JP6540104B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関からの排気中に含まれる有害成分を浄化するための内燃機関の排気浄化装置に関する。
排気中に含まれる有害成分を浄化するための技術としては、例えば下記特許文献1,2による技術が公知である。下記特許文献1では、排気中に含まれる硫黄酸化物を除去するために吸収液と気液接触させる湿式脱硫装置において、脱硫塔本体内に水蒸気を吹き込む水蒸気管を設けている。脱硫塔本体内に水蒸気を吹き込むと周囲のガスにより冷却され、水蒸気はその温度における飽和濃度となり余剰の水蒸気は凝縮して液滴となり、この液滴がガス中に浮遊しているダスト等を核として成長するため、微細なこれらの粒子が見かけ上肥大化する。粒子が大きくなると慣性により液滴が衝突して捕集されやすくなり、ダスト等の捕集効率が向上する。
また、下記特許文献2では、被処理ガス中の窒素酸化物(NOx)を除去するために、被処理ガス中のNOxをオゾン酸化し、このオゾン酸化後の被処理ガス中の残存NOx成分を吸収液によって吸収除去している。その際に、オゾンを被処理ガス中と吸収液中の双方に添加している。
特開平7−178314号公報 特開2013−717号公報
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の排気中には、燃料の燃焼で生成された水が水蒸気として存在しており、さらに、排気中の窒素酸化物が水(水蒸気)と反応することで硝酸(HNO3)が生成される。そこで、排気中の水蒸気を凝縮させた水に排気中の窒素酸化物(例えばNO2)や硝酸等の水溶性ガスを吸収させることで、排気中の窒素酸化物や硝酸等の水溶性ガスを浄化することが可能となる。ただし、例えば酸素過剰の希薄燃焼(リーンバーン)等、内燃機関の空燃比が理論空燃比から離れることで排気中の水蒸気濃度が低くなると、排気中の水蒸気が凝縮する露点温度が低くなる。また、内燃機関の排気温度が高くなると、排気中の飽和水蒸気濃度が増加する。それらの内燃機関の運転状態においては、排気中の水蒸気が凝縮しにくくなり、排気中の窒素酸化物や硝酸等の水溶性ガスを凝縮後の水に吸収させて浄化する性能が低下しやすくなる。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の運転状態が変化しても排気浄化性能の低下を抑制することを目的とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関からの排気が流入する容器内に、排気と接触するデミスタ部と、デミスタ部の温度を調整する温度調整部とを備え、デミスタ部に接触する排気中の水分を排気中の水溶性ガスとともにデミスタ部で捕捉する温度調整型デミスタユニットを有することを要旨とする。
本発明の一態様では、温度調整部は、容器内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように、デミスタ部の温度を調整することが好適である。
本発明の一態様では、容器内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように、内燃機関の空燃比が制御されることで、排気中の水蒸気濃度が制御されることが好適である。
本発明の一態様では、容器内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように、内燃機関からの排気に水を添加する水添加装置を有することが好適である。
本発明の一態様では、内燃機関からの排気に水を添加する水添加装置を有し、容器内に流入する排気中の水蒸気濃度を飽和水蒸気濃度より高くするための優先順位が、温度調整部によるデミスタ部の温度調整、内燃機関の空燃比制御、水添加装置による水添加の順に設定されていることが好適である。
本発明の一態様では、温度調整型デミスタユニットは、温度調整部として、冷媒が流れる冷却管を備えることが好適である。
本発明によれば、デミスタ部に接触する排気中の水分を排気中の水溶性ガスとともにデミスタ部で捕捉することで、排気中の水溶性ガスを浄化することができる。その際には、温度調整部によりデミスタ部の温度を調整することで、排気中の水蒸気濃度が低くなったり、排気温度が高くなる等、内燃機関の運転状態が変化しても、排気中の水蒸気をデミスタ部で安定して凝縮させることができ、排気中の水溶性ガスを浄化する性能の低下を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。 デミスタ部及び温度調整部の構成例を示す図である。 デミスタ部及び温度調整部の構成例を示す図である。 温度に対する飽和水蒸気濃度の関係を示す図である。 デミスタ部の温度に対するHNO3吸収率の関係の一例を示す図である。 