, the
一方、ステップS2の処理、すなわち前回のSOx離脱処理終了時点からのエンジンから排出されたSOの累積量Csと、制御装置80に予め記憶されているSOx吸着装置20におけるSOx吸着量の許容値Dkとを比較した結果、Cs<Dkであると判定されたときは、続くステップS5の処理として、ディーゼルエンジン10燃料消費量、つまり燃料噴射弁14から噴射された燃料量に基づいてディーゼルエンジン10から排出されたSOx量を算出し、SOx累積量Csを更新する。
On the other hand, the cumulative amount Cs of SO discharged from the engine from the end of the processing of step S2, that is, the previous SOx separation processing, and the allowable value Dk of the SOx adsorption amount in the
続いて、制御装置80は、続くステップS6の処理として、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止させる。
Subsequently, the
以上説明した本発明の第2実施形態による排気浄化装置1においては、SOx離脱処理において、燃料噴射弁40による燃料噴射を中止する時期を、SOx吸着装置20出口における排気温度が700℃に達した時点としている。しかし、この時点に限定する必要は無く、他の条件に基づいて判定される時点としてもよい。たとえば、燃料噴射弁40が燃料噴射開始後所定時間経過した時点としてもよい。
In the
なお、以上説明した本発明の第1、第2実施形態による排気浄化装置1においては、SOx吸着物質として二酸化マンガン(MnO2)を採用しているが、これに限定する必要は無く、他の種類のSOx吸着物質を用いてもよい。たとえば、酸化コバルト(CoO)を用いても良い。この場合、SOxは硫酸コバルト(CoSO4)として吸着され、その融解温度は735℃である。あるいは、酸化アルミニウム(アルミナともいう。Al2O3)を用いてもよい。この場合、SOxは硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)として吸着され、その融解温度は770℃である。これらを用いても、二酸化マンガンを用いた場合と同様の効果が得られる。
In the above first invention described above, in the exhaust
なお、上記各実施形態は、排気浄化装置が適用される内燃機関として自動車用ディーゼルエンジンを例に説明しているが、他の用途のディーゼルエンジン、たとえば鉄道車両用、船舶用、定置式発電機用であってもよい。 In addition, although each said embodiment has demonstrated the diesel engine for motor vehicles as an example as an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus is applied, the diesel engine of other uses, for example, for railway vehicles, for ships, a stationary generator May be used.
1 排気浄化装置
10 ディーゼルエンジン
11 シリンダ
12 吸気管
13 吸気マニホルド
14 燃料噴射弁
15 ピストン
16 排気マニホルド
17 排気管(排気通路)
18 排気管(排気通路)
19 分岐通路(捕捉手段)
20 SOx吸着装置
21 SOx吸着手段
22 ケーシング
23 担体
23a セル
24 二酸化マンガン(SOx吸着物質)
25 貴金属触媒
26 硫酸マンガン(化学反応生成物)
30 NOx吸着装置(NOx触媒)
31 NOx吸着手段
32 ケーシング
40 燃料噴射弁(離脱手段)
50 捕集容器(捕捉手段)
51 捕集容器本体
52 フィン(板状部材)
60 SOx濃度センサ(SOx濃度検出手段)
70 温度センサ
80 制御装置
Cs SOx累積量
Dk SOx吸着量許容値
K 許容値
DESCRIPTION OF
18 Exhaust pipe (exhaust passage)
19 Branch passage (capturing means)
20
25
30 NOx adsorption device (NOx catalyst)
31 NOx adsorption means 32
50 Collection container (capture means)
51
60 SOx concentration sensor (SOx concentration detection means)
70
Claims (8)
前記排気通路の前記NOx触媒の上流側に設けられるSOx吸着装置とを備える排気浄化装置であって、
前記SOx吸着装置は排気中のSOxをSOxと前記SOx吸着物質との化学反応生成物として吸着し、
前記化学反応生成物が融解する温度に到達させて融解させることにより前記化学反応生成物を前記SOx吸着装置から離脱させる離脱手段と、
前記排気通路の前記SOx吸着装置の下流且つ前記NOx触媒の上流に設けられ前記SOx吸着装置から離脱せしめられた前記化学反応生成物を捕捉収容する捕捉手段とを備えることを特徴とする排気浄化装置。 A NOx catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and adsorbing NOx in the exhaust;
An exhaust purification device comprising an SOx adsorption device provided upstream of the NOx catalyst in the exhaust passage,
The SOx adsorption device adsorbs SOx in exhaust gas as a chemical reaction product between SOx and the SOx adsorbent,
Detaching means for detaching the chemical reaction product from the SOx adsorbing device by melting the chemical reaction product by reaching a melting temperature;
An exhaust gas purification apparatus comprising: a capture unit that captures and stores the chemical reaction product that is provided downstream of the SOx adsorption device and upstream of the NOx catalyst in the exhaust passage and separated from the SOx adsorption device. .
