WO2013191067A1 - 尿素水噴射装置 - Google Patents

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WO2013191067A1
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Inventor
井上　剛
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ヤンマー株式会社
一般社団法人日本舶用工業会
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification device.
  • it is related with the urea water injection apparatus for ships.
  • a selective reduction type NOx catalyst (SCR catalyst) is disposed inside the exhaust pipe, and ammonia is used as a reducing agent.
  • SCR catalyst selective reduction type NOx catalyst
  • Exhaust gas purification devices that reduce nitrogen to water and nitrogen are known.
  • the urea water is supplied into the exhaust gas from the urea water injection nozzle disposed inside the exhaust pipe, and ammonia is generated from the urea water by the heat of the exhaust gas, so that NOx is reduced to nitrogen and water.
  • This exhaust purification device cannot reduce NOx to the target purification rate (insufficient denitration) if the amount of urea water added relative to the NOx emission amount is insufficient. Further, if the amount of urea water added relative to the NOx emission amount is excessive, NOx in the exhaust gas is reduced to an abnormal purification rate (overdenitration), and ammonia supplied in excess of the theoretical equivalent ratio enters the atmosphere. Released ammonia slip occurs. Accordingly, there is a type in which a NOx sensor is provided in the exhaust pipe and control is performed so that appropriate urea water is added to the NOx emission amount. For example, as in Patent Document 1.
  • the NOx sensor of the exhaust gas purification device described in Patent Document 1 may not be able to accurately measure the NOx emission amount due to the interference of ammonia. Further, the NOx sensor has a short life, and is disadvantageous in that frequent maintenance work occurs in an internal combustion engine that operates for 24 hours like a marine engine.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device capable of adding an appropriate amount of urea water without directly measuring NOx emission using NOx measurement means. .
  • the present invention relates to a temperature sensor that detects the temperature of the atmosphere and the absolute humidity or relative humidity of the atmosphere in an exhaust purification device that reduces urea oxide in the exhaust gas by adding urea water as a reducing agent to the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • a load detection means for detecting the load of the internal combustion engine are connected to correspond to the rotational speed detected by the rotational speed detection means from the map and the load detected by the load detection means.
  • a quasi-NOx emission amount is calculated, and the reference NOx emission amount is calculated at the rotational speed and the load at the atmospheric temperature detected by the temperature sensor and the absolute humidity detected by the humidity sensor by the inverse calculation of the correction formula.
  • the amount of urea water added is calculated based on the actual NOx emission amount in terms of the NOx emission amount.
  • the addition amount is calculated in consideration of the target purification rate and the urea water concentration.
  • the present invention it is possible to calculate the NOx emission amount based on the characteristics of the internal combustion engine while taking into consideration the atmospheric temperature and the atmospheric absolute humidity that have a great influence on the NOx exhaust amount. Accordingly, an appropriate amount of urea water can be added without directly measuring the NOx emission amount using the NOx sensor.
  • the amount of urea water added can be adjusted according to the use conditions.
  • an appropriate amount of urea water or ammonia can be added without directly measuring the NOx emission amount using the NOx sensor.
  • the partial cross section figure which shows the urea water injection nozzle of the exhaust gas purification device which relates to one execution form of this invention.
  • the flowchart figure which shows the control procedure of the addition amount of urea water which concerns on 1st embodiment of this invention.
  • upstream side indicates the upstream side in the fluid flow direction
  • downstream side indicates the downstream side in the fluid flow direction.
  • the exhaust device is not limited to the present embodiment, and may be an airless system that does not use pressurized air.
  • the exhaust purification device 1 purifies exhaust exhausted from the engine 20.
  • the exhaust purification device 1 is provided in an exhaust pipe 21 of the engine 20.
  • the exhaust purification device 1 includes a urea water injection nozzle 2, a pressurized air supply pump (compressor) 6, a pressurized air valve 8, a urea water supply pump 9, a switching valve 11, a control device 14, a temperature sensor 12, a humidity sensor 13, A first supply channel 15, a second supply channel 16, a NOx catalyst 19 and the like are provided.
  • the urea water injection nozzle 2 supplies urea water into the exhaust pipe 21.
  • the urea water injection nozzle 2 is composed of a tubular member, and is provided so that one side (downstream side) thereof is inserted from the outside to the inside of the exhaust pipe 21.
  • the urea water injection nozzle 2 includes a double pipe 3, a liquid nozzle 4, an air nozzle 5 and the like (see FIG. 2).
  • the pressurized air supply pump (compressor) 6 supplies pressurized air.
  • the pressurized air supply pump 6 supplies air after being pressurized (compressed).
  • the pressurized air supply pump 6 supplies air to the air tank 7 when the pressure of the air tank 7 falls below a predetermined pressure, and stops when the pressure of the air tank 7 reaches the predetermined pressure.
  • the pressurized air supply pump 6 is not particularly limited in the present embodiment, and may be any pump that can maintain the pressure of the air tank 7.
  • the pressurized air valve 8 communicates or blocks the flow path of the pressurized air.
  • the pressurized air valve 8 is provided in the second supply channel 16.
  • the pressurized air valve 8 is composed of an electromagnetic valve, and a solenoid is connected to the control device 14.
  • the pressurized air valve 8 can be switched to the position V and the position W by sliding the spool. When the pressurized air valve 8 is in the position V, the second supply channel 16 is blocked. Therefore, pressurized air is not supplied to the urea water injection nozzle 2. When the pressurized air valve 8 is in the position W, the second supply channel 16 is communicated. Therefore, pressurized air is supplied to the urea water injection nozzle 2.
  • the pressurized air valve 8 is not particularly limited, and may be configured to be held at the position V or the position W by a drive motor or the like.
  • the urea water supply pump 9 supplies urea water.
  • the urea water supply pump 9 is provided in the first supply flow path 15.
  • the urea water supply pump 9 supplies the urea water in the urea water tank 10 to the urea water injection nozzle 2 through the first supply channel 15 at a predetermined flow rate.
  • the urea water supply pump 9 is not particularly limited in this embodiment, and any urea water supply pump 9 may be used as long as it can supply urea water at a predetermined flow rate.
  • Switch valve 11 switches the urea water flow path.
  • the switching valve 11 is provided on the downstream side of the urea water supply pump 9 in the first supply flow path 15. Further, a drain pot 17 is connected to the switching valve 11 via a flow path 15a.
