JP2662911B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

Exhaust gas purification device

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JP2662911B2
JP2662911B2 JP3254405A JP25440591A JP2662911B2 JP 2662911 B2 JP2662911 B2 JP 2662911B2 JP 3254405 A JP3254405 A JP 3254405A JP 25440591 A JP25440591 A JP 25440591A JP 2662911 B2 JP2662911 B2 JP 2662911B2
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JP
Japan
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exhaust gas
exhaust pipe
adsorption
heat exchanger
exhaust
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満 細谷
勲 上光
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    • 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)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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
および還元剤を使用する排ガス浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for reducing NOx emitted from a diesel vehicle, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus using a catalyst and a reducing agent.

【0002】[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、現在の触媒では、その還元剤が高い濃度でな
ければ、NOxの転化率が低くなるので、多量の還元剤
が供給される必要があった。その結果、未反応還元剤、
すなわち、炭化水素が多量に排出される不具合があっ
た。
2. Description of the Related Art Exhaust gas purifying devices have been developed to reduce NOx emitted from diesel vehicles with a catalyst and a reducing agent. However, in a current catalyst, the conversion rate of NOx is high unless the concentration of the reducing agent is high. Because of this, a large amount of reducing agent had to be supplied. As a result, unreacted reducing agent,
That is, there was a problem that a large amount of hydrocarbons was discharged.

【0003】[0003]

【発明の課題】この発明の課題は、未反応還元剤の排出
を抑制し、高いNOx転化率でディーゼル・エンジンか
ら排出されるNOxを低減するところの排ガス浄化装置
の提供にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus which suppresses discharge of unreacted reducing agent and reduces NOx discharged from a diesel engine at a high NOx conversion rate.

【0004】[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る還元剤供給装置と、内部を
吸着ゾーンおよび再生ゾーンに区画しているケーシン
グ、および、活性炭を通気質に充填してそのケーシング
内において、その吸着ゾーンおよび再生ゾーン間に回転
されるロータからなり、その還元装置の下流側におい
て、その排気管にその吸着ゾーンを連結させる吸着装置
と、隔壁で互いに仕切られて熱の授受を行なう排ガス通
路および空気通路を備え、その還元装置および吸着装置
間でその排気管にその排ガス通路を、その吸着装置の再
生ゾーンの入口側にその空気通路の出口側をそれぞれ連
絡させる熱交換器と、その熱交換器の空気通路の入口側
に連絡される空気供給装置と、その吸着装置の再生ゾー
ンの出口側にその還元装置の入口側を連絡する回収管と
を備え、そのディーゼル・エンジンの排ガスに還元剤を
供給しながらその排ガスに含まれるNOxをその触媒上
で還元し、未反応還元剤を含む排ガスを空気で冷却し、
その吸着ゾーンにおいて、その活性炭にその未反応還元
剤を吸着し、その再生ゾーンにおいて、その冷却に使用
された高温の空気でその未反応還元剤をその活性炭から
脱離させて回収し、そして、その回収された未反応還元
剤をその触媒に戻すところである。
Means corresponding to the object and the operation thereof
A reduction device having a reduction catalyst and disposed in the exhaust pipe of a diesel engine, a reducing agent supply device disposed in the exhaust pipe on the upstream side of the reduction device, and an adsorption zone and a regeneration zone inside. And a rotor filled with activated carbon in a gas-permeable state and rotated in the casing between the adsorption zone and the regeneration zone, and the exhaust pipe is provided in the exhaust pipe on the downstream side of the reduction device. An adsorption device for connecting the adsorption zones, an exhaust gas passage and an air passage which are separated from each other by a partition to exchange heat, the exhaust gas passage is provided in the exhaust pipe between the reduction device and the adsorption device, and the regeneration of the adsorption device A heat exchanger for connecting the outlet side of the air passage to the inlet side of the zone, and an air supply connected to the inlet side of the air passage for the heat exchanger And a recovery pipe at the outlet side of the regeneration zone of the adsorption device, which communicates with the inlet side of the reduction device, and supplies NOx contained in the exhaust gas of the diesel engine to the catalyst while supplying a reducing agent to the exhaust gas. And the exhaust gas containing the unreacted reducing agent is cooled with air.
In the adsorption zone, the unreacted reducing agent is adsorbed on the activated carbon, and in the regeneration zone, the unreacted reducing agent is desorbed and recovered from the activated carbon by the hot air used for cooling, and The recovered unreacted reducing agent is being returned to the catalyst.

【0005】[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,図2,および、図3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70の排気系統に適用され、
還元装置11、還元剤供給装置12、吸着装置13、熱
交換器14、空気供給装置15、回収管16、分岐排気
管17、排ガス切換え装置18、および、そのディーゼ
ル・エンジン70の回転数および負荷および排ガスの温
度に応じて、その還元剤供給装置12、吸着装置13、
空気供給装置15、および、排ガス切換え装置18を制
御するコンピュータ19で組み立てられた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1, 2, and 3 show a specific example 10 of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention applied to a diesel vehicle.
The exhaust gas purifying apparatus 10 is applied to an exhaust system of a diesel engine 70 mounted on the diesel vehicle,
The reduction device 11, the reducing agent supply device 12, the adsorption device 13, the heat exchanger 14, the air supply device 15, the recovery pipe 16, the branch exhaust pipe 17, the exhaust gas switching device 18, and the rotation speed and load of the diesel engine 70. And the reducing agent supply device 12, the adsorption device 13,
The air supply device 15 and the computer 19 controlling the exhaust gas switching device 18 were assembled.

