JPH08109822A - 内燃機関の脱硝装置 - Google Patents

内燃機関の脱硝装置

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JPH08109822A
JPH08109822A JP27016394A JP27016394A JPH08109822A JP H08109822 A JPH08109822 A JP H08109822A JP 27016394 A JP27016394 A JP 27016394A JP 27016394 A JP27016394 A JP 27016394A JP H08109822 A JPH08109822 A JP H08109822A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
exhaust
temperature
flow rate
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JP27016394A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakichi Nakajima
政吉 中島
Hiroshi Nakagawa
洋 中川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の脱硝装置において、エンジン負荷
の過渡的変化においても充分な触媒活性が得られるよう
にして、脱硝効率を高めるとともに触媒の耐久性を向上
せしめる。 【構成】 触媒が装填された触媒装置6の上流側の排気
管路4に排気流量調整弁22を介装するとともにこの排気
流量調整弁22をバイパスする排気バイパス管21に排ガス
を冷却する熱交換器5を介装し、触媒の温度を検出する
温度センサ7の検出温度に基づいて排気流量調整弁22を
制御するコントローラ8を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関から排出される
排ガス中の窒素酸化物(N0x) を脱硝する内燃機関の脱硝
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2には従来のこの種脱硝装置の1例が
図2に示されている。図2において、1はエンジン本
体、2はコンプレッサ2a及び排気タービン2bからなる排
気ターボ過給機、4は排気管路、11は排気マニホール
ド、12は給気マニホールド、13は給気管、14はシリンダ
ヘッド、15は燃料噴射ポンプ、16は給油ポンプである。
【0003】3は不飽和低級炭化水素からなる還元剤の
供給装置、6はメタロシリカ系の脱硝触媒が装填された
触媒装置、5は熱交換器で、冷却水管10によって導かれ
た冷却水が循環する。
【0004】しかして、ディーゼル機関の運転時、燃焼
用空気は排気ターボ過給機2のコンプレッサ2aにより加
圧された後、給気管13、給気マニホールド12、シリンダ
ヘッド14を経て燃焼室内に供給される。燃焼室から排出
された排ガスは排気マニホールド11を通って排気ターボ
過給機2の排気タービン2bを駆動した後、排気管4に入
り、ここで還元剤供給装置3から不飽和低級炭化水素か
らなる還元剤が供給される。
【0005】還元剤が混入された排ガスは熱交換器5に
入り、ここで冷却水と熱交換して降温した後、触媒装置
6に入り、ここでメタロシリカ系触媒と接触することに
より脱硝されて清浄な排ガスとなり外部に排出される。
【0006】触媒装置6内に装填された触媒の温度は温
度センサ7により検出されてコントローラ8に入力され
る。コントローラ8はこの検出温度に基づいて冷却水管
10に介装された絞り弁9の開度を制御し、熱交換器5を
流過する冷却水の流量を加減することによって熱交換器
5出口の排ガス温度を脱硝作用に適合する温度に保持し
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の脱硝装置に
おける触媒の温度と脱硝率との間には図3に示されるよ
うな関係があり、従って、脱硝率を高めるには触媒の温
度を所定の適正温度範囲に保持する必要がある。
【0008】ところが、上記従来の装置においては、熱
交換器5の熱容量が大きいため、エンジンの負荷の急変
時、即ち、高負荷で高温の排ガスが排出されている高負
荷運転時から低温の排ガスが排出される低負荷運転に急
激に移行する場合、あるいは、その逆の場合等における
排ガス温度の変化に対する過度応答性が悪い。
【0009】このため、触媒の温度が適正範囲を逸脱す
るので、その活性が低下すると同時にその耐久性も低下
し、この結果、脱硝率が低下するのみならず触媒の劣化
が早まったり、還元剤供給装置3から添加された還元剤
により却って排ガス公害が増幅されるおそれがあった。
【0010】本発明の目的とするところは、上記従来の
装置における問題点を解消し、メタロシリカ系触媒の温
度を常時適温範囲に保持することにより排ガス中の窒素
酸化物を効率的に還元分解するとともに上記触媒の耐久
性を向上しうる内燃機関の脱硝装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、内燃機関から排出される排ガスに不飽和低級炭
化水素からなる還元剤を添加した後、メタロシリカ系触
媒と接触させることによって排ガス中の窒素酸化物を脱
硝する内燃機関の脱硝装置において、上記触媒が装填さ
れた触媒装置の上流側の排気管路に排気流量調整弁を介
装するとともにこの排気流量調整弁をバイパスする排気
バイパス管に排ガスを冷却する熱交換器を介装し、上記
触媒の温度を検出する温度センサの検出温度に基づいて
上記排気流量調整弁を制御するコントローラを設けたこ
とを特徴とする内燃機関の脱硝装置にある。
【0012】
【作用】本発明においては、温度センサによって検出さ
れた触媒の温度に基づいてコントローラにより排気流量
調整弁の開度を制御することにより排気流量調整弁を通
る排ガスの流量を調整し、これによって排気バイパス管
及びこれに介装された熱交換器を流過することによって
降温した低温の排ガスと排気流量調整弁を通過した高温
の排ガスとの混合割合を調整して触媒装置に流入する排
ガスの温度を適正温度範囲内に維持する。
