JP2022152076A - Co2 separation device of internal combustion engine - Google Patents

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Takuya Mito
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Masahiko Okazaki
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Abstract

To provide a CO2 separation device of an internal combustion engine that can perform adsorption/desorption of CO2 with a CO2 adsorbent excellently and rapidly by controlling the CO2 adsorbent to an appropriately low temperature state during adsorption of CO2 and increasing the temperature of the CO2 adsorbent rapidly during desorption of CO2.SOLUTION: A CO2 separation device comprises: a heat exchanger 6 that absorbs the heat of exhaust gas by exchanging heat with the exhaust gas; a CO2 adsorbent (7) arranged on the downstream side with respect to the heat exchanger 6 in an exhaust passage 4, and having characteristics of adsorbing CO2 in the exhaust gas at low temperature and desorbing it at high temperature; a bypass passage 13 branching from the upstream side with respect to the heat exchanger 6 in the exhaust passage 4 and passing through the CO2 adsorbent; and first and second on-off valves 15, 16 that switch the flow of the exhaust gas to the exhaust passage 4 side or to the bypass passage 13 side, where the on-off valves switch the flow of the exhaust gas to the exhaust passage 4 side during CO2 adsorption control, and to the bypass passage 13 side during CO2 desorption control (Figs.8 and 9).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスからCO2を分離する内燃機関のCO2分離装置に関する。 The present invention relates to a CO2 separation device for an internal combustion engine that separates CO2 from the exhaust gas of the internal combustion engine.

自動車などに搭載される内燃機関の排気ガスに含まれるCO2(二酸化炭素)は、地球温暖化の一因であるといわれており、排気ガスからCO2を分離、回収し、自動車から排出されるCO2量を低減することが求められている。 CO2 (carbon dioxide) contained in the exhaust gas of internal combustion engines installed in automobiles is said to be one of the causes of global warming. A reduction in the amount is required.

従来、排気ガスからCO2を分離するCO2分離装置が知られており、例えば特許文献1に開示されている。このCO2分離装置は、排気ガス供給源と、排気ガス中のCO2を吸着するためのCO2吸着材をそれぞれ収容する2つの吸着部(吸着ユニット)と、水素供給源と、2つの吸着部への排気ガス及び水素の供給を切り替える切替手段を備えている。CO2吸着材は、CO2の吸蔵性能を有するゼオライトやシリカゲルなどで構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a CO2 separation device for separating CO2 from exhaust gas is known, and is disclosed in Patent Document 1, for example. This CO2 separation device includes an exhaust gas supply source, two adsorption units (adsorption units) each containing a CO2 adsorbent for adsorbing CO2 in the exhaust gas, a hydrogen supply source, and a supply of hydrogen to the two adsorption units. A switching means for switching the supply of exhaust gas and hydrogen is provided. The CO2 adsorbent is composed of zeolite, silica gel, or the like, which has CO2 absorption performance.

このCO2分離装置では、上記の切替手段により、一方の吸着部に排気ガス供給源から排気ガスが供給されている間、他方の吸着部に水素供給源から水素が供給される。一方の吸着部では、流入した排気ガス中のCO2がCO2吸着材に吸着し、他方の吸着部では、CO2吸着材にすでに吸着していたCO2が、流入した水素によって脱離し、水素と混合される。そして、このような吸着/脱離の動作が2つの吸着部間で交互に繰り返し行われることで、CO2が排気ガスから分離される。 In this CO2 separation device, the switching means allows hydrogen to be supplied from the hydrogen supply source to the other adsorption section while the exhaust gas is being supplied from the exhaust gas supply source to the other adsorption section. In one adsorption part, the CO2 in the inflowing exhaust gas is adsorbed by the CO2 adsorbent, and in the other adsorption part, the CO2 already adsorbed by the CO2 adsorbent is desorbed by the inflowing hydrogen and mixed with the hydrogen. be. By alternately repeating such adsorption/desorption operations between the two adsorption units, CO2 is separated from the exhaust gas.

特開2020-164424号公報JP 2020-164424 A

上述したようなゼオライトなどで構成されるCO2吸着材の吸着性能は、温度に応じて変化し、吸着材温度が低いほど高く、吸着材温度が高くなるにつれて低下するという温度特性を示す。これに対し、従来のCO2分離装置では、排気ガスやCO2吸着材の温度状態にかかわらず、流入する排気ガスをそのまま用い、CO2の吸着及び脱離動作が行われる。このため、内燃機関から高温の排気ガスが排出される場合、CO2吸着材が高温状態になるため、CO2の吸着を良好に行うことができない。また、CO2吸着材を収容する2つの吸着部(吸着ユニット)を別個に設けなければならず、そのことが装置の小型化の妨げになるおそれがある。 The adsorption performance of the CO2 adsorbent made of zeolite or the like as described above changes according to the temperature, and exhibits temperature characteristics such that the lower the adsorbent temperature, the higher the adsorption performance, and the higher the adsorbent temperature, the lower the adsorption performance. On the other hand, in the conventional CO2 separation device, regardless of the temperature state of the exhaust gas and the CO2 adsorbent, the inflowing exhaust gas is used as it is to perform CO2 adsorption and desorption operations. Therefore, when high-temperature exhaust gas is discharged from the internal combustion engine, the CO2 adsorbent becomes in a high temperature state, and CO2 cannot be adsorbed satisfactorily. In addition, two separate adsorption units (adsorption units) for accommodating the CO2 adsorbent must be provided, which may hinder downsizing of the apparatus.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、CO2吸着時にCO2吸着材を適切な低温状態に制御し、CO2脱離時にCO2吸着材を迅速に昇温することによって、CO2吸着材によるCO2の吸着/脱離を良好かつ迅速に行うことができる内燃機関のCO2分離装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems. It is an object of the present invention to provide a CO2 separation device for an internal combustion engine that can adsorb/desorb CO2 satisfactorily and quickly with a CO2 adsorbent.

