JPH08254160A - ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置 - Google Patents
ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置Info
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- JPH08254160A JPH08254160A JP7057599A JP5759995A JPH08254160A JP H08254160 A JPH08254160 A JP H08254160A JP 7057599 A JP7057599 A JP 7057599A JP 5759995 A JP5759995 A JP 5759995A JP H08254160 A JPH08254160 A JP H08254160A
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- gas recirculation
- diesel engine
- control valve
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 過給機を備えるディーゼル機関における排気
ガスの還流率を、ＮＯｘ低減効果が大きく達成されるよ
うに最適値に保つこと。 【構成】 過給機のブロアには、排気ガス還流通路を介
して排気ガスの一部を還流するとともに、そのブロアに
燃焼用空気を供給し、ブロアの入口の給気圧が常にほぼ
大気圧程度であるので、流量制御弁によって、ＮＯｘ低
減に最適な流量となるように開度の制御を容易に行う。
排気ガス還流率ηは、排気ガス通路と給気通路に設けら
れた第１および第２ＣＯ2濃度検出手段の出力を演算す
ることによって求めることができる。
ガスの還流率を、ＮＯｘ低減効果が大きく達成されるよ
うに最適値に保つこと。 【構成】 過給機のブロアには、排気ガス還流通路を介
して排気ガスの一部を還流するとともに、そのブロアに
燃焼用空気を供給し、ブロアの入口の給気圧が常にほぼ
大気圧程度であるので、流量制御弁によって、ＮＯｘ低
減に最適な流量となるように開度の制御を容易に行う。
排気ガス還流率ηは、排気ガス通路と給気通路に設けら
れた第１および第２ＣＯ2濃度検出手段の出力を演算す
ることによって求めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
ガスの一部を給気側に戻すようにしたディーゼル機関の
排気ガス還流制御装置に関する。
ガスの一部を給気側に戻すようにしたディーゼル機関の
排気ガス還流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ディーゼル機関の排気ガスの
一部を、給気通路に混入して、ディーゼル機関への給気
ガス中のＯ2濃度の低減と燃焼温度の低減とによって、
ＮＯｘを低減させることが行われている。
一部を、給気通路に混入して、ディーゼル機関への給気
ガス中のＯ2濃度の低減と燃焼温度の低減とによって、
ＮＯｘを低減させることが行われている。
【０００３】典型的な先行技術は、実開平１−１６６２
５４に開示されている。この先行技術は、ディーゼル機
関の排気ガスをクーラで冷却し、給気通路に戻す構成を
有する。この先行技術では、クーラによって排気ガスを
冷却する際、そのクーラでは硫酸を含んだドレンが生
じ、このドレンが給気通路に供給されると、その給気通
路の管路の腐食などの損傷が生じる。
５４に開示されている。この先行技術は、ディーゼル機
関の排気ガスをクーラで冷却し、給気通路に戻す構成を
有する。この先行技術では、クーラによって排気ガスを
冷却する際、そのクーラでは硫酸を含んだドレンが生
じ、このドレンが給気通路に供給されると、その給気通
路の管路の腐食などの損傷が生じる。
【０００４】またこの先行技術では、排気ガス通路から
の排気ガスが還流通路を経て給気通路に供給される単純
な構造であって、希望する流量の排気ガスが安定して供
給されることが困難であるという問題もある。
の排気ガスが還流通路を経て給気通路に供給される単純
な構造であって、希望する流量の排気ガスが安定して供
給されることが困難であるという問題もある。
【０００５】さらにこの先行技術では、単１個のクーラ
によってたとえば２５０〜４００℃の高温度の排気ガス
を常温程度にまで冷却しており、したがってそのクーラ
の入口と出口の温度差が大きく、したがって大きな熱応
力が作用し、クーラの耐久性が低下するという問題があ
る。
によってたとえば２５０〜４００℃の高温度の排気ガス
を常温程度にまで冷却しており、したがってそのクーラ
の入口と出口の温度差が大きく、したがって大きな熱応
力が作用し、クーラの耐久性が低下するという問題があ
る。
【０００６】他の先行技術は特開平４−４７１５６に開
示されており、この先行技術でもまた、排気ガスの還流
通路に、その排気ガスを冷却するクーラを介在させた構
成を有し、前述の先行技術と同様な問題がある。
示されており、この先行技術でもまた、排気ガスの還流
通路に、その排気ガスを冷却するクーラを介在させた構
成を有し、前述の先行技術と同様な問題がある。
【０００７】さらに他の先行技術は特公昭６３−２３３
７８に開示されている。この先行技術では、過給機を備
えるディーゼル機関において、排気ガスの一部はダイア
フラム装置を介して過給機のブロアの下流側、すなわち
ディーゼル機関の給気入口に還流する構成となってお
り、ダイアフラム装置は、排気圧または給気圧に応じて
排気ガスの還流率を制御する。
７８に開示されている。この先行技術では、過給機を備
えるディーゼル機関において、排気ガスの一部はダイア
フラム装置を介して過給機のブロアの下流側、すなわち
ディーゼル機関の給気入口に還流する構成となってお
り、ダイアフラム装置は、排気圧または給気圧に応じて
排気ガスの還流率を制御する。
【０００８】この先行技術では、ディーゼル機関の負荷
に応じて過給機のブロアの吐出圧が大きく変動し、した
がって排気ガスの還流率を安定に維持することができな
い。排気ガスの還流率が大きくなって、大きい流量の排
気ガスが還流されるようになると、酸素不足による燃料
消費率の悪化が著しくなり、またスモーク濃度の悪化も
著しくなる。スモークが増加すると、ブローバイガスお
よびエンジンオイルにカーボン粒子が混入するので、デ
ィーゼル機関の摺動部分の摩耗が生じやすく、またエン
ジンオイルが劣化しやすくなり、さらに給気管などの給
気系統に未燃のカーボンが堆積し、給気効率が低下す
る。
に応じて過給機のブロアの吐出圧が大きく変動し、した
がって排気ガスの還流率を安定に維持することができな
い。排気ガスの還流率が大きくなって、大きい流量の排
気ガスが還流されるようになると、酸素不足による燃料
消費率の悪化が著しくなり、またスモーク濃度の悪化も
著しくなる。スモークが増加すると、ブローバイガスお
よびエンジンオイルにカーボン粒子が混入するので、デ
ィーゼル機関の摺動部分の摩耗が生じやすく、またエン
ジンオイルが劣化しやすくなり、さらに給気管などの給
気系統に未燃のカーボンが堆積し、給気効率が低下す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、再循
環されて還流される排気ガスの流量を、ＮＯｘ低減のた
めに最適な値で安定して制御することができるようにし
たディーゼル機関の排気ガス還流制御装置を提供するこ
とである。
環されて還流される排気ガスの流量を、ＮＯｘ低減のた
めに最適な値で安定して制御することができるようにし
たディーゼル機関の排気ガス還流制御装置を提供するこ
とである。
【００１０】本発明の他の目的は、排気ガスによる腐食
などの損傷が生じることを防ぎ、ＮＯｘを低減させるた
めに最適に還流することができるようにしたディーゼル
機関の排気ガス還流制御装置を提供することである。
などの損傷が生じることを防ぎ、ＮＯｘを低減させるた
めに最適に還流することができるようにしたディーゼル
機関の排気ガス還流制御装置を提供することである。
【００１１】本発明のさらに他の目的は、ディーゼル機
関からの還流される排気ガスを冷却するクーラの熱応力
を緩和することができるようにしたディーゼル機関の排
気ガス還流制御装置を提供することである。
関からの還流される排気ガスを冷却するクーラの熱応力
を緩和することができるようにしたディーゼル機関の排
気ガス還流制御装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、ディーゼル機
関の排気ガス通路に過給機のタービンが設けられ、その
過給機のブロアが設けられる給気通路に、排気ガスの一
部を、排気ガス還流通路を介して還流するディーゼル機
関の排気ガス還流制御装置において、排気ガス還流通路
に介在される流量制御弁と、排気ガス通路に設けられ、
ＣＯ2濃度を検出する第１ＣＯ2濃度検出手段と、給気通
路に設けられ、ＣＯ2濃度を検出する第２ＣＯ2濃度検出
手段と、第１および第２ＣＯ2濃度検出手段からの各出
力に応答して、流量制御弁の開度を制御する制御手段と
を含むことを特徴とするディーゼル機関の排気ガス還流
制御装置である。また本発明は、ディーゼル機関の排気
ガス通路に過給機のタービンが設けられ、その過給機の
ブロアが設けられる給気通路に、排気ガスの一部を、排
気ガス還流通路を介して還流するディーゼル機関の排気
ガス還流制御装置において、排気ガス還流通路に介在さ
れる流量制御弁と、給気通路に設けられ、Ｏ2濃度を検
出するＯ2濃度検出手段と、Ｏ2濃度検出手段の出力に応
答して、流量制御弁の開度を制御する制御手段とを含む
ことを特徴とする。また本発明は、ディーゼル機関の排
気ガス通路に過給機のタービンが設けられ、その過給機
のブロアが設けられる給気通路に、排気ガスの一部を、
排気ガス還流通路を介して還流するディーゼル機関の排
気ガス還流制御装置において、排気ガス還流通路に介在
される流量制御弁と、排気ガスのＮＯｘ濃度を検出する
ＮＯｘ濃度検出手段と、ＮＯｘ濃度検出手段の出力に応
答して、流量制御弁の開度を制御する制御手段とを含む
ことを特徴とするディーゼル機関の排気ガス還流制御装
置である。また本発明は、ブロアの入口側にエジェクタ
が設けられ、このエジェクタによって、排気ガス還流通
路からの排気ガスをノズルから噴出させて空気を吸入す
ることを特徴とする。また本発明は、前記流量制御弁
は、前記ノズルの前方に設けられる栓体を有し、排気ガ
ス噴出方向に沿ってノズルと栓体とが変位可能とされ、
ノズルと栓体とを相対的に変位調整する手段を有するこ
とを特徴とする。また本発明は、排気ガス還流通路に
は、上流側から下流側に、除塵用の第１フィルタと、排
気ガスを冷却するクーラと、ミストを除去するミストキ
ャッチャと、除塵用の第２フィルタとがこの順序で配置
され、第２フィルタの下流側に前記流量制御弁が配置さ
れることを特徴とする。また本発明は、クーラは、複数
段、直列に設けられ、冷却媒体は、排気ガスの下流側に
設けられたクーラから上流側に設けられたクーラに順次
的に導かれることを特徴とする。また本発明は、ミスト
キャッチャは、複数段のクーラの間に配置されることを
特徴とする。また本発明は、排気ガス通路の排気ガス還
流通路との接続個所よりも下流側に排気ガスエコノマイ
ザが配置されることを特徴とする。また本発明は、排気
ガス通路の排気ガス還流通路との接続個所よりも上流側
に排気ガスエコノマイザが配置されることを特徴とす
る。また本発明は、第１フィルタとクーラとの間にもう
１つのブロアが配置され、このもう１つのブロアは、過
給機のタービンによって駆動されることを特徴とする。
