JPH01219308A - 排ガス処理装置 - Google Patents
排ガス処理装置Info
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- JPH01219308A JPH01219308A JP4395988A JP4395988A JPH01219308A JP H01219308 A JPH01219308 A JP H01219308A JP 4395988 A JP4395988 A JP 4395988A JP 4395988 A JP4395988 A JP 4395988A JP H01219308 A JPH01219308 A JP H01219308A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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。
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、過給器を有するディーゼルエンジンシステム
において、ディーゼルエンジンの排ガスをその排気路に
設けた排ガス燃焼装置により燃焼させるようにした排ガ
ス処理装置に関するものである。
において、ディーゼルエンジンの排ガスをその排気路に
設けた排ガス燃焼装置により燃焼させるようにした排ガ
ス処理装置に関するものである。
近時、エネルギの有効利用を図るべくディーゼルエンジ
ンコジェネレーションシステムが多く使用されているが
、かかるシステムにあっては、ディーゼルエンジンを常
用運転させることから、ディーゼルエンジンから排出さ
れる排ガス中の窒素酸化物(以下rNOxJという)等
の有害物質を低減処理することが強く望まれており、法
的にも規制されている。
ンコジェネレーションシステムが多く使用されているが
、かかるシステムにあっては、ディーゼルエンジンを常
用運転させることから、ディーゼルエンジンから排出さ
れる排ガス中の窒素酸化物(以下rNOxJという)等
の有害物質を低減処理することが強く望まれており、法
的にも規制されている。
このため、従来からも、噴射時期調整、副室付き燃焼、
二段噴射、エマルジョン燃料排気還流方式によるエンジ
ンの燃焼改善や還元触媒脱硝法。
二段噴射、エマルジョン燃料排気還流方式によるエンジ
ンの燃焼改善や還元触媒脱硝法。
三元触媒脱硝法等の種々のNOx低減対策が講じられて
いる。
いる。
しかし、上記したエンジンの燃焼改善は技術的に限度が
あり、決定的なNOx低減対策とはなり難い。また、還
元触媒脱硝法は、選択的還元触媒の作用によりアンモニ
アガス等還元剤を注入しNOxを還元させるものであり
、三元触媒脱硝法法は排ガスに含まれるGo、H,、H
CをNOxの還元剤として利用するものであるが、何れ
によっても、排ガス中に多量に含まれるパティキュレー
トつまり未燃カーボンを主成分とする排気微粒子の付着
により触媒の活性が低下されることから、然程の効果を
期待できない。
あり、決定的なNOx低減対策とはなり難い。また、還
元触媒脱硝法は、選択的還元触媒の作用によりアンモニ
アガス等還元剤を注入しNOxを還元させるものであり
、三元触媒脱硝法法は排ガスに含まれるGo、H,、H
CをNOxの還元剤として利用するものであるが、何れ
によっても、排ガス中に多量に含まれるパティキュレー
トつまり未燃カーボンを主成分とする排気微粒子の付着
により触媒の活性が低下されることから、然程の効果を
期待できない。
ところで、排気微粒子はこのような触媒作用を妨げるの
みならず、ディーゼルエンジンの排気路を構成するダク
トや排熱回収装置の伝熱管等に煤となって付着し易く、
排気路に設けられる各種機器の効率を低下させるだけで
なく、ディーゼルエンジンを主機関とする船舶において
はスートファイヤを発生させる原因ともなるものである
。しかも、NOx、Go、HCと同様に人体への有害性
が指摘されている。したがって、排ガスを処理する上で
、排ガス中に含まれる排気微粒子を低減することは極め
て重要な課題となっている。
みならず、ディーゼルエンジンの排気路を構成するダク
トや排熱回収装置の伝熱管等に煤となって付着し易く、
排気路に設けられる各種機器の効率を低下させるだけで
なく、ディーゼルエンジンを主機関とする船舶において
はスートファイヤを発生させる原因ともなるものである
。しかも、NOx、Go、HCと同様に人体への有害性
が指摘されている。したがって、排ガスを処理する上で
、排ガス中に含まれる排気微粒子を低減することは極め
て重要な課題となっている。
そこで、近時、このような排ガス中の有害物質を低減さ
せる排ガス処理装置として、排気路における過給器ター
ビンの下流側に燃料燃焼器を備えた排ガス燃焼装置を設
けて、過給器タービンを経た徘ガスを燃焼処理するよう
にしたものが開発されている。
せる排ガス処理装置として、排気路における過給器ター
ビンの下流側に燃料燃焼器を備えた排ガス燃焼装置を設
けて、過給器タービンを経た徘ガスを燃焼処理するよう
にしたものが開発されている。
かかる装置によれば、排ガスを燃焼ガスと接触させるこ
とにより1000℃以上の高温に加熱し、Co、HC等
の高燃焼性可燃成分は勿論、未燃カーボンを主成分とす
る排気微粒子も十分に除去することができる。
とにより1000℃以上の高温に加熱し、Co、HC等
の高燃焼性可燃成分は勿論、未燃カーボンを主成分とす
