JPH03264732A - ディーゼル機関 - Google Patents
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- JPH03264732A JPH03264732A JP2061898A JP6189890A JPH03264732A JP H03264732 A JPH03264732 A JP H03264732A JP 2061898 A JP2061898 A JP 2061898A JP 6189890 A JP6189890 A JP 6189890A JP H03264732 A JPH03264732 A JP H03264732A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
-
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- F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
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- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
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- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Toxicology (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、大気の絶対湿度の季節変化による給気の乾湿
に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度を一定の低レ
ベルまで減少できるディーゼル機関に関する。
に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度を一定の低レ
ベルまで減少できるディーゼル機関に関する。
〈従来の技術〉
排気ガス中の窒素酸化物濃度を減少させる装置として、
例えばホイラなどの排気ガスに適用される還択還元アン
モニア脱硝装置がある。この脱硝装置は、触媒を充填し
た容器内に空気を含む３２０〜４５０℃程度の排気ガス
を通すとともに、反応に必要かつ十分な量のアンモニア
ガスを注入し、下記の還元反応により排気ガス中のＮＯ
を低減させるものである。
例えばホイラなどの排気ガスに適用される還択還元アン
モニア脱硝装置がある。この脱硝装置は、触媒を充填し
た容器内に空気を含む３２０〜４５０℃程度の排気ガス
を通すとともに、反応に必要かつ十分な量のアンモニア
ガスを注入し、下記の還元反応により排気ガス中のＮＯ
を低減させるものである。
４ Ｎ Ｏ＋ ４ Ｎ Ｈｓ ＋ Ｏｔ→４Ｎｔ＋６Ｈ
１０〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の脱硝装置は、出力の大きいディー
ゼル機関には適用の可能性とメリットがある反面、構造
が比較的大規模で高価なため、中小型のディーゼル機関
には事実上適用が難しいという欠点がある。また、排気
中の窒素酸化物濃度は、給気の乾湿に伴って増減する特
性があるので、排気中のＮｏを一定レベルまで低減させ
るには、第７図に示すようにＮＨ３注入量を冬期に多く
なるように制御しなければならず、この制御が容易でな
い。さらに、脱硝装置を過給機よりも下流側の排気管に
設ける場合は、排気ガス加熱装置を設けるか、マツチン
グにより排気ガス温度を上昇させる必要があるため、実
質上燃費が増加したり、機関の信頼性が低下するという
問題かある。
１０〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の脱硝装置は、出力の大きいディー
ゼル機関には適用の可能性とメリットがある反面、構造
が比較的大規模で高価なため、中小型のディーゼル機関
には事実上適用が難しいという欠点がある。また、排気
中の窒素酸化物濃度は、給気の乾湿に伴って増減する特
性があるので、排気中のＮｏを一定レベルまで低減させ
るには、第７図に示すようにＮＨ３注入量を冬期に多く
なるように制御しなければならず、この制御が容易でな
い。さらに、脱硝装置を過給機よりも下流側の排気管に
設ける場合は、排気ガス加熱装置を設けるか、マツチン
グにより排気ガス温度を上昇させる必要があるため、実
質上燃費が増加したり、機関の信頼性が低下するという
問題かある。
さらに、国による排気ガス中のＮＯｘ排出基準値が、気
筒径４００ｍｍ未満ではＯｔ・１３％換算で現在の９５
０ ｐｐｍであるが、地方自治体においては１１４ｐｐ
ｍに厳しく規制される予定であり、中小型ディーゼル機