また本発明は、第１フィルタとクーラ間にもう１つのブ
ロアが配置され、このもう１つのブロアは、過給機のタ
ービン以外の駆動源によって駆動されることを特徴とす
る。また本発明は、排気ガス通路の排気ガス還流通路と
の接続個所よりも上流側に排気ガスエコノマイザが配置
されることを特徴とする。また本発明は、排気ガス還流
通路には、上流側から下流側に、排気ガスに水を直接に
接触させるスクラバと、ミストを除去するミストキャッ
チャと、除塵用フィルタとはこの順序で配置され、フィ
ルタの下流側に前記流量制御弁が配置されることを特徴
とする。また本発明は、ディーゼル機関の排気ガス通路
に、過給機のタービンが設けられ、給気通路にその過給
機のブロアが設けられるディーゼル機関の排気ガス還流
制御装置において、排気ガス通路に排気ガスエコノマイ
ザが介在され、給気通路のブロアよりも上流側のガス通
路には、上流側から下流側に、排気ガス源と、その排気
ガスを冷却するクーラと、ミストを除去するミストキャ
ッチャと、除塵用フィルタと、流量制御弁とがこの順序
で配置され、さらに、排気ガス通路に設けられ、ＮＯｘ
濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段と、ＮＯｘ濃度検出
手段の出力に応答して、流量制御弁の開度を制御する制
御手段とを含むことを特徴とするディーゼル機関の排気
ガス還流制御装置である。また本発明は、排気ガス通路
の排気ガス還流通路との接続個所よりも下流側に、もう
１つの流量制御弁が配置されることを特徴とする。
関の排気ガス通路に過給機のタービンが設けられ、その
過給機のブロアが設けられる給気通路に、排気ガスの一
部を、排気ガス還流通路を介して還流するディーゼル機
関の排気ガス還流制御装置において、排気ガス還流通路
に介在される流量制御弁と、排気ガス通路に設けられ、
ＣＯ2濃度を検出する第１ＣＯ2濃度検出手段と、給気通
路に設けられ、ＣＯ2濃度を検出する第２ＣＯ2濃度検出
手段と、第１および第２ＣＯ2濃度検出手段からの各出
力に応答して、流量制御弁の開度を制御する制御手段と
を含むことを特徴とするディーゼル機関の排気ガス還流
制御装置である。また本発明は、ディーゼル機関の排気
ガス通路に過給機のタービンが設けられ、その過給機の
ブロアが設けられる給気通路に、排気ガスの一部を、排
気ガス還流通路を介して還流するディーゼル機関の排気
ガス還流制御装置において、排気ガス還流通路に介在さ
れる流量制御弁と、給気通路に設けられ、Ｏ2濃度を検
出するＯ2濃度検出手段と、Ｏ2濃度検出手段の出力に応
答して、流量制御弁の開度を制御する制御手段とを含む
ことを特徴とする。また本発明は、ディーゼル機関の排
気ガス通路に過給機のタービンが設けられ、その過給機
のブロアが設けられる給気通路に、排気ガスの一部を、
排気ガス還流通路を介して還流するディーゼル機関の排
気ガス還流制御装置において、排気ガス還流通路に介在
される流量制御弁と、排気ガスのＮＯｘ濃度を検出する
ＮＯｘ濃度検出手段と、ＮＯｘ濃度検出手段の出力に応
答して、流量制御弁の開度を制御する制御手段とを含む
ことを特徴とするディーゼル機関の排気ガス還流制御装
置である。また本発明は、ブロアの入口側にエジェクタ
が設けられ、このエジェクタによって、排気ガス還流通
路からの排気ガスをノズルから噴出させて空気を吸入す
ることを特徴とする。また本発明は、前記流量制御弁
は、前記ノズルの前方に設けられる栓体を有し、排気ガ
ス噴出方向に沿ってノズルと栓体とが変位可能とされ、
ノズルと栓体とを相対的に変位調整する手段を有するこ
とを特徴とする。また本発明は、排気ガス還流通路に
は、上流側から下流側に、除塵用の第１フィルタと、排
気ガスを冷却するクーラと、ミストを除去するミストキ
ャッチャと、除塵用の第２フィルタとがこの順序で配置
され、第２フィルタの下流側に前記流量制御弁が配置さ
れることを特徴とする。また本発明は、クーラは、複数
段、直列に設けられ、冷却媒体は、排気ガスの下流側に
設けられたクーラから上流側に設けられたクーラに順次
的に導かれることを特徴とする。また本発明は、ミスト
キャッチャは、複数段のクーラの間に配置されることを
特徴とする。また本発明は、排気ガス通路の排気ガス還
流通路との接続個所よりも下流側に排気ガスエコノマイ
ザが配置されることを特徴とする。また本発明は、排気
ガス通路の排気ガス還流通路との接続個所よりも上流側
に排気ガスエコノマイザが配置されることを特徴とす
る。また本発明は、第１フィルタとクーラとの間にもう
１つのブロアが配置され、このもう１つのブロアは、過
給機のタービンによって駆動されることを特徴とする。
また本発明は、第１フィルタとクーラ間にもう１つのブ
ロアが配置され、このもう１つのブロアは、過給機のタ
ービン以外の駆動源によって駆動されることを特徴とす
る。また本発明は、排気ガス通路の排気ガス還流通路と
の接続個所よりも上流側に排気ガスエコノマイザが配置
されることを特徴とする。また本発明は、排気ガス還流
通路には、上流側から下流側に、排気ガスに水を直接に
接触させるスクラバと、ミストを除去するミストキャッ
チャと、除塵用フィルタとはこの順序で配置され、フィ
ルタの下流側に前記流量制御弁が配置されることを特徴
とする。また本発明は、ディーゼル機関の排気ガス通路
に、過給機のタービンが設けられ、給気通路にその過給
機のブロアが設けられるディーゼル機関の排気ガス還流
制御装置において、排気ガス通路に排気ガスエコノマイ
ザが介在され、給気通路のブロアよりも上流側のガス通
路には、上流側から下流側に、排気ガス源と、その排気
ガスを冷却するクーラと、ミストを除去するミストキャ
ッチャと、除塵用フィルタと、流量制御弁とがこの順序
で配置され、さらに、排気ガス通路に設けられ、ＮＯｘ
濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段と、ＮＯｘ濃度検出
手段の出力に応答して、流量制御弁の開度を制御する制
御手段とを含むことを特徴とするディーゼル機関の排気
ガス還流制御装置である。また本発明は、排気ガス通路
の排気ガス還流通路との接続個所よりも下流側に、もう
１つの流量制御弁が配置されることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明に従えば、過給機が設けられたディーゼ
ル機関におけるブロアが設けられる給気通路に、ディー
ゼル機関からの排気ガスの一部を、排気ガス還流通路を
介して還流し、こうして排気ガスはブロアによって、燃
焼用空気とともにディーゼル機関に供給され、このブロ
アの吸入圧は、常にほぼ大気圧程度であり、したがって
希望する安定した流量で排気ガスを再循環して還流し、
これによって排気ガスの還流率をＮＯｘの低減効果が大
きい値に安定して保つことが容易に可能になる。これに
よって燃料消費率を向上することができ、またスモーク
濃度を低下させ、ブローバイガスおよびエンジンオイル
にカーボン粒子が混入することが防がれ、これによって
ディーゼル機関の摺動部分の摩耗を防ぎ、エンジンオイ
ルの劣化を防ぐことができ、さらに未燃のカーボンが給
気系統に堆積することが防がれ、給気効率の低下を防ぐ
ことができる。
ル機関におけるブロアが設けられる給気通路に、ディー
ゼル機関からの排気ガスの一部を、排気ガス還流通路を
介して還流し、こうして排気ガスはブロアによって、燃
焼用空気とともにディーゼル機関に供給され、このブロ
アの吸入圧は、常にほぼ大気圧程度であり、したがって
希望する安定した流量で排気ガスを再循環して還流し、
これによって排気ガスの還流率をＮＯｘの低減効果が大
きい値に安定して保つことが容易に可能になる。これに
よって燃料消費率を向上することができ、またスモーク
濃度を低下させ、ブローバイガスおよびエンジンオイル
にカーボン粒子が混入することが防がれ、これによって
ディーゼル機関の摺動部分の摩耗を防ぎ、エンジンオイ
ルの劣化を防ぐことができ、さらに未燃のカーボンが給
気系統に堆積することが防がれ、給気効率の低下を防ぐ
ことができる。
【００１４】また本発明に従えば、排気通路に第１ＣＯ
2濃度検出手段が設けられて排気ガスのＣＯ2濃度が検出
され、また給気通路では、還流される排気ガスと燃焼用
空気との混合ガスのＣＯ2濃度が第２ＣＯ2濃度検出手段
によって検出され、これらの第１および第２ＣＯ2濃度
検出手段の出力に基づいて排気ガス還流率ηを演算して
求めることができる。したがってこの排気ガスの還流率
ηが、負荷に対応した値となるように排気ガス還流通路
に介在された流量制御弁の開度が制御される。
2濃度検出手段が設けられて排気ガスのＣＯ2濃度が検出
され、また給気通路では、還流される排気ガスと燃焼用
空気との混合ガスのＣＯ2濃度が第２ＣＯ2濃度検出手段
によって検出され、これらの第１および第２ＣＯ2濃度
検出手段の出力に基づいて排気ガス還流率ηを演算して
求めることができる。したがってこの排気ガスの還流率
ηが、負荷に対応した値となるように排気ガス還流通路
に介在された流量制御弁の開度が制御される。
【００１５】また本発明に従えば、還流された排気ガス
と燃焼用空気との混合ガスが導かれる給気通路にＯ2濃
度検出手段が介在され、これによって検出されたＯ2濃
度に基づいて還流率を演算して求めることができ、この
還流率ηが、ディーゼル機関の負荷に対応した値となる
ように流量制御弁の開度を制御し、このようにしてＮＯ
ｘ濃度が低減されるために最適な還流率ηを達成するこ
とができる。
と燃焼用空気との混合ガスが導かれる給気通路にＯ2濃
度検出手段が介在され、これによって検出されたＯ2濃
度に基づいて還流率を演算して求めることができ、この
還流率ηが、ディーゼル機関の負荷に対応した値となる
ように流量制御弁の開度を制御し、このようにしてＮＯ
ｘ濃度が低減されるために最適な還流率ηを達成するこ
とができる。
【００１６】さらに本発明に従えば、ディーゼル機関か
らの排気ガス中のＮＯｘ濃度を、ＮＯｘ濃度検出手段に
よって検出し、このＮＯｘ濃度検出手段は、排気ガス通
路に介在されていてもよいし、または排気ガス還流通路
における燃焼用空気の混合位置よりも上流側に設けられ
ていてもよく、こうして検出されたＮＯｘ濃度が負荷に
対応した予め定める値となるように流量制御弁の開度を
制御し、こうしてＮＯｘ濃度を低く保つことができる。
らの排気ガス中のＮＯｘ濃度を、ＮＯｘ濃度検出手段に
よって検出し、このＮＯｘ濃度検出手段は、排気ガス通
路に介在されていてもよいし、または排気ガス還流通路
における燃焼用空気の混合位置よりも上流側に設けられ
ていてもよく、こうして検出されたＮＯｘ濃度が負荷に
対応した予め定める値となるように流量制御弁の開度を
制御し、こうしてＮＯｘ濃度を低く保つことができる。
【００１７】本発明に従えば、ブロアの入口側にエジェ
クタが設けられ、このエジェクタは、給気通路の燃焼用
空気を吸引するサイレンサから燃焼用空気が、ノズルか
ら噴出される排気ガスの運動エネルギによって流入さ
れ、このようなエジェクタ効果によって、構成の簡略化
を図ることができる。
クタが設けられ、このエジェクタは、給気通路の燃焼用
空気を吸引するサイレンサから燃焼用空気が、ノズルか
ら噴出される排気ガスの運動エネルギによって流入さ
れ、このようなエジェクタ効果によって、構成の簡略化
を図ることができる。
【００１８】さらに本発明に従えば、前記エジェクタに
おけるノズルと、ノズルの前方に設けられる栓体との排
気ガス噴出方向に沿う相互の間隔が変化されるようにノ
ズルと栓体とを相対的に変位調整し、これによって排気
ガスの流量を、したがって排気ガスの還流率を、制御す
ることができ、このような構成によって流量制御弁を実
現することができる。
おけるノズルと、ノズルの前方に設けられる栓体との排
