JPH02157464A - 超低公害内燃機関 - Google Patents
超低公害内燃機関Info
- Publication number
- JPH02157464A JPH02157464A JP31048388A JP31048388A JPH02157464A JP H02157464 A JPH02157464 A JP H02157464A JP 31048388 A JP31048388 A JP 31048388A JP 31048388 A JP31048388 A JP 31048388A JP H02157464 A JPH02157464 A JP H02157464A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonia
- tank
- hydrogen
- nitrogen
- engine
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- Pending
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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、水素エンジンの排気中の窒素酸化物（以下、
Ｎ０３１という）を車両上で処理する超低公害内燃機関
に関する。
Ｎ０３１という）を車両上で処理する超低公害内燃機関
に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕水素エ
ンジンは、海水から無限にとれる水素を燃料とするエン
ジンであり、液体から高圧ガスに気化させた水素を直接
エンジンの燃焼室に噴射させ、電気による熱面で着火さ
せることにより、クリーンな排気とハイパワーを得るこ
とで注目されている。
ンジンは、海水から無限にとれる水素を燃料とするエン
ジンであり、液体から高圧ガスに気化させた水素を直接
エンジンの燃焼室に噴射させ、電気による熱面で着火さ
せることにより、クリーンな排気とハイパワーを得るこ
とで注目されている。
従来のガソリン、ディーゼルエンジン機関においては、
排気中に有害なＩＣ，Ｃｏ、ＮＯｘ、パティキュレート
が存在する。また、ＣＯ２についても地球の環境を悪化
するという恐れが指摘されている。この点で水素エンジ
ンＨＣ，，Ｃｏ、パティキュレートを発生せずクリーン
なエンジンとして注目されているが、ＮＯｘ排出の問題
が残されている。
排気中に有害なＩＣ，Ｃｏ、ＮＯｘ、パティキュレート
が存在する。また、ＣＯ２についても地球の環境を悪化
するという恐れが指摘されている。この点で水素エンジ
ンＨＣ，，Ｃｏ、パティキュレートを発生せずクリーン
なエンジンとして注目されているが、ＮＯｘ排出の問題
が残されている。
従来の排気中のＮＯｘ処理の技術として、定置用ボイラ
ーおよびディーゼルエンジンの分野においては、ＮＯ８
処理触媒床にディーゼルエンジンの排気と共にボンベか
らアンモニアを導入させ、下記反応によりＮｏＸを還元
処理する方式（ＳＣＲ法）が採用されている。
ーおよびディーゼルエンジンの分野においては、ＮＯ８
処理触媒床にディーゼルエンジンの排気と共にボンベか
らアンモニアを導入させ、下記反応によりＮｏＸを還元
処理する方式（ＳＣＲ法）が採用されている。
２ＮＨｚ ＋２ＮＯ＋（１／２） Ｏ！ −２Ｎ ｌ
＋３ＬＯしかしながら、上記処理方式では、アンモニ
アボンベを定期的に充填、或いは交換をしなければなら
ないという問題を有しており、重量、メンテナンス等の
点で車両用としては列置不向きであり、実用化には到っ
ていない。
＋３ＬＯしかしながら、上記処理方式では、アンモニ
アボンベを定期的に充填、或いは交換をしなければなら
ないという問題を有しており、重量、メンテナンス等の
点で車両用としては列置不向きであり、実用化には到っ
ていない。
一方、従来のアンモニア製造方法は、大規模設備を用い
高圧下で製造するものであり、しかもガス精製に冷凍方
法を使用するなど、車両に搭載することが困難である。
高圧下で製造するものであり、しかもガス精製に冷凍方
法を使用するなど、車両に搭載することが困難である。
本発明は上記問題を解決するものであって、水素エンジ
ンに着目し、車両に搭載可能でエンジン排気中の窒素酸
化物を処理する２七ができる超低公害内燃機関を提供す
ることを目的とする。
ンに着目し、車両に搭載可能でエンジン排気中の窒素酸
