JPH1068358A

JPH1068358A - 排気ガス還流装置

Info

Publication number: JPH1068358A
Application number: JP9042004A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Shimogata; 形智史下; Fujio Shoji; 司不二雄庄; Fukuei Chiyou; 福榮張; Kazuhisa Okamoto; 本和久岡
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ノッキングもしくはＮＯｘを抑制する。【解決手段】タービン（Ｔ）の下流側（１Ｌ）とコン
プレッサ（Ｃ）の上流側（２Ｕ）とを接続するＥＧＲ通
路（Ｌ１）に、ドレン（４）を備えた冷却器（３）を介
装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過給機付きエンジ
ンにおける排気ガス還流（以下、「ＥＧＲ」と記載す
る）装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示すように、タービンＴ及びコ
ンプレッサＣを備えた過給機Ｓを設けたエンジンＥにお
いて、窒素酸化物（ＮＯｘ）を抑制するため、例えば排
気通路１のタービンＴの下流側１Ｌと吸気通路２のコン
プレッサＣの上流側２Ｕとを接続するＥＧＲ通路Ｌ５を
設け、排気ガスＧの一部を吸気Ａに還流するＥＧＲ装置
は良く知られている。なお、図中の符号１Ｕは排気通路
１のタービンＴの上流側、２Ｌは吸気通路２のコンプレ
ッサＣの下流側である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のＥＧＲ装置にお
いては、熱い排気ガスＧの一部（ＥＧＲガスという）を
そのまま吸気Ａに混入するため、吸気温度が上がり、ノ
ッキングもしくはＮＯｘを増加させる要因となり、ＥＧ
Ｒ装置を設置する目的に反する。

【０００４】また、ＥＧＲガスには、多量の水分が含ま
れているため、吸気Ａと混合して冷却されて凝縮水が発
生し、エンジンＥの耐久性が損なわれる。

【０００５】ＥＧＲ装置に関し、本出願人が特願平７−
２９２４２６号で出願したものがあるが、ＥＧＲガスの
水分を除去するためのものであり、吸気温度上昇に対処
してノッキングやＮＯｘを抑制するための技術では無
い。

【０００６】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
みて提案されたもので、吸気温度上昇に起因するノッキ
ングもしくはＮＯｘの発生を抑制することが出来るＥＧ
Ｒ装置の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のＥＧＲ（排気ガ
ス還流）装置は、過給機付きエンジンにおいて、ＥＧＲ
通路に凝縮水除去手段を備えた冷却手段を介装してい
る。

【０００８】ここで、ＥＧＲ通路は、タービン下流側と
コンプレッサ上流側とを接続しているのが好ましい。

【０００９】また、ＥＧＲ通路は、タービン下流側に設
けられた触媒下流側とコンプレッサ上流側とを接続して
いるのが好ましい。

【００１０】また、ＥＧＲ通路は、タービン上流側とコ
ンプレッサ上流側とを接続しているのが好ましい。

【００１１】また、ＥＧＲ通路は、タービン上流側とコ
ンプレッサ下流側とを接続しているのが好ましい。

【００１２】また、ＥＧＲ通路は、タービン下流に設け
られた触媒の上流側とコンプレッサ上流側とを第２の触
媒を介装して接続しているのが好ましい。

【００１３】また、ＥＧＲ通路は、タービン上流側とコ
ンプレッサ上流側とを第２の触媒を介装して接続してい
るのが好ましい。

【００１４】また、ＥＧＲ通路は、タービン上流側とコ
ンプレッサ下流側とを第２の触媒を介装して接続してい
るのが好ましい。

【００１５】この様な構成を具備する本発明によれば、
ＥＧＲガスを冷却することにより、吸気温度が低下して
ノッキングが抑制され、またＮＯｘが低減される。ま
た、凝縮水を除去することにより、エンジンの耐久性が
向上される。さらに、ＥＧＲ通路がタービンをバイパス
することにより、過給機に余計な仕事をさせずにすむた
め、エンジン効率が向上される。これに加えて、触媒下
流側の排気ガスを還流させることにより、ＥＧＲガス中
の有害成分が除去されるので、エンジンの耐久性が向上
される。

【００１６】更に、触媒上流側の排気ガスを小型の第２
の触媒を介して還流させることにより、エンジンをパッ
ケージとしてユニット化するのに必要な配管等がコンパ
クトになるので、取り扱いに際して大変好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。なお、同一の部材には同一の符号
を付して、重複説明を省略する。