  • the switching valve 11 is composed of an electromagnetic valve, and a solenoid is connected to the control device 14. The switching valve 11 can be switched to position X and position Y by sliding the spool.
  • the switching valve 11 When the switching valve 11 is in the position X, the first supply flow path 15 is shut off, and the urea water injection nozzle 2 and the drain pot 17 are communicated. Accordingly, the urea water is not supplied to the urea water injection nozzle 2, and the urea water in the first supply flow path 15 and the urea water injection nozzle 2 on the downstream side of the switching valve 11 is discharged to the drain pot 17. .
  • the switching valve 11 is in the position Y, the first supply flow path 15 is communicated. Therefore, urea water is supplied to the urea water injection nozzle 2.
  • the temperature sensor 12 detects the atmospheric temperature T.
  • the temperature sensor 12 is installed in a place where the temperature T of the atmosphere sucked by the engine 20 can be detected, such as an engine room in a ship.
  • the present invention is not limited to this, and any device that can detect the atmospheric temperature T and can transmit the detection signal to the control device 14 may be used.
  • the humidity sensor 13 detects the absolute humidity H of the atmosphere.
  • the humidity sensor 13 is installed in a place where the absolute humidity H of the atmosphere sucked by the engine 20 can be detected, such as an engine room in a ship.
  • the present invention is not limited to this, and any device that can detect the absolute humidity H and can transmit the detection signal to the control device 14 may be used.
  • the relative humidity may be detected and the detection signal transmitted to the control device 14 to calculate the absolute humidity H based on the atmospheric temperature T.
  • the control device 14 controls the urea water supply pump 9, the switching valve 11, the pressurized air valve 8, and the like.
  • the control device 14 stores various programs and data for controlling the urea water supply pump 9, the switching valve 11, the pressurized air valve 8, and the like.
  • the control device 14 may be configured such that a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, and the like are connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like.
  • the control device 14 can also be configured integrally with the ECU 22 that controls the engine 20.
  • the actual NOx emission amount which is the amount of NOx contained in the exhaust gas of the engine 20 operated at each rotation speed and each load at a predetermined atmospheric temperature and predetermined absolute humidity, is known or measured.
  • a map M converted to a reference NOx emission amount Ns that is the amount of NOx at each rotation speed and each load in a standard state (for example, 10.71 g / kg at 25 ° C.) is stored by a correction equation F that is an equation.
  • the actual NOx emission amount when an arbitrary load is applied to the engine 20 at an arbitrary rotational speed at a predetermined atmospheric temperature and predetermined absolute humidity is measured under each operating condition.
  • the actual NOx emission amount is converted into the reference NOx emission amount Ns in the standard state by the correction formula F based on the atmospheric temperature and the absolute humidity at the time of measurement.
  • a map M of the reference NOx emission amount Ns created in this way is stored.
  • the control device 14 stores a correction formula F.
  • the control device 14 is connected to the solenoid of the pressurized air valve 8 and can control the opening and closing of the pressurized air valve 8.
  • the control device 14 is connected to the drive motor of the urea water supply pump 9 and can control the operation state of the urea water supply pump 9. That is, the control device 14 can arbitrarily change the addition amount Q of the urea water added to the exhaust gas by controlling the operation state of the urea water supply pump 9.
  • the control device 14 is connected to the solenoid of the switching valve 11 and can control the opening and closing of the switching valve 11.
  • the control device 14 is connected to the temperature sensor 12 and can acquire a signal of the atmospheric temperature T detected by the temperature sensor 12.
  • the control device 14 is connected to the humidity sensor 13 and can acquire a signal of the absolute humidity H of the atmosphere detected by the humidity sensor 13. It is also possible to detect the relative humidity, transmit the detection signal to the control device 14, and calculate the absolute humidity H by the control device 14 using the atmospheric temperature T.
  • the control device 14 is connected to the ECU 22 and can acquire various types of information related to the engine 20 acquired by the ECU 22. Specifically, the control device 14 can acquire the rotational speed R of the engine 20 detected by the rotational speed sensor 20a of the engine 20 via the ECU 22. Further, the control device 14 can acquire the output of the generator 23 detected by the load sensor 23 a of the generator 23 driven by the engine 20 via the ECU 22 as the load L of the engine 20.
  • the load L is not limited to the detection value from the load sensor 23a, and may be calculated from the rack position, the fuel injection amount, the actual rotational speed, and the like.
  • the control apparatus 14 may acquire each information regarding the engine 20 directly not via ECU22.
  • the control device 14 is connected to an input device (not shown), and can acquire a signal regarding the target purification rate and urea water concentration input from the input device. Alternatively, it is possible to input and define the target purification rate and the concentration of urea water in advance.
  • the NOx catalyst 19 promotes a NOx reduction reaction.
  • the NOx catalyst 19 is disposed inside the exhaust pipe 21 and downstream of the urea water injection nozzle 2.
  • the NOx catalyst 19 is formed in a honeycomb shape, and promotes a reaction of reducing NOx contained in exhaust gas into nitrogen and water by ammonia generated by heat and hydrolysis of urea water.
  • the method of the urea water injection nozzle 2 is not limited to the present embodiment, and an external mixing type urea injection nozzle may be used. Further, it may be a fluid nozzle used in the case of an airless exhaust purification apparatus that does not use pressurized air.
  • the urea water injection nozzle 2 includes a double pipe 3, a liquid nozzle 4, an air nozzle 5, and the like.
  • the double pipe 3 is a main component of the urea water injection nozzle 2 and constitutes a urea water flow path and a pressurized air flow path.
  • the double pipe 3 is arranged so that one side is located inside the exhaust pipe 21 and the other side (upstream side) is located outside the exhaust pipe 21.
  • the downstream end of the double pipe 3 is arranged upstream of the NOx catalyst 19 arranged inside the exhaust pipe 21.
  • the double pipe 3 includes an outer pipe 3b and an inner pipe 3a arranged inside the outer pipe 3b.
  • the inner pipe 3a includes a urea water flow path 3c that is a flow path of urea water.
  • a gas flow channel 3d that is a flow channel of pressurized air is formed in the gap between the inner tube 3a and the outer tube 3b.
  • a connecting portion (not shown) that can be connected to the exhaust pipe 21 in a watertight manner is formed in the middle part of the outside of the outer pipe 3b.
  • a female screw portion 3e and a male screw portion 3f are formed at the downstream end portion of the inner tube 3a and the downstream end portion of the outer tube 3b.