内燃機関の運転時に電子制御装置により実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の他の概略構成を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る排気浄化装置は、例えば内燃機関とともに車両に搭載される。内燃機関(エンジン)10は、シリンダ内で燃料を燃焼させることで動力を発生する。ここでの内燃機関10は、例えばガソリンエンジン等の火花点火機関であってもよいし、例えばディーゼルエンジン等の圧縮着火機関であってもよい。内燃機関10での燃焼後の排気は、排気管12内へ排出される。内燃機関10から排気管12内へ排出される排気中には、窒素酸化物(NOx)等の有害成分が含まれており、本実施形態では、内燃機関10からの排気中の窒素酸化物を含む有害成分を浄化するために、温度調整型デミスタユニット20が排気管12の下流側の位置に設けられている。
温度調整型デミスタユニット20において、容器21には流入口21a及び流出口21bが形成されており、内燃機関10から排気管12内に排出された排気は、流入口21aから容器21内に流入し、流出口21bから容器21外へ流出する。容器21内には、流入口21aから流入した排気と接触するデミスタ部22と、デミスタ部22の温度を調整する温度調整部23が収容されている。
容器21内のデミスタ部22及び温度調整部23の構成例を図2,3に示す。図2は1層あたりの構造例を示し、図3は図2の構造を多層化した構成例を示す。図2に示すように、温度調整部として冷却管23が蛇行して設けられ、デミスタ部として針金22が冷却管23に巻き付けられた状態で編目状に形成されている。そして、冷却管23に針金22を巻き付けた構造が、図3に示すように、容器21内における排気流れ方向(矢印Aに示す方向)に沿って多数並べられている。
図2,3の矢印Bに示すように冷却管23内を冷却水等の液体冷媒が流れることで、冷却管23に接触するデミスタ部(針金)22が冷却され、デミスタ部22の温度が調整される。冷却水は、容器21外に設置された冷却水貯蔵タンク24内に貯留され、電動ポンプ25の駆動により冷却管23内へ供給されて循環する。冷却水貯蔵タンク24内の冷却水量レベルLwは水量レベルセンサ26で監視され、水量レベル維持装置により冷却水量レベルLwが規定範囲内に維持される。冷却管23内を通る冷却水温度Twは水温センサ27で監視され、水温調整装置により冷却水温度Twが設定温度に調整される。
ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関10から排気管12内へ排出される排気中には、燃料の燃焼で生成された水が水蒸気として存在しており、さらに、排気中のNOxが水(水蒸気)と反応することで硝酸(HNO3)や硝酸イオンが生成される。温度調整型デミスタユニット20において、流入口21aから容器21内に流入した排気は、図2,3の矢印Aの方向に流れ、デミスタ部(針金)22に接触しながら編目状の針金22間の隙間を通過する。その際には、排気中の水蒸気が凝縮して水滴(液体)となって針金22に付着し、この水滴に、NOx(例えばNO2)、硝酸、硝酸イオン、アルデヒド等、排気中の水溶性ガスが溶け込むことで、これらの水溶性ガスが水とともに排気から分離・除去される。水溶性ガスが溶け込んだ水滴は、重力によって鉛直下方に落下して凝集液貯蔵タンク28内に貯留される。凝集液貯蔵タンク28内の水に吸収された硝酸や硝酸イオンについては、硝酸イオン濃度計やpH計等を用いて硝酸量を監視することが好ましい。また、針金22間の隙間を通過した排気は、流出口21bから容器21外へ流出する。このように、温度調整型デミスタユニット20は、デミスタ部22に接触する排気中の水分を排気中の水溶性ガスとともにデミスタ部22で捕捉することで、排気中の水溶性ガスを浄化する。なお、デミスタ部22の構成は、排気中の水分を捕捉可能な構成であればどのような構成でもよく、図2,3の構成に限定されるものではない。そして、温度調整部23の構成も、デミスタ部22の温度を調整可能な構成であればどのような構成でもよく、図2,3の構成に限定されるものではない。
排気中の水蒸気は、温度が低くなれば露点温度で凝縮して液体の水になるが、その露点温度は排気中の水蒸気濃度に応じて変化し、排気中の水蒸気濃度の低下に対して露点温度が低下する。排気中の飽和水蒸気濃度は排気温度に応じて変化し、図4に示すように、排気温度の低下に対して排気中の飽和水蒸気濃度が低下する。したがって、排気中の水蒸気をデミスタ部22で凝縮させて水溶性ガスを吸収する性能は、デミスタ部22の温度や排気中の水蒸気濃度に依存して変化する。一例としてデミスタ部22の温度に対するHNO3吸収率の関係を図5に示す。図5に示すように、デミスタ部22の温度の低下に対してHNO3吸収率が高くなる。