気ガス噴出方向に沿う相互の間隔が変化されるようにノ
ズルと栓体とを相対的に変位調整し、これによって排気
ガスの流量を、したがって排気ガスの還流率を、制御す
ることができ、このような構成によって流量制御弁を実
現することができる。
【００１９】さらに本発明に従えば、排気ガス還流通路
において第１および第２フィルタによって除塵を行い、
この第１フィルタよりも下流側にある第２フィルタの網
目またはフィルタ孔径を小さく設定し、すなわち上流側
の第１フィルタの網目を第２フィルタの網目よりも大き
く選び、これによって第１および第２フィルタの網目の
目詰りを防いで確実に除塵することができるようにな
る。また本発明では、クーラによって排気ガスを冷却し
た後、その排気ガスをミストキャッチャに導いてミスト
を除去するようにしたので、クーラで凝結した硫酸を含
むドレンが除去される。これによって硫酸を含んだ水滴
が流量制御弁およびその下流側のブロアを含む給気経路
に導かれることが防がれ、腐食などによる損傷を防ぐこ
とができる。
において第１および第２フィルタによって除塵を行い、
この第１フィルタよりも下流側にある第２フィルタの網
目またはフィルタ孔径を小さく設定し、すなわち上流側
の第１フィルタの網目を第２フィルタの網目よりも大き
く選び、これによって第１および第２フィルタの網目の
目詰りを防いで確実に除塵することができるようにな
る。また本発明では、クーラによって排気ガスを冷却し
た後、その排気ガスをミストキャッチャに導いてミスト
を除去するようにしたので、クーラで凝結した硫酸を含
むドレンが除去される。これによって硫酸を含んだ水滴
が流量制御弁およびその下流側のブロアを含む給気経路
に導かれることが防がれ、腐食などによる損傷を防ぐこ
とができる。
【００２０】また本発明に従えば、クーラは、複数段、
たとえば２段、直列に設けられ、これによって各クーラ
における排気ガスの入口と出口の温度差を小さくして熱
応力を抑制することができ、クーラの大きな熱応力に起
因した損傷を防ぐことができる。クーラは排気ガスを間
接熱交換して冷却するものであって、その冷却媒体は排
気ガスの下流側に設けられたクーラから上流側に設けら
れたクーラに順次的に導くことによって、冷却媒体と排
気ガスとの温度差を大きくして熱交換効率を向上するこ
とができる。
たとえば２段、直列に設けられ、これによって各クーラ
における排気ガスの入口と出口の温度差を小さくして熱
応力を抑制することができ、クーラの大きな熱応力に起
因した損傷を防ぐことができる。クーラは排気ガスを間
接熱交換して冷却するものであって、その冷却媒体は排
気ガスの下流側に設けられたクーラから上流側に設けら
れたクーラに順次的に導くことによって、冷却媒体と排
気ガスとの温度差を大きくして熱交換効率を向上するこ
とができる。
【００２１】本発明に従えば、複数段のクーラの間にミ
ストキャッチャを介在し、これによってそのミストキャ
ッチャよりも下流側に配置されたクーラは硫酸を含む水
滴による耐食性の構造とする必要がなく、実現が容易と
なる。
ストキャッチャを介在し、これによってそのミストキャ
ッチャよりも下流側に配置されたクーラは硫酸を含む水
滴による耐食性の構造とする必要がなく、実現が容易と
なる。
【００２２】また本発明に従えば、排気ガス通路で排気
ガス還流通路との接続個所よりも下流側に排気ガスエコ
ノマイザを介在してもよいけれども、前記接続個所より
も上流側に排気ガスエコノマイザを配置して排気ガス還
流通路に導かれる排気ガスの温度を低下し、クーラの負
担を軽減することもまた可能である。
ガス還流通路との接続個所よりも下流側に排気ガスエコ
ノマイザを介在してもよいけれども、前記接続個所より
も上流側に排気ガスエコノマイザを配置して排気ガス還
流通路に導かれる排気ガスの温度を低下し、クーラの負
担を軽減することもまた可能である。
【００２３】さらに本発明に従えば、排気ガス還流通路
における第１フィルタによって排気ガス中の除塵を行
い、その後過給機のタービンによって駆動されるもう１
つのブロアによって昇圧し、クーラ、ミストキャッチャ
および第２フィルタを経て流量制御弁に排気ガスを供給
し、こうして排気ガスを安定した圧力でＮＯｘ低減に最
適な流量で排気ガスを還流させることが可能になる。前
記もう１つのブロアは、過給機のタービンによって駆動
される他に、他の実施例として、電動機などの駆動源に
よって駆動される構成としてもよい。
における第１フィルタによって排気ガス中の除塵を行
い、その後過給機のタービンによって駆動されるもう１
つのブロアによって昇圧し、クーラ、ミストキャッチャ
および第２フィルタを経て流量制御弁に排気ガスを供給
し、こうして排気ガスを安定した圧力でＮＯｘ低減に最
適な流量で排気ガスを還流させることが可能になる。前
記もう１つのブロアは、過給機のタービンによって駆動
される他に、他の実施例として、電動機などの駆動源に
よって駆動される構成としてもよい。
【００２４】さらにこのようなもう１つのブロアが用い
られる構成においては、排気ガス通路の排気ガス還流通
路との接続個所よりも上流側に排気ガスエコノマイザを
配置して、前記もう１つのブロアに供給される排気ガス
の温度を低下し、前記もう１つのブロアの耐熱性の程度
を低下することができるようにしてもよい。
られる構成においては、排気ガス通路の排気ガス還流通
路との接続個所よりも上流側に排気ガスエコノマイザを
配置して、前記もう１つのブロアに供給される排気ガス
の温度を低下し、前記もう１つのブロアの耐熱性の程度
を低下することができるようにしてもよい。
【００２５】さらに本発明に従えば、排気ガス還流通路
にスクラバを介在して排気ガスに水をシャワーなどによ
って直接に接触させ、除塵とともにＳＯｘ（たとえばＳ
Ｏ2，ＳＯ3）、ＮＯｘ（たとえばＮＯ2，ＮＯ，ＮＯ3）
などを除去し、こうして清浄化された排気ガスをミスト
キャッチャに導いて水滴を除去し、さらに除塵用フィル
タで除塵を行った後、流量制御弁に導くようにし、こう
してスクラバによる排気ガスの冷却効果もまた達成する
ことができる。このスクラバを用いることによって、そ
れよりも上流側の除塵用フィルタおよびクーラなどを省
略し、構成の簡略化を図ることができる。
にスクラバを介在して排気ガスに水をシャワーなどによ
って直接に接触させ、除塵とともにＳＯｘ（たとえばＳ
Ｏ2，ＳＯ3）、ＮＯｘ（たとえばＮＯ2，ＮＯ，ＮＯ3）
などを除去し、こうして清浄化された排気ガスをミスト
キャッチャに導いて水滴を除去し、さらに除塵用フィル
タで除塵を行った後、流量制御弁に導くようにし、こう
してスクラバによる排気ガスの冷却効果もまた達成する
ことができる。このスクラバを用いることによって、そ
れよりも上流側の除塵用フィルタおよびクーラなどを省
略し、構成の簡略化を図ることができる。
【００２６】本発明に従えば、過給機が備えられたディ
ーゼル機関において、排気ガス通路に排気ガスエコノマ
イザが介在されて熱回収を行い、給気通路のブロアより
も上流側のガス通路には、別途設けられたガスタービン
からの排気ガスは、ボイラからの排気ガスタービンまた
は燃焼器からのＯ2濃度が零またはごく低い不活性ガス
であるイナートガスなどが供給され、その排気ガスがク
ーラによって冷却され、硫酸などのドレンである水滴が
ミストキャッチャによって除去され、さらに除塵用フィ
ルタで除塵されて流量制御弁に供給され、この流量制御
弁からの排気ガスが燃焼用空気とともに、前記過給機の
ブロアに供給されて吸入されディーゼル機関に供給され
る。ディーゼル機関からの排気ガスが導かれる排気ガス
通路にＮＯｘ濃度検出手段を設け、その検出されたＮＯ
ｘ濃度が、負荷に対応した予め定める値、または負荷に
依存することなく定められた値となるように、流量制御
弁の開度を制御手段によって制御する。
ーゼル機関において、排気ガス通路に排気ガスエコノマ
イザが介在されて熱回収を行い、給気通路のブロアより
も上流側のガス通路には、別途設けられたガスタービン
からの排気ガスは、ボイラからの排気ガスタービンまた
は燃焼器からのＯ2濃度が零またはごく低い不活性ガス
であるイナートガスなどが供給され、その排気ガスがク
ーラによって冷却され、硫酸などのドレンである水滴が
ミストキャッチャによって除去され、さらに除塵用フィ
ルタで除塵されて流量制御弁に供給され、この流量制御
弁からの排気ガスが燃焼用空気とともに、前記過給機の
ブロアに供給されて吸入されディーゼル機関に供給され
る。ディーゼル機関からの排気ガスが導かれる排気ガス
通路にＮＯｘ濃度検出手段を設け、その検出されたＮＯ
ｘ濃度が、負荷に対応した予め定める値、または負荷に
依存することなく定められた値となるように、流量制御
弁の開度を制御手段によって制御する。
【００２７】さらに本発明に従えば、過給機のタービン
からの排気ガスの一部は、排気ガス還流通路に供給さ
れ、この排気ガス還流通路には除塵用フィルタ、クー
ラ、ミストキャッチャさらには前述のようにスクラバな
どが介在されており圧力損失が大きく、これによって過
給機の背圧が低下し、すなわち過給機のタービンの出口
の圧力がたとえば２００ｍｍＡｑ程度に低下してしま
い、排気ガス還流通路における排気ガスの流量が必要な
値に確保することができないおそれが生じる。本発明で
はこの問題を解決するために、排気ガス通路の排気ガス
還流通路との接続個所よりも下流側に、もう１つの流量
制御弁を配置し、このもう１つの流量制御弁の開度を小
さくすることによって、圧力損失が大きい排気ガス還流
通路への必要な流量の排気ガスを供給することが可能に
なる。また前述のように排気ガス還流通路に前記もう１
つのブロアを設けて加圧することによってもまた、排気
ガス還流通路に、必要な流量で排気ガスを分流して供給
することが可能になる。
からの排気ガスの一部は、排気ガス還流通路に供給さ
れ、この排気ガス還流通路には除塵用フィルタ、クー
ラ、ミストキャッチャさらには前述のようにスクラバな
どが介在されており圧力損失が大きく、これによって過
給機の背圧が低下し、すなわち過給機のタービンの出口
の圧力がたとえば２００ｍｍＡｑ程度に低下してしま
い、排気ガス還流通路における排気ガスの流量が必要な
値に確保することができないおそれが生じる。本発明で
はこの問題を解決するために、排気ガス通路の排気ガス
還流通路との接続個所よりも下流側に、もう１つの流量
制御弁を配置し、このもう１つの流量制御弁の開度を小
さくすることによって、圧力損失が大きい排気ガス還流
通路への必要な流量の排気ガスを供給することが可能に
なる。また前述のように排気ガス還流通路に前記もう１
つのブロアを設けて加圧することによってもまた、排気
ガス還流通路に、必要な流量で排気ガスを分流して供給
することが可能になる。
【００２８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の構成を示
す系統図である。ディーゼル機関１の排気ガス通路２に
は過給機３のタービン４が設けられ、このタービン４に
よってブロア５が回転駆動される。ブロア５は、ディー
ゼル機関１の給気通路６に介在される。この給気通路６
には、排気ガス循環通路７からの排気ガスと空気通路８
からの燃焼用空気とが混合されたガスが流過する。
す系統図である。ディーゼル機関１の排気ガス通路２に
は過給機３のタービン４が設けられ、このタービン４に
よってブロア５が回転駆動される。ブロア５は、ディー
ゼル機関１の給気通路６に介在される。この給気通路６
には、排気ガス循環通路７からの排気ガスと空気通路８
からの燃焼用空気とが混合されたガスが流過する。
【００２９】排気ガス通路２には、給気ガス還流通路７
が接続個所９において接続される。排気ガス還流通路７
には、その上流側および下流側に、除塵用の第１フィル
