JP2022054620A - 還元剤供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】選択還元型触媒および選択還元型触媒フィルタに還元剤を適切に供給する還元剤供給装置を提供する。【解決手段】排気管２を流通する排気ガスを還元処理する選択還元型触媒６ｂと、排気ガスを還元処理すると共に粒子状物質を捕捉する選択還元型触媒フィルタ６ａとに還元剤を供給する還元剤供給装置７であって、選択還元型触媒６ｂより高い供給圧力で選択還元型触媒フィルタ６ａに還元剤を供給する還元剤供給部８を備える。【選択図】図１
Description
本開示は、還元剤供給装置に関する。
従来から、例えば商用車などの車両において、排気管に配置された選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒、ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）に還元剤を供給する還元剤供給装置が実用化されている。還元剤供給装置からＳＣＲ触媒に供給された還元剤が、ＳＣＲ触媒において排気ガスに含まれるＮＯＸ（窒素酸化物）を還元して窒素などに浄化することにより、排気ガスに含まれるＮＯＸを低減することができる。また、複数のＳＣＲ触媒を排気管に配置する技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、複数の触媒を備えた選択的触媒還元システムが開示されている。このシステムは、複数のＳＣＲ触媒を排気管に配置することにより、単一のＳＣＲ触媒を配置した場合と比較して、ＮＯＸの還元効率を高めることができる。
しかしながら、特許文献１のシステムは、複数のＳＣＲ触媒に同じ供給圧力で還元剤を供給するため、特性の異なるＳＣＲ触媒、例えば単体のＳＣＲ触媒と選択還元型触媒フィルタとを配置した場合に、それぞれのＳＣＲ触媒に対して適切に還元剤を供給することが困難であった。
本開示は、選択還元型触媒および選択還元型触媒フィルタに還元剤を適切に供給する還元剤供給装置を提供することを目的とする。
本開示に係る還元剤供給装置は、排気管を流通する排気ガスを還元処理する選択還元型触媒と、排気ガスを還元処理すると共に粒子状物質を捕捉する選択還元型触媒フィルタとに還元剤を供給する還元剤供給装置であって、選択還元型触媒より高い供給圧力で選択還元型触媒フィルタに還元剤を供給する還元剤供給部を備えるものである。
本開示によれば、選択還元型触媒および選択還元型触媒フィルタに還元剤を適切に供給することが可能となる。
以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１に、本開示の実施の形態１に係る還元剤供給装置を備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関１と、排気管２と、内燃機関制御部３と、浄化装置４とを有する。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。
図１に、本開示の実施の形態１に係る還元剤供給装置を備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関１と、排気管２と、内燃機関制御部３と、浄化装置４とを有する。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。
内燃機関１は、車両を駆動するためのもので、例えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４つの行程を繰り返す、いわゆる４ストローク機関から構成されている。内燃機関１としては、例えば、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。
排気管２は、内燃機関１の排気口から外部に延びるように配置され、内燃機関１から排出される排気ガスを外部に排出する流路である。
内燃機関制御部３は、内燃機関１を制御するもので、内燃機関１および浄化装置４の供給制御部１２にそれぞれ接続されている。内燃機関制御部３は、例えば、吸気の流量、排気ガスの流量、燃料の供給およびエンジン回転数などを制御する。
浄化装置４は、排気ガスを浄化するもので、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）５と、ＳＤＰＦ（ＳＣＲ－Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）６ａと、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）６ｂと、還元剤供給装置７とを有する。
ＤＯＣ５は、排気管２内に配置され、排気ガスに含まれる炭化水素および一酸化炭素などの未燃焼成分を酸化して浄化する。例えば、ＤＯＣ５は、白金などの貴金属を触媒として担持したものから構成することができる。また、ＤＯＣ５は、未燃焼成分の酸化により生じた熱で排気ガスを昇温する機能も有する。
