JP2016200090A - Catalyst-using exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、触媒を利用して排気を浄化する触媒利用排気浄化装置に関する。 The present invention relates to a catalyst-based exhaust purification device that purifies exhaust using a catalyst.
ディーゼル機関等の内燃機関を搭載している自動車においては、内燃機関から排気管を通じて排出される排気を浄化する排気浄化装置が採用されている。排気浄化装置としては、排気中に含まれている窒素酸化物をSCR触媒で還元して大気中に排出される窒素酸化物排出量を低減する選択触媒還元装置等の触媒利用排気浄化装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 An automobile equipped with an internal combustion engine such as a diesel engine employs an exhaust purification device that purifies exhaust discharged from the internal combustion engine through an exhaust pipe. As an exhaust purification device, there is known a catalyst-based exhaust purification device such as a selective catalyst reduction device that reduces nitrogen oxides discharged into the atmosphere by reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas with an SCR catalyst. (For example, see Patent Document 1).
ところで、触媒利用排気浄化装置においては、排気管における排気流量が多い場合(例えば、自動車加速時)は、排気管における排気流速が速くなり、排気がその浄化を待たずに触媒を直ぐに通過してしまうため、触媒における排気浄化率が低下するという課題がある。 By the way, in a catalyst-based exhaust purification device, when the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe is large (for example, when an automobile is accelerated), the exhaust gas flow velocity in the exhaust pipe increases and the exhaust gas immediately passes through the catalyst without waiting for the purification. Therefore, there is a problem that the exhaust gas purification rate in the catalyst decreases.
そこで、本発明の目的は、排気管における排気流量が多い場合であっても触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a catalyst-based exhaust purification device capable of suppressing a decrease in the exhaust purification rate of a catalyst even when the exhaust flow rate in the exhaust pipe is large.
この目的を達成するために創案された本発明は、触媒を利用して内燃機関から排気管を通じて大気中に排出される排気を浄化する触媒利用排気浄化装置において、前記排気管における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置を備えている触媒利用排気浄化装置である。 The present invention devised to achieve this object is a catalyst-based exhaust gas purification apparatus that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine into the atmosphere through an exhaust pipe using a catalyst, and has a large exhaust flow rate in the exhaust pipe. In this case, the exhaust gas is stored in the exhaust pipe and the exhaust gas is stored when the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe is small.
前記排気貯蔵装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記排気管における排気流量が閾値以上になると想定される場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が前記閾値未満になると想定される場合に前記排気管における排気流量が前記閾値以上にならない範囲で貯蔵されている排気を放出することが好ましい。 The exhaust storage device stores exhaust when the exhaust flow rate in the exhaust pipe is assumed to be greater than or equal to a threshold based on the operating state of the internal combustion engine, and the exhaust flow rate in the exhaust pipe is assumed to be less than the threshold. In this case, it is preferable to release the stored exhaust gas in a range where the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe does not exceed the threshold value.