  • a urea water supply port 3g that communicates with the urea water flow path 3c and a gas supply port 3h that communicates with the gas flow path 3d are configured.
  • the urea water is supplied to the liquid nozzle 4.
  • the liquid nozzle 4 is formed of a substantially cylindrical member and is disposed on the downstream side of the double pipe 3.
  • One end (downstream side) end of the liquid nozzle 4 is formed in a substantially conical shape with the axial center as a center.
  • a substantially cylindrical convex portion 4a is formed in the central portion of the end portion so as to protrude in the axial direction.
  • a male screw portion 4b is formed at the other end (upstream side) end of the liquid nozzle 4 so as to protrude in the axial direction.
  • a urea water flow path 4c is formed in the axial center portion of the liquid nozzle 4 so as to penetrate the entire liquid nozzle 4 in the axial direction from the male screw portion 4b to the convex portion 4a.
  • the urea water channel 4c is reduced in diameter toward the downstream side in the middle, and the inner diameter of the downstream end of the urea water channel 4c is formed to be smaller than the inner diameter of the upstream end of the urea water channel 4c.
  • the male screw portion 4 b is screwed into the female screw portion 3 e of the double pipe 3.
  • the double pipe 3 and the liquid nozzle 4 are connected, and the urea water flow path 4c and the urea water flow path 3c of the double pipe 3 are communicated.
  • urea water can be supplied from the urea water flow path 3c of the double pipe 3 to the urea water flow path 4c.
  • the atomized urea water is injected to the air nozzle 5.
  • the air nozzle 5 is formed from a substantially cylindrical member.
  • the air nozzle 5 is arranged on the downstream side of the liquid nozzle 4 so that the other side (upstream side) end abuts on the downstream side end of the double pipe 3.
  • a collar portion 5 a is formed on the side surface of the upstream end portion of the air nozzle 5.
  • a hole having a substantially conical diameter-reducing portion whose diameter is reduced toward one side (downstream side) in the middle portion passes through the axial center portion of the air nozzle 5 from the upstream end toward the downstream end. Formed as follows.
  • the upstream end of the hole is formed to have an inner diameter to the extent that a compressed air can pass even if the downstream end of the liquid nozzle 4 is inserted.
  • a mixing channel 5c of urea water is formed in the axial center portion of the reduced diameter side end of the reduced diameter portion.
  • An injection port 5e which is an opening of the mixing channel 5c, is formed at the downstream end of the air nozzle 5.
  • the air nozzle 5 is connected to the double pipe 3 by a nut 5b.
  • the downstream end of the liquid nozzle 4 is inserted into the upstream hole (mixing channel 5 c) of the air nozzle 5.
  • a gap is formed between the hole of the air nozzle 5 and the liquid nozzle 4.
  • the gap is configured to communicate with the gas flow path 3d of the double pipe 3 and the mixing flow path 5c as the gas flow path 5d.
  • urea water is supplied from the urea water channel 4c of the liquid nozzle 4 to the mixing channel 5c, and pressurized air is supplied from the gas channel 5d. That is, the air nozzle 5 is configured to be capable of injecting urea water from the injection port 5e by being screwed into the double pipe 3.
  • the urea water injection nozzle 2 includes the liquid nozzle 4 and the air nozzle 5 that inject urea water at one end (downstream side), and is configured to inject urea water toward the NOx catalyst 19. Is done.
  • the configuration of the urea water injection nozzle 2 includes the urea water flow channel 4c, the gas flow channel 5d, and the mixing flow channel 5c from the liquid nozzle 4 and the air nozzle 5, but is particularly limited. Instead, the urea water flow path 4c, the gas flow path 5d, and the mixing flow path 5c may be configured.
  • the air tank 7 is connected to the gas supply port 3 h of the urea water injection nozzle 2 through the pressurized air valve 8 through the second supply flow path 16.
  • the pressurized air valve 8 is normally held at the position V. In this case, since the second supply passage 16 is closed, the pressurized air is not supplied to the gas supply port 3 h of the urea water injection nozzle 2.
  • the pressurized air valve 8 When the control device 14 energizes the solenoid of the pressurized air valve 8, the pressurized air valve 8 is switched from the position V to the position W. In this case, since the second supply channel 16 is communicated, the pressurized air is supplied to the gas supply port 3 h of the urea water injection nozzle 2.
  • the pressurized air valve 8 When the control device 14 stops energizing the solenoid of the pressurized air valve 8, the pressurized air valve 8 is switched to the position V. In this case, since the second supply channel 16 is closed, the pressurized air is not supplied to the gas supply port 3 h of the urea water injection nozzle 2.
  • the urea water tank 10 is connected to the urea water supply port 3g of the urea water injection nozzle 2 by the first supply flow path 15 via the urea water supply pump 9 and the switching valve 11.
  • the switching valve 11 is normally held at the position X. In this case, since the first supply flow path 15 is closed, the urea water is not supplied to the urea water supply port 3 g of the urea water injection nozzle 2. Further, the urea water supply port 3g of the urea water injection nozzle 2 is opened to the atmosphere in the drain pot 17 via the flow path 15a.
  • the switching valve 11 When the control device 14 energizes the solenoid of the switching valve 11, the switching valve 11 is switched to the position Y. In this case, since the first supply flow path 15 is communicated, the urea water is supplied to the urea water supply port 3 g of the urea water injection nozzle 2. Further, the communication with the drain pot 17 is blocked, and the urea water supply port 3g of the urea water injection nozzle 2 is not opened to the atmosphere.
  • the switching valve 11 When the control device 14 stops energizing the solenoid of the switching valve 11, the switching valve 11 is switched to the position X. In this case, since the first supply flow path 15 is closed, the urea water is not supplied to the urea water supply port 3 g of the urea water injection nozzle 2. Further, since the drain water is communicated with the drain pot 17, the urea water supply port 3 g of the urea water injection nozzle 2 is opened to the atmosphere in the drain pot 17.
  • the control device 14 sets the position of the switching valve 11 to the position X, whereby the urea water injection nozzle 2 ( The supply of urea water to the urea water supply port 3g of the double pipe 3) is stopped.
  • the urea water supply port 3 g of the double pipe 3 is opened to the atmosphere via the first supply flow path 15 and the switching valve 11.
  • control device 14 controls the operation state of the urea water supply pump 9 in the following steps.
