(57)【要約】【課題】ＮＯｘセンサの経時変化に依存せず、排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた尿素を供給できるガスエンジン排ガスの浄化装置を提供する。【解決手段】排ガス流路Ｌ１中に設けられ、噴霧部８から噴霧供給される尿素水６によってＮＯｘを還元する、脱硝触媒２と、排ガスＧ１中のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサ５を備えたＮＯｘ計測部３と、ＮＯｘセンサ５により計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、噴霧部８により排ガス流路Ｌ１に供給される尿素水６の量を制御する尿素供給量制御部４とを備える。ＮＯｘ計測部３は、排ガス流路Ｌ１から分岐してＮＯｘセンサ５に連通するサンプリング流路Ｌ２と、外部空間からＮＯｘセンサ５に連通するエア流路Ｌ３とを備えている。そして、サンプリング流路Ｌ２を通流する排ガスＧ１のＮＯｘ濃度を計測する排ガスモードｍ１と、エア流路Ｌ３を通流する外気のＮＯｘ濃度を計測する校正モードｍ３とに切り替え自在に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジンの排ガスが通流する排ガス流路中に設けられ、噴霧部から噴霧供給される尿素によってＮＯｘを還元する脱硝触媒と、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサを備えたＮＯｘ計測部と、前記ＮＯｘセンサにより計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、前記噴霧部により前記排ガス流路に噴霧供給される尿素量を制御する尿素供給量制御部とを備えたガスエンジン排ガスの浄化装置において、
前記ＮＯｘ計測部が、前記排ガス流路から分岐して前記ＮＯｘセンサに連通するサンプリング流路と、外部空間から前記ＮＯｘセンサに連通するエア流路とを備え、
前記ＮＯｘ計測部は、前記サンプリング流路を通流する前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測する排ガスモードと、前記エア流路を通流する前記外部空間からの外気のＮＯｘ濃度を計測する校正モードとに切り替え自在に構成され、
前記尿素供給量制御部は、前記排ガスモードで計測されたＮＯｘ濃度と前記校正モードで計測されたＮＯｘ濃度との差分に対応する量の尿素を前記排ガス流路に噴霧供給すべく構成されたガスエンジン排ガスの浄化装置。
【請求項２】
前記尿素供給量制御部は、前記校正モードで計測したＮＯｘ濃度がゼロとなるよう前記ＮＯｘセンサを校正する請求項１に記載のガスエンジン排ガスの浄化装置。
【請求項３】
前記エア流路が、前記排ガス流路と前記ＮＯｘセンサとの間の接続箇所において前記サンプリング流路に接続され、
前記ＮＯｘ計測部が、前記サンプリング流路を介して前記排ガスを前記ＮＯｘセンサに通流させる状態と、前記エア流路を介して前記外部空間から外気を前記ＮＯｘセンサに通流させる状態とに切り替える切替部を備える請求項１または２に記載のガスエンジン排ガスの浄化装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘ計測部は、前記ガスエンジンの運転中における前記排ガスモードにおいて、前記サンプリング流路を介して前記排ガスを前記ＮＯｘセンサへ押し込み供給する請求項３に記載のガスエンジン排ガスの浄化装置。
【請求項５】
前記尿素供給量制御部は、前記ガスエンジンの停止中に前記ＮＯｘ計測部を前記校正モードに切り替えて、前記エア流路を介して前記ＮＯｘセンサへ前記外部空間からの外気を押し込み供給する請求項３または４に記載のガスエンジン排ガスの浄化装置。
【請求項６】
前記尿素供給量制御部は、前記校正モードにおいて前記エア流路を通流する前記外部空間からの外気のＮＯｘ濃度を計測する前に、前記エア流路を介して前記外部空間からの外気を前記ＮＯｘセンサに通流して、当該ＮＯｘセンサを浄化するパージモードを実行させる請求項１〜５の何れか１項に記載のガスエンジン排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記ＮＯｘ計測部はさらに、酸素濃度を計測可能に構成されている請求項１〜６の何れか１項に記載のガスエンジン排ガスの浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジンの排ガスが通流する排ガス流路中に設けられ、噴霧部から噴霧供給される尿素によってＮＯｘを還元する脱硝触媒と、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサを備えたＮＯｘ計測部と、前記ＮＯｘセンサにより計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、前記噴霧部により前記排ガス流路に噴霧供給される尿素量を制御する尿素供給量制御部とを備えたガスエンジン排ガスの浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排ガスに含まれるＮＯｘの低減方法としては、尿素を還元剤（脱硝剤）とする尿素脱硝法を用いた排ガス浄化方法が用いられている（特許文献１）。
