JPH04175421A

JPH04175421A - エンジンのＮＯｘ低減装置

Info

Publication number: JPH04175421A
Application number: JP30129690A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kimoto; 清治木本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-23

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、エンジンのＮＯＸ低減装置に関し、吸気を冷
却して排気中のＮＯＸ量を低減し、エンジン出力を安定
化できるものを提供する。

〈従来技術及びその課題〉最近、コージェネレーション（熱電併給）システムやヒ
ートポンプシステムでは、排気中のＮＯＸ量を下記の方
式で低減することが行われている。

■リーン燃焼方式 ■触媒方式 ■その他しかしながら、■の方式ではエンジンの出力ダウンにつ
ながり、■ではコストア・ンブや長期使用による機能低
下がある。

また、上記システムでは、エンジンと発電機などの作業
機を防音ケース内にバ・ンク状に収容するため、ケース
内の通風不足からエンジンの機体温が上昇し、燃焼温度
が高くなって排気中のＮＯＸ量が増加しがちである。

本発明は、エンジンをケース内に収容した場合でも、Ｎ
ＯＸの発生量を有効に低減することを技術的課題とする
。

く課題を解決するための手段〉上記課題を達成するための手段を、実施例に示す図面に
より以下に説明する。

即ち、本発明１は、エアクリーナ３を吸気管６を介してエンジンＥの吸気ポ
ート５に吸気流通可能に接続して吸気路１を構成し、エ
ンジンＥの吸気路１に吸気冷却装置２を設け、吸気冷却
装置２に冷却液を流通可能に構成し、吸気路１内の吸気
を冷却液で熱交換して冷却するように構成したエンジン
のＮＯＸ低減装置である。

本発明２は、上記本発明１において、吸気路１のうち、エアクリーナ３のクリーナエレメント
４の通気下流側に通路横断状に吸気冷却装置２を配置し
、吸気が吸気冷却装置２を縦断状に吹き抜けるように構
成したことを特徴とするものである。

〈作用〉（１）本発明１では、エンジンＥの吸気路１に吸気冷却装置２を設け、吸気冷
却装置２内を流通する冷却液で吸気を冷却するので、エ
ンジンＥの燃焼温度を効果的に低下して、排気中のＮＯ
Ｘ量を低減する。

（２）本発明２では、エアクリーナ３のクリーナエレメント４の通気下流側に
通路横断状に吸気冷却装置２を配置するので、吸気冷却
装置２を吹き抜ける吸気はクリーナエレメント４で既に
防塵処理を施されている。

〈発明の効果〉（１）本発明１では、吸気を冷却して燃焼温度を下げ、
排気中のＮＯＸ量を低減するので、従来技術のように、
エンジンの出力が低下したり、コストアップになること
はないとともに、ケース内にエンジンがパッケージされ
ていても、燃焼温度が上がることはない。

（２）本発明２では、吸気冷却装置を吹き抜ける吸気は
クリーナエレメントで予め防塵処理されているので、吸
気冷却装置専用の防塵手段を必要とせず、構造を簡略に
できる。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面に基づいて述べる。

第１図は縦型水冷ガスエンジンを組み込んだコージェネ
レーションシステムの概略系統図であって、当該システ
ムは縦型水冷ガスエンジンＥを発電機Ｇにベルト伝動に
より連動連結するとともに、エンジンＥの機体熱及び排
気熱を熱交換により給湯装置ｌＯに取り出すようにして
、熱・電併給可能に構成したものである。

即ち、上記ガスエンジンＥの吸気ポート５に乾式エアク
リーナ３を吸気管６及びミキサー７を介して接続し、排
気管８に排気熱交換器１２を介してマフラ１１を接続す
る。

上記ガスエンジンＥにラジェータ１３及び給湯用放熱器
１４を設け、ガスエンジンＥのウォータジャケット１５
を上記排気熱交換器１２、給湯用放熱器１４及びラジェ
ータ１３に順番に通水路１６で接続する。

前記給湯装置１０の給湯タンク１７を給水路１８及び循
環ポンプ１９を介して上記給湯用放熱器１４に接続する
。

上記給湯用放熱器１４内にはエンジンＥからの冷却水が
流通し、給湯装置１０の給水路１８の吸熱部１８ａがこ
の冷却水に接触可能に構成される。

一方、前記エアクリーナ３を吸気冷却装置２と一体に形
成し、吸気冷却装置２内にフロン、アンモニアなどの冷
却液をエンジンＥで駆動するコンプレッサ２０及び専用
の冷却液通路２１を介して流通可能に構成する。

つまり、ケーシング２２の百本体２３に上！２４をエビ
金具２５で着脱自在に連結し、上１１２４にエアクリー
ナ３のクリーナエレメント４を収容するとともに、百本
体２３にエアクリーナ３の浄気室２６を介してエバポレ
ータなどの吸気冷却装置２を通路横断状に配置する。

上記上蓋２４の土壁に外気取り入れ口２７を上向きに突
出し、百本体２３の下部に吸気出口２８を横向きに開口
し、吸気出口２８をエンジンＥの吸気管６に接続する。

上記吸気冷却装置２の入口２ａをコンプレッサ２０の圧
送口２０ａにレシーバ−２９及び前記給湯用放熱器１４
を介して冷却液通路２１で接続し、吸気冷却装置２の出
口２ｂをコンプレッサ２０の吸い込み口２０ｂに冷却液
通路２１で接続する。