  • step S110 the control device 14 acquires a signal of the atmospheric temperature T from the temperature sensor 12, and acquires a signal of the atmospheric absolute humidity H from the humidity sensor 13. Further, a signal of the rotational speed R of the engine 20 is acquired from the rotational speed sensor 20a, and a signal of the load L of the engine 20 is acquired from the load sensor 23a.
  • step S140 the control device 14 determines the urea water addition amount Q required to reduce the actual NOx emission amount Nr from the arbitrarily set target purification rate and urea water concentration.
  • step S150 the control device 14 controls the operation state of the urea water supply pump 9 so that the urea water supplied by the urea water supply pump 9 is added to the exhaust by the addition amount Q. Thereafter, the control device 14 returns the step to step S110.
  • the above-described control calculates that the actual NOx emission amount Nr has decreased to Nr2, and controls the urea water supply pump 9 so that the urea water addition amount Q becomes Q2, which is an appropriate addition amount. Further, when the actual NOx emission amount Nr increases to Nr3, there occurs a shortage of denitration that cannot reduce NOx to the target purification rate (see point B). Therefore, the actual NOx emission amount Nr is increased to Nr3 by the above-described control, and the urea water supply pump 9 is controlled so that the urea water addition amount Q becomes Q3 which is an appropriate addition amount.
  • the temperature sensor 12 that detects the temperature T of the atmosphere in the exhaust gas purification apparatus 1 that reduces the nitrogen oxides in the exhaust gas by adding urea water as the reducing agent to the exhaust gas of the engine 20 that is an internal combustion engine
  • a humidity sensor 13 that detects absolute humidity H or relative humidity
  • a control device 14 that calculates the amount of urea water added are provided.
  • the control device 14 is an engine at a predetermined atmospheric temperature and an absolute humidity in a predetermined atmosphere.
  • a map M is stored in which the actual NOx emission amount Nr at each rotation number and load at 20 is converted to the reference NOx emission amount Ns at each rotation number and load at the standard state by the correction formula F.
  • a rotational speed sensor 20a which is a rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine 23 and a load sensor 23a of the generator 23 which is a load detection means for detecting the load of the engine 20 are connected, and the reference NOx emission amount Ns corresponding to the rotation speed R detected by the rotation speed sensor 20a and the load L detected by the load sensor 23a is calculated from the map M, and the reference NOx emission amount Ns is calculated back to the correction formula F. Is converted into the actual NOx emission amount Nr at the rotation speed R and the load L at the atmospheric temperature T detected by the temperature sensor 12 and the absolute humidity H of the atmosphere detected by the humidity sensor 13, and based on the actual NOx emission amount Nr. The addition amount Q of urea water is calculated.