【０００３】
この尿素脱硝法を用いた排ガス浄化方法においては、尿素の供給量を大きくするほど、脱硝率は向上するが、尿素の消費量が大きくなり、経済的ではない。一方尿素の供給量を小さくすれば、尿素の消費量を小さくできるが、排ガスを十分に浄化できなくなる。
【０００４】
そこで通常この尿素の供給量は、排ガス流量および排ガス中のＮＯｘ濃度から求められる単位時間あたりのＮＯｘ流量に応じて定められる。そして一般に、排ガス中のＮＯｘ濃度はたとえばＮＯｘセンサによって計測される。
【０００５】
しかしＮＯｘセンサの製造上のばらつき等に起因して、ＮＯｘセンサには個体差があり、また、長期間にわたり使用する間にＮＯｘセンサに経時変化が生じることが知られている。この場合、ＮＯｘセンサにより計測されるＮＯｘ濃度は不正確なものになりＮＯｘ濃度に基づく尿素の供給量には誤りや誤差が生じるおそれがあるから、ＮＯｘセンサの個体差や経時変化に起因するＮＯｘセンサによるＮＯｘ濃度計測誤差を適正に補償するようにした内燃機関の排気浄化装置が開示されている（特許文献２）。
【０００６】
ここで、特許文献２の排気浄化装置では、内燃機関の運転状態毎の基準センサ出力値を基準出力記憶手段に予め記憶させておき、内燃機関が特定運転状態にある間にＮＯｘセンサ出力を複数回にわたって計測し、さらに、これらのセンサ出力の平均値を平均センサ出力算出手段により求める一方、特定運転状態に対応する運転状態における基準センサ出力値を、基準出力記憶手段から読み出してＮＯｘセンサを校正するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−０７８１１６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしこのような方法では、特定運転状態での内燃機関の運転中に計測されたＮＯｘ濃度の基準センサ出力値をあらかじめ求めておく必要がある。そしてあらかじめ求めたとしても、燃料の変化や季節や環境の変化に応じて、内燃機関が実際に排ガス中に放出する実際のＮＯｘは常に変化してしまうので、当該基準センサ出力値を基に、特定運転状態で内燃機関を運転しつつセンサの校正を行ったとしても、十分正しく校正できず、適切な尿素供給量を設定できない問題があった。
【０００９】
一方、発明者らの研究により、天然ガス等のガスを燃料に用いるガスエンジンにおいて、硫黄酸化物などの汚染物質の含有量が少ない排ガスに用いるＮＯｘセンサの経時変化は、ＮＯｘセンサのゼロ点が変化する（ゼロ点がシフトする狂いが生じる）ことによる影響が大きく、測定レンジが変化することが少ないと分かった。つまり、ガスエンジンの排ガスのＮＯｘ濃度の測定に用いるＮＯｘセンサの校正においては、いわゆるスパン調整よりも、いかにゼロ点補正を行うかが重要であることが分かった。
【００１０】
そこで、本発明は、ＮＯｘセンサの経時変化、燃料の変化や季節や環境の変化等に依存せず、排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた尿素を供給できるガスエンジン排ガスの浄化装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置は、ガスエンジンの排ガスが通流する排ガス流路中に設けられ、噴霧部から噴霧供給される尿素によってＮＯｘを還元する脱硝触媒と、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサを備えたＮＯｘ計測部と、前記ＮＯｘセンサにより計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、前記噴霧部により前記排ガス流路に噴霧供給される尿素量を制御する尿素供給量制御部とを備えたガスエンジン排ガスの浄化装置において、前記ＮＯｘ計測部が、前記排ガス流路から分岐して前記ＮＯｘセンサに連通するサンプリング流路と、外部空間から前記ＮＯｘセンサに連通するエア流路とを備え、前記ＮＯｘ計測部は、前記サンプリング流路を通流する前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測する排ガスモードと、前記エア流路を通流する前記外部空間からの外気のＮＯｘ濃度を計測する校正モードとに切り替え自在に構成され、前記尿素供給量制御部は、前記排ガスモードで計測されたＮＯｘ濃度と前記校正モードで計測されたＮＯｘ濃度との差分に対応する量の尿素を前記排ガス流路に噴霧供給すべく構成される点にある。