化物を処理する２七ができる超低公害内燃機関を提供す
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段）
この目的を達成するために、本発明の超低公害内燃機関
は、液体水素タンクと、該タンク内の液体水素を気化さ
せこれを貯蔵する水素ガスタンクと、該水素ガスが噴射
されるエンジンと、該エンジンの吸入空気から窒素を分
離する窒素分離装置と、該窒素および前記水素ガスによ
りアンモニアを合成するアンモニア合成反応器とを備え
、排気ガス中の窒素酸化物を選択還元する触媒床に前記
アンモニアを導入することを特徴とし、要するに、燃料
の水素と空気中の窒素を原料とムて車両上でアンモニア
合成を行い、排気ガス中にアンモニアを導入することを
特徴とするものである。
は、液体水素タンクと、該タンク内の液体水素を気化さ
せこれを貯蔵する水素ガスタンクと、該水素ガスが噴射
されるエンジンと、該エンジンの吸入空気から窒素を分
離する窒素分離装置と、該窒素および前記水素ガスによ
りアンモニアを合成するアンモニア合成反応器とを備え
、排気ガス中の窒素酸化物を選択還元する触媒床に前記
アンモニアを導入することを特徴とし、要するに、燃料
の水素と空気中の窒素を原料とムて車両上でアンモニア
合成を行い、排気ガス中にアンモニアを導入することを
特徴とするものである。
車両上でアンモニアを合成するためには、■窒素がある
こと、■水素があること、■ＣＯ濃度が少ないこと、■
高圧で反応させることが必要である。本発明においては
、■窒素は空気中の窒素を利用し、■水素は水素燃料を
利用し、■ＣＯがないこと、■高圧で反応させるために
は加圧ポンプを使用することにより実現するものである
。
こと、■水素があること、■ＣＯ濃度が少ないこと、■
高圧で反応させることが必要である。本発明においては
、■窒素は空気中の窒素を利用し、■水素は水素燃料を
利用し、■ＣＯがないこと、■高圧で反応させるために
は加圧ポンプを使用することにより実現するものである
。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１［は本発明の超低公害内燃機関の１実施例を示す構
成図である。
成図である。
本発明は、水素エンジンＡとＮＯｘ処理装置装置ら構成
されている。
されている。
水素エンジンＡは、液体水素タンク１、ポンプ２、モー
タ３、熱交換器４、高圧水素ガスタンク５、噴射弁６、
エンジン７から構成され、モータ３によりポンプ２を作
動させ、液体水素タンク１内に貯蔵された液体水素を熱
交換器４に送って水素ガスに気化させた後、高圧水素ガ
スタンク５内に貯留する。タンク５内の圧力は、タンク
圧力センサ９の信号によりモータ３の速度を制御するコ
ントローラ８により、常時適正な圧力に保持される。タ
ンク５内の水素ガスの大部分は、噴射弁６からエンジン
７内に噴射され燃焼を行う。
タ３、熱交換器４、高圧水素ガスタンク５、噴射弁６、
エンジン７から構成され、モータ３によりポンプ２を作
動させ、液体水素タンク１内に貯蔵された液体水素を熱
交換器４に送って水素ガスに気化させた後、高圧水素ガ
スタンク５内に貯留する。タンク５内の圧力は、タンク
圧力センサ９の信号によりモータ３の速度を制御するコ
ントローラ８により、常時適正な圧力に保持される。タ
ンク５内の水素ガスの大部分は、噴射弁６からエンジン
７内に噴射され燃焼を行う。
ＮＯＸ処理装置ＦＢは、窒素分離装ｊｆＩＯ１加圧ポン
プ１１．アンモニア合成反応器１２、アンモニア吸着脱
離用固体酸層１３、循環ポンプ１５、アンモニアタンク
１６、制御バルブ１７、電子制御装置１９、ＮＯＸ処理
用触媒床２０から構成される。
プ１１．アンモニア合成反応器１２、アンモニア吸着脱
離用固体酸層１３、循環ポンプ１５、アンモニアタンク
１６、制御バルブ１７、電子制御装置１９、ＮＯＸ処理
用触媒床２０から構成される。
エンジン７に吸入される空気の一部を、窒素分離装置１
０に送り、ここで分！ＩＩＩＩＥ！！、モレキュラシー
ブ等により高濃度の窒素に分離し、高圧水素ガスタンク
５からの水素と共に、加圧ポンプ１１によりアンモニア
合成反応器１２に送りここでアンモニアを合成する。こ
のときの触媒としては、ルテニウム系触媒、例えばＲｕ
−Ｃｓ ＯＨ／ Ａ ｌ ｓＯ１触媒を使用する。本
発明においては、触媒毒であるＣ０１ＣＯ！が原料ガス
中に含まれないため、比較的容易にアンモニアを合成す
ることができる。
０に送り、ここで分！ＩＩＩＩＥ！！、モレキュラシー
