JPH0592412U - ＮＯ▲ｘ▼低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで有効にＮＯ_xの低減を図ることが
できるＮＯ_x低減装置を提供する。 【構成】 空気中の湿度を検出する湿度検出器１０と、
該湿度検出器１０で検出された湿度Ｘと基準湿度とを比
較し、検出された湿度Ｘが基準湿度より低い時、制御指
令Ｚを出力する演算制御装置１１と、該演算制御装置１
１からの制御指令Ｚによりポンプモータ８を介して駆動
されるポンプ７と、エンジンへ燃焼用空気を送給する過
給機に対し空気を送給する供給管１の途中に設置され且
つポンプ７により供給された水を供給管１内へ導入され
た空気に噴霧するスプレーノズル５とを備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発電機、自動車などのエンジン、特に、ディーゼルエンジンにおけ るＮＯ_x低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンの排気ガス中に含まれるチッソ酸化物（以下、ＮＯ_xという）は大気 汚染の原因となり、最近では、その排出量の規制が行政当局より強く要請されて いる。

【０００３】 ＮＯ_xを低減させるためには触媒を用いるものが一般的であるが、触媒はコス トが掛かるという問題があった。

【０００４】 そこで、燃焼用空気湿度が高くなるとＮＯ_x排出率が低下するという現象を利 用して、シリンダ内の燃焼室に導入される空気に蒸気を混入させるＮＯ_x低減装 置が提案されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、ＮＯ_xは蒸気混入によって燃焼用空気の湿度が高くなれば低減する ものの、一方では、燃焼用空気の温度が高くなるとシリンダに流入する酸素の絶 対量が減少して燃焼状態を悪化させ、ひいては出力制限にも発展するという問題 がある。

【０００６】 従って上記従来装置においては、蒸気の噴射により湿度を高めたとしても、蒸 気自体は温度が高いので結果として有効にＮＯ_xの低減を図ることができないと いう問題があった。

【０００７】 本考案はこのような背景に基づいてなされたものであり、低コストで有効にＮ Ｏ_xの低減を図ることができるＮＯ_x低減装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、空気中の湿度を検出する湿度検出器と、該湿度検出器で検出され た湿度と基準湿度とを比較し、検出された湿度が基準湿度より低い時、制御指令 を出力する演算制御装置と、該演算制御装置からの制御指令によりアクチュエー タを介して駆動されるポンプと、エンジンへ燃焼用空気を送給する過給機に対し 空気を送給する供給管の途中に設置され且つポンプにより供給された水を供給管 内へ導入された空気に噴霧するスプレーノズルとを備えた第１の手段により達成 される。

【０００９】 また上記目的は、エンジンからの排気ガス中のＮＯ_x濃度を検出するＮＯ_x濃度 検出器と、該ＮＯ_x濃度検出器で検出されたＮＯ_x濃度と基準ＮＯ_x濃度とを比較 し、検出されたＮＯ_x濃度が基準ＮＯ_x濃度より高い時、制御指令を出力する演算 制御装置と、該演算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを介して駆動 されるポンプと、エンジンへ燃焼用空気を送給する過給機に対し空気を送給する 供給管の途中に設置され且つポンプにより供給された水を供給管内へ導入された 空気に噴霧するスプレーノズルとを備えた第２の手段により達成される。

【００１０】 また上記目的は、エンジンからの排気ガス中のＮＯ_x濃度を検出するＮＯ_x濃度 検出器と、該ＮＯ_x濃度検出器で検出されたＮＯ_x濃度と基準ＮＯ_x濃度とを比較 し、検出されたＮＯ_x濃度が基準ＮＯ_x濃度より高い時、制御指令を出力する演算 制御装置と、該演算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを介して駆動 されるポンプと、室内に設置されたエンジン近傍に外部からの空気を送給するダ クト本体に入口と出口を開口するよう接続された分岐ダクトの中途部に設けられ 且つ前記ポンプにより送給された水を分岐ダクトに導入された空気に噴霧するス プレーノズルと、前記分岐ダクトの中途部に設けられ前記演算制御装置からの制 御指令によりアクチュエータを介して駆動されるファンと、分岐ダクトに設けら れた前記スプレーノズルの少くとも上流側若しくは下流側に設置され且つ前記演 算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを介して開くダンパとを備えた 第３の手段により達成される。