この目的を達成するために、内燃機関の排気ガスからCO2を分離する内燃機関のCO2分離装置であって、排気通路4に設けられ、排気通路4を流れる排気ガスとの熱交換によって、排気ガスの熱を吸収する熱交換器6と、排気通路4の熱交換器6よりも下流側に配置され、排気ガス中のCO2を低温時に吸着するとともに高温時に脱離する特性を有するCO2吸着材(実施形態における(以下、本項において同じ)CO2吸着器7)と、排気通路4の熱交換器6よりも上流側から分岐し、CO2吸着材を通り、CO2吸着材の下流側において大気に開放されるバイパス通路13と、排気ガスの流れを排気通路4側又はバイパス通路13側のいずれかに切り替える切替手段(第1及び第2開閉弁15、16)と、排気ガス中のCO2をCO2吸着材に吸着させるCO2吸着制御と、CO2吸着材に吸着したCO2を脱離させるCO2脱離制御を選択的に実行するとともに、切替手段を制御することにより、CO2吸着制御を実行する際には排気ガスの流れを排気通路4側に切り替え、CO2脱離制御を実行する際には排気ガスの流れをバイパス通路13側に切り替える制御手段(ECU2、図6、図7)と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve this object, a CO2 separation device for an internal combustion engine that separates CO2 from exhaust gas of an internal combustion engine is provided in an exhaust passage 4, and heat exchange with the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 causes exhaust gas and a CO2 adsorbent ( The CO2 adsorber 7 in the embodiment (hereinafter the same in this section) and the exhaust passage 4 branch from the upstream side of the heat exchanger 6, pass through the CO2 adsorbent, and are open to the atmosphere on the downstream side of the CO2 adsorbent. switching means (first and second on-off valves 15 and 16) for switching the flow of exhaust gas to either the side of the exhaust passage 4 or the side of the bypass passage 13; By selectively executing CO2 adsorption control for adsorbing to the material and CO2 desorption control for desorbing CO2 adsorbed by the CO2 adsorbent, the switching means is controlled so that when CO2 adsorption control is performed, the exhaust and control means (ECU 2, FIGS. 6 and 7) for switching the gas flow to the exhaust passage 4 side and switching the exhaust gas flow to the bypass passage 13 side when CO2 desorption control is executed. and

この内燃機関のCO2分離装置では、排気通路に熱交換器とCO2吸着材が上流側から順に設けられており、CO2吸着材は、排気ガス中のCO2を低温時に吸着するとともに高温時に脱離する特性を有する。また、排気通路の熱交換器よりも上流側から分岐し、CO2吸着材を通るバイパス通路が設けられており、内燃機関から排出された排気ガスの流れが、切替手段により、排気通路側とバイパス通路側に切り替えられる。このCO2分離装置では、排気ガス中のCO2をCO2吸着材に吸着させるCO2吸着制御と、CO2吸着材に吸着したCO2を脱離させるCO2脱離制御が選択的に実行される。 In this CO2 separation device for an internal combustion engine, a heat exchanger and a CO2 adsorbent are provided in the exhaust passage in this order from the upstream side, and the CO2 adsorbent adsorbs CO2 in the exhaust gas at low temperatures and desorbs it at high temperatures. have characteristics. In addition, a bypass passage is provided that branches from the upstream side of the heat exchanger of the exhaust passage and passes through the CO2 adsorbent. Switch to the aisle side. In this CO2 separation device, CO2 adsorption control for adsorbing CO2 in the exhaust gas to the CO2 adsorbent and CO2 desorption control for desorbing CO2 adsorbed on the CO2 adsorbent are selectively executed.

CO2吸着制御を実行する際には、排気ガスの流れが排気通路側に切り替えられる。これにより、高温の排気ガスは、まず熱交換器に通され、熱交換によって熱を奪われ、冷却された後、CO2吸着材に流入する。その結果、CO2吸着材が排気ガスによって冷却され、適切な低温状態に制御されることによって、CO2吸着材によるCO2の吸着を良好に行うことができる。 When executing the CO2 adsorption control, the exhaust gas flow is switched to the exhaust passage side. As a result, the high-temperature exhaust gas first passes through the heat exchanger, loses heat through heat exchange, is cooled, and then flows into the CO2 adsorbent. As a result, the CO2 adsorbent is cooled by the exhaust gas and controlled to an appropriate low temperature state, so that the CO2 adsorption by the CO2 adsorbent can be carried out satisfactorily.

一方、CO2脱離制御を実行する際には、排気ガスの流れがバイパス通路側に切り替えられる。これにより、高温の排気ガスは、熱交換器を通らず、バイパス通路を介して、CO2吸着材に直接、流入する。その結果、熱交換器のヒートマスの影響を受けることなく、CO2吸着材が高温の排気ガスで迅速に昇温されることによって、CO2吸着材からのCO2の脱離を良好かつ迅速に行うことができる。また、従来の装置と異なり、CO2の吸着/脱離動作を、CO2吸着材を収容する単一の吸着材ユニットを用いて行うことが可能であり、それにより、装置の小型化などを図ることができる。 On the other hand, when executing the CO2 desorption control, the exhaust gas flow is switched to the bypass passage side. As a result, the hot exhaust gas does not pass through the heat exchanger and directly flows into the CO2 adsorbent via the bypass passage. As a result, the temperature of the CO2 adsorbent is rapidly raised by the high-temperature exhaust gas without being affected by the heat mass of the heat exchanger, so that CO2 can be desorbed from the CO2 adsorbent satisfactorily and quickly. can. In addition, unlike conventional devices, CO2 adsorption/desorption operations can be performed using a single adsorbent unit containing a CO2 adsorbent, thereby miniaturizing the device. can be done.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関のCO2分離装置において、熱交換器6を冷却する冷却手段(ウォータポンプ11)をさらに備え、制御手段は、CO2吸着制御を実行する際、排気ガスの流れを排気通路4側に切り替えるとともに、冷却手段による熱交換器6の冷却を制御する冷却制御を実行すること(図5のステップ11、12、15~17)を特徴とする。 The invention according to claim 2 is the CO2 separation apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising cooling means (water pump 11) for cooling the heat exchanger 6, and the control means executes CO2 adsorption control. At this time, the flow of the exhaust gas is switched to the side of the exhaust passage 4, and cooling control is performed to control the cooling of the heat exchanger 6 by the cooling means (steps 11, 12, 15 to 17 in FIG. 5). .

この構成によれば、CO2吸着制御時に、冷却手段による熱交換器の冷却を制御することによって、熱交換された排気ガスの温度を、CO2吸着材がCO2の吸着に適した温度状態になるように制御でき、CO2の吸着をさらに良好に行うことができる。 According to this configuration, by controlling the cooling of the heat exchanger by the cooling means during the CO2 adsorption control, the temperature of the heat-exchanged exhaust gas is adjusted to a temperature suitable for the CO2 adsorption of the CO2 adsorbent. can be controlled, and the adsorption of CO2 can be performed even better.