ＳＣＲ触媒６ｂは、排気管２内においてＳＤＰＦ６ａの下流側に配置され、還元剤の供給により排気ガスに含まれるＮＯＸを還元処理して浄化する。例えば、ＳＣＲ触媒６ｂは、鉄イオン交換アルミノシリケートおよび銅イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒などから構成することができる。これにより、ＳＣＲ触媒６ｂは、アンモニアが還元剤として排気管２内に供給されると、そのアンモニアをストレージする。そして、ＳＣＲ触媒６ｂは、排気ガスに含まれるＮＯＸをアンモニアと反応させて窒素および水に還元して浄化する。
ＳＤＰＦ６ａは、排気管２内においてＤＯＣ５とＳＣＲ触媒６ｂとの間に配置され、還元剤の供給により排気ガスに含まれるＮＯＸを還元処理すると共に排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉する。また、ＳＤＰＦ６ａは、予め設定された粒子状物質の最大捕捉量に基づいて燃焼され、捕捉された粒子状物質が除去される。ＳＤＰＦ６ａは、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）に、ＳＣＲ触媒をコートしたものから構成することができる。
なお、ＳＤＰＦ６ａは、本発明の選択還元型触媒フィルタを構成するものである。ここで、選択還元型触媒フィルタは、還元剤の供給により排気ガスに含まれるＮＯＸを還元処理すると共に排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するように構成されていればよく、ＳＤＰＦに限られるものではない。
還元剤供給装置７は、還元剤供給部８と、温度センサ１１ａおよび１１ｂと、供給制御部１２とを有する。
還元剤供給部８は、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂに還元剤を供給するもので、還元剤タンク１３と、供給管１４と、遮断弁１５と、減圧弁１６ａおよび１６ｂと、低圧用調整弁１７と、供給管１８と、高圧用調整弁１９とを有する。ここで、還元剤は、ＳＣＲ触媒６ｂにおいて排気ガスに含まれるＮＯＸを還元処理するためのもので、例えば、アンモニアおよびその前駆体である尿素などが挙げられる。
還元剤タンク１３は、還元剤を収容するもので、例えば、液化させたアンモニアを収容することができる。
供給管１４は、還元剤タンク１３から排気管２に延びるように配置されて、先端部に低圧用供給口１４ａが形成されている。これにより、還元剤タンク１３に収容されたアンモニアが、供給管１４を通って導かれ、低圧用供給口１４ａから排気管２内に供給されることになる。ここで、低圧用供給口１４ａは、排気管２内に供給されたアンモニアがＳＣＲ触媒６ｂに供給されるように排気管２においてＳＣＲ触媒６ｂの上流側に配置されている。
なお、供給管１４は、本発明の第１の供給管を構成するものである。
なお、供給管１４は、本発明の第１の供給管を構成するものである。
遮断弁１５は、供給管１４において還元剤タンク１３の下流側に配置されている。遮断弁１５は、供給管１４を閉じた閉状態と供給管１４を開いた開状態とを切り換えるように形成され、還元剤タンク１３から供給管１４へのアンモニアの流入を制御する。
減圧弁１６ａは、供給管１４において還元剤タンク１３と低圧用供給口１４ａとの間に配置、具体的には減圧弁１６ｂと低圧用調整弁１７との間に配置され、供給管１４内の圧力において還元剤タンク１３側の一次圧力に対して低圧用供給口１４ａ側の二次圧力を減圧する。ここで、一次圧力は、アンモニアが気化状態を保つと共にＳＣＲ触媒６ｂより高い供給圧力で供給管１８からＳＤＰＦ６ａにアンモニアを供給するように設定されている。また、二次圧力は、供給管１８より低い圧力、具体的にはＳＤＰＦ６ａとＳＣＲ触媒６ｂとの間の排気圧に対応する圧力でアンモニアを供給するように設定されている。
なお、減圧弁１６ａは、本発明の減圧部を構成するものである。
なお、減圧弁１６ａは、本発明の減圧部を構成するものである。
減圧弁１６ｂは、供給管１４において遮断弁１５と減圧弁１６ａとの間に配置され、供給管１４内の圧力において還元剤タンク１３側の一次圧力に対して減圧弁１６ａ側の二次圧力を減圧する。ここで、一次圧力は、アンモニアが液化状態を保つような圧力に設定されている。また、二次圧力は、アンモニアが気化状態を保つと共にＳＤＰＦ６ａの入口圧力より高い供給圧力で供給管１８からＳＤＰＦ６ａにアンモニアを供給するように設定されている。
低圧用調整弁１７は、供給管１４において減圧弁１６ａの下流側に配置され、供給管１４を流通するアンモニアの流量を調整する。これにより、低圧用調整弁１７は、低圧用供給口１４ａから排気管２内に供給されるアンモニアの供給量を調整することができる。