【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70の排気管72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72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た触媒には、
ゼオライト系(Cu−ZsH5,Cu−モルテナイト、
他)が使用された。
The reducing device 11 comprises a casing 20 having an inlet and an outlet with a flange, and a reducing catalyst 21 incorporated in the casing 20. The outlet and the outlet are flanged and arranged in the exhaust pipe 72. The reduction catalyst 21 also includes a carrier formed from a ceramic powder and manufactured in a honeycomb structure including a large number of cells with both ends opened through a drying and firing process. Of course, the catalyst supported on the carrier includes ,
Zeolite-based (Cu-ZsH5, Cu-mortenite,
Others) were used.

【0007】その還元剤供給装置12は、この排ガス浄
化装置10が還元剤として軽油を使用したので、そのデ
ィーゼル車の燃料を使用している。すなわち、この還元
剤供給装置12は、フランジ付き入口および出口を備え
てその還元装置11の上流側において、その排気管72
の途中にその入口および出口をフランジン結合させてそ
の排気管72に配置されたチャンバ・ケーシング22
と、そのチャンバ・ケーシング22内に配置された噴射
ノズル23と、その噴射ノズル23に配管30で接続さ
れた燃料タンク73と、その噴射ノズル23に他の配管
31で接続されたエア・タンク24と、その配管30に
配置された電動還元剤ポンプ25および流量調整弁26
と、その他の配管31に配置された流量調整弁27とで
構成され、そして、その流量調整弁26、27は、電動
モータ28、29で開閉され、弁開度が変えられる電動
弁が使用された。
The reducing agent supply device 12 uses the fuel of the diesel vehicle because the exhaust gas purifying device 10 uses light oil as the reducing agent. That is, the reducing agent supply device 12 has an inlet and an outlet with a flange, and has an exhaust pipe 72 upstream of the reducing device 11.
The inlet and outlet of the chamber casing 22 are arranged in the exhaust pipe 72 by flanging the inlet and outlet.
An injection nozzle 23 disposed in the chamber casing 22, a fuel tank 73 connected to the injection nozzle 23 by a pipe 30, and an air tank 24 connected to the injection nozzle 23 by another pipe 31. And an electric reducing agent pump 25 and a flow control valve 26 disposed in the pipe 30.
And flow control valves 27 arranged in other pipes 31. The flow control valves 26, 27 are opened and closed by electric motors 28, 29, and electric valves whose opening degree is changed are used. Was.

【0008】この還元剤供給装置12では、そのディー
ゼル・エンジン70の回転数および負荷、および、排ガ
スの温度に応じて、その流量調整弁26、27が開閉さ
れ、そして、弁開度が操作されてそのチャンバ・ケーシ
ング22内で排ガスに軽油を霧状で供給し、その際に、
その軽油および空気の流量調整が行なわれる。
In the reducing agent supply device 12, the flow control valves 26 and 27 are opened and closed according to the rotation speed and load of the diesel engine 70 and the temperature of the exhaust gas, and the valve opening is operated. And light oil is supplied to the exhaust gas in the form of a mist in the chamber casing 22,
The flow rates of the light oil and air are adjusted.

【0009】その吸着装置13は、図2から理解される
ように、仕切り壁33で内部を吸着ゾーン34および再
生ゾーン35に区画し、そして、その吸着ゾーン34に
連絡されたフランジ付き吸着側入口36および出口3
7、および、その再生ゾーン35に連絡されたフランジ
付き再生側入口38および出口39を備えたケーシング
32と、ドラム形フレーム41に無数の繊紙状活性炭4
3を通気質に充填してそのケーシング32内でその吸着
ゾーン34および再生ゾーン35間に回転されるところ
で回転軸42でそのケーシング32に支持されたロータ
40と、その回転軸42にモータ・シャフト45を歯車
結合させた電動モータ44とで組み立てられ、そして、
その熱交換器14の下流側において、その排気管72の
途中にその吸着側入口36および出口37をフランジ結
合させてその吸着ゾーン34がその排気管72に連絡さ
れた。
As shown in FIG. 2, the suction device 13 is divided into a suction zone 34 and a regeneration zone 35 by a partition wall 33, and a suction inlet with a flange connected to the suction zone 34. 36 and exit 3
7, a casing 32 having a flanged regeneration side inlet 38 and an outlet 39 connected to the regeneration zone 35 thereof, and a drum-shaped frame 41 provided with countless paper-like activated carbons 4.
And a rotor 40 supported on the casing 32 by a rotating shaft 42 when the casing 3 is rotated between the adsorption zone 34 and the regeneration zone 35 in the casing 32, and a motor shaft 45 is assembled with an electric motor 44 gear-coupled, and
On the downstream side of the heat exchanger 14, the adsorption-side inlet 36 and the outlet 37 are flange-connected in the middle of the exhaust pipe 72, and the adsorption zone 34 is connected to the exhaust pipe 72.