ブ等により高濃度の窒素に分離し、高圧水素ガスタンク
５からの水素と共に、加圧ポンプ１１によりアンモニア
合成反応器１２に送りここでアンモニアを合成する。こ
のときの触媒としては、ルテニウム系触媒、例えばＲｕ
−Ｃｓ ＯＨ／ Ａ ｌ ｓＯ１触媒を使用する。本
発明においては、触媒毒であるＣ０１ＣＯ！が原料ガス
中に含まれないため、比較的容易にアンモニアを合成す
ることができる。
生成したアンモニアをアンモニア吸着脱離用固体酸槽１
３で分離してアンモニアタンク１６に貯蔵する。固体酸
としては、酸処理されたシリカ、アルミナ或いはゼオラ
イトが適している。固体酸は１００ ’Ｃ程度の比較的
低温でアンモニアを吸着し、４００℃程度の高温でアン
モニアを脱離する性質を有している。この固体酸を２層
設け、交互に加熱、冷却を繰り返すことによりアンモニ
アを吸着、または分離し、分離したアンモニアはアンモ
ニアタンク１６に貯蔵する。未反応の窒素、水素は、循
環ポンプ１５により再度アンモニア合成器１２に送られ
る。
３で分離してアンモニアタンク１６に貯蔵する。固体酸
としては、酸処理されたシリカ、アルミナ或いはゼオラ
イトが適している。固体酸は１００ ’Ｃ程度の比較的
低温でアンモニアを吸着し、４００℃程度の高温でアン
モニアを脱離する性質を有している。この固体酸を２層
設け、交互に加熱、冷却を繰り返すことによりアンモニ
アを吸着、または分離し、分離したアンモニアはアンモ
ニアタンク１６に貯蔵する。未反応の窒素、水素は、循
環ポンプ１５により再度アンモニア合成器１２に送られ
る。
そして、センサ２１によりエンジンＵト気中のＮＱ、ｉ
４度を検出し、電子制御装置１９の判断に基づいてその
濃度に応じて制御バルブ１７をフィードバック制御し、
アンモニアタンク１６から所定量のアンモニアを排ガス
中に混合し、ＮＯ，処理触媒床２０においてＮＯ８を分
解して排気する。
４度を検出し、電子制御装置１９の判断に基づいてその
濃度に応じて制御バルブ１７をフィードバック制御し、
アンモニアタンク１６から所定量のアンモニアを排ガス
中に混合し、ＮＯ，処理触媒床２０においてＮＯ８を分
解して排気する。
なお、エンジン回転数および負荷を検出して制御バルブ
１７を制御するようにしてもよい。また、過剰量のアン
モニアが供給された場合は、アンモニア濃度センサ２２
により、検知してアンモニア供給量を少なくするように
制御してもよい。
１７を制御するようにしてもよい。また、過剰量のアン
モニアが供給された場合は、アンモニア濃度センサ２２
により、検知してアンモニア供給量を少なくするように
制御してもよい。
このように本発明は、従来は定置用ボイラおよびディー
ゼルエンジンでしか使用されていなかったＳＣＲ法によ
るＮＯＸ処理システムが、水素エンジンのυト気処理に
も適用可能となり、ＨＣ，Ｃ０１Ｎｏ、、パティキュレ
ートの排出量が極めて少ない超低公害内燃機関を提供す
ることができる。
ゼルエンジンでしか使用されていなかったＳＣＲ法によ
るＮＯＸ処理システムが、水素エンジンのυト気処理に
も適用可能となり、ＨＣ，Ｃ０１Ｎｏ、、パティキュレ
ートの排出量が極めて少ない超低公害内燃機関を提供す
ることができる。
また、本発明においては、触媒毒であるＣ０１ＣＯ□が
原料ガス中に含まれないため、比較的容易にアンモニア
を合成することができる。
原料ガス中に含まれないため、比較的容易にアンモニア
を合成することができる。
第１図は本発明の超低公害内燃機関の１実施例を示す構
成図である。 Ａ・・・水素エンジ〉〆、Ｂ・・・Ｎｏ、処理装置、１
・・・液体水素タンク、２・・・ポンプ、３・・・モー
タ、４・・・熱交換器、５・・・高圧水素ガスタンク、
６・・・噴射弁、７・・・エンジン、ＩＯ・・・窒素分
離装置、１１・・・加圧ポンプ、１２・・・アンモニア
合成反応Ｌ１３・・・アンモニア吸着脱離用固体酸層、
１５・・・循環ポンプ、１６・・・アンモニアタンク、
１７・・・ｌａ？１１バルフ、１９・・・電子制御装置
、２０・・・Ｎｏ、処理用触媒床。
成図である。 Ａ・・・水素エンジ〉〆、Ｂ・・・Ｎｏ、処理装置、１
・・・液体水素タンク、２・・・ポンプ、３・・・モー
タ、４・・・熱交換器、５・・・高圧水素ガスタンク、
６・・・噴射弁、７・・・エンジン、ＩＯ・・・窒素分
離装置、１１・・・加圧ポンプ、１２・・・アンモニア
合成反応Ｌ１３・・・アンモニア吸着脱離用固体酸層、
１５・・・循環ポンプ、１６・・・アンモニアタンク、
１７・・・ｌａ？１１バルフ、１９・・・電子制御装置