該燃料噴射弁から供給された燃料の燃焼生成熱により前記化学反応生成物を融解させることにより前記SOx吸着装置から離脱させることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。 The detaching means is a fuel injection valve provided on the upstream side of the exhaust passage so as to supply fuel into the exhaust passage.
2. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the chemical reaction product is melted by heat generated by combustion of the fuel supplied from the fuel injection valve to be separated from the SOx adsorption device.
前記SOx濃度検出手段で判定したSOx濃度に基づいて前記離脱手段の作動を制御することを特徴とする請求項1または請求項2のどちらか一つに記載の排気浄化装置。 SOx concentration detection means for detecting the SOx concentration in the exhaust gas flowing out from the SOx adsorption device,
3. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the operation of the detachment unit is controlled based on the SOx concentration determined by the SOx concentration detection unit.
前記SOx濃度算出手段により算出されたSOx濃度に基づいて前記内燃機関より排出される累積SOx量を算出する累積SOx量算出手段と、を備え、
前記累積SOx量算出手段による算出結果に基づいて、前記離脱手段の作動を制御することを特徴とする請求項1または請求項2のどちらか一つに記載の排気浄化装置。 SOx concentration calculation means for calculating the SOx concentration using information on the fuel injection amount per predetermined time;
Cumulative SOx amount calculating means for calculating a cumulative SOx amount discharged from the internal combustion engine based on the SOx concentration calculated by the SOx concentration calculating means;
3. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the operation of the detachment unit is controlled based on a calculation result by the cumulative SOx amount calculation unit.
前記SOx吸着装置から流出した排気が前記捕集容器の入口へ向かう際の排気流れ方向が、鉛直方向上方から下方に向かう方向となるように、前記排気通路および前記分岐通路を接続させたことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一つに記載の排気浄化装置。 The supplementary means is communicated by a branch passage provided in a branch flow direction branched from the main flow direction of the exhaust passage from the SOx adsorption device to the NOx catalyst, and traps and stores the chemical reaction product. A collection container,
The exhaust passage and the branch passage are connected so that the exhaust flow direction when the exhaust gas flowing out from the SOx adsorbing device goes to the inlet of the collection container is a direction from the vertical direction upward to the downward direction. The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust emission control device is characterized in that
前記板状部材は前記捕集室に到達した前記化学反応生成物が付着可能に配置されることを特徴とする請求項7に記載の排気浄化装置。 The collection container is composed of a collection container main body connected to the branch passage and a plate-like member protruding from the collection container main body toward the internal space of the collection container,
The exhaust purification apparatus according to claim 7, wherein the plate-like member is disposed so that the chemical reaction product that has reached the collection chamber can be attached thereto.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011099368A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Denso Corp | SOx ABSORBER AND EXHAUST EMISSION CONTROL DEVICE USING THE SAME |
CN113107644A (en) * | 2021-05-28 | 2021-07-13 | 潍柴动力股份有限公司 | Post-treatment system, desulfurization device thereof, control method and storage medium |
-
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- 2007-03-01 JP JP2007051732A patent/JP2008215135A/en active Pending
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CN113107644A (en) * | 2021-05-28 | 2021-07-13 | 潍柴动力股份有限公司 | Post-treatment system, desulfurization device thereof, control method and storage medium |
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