関では現状の排気ＮＯｘレベルからさらに、ＮＯｘ濃度
の低減が急務になっていそこで、本発明の目的は、選択
還元アンモニア脱硝装置にこの装置の脱硝負荷を低減し
、かつアンモニア注入の制御を容易化できる新規なＮＯ
Ｘ低減手段を組み合せるとともに、脱硝装置の配置を工
夫することによって、季節により変動する排気中のＮＯ
Ｘ濃度を上記規制値に近い一定のレベルまで大幅に減少
することができるディーゼル機関を提供することにある
。
筒径４００ｍｍ未満ではＯｔ・１３％換算で現在の９５
０ ｐｐｍであるが、地方自治体においては１１４ｐｐ
ｍに厳しく規制される予定であり、中小型ディーゼル機
関では現状の排気ＮＯｘレベルからさらに、ＮＯｘ濃度
の低減が急務になっていそこで、本発明の目的は、選択
還元アンモニア脱硝装置にこの装置の脱硝負荷を低減し
、かつアンモニア注入の制御を容易化できる新規なＮＯ
Ｘ低減手段を組み合せるとともに、脱硝装置の配置を工
夫することによって、季節により変動する排気中のＮＯ
Ｘ濃度を上記規制値に近い一定のレベルまで大幅に減少
することができるディーゼル機関を提供することにある
。
〈課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、発明者らは、自らが最近提案
した給気への加湿によるＮＯｘ低減方法（特願昭６３−
３３１９８５号）に着目し、研究を重ねた結果、上記方
法が選択還元アンモニア脱硝装置の脱硝負荷の低減と、
アンモニア注入制御の容易化に最適であることを見出し
、本発明を構成するに至った。
した給気への加湿によるＮＯｘ低減方法（特願昭６３−
３３１９８５号）に着目し、研究を重ねた結果、上記方
法が選択還元アンモニア脱硝装置の脱硝負荷の低減と、
アンモニア注入制御の容易化に最適であることを見出し
、本発明を構成するに至った。
即ち、本発明によるディーゼル機関は、設置環境におけ
る大気の絶対湿度の季節変化による給気の乾湿に伴って
増減する排気中の窒素酸化物濃度を一定の低レベルまで
減少できるものであって、上記ディーゼル機関の給気配
管系に設けられ、吸い込まれた大気を加湿する加湿器と
、上記ディーゼル機関の排気配管系に設けられ、排気中
の窒素酸化物をアンモニアと触媒により還元する還元装
置と、実測あるいは気象データとして与えられた大気の
絶対湿度およびディーゼル機関の出力に基づいて、排気
中の窒素酸化物濃度を変動最小値以下の一定しヘルにす
るため給気に加えるべき加湿量を算出し、この加湿量で
上記加湿器を動作させるとともに、排気中の窒素酸化物
濃度を上記一定レベル以下の一定許容レベルにするため
排気に加えるべきアンモニア量をディーゼル機関の出力
や上記加湿量に基づいて算出し、このアンモニア量で上
記還元装置を動作させる制御装置を備える。
る大気の絶対湿度の季節変化による給気の乾湿に伴って
増減する排気中の窒素酸化物濃度を一定の低レベルまで
減少できるものであって、上記ディーゼル機関の給気配
管系に設けられ、吸い込まれた大気を加湿する加湿器と
、上記ディーゼル機関の排気配管系に設けられ、排気中
の窒素酸化物をアンモニアと触媒により還元する還元装
置と、実測あるいは気象データとして与えられた大気の
絶対湿度およびディーゼル機関の出力に基づいて、排気
中の窒素酸化物濃度を変動最小値以下の一定しヘルにす
るため給気に加えるべき加湿量を算出し、この加湿量で
上記加湿器を動作させるとともに、排気中の窒素酸化物
濃度を上記一定レベル以下の一定許容レベルにするため
排気に加えるべきアンモニア量をディーゼル機関の出力
や上記加湿量に基づいて算出し、このアンモニア量で上
記還元装置を動作させる制御装置を備える。
〈作用〉
ディーゼル機関の給気配管系には、排気中の窒素酸化物
濃度を低減すべく、吸い込まれた大気を加湿する加湿器
が設けられ、排気配管系には、排気中の窒素酸化物をア
ンモニアと触媒により還元する還元装置が設けられてい
る。制御装置は、実測あるいは気象データとして与えら
れた大気の絶対湿度およびディーゼル機関の出力に基づ
いて、排気中の窒素酸化物濃度を変動最小値以下の一定
レベルにするため給気に加えるべき加湿量を算出し、冬
期に増え、夏期に減る上記加湿量で、例えば機関出力が
一定値以上になったとき、上記加湿器を動作せしめると
ともに、排気中の窒素酸化物濃度を上記一定レベル以下
の一定許容しヘルにするため排気に加えるべきアンモニ
ア量をディーゼル機関の出力や上記加湿量に基ついて算
出し、季節に拘わらず一定の上記アンモニア量で上記還
元装置を動作せしめる。こうして、排気中の窒素酸化物
の濃度は、上記一定許容レベルに抑制される。
濃度を低減すべく、吸い込まれた大気を加湿する加湿器
が設けられ、排気配管系には、排気中の窒素酸化物をア
ンモニアと触媒により還元する還元装置が設けられてい
る。制御装置は、実測あるいは気象データとして与えら
れた大気の絶対湿度およびディーゼル機関の出力に基づ