【００１１】 また上記目的は、空気中の湿度を検出する湿度検出器と、該湿度検出器で検出 された湿度と基準湿度とを比較し、検出された湿度が基準湿度より低い時、制御 指令を出力する演算制御装置と、該演算制御装置からの制御指令によりアクチュ エータを介して駆動されるポンプと、室内に設置されたエンジン近傍に外部から の空気を送給するダクト本体に入口と出口を開口するよう接続された分岐ダクト の中途部に設けられ且つ前記ポンプにより送給された水を分岐ダクトに導入され た空気に噴霧するスプレーノズルと、前記分岐ダクトの中途部に設けられ前記演 算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを介して駆動されるファンと、 分岐ダクトに設けられた前記スプレーノズルの少くとも上流側若しくは下流側に 設置され且つ前記演算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを介して開 くダンパとを備えた第４の手段により達成される。

【００１２】

【作用】

第１の手段においては、湿度検出器で検出された湿度が基準湿度より低い時、 演算制御装置からの制御指令によりポンプが駆動され、スプレーノズルに水が供 給される。この水はスプレーノズルから供給管内に噴霧される。これにより供給 管内に導入された空気は湿らされた状態で過給機に送り込まれる。

【００１３】 第２の手段においては、ＮＯ_x濃度検出器で検出されたＮＯ_x濃度が基準濃度よ り高い時、演算制御装置からの制御指令によりポンプが駆動され、スプレーノズ ルに水が供給される。この水はスプレーノズルから供給管内に噴霧される。これ により供給管内に導入された空気は湿らされた状態で過給機に送り込まれる。

【００１４】 第３の手段においては、ＮＯ_x濃度検出器で検出されたＮＯ_x濃度が基準濃度よ り高い時、演算制御装置からの制御指令によりポンプおよびファンが駆動される と共にダンパが開となり、ポンプによりスプレーノズルに水が供給され、一方、 ダンパが開くことで分岐ダクトにダクト本体から空気が供給される。スプレーノ ズルに供給された水は分岐ダクト内に噴霧され、分岐ダクト内の空気を湿らせる 。この湿らされた空気は分岐ダクト出口からダクト本体内の空気に合流され、ダ クト本体の出口からエンジン近傍に送給される。

【００１５】 第４の手段においては、湿度検出器で検出された湿度が基準湿度より低い時、 演算制御装置からの制御指令によりポンプおよびファンが駆動されると共にダン パが開となり、ポンプによりスプレーノズルに水が供給され、一方、ダンパが開 くことで分岐ダクトにダクト本体から空気が供給される。スプレーノズルに供給 された水は分岐ダクト内に噴霧され、分岐ダクト内の空気を湿らせる。この湿ら された空気は分岐ダクト出口からダクト本体内の空気に合流され、ダクト本体の 出口からエンジン近傍に送給される。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の各実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】 図１は第１の実施例に係るＮＯ_x低減装置の制御概念図で、請求項１に対応す るものである。

【００１８】 図において、１は図示しない過給機に連接された供給管、２は供給管１の一端 に設けられ、ａで示す空気中の塵埃を除去するフィルタ、３は供給管１の途中の 下面に設けた貯水部である。

【００１９】 貯水部３の底部にはパイプ４の一端が接続されており、またパイプ４の他端に は複数のスプレーノズル５が設けてあり、このスプレーノズル５は供給管１の上 部から貯水部３に対面して配置されている。

【００２０】 パイプ４の途中にはフィルタ６と循環ポンプ７が設けてあり、ポンプモータ８ を駆動することで循環ポンプ７が作動し、貯水部３内の水をパイプ４内を通し、 スプレーノズル５から供給管１内に向けて噴霧させるようになっている。