【００１８】図１において、タービンＴの下流側１Ｌと
コンプレッサＣの上流側とを接続するＥＧＲ通路Ｌ１が
設けられ、その通路Ｌ１には、冷却手段である冷却器３
が介装されている。この冷却器３には、凝縮水除去手段
であるドレン４が設けられ、冷媒回路５は、図示しない
熱的負荷（例えば吸収冷凍機、給湯機など）に接続さ
れ、熱交換した高熱を再利用するようになっている。

【００１９】次に、図２及び図３を参照して制御態様を
説明する。

【００２０】ＥＧＲ通路Ｌ１には、冷却器３の上流側に
第１の流量調整弁Ｖ１が設けられ、冷却器３の下流側
に、ＥＧＲガスの温度ｔを検出する温度センサＳｔ及び
圧力ｐを検出する圧力センサＳｐが設けられている。そ
して、これらの部材Ｖ１、Ｓｔ及びＳｐは制御ユニット
ＣＵにそれぞれ接続され、その制御ユニットＣＵには、
冷媒通路５の上流側に設けられた第２の流量調整弁Ｖ２
が接続されている。また、制御ユニットＣＵには、温度
ｔ及びＥＧＲ量が所定範囲にないときに、所定範囲に収
めるように両弁Ｖ１、Ｖ２の開度を制御するマップ、テ
ーブル、特性曲線などが記憶されている。

【００２１】制御に際し制御ユニットＣＵは、両センサ
Ｓｐ、Ｓｔからの信号に基づき、ＥＧＲガスの圧力ｐ、
温度ｔを検出して（ステップＳ１）、ＥＧＲ量を決定す
る（ステップＳ２）。次いで、温度ｔ及びＥＧＲ量が所
定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。Ｙ
ＥＳだったら、ステップＳ１に戻り、ＮＯの場合は、両
弁Ｖ１、Ｖ２の開度を制御する（ステップＳ４）。すな
わち、例えば記憶したマップにより、例えば温度ｔが所
定範囲を越えている場合は、第１の流量調整弁Ｖ１の開
度を固定し、すなわち、ＥＧＲガスの流量を変えないで
第２の流量調整弁Ｖ２の開度を大きくし、すなわち、冷
媒の流量を増し熱交換量を大きくして温度ｔを下げる。
次いで、制御が完了したか、すなわち、温度ｔが所定範
囲に収まったか否かを判定し（ステップＳ５）、ＮＯの
場合は、ステップＳ１に戻り、ＹＥＳだったら、制御を
終る。

【００２２】このように、ＥＧＲガスを冷却することに
より、吸気Ａの温度を低下してノッキングを抑制し、ま
た、ＮＯｘを低減することができる。

【００２３】また、冷却により発生した凝縮水をドレン
４で除去することにより、エンジンＥの耐久性を向上す
ることができる。

【００２４】図４は本発明の別の実施形態を示し、排気
通路１のタービンＴの下流側１Ｌに設けた触媒６の下流
側と、吸気通路２のコンプレッサＣの上流側２Ｕとを接
続するＥＧＲ通路Ｌ２を設け、他を図１と同様に構成し
た例である。この実施形態では、更に、触媒によりＥＧ
Ｒガスの有害成分を除去し、エンジンＥの耐久性を向上
することができる。

【００２５】図５は本発明の別の実施形態を示し、排気
通路１のタービンＴの上流側１Ｕと、吸気通路２のコン
プレッサＣの上流側２Ｕとを接続するＥＧＲ通路Ｌ３を
設け、他を図１と同様に構成した例である。この実施形
態では、更に、ＥＧＲガスはタービンＴをバイパスして
いるので、過給機Ｓに余分な仕事をさせないで、エンジ
ン効率を向上することができる。

【００２６】図６は本発明の別の実施形態を示し、排気
通路１のタービンＴの上流側１Ｕと、吸気通路２のコン
プレッサＣの下流側２Ｌとを接続するＥＧＲ通路Ｌ４を
設け、他を図１と同様に構成した例である。この実施形
態では、図５と同様な効果がある。

【００２７】図７は本発明の別の実施形態を示し、排気
通路１のタービンＴの下流側１Ｌと触媒６の上流側６Ｌ
との間にＥＧＲ通路Ｌ２を接続し、ＥＧＲ量に見合う小
型の第２の触媒７を冷却器３と接続部８との間に設け、
他を図４と同様に構成した例である。この実施形態で
は、図４の実施形態と同様な効果を有する。そして更
に、触媒６は元々大型であるため触媒を含めてパッケー
ジとすることが困難であった。上述した通り触媒６は元
々非常に大きいため、ガスエンジンをパッケージ化する
際には、触媒６を当該パッケージの外側に付加する形式
とせざるを得ない。そして、当該触媒の下流側にＥＧＲ
通路を設けると、ＥＧＲ通路として用いられる配管は非
常に長くしなければならず、そのため、前記パッケージ
の配管系全体が複雑になってしまうからである。