【００１２】
本特徴構成によれば、ガスエンジン排ガスの浄化装置は、以下の動作が可能になる。
ＮＯｘ計測部が排ガスモードにあるときは、排ガスを、排ガス流路からサンプリング流路を経てＮＯｘセンサに導くことができるので、排ガス中のＮＯｘ濃度を計測することができる。
そしてＮＯｘ計測部が校正モードにあるときは、外部空間から外気を、エア流路を経てＮＯｘセンサに導くことができるので、外気のＮＯｘ濃度を計測することができる。
さらに、尿素供給量制御部は、排ガスモードと校正モードとで計測したＮＯｘ濃度の差分に対応する量の尿素を供給することで、ＮＯｘセンサのゼロ点が変化していたとしても（ゼロ点がシフトする狂いが生じていたとしても）、当該差分は排ガス中のＮＯｘ濃度に対応したものとなるので、排ガス中のＮＯｘ濃度に対応した尿素を供給できるようになる。
【００１３】
本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置の更なる特徴構成は、前記尿素供給量制御部は、前記校正モードで計測したＮＯｘ濃度がゼロとなるよう前記ＮＯｘセンサを校正する点にある。
【００１４】
本特徴構成によれば、当該ＮＯｘセンサを取り外すなどすることなく、無人で、かつ自動で、ＮＯｘセンサの校正として、外気のＮＯｘ濃度に基づいて、ＮＯｘセンサのゼロ点調整を行うことができる。
【００１５】
本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置の更なる特徴構成は、前記エア流路が、前記排ガス流路と前記ＮＯｘセンサとの間の接続箇所において前記サンプリング流路に接続され、前記ＮＯｘ計測部が、前記サンプリング流路を介して前記排ガスを前記ＮＯｘセンサに通流させる状態と、前記エア流路を介して前記外部空間から外気を前記ＮＯｘセンサに通流させる状態とに切り替える切替部を備える点にある。
【００１６】
本特徴構成によれば、エア流路が、排ガス流路とＮＯｘセンサとの間の接続箇所においてサンプリング流路に接続された流路構成であっても、排ガスモードと校正モードとの切り替えを切替部により確実に行うことができる。
【００１７】
本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置の更なる特徴構成は、前記ＮＯｘ計測部は、前記ガスエンジンの運転中における前記排ガスモードにおいて、前記サンプリング流路を介して前記排ガスを前記ＮＯｘセンサへ押し込み供給する点にある。
【００１８】
本特徴構成によれば、排ガスモードにあるときに、外気よりも静圧が高い状態にある排ガス流路からサンプリングされた排ガスを、当該排ガスの静圧を利用してＮＯｘセンサにそのまま押し込み供給し、ＮＯｘ濃度を計測することができる。そして、サンプリング流路は陽圧になるから、サンプリング流路に外気が混入することが無くなり、正確に排ガスのＮＯｘ濃度を計測することができる。
【００１９】
本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置の更なる特徴構成は、前記尿素供給量制御部は、前記ガスエンジンの停止中に前記ＮＯｘ計測部を前記校正モードに切り替えて、前記エア流路を介して前記ＮＯｘセンサへ前記外部空間からの外気を押し込み供給する点にある。
【００２０】
本特徴構成によれば、ガスエンジンを使用していないときにＮＯｘ計測部を校正モードとするのであるから、ガスエンジンの使用中にＮＯｘ濃度の計測を中断させる必要をなくすことができ、ガスエンジンの使用中の尿素の供給を、適切に制御し続けることができる
【００２１】
さらに、外気をＮＯｘセンサに押し込み供給するので、エア流路は陽圧になるから、エア流路に排ガス等が混入することが無くなり、正確に外気のＮＯｘ濃度を計測できる。
【００２２】
本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置の更なる特徴構成は、前記尿素供給量制御部は、前記校正モードにおいて前記エア流路を通流する前記外部空間からの外気のＮＯｘ濃度を計測する前に、前記エア流路を介して前記外部空間からの外気を前記ＮＯｘセンサに通流して、当該ＮＯｘセンサを浄化するパージモードを実行させる点にある。
【００２３】
本特徴構成によれば、外部空間から外気を、エア流路を経てＮＯｘセンサに導き、ＮＯｘ計測部が排ガスモードにあるときに通流していた排ガスを、校正モードとなる前にＮＯｘセンサから押し出す（置換する）ことができる。
そして、ＮＯｘ計測部が校正モードにあるときに正しく外気のＮＯｘ濃度を計測することができる状態としてから、ＮＯｘ計測部を校正モードに切り替えることができるようになる。