【0010】この吸着装置13では、そのディーゼル・
エンジン70の回転数および負荷、および、排ガスの温
度に応じて、そのロータ40が、その電動モータ44で
回転および停止され、また、そのチャンバ・ケーシング
22において、軽油が還元剤として噴射され、分解さ
れ、その還元装置11の還元触媒21上でNOxを還元
し、その際に、未反応炭化水素がその還元装置11を通
過する排ガスに含まれるので、その軽油の供給量に応じ
て、回転速度の調整が行なわれ、所謂、その未反応炭化
水素(未反応還元剤)を吸着する能力の調整が行なわれ
る。
In the adsorption device 13, the diesel
The rotor 40 is rotated and stopped by the electric motor 44 in accordance with the rotation speed and load of the engine 70 and the temperature of the exhaust gas, and light oil is injected as a reducing agent in the chamber casing 22 to be decomposed. Then, NOx is reduced on the reduction catalyst 21 of the reduction device 11, and at that time, since unreacted hydrocarbons are contained in the exhaust gas passing through the reduction device 11, the rotation speed is adjusted according to the supply amount of the light oil. The so-called adjustment of the ability to adsorb the unreacted hydrocarbon (unreacted reducing agent) is performed.

【0011】その熱交換器14は、隔壁に多数の薄い平
板47を使用したプレート型熱交換器で、図3に示され
たように、ケーシング46と、そのケーシング46内に
所定の間隔で配置されたその多数の平板47とで組み立
てられ、そして、そのケーシング46内には、その多数
の平板47で互いに仕切られて熱の授受を行なう多数の
排ガス通路48および空気通路49が形成されてある。
また、この熱交換器14は、その排ガス通路48に連絡
されたフランジ付き排ガス入口50および出口51、お
よび、その空気通路49に連絡されたフランジ付き空気
入口52および出口53がそのケーシング46に形成さ
れ、その還元装置11および吸着装置13間でその排気
管72の途中にその排ガス入口50および出口51をフ
ランジ結合させてその排気管72にその排ガス通路48
を連絡させ、一方、その吸着装置13の再生側入口38
にその空気出口53を加熱空気供給管54で接続させ、
そして、空気がその空気通路49に流れる際、その排ガ
ス通路48に流れる排ガスで加熱され、その加熱された
空気がその吸着装置13の再生ゾーン35に供給可能に
されたところである。
The heat exchanger 14 is a plate-type heat exchanger using a large number of thin flat plates 47 for partition walls. As shown in FIG. 3, the heat exchanger 14 is disposed at a predetermined interval in the casing 46. A large number of exhaust gas passages 48 and air passages 49 are formed in the casing 46 and are separated from each other by the large number of flat plates 47 to exchange heat. .
In the heat exchanger 14, a flanged exhaust gas inlet 50 and outlet 51 connected to the exhaust gas passage 48 and a flanged air inlet 52 and outlet 53 connected to the air passage 49 are formed in the casing 46. The exhaust gas inlet 50 and the exhaust gas outlet 50 are flange-connected midway along the exhaust pipe 72 between the reduction device 11 and the adsorption device 13, and the exhaust gas passage 48 is connected to the exhaust pipe 72.
On the other hand, while the regeneration side entrance 38 of the adsorption device 13
Is connected to the air outlet 53 by a heated air supply pipe 54,
When the air flows through the air passage 49, the air is heated by the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage 48, and the heated air can be supplied to the regeneration zone 35 of the adsorption device 13.

【0012】その空気供給装置15は、その還元剤供給
装置12のエア・タンク24を共用し、その還元剤供給
装置12の配管31から分岐されてその熱交換器14の
空気入口52にフランジ結合された配管55およびその
配管55に配置された空気流量調整弁56からなり、そ
して、その空気流量調整弁56、電動モータ57で開閉
され、そして、弁開度が変えられる電動弁が使用され
た。
The air supply device 15 shares the air tank 24 of the reducing agent supply device 12, is branched from the pipe 31 of the reducing agent supply device 12, and is flanged to the air inlet 52 of the heat exchanger 14. And an air flow control valve 56 disposed in the pipe 55, and an electric valve which is opened and closed by the air flow control valve 56 and the electric motor 57 and whose valve opening is changed is used. .

【0013】この空気供給装置15では、そのディーゼ
ル・エンジン70の回転数および負荷、および、排ガス
の温度に応じて、その空気流量調整弁56が開閉され、
そして、弁開度が操作されてその熱交換器14に空気を
供給し、その空気の流量調整が行なわれる。
In the air supply device 15, the air flow regulating valve 56 is opened and closed according to the rotation speed and load of the diesel engine 70 and the temperature of the exhaust gas.
Then, the valve opening is operated to supply air to the heat exchanger 14, and the flow rate of the air is adjusted.