この場合、圧送側の冷却液通路２１の放熱部２１ａが給
湯用放熱器１４内に突入される。

上記ケーシング２２のうちの吸気冷却装置２の通気下手
側にサーミスタなどの温度検出器３０を付設し、冷却液
通路２１のうちの吸気冷却装置人口２ａの通路上手側に
エキスパンション弁などの開閉作動弁３１を介装し、両
機器３０・３１を制御装置３２を介して前記コンプレッ
サ２０のクラッチ３３に連動する。

そして、上記制御装置３２の設定温度Ｔ０を１５℃に設
定し、温度検出器３０の吸気検出温度をＴとした場合、
次のように構成される。

即ち、 ■Ｔ０≦Ｔ ■’ｒ＜’ｒ。

■の条件を満たせば、開閉作動弁３１を開弁するととも
にクラッチ３３を入れ、 ■の条件を満たせば、開閉作動弁３１を閉弁するととも
にクラッチ３３を切るように構成する。

尚、吸気冷却装置２は、エアクリーナ３からエンジンＥ
の吸気ポート５に至る吸気路１のいずれの箇所に配置し
ても良いが、本実施例のようにエアクリーナ３のクリー
ナエレメント４の通気下手側に配置する方が好ましい。

また、上記コージェネレーションシステムの全体は、防
音ケース（図示省略）などに−括でパッケージされてい
る。

そこで、本実施例のコージェネレーションシステムの機
能を熱・電併給自体の機能とＮＯＸ低減機能とに分けて
説明する。

（１）熱・電併給のうちの熱供給機能を述べる。

エンジンＥの冷却水は、第１図の破線で示すように、ウ
ォータジャケット１５を通過する際にエンジン機体熱を
吸熱し、排気熱交換器１２を通過する際に排気熱を吸熱
して、給湯用放熱器１４に流入したあとで、ラジェータ
１３に導かれる。

吸気冷却装置２を流れる冷却液は、第１図の実線で示す
ように、吸気の熱を吸熱したのち、コンプレッサ２０で
圧縮されて昇温し、給湯用放熱器１４で放熱する。

一方、給湯装置１０の給水路１８内を流通する水は、第
１図の二点鎖線で示すように、■給湯用放熱器１４で内
部に貯留するエンジン冷却水からエンジンの機体熱及び
排気熱を吸熱するとともに、■吸気冷却装置２の冷却液
の熱をも工／ジン冷却水を介して吸熱することができる
。

（２）ＮＯＸ低減機能を説明する。

エアクリーナ３のクリーナエレメント４を通過した吸気
は、第１図の一点鎖線で示すように、吸気冷却装置２を
縦断状に吹き抜けて吸気管６からエンジンＥに吸入され
る。

この場合、温度検出器３０による吸気の検出温度Ｔが１
５℃（即ち、設定温度Ｔ、）以上になると、制御装置３
２が働いて開閉作動弁３１が開弁し、クラッチ３３が入
ってコンプレッサ２０が作動するので、吸気冷却装置２
内に冷却液が流通して吸気を冷却する。

因みに、馬力の大小を問わず、吸気温度が下がると排気
中のＮＯＸ量が低減することは、第２図に示す通りであ
る。

即ち、吸気を冷却すると、エンジンＥの燃焼温度が効果
的に低下して、排気中のＮＯＸ量を低減できるので、従
来技術のように、エンジンの出力が低下したり、コスト
アップになることはなく、上記実施例のようにケース内
にエンジンがパッケージされていても、ＮＯＸ量が増え
ることはない。

また、エアクリーナ３のクリーナエレメント４の通気下
流側に吸気冷却装置２を配置するので、吸気冷却装置２
を吹き抜ける吸気を、クリーナエレメント４で予め防塵
処理できる。

このため、吸気冷却装置２に吹き当たる吸気を防塵する
専用の除去手段が要らず、構造が簡略になる。

しかも、（１）で既述したように、吸気冷却装置２の冷
却液を給湯用放熱器１４に通すことにより、吸気の回収
熱を給湯側に放熱できるので、コージェネレーションシ
ステムの熱回収効率を向上できる。

尚、本発明は、吸気を冷却してエンジンの燃焼温度を下
げ、排気中のＮＯＸ量を低減することを特徴とするので
、作業機と一体になったエンジンシステムに限らず、エ
ンジン単独に適用しても良い。

また、エンジンの機種としても、上記実施例のようなガ
スエンジンなどの火花点火式エンジンに限らず、ディー
ゼルエンジンにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は縦型水冷ガスエ
ンジンを組み込んだコージェネレーションシステムの概
略系統図、第２図は吸気温度−ＮＯＸ量曲線図である。Ｅ・・・エンジン、１・・・吸気路、２・・・吸気冷却
装置、３・・・エアクリーナ、４・・・クリーナエレメ
ント、５・・・吸気ポート、６・・・吸気管。

Claims

【特許請求の範囲】

１．　エアクリーナ３を吸気管６を介してエンジンＥの
吸気ポート５に吸気流通可能に接続して吸気路１を構成
し、エンジンＥの吸気路１に吸気冷却装置２を設け、吸
気冷却装置２に冷却液を流通可能に構成し、吸気路１内
の吸気を冷却液で熱交換して冷却するように構成したエ
ンジンのＮＯ＿Ｘ低減装置
２．　吸気路１のうち、エアクリーナ３のクリーナエレ
メント４の通気下流側に通路横断状に吸気冷却装置２を
配置し、吸気が吸気冷却装置２を縦断状に吹き抜けるよ
うに構成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジ
ンのＮＯ＿Ｘ低減装置