JP2012157814A

JP2012157814A - Engine cleaning device

Info

Publication number: JP2012157814A
Application number: JP2011018852A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ikeda; 裕二池田; Satoshi Higashikawa; 聡東川
Original assignee: Imagineering Inc
Current assignee: Imagineering Inc
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JP5842195B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine cleaning device 60 for cleaning components of an engine 20, in which damage to a component 50 to be cleaned is suppressed or prevented, and radical is supplied to the component 50 to be cleaned for cleaning the component 50 to be cleaned.SOLUTION: The engine cleaning device includes: a hydrogen peroxide supplier 75 for supplying hydrogen peroxide to gas in an upstream passage 46 through which gas heading for the component to be cleaned 50 flows; and a decomposer 65 for decomposing, near the component 50 to be cleaned in the upstream passage 46, the hydrogen peroxide supplied by the hydrogen peroxide supplier 75 into OH radical.

Description

本発明は、プラズマ等を利用してエンジンの構成部品を洗浄するエンジンの洗浄装置に関するものである。 The present invention relates to an engine cleaning apparatus that cleans engine components using plasma or the like.

従来から、エンジン堆積物等を除去することによりエンジンを洗浄する洗浄技術が知られている。この種の洗浄技術として、例えば特許文献１に、プラズマを用いたデポジットの除去装置が記載されている。このデポジットの除去装置は、インジェクターの先端部分に生成されたデポジットをプラズマに暴露させる。デポジットは、プラズマ内の高い酸化力の活性種と反応して分解される。 Conventionally, a cleaning technique for cleaning an engine by removing engine deposits and the like is known. As this type of cleaning technique, for example, Patent Document 1 discloses a deposit removing apparatus using plasma. This deposit removing apparatus exposes the deposit generated at the tip of the injector to plasma. The deposit is decomposed by reacting with active species having high oxidizing power in the plasma.

特開２０１０−３８０２３号公報JP 2010-38023 A

ところで、従来の洗浄技術では、洗浄対象部品がプラズマに暴露される。そのため、洗浄対象部品がプラズマにより損傷するおそれがあった。また、マイクロ波を利用してプラズマを生成するので、マイクロ波が通過できない細孔内を洗浄することができなかった。 By the way, in the conventional cleaning technique, a part to be cleaned is exposed to plasma. Therefore, there is a possibility that the parts to be cleaned are damaged by the plasma. Further, since the plasma is generated using the microwave, the inside of the pores through which the microwave cannot pass cannot be cleaned.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの構成部品を洗浄するエンジンの洗浄装置において、洗浄対象部品の損傷を抑制又は防止しつつ、ラジカルを洗浄対象部品に供給して洗浄対象部品を洗浄することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an engine cleaning device for cleaning engine components while reducing or preventing damage to the component to be cleaned while making radicals into the component to be cleaned. Supplying and cleaning the parts to be cleaned.

第１の発明は、エンジンの構成部品を洗浄対象部品とするエンジンの洗浄装置を対象とし、上記洗浄対象部品へ向かうガスが流れる上流側通路のガスに過酸化水素を供給する過酸化水素供給手段と、上記上流側通路における洗浄対象部品の近傍で、上記過酸化水素供給手段により供給された過酸化水素をＯＨラジカルに分解する分解手段とを備えている。 A first aspect of the present invention is directed to an engine cleaning apparatus that uses engine components as components to be cleaned, and supplies hydrogen peroxide to a gas in an upstream passage through which a gas toward the components to be cleaned flows. And decomposition means for decomposing hydrogen peroxide supplied by the hydrogen peroxide supply means into OH radicals in the vicinity of the parts to be cleaned in the upstream passage.

第１の発明では、上流側通路における洗浄対象部品の近傍、つまり洗浄対象部品の直上流で、過酸化水素がＯＨラジカルに分解される。そのため、生存期間が短いＯＨラジカルが洗浄対象部品に到達し、洗浄対象部品の堆積物がＯＨラジカルにより酸化されて分解される。 In the first invention, hydrogen peroxide is decomposed into OH radicals in the vicinity of the part to be cleaned in the upstream passage, that is, immediately upstream of the part to be cleaned. For this reason, OH radicals having a short lifetime reach the parts to be cleaned, and the deposits on the parts to be cleaned are oxidized and decomposed by the OH radicals.

第２の発明は、第１の発明において、上記分解手段が、プラズマにより過酸化水素をＯＨラジカルに分解する。 According to a second invention, in the first invention, the decomposition means decomposes hydrogen peroxide into OH radicals by plasma.

第２の発明では、プラズマにより過酸化水素がＯＨラジカルに分解される。 In the second invention, hydrogen peroxide is decomposed into OH radicals by the plasma.

第３の発明は、噴孔から燃料を噴霧するインジェクターを洗浄するエンジンの洗浄装置を対象とし、上記噴孔の出口近傍にプラズマが供給されるようにプラズマを生成するプラズマ生成手段と、上記インジェクターにおいて噴孔の内側を噴孔の外側よりも低圧に調節する圧力調節手段とを備え、上記インジェクターを洗浄する際に、上記圧力調節手段により噴孔の内側を噴孔の外側よりも低圧に調節すると共に、上記プラズマ生成手段によりプラズマを生成することにより、プラズマにより生成されたラジカルをインジェクターの噴孔の内側へ供給する。 A third invention is directed to an engine cleaning device for cleaning an injector that sprays fuel from an injection hole, and plasma generation means for generating plasma so that plasma is supplied in the vicinity of the outlet of the injection hole, and the injector Pressure adjusting means for adjusting the inside of the nozzle hole to a pressure lower than the outside of the nozzle hole, and when cleaning the injector, the pressure adjusting means adjusts the inside of the nozzle hole to a pressure lower than the outside of the nozzle hole. At the same time, by generating plasma by the plasma generating means, radicals generated by the plasma are supplied to the inside of the injection hole of the injector.