タ１０と、排気ガスを間接熱交換して冷却するクーラ１
１と、ミストを除去するミストキャッチャ１２と、除塵
用の第２フィルタ１３とがこの順序で配置され、さらに
第２フィルタ１３の下流側で排気ガス還流通路７には流
量制御弁１４が配置される。クーラ１１は伝熱管３４を
有する間接熱交換器であって、その耐熱性、耐食性金属
材料たとえばステンレス鋼から成る伝熱管３４には、排
気ガスの下流側の入口３５から冷却媒体、たとえば水が
供給され、排気ガスの上流側の出口３６から排出され
る。排気ガス通路２の前記接続個所９よりも下流側に
は、排気ガスエコノマイザ１５が設けられ、熱回収が行
われ、その後、排気ガス煙突１６から、大気放散され
る。
が接続個所９において接続される。排気ガス還流通路７
には、その上流側および下流側に、除塵用の第１フィル
タ１０と、排気ガスを間接熱交換して冷却するクーラ１
１と、ミストを除去するミストキャッチャ１２と、除塵
用の第２フィルタ１３とがこの順序で配置され、さらに
第２フィルタ１３の下流側で排気ガス還流通路７には流
量制御弁１４が配置される。クーラ１１は伝熱管３４を
有する間接熱交換器であって、その耐熱性、耐食性金属
材料たとえばステンレス鋼から成る伝熱管３４には、排
気ガスの下流側の入口３５から冷却媒体、たとえば水が
供給され、排気ガスの上流側の出口３６から排出され
る。排気ガス通路２の前記接続個所９よりも下流側に
は、排気ガスエコノマイザ１５が設けられ、熱回収が行
われ、その後、排気ガス煙突１６から、大気放散され
る。
【００３０】図２は、図１に示される実施例におけるブ
ロア５の入口の構成を簡略化して示す断面図である。ブ
ロア５の入口側にエジェクタ１７が設けられる。このエ
ジェクタ１７は、消音のためのサイレンサを構成する。
エジェクタ１７の軸線１８と同一軸線を有してノズル１
９が設けられる。ノズル１９は、排気ガス還流通路７に
接続され、排気ガスがノズル１９から噴出される。これ
によってハウジング２０内には、ノズル１９からの排気
ガスの運動エネルギによって取入れ口２１から燃焼用空
気が吸入される。
ロア５の入口の構成を簡略化して示す断面図である。ブ
ロア５の入口側にエジェクタ１７が設けられる。このエ
ジェクタ１７は、消音のためのサイレンサを構成する。
エジェクタ１７の軸線１８と同一軸線を有してノズル１
９が設けられる。ノズル１９は、排気ガス還流通路７に
接続され、排気ガスがノズル１９から噴出される。これ
によってハウジング２０内には、ノズル１９からの排気
ガスの運動エネルギによって取入れ口２１から燃焼用空
気が吸入される。
【００３１】図３は、本発明の他の実施例のブロア５の
入口側の構成を簡略化して示す断面図である。この実施
例においてもまたエジェクタ１７が設けられ、したがっ
て前述の実施例に類似するけれども、注目すべきはノズ
ル７ａの前方の固定位置に排気ガス噴出方向２２の上流
側（図３の右方）に先細状に形成された栓体２３が設け
られる。ノズル７ａは気密性の案内手段２４によって排
気ガス噴出方向２２に沿って変位可能に設けられる。こ
のノズル７ａは、排気ガス還流通路７内に部分的に挿入
される。ノズル７ａはノズル７ａを排気ガス噴出方向２
２の前後に変位調整する空気圧シリンダまたは電動機と
ねじ送り機構との組合わせなどから成る変位調整手段２
５に連結される。こうしてノズル７ａと栓体２３とは排
気ガス噴出方向２２の前後に変位可能に調整され、エジ
ェクタ効果による取入れ口２１からの燃焼用空気の吸引
作用を達成するとともに、ノズル７ａと栓体２３との組
合わせは流量制御弁１４の働きを兼ねることができる。
この図３の実施例によれば、構成の簡略化がさらに図ら
れる。
入口側の構成を簡略化して示す断面図である。この実施
例においてもまたエジェクタ１７が設けられ、したがっ
て前述の実施例に類似するけれども、注目すべきはノズ
ル７ａの前方の固定位置に排気ガス噴出方向２２の上流
側（図３の右方）に先細状に形成された栓体２３が設け
られる。ノズル７ａは気密性の案内手段２４によって排
気ガス噴出方向２２に沿って変位可能に設けられる。こ
のノズル７ａは、排気ガス還流通路７内に部分的に挿入
される。ノズル７ａはノズル７ａを排気ガス噴出方向２
２の前後に変位調整する空気圧シリンダまたは電動機と
ねじ送り機構との組合わせなどから成る変位調整手段２
５に連結される。こうしてノズル７ａと栓体２３とは排
気ガス噴出方向２２の前後に変位可能に調整され、エジ
ェクタ効果による取入れ口２１からの燃焼用空気の吸引
作用を達成するとともに、ノズル７ａと栓体２３との組
合わせは流量制御弁１４の働きを兼ねることができる。
この図３の実施例によれば、構成の簡略化がさらに図ら
れる。
【００３２】再び図１を参照して、排気ガス通路２にお
いて、前記接続個所９よりも下流側には、もう１つの流
量制御弁２６が配置される。この流量制御弁２６の開度
を小さくして絞ることによって、圧力損失が大きい排気
ガス還流通路７への排気ガスの一部の分流を容易に行っ
て、ＮＯｘ低減に最適な排気ガス流量を、排気ガス還流
通路７において確保することが容易に可能になる。
いて、前記接続個所９よりも下流側には、もう１つの流
量制御弁２６が配置される。この流量制御弁２６の開度
を小さくして絞ることによって、圧力損失が大きい排気
ガス還流通路７への排気ガスの一部の分流を容易に行っ
て、ＮＯｘ低減に最適な排気ガス流量を、排気ガス還流
通路７において確保することが容易に可能になる。
【００３３】排気ガス還流通路７に設けられる流量制御
弁１４と、接続個所９よりも下流側で排気ガス通路２に
設けられる流量制御弁２６との各開度は、ディーゼル機
関１の負荷に応じて、図４に示されるように変化され
る。排気ガス還流通路７に介在されている流量制御弁１
４の開度Ｌ１４は、負荷の増大に応じて大きくされ、分
流されて還流される排気ガスの流量が増大される。これ
に対して、排気ガス通路２に介在されているもう１つの
流量制御弁２６の開度Ｌ２６は、負荷の増大に伴って、
小さく変化され、したがって排気ガス還流通路７への排
気ガスの一部の分流による流量が確保される。
弁１４と、接続個所９よりも下流側で排気ガス通路２に
設けられる流量制御弁２６との各開度は、ディーゼル機
関１の負荷に応じて、図４に示されるように変化され
る。排気ガス還流通路７に介在されている流量制御弁１
４の開度Ｌ１４は、負荷の増大に応じて大きくされ、分
流されて還流される排気ガスの流量が増大される。これ
に対して、排気ガス通路２に介在されているもう１つの
流量制御弁２６の開度Ｌ２６は、負荷の増大に伴って、
小さく変化され、したがって排気ガス還流通路７への排
気ガスの一部の分流による流量が確保される。
【００３４】ディーゼル機関１の負荷の増大に応じて排
気ガス還流率ηは増大し、この排気ガス還流率ηに応じ
て、排気ガス還流通路７に介在されている流量制御弁１
４の開度は、図５に示されるように増大される。こうし
て負荷が大きく、したがって大きな還流率ηが必要とさ
れるとき、流量制御弁１４の開度が大きくなる。
気ガス還流率ηは増大し、この排気ガス還流率ηに応じ
て、排気ガス還流通路７に介在されている流量制御弁１
４の開度は、図５に示されるように増大される。こうし
て負荷が大きく、したがって大きな還流率ηが必要とさ
れるとき、流量制御弁１４の開度が大きくなる。
【００３５】図６は、ディーゼル機関における排気ガス
還流率ηと、その排気ガスのＮＯｘ濃度との関係を示す
本件発明者の実験結果を示すグラフである。排気ガス還
流率ηを大きく設定することによって、排気ガス中に含
まれるＮＯｘ濃度が低下されることが理解される。この
還流率ηを増大し過ぎると、ＮＯｘの低減効果は大きく
なる反面、酸素不足による燃料消費率およびスモーク濃
度の悪化が著しくなる。スモークの増加によって、ブロ
ーバイガスおよびエンジンオイルにカーボン粒子が混入
し、ディーゼル機関１の摺動部分の摩耗およびエンジン
オイルの劣化が生じ、また、給気系統に未燃のカーボン
が次第に堆積して、給気効率の低下を招くおそれがあ
る。したがってディーゼル機関１の負荷に対応した還流
率ηを、上述の問題を生じることなく、ＮＯｘの低減効
果が大きくなるように定める。
還流率ηと、その排気ガスのＮＯｘ濃度との関係を示す
本件発明者の実験結果を示すグラフである。排気ガス還
流率ηを大きく設定することによって、排気ガス中に含
まれるＮＯｘ濃度が低下されることが理解される。この
還流率ηを増大し過ぎると、ＮＯｘの低減効果は大きく
なる反面、酸素不足による燃料消費率およびスモーク濃
度の悪化が著しくなる。スモークの増加によって、ブロ
ーバイガスおよびエンジンオイルにカーボン粒子が混入
し、ディーゼル機関１の摺動部分の摩耗およびエンジン
オイルの劣化が生じ、また、給気系統に未燃のカーボン
が次第に堆積して、給気効率の低下を招くおそれがあ
る。したがってディーゼル機関１の負荷に対応した還流
率ηを、上述の問題を生じることなく、ＮＯｘの低減効
果が大きくなるように定める。
【００３６】図７は、上述の各実施例における電気的構
成を示すブロック図である。ディーゼル機関１の負荷は
負荷検出手段２７によって検出され、その出力はマイク
ロコンピュータなどによって実現される処理回路２８に
与えられる。負荷検出手段２７は、たとえば燃料噴射流
量、したがって燃料噴射ポンプにおけるバレルに形成さ
れた燃料吸込孔に、プランジャに形成された斜溝が一致
する軸線方向の変位量を調整するためにプランジャをバ
レルと相対的に軸線まわりに角変位するための調整スリ
ーブに固定されているピニオンに噛合うラックの変位量
を検出するように構成されていてもよく、この燃料噴射
ポンプにおいて調整スリーブは、プランジャの軸線方向
の変位を許容し、軸線まわりにプランジャとともに角変
位する構成を有する。この負荷検出手段２７はまた他の
実施例として、ディーゼル機関１のクランク軸の回転速
度を検出する構成であってもよく、その他の負荷を検出
する構成であってもよい。
成を示すブロック図である。ディーゼル機関１の負荷は
負荷検出手段２７によって検出され、その出力はマイク
ロコンピュータなどによって実現される処理回路２８に
与えられる。負荷検出手段２７は、たとえば燃料噴射流
量、したがって燃料噴射ポンプにおけるバレルに形成さ
れた燃料吸込孔に、プランジャに形成された斜溝が一致
する軸線方向の変位量を調整するためにプランジャをバ
レルと相対的に軸線まわりに角変位するための調整スリ
ーブに固定されているピニオンに噛合うラックの変位量
を検出するように構成されていてもよく、この燃料噴射
ポンプにおいて調整スリーブは、プランジャの軸線方向
の変位を許容し、軸線まわりにプランジャとともに角変
位する構成を有する。この負荷検出手段２７はまた他の
実施例として、ディーゼル機関１のクランク軸の回転速
度を検出する構成であってもよく、その他の負荷を検出
する構成であってもよい。
【００３７】排気ガス還流率ηを演算して求めるため
に、排気ガス通路２には、ＣＯ2濃度を検出する第１Ｃ
Ｏ2濃度検出手段２９が設けられ、また還流された排気
ガスと燃焼用空気との混合ガスが導かれる給気通路６に
もまたＣＯ2濃度を検出する第２ＣＯ2検出濃度手段３０
が設けられる。
に、排気ガス通路２には、ＣＯ2濃度を検出する第１Ｃ
Ｏ2濃度検出手段２９が設けられ、また還流された排気
ガスと燃焼用空気との混合ガスが導かれる給気通路６に
もまたＣＯ2濃度を検出する第２ＣＯ2検出濃度手段３０
が設けられる。
【００３８】排気ガス還流通路７の流量制御弁１４を経
て還流される排気ガスの流量をＱ２とし、給気通路６を
経てディーゼル機関１に供給される給気ガスの流量をＱ
３とし、過給機３のタービン４から排気通路２に導かれ
