JPH06272539A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液体還元剤使用してＮＯX 吸収剤の再生操作
を行う場合の未気化成分の付着によるＮＯX 吸収剤の活
性低下や低温被毒の問題を解決し、ＮＯX 吸収剤再生操
作に液体還元剤を使用する事を可能とする。 【構成】 内燃機関の排気管３にＮＯX 吸収剤５と、そ
の上流側に軽油などの液体還元剤を供給する還元剤供給
装置１１を配置し、還元剤供給装置１１の還元剤噴射弁
１２に還元剤を供給する供給通路１３に、排気管内の排
気ガスの熱で液体還元剤を予熱する熱交換部１３ａを設
ける。予熱部１３ａにより液体還元剤が気化するのでＮ
ＯX 吸収剤に到達する未気化成分の量が低減される。
を行う場合の未気化成分の付着によるＮＯX 吸収剤の活
性低下や低温被毒の問題を解決し、ＮＯX 吸収剤再生操
作に液体還元剤を使用する事を可能とする。 【構成】 内燃機関の排気管３にＮＯX 吸収剤５と、そ
の上流側に軽油などの液体還元剤を供給する還元剤供給
装置１１を配置し、還元剤供給装置１１の還元剤噴射弁
１２に還元剤を供給する供給通路１３に、排気管内の排
気ガスの熱で液体還元剤を予熱する熱交換部１３ａを設
ける。予熱部１３ａにより液体還元剤が気化するのでＮ
ＯX 吸収剤に到達する未気化成分の量が低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細には、ディーゼルエンジンや希薄燃焼を
行うガソリンエンジン等、大部分の運転領域においてリ
ーン空燃比の燃焼を行う内燃機関の排気中のＮＯX を効
果的に除去可能な排気浄化装置に関する。
置に関し、詳細には、ディーゼルエンジンや希薄燃焼を
行うガソリンエンジン等、大部分の運転領域においてリ
ーン空燃比の燃焼を行う内燃機関の排気中のＮＯX を効
果的に除去可能な排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の排気浄化装置の例としては、例
えば特開昭６２─１０６８２６号公報に開示されたもの
がある。同公報の装置は、ディーゼル機関の排気通路に
酸素の存在下でＮＯX を吸収する吸収剤（触媒）を配置
して排気中のＮＯX を吸収させ、該吸収剤のＮＯX 吸収
効率が低下したときに吸収剤への排気の流入を遮断して
吸収剤に気体状の還元剤を供給することにより、吸収剤
からＮＯX を放出させると共に放出されたＮＯXを還元
浄化するようにしたものである。
えば特開昭６２─１０６８２６号公報に開示されたもの
がある。同公報の装置は、ディーゼル機関の排気通路に
酸素の存在下でＮＯX を吸収する吸収剤（触媒）を配置
して排気中のＮＯX を吸収させ、該吸収剤のＮＯX 吸収
効率が低下したときに吸収剤への排気の流入を遮断して
吸収剤に気体状の還元剤を供給することにより、吸収剤
からＮＯX を放出させると共に放出されたＮＯXを還元
浄化するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６２─１０
６８２６号公報の排気浄化装置では、ＮＯX 吸収剤から
のＮＯX の放出と還元浄化（以下「再生」という）を行
うために、水素等の気体状還元剤をＮＯX 吸収剤に供給
している。しかし、水素等気体状の還元剤は貯蔵に際し
て特別な容器を必要とする等、取扱が困難な問題があ
り、特に車両用内燃機関に使用する場合には種々の問題
を生じる。
６８２６号公報の排気浄化装置では、ＮＯX 吸収剤から
のＮＯX の放出と還元浄化（以下「再生」という）を行
うために、水素等の気体状還元剤をＮＯX 吸収剤に供給
している。しかし、水素等気体状の還元剤は貯蔵に際し
て特別な容器を必要とする等、取扱が困難な問題があ
り、特に車両用内燃機関に使用する場合には種々の問題
を生じる。
【０００４】従って、ＮＯX 吸収剤の再生に用いる還元
剤としては、取扱が簡単な液体の還元剤を使用すること
が好ましい。また、補給、貯蔵の煩雑さをなくすために
は、できればガソリン、軽油等、当該車両の燃料をその
まま液体還元剤として使用することが望ましい。ところ
が、特に軽油等の液体燃料は沸点の異なる多くの成分を
含んでおり、排気温度が低いと気化しにくい成分も含ま
れている。このため、これらの液体燃料をそのままＮＯ
X 吸収剤の上流側の排気通路に噴射した場合には、沸点
の高い成分は気化せずに排気流とともに霧状のままＮＯ
X 吸収剤に到達してしまう場合がある。この場合ＮＯX
吸収剤に到達した燃料は吸収剤表面に液状のまま付着
し、吸収剤表面を覆う層を形成する。
剤としては、取扱が簡単な液体の還元剤を使用すること
が好ましい。また、補給、貯蔵の煩雑さをなくすために
は、できればガソリン、軽油等、当該車両の燃料をその
まま液体還元剤として使用することが望ましい。ところ
が、特に軽油等の液体燃料は沸点の異なる多くの成分を
含んでおり、排気温度が低いと気化しにくい成分も含ま
れている。このため、これらの液体燃料をそのままＮＯ
X 吸収剤の上流側の排気通路に噴射した場合には、沸点
の高い成分は気化せずに排気流とともに霧状のままＮＯ
X 吸収剤に到達してしまう場合がある。この場合ＮＯX
吸収剤に到達した燃料は吸収剤表面に液状のまま付着
し、吸収剤表面を覆う層を形成する。
【０００５】ＮＯX 吸収剤表面に付着した液体燃料は、
吸収剤の温度がある程度高い場合には吸収剤の熱を受け
て気化し、還元剤としての作用を行う。しかし、燃料が
気化する際にＮＯX 吸収剤から気化熱相当の熱が奪われ
るため、ＮＯX 吸収剤の温度が低下することになり、液
状のまま到達する燃料の量が多いとＮＯX 吸収剤の温度