る排気微粒子も十分に除去することができる。
しかし、過給機を経過して排ガス燃焼装置に流入する排
ガスは、ガス圧が極めて低い(一般に、0.02kg/
cdG以下)ため、排ガスの流入のみによっては十分な
焚口風圧を得ることができず、排ガスと燃焼火炎との混
合が確実に行われない。
ガスは、ガス圧が極めて低い(一般に、0.02kg/
cdG以下)ため、排ガスの流入のみによっては十分な
焚口風圧を得ることができず、排ガスと燃焼火炎との混
合が確実に行われない。
したがって、排ガスの効果的な燃焼処理は然程期待でき
ない。しかも、排ガス中の含有酸素濃度は人気中の酸素
濃度に比して低く(一般に、13〜14%)、排ガスの
みによっては燃焼に必要頁つ十分な酸素を賄うことがで
きず、どうしても燃焼用空気を大量に補給する必要があ
る。したがって、排ガス燃焼装置から排出される徘ガス
量が大幅に増加するといった問題が生じる。さらに、過
給機タービン経過後の排ガス温度は低い(一般に、30
0〜350℃)ため、排ガスを1000℃以上で燃焼さ
せようとすると、燃料消費量が膨大となる。
ない。しかも、排ガス中の含有酸素濃度は人気中の酸素
濃度に比して低く(一般に、13〜14%)、排ガスの
みによっては燃焼に必要頁つ十分な酸素を賄うことがで
きず、どうしても燃焼用空気を大量に補給する必要があ
る。したがって、排ガス燃焼装置から排出される徘ガス
量が大幅に増加するといった問題が生じる。さらに、過
給機タービン経過後の排ガス温度は低い(一般に、30
0〜350℃)ため、排ガスを1000℃以上で燃焼さ
せようとすると、燃料消費量が膨大となる。
本発明は、このような問題をすべて解決し、徘ガス中の
有害物質を効果的に除去処理することができる排ガス処
理装置を提供することを目的とするものである。
有害物質を効果的に除去処理することができる排ガス処
理装置を提供することを目的とするものである。
この課題を解決した本発明の排ガス処理装置は、排ガス
燃焼装置を過給機タービンの上流側の排気路部分に配設
して、排ガスを過給機タービンへの流入前の段階で燃焼
させるようにしたものである。
燃焼装置を過給機タービンの上流側の排気路部分に配設
して、排ガスを過給機タービンへの流入前の段階で燃焼
させるようにしたものである。
かかる排ガス処理装置にあっては、ディーゼルエンジン
から導かれた排気路を排ガス燃焼装置における燃焼室入
口部に接続すると共に該排気路から分岐させた排ガス供
給路を排ガス燃焼装置における燃料燃焼器に接続して、
排ガスを燃焼室内に吹き出させると共に、その一部を一
次燃焼用空気として燃料燃焼器に供給させるようにして
おくことが好ましい。この場合、排ガス供給路に設けた
ダンパを燃料燃焼器への燃料供給量に応じて制御するよ
うにしておくことが好ましい。また、ディーゼルエンジ
ンの給気路における過給機コンプレッサの下流側部分か
ら分岐させた油気路を排ガス燃焼装置における燃料燃焼
器に接続して、ディーゼルエンジンに給気される加圧空
気の一部を一次燃焼用空気として燃料燃焼器に供給させ
るようにしてもよい。
から導かれた排気路を排ガス燃焼装置における燃焼室入
口部に接続すると共に該排気路から分岐させた排ガス供
給路を排ガス燃焼装置における燃料燃焼器に接続して、
排ガスを燃焼室内に吹き出させると共に、その一部を一
次燃焼用空気として燃料燃焼器に供給させるようにして
おくことが好ましい。この場合、排ガス供給路に設けた
ダンパを燃料燃焼器への燃料供給量に応じて制御するよ
うにしておくことが好ましい。また、ディーゼルエンジ
ンの給気路における過給機コンプレッサの下流側部分か
ら分岐させた油気路を排ガス燃焼装置における燃料燃焼
器に接続して、ディーゼルエンジンに給気される加圧空
気の一部を一次燃焼用空気として燃料燃焼器に供給させ
るようにしてもよい。
また、徘ガス燃焼装置の燃焼室の燃焼ガス出口をセラミ
ックフオーム等の通気性固体で遮蔽して、燃焼ガスが通
気性固体を透過して燃焼室外に排出されると共に、排気
微粒子が通気性固体表面で捕捉されるようにしておくこ
とが好ましい。
ックフオーム等の通気性固体で遮蔽して、燃焼ガスが通
気性固体を透過して燃焼室外に排出されると共に、排気
微粒子が通気性固体表面で捕捉されるようにしておくこ
とが好ましい。
また、排ガス燃焼装置と過給機タービンとの間の排気路
部分に脱硝装置を配設しておくことが好ましい。
部分に脱硝装置を配設しておくことが好ましい。
さらに、排ガス燃焼装置における燃焼ガス出口と過給機
タービンとの間の排気路部分に冷却装置を配設しておく
ことが好ましい。この場谷、冷却装置を排ガス燃焼装置
に組込んで、排ガス燃焼装置と一体構造としておいても
よい。
タービンとの間の排気路部分に冷却装置を配設しておく
ことが好ましい。この場谷、冷却装置を排ガス燃焼装置
に組込んで、排ガス燃焼装置と一体構造としておいても
よい。
ディーゼルエンジンから排出された排ガスは、徘ガス燃
焼装置により燃焼処理される。
焼装置により燃焼処理される。
ところで、排ガス燃焼装置に導入される排ガスの酸素濃
度は前述した如く大気中の酸素濃度に比して低い、しか
し、この排ガスは、過給機タービンを経過したものでは
なくディーゼルエンジンから直接導入されるものである
から、ガス圧が高い(一般に、1〜2kg/aJG)。
度は前述した如く大気中の酸素濃度に比して低い、しか
し、この排ガスは、過給機タービンを経過したものでは
なくディーゼルエンジンから直接導入されるものである