第３の発明では、インジェクターを洗浄する際に、噴孔の内側が噴孔の外側よりも低圧に調節されると共に、噴孔の出口近傍にプラズマが供給される。プラズマにより生成されたラジカルは、噴孔を通じてインジェクターの噴孔の内側へ供給される。その結果、ラジカルにより噴孔の内側の堆積物が分解され、噴孔の内側が洗浄される。 In the third invention, when the injector is cleaned, the inside of the nozzle hole is adjusted to a lower pressure than the outside of the nozzle hole, and plasma is supplied in the vicinity of the outlet of the nozzle hole. Radicals generated by the plasma are supplied to the inside of the injector nozzle hole through the nozzle hole. As a result, the deposits inside the nozzle hole are decomposed by radicals, and the inside of the nozzle hole is cleaned.

第４の発明は、第３の発明において、上記圧力調節手段が、上記インジェクターにおける噴孔の内側の空間を該空間よりも低圧空間に連通させる。 In a fourth aspect based on the third aspect, the pressure adjusting means causes the space inside the injection hole in the injector to communicate with the low-pressure space.

第４の発明では、インジェクターを洗浄する際に、インジェクターにおける噴孔の内側の空間が該空間よりも低圧空間に連通することで、噴孔の内側が噴孔の外側よりも低圧に調節される。 In 4th invention, when wash | cleaning an injector, the space inside a nozzle hole in an injector is connected to low pressure space rather than this space, and the inside of a nozzle hole is adjusted to a low pressure rather than the outside of a nozzle hole .

第５の発明は、第３又は第４の発明において、上記インジェクターを洗浄する際に、上記プラズマ生成手段によりプラズマが供給される領域に過酸化水素を供給する過酸化水素供給手段を備えている。 According to a fifth invention, in the third or fourth invention, when the injector is cleaned, a hydrogen peroxide supply means for supplying hydrogen peroxide to a region to which plasma is supplied by the plasma generation means is provided. .

第５の発明では、プラズマが供給される領域に過酸化水素が供給される。従って、過酸化水素がプラズマにより分解されてＯＨラジカルが生成されるので、大量のＯＨラジカルが噴孔を通じてインジェクターの噴孔の内側へ供給される。 In 5th invention, hydrogen peroxide is supplied to the area | region to which plasma is supplied. Accordingly, since hydrogen peroxide is decomposed by plasma to generate OH radicals, a large amount of OH radicals are supplied to the inside of the injector nozzle holes through the nozzle holes.

第１、第２の各発明では、洗浄対象部品の直上流で過酸化水素を分解し、生存期間が短いＯＨラジカルが洗浄対象部品に到達するようにしている。そのため、洗浄対象部品をプラズマに暴露する場合に比べて洗浄対象部品の損傷を抑制でき、ＯＨラジカルの供給により洗浄対象部品を洗浄することができる。 In each of the first and second inventions, hydrogen peroxide is decomposed immediately upstream of the parts to be cleaned, so that OH radicals having a short lifetime reach the parts to be cleaned. Therefore, damage to the cleaning target part can be suppressed as compared with the case where the cleaning target part is exposed to plasma, and the cleaning target part can be cleaned by supplying OH radicals.

また、上記第３乃至第５の各発明では、圧力調節手段を設けているので、噴孔の出口近傍で生成されたラジカルをインジェクターの噴孔の内側へ供給して、噴孔の内側を洗浄することができる。従って、インジェクターの噴孔の内側を洗浄可能な洗浄装置を実現することができる。 Further, in each of the third to fifth inventions, since the pressure adjusting means is provided, radicals generated in the vicinity of the outlet of the injection hole are supplied to the inside of the injection hole of the injector to clean the inside of the injection hole. can do. Therefore, it is possible to realize a cleaning device that can clean the inside of the injector nozzle hole.

図１は、実施形態１に係る内燃機関の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to the first embodiment. 図２は、実施形態１に係る洗浄装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the cleaning apparatus according to the first embodiment. 図３は、実施形態３に係る内燃機関の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the internal combustion engine according to the third embodiment. 図４は、実施形態４に係るインジェクターの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an injector according to the fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
＜実施形態１＞ Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
<Embodiment 1>

本実施形態１は、エンジン２０の構成部品のうちＥＧＲクーラ５０を洗浄対象部品とするエンジンの洗浄装置６０（以下、「洗浄装置」という。）である。洗浄装置６０は本発明の一例である。以下では、洗浄装置６０について説明する前に、まずエンジン２０について説明する。
−エンジンの構成− The first embodiment is an engine cleaning device 60 (hereinafter referred to as a “cleaning device”) that uses an EGR cooler 50 as a cleaning target component among the components of the engine 20. The cleaning device 60 is an example of the present invention. Hereinafter, before describing the cleaning device 60, the engine 20 will be described first.
-Engine configuration-

本実施形態１のエンジン２０は、ピストン２３が往復動するレシプロタイプのエンジンである。エンジン２０は、図１に示すように、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２とピストン２３とを備えている。シリンダブロック２１には、横断面が円形のシリンダ２４が複数形成されている。 The engine 20 of the first embodiment is a reciprocating type engine in which a piston 23 reciprocates. As shown in FIG. 1, the engine 20 includes a cylinder block 21, a cylinder head 22, and a piston 23. A plurality of cylinders 24 having a circular cross section are formed in the cylinder block 21.