【0013】
【実施例】本発明の1実施例が図1に示されている。図
1において、1はエンジン本体、2はコンプレッサ2a及
び排気タービン2bからなる排気ターボ過給機、4は排気
管路、11は排気マニホールド、12は給気マニホールド、
13は給気管、14はシリンダヘッド、15の燃料噴射ポン
プ、16は給油ポンプ、3は還元剤供給装置、6は脱硝触
媒が装鎮された触媒装置である。
【0014】触媒装置6の上流側の排気管路4には排気
流量調整弁22が介装され、この排気流量調整弁22をバイ
パスする排気バイパス管21には熱交換器5が設置されて
いる。
【0015】この熱交換器5には冷却水管10を通って冷
却水が導入され、バイパス管21中を流れる排ガスはこの
冷却水と熱交換することにより適温に降温せしめられる
ようになっている。
【0016】7は触媒の温度を検出する温度センサ、8
は温度センサ7によって検出された触媒の温度が入力さ
れるコントローラ、20は排気流量調整弁22を駆動するた
めのアクチュエータで、コントローラ8からの制御信号
に従って排気流量調整弁22の開度を調整する。他の構成
は図2に示す従来のものと同様であり、対応する部材に
は同じ符号が付されている。
【0017】しかして、ディーゼル機関の運転時、エン
ジン本体1から排出された排ガスは、排気マニホールド
11を通って排気ターボ過給機2の排気タービン2bを駆動
した後、排気管路4に流入する。
【0018】この排ガスには還元剤供給装置3から不飽
和低級炭化水素からなる還元剤が注入される。そして、
この排ガスは分岐部21a にて分岐してその一部が排気バ
イパス管21に分流し、残部が排気流量調整弁22側へ流れ
る。
【0019】排気バイパス管21に流入した排ガスは熱交
換器5において冷却水管10からの冷却水と熱交換して所
定の温度に降温せしめられた後、合流部21b にて排気流
量調整弁22を通過した高温の排ガスと合流して触媒装置
6に流入する。
【0020】温度センサ7により検出された触媒の温度
はコントローラ8に連続的に入力される。コントローラ
8は触媒の温度が適正温度範囲より高くなったときに
は、排気流量調整弁22の開度を小さくする制御信号をア
クチュエータ20に送る。
【0021】これを受けてアクチュエータ20は排気流量
調整弁22をその開度が小さくなるように操作する。これ
により排気バイパス管21及び熱交換器5を流過した低温
の排ガス量が増加する同時に排気流量調整弁22を通った
高温の排ガス量が減少する。従って、合流部21b にて合
流して触媒装置6に流入する排ガスの温度は低くなり、
触媒の温度も低下する。
【0022】触媒の温度が適正温度範囲よりも低くなっ
たときには、コントローラ8は上記とは逆に排気流量調
整弁22の開度を増加せしめる。これにより排気バイパス
管21及び熱交換器5を流過した低温の排ガス量が減少
し、排気流量調整弁22を通った高温の排ガス量が増加す
るので触媒装置6に流入する排ガスの温度は高くなる。
上記ようにして触媒装置6に流入する排ガスの温度は図
3に示す適正温度範囲に自動的に保持される。
【0023】かくして、触媒温度に基づいて排気流量調
整弁22の開度を制御することにより低温の排ガスと高温
の排ガスとの混合割合を調整しているので、従来の方式
のように熱交換器の熱容量の影響を受けることがなく、
従って、エンジン負荷の変化に対する応答性を従来方式
に較べはるかに向上しうる。これによりエンジンの負荷
の過渡的変動時においても充分な触媒活性が得られ高効
率の脱硝作用がなされる。
【0024】上記実施例は排気ターボ過給機付きディー
ゼル機関用脱硝装置について示したが、ガソリン機関等
の火花点火式内燃機関の排ガス浄化用脱硝装置にもまた
排気ターボ過給機を具えない内燃機関の脱硝装置にもそ
のまま適用できる。
【0025】
【発明の効果】本発明は触媒の温度に基づいて排気流量
調整弁を制御することにより排気バイパス管及びこれに
介装さた熱交換器を流過することによって降温した低温
の排ガスと排気流量調整弁を通過した高温の排ガスとの
混合割合を調整して触媒装置に流入する排ガス温度を適
正温度範囲内に維持するため、従来の方式のように熱交
換器の熱容量の影響をうけることがなく、従来方式に較
べエンジン負荷の過渡的変化に対する触媒の温度変化の
応答性をはるかに向上しうる。
【0026】これによりエンジン負荷の過度的変化時に
おいても充分な触媒活性が得られ、高効率の脱硝作用を
得ることができる。また、エンジン負荷の過渡的変化に
対して触媒の温度が迅速に追従できるので、触媒の過熱
による劣化を防止することができるとともに触媒の耐久
性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係わる脱硝装置の系統図で
ある。
【図2】従来の脱硝装置を示す系統図である。
【図3】触媒の温度と脱硝率との関係を示す線図であ
る。
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 排気ターボ過給機 3 還元剤供給装置 4 排気管 5 熱交換器 6 触媒装置 7 温度センサ 8 コントローラ 20 アクチュエータ 21 排気バイパス管 22 排気流量調整弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関から排出される排ガスに不飽和
    低級炭化水素からなる還元剤を添加した後、メタロシリ
    カ系触媒と接触させることによって排ガス中の窒素酸化
    物を脱硝する内燃機関の脱硝装置において、上記触媒が
    装填された触媒装置の上流側の排気管路に排気流量調整
    弁を介装するとともにこの排気流量調整弁をバイパスす
    る排気バイパス管に排ガスを冷却する熱交換器を介装
    し、上記触媒の温度を検出する温度センサの検出温度に
    基づいて上記排気流量調整弁を制御するコントローラを
    設けたことを特徴とする内燃機関の脱硝装置。
JP27016394A 1994-10-11 1994-10-11 内燃機関の脱硝装置 Pending JPH08109822A (ja)

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