請求項3に係る発明は、請求項2に記載の内燃機関のCO2分離装置において、CO2吸着材の温度を表す温度パラメータ(第2排気温Tgas2)を検出する温度パラメータ検出手段(第2排気温センサ22)をさらに備え、制御手段は、検出された温度パラメータに基づいて冷却制御を実行すること(図5のステップ16、17、図6)を特徴とする。 The invention according to claim 3 is the CO2 separation device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein temperature parameter detection means (second exhaust temperature Tgas2) for detecting a temperature parameter (second exhaust temperature Tgas2) representing the temperature of the CO2 adsorbent It further comprises a sensor 22), and the control means is characterized by performing a cooling control based on the detected temperature parameter (steps 16, 17 in FIG. 5, FIG. 6).

この構成によれば、熱交換器の冷却制御を、CO2吸着材の実際の温度を表す、検出された温度パラメータに基づいて実行するので、例えばCO2吸着材の温度をCO2の吸着に最適な温度状態になるように制御でき、CO2の吸着を最大限、行うことができる。 According to this configuration, the cooling control of the heat exchanger is performed based on the detected temperature parameter representing the actual temperature of the CO2 adsorbent. It can be controlled to be in a state, and the maximum amount of CO2 can be adsorbed.

請求項4に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関のCO2分離装置において、排気通路4は、下流側端において大気に開放されるとともに、CO2吸着材の下流側から分岐する分岐通路10を有しており、分岐通路10に設けられ、CO2吸着材から脱離したCO2を貯蔵するための貯蔵タンク9と、CO2吸着材の下流側における排気ガスの流れを、排気通路6側又は分岐通路10側のいずれかに切り替える第2切替手段(切替弁12)と、をさらに備え、制御手段は、CO2脱離制御を実行する際、排気ガスの流れを、切替手段によりバイパス通路13側に切り替えるとともに、第2切替手段により分岐通路10側に切り替えること(図7のステップ21~23)を特徴とする。 The invention according to claim 4 is the CO2 separation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust passage 4 is open to the atmosphere at the downstream end thereof, and has a branch passage 10 branched from the downstream side of the CO2 adsorbent. A storage tank 9 provided in the branch passage 10 for storing CO2 desorbed from the CO2 adsorbent, and a flow of exhaust gas downstream of the CO2 adsorbent to the exhaust passage 6 side or branch a second switching means (switching valve 12) for switching to either the passage 10 side, and the control means switches the flow of the exhaust gas to the bypass passage 13 side by the switching means when executing the CO2 desorption control. It is characterized by switching to the branch passage 10 side by the second switching means (steps 21 to 23 in FIG. 7).

この構成によれば、CO2脱離制御時に、高温の排気ガスを、バイパス通路を介して、CO2吸着材に直接、流入させることによって、CO2吸着材からのCO2の脱離を良好に行えるとともに、脱離したCO2を、分岐通路を介して貯蔵タンクに導き、貯蔵することができる。 According to this configuration, during the CO2 desorption control, the high-temperature exhaust gas is allowed to flow directly into the CO2 adsorbent through the bypass passage, thereby desorbing CO2 from the CO2 adsorbent satisfactorily. The desorbed CO2 can be directed to a storage tank via a branch channel and stored.

請求項5に係る発明は、請求項2に記載の内燃機関のCO2分離装置において、排気通路4のCO2吸着材よりも下流側のCO2濃度CCO2を検出するCO2濃度検出手段(CO2濃度センサ23)をさらに備え、制御手段は、CO2吸着制御中、検出されたCO2濃度CCO2が所定値CREF以上になったときに、CO2脱離制御に切り替えること(図4)を特徴とする。 The invention according to claim 5 is the CO2 separation device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the CO2 concentration detection means (CO2 concentration sensor 23) detects the CO2 concentration CCO2 downstream of the CO2 adsorbent in the exhaust passage 4. and the control means switches to CO2 desorption control when the detected CO2 concentration CCO2 becomes equal to or higher than a predetermined value CREF during CO2 adsorption control (FIG. 4).

この構成によれば、CO2吸着制御中、検出されたCO2濃度CCO2が所定値CREF以上になったときに、CO2吸着材がCO2の飽和状態になったとして、CO2脱離制御に切り替える。これにより、CO2吸着制御からCO2脱離制御への切替を、CO2吸着材がCO2の飽和状態になった最適なタイミングで行うことができ、それにより、CO2の吸着/脱離を最大限、行うことができる。 According to this configuration, when the detected CO2 concentration CCO2 becomes equal to or higher than the predetermined value CREF during CO2 adsorption control, it is determined that the CO2 adsorbent is saturated with CO2, and control is switched to CO2 desorption control. As a result, switching from CO2 adsorption control to CO2 desorption control can be performed at the optimum timing when the CO2 adsorbent becomes saturated with CO2, thereby maximizing CO2 adsorption/desorption. be able to.

本発明を適用したCO2分離装置を内燃機関とともに概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a CO2 separation device to which the present invention is applied together with an internal combustion engine; FIG. CO2分離装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the configuration of the control system of the CO2 separation device. CO2吸着材の吸着性能の温度特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing temperature characteristics of adsorption performance of a CO2 adsorbent; CO2の吸着脱離制御処理のメインフローを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a main flow of a CO2 adsorption/desorption control process; 図4の吸着モード制御の処理を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart showing processing of adsorption mode control in FIG. 4 ; FIG. ウォータポンプの目標回転数を設定するためのマップである。It is a map for setting the target rotation speed of the water pump. 図4の脱離モード制御の処理を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart showing the desorption mode control process of FIG. 4; FIG. 吸着モード制御によって得られるCO2分離装置の動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the operation of the CO2 separator obtained by adsorption mode control; 脱離モード制御によって得られるCO2分離装置の動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the operation of the CO2 separator obtained by desorption mode control;

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は、本実施形態によるCO2分離装置1を、内燃機関3とともに示している。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a CO2 separation device 1 according to this embodiment together with an internal combustion engine 3 .