【0014】その回収管16は、一端がその吸着装置1
3の再生側出口39にフランジ結合され、そして、他端
がその還元装置11において、そのケーシング20の入
口内に突き出されてそのケーシング20の入口に接続さ
れたところである。そして、この回収管16は、その吸
着装置13の再生ゾーン35で脱離されたその未反応炭
化水素をその還元装置11に戻し、その未反応炭化水素
が大気中に排出されることを抑制し、加えて、その還元
触媒21上でNOxの還元に利用可能にし、その還元剤
としてのその軽油の消費量を最小に低減させるところで
機能する。
One end of the recovery pipe 16 is connected to the suction device 1.
3 is flanged to the regeneration side outlet 39, and the other end of the reduction device 11 is protruded into the inlet of the casing 20 and connected to the inlet of the casing 20. Then, the recovery pipe 16 returns the unreacted hydrocarbons desorbed in the regeneration zone 35 of the adsorption device 13 to the reduction device 11 and suppresses the unreacted hydrocarbons from being discharged into the atmosphere. In addition, it functions to make it available for reduction of NOx on the reduction catalyst 21 and to minimize the consumption of the light oil as the reducing agent.

【0015】その分岐排気管17は、一端がその吸着装
置13および熱交換器14の間でその排気管72に、他
端がその吸着装置13の下流側でその排気管72にそれ
ぞれ接続された排気バイパスに具体化され、そのディー
ゼル・エンジン70の排ガスが低温であると、その排ガ
スがその吸着装置13を迂回可能にしてある。
The branch exhaust pipe 17 has one end connected to the exhaust pipe 72 between the adsorber 13 and the heat exchanger 14 and the other end connected to the exhaust pipe 72 downstream of the adsorber 13. When the exhaust gas of the diesel engine 70 is embodied as an exhaust bypass, the exhaust gas can bypass the adsorption device 13 when the exhaust gas is at a low temperature.

【0016】その排ガス切換え装置18は、電動モータ
60、61で開閉されるバタフライ弁58,59が使用
され、そのバタフライ弁58は、その吸着装置13の上
流側であって、その排気バイパス17の接続箇所の下流
側においてその排気管72に配置され、また、そのバタ
フライ弁59は、その排気バイパス17に配置され、そ
のディーゼル・エンジン70の排ガスの温度に応じて、
その熱交換器14の排ガス出口51にその吸着装置13
の吸着側入口36および排気バイパス17切り換え接続
するところである。
The exhaust gas switching device 18 employs butterfly valves 58, 59 which are opened and closed by electric motors 60, 61. The butterfly valve 58 is located upstream of the adsorber 13 and is connected to the exhaust bypass 17. Downstream of the connection point, it is arranged in the exhaust pipe 72, and the butterfly valve 59 is arranged in the exhaust bypass 17 and, depending on the temperature of the exhaust gas of the diesel engine 70,
The adsorber 13 is connected to the exhaust gas outlet 51 of the heat exchanger 14.
Of the suction side inlet 36 and the exhaust bypass 17 are connected.

【0017】この排ガス切換え装置18では、その排ガ
スが低温であると、そのバタフライ弁58が閉じられ、
一方、そのバタフライ弁59が開かれてその排気バイパ
ス17にその排ガスを流し、そして、その排気管72を
経て大気中にその排ガスを放出させ、また、その排ガス
が高温になると、そのバタフライ弁59が閉じられ、一
方、そのバタフライ弁58が開かれてその吸着装置13
の吸着ゾーン34にその排ガスを流し、その排ガスがそ
の吸着ゾーン34を通過する際に、その排ガスに含まれ
る未反応炭化水素をその活性炭43に吸着させてその排
ガスを浄化し、その排気管72を経て大気中にその浄化
された排ガスを放出させるところである。
In the exhaust gas switching device 18, when the exhaust gas has a low temperature, the butterfly valve 58 is closed,
On the other hand, when the butterfly valve 59 is opened and the exhaust gas flows through the exhaust bypass 17, the exhaust gas is discharged into the atmosphere through the exhaust pipe 72, and when the exhaust gas becomes high temperature, the butterfly valve 59 is released. Is closed, while the butterfly valve 58 is opened and the adsorption device 13 is closed.
When the exhaust gas passes through the adsorption zone 34, the unreacted hydrocarbons contained in the exhaust gas are adsorbed by the activated carbon 43 to purify the exhaust gas, and the exhaust pipe 72 Through which the purified exhaust gas is discharged into the atmosphere.

【0018】そのコンピュータ19は、そのディーゼル
・エンジン70の回転数および負荷、および、排ガスの
温度に応じて、その還元剤供給装置12、吸着装置1
3、空気供給装置15、および排ガス切換え装置18を
制御する。
The computer 19 controls the reducing agent supply device 12 and the adsorption device 1 according to the rotational speed and load of the diesel engine 70 and the temperature of the exhaust gas.
3. Control the air supply device 15 and the exhaust gas switching device 18.

