JPH0660725U - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 還元触媒を備えてＮＯ_Xを除去する内燃機関
の排気ガス浄化装置において、還元剤として添加するＨ
Ｃによりインジェクタのノズルが目づまりをおこすこと
を防止する。 【構成】 内燃機関の排気管４５の管壁には、取付用ボ
ス４５ａが形成され炭化水素添加装置１００のインジェ
クタ１１０がとりつけられる。インジェクタ１１０は調
整弁１２０とパイプ１１５を介して燃料タンクに連通さ
れ、ＮＯＸの還元剤としての炭化水素の供給をうける。
インジェクタ１１０のノズル１１２の前面には、パッキ
ン１３０を介してヒータ１４０がとりつけられる。ヒー
タ１４０はハーネス１４２、１４４を介して電源に連通
される。ヒータ１４０を作動することにより、ノズル１
１２の前面に堆積するカーボン等が燃焼除去され、ノズ
ルの目づまりが防止される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯ_X）の除去装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるガス中の ＮＯ_Xの除去手段として、活性アルミナ（ｒ−アルミナ）やＳ₁Ｏ₂とＡｌ₂Ｏ₃か ら合成されたゼオライト系の触媒が有効であることが知られ、例えば特開昭６３ −２８３７２７号公報や特開平３−２５３７１３号公報に開示されている。 ゼオライト系の触媒は、例えばモルデナイトやＨ−ＺＳＭ５が用いられるが、 この触媒はＮＯ_X還元剤として炭化水素（ＨＣ）がＮＯ_Xとほぼ等量存在する際に 効果を発揮する。通常、排気ガス中に含まれるＨＣの量はＮＯ_Xの量に比べて少 ない。 そこで、内燃機関に装備するＮＯ_X除去装置にあっては、排気管路中に設けら れる触媒の上流側にＨＣの添加装置を配設し、排ガス中のＨＣ濃度をＮＯ_Xが還 元され易い値に調整する。 ＨＣの添加装置を配設する位置は、ＨＣの気化し易さを考慮すると、排気ガス が高温となるシリンダヘッドの排気ポート近傍か排気マニホールドの上流位置が 好ましい。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

排気管に装備される還元剤添加用のインジェクタは、できるだけ排気バルブの 近傍に設置して、温度の高い排気ガス中に還元剤を添加することが望ましい。し かし、排気管に流れ出る排気ガスは、カーボン等のパティキュレートを含むため に、排気管に設けたインジェクタにカーボンが付着して添加剤の流量調整不良の 原因となっていた。 そこで、本考案はインジェクタのノズルの前面にヒータを設けてカーボンを燃 焼させて、上述した不具合を解消する装置を提供するものである。 なお、内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射するノズルの先端にヒータを設けた装 置は、本出願人に係る特開平４−１０３８２８号公報に開示してある。 上述した公報の装置は、燃料の蒸発、着火を促進させるものであって、ＮＯ_X 還元剤を添加するインジェクタのノズルに堆積するカーボン等を焼却するための 装置ではない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は具体的な手段として、排気管に設ける炭化水素添加装置を、排気マニ ホールドに設けた炭化水素を噴射するインジェクタと、インジェクタのノズルの 前面を加熱するヒータと、インジェクタとヒータの作動を制御するコントローラ を備えている。

【０００５】

【作用】

ヒータを適当なタイミングで作動することにより、還元剤添加用のインジェク タのノズル付近に付着するカーボン等は焼却され、ノズルの目づまりは防止され る。 したがって、還元剤の添加量は正確にコントロールされ、ＮＯ_Xの還元効率も 向上する。

【０００６】

【実施例】

図１は、本考案の内燃機関のＮＯ_X除去装置の実施例を示すもので、シリンダ ブロック１０は、気筒数に対応するシリンダヘッド２０を有し、各シリンダヘッ ド２０に吸気マニホールド３０の吸気ポート３２が連通する。各シリンダヘッド ２０には、主噴射装置により燃料が噴射され、燃焼が行なわれる。燃焼を終えた 排ガスは排気ポート４２から排気マニホールド４０へ流出する。 排気マニホールド４０は、気筒数に分岐した分岐管４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、 ４０Ｄを有し、各分岐管は一本の排気管４５に集約される。還元触媒６０は、こ の排気管４５の管路途中に配設される。

【０００７】 ＨＣ添加装置１００は、例えば集約された排気管４５の最上流部に配設される 。 還元触媒６０の入口部には、温度センサ９０が設けられ、触媒６０に流入する 排気温度を検出し、ライン９２を介してコントローラ８０へ送る。シリンダブロ ックには水温計９５が設けられ、冷却水の温度をライン９７を介してコントロー ラ８０へ送る。コントローラ８０には冷却水温や排気温度の外にもエンジン回転 数Ｎやエンジンの負荷Ｌの情報が入力する。