から、ガス圧が高い(一般に、1〜2kg/aJG)。
このため、排ガス中の酸素分圧は大気における酸素分圧
よりも高くなり、また排ガスの流入のみによって十分な
焚口風圧を得ることができ、排ガスと燃焼火炎との混合
も確実に行われる。また、排ガス温度も極めて高い(一
般に、500〜550℃)。
よりも高くなり、また排ガスの流入のみによって十分な
焚口風圧を得ることができ、排ガスと燃焼火炎との混合
も確実に行われる。また、排ガス温度も極めて高い(一
般に、500〜550℃)。
したがって、周知の如く燃焼速度が酸素分圧の1.8乗
に比例して上昇することと相俟って、排ガス燃焼装置に
供給された排ガスは、排ガス燃焼装置に燃焼用空気を補
給させずとも、1000℃以上で自燃させることができ
、有害物質が可及的に除去される。
に比例して上昇することと相俟って、排ガス燃焼装置に
供給された排ガスは、排ガス燃焼装置に燃焼用空気を補
給させずとも、1000℃以上で自燃させることができ
、有害物質が可及的に除去される。
すなわち、排ガス燃焼装置において排ガスが1000℃
以上の高温に曝される結果、排ガス中のHC,Go等の
可燃性有害物質は燃焼除去される。
以上の高温に曝される結果、排ガス中のHC,Go等の
可燃性有害物質は燃焼除去される。
また、還元燃焼領域が生じることから、排ガス中のNO
xは自然に還元除去される。特に、排ガス燃焼装置に低
NOxバーナないし二段燃焼システムを採用すれば、還
元燃焼領域で生成するco。
xは自然に還元除去される。特に、排ガス燃焼装置に低
NOxバーナないし二段燃焼システムを採用すれば、還
元燃焼領域で生成するco。
H,、HC,NH3,HCN等の無触媒高温脱硝作用に
より、排ガス中のNOxは大幅に低減されることになる
。また、排気微粒子については、その粒径が大きく又は
燃焼室内での滞留時間が短いため完全に燃焼し得ないよ
うな場合にも、排気微粒子中の揮発成分が分解されるこ
とから、完全に炭化されることになる。このような炭化
物は、そのまま排ガス燃焼装置の下流側に排出されても
、ダクト等に付着するようなことがなく、排気微粒子の
付着による伝熱性能低下といったような不都合は生じな
い。また、炭化物は着火し難いものであるから、スート
ファイヤの防止にも役立つ。
より、排ガス中のNOxは大幅に低減されることになる
。また、排気微粒子については、その粒径が大きく又は
燃焼室内での滞留時間が短いため完全に燃焼し得ないよ
うな場合にも、排気微粒子中の揮発成分が分解されるこ
とから、完全に炭化されることになる。このような炭化
物は、そのまま排ガス燃焼装置の下流側に排出されても
、ダクト等に付着するようなことがなく、排気微粒子の
付着による伝熱性能低下といったような不都合は生じな
い。また、炭化物は着火し難いものであるから、スート
ファイヤの防止にも役立つ。
また、排ガスが上記した如く高温であるから、過給機タ
ービン下流側において排ガスを燃焼させる場合に比して
、少量の燃料で所定温度(1000℃)に到達し、燃料
消費量が低減される。
ービン下流側において排ガスを燃焼させる場合に比して
、少量の燃料で所定温度(1000℃)に到達し、燃料
消費量が低減される。
しかも、上記した如く排ガス中の酸素のみによって十分
良好な燃焼が行われることがら、従来装置における如く
大量の燃焼用空気を補給する必要がなく、排ガス燃焼装
置から排出される排ガス量は最小限に抑えられる。また
、排ガス供給路のダンパを燃料燃焼器への燃料供給量に
応じて制御することにより、−次燃焼の空燃比を最適な
ものとできる。
良好な燃焼が行われることがら、従来装置における如く
大量の燃焼用空気を補給する必要がなく、排ガス燃焼装
置から排出される排ガス量は最小限に抑えられる。また
、排ガス供給路のダンパを燃料燃焼器への燃料供給量に
応じて制御することにより、−次燃焼の空燃比を最適な
ものとできる。
このように燃焼用空気の補給は全く必要としないが、必
要に応じて、ディーゼルエンジンに給気される加圧空気
の一部を一次燃焼用空気として使用することができる。
要に応じて、ディーゼルエンジンに給気される加圧空気
の一部を一次燃焼用空気として使用することができる。
このようにすると、−次燃焼がより良好に行われる。こ
の場合、排ガス燃焼装置から排出される排ガス量は増加
するが、加圧空気であり且つ一次燃焼用として使用する
ものであるから、その増加量は極く僅かである。
の場合、排ガス燃焼装置から排出される排ガス量は増加
するが、加圧空気であり且つ一次燃焼用として使用する
ものであるから、その増加量は極く僅かである。
また、燃焼室の燃焼ガス出口をセラミックフオーム等の
通気性固体で遮蔽しておくと、上記した如く排気微粒子
径が大きい等の原因で、燃焼ガス出口から排出される燃
焼処理済排ガスつまり燃焼ガス中に未燃カーボン等の排
気微粒子が残存しているような場合にも、かかる排気微
粒子は通気性固体に捕捉されて燃焼室に滞留するから1
時間をかけて完全に燃焼される。したがって、排ガス燃
焼装置から排出される排ガス中の排気微粒子量が極めて
少なくなり、排ガス燃焼装置の下流側において排気微粒
子が悪影響を及ぼすような事態の発生はより確実に回避
される。
通気性固体で遮蔽しておくと、上記した如く排気微粒子
径が大きい等の原因で、燃焼ガス出口から排出される燃
焼処理済排ガスつまり燃焼ガス中に未燃カーボン等の排
気微粒子が残存しているような場合にも、かかる排気微
粒子は通気性固体に捕捉されて燃焼室に滞留するから1