その結果、校正モードにおける計測の精度が向上する。
【００２４】
また、ＮＯｘセンサに、相対的にダーティーな排ガスよりもクリーンな外気を通流させる時間を長くすることができるため、排ガスで汚染されたＮＯｘセンサを浄化することができ、ＮＯｘセンサの寿命を延ばすことができる。
【００２５】
本発明に係るガスエンジン排ガスの浄化装置の更なる特徴構成は、前記ＮＯｘ計測部はさらに、酸素濃度を計測可能に構成される点にある。
【００２６】
本特徴構成によれば、ＮＯｘ濃度を計測しながら酸素濃度も計測できるため、計測したＮＯｘ量を環境規制に対応したいわゆる酸素濃度換算の換算ＮＯｘ量として取り扱うことができる。つまり、単に排ガス中のＮＯｘ濃度ではなく、大気に排出されるＮＯｘの総量が少なくなるように、尿素供給量制御部が尿素を供給できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係るガスエンジン排ガスの浄化装置
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図１に基づいて、本発明の実施形態に係るガスエンジン排ガスの浄化装置について説明する。
【００２９】
本実施形態に係るガスエンジン排ガスの浄化装置は、天然ガスを燃料として動作するガスエンジン１の排ガスＧ１が通流する排ガス流路Ｌ１中に設けられ、噴霧部８から噴霧供給される尿素水６によってＮＯｘを還元する、噴霧部８の下流に設けられた脱硝触媒２と、排ガスＧ１中のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサ５を備えたＮＯｘ計測部３と、ＮＯｘセンサ５により計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、噴霧部８により排ガス流路Ｌ１に噴霧供給される尿素水６の量を制御する尿素供給量制御部４とを備えている。
【００３０】
そしてＮＯｘ計測部３は、排ガス流路Ｌ１の脱硝触媒２の下流から分岐してＮＯｘセンサ５に連通するサンプリング流路Ｌ２と、外部空間からＮＯｘセンサ５に連通するエア流路Ｌ３とを備えている。そして、ＮＯｘ計測部３は、サンプリング流路Ｌ２を通流する排ガスＧ１のＮＯｘ濃度を計測する排ガスモードｍ１と、エア流路Ｌ３を通流する外部空間からの外気のＮＯｘ濃度を計測する校正モードｍ３と、校正モードｍ３においてエア流路Ｌ３を通流する外部空間からの外気のＮＯｘ濃度を計測する前に、エア流路Ｌ３を介して外部空間からの外気をＮＯｘセンサ５に通流して、ＮＯｘセンサ５を浄化するパージモードｍ２とに切り替え自在に構成されている。
【００３１】
そして、尿素供給量制御部４は、排ガスモードｍ１で計測されたＮＯｘ濃度と校正モードｍ３で計測されたＮＯｘ濃度とを、尿素供給量制御部４が備えるＣＰＵ４１が、ＮＯｘセンサ５からＮＯｘ濃度の信号線Ｓ１で受け取り、排ガスモードｍ１で計測されたＮＯｘ濃度と校正モードｍ３で計測されたＮＯｘ濃度との差分に対応する量の尿素を尿素水６として排ガス流路Ｌ１に噴霧供給するよう構成されている。
【００３２】
さらに尿素供給量制御部４は、排ガスモードｍ１で計測されたＮＯｘ濃度と校正モードｍ３で計測されたＮＯｘ濃度との差分に対応する量の尿素水６を排ガス流路Ｌ１に噴霧供給するために、校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度がゼロとなるよう校正信号線Ｓ２を経由して、ＣＰＵ４１がＮＯｘセンサ５を校正するよう構成されている。
【００３３】
つまり、尿素供給量制御部４は、校正モードｍ３を実施中に外気のＮＯｘ濃度をＮＯｘ濃度の信号線Ｓ１を経由して受け取るが、この外気のＮＯｘ濃度が濃度ゼロとなるように、校正信号線Ｓ２を経由して、ＮＯｘセンサ５の校正として、ＮＯｘセンサ５のゼロ点を調整する動作を行うのである。
【００３４】
次に、ＮＯｘ計測部３および尿素供給量制御部４、そして排ガスモードｍ１と、パージモードｍ２と、校正モードｍ３との切り替え、およびその他の詳細な運転条件を説明する。
【００３５】
エア流路Ｌ３は、排ガス流路Ｌ１とＮＯｘセンサ５との間の接続箇所において前記サンプリング流路Ｌ２に接続されている。そして、排ガスモードｍ１と、パージモードｍ２と、校正モードｍ３との切り替えは、以下のように行われるよう構成されている。
【００３６】
ＮＯｘ計測部３は、サンプリング流路Ｌ２を介して排ガスＧ１をＮＯｘセンサ５に通流させる状態と、エア流路Ｌ３を介して外部空間から外気をＮＯｘセンサ５に通流させる状態とに切り替える切替部７である三方弁を備えている。
【００３７】
そして、当該三方弁を切り替えることにより、排ガスモードｍ１となるサンプリング流路Ｌ２を介して排ガスＧ１をＮＯｘセンサ５に通流させる状態と、パージモードｍ２もしくは校正モードｍ３となるエア流路Ｌ３を介して外部空間から外気をＮＯｘセンサ５に通流させる状態を切り替えることができるよう構成されている。