【０００８】 ＨＣ添加装置１００は、ＨＣ用の専用タンク又は内燃機関の燃料タンク７０か らＨＣの供給を受け、パイプ１１５を介してＨＣ添加装置内に設けたインジェク タにより排気マニホールド４０にＨＣを添加する。ＨＣ添加装置１００は流量調 整弁を備え、コントローラ８０により弁の開度が制御される。 コントローラ８０は、エンジンの回転数や負荷の情報に基いてライン８２を介 してインジェクタのＨＣ噴射量を制御する。 ＥＧＲパイプ５０は、排気マニホールド４０に連通する吸入口５２と、吸気マ ニホールド３０に連通する吐出口５４を有し、排気ガスの一部を吸気系へ還流さ せる。

【０００９】 図２はＨＣ添加装置１００の詳細を示す説明図である。 排気管４５の管壁に設けた取付用ボス４５ａには、貫通穴が設けられ、インジ ェクタ１１０がとりつけられる。インジェクタ１１０はパイプ１１５を介して燃 料タンク７０に連結される。インジェクタ１１０には調整弁１２０を有し、調整 弁１２０はアクチュエータ１２５により開閉される。コントローラ８０からライ ン８２を介して送られてくる信号によりアクチュエータの開度を制御することに より、インジェクタ１１０のノズル１１２から噴射される還元剤の流量が調整さ れる。

【００１０】 ノズル１１２の前面にはパッキン１３０を介してヒータ１４０が配設される。 ヒータ１４０はリング状のもので中央の開口部１４１を通して還元剤が噴出する 。ヒータ１４０は例えば電熱式のもので、ハーネス１４２、１４４により電源１ ５０に連結される。排気管４５の管壁にはこのハーネス１４２、１４４を通すた めの穴４６が形成される。 電源１５０のスイッチの開閉はライン１５２を介してコントローラ８０により 制御される。

【００１１】 インジェクタ１１０のノズル１１２から噴射される還元剤は、霧状となってヒ ータ１４０の開口部１４１を通って排気管４５内の排気中に添加される。冷却水 温度が低い冷間のエンジン始動時等には、排気中のカーボン等がノズル１１２の 前面等に付着しやすい。コントローラ８０は、この状態を判断し、ライン１５２ を介して電源に指令を発し、ヒータ１４０を起動する。

【００１２】 ヒータ１４０は、例えば、８００℃程度まで加熱され、インジェクタ１１０の ノズル１１２の前面付近の堆積物を焼却除去する。 ヒータ１４０は、常時作動する必要はなく、コントローラ８０は必要時にのみ ヒータを作動させて電力を節約する。ノズル１１２とヒータ１４０との間に介在 させるパッキン１３０は、断熱材を兼ねる。 ノズルから噴射される還元剤は、ヒータ１４０により加熱されて霧化が促進さ れるので、排気中に均一に添加される。したがって、触媒８０でのＮＯ_Xの還元 効率も向上する。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は以上のように、内燃機関の排気管に還元触媒を配設し、この還元触媒 の上流側の排気管内に炭化水素を還元剤として添加し、排気ガス中のＮＯ_Xを除 去する排気ガスの浄化装置にあって、炭化水素の添加装置を燃料を噴射するイン ジェクタと、インジェクタのノズルの前面に配設するヒータで構成したものであ る。 ヒータはインジェクタのノズル前面に付着するカーボン等の堆積物を高温で焼 却除去する。これによりノズルの通路は正常に確保され、還元剤を正確な量だけ 添加することができる。 また、必要に応じて還元剤を加熱することができるので、霧化状況も改善され る。したがって、排ガス中に均一に添加され、ＮＯ_Xの還元効率も向上する。

【提出日】平成５年２月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】 図２はＨＣ添加装置１００の詳細を示す説明図である。 排気管４５の管壁に設けた取付用ボス４５ａには、貫通穴が設けられ、インジ ェクタ１１０がとりつけられる。インジェクタ１１０はパイプ１１５を介して燃 料タンク７０に連結される。コントローラ８０からライン８２を介して送られて くる信号により、インジェクタ１１０のノズル１１２から噴射される還元剤の流 量が調整される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す説明図。

【図２】炭化水素添加装置の詳細を示す説明図。

【符号の説明】

１０ シリンダブロック ２０ シリンダヘッド ３０ 吸気マニホールド ３２ 吸気ポート ４０ 排気マニホールド ４２ 排気ポート ４５ 排気管 ５０ ＥＧＲパイプ ５２ ＥＧＲ吸入口 ５４ ＥＧＲ吐出口 ６０ 還元触媒 ７０ 燃料タンク ８０ コントローラ １００ ＨＣ添加装置 １１０ インジェクタ １１２ ノズル １４０ ヒータ １５０ 電源

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【手続補正書】

【提出日】平成５年２月１２日

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダブロックの排気ポー
   トに排気マニホールドを介して連結される排気管と、排
   気管に配設される還元触媒と、排気管の還元触媒の上流
   側に配設されて排気ガスに炭化水素を添加する装置を備
   えた内燃機関にあって、炭化水素添加装置は、排気マニ
   ホールドに設けた炭化水素を噴射するインジェクタと、
   インジェクタのノズルの前面に設けたヒータと、内燃機
   関の運転状態に対応してインジェクタの噴射量とヒータ
   の作動を制御するコントローラを備えてなる内燃機関の
   排気浄化装置。