各シリンダ２４内には、ピストン２３が往復自在に設けられている。ピストン２３は、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトに連結されている（図示省略）。クランクシャフトは、シリンダブロック２１に回転自在に支持されている。各シリンダ２４内においてシリンダ２４の軸方向にピストン２３が往復運動すると、コネクティングロッドがピストン２３の往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。 A piston 23 is provided in each cylinder 24 so as to reciprocate. The piston 23 is connected to the crankshaft via a connecting rod (not shown). The crankshaft is rotatably supported by the cylinder block 21. When the piston 23 reciprocates in the axial direction of the cylinder 24 in each cylinder 24, the connecting rod converts the reciprocating motion of the piston 23 into the rotational motion of the crankshaft.

シリンダヘッド２２は、ガスケット１８を挟んで、シリンダブロック２１上に載置されている。シリンダヘッド２２は、シリンダ２４及びピストン２３と共に、燃焼室１０を区画する。 The cylinder head 22 is placed on the cylinder block 21 with the gasket 18 interposed therebetween. The cylinder head 22 defines the combustion chamber 10 together with the cylinder 24 and the piston 23.

シリンダヘッド２２には、各シリンダ２４に対して、スパークプラグ１５が１つずつ設けられている。また、シリンダヘッド２２では、各シリンダ２４に対して、吸気ポート２５及び排気ポート２６が形成されている。吸気ポート２５には、吸気バルブ２７とインジェクター２９とが設けられている。一方、排気ポート２６には、排気バルブ２８が設けられている。 The cylinder head 22 is provided with one spark plug 15 for each cylinder 24. In the cylinder head 22, an intake port 25 and an exhaust port 26 are formed for each cylinder 24. The intake port 25 is provided with an intake valve 27 and an injector 29. On the other hand, the exhaust port 26 is provided with an exhaust valve 28.

本実施形態１では、エンジン２０が、排気ガス再循環装置４０を備えている。排気ガス再循環装置４０は、図２に示すように、ＥＧＲ配管路４５とＥＧＲクーラ５０を備えている。なお、図２において、白抜きの矢印は排気ガスの流れを表し、ハッチングされた矢印は冷却水の流れを表す。 In the first embodiment, the engine 20 includes an exhaust gas recirculation device 40. As shown in FIG. 2, the exhaust gas recirculation device 40 includes an EGR piping 45 and an EGR cooler 50. In FIG. 2, white arrows indicate the flow of exhaust gas, and hatched arrows indicate the flow of cooling water.

ＥＧＲ配管路４５は、排気側配管路４６とＥＧＲバルブ４７と吸気側配管路４８を備えている。排気側配管路４６は、エンジン２０の排気管に接続されている。排気側配管路４６は、排気管を流れる排気ガスを取得する配管路である。ＥＧＲバルブ４７は、排気側配管路４６または吸気側配管路４８に挿入され、ＥＧＲ配管路４５の排ガス流量を調整する。吸気側配管路４８は、エンジン２０の吸気管に接続されている。吸気側配管路４８は、ＥＧＲクーラ５０を通過した排気ガスを吸気管に流入させる配管路である。 The EGR pipe line 45 includes an exhaust side pipe line 46, an EGR valve 47, and an intake side pipe line 48. The exhaust side piping 46 is connected to the exhaust pipe of the engine 20. The exhaust side piping 46 is a piping that acquires exhaust gas flowing through the exhaust pipe. The EGR valve 47 is inserted into the exhaust side pipe line 46 or the intake side pipe line 48 and adjusts the exhaust gas flow rate of the EGR pipe line 45. The intake side piping 48 is connected to the intake pipe of the engine 20. The intake side pipe line 48 is a pipe line through which the exhaust gas that has passed through the EGR cooler 50 flows into the intake pipe.

ＥＧＲクーラ５０は、排気ガス流路５１と冷媒流路５２を備えている。排気ガス流路５１は、複数の配管路により構成され、各配管路の入口が排気側配管路４６に繋がり、各配管路の出口が吸気側配管路４８に繋がる。排気ガス流路５１は、冷媒流路５２の内部に設けられている。排気ガス流路５１は、ＥＧＲ配管路４５に比べて細い管路であり、内壁に比較的多くのデポジットが付着する。排気ガス流路５１は、洗浄対象部品に相当する。 The EGR cooler 50 includes an exhaust gas passage 51 and a refrigerant passage 52. The exhaust gas flow path 51 is composed of a plurality of piping paths, and the inlet of each piping path is connected to the exhaust side piping path 46, and the outlet of each piping path is connected to the intake side piping path 48. The exhaust gas passage 51 is provided inside the refrigerant passage 52. The exhaust gas flow path 51 is a narrow pipe line compared to the EGR pipe line 45, and a relatively large amount of deposit adheres to the inner wall. The exhaust gas passage 51 corresponds to a component to be cleaned.

一方、冷媒流路５２は、冷媒が循環する冷媒回路に接続された配管路である。冷媒流路５２を流れる冷媒は、排気ガス流路５１を流れる排気ガスと熱交換を行う。ＥＧＲクーラ５０は、冷媒と排気ガスの熱交換により、吸気管に戻す排気ガスの温度を制御する。
−洗浄装置の構成− On the other hand, the refrigerant flow path 52 is a piping path connected to a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates. The refrigerant flowing through the refrigerant flow path 52 exchanges heat with the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 51. The EGR cooler 50 controls the temperature of the exhaust gas returned to the intake pipe by heat exchange between the refrigerant and the exhaust gas.
-Configuration of the cleaning device-

洗浄装置６０は、プラズマにより過酸化水素を分解して生成されるＯＨラジカルを用いてＥＧＲクーラ５０を洗浄する装置である。洗浄装置６０は、例えば排気ガス再循環装置４０の動作前に洗浄動作を行う。洗浄装置６０は、プラズマ生成器６５と過酸化水素供給器７５を備えている。 The cleaning device 60 is a device that cleans the EGR cooler 50 using OH radicals generated by decomposing hydrogen peroxide with plasma. The cleaning device 60 performs a cleaning operation before the operation of the exhaust gas recirculation device 40, for example. The cleaning device 60 includes a plasma generator 65 and a hydrogen peroxide supplier 75.