いて、排気中の窒素酸化物濃度を変動最小値以下の一定
レベルにするため給気に加えるべき加湿量を算出し、冬
期に増え、夏期に減る上記加湿量で、例えば機関出力が
一定値以上になったとき、上記加湿器を動作せしめると
ともに、排気中の窒素酸化物濃度を上記一定レベル以下
の一定許容しヘルにするため排気に加えるべきアンモニ
ア量をディーゼル機関の出力や上記加湿量に基ついて算
出し、季節に拘わらず一定の上記アンモニア量で上記還
元装置を動作せしめる。こうして、排気中の窒素酸化物
の濃度は、上記一定許容レベルに抑制される。
〈実施例〉
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明のディーゼル機関の一実施例を示す概略
図であり、ｌは給気管２と排気管３を備えたエンジン本
体、４はこのエンジン本体１の燃料ラックの変位を検出
する出力センサとしてのラック目盛センサ、５は上記給
気管２の入口に圧縮機５８を、排気管３の出口にこの圧
縮機に連結するタービン５ｂを夫々配置してなる過給機
、６はこの過給機５の下流側の給気管２に介設した空気
冷却器、７は流量制御弁７ａを制御する制御装置を内蔵
し、上記空気冷却器６の上流側の給気管２に水蒸気また
は微粒化された水滴を供給して、給気を加湿する加湿器
である。
図であり、ｌは給気管２と排気管３を備えたエンジン本
体、４はこのエンジン本体１の燃料ラックの変位を検出
する出力センサとしてのラック目盛センサ、５は上記給
気管２の入口に圧縮機５８を、排気管３の出口にこの圧
縮機に連結するタービン５ｂを夫々配置してなる過給機
、６はこの過給機５の下流側の給気管２に介設した空気
冷却器、７は流量制御弁７ａを制御する制御装置を内蔵
し、上記空気冷却器６の上流側の給気管２に水蒸気また
は微粒化された水滴を供給して、給気を加湿する加湿器
である。
また、８は流量制御弁８ａを介して排気管３にアンモニ
アガスを供給するボンベ、９は上記流量制御弁８ａを制
御する制御装置、１０は過給機５の上流側の排気管３の
一部をなすバイパス管３ａに並列に接続され、内部に充
填した触媒によりアンモニアを含む排気ガス中から窒素
酸化物（ＮＯｘ）を還元する還元装置、１１は還元装置
ｔｏとバイパス管３ａとに分流する排気ガスの流量比を
制御する分流弁である。
アガスを供給するボンベ、９は上記流量制御弁８ａを制
御する制御装置、１０は過給機５の上流側の排気管３の
一部をなすバイパス管３ａに並列に接続され、内部に充
填した触媒によりアンモニアを含む排気ガス中から窒素
酸化物（ＮＯｘ）を還元する還元装置、１１は還元装置
ｔｏとバイパス管３ａとに分流する排気ガスの流量比を
制御する分流弁である。
上記加湿器７内のコンピュータからなる制御装置は、図
示しない絶対湿度センサが検出したあるいは予め気象デ
ータとして与えられた大気の絶対湿度Ｘおよびラック目
盛センサ４が検出した機関出力りに基づいて、排気中の
窒素酸化物濃度を、第３図に示す季節変動最小値Ｃｓ１
ｎ以下の一定レベルＣ１′にするために給気に加えるべ
き加湿量Ｙを算出し、この加湿量Ｙを表わす信号を流量
制御弁７ａに出力するようになっている。加湿量Ｙの算
出手順を次に述べる。
示しない絶対湿度センサが検出したあるいは予め気象デ
ータとして与えられた大気の絶対湿度Ｘおよびラック目
盛センサ４が検出した機関出力りに基づいて、排気中の
窒素酸化物濃度を、第３図に示す季節変動最小値Ｃｓ１
ｎ以下の一定レベルＣ１′にするために給気に加えるべ
き加湿量Ｙを算出し、この加湿量Ｙを表わす信号を流量
制御弁７ａに出力するようになっている。加湿量Ｙの算
出手順を次に述べる。
即ち、上記コンピュータは、下記の関数で定義される排
気中のＮＯｘ濃度を支配する値Ｋを算出するプログラム
を有する。
気中のＮＯｘ濃度を支配する値Ｋを算出するプログラム
を有する。
Ｋ＝Ｋ（Ｘ、Ｔｂ、γ、ｙ）・・・（１）但し、Ｘ：給
気の絶対湿度 Ｔｂ二機関の標準運転条件で一意的に決まる給気温度 γ：使用燃料の比重あるいは着火性を示す指標 ｙ：燃料中の窒素含有量を表わす変数 そして、コンピュータは、機関出荷調整時の上記各変数
Ｘｏ、Ｔｂｏ、γ。＋Ｖｏにより（１）式で初期設定値
に０を算出するとともに、このＫ。値とＮＯｘ還元装置
なしの出荷調整時のＮＯＸ濃度の規制値Ｃｌ１１束との
積を運転時の目標値たる上記一定レベルＣ＋ ”で割っ
て運転時の目標値Ｋｓを算出する。
気の絶対湿度 Ｔｂ二機関の標準運転条件で一意的に決まる給気温度 γ：使用燃料の比重あるいは着火性を示す指標 ｙ：燃料中の窒素含有量を表わす変数 そして、コンピュータは、機関出荷調整時の上記各変数
Ｘｏ、Ｔｂｏ、γ。＋Ｖｏにより（１）式で初期設定値
に０を算出するとともに、このＫ。値とＮＯｘ還元装置
なしの出荷調整時のＮＯＸ濃度の規制値Ｃｌ１１束との
積を運転時の目標値たる上記一定レベルＣ＋ ”で割っ
て運転時の目標値Ｋｓを算出する。
次に、運転に先立って入力される条件値Ｔｂ、γ、ｙに
