JP2622907B2 - 排ガス浄化装置 - Google Patents

排ガス浄化装置

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満 細谷
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル車から排
出されるNOx を低減する排ガス浄化装置、特に、触媒
および還元剤でそのNOx を処理する排ガス浄化装置に
関する。
【0002】
【背景技術】ディーゼル車から排出されるNOx を触媒
および還元剤で低減する排ガス浄化装置が開発されてき
ているが、その種の浄化装置では、還元剤がポンプで供
給され、圧縮空気で触媒の上流において、ディーゼル・
エンジンの排ガスに噴射され、混合されてその触媒上で
そのNOx を還元処理するので、装置全体が複雑になっ
た。
【0003】
【発明の課題】この発明の課題は、装置全体を簡略化
し、ディーゼル・エンジンから排出されるNOx を触媒
および還元剤で低減するところの排ガス浄化装置の提供
にある。
【0004】
【課題に相応する手段およびそれの作用】この発明は還
元触媒を有してディーゼル・エンジンの排気管の途中に
配置される還元装置と、その還元装置の上流側におい
て、その排気管に配置されてそのディーゼル・エンジン
の燃料供給ポンプの吐出し側および空気圧源にそれぞれ
配管で接続される噴射ノズルと、その噴射ノズルにその
燃料供給ポンプを接続するその配管に配置される還元剤
遮断弁と、その噴射ノズルおよび還元剤遮断弁の間でそ
の配管に配置される流量調整弁と、その噴射ノズルにそ
の空気圧源を接続するその配管に配置される空気遮断弁
と、その噴射ノズルおよび空気遮断弁の間でその配管に
配置される空気流量調整弁と、エンジン回転数、エンジ
ン負荷、排ガス温度、還元剤供給圧、および、空気供給
圧に応じてそれら遮断弁および流量調整弁を制御するコ
ンピュータとを含み、還元剤としてそのディーゼル・エ
ンジンの燃料(軽油)が用いられ、そして、その軽油が
そのディーゼル・エンジンの燃料供給ポンプで供給され
るところである。
【0005】
【具体例の説明】以下、この発明の排ガス浄化装置の特
定された具体例について、図面を参照して説明する。図
1および図2は、ディーゼル車に適用されたこの発明の
排ガス浄化装置の具体例10を示している。この排ガス
浄化装置10は、そのディーゼル車に搭載されたディー
ゼル・エンジン40の排気系統に適用され、還元装置1
1、噴射ノズル12、還元剤遮断弁13、還元剤流量調
整弁14、空気遮断弁15、空気流量調整弁16、およ
び、エンジン回転数、エンジン負荷、排ガス温度、およ
び、還元剤供給圧、および、空気供給圧に応じてそれら
遮断弁13,15および流量調整弁14,16を制御す
るコンピュータ17で組み立てられ、そして、その噴射
ノズル12が、そのディーゼル・エンジン40の燃料供
給ポンプ42の吐出し側および空気圧源45にそれぞれ
配管18,19で接続されてそのディーゼル・エンジン
40の燃料である軽油を還元剤として用いるところであ
る。
【0006】その還元装置11は、フランジ付き入口お
よび出口を備えたケーシング20、および、そのケーシ
ング20内に組み込まれた還元触媒21からなり、その
ディーゼル・エンジン40の排気管43の途中にその入
口および出口をフランジ結合させてその排気管43に配
置された。その還元触媒21は、また、セラミック粉末
から成形され、乾燥および焼成工程を経て両端を開放し
た多数のセルからなるハニカム構造に製造されたキャリ
アを含み、勿論、そのキャリアに担持されてあって、ゼ
オライト系(Cu−ZSH5,Cu−モルテナイト、
他)が使用された。
【0007】その噴射ノズル12は、その還元装置11
の上流側において、その排気管43の途中に配置された
ところのチャンバ22に配置され、そして、そのディー
ゼル・エンジン40の燃料供給ポンプ42の吐出し側お
よび空気圧源45にそれぞれ配管18,19で接続され
た。勿論、そのチャンバ22は、フランジ付き入口およ
