(57)【要約】      （修正有）【課題】ディーゼルエンジンを低負荷で使用する場合、ディーゼルエンジンの燃焼温度が高温とならず、燃焼触媒を用いてもディーゼル・パテキュレート・フィルター（ＤＰＦ）再生温度に達しないのでＤＰＦは再生されない。ディーゼルエンジンの低負荷運転時のＤＰＦの再生が出来て、黒鉛微粒子（ＰＭ）を有効に捕集して排気ガスを浄化する装置が望まれている。【解決手段】ディーゼルエンジンの排気出力をＤＰＦに流入させて黒鉛微粒子（ＰＭ）を有効に捕集し、ＤＰＦの目詰まりを圧力センサーで検出し、背圧が上昇すると燃焼触媒の前段に配置した昇温剤噴射制御器から炭化水素を含む溶剤を噴射して燃焼用触媒表面で酸素と反応させ、エンジン出力を昇温させてＤＰＦで捕捉されたＰＭを酸化除去しＤＰＦを再生する。ＤＰＦの前段に温度センサーを配置して温度計測を行い、ＰＭが燃焼するに十分な温度になっているかを監視する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気ガスの黒煙微粒子（ＰＭ）除去する排気ガス浄化装置であって、
該装置は排気ガスを吸入し、吸入した排気ガスに昇温剤を混合させる昇温剤噴射器と
昇温剤が混合された排気ガスと排気ガスの温度を上昇させる燃焼触媒と、
黒煙微粒子（ＰＭ）捕集用のディーゼル・パテキュレート・フィルター（ＤＰＦ）と
で構成される前記黒煙微粒子（ＰＭ）を浄化処理する低減装置と、
前記吸入した排気ガスの背圧を検出する圧力センサーと、
前記吸入した排気ガスの温度を検出する温度センサーと、
前記パテキュレート・フィルター（ＤＰＦ）を通過する排気ガスの温度を検出する温度センサーと、
前記圧力センサーと前記温度センサーの各々の検出信号を計測制御する計測制御器と、
これらの検出信号に基づき前記昇温溶剤の噴霧量を制御する昇温剤噴射制御器
から構成することを特徴とするエンジン排気ガス浄化装置。
【請求項２】
ディーゼルエンジン発電機の排気ガス窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する排気ガス浄化装置であって、
排気ガス中に混合している窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するための尿素噴射器と
ＮＯｘ触媒で構成されるＮＯｘ低減装置と
排気ガス中に混合しているＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサーと、
前記ＮＯｘセンサーの検出信号を計測制御する計測制御器と、
これらの検出信号に基づき前記尿素水噴霧量を制御する尿素水噴射制御器
から構成して、前記請求項１記載の低減装置の後段に配置されることを特徴とするエンジン排気ガス浄化装置。
【請求項３】
尿素水噴射制御器は、前記ディーゼルエンジンの排気ガス中に混合している窒素酸化物ＮＯｘ量を検出して尿素噴射器の尿素水の噴霧量を制御することを特徴とする請求項２に記載のエンジン排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１記載の黒煙微粒子（ＰＭ）捕集用のディーゼル・パテキュレート・フィルター（ＤＰＦ）は
金属製の枠に固定された立方形または長方形の板状に裁断された酸化アルミニューム繊維から構成することを特徴とするエンジン排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      ディーゼルエンジンからの排気ガスは大別して、黒煙と言われる粒子状物質（以下、ＰＭと記述する）と窒素酸化物（以下、ＮＯｘと記述する）を排出する。これら有害な排気ガスを浄化して大気汚染を防止し、環境の悪化を低減するに効果的なディーゼルエンジン排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】      ディーゼルエンジンを利用した自家発電機は、軽油またはＡ重油を燃料としている。ディーゼルエンジン発電機のエンジンの回転数は一般的に定回転でありエンジンの燃焼温度はそれほど上昇しない状態で多量のＰＭが排出される。Ａ重油は軽油に比べると不純物が多く、硫黄分も多く含有されている。従って燃焼させることによって煤煙も多く悪臭も発生する。