基づき（１）式のＫ（Ｘ、Ｔｂ、γ、ｙ）を上記目標値
Ｋｓにするような基準絶対湿度ｘ木を算出し、この値ｘ
Ｘから運転中に絶対湿度センサが検出した（あるいは予
め気象データとして与えられた）大気の絶対湿度Ｘを減
算する。さらに、ラック目盛センサ４が検出した機関出
力りが設定値ＬＯ（第４図参照）以下か否かを判断し、
Ｌ≧Ｌ、と判断したとき、上記減算結果（ｘ’−ｘ）お
よび機関出力りと比例関係にある上記加湿量Ｙを（ｙ＝
ｒ（Ｌ、ｘ））を算出するのである。
基づき（１）式のＫ（Ｘ、Ｔｂ、γ、ｙ）を上記目標値
Ｋｓにするような基準絶対湿度ｘ木を算出し、この値ｘ
Ｘから運転中に絶対湿度センサが検出した（あるいは予
め気象データとして与えられた）大気の絶対湿度Ｘを減
算する。さらに、ラック目盛センサ４が検出した機関出
力りが設定値ＬＯ（第４図参照）以下か否かを判断し、
Ｌ≧Ｌ、と判断したとき、上記減算結果（ｘ’−ｘ）お
よび機関出力りと比例関係にある上記加湿量Ｙを（ｙ＝
ｒ（Ｌ、ｘ））を算出するのである。
こうして、算出された加湿量Ｙは、第４図の直線Ａで示
す冬期の最大値から直線Ｂで示す夏期の最小値の間の機
関出力しに比例する一定勾配の直線として得られ、機関
出力りが１０以上になると加湿が開始される。そして、
給気管２内の給気に上記加湿量Ｙの水蒸気等が加えられ
ると排気中のＮＯｘ濃度は、第３図の季節的変動を示す
曲線Ｃから目標値たる一定しベルＣ、１１まで減少する
ことになる。
す冬期の最大値から直線Ｂで示す夏期の最小値の間の機
関出力しに比例する一定勾配の直線として得られ、機関
出力りが１０以上になると加湿が開始される。そして、
給気管２内の給気に上記加湿量Ｙの水蒸気等が加えられ
ると排気中のＮＯｘ濃度は、第３図の季節的変動を示す
曲線Ｃから目標値たる一定しベルＣ、１１まで減少する
ことになる。
一方、アンモニアガス量を制御する制御袋ｗ９は、ラッ
ク目盛センサ４が検出した機関出力りに基づいて、排気
中のＮＯｘ濃度を上記一定レベルＣ１本以下の一定許容
しベルＣＪにするため排気に加えるべきアンモニアＩｋ
ｚ（Ｚ＝ｇ（Ｙ、Ｌ））を算出し、このアンモニア量Ｚ
を表わす信号を流量制御弁８ａに出力するようになって
いる。上記アンモニアｉｌＺは、機関出力りの増加と共
に僅かに増加するものの、季節的変動のない一定値であ
り、排気管３内の排気にこの量Ｚのアンモニアが加えら
れて還元装置１０を通過すると、排気中のＮＯｘ濃度は
、第３図の直線Ｃ１′からさらに一定許容レベルＣ−ま
で減少することになる。
ク目盛センサ４が検出した機関出力りに基づいて、排気
中のＮＯｘ濃度を上記一定レベルＣ１本以下の一定許容
しベルＣＪにするため排気に加えるべきアンモニアＩｋ
ｚ（Ｚ＝ｇ（Ｙ、Ｌ））を算出し、このアンモニア量Ｚ
を表わす信号を流量制御弁８ａに出力するようになって
いる。上記アンモニアｉｌＺは、機関出力りの増加と共
に僅かに増加するものの、季節的変動のない一定値であ
り、排気管３内の排気にこの量Ｚのアンモニアが加えら
れて還元装置１０を通過すると、排気中のＮＯｘ濃度は
、第３図の直線Ｃ１′からさらに一定許容レベルＣ−ま
で減少することになる。
第２図は、上記実施例におけるＮＯｘ低減技術の複合化
の基本概念を示している。排気中のＮＯｘ濃度と燃料消
費率ｂｅの関係は、図中の曲線りで示すように噴射時期
が矢印Ｅ方向に遅延する程、即ちｂｅが場加する程減少
する。そこで、燃料消費率ｂｅが悪化しない適当に低い
ＮＯｘ濃度の点Ｐ１を選び、燃焼マツチングや高圧縮比
の採用で機関の燃焼改善を行なってｂｅを点Ｐ、まで向
上させる。次に、加湿器７で給気を上述の如く加湿する
ことによりＮｏｘａ度を一定レベルの点Ｃ２＊まて低減
し、さらに制御装置９で排気にアンモニアを供給し、還
元装置ｌＯで選択還元アンモニア脱硝を行なうことによ
りＮＯｘ濃度を一定許容しヘルの点ＣＰまで低減して、
厳しいＮＯｘ排出基準値を達成せんとするのである。
の基本概念を示している。排気中のＮＯｘ濃度と燃料消
費率ｂｅの関係は、図中の曲線りで示すように噴射時期
が矢印Ｅ方向に遅延する程、即ちｂｅが場加する程減少
する。そこで、燃料消費率ｂｅが悪化しない適当に低い
ＮＯｘ濃度の点Ｐ１を選び、燃焼マツチングや高圧縮比
の採用で機関の燃焼改善を行なってｂｅを点Ｐ、まで向
上させる。次に、加湿器７で給気を上述の如く加湿する
ことによりＮｏｘａ度を一定レベルの点Ｃ２＊まて低減
し、さらに制御装置９で排気にアンモニアを供給し、還
元装置ｌＯで選択還元アンモニア脱硝を行なうことによ
りＮＯｘ濃度を一定許容しヘルの点ＣＰまで低減して、
厳しいＮＯｘ排出基準値を達成せんとするのである。
上記構成のディーゼル機関の脱硝動作について、第５図
のフローチャートを参照しつつ次に述へる。
のフローチャートを参照しつつ次に述へる。
ステップＳ１において、ラック目盛センサ４により検出
されたエンジン本体１の機関出力信号りが、加湿器７内