【0019】さらに具体的に述べると、そのコンピュー
タ19は、入力回路にエンジン回転センサ62、エンジ
ン負荷センサ63、および、排ガス温度センサ64を電
気的に接続し、一方、出力回路にその還元剤供給装置1
2の電動還元剤ポンプ25および流量調整弁26、2
7、吸着装置13の電動モータ44、空気供給装置15
の流量調整弁56、および、排ガス切換え装置18の電
動モータ60、61に電気的に接続し、そして、予めメ
モリに入力された制御パターンに基づいてそれらを制御
するところである。勿論、その回転センサ62および負
荷センサ63はそのディーゼル・エンジン70に配置さ
れ、そして、その温度センサ64はその空気供給装置1
5のチャンバ・ケーシング22の上流側でその排気管7
2に配置された。
More specifically, the computer 19 electrically connects an engine rotation sensor 62, an engine load sensor 63, and an exhaust gas temperature sensor 64 to an input circuit, and supplies the reducing agent supply to an output circuit. Apparatus 1
2 electric reducing agent pump 25 and flow control valves 26, 2
7. Electric motor 44 of suction device 13, air supply device 15
Are electrically connected to the flow control valve 56 and the electric motors 60 and 61 of the exhaust gas switching device 18 and are controlled based on a control pattern previously input to the memory. Of course, the rotation sensor 62 and load sensor 63 are located on the diesel engine 70, and the temperature sensor 64 is connected to the air supply 1
The exhaust pipe 7 upstream of the chamber casing 22 of FIG.
2 placed.

【0020】次に、上述されたその排ガス浄化装置10
の動作をそのディーゼル・エンジン70の運転状態に関
連して説明する。今、そのディーゼル車が低速走行され
てそのディーゼル・エンジン70が低速回転、低負荷で
運転されていると、そのディーゼル・エンジン70の排
ガスは低温であるので、そのコンピュータ19は、その
回転センサ62、負荷センサ63、および、温度センサ
64から信号を電気的に入力し、その信号をその制御パ
ターンに対比させ、その制御パターンからその還元剤供
給装置11、吸着装置13、空気供給装置15、およ
び、排ガス切換え装置18の出力電流が読み取られ、そ
の読み取られた出力電流でそれらの電動還元剤ポンプ2
5および電動モータ28、29、44、57、60、6
1を制御する。
Next, the exhaust gas purifying apparatus 10 described above is used.
Will be described in relation to the operation state of the diesel engine 70. If the diesel vehicle is running at a low speed and the diesel engine 70 is running at a low speed and a low load, the exhaust gas of the diesel engine 70 is at a low temperature. , A load sensor 63, and a signal from the temperature sensor 64, the signal is compared with the control pattern, and the reducing agent supply device 11, the adsorption device 13, the air supply device 15, The output current of the exhaust gas switching device 18 is read, and the read output current is
5 and electric motors 28, 29, 44, 57, 60, 6
Control 1

【0021】この場合、そのディーゼル・エンジン70
の排ガスには、NOxが含まれるものの触媒の活性領域
から外れるので、その電動還元剤ポンプ25は停止さ
れ、その流量調整弁26、27、56は、その電動モー
タ28、29、57で閉じられ、そして、そのロータ4
0は、その電動モータ44で停止され、一方、そのバタ
フライ弁58がその電動モータ60で閉じられ、そし
て、そのバタフライ弁59がその電動モータ61で開か
れるので、その還元剤としての軽油の供給が止められ、
また、空気の供給も止められ、その排ガスは、その還元
剤供給装置12のチャンバ・ケーシング22、還元装置
11、および熱交換器14を順次に通過し、そしてさら
に、その排気バイパス17および排気管72に順次に流
れて大気中に放出される。
In this case, the diesel engine 70
Although the exhaust gas contains NOx but falls outside the active region of the catalyst, the electric reducing agent pump 25 is stopped, and the flow regulating valves 26, 27, 56 are closed by the electric motors 28, 29, 57. And its rotor 4
0 is stopped by the electric motor 44, while the butterfly valve 58 is closed by the electric motor 60 and the butterfly valve 59 is opened by the electric motor 61, so that the supply of light oil as the reducing agent Is stopped,
The supply of air is also stopped, and the exhaust gas sequentially passes through the chamber casing 22, the reducing device 11, and the heat exchanger 14 of the reducing agent supply device 12, and further, the exhaust bypass 17 and the exhaust pipe. It flows sequentially to 72 and is released to the atmosphere.

【0022】その後、そのディーゼル車が高速走行に移
行されると、そのディーゼル・エンジン70が高速回
転、高負荷で運転されるので、そのディーゼル・エンジ
ン70においては、燃焼が高温で行なわれ、それの排ガ
スには、NOxが含まれる。そして、そのコンピュータ
19は、そのディーゼル・エンジン70の運転状態にお
けるエンジン回転数および負荷および排ガス温度をその
回転センサ62、負荷センサ63、および、温度センサ
64から電気信号で入力し、その信号をその制御パター
ンに対比させ、その制御パターンからその還元剤供給装
置12、吸着装置13、空気供給装置15、および、排
ガス切換え装置18の出力電流が読み取られ、その読み
取られた出力電流でそれらの電動還元剤ポンプ25と電
動モータ28、29、44、57、60、61とを制御
する。
Thereafter, when the diesel vehicle is shifted to high-speed running, the diesel engine 70 is operated at a high speed and a high load, so that combustion is performed at a high temperature in the diesel engine 70. Exhaust gas contains NOx. Then, the computer 19 inputs the engine speed, load and exhaust gas temperature in the operating state of the diesel engine 70 from the rotation sensor 62, the load sensor 63, and the temperature sensor 64 as electric signals, and The output currents of the reducing agent supply device 12, the adsorption device 13, the air supply device 15, and the exhaust gas switching device 18 are read from the control pattern in comparison with the control pattern. The agent pump 25 and the electric motors 28, 29, 44, 57, 60, 61 are controlled.