  • the addition amount Q is calculated in consideration of the target purification rate and the urea water concentration. By comprising in this way, the addition amount Q of urea water can be adjusted according to use conditions. Accordingly, an appropriate amount of urea water can be added without directly measuring the actual NOx emission amount Nr using the NOx sensor.
  • the present invention can be used particularly for a marine waste purification apparatus.

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Abstract

　ＮＯｘ測定手段を用いてＮＯｘ排出量を直接測定することなく適切な量の尿素水を添加することができる排気浄化装置１の提供を目的とする。尿素水を還元剤として排気中の窒素酸化物を還元する排気浄化装置１において、温度センサ１２と、湿度センサ１３と、制御装置１４と、を具備し、制御装置１４は、所定の大気の温度および絶対湿度におけるエンジン２０の各回転数および各負荷での実ＮＯｘ排出量Ｎｒを補正式Ｆによって標準状態におけるエンジン２０の各回転数および各負荷での基準ＮＯｘ排出量Ｎｓに換算したマップＭが格納され、マップＭから回転数センサ２０ａが検出した回転数Ｒおよび負荷センサ２３ａが検出した負荷Ｌに対応する基準ＮＯｘ排出量Ｎｓを算出し、当該基準ＮＯｘ排出量Ｎｓを補正式Ｆによって大気の温度Ｔおよび絶対湿度Ｈにおける実ＮＯｘ排出量Ｎｒに換算し、尿素水の添加量Ｑを算出する。

Description

尿素水噴射装置
　本発明は、排気浄化装置に関する。特に、船舶用の尿素水噴射装置に関する。
　従来、内燃機関から排出される排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるために、排気管の内部に選択還元型のＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を配置し、アンモニアを還元剤として、ＮＯｘを窒素と水とに還元する排気浄化装置が知られている。排気管の内部に配置される尿素水噴射ノズルから尿素水を排気中に供給し、排気の熱によって尿素水からアンモニアを生成することでＮＯｘを窒素と水に還元するものである。
　この排気浄化装置は、ＮＯｘ排出量に対する尿素水の添加量が不足すると目的の浄化率までＮＯｘを削減できない（脱硝不足）。また、ＮＯｘ排出量に対する尿素水の添加量が過剰であると排気中のＮＯｘを目的の浄化率異常に削減した上で（過脱硝）、理論当量比を超えて供給されたアンモニアが大気中に放出されるアンモニアスリップが発生する。従って、排気管内にＮＯｘセンサを設け、ＮＯｘ排出量に対して適切な尿素水が添加されるように制御するものがある。例えば特許文献１のごとくである。
　しかし、特許文献１に記載されている排気浄化装置のＮＯｘセンサは、アンモニアの干渉を受けるため正確なＮＯｘ排出量の測定ができない場合がある。また、ＮＯｘセンサは寿命が短く、船舶用のエンジンのように２４時間運転を行う内燃機関においては頻繁なメンテナンス作業が生じる点で不利であった。
特開２００８－１５７１３６号公報
　本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、ＮＯｘ測定手段を用いてＮＯｘ排出量を直接測定することなく適切な量の尿素水を添加することができる排気浄化装置の提供を目的とする。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　本発明は、尿素水を還元剤として内燃機関の排気に添加して排気中の窒素酸化物を還元する排気浄化装置において、大気の温度を検出する温度センサと、大気の絶対湿度もしくは相対湿度を検出する湿度センサと、尿素水の添加量を算出する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、所定の大気の温度および所定の大気の絶対湿度における前記内燃機関の各回転数および各負荷での実ＮＯｘ排出量を補正式によって標準状態における前記内燃機関の各回転数および各負荷での基準ＮＯｘ排出量に換算したマップが格納され、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段とが接続され、前記マップから前記回転数検出手段が検出した回転数および前記負荷検出手段が検出した負荷に対応する基準ＮＯｘ排出量を算出し、当該基準ＮＯｘ排出量を前記補正式の逆算によって前記温度センサが検出した大気の温度および前記湿度センサが検出した大気の絶対湿度における前記回転数および前記負荷での実ＮＯｘ排出量に換算し、当該実ＮＯｘ排出量に基づいて尿素水の添加量を算出するものである。
　本発明は、前記添加量は、目標浄化率および尿素水濃度を考慮して算出されるものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　本発明によれば、ＮＯｘ排気量に対する影響が大きい大気の温度および大気の絶対湿度を考慮しつつ、内燃機関の特性に基づいたＮＯｘ排出量を算出することができる。これにより、ＮＯｘセンサを用いてＮＯｘ排出量を直接測定することなく適切な量の尿素水を添加することができる。
　本発明によれば、使用条件に応じて尿素水の添加量を調整することができる。これにより、ＮＯｘセンサを用いてＮＯｘ排出量を直接測定することなく適切な量の尿素水又はアンモニアを添加することができる。
本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の尿素水噴射ノズルを示す一部断面図。 本発明の第一実施形態に係る尿素水の添加量の制御手順を示すフローチャート図。 実ＮＯｘ排出量と尿素水添加量との関係を表すグラフを示す図。
　以下に、図１および図２を用いて本発明の一実施形態に係る排気浄化装置１について説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは流体の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは流体の流れ方向における下流側を示す。なお、排気装置は、本実施形態に限定されるものではなく、加圧エアを用いないエアレス方式でもよい。
　図１に示すように、排気浄化装置１は、エンジン２０から排出される排気を浄化するものである。排気浄化装置１は、エンジン２０の排気管２１に設けられる。排気浄化装置１は、尿素水噴射ノズル２、加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）６、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、制御装置１４、温度センサ１２、湿度センサ１３、第一供給流路１５、第二供給流路１６、ＮＯｘ触媒１９等を具備する。
　尿素水噴射ノズル２は、尿素水を排気管２１の内部に供給するものである。尿素水噴射ノズル２は、管状部材から構成され、その一側（下流側）を排気管２１の外部から内部へ挿通するようにして設けられる。この尿素水噴射ノズル２は、二重管３、液ノズル４、空気ノズル５等を具備する（図２参照）。