時間をかけて完全に燃焼される。したがって、排ガス燃
焼装置から排出される排ガス中の排気微粒子量が極めて
少なくなり、排ガス燃焼装置の下流側において排気微粒
子が悪影響を及ぼすような事態の発生はより確実に回避
される。
そして、排ガス燃焼装置により燃焼処理された排ガスは
過給機タービンにもたらされるが、過給機タービンの上
流側に冷却装置又は還元触媒脱硝装置が配設されている
場合には、これらの装置による冷却、脱硝処理が良好に
行われる。
過給機タービンにもたらされるが、過給機タービンの上
流側に冷却装置又は還元触媒脱硝装置が配設されている
場合には、これらの装置による冷却、脱硝処理が良好に
行われる。
すなわち、冷却装置にもたらされた排ガスは、そのガス
圧が上記した如く高いため大気中に比しヌッセルト数が
2〜3倍となり且つ排ガス温度も高いため大きな対数平
均温度差を利用することができるものであるから、良好
に熱回収される。しかも、冷却装置を従来のものに比し
て173〜1/4に小形化できる。
圧が上記した如く高いため大気中に比しヌッセルト数が
2〜3倍となり且つ排ガス温度も高いため大きな対数平
均温度差を利用することができるものであるから、良好
に熱回収される。しかも、冷却装置を従来のものに比し
て173〜1/4に小形化できる。
また、脱硝装置にもたらされる排ガスは、上記した如く
排気微粒子の含有量が極めて少ないものであるから、脱
硝装置内したがって触媒が清浄に保たれ、排気微粒子の
付着による脱硝性能低下を招くことがなく、長期に亘っ
て所定の脱硝性能を維持できる。また、排ガスの圧力が
高いため、触媒の脱硝反応率が向上する。したがって、
排ガス中のNOxが更に低減される。
排気微粒子の含有量が極めて少ないものであるから、脱
硝装置内したがって触媒が清浄に保たれ、排気微粒子の
付着による脱硝性能低下を招くことがなく、長期に亘っ
て所定の脱硝性能を維持できる。また、排ガスの圧力が
高いため、触媒の脱硝反応率が向上する。したがって、
排ガス中のNOxが更に低減される。
以下1本発明の構成を第1図及び第2図に示す実施例に
基づいて具体的に説明する。
基づいて具体的に説明する。
第1図に示す排ガス処理装置において、1はディーゼル
エンジンユニット、2はエコノマイザ−等の排熱回収装
置である。
エンジンユニット、2はエコノマイザ−等の排熱回収装
置である。
ディーゼルエンジンユニット1は、ディーゼルエンジン
3とその給排気路4,5に介設した過給機6及び排ガス
燃焼装置7とを具備してなる。給気路4は給気フィルタ
8から過給機コンプレッサ6aを経てディーゼルエンジ
ン3に至っており、排気路5はディーゼルエンジン3か
ら排ガス燃焼装置7に至る第1排気路5aと排ガス燃焼
装置7から過給機タービン6bに至る第2排気路5bと
過給機タービン6bから排熱回収装置2に導かれる第3
排気路5cとを具備する。
3とその給排気路4,5に介設した過給機6及び排ガス
燃焼装置7とを具備してなる。給気路4は給気フィルタ
8から過給機コンプレッサ6aを経てディーゼルエンジ
ン3に至っており、排気路5はディーゼルエンジン3か
ら排ガス燃焼装置7に至る第1排気路5aと排ガス燃焼
装置7から過給機タービン6bに至る第2排気路5bと
過給機タービン6bから排熱回収装置2に導かれる第3
排気路5cとを具備する。
ディーゼルエンジン3は、軸端効率が約40%のもので
、例えば発電機9を駆動するためのものである。
、例えば発電機9を駆動するためのものである。
排ガス燃焼装置7は耐火・耐圧構造とされており、第2
図に示す如く、ケーシング11内に燃焼室12を形成し
、燃焼室12の上部に風箱13を形成すると共に燃料燃
焼器14を配設し、燃焼室12の周囲にその下部開口た
る燃焼ガス出口12aに連なる環状の燃焼ガス流路15
を形成してなる。なお、燃焼ガス流路15は排気路5の
一部を構成し、第2排気路5bに接続されている。
図に示す如く、ケーシング11内に燃焼室12を形成し
、燃焼室12の上部に風箱13を形成すると共に燃料燃
焼器14を配設し、燃焼室12の周囲にその下部開口た
る燃焼ガス出口12aに連なる環状の燃焼ガス流路15
を形成してなる。なお、燃焼ガス流路15は排気路5の
一部を構成し、第2排気路5bに接続されている。
燃焼室12の燃焼ガス出口12aには、セラミックフオ
ーム等の通気性固体16が配設されてぃて、未燃状態の
排気微粒子が燃焼室12から燃焼ガス流路15に流入す
るのを阻止しうるようになっている。
ーム等の通気性固体16が配設されてぃて、未燃状態の
排気微粒子が燃焼室12から燃焼ガス流路15に流入す
るのを阻止しうるようになっている。
風箱13は燃焼室12の天井壁を構成する上部耐火物1
7により燃焼室12と区画されている。
7により燃焼室12と区画されている。
そして、燃焼室入口部たる風箱13には第1排気路5a
が接続されていて、ディーゼルエンジン3から排出され
た排ガスを導入しうるようになっている。
が接続されていて、ディーゼルエンジン3から排出され
た排ガスを導入しうるようになっている。
燃料燃焼器14は、燃料供給路18から供給された適宜
の燃料を噴出2着火させるバーナ19と、その周囲に一
次燃焼用空気通路20aを形成する通路形成管20と、
これを囲繞する筒壁21とを具備してなり、風箱13の
中央部位に、下端部を上部耐火物17の開口部17aに
臨ませた状態で。
の燃料を噴出2着火させるバーナ19と、その周囲に一
次燃焼用空気通路20aを形成する通路形成管20と、