本発明によれば、排気管における排気流量が多い場合であっても触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where the exhaust gas flow rate in an exhaust pipe is large, the catalyst utilization exhaust gas purification apparatus which can suppress the fall of the exhaust gas purification rate in a catalyst can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、触媒利用排気浄化装置100は、触媒を利用してディーゼル機関等の内燃機関101から排気管102を通じて排出される排気中に含まれている有害物質を除去する等して大気中に排出される排気を浄化する装置であり、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ(DPF)装置200や選択触媒還元(SCR)装置300を搭載している。
As shown in FIG. 1, a catalyst-based
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置200は、排気管102に設置されていると共に排気中に含まれている粒子状物質を捕集して大気中に排出される粒子状物質排出量を低減するディーゼル微粒子捕集フィルタ201を備えている。図1は簡略化して描いているが、排気管102は自動車のレイアウトに応じて様々な経路で配策されている。
The diesel
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置200においては、内燃機関制御装置(ECU)103により、ディーゼル微粒子捕集フィルタ201における粒子状物質堆積量が閾値以上である時にディーゼル微粒子捕集フィルタ201の排気上流側に設置されている排気管燃料噴射器202から排気中に燃料を噴射し、排気中で燃料を燃焼させて排気温度を昇温させると共にディーゼル微粒子捕集フィルタ温度を昇温させてディーゼル微粒子捕集フィルタ201に捕集されている粒子状物質を燃焼させることで、ディーゼル微粒子捕集フィルタ201に捕集されている粒子状物質を除去している。
In the diesel
他にも、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置200は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ201の排気上流側であって排気管燃料噴射器202から排気中に噴射される燃料の噴射先に設置されていると共に排気管燃料噴射器202から排気中に噴射される燃料の燃焼を促進させる触媒203を備えている。
In addition, the diesel
選択触媒還元装置300は、排気管102に設置されていると共に排気中に含まれている窒素酸化物を還元して大気中に排出される窒素酸化物排出量を低減するSCR触媒301を備えている。
The selective
選択触媒還元装置300においては、尿素水噴射制御装置(DCU)302により、自動車の走行時等にSCR触媒301の排気上流側に設置されている尿素水噴射器303から排気中に尿素水を噴射し、排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成すると共にアンモニアをSCR触媒301に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物を窒素と水とに分解することで、排気中に含まれている窒素酸化物を還元している。
In the selective
他にも、選択触媒還元装置300は、SCR触媒301の排気上流側であって尿素水噴射器303から排気中に噴射される尿素水の噴射先に設置されていると共に尿素水噴射器303から排気中に噴射される尿素水の加水分解を促進させる触媒304と、尿素水が貯留されている尿素水貯留槽305と、尿素水配管306を通じて尿素水貯留槽305から尿素水噴射器303に尿素水を供給する尿素水供給ポンプ307を有している尿素水供給モジュール308と、を備えている。
In addition, the selective
また、SCR触媒301の入口における排気温度を検出する排気温度検出器104と、SCR触媒301の入口における窒素酸化物濃度を検出する第1の窒素酸化物濃度検出器309と、がSCR触媒301の排気上流側に設置されており、SCR触媒301の出口における窒素酸化物濃度を検出する第2の窒素酸化物濃度検出器310がSCR触媒301の排気下流側に設置されている。
The exhaust
更に、尿素水貯留槽305における尿素水残量を検出する尿素水残量検出器311と、尿素水貯留槽305における尿素水温度を検出する尿素水温度検出器312と、尿素水貯留槽305における尿素水品質(例えば、尿素水濃度や異物混入有無)を検出する尿素水品質検出器313と、を有しているSCRセンサ314が尿素水貯留槽305に設置されている。
Further, a urea water remaining
尿素水配管306は、尿素水貯留槽305と尿素水供給ポンプ307の吸込口とを接続する吸込流路315と、尿素水供給ポンプ307の吐出口と尿素水噴射器303とを接続する供給流路316と、尿素水供給ポンプ307の吐出口と尿素水貯留槽305とを接続する回収流路317と、を有している。
The urea
尿素水供給モジュール308は、吸込流路315を通じて尿素水貯留槽305から尿素水を吸い込むと共に供給流路316を通じて尿素水噴射器303に尿素水を供給する尿素水供給ポンプ307と、尿素水供給ポンプ307における温度を検出する温度検出器318と、尿素水供給ポンプ307の吐出口における尿素水圧力を検出する尿素水圧力検出器319と、供給流路316を通じて尿素水噴射器303に尿素水を供給する流路と回収流路317を通じて尿素水貯留槽305に尿素水を回収する流路とを切り替える切替弁320と、を有している。
The urea
図1は簡略化して描いているが、尿素水貯留槽305と尿素水噴射器303と尿素水供給ポンプ307と尿素水配管306とで構成されている尿素水供給経路に沿って内燃機関冷却水を循環させる循環流路321が配策されており、尿素水供給経路に沿って内燃機関冷却水を流すか否かを切り替える解凍出力調整弁322が循環流路321に設置されている。