また、内燃機関10からの排気中の水蒸気濃度は、内燃機関10の空燃比A/Fに応じて変化する。例えば理論空燃比A/F=14.7で燃焼させた場合の排気中には、理論上約15%程度の水蒸気が含まれるが、酸素過剰雰囲気のA/F=40では、排気中に含まれる水蒸気が約6%程度に減少する。また、空燃比A/Fがリッチである(理論空燃比より小さい)場合も、排気中に含まれる水蒸気が理論空燃比に比べて減少する。したがって、内燃機関10の空燃比A/Fに応じて排気中の水蒸気が凝縮する露点温度が変化し、例えば酸素過剰の希薄燃焼(リーンバーン)等、空燃比A/Fが理論空燃比から離れるほど露点温度が低下する。空燃比A/Fが理論空燃比から離れる等、排気中の水蒸気濃度が低下して露点温度が低下すると、排気中の水蒸気がデミスタ部22で凝縮しにくくなり、HNO3等、排気中の水溶性ガスが吸収されにくくなる。排気中の水蒸気をデミスタ部22で凝縮させて水溶性ガスを吸収する性能を向上させるためには、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなる、つまりデミスタ部22に接触する排気中の水分が露点温度より低くなる結露条件が成立することが望ましい。
そこで、温度調整部23は、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように、デミスタ部22の温度を調整する。図1に示すように、温度調整型デミスタユニット20より上流側の排気管12には水蒸気濃度センサ32が付設されており、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dが水蒸気濃度センサ32により検出されて電子制御装置(ECU)40に入力される。電子制御装置40は、水蒸気濃度Dが飽和水蒸気濃度より高くなる、つまり容器21内のデミスタ部22雰囲気温度Tdが露点温度より低くなるように、電動ポンプ25の駆動制御により冷却管23内に流す冷却水流量を制御する。ここでの露点温度については、水蒸気濃度Dに対応する露点温度として算出可能であり、ここでの飽和水蒸気濃度については、デミスタ部22雰囲気温度Tdに対応する飽和水蒸気濃度として算出可能である。デミスタ部22雰囲気温度Tdについては、容器21内の雰囲気温度を温度センサにより直接検出してもよいし、水温センサ27により検出された冷却水温度Twをデミスタ部22の温度として代用することも可能である。これによって、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dがデミスタ部22雰囲気温度Tdに対応する飽和水蒸気濃度より高くなる、つまりデミスタ部22に接触する排気中の水分が排気中の水蒸気濃度Dに対応する露点温度より低くなる結露条件が成立するように、冷却管23によりデミスタ部22が冷却される。なお、前述のように、排気中の水蒸気濃度Dは内燃機関10の空燃比A/Fと相関があるため、排気中の水蒸気濃度Dについては、水蒸気濃度センサ32により直接検出する以外に、内燃機関10の空燃比A/F(例えば空燃比センサにより検出)から算出することも可能である。
以上説明した本実施形態によれば、排気中の水蒸気をデミスタ部22で凝縮させて排気中のNOx(例えばNO2)、硝酸、硝酸イオン、アルデヒド等の水溶性ガスを凝縮後の水に吸収することで、排気中の水溶性ガスを浄化することができる。その際には、上記の結露条件が成立するように、温度調整部23によりデミスタ部22の温度調整(冷却)を行うことで、内燃機関10からの排気中の水蒸気濃度が低くなったり、内燃機関10からの排気温度が高くなる等、内燃機関10の運転状態が変化しても、排気中の水蒸気をデミスタ部22で安定して効率よく凝縮させることができ、排気中の水溶性ガスを浄化する性能の低下を抑制することができる。
なお、電子制御装置40は、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dが飽和水蒸気濃度より高くなるように、内燃機関10の空燃比A/Fを制御することで、排気中の水蒸気濃度Dを制御することも可能である。その際には、水蒸気濃度Dがデミスタ部22雰囲気温度Tdに対応する飽和水蒸気濃度より高くなる(デミスタ部22に接触する排気中の水分が水蒸気濃度Dに対応する露点温度より低くなる)結露条件が成立するように、内燃機関10の空燃比A/Fが制御される。これによって、内燃機関10からの排気温度が高くなる等、内燃機関10の運転状態が変化しても、排気中の水蒸気をデミスタ部22で安定して効率よく凝縮させることができ、排気中の水溶性ガスを浄化する性能の低下を抑制することができる。