これを囲繞する筒壁21とを具備してなり、風箱13の
中央部位に、下端部を上部耐火物17の開口部17aに
臨ませた状態で。
配置されている。通路形成管20の上端部には、第1排
気路5aから分岐させた排ガス供給路22が接続されて
いて、ディーゼルエンジン3から排出される排ガスの一
部を一次燃焼用空気通路20aに一次燃焼用空気として
供給するようになっている。そして、排ガス供給路22
には、燃料供給路18の燃料供給量制御弁18aの調整
度に応じて制御されるダンパ22aが配設されていて、
−火燃焼用空気通路20aに供給される徘ガス量をバー
ナ19への燃料供給量に応じて制御するようになってい
る。この制御により、−火燃焼における空燃比を最適な
ものとしうる。筒壁21には、その周方向に所定間隔を
隔てて複数のスリット21a・・・が形成しである。各
スリット21aは筒壁21の一部を切起すことによって
形成されており、その切起片21b・・・は筒壁21の
内方に同一角度をもって傾斜状に突出されていて、風箱
13に供給された排ガスは、スリット21a・・・から
切起片21b・・・に案内されて筒壁21内に導入され
、旋回流となって燃焼室12内に供給されようになって
いる。風箱13に供給された排ガスの一部は筒壁21と
上部耐火物17との間隙から燃焼室12内に導入される
。なお、燃料燃焼器14にあっては、火炎を安定化させ
るべく保炎板を設けておいてもよい。
気路5aから分岐させた排ガス供給路22が接続されて
いて、ディーゼルエンジン3から排出される排ガスの一
部を一次燃焼用空気通路20aに一次燃焼用空気として
供給するようになっている。そして、排ガス供給路22
には、燃料供給路18の燃料供給量制御弁18aの調整
度に応じて制御されるダンパ22aが配設されていて、
−火燃焼用空気通路20aに供給される徘ガス量をバー
ナ19への燃料供給量に応じて制御するようになってい
る。この制御により、−火燃焼における空燃比を最適な
ものとしうる。筒壁21には、その周方向に所定間隔を
隔てて複数のスリット21a・・・が形成しである。各
スリット21aは筒壁21の一部を切起すことによって
形成されており、その切起片21b・・・は筒壁21の
内方に同一角度をもって傾斜状に突出されていて、風箱
13に供給された排ガスは、スリット21a・・・から
切起片21b・・・に案内されて筒壁21内に導入され
、旋回流となって燃焼室12内に供給されようになって
いる。風箱13に供給された排ガスの一部は筒壁21と
上部耐火物17との間隙から燃焼室12内に導入される
。なお、燃料燃焼器14にあっては、火炎を安定化させ
るべく保炎板を設けておいてもよい。
かかる排ガス燃焼装置7にあっては、ディーゼルエンジ
ン3から排出された排ガスは第1排気路5aから風箱1
3に導入され、旋回流となって燃焼室12にもたらされ
、その一部は、第1排気路5aから排ガス供給路22を
経て一次燃焼用空気通路20aに導入され、−火燃焼用
空気として使用される。
ン3から排出された排ガスは第1排気路5aから風箱1
3に導入され、旋回流となって燃焼室12にもたらされ
、その一部は、第1排気路5aから排ガス供給路22を
経て一次燃焼用空気通路20aに導入され、−火燃焼用
空気として使用される。
したがって、バーナ19から燃料を噴射させるのみで、
前述した如く、燃焼用空気を補給せずとも、排ガスを1
000℃以上の高温で燃焼処理させることができ、排ガ
ス中のHC,Co等の可燃性有害物質は燃焼除去される
。しかも、燃料をバーナ19から排気中に直接噴射させ
ることから、局部的に強還元燃焼領域が生じ、排ガス中
のNOXは自然に還元処理されることになる。また、排
気微粒子は通気性固体16の表面で捕捉され、燃焼室1
2内で時間をかけて完全に燃焼されることになる。
前述した如く、燃焼用空気を補給せずとも、排ガスを1
000℃以上の高温で燃焼処理させることができ、排ガ
ス中のHC,Co等の可燃性有害物質は燃焼除去される
。しかも、燃料をバーナ19から排気中に直接噴射させ
ることから、局部的に強還元燃焼領域が生じ、排ガス中
のNOXは自然に還元処理されることになる。また、排
気微粒子は通気性固体16の表面で捕捉され、燃焼室1
2内で時間をかけて完全に燃焼されることになる。
排気路5の一部たる燃焼ガス流路15には、第2図に示
す如く、環状の水管壁23a、23bからなる冷却装置
23が配設されていて、燃焼室12から通気性固体16
を透過した燃焼ガスが燃焼ガス流路15を通過する間に
冷却されるようになっている。ところで、冷却装置23
は、第3図に示す如く、燃焼ガス流路15を煙管23
c・・・で形成すると共に、煙管23c・・・の周囲に
冷却水領域23dを形成してなるものに構成しておいて
もよい。
す如く、環状の水管壁23a、23bからなる冷却装置
23が配設されていて、燃焼室12から通気性固体16
を透過した燃焼ガスが燃焼ガス流路15を通過する間に
冷却されるようになっている。ところで、冷却装置23
は、第3図に示す如く、燃焼ガス流路15を煙管23
c・・・で形成すると共に、煙管23c・・・の周囲に
冷却水領域23dを形成してなるものに構成しておいて
もよい。
したがって、燃焼室12から排出された排ガスは、燃焼
ガス流路15を経過せしめられる間に、冷却装置23に
より熱回収されて冷却され、第2排気路5bから過給機
タービン6bに供給される。
ガス流路15を経過せしめられる間に、冷却装置23に
より熱回収されて冷却され、第2排気路5bから過給機