が活性温度以下に低下してしてしまう場合がある。この
ため、軽油などの液体燃料を還元剤として使用すると、
ＮＯX 吸収剤の活性が低下してＮＯX 浄化率の低下を生
じ、エミッションの悪化を招く問題が生じる恐れがあ
る。
吸収剤の温度がある程度高い場合には吸収剤の熱を受け
て気化し、還元剤としての作用を行う。しかし、燃料が
気化する際にＮＯX 吸収剤から気化熱相当の熱が奪われ
るため、ＮＯX 吸収剤の温度が低下することになり、液
状のまま到達する燃料の量が多いとＮＯX 吸収剤の温度
が活性温度以下に低下してしてしまう場合がある。この
ため、軽油などの液体燃料を還元剤として使用すると、
ＮＯX 吸収剤の活性が低下してＮＯX 浄化率の低下を生
じ、エミッションの悪化を招く問題が生じる恐れがあ
る。
【０００６】また、ＮＯX 吸収剤の温度が燃料の気化温
度よりも低下すると吸収剤に付着した燃料はもはや気化
せずＮＯX 吸収剤の表面を覆ってしまい、有効表面積の
減少によりＮＯX の吸収、放出作用が阻害される、いわ
ゆるＮＯX 吸収剤の低温被毒の問題が生じる場合があ
る。上記のため、従来は軽油等の液体燃料を還元剤とし
て使用する場合には、排気通路にバーナ等を設けて液体
燃料を不完全燃焼させ、発生するＨＣ、ＣＯ等のガスを
還元剤としてＮＯX 吸収剤に供給する必要があった。し
かし、排気通路にバーナ等を設けて燃焼を行うことは安
全上からも好ましくなく、また、バーナやその附帯設備
を排気通路に設けるため、構造が複雑になる等の問題が
あった。
度よりも低下すると吸収剤に付着した燃料はもはや気化
せずＮＯX 吸収剤の表面を覆ってしまい、有効表面積の
減少によりＮＯX の吸収、放出作用が阻害される、いわ
ゆるＮＯX 吸収剤の低温被毒の問題が生じる場合があ
る。上記のため、従来は軽油等の液体燃料を還元剤とし
て使用する場合には、排気通路にバーナ等を設けて液体
燃料を不完全燃焼させ、発生するＨＣ、ＣＯ等のガスを
還元剤としてＮＯX 吸収剤に供給する必要があった。し
かし、排気通路にバーナ等を設けて燃焼を行うことは安
全上からも好ましくなく、また、バーナやその附帯設備
を排気通路に設けるため、構造が複雑になる等の問題が
あった。
【０００７】本発明は、上記の問題を解決し、軽油等の
液体燃料をＮＯX 吸収剤の還元剤として使用することの
できる内燃機関の排気浄化装置を提供する事を目的とし
ている。
液体燃料をＮＯX 吸収剤の還元剤として使用することの
できる内燃機関の排気浄化装置を提供する事を目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、リーン
空燃比の燃焼を行うことのできる内燃機関の排気通路
に、流入排気の空燃比がリーンのときにＮＯX を吸収し
流入排気の酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯX を
放出するＮＯX 吸収剤を配置し、排気中のＮＯXを吸収
させ、ＮＯX 吸収後に前記ＮＯX 吸収剤に液体還元剤を
供給してＮＯX 吸収剤から吸収したＮＯX を放出させる
と共に該ＮＯX を還元浄化する内燃機関の排気浄化装置
において、前記ＮＯX 吸収剤に供給する液体還元剤を予
熱する還元剤予熱手段を備えたことを特徴とする内燃機
関の排気浄化装置が提供される。
空燃比の燃焼を行うことのできる内燃機関の排気通路
に、流入排気の空燃比がリーンのときにＮＯX を吸収し
流入排気の酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯX を
放出するＮＯX 吸収剤を配置し、排気中のＮＯXを吸収
させ、ＮＯX 吸収後に前記ＮＯX 吸収剤に液体還元剤を
供給してＮＯX 吸収剤から吸収したＮＯX を放出させる
と共に該ＮＯX を還元浄化する内燃機関の排気浄化装置
において、前記ＮＯX 吸収剤に供給する液体還元剤を予
熱する還元剤予熱手段を備えたことを特徴とする内燃機
関の排気浄化装置が提供される。
【０００９】
【作用】ＮＯX 吸収剤上流側の排気通路に供給する液体
燃料は供給前に予熱手段により予熱されて気化するた
め、液状のままＮＯX 吸収剤に到達する液体燃料が減少
し、ＮＯX 吸収剤の温度低下が防止される。このため、
ＮＯX 吸収剤の活性低下や低温被毒の問題が生じない。
燃料は供給前に予熱手段により予熱されて気化するた
め、液状のままＮＯX 吸収剤に到達する液体燃料が減少
し、ＮＯX 吸収剤の温度低下が防止される。このため、
ＮＯX 吸収剤の活性低下や低温被毒の問題が生じない。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図１において、１はディーゼルエンジン、２は
エンジンの吸気管、３はエンジンの排気管を示す。ま
た、５は排気管３に接続された後述のＮＯX 吸収剤５で
ある。本実施例では、エンジン排気管３のＮＯX 吸収剤
５上流側には排気シャッターバルブ６が設けられてい
る。
明する。図１において、１はディーゼルエンジン、２は
エンジンの吸気管、３はエンジンの排気管を示す。ま
た、５は排気管３に接続された後述のＮＯX 吸収剤５で
ある。本実施例では、エンジン排気管３のＮＯX 吸収剤
５上流側には排気シャッターバルブ６が設けられてい
る。
【００１１】シャッターバルブ６は全開時の排気抵抗の
少ないバタフライ弁の形式であり、エンジンの通常運転
時には全開に保持されており、ＮＯX 吸収剤５からのＮ
ＯXの再生操作時に所定開度まで閉弁され、排気管３を
絞ってＮＯX 吸収剤５を通過する排気ガス量を低減させ
る。７はシャッターバルブ６を開閉駆動する負圧アクチ