プラズマ生成器６５は、過酸化水素供給器７５から供給された過酸化水素をＯＨラジカルに分解する分解手段を構成している。プラズマ生成器６５は、図３に示すように、パルス発生器６６と電磁波用電源６７と電磁波発振器６８と混合器６９と放電器７０と制御装置７１とを備えている。プラズマ生成器６５は、放電器７０の放電ギャップにおいて放電を生じさせると共に電磁波発振器６８から発振されるマイクロ波を放電ギャップへ放射することにより、非平衡のマイクロ波プラズマを生成する。 The plasma generator 65 constitutes decomposition means for decomposing hydrogen peroxide supplied from the hydrogen peroxide supply device 75 into OH radicals. As shown in FIG. 3, the plasma generator 65 includes a pulse generator 66, an electromagnetic wave power supply 67, an electromagnetic wave oscillator 68, a mixer 69, a discharger 70, and a control device 71. The plasma generator 65 generates a discharge in the discharge gap of the discharger 70 and radiates a microwave oscillated from the electromagnetic wave oscillator 68 to the discharge gap, thereby generating a non-equilibrium microwave plasma.

具体的に、パルス発生器６６は、直流電源（図示省略）に接続されている。パルス発生器６６は、例えばイグニッションコイルであり、制御装置７１から放電信号を受けると、直流電源から印加された電圧を昇圧し、昇圧後の高電圧パルスを混合器６９へ出力する。 Specifically, the pulse generator 66 is connected to a DC power source (not shown). The pulse generator 66 is, for example, an ignition coil. When the pulse generator 66 receives a discharge signal from the control device 71, the pulse generator 66 boosts the voltage applied from the DC power source and outputs the boosted high voltage pulse to the mixer 69.

放電器７０は、例えばスパークプラグである。放電器７０は、パルス発生器６６に電気的に接続された放電電極と、その放電電極との間に放電ギャップを形成する接地電極とを備えている。放電器７０は、高電圧パルスを受けると、放電ギャップにおいてスパーク放電を生じさせる。放電器７０は、放電器７０の放電ギャップが排気側配管路４６（上流側通路）におけるＥＧＲクーラ５０の近傍（つまり、ＥＧＲクーラ５０の直上流）に位置している。 The discharger 70 is, for example, a spark plug. The discharger 70 includes a discharge electrode that is electrically connected to the pulse generator 66 and a ground electrode that forms a discharge gap between the discharge electrode. When the discharger 70 receives a high voltage pulse, it generates a spark discharge in the discharge gap. In the discharger 70, the discharge gap of the discharger 70 is located in the vicinity of the EGR cooler 50 (that is, immediately upstream of the EGR cooler 50) in the exhaust side piping 46 (upstream side passage).

電磁波用電源６７は、直流電源に接続されている。電磁波用電源６７は、制御装置７１から電磁波発振信号（例えばＴＴＬ信号）を受けると、所定のデューティー比で所定の設定時間に亘って電磁波発振器６８へパルス電流を出力する。 The electromagnetic wave power source 67 is connected to a DC power source. When receiving the electromagnetic wave oscillation signal (for example, TTL signal) from the control device 71, the electromagnetic wave power supply 67 outputs a pulse current to the electromagnetic wave oscillator 68 at a predetermined duty ratio for a predetermined set time.

電磁波発振器６８は、例えばマグネトロンや半導体発振器である。電磁波発振器６８は、電磁波用電源６７に電気的に接続されている。電磁波発振器６８は、パルス電流を受けると、混合器６９にマイクロ波パルスを出力する。 The electromagnetic wave oscillator 68 is, for example, a magnetron or a semiconductor oscillator. The electromagnetic wave oscillator 68 is electrically connected to an electromagnetic wave power source 67. When receiving the pulse current, the electromagnetic wave oscillator 68 outputs a microwave pulse to the mixer 69.

混合器６９は、パルス発生器６６から出力された高電圧パルスと、電磁波発振器６８から出力されたマイクロ波パルスを混合して放電器７０に出力する。 The mixer 69 mixes the high voltage pulse output from the pulse generator 66 and the microwave pulse output from the electromagnetic wave oscillator 68 and outputs the mixed pulse to the discharger 70.

プラズマ生成器６５では、高電圧パルスとマイクロ波パルスが放電器７０の放電電極に供給されると、放電ギャップでスパーク放電が生じ、そのスパーク放電により生じた放電プラズマに対して、放電電極からマイクロ波が照射される。放電電極は、電磁波用のアンテナとして機能する。スパーク放電により生じた放電プラズマは、マイクロ波のエネルギーを吸収して拡大する。このようにして、プラズマ生成器６５は、ＥＧＲクーラ５０の排気ガス流路５１の直上流で非平衡のマイクロ波プラズマを生成する。 In the plasma generator 65, when a high voltage pulse and a microwave pulse are supplied to the discharge electrode of the discharger 70, a spark discharge is generated in the discharge gap, and the discharge plasma generates micro discharge from the discharge electrode. A wave is irradiated. The discharge electrode functions as an antenna for electromagnetic waves. The discharge plasma generated by the spark discharge absorbs microwave energy and expands. In this manner, the plasma generator 65 generates a non-equilibrium microwave plasma immediately upstream of the exhaust gas passage 51 of the EGR cooler 50.