【００３８】
ＮＯｘ計測部３は、ガスエンジン１の運転中における排ガスモードｍ１において、サンプリング流路Ｌ２を介して排ガスＧ１をＮＯｘセンサ５へ押し込み供給するよう構成されている。
このとき、三方弁は、サンプリング流路Ｌ２を介して排ガスＧ１をＮＯｘセンサ５に通流させる状態になっている。
【００３９】
このようにすると、サンプリング流路Ｌ２は陽圧になるから、サンプリング流路Ｌ２に外気が混入することが無くなり、正確に排ガスＧ１のＮＯｘ濃度を計測できる。
【００４０】
本実施形態では、排ガス流路Ｌ１は通常、ガスエンジン１の排気圧力によって陽圧になるから、ファンやポンプなどの特別な送気機構を用いなくとも、サンプリング流路Ｌ２でサンプリングされた排ガスＧ１をそのままＮＯｘセンサ５に押し込み供給し、ＮＯｘ濃度を計測することができる。つまり、排ガスＧ１は、排ガス流路Ｌ１からサンプリング流路Ｌ２へ、排ガスＧ１自らの静圧で押し流され、ＮＯｘセンサ５を通流し排気Ｇ２として系外へ放出される。
【００４１】
尿素供給量制御部４は、ガスエンジン１の停止中にＮＯｘ計測部３をパージモードｍ２もしくは前記校正モードｍ３に切り替えて、エア流路Ｌ３を介してＮＯｘセンサ５へ外部空間からの外気を押し込み供給するよう構成されている。
このとき、三方弁は、エア流路Ｌ３を介して外部空間から外気をＮＯｘセンサ５に通流させる状態になっている。
【００４２】
パージモードｍ２にあるときに、外気をＮＯｘセンサ５に押し込み供給するので、エア流路Ｌ３は陽圧になるから、エア流路Ｌ３に排ガスＧ１等が混入すること無く、速やかに、かつ確実に、残留排ガスを外気に置換することができる。また、ＮＯｘセンサ５のセンサ部分を浄化できるので、ＮＯｘセンサ５の寿命を延ばすことができる。
【００４３】
そして、このようにパージモードｍ２を行ってから校正モードｍ３を行うことで、校正モードｍ３で、外気のＮＯｘ濃度を正確に計測することができるようになる。
【００４４】
校正モードｍ３にあるときに、パージモードｍ２にあるときと同様に外気をＮＯｘセンサ５に押し込み供給するので、エア流路Ｌ３は陽圧になるから、エア流路Ｌ３に排ガス等が混入することが無くなり、正確に外気のＮＯｘ濃度を計測できるようになる。
【００４５】
尿素供給量制御部４は、その内部にコンプレッサ（図示せず）を備えている。噴霧部８は二流体式スプレーノズルで構成されている。尿素供給量制御部４のコンプレッサで外気を加圧して生成した圧縮空気は、アトマイズエア流路Ｌ４を経て噴霧部８である二流体式スプレーノズルへ供給され、尿素水６を霧化して排ガス流路Ｌ１へ供給される。
【００４６】
さらに、尿素供給量制御部４のコンプレッサで生成した圧縮空気を、エア流路Ｌ３にも押し込み供給する構成とし、パージモードｍ２および校正モードｍ３を行うときに、別途特別な送気機構を設けなくて済む工夫がされている。
【００４７】
尿素供給量制御部４は、当該圧縮空気をエア流路Ｌ３に供給および停止を制御する制御弁（図示せず）であるレギュレータを備えている。レギュレータを備えることで、当該圧縮空気をレギュレータで圧力調整して、適正な圧力で当該圧縮空気をエア流路Ｌ３に押し込み供給して送気することができる。
【００４８】
本実施形態では、ガスエンジン１の運転中は常に排ガスモードｍ１が実施される。一方、パージモードｍ２および校正モードｍ３は、ガスエンジン１が停止中に実施される。具体的には、ガスエンジン１がメンテナンス等で停止し、尿素供給量制御部４が、ガスエンジン１が停止したとの信号を受け取ると、所定の時間ｔ１が経過した後に、ＮＯｘ計測部３を排ガスモードｍ１からパージモードｍ２へ切り替えるよう構成している。そしてさらに、所定の時間ｔ２が経過すると、校正モードｍ３へ切り替えて、外気のＮＯｘ濃度を計測する構成としている。
【００４９】
このように構成すると、ガスエンジン１の使用中にＮＯｘ濃度の計測を中断させる必要をなくすことができ、ガスエンジン１の使用中の尿素の供給を、適切に制御し続けることができる。
【００５０】
所定の時間ｔ１、ｔ２はそれぞれ任意の値に定めてよい。
ｔ１は、例えばゼロ秒でもよい。この場合、必ずパージモードｍ２が実行される必要がある。つまりｔ２がゼロ秒よりも大きな値として定められている必要がある。またｔ１は、制御の都合に合わせて適切な値を定めることができる。たとえば、ガスエンジン１が停止し、排ガス流路Ｌ１が十分に冷却される程度の時間を装置にあわせて設定してもよい。たとえば１時間としてもよい。
またｔ２は、エア流路Ｌ３の体積の５〜２０倍程度の外気を通流させることのできる時間とするとよい。このようにすることで、確実に、エア流路Ｌ３の残留排ガスを外気に置換することができる。
【００５１】