のコンピュータと制御装置９に入力されるとともに、絶
対湿度センサまたは気象データによるその時期（季節）
の大気の絶対湿度信号Ｘが、上記コンピュータに入力さ
れる。上記コンピュータは、ステップＳ２で機関出力信
号りと絶対湿度信号Ｘに基づいて、排気中のＮＯｘ濃度
を季節変動最小値Ｃａ１ｎ以下の一定レベルＣ１＊（第
３図参照）にするために給気に加えるへき加湿量Ｙを算
出し、機関出力がり。を超えたとき算出した加湿量Ｙに
なるように流量制御弁７ａを制御して、給気管２内の給
気を加湿する。次に、制御装置９は、ステップＳ３て機
関出力信号りに基づいて、排気中のＮＯＸ濃度を一定許
容しヘルｃｔ’（第３図参照）にするために排気に加え
るへきＮＨ３１Ｚを算出し、機関出力がり。を超えたと
き、算出したＮＨ３量Ｚになるように流量制御弁８ａを
制御して、排気管３内の排気にＮＨ，を供給する。還元
装置１０を通過することにより、排気ガス中のＮＯｘは
供給されγこＮＨ４Ｉに応じてＮ、に還元され、ステッ
プＳ２の加湿により一定レベルＣ１＊まで低減している
排気中のＮＯＸ濃度は、さらに一定許容レベルＣ、ＩＫ
まて低減せしめられる。こうして、過給機５のタービン
５ｂを経て大気に排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度は
、厳しいＮＯＸ排出基準値Ｃ！Ｘに適合することになる
。
されたエンジン本体１の機関出力信号りが、加湿器７内
のコンピュータと制御装置９に入力されるとともに、絶
対湿度センサまたは気象データによるその時期（季節）
の大気の絶対湿度信号Ｘが、上記コンピュータに入力さ
れる。上記コンピュータは、ステップＳ２で機関出力信
号りと絶対湿度信号Ｘに基づいて、排気中のＮＯｘ濃度
を季節変動最小値Ｃａ１ｎ以下の一定レベルＣ１＊（第
３図参照）にするために給気に加えるへき加湿量Ｙを算
出し、機関出力がり。を超えたとき算出した加湿量Ｙに
なるように流量制御弁７ａを制御して、給気管２内の給
気を加湿する。次に、制御装置９は、ステップＳ３て機
関出力信号りに基づいて、排気中のＮＯＸ濃度を一定許
容しヘルｃｔ’（第３図参照）にするために排気に加え
るへきＮＨ３１Ｚを算出し、機関出力がり。を超えたと
き、算出したＮＨ３量Ｚになるように流量制御弁８ａを
制御して、排気管３内の排気にＮＨ，を供給する。還元
装置１０を通過することにより、排気ガス中のＮＯｘは
供給されγこＮＨ４Ｉに応じてＮ、に還元され、ステッ
プＳ２の加湿により一定レベルＣ１＊まで低減している
排気中のＮＯＸ濃度は、さらに一定許容レベルＣ、ＩＫ
まて低減せしめられる。こうして、過給機５のタービン
５ｂを経て大気に排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度は
、厳しいＮＯＸ排出基準値Ｃ！Ｘに適合することになる
。
上記実施例では、加湿器７によりＮＯｘ濃度を季節変動
最小値Ｃｍｉｎ以下の一定しベルＣ，Ｘまで低減してい
るので、還元装置ｌＯを小型化して過給機５の上流側に
設けることができるうえ、Ｎ ＨＫ注入量を年間に亘っ
て一定にして注入量制御を簡素化でき、しかも厳しい排
出基準への規制を正確かつ容易に行なえるという利点が
ある。また、還元装置ｌＯを過給機５の上流側に設けて
いるので、鳥屋の排気ガスにより機関の中低負荷時には
予島装置がなくとも触媒反応の活性化が図れて、脱硝効
率か大幅に向上し、運転負荷範囲を拡大することができ
る。なお、機関が低負荷で排気中のＮ。
最小値Ｃｍｉｎ以下の一定しベルＣ，Ｘまで低減してい
るので、還元装置ｌＯを小型化して過給機５の上流側に
設けることができるうえ、Ｎ ＨＫ注入量を年間に亘っ
て一定にして注入量制御を簡素化でき、しかも厳しい排
出基準への規制を正確かつ容易に行なえるという利点が
ある。また、還元装置ｌＯを過給機５の上流側に設けて
いるので、鳥屋の排気ガスにより機関の中低負荷時には
予島装置がなくとも触媒反応の活性化が図れて、脱硝効
率か大幅に向上し、運転負荷範囲を拡大することができ
る。なお、機関が低負荷で排気中のＮ。
Ｘ濃度が低い場合や媒の多い場合は、流量制御弁８ａを
止めてＮＨ３の注入を停止し、分流弁ＩＩを調整して排
気ガスをバイパス管３ａに導くことにより、還元装置１
０内の触媒の耐用年数を延ばすことができる。
止めてＮＨ３の注入を停止し、分流弁ＩＩを調整して排
気ガスをバイパス管３ａに導くことにより、還元装置１
０内の触媒の耐用年数を延ばすことができる。
第６図は、本発明のディーゼル機関の他の実施例を示し
ている。この実施例は、第１図の実施例の還元装置ＩＯ
を過給機５の下流側に移し、還元装置１０にボンベ８か
ら流量制御弁８ａを経て直接ＮＨ３を注入するとともに
、加湿器７からの加湿量Ｙを表わす信号を受ける制御装
置９で上記流量制御弁８ａを制御するようにした点を除
いて、第１図の実施例と同じであり、同し部材には同一