ュエータ等の適宜な形式のアクチュエータである。
少ないバタフライ弁の形式であり、エンジンの通常運転
時には全開に保持されており、ＮＯX 吸収剤５からのＮ
ＯXの再生操作時に所定開度まで閉弁され、排気管３を
絞ってＮＯX 吸収剤５を通過する排気ガス量を低減させ
る。７はシャッターバルブ６を開閉駆動する負圧アクチ
ュエータ等の適宜な形式のアクチュエータである。
【００１２】また、エンジン排気管３のシャッターバル
ブ６とＮＯX 吸収剤５との間には後述する還元剤供給装
置１１が配置されており、ＮＯX 吸収剤５の再生操作時
にＮＯX 吸収剤の上流側の排気管に還元剤を供給するよ
うになっている。図に２０で示すのはエンジン１の電子
制御ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０はＣＰＵ、
ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入力ポート、出力ポートを相互に
双方向バスで接続した構成の、公知のディジタルコンピ
ュータからなり、エンジンの燃料噴射量制御等の基本制
御を行うほか、本実施例では排気シャッターバルブ６の
開閉制御と、還元剤供給装置１１からの還元剤供給制御
とを行っている。これらの制御のためＥＣＵ２０の入力
ポートには、排気温度、エンジン回転数、アクセル開度
等の信号がそれぞれ図示しないセンサから入力されてい
る。
ブ６とＮＯX 吸収剤５との間には後述する還元剤供給装
置１１が配置されており、ＮＯX 吸収剤５の再生操作時
にＮＯX 吸収剤の上流側の排気管に還元剤を供給するよ
うになっている。図に２０で示すのはエンジン１の電子
制御ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０はＣＰＵ、
ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入力ポート、出力ポートを相互に
双方向バスで接続した構成の、公知のディジタルコンピ
ュータからなり、エンジンの燃料噴射量制御等の基本制
御を行うほか、本実施例では排気シャッターバルブ６の
開閉制御と、還元剤供給装置１１からの還元剤供給制御
とを行っている。これらの制御のためＥＣＵ２０の入力
ポートには、排気温度、エンジン回転数、アクセル開度
等の信号がそれぞれ図示しないセンサから入力されてい
る。
【００１３】ＮＯX 吸収剤５は例えばアルミナ等の担体
を使用し、この担体上に例えばカリウムＫ，ナトリウム
Ｎa ，リチウムＬi ，セシウムＣs のようなアルカリ金
属、バリウムＢa , カルシウムＣa のようなアルカリ土
類、ランタンＬa ，イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐt のような貴金属と
が担持されている。このＮＯX 吸収剤５は流入する排気
の空燃比がリーンの場合にはＮＯX を吸収し、酸素濃度
が低下するとＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行
う。
を使用し、この担体上に例えばカリウムＫ，ナトリウム
Ｎa ，リチウムＬi ，セシウムＣs のようなアルカリ金
属、バリウムＢa , カルシウムＣa のようなアルカリ土
類、ランタンＬa ，イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐt のような貴金属と
が担持されている。このＮＯX 吸収剤５は流入する排気
の空燃比がリーンの場合にはＮＯX を吸収し、酸素濃度
が低下するとＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行
う。
【００１４】なお、上述の排気空燃比とは、ここではＮ
ＯX 吸収剤５の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、吸
気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合
計の比を意味するものとする。従って、ＮＯX 吸収剤５
の上流側排気通路に燃料、還元剤または空気が供給され
ない場合には排気空燃比はエンジンの運転空燃比（エン
ジン燃焼室内の燃焼における空燃比）と等しくなる。
ＯX 吸収剤５の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、吸
気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合
計の比を意味するものとする。従って、ＮＯX 吸収剤５
の上流側排気通路に燃料、還元剤または空気が供給され
ない場合には排気空燃比はエンジンの運転空燃比（エン
ジン燃焼室内の燃焼における空燃比）と等しくなる。
【００１５】本実施例では、ディーゼルエンジンが使用
されているため、通常運転時の排気空燃比はリーンであ
り、ＮＯX 吸収剤５は排気中のＮＯX の吸収を行う。ま
た、還元剤供給装置１１から排気中に還元剤が導入され
て酸素濃度が低下すると、ＮＯX 吸収剤５は吸収した還
元剤の放出を行う。この吸放出作用の詳細なメカニズム
については明らかでない部分もある。しかし、この吸放
出作用は図７に示すようなメカニズムで行われているも
のと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上に
白金Ｐt およびバリウムＢa を担持させた場合を例にと
って説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
されているため、通常運転時の排気空燃比はリーンであ