る排気ガスの流量をＱ４とするとき、 Ｑ４ ≒ Ｑ３ …（１） であり、第１および第２ＣＯ2検出手段２９，３０によ
って検出されるＣＯ2濃度をＡ２９，Ａ３０とすると、
式２が成立する。
て還流される排気ガスの流量をＱ２とし、給気通路６を
経てディーゼル機関１に供給される給気ガスの流量をＱ
３とし、過給機３のタービン４から排気通路２に導かれ
る排気ガスの流量をＱ４とするとき、 Ｑ４ ≒ Ｑ３ …（１） であり、第１および第２ＣＯ2検出手段２９，３０によ
って検出されるＣＯ2濃度をＡ２９，Ａ３０とすると、
式２が成立する。
【００３９】 Ｑ２・Ａ２９ ＝ Ｑ３・Ａ３０ ≒ Ｑ４・Ａ３０ …（２） したがって排気ガス還流率η１は式３のように示され
る。
る。
【００４０】
【数１】
【００４１】したがって排気ガス還流率η１は、第１お
よび第２ＣＯ2検出手段２９，３０の出力に基づいて演
算して求めることができることが理解される。前述の式
３によって得られた排気ガスの還流率η１が目標値より
も大きく変化したとき、流量制御弁１４の開度を小さく
制御し、これとは逆に小さく変化したとき開度を大きく
制御し、こうして還流率η１を目標値に保つように制御
する。流量制御弁１４の開度が最大開度になっても、算
出される還流率η１が目標値未満であるときには、もう
１つの流量制御弁２６の開度を小さく制御する。
よび第２ＣＯ2検出手段２９，３０の出力に基づいて演
算して求めることができることが理解される。前述の式
３によって得られた排気ガスの還流率η１が目標値より
も大きく変化したとき、流量制御弁１４の開度を小さく
制御し、これとは逆に小さく変化したとき開度を大きく
制御し、こうして還流率η１を目標値に保つように制御
する。流量制御弁１４の開度が最大開度になっても、算
出される還流率η１が目標値未満であるときには、もう
１つの流量制御弁２６の開度を小さく制御する。
【００４２】図８は、図７に示される処理回路２８の動
作を説明するためのフローチャートである。ステップａ
１からステップａ２に移り、負荷検出手段２７によって
ディーゼル機関１の負荷が検出され、その負荷に対応し
て流量制御弁１４，２６の開度が一旦、設定される。そ
の後ステップａ４では、第１および第２ＣＯ2濃度検出
手段２９，３０の出力に基づいて、前述の式３から排気
還流率η１が算出される。ステップａ５では、前述の式
３によって得られた還流率η１が、検出された負荷に対
応する目標値である還流率に一致するように、流量制御
弁１４の開度を制御し、こうしてステップａ６において
一連の動作を終了する。
作を説明するためのフローチャートである。ステップａ
１からステップａ２に移り、負荷検出手段２７によって
ディーゼル機関１の負荷が検出され、その負荷に対応し
て流量制御弁１４，２６の開度が一旦、設定される。そ
の後ステップａ４では、第１および第２ＣＯ2濃度検出
手段２９，３０の出力に基づいて、前述の式３から排気
還流率η１が算出される。ステップａ５では、前述の式
３によって得られた還流率η１が、検出された負荷に対
応する目標値である還流率に一致するように、流量制御
弁１４の開度を制御し、こうしてステップａ６において
一連の動作を終了する。
【００４３】図９は、本発明の他の実施例の電気的構成
を示すブロック図である。この実施例は前述の実施例に
類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目す
べきはこの実施例では、給気通路６には、還流される排
気ガスと空気との混合ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度
検出手段３１が、前述の図１に示されるように設けられ
る。処理回路２８は、このＯ2濃度検出手段３１の出力
に応答して、排気ガス還流率η２を次に述べるようにし
て演算して求める。空気通路８から吸入される燃焼用空
気の流量をＱ１とするとき、その空気の２０．８％はＯ
2であり、Ｏ2濃度検出手段３１によって検出されるＯ2
濃度をＢ３１とするとき、式４が成立する。
を示すブロック図である。この実施例は前述の実施例に
類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目す
べきはこの実施例では、給気通路６には、還流される排
気ガスと空気との混合ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度
検出手段３１が、前述の図１に示されるように設けられ
る。処理回路２８は、このＯ2濃度検出手段３１の出力
に応答して、排気ガス還流率η２を次に述べるようにし
て演算して求める。空気通路８から吸入される燃焼用空
気の流量をＱ１とするとき、その空気の２０．８％はＯ
2であり、Ｏ2濃度検出手段３１によって検出されるＯ2
濃度をＢ３１とするとき、式４が成立する。
【００４４】 Ｑ１・０.２０８ ＝ Ｑ３・Ｂ３１ …（４） したがって排気ガス還流率η２は、
【００４５】
【数２】
【００４６】図１０は、図９に示される実施例における
処理回路２８の動作を説明するためのフローチャートで
ある。ステップｂ１からステップｂ２に移り、負荷検出
手段２７によってディーゼル機関１の負荷を検出し、そ
の検出された負荷に対応してステップｂ３では、各流量
制御弁１４，２６の開度を一旦、設定する。次のステッ
プｂ４では、Ｏ2濃度検出手段３１の検出出力によって
排気ガス還流率η２を前述の式５に基づいて算出する。
ステップｂ５では、流量制御弁１４の開度を制御して、
式５によって算出された還流率η２が、前述のステップ
ｂ２において検出された負荷に対応する目標値である還
流率となるように、流量制御弁１４の開度が制御され
る。ステップｂ６では、一連の動作を終了する。前述の
式５で得られる排気ガス還流率η２が目標値未満である
ときには、換言すると、酸素濃度検出手段３１によって
検出される酸素濃度Ｂ３１が予め定める還流率η２の目
標値に対応した予め定める値以上であるときには、流量
制御弁１４の開度を小さく制御し、これとは逆に算出し
て得られる還流率η２が目標値を越えるときにはその開
度を大きく制御する。 前述の参照符η１，η２を、総括的に、参照符ηで示す
ことがある。
処理回路２８の動作を説明するためのフローチャートで
ある。ステップｂ１からステップｂ２に移り、負荷検出
手段２７によってディーゼル機関１の負荷を検出し、そ
の検出された負荷に対応してステップｂ３では、各流量
制御弁１４，２６の開度を一旦、設定する。次のステッ
プｂ４では、Ｏ2濃度検出手段３１の検出出力によって
排気ガス還流率η２を前述の式５に基づいて算出する。
ステップｂ５では、流量制御弁１４の開度を制御して、
式５によって算出された還流率η２が、前述のステップ
ｂ２において検出された負荷に対応する目標値である還
流率となるように、流量制御弁１４の開度が制御され
る。ステップｂ６では、一連の動作を終了する。前述の
式５で得られる排気ガス還流率η２が目標値未満である
ときには、換言すると、酸素濃度検出手段３１によって
検出される酸素濃度Ｂ３１が予め定める還流率η２の目
標値に対応した予め定める値以上であるときには、流量
制御弁１４の開度を小さく制御し、これとは逆に算出し
て得られる還流率η２が目標値を越えるときにはその開
度を大きく制御する。 前述の参照符η１，η２を、総括的に、参照符ηで示す
ことがある。
【００４７】図１１は、本発明のさらに他の実施例の電
気的構成を示すブロック図である。この実施例は前述の
実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
す。注目すべきはこの実施例では図１にもまた示される
ように、ディーゼル機関１の排気ガスのＮＯｘ濃度を検
出するために、ＮＯｘ濃度検出手段３２を、たとえば排
気ガス通路２に設ける。ＮＯｘ濃度検出手段３２はま
た、排気ガス還流通路７に設けられていてもよい。
気的構成を示すブロック図である。この実施例は前述の
実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
す。注目すべきはこの実施例では図１にもまた示される
ように、ディーゼル機関１の排気ガスのＮＯｘ濃度を検
出するために、ＮＯｘ濃度検出手段３２を、たとえば排
気ガス通路２に設ける。ＮＯｘ濃度検出手段３２はま
た、排気ガス還流通路７に設けられていてもよい。
【００４８】図１２は、図１１に示される処理回路２８
の動作を説明するためのフローチャートである。ステッ
プｃ１からステップｃ２に移り、負荷検出手段２７によ
って検出される負荷が読取られ、ステップｃ３では、そ
の検出された負荷に対応して流量制御弁１４，２６の開
度が一旦、設定される。その後ステップｃ４では、ＮＯ
ｘ濃度検出手段３０によって検出されるＮＯｘ濃度が読
込まれ、ステップｃ５ではその検出されたＮＯｘ濃度
が、前述のステップｃ２で検出された負荷に対応するＮ
Ｏｘ濃度を目標値とし、その目標値となるように流量制
御弁１４の開度が制御され、ステップｃ６では、一連の
動作を終了する。検出されるＮＯｘ濃度が大きくなった
とき、流量制御弁１４の開度を小さく制御する。
の動作を説明するためのフローチャートである。ステッ
プｃ１からステップｃ２に移り、負荷検出手段２７によ
って検出される負荷が読取られ、ステップｃ３では、そ
の検出された負荷に対応して流量制御弁１４，２６の開
度が一旦、設定される。その後ステップｃ４では、ＮＯ
ｘ濃度検出手段３０によって検出されるＮＯｘ濃度が読
込まれ、ステップｃ５ではその検出されたＮＯｘ濃度
が、前述のステップｃ２で検出された負荷に対応するＮ
Ｏｘ濃度を目標値とし、その目標値となるように流量制
御弁１４の開度が制御され、ステップｃ６では、一連の
動作を終了する。検出されるＮＯｘ濃度が大きくなった
とき、流量制御弁１４の開度を小さく制御する。
【００４９】このような図７〜図１２の各実施例におい
て、ガスの流量を検出する手段が設けられておらず、こ
れによって構成の小形化を図ることが可能であるという
効果が達成される。
て、ガスの流量を検出する手段が設けられておらず、こ
れによって構成の小形化を図ることが可能であるという
効果が達成される。
【００５０】図１３は、本発明の他の実施例の全体の構
成を示す系統図である。この実施例において、前述の実
施例に対応する部分には同一の参照符を付す。この実施
例は前述の図１に示される構成に類似するけれども、注
目すべきは第１フィルタ１０とミストキャッチャ１２と
の間で排気ガス還流通路７に介在されているクーラ１１
は、排気ガスの上流側から下流側に複数段（この実施例
では２段）、直列に設けられ、参照符１１ａ，１１ｂで
示されている。
成を示す系統図である。この実施例において、前述の実
施例に対応する部分には同一の参照符を付す。この実施
例は前述の図１に示される構成に類似するけれども、注
目すべきは第１フィルタ１０とミストキャッチャ１２と
の間で排気ガス還流通路７に介在されているクーラ１１
は、排気ガスの上流側から下流側に複数段（この実施例
では２段）、直列に設けられ、参照符１１ａ，１１ｂで
示されている。
【００５１】クーラ１１ａ，１１ｂには伝熱管３４ａ，
３４ｂが設けられ、排気ガスの下流側のクーラ１１ｂの
伝熱管３４ｂの入口３６からの冷却媒体、たとえば海水
などの水は、排気ガスの上流側に設けられたクーラ１１
ａの伝熱管３４ａに管路３７を介して順次的に導かれ、
出口３８から排出される。クーラ１１ａに供給される排
気ガスの温度は、たとえば２５０〜４００℃であり、そ
のクーラ１１ａから排出される冷却された排気ガスの温
度は、たとえば１５０〜２００℃であり、このクーラ１
１ａでは排気ガス中の水蒸気は結露しない。クーラ１１
ｂでは、上述の１５０〜２００℃の排気ガスは、常温、
