JPH1193651A - 消音装置 - Google Patents

消音装置

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JPH1193651A
JPH1193651A JP9254962A JP25496297A JPH1193651A JP H1193651 A JPH1193651 A JP H1193651A JP 9254962 A JP9254962 A JP 9254962A JP 25496297 A JP25496297 A JP 25496297A JP H1193651 A JPH1193651 A JP H1193651A
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JP
Japan
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silencer
ammonia
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
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Withdrawn
Application number
JP9254962A
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English (en)
Inventor
Yasuo Deguchi
保夫 出口
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Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1193651A publication Critical patent/JPH1193651A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関からの排気ガス中の窒素酸化物の処
理を行う構成としたので、内燃機関を使用するシステム
の大型化およびコストアップを抑制する。 【解決手段】 消音装置10は、1次サイレンサ11、
2次サイレンサ12、触媒反応部13、アンモニアタン
ク14、並びに分配器15などから構成される。1次サ
イレンサ11および2次サイレンサ12において、アン
モニアを噴霧するノズル151〜156が拡大部11
2、115、122、126に設けられており、噴霧さ
れたアンモニアが排気ガス中の窒素酸化物と反応するこ
とで、窒素酸化物は窒素と水に分解される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、消音装置に関し、
特に、窒素酸化物(NOx)を低減する機能を有する消
音装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンやディーゼルエンジン
発電機などのように、ガソリンや石油などを原料とする
内燃機関を使用する各種の機器ないしシステムでは、そ
の排気ガス中に窒素酸化物などの有害物質が含まれる。
ここで、窒素酸化物は、光化学スモッグや酸性雨などの
原因物質として知られており、法律によって大気中への
排出が規制されている。
【0003】このため、窒素酸化物を大気中への排出の
前に除去することが行われている。このような除去方法
として、乾式アンモニア選択接触還元法(SCR法)が
ある。このSCR法では、窒素酸化物を含む排気ガスに
アンモニアを混合し、窒素酸化物とアンモニアとを脱硝
反応させ、窒素と水に分解することで、無害化を図って
いる。なお、この脱硝反応は、通常は、適当な触媒の存
在下で行われる。
【0004】従来は、一般的には、上記のSCR法によ
り窒素酸化物を除去するための脱硝装置を単体で構成
し、この脱硝装置を排気ガスラインに別途取り付けるこ
とで、窒素酸化物の除去を行う手法が採られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例のように、脱硝装置を別途排気ガスラインの取り
付ける構成では、脱硝装置を取り付けるスペースが必要
となるので、システムの大型化を招く。また、脱硝装置
の分だけ設備が余分に必要となることから、コスト高と
なるという問題もあった。
【0006】本発明は、脱硝反応により窒素酸化物を低
減する機能を有する消音装置を提供することで、内燃機
関を使用するシステムの大型化およびコストアップを抑
制することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の消音装置は、内
燃機関からの排気ガスを入力して消音処理を行う少なく
とも1つのサイレンサを有する消音装置において、前記
サイレンサが、前記排気ガスが入力される入口部と、前
記入口部に連通し前記入口部の径よりも大径に形成され
た拡大部とを備え、前記拡大部の前記入口部に隣接した
個所に、アンモニアの噴射口を設けたことを特徴とす
る。
【0008】また、本発明の消音装置は、前記排気ガス
を入力して第1の消音処理を行う1次サイレンサと、前
記1次サイレンサから出力される第1の消音処理済の排
気ガスを入力して第2の消音処理を行う2次サイレンサ
とを備え、前記第1および第2のサイレンサがそれぞ
れ、前記入口部、前記拡大部、および前記噴射口を備え