供給管１８は、供給管１４において減圧弁１６ａと減圧弁１６ｂとの間に接続されると共に供給管１４との接続部分から排気管２に延びるように配置されて、先端部に高圧用供給口１８ａが形成されている。これにより、還元剤タンク１３に収容されたアンモニアが、供給管１４の高圧部分から供給管１８を通って導かれ、高圧用供給口１８ａから排気管２内に供給されることになる。ここで、高圧用供給口１８ａは、低圧用供給口１４ａより高い供給圧力で還元剤をＳＤＰＦ６ａに供給するように排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側に配置されている。
なお、供給管１８は、本発明の第２の供給管を構成するものである。
なお、供給管１８は、本発明の第２の供給管を構成するものである。
高圧用調整弁１９は、供給管１８において高圧用供給口１８ａの近傍に配置され、供給管１８を流通するアンモニアの流量を調整する。これにより、高圧用調整弁１９は、高圧用供給口１８ａから排気管２内に供給されるアンモニアの供給量を調整することができる。
温度センサ１１ａは、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側近傍に配置され、ＳＤＰＦ６ａに流入する排気ガスの温度を検出する。温度センサ１１ｂは、排気管２においてＳＣＲ触媒６ｂの上流側近傍に配置され、ＳＣＲ触媒６ｂに流入する排気ガスの温度を検出する。温度センサ１１ａおよび温度センサ１１ｂは、それぞれ、電気的に供給制御部１２に接続されている。
供給制御部１２は、遮断弁１５、低圧用調整弁１７および高圧用調整弁１９にそれぞれ接続されている。供給制御部１２は、温度センサ１１ａで検出される温度および内燃機関１の駆動情報に基づいて、ＳＤＰＦ６ａにおけるアンモニアのストレージ容量と排気ガスに含まれるＮＯＸ量とに応じたアンモニアを供給するように還元剤供給部８を制御する。また、供給制御部１２は、予め設定されたＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の最大捕捉量に基づいて、ＳＤＰＦ６ａに捕捉された粒子状物質を燃焼して除去する再生処理を実施する。さらに、供給制御部１２は、温度センサ１１ｂで検出される温度および内燃機関１の駆動情報に基づいて、ＳＣＲ触媒６ｂにおけるアンモニアのストレージ容量と排気ガスに含まれるＮＯＸ量とに応じたアンモニアを供給するように還元剤供給部８を制御する。
なお、ストレージ容量は、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂにストレージ可能なアンモニア量を示し、例えば、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂの最大ストレージ容量に設定してもよく、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂの最大ストレージ容量から現在のストレージ量を差し引いたストレージ空き容量に設定することもできる。
また、内燃機関１の駆動は、車両の走行中だけでなく、アイドリング状態など内燃機関１の全ての駆動状態を含むものである。
また、内燃機関１の駆動は、車両の走行中だけでなく、アイドリング状態など内燃機関１の全ての駆動状態を含むものである。
なお、内燃機関制御部３および供給制御部１２の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、内燃機関制御部３および供給制御部１２の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭにコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、内燃機関制御部３および供給制御部１２の機能を実現することができる。
次に、本実施の形態の動作について説明する。
まず、図１に示すように、内燃機関制御部３が内燃機関１を制御して車両が走行されると、内燃機関１で生じた排気ガスが排気管２を流通して外部に排出される。このとき、ＤＯＣ５が、排気ガスに含まれる未燃焼成分を酸化して浄化する。
また、ＳＤＰＦ６ａが、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉する。さらに、供給制御部１２が、遮断弁１５を開状態とし、温度センサ１１ａで検出される温度および内燃機関１の駆動情報に基づいて、ＳＤＰＦ６ａにおけるアンモニアのストレージ容量と排気ガスに含まれるＮＯＸ量とに応じたアンモニアを順次供給するように高圧用調整弁１９を制御する。これにより、供給管１８の高圧用供給口１８ａから排気管２内に供給されたアンモニアがＳＤＰＦ６ａにストレージされ、ＳＤＰＦ６ａが、排気ガスに含まれるＮＯＸをアンモニアと反応させて窒素および水に還元して浄化する。
また、供給制御部１２は、温度センサ１１ｂで検出される温度および内燃機関１の駆動情報に基づいて、ＳＣＲ触媒６ｂにおけるアンモニアのストレージ容量と排気ガスに含まれるＮＯＸ量とに応じたアンモニアを順次供給するように低圧用調整弁１７を制御する。これにより、供給管１４の低圧用供給口１４ａから排気管２内に供給されたアンモニアがＳＣＲ触媒６ｂにストレージされ、ＳＣＲ触媒６ｂが、排気ガスに含まれるＮＯＸをアンモニアと反応させて窒素および水に還元して浄化する。