そしてさらに、ガスエンジン１がメンテナンスで停止するごとに最新の外気のＮＯｘ濃度が計測されるため、精密に排ガスモードｍ１と校正モードｍ３とで計測したＮＯｘ濃度の差分に対応する量の尿素である尿素水６を供給できるようになる。
【００５２】
また、ガスエンジン１がメンテナンスで停止するごとに最新の外気のＮＯｘ濃度が計測されるため、精密に排ガスモードｍ１と校正モードｍ３とで計測したＮＯｘ濃度に基づいて、ＮＯｘセンサ５の校正として、ＮＯｘセンサ５のゼロ点を調整することができる。
【００５３】
脱硝触媒２は、少なくとも公知の触媒を用いることができる。具体的には、尿素ＳＣＲ法として利用可能なものが好適である。触媒の構成材料は種々のセラミック材料が利用可能であり、たとえば酸化チタンを担体として用いることができる。活性触媒成分はバナジウム、モリブデンやタングステンのような卑金属酸化物、ゼオライトや貴金属を用いることができる。
【００５４】
ＮＯｘセンサ５は、一般的にエンジンの排ガスのＮＯｘ濃度の計測に用いられるものであればよく、特にその種類が限定されるものではないが、排ガスＧ１や外気の温度の影響を受けないようにＮＯｘセンサ５自身の温度を保温するなどして調整するよう構成されているセンサを選定すると、そのＮＯｘ濃度の計測精度が高く好ましい。
【００５５】
尿素水６は、尿素の水溶液であればよく、尿素以外の添加剤が添加されていてもかまわない。つまり、尿素が含まれる水溶液であればよく、濃度は特に問わない。
【００５６】
尿素水６の流量は、例えばアトマイズエア流路Ｌ４を流れる圧縮空気量で調整してもよいし、別途ポンプなどにて調整してもよい。本実施形態では、ポンプ９にて尿素水６の供給量を調整している。具体的には、尿素供給量制御部４が、ポンプ制御信号線（図示せず）を介してポンプ９の回転数を制御し、尿素水６の流量を調整している。
【００５７】
以上のようにして本実施形態の排ガスＧ１の浄化装置は、ガスエンジン１の排ガスＧ１中のＮＯｘを脱硝触媒２の存在下に還元し、浄化している。
【００５８】
［別実施形態］
（１）上記実施形態では、尿素供給量制御部４として、尿素供給量制御部４を制御するコントローラであるＣＰＵ４１を備える構成とした。
しかしながら、尿素供給量制御部４は、尿素供給量を制御する物理的に独立した機械ユニットと、尿素供給量やその他の動作を制御するＣＰＵ４１を備えた物理的に別の制御ユニットの組み合わせとすることもできる。この場合、当該機械ユニットと当該制御ユニットとの組み合わせを尿素供給量制御部４とみなすことができる。
【００５９】
（２）上記実施形態では、排ガスモードｍ１とパージモードｍ２および校正モードｍ３の切り替えにおいて切替部７は三方弁で接続されている構成としたが、排ガスモードｍ１とパージモードｍ２もしくは校正モードｍ３の切り替えを三方弁のような物理的な流路の切り替えではなく、切替部７を単純な三つ又配管として構成することもできる。
【００６０】
切替部７を単純な三つ又配管として構成する場合、排ガスモードｍ１と、パージモードｍ２と、校正モードｍ３との切り替えは、以下のように行うことができる。
排ガスモードｍ１では、尿素供給量制御部４にて外気の供給を停止すれば、排ガス流路Ｌ１が陽圧であるから、排ガスＧ１はサンプリング流路Ｌ２を経て自然とＮＯｘセンサ５に向けて押し込まれ流れる。
【００６１】
排ガスモードｍ１からパージモードｍ２もしくは校正モードｍ３への切り替えは、尿素供給量制御部４から、外気をエア流路Ｌ３に対して排ガス流路Ｌ１の静圧よりも高い圧力で押し込み供給すればよい。本実施形態では尿素供給量制御部４はコンプレッサを備えているので、当該コンプレッサで外気を圧縮した圧縮空気を空気源として用い、当該圧縮空気をレギュレータなどで圧力調整などしてエア流路Ｌ３に押し込み供給して送気することができる。
【００６２】
切替部７に三方弁を用いる場合、排ガスモードｍ１と、パージモードｍ２および校正モードｍ３とのモード切り替えのための流路の切り替えは、三方弁の切り替えのみで行うことができ、外気を排ガス流路Ｌ１よりも高い圧力で押し込み供給するような方法に対して、特に圧力を考慮する必要が無くなる点で利点がある。
【００６３】
一方、切替部７を単純な三つ又配管として構成すると、排ガスモードｍ１からパージモードｍ２もしくは校正モードｍ３への切り替えにおいて機械的な動作が不要になり、校正を装置構成を単純にできるメリットがある。
【００６４】
（３）上記実施形態では、排ガスモードｍ１とパージモードｍ２および校正モードｍ３の切り替えにおいて切替部７は三方弁で接続されている構成としたが、この三方弁は、実質的に三方弁として機能するのであればよく、例えばサンプリング流路Ｌ２およびエア流路Ｌ３のそれぞれに弁体を取り付け、弁体の開閉によって三方弁と同様の動作をするものであってもよい。切替部７の構成は物理的な流路を切り替えるとの目的の限りにおいて、適宜変更することができる。
【００６５】