過酸化水素供給器７５は、ＥＧＲクーラ５０へ向かう排気ガスが流れる排気側配管路４６の排気ガスに過酸化水素を供給する。過酸化水素供給器７５は、過酸化水素タンク７６と過酸化水素噴射器７７と供給ポンプ（図示省略）を備えている。過酸化水素タンク７６には、過酸化水素の水溶液が貯留されている。過酸化水素噴射器７７は、過酸化水素タンク７６に接続されている。過酸化水素噴射器７７は、排気側配管路４６において放電器７０に対向するように設けられている。過酸化水素噴射器７７は、噴口が放電器７０の放電ギャップを向いており、供給ポンプ（図示省略）によって過酸化水素タンク７６から供給された過酸化水素を放電ギャップへ向けて噴射する。
−洗浄装置の動作− The hydrogen peroxide supplier 75 supplies hydrogen peroxide to the exhaust gas in the exhaust side piping 46 through which the exhaust gas directed to the EGR cooler 50 flows. The hydrogen peroxide supplier 75 includes a hydrogen peroxide tank 76, a hydrogen peroxide injector 77, and a supply pump (not shown). An aqueous solution of hydrogen peroxide is stored in the hydrogen peroxide tank 76. The hydrogen peroxide injector 77 is connected to the hydrogen peroxide tank 76. The hydrogen peroxide injector 77 is provided to face the discharger 70 in the exhaust side piping 46. In the hydrogen peroxide injector 77, the nozzle hole faces the discharge gap of the discharge device 70, and hydrogen peroxide supplied from the hydrogen peroxide tank 76 is injected toward the discharge gap by a supply pump (not shown).
-Operation of the cleaning device-

洗浄装置６０は、ＥＧＲクーラ５０の排気ガス流路５１の内部を洗浄するための洗浄動作を行う。 The cleaning device 60 performs a cleaning operation for cleaning the inside of the exhaust gas passage 51 of the EGR cooler 50.

洗浄動作では、まずＥＧＲバルブ４７によりＥＧＲ配管路４５の排気ガス流量が制御される。次に、過酸化水素供給器７５が過酸化水素を放電器７０の放電ギャップへ噴射すると同時に、プラズマ生成器６５がマイクロ波プラズマを生成する。その結果、放電ギャップへ供給された液滴中の過酸化水素がマイクロ波プラズマにより分解されてＯＨラジカルが生成される。生成されたＯＨラジカルは生存時間が短い。しかし、ＥＧＲクーラ５０の排気ガス流路５１の直上流でＯＨラジカルが生成されるため、ＯＨラジカルが排気ガス流路５１に供給される。プラズマ生成器６５は、ＯＨラジカルが排気ガス流路５１に到達するように配置されている。従って、排気ガス流路５１のデポジットがＯＨラジカルにより分解され、排気ガス流路５１が洗浄される。 In the cleaning operation, first, the exhaust gas flow rate in the EGR piping 45 is controlled by the EGR valve 47. Next, at the same time as the hydrogen peroxide supply device 75 injects hydrogen peroxide into the discharge gap of the discharge device 70, the plasma generator 65 generates microwave plasma. As a result, hydrogen peroxide in the droplets supplied to the discharge gap is decomposed by the microwave plasma to generate OH radicals. The generated OH radical has a short survival time. However, since OH radicals are generated immediately upstream of the exhaust gas passage 51 of the EGR cooler 50, the OH radicals are supplied to the exhaust gas passage 51. The plasma generator 65 is arranged so that OH radicals reach the exhaust gas passage 51. Therefore, the deposit in the exhaust gas passage 51 is decomposed by OH radicals, and the exhaust gas passage 51 is washed.

なお、ＥＧＲクーラ５０内における排気ガス流路５１の上流にプラズマ生成器６５を配置してもよいし、過酸化水素供給器７５もＥＧＲクーラ５０内における排気ガス流路５１の上流に配置してもよい。
−実施形態１の効果− Note that the plasma generator 65 may be disposed upstream of the exhaust gas passage 51 in the EGR cooler 50, and the hydrogen peroxide supplier 75 is also disposed upstream of the exhaust gas passage 51 in the EGR cooler 50. Also good.
-Effect of Embodiment 1-

本実施形態１では、ＥＧＲクーラ５０の排気ガス流路５１の直上流で過酸化水素を分解し、生存期間が短いＯＨラジカルが排気ガス流路５１に到達するようにしている。そのため、排気ガス流路５１をプラズマに暴露する場合に比べて排気ガス流路５１の損傷を抑制でき、ＯＨラジカルの供給により排気ガス流路５１を洗浄することができる。また、ＥＧＲクーラ５０の目詰まりを予防でき、ＥＧＲクーラ５０の汚れ付着による温度制御機能の低下を防止できる。
−実施形態１の変形例− In the first embodiment, hydrogen peroxide is decomposed immediately upstream of the exhaust gas passage 51 of the EGR cooler 50 so that OH radicals having a short lifetime reach the exhaust gas passage 51. Therefore, damage to the exhaust gas passage 51 can be suppressed as compared with the case where the exhaust gas passage 51 is exposed to plasma, and the exhaust gas passage 51 can be cleaned by supplying OH radicals. Further, the EGR cooler 50 can be prevented from being clogged, and the temperature control function can be prevented from being lowered due to the contamination of the EGR cooler 50.
-Modification of Embodiment 1-

実施形態１の変形例では、洗浄装置６０が、ＥＧＲクーラ５０以外のエンジン２０の構成部品（例えば、ＥＧＲバルブ４７）を洗浄対象部品としている。洗浄装置６０は、ＥＧＲ配管路４５におけるＥＧＲバルブ４７の直上流に設けられている。この変形例によれば、ＥＧＲバルブ４７に付着した汚れをＯＨラジカルにより分解洗浄できる。また、ＥＧＲバルブ４７のつまりを予防でき、ＥＧＲバルブ４７の動作不良を改善および予防できる。なお、排気管のセンサを洗浄対象部品としてもよい。
＜実施形態２＞ In the modification of the first embodiment, the cleaning device 60 uses components (for example, the EGR valve 47) of the engine 20 other than the EGR cooler 50 as cleaning target components. The cleaning device 60 is provided immediately upstream of the EGR valve 47 in the EGR piping 45. According to this modification, the dirt adhering to the EGR valve 47 can be decomposed and cleaned with OH radicals. Further, the clogging of the EGR valve 47 can be prevented, and the malfunction of the EGR valve 47 can be improved and prevented. An exhaust pipe sensor may be used as a cleaning target component.
<Embodiment 2>