、２０・・・Ｎｏ、処理用触媒床。
Claims (1)
- （１）液体水素タンクと、該タンク内の液体水素を気化
させこれを貯蔵する水素ガスタンクと、該水素ガスが噴
射されるエンジンと、該エンジンの吸入空気から窒素を
分離する窒素分離装置と、該窒素および前記水素ガスに
よりアンモニアを合成するアンモニア合成反応器とを備
え、排気ガス中の窒素酸化物を選択還元する触媒床に前
記アンモニアを導入することを特徴とする超低公害内燃
機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31048388A JPH02157464A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 超低公害内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31048388A JPH02157464A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 超低公害内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157464A true JPH02157464A (ja) | 1990-06-18 |
Family
ID=18005777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31048388A Pending JPH02157464A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 超低公害内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02157464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6871491B2 (en) * | 2002-05-03 | 2005-03-29 | Robert Bosch Gmbh | Combustion system having an emission control device |
| US7367183B2 (en) * | 2004-06-15 | 2008-05-06 | J. Eberspaecher Gmbh & Co. | Internal combustion engine with a fuel reformer and ammonia generator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173358A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-09-06 | ドイツチエ フオルシユングス− ウント フエルズハシユアンシユタルト フユア ルフト− ウント ラウムフア−ルト エ−．フアウ． | 水素供給装置 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP31048388A patent/JPH02157464A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173358A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-09-06 | ドイツチエ フオルシユングス− ウント フエルズハシユアンシユタルト フユア ルフト− ウント ラウムフア−ルト エ−．フアウ． | 水素供給装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6871491B2 (en) * | 2002-05-03 | 2005-03-29 | Robert Bosch Gmbh | Combustion system having an emission control device |
| US7367183B2 (en) * | 2004-06-15 | 2008-05-06 | J. Eberspaecher Gmbh & Co. | Internal combustion engine with a fuel reformer and ammonia generator |
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