たとえば５０℃程度にまで冷却され、排気ガスの水蒸気
は結露する。したがって下流側のクーラ１１ｂは、硫酸
などによる腐食が生じないようにした耐食性金属製材料
などから構成される。これに対して上流側のクーラ１１
ａでは、水蒸気の結露は生じないので、耐食性材料製と
する必要はなく、高温度に耐える耐熱性材料製からなる
構造とする。
３４ｂが設けられ、排気ガスの下流側のクーラ１１ｂの
伝熱管３４ｂの入口３６からの冷却媒体、たとえば海水
などの水は、排気ガスの上流側に設けられたクーラ１１
ａの伝熱管３４ａに管路３７を介して順次的に導かれ、
出口３８から排出される。クーラ１１ａに供給される排
気ガスの温度は、たとえば２５０〜４００℃であり、そ
のクーラ１１ａから排出される冷却された排気ガスの温
度は、たとえば１５０〜２００℃であり、このクーラ１
１ａでは排気ガス中の水蒸気は結露しない。クーラ１１
ｂでは、上述の１５０〜２００℃の排気ガスは、常温、
たとえば５０℃程度にまで冷却され、排気ガスの水蒸気
は結露する。したがって下流側のクーラ１１ｂは、硫酸
などによる腐食が生じないようにした耐食性金属製材料
などから構成される。これに対して上流側のクーラ１１
ａでは、水蒸気の結露は生じないので、耐食性材料製と
する必要はなく、高温度に耐える耐熱性材料製からなる
構造とする。
【００５２】図１３に示される実施例では、クーラ１１
が２段にされ、各クーラ１１ａ，１１ｂにおいて排気ガ
スが段階的に冷却されるようにしたので、各クーラ１１
ａ，１１ｂにおける排気ガスの入口と出口の温度差を小
さくすることができる。したがってクーラ１１ａ，１１
ｂに作用する熱応力を、前述の図１に示されるクーラ１
１に比べて熱応力を小さくすることができる。したがっ
て構成を簡単にすることができる。ミストキャッチャ１
２もまた、耐熱性に優れた材料製とし、ミストキャッチ
ャ１２よりも下流側の第２フィルタ１３などは、耐食性
材料製とする必要はない。その他の構成は、図１〜図１
２に示される各実施例に類似する。
が２段にされ、各クーラ１１ａ，１１ｂにおいて排気ガ
スが段階的に冷却されるようにしたので、各クーラ１１
ａ，１１ｂにおける排気ガスの入口と出口の温度差を小
さくすることができる。したがってクーラ１１ａ，１１
ｂに作用する熱応力を、前述の図１に示されるクーラ１
１に比べて熱応力を小さくすることができる。したがっ
て構成を簡単にすることができる。ミストキャッチャ１
２もまた、耐熱性に優れた材料製とし、ミストキャッチ
ャ１２よりも下流側の第２フィルタ１３などは、耐食性
材料製とする必要はない。その他の構成は、図１〜図１
２に示される各実施例に類似する。
【００５３】図１４は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示す系統図である。この実施例は前述の実施
例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注
目すべきはこの実施例では、排気ガス還流通路７には、
上流側から下流側にスクラバ４０と、ミストキャッチャ
１２と除塵用フィルタ１３とがこの順序で配置され、フ
ィルタ１３の下流側に流量制御弁１４が配置される。
体の構成を示す系統図である。この実施例は前述の実施
例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注
目すべきはこの実施例では、排気ガス還流通路７には、
上流側から下流側にスクラバ４０と、ミストキャッチャ
１２と除塵用フィルタ１３とがこの順序で配置され、フ
ィルタ１３の下流側に流量制御弁１４が配置される。
【００５４】図１５は、スクラバ４０の具体的な構成を
示す断面図である。ハウジング４１の上部にはノズル４
２が設けられ、このノズル４２には、管路４３から冷却
媒体である水、たとえば海水が供給され、ノズル４２か
ら水が霧状に噴射される。ハウジング４１には、噴射さ
れた水が参照符４４で示されるように貯留され、排出管
路４５から排水される。排気ガス還流通路７の前記接続
個所９からの排気ガスは、水の貯留部４４よりも上方の
入口４６からハウジング４１内の空間に供給され、ノズ
ル４２よりも下方であって、かつ入口４６よりも上方の
出口４７から排出されて後続のミストキャッチャ１２に
導かれる。
示す断面図である。ハウジング４１の上部にはノズル４
２が設けられ、このノズル４２には、管路４３から冷却
媒体である水、たとえば海水が供給され、ノズル４２か
ら水が霧状に噴射される。ハウジング４１には、噴射さ
れた水が参照符４４で示されるように貯留され、排出管
路４５から排水される。排気ガス還流通路７の前記接続
個所９からの排気ガスは、水の貯留部４４よりも上方の
入口４６からハウジング４１内の空間に供給され、ノズ
ル４２よりも下方であって、かつ入口４６よりも上方の
出口４７から排出されて後続のミストキャッチャ１２に
導かれる。
【００５５】スクラバ４０では、入口４６からの高温度
の排気ガスがノズル４２からの水と直接に接触して除塵
が行われるとともに、ＮＯｘおよびＳＯｘが水に吸収さ
れ、さらに効率よく冷却される。スクラバ４０の出口４
７から排出される排気ガスの温度は、たとえば５０℃程
度である。
の排気ガスがノズル４２からの水と直接に接触して除塵
が行われるとともに、ＮＯｘおよびＳＯｘが水に吸収さ
れ、さらに効率よく冷却される。スクラバ４０の出口４
７から排出される排気ガスの温度は、たとえば５０℃程
度である。
【００５６】図１６は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示すブロック図である。この実施例は全体の
図１３に示される実施例に類似するけれども、注目すべ
きは複数段（たとえば２段）のクーラ１１ａ，１１ｂの
間に、ミストキャッチャ１２が配置される。これによっ
て初段のクーラ１１ａで排気ガス中の水蒸気が結露して
生じた硫酸を含むミストは、ミストキャッチャ１２によ
って捕捉され、したがって後続のクーラ１１ｂを耐食性
材料とする必要がなくなる。その他の構成は前述の実施
例と同様である。
体の構成を示すブロック図である。この実施例は全体の
図１３に示される実施例に類似するけれども、注目すべ
きは複数段（たとえば２段）のクーラ１１ａ，１１ｂの
間に、ミストキャッチャ１２が配置される。これによっ
て初段のクーラ１１ａで排気ガス中の水蒸気が結露して
生じた硫酸を含むミストは、ミストキャッチャ１２によ
って捕捉され、したがって後続のクーラ１１ｂを耐食性
材料とする必要がなくなる。その他の構成は前述の実施
例と同様である。
【００５７】図１７は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示す系統図である。この実施例は、前述の図
１に示される実施例に類似するけれども、注目すべきは
排気ガスエコノマイザ１５は、排気ガス通路２の排気ガ
ス還流通路７との接続個所９よりも上流側に配置され
る。これによって排気ガスエコノマイザ１５から排出さ
れる排気ガスの温度を、たとえば１５０〜２００℃に低
下させることができ、第１フィルタ１０およびクーラ１
１の熱応力を低下させて、構成を簡略化することができ
る。第１フィルタ１０およびクーラ１１は、耐食性材料
から成る。
体の構成を示す系統図である。この実施例は、前述の図
１に示される実施例に類似するけれども、注目すべきは
排気ガスエコノマイザ１５は、排気ガス通路２の排気ガ
ス還流通路７との接続個所９よりも上流側に配置され
る。これによって排気ガスエコノマイザ１５から排出さ
れる排気ガスの温度を、たとえば１５０〜２００℃に低
下させることができ、第１フィルタ１０およびクーラ１
１の熱応力を低下させて、構成を簡略化することができ
る。第１フィルタ１０およびクーラ１１は、耐食性材料
から成る。
【００５８】図１８は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示す系統図である。この実施例では、図１７
の実施例に、さらにもう１つのブロア４９が設けられ、
第１フィルタ１０で除塵された排気ガスは、ブロア４９
で加圧され、クーラ１１に導かれる。その他の構成は前
述の図１７の構成と同様である。ブロア４９が設けられ
ることによって、排気ガス通路２から排気ガス還流通路
７への必要な流量を確保することが容易になる。ブロア
４９は、ブロア５と同様に、タービン４によって回転駆
動される。
体の構成を示す系統図である。この実施例では、図１７
の実施例に、さらにもう１つのブロア４９が設けられ、
第１フィルタ１０で除塵された排気ガスは、ブロア４９
で加圧され、クーラ１１に導かれる。その他の構成は前
述の図１７の構成と同様である。ブロア４９が設けられ
ることによって、排気ガス通路２から排気ガス還流通路
７への必要な流量を確保することが容易になる。ブロア
４９は、ブロア５と同様に、タービン４によって回転駆
動される。
【００５９】図１９は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示すブロック図である。この実施例は、前述
の図１８に示される実施例に類似するけれども、注目す
べきはブロア４９は、過給機３のタービン４以外の駆動
源５１によって回転駆動される。駆動源５１は、たとえ
ば電動機であってもよく、またはガスタービンなどの内
燃機関であってもよく、その他の構成であってもよい。
このような図１９の実施例によってもまた、前述の図１
８の構成と同様な効果が達成される。
体の構成を示すブロック図である。この実施例は、前述
の図１８に示される実施例に類似するけれども、注目す
べきはブロア４９は、過給機３のタービン４以外の駆動
源５１によって回転駆動される。駆動源５１は、たとえ
ば電動機であってもよく、またはガスタービンなどの内
燃機関であってもよく、その他の構成であってもよい。
このような図１９の実施例によってもまた、前述の図１
８の構成と同様な効果が達成される。
【００６０】図２０は、本発明の他の実施例の全体の構
成を示す系統図である。前述の実施例の対応する部分に
は、同一の参照符を付す。ディーゼル機関１からの排気
ガスは、過給機３のタービン４に供給されてタービン４
が駆動され、その後、排気ガスは排気ガスエコノマイザ
１５によって熱回収され、煙突１６に導かれる。タービ
ン４によってブロア５が回転駆動され、排気ガス通路７
のブロア５よりも上流側のガス通路には、上流側から下
流側に、排気ガス源５２と、その排気ガスを冷却するク
ーラ１１と、クーラ１１によって排気ガス中の結露した
水を除去するミストキャッチャ１２と、除塵用フィルタ
１３と、流量制御弁１４とがこの順序で配置される。排
気ガス源５２は、たとえばガスタービンであってもよ
く、ボイラであってもよく、あるいはまた燃焼器から得
られるＯ2濃度が零または低い不活性ガスなどのイナー
トガスを発生する構成であってもよく、さらに他の構成
であってもよい。
成を示す系統図である。前述の実施例の対応する部分に
は、同一の参照符を付す。ディーゼル機関１からの排気
ガスは、過給機３のタービン４に供給されてタービン４
が駆動され、その後、排気ガスは排気ガスエコノマイザ
１５によって熱回収され、煙突１６に導かれる。タービ
ン４によってブロア５が回転駆動され、排気ガス通路７
のブロア５よりも上流側のガス通路には、上流側から下
流側に、排気ガス源５２と、その排気ガスを冷却するク
ーラ１１と、クーラ１１によって排気ガス中の結露した
水を除去するミストキャッチャ１２と、除塵用フィルタ
１３と、流量制御弁１４とがこの順序で配置される。排
気ガス源５２は、たとえばガスタービンであってもよ
く、ボイラであってもよく、あるいはまた燃焼器から得
られるＯ2濃度が零または低い不活性ガスなどのイナー