【0023】この場合、そのディーゼル・エンジン70
の排ガスにはNOxが含まれるに加えてその排ガスは高
温で多量になるので、その流量調整弁26、27、56
は、その電動モータ28、29、57で開かれ、軽油が
その電動装置還元剤ポンプ25で供給され、空気でその
チャンバ・ケーシング22内に霧状に噴射され、同時
に、空気がその熱交換器14に供給され、また、そのロ
ータ40はその電動モータ44で回転され、一方、その
バタフライ弁58がその電動モータ60で開かれ、そし
て、そのバタフライ弁59がその電動モータ61で閉じ
られる。
In this case, the diesel engine 70
Since the exhaust gas contains NOx and the exhaust gas becomes large at high temperatures, the flow control valves 26, 27, 56
Is opened by its electric motors 28, 29, 57 and light oil is supplied by its electric device reductant pump 25 and is sprayed with air into the chamber casing 22 in a mist, while air is 14 and its rotor 40 is rotated by its electric motor 44, while its butterfly valve 58 is opened by its electric motor 60 and its butterfly valve 59 is closed by its electric motor 61.

【0024】そのディーゼル・エンジン70の排ガス
は、排気マニホルド71、排気管72の上流側に流れて
そのチャンバ・ケーシング22内に流れ、そこでその軽
油を混合させ、その軽油を分解させながら、次に、その
ケーシング20に流れ込み、そして、その還元触媒21
を通過する。その際に、その排ガスに含まれるNOxは
その還元触媒21上でその軽油の分解された炭化水素で
還元される。その還元触媒21を通過した排ガスには、
未反応炭化水素が含まれるので、その排ガスはその熱交
換器14に流され、その空気供給装置15から送られる
空気で100℃以下に冷却され、そして、その吸着装置
13のケーシング32内の吸着ゾーン34に流れ、その
吸着ゾーン34において、そのロータ40に充填された
活性炭43に未反応炭化水素を吸着させ、浄化されてそ
の排気管72の下流側に流れて大気中に放出される。
The exhaust gas of the diesel engine 70 flows upstream of the exhaust manifold 71 and the exhaust pipe 72 and flows into the chamber casing 22, where the light oil is mixed, and while the light oil is decomposed, Flows into the casing 20 and the reduction catalyst 21
Pass through. At that time, NOx contained in the exhaust gas is reduced on the reduction catalyst 21 by the hydrocarbons obtained by decomposing the light oil. The exhaust gas passing through the reduction catalyst 21 includes:
Since unreacted hydrocarbons are contained, the exhaust gas is passed to the heat exchanger 14, cooled to 100 ° C. or less by air sent from the air supply device 15, and adsorbed in the casing 32 of the adsorber 13. In the adsorption zone 34, the unreacted hydrocarbon is adsorbed on the activated carbon 43 filled in the rotor 40, purified, flows downstream of the exhaust pipe 72, and released into the atmosphere.

【0025】一方、その吸着された未反応炭化水素は、
そのロータ40がその電動モータ44でそのケーシング
32内の再生ゾーン35に回転されると、その空気供給
装置15から送られてその熱交換器14を通過する際
に、その排ガスを冷却することによって加熱された空気
でその活性炭から脱離される。そして、その脱離された
未反応炭化水素は、その回収管16でその還元装置11
のケーシング20の入口に戻されてその排ガスに含まれ
るNOxの還元に使用される。その結果、そのNOxに
加えてその未反応炭化水素、所謂、未反応還元剤の大気
放出にも抑制されてその軽油、すなわち、還元剤の消費
量が最小に低減された。
On the other hand, the adsorbed unreacted hydrocarbon is
When the rotor 40 is rotated by the electric motor 44 into the regeneration zone 35 in the casing 32, the exhaust gas is cooled by being sent from the air supply device 15 and passing through the heat exchanger 14. Desorbed from the activated carbon with heated air. The unreacted hydrocarbon thus desorbed is passed through the recovery pipe 16 to the reduction device 11.
Is returned to the inlet of the casing 20 and is used to reduce NOx contained in the exhaust gas. As a result, in addition to the NOx, the unreacted hydrocarbon, that is, the so-called unreacted reducing agent was also released to the atmosphere, and the consumption of the light oil, that is, the reducing agent, was reduced to a minimum.

【0026】上述された排ガス浄化装置10では、その
還元装置11、還元剤供給装置12、および、熱交換器
14が、それぞれ独立されたところで説明されたが、そ
れらは、ケーシングを共用させて組み合わせ可能であ
り、また、その熱交換器14は、プレート構造に説明さ
れたが、これも適宜の構造に変形可能であり、さらに、
その排ガス切換え装置18は、2箇のバタフライ弁5
8、59が使用されたところで説明されたが、その排気
管72とその排気バイパス17との接続箇所に配置さ
れ、そして、電動モータで開閉される1箇のバタフライ
弁に置き換え可能である。
In the exhaust gas purifying apparatus 10 described above, the reducing device 11, the reducing agent supply device 12, and the heat exchanger 14 have been described as being independent from each other. Although it is possible, and the heat exchanger 14 has been described as a plate structure, this can also be modified to an appropriate structure,
The exhaust gas switching device 18 includes two butterfly valves 5.
Although the description has been given of the use of the valves 8 and 59, it can be replaced with a single butterfly valve which is disposed at the connection point between the exhaust pipe 72 and the exhaust bypass 17 and is opened and closed by an electric motor.