内燃機関(以下「エンジン」という)3は、例えば、車両(図示せず)に動力源として搭載されたガソリンエンジンである。エンジン3には、吸気通路(図示せず)及び排気通路4が接続されている。エンジン3では、各気筒(図示せず)において、燃料噴射弁(図示せず)から噴射された燃料と吸気通路から吸入された空気との混合気が、点火プラグ(図示せず)による点火によって燃焼し、それにより発生した高温の燃焼ガスが、排気ガスとして排気通路4に排出される。排気通路4は、下流側端において、ワンウェイバルブ5を介して大気に開放されている。 An internal combustion engine (hereinafter referred to as "engine") 3 is, for example, a gasoline engine mounted on a vehicle (not shown) as a power source. An intake passage (not shown) and an exhaust passage 4 are connected to the engine 3 . In the engine 3, in each cylinder (not shown), a mixture of fuel injected from a fuel injection valve (not shown) and air taken in from an intake passage is ignited by a spark plug (not shown). High-temperature combustion gas generated by combustion is discharged to the exhaust passage 4 as exhaust gas. The exhaust passage 4 is open to the atmosphere via a one-way valve 5 at its downstream end.

CO2分離装置1は、排気通路4を流れる排気ガスからCO2(二酸化炭素)を分離し、回収するためのものであり、熱交換器6、CO2吸着器7、圧縮機8及び貯蔵タンク9を備えている。熱交換器6とCO2吸着器7は、排気通路4に上流側から順に設けられ、圧縮機8と貯蔵タンク9は、排気通路4のCO2吸着器7よりも下流側から分岐する分岐通路10に設けられている。 The CO2 separation device 1 is for separating and recovering CO2 (carbon dioxide) from the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4, and includes a heat exchanger 6, a CO2 adsorber 7, a compressor 8 and a storage tank 9. ing. The heat exchanger 6 and the CO2 adsorber 7 are provided in the exhaust passage 4 in this order from the upstream side, and the compressor 8 and the storage tank 9 are connected to the branch passage 10 that branches from the downstream side of the CO2 adsorber 7 in the exhaust passage 4. is provided.

熱交換器6は、その内部を通る冷却水回路6aを流れる冷却水と排気通路4を流れる高温の排気ガスとの熱交換によって、排気ガスを冷却する水冷式のクーラとして機能する。冷却水回路6aには、電動のウォータポンプ11が設けられている。図2に示すように、ウォータポンプ11はECU(電子制御ユニット)2に電気的に接続されており、ウォータポンプ11の回転数NEWPをECU2で制御することによって、冷却水の流量が制御され、それにより排気ガスの冷却度合が制御される。 The heat exchanger 6 functions as a water-cooled cooler that cools the exhaust gas by exchanging heat between the cooling water flowing through the cooling water circuit 6a and the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 . An electric water pump 11 is provided in the cooling water circuit 6a. As shown in FIG. 2, the water pump 11 is electrically connected to an ECU (Electronic Control Unit) 2. By controlling the rotation speed NEWP of the water pump 11 with the ECU 2, the flow rate of cooling water is controlled. The degree of cooling of the exhaust gas is thereby controlled.

CO2吸着器7は、排気ガスからCO2を吸着/脱離するものであり、そのためのCO2吸着材(図示せず)を内蔵している。CO2吸着材は、CO2吸着器7を流れる排気ガスに晒されるように設けられている。また、CO2吸着材は、例えばリチウム複合酸化物やゼオライトなどで構成されており、図3に示すような、温度に応じた吸着性能を有する。 The CO2 adsorber 7 adsorbs/desorbs CO2 from the exhaust gas, and contains a CO2 adsorbent (not shown) for that purpose. The CO2 adsorbent is provided so as to be exposed to exhaust gas flowing through the CO2 adsorber 7 . Also, the CO2 adsorbent is composed of, for example, lithium composite oxide or zeolite, and has adsorption performance depending on temperature as shown in FIG.

具体的には、CO2吸着材が吸着することが可能なCO2吸着量QCO2は、吸着材温度(CO2吸着材の温度)Tadsに応じて変化し、吸着材温度Tadsが低いほど大きく、吸着材温度Tadsが高くなるにつれて低下する。したがって、同図に示すように、吸着材温度Tadsが低温側の第1温度T1及び高温側の第2温度T2のときのCO2吸着量QCO2を、それぞれ第1吸着量Q1及び第2吸着量Q2とした場合、吸着材温度Tadsが第1温度T1の状態でCO2を吸着させた後、吸着材温度Tadsを第2温度T2まで上昇させると、第1及び第2吸着量Q1、Q2の差(=Q1-Q2)に等しい量ΔQCO2のCO2が脱離し、回収される。 Specifically, the CO2 adsorption amount QCO2 that can be adsorbed by the CO2 adsorbent changes according to the adsorbent temperature (the temperature of the CO2 adsorbent) Tads. It decreases as Tads increases. Therefore, as shown in the figure, the CO2 adsorption amount QCO2 when the adsorbent temperature Tads is a first temperature T1 on the low temperature side and a second temperature T2 on the high temperature side is expressed as a first adsorption amount Q1 and a second adsorption amount Q2, respectively. In this case, after CO2 is adsorbed while the adsorbent temperature Tads is at the first temperature T1, when the adsorbent temperature Tads is raised to the second temperature T2, the difference between the first and second adsorption amounts Q1 and Q2 ( =Q1-Q2), an amount ΔQCO2 of CO2 is desorbed and recovered.

圧縮機8は、例えば電動のポンプで構成されており、CO2吸着材から脱離し、流出したCO2を圧縮した状態で、貯蔵タンク9に貯蔵させる。圧縮機8の駆動/停止は、ECU2によって制御される。 The compressor 8 is composed of, for example, an electric pump, and compresses the CO2 that has been desorbed from the CO2 adsorbent and stored in the storage tank 9 . Driving/stopping of the compressor 8 is controlled by the ECU 2 .

また、排気通路4と分岐通路10との分岐部には、切替弁12が設けられている。切替弁12は、CO2吸着器7の下流側における排気ガスの流れを、分岐通路10側(貯蔵側)又は排気通路4側(大気側)のいずれかに切り替える。この切替弁12の動作は、ECU2によって制御される。 A switching valve 12 is provided at a branching portion between the exhaust passage 4 and the branching passage 10 . The switching valve 12 switches the flow of the exhaust gas on the downstream side of the CO2 adsorber 7 to either the branch passage 10 side (storage side) or the exhaust passage 4 side (atmosphere side). The operation of this switching valve 12 is controlled by the ECU 2 .