このとき、減圧弁１６ａは、供給管１４から供給されるアンモニアの供給圧力を、ＳＣＲ触媒６ｂの上流側の排気圧に応じた圧力に減圧するように設けられている。これにより、ＳＣＲ触媒６ｂに供給するアンモニアの供給量を高精度に制御することができ、ＳＣＲ触媒６ｂにアンモニアを適切に供給することができる。
このように、排気管２を流通する排気ガスは、ＤＯＣ５、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂにより順次浄化処理される。
このようにして、排気ガスが順次浄化処理されると、ＳＤＰＦ６ａには、捕捉された粒子状物質が堆積し、この堆積に伴って排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧が上昇することになる。このとき、還元剤供給部８が、ＳＤＰＦ６ａに対する供給圧力をＳＣＲ触媒６ｂと同じ供給圧力に設定すると、排気圧に対する適切な供給圧力から外れて、例えば排気圧より供給圧力が小さくなるおそれがある。
そこで、本発明では、供給管１８が、ＳＣＲ触媒６ｂより高い供給圧力でＳＤＰＦ６ａにアンモニアを供給するように、供給管１４において還元剤タンク１３と減圧弁１６ａとの間に接続されている。このため、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧が上昇した場合でも、適切な供給圧力でアンモニアを供給することができる。
これにより、ＳＤＰＦ６ａに供給するアンモニアの供給量を高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａにアンモニアを適切に供給することができる。また、排気ガスが、高圧用供給口１８ａから供給管１８内に流入するのを抑制することができ、アンモニア水の生成による供給管１８および供給管１４の腐食を防ぐことができる。
これにより、ＳＤＰＦ６ａに供給するアンモニアの供給量を高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａにアンモニアを適切に供給することができる。また、排気ガスが、高圧用供給口１８ａから供給管１８内に流入するのを抑制することができ、アンモニア水の生成による供給管１８および供給管１４の腐食を防ぐことができる。
このとき、供給管１４において減圧弁１６ｂの下流側の圧力は、ＳＤＰＦ６ａに最大捕捉量の粒子状物質が捕捉されたときの排気圧に応じた供給圧力でＳＤＰＦ６ａにアンモニアが供給されるように設定することが好ましい。例えば、減圧弁１６ｂの下流側の圧力は、ＳＤＰＦ６ａに最大捕捉量の粒子状物質が捕捉されたときの排気圧より大きな供給圧力でＳＤＰＦ６ａにアンモニアが供給されるように設定することができる。
これにより、ＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の捕捉量によらずに、全ての期間でＳＤＰＦ６ａに供給するアンモニアの供給量を高精度に制御することができる。
これにより、ＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の捕捉量によらずに、全ての期間でＳＤＰＦ６ａに供給するアンモニアの供給量を高精度に制御することができる。
また、供給管１４において減圧弁１６ｂの下流側の圧力は、アンモニアが気化するように設定されているため、高圧用供給口１８ａおよび低圧用供給口１４ａからアンモニアを気体の状態で供給することができ、アンモニアをＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂに確実にストレージさせることができる。
また、供給管１８は、供給管１４において還元剤タンク１３と減圧弁１６ａとの間の高圧部分に接続されることにより、高い供給圧力でアンモニアを供給するように形成されている。このため、例えば、供給管１８を供給管１４に接続せずに専用の還元剤タンクに接続して高い供給圧力でアンモニアを供給するものと比較して、供給管１８の構成を簡易化することができ、低いコストで形成することができる。
このようにして、ＳＤＰＦ６ａが、排気ガスを還元処理しつつ粒子状物質を捕捉すると、その粒子状物質の捕捉量が供給制御部１２において算出される。供給制御部１２は、例えば、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧に基づいて粒子状物質の捕捉量を算出し、その捕捉量に基づいてＳＤＰＦ６ａに捕捉された粒子状物質が最大捕捉量に達したか否かを判定する。そして、供給制御部１２は、ＳＤＰＦ６ａに捕捉された粒子状物質が最大捕捉量に達したと判定した場合には、内燃機関制御部３を介して内燃機関１を制御し、ＤＯＣ５の反応熱で排気ガスを高温に加熱させる。これにより、ＳＤＰＦ６ａに捕捉された粒子状物質を燃焼して除去することができる。