トガスを発生する構成であってもよく、さらに他の構成
であってもよい。
【００６１】ＮＯｘ検出手段３２は、排気ガス通路２に
設けられ、その排気ガスのＮＯｘ濃度を検出し、処理回
路５３は、流量制御弁１４の開度を、ＮＯｘ濃度検出手
段３２の出力に応答して制御する。たとえば検出される
ＮＯｘ濃度が、予め定める目標値を越えているときに
は、流量制御弁１４の開度を大きくする。
設けられ、その排気ガスのＮＯｘ濃度を検出し、処理回
路５３は、流量制御弁１４の開度を、ＮＯｘ濃度検出手
段３２の出力に応答して制御する。たとえば検出される
ＮＯｘ濃度が、予め定める目標値を越えているときに
は、流量制御弁１４の開度を大きくする。
【００６２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、過給機が
備えられたディーゼル機関のブロアに、ディーゼル機関
の排気ガスの一部を還流し、この還流された排気ガスと
燃焼用空気とがブロアに吸入されてディーゼル機関に供
給されるようにしたので、このブロアの入口における圧
力は常にほぼ大気圧程度であり、したがって排気ガス還
流通路に流れる排気ガスの流量を安定して維持すること
が可能となる。これによってＮＯｘ低減に最適な流量排
気ガスを再循環して還流することができる。そのため燃
料消費率を向上することができ、またスモーク濃度を低
くし、これによってブローバイガスおよびエンジンオイ
ルにカーボン粒子が混入することを抑制し、ディーゼル
機関の摺動部分の摩耗を防ぎエンジンオイルの劣化を防
ぐことができ、さらにディーゼル機関の給気系統に未燃
のカーボンが堆積することが防がれ、給気効率を良好に
保つことができるようになる。
備えられたディーゼル機関のブロアに、ディーゼル機関
の排気ガスの一部を還流し、この還流された排気ガスと
燃焼用空気とがブロアに吸入されてディーゼル機関に供
給されるようにしたので、このブロアの入口における圧
力は常にほぼ大気圧程度であり、したがって排気ガス還
流通路に流れる排気ガスの流量を安定して維持すること
が可能となる。これによってＮＯｘ低減に最適な流量排
気ガスを再循環して還流することができる。そのため燃
料消費率を向上することができ、またスモーク濃度を低
くし、これによってブローバイガスおよびエンジンオイ
ルにカーボン粒子が混入することを抑制し、ディーゼル
機関の摺動部分の摩耗を防ぎエンジンオイルの劣化を防
ぐことができ、さらにディーゼル機関の給気系統に未燃
のカーボンが堆積することが防がれ、給気効率を良好に
保つことができるようになる。
【００６３】また本発明によれば、排気ガス通路および
給気通路に第１および第２ＣＯ2濃度検出手段を設け、
あるいはまた給気通路にＯ2濃度検出手段を設け、さら
にまた排気ガス通路にＮＯｘ濃度検出手段を設け、これ
らの各濃度検出手段の出力によって排気ガス還流率を演
算し、その還流率がディーゼル機関のたとえば負荷に対
応したＮＯｘ低減に最適な値となるように排気ガス還流
通路に介在されている流量制御弁の開度を制御する。こ
れによって排気ガス通路および給気通路におけるガスの
圧力変動にかかわらず、排気ガスの還流率を希望する値
に制御することが容易に可能になる。
給気通路に第１および第２ＣＯ2濃度検出手段を設け、
あるいはまた給気通路にＯ2濃度検出手段を設け、さら
にまた排気ガス通路にＮＯｘ濃度検出手段を設け、これ
らの各濃度検出手段の出力によって排気ガス還流率を演
算し、その還流率がディーゼル機関のたとえば負荷に対
応したＮＯｘ低減に最適な値となるように排気ガス還流
通路に介在されている流量制御弁の開度を制御する。こ
れによって排気ガス通路および給気通路におけるガスの
圧力変動にかかわらず、排気ガスの還流率を希望する値
に制御することが容易に可能になる。
【００６４】本発明によれば、排気ガス還流通路からの
排気ガスの運動エネルギを利用してエジェクタによって
燃焼用空気を吸引するようにし、構成の簡略化を図り、
しかも排気ガスの有する運動エネルギを有効に利用する
ことができ、さらにまた流量制御弁は排気ガスを噴出す
るノズルとそのノズルの前方に配置された栓体との排気
ガス噴出方向に沿う相互の間隔を調整することができる
ようにして構成することができ、構成の簡略化を図るこ
とができる。
排気ガスの運動エネルギを利用してエジェクタによって
燃焼用空気を吸引するようにし、構成の簡略化を図り、
しかも排気ガスの有する運動エネルギを有効に利用する
ことができ、さらにまた流量制御弁は排気ガスを噴出す
るノズルとそのノズルの前方に配置された栓体との排気
ガス噴出方向に沿う相互の間隔を調整することができる
ようにして構成することができ、構成の簡略化を図るこ
とができる。
【００６５】本発明によれば、排気ガス還流通路には除
塵用の第１および第２フィルタを設けて除塵を確実に行
うとともに、クーラによって排気ガス中の水蒸気が凝結
して得られる硫酸を含むドレン水滴をミストキャッチャ
によって除去し、これによってそのミストキャッチャよ
りも下流側における排気ガス通路および給気通路におけ
る硫酸などによる腐食による損傷を防ぐことができる。
塵用の第１および第２フィルタを設けて除塵を確実に行
うとともに、クーラによって排気ガス中の水蒸気が凝結
して得られる硫酸を含むドレン水滴をミストキャッチャ
によって除去し、これによってそのミストキャッチャよ
りも下流側における排気ガス通路および給気通路におけ
る硫酸などによる腐食による損傷を防ぐことができる。
【００６６】本発明によれば、クーラを複数段とし、各
クーラに作用する熱応力を抑制してクーラの耐熱性を低
減させることができ、またそのクーラの寿命を長くする
ことができる。各段のクーラには、冷却媒体を排気ガス
の下流側から上流側に順次的に導くことによって、冷却
媒体と、それによって間接熱交換されて冷却される排気
ガスとの温度差を大きくして熱交換効率を高めることが
できる。
クーラに作用する熱応力を抑制してクーラの耐熱性を低
減させることができ、またそのクーラの寿命を長くする
ことができる。各段のクーラには、冷却媒体を排気ガス
の下流側から上流側に順次的に導くことによって、冷却
媒体と、それによって間接熱交換されて冷却される排気
ガスとの温度差を大きくして熱交換効率を高めることが
できる。
【００６７】さらに本発明によれば、複数段のクーラの
間にミストキャッチャを介在し、ミストキャッチャより
も下流側におけるクーラの耐食性を低減することが可能
となり、本発明の実現が容易となる。
間にミストキャッチャを介在し、ミストキャッチャより
も下流側におけるクーラの耐食性を低減することが可能
となり、本発明の実現が容易となる。
【００６８】本発明によれば、排気ガス通路に設けられ
る排気ガスエコノマイザを、排気ガス還流通路との接続
個所よりも下流側に設けてもよいけれども、その接続個
所よりも上流側に設けることによって、排気ガス還流通
路に導かれる排気ガスの温度を低下させ、これによって
排気ガス還流通路に設けられるクーラの排気ガスを冷却
するための負荷を低減するが可能となり、クーラを小形
化することができるようになる。
る排気ガスエコノマイザを、排気ガス還流通路との接続
個所よりも下流側に設けてもよいけれども、その接続個
所よりも上流側に設けることによって、排気ガス還流通
路に導かれる排気ガスの温度を低下させ、これによって
排気ガス還流通路に設けられるクーラの排気ガスを冷却
するための負荷を低減するが可能となり、クーラを小形
化することができるようになる。
【００６９】排気ガス還流通路における第１フィルタと
クーラとの間にもう１つのブロアを配置して過給機のタ
ービンによって、または別途設けた駆動源によって前記
もう１つのブロアを駆動し、これによって排気ガス還流
通路に、排気ガス通路からのＮＯｘ低減効果に最適な流
量を利用して導くことが可能になる。
クーラとの間にもう１つのブロアを配置して過給機のタ
ービンによって、または別途設けた駆動源によって前記
もう１つのブロアを駆動し、これによって排気ガス還流
通路に、排気ガス通路からのＮＯｘ低減効果に最適な流
量を利用して導くことが可能になる。
【００７０】さらに本発明によれば、上述のように排気
ガス通路におれる排気ガス還流通路との接続個所よりも
上流側に排気ガスエコノマイザを設けて前記もう１つの
ブロアに供給される排気ガスの温度を低下して前記もう
１つのブロアの耐熱性の低減を図ることができる。
ガス通路におれる排気ガス還流通路との接続個所よりも
上流側に排気ガスエコノマイザを設けて前記もう１つの
ブロアに供給される排気ガスの温度を低下して前記もう
１つのブロアの耐熱性の低減を図ることができる。
【００７１】さらに本発明によれば、排気ガス還流通路
に、スクラバを配置し、このスクラバにおいて排気ガス
に水を直接に接触させることによって、排気ガスの除塵
とＮＯｘ、ＳＯｘの低減、および排気ガスの冷却を併せ
て行うことができ、構成の簡素化を図ることができる。
に、スクラバを配置し、このスクラバにおいて排気ガス
に水を直接に接触させることによって、排気ガスの除塵
とＮＯｘ、ＳＯｘの低減、および排気ガスの冷却を併せ
て行うことができ、構成の簡素化を図ることができる。
【００７２】さらに本発明によれば、排気ガス通路に
は、ディーゼル機関とは別の排気ガス源からの排気ガス
を導き、この排気ガス通路にＮＯｘ濃度検出手段を設
け、そのＮＯｘ濃度がディーゼル機関の負荷などに依存
した目標値または別途設けた目標値となるように、排気
ガス通路に設けられた流量制御弁の開度を制御し、この
ような構成によってもまた、ディーゼル機関の排気ガス
のＮＯｘ低減効果を充分に達成することができる。
は、ディーゼル機関とは別の排気ガス源からの排気ガス
を導き、この排気ガス通路にＮＯｘ濃度検出手段を設
け、そのＮＯｘ濃度がディーゼル機関の負荷などに依存
した目標値または別途設けた目標値となるように、排気
ガス通路に設けられた流量制御弁の開度を制御し、この
ような構成によってもまた、ディーゼル機関の排気ガス
のＮＯｘ低減効果を充分に達成することができる。
【００７３】さらに本発明によれば、排気ガス通路の排
気ガス還流通路との接続個所よりも下流側、もう１つの
流量制御弁を設け、この流量制御弁を絞ることによっ
て、排気ガス還流通路への排気ガスの流量を確保するこ
とができる。このような構成によれば、前記もう１つの
ブロアを排気ガス還流通路に介在する構成に比べて、構
成の簡略化を図ることができる。
気ガス還流通路との接続個所よりも下流側、もう１つの
流量制御弁を設け、この流量制御弁を絞ることによっ
て、排気ガス還流通路への排気ガスの流量を確保するこ
とができる。このような構成によれば、前記もう１つの
ブロアを排気ガス還流通路に介在する構成に比べて、構
成の簡略化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示す系統図で
ある。
ある。
【図２】ブロア５の入口付近の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例のブロア５の入口付近の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図４】ディーゼル機関１の負荷に対応する流量制御弁
１４，２６の開度を示す図である。
１４，２６の開度を示す図である。
【図５】排気ガス還流率ηに対応する流量制御弁１４の
開度を示す図である。
開度を示す図である。
【図６】本件発明者の実験結果による排気ガスの還流率
ηに対応する排気ガスのＮＯｘ濃度を示す図である。
ηに対応する排気ガスのＮＯｘ濃度を示す図である。
【図７】図１〜図６に示される実施例の電気的構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】図７に示される処理回路２８の動作を説明する