本実施形態２は、インジェクター２９の内部を洗浄するエンジンの洗浄装置６０である。以下では、実施形態１と異なる点について説明する。
−エンジンの構成− The second embodiment is an engine cleaning device 60 that cleans the inside of the injector 29. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.
-Engine configuration-

本実施形態２のエンジン２０は、図３に示すように、実施形態１とは異なり、インジェクター２９が燃料を燃焼室１０に直接噴射するタイプのエンジン（例えば、ディーゼルエンジン、直噴のガソリンエンジン）である。 As shown in FIG. 3, the engine 20 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the injector 29 directly injects fuel into the combustion chamber 10 (for example, a diesel engine or a direct-injection gasoline engine). It is.

燃料噴射装置３０は、図３及び図４に示すように、燃焼室１０に燃料を噴射するインジェクター２９と、インジェクター２９へ供給する高圧燃料を蓄える蓄圧器３２と、燃料タンク３３の燃料を加圧して蓄圧器３２に供給する供給ポンプ３４とを備えている As shown in FIGS. 3 and 4, the fuel injection device 30 pressurizes the fuel in an injector 29 that injects fuel into the combustion chamber 10, a pressure accumulator 32 that stores high-pressure fuel to be supplied to the injector 29, and a fuel tank 33. And a supply pump 34 for supplying to the pressure accumulator 32.

インジェクター２９は、シリンダヘッド２２における燃焼室１０の天井面の中心に配置されている。インジェクター２９の先端には、図４に示すように、燃焼室１０に燃料を噴射するための複数の噴孔８２が形成されている。インジェクター２９では、ニードル弁８０を軸方向に移動させることにより噴孔８２が開閉される。インジェクター２９の内側には、噴孔８２の入口が開口する内部空間８３が形成されている。 The injector 29 is disposed at the center of the ceiling surface of the combustion chamber 10 in the cylinder head 22. As shown in FIG. 4, a plurality of injection holes 82 for injecting fuel into the combustion chamber 10 are formed at the tip of the injector 29. In the injector 29, the nozzle hole 82 is opened and closed by moving the needle valve 80 in the axial direction. Inside the injector 29, an internal space 83 in which the inlet of the nozzle hole 82 is opened is formed.

蓄圧器３２には、燃料供給管８５が接続されている。燃料供給管８５は、蓄圧器３２と内部空間８３とを連通している。燃料供給管８５には開閉弁８６が設けられている。 A fuel supply pipe 85 is connected to the pressure accumulator 32. The fuel supply pipe 85 communicates the pressure accumulator 32 and the internal space 83. The fuel supply pipe 85 is provided with an opening / closing valve 86.

燃料噴射装置３０は、ニードル弁８０の先端が弁座から離れると開状態になる。そうすると、蓄圧器３２の燃料が、燃料供給管８５を通じてインジェクター２９の内部空間８３（燃料経路）へ流入し、その内部空間８３に流入した燃料が、各噴孔８２を通じて燃焼室１０へ噴射される。燃料噴射装置３０は、使用期間が長くなるにつれて、噴孔８２の内壁や内部空間８３の内壁へデポジットが付着してゆく。
−洗浄装置の構成− The fuel injection device 30 is opened when the tip of the needle valve 80 is separated from the valve seat. Then, the fuel in the pressure accumulator 32 flows into the internal space 83 (fuel path) of the injector 29 through the fuel supply pipe 85, and the fuel that flows into the internal space 83 is injected into the combustion chamber 10 through the injection holes 82. . In the fuel injection device 30, deposits adhere to the inner wall of the injection hole 82 and the inner wall of the inner space 83 as the usage period becomes longer.
-Configuration of the cleaning device-

洗浄装置６０は、マイクロ波プラズマにより生成されるＯＨラジカルを用いてインジェクター２９の内部を洗浄する装置である。洗浄装置６０は、例えばエンジン２０の始動前に洗浄動作を行う。 The cleaning device 60 is a device that cleans the inside of the injector 29 using OH radicals generated by microwave plasma. The cleaning device 60 performs a cleaning operation before the engine 20 is started, for example.

洗浄装置６０は、実施形態１と類似の構造のプラズマ生成器６５（プラズマ生成手段）を備えるが、実施形態１とは異なり過酸化水素供給器７５を備えていない。プラズマ生成器６５は、放電器７０の構造が実施形態１とは異なる。 The cleaning device 60 includes a plasma generator 65 (plasma generating means) having a structure similar to that of the first embodiment, but does not include the hydrogen peroxide supply device 75 unlike the first embodiment. The plasma generator 65 is different from the first embodiment in the structure of the discharger 70.

放電器７０は、シリンダヘッド２２に形成された取付孔に嵌め込まれている。放電器７０の先端は、燃焼室１０に繋がる噴孔９１が開口するプラズマ生成空間９０に露出している。プラズマ生成器６５において、高電圧パルス及びマイクロ波パルスが混合器６９を介して放電器７０へ供給されると、プラズマ生成空間９０でマイクロ波プラズマが生成され、プラズマ生成空間９０の圧力が上昇する。その結果、プラズマが、噴孔９１を通じて燃焼室１０へ噴射される。プラズマは、インジェクター２９の先端へ向けて噴射される。プラズマ生成器６５は、プラズマジェット式に構成され、インジェクター２９の噴孔８２の出口近傍にプラズマを供給する。 The discharger 70 is fitted in a mounting hole formed in the cylinder head 22. The tip of the discharger 70 is exposed to a plasma generation space 90 in which an injection hole 91 connected to the combustion chamber 10 is opened. When a high voltage pulse and a microwave pulse are supplied to the discharger 70 via the mixer 69 in the plasma generator 65, microwave plasma is generated in the plasma generation space 90, and the pressure in the plasma generation space 90 increases. . As a result, plasma is injected into the combustion chamber 10 through the nozzle hole 91. The plasma is injected toward the tip of the injector 29. The plasma generator 65 is configured as a plasma jet type, and supplies plasma to the vicinity of the outlet of the injection hole 82 of the injector 29.