最近になって、日本の排ガス規制が強化され、ＰＭに加えて、ＮＯｘの削減が必要になってきた。粒子状物質（ＰＭ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）の同時低減は技術的に大変困難である。ＰＭはいわば未燃焼により生成されるのに対して、ＮＯｘは燃焼により生成される、いわゆるトレード・オフの関係にある。必然的にＮＯｘ・ＰＭ低減装置は装着するエンジンの型式に依存するようになってしまい汎用性の高い装置の開発が難しい。ディーゼルエンジンは建設機械、バス、トラック、軌動車用車、船舶、坑内ダンプ、フオークリフト等広範であるのでエンジン型式によらない排気ガスを浄化する装置が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】      ディーゼルエンジンから排出されるＰＭをディーゼル・パテキュレート・フィルター（以下、ＤＰＦと記述する）で捕集する、ＰＭを捕集したＤＰＦは使用経過と供に次第に目詰まりを起こして、ＰＭの捕集能力を低下させ、エンジンの運転効率を低下させる。さらに、排気系統の背圧が上昇して装置の危険度が増加する。
ＤＰＦの前段に燃焼触媒を配置して、エンジンの排気ガスを燃焼触媒の酸化機能によって、上昇させる。ＤＰＦに捕集されたＰＭは６００℃以上の温度で燃焼すると排気ガスは浄化され、ＤＰＦは再生される。再生されたＤＰＦは再び効率よくＰＭを捕集するようになる。
しかしながら、発電機等の負荷が比較的軽い場合は、ディーゼルエンジンの排ガス温度が高温とならず、燃焼触媒による昇温がＤＰＦ再生温度に達しないので、ＤＰＦは再生しない場合がある。燃焼触媒を増加すれば、昇温可能であるが著しくコスト増大になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  ディーゼルエンジンが低負荷の場合に、燃焼触媒による昇温がＤＰＦ再生温度に達するようにするため、排気ガス浄化装置のＰＭ低減部に圧力センサーと昇温剤噴射制御器を配置していて、この背圧センサーにより圧力計測を行い、背圧が上昇すると燃焼触媒の前段に配置した昇温剤噴射制御器から炭化水素を含む溶剤を噴射して燃焼用触媒表面で酸素と反応させ、エンジン出力を昇温させてＤＰＦで捕捉されたＰＭを酸化除去しＤＰＦを再生する。
また、排気ガスが通過するＤＰＦの前段に温度センサーを配置して温度計測を行い、ＰＭが燃焼するに十分な温度になるように加熱すると供に同時に必要以上に温度が上昇しないようにするための温度監視に使用する。
この低負荷対応の昇温を可能とする昇温剤噴射制御器と燃焼用触媒の動作による昇温は、ＤＰＦの後段に設置した、尿素水噴射制御器とＮＯｘ触媒の動作温度範囲を広範にするのに役立っている。尿素水噴射制御器とＮＯｘ触媒からなるＮＯｘ低減部はＮＯｘを含む排ガスに特別な許可取得の必要ない尿素水を独自の尿素噴射器で噴霧し熱と加水分解によりアンモニアを発生させ、このアンモニアを混合し触媒層を通過させ、ＮＯｘを窒素と水に分解することで共存するアンモニアにより選択的に還元され排ガスが効率よく浄化されるものである。
本発明の排気ガス浄化装置によれば、同時に圧力センサーと温度センサーによって背圧と温度を監視する事により、ＤＰＦ再生を実現するための昇温剤噴射制御器と燃焼用触媒の動作による昇温を適度に制御し排気ガス浄化装置内の背圧を５キロパスカル（以下、ｋＰａと記述する）〜１０ｋＰａ以下に、温度は６００℃〜６５０℃に制限する事ができ、操作を複雑にさせることなく、安全で安定性の高い、かつ安価に大気汚染を防止して、環境悪化を低減するに効果的なディーゼルエンジン排気ガス浄化装置を実現できる。
【発明の効果】
【０００５】      本発明の排気ガス浄化装置によれば、ディーゼルエンジン排気ガスを排気ガス中に含まれる黒鉛微粒子と窒素酸化物を安価な装置で効率的に浄化し、特別に使用許可を取得する必要がない尿素水が使用でき、大気汚染を防止して、環境悪化を低減するに効果的なディーゼルエンジン排気ガス浄化装置を実現できる。
【実施例】
【０００６】      以下に本発明によるディーゼルエンジン発電機の実施例を添付した図面を参考にして詳細に説明する。
図１は本発明のエンジン排気ガス浄化装置の全体構成を示す。