り、ＮＯX 吸収剤５は排気中のＮＯX の吸収を行う。ま
た、還元剤供給装置１１から排気中に還元剤が導入され
て酸素濃度が低下すると、ＮＯX 吸収剤５は吸収した還
元剤の放出を行う。この吸放出作用の詳細なメカニズム
については明らかでない部分もある。しかし、この吸放
出作用は図７に示すようなメカニズムで行われているも
のと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上に
白金Ｐt およびバリウムＢa を担持させた場合を例にと
って説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００１６】即ち、流入排気がかなりリーンになると流
入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図７(A) に示され
るようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - またはＯ2-の形で白金
Ｐtの表面に付着する。一方、流入排気中のＮＯは白金
Ｐt の表面上でこのＯ2 - またはＯ2-と反応し、ＮＯ2
となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ) 。次いで生成された
ＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内に吸
収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図７(A)
に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収剤内に
拡散する。このようにしてＮＯX がＮＯX 吸収剤５内に
吸収される。
入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図７(A) に示され
るようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - またはＯ2-の形で白金
Ｐtの表面に付着する。一方、流入排気中のＮＯは白金
Ｐt の表面上でこのＯ2 - またはＯ2-と反応し、ＮＯ2
となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ) 。次いで生成された
ＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内に吸
収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図７(A)
に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収剤内に
拡散する。このようにしてＮＯX がＮＯX 吸収剤５内に
吸収される。
【００１７】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Ｐt の表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯX 吸
収能力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排
気中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が減少すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、こうして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下す
るとＮＯX 吸収剤５からＮＯX が放出されることにな
る。
白金Ｐt の表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯX 吸
収能力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排
気中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が減少すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、こうして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下す
るとＮＯX 吸収剤５からＮＯX が放出されることにな
る。
【００１８】一方、流入排気中にＨＣ、ＣＯ等の還元成
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐt 上の酸素Ｏ2
- またはＯ2-と反応して酸化され、排気中の酸素を消費
して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排気中の酸
素濃度低下によりＮＯX 吸収剤５から放出されたＮＯ2
は図７(B) に示すようにＨＣ，ＣＯと反応して還元され
る。このようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ2 が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出され
る。
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐt 上の酸素Ｏ2
- またはＯ2-と反応して酸化され、排気中の酸素を消費
して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排気中の酸