CO2分離装置1は、さらにバイパス通路13を備えている。バイパス通路13は、高温の排気ガスをCO2吸着器7に直接、供給するためのものである。バイパス通路13は、排気通路4から熱交換器6をバイパスするように分岐し、CO2吸着器7に通され、排気通路4とは交らないとともに、その下流側において、ワンウェイバルブ14を介して大気に開放されている。 The CO2 separator 1 further comprises a bypass passage 13 . The bypass passage 13 is for supplying hot exhaust gas directly to the CO2 adsorber 7 . The bypass passage 13 branches from the exhaust passage 4 so as to bypass the heat exchanger 6, passes through the CO2 adsorber 7, does not intersect the exhaust passage 4, and is located downstream thereof via a one-way valve 14. open to the atmosphere.

また、排気通路4の熱交換器6とCO2吸着器7との間には、排気通路4を開閉する第1開閉弁15が設けられ、バイパス通路13には、これを開閉する第2開閉弁16が設けられている。以上の構成から、エンジン3から排出された高温の排気ガスは、第1開閉弁15が開弁した状態では、熱交換器6で冷却された後、CO2吸着器7に供給される一方、第2開閉弁16が開弁した状態では、CO2吸着器7に直接、供給される。これらの第1及び第2開閉弁15、16の開閉は、ECU2によって制御される。 A first on-off valve 15 for opening and closing the exhaust passage 4 is provided between the heat exchanger 6 and the CO2 adsorber 7 in the exhaust passage 4, and a second on-off valve for opening and closing the exhaust passage 4 is provided in the bypass passage 13. 16 are provided. With the above configuration, the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 3 is cooled by the heat exchanger 6 and then supplied to the CO2 adsorber 7 when the first on-off valve 15 is open. When the two on-off valve 16 is open, the CO2 is directly supplied to the CO2 adsorber 7 . The opening and closing of these first and second on-off valves 15 and 16 are controlled by the ECU 2 .

排気通路4には、バイパス通路13の分岐部よりも上流側に第1排気温センサ21が設けられ、CO2吸着器7の下流側には、第2排気温センサ22及びCO2濃度センサ23が設けられている。第1及び第2排気温センサ21、22は、それぞれの位置における排気ガスの温度を、第1排気温Tgas1及び第2排気温Tgas2としてそれぞれ検出する。CO2濃度センサ23は、CO2吸着器7の下流側における排気ガスのCO2濃度CCO2を検出する。それらの検出信号はECU2に出力される。 The exhaust passage 4 is provided with a first exhaust temperature sensor 21 upstream of the branch of the bypass passage 13, and a second exhaust temperature sensor 22 and a CO2 concentration sensor 23 are provided downstream of the CO2 adsorber 7. It is The first and second exhaust temperature sensors 21 and 22 detect the exhaust gas temperature at each position as a first exhaust temperature Tgas1 and a second exhaust temperature Tgas2, respectively. The CO2 concentration sensor 23 detects the CO2 concentration CCO2 of exhaust gas downstream of the CO2 adsorber 7 . Those detection signals are output to the ECU 2 .

ECU2は、CPU、RAM、ROM及びI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、上記のセンサ21~23の検出信号などに応じて、CO2分離装置によるCO2の吸着及び脱離を制御するCO2吸着脱離制御を実行する。本実施形態では、ECU2が制御手段を構成する。 The ECU 2 is composed of a microcomputer including a CPU, RAM, ROM, and I/O interface (none of which are shown). The ECU 2 executes CO2 adsorption/desorption control for controlling the adsorption and desorption of CO2 by the CO2 separation device according to the detection signals of the sensors 21-23. In this embodiment, the ECU 2 constitutes control means.

図4は、上述したCO2吸着脱離制御処理のメインフローを示す。本処理は、エンジン3の通常運転状態において、所定時間ごとに実行される。本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、検出されたCO2濃度CCO2が所定値CREFよりも小さいか否かを判別する。 FIG. 4 shows the main flow of the CO2 adsorption/desorption control process described above. This process is executed at predetermined time intervals while the engine 3 is in a normal operating state. In this process, first, in step 1 (illustrated as "S1"; the same shall apply hereinafter), it is determined whether or not the detected CO2 concentration CCO2 is smaller than a predetermined value CREF.

この判別結果がYESで、CO2濃度CCO2が所定値CREFよりも小さいときには、ステップ2に進み、CO2吸着材にCO2を吸着させるための吸着モード制御を実行する。一方、ステップ1の判別結果がNOで、CO2濃度CCO2が所定値CREF以上になったときには、CO2吸着材に吸着したCO2が飽和状態に達したとして、ステップ3に進み、CO2吸着材からCO2を脱離させるための脱離モード制御を実行する。 When the determination result is YES and the CO2 concentration CCO2 is smaller than the predetermined value CREF, the process proceeds to step 2, and adsorption mode control is executed to cause the CO2 adsorbent to adsorb CO2. On the other hand, when the determination result in step 1 is NO and the CO2 concentration CCO2 is equal to or higher than the predetermined value CREF, it is assumed that the CO2 adsorbed by the CO2 adsorbent has reached a saturated state, and the process proceeds to step 3 to remove CO2 from the CO2 adsorbent. Execute desorption mode control for desorption.

上記の吸着モード制御は、図5の処理によって実行される。この吸着モード制御では、第1開閉弁15を開弁する(ステップ11)と同時に、第2開閉弁16を閉弁する(ステップ12)。また、切替弁12を大気側(排気通路4側)に切り替え(ステップ13)、圧縮機8を停止する(ステップ14)。 The adsorption mode control described above is executed by the processing in FIG. In this adsorption mode control, the first on-off valve 15 is opened (step 11), and at the same time, the second on-off valve 16 is closed (step 12). Further, the switching valve 12 is switched to the atmosphere side (exhaust passage 4 side) (step 13), and the compressor 8 is stopped (step 14).

以上の制御により、図8に太線で示すように、エンジン3から排出された高温の排気ガスは、第1開閉弁15が開弁していることで、熱交換器6側に送られ、冷却水との熱交換によって冷却された後、CO2吸着器7に流入する。これにより、CO2吸着器7内のCO2吸着材が低温状態に制御されることで、排気ガス中のCO2がCO2吸着材に良好に吸着する。一方、排気ガス中のN2などの残りの成分は、CO2吸着器7から流出し、切替弁12及びワンウェイバルブ5を介して、大気に放出される。 By the above control, as indicated by the thick line in FIG. 8, the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 3 is sent to the heat exchanger 6 side by opening the first on-off valve 15, and cooled. After being cooled by heat exchange with water, it flows into the CO2 adsorber 7 . As a result, the CO2 adsorbent in the CO2 adsorber 7 is controlled to be in a low temperature state, so that the CO2 in the exhaust gas is favorably adsorbed by the CO2 adsorbent. On the other hand, the remaining components such as N 2 in the exhaust gas flow out from the CO 2 adsorber 7 and are released to the atmosphere via the switching valve 12 and the one-way valve 5 .

