JP6167935B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents
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Description
ところが、エンジンの燃焼行程や、排ガス中のNOxを還元する際に、亜酸化窒素(N2O)が生成され、この亜酸化窒素が大気中に排出されることがある。亜酸化窒素は、地球温暖化係数が高いため、その排出は極力抑える必要がある。一方、亜酸化窒素は、酸素、窒素に分解し酸素分圧が高まり燃焼改善をもたらすため、これを内燃機関の燃焼室へ供給することで、内燃機関の立ち上げ時における燃焼の改善を行う技術が提案されている(特許文献1)。
該分離手段によって吸着又は吸蔵した上記窒素酸化物から亜酸化窒素を生成する変換手段と、
該変換手段によって得られた上記亜酸化窒素を含む変換ガスを上記燃焼室へ還流する還流手段と、を有し、
上記燃焼室と上記分離手段との間には、排ガス中に存在し得る亜酸化窒素を酸化処理する酸化処理部が設けてあることを特徴とする排ガス処理装置にある。
本発明の第2の態様は、内燃機関の燃焼室から排出された排ガス中の窒素酸化物を吸着又は吸蔵して排ガスから分離する分離手段と、
該分離手段によって吸着又は吸蔵した上記窒素酸化物から亜酸化窒素を生成する変換手段と、
該変換手段によって得られた上記亜酸化窒素を含む変換ガスを上記燃焼室へ還流する還流手段と、を有し、
上記燃焼室と上記分離手段との間には、排ガス中に存在し得る亜酸化窒素を還元処理する還元処理部が設けてあることを特徴とする排ガス処理装置にある。
前者の場合、例えば、上記分離手段から放出された後の上記窒素酸化物を、上記変換手段によって上記亜酸化窒素に変換するよう構成してあってもよい。この場合には、上記分離手段が、排ガス中の窒素酸化物を吸着又は吸蔵することにより、窒素酸化物を排ガスから分離することができる。そして、所望のタイミングで分離手段から放出された窒素酸化物を、上記変換手段へ移動させ、該変換手段によって窒素酸化物から亜酸化窒素を生成することができる。
上記排ガス処理装置の参考例につき、図1を用いて説明する。
本例の排ガス処理装置1は、分離手段2と変換手段3と還流手段4とを有する。分離手段2は、内燃機関の燃焼室7から排出された排ガス中の窒素酸化物(NOx)を吸着又は吸蔵して排ガスから分離する。変換手段3は、分離手段2によって吸着又は吸蔵したNOxから亜酸化窒素(N2O)を生成する。還流手段4は、変換手段3によって得られたN2Oを含む変換ガスを燃焼室7へ還流する。
また、分離手段2と変換手段3との間を連結するように、分岐配管13が設けられている。そして、変換手段3は、還流手段4としての還流配管によって、燃焼室7の吸気ポート71に接続されている。これにより、排ガスの一部を分離手段2から燃焼室7へ還流させる還流経路が形成されている。そして、本例においては、この還流経路の途中に変換手段3が設けてある。
まず、燃焼室7の排気ポート72から排出された排ガスは、第1排気管11を介して分離手段2に達する。燃焼室7から排出される排ガスには、窒素酸化物(NOx)が含まれており、NOxの中でも特にNO(一酸化窒素)が多く含まれている。
上記排ガス処理装置1は、分離手段2を有し、排ガス中のNOxを吸着又は吸蔵して分離する。そして、排ガスから分離されたNOxを、変換手段3によってN2Oに変換し、該N2Oを含む変換ガスを、還流手段3によって燃焼室7へ還流する。すなわち、排ガス処理装置1は、分離手段2において、一旦、NOxを吸着又は吸蔵しておくことができる。そして、吸着又は吸蔵したNOxを、所望のタイミングで分離手段2から放出し、変換手段3によってN2Oに変換し、該N2Oを還流手段4を通じて燃焼室7へ還流することができる。それゆえ、生成したN2Oを貯留するためのタンク等を必要としない。その結果、排ガス処理装置1は、小型化、低コスト化を実現することができる。
本例は、図2に示すごとく、分離手段2と変換手段3とを1箇所に集約した分離変換部5を有する排ガス処理装置1の例である。
すなわち、本例の排ガス処理装置1は、分離手段2と変換手段3とを備えた分離変換部5を有し、該分離変換部5に吸着又は吸蔵されたNOxを、N2Oの状態で分離変換部から放出するよう構成してある。
その他は、参考例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例1と同様の構成要素等を表す。
本例は、図3に示すごとく、分離手段2を2つ設け、該2つの分離手段2からの窒素酸化物の放出時期を互いに異ならせることができるよう構成した排ガス処理装置1の例である。すなわち、本例の排ガス処理装置1は、一方の分離手段2からNOxを放出させつつ、他方の分離手段2にNOxを吸着又は吸蔵させることができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図5に示すごとく、燃焼室7と分離手段2との間に、排ガス中に存在し得るN2Oを酸化処理する酸化処理部61が設けてある排ガス処理装置1の例である。