素濃度低下によりＮＯX 吸収剤５から放出されたＮＯ2
は図７(B) に示すようにＨＣ，ＣＯと反応して還元され
る。このようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ2 が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出され
る。
【００１９】すなわち、流入排気中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐt 上のＯ2 - またはＯ2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Ｐt 上のＯ2 - またはＯ2-が消費さ
れてもまだＨＣ，ＣＯが残っていればこのＨＣ，ＣＯに
よって吸収剤から放出されたＮＯX および機関から排出
されたＮＯX が還元される。ＮＯX 吸収剤５のＮＯX 放
出、還元操作（再生操作）に使用する還元剤としては、
排気中で炭化水素や一酸化炭素等の還元成分を発生する
ものであれば良く、水素、一酸化炭素等の気体、プロパ
ン、プロピレン、ブタン等の液体又は気体の炭化水素、
ガソリン、軽油、灯油等の液体燃料等が使用できるが、
本実施例では前述のように貯蔵、補給等の際の煩雑さを
避けるためディーゼルエンジン１の燃料である軽油を還
元剤として使用している。
ず白金Ｐt 上のＯ2 - またはＯ2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Ｐt 上のＯ2 - またはＯ2-が消費さ
れてもまだＨＣ，ＣＯが残っていればこのＨＣ，ＣＯに
よって吸収剤から放出されたＮＯX および機関から排出
されたＮＯX が還元される。ＮＯX 吸収剤５のＮＯX 放
出、還元操作（再生操作）に使用する還元剤としては、
排気中で炭化水素や一酸化炭素等の還元成分を発生する
ものであれば良く、水素、一酸化炭素等の気体、プロパ
ン、プロピレン、ブタン等の液体又は気体の炭化水素、
ガソリン、軽油、灯油等の液体燃料等が使用できるが、
本実施例では前述のように貯蔵、補給等の際の煩雑さを
避けるためディーゼルエンジン１の燃料である軽油を還
元剤として使用している。
【００２０】次に、図２を用いて本実施例の還元剤供給
装置１１について説明する。前述のように軽油を還元剤
として使用する場合には軽油中の高沸点成分が液状のま
まＮＯX 吸収剤５に付着する問題が生じる。本実施例で
は以下に説明するように還元剤供給装置１１から供給す
る軽油を予熱することにより上記の液体燃料の付着の問
題を解決している。
装置１１について説明する。前述のように軽油を還元剤
として使用する場合には軽油中の高沸点成分が液状のま
まＮＯX 吸収剤５に付着する問題が生じる。本実施例で
は以下に説明するように還元剤供給装置１１から供給す
る軽油を予熱することにより上記の液体燃料の付着の問
題を解決している。
【００２１】図２において、還元剤供給装置１１は、排
気管３のＮＯX 吸収剤５上流側に配置された噴射弁１２
を備えている。噴射弁１２は、前述のＥＣＵ２０からの
制御信号に応じて開閉してＮＯX 吸収剤５上流側に還元
剤（軽油）を噴射し、ＮＯX吸収剤５の再生操作を行
う。軽油はディーゼルエンジン１の燃料供給装置１４か
ら、ＥＣＵ２０の制御信号に応じて開閉する遮断弁１５
と燃料通路１３とを介して噴射弁１２に圧力供給され
る。本実施例では、燃料通路１３は排気管３の周囲に巻
き回された熱交換部１３ａを備えており、排気管３内の
排気ガスの熱により、熱交換部１３ａ内の軽油を予熱す
るようになっている。
気管３のＮＯX 吸収剤５上流側に配置された噴射弁１２
を備えている。噴射弁１２は、前述のＥＣＵ２０からの
制御信号に応じて開閉してＮＯX 吸収剤５上流側に還元
剤（軽油）を噴射し、ＮＯX吸収剤５の再生操作を行
う。軽油はディーゼルエンジン１の燃料供給装置１４か
ら、ＥＣＵ２０の制御信号に応じて開閉する遮断弁１５
と燃料通路１３とを介して噴射弁１２に圧力供給され
る。本実施例では、燃料通路１３は排気管３の周囲に巻
き回された熱交換部１３ａを備えており、排気管３内の
排気ガスの熱により、熱交換部１３ａ内の軽油を予熱す
るようになっている。
【００２２】本実施例では、ＮＯX 吸収剤５の再生操作
が完了すると（すなわち、軽油の噴射を完了して噴射弁
１２が閉弁すると）、ＥＣＵ２０の信号により遮断弁１
５が開弁する。これにより、噴射弁１２までの燃料通路
１３内には燃料供給装置１４の出口圧力相当の圧力の軽
油が充填される。所定時間が経過すると遮断弁１５は閉
弁され、遮断弁１５と噴射弁１２との間の燃料通路１３
は両端を密閉された状態に保持される。
が完了すると（すなわち、軽油の噴射を完了して噴射弁
１２が閉弁すると）、ＥＣＵ２０の信号により遮断弁１
５が開弁する。これにより、噴射弁１２までの燃料通路
１３内には燃料供給装置１４の出口圧力相当の圧力の軽
油が充填される。所定時間が経過すると遮断弁１５は閉
弁され、遮断弁１５と噴射弁１２との間の燃料通路１３
は両端を密閉された状態に保持される。
【００２３】燃料通路１３内に保持された軽油は、次回
の再生操作が開始されるまでの間この密閉状態のまま熱
交換部１３ａを介して排気ガスの熱を受け、加熱され
る。このため、燃料通路内１３内の軽油は温度が上昇す
るとともに、蒸気圧の上昇により圧力が上昇し、高温、
高圧の状態になる。 次いで、ＮＯX 吸収剤５の再生条
件が成立するとＥＣＵ２０の信号により噴射弁１２が開
弁する。これにより、燃料通路１３内の高圧の軽油は噴
射弁１２から排気通路３内に噴射される。軽油は燃料通