（４）上記実施形態では、ガスエンジン１の運転中は常に排ガスモードｍ１が実施され、パージモードｍ２と校正モードｍ３は、ガスエンジン１が停止中に実施されるとして説明したが、パージモードｍ２および校正モードｍ３は、ガスエンジン１が動作中に行ってもよい。つまり、パージモードｍ２および校正モードｍ３は、所定の時間ごとに自動的に実施するように構成することができる。つまり、ガスエンジン１の運転中に、一定間隔で、排ガスモードｍ１、パージモードｍ２、校正モードｍ３を逐次切り替えるように構成してもよい。
【００６６】
このときの切り替えも、上記実施形態と同様の方法で行うことができる。
【００６７】
例えば切替部７が単純な三つ又継手で接続されている構成であれば、尿素供給量制御部４から、外気をエア流路Ｌ３に対して排ガス流路Ｌ１の静圧よりも高い圧力で押し込み供給することで、排ガスモードｍ１からパージモードｍ２および校正モードｍ３へ切り替えることができる。
【００６８】
切替部７をたとえば三方弁として構成する場合、排ガスモードｍ１と、パージモードｍ２と、校正モードｍ３とのモード切り替えのための流路の切り替えは、三方弁の切り替えのみで行うことができ、外気を排ガス流路Ｌ１よりも高い圧力で押し込み供給するような方法に対して、特に圧力を考慮する必要が無くなる点で利点がある。
また上記実施形態と同様に、この三方弁は、実質的に三方弁として機能するのであれば、サンプリング流路Ｌ２およびエア流路Ｌ３のそれぞれに弁体を取り付け、弁体の開閉によって三方弁と同様の動作をするものであってもよい。物理的な流路を切り替えるとの目的の限りにおいて、適宜変更することができる。
【００６９】
このようにパージモードｍ２および校正モードｍ３を、ガスエンジン１が動作中に行う場合、特にメンテナンスでガスエンジン１が停止するようなことが無くても自動的にパージモードｍ２および校正モードｍ３を行うから、不定期にパージモードｍ２および校正モードｍ３を行うよりも、より精密に排ガスモードｍ１と前記校正モードｍ３とで計測したＮＯｘ濃度の差分に対応する量の尿素を供給できるようになる。
【００７０】
（５）上記実施形態では、ガスエンジン１の運転中は常に排ガスモードｍ１が実施され、パージモードｍ２および校正モードｍ３は、ガスエンジン１が停止中に実施されるとして説明したが、パージモードｍ２および校正モードｍ３は、前回の校正モードｍ３を実施した後、例えば所定の時間を経過したときにおいてのみ、再び校正モードｍ３を行うよう構成してもよい。また、当該所定の時間を経過した時点で、ガスエンジン１が動作中である場合、ガスエンジン１の動作中に校正モードｍ３を行うこととしてもよいし、当該所定の時間を経過した後、その次のガスエンジン１の停止時に校正モードｍ３を行うよう構成してもよい。
【００７１】
この場合、ＮＯｘセンサ５の精度に狂いが生じてきたタイミングで校正モードｍ３を実施するように設定できる。それ故たとえばガスエンジン１の動作中に校正モードｍ３を行うとした場合には、ガスエンジン１を、校正モードｍ３を行うために停止する必要が無くなり好適である。また、ガスエンジン１が停止中に校正モードｍ３を行うとした場合にも、過剰な圧縮空気などのユーティリティーを消費せず、経済的である。
【００７２】
（６）上記実施形態では、パージモードｍ２においては、ＮＯｘセンサ５はなんら計測をせず、外気をエア流路Ｌ３に通流し、その通流によって配管の残留排ガスを置換し、さらにＮＯｘセンサ５のセンサ部分を浄化するよう構成するとしたが、パージモードｍ２においても、通流する外気のＮＯｘ濃度を計測することとしてもよい。このときパージモードｍ２から校正モードｍ３への切り替えは時間ｔ２で行うのではなく、パージモードｍ２で計測している当該ＮＯｘ濃度の変化量が所定の変化量の範囲に収束したときに、エア流路Ｌ３の残留排ガスの置換が終了したとみなして、校正モードｍ３へ切り替えるよう構成するとよい。
【００７３】
この場合、時間ｔ２をカウントする必要が無く、圧縮空気を外気として用いる場合には、最小限の圧縮空気使用量となるため経済的であり、また確実にエア流路Ｌ３の残留排ガスの置換が完了してから校正モードｍ３へ切り替えるため、より精密に排ガスモードｍ１と前記校正モードｍ３とで計測したＮＯｘ濃度の差分に対応する量の尿素を供給できるようになる。
【００７４】
（７）上記実施形態では、ＮＯｘ計測部３にはＮＯｘセンサ５のみを図示しているが、さらに酸素濃度センサを設けることができる。つまり、ＮＯｘ濃度と、酸素濃度を同時に計測するように構成する。
【００７５】
この場合、ＮＯｘ濃度を計測しながら酸素濃度も計測できるため、計測したＮＯｘ量を環境規制に対応したいわゆる酸素濃度換算の換算ＮＯｘ量として取り扱うことができるようになる。つまり、単に排ガス中のＮＯｘ濃度ではなく、大気に排出されるＮＯｘの総量が少なくなるように、尿素供給量制御部４が尿素を供給できるようになる。
【００７６】