粒子状物質の除去により、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧は、ＳＣＲ触媒６ｂの上流側よりも高い圧力を維持しつつ低下する。このため、還元剤供給部８は、ＳＤＰＦ６ａを燃焼した後も、上記と同様に、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂに対するアンモニアの供給量を高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａにアンモニアを適切に供給することができる。
本実施の形態によれば、還元剤供給部８は、ＳＣＲ触媒６ｂより高い供給圧力でＳＤＰＦ６ａにアンモニアを供給するため、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧が上昇した場合でも、アンモニアの供給量を高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂにアンモニアを適切に供給することができる。
（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について説明する。ここでは、上記の実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
以下、本開示の実施の形態２について説明する。ここでは、上記の実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
上記の実施の形態１において、還元剤供給部８は、排気ガスが供給管１８内に流入する際に供給管１８を閉鎖するように設けられた逆止弁を配置することができる。
例えば、図２に示すように、実施の形態１の供給管１８に逆止弁２１を配置することができる。
逆止弁２１は、供給管１８において高圧用供給口１８ａの近傍に配置され、排気ガスＧが供給管１８内に流入する際、例えば供給管１８からのアンモニアＡの供給が停止された際に、開口部を閉鎖する閉鎖状態Ｓ１となるように付勢されている。
これにより、排気ガスＧが供給管１８内に流入するのを抑制することができ、アンモニア水が生成されて供給管１４および１８が腐食するのを防ぐことができる。
これにより、排気ガスＧが供給管１８内に流入するのを抑制することができ、アンモニア水が生成されて供給管１４および１８が腐食するのを防ぐことができる。
また、逆止弁２１は、供給管１８からのアンモニアの供給に応じて開口部を開放する開放状態Ｓ２となるように設けられている。
これにより、供給管１８からＳＤＰＦ６ａにアンモニアを適切に供給することができる。
これにより、供給管１８からＳＤＰＦ６ａにアンモニアを適切に供給することができる。
なお、逆止弁２１は、例えば、リード弁およびワンウェイバルブなどから構成することができる。
本実施の形態によれば、逆止弁２１が、排気ガスＧが供給管１８内に流入する際に供給管１８を閉鎖するように設けられているため、供給管１８からＳＤＰＦ６ａにアンモニアを適切に供給しつつ排気ガスＧが供給管１８内に流入するのを抑制することができ、供給管１４および１８の腐食を防ぐことができる。
（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３について説明する。ここでは、上記の実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１および２との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
以下、本開示の実施の形態３について説明する。ここでは、上記の実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１および２との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
上記の実施の形態１および２において、供給制御部１２は、ＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の捕捉に応じて排気圧が上昇するほど、ＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給圧力を高めるように還元剤供給部８を制御することができる。
例えば、図３に示すように、実施の形態１の減圧弁１６ｂに換えて減圧弁３１を配置することができる。
減圧弁３１は、供給管１４内の圧力において還元剤タンク１３側の一次圧力に対して下流側の二次圧力を減圧する。ここで、減圧弁３１は、減圧の度合を変更可能に構成されている。
供給制御部１２は、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧を図示しない圧力センサから取得し、ＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の捕捉に応じて排気圧が上昇するほど、ＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給圧力を高めるように減圧弁３１を制御する。