ており、前記1次サイレンサと前記2次サイレンサの接
続部に、前記排気ガスと前記噴霧されたアンモニアとの
混合物を乾式アンモニア選択接触還元法により処理する
ための触媒を設けたことを特徴とする。
【0009】好ましい実施の形態においては、噴射口か
ら噴射されるアンモニア量が、内燃機関の負荷率あるい
は発熱温度、または消音装置の周囲温度に応じて適宜調
節される。このような調節は、例えば次のようにして行
われる。すなわち、内燃機関の負荷率が高い場合には、
発生する窒素酸化物が多くなることから、アンモニアの
噴射量を増大させる。また、消音装置の周囲温度や内燃
機関の温度が高い場合には、発生する窒素酸化物とアン
モニアとの反応速度が高まることから、同様に、アンモ
ニアの噴射量を増大させる。また、噴射口からのアンモ
ニア噴射は、好ましくは噴霧で行われる。
【0010】ここで、ガソリンエンジンやディーゼルエ
ンジン発電機などのように内燃機関を使用する各種機器
では、低騒音化のために、内燃機関からの排気音を消音
するための消音装置が使用されている。この消音装置
は、内燃機関から排出される高温、高圧の排気ガスの温
度および圧力を下げる機能を果たしている。本発明はこ
の消音装置にSCR法による反応器の役目を与えるよう
にしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、実施の形態の消音装置を
説明する。
【0012】図1を参照して、実施の形態の消音装置1
0は、1次サイレンサ11、2次サイレンサ12、触媒
反応部13、アンモニアタンク14、並びに分配器15
などから構成されている。
【0013】1次サイレンサ11は、内燃機関からの排
気ガスの排出口に連通した配管P1に連結された入口部
111、この入口部111に連通するとともに入口部1
11の径よりも大径に形成された拡大部112、拡大部
112に連通するとともに拡大部112の径よりも小径
に形成された縮小部113および114、これら縮小部
113および114に連通するとともに縮小部113お
よび114の径よりも大径に形成された拡大部115、
拡大部115に連通された出口部116、並びに拡大部
115に連通された排出部117、などから構成されて
いる。さらに、1次サイレンサ11の外壁110の内面
には、グラスウールなどの吸音材が設けられている。
【0014】また、2次サイレンサ12は、1次サイレ
ンサ11の排出部117に触媒反応部13を介して連通
した入口部121、この入口部121に連通するととも
に入口部121の径よりも大径に形成された拡大部12
2、拡大部122に連通した出口部123、拡大部12
2に連通するとともに拡大部121の径よりも小径に形
成された縮小部124および125、これら縮小部12
4および125に連通するとともに縮小部124および
125の径よりも大径に形成された拡大部126、拡大
部126に連通するとともに配管P2に接続された出口
部127、などから構成されている。さらに、2次サイ
レンサ12の外壁120の内面には、グラスウールなど
の吸音材が設けられている。
【0015】触媒反応部13は、1次サイレンサ11、
2次サイレンサ12とを連結する配管の中間に設けられ
ており、SCR法により窒素酸化物をアンモニアとの乾
式アンモニア選択接触還元法により分解処理するための
触媒を担持している。このような触媒反応部13を設け
ることで、上記接触還元反応が促進され、窒素酸化物を
効率良く窒素と水蒸気に分解できるようになる。また、
この触媒反応部13において、触媒は、その表面積を大
きくするために、多数の開口を有する形状に成形され
る。そして、これら開口内には被反応ガスとしての排気
ガスとアンモニアとの混合ガスが通過する。
【0016】アンモニアタンク14には、アンモニアが
貯蔵されている。このアンモニアは、バルブ141を経
て分配器15に導かれる。
【0017】また、分配器15には、アンモニアタンク
14から送られるアンモニアが入力される。そして、分
配器15は、このアンモニアの噴射口であるノズル15
1〜156に対して、所要量のアンモニアをそれぞれ分
配・供給する。またこれらノズル151〜155は、そ
れらが設置された場所において、所要量のアンモニアを
噴霧する。
【0018】ここで、上記のノズル151〜155の
内、ノズル151〜153は1次サイレンサ11に、ま
たノズル154〜156は2次サイレンサ12に、それ
ぞれ設けられている。より詳しくは、ノズル151は拡
大部112の入口部111に隣接した個所に設けられて
いる。また、ノズル152および153は拡大部115
の縮小部113および114に隣接した個所に設けられ
ている。さらに、ノズル154は、拡大部122の入口
部121に隣接した個所に設けられている。また、ノズ
ル155および156は、拡大部115の縮小部113
および114に隣接した個所に設けられている。
【0019】なお、分配器15には、図示は省略した
が、内燃機関の負荷率測定装置が測定した内燃機関の負
荷率、内燃機関の発熱温度想定装置が測定した内燃機関
の発熱温度、あるいは消音装置10の周囲温度測定装置
が測定した周囲温度などが、パラメータとして入力され
る。そして、分配器15は、これらパラメータに基づい
て、ノズル151〜156に供給するアンモニア量を適
宜調節する。
【0020】この場合、上記の周囲温度として、消音装