ディーゼルエンジン発電機（４０）は、ディーゼルエンジン（４１）、発電機（４２）で構成される。この発電機の負荷は負荷（５０）である。
排気ガス浄化装置はＰＭ低減部（１０）とＮＯｘ低減部（２０）と装置制御部（３０）から構成されている。ＰＭ低減部（１０）は昇温剤噴射器（１１）、燃焼触媒（１２）およびＤＰＦ（１３）から構成されている。ＮＯｘ低減部（２０）は尿素噴霧器（２１）とＮＯｘ触媒（２２）から構成されている。エンジン排気ガス浄化装置の装置制御部（３０）は計測制御器（３１）と昇温剤噴射制御器（３２）と尿素水噴射制御器（３３）から構成されている。ディーゼルエンジンの排気ガスは排ガス吸入管（６０）を経てＰＭ低減部（１０）とＮＯｘ低減部（２０）を通過して排出管（７０）から排出される。エンジンの排気ガス背圧を検出する圧力センサー（１４）ＣＯ抑制ヒーター（１５）ど温度センサー（１６）、ＮＯｘセンサー（２３）の各々の出力は計測制御部（３１）へ接続される。
ディーゼルエンジンが高負荷で運転され、エンジン排出ガス温度が高温の場合、昇温剤噴射器（１１）が不動作の場合でも排出ガス中の未燃焼炭化水素によって燃焼触媒（１２）の酸化機能によって、排出ガス温度をＤＰＦ（１３）で補足したＰＭを燃焼除去される。
ディーゼルエンジン発電機が運転されて継続的に低負荷で使用されるとＤＰＦ（１３）は次第に目詰まりを起こし始める。背圧が１０ｋＰａ以上に上昇すると昇温剤噴射制御器（３２）を通じて昇温剤噴射器（１１）から昇温剤を噴霧し、燃焼触媒（１２）表面で噴射される溶剤を酸素と反応させ、エンジン出力を昇温させてＤＰＦ（１３）で捕捉されたＰＭを酸化除去しＤＰＦ再生を実行する。ＤＰＦ表面の昇温温度は温度センサー（１６）で監視して６５０℃以上にならないように昇温剤の噴霧を制御する。また、圧力センサー（１４）で背圧を検出していて背圧７ＫＰａ以下になると昇温剤の噴霧を中止してＤＰＦ（１３）の再生を止める。ＣＯ抑制ヒーター（１４）は軽油や灯油等昇温剤を昇温剤噴射器（１１）で噴霧するときのＣＯを抑制されるために用意された特別な電気ヒーターである。
ＰＭ低減部（１０）の働きによって黒煙微粒子（ＰＭ）が低減された排ガスはＮＯｘ低減部（２０）の尿素噴霧器（２１）で排ガス中に尿素水を噴霧して、熱と加水分解によりアンモニア（ＮＨ３）を発生させると、ＮＯｘを含んだ排ガスとアンモニアが混合された状態でＮＯｘ触媒（２２）を通渦する。その際にアンモニアとＮＯｘが触媒の中で接触・反応して脱硝が行なわれ、窒素酸化物ＮＯｘが効率よく低減される。
ＮＯｘ低減部（２０）のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサー（２３）でＮＯｘ量を検出して尿素水噴霧量を尿素水噴射制御器（３３）で制御してアンモニア分の複製を微少に押さえることができる。
このようにディーゼルエンジンから出力される排気ガス中のＰＭとＮＯｘは十分に減少する事ができ、安定な動作が確保できて安価なディーゼルエンジン発電機浄化装置を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７】      本発明は、ディーゼルエンジン発電機等に使用されているディーゼルエンジンの排気ガスの浄化に効果的であり、環境浄化に貢献し、大気汚染を防止して非常にその利用は極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８】
【図１】本発明のエンジン排気ガス浄化装置の全体構成を示す図。
【符号の説明】
【００９】ディーゼルエンジン
ＰＭ低減装置
ＮＯｘ低減装置
制御装置
圧縮空気発生器
尿素タンク
昇温タンク
１１．排気管
２１．吸気管
２２．昇温噴射室
２３．ヒーター
２４．燃焼触媒
２５．ＤＰＦ
２６．接続管
３１．尿素噴射室
３２．ＮＯｘ触媒
３３．浄化ガス排気管
４１．計測制御器
４２．昇温噴射制御器
４３．尿素噴射制御器
４４．圧力センサー
４５．温度センサー
４６．温度センサー
４７．ＮＯｘセンサー
５１．圧縮空気管
６１．尿素供給管
６２．尿素噴射器
６３．尿素噴射ノズル
７１．昇温供給管
７２．昇温噴射器
７３．昇温噴射ノズル
【図１】
2010043633.tif 000003