　加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）６は、加圧空気を供給するものである。加圧空気供給ポンプ６は、空気を加圧（圧縮）して供給する。加圧空気供給ポンプ６は、エアタンク７の圧力が所定の圧力を下回った場合、空気をエアタンク７に供給し、エアタンク７の圧力が所定の圧力に達すると停止する。なお、加圧空気供給ポンプ６は、本実施形態において、特に限定するものではなく、エアタンク７の圧力を維持できるものであればよい。
　加圧空気弁８は、加圧空気の流路を連通又は遮断する。加圧空気弁８は、第二供給流路１６に設けられる。加圧空気弁８は、電磁弁で構成されソレノイドが制御装置１４と接続される。加圧空気弁８は、スプールを摺動させることにより位置Ｖおよび位置Ｗに切り換えることが可能である。加圧空気弁８が位置Ｖの状態にある場合、第二供給流路１６は遮断される。従って、尿素水噴射ノズル２には、加圧空気が供給されない。加圧空気弁８が位置Ｗの状態にある場合、第二供給流路１６は連通される。従って、尿素水噴射ノズル２には、加圧空気が供給される。なお、加圧空気弁８は、特に限定するものではなく、駆動モータ等によって位置Ｖ、又は位置Ｗに保持する構成でもよい。
　尿素水供給ポンプ９は、尿素水を供給する。尿素水供給ポンプ９は、第一供給流路１５に設けられる。尿素水供給ポンプ９は、尿素水タンク１０内の尿素水を所定の流量で第一供給流路１５を介して尿素水噴射ノズル２に供給する。なお、尿素水供給ポンプ９は、本実施形態において、特にこれに限定するものではなく、尿素水を所定の流量で供給できるものであればよい。
　切替弁１１は、尿素水の流路を切り替える。切替弁１１は、第一供給流路１５の尿素水供給ポンプ９の下流側に設けられる。また、切替弁１１には、ドレンポット１７が流路１５ａを介して接続されている。切替弁１１は、電磁弁で構成されソレノイドが制御装置１４と接続される。切替弁１１は、スプールを摺動させることにより位置Ｘおよび位置Ｙに切り換えることが可能である。
　切替弁１１が位置Ｘの状態にある場合、第一供給流路１５は遮断され、尿素水噴射ノズル２とドレンポット１７とが連通される。従って、尿素水噴射ノズル２には、尿素水が供給されず、切替弁１１よりも下流側の第一供給流路１５内および尿素水噴射ノズル２内の尿素水がドレンポット１７に排出される。
　切替弁１１が位置Ｙの状態にある場合、第一供給流路１５は連通される。従って、尿素水噴射ノズル２には、尿素水が供給される。
　温度センサ１２は、大気の温度Ｔを検出する。温度センサ１２は、船舶における機関室等、エンジン２０が吸気する大気の温度Ｔを検出可能な場所に設置される。なお、本実施形態において、これに限定されるものではなく大気の温度Ｔが検出可能であり、その検出信号を制御装置１４に伝達できるものであればよい。
　湿度センサ１３は、大気の絶対湿度Ｈを検出する。湿度センサ１３は、船舶における機関室等、エンジン２０が吸気する大気の絶対湿度Ｈを検出可能な場所に設置される。なお、本実施形態において、これに限定されるものではなく絶対湿度Ｈが検出可能であり、その検出信号を制御装置１４に伝達できるものであればよい。例えば、相対湿度を検出してその検出信号を制御装置１４に伝達し、大気の温度Ｔに基づいて絶対湿度Ｈを算出してもよい。
　制御装置１４は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８等を制御する。制御装置１４には、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８等を制御するための種々のプログラムやデータが格納される。制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。また、制御装置１４は、エンジン２０を制御するＥＣＵ２２と一体的に構成することも可能である。
　制御装置１４には、所定の大気の温度および所定の大気の絶対湿度において各回転数および各負荷で運転されるエンジン２０の排気に含まれるＮＯｘの量である実ＮＯｘ排出量を、既知若しくは実測式である補正式Ｆによって標準状態（例えば、１０．７１ｇ／ｋｇ　２５℃）における各回転数および各負荷でのＮＯｘの量である基準ＮＯｘ排出量Ｎｓに換算したマップＭが格納されている。具体的には、所定の大気の温度および所定の大気の絶対湿度において、エンジン２０に任意の回転数で任意の負荷を加えた場合の実ＮＯｘ排出量をそれぞれの運転条件で測定する。そして、測定時の大気の温度と絶対湿度とに基づいて実ＮＯｘ排出量を補正式Ｆによって標準状態における基準ＮＯｘ排出量Ｎｓに換算する。こうして作成された基準ＮＯｘ排出量ＮｓのマップＭが格納されている。加えて、制御装置１４には、補正式Ｆが格納されている。
　制御装置１４は、加圧空気弁８のソレノイドに接続され、加圧空気弁８の開閉を制御することが可能である。
　制御装置１４は、尿素水供給ポンプ９の駆動モータに接続され、尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御することが可能である。すなわち、制御装置１４は、尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御することで排気に添加する尿素水の添加量Ｑを任意に変更することができる。また、制御装置１４は、切替弁１１のソレノイドに接続され、切替弁１１の開閉を制御することが可能である。
　制御装置１４は、温度センサ１２と接続され、温度センサ１２が検出する大気の温度Ｔの信号を取得することが可能である。また、制御装置１４は、湿度センサ１３と接続され、湿度センサ１３が検出する大気の絶対湿度Ｈの信号を取得することが可能である。また、相対湿度を検出してその検出信号を制御装置１４に伝達し、大気の温度Ｔを用いて制御装置１４で絶対湿度Ｈを算出することが可能である。
　制御装置１４は、ＥＣＵ２２に接続され、ＥＣＵ２２が取得するエンジン２０に関する各種情報をそれぞれ取得することが可能である。具体的には、制御装置１４は、ＥＣＵ２２を介してエンジン２０の回転数センサ２０ａが検出するエンジン２０の回転数Ｒを取得することが可能である。また、制御装置１４は、ＥＣＵ２２を介してエンジン２０が駆動する発電機２３の負荷センサ２３ａが検出する発電機２３の出力をエンジン２０の負荷Ｌとして取得することが可能である。但し、負荷Ｌは負荷センサ２３ａからの検出値に限定するものではなく、ラック位置や燃料噴射量や実回転数等から演算してもよい。また、制御装置１４は、エンジン２０に関する各情報をＥＣＵ２２を介さずに直接取得する場合もある。
　制御装置１４は、図示しない入力装置に接続され、入力装置から入力される目標浄化率および尿素水の濃度についての信号を取得することが可能である。もしくは、目標浄化率および尿素水の濃度の上方をあらかじめインプットして定義しておくことが可能である。
　ＮＯｘ触媒１９は、ＮＯｘの還元反応を促進させるものである。ＮＯｘ触媒１９は排気管２１の内部であって、尿素水噴射ノズル２よりも下流側に配置される。ＮＯｘ触媒１９はハニカム状に構成され、尿素水が熱・加水分解されて生成されるアンモニアが排気に含まれるＮＯｘを窒素と水とに還元する反応を促進させる。
　次に、図２を用いて、内部混合式の尿素水噴射ノズル２について具体的に説明する。なお、尿素水噴射ノズル２の方式は、本実施形態に限定されるものではなく、外部混合式の尿素噴射ノズルでもよい。また、加圧エアを使用しないエアレス方式の排気浄化装置の場合に使用する流体ノズルでもよい。
　図２に示すように、尿素水噴射ノズル２は、二重管３、液ノズル４、空気ノズル５等を具備する。
　二重管３は、尿素水噴射ノズル２の主たる構成部材であり、尿素水の流路と加圧空気の流路とを構成する。二重管３は、一側が排気管２１の内部に位置し、他側（上流側）が排気管２１の外部に位置するように配置される。二重管３の下流側端部は、排気管２１の内部に配置されるＮＯｘ触媒１９の上流側に配置される。