路１３内で高温になり低沸点成分は既に気化している
が、液状のまま残っていた高沸点成分も、燃料通路１３
内が噴射弁１２の開弁により高圧状態から急激に減圧さ
れるため瞬時に気化する。このため、ＮＯX 吸収剤５に
は気体状の軽油のみが供給され、軽油の液状成分の到達
による前述の問題が防止される。
の再生操作が開始されるまでの間この密閉状態のまま熱
交換部１３ａを介して排気ガスの熱を受け、加熱され
る。このため、燃料通路内１３内の軽油は温度が上昇す
るとともに、蒸気圧の上昇により圧力が上昇し、高温、
高圧の状態になる。 次いで、ＮＯX 吸収剤５の再生条
件が成立するとＥＣＵ２０の信号により噴射弁１２が開
弁する。これにより、燃料通路１３内の高圧の軽油は噴
射弁１２から排気通路３内に噴射される。軽油は燃料通
路１３内で高温になり低沸点成分は既に気化している
が、液状のまま残っていた高沸点成分も、燃料通路１３
内が噴射弁１２の開弁により高圧状態から急激に減圧さ
れるため瞬時に気化する。このため、ＮＯX 吸収剤５に
は気体状の軽油のみが供給され、軽油の液状成分の到達
による前述の問題が防止される。
【００２４】なお、上述の実施例では、燃料供給装置１
４と燃料通路１３との間にＥＣＵ２０の信号に応じて開
閉する遮断弁１５を設けているが、遮断弁１５の代わり
に燃料通路１３から燃料供給装置１４への軽油の逆流を
防止する逆止弁を設けた構成としてもよい。この場合に
は、再生操作時に噴射弁１２が開弁して燃料通路１３内
の圧力が燃料供給圧力以下に低下すると逆止弁を通って
燃料供給装置１４から燃料通路１３内に自動的に軽油が
流入するため、遮断弁１５の開閉操作が不要となる。
４と燃料通路１３との間にＥＣＵ２０の信号に応じて開
閉する遮断弁１５を設けているが、遮断弁１５の代わり
に燃料通路１３から燃料供給装置１４への軽油の逆流を
防止する逆止弁を設けた構成としてもよい。この場合に
は、再生操作時に噴射弁１２が開弁して燃料通路１３内
の圧力が燃料供給圧力以下に低下すると逆止弁を通って
燃料供給装置１４から燃料通路１３内に自動的に軽油が
流入するため、遮断弁１５の開閉操作が不要となる。
【００２５】なお、本実施例ではＮＯX 吸収剤５への軽
油供給量は遮断弁１５と噴射弁１２との間の燃料通路１
３の容積と、燃料供給装置１４の燃料供給圧力により決
定される。また、本実施例では燃料通路１３の熱交換部
１３ａは排気管３の周囲に設けられているが、図３に示
すように熱交換部１３ａを排気管３内に配置した構成と
すれば軽油を更に高温高圧の状態に保持することができ
る。
油供給量は遮断弁１５と噴射弁１２との間の燃料通路１
３の容積と、燃料供給装置１４の燃料供給圧力により決
定される。また、本実施例では燃料通路１３の熱交換部
１３ａは排気管３の周囲に設けられているが、図３に示
すように熱交換部１３ａを排気管３内に配置した構成と
すれば軽油を更に高温高圧の状態に保持することができ
る。
【００２６】次に、図４に本発明の別の実施例を示す。
本実施例では、燃料通路１３の熱交換部１３ａは、排気
管３の周囲に形成された比較的容量の大きな容器の形式
とされている。また、熱交換部１３ａの下部には遮断弁
１６を介して燃料回収通路１７が接続されており、噴射
弁１２は熱交換部１３ａの上部に接続されている。本実
施例では、熱交換部１３ａ内の軽油が加熱され高温高圧
状態になると、軽油の気化した低沸点成分は熱交換部１
３ａの上部にに充満し、下部には気化しない高沸点成分
が液体のまま滞留する。噴射弁１２が開弁すると、熱交
換部１３内の軽油が排気管３内に噴射されるが、噴射弁
１２は熱交換部１３ａの上部に接続されているため噴射
弁１２からは上部の気化した低沸点成分と、熱交換部１
３内の減圧により気化した高沸点成分のみが噴射され
る。このため、噴射弁１２からは気体状の軽油のみが噴
射されるのでＮＯX 吸収剤５への液状成分の付着をより
確実に防止できる。
本実施例では、燃料通路１３の熱交換部１３ａは、排気
管３の周囲に形成された比較的容量の大きな容器の形式
とされている。また、熱交換部１３ａの下部には遮断弁
１６を介して燃料回収通路１７が接続されており、噴射
弁１２は熱交換部１３ａの上部に接続されている。本実
施例では、熱交換部１３ａ内の軽油が加熱され高温高圧
状態になると、軽油の気化した低沸点成分は熱交換部１
３ａの上部にに充満し、下部には気化しない高沸点成分
が液体のまま滞留する。噴射弁１２が開弁すると、熱交
換部１３内の軽油が排気管３内に噴射されるが、噴射弁
１２は熱交換部１３ａの上部に接続されているため噴射
弁１２からは上部の気化した低沸点成分と、熱交換部１
３内の減圧により気化した高沸点成分のみが噴射され
る。このため、噴射弁１２からは気体状の軽油のみが噴
射されるのでＮＯX 吸収剤５への液状成分の付着をより
確実に防止できる。
【００２７】なお、本実施例では再生操作完了後熱交換
部１３ａ下部の遮断弁１６が開弁され、熱交換部１３ａ
内に液体のまま残留している高沸点成分が回収通路１７
を介してエンジン燃料系統に回収されるとともに、上部
の遮断弁１５が下部遮断弁１６の開弁と同時に開き、燃
料供給装置１４から熱交換部１３ａに軽油が供給されて
熱交換部１３ａ内の軽油の入替えが行われる。上部の遮
断弁１５は下部の遮断弁１６が閉弁した後所定時間経過
後に閉弁し、その間に熱交換部１３ａに所定量の新しい
軽油が充填される。
部１３ａ下部の遮断弁１６が開弁され、熱交換部１３ａ
内に液体のまま残留している高沸点成分が回収通路１７
を介してエンジン燃料系統に回収されるとともに、上部
の遮断弁１５が下部遮断弁１６の開弁と同時に開き、燃