び出口を備えてその排気管43の途中にその入口および
出口をフランジ結合させるケーシングに製造された。ま
た、その空気圧源45は、そのディーゼル車のエア・タ
ンクが兼用された。勿論、その燃料供給ポンプ42は、
燃料タンク44に配管で接続されてある。
【0008】その還元剤遮断弁13は、電磁弁が使用さ
れ、その噴射ノズル12にその燃料供給ポンプ42を接
続したその配管18に配置され、また、その還元剤流量
調整弁14は、弁開度が絞り調整される電磁弁が使用さ
れ、その噴射ノズル12および還元剤遮断弁13の間で
その配管18に配置され、さらに、その空気遮断弁15
は、電磁弁が使用され、その噴射ノズルにそのエア・タ
ンク45を接続したその配管19に配置され、さらに
は、その空気流量調整弁16は、弁開度が絞り調整され
る電磁弁が使用され、その噴射ノズル12および空気遮
断弁15の間でその配管19に配置された。
【0009】そのコンピュータ17は、そのディーゼル
・エンジン40の回転数および負荷、そのディーゼル・
エンジン40の排ガスの温度、その燃料供給ポンプ42
の吐出し側の圧力である燃料供給圧であって還元剤供給
圧、および、そのエア・タンク45の圧力である空気供
給圧に応じてその還元剤遮断弁13および空気遮断弁1
5を開閉制御し、同時に、その還元剤流量調整弁14お
よび空気流量調整弁16の弁開度を調整してその排ガス
に供給する還元剤としての軽油の量をそのディーゼル・
エンジン40の運転状態に適合させ、その還元装置11
の還元触媒21上でその排ガスに含まれるNOx を最適
に還元処理することを行なわせるところである。
【0010】さらに具体的に述べるに、そのコンピュー
タ17は、入力回路に回転センサ27、負荷センサ2
8、温度センサ29、および、圧力センサ30,31を
電気的に接続し、一方、出力回路にその還元剤遮断弁1
3、還元剤流量調整弁14、空気遮断弁15、および、
空気流量調整弁16のソレノイド・コイル23,24,
25,26を電気的に接続し、そして、予めメモリに入
力した制御パターンに基づいて、その還元剤遮断弁13
および空気遮断弁15を開閉制御し、その還元剤流量調
整弁14および空気流量調整弁16を絞り調整する。勿
論、その制御パターンは、そのディーゼル・エンジン4
0の回転数および負荷、および、排ガスの温度に応じて
排ガスに含まれるNOx の排出量で決定されてある。
【0011】その回転センサ27は、そのディーゼル・
エンジン40のクランク・シャフトに、その負荷センサ
28は、そのディーゼル・エンジン40の燃料噴射ポン
プ41のコントロール・ラックにそれぞれ配置され、そ
の温度センサ29は、その還元装置11およびチャンバ
22の間でその排気管43に配置され、その圧力センサ
30は、その燃料噴射ポンプ41に組み付けられたその
燃料供給ポンプ42の吐出し側にその噴射ノズル12を
接続したその配管18に配置され、そして、その圧力セ
ンサ31は、そのエア・タンク45の出口側において、
その配管19に配置された。
【0012】次に、上述されたその排ガス浄化装置10
の動作について、説明する。今、そのディーゼル車が走
行されていると、そのディーゼル・エンジン40は負荷
運転され、そして、そのディーゼル・エンジン40の排
ガスは、排気マニホルド(図示せず)を経てその排気管
43の上流側に流れ、そして、そのチャンバ21および
還元装置11に順次に流れ、さらに、その排気管43の
下流側に流れて大気中に放出されるので、そのコンピュ
ータ17は、そのセンサ27,28,29,30,31
から電気信号を入力し、その信号をその制御パターンに
対比させてその制御パターンからその還元剤遮断弁1
3、空気遮断弁15、還元剤流量調整弁14、および、
空気流量調整弁16の出力電流が読み取られ、そして、
その読み取られた出力電流をそのソレノイド・コイル2
3,24,25,26に流す。
【0013】そのように、出力電流がそのソレノイド・
コイル23,24,25,26に与えられるので、その