　二重管３は、外管３ｂと、外管３ｂの内部に配置される内管３ａとから構成される。内管３ａには、尿素水の流路である尿素水流路３ｃが構成される。内管３ａと外管３ｂとの隙間には、加圧空気の流路である気体流路３ｄが構成される。外管３ｂの外側の途中部には、排気管２１と水密的に接続可能な図示しない接続部が構成される。内管３ａの下流側端部および外管３ｂの下流側端部には、雌ネジ部３ｅおよび雄ネジ部３ｆが形成される。二重管３の上流側端部には、尿素水流路３ｃと連通される尿素水供給ポート３ｇと、気体流路３ｄと連通される気体供給ポート３ｈとが構成される。
　液ノズル４は、尿素水が供給される。液ノズル４は、略円筒状の部材から形成され、二重管３の下流側に配置される。液ノズル４の一側（下流側）端部は軸心部を中心として略円錐状に形成される。この端部の中心部には、略円柱状の凸部４ａが軸方向に突出して形成される。液ノズル４の他側（上流側）端部には、雄ネジ部４ｂが軸方向に突出するように形成される。さらに、液ノズル４の軸心部には、尿素水流路４ｃが雄ネジ部４ｂから凸部４ａまで液ノズル４全体を軸方向に貫通するように形成される。この尿素水流路４ｃは、途中部で下流側に向けて縮径され、尿素水流路４ｃの下流側端部の内径が尿素水流路４ｃの上流側端部の内径より小さくなるように形成される。
　液ノズル４は、雄ネジ部４ｂが二重管３の雌ネジ部３ｅに螺合される。これにより、二重管３と液ノズル４とが接続されて、尿素水流路４ｃと二重管３の尿素水流路３ｃとが連通される。こうして、尿素水流路４ｃに、二重管３の尿素水流路３ｃから尿素水が供給可能に構成される。
　空気ノズル５は、霧化された尿素水が噴射される。空気ノズル５は略円柱状の部材から形成される。空気ノズル５は、他側（上流側）端が二重管３の下流側端部に当接するようにして液ノズル４の下流側に配置される。空気ノズル５の上流側端部の側面には、つば部５ａが形成される。空気ノズル５の軸心部には、途中部で一側（下流側）に向かって縮径する略円錐状の縮径部を有する孔が、上流側端から下流側端に向けて、貫通するように形成される。孔の上流側端部は、液ノズル４の下流側端部を挿入しても圧縮空気が通過可能な空間が構成される程度の内径に形成される。縮径部の縮径側端の軸心部には、尿素水の混合流路５ｃが形成される。そして、空気ノズル５の下流側端部には、混合流路５ｃの開口部である噴射口５ｅが形成される。
　空気ノズル５は、ナット５ｂにより二重管３に接続される。空気ノズル５の上流側の孔（混合流路５ｃ）には、液ノズル４の下流側端部が挿入される。この際、空気ノズル５の孔と液ノズル４との間に隙間が形成される。当該隙間は、気体流路５ｄとして二重管３の気体流路３ｄと混合流路５ｃとに連通するように構成される。こうして、混合流路５ｃには、液ノズル４の尿素水流路４ｃから尿素水が供給され、気体流路５ｄから加圧空気が供給される。つまり、空気ノズル５は、二重管３に螺合されることで、噴射口５ｅから尿素水が噴射可能に構成される。
　以上より、尿素水噴射ノズル２は、一側（下流側）端部に尿素水を噴射する液ノズル４、および空気ノズル５を具備し、ＮＯｘ触媒１９に向けて尿素水を噴射するように構成される。なお、尿素水噴射ノズル２の構成は、本実施形態において、液ノズル４と空気ノズル５とから尿素水流路４ｃ、気体流路５ｄ、および混合流路５ｃを構成しているが、特に限定するものではなく、尿素水流路４ｃ、気体流路５ｄ、および混合流路５ｃがそれぞれ構成されていればよい。
　以下では、図１を用いて、加圧空気弁８と切替弁１１との動作態様について説明する。
　図１に示すように、エアタンク７は、加圧空気弁８を介して第二供給流路１６によって尿素水噴射ノズル２の気体供給ポート３ｈに接続される。
　上述の通り、通常、加圧空気弁８は、位置Ｖに保持される。この場合、第二供給流路１６が閉塞されているので、加圧空気は尿素水噴射ノズル２の気体供給ポート３ｈに供給されない。
　制御装置１４が加圧空気弁８のソレノイドに通電した場合、加圧空気弁８は、位置Ｖから位置Ｗに切り替えられる。この場合、第二供給流路１６が連通されるので、加圧空気は尿素水噴射ノズル２の気体供給ポート３ｈに供給される。
　制御装置１４が加圧空気弁８のソレノイドへの通電を停止した場合、加圧空気弁８は、位置Ｖに切り替えられる。この場合、第二供給流路１６が閉塞されるので、加圧空気は尿素水噴射ノズル２の気体供給ポート３ｈに供給されない。
　図１に示すように、尿素水タンク１０は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１を介して第一供給流路１５によって尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇに接続される。
　上述の通り、通常、切替弁１１は、位置Ｘに保持される。この場合、第一供給流路１５が閉塞されているので、尿素水は尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇに供給されない。また、尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇが流路１５ａを介してドレンポット１７内で大気開放されている。
　制御装置１４が切替弁１１のソレノイドに通電した場合、切替弁１１は位置Ｙに切り替えられる。この場合、第一供給流路１５が連通されるので、尿素水は尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇに供給される。また、ドレンポット１７との連通が遮断され、尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇは大気開放されない。
　制御装置１４が切替弁１１のソレノイドへの通電を停止した場合、切替弁１１は位置Ｘに切り替えられる。この場合、第一供給流路１５が閉塞されるので、尿素水は尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇに供給されない。また、ドレンポット１７に連通されるので、尿素水噴射ノズル２の尿素水供給ポート３ｇがドレンポット１７内で大気開放される。
　以下では、図１、図２を用いて、尿素水噴射ノズル２の動作態様について説明する。
　図１に示すように、排気管２１の内部に尿素水の供給（噴射）が開始される場合、制御装置１４が切替弁１１を位置Ｙとすることによって、尿素水が尿素水噴射ノズル２（二重管３）の尿素水供給ポート３ｇに供給される。尿素水は、二重管３の尿素水流路３ｃ、および液ノズル４の尿素水流路４ｃを介して、液ノズル４の凸部４ａから空気ノズル５の混合流路５ｃに噴射される。
　この状態で、制御装置１４が加圧空気弁８を位置Ｗとすることによって、加圧空気が尿素水噴射ノズル２（二重管３）の気体供給ポート３ｈに供給される。図２に示すように、加圧空気は、所定の圧力で二重管３の気体流路３ｄ、空気ノズル５の気体流路５ｄを介して、空気ノズル５の混合流路５ｃに噴射される。この結果、尿素水は、空気ノズル５の混合流路５ｃの内部で加圧空気と衝突して霧化され、空気ノズル５の噴射口５ｅから噴射される。
　図１に示すように、排気管２１の内部への尿素水の供給（噴射）が停止される場合、制御装置１４が切替弁１１のポジションを位置Ｘとすることによって、尿素水噴射ノズル２（二重管３）の尿素水供給ポート３ｇへの尿素水の供給が停止される。これに伴い、二重管３の尿素水供給ポート３ｇは、第一供給流路１５、切替弁１１、を介して大気開放される。
　以下では、図３を用いて、尿素水の添加量を算出する態様について説明する。