【0027】[0027]

【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る還元剤
供給装置と、内部を吸着ゾーンおよび再生ゾーンに区画
しているケーシング、および、活性炭を通気質に充填し
てそのケーシング内において、その吸着ゾーンおよび再
生ゾーン間に回転されるロータからなり、その還元装置
の下流側において、その排気管にその吸着ゾーンを連絡
させる吸着装置と、隔壁で互いに仕切られて熱の授受を
行なう排ガス通路および空気通路を備え、その還元装置
および吸着装置間でその排気管にその排ガス通路を、そ
の吸着装置の再生ゾーンの入口側にその空気通路の出口
側をそれぞれ連絡させる熱交換器と、その熱交換器の空
気通路の入口側に連絡させる空気供給装置と、その吸着
装置の再生ゾーンの出口側にその還元装置の入口側を連
絡する回収管とを含み、また、それらにその吸着装置お
よび熱交換器の間でその排気管から分岐される分岐排気
管と、その熱交換器の排ガス通路の出口側にその吸着装
置の吸着ゾーンおよびその分岐排気管を切り換え連絡可
能にする排ガス切換え装置とを含むので、この発明の排
ガス浄化装置では、そのディーゼル・エンジンから排ガ
スに含まれて排出されるNOxが、その触媒上でその還
元剤によって還元処理され、そして、未反応還元剤が回
収され、NOxの還元処理に利用可能になってその還元
剤の消費量が最小に低減され、そして、そのようにして
未反応還元剤の排出が抑制されて高い転化率でNOxが
低減可能になってそのディーゼル・エンジンの排ガスが
浄化可能になり、ディーゼル車にとって非常に有用で実
用的である。
As will be understood from the above description, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a reducing device having a reducing catalyst and arranged in the exhaust pipe of a diesel engine, and an upstream side of the reducing device. , A reducing agent supply device arranged in the exhaust pipe, a casing dividing the inside into an adsorption zone and a regeneration zone, and filling the activated carbon into a gas permeable material, and in the casing, between the adsorption zone and the regeneration zone. Downstream of the reducing device, an adsorbing device that connects the adsorbing zone to the exhaust pipe, and an exhaust gas passage and an air passage that are separated from each other by a partition to exchange heat, and The exhaust pipe is connected to the exhaust pipe between the reduction unit and the adsorption unit, and the outlet side of the air passage is connected to the entrance side of the regeneration zone of the adsorption unit. A heat exchanger, an air supply device connected to the inlet side of the air passage of the heat exchanger, and a recovery pipe communicating the inlet side of the reduction device to the outlet side of the regeneration zone of the adsorption device; The branch exhaust pipe branched from the exhaust pipe between the adsorption device and the heat exchanger, and the adsorption zone of the adsorption device and the branch exhaust pipe connected to the outlet side of the exhaust gas passage of the heat exchanger. In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, NOx contained in the exhaust gas and discharged from the diesel engine is reduced on the catalyst by the reducing agent, The reactive reducing agent is recovered and made available to the NOx reduction process to minimize the consumption of the reducing agent, and thus the emission of the unreacted reducing agent is reduced to a high level. Exhaust gas of the diesel engine NOx in conversion rate enabled reduction enables clean, it is very useful and practical for diesel vehicles.

【0028】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。
As apparent from the embodiments of the present invention described above with reference to the drawings, the contents of the present invention will be explained to those skilled in the art to which the present invention belongs. It is derived from the technical essence of the invention, which is essential for the achievement of the invention and is the nature of the invention in order to achieve the object of the invention, and is easily realized in an aspect which is objectively recognized as being inherent. Embodied in

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of an exhaust gas purifying apparatus of the present invention applied to a diesel engine in a diesel vehicle.

【図2】図1に示された排ガス浄化装置の吸着装置を断
面して示した斜視図である。
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing an adsorption device of the exhaust gas purification device shown in FIG.

【図3】図1に示された排ガス浄化装置の熱交換器を一
部破断して示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a heat exchanger of the exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. 1 with a part cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 還元装置 12 還元剤供給装置 13 吸着装置 14 熱交換器 15 空気供給装置 16 回収管 17 分岐排気管 18 排ガス切換え装置 21 還元触媒 23 噴射ノズル 34 吸着ゾーン 35 再生ゾーン 40 ロータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Reduction apparatus 12 Reducing agent supply apparatus 13 Adsorption apparatus 14 Heat exchanger 15 Air supply apparatus 16 Recovery pipe 17 Branch exhaust pipe 18 Exhaust gas switching apparatus 21 Reduction catalyst 23 Injection nozzle 34 Adsorption zone 35 Regeneration zone 40 Rotor