タービン6bに供給される。
なお、過給機タービン6bを経過した排ガスは、第3排
気路5cから排熱回収装置2に供給されて、排熱を回収
される。
気路5cから排熱回収装置2に供給されて、排熱を回収
される。
このとき、冷却装置23にもたらされる排ガスは、その
ガス圧が1〜2kg/csiGと高いため大気中に比し
ヌッセルト数が2〜3倍となり且つ排ガス温度も高い、
したがって、大きな対数平均温度差を利用することがで
き、良好な冷却が行われる。
ガス圧が1〜2kg/csiGと高いため大気中に比し
ヌッセルト数が2〜3倍となり且つ排ガス温度も高い、
したがって、大きな対数平均温度差を利用することがで
き、良好な冷却が行われる。
このため、冷却装置23を過給機タービンの下流側に配
設する場合に比して1/3〜1/4に小形化できる。な
お、熱回収量は冷却装置23の伝熱面を変更することで
適宜に制御しうる。
設する場合に比して1/3〜1/4に小形化できる。な
お、熱回収量は冷却装置23の伝熱面を変更することで
適宜に制御しうる。
ところで、上記実施例では、排ガスの一部を排ガス燃焼
装置7における一次燃焼空気として利用したが、第1図
に鎖線図示する如く、給気路4に分岐接続せる抽気路2
4を燃料燃焼器14に導いて、ディーゼルエンジン3に
給気される加圧空気の一部を上記−次燃焼用空気として
利用するようにしてもよい。この場合、抽気路24にダ
ンパ24aを設けて、−次燃焼用空気の供給量を燃料燃
焼器14への燃料供給量に応じて制御するようにしてお
くことが望ましい。
装置7における一次燃焼空気として利用したが、第1図
に鎖線図示する如く、給気路4に分岐接続せる抽気路2
4を燃料燃焼器14に導いて、ディーゼルエンジン3に
給気される加圧空気の一部を上記−次燃焼用空気として
利用するようにしてもよい。この場合、抽気路24にダ
ンパ24aを設けて、−次燃焼用空気の供給量を燃料燃
焼器14への燃料供給量に応じて制御するようにしてお
くことが望ましい。
また、第1図に鎖線図示する如く、第2排気路5bに還
元触媒脱硝装置25を介設して、排ガス燃焼装置7を経
過した排ガスを脱硝処理し、N。
元触媒脱硝装置25を介設して、排ガス燃焼装置7を経
過した排ガスを脱硝処理し、N。
Xを更に低減させるようにしてもよい、このとき、脱硝
性能低下の原因となる排気微粒子が除去されているから
、NOxの脱硝処理が極めて効果的に行われる。しかも
、排ガスの圧力が高いため、脱硝装置を過給機タービン
6bの下流側に配置した場合に比して触媒の脱硝反応率
が向上する。その結果、脱硝装置25を大幅に小形化で
きる。
性能低下の原因となる排気微粒子が除去されているから
、NOxの脱硝処理が極めて効果的に行われる。しかも
、排ガスの圧力が高いため、脱硝装置を過給機タービン
6bの下流側に配置した場合に比して触媒の脱硝反応率
が向上する。その結果、脱硝装置25を大幅に小形化で
きる。
さらに、上記実施例では、冷却装置23を排ガス燃焼装
置7に組込んで両装置7,23を一体化したが、冷却装
置23は、第1図に鎖線図示する如く、排ガス燃焼器M
7と別体に構成して、第2排気路5bに介設するように
してもよい。
置7に組込んで両装置7,23を一体化したが、冷却装
置23は、第1図に鎖線図示する如く、排ガス燃焼器M
7と別体に構成して、第2排気路5bに介設するように
してもよい。
また、第10図に鎖線図示する如く、第2及び第3排気
路5b、5cに過給機タービン6bを迂回するバイパス
26を接続し、このバイパス26に動力回収タービン2
′7を介設して、排ガス燃焼装置7における燃焼エネル
ギを動力エネルギとして回収するようにしてもよい。さ
らに、第1図に鎖線図示する如く、第1及び第2排気路
5a、5bに排ガス燃焼装置7を迂回するバイパス28
を接続しておいてもよい。
路5b、5cに過給機タービン6bを迂回するバイパス
26を接続し、このバイパス26に動力回収タービン2
′7を介設して、排ガス燃焼装置7における燃焼エネル
ギを動力エネルギとして回収するようにしてもよい。さ
らに、第1図に鎖線図示する如く、第1及び第2排気路
5a、5bに排ガス燃焼装置7を迂回するバイパス28
を接続しておいてもよい。
請求項1又は請求項2の排ガス処理装置にあっては、従
来装置における如く過給機タービン経過後の低圧、低温
排ガスを燃焼させるのではなく、過給器タービン流入前
の高圧、高温排ガスを燃焼させるようにしたから、排ガ
スのみで燃焼に必要な酸素を賄うことができ、燃焼用空
気の補給を必要とすることなく排ガスを十分効果的に高
温で自燃させることができる。したがって、排ガス中の
有害物質を効果的に除去することができ、しかも燃焼用
空気を補給する場合に比して、燃焼装置から排出される
排ガス量を大幅に低減できる。また、送風機等の燃焼用
空気補給装置を必要としないことから、装置構造の簡略
化、小形化を図りうる。
来装置における如く過給機タービン経過後の低圧、低温
排ガスを燃焼させるのではなく、過給器タービン流入前
の高圧、高温排ガスを燃焼させるようにしたから、排ガ
スのみで燃焼に必要な酸素を賄うことができ、燃焼用空
気の補給を必要とすることなく排ガスを十分効果的に高
温で自燃させることができる。したがって、排ガス中の
有害物質を効果的に除去することができ、しかも燃焼用
空気を補給する場合に比して、燃焼装置から排出される
排ガス量を大幅に低減できる。また、送風機等の燃焼用
空気補給装置を必要としないことから、装置構造の簡略
化、小形化を図りうる。