また、図1に示すように、排気管12(水蒸気濃度センサ32より上流側の位置)に水添加装置34を設け、水添加装置34から排気管12内の排気に水(水蒸気)を添加することで、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dを調整することも可能である。そして、水添加装置34は、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dが飽和水蒸気濃度より高くなるように、内燃機関10からの排気に水(水蒸気)を添加することも可能である。その際に、電子制御装置40は、水蒸気濃度Dがデミスタ部22雰囲気温度Tdに対応する飽和水蒸気濃度より高くなる(デミスタ部22に接触する排気中の水分が水蒸気濃度Dに対応する露点温度より低くなる)結露条件が成立するように、水添加装置34により添加する水蒸気量を制御することで、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dを制御する。これによって、内燃機関10からの排気中の水蒸気濃度が低くなったり、内燃機関10からの排気温度が高くなる等、内燃機関10の運転状態が変化しても、排気中の水蒸気をデミスタ部22で安定して効率よく凝縮させることができ、排気中の水溶性ガスを浄化する性能の低下を抑制することができる。なお、水添加装置34は、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dを調整可能な構成であればどのような構成でもよく、例えばスプレノズル等で水を排気管12内へ噴霧してもよいし、多孔質膜型の加湿器を用いてもよい。
また、内燃機関10の運転時には、電子制御装置40が図6のフローチャートに示す処理を実行することも可能である。まずステップS101では、水蒸気濃度Dがデミスタ部22雰囲気温度Tdに対応する飽和水蒸気濃度より高くなる(デミスタ部22に接触する排気中の水分が水蒸気濃度Dに対応する露点温度より低くなる)結露条件が成立するか否かが判定される。結露条件が成立する場合(ステップS101の判定結果がYESの場合)は、本処理の実行を終了する。一方、結露条件が成立しない場合(ステップS101の判定結果がNOの場合)は、ステップS102に進む。
ステップS102では、電動ポンプ25の駆動制御により冷却管23内に流す冷却水流量が制御されることで、デミスタ部22の温度が低下するように温度調整(冷却)が行われる。その際には、電動ポンプ25の回転数が設定回転数以下に制限されることで、冷却管23内に流す冷却水流量が設定流量以下に制限される。次にステップS103では、冷却管23内に流す冷却水流量が設定流量以下の条件でデミスタ部22の冷却を行うことで、上記の結露条件が成立するか否かが判定される。冷却水流量が設定流量以下の条件で結露条件が成立する場合(ステップS103の判定結果がYESの場合)は、本処理の実行を終了する。一方、冷却水流量を設定流量まで増加させても結露条件が成立しない場合(ステップS103の判定結果がNOの場合)は、ステップS104に進む。
ステップS104では、内燃機関10の空燃比A/Fが理論空燃比に近づくように制御されることで、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dを増加させる。次にステップS105では、内燃機関10の空燃比制御を行うことで、上記の結露条件が成立するか否かが判定される。内燃機関10の空燃比制御により排気中の水蒸気濃度Dを増加させることで結露条件が成立する場合(ステップS105の判定結果がYESの場合)は、本処理の実行を終了する。一方、内燃機関10の空燃比A/Fを理論空燃比に制御しても結露条件が成立しない場合(ステップS105の判定結果がNOの場合)は、ステップS106に進む。
ステップS106では、水添加装置34により排気管12内の排気に水蒸気が添加されることで、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dを増加させる。その際には、上記の結露条件が成立するように、水添加装置34により排気に添加される水蒸気量が制御される。そして、本処理の実行を終了する。
図6のフローチャートによれば、容器21内に流入する排気中の水蒸気濃度Dを飽和水蒸気濃度より高くする(デミスタ部22に接触する排気中の水分を露点温度より低くする)ための優先順位が、温度調整部23によるデミスタ部22の温度調整、内燃機関10の空燃比制御、水添加装置34による水添加の順に設定される。温度調整部(冷却管)23によるデミスタ部22の温度調整の際に、冷却管23内に流す冷却水流量が設定流量以下の条件で上記の結露条件が成立しないと判定された場合は、内燃機関10の空燃比制御により排気中の水蒸気濃度Dを増加させることで、電動ポンプ25の消費電力を削減することができる。そして、内燃機関10の空燃比A/Fを理論空燃比に制御しても上記の結露条件が成立しないと判定された場合に、水添加装置34からの水添加により排気中の水蒸気濃度Dを増加させることで、水添加装置34による水添加のために必要な水の量を抑えることができる。