すなわち、排ガス処理装置1は、燃焼室7と分離手段2との間をつなぐ第1排気管11の途中に、酸化処理部61を設けてなる。酸化処理部61は、排ガス中に存在し得るN2Oを酸化処理して、NOに変換する。酸化処理部61としては、例えば、加熱処理装置、貴金属、遷移金属を用いた触媒装置やプラズマ処理装置、UV照射装置、マイクロ波照射装置、或いはこれらの装置を適宜組合せた装置を用いることができる。
その他は、参考例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例1と同様の構成要素等を表す。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図6に示すごとく、分離手段2には、NOxを分離された排ガスを排出する排出通路(第2排気管12)が接続されており、該排出通路には、排ガス中に存在し得るN2Oを還元処理する還元処理部62が設けてある排ガス処理装置1の例である。
すなわち、排ガス処理装置1は、第2排気管12に還元処理部62を設けてなる。還元処理部62は、排ガス中に存在し得るN2Oを還元処理して、窒素(N2)に変換する。還元処理部62としては、例えば、加熱処理装置、貴金属、遷移金属を用いた触媒装置やプラズマ処理装置、UV照射装置、マイクロ波照射装置、或いはこれらの装置を組合せた装置を用いることができる。
その他は、参考例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例1と同様の構成要素等を表す。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
また、上記以外にも、参考例3と実施例1とを組み合わせた態様とするなど、上記複数の参考例と実施例1とを適宜組み合わせた態様とすることができる。
なお、図7、図8は、参考例2と参考例3とを組み合わせた態様を示す。また、図10は、参考例2と参考例4とを組み合わせた態様を示す。
2 分離手段
3 変換手段
4 還流手段
7 燃焼室
Claims (6)
- 内燃機関の燃焼室(7)から排出された排ガス中の窒素酸化物を吸着又は吸蔵して排ガスから分離する分離手段(2)と、
該分離手段(2)によって吸着又は吸蔵した上記窒素酸化物から亜酸化窒素を生成する変換手段(3)と、
該変換手段(3)によって得られた上記亜酸化窒素を含む変換ガスを上記燃焼室(7)へ還流する還流手段(4)と、を有し、
上記燃焼室(7)と上記分離手段(2)との間には、排ガス中に存在し得る亜酸化窒素を酸化処理する酸化処理部(61)が設けてあることを特徴とする排ガス処理装置(1)。 - 内燃機関の燃焼室(7)から排出された排ガス中の窒素酸化物を吸着又は吸蔵して排ガスから分離する分離手段(2)と、
該分離手段(2)によって吸着又は吸蔵した上記窒素酸化物から亜酸化窒素を生成する変換手段(3)と、
該変換手段(3)によって得られた上記亜酸化窒素を含む変換ガスを上記燃焼室(7)へ還流する還流手段(4)と、を有し、
上記燃焼室(7)と上記分離手段(2)との間には、排ガス中に存在し得る亜酸化窒素を還元処理する還元処理部が設けてあることを特徴とする排ガス処理装置(1)。 - 上記分離手段(2)と上記変換手段(3)とを備えた分離変換部(5)を有し、該分離変換部(5)に吸着又は吸蔵された上記窒素酸化物を、上記亜酸化窒素の状態で上記分離変換部(5)から放出するよう構成してあることを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス処理装置(1)。
- 上記分離手段(2)から放出された後の上記窒素酸化物を、上記変換手段(3)によって上記亜酸化窒素に変換するよう構成してあることを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス処理装置(1)。
- 上記分離手段(2)を複数備え、該複数の分離手段(2)からの窒素酸化物の放出時期を互いに異ならせることができるよう構成してあることを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス処理装置(1)。
- 上記分離手段(2)には、上記窒素酸化物を分離された排ガスを排出する排出通路が接続されており、該排出通路には、排ガス中に存在し得る亜酸化窒素を還元処理する還元処理部(62)が設けてあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の排ガス処理装置(1)。
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