番号を付している。
ている。この実施例は、第１図の実施例の還元装置ＩＯ
を過給機５の下流側に移し、還元装置１０にボンベ８か
ら流量制御弁８ａを経て直接ＮＨ３を注入するとともに
、加湿器７からの加湿量Ｙを表わす信号を受ける制御装
置９で上記流量制御弁８ａを制御するようにした点を除
いて、第１図の実施例と同じであり、同し部材には同一
番号を付している。
この実施例は、加湿器７をＮＯｘ低減の主たる手段とし
て用いて、これによりＮＯＸ濃度を第３図のレベルＣ、
Ｘ以下の〜・定しヘルにまで下げ、第１図に比へて下流
側ゆえ脱硝効率の劣る還元装置１０を補助手段として用
いて、第３図の一定許容レベルＣ２車を達成するもので
、各部材の動作は前述の実施例と基本的には同じである
。従って、還元装置ｌＯの脱硝効率の大幅向上はないが
、その分過給機５の効率が向上するとともに、前述と同
様、還元装置！０の小型化とＮＨ３注入量制御の簡素化
と正確化が図れ、加湿器７と還元装置ｌＯによる脱硝負
荷の分担で運転負荷範囲を拡大することができる。
て用いて、これによりＮＯＸ濃度を第３図のレベルＣ、
Ｘ以下の〜・定しヘルにまで下げ、第１図に比へて下流
側ゆえ脱硝効率の劣る還元装置１０を補助手段として用
いて、第３図の一定許容レベルＣ２車を達成するもので
、各部材の動作は前述の実施例と基本的には同じである
。従って、還元装置ｌＯの脱硝効率の大幅向上はないが
、その分過給機５の効率が向上するとともに、前述と同
様、還元装置！０の小型化とＮＨ３注入量制御の簡素化
と正確化が図れ、加湿器７と還元装置ｌＯによる脱硝負
荷の分担で運転負荷範囲を拡大することができる。
なお、本発明が図示の実施例に限られないのはいうまで
もない。
もない。
〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、本発明のディーゼル機関
は、設置環境の絶対湿度の季節変化に伴って乾湿する大
気を吸入する給気管系に、給気を加湿する加湿器を設け
る一方、排気管系に排気中の窒素酸化物をアンモニアと
触媒により還元する還元装置を設けるとともに、制御装
置によって、大気の絶対湿度の実測値または気象データ
値およびディーゼル機関の出力に基づいて、排気中の窒
素酸化物濃度を変動最小値以下の一定レベルにするため
給気に加えるべき加湿量と、上記機関出力や加湿量に基
づいて、排気中の窒素酸化物濃度を上記一定レベル以下
の一定許容レベルにするため排気に加えるべきアンモニ
ア量を夫々算出し、これらの算出量で加湿器と還元装置
を動作させるようにしているので、加湿器で排気ガス中
の窒素酸化物濃度の季節変動をなくして一定の低レベル
にし、これにより還元装置の小型化と簡素かつ正確な脱
硝制御を実現し、運転負荷範囲を拡大することができ、
将来の厳しい窒素酸化物排出基準への適合か可能になる
。
は、設置環境の絶対湿度の季節変化に伴って乾湿する大
気を吸入する給気管系に、給気を加湿する加湿器を設け
る一方、排気管系に排気中の窒素酸化物をアンモニアと
触媒により還元する還元装置を設けるとともに、制御装
置によって、大気の絶対湿度の実測値または気象データ
値およびディーゼル機関の出力に基づいて、排気中の窒
素酸化物濃度を変動最小値以下の一定レベルにするため
給気に加えるべき加湿量と、上記機関出力や加湿量に基
づいて、排気中の窒素酸化物濃度を上記一定レベル以下
の一定許容レベルにするため排気に加えるべきアンモニ
ア量を夫々算出し、これらの算出量で加湿器と還元装置
を動作させるようにしているので、加湿器で排気ガス中
の窒素酸化物濃度の季節変動をなくして一定の低レベル
にし、これにより還元装置の小型化と簡素かつ正確な脱
硝制御を実現し、運転負荷範囲を拡大することができ、
将来の厳しい窒素酸化物排出基準への適合か可能になる
。
第１図は本発明のディーゼル機関の一実施例を示す概略
図、第２図は上記実施例におけるＮＯｘ低減技術の複合
化の基本概念を示す図、第３図は排気ガス中のＮＯＸ濃
度の季節変化を示す図、第４図は機関出力と加湿量の関
係を示す図、第５図は上記実施例の脱硝動作を示すフロ
ーチャート、第６図は本発明の他の実施例を示す概略図
、第７図は従来の脱硝装置へのＮＨ，注入量の季節変動
を示す図である。 ｌ・・・エンジン本体、２・・・給気管、３・・・排気
管、４・ラック目盛センサ、５・・過給機、７・・・加
湿器、７ ａ、 ８ ａ・・・流量制御弁、８・・・タ
ンク、９・・・制御装置、１０・・・還元装置。 特 許 出 願 人 ダイハツディーゼル株式会社 代 理 人 弁理士 青い 葆 はか１名第２図 第３図 第４図 機関より 第７図 ０ １ ２ （８） 第 図
図、第２図は上記実施例におけるＮＯｘ低減技術の複合
化の基本概念を示す図、第３図は排気ガス中のＮＯＸ濃
度の季節変化を示す図、第４図は機関出力と加湿量の関
係を示す図、第５図は上記実施例の脱硝動作を示すフロ
ーチャート、第６図は本発明の他の実施例を示す概略図