Although FIG. 1 is drawn in a simplified manner, the internal combustion engine cooling water along a urea water supply path constituted by a urea
なお、循環流路321は、解凍出力調整弁322の開閉に拘わらず、常時、尿素水噴射器303に内燃機関冷却水を供給しており、尿素水噴射器303に充填されている尿素水の変質固着等を防止している。
Note that the
さて、触媒利用排気浄化装置100においては、内燃機関101から排気管102を通じて排出される排気を浄化する触媒(例えば、SCR触媒301)の排気上流側に設置されており、排気管102における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に排気管102における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置400を備えている。
In the catalyst-based exhaust
排気貯蔵装置400は、内燃機関101から排気管102を通じて排出される排気の一部を迂回させる迂回管401と、迂回管401における迂回排気流量を調整する迂回排気流量調整弁402と、迂回管401に設置されていると共に迂回管401を通過する排気を圧縮機等で圧縮して貯蔵する排気貯蔵容器403と、を備えている。
The
排気貯蔵装置400は、内燃機関101の運転状態に基づいて排気管102における排気流量が閾値以上になると想定される場合(例えば、自動車加速時)に排気を貯蔵すると共に排気管102における排気流量が閾値未満になると想定される場合(例えば、自動車減速時)に排気管102における排気流量が閾値以上にならない範囲で貯蔵されている排気を放出する。
The
これにより、今後、排気管102における排気流量が増加して排気管102における排気流速が速くなり、触媒における排気浄化率が低下すると想定される場合に、触媒における排気浄化率の低下を招く余剰の排気を排気貯蔵容器403に貯蔵し、今後、排気管102における排気流量が減少して排気管102における排気流速が遅くなり、排気管102における排気流速の増加による触媒における排気浄化率の低下まで余裕があると想定される場合に、排気貯蔵容器403に貯蔵されている余剰の排気を排気管102に放出することができるため、触媒で排気を浄化しながら、触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能となる。
As a result, when it is assumed that the exhaust gas flow rate in the
以上の通り、本発明によれば、排気管102における排気流量が多い場合であっても触媒(例えば、SCR触媒301)における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置100を提供することができる。
As described above, according to the present invention, even when the exhaust gas flow rate in the
100 触媒利用排気浄化装置
101 内燃機関
102 排気管
103 内燃機関制御装置
104 排気温度検出器
200 ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置
201 ディーゼル微粒子捕集フィルタ
202 排気管燃料噴射器
203 触媒
300 選択触媒還元装置
301 SCR触媒
302 尿素水噴射制御装置
303 尿素水噴射器
304 触媒
305 尿素水貯留槽
306 尿素水配管
307 尿素水供給ポンプ
308 尿素水供給モジュール
309 第1の窒素酸化物濃度検出器
310 第2の窒素酸化物濃度検出器
311 尿素水残量検出器
312 尿素水温度検出器
313 尿素水品質検出器
314 SCRセンサ
315 吸込流路
316 供給流路
317 回収流路
318 温度検出器
319 尿素水圧力検出器
320 切替弁
321 循環流路
322 解凍出力調整弁
400 排気貯蔵装置
401 迂回管
402 迂回排気流量調整弁
403 排気貯蔵容器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記排気管における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置を備えていることを特徴とする触媒利用排気浄化装置。 In a catalyst-based exhaust purification device that purifies exhaust discharged into the atmosphere from an internal combustion engine through an exhaust pipe using a catalyst,
A catalyst-based exhaust gas purification device comprising an exhaust gas storage device that stores exhaust gas when the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe is large and releases exhaust gas that is stored when the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe is small .
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CN109252919A (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-22 | 福特全球技术公司 | The method and system of particulate filter with bypass |
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2015
- 2015-04-13 JP JP2015081904A patent/JP2016200090A/en active Pending
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