このような構成により、供給制御部１２は、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側の排気圧がＳＤＰＦ６ａとＳＣＲ触媒６ｂとの間の排気圧とほぼ同じ場合には、ＳＤＰＦ６ａに粒子状物質の捕捉量が少ないと判定する。このとき、供給制御部１２は、例えばＳＣＲ触媒６ｂに対する供給圧力とほぼ同じ低い供給圧力でＳＤＰＦ６ａにアンモニアを供給するように減圧弁３１を制御する。
続いて、供給制御部１２は、ＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の捕捉に応じて排気圧が上昇すると、排気圧が上昇するほどＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給圧力を高めるように減圧弁３１を制御する。
これにより、ＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給量をより高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａにアンモニアをさらに適切に供給することができる。
これにより、ＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給量をより高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａにアンモニアをさらに適切に供給することができる。
本実施の形態によれば、供給制御部１２が、ＳＤＰＦ６ａにおける粒子状物質の捕捉に応じて排気圧が上昇するほど、ＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給圧力を高めるように減圧弁３１を制御する。これにより、アンモニアの供給圧力と排気管２の排気圧との差圧が安定し、ＳＤＰＦ６ａに対するアンモニアの供給量をより高精度に制御することができ、ＳＤＰＦ６ａにアンモニアをさらに適切に供給することができる。
なお、上記の実施の形態１～３では、還元剤供給部８は、供給管１８を供給管１４の高圧部分に接続することにより、供給管１４より高い供給圧力でアンモニアを供給するように構成されたが、ＳＣＲ触媒６ｂより高い供給圧力でＳＤＰＦ６ａにアンモニアを供給できればよく、これに限られるものではない。例えば、供給管１８を専用の還元剤タンクに接続し、供給管１４より高い供給圧力で供給管１８からアンモニアを供給するように構成することができる。
また、上記の実施の形態１～３では、ＳＤＰＦ６ａは、排気管２においてＳＣＲ触媒６ｂより上流側に配置されたが、ＳＣＲ触媒６ｂの下流側に配置することもできる。
また、上記の実施の形態１～３では、還元剤供給部８は、還元剤タンク１３に収容されたアンモニアを供給するように構成されたが、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂにおいてＮＯＸを還元処理するための還元剤を供給できればよく、アンモニアに限られるものではない。例えば、還元剤供給部８は、還元剤タンク１３に尿素水を収容して、その収容された尿素水を供給することができる。
また、上記の実施の形態１～３では、ＳＣＲ触媒６ｂは、排気管２に独立して配置されたが、他の浄化装置と共に配置することもできる。また、複数のＳＣＲ触媒を配置することもできる。
また、上記の実施の形態１～３では、浄化装置４は、排気管２にＤＯＣ５、ＳＤＰＦ６ａおよびＳＣＲ触媒６ｂが配置されたが、排気ガスを浄化できればよく、これに限られるものではない。例えば、浄化装置４は、排気管２においてＤＯＣ５の下流側にディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を配置することができる。
また、上記の実施の形態１～３では、温度センサ１１ａは、排気管２においてＳＤＰＦ６ａの上流側近傍に配置されたが、ＳＤＰＦ６ａの温度を検出できればよく、これに限られるものではない。
また、上記の実施の形態１～３では、温度センサ１１ｂは、排気管２においてＳＣＲ触媒６ｂの上流側近傍に配置されたが、ＳＣＲ触媒６ｂの温度を検出できればよく、これに限られるものではない。
また、上記の実施の形態１～３では、温度センサ１１ｂは、排気管２においてＳＣＲ触媒６ｂの上流側近傍に配置されたが、ＳＣＲ触媒６ｂの温度を検出できればよく、これに限られるものではない。
また、上記の実施の形態１～３では、還元剤供給装置７は、車両に配置されたが、排気ガスが流通する排気管２内に還元剤を供給できればよく、これに限られるものではない。例えば、還元剤供給装置７は、船舶、産業機械または定置式内燃機関を設置した工場などに配置することができる。
その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。