　制御装置１４は、温度センサ１２から大気の温度Ｔの信号を取得し、湿度センサ１３から大気の絶対湿度Ｈの信号を取得する。また、制御装置１４は、回転数センサ２０ａからエンジン２０の回転数Ｒの信号を取得し、負荷センサ２３ａからエンジン２０の負荷Ｌの信号を取得する。制御装置１４は、取得した情報に基づいて実ＮＯｘ排出量Ｎｒを算出し、尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御する（図１参照）。
　図３に示すように、制御装置１４は、以下のステップで尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御する。
　まず、ステップＳ１１０において、制御装置１４は、温度センサ１２から大気の温度Ｔの信号を取得し、湿度センサ１３から大気の絶対湿度Ｈの信号を取得する。また、回転数センサ２０ａからエンジン２０の回転数Ｒの信号を取得し、負荷センサ２３ａからエンジン２０の負荷Ｌの信号を取得する。
　ステップＳ１２０において、制御装置１４は、エンジン２０の回転数Ｒの信号と負荷Ｌの信号から、標準状態において回転数Ｒおよび負荷Ｌで運転されるエンジン２０が排出するＮＯｘの量である基準ＮＯｘ排出量ＮｓをマップＭから算出する。
　ステップＳ１３０において、制御装置１４は、ステップＳ１２０で算出した回転数Ｒおよび負荷Ｌでの基準ＮＯｘ排出量Ｎｓ、大気の温度Ｔの信号および絶対湿度Ｈの信号から、大気の温度Ｔおよび絶対湿度Ｈにおいて回転数Ｒおよび負荷Ｌで運転されるエンジン２０の排気に含まれるＮＯｘの量である実ＮＯｘ排出量Ｎｒを補正式Ｆの逆算によって算出する。すなわち、大気の温度Ｔおよび絶対湿度Ｈにおいて回転数Ｒおよび負荷Ｌで運転されるエンジン２０から排出されるＮＯｘの量が基準ＮＯｘ排出量Ｎｓになるために必要な実ＮＯｘ排出量Ｎｒを補正式Ｆによって算出する。
　ステップＳ１４０において、制御装置１４は、任意に設定される目標浄化率および尿素水の濃度から実ＮＯｘ排出量Ｎｒ還元するために必要な尿素水の添加量Ｑを決定する。
　ステップＳ１５０において、制御装置１４は、尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御して、尿素水供給ポンプ９が供給する尿素水が添加量Ｑだけ排気に添加されるようにする。その後、制御装置１４は、ステップをステップＳ１１０に戻す。
　これにより、図４に示すように、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ１であるときに尿素水の添加量ＱがＱ１である場合、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ２'に減少すると目標浄化率（図４における二点鎖線）以上にＮＯｘを削減してしまう（過脱硝）（Ａ'参照）。そこで、上述の制御により、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ２'に減少したことを算出し、尿素水の添加量Ｑが適切な添加量であるＱ２'になるように尿素水供給ポンプ９を制御する。さらに、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ２に減少すると、目標浄化率以上にＮＯｘを削減した上で（過脱硝）、理論当量（図４における一点鎖線）を超えて余ったアンモニアが排気管２１の外に放出される（アンモニアスリップ）。そこで、上述の制御により、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ２に減少したことを算出し尿素水の添加量Ｑが適切な添加量であるＱ２になるように尿素水供給ポンプ９を制御する。また、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ３に増加するとＮＯｘが目標浄化率まで削減できない脱硝不足が発生する（点Ｂ参照）。そこで、上述の制御により、実ＮＯｘ排出量ＮｒがＮｒ３に増加したことを算出し、尿素水の添加量Ｑが適切な添加量であるＱ３になるように尿素水供給ポンプ９を制御する。
　以上のごとく、尿素水を還元剤として内燃機関であるエンジン２０の排気に添加して排気中の窒素酸化物を還元する排気浄化装置１において大気の温度Ｔを検出する温度センサ１２と、大気の絶対湿度Ｈもしくは相対湿度を検出する湿度センサ１３と、尿素水の添加量を算出する制御装置１４と、を具備し、制御装置１４は、所定の大気の温度および所定の大気の絶対湿度におけるエンジン２０の各回転数および各負荷での実ＮＯｘ排出量Ｎｒを補正式Ｆによって標準状態におけるエンジン２０の各回転数および各負荷での基準ＮＯｘ排出量Ｎｓに換算したマップＭが格納され、エンジン２０の回転数を検出する回転数検出手段である回転数センサ２０ａとエンジン２０の負荷を検出する負荷検出手段である発電機２３の負荷センサ２３ａとが接続され、マップＭから回転数センサ２０ａが検出した回転数Ｒおよび負荷センサ２３ａが検出した負荷Ｌに対応する基準ＮＯｘ排出量Ｎｓを算出し、当該基準ＮＯｘ排出量Ｎｓを補正式Ｆの逆算によって温度センサ１２が検出した大気の温度Ｔおよび湿度センサ１３が検出した大気の絶対湿度Ｈにおける回転数Ｒおよび負荷Ｌでの実ＮＯｘ排出量Ｎｒに換算し、当該実ＮＯｘ排出量Ｎｒに基づいて尿素水の添加量Ｑを算出するものである。
　このように構成することにより、ＮＯｘ排気量に対する影響が大きい大気の温度Ｔおよび大気の絶対湿度Ｈを考慮しつつ、エンジン２０の特性に基づいた実ＮＯｘ排出量Ｎｒを算出することができる。これにより、ＮＯｘセンサを用いて実ＮＯｘ排出量Ｎｒを直接測定することなく適切な量の尿素水を添加することができる。
　また、添加量Ｑは、目標浄化率および尿素水濃度を考慮して算出されるものである。
　このように構成することにより、使用条件に応じて尿素水の添加量Ｑを調整することができる。これにより、ＮＯｘセンサを用いて実ＮＯｘ排出量Ｎｒを直接測定することなく適切な量の尿素水を添加することができる。
　本発明は、特に、船舶用の廃棄浄化装置に利用することができる。
　　　１　排気浄化装置
　１２　温度センサ
　１３　湿度センサ
　１４　制御装置
　２０　エンジン
　２０ａ　回転数センサ
　２３ａ　負荷センサ
　　Ｒ　回転数
　　Ｗ　負荷
　Ｎｓ　基準ＮＯｘ排出量
　Ｎｒ　実ＮＯｘ排出量
　　Ｑ　添加量

Claims (2)

  1. 　尿素水を還元剤として内燃機関の排気に添加して排気中の窒素酸化物を還元する排気浄化装置において、
    　大気の温度を検出する温度センサと、
    　大気の絶対湿度もしくは相対湿度を検出する湿度センサと、
    　尿素水の添加量を算出する制御装置と、を具備し、
    　前記制御装置は、
    　所定の大気の温度および所定の大気の絶対湿度における前記内燃機関の各回転数および各負荷での実ＮＯｘ排出量を補正式によって標準状態における前記内燃機関の各回転数および各負荷での基準ＮＯｘ排出量に換算したマップが格納され、
    　前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段とが接続され、
    　前記マップから前記回転数検出手段が検出した回転数および前記負荷検出手段が検出した負荷に対応する基準ＮＯｘ排出量を算出し、当該基準ＮＯｘ排出量を前記補正式の逆算によって前記温度センサが検出した大気の温度および前記湿度センサが検出した大気の絶対湿度における前記回転数および前記負荷での実ＮＯｘ排出量に換算し、当該実ＮＯｘ排出量に基づいて尿素水の添加量を算出する尿素水噴射装置。
  2. 　前記添加量は、目標浄化率および尿素水濃度を考慮して算出される請求項１に記載の尿素水噴射装置。
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