JP2015129506A - 高活性物質添加装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関10の排気通路10exのうちNOx浄化装置15の上流側へ還元剤を添加する高活性物質添加装置は、電気ヒータ34(加熱手段)を備える。電気ヒータ34は、液体の炭化水素を加熱して気化する気化加熱面、および気化した炭化水素をさらに加熱してクラッキングするクラッキング加熱面を有する。そして、電気ヒータ34によりクラッキングされた炭化水素から高活性物質として改質還元剤を生成する。
【選択図】図1
Description
図1に示す燃焼システムは、以下に詳述する内燃機関10、過給機11、微粒子捕集装置(DPF14)、NOx浄化装置15、還元剤浄化装置(DOC16)および高活性物質添加装置を備える。燃焼システムは車両に搭載されたものであり、当該車両は、内燃機関10の出力を駆動源として走行する。内燃機関10は、圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、燃焼に用いる燃料には軽油を用いている。
図9に示す本実施形態では、気化加熱面343およびクラッキング加熱面344の各々にメッシュ部材345、346が取り付けられている。気化加熱面343に取り付けられたメッシュ部材345は、気化ケース35に溜まった液体燃料を毛細管現象により引き寄せて気化加熱面343へ付着させるように機能し、「毛細管部材」を提供する。これによれば、気化加熱面343に液体燃料が強制的に付着されるようになるので、図3に示す膜Mの形成が抑制される。よって、膜沸騰の発生により気化量が低下することを抑制できる。
図2および図9に示す実施形態では、加熱面が上下方向に延びる向きに電気ヒータ34を設置している。これに対し、図10に示す本実施形態では、加熱面が左右方向に延びる向きに電気ヒータ34を設置している。燃料噴射弁33から噴射された液体燃料が気化加熱面343には直接付着し、クラッキング加熱面344には直接付着しないよう、燃料噴射弁33および電気ヒータ34は配置されている。
図2、図9および図10に示す実施形態では、気化加熱面343およびクラッキング加熱面344は同一の熱源(発熱体341)を共有している。これに対し、図11に示す本実施形態では、気化加熱用の第1電気ヒータ34Aと、クラッキング加熱用の第2電気ヒータ34Bとを別々に設けている。
図2、図9、図10および図11に示す実施形態では、燃料噴射弁33の噴孔から液体燃料を噴射して微粒化させている。これに対し図12に示す本実施形態では、燃料噴射弁33を電磁バルブ33Aに置き換えている。マイコン81により電磁バルブ33Aが開弁するように制御されると、ポンプ33pから供給された燃料は微粒化されることなく電磁バルブ33Aから気化ケース35へ流出し、気化ケース35内に一旦貯留される。その後、貯留された液体燃料は、気化加熱面343により加熱されて液面Lから蒸発し、その後さらにクラッキング加熱面344により加熱されてクラッキングされる。
上記第1実施形態では、放電リアクタ20は、電気ヒータ34より空気流れ下流側に設置されている。これに対し本実施形態では、図14に示すように、電気ヒータ34より空気流れ上流側に放電リアクタ20が設置されている。エアポンプ31により送風された空気は先ず放電リアクタ20に流入する。この放電リアクタ20の電極21間で放電させると、空気中の酸素からオゾンが生成される。このように生成されたオゾンは、空気とともに供給管24へ供給される。
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
Claims (8)
- 内燃機関(10)の排気に含まれるNOxを還元触媒上で浄化するNOx浄化装置(15)が排気通路(10ex)に備えられた燃焼システムに設けられ、前記排気通路のうち前記還元触媒の上流側へ高活性物質を添加する高活性物質添加装置において、
供給された液体の炭化水素を加熱して、その炭化水素の炭素数を減少させるようにクラッキングさせる加熱手段(34、34A、34B)を備え、
前記加熱手段は、前記液体の炭化水素を加熱して気化する気化加熱面(343、342A)、および気化した炭化水素をさらに加熱してクラッキングするクラッキング加熱面(344、342B)を有し、
前記加熱手段によりクラッキングされた炭化水素から前記高活性物質として改質還元剤を生成することを特徴とする高活性物質添加装置。 - 少なくとも酸素を含んだ酸素ガスが流通する流通路(22a)を形成するとともに、前記流通路に配置された電極(21)を有し、前記電極の放電により前記酸素ガスを電離させる放電リアクタ(20)を備え、
前記クラッキングされた炭化水素を前記流通路へ供給することで、該炭化水素を、前記放電リアクタにより電離された酸素ガスで酸化させて前記高活性物質として改質還元剤を生成することを特徴とする請求項1に記載の高活性物質添加装置。 - 前記気化加熱面および前記クラッキング加熱面は同一の熱源を共有しており、
前記熱源の温度は、クラッキング可能温度以上に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の高活性物質添加装置。 - 前記液体の炭化水素を前記気化加熱面へ向けて噴射する炭化水素噴射手段(33)を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の高活性物質添加装置。
- 前記気化加熱面には、前記液体の炭化水素を毛細管現象により引き寄せて前記気化加熱面へ付着させる毛細管部材(345)が取り付けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の高活性物質添加装置。
- 前記クラッキング加熱面には、炭化水素を加熱する面積を拡大させる加熱面積拡大部材(346)が取り付けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の高活性物質添加装置。
- 前記電極は、互いに対向するように配置された平板形状であり、
一対の前記電極の間に、前記酸素ガスが流通する電極間通路(21a)が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の高活性物質添加装置。 - 前記加熱手段への炭化水素の供給を停止させることで、前記放電リアクタにより前記電離された酸素ガスからオゾンを生成させるように制御するオゾン生成制御手段(S22)と、
前記加熱手段への炭化水素の供給を実施させることで、前記放電リアクタにより電離された酸素ガスで炭化水素を酸化させて前記改質還元剤を生成させるように制御する改質制御手段(S26)と、
を備えることを特徴とする請求項2または7に記載の高活性物質添加装置。
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