また、洗浄装置６０は、インジェクター２９の内部空間８３の内圧を調節する内圧調節部８１（圧力調節手段）を備えている。内圧調節部８１は、インジェクター２９の内部空間８３のガスを排出するための排出通路８７と、該排出通路８７を開閉する排出バルブ８８とを備えている。排出通路８７における内部空間８３とは逆側は、例えばエンジン２０の排気管に接続されている。内圧調節部８１は、排出バルブ８８を開状態に設定することで、インジェクター２９における噴孔８２の内側の内部空間８３を、該内部空間８３よりも低圧の排気管に連通させる。内圧調節部８１は、内部空間８３の圧力を低下させて、インジェクター２９において噴孔８２の内側を噴孔８２の外側よりも低圧に調節する。
−洗浄装置の動作− Further, the cleaning device 60 includes an internal pressure adjusting unit 81 (pressure adjusting means) that adjusts the internal pressure of the internal space 83 of the injector 29. The internal pressure adjusting unit 81 includes a discharge passage 87 for discharging the gas in the internal space 83 of the injector 29 and a discharge valve 88 for opening and closing the discharge passage 87. The side opposite to the internal space 83 in the discharge passage 87 is connected to, for example, an exhaust pipe of the engine 20. The internal pressure adjustment unit 81 sets the discharge valve 88 to an open state, thereby communicating the internal space 83 inside the injection hole 82 in the injector 29 with an exhaust pipe having a pressure lower than that of the internal space 83. The internal pressure adjusting unit 81 reduces the pressure in the internal space 83 to adjust the inside of the injection hole 82 to a lower pressure than the outside of the injection hole 82 in the injector 29.
-Operation of the cleaning device-

洗浄装置６０は、インジェクター２９の内部を洗浄するための洗浄動作を行う。洗浄動作では、内圧調節部８１により噴孔８２の内側を噴孔８２の外側よりも低圧に調節すると共に、プラズマ生成器６５によりマイクロ波プラズマを生成することにより、マイクロ波プラズマにより生成されたラジカルをインジェクター２９の噴孔８２の内側へ供給する。 The cleaning device 60 performs a cleaning operation for cleaning the inside of the injector 29. In the cleaning operation, the inner pressure adjusting unit 81 adjusts the inner side of the nozzle hole 82 to a lower pressure than the outer side of the nozzle hole 82, and the plasma generator 65 generates microwave plasma, thereby generating radicals generated by the microwave plasma. Is supplied to the inside of the nozzle hole 82 of the injector 29.

具体的に、洗浄動作では、クランクシャフトを回転させ、ピストン２３をシリンダ２４内で往復運動させる。そして、制御装置７１は、ピストン２３の位置が下死点にあることを感知すると、吸気バルブ２７と排気バルブ２８を閉じると同時に、排出バルブ８８を開ける。このとき、インジェクター２９では、ニードル弁８０が弁座から離れた開状態になっている。また、燃料供給管８５の開閉弁８６は閉鎖されている。そうすると、ピストン２３が上死点に向かう過程で、燃焼室１０のガスが、噴孔８２を通じてインジェクター２９の内部空間８３へ押し込まれ、その内部空間８３のガスが排出通路８７を通じてエンジン２０の排気管へ排出される。 Specifically, in the cleaning operation, the crankshaft is rotated and the piston 23 is reciprocated in the cylinder 24. When the control device 71 detects that the position of the piston 23 is at the bottom dead center, the control device 71 closes the intake valve 27 and the exhaust valve 28 and simultaneously opens the discharge valve 88. At this time, in the injector 29, the needle valve 80 is in an open state away from the valve seat. Further, the on-off valve 86 of the fuel supply pipe 85 is closed. Then, in the process of moving the piston 23 toward top dead center, the gas in the combustion chamber 10 is pushed into the internal space 83 of the injector 29 through the nozzle hole 82, and the gas in the internal space 83 passes through the exhaust passage 87 to the exhaust pipe of the engine 20. Is discharged.

他方、制御装置７１は、ピストンが上死点へ向かう過程でマイクロ波プラズマが生成されるように洗浄装置６０を制御する。マイクロ波プラズマは、噴孔９１から噴射され、インジェクター２９の噴孔８２の出口近傍に供給される。その結果、マイクロ波プラズマにより生成されたラジカルが、燃焼室１０のガスと共にインジェクター２９の内部空間８３へ流入し、そのラジカルによりインジェクター２９の内部が洗浄される。
−実施形態２の効果− On the other hand, the control device 71 controls the cleaning device 60 so that microwave plasma is generated in the process in which the piston moves toward the top dead center. Microwave plasma is injected from the nozzle hole 91 and supplied to the vicinity of the outlet of the nozzle hole 82 of the injector 29. As a result, radicals generated by the microwave plasma flow into the internal space 83 of the injector 29 together with the gas in the combustion chamber 10, and the inside of the injector 29 is cleaned by the radicals.
-Effect of Embodiment 2-