（８）上記実施形態では、尿素供給量制御部４は自らにコンプレッサを備えており、当該コンプレッサから圧縮空気を送気する構成としたが、尿素供給量制御部４にコンプレッサを備えるのとは別に、尿素供給量制御部４が、外部から圧縮空気の供給を受ける構成としてもよい。
【００７７】
この場合、尿素供給量制御部４をコンパクトに設計できるメリットがある。
【００７８】
（９）上記実施形態では、尿素供給量制御部４は自らにコンプレッサを備えており、パージモードｍ２および校正モードｍ３において送気される外気は、当該コンプレッサから供給される構成としたが、当該外気は、例えばファン、ポンプなどで外気の空気を送気して押し込み供給することもできる。
【００７９】
（１０）上記実施形態では、エア流路Ｌ３に押し込み供給する圧縮空気の圧力調整はレギュレータを用いたが、圧縮空気の圧力調整の方法は、その方法を問わず、公知の方法を用いることができる。上記実施形態で例示したレギュレータの代わりに、その他いわゆるバルブや、ニードルバルブのような弁であって、固定の開度を設定できる弁でもよい。また、単に流路の断面積を小さくして流路で規制してもよいし、前記弁として、流量係数の小さな弁を用い、弁体で減圧するよう構成してもよい。もちろん、上記実施形態において尿素供給量制御部４が備える、圧縮空気をエア流路Ｌ３に供給および停止を制御する制御弁（図示せず）を、さらに減圧弁として用いてもよい。
【００８０】
（１１）上記実施形態では、校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度がゼロとなるようＮＯｘセンサ５を校正して、排ガスモードｍ１で計測されたＮＯｘ濃度と校正モードｍ３とで計測されたＮＯｘ濃度との差分に対応する量の尿素を尿素水６として排ガス流路Ｌ１に噴霧供給する構成としたが、ＮＯｘセンサ５を校正せず、尿素供給量制御部４に校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度を記憶する記憶部を備え、尿素供給量制御部４のＣＰＵ４１で、記憶したＮＯｘ濃度と、排ガスモードｍ１で計測されたＮＯｘ濃度との差分を求めながら、当該差分に対応する量の尿素水６を排ガス流路Ｌ１に噴霧供給する構成としてもよい。
【００８１】
このようにすると、尿素供給量制御部４は校正モードｍ３で計測した外気のＮＯｘ濃度を継続的に記憶できるので、あらかじめ校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度と、排ガスモードｍ１で計測した排ガスＧ１のＮＯｘ濃度との差分に対応する尿素を供給できるようになる。
【００８２】
補足すると、当該差分はＮＯｘセンサのゼロ点の狂いを補正した値であり、実質的にＮＯｘセンサのゼロ点を校正した後に得た正しいＮＯｘ濃度として扱うことができる。
つまり、あらかじめ校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度も、排ガスモードｍ１で計測した排ガスＧ１のＮＯｘ濃度も、同じだけＮＯｘセンサの狂い（ゼロ点シフト）を含んだ値であるから、あらかじめ校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度と、排ガスモードｍ１で計測した排ガスＧ１のＮＯｘ濃度との差分を求めることで、ＮＯｘセンサの狂いをキャンセルすることができる。具体的には、排ガスモードｍ１で計測した排ガスＧ１のＮＯｘ濃度から、あらかじめ校正モードｍ３で計測したＮＯｘ濃度を引けば、その値をＮＯｘセンサのゼロ点を校正した後に得た正しいＮＯｘ濃度として扱うことができる。
【００８３】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、例えばコージェネレーションシステムに用いられるガスエンジンの排ガスに含まれるＮＯｘを還元除去し、浄化するシステム装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１        ガスエンジン
２        脱硝触媒
３        ＮＯｘ計測部
４        尿素供給量制御部
４１      ＣＰＵ
５        ＮＯxセンサ
６        尿素水
７        切替部
８        噴霧部
９        ポンプ
Ｇ１      排ガス
Ｇ２      排気
Ｌ１      排ガス流路
Ｌ２      サンプリング流路
Ｌ３      エア流路
Ｌ４      アトマイズエア流路
ｍ１      排ガスモード
ｍ２      パージモード
ｍ３      校正モード
Ｓ１      ＮＯｘ濃度の信号線
Ｓ２      校正信号線
【図１】
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