本開示に係る還元剤供給装置は、選択還元型触媒および選択還元型触媒フィルタに還元剤を供給する装置に利用できる。
１ 内燃機関
２ 排気管
３ 内燃機関制御部
４ 浄化装置
５ ディーゼル酸化触媒
６ａ ＳＤＰＦ
６ｂ 選択還元型触媒
７ 還元剤供給装置
８ 還元剤供給部
９ 置換流体供給部
１０ 開度調節弁
１１ａ，１１ｂ 温度センサ
１２ 供給制御部
１３ 還元剤タンク
１４，１８ 供給管
１４ａ 低圧用供給口
１５ 遮断弁
１６ａ，１６ｂ，３１ 減圧弁
１７ 低圧用調整弁
１８ａ 高圧用供給口
１９ 高圧用調整弁
２１ 逆止弁
Ａ アンモニア
Ｇ 排気ガス
Ｓ１ 閉鎖状態
Ｓ２ 開放状態
２ 排気管
３ 内燃機関制御部
４ 浄化装置
５ ディーゼル酸化触媒
６ａ ＳＤＰＦ
６ｂ 選択還元型触媒
７ 還元剤供給装置
８ 還元剤供給部
９ 置換流体供給部
１０ 開度調節弁
１１ａ，１１ｂ 温度センサ
１２ 供給制御部
１３ 還元剤タンク
１４，１８ 供給管
１４ａ 低圧用供給口
１５ 遮断弁
１６ａ，１６ｂ，３１ 減圧弁
１７ 低圧用調整弁
１８ａ 高圧用供給口
１９ 高圧用調整弁
２１ 逆止弁
Ａ アンモニア
Ｇ 排気ガス
Ｓ１ 閉鎖状態
Ｓ２ 開放状態
Claims (5)
- 排気管を流通する排気ガスを還元処理する選択還元型触媒と、前記排気ガスを還元処理すると共に粒子状物質を捕捉する選択還元型触媒フィルタとに還元剤を供給する還元剤供給装置であって、
前記選択還元型触媒より高い供給圧力で前記選択還元型触媒フィルタに前記還元剤を供給する還元剤供給部を備える還元剤供給装置。 - 前記選択還元型触媒フィルタは、予め設定された粒子状物質の最大捕捉量に基づいて前記粒子状物質を燃焼して除去するように構成され、
前記還元剤供給部は、前記選択還元型触媒フィルタに前記最大捕捉量の粒子状物質が捕捉されたときの排気圧に応じた供給圧力で前記選択還元型触媒フィルタに前記還元剤を供給する請求項１に記載の還元剤供給装置。 - 前記還元剤供給部は、
前記還元剤を収容する還元剤タンクから前記排気管に延びるように配置されて、前記選択還元型触媒に前記還元剤を供給する第１の供給管と、
前記第１の供給管に配置され、前記第１の供給管内の圧力において前記還元剤タンク側に対して前記排気管側を減圧する減圧部と、
前記第１の供給管において前記還元剤タンクと前記減圧部との間に接続されると共に前記第１の供給管との接続部分から前記排気管に延びるように配置されて、前記選択還元型触媒フィルタに前記還元剤を供給する第２の供給管とを有する請求項１または２に記載の還元剤供給装置。 - 前記還元剤供給部は、前記選択還元型触媒フィルタに前記還元剤を供給する供給管に配置され、前記排気ガスが前記供給管内に流入する際に前記供給管を閉鎖するように設けられた逆止弁を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
- 前記選択還元型触媒フィルタにおける粒子状物質の捕捉に応じて排気圧が上昇するほど、前記選択還元型触媒フィルタに対する前記還元剤の供給圧力を高めるように前記還元剤供給部を制御する供給制御部をさらに有する請求項１～４のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
Priority Applications (1)
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| JP2020161759A JP2022054620A (ja) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | 還元剤供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2020161759A JP2022054620A (ja) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | 還元剤供給装置 |
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| JP (1) | JP2022054620A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023210070A1 (ja) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置、燃焼設備及び排ガス処理方法 |
-
2020
- 2020-09-28 JP JP2020161759A patent/JP2022054620A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023210070A1 (ja) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置、燃焼設備及び排ガス処理方法 |
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