また、ウォータポンプ11を駆動する(ステップ15)ことによって、冷却水を循環させるとともに、冷却水の流量を制御する。具体的には、ステップ16において、第2排気温センサ22で検出された第2排気温Tgas2とその所定の目標値Tgas_CMDとの差(=Tgas2-Tgas_CMD)を、温度偏差ΔTgasとして算出する。 Further, by driving the water pump 11 (step 15), the cooling water is circulated and the flow rate of the cooling water is controlled. Specifically, in step 16, the difference (=Tgas2-Tgas_CMD) between the second exhaust temperature Tgas2 detected by the second exhaust temperature sensor 22 and its predetermined target value Tgas_CMD is calculated as the temperature deviation ΔTgas.

次に、ステップ17において、温度偏差ΔTgasに応じ、図6のマップを検索することによって、ウォータポンプ11の目標回転数NEWP_CMDを算出し、本処理を終了する。このマップでは、目標回転数NEWP_CMDは、温度偏差ΔTgasが0以下のとき、すなわち第2排気温Tgas2が目標値Tgas_CMD以下のときには、所定値N1に設定されている。 Next, in step 17, the target rotation speed NEWP_CMD of the water pump 11 is calculated by searching the map of FIG. 6 according to the temperature deviation ΔTgas, and this processing is terminated. In this map, the target engine speed NEWP_CMD is set to a predetermined value N1 when the temperature deviation ΔTgas is 0 or less, that is, when the second exhaust gas temperature Tgas2 is less than the target value Tgas_CMD.

一方、温度偏差ΔTgasが0よりも大きいとき、すなわち第2排気温Tgas2が目標値Tgas_CMDよりも高いときには、目標回転数NEWP_CMDは、温度偏差ΔTgasが大きいほど、より大きな値に設定されている。これにより、温度偏差ΔTgasが大きいほど、熱交換器6の冷却水が増量されることで、CO2吸着材の温度が適切に制御される。 On the other hand, when the temperature deviation ΔTgas is greater than 0, that is, when the second exhaust gas temperature Tgas2 is higher than the target value Tgas_CMD, the target engine speed NEWP_CMD is set to a larger value as the temperature deviation ΔTgas increases. As a result, the larger the temperature deviation ΔTgas, the more the amount of cooling water in the heat exchanger 6 is increased, so that the temperature of the CO2 adsorbent is appropriately controlled.

次に、図9を参照しながら、図4のステップ3で実行される脱離モード制御処理について説明する。この脱離モード制御の内容は、上述した吸着モード制御と基本的に逆であり、第1開閉弁15を閉弁する(ステップ21)と同時に、第2開閉弁16を開弁する(ステップ22)。また、切替弁12を貯蔵側(分岐通路10側)に切り替え(ステップ23)、圧縮機8を駆動する(ステップ24)とともに、ウォータポンプ11を停止し(ステップ25)、本処理を終了する。 Next, the desorption mode control process executed in step 3 of FIG. 4 will be described with reference to FIG. The content of this desorption mode control is basically the opposite of the above-described adsorption mode control. ). In addition, the switching valve 12 is switched to the storage side (the branch passage 10 side) (step 23), the compressor 8 is driven (step 24), the water pump 11 is stopped (step 25), and this processing ends.

以上の制御により、図9に太線で示すように、エンジン3からの高温の排気ガスは、開弁した第2開閉弁16及びバイパス通路13を介して、CO2吸着器7に直接、流入する。これにより、CO2吸着器7内のCO2吸着材が排気ガスにより昇温されることで、CO2吸着材に吸着していたCO2が脱離する。排気ガスは、CO2吸着器7から流出し、ワンウェイバルブ14を介して大気に放出される。一方、脱離したCO2は、切替弁12を介して分岐通路10側に流れ、圧縮機8で圧縮された状態で、貯蔵タンク9に貯蔵される。 Due to the above control, as indicated by the thick line in FIG. 9, high-temperature exhaust gas from the engine 3 directly flows into the CO2 adsorber 7 via the opened second on-off valve 16 and the bypass passage 13 . As a result, the temperature of the CO2 adsorbent in the CO2 adsorber 7 is raised by the exhaust gas, and the CO2 adsorbed on the CO2 adsorbent is desorbed. Exhaust gas flows out of the CO2 adsorber 7 and is released to the atmosphere via the one-way valve 14 . On the other hand, the desorbed CO 2 flows to the branch passage 10 side through the switching valve 12 and is stored in the storage tank 9 in a state of being compressed by the compressor 8 .

以上のように、本実施形態によれば、CO2吸着制御時には、第1及び第2開閉弁15、16により、排気ガスの流れを排気通路4側に切り替えることによって、高温の排気ガスは、熱交換器6において冷却水との熱交換によって冷却された後、CO2吸着器7に流入する。その結果、CO2吸着材が排気ガスによって冷却され、適切な低温状態に制御されることによって、CO2吸着材によるCO2の吸着を良好に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, during CO2 adsorption control, the flow of the exhaust gas is switched to the exhaust passage 4 side by the first and second on-off valves 15 and 16, so that the high-temperature exhaust gas is heated. After being cooled by heat exchange with cooling water in the exchanger 6 , it flows into the CO 2 adsorber 7 . As a result, the CO2 adsorbent is cooled by the exhaust gas and controlled to an appropriate low temperature state, so that the CO2 adsorption by the CO2 adsorbent can be carried out satisfactorily.