また、請求項3の排ガス処理装置にあっては、−次燃焼
用空気としての排ガス供給量を燃料燃焼器への燃料供給
量に応じて制御するようにしたから、−次燃焼における
空燃比を最適に維持することができる。
用空気としての排ガス供給量を燃料燃焼器への燃料供給
量に応じて制御するようにしたから、−次燃焼における
空燃比を最適に維持することができる。
また、請求項4の排ガス処理装置にあっては、ディーゼ
ルエンジンに給気される加圧空気の一部を一次燃焼用空
気として利用するから、排ガス燃焼装置における一次燃
焼がより良好に行われる。
ルエンジンに給気される加圧空気の一部を一次燃焼用空
気として利用するから、排ガス燃焼装置における一次燃
焼がより良好に行われる。
また、請求項5の排ガス処理装置にあっては、排気微粒
子が通気性固体に捕捉され、燃焼室内に滞留せしめられ
るから、排気微粒子を時間をかけて完全に燃焼させるこ
とができ、排ガス燃焼装置から排出される排ガス中の排
気微粒子量を大幅に低減させることができる。
子が通気性固体に捕捉され、燃焼室内に滞留せしめられ
るから、排気微粒子を時間をかけて完全に燃焼させるこ
とができ、排ガス燃焼装置から排出される排ガス中の排
気微粒子量を大幅に低減させることができる。
また、請求項6の排ガス処理装置にあっては。
小形の脱硝装置により排ガス中のNOxを更に低減させ
ることができる。
ることができる。
また、請求項7の排ガス処理装置にあっては。
排ガス燃焼装置により燃焼処理された排ガスの熱回収を
効果的に行うことができる。
効果的に行うことができる。
また、請求項8の排ガス処理装置にあっては、冷却装置
を排ガス燃焼装置と一体化したから、装置構造の小形化
を図りうる。
を排ガス燃焼装置と一体化したから、装置構造の小形化
を図りうる。
さらに、請求項9の排ガス処理装置にあっては、排ガス
燃焼装置における燃焼エネルギを動力エネルギとして回
収することができる。
燃焼装置における燃焼エネルギを動力エネルギとして回
収することができる。
第1図は本発明に係る排ガス処理装置の一実施例を示す
系統図、第2図はその要部たる排ガス燃焼装置の一例を
示す断面図、第3図は同装置の変形例を示す断面図であ
る。 1・・・ディーゼルエンジンユニット、3・・・ディー
ゼルエンジン、4・・・給気路、5・・・排気路、5a
・・・第1排気路(ディーゼルエンジンと排ガス燃焼装
置との間の排気路部分)、5b・・・第2排気路(排ガ
ス燃焼装置と過給機タービンとの間の排気路部分)、5
c・・・第3排気路(過給機タービンの下流側の排気路
部分)、6・・・過給機、6a・・・過給機コンプレッ
サ、6b・・・過給機タービン、7・・・排ガス燃焼装
置、12・・・燃焼室、12a・・・燃焼ガス出口、1
3・・・風箱(燃焼室入口部)、14・・・燃料燃焼器
、16・・・通気性固体、15・・・燃焼ガス流路(排
気路の一部)、18・・・燃料供給路、19・・・バー
ナ、20a・・・−火燃焼用空気通路、22・・・排ガ
ス供給路。 22a・・・ダンパ、23・・・冷却装置、24・・・
抽気路。 25・・・脱硝装置、26・・・バイパス26.27・
・・動力回収タービン。 第2図
系統図、第2図はその要部たる排ガス燃焼装置の一例を
示す断面図、第3図は同装置の変形例を示す断面図であ
る。 1・・・ディーゼルエンジンユニット、3・・・ディー
ゼルエンジン、4・・・給気路、5・・・排気路、5a
・・・第1排気路(ディーゼルエンジンと排ガス燃焼装
置との間の排気路部分)、5b・・・第2排気路(排ガ
ス燃焼装置と過給機タービンとの間の排気路部分)、5
c・・・第3排気路(過給機タービンの下流側の排気路
部分)、6・・・過給機、6a・・・過給機コンプレッ
サ、6b・・・過給機タービン、7・・・排ガス燃焼装
置、12・・・燃焼室、12a・・・燃焼ガス出口、1
3・・・風箱(燃焼室入口部)、14・・・燃料燃焼器
、16・・・通気性固体、15・・・燃焼ガス流路(排
気路の一部)、18・・・燃料供給路、19・・・バー
ナ、20a・・・−火燃焼用空気通路、22・・・排ガ
ス供給路。 22a・・・ダンパ、23・・・冷却装置、24・・・
抽気路。 25・・・脱硝装置、26・・・バイパス26.27・
・・動力回収タービン。 第2図
Claims (9)
- (1)ディーゼルエンジンの排ガスをその排気路に設け
た排ガス燃焼装置により燃焼処理させるようにした排ガ
ス処理装置において、排ガス燃焼装置を過給機タービン
の上流側の排気路部分に配設して、排ガスを過給機ター
ビンへの流入前の段階で燃焼させるようにしたことを特
徴とする排ガス処理装置。 - (2)ディーゼルエンジンから導かれた排気路を排ガス
燃焼装置における燃焼室入口部に接続すると共に該排気
路から分岐させた排ガス供給路を排ガス燃焼装置におけ
る燃料燃焼器に接続して、排ガスを燃焼室内に吹き出さ
せると共に、その一部を一次燃焼用空気として燃料燃焼
器に供給させるようにしたことを特徴とする、請求項1
に記載する排ガス処理装置。 - (3)前記排ガス供給路に設けたダンパを燃料燃焼器へ
の燃料供給量に応じて制御するようにしたことを特徴と
する、請求項2に記載する排ガス処理装置。 - (4)ディーゼルエンジンの給気路における過給機コン
プレッサの下流側部分から分岐させた抽気路を排ガス燃
焼装置における燃料燃焼器に接続して、ディーゼルエン
ジンに給気される加圧空気の一部を一次燃焼用空気とし
て燃料燃焼器に供給させるようにしたことを特徴とする