【００２８】これに対して、第２の触媒７は小型である
ため、触媒７を含んだパッケージとすることは容易であ
る。ここで、触媒７の下流側に流れるガス（排気ガス）
はエンジンＥの吸気として吸われてしまうので、ＮＯｘ
等の濃度について規制が存在する訳ではない。そのた
め、触媒７の下流側を流れるガスについては、ＮＯｘ等
について厳格な制御を必要とせず、その結果として、触
媒７についてメンテナンスの必要性が低くなる。すなわ
ち、触媒７について頻繁にメインテナンスをする必要が
無く、そのための労力を節約することが出来るのであ
る。

【００２９】図８は本発明の別の実施の形態を示し、図
５の実施の形態に対し、ＥＧＲ通路Ｌ３に第２の触媒７
を介装したものである。

【００３０】また、図９は本発明の別の実施の形態を示
し、図６の実施の形態に対し、ＥＧＲ通路Ｌ４に第２の
触媒７を介装したものであり、いずれも、過給機Ｓに余
分な仕事をさせないで、エンジン効率を向上できると共
に、第２の触媒によりＥＧＲガスのエンジン腐食に対す
る有害成分を除去し、エンジンＥの耐久性が向上でき、
触媒を含めたパッケージ化も可能となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載される様な効果を奏する。（１）吸気温度を低下し、ノッキングを抑制し、ま
た、ＮＯｘを低減することができる。（２）冷却による凝縮水を除去し、エンジンの耐久性
を向上することができる。（３）ＥＧＲ通路をタービンをバイパスさせれば、過
給機に余分な仕事をさせないで、エンジン効率を向上す
ることができる。（４）触媒下流側の排気ガスを還流させれば、有害成
分を除去してエンジンの耐久性を向上することができ
る。（５）第２の触媒ならば小さくて済むため、第２の触
媒を含めたパッケージ化が可能となり、配管も容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す構成図。

【図２】制御に関する構成図。

【図３】制御フローチャート図

【図４】本発明の別の実施形態を示す構成図。

【図５】本発明の別の実施形態を示す構成図。

【図６】本発明の別の実施形態を示す構成図。

【図７】本発明の別の実施形態を示す構成図。

【図８】本発明の別の実施形態を示す構成図。

【図９】本発明の別の実施形態を示す構成図。

【図１０】従来装置の一例を示す構成図。

【符号の説明】Ａ・・・吸気Ｃ・・・コンプレッサＣＵ・・・制御ユニットＥ・・・エンジンＧ・・・排気ガスＬ１〜Ｌ５・・・ＥＧＲ通路Ｔ・・・タービンＳ・・・過給機Ｓｐ・・・圧力センサＳｔ・・・温度センサＶ１・・・第１の流量調整弁Ｖ２・・・第２の流量調整弁１・・・排気通路１Ｌ・・・下流側１Ｕ・・・上流側２・・・吸気通路２Ｌ・・・下流側２Ｕ・・・上流側３・・・冷却器４・・・ドレン５・・・冷媒通路６・・・触媒７・・・副触媒８・・・接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過給機付きエンジンにおいて、排気ガス
還流通路に凝縮水除去手段を備えた冷却手段を介装して
いることを特徴とする排気ガス還流装置。
【請求項２】排気ガス還流通路は、タービン下流側と
コンプレッサ上流側とを接続している請求項１記載の排
気ガス還流装置。
【請求項３】排気ガス還流通路は、タービン下流側に
設けられた触媒下流側とコンプレッサ上流側とを接続し
ている請求項１記載の排気ガス還流装置。
【請求項４】排気ガス還流通路は、タービン上流側と
コンプレッサ上流側とを接続している請求項１記載の排
気ガス還流装置。
【請求項５】排気ガス還流通路は、タービン上流側と
コンプレッサ下流側とを接続している請求項１記載の排
気ガス還流装置。
【請求項６】排気ガス還流通路は、タービン下流に設
けられた触媒の上流側とコンプレッサ上流側とを第２の
触媒を介装して接続している請求項１、３のいずれかに
記載の排気ガス還流装置。
【請求項７】排気ガス還流通路は、タービン上流側と
コンプレッサ上流側とを第２の触媒を介装して接続して
いる請求項１に記載の排気ガス還流装置。
【請求項８】排気ガス還流通路は、タービン上流側と
コンプレッサ下流側とを第２の触媒を介装して接続して
いる請求項１に記載の排気ガス還流装置。