料供給装置１４から熱交換部１３ａに軽油が供給されて
熱交換部１３ａ内の軽油の入替えが行われる。上部の遮
断弁１５は下部の遮断弁１６が閉弁した後所定時間経過
後に閉弁し、その間に熱交換部１３ａに所定量の新しい
軽油が充填される。
【００２８】次に図５に本発明の更に別の実施例を示
す。本実施例では、還元剤供給装置１１には前述の実施
例のような熱交換部は設けられておらず、噴射弁１２下
流側の排気通路３に気化用蓄熱体１８ａを内蔵した予熱
室１８が設けられている点が相違している。蓄熱体１８
ａはセラミック焼結材等の多孔質材料から構成され、図
６に示すように内部に排気流方向の通路１９が形成され
ている。通路１９は、下流側端部が閉塞された通路１９
ａと上流側端部が閉塞された通路１９ｂとが交互に配置
されており、排気は通路１９ａから蓄熱体１８ａに流入
し、通路１９ａ、１９ｂとを隔てる壁面１９ｃを通過し
て通路１９ｂから流出するようになっている。
す。本実施例では、還元剤供給装置１１には前述の実施
例のような熱交換部は設けられておらず、噴射弁１２下
流側の排気通路３に気化用蓄熱体１８ａを内蔵した予熱
室１８が設けられている点が相違している。蓄熱体１８
ａはセラミック焼結材等の多孔質材料から構成され、図
６に示すように内部に排気流方向の通路１９が形成され
ている。通路１９は、下流側端部が閉塞された通路１９
ａと上流側端部が閉塞された通路１９ｂとが交互に配置
されており、排気は通路１９ａから蓄熱体１８ａに流入
し、通路１９ａ、１９ｂとを隔てる壁面１９ｃを通過し
て通路１９ｂから流出するようになっている。
【００２９】本実施例では、蓄熱体１８ａはＮＯX 吸収
剤５がＮＯX の吸収を行っている時に通過する排気ガス
により加熱され高温になる。ＮＯX 吸収剤５の再生操作
時には、噴射弁１２から噴射された霧状の軽油は排気と
ともに蓄熱体１８ａに流入する。この際、軽油の高沸点
成分は液状のまま蓄熱体１８ａに流入するが、排気が蓄
熱体１８ａの通路１９ａと１９ｂとを隔てる壁面１９ｃ
を通過する際にトラップされるため、蓄熱体１８ａの下
流側のＮＯX 吸収剤５には排気と、軽油の気化成分のみ
が到達する。また、蓄熱体１８ａにトラップされた軽油
の高沸点成分は高温の蓄熱体１８ａから気化熱を奪って
気化するため、高沸点成分の気化に際してＮＯX 吸収剤
５の温度が低下することがない。また、排気温度が低い
場合は、蓄熱体１８ａにトラップされた軽油の高沸点成
分の一部は液状のまま蓄熱体１８ａに残留することにな
るが、エンジンの負荷が増大して排気温度が上昇したと
きに気化して蓄熱体１８ａから流出し、ＮＯX 吸収剤５
の触媒作用により酸化されるため蓄熱体１８ａの排気通
路が閉塞したり、ＨＣ、ＣＯ等のエミッションが悪化す
ることはない。本実施例では、予熱室１８の外部には断
熱材１８ｂが設けられ、蓄熱体１８ａからの熱放散を防
止し、蓄熱体１８ａの高温を維持するように鳴ってい
る。
剤５がＮＯX の吸収を行っている時に通過する排気ガス
により加熱され高温になる。ＮＯX 吸収剤５の再生操作
時には、噴射弁１２から噴射された霧状の軽油は排気と
ともに蓄熱体１８ａに流入する。この際、軽油の高沸点
成分は液状のまま蓄熱体１８ａに流入するが、排気が蓄
熱体１８ａの通路１９ａと１９ｂとを隔てる壁面１９ｃ
を通過する際にトラップされるため、蓄熱体１８ａの下
流側のＮＯX 吸収剤５には排気と、軽油の気化成分のみ
が到達する。また、蓄熱体１８ａにトラップされた軽油
の高沸点成分は高温の蓄熱体１８ａから気化熱を奪って
気化するため、高沸点成分の気化に際してＮＯX 吸収剤
５の温度が低下することがない。また、排気温度が低い
場合は、蓄熱体１８ａにトラップされた軽油の高沸点成
分の一部は液状のまま蓄熱体１８ａに残留することにな
るが、エンジンの負荷が増大して排気温度が上昇したと
きに気化して蓄熱体１８ａから流出し、ＮＯX 吸収剤５
の触媒作用により酸化されるため蓄熱体１８ａの排気通
路が閉塞したり、ＨＣ、ＣＯ等のエミッションが悪化す
ることはない。本実施例では、予熱室１８の外部には断
熱材１８ｂが設けられ、蓄熱体１８ａからの熱放散を防
止し、蓄熱体１８ａの高温を維持するように鳴ってい
る。
【００３０】なお、上記に説明した実施例では、排気温
度が比較的低い場合には軽油の高沸点成分の一部が液状
のままＮＯX 吸収剤５に到達する場合が考えられるが、
上述のように到達する液体成分の量は僅かであり、ま
た、液体成分に先立って到達した気化成分の酸化反応に
よる発熱によりＮＯX 吸収剤５の温度が上昇しているた
めＮＯX 吸収剤５に到達した液体成分も速やかに気化
し、ＮＯX 吸収剤５の活性低下や低温被毒を生じるには
至らない。
度が比較的低い場合には軽油の高沸点成分の一部が液状
のままＮＯX 吸収剤５に到達する場合が考えられるが、
上述のように到達する液体成分の量は僅かであり、ま
た、液体成分に先立って到達した気化成分の酸化反応に
よる発熱によりＮＯX 吸収剤５の温度が上昇しているた
めＮＯX 吸収剤５に到達した液体成分も速やかに気化
し、ＮＯX 吸収剤５の活性低下や低温被毒を生じるには
至らない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、液体還元剤を用いてＮ
ＯX 吸収剤の再生を行う場合に、ＮＯ X 吸収剤に供給す
る前に液体還元剤を予熱する手段を設けたことにより、
ＮＯX吸収剤に液状のまま還元剤が到達することによる
ＮＯX 吸収剤の活性低下や低温被毒の発生を防止し、液
体還元剤を用いて簡易な手段でＮＯX 吸収剤の再生操作
を行うことができる。
ＯX 吸収剤の再生を行う場合に、ＮＯ X 吸収剤に供給す