、請求項1に記載する排ガス処理装置。 - (5)排ガス燃焼装置の燃焼室の燃焼ガス出口をセラミ
ックフォーム等の通気性固体で遮蔽して、燃焼ガスが通
気性固体を透過して燃焼室外に排出されると共に、排気
微粒子が通気性固体表面に捕捉されるようにしたことを
特徴とする、請求項1に記載する排ガス処理装置。 - (6)排ガス燃焼装置と過給機タービンとの間の排気路
部分に脱硝装置を配設したことを特徴とする、請求項5
に記載する排ガス処理装置。 - (7)排ガス燃焼装置における燃焼ガス出口と過給機タ
ービンとの間の排気路部分に冷却装置を配設したことを
特徴とする、請求項1に記載する排ガス処理装置。 - (8)前記冷却装置を排ガス燃焼装置に組込んだことを
特徴とする、請求項7に記載する排ガス処理装置。 - (9)前記排気路に過給機タービンを迂回するバイパス
を設け、このバイパスに動力回収タービンを介設したこ
とを特徴とする、請求項1に記載する排ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4395988A JPH01219308A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4395988A JPH01219308A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 排ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219308A true JPH01219308A (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=12678245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4395988A Pending JPH01219308A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 排ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219308A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015163052A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4944112A (ja) * | 1972-08-31 | 1974-04-25 | ||
| JPS5551922A (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-16 | Mitsubishi Motors Corp | Turbo-charged diesel engine with auxiliary burner |
| JPS5710735A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-20 | Hitachi Zosen Corp | Very highly supercharged compound internal combustion engine with high output and low nox |
| JPS628318B2 (ja) * | 1980-11-21 | 1987-02-21 | Fujitsu Ltd |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP4395988A patent/JPH01219308A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4944112A (ja) * | 1972-08-31 | 1974-04-25 | ||
| JPS5551922A (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-16 | Mitsubishi Motors Corp | Turbo-charged diesel engine with auxiliary burner |
| JPS5710735A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-20 | Hitachi Zosen Corp | Very highly supercharged compound internal combustion engine with high output and low nox |
| JPS628318B2 (ja) * | 1980-11-21 | 1987-02-21 | Fujitsu Ltd |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015163052A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
| JPWO2015163052A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2017-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
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