一方、CO2脱離制御時には、第1及び第2開閉弁15、16により、排気ガスの流れをバイパス通路13側に切り替えることによって、高温の排気ガスは、熱交換器6を通らず、バイパス通路12を介して、CO2吸着器7に直接、流入する。その結果、熱交換器6のヒートマスの影響を受けることなく、CO2吸着材が高温の排気ガスで迅速に昇温されることによって、CO2吸着材からのCO2の脱離を良好かつ迅速に行うことができる。また、従来の装置と異なり、CO2の吸着/脱離動作を、CO2吸着材を収容する単一の吸着材ユニットを用いて行うことができ、それにより、装置の小型化などを図ることができる。 On the other hand, during the CO2 desorption control, the flow of the exhaust gas is switched to the bypass passage 13 side by the first and second on-off valves 15 and 16, so that the high-temperature exhaust gas does not pass through the heat exchanger 6 and passes through the bypass passage. Via 12 it flows directly into the CO2 adsorber 7 . As a result, the temperature of the CO2 adsorbent is rapidly raised by the high-temperature exhaust gas without being affected by the heat mass of the heat exchanger 6, so that CO2 can be desorbed from the CO2 adsorbent satisfactorily and quickly. can be done. In addition, unlike the conventional device, the CO2 adsorption/desorption operation can be performed using a single adsorbent unit containing the CO2 adsorbent, thereby making it possible to reduce the size of the device. .

また、CO2吸着材の温度を表す温度パラメータとして、第2排気温Tgas2(CO2吸着器7の下流側の排気ガス温度)を用い、検出された第2排気温Tgas2が目標値Tgas_CMDになるように、ウォータポンプ11の目標回転数NEWP_CMDを設定し、熱交換器6の冷却水の流量を制御する(図5のステップ16、17、図6)。これにより、CO2吸着材の温度をCO2の吸着に最適な温度状態になるように制御でき、CO2の吸着を最大限、行うことができる。 Further, the second exhaust temperature Tgas2 (exhaust gas temperature on the downstream side of the CO2 adsorber 7) is used as a temperature parameter representing the temperature of the CO2 adsorbent, and the detected second exhaust temperature Tgas2 is set to the target value Tgas_CMD. , the target rotation speed NEWP_CMD of the water pump 11 is set, and the flow rate of the cooling water of the heat exchanger 6 is controlled (steps 16 and 17 in FIG. 5, FIG. 6). As a result, the temperature of the CO2 adsorbent can be controlled so as to be in an optimal temperature state for CO2 adsorption, and the maximum CO2 adsorption can be achieved.

さらに、CO2脱離制御時には、切替弁12を分岐通路10側に切り替えることによって、脱離したCO2を圧縮機8に導き、貯蔵タンク9に貯蔵することができる。 Furthermore, during CO2 desorption control, by switching the switching valve 12 to the branch passage 10 side, the desorbed CO2 can be guided to the compressor 8 and stored in the storage tank 9 .

また、CO2吸着制御中、検出されたCO2吸着材の下流側のCO2濃度CCO2が所定値CREF以上になったときに、CO2吸着材がCO2の飽和状態になったとして、CO2脱離制御に切り替える(図4のステップ1、3)。これにより、CO2脱離制御への切替を、CO2吸着材がCO2の飽和状態になった最適なタイミングで行うことができ、CO2の吸着/脱離を最大限、行うことができる。 During CO2 adsorption control, when the detected CO2 concentration CCO2 on the downstream side of the CO2 adsorbent reaches or exceeds a predetermined value CREF, it is determined that the CO2 adsorbent is saturated with CO2, and the control is switched to CO2 desorption control. (Steps 1 and 3 in FIG. 4). As a result, switching to CO2 desorption control can be performed at the optimum timing when the CO2 adsorbent becomes saturated with CO2, and adsorption/desorption of CO2 can be performed to the maximum extent.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、CO2吸着材の温度を表す温度パラメータとして、第2排気温Tgas2(CO2吸着器7の下流側の排気ガス温度)を用いているが、これに代えて、他の適当な位置における排気ガスの温度、例えば実施形態の第1排気温Tgas1(エンジン3のすぐ下流側の排気ガス温度)を用いてもよく、あるいはこれらの平均値でもよい。もちろん、CO2吸着材の温度を直接、検出することも可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the described embodiments and can be implemented in various ways. For example, in the embodiment, the second exhaust temperature Tgas2 (exhaust gas temperature on the downstream side of the CO2 adsorber 7) is used as the temperature parameter representing the temperature of the CO2 adsorbent. The temperature of the exhaust gas at the position, for example, the first exhaust temperature Tgas1 (exhaust gas temperature immediately downstream of the engine 3) in the embodiment may be used, or an average value thereof may be used. Of course, it is also possible to directly detect the temperature of the CO2 adsorbent.

また、実施形態では、CO2吸着制御(吸着モード制御)とCO2脱離制御(脱離モード制御)の切替を判定するためのCO2濃度CCO2のしきい値として、単一の所定値CREFを用いているが、両制御の切替方向によって互いに異なる値とすることで、ヒステリシスを設定してもよい。さらに、実施形態では、第2排気温Tgas2の目標値Tgas_CMDを所定値としているが、エンジン3の運転状態などに応じて変更してもよい。 Further, in the embodiment, a single predetermined value CREF is used as the threshold value of the CO2 concentration CCO2 for determining switching between CO2 adsorption control (adsorption mode control) and CO2 desorption control (desorption mode control). However, the hysteresis may be set by setting different values depending on the switching direction of both controls. Furthermore, in the embodiment, the target value Tgas_CMD of the second exhaust gas temperature Tgas2 is a predetermined value, but it may be changed according to the operating state of the engine 3 or the like.

また、実施形態は、熱交換器6とCO2吸着器7を各1つ用いた例であるが、2つ以上、用いることも、本発明の範囲内である。さらに、実施形態では、排気通路4とバイパス通路13の切替を、両通路4、13に設けた第1及び第2開閉弁15、16を連動して開閉することによって行っているが、両通路4、13の分岐部に切替弁12のような単一の切替弁を設けてもよい。 Also, the embodiment is an example using one heat exchanger 6 and one CO2 adsorber 7, but it is also within the scope of the present invention to use two or more. Furthermore, in the embodiment, switching between the exhaust passage 4 and the bypass passage 13 is performed by interlocking opening and closing of the first and second on-off valves 15 and 16 provided in both passages 4 and 13. A single switching valve such as the switching valve 12 may be provided at the branches of 4 and 13 .

また、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジンなどの他の種類のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Further, the embodiment is an example in which the present invention is applied to a gasoline engine mounted on a vehicle, but the present invention is not limited to this, and may be applied to other types of engines such as diesel engines. It is also applicable to engines other than vehicles. In addition, it is possible to change the detailed configuration as appropriate within the scope of the present invention.