【００２１】 １０は大気の湿度を検出する湿度検出器である。ＮＯ_x濃度は前述したように 湿度と反比例する相関関係を持っているので湿度を検出することで、ＮＯ_x濃度 の制御を行うことができるようになっている。

【００２２】 １１は例えばＣＰＵなどで構成される演算制御装置であり、湿度検出器１０で 検出された湿度Ｘと演算制御装置１１に予め設定された基準湿度Ｘ₀とを比較し 、ΔＸ＝Ｘ−Ｘ₀＜０であれば、即ち、検出された湿度Ｘが基準湿度Ｘ₀よりも低 い場合は、ポンプモータ８を駆動すべく制御指令Ｚを出力するようになっている 。なお、図中９は水の噴霧された空気からミストを除去するミストセパレータ、 １２は水の補給系である。

【００２３】 このように構成された装置において、湿度検出器１０で検出した湿度Ｘが基準 湿度Ｘ₀より低い場合には、前述のように演算制御装置１１から制御指令Ｚが出 される。これによりポンプモータ８は駆動され、循環ポンプ７が作動する。する と、前述の如く、貯水部３内の水は循環してスプレーノズル５より噴霧され、フ ィルタ２から導入された空気に混じって空気に湿度を与え、湿度の高くなった空 気はミストセパレータ９でミストを除去された上供給管１から過給機を通じて図 示しないエンジンに送り込まれる。このためエンジンの燃焼室内温度を上昇させ ることなく湿度のみが上昇し、排気ガス中のＮＯ_xを低減させることができる。

【００２４】 噴霧された水の一部は再び貯水部３内に回収されるが、全体としては徐々に減 少するため、補給系１２により適宜水が補給される。

【００２５】 図２は第２の実施例に係るＮＯ_x低減装置の制御概念図で、請求項３に対応す るものである。この実施例において、図１に示す第１の実施例と同一とみなせる 個所には同一符号を付して重複する説明は省略する。

【００２６】 図において２１は室内に設置され且つ先端が室内に開口されたダクト本体、２ ２はその入口に設けたルーバ、２３はルーバ２２の下流側にあるフィルタ３９の 下流側に設けたサイレンサ、２４はサイレンサ２３の下流側に設置されると共に モータ２５により回転駆動され、外部から取り入れた空気を矢印ｂ方向に搬送す る第１のファン、２６は両端がサイレンサ２３の下流側で且つ第１のファン２４ の上流側においてダクト本体２１の下方に接続された分岐ダクト、２７は分岐ダ クト２６の途中に設けた容器であり、前記スプレーノズル５のヘツダ５ａは容器 ２７の底部２７ａに貯留された水の上面から距離をおいてスプレーノズル５が上 向きになるよう容器２７内に配置されている。

【００２７】 分岐ダクト２６において、容器２７の上流側と下流側には通路を開閉するダン パ２８，２９が設けてあり、それぞれモータ３０，３１により駆動されるように なっている。また分岐ダクト２６の容器２７入口部には第２のファン３２が設け てあり、モータ３３により駆動されるようになっている。

【００２８】 前記ポンプモータ８の他、モータ３０，３１，３３が前記演算制御装置１１か らの制御指令Ｚにより駆動されるようになっている。なお、モータ２５は別系統 で駆動されており、運転時には第１のファン２４はダクト本体２１内で常に回転 するようになっている。

【００２９】 ３４はダクト本体２１によって送り込まれる空気を取り込んで運転されるエン ジン、３５はエンジン３４によって駆動される発電機、３６はエンジン３４から の排気ガスを排出する煙突、３７はエンジン３４から煙突３６に至る管３８の途 中に接続され、管３８を通る排気ガス中のＮＯ_x濃度を検出するＮＯ_x濃度検出器 である。