、第７図は従来の脱硝装置へのＮＨ，注入量の季節変動
を示す図である。 ｌ・・・エンジン本体、２・・・給気管、３・・・排気
管、４・ラック目盛センサ、５・・過給機、７・・・加
湿器、７ ａ、 ８ ａ・・・流量制御弁、８・・・タ
ンク、９・・・制御装置、１０・・・還元装置。 特 許 出 願 人 ダイハツディーゼル株式会社 代 理 人 弁理士 青い 葆 はか１名第２図 第３図 第４図 機関より 第７図 ０ １ ２ （８） 第 図
Claims (1)
- （１）設置環境における大気の絶対湿度の季節変化によ
る給気の乾湿に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度
を一定の低レベルまで減少できるディーゼル機関であっ
て、 上記ディーゼル機関の給気配管系に設けられ、吸い込ま
れた大気を加湿する加湿器と、上記ディーゼル機関の排
気配管系に設けられ、排気中の窒素酸化物をアンモニア
と触媒により還元する還元装置と、実測あるいは気象デ
ータとして与えられた大気の絶対湿度およびディーゼル
機関の出力に基づいて、排気中の窒素酸化物濃度を変動
最小値以下の一定レベルにするため給気に加えるべき加
湿量を算出し、この加湿量で上記加湿器を動作させると
ともに、排気中の窒素酸化物濃度を上記一定レベル以下
の一定許容レベルにするため排気に加えるべきアンモニ
ア量をディーゼル機関の出力や上記加湿量に基づいて算
出し、このアンモニア量で上記還元装置を動作させる制
御装置を備えたディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061898A JPH0658058B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061898A JPH0658058B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | ディーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264732A true JPH03264732A (ja) | 1991-11-26 |
| JPH0658058B2 JPH0658058B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=13184425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2061898A Expired - Fee Related JPH0658058B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658058B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1076169A2 (de) * | 1999-08-12 | 2001-02-14 | Munters Euroform GmbH | Vorrichtung zur Befeuchtung der Einlassluft von Brennkraftmaschinen mit Turbolader |
| EP1070838A3 (en) * | 1999-07-21 | 2002-01-09 | Wärtsilä NSD OY AB | Method of reducing nitrogen oxide (NOx) emissions of piston engine |
| EP1205659A3 (en) * | 2000-11-03 | 2002-09-11 | Wärtsilä Technology Oy AB | Method of reducing nitrogen oxide (NOX) emissions of super-charged piston engine |
| CN100365265C (zh) * | 2002-05-21 | 2008-01-30 | 曼B与W狄赛尔公司 | 大型增压内燃发动机 |
| JP2011033039A (ja) * | 2000-10-31 | 2011-02-17 | Emitec Ges Fuer Emissionstechnologie Mbh | 排気システム |
| CN102052201A (zh) * | 2009-10-28 | 2011-05-11 | 福特环球技术公司 | 用于加湿内燃发动机的进气的方法和装置 |
| JP2012036881A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | National Maritime Research Institute | 内燃機関用脱硝装置及び船舶 |