置10を構成する1次サイレンサ11、2次サイレンサ
12の各周囲温度をパラメータとしてそれぞれ分配器1
5に入力し、これらのパラメータに基づいて1次サイレ
ンサ11、2次サイレンサ12におけるアンモニア噴射
量を個別に制御する構成とすることもできる。
【0021】以上の構成である実施の形態の消音装置1
0の動作を説明する。すなわち、この消音装置10は、
基本的な機能として、配管P1から導入される排気ガス
を入口部111→拡大部112→縮小部113および1
14→拡大部115→出口部116あるいは排出部11
7の経路、および排出部117→入口部121→拡大部
122→縮小部124および125→拡大部126→出
口部127の経路を通ることで、消音処理を行う。
【0022】また、上記の消音処理に加えて、上記の各
ノズル151〜156から噴霧されるアンモニアによ
り、排気ガス中の窒素化合物が化1の反応により、窒素
と水に分解される(SCR法)。なお、この反応は、特
に、触媒反応部13において効率良く行われる。
【0023】
【化1】
【0024】一方、各ノズル151〜156からのアン
モニア噴射量(噴霧量)は、次のように調節される。ま
ず、通常の状態では、低減するNOxと同じ量(モル
量)のアンモニアが噴霧される。一方、内燃機関の負荷
率によって排気ガス中の窒素酸化物の濃度が変動した場
合、アンモニアの必要量は窒素酸化物の量に相当する量
とする必要がある。このため、分配器15は、内燃機関
の負荷率が高くて窒素酸化物の濃度が高い場合にはアン
モニアの噴射(噴霧)量を多くし、逆に、濃度が低い場
合は、アンモニアの噴射(噴霧量)を少なくする。ま
た、消音装置10の周囲温度や内燃機関の温度が高い場
合には、発生する窒素酸化物とアンモニアとの反応速度
が高まることから、アンモニアの噴射量を増大させる。
【0025】また、触媒反応部13においては、触媒に
よって、より効率良くSCR法による窒素酸化物除去が
行われる。さらに、同様な窒素酸化物除去は、2次サイ
レンサ12においても行われる。これにより、1次サイ
レンサ11において窒素酸化物除去が不十分な場合で
も、排気ガスにおける窒素酸化物の除去を確実に行うこ
とができる。
【0026】
【発明の効果】本発明の消音装置は、内燃機関からの排
気ガス中の窒素酸化物の処理を行う構成としたので、内
燃機関を使用するシステムの大型化およびコストアップ
を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の消音装置の説明図であ
る。
【符号の説明】
10 消音装置 11 1次サイレンサ 12 2次サイレンサ 13 触媒反応部 14 アンモニアタンク 15 分配器 111、121 入口部 112、115、122、126 拡大部 113、114、124、125 縮小部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関からの排気ガスを入力して消音
    処理を行う少なくとも1つのサイレンサを有する消音装
    置において、 前記サイレンサが、前記排気ガスが入力される入口部
    と、前記入口部に連通し前記入口部の径よりも大径に形
    成された拡大部とを備え、 前記拡大部の前記入口部に隣接した個所に、アンモニア
    の噴射口を設けたことを特徴とする消音装置。
  2. 【請求項2】 前記排気ガスを入力して第1の消音処理
    を行う1次サイレンサと、 前記1次サイレンサから出力される第1の消音処理済の
    排気ガスを入力して第2の消音処理を行う2次サイレン
    サとを備え、 前記第1および第2のサイレンサがそれぞれ、前記入口
    部、前記拡大部、および前記噴射口を備えており、 前記1次サイレンサと前記2次サイレンサの接続部に、
    前記排気ガスと前記噴霧されたアンモニアとの混合物を
    乾式アンモニア選択接触還元法により処理するための触
    媒を設けたことを特徴とする消音装置。
  3. 【請求項3】 前記噴射口から噴射されるアンモニア量
    が、前記内燃機関の負荷率あるいは発熱温度、または前
    記消音装置の周囲温度に応じて適宜調節されることを特
    徴とする請求項1または2記載の消音装置。
  4. 【請求項4】 前記噴射口からのアンモニアが噴霧され
    ることを特徴とする請求項1、2または3記載の消音装
    置。
JP9254962A 1997-09-19 1997-09-19 消音装置 Withdrawn JPH1193651A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503055A1 (de) * 2003-08-01 2005-02-02 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit spezieller Anordnung eines Kraftstofftanks, Vorschalldämpfers und Reduktionsmitteltanks
CN110787629A (zh) * 2019-12-09 2020-02-14 安徽顺达环保科技股份有限公司 一种水泥窑高温高尘scr脱硝装置

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20041207