る前に液体還元剤を予熱する手段を設けたことにより、
ＮＯX吸収剤に液状のまま還元剤が到達することによる
ＮＯX 吸収剤の活性低下や低温被毒の発生を防止し、液
体還元剤を用いて簡易な手段でＮＯX 吸収剤の再生操作
を行うことができる。
【図１】本発明の排気浄化装置の第一の実施例を示す図
である。
である。
【図２】図１の還元剤供給装置の構成の一例を示す図で
ある。
ある。
【図３】図１の還元剤供給装置の構成の一例を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１の還元剤供給装置の構成の一例を示す図で
ある。
ある。
【図５】本発明の排気浄化装置の第二の実施例を示す図
である。
である。
【図６】図５の蓄熱体の構成を示す図である。
【図７】ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸放出作用を説明する図
である。
である。
１…ディーゼルエンジン ２…吸気管 ３…排気管 ５…ＮＯX 吸収剤 ６…シャッターバルブ ７…アクチュエータ １１…還元剤供給装置 １２…噴射弁 １３…燃料通路 １３ａ…熱交換部 １４…燃料供給装置 １５…遮断弁 １６…遮断弁 １７…回収通路 １８…予熱室 １８ａ…蓄熱体 １９…排気通路 ２０…ＥＣＵ
Claims (1)
- 【請求項１】 リーン空燃比の燃焼を行うことのできる
内燃機関の排気通路に、流入排気の空燃比がリーンのと
きにＮＯX を吸収し流入排気の酸素濃度が低下したとき
に吸収したＮＯX を放出するＮＯX 吸収剤を配置し、排
気中のＮＯXを吸収させ、ＮＯX 吸収後に前記ＮＯX 吸
収剤に液体還元剤を供給してＮＯX 吸収剤から吸収した
ＮＯX を放出させると共に該ＮＯX を還元浄化する内燃
機関の排気浄化装置において、前記ＮＯX 吸収剤に供給
する液体還元剤を予熱する還元剤予熱手段を備えたこと
を特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05057411A JP3093905B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05057411A JP3093905B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272539A true JPH06272539A (ja) | 1994-09-27 |
| JP3093905B2 JP3093905B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13054910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05057411A Expired - Lifetime JP3093905B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093905B2 (ja) |
Cited By (14)
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|---|---|---|---|---|
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| AU702289B2 (en) * | 1994-07-01 | 1999-02-18 | Ivoclar Ag | ZrO2-containing glass-ceramic |
| US6619035B2 (en) | 2000-07-24 | 2003-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
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| EP3190277A1 (de) * | 2016-01-11 | 2017-07-12 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Abgasanlage für eine brennkraftmaschine und verfahren zum betreiben einer solchen |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2342148B (en) | 1998-10-01 | 2000-12-20 | Nippon Kokan Kk | Method and apparatus for preventing snow from melting and for packing snow in artificial ski facility |
| JP3951995B2 (ja) | 2003-07-01 | 2007-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料分留方法及び燃料分留装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2600492B2 (ja) | 1991-10-03 | 1997-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP05057411A patent/JP3093905B2/ja not_active Expired - Lifetime
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