| JP2013122243A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-20 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | 排気ガス浄化機能を有するターボ過給式大型２ストロークディーゼルエンジン |
| CN103953470A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-07-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种增压柴油机进气道增湿装置 |
| CN106194507A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 基于喷射泵实现增压柴油机掺水燃烧并降低nox排放的装置 |
| CN115450772A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-09 | 东风商用车有限公司 | 用于控制发动机NOx排放的装置及策略 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117344A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-12 | Mazda Motor Corp | エンジンの吸気湿度制御装置 |
| JPS6344924A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | Takuma Co Ltd | 排気ガスの脱硝処理方法 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2061898A patent/JPH0658058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117344A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-12 | Mazda Motor Corp | エンジンの吸気湿度制御装置 |
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| EP1076169A3 (de) * | 1999-08-12 | 2001-10-10 | Munters Euroform GmbH | Vorrichtung zur Befeuchtung der Einlassluft von Brennkraftmaschinen mit Turbolader |
| EP1076169A2 (de) * | 1999-08-12 | 2001-02-14 | Munters Euroform GmbH | Vorrichtung zur Befeuchtung der Einlassluft von Brennkraftmaschinen mit Turbolader |
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| CN100400843C (zh) * | 2002-05-21 | 2008-07-09 | 曼B与W狄赛尔公司 | 大型增压内燃发动机 |
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| JP2013122243A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-20 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | 排気ガス浄化機能を有するターボ過給式大型２ストロークディーゼルエンジン |
| CN103953470A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-07-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种增压柴油机进气道增湿装置 |
| CN106194507A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 基于喷射泵实现增压柴油机掺水燃烧并降低nox排放的装置 |
| CN115450772A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-09 | 东风商用车有限公司 | 用于控制发动机NOx排放的装置及策略 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658058B2 (ja) | 1994-08-03 |
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