【００３０】 このような装置において、ＮＯ_x濃度検出器３７によって検出されたＮＯ_x濃度 Ｙが基準濃度Ｙ₀よりも低い時はダンパ２８，２９が閉じており、空気は湿度を 付加されることなくダクト本体２１から室内へ導入され、室内に導入された空気 はフィルタ２、過給機を経てエンジン３４の燃焼室内に送り込まれる。

【００３１】 しかし、検出されたＮＯ_x濃度Ｙが基準濃度Ｙ₀より高くなると、演算制御装置 １１からポンプモータ８の他、モータ３０，３１，３３に制御指令Ｚが出される 。するとダンパ２８，２９が開き、且つ、第２のファン３２が回転することで外 気の一部は分岐ダクト２６に流れ込むが、ここで前述と同様に、外気にはスプレ ーノズル５から水が上向きに噴霧され、水が噴霧されて湿度の高くなった空気は 分岐ダクト２６からダクト本体２１内に運ばれ、ダクト本体２１から室内に供給 され、最終的にはエンジン３４の燃焼室に送り込まれ、燃焼ガスの湿度を高める と共に温度上昇を抑制する。これによって煙突３６から排出される排気ガス中の ＮＯ_x量が低減される。

【００３２】 脱硝装置を使用しない場合、一般的に実施されているＮＯ_x低減対策としては 、標準燃料噴射角度から、クランク角度で数度遅らせて最高燃焼温度を低下させ る方法がある。この場合、標準からの燃料噴射角度の遅れが大きくなるに従って 同一出力を得るための燃料消費量が増加する。

【００３３】 しかるに本実施例では水の噴霧により空気の湿度を高めると共に燃焼ガスの温 度上昇を抑えＮＯ_xの低減を図っているので、クランク角度をそれほど遅らせる ことなく、即ち燃料噴射時期の遅延対策を施したエンジンよりも約１°クランク 角度を進めて燃料を噴射することができ、その結果出力低下を最小限に抑えるこ とができる。具体的には１．５〜２ｇ／ｋｗ・ｈの燃費削減が期待できる。

【００３４】 なお、本考案の図１の実施例においては、空気の湿度を検出し、図２の実施例 では排気ガス中のＮＯ_x濃度を検出する場合について説明したが、図１の実施例 で排気ガス中のＮＯ_x濃度を検出し（請求項２のもの）、図２の実施例で空気の 湿度を検出する（請求項４のもの）ようにしても実施できること、その他、本考 案の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。

【００３５】

【考案の効果】

請求項１記載の考案によれば、空気中の湿度が基準湿度より低い時、過給機に 対し空気を送給する供給管へ導入された空気に水を噴霧することにより、また請 求項２記載の考案によれば、エンジンからの排気ガス中のＮＯ_x濃度が基準濃度 より高い時、過給機に対し空気を送給する供給管へ導入された空気に水を噴霧す ることにより、排気ガス温度を高めることなく効率良くＮＯ_xの低減を図ること ができる。

【００３６】 請求項３記載の考案によれば、エンジンからの排気ガス中のＮＯ_x濃度が基準 濃度より高い時、エンジン近傍に空気を送給するダクト本体に設けた分岐ダクト へ導入された空気に水を噴霧して空気の湿度を高め、この空気をダクト本体の空 気に合流させることにより、また請求項４記載の考案によれば、空気中の湿度が 基準湿度より低い時、エンジン近傍に空気を送給するダクト本体に設けた分岐ダ クトへ導入された空気に水を噴霧して空気の湿度を高め、この空気をダクト本体 の空気に合流させることにより、排気ガス温度を高めることなく効率良くＮＯ_x の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例に係るＮＯ_x低減装置の
制御概念図である。

【図２】本考案の第２の実施例に係るＮＯ_x低減装置の
制御概念図である。

【符号の説明】

１ 供給管 ３ 貯水部 ４ パイプ ５ スプレーノズル ７ 循環ポンプ（ポンプ） ８ ポンプモータ（アクチュエータ） １０ 湿度検出器 １１ 演算制御装置 ２１ ダクト本体 ２６ 分岐ダクト ２８，２９ ダンパ ３０，３１，３３ アクチュエータ（モータ） ３２ ファン ３４ エンジン ３７ ＮＯ_x濃度検出器 Ｘ 湿度 Ｘ₀ 基準湿度 Ｙ ＮＯ_x濃度 Ｙ₀ 基準濃度 Ｚ 制御指令