ディーゼル・エンジン40の運転状態に適合されてその
還元剤遮断弁13および空気遮断弁15は開かれ、同時
に、その還元剤流量調整弁14および空気流量調整弁1
6は弁開度が変えられるので、還元剤として、軽油がそ
のチャンバ21において、その噴射ノズル12からその
排ガスに適量で最適噴霧の状態で噴射される。そして、
その適量の軽油を混合したその排ガスはその還元装置1
1に流れ込み、その還元触媒21を通過する際、その排
ガスに含まれるNOx は、その還元触媒21上でその軽
油によって還元された。その結果、その排ガスはそのN
x が低減されて浄化された。
【0014】
【発明の便益】上述から理解されるように、この発明の
排ガス浄化装置は、還元触媒を有してディーゼル・エン
ジンの排気管の途中に配置される還元装置と、その還元
装置の上流側において、その排気管に配置されてそのデ
ィーゼル・エンジンの燃料供給ポンプの吐出し側および
空気圧源にそれぞれ配管で接続される噴射ノズルと、そ
の噴射ノズルにその燃料供給ポンプを接続するその配管
に配置される還元剤遮断弁と、その噴射ノズルおよび還
元剤遮断弁の間でその配管に配置される流量調整弁と、
その噴射ノズルにその空気圧源を接続するその配管に配
置される空気遮断弁と、その噴射ノズルおよび空気遮断
弁の間でその配管に配置される空気流量調整弁と、エン
ジン回転数、エンジン負荷、排ガス温度、還元剤供給
圧、および、空気供給圧に応じてそれら遮断弁および流
量調整弁を制御するコンピュータとを含むので、この発
明の排ガス浄化装置では、そのディーゼル・エンジンか
ら排出されるNOx がその触媒とそのディーゼル・エン
ジンの燃料とで還元処理可能になって、その排ガスが浄
化可能になり、加えて、還元剤としてそのディーゼル・
エンジンの燃料がそのディーゼル・エンジンの燃料供給
ポンプで供給される結果、装置全体が簡略化されて小型
・軽量化が可能になり、そして、ディーゼル車にとって
非常に有用で実用的である。
【0015】先のように、図面を参照して説明されたこ
の発明の具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の課題を成し遂げるた
めにその発明の成立に必須であってその発明の性質であ
るところのその発明の技術的本質に由来し、そして、そ
れを内在させると客観的に認められる態様に容易に具体
化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディーゼル車において、ディーゼル・エンジン
に適用されたこの発明の排ガス浄化装置の具体例を示し
た概説図である。
【図2】図1に示された排ガス浄化装置の部分拡大図で
ある。
【符号の説明】
11 還元装置 12 噴射ノズル 13 還元剤遮断弁 14 還元剤流量調整弁 15 空気遮断弁 16 空気流量調整弁 17 コンピュータ 21 還元触媒

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元触媒を有してディーゼル・エンジン
    の排気管の途中に配置される還元装置と、その還元装置
    の上流側において、その排気管に配置されてそのディー
    ゼル・エンジンの燃料供給ポンプの吐出し側および空気
    圧源にそれぞれ配管で接続される噴射ノズルと、その噴
    射ノズルにその燃料供給ポンプを接続するその配管に配
    置される還元剤遮断弁と、その噴射ノズルおよび還元剤
    遮断弁の間でその配管に配置される還元剤流量調整弁
    と、その噴射ノズルにその空気圧源を接続するその配管
    に配置される空気遮断弁と、その噴射ノズルおよび空気
    遮断弁の間でその配管に配置される空気流量調整弁と、
    エンジン回転数、エンジン負荷、排ガス温度、還元剤供
    給圧、および、空気供給圧に応じてそれら遮断弁および
    流量調整弁を制御するコンピュータとを含む排ガス浄化
    装置。
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