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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る還元剤供給
装置と、内部を吸着ゾーンおよび再生ゾーンに区画して
いるケーシング、および、活性炭を通気質に充填してそ
のケーシング内において、その吸着ゾーンおよび再生ゾ
ーン間に回転されるロータからなり、その還元装置の下
流側において、その排気管にその吸着ゾーンを連絡させ
る吸着装置と、隔壁で互いに仕切られて熱の授受を行な
う排ガス通路および空気通路を備え、その還元装置およ
び吸着装置間でその排気管にその排ガス通路を、その吸
着装置の再生ゾーンの入口側にその空気通路の出口側を
それぞれ連絡させる熱交換器と、その熱交換器の空気通
路の入口側に連絡される空気供給装置と、その吸着装置
の再生ゾーンの出口側にその還元装置の入口側を連絡す
る回収管とを含む排ガス浄化装置。
1. A reducing device having a reducing catalyst and disposed in the exhaust pipe of a diesel engine, a reducing agent supply device disposed in the exhaust pipe upstream of the reducing device, A casing partitioned into an adsorption zone and a regeneration zone, and a rotor which is filled with activated carbon in a gas-permeable state and is rotated between the adsorption zone and the regeneration zone in the casing, and on the downstream side of the reduction device, An adsorption device that connects the adsorption zone to the exhaust pipe, an exhaust gas passage and an air passage that are separated from each other by a partition and exchange heat are provided, and the exhaust pipe is connected to the exhaust pipe between the reduction device and the adsorption device. A heat exchanger for connecting the outlet side of the air passage to the inlet side of the regeneration zone of the adsorption device; and a heat exchanger for connecting the inlet side of the air passage of the heat exchanger. An exhaust gas purifying apparatus, comprising: an air supply device to be used; and a recovery pipe connecting an outlet side of a regeneration zone of the adsorption device and an inlet side of the reduction device.
【請求項2】 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る還元剤供給
装置と、内部を吸着ゾーンおよび再生ゾーンに区画して
いるケーシング、および、活性炭を通気質に充填してそ
のケーシング内において、その吸着ゾーンおよび再生ゾ
ーン間に回転されるロータからなり、その還元装置の下
流側において、その排気管にその吸着ゾーンを連絡させ
る吸着装置と、隔壁で互いに仕切られて熱の授受を行な
う排ガス通路および空気通路を備え、その還元装置およ
び吸着装置間でその排気管にその排ガス通路を、その吸
着装置の再生ゾーンの入口側にその空気通路の出口側を
それぞれ連絡させる熱交換器と、その熱交換器の空気通
路の入口側に連絡される空気供給装置と、その吸着装置
の再生ゾーンの出口側にその還元装置の入口側を連絡す
る回収管と、その吸着装置および熱交換器の間でその排
気管から分岐される分岐排気管と、その熱交換器の排ガ
ス通路の出口側にその吸着装置の吸着ゾーンおよびその
分岐排気管を切り換え連絡可能にする排ガス切換え装置
とを含む排ガス浄化装置。
2. A reducing device having a reducing catalyst and disposed in the exhaust pipe of a diesel engine, a reducing agent supply device disposed in the exhaust pipe upstream of the reducing device, and A casing partitioned into an adsorption zone and a regeneration zone, and a rotor which is filled with activated carbon in a gas-permeable state and is rotated between the adsorption zone and the regeneration zone in the casing, and on the downstream side of the reduction device, An adsorption device that connects the adsorption zone to the exhaust pipe, an exhaust gas passage and an air passage that are separated from each other by a partition and exchange heat are provided, and the exhaust pipe is connected to the exhaust pipe between the reduction device and the adsorption device. A heat exchanger for connecting the outlet side of the air passage to the inlet side of the regeneration zone of the adsorption device; and a heat exchanger for connecting the inlet side of the air passage of the heat exchanger. An air supply device, a recovery pipe connecting the inlet side of the reduction device to the outlet side of the regeneration zone of the adsorption device, and a branch exhaust pipe branched from the exhaust pipe between the adsorption device and the heat exchanger. And an exhaust gas switching device for switching and connecting an adsorption zone of the adsorption device and a branch exhaust pipe thereof at an outlet side of an exhaust gas passage of the heat exchanger.
【請求項3】 その分岐排気管が、その熱交換器の下流
側で、その吸着装置の上流側および下流側において、そ
の排気管に接続される排気バイパスである請求項2に記
載の排ガス浄化装置。
3. The exhaust gas purification according to claim 2, wherein the branch exhaust pipe is an exhaust bypass connected to the exhaust pipe downstream of the heat exchanger and upstream and downstream of the adsorption device. apparatus.
【請求項4】 その排ガス切換え装置が、その分岐排気
管の分岐箇所の下流側でその排気管に配置される遮断弁
およびその分岐排気管に配置される他の遮断弁である請
求項2に記載の排ガス浄化装置。
4. The exhaust gas switching device according to claim 2, wherein the exhaust gas switching device is a shutoff valve disposed on the exhaust pipe downstream of a branch point of the branch exhaust pipe and another shutoff valve disposed on the branch exhaust pipe. An exhaust gas purifying apparatus as described in the above.
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