ためのフローチャートである。
ためのフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施例の電気的構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１０】図９に示される処理回路２８の動作を説明す
るためのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
【図１１】本発明のさらに他の実施例の電気的構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１２】図１１に示される処理回路２８の動作を説明
するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施例の全体の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１５】図１４に示されるスクラバ４０の具体的な構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図１６】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１７】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施例の全体の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１９】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２０】本発明のさらに他の実施例の全体の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１ ディーゼル機関 ２ 排ガス通路 ３ 過給機 ４ タービン ５ ブロア ６ 給気通路 ７ 排ガス循環通路 ９ 接続箇所 １０ 第１フィルタ １１，１１ａ，１１ｂ クーラ １２ ミストキャッチャ １３ 第２フィルタ １４，２６ 流量制御弁 １５ 排ガスエコノマイザ １７ エジェクタ ７ａ，１９ ノズル ２１ 取入れ口 ２３ 栓体 ２５ 変位調整手段 ２７ 負荷検出手段 ２９ 第１ＣＯ2濃度検出手段 ３０ 第２ＣＯ2濃度検出手段 ３１ ＣＯ2濃度検出手段 ３２ ＮＯｘ濃度検出手段 ５１ 駆動源
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｐ Ｆ０１Ｎ 3/04 Ｆ０１Ｎ 3/04 Ａ 5/02 5/02 Ｂ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２Ｆ (72)発明者 神社 洋一 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 桜井 秀明 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内
Claims (16)
- 【請求項１】 ディーゼル機関の排気ガス通路に過給機
のタービンが設けられ、その過給機のブロアが設けられ
る給気通路に、排気ガスの一部を、排気ガス還流通路を
介して還流するディーゼル機関の排気ガス還流制御装置
において、 排気ガス還流通路に介在される流量制御弁と、 排気ガス通路に設けられ、ＣＯ2濃度を検出する第１Ｃ
Ｏ2濃度検出手段と、 給気通路に設けられ、ＣＯ2濃度を検出する第２ＣＯ2濃
度検出手段と、第１および第２ＣＯ2濃度検出手段から
の各出力に応答して、流量制御弁の開度を制御する制御
手段とを含むことを特徴とするディーゼル機関の排気ガ
ス還流制御装置。 - 【請求項２】 ディーゼル機関の排気ガス通路に過給機
のタービンが設けられ、その過給機のブロアが設けられ
る給気通路に、排気ガスの一部を、排気ガス還流通路を
介して還流するディーゼル機関の排気ガス還流制御装置
において、 排気ガス還流通路に介在される流量制御弁と、 給気通路に設けられ、Ｏ2濃度を検出するＯ2濃度検出手
段と、 Ｏ2濃度検出手段の出力に応答して、流量制御弁の開度
を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項１
記載のディーゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項３】 ディーゼル機関の排気ガス通路に過給機
のタービンが設けられ、その過給機のブロアが設けられ
る給気通路に、排気ガスの一部を、排気ガス還流通路を
介して還流するディーゼル機関の排気ガス還流制御装置
において、 排気ガス還流通路に介在される流量制御弁と、 排気ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段
と、 ＮＯｘ濃度検出手段の出力に応答して、流量制御弁の開
度を制御する制御手段とを含むことを特徴とするディー
ゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項４】 ブロアの入口側にエジェクタが設けら
れ、このエジェクタによって、排気ガス還流通路からの
排気ガスをノズルから噴出させて空気を吸入することを
特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載のディーゼ
ル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項５】 前記流量制御弁は、前記ノズルの前方に
設けられる栓体を有し、 排気ガス噴出方向に沿ってノズルと栓体とが変位可能と
され、 ノズルと栓体とを相対的に変位調整する手段を有するこ
とを特徴とする請求項４記載のディーゼル機関の排気ガ
ス還流制御装置。 - 【請求項６】 排気ガス還流通路には、上流側から下流
側に、 除塵用の第１フィルタと、 排気ガスを冷却するクーラと、 ミストを除去するミストキャッチャと、 除塵用の第２フィルタとがこの順序で配置され、 第２フィルタの下流側に前記流量制御弁が配置されるこ
とを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載のディ
ーゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項７】 クーラは、複数段、直列に設けられ、 冷却媒体は、排気ガスの下流側に設けられたクーラから
上流側に設けられたクーラに順次的に導かれることを特
徴とする請求項６記載のディーゼル機関の排気ガス還流
制御装置。 - 【請求項８】 ミストキャッチャは、複数段のクーラの
間に配置されることを特徴とする請求項７記載のディー
ゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項９】 排気ガス通路の排気ガス還流通路との接
続個所よりも下流側に排気ガスエコノマイザが配置され
ることを特徴とする請求項６記載のディーゼル機関の排
気ガス還流制御装置。 - 【請求項１０】 排気ガス通路の排気ガス還流通路との
接続個所よりも上流側に排気ガスエコノマイザが配置さ
れることを特徴とする請求項６記載のディーゼル機関の
排気ガス還流制御装置。 - 【請求項１１】 第１フィルタとクーラとの間にもう１
つのブロアが配置され、 このもう１つのブロアは、過給機のタービンによって駆
動されることを特徴とする請求項６記載のディーゼル機
関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項１２】 第１フィルタとクーラ間にもう１つの
ブロアが配置され、 このもう１つのブロアは、過給機のタービン以外の駆動
源によって駆動されることを特徴とする請求項６記載の
ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項１３】 排気ガス通路の排気ガス還流通路との
接続個所よりも上流側に排気ガスエコノマイザが配置さ
れることを特徴とする請求項１１または１２記載のディ
ーゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項１４】 排気ガス還流通路には、上流側から下
流側に、 排気ガスに水を直接に接触させるスクラバと、 ミストを除去するミストキャッチャと、 除塵用フィルタとはこの順序で配置され、 フィルタの下流側に前記流量制御弁が配置されることを
特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載のディーゼ
ル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項１５】 ディーゼル機関の排気ガス通路に、過
給機のタービンが設けられ、給気通路にその過給機のブ
ロアが設けられるディーゼル機関の排気ガス還流制御装
置において、 排気ガス通路に排気ガスエコノマイザが介在され、 給気通路のブロアよりも上流側のガス通路には、上流側
から下流側に、排気ガス源と、その排気ガスを冷却する
クーラと、ミストを除去するミストキャッチャと、除塵
用フィルタと、流量制御弁とがこの順序で配置され、さ
らに、 排気ガス通路に設けられ、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ
濃度検出手段と、 ＮＯｘ濃度検出手段の出力に応答して、流量制御弁の開
度を制御する制御手段とを含むことを特徴とするディー
ゼル機関の排気ガス還流制御装置。 - 【請求項１６】 排気ガス通路の排気ガス還流通路との
接続個所よりも下流側に、もう１つの流量制御弁が配置
されることを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記
載のディーゼル機関の排気ガス還流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7057599A JPH08254160A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7057599A JPH08254160A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254160A true JPH08254160A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13060327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7057599A Pending JPH08254160A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08254160A (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002068809A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Exhaust gas recirculating engine with scrubber and exhaust gas recirculating system |
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-
1995
- 1995-03-16 JP JP7057599A patent/JPH08254160A/ja active Pending
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