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｐ 7114−3Ｇ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気中の湿度を検出する湿度検出器と、
   該湿度検出器で検出された湿度と基準湿度とを比較し、
   検出された湿度が基準湿度より低い時、制御指令を出力
   する演算制御装置と、該演算制御装置からの制御指令に
   よりアクチュエータを介して駆動されるポンプと、エン
   ジンへ燃焼用空気を送給する過給機に対し空気を送給す
   る供給管の途中に設置され且つポンプにより供給された
   水を供給管内へ導入された空気に噴霧するスプレーノズ
   ルとを備えたことを特徴とするＮＯ_x低減装置。
2. 【請求項２】 エンジンからの排気ガス中のＮＯ_x濃度
   を検出するＮＯ_x濃度検出器と、該ＮＯ_x濃度検出器で検
   出されたＮＯ_x濃度と基準ＮＯ_x濃度とを比較し、検出さ
   れたＮＯ_x濃度が基準ＮＯ_x濃度より高い時、制御指令を
   出力する演算制御装置と、該演算制御装置からの制御指
   令によりアクチュエータを介して駆動されるポンプと、
   エンジンへ燃焼用空気を送給する過給機に対し空気を送
   給する供給管の途中に設置され且つポンプにより供給さ
   れた水を供給管内へ導入された空気に噴霧するスプレー
   ノズルとを備えたことを特徴とするＮＯ_x低減装置。
3. 【請求項３】 エンジンからの排気ガス中のＮＯ_x濃度
   を検出するＮＯ_x濃度検出器と、該ＮＯ_x濃度検出器で検
   出されたＮＯ_x濃度と基準ＮＯ_x濃度とを比較し、検出さ
   れたＮＯ_x濃度が基準ＮＯ_x濃度より高い時、制御指令を
   出力する演算制御装置と、該演算制御装置からの制御指
   令によりアクチュエータを介して駆動されるポンプと、
   室内に設置されたエンジン近傍に外部からの空気を送給
   するダクト本体に入口と出口を開口するよう接続された
   分岐ダクトの中途部に設けられ且つ前記ポンプにより送
   給された水を分岐ダクトに導入された空気に噴霧するス
   プレーノズルと、前記分岐ダクトの中途部に設けられ前
   記演算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを
   介して駆動されるファンと、分岐ダクトに設けられた前
   記スプレーノズルの少くとも上流側若しくは下流側に設
   置され且つ前記演算制御装置からの制御指令によりアク
   チュエータを介して開くダンパとを備えたことを特徴と
   するＮＯ_x低減装置。
4. 【請求項４】 空気中の湿度を検出する湿度検出器と、
   該湿度検出器で検出された湿度と基準湿度とを比較し、
   検出された湿度が基準湿度より低い時、制御指令を出力
   する演算制御装置と、該演算制御装置からの制御指令に
   よりアクチュエータを介して駆動されるポンプと、室内
   に設置されたエンジン近傍に外部からの空気を送給する
   ダクト本体に入口と出口を開口するよう接続された分岐
   ダクトの中途部に設けられ且つ前記ポンプにより送給さ
   れた水を分岐ダクトに導入された空気に噴霧するスプレ
   ーノズルと、前記分岐ダクトの中途部に設けられ前記演
   算制御装置からの制御指令によりアクチュエータを介し
   て駆動されるファンと、分岐ダクトに設けられた前記ス
   プレーノズルの少くとも上流側若しくは下流側に設置さ
   れ且つ前記演算制御装置からの制御指令によりアクチュ
   エータを介して開くダンパとを備えたことを特徴とする
   ＮＯ_x低減装置。