本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の他の概略構成を図7に示す。図7の構成例では、図1の構成例と比較して、排気管12における水添加装置34より上流側の位置に改質装置14が設けられ、排気管12における改質装置14より上流側の位置に熱交換器13が設けられている。
改質装置14は、窒素酸化物を硝酸(HNO3)に変換する反応を促進するための硝酸生成触媒14aを有し、内燃機関10からの排気中の有害成分に含まれる窒素酸化物を硝酸生成触媒14a上で硝酸に改質する。硝酸生成触媒14aは、酸点を有する触媒、または酸点を有する担体に銀(Ag)や鉄(Fe)や銅(Cu)等の金属が担持された触媒により構成することができる。酸点を有する触媒/担体としては、例えばZSM−5、BEA、MOR、SAPO等のゼオライトや、SiO2/Al23、SO4/TiO2の他、SiO2/TiO2、WO3/TiO2、WO3/ZrO2、WO3/SnO2、SO4/ZrO2等の複合酸化物を用いることが可能である。改質装置14での酸化反応のために、排気管12における改質装置14より上流側の位置(熱交換器13と改質装置14との間の位置)には、オゾン添加弁19が設けられている。オゾン添加弁19から改質装置14へ向けて酸化剤としてのオゾン(O3)が噴射されることで、改質装置14に流入する排気中の有害成分にオゾンが添加される。改質装置14では、一酸化窒素(NO)や二酸化窒素(NO2)等の窒素酸化物が、オゾン添加弁19により添加されたオゾン(O3)及び内燃機関10からの排気中に含まれる水分とともに硝酸生成触媒14aに接触することで、硝酸(HNO3)に酸化改質する。硝酸に転化した有害成分を含む排気は、下流側の温度調整型デミスタユニット20へ供給される。
改質装置14に流入する有害成分に添加されるオゾンを生成するために、オゾン発生装置18が設けられており、オゾン発生装置18で生成されたオゾンが、オゾン導管17内を通ってオゾン添加弁19から改質装置14へ向けて噴射される。オゾン発生装置18では、オゾンはどのような方法で作られてもよいが、例えば水電解装置やプラズマ放電等が挙げられる。なかでも水電解装置を用いることで、高濃度・高純度のオゾンが生成・供給可能となり、効率、コスト、スペース等の点からも有利である。水電解装置とは、水の電気分解によりオゾンと水素を生成する装置のことであり、陽イオン交換膜で隔てられた陽極側で水を分解してオゾンが生成されるとともに、陰極側で陽イオン膜を通過してきた水素イオンから水素ガスが生成される。水電解装置で電気分解に用いられる水については、外部から供給することも可能であるし、排気中の水を回収して供給することも可能である。
改質装置14の上流側に設けられた熱交換器13は、内燃機関10からの排気との熱交換を行うことで、改質装置14に流入する排気の温度を調整する。これによって、排気と接触する硝酸生成触媒14aの温度が調整される。例えば熱交換器13に冷媒を供給して内燃機関10からの排気を冷却することで、改質装置14に流入する排気の温度を下げることができ、硝酸生成触媒14aの温度を下げることができる。このように、熱交換器13は、硝酸生成触媒14aの温度を調整するための温度調整装置として機能する。なお、硝酸生成触媒14aの温度が高くなると、硝酸の生成に用いられるオゾンが分解されやすくなるとともに、生成された硝酸が逆反応により窒素酸化物に戻りやすくなる。そこで、熱交換器13は、硝酸生成触媒14aの温度を350℃以下(より好ましくは300℃以下)に保持するように、内燃機関10からの排気との熱交換により硝酸生成触媒14aの温度を調整することが好ましい。例えば温度センサで検出した硝酸生成触媒14aの温度が350℃(より好ましくは300℃)を超えたら、熱交換器13に冷媒を供給して硝酸生成触媒14aに接触する排気の温度を下げることで、硝酸生成触媒14aの温度を350℃以下(より好ましくは300℃以下)に下げることが好ましい。
図7の構成例によれば、排気中の窒素酸化物をデミスタ部22で水に吸収させて捕捉する前に硝酸へ変換しておくことで、水への吸収速度を大幅に向上させることができ、窒素酸化物の浄化率をさらに向上させることができる。さらに、酸点を有する硝酸生成触媒14aに窒素酸化物をオゾン及び水とともに接触させることで、硝酸生成触媒14a上で硝酸を高い反応速度で連続的に生成することができる。