1 CO2分離装置
2 ECU(制御手段)
3 エンジン(内燃機関)
4 排気通路
6 熱交換器
7 CO2吸着器(CO2吸着材)
9 貯蔵タンク
10 分岐通路
11 ウォータポンプ(冷却手段)
12 切替弁(第2切替手段)
13 バイパス通路
15 第1開閉弁(切替手段)
16 第2開閉弁(切替手段)
21 第1排気温センサ21(温度パラメータ検出手段)
22 第2排気温センサ22(温度パラメータ検出手段)
23 CO2濃度センサ(CO2濃度検出手段)
Tgas1 第1排気温(温度パラメータ)
Tgas2 第2排気温(温度パラメータ)
CCO2 CO2濃度
CREF 所定値
1 CO2 separation device 2 ECU (control means)
3 Engine (internal combustion engine)
4 exhaust passage 6 heat exchanger 7 CO2 adsorber (CO2 adsorbent)
9 storage tank 10 branch passage 11 water pump (cooling means)
12 switching valve (second switching means)
13 Bypass passage 15 First on-off valve (switching means)
16 Second on-off valve (switching means)
21 first exhaust temperature sensor 21 (temperature parameter detection means)
22 second exhaust temperature sensor 22 (temperature parameter detection means)
23 CO2 concentration sensor (CO2 concentration detection means)
Tgas1 First exhaust temperature (temperature parameter)
Tgas2 Second exhaust temperature (temperature parameter)
CCO2 CO2 concentration CREF Predetermined value

Claims (5)

内燃機関の排気ガスからCO2を分離する内燃機関のCO2分離装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、当該排気通路を流れる排気ガスとの熱交換によって、排気ガスの熱を吸収する熱交換器と、
前記排気通路の前記熱交換器よりも下流側に配置され、排気ガス中のCO2を低温時に吸着するとともに高温時に脱離する特性を有するCO2吸着材と、
前記排気通路の前記熱交換器よりも上流側から分岐し、前記CO2吸着材を通り、当該CO2吸着材の下流側において大気に開放されるバイパス通路と、
排気ガスの流れを前記排気通路側又は前記バイパス通路側のいずれかに切り替える切替手段と、
排気ガス中のCO2を前記CO2吸着材に吸着させるCO2吸着制御と、当該CO2吸着材に吸着したCO2を脱離させるCO2脱離制御を選択的に実行するとともに、前記切替手段を制御することにより、前記CO2吸着制御を実行する際には排気ガスの流れを前記排気通路側に切り替え、前記CO2脱離制御を実行する際には排気ガスの流れを前記バイパス通路側に切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のCO2分離装置。
A CO2 separation device for an internal combustion engine that separates CO2 from an exhaust gas of the internal combustion engine,
a heat exchanger that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and absorbs heat of the exhaust gas by heat exchange with the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
a CO2 adsorbent disposed downstream of the heat exchanger in the exhaust passage and having the property of adsorbing CO2 in exhaust gas at low temperatures and desorbing CO2 at high temperatures;
a bypass passage that branches from the upstream side of the heat exchanger of the exhaust passage, passes through the CO2 adsorbent, and is open to the atmosphere on the downstream side of the CO2 adsorbent;
switching means for switching the flow of exhaust gas to either the exhaust passage side or the bypass passage side;
By selectively executing CO2 adsorption control for causing the CO2 in the exhaust gas to be adsorbed by the CO2 adsorbent and CO2 desorption control for desorbing the CO2 adsorbed by the CO2 adsorbent, and by controlling the switching means a control means for switching the exhaust gas flow to the exhaust passage side when executing the CO2 adsorption control, and switching the exhaust gas flow to the bypass passage side when executing the CO2 desorption control;
A CO2 separation device for an internal combustion engine, comprising:
前記熱交換器を冷却する冷却手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記CO2吸着制御を実行する際、排気ガスの流れを前記排気通路側に切り替えるとともに、前記冷却手段による前記熱交換器の冷却を制御する冷却制御を実行することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関のCO2分離装置。
Further comprising cooling means for cooling the heat exchanger,
The control means is characterized in that when executing the CO2 adsorption control, the flow of the exhaust gas is switched to the exhaust passage side, and cooling control is executed to control the cooling of the heat exchanger by the cooling means. The CO2 separation device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記CO2吸着材の温度を表す温度パラメータを検出する温度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出された温度パラメータに基づいて前記冷却制御を実行することを特徴とする、請求項2に記載の内燃機関のCO2分離装置。
further comprising temperature parameter detection means for detecting a temperature parameter representing the temperature of the CO2 adsorbent;
3. The CO2 separation device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein said control means executes said cooling control based on said detected temperature parameter.
前記排気通路は、下流側端において大気に開放されるとともに、前記CO2吸着材の下流側から分岐する分岐通路を有しており、
当該分岐通路に設けられ、前記CO2吸着材から脱離したCO2を貯蔵するための貯蔵タンクと、
前記CO2吸着材の下流側における排気ガスの流れを、前記排気通路側又は前記分岐通路側のいずれかに切り替える第2切替手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記CO2脱離制御を実行する際、排気ガスの流れを、前記切替手段により前記バイパス通路側に切り替えるとともに、前記第2切替手段により前記分岐通路側に切り替えることを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関のCO2分離装置。
The exhaust passage has a branch passage that is open to the atmosphere at a downstream end and branches from the downstream side of the CO2 adsorbent,
a storage tank provided in the branch passage for storing CO2 desorbed from the CO2 adsorbent;
a second switching means for switching the flow of exhaust gas on the downstream side of the CO2 adsorbent to either the exhaust passage side or the branch passage side;
When executing the CO2 desorption control, the control means switches the flow of the exhaust gas to the bypass passage side by the switching means and switches the flow of the exhaust gas to the branch passage side by the second switching means. The CO2 separation device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記排気通路の前記CO2吸着材よりも下流側のCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記CO2吸着制御中、前記検出されたCO2濃度が所定値以上になったときに、前記CO2脱離制御に切り替えることを特徴とする、請求項2に記載の内燃機関のCO2分離装置。
further comprising CO2 concentration detection means for detecting the CO2 concentration downstream of the CO2 adsorbent in the exhaust passage;
3. The CO2 of the internal combustion engine according to claim 2, wherein the control means switches to the CO2 desorption control when the detected CO2 concentration becomes equal to or higher than a predetermined value during the CO2 adsorption control. separation device.
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