本実施形態２では、内圧調節部８１を設けているので、噴孔８２の出口近傍で生成されたラジカルをインジェクター２９の噴孔８２の内側へ供給して、噴孔８２の内側を洗浄することができる。従って、インジェクター２９の噴孔８２の内側を洗浄可能な洗浄装置６０を実現することができる。そして、デポジットの蓄積によるインジェクター２９の目詰まり又は動作不良を防止できる。
−実施形態２の変形例１− In the second embodiment, since the internal pressure adjusting unit 81 is provided, radicals generated in the vicinity of the outlet of the injection hole 82 are supplied to the inside of the injection hole 82 of the injector 29 to clean the inside of the injection hole 82. Can do. Therefore, the cleaning device 60 that can clean the inside of the injection hole 82 of the injector 29 can be realized. Then, clogging or malfunction of the injector 29 due to deposit accumulation can be prevented.
-Modification 1 of Embodiment 2

実施形態２の変形例１では、洗浄動作の際に、プラズマ生成器６５によりプラズマが供給される領域（つまり、インジェクター２９の噴孔８２の出口近傍）に過酸化水素を供給する過酸化水素供給器７５を備えている。過酸化水素噴射器７７は、シリンダヘッド２２に取り付けられている。 In the first modification of the second embodiment, during the cleaning operation, hydrogen peroxide is supplied to supply an area to which plasma is supplied by the plasma generator 65 (that is, near the outlet of the nozzle hole 82 of the injector 29). A container 75 is provided. The hydrogen peroxide injector 77 is attached to the cylinder head 22.

変形例１では、プラズマが供給される領域に過酸化水素が供給されるので、プラズマにより過酸化水素が分解されてＯＨラジカルが大量に生成される。従って、より多くのＯＨラジカルをインジェクター２９の噴孔８２の内側へ供給することができる。
−実施形態２の変形例２− In Modification 1, since hydrogen peroxide is supplied to a region to which plasma is supplied, the hydrogen peroxide is decomposed by the plasma and a large amount of OH radicals are generated. Therefore, more OH radicals can be supplied to the inside of the injection hole 82 of the injector 29.
-Modification 2 of Embodiment 2

実施形態２の変形例２では、排出通路８７に排出ポンプが設けられている。排出ポンプは、洗浄動作の際に、インジェクター２９の内部空間８３のガスを強制的にエンジン２０の排気管に排出する。変形例２では、洗浄動作の際に、排気バルブ２８及び吸気バルブ２７を閉じた状態で、クランクシャフトを回転させることなく、噴孔８２を通じて内部空間８３へ燃焼室１０のガスを導入することができる。変形例２によれば、クランクシャフト回転による騒音や振動を抑制できる。 In the second modification of the second embodiment, a discharge pump is provided in the discharge passage 87. The exhaust pump forcibly exhausts the gas in the internal space 83 of the injector 29 to the exhaust pipe of the engine 20 during the cleaning operation. In the second modification, the gas in the combustion chamber 10 can be introduced into the internal space 83 through the nozzle hole 82 without rotating the crankshaft while the exhaust valve 28 and the intake valve 27 are closed during the cleaning operation. it can. According to the second modification, noise and vibration due to crankshaft rotation can be suppressed.

なお、排出ポンプを使用せずに、プラズマ生成によって発生する熱で燃焼室１０の圧力を高めて、燃焼室１０とエンジン２０の排気管とに圧力差を生じさせて、噴孔８２を通じて内部空間８３へ燃焼室１０のガスを導入するようにしてもよい。 It should be noted that the pressure in the combustion chamber 10 is increased by the heat generated by the plasma generation without using the exhaust pump, thereby creating a pressure difference between the combustion chamber 10 and the exhaust pipe of the engine 20, and the internal space through the nozzle hole 82. The gas in the combustion chamber 10 may be introduced into 83.

以上説明したように、本発明は、プラズマ等を利用してエンジンの構成部品を洗浄するエンジンの洗浄装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for an engine cleaning apparatus that cleans engine components using plasma or the like.

２０エンジン
５０ＥＧＲクーラ（洗浄対象部品）
６０洗浄装置
６５プラズマ生成器（分解手段）
７５過酸化水素供給器（過酸化水素供給手段）
20 Engine 50 EGR cooler (cleaning target parts)
60 Cleaning device 65 Plasma generator (decomposing means)
75 Hydrogen peroxide supply device (hydrogen peroxide supply means)

Claims

An engine cleaning device that uses engine components as parts to be cleaned.
Hydrogen peroxide supply means for supplying hydrogen peroxide to the gas in the upstream passage through which the gas toward the cleaning target part flows;
An engine cleaning apparatus comprising: a decomposition means for decomposing hydrogen peroxide supplied by the hydrogen peroxide supply means into OH radicals in the vicinity of a part to be cleaned in the upstream passage.

In claim 1,
An engine cleaning apparatus, wherein the decomposition means decomposes hydrogen peroxide into OH radicals by plasma.

An engine cleaning device for cleaning an injector that sprays fuel from a nozzle hole,
Plasma generating means for generating plasma so that plasma is supplied in the vicinity of the outlet of the nozzle hole;
A pressure adjusting means for adjusting the inside of the injection hole to a lower pressure than the outside of the injection hole in the injector;
When cleaning the injector, the pressure adjusting means adjusts the inside of the nozzle hole to a lower pressure than the outside of the nozzle hole, and generates plasma by the plasma generating means, so that the radical generated by the plasma is injected into the injector. A cleaning device for an engine characterized by being supplied to the inside of the nozzle hole.

In claim 3,
The engine cleaning apparatus according to claim 1, wherein the pressure adjusting means causes the space inside the injection hole in the injector to communicate with a lower pressure space than the space.

In claim 3 or 4,
An engine cleaning apparatus comprising hydrogen peroxide supply means for supplying hydrogen peroxide to a region to which plasma is supplied by the plasma generation means when cleaning the injector.