ただし、NOxの共存ガスとして、プロピレン(C36)、エチレン(C24)等の不飽和炭化水素(オレフィン)や、芳香族の炭化水素が共存する場合は、これら炭化水素とO3の反応性が高いため、これら炭化水素との反応にO3が消費されてしまい、HNO3生成反応に用いられるO3量が低下する。そこで、図7の構成例では、排気管12における改質装置14及び熱交換器13より上流側の位置に酸化触媒16がさらに設けられている。酸化触媒16は、内燃機関10からの排気中に含まれる炭化水素(THC)、特にプロピレン(C36)、エチレン(C24)等の不飽和炭化水素(オレフィン)や、芳香族の炭化水素を、水(H2O)と二酸化炭素(CO2)に酸化し、排気中に含まれる一酸化炭素(CO)を二酸化炭素(CO2)に酸化する。さらに、酸化触媒16は、内燃機関10からの排気中に含まれる一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に酸化する。
図7の構成例によれば、排気中に含まれる不飽和炭化水素や芳香族の炭化水素が改質装置14上流側の酸化触媒16で酸化されて除去されるため、これら炭化水素との反応にO3が消費されるのを抑制することができ、改質装置14でのHNO3生成反応に用いられるO3量の低下を抑制することができる。さらに、排気中に含まれるNOが改質装置14上流側の酸化触媒16でNO2に酸化されることによっても、改質装置14でのHNO3生成反応に用いられるO3量の低下を抑制することができる。したがって、オゾン添加量を増加させることなくNOx浄化率の低下を抑制することができる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
10 内燃機関、12 排気管、13 熱交換器、14 改質装置、14a 硝酸生成触媒、16 酸化触媒、17 オゾン導管、18 オゾン発生装置、19 オゾン添加弁、20 温度調整型デミスタユニット、21 容器、21a 流入口、21b 流出口、22 デミスタ部(針金)、23 温度調整部(冷却管)、24 冷却水貯蔵タンク、25 電動ポンプ、26 水量レベルセンサ、27 水温センサ、28 凝集液貯蔵タンク、32 水蒸気濃度センサ、34 水添加装置、40 電子制御装置。

Claims (6)

  1. 内燃機関の排気浄化装置であって、
    内燃機関からの排気が流入する容器内に、排気と接触するデミスタ部と、デミスタ部の温度を調整する温度調整部とを備え、デミスタ部に接触する排気中の水分を排気中の水溶性ガスとともにデミスタ部で捕捉する温度調整型デミスタユニットと、
    排気中の水蒸気濃度を検出する水蒸気濃度センサと、
    検出された水蒸気濃度に基づき、デミスタ部における排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように温度調整部を制御する制御部と、
    を有する、内燃機関の排気浄化装置。
  2. 請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置であって、
    制御部が、容器内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように、内燃機関の空燃比制御する、内燃機関の排気浄化装置。
  3. 請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置であって、
    容器内に流入する排気中の水蒸気濃度が飽和水蒸気濃度より高くなるように、内燃機関からの排気に水を添加する水添加装置を有する、内燃機関の排気浄化装置。
  4. 請求項2を引用する請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置であって
    器内に流入する排気中の水蒸気濃度を飽和水蒸気濃度より高くするための優先順位が、温度調整部によるデミスタ部の温度調整、内燃機関の空燃比制御、水添加装置による水添加の順に設定されている、内燃機関の排気浄化装置。
  5. 内燃機関の排気浄化装置であって、
    内燃機関からの排気が流入する容器内に、排気と接触するデミスタ部と、デミスタ部の温度を調整する温度調整部とを備え、デミスタ部に接触する排気中の水分を排気中の水溶性ガスとともにデミスタ部で捕捉する温度調整型デミスタユニットと
    内燃機関からの排気に水を添加する水添加装置と、
    を有し、
    容器内に流入する排気中の水蒸気濃度を飽和水蒸気濃度より高くするための優先順位が、温度調整部によるデミスタ部の温度調整、内燃機関の空燃比制御、水添加装置による水添加の順に設定されている、内燃機関の排気浄化装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1に記載の内燃機関の排気浄化装置であって、
    温度調整型デミスタユニットは、温度調整部として、冷媒が流れる冷却管を備える、内燃機関の排気浄化装置。
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