特許 6016627 排気浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016627

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】排気浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/94 20060101AFI20161013BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/94 222

   F01N3/24 F

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-287830(P2012-287830)

(22)【出願日】2012年12月28日

(65)【公開番号】特開2014-128762(P2014-128762A)

(43)【公開日】2014年7月10日

【審査請求日】2015年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】595055162

【氏名又は名称】一般社団法人日本舶用工業会

(74)【代理人】

【識別番号】100080621

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 寿一郎

(72)【発明者】

【氏名】井上 剛

【審査官】 松本 瞳

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２３２０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２４９９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０６０２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１１３７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７１１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１６４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１５７００７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０７７３７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／７３

５３／８６−５３／９０

５３／９４，５３／９６

Ｆ０１Ｎ ３／００，３／０２

３／０４− ３／３８

９／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の触媒が排気の流れ方向に並んで配置される触媒反応器に、加圧空気を噴出して触媒に付着した煤塵を除去するスートブロアが備えられる排気浄化装置において、
触媒毎にスートブロアが配置され、一定期間内に各スートブロアから噴射されるスートブロア毎の噴射空気量のうち、最も上流側に配置される触媒のスートブロアから噴射される噴射空気量が最大になるように構成される排気浄化装置。

【請求項2】

前記触媒反応器の上流側排気圧と下流側排気圧との差圧を検出する差圧検出センサを備え、差圧が所定値以上の場合、前記スートブロアから噴射される前記噴射空気量を増加させる請求項１に記載の排気浄化装置。

【請求項3】

前記スートブロアは、開閉弁を備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の噴射回数によって前記噴射空気量を変更する請求項１又は請求項２に記載の排気浄化装置。

【請求項4】

前記スートブロアは、開閉弁を備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の噴射時間によって前記噴射空気量を変更する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。

【請求項5】

前記スートブロアは、圧力制御弁を備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の圧力によって前記噴射空気量を変更する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排気浄化装置。

【請求項6】

前記スートブロアは、加圧空気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、加圧空気を噴射する噴射ノズルの数によって、前記噴射空気量を変更する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の排気浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関からの排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるために、選択還元型のＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を配置した触媒反応器と還元剤であるアンモニアとを用いて、ＮＯｘを窒素と水とに還元する排気浄化装置が知られている。高温の排気中に噴射した尿素水からアンモニアを生成し、ＮＯｘ触媒と接触させることでＮＯｘを窒素と水に還元するものである。

【0003】

このような排気浄化装置において、触媒反応器のＮＯｘ触媒にはＴｉ等の酸化物の担体にＶやＣｒ等の活性成分を含んだ材料を多数の貫通孔を有するハニカム構造に形成したものが用いられる。このように構成することで接触面積を増大し還元反応が促進する。その一方で、排気がこの貫通孔を通過する際に排気に含まれる煤塵がＮＯｘ触媒に付着して孔を閉塞し還元反応が低下する場合がある。このため、ＮＯｘ触媒に加圧空気を噴射することでＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着を抑制するものがある。例えば、特許文献１に記載の如くである。

【0004】

しかし、特許文献１に記載のような排気浄化装置（排煙脱硝装置）の触媒反応器（反応器）は、一般的に全てのＮＯｘ触媒に均等に加圧空気を噴射する。従って、煤塵がほとんど付着していないＮＯｘ触媒に対しても加圧空気を噴射するため、空気の消費量に対する煤塵の除去量が低くなり効率的な煤塵の除去が行えない点で問題であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−１２６８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる排気浄化装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0008】

即ち、請求項１においては、複数の触媒が排気の流れ方向に並んで配置される触媒反応器に、加圧空気を噴出して触媒に付着した煤塵を除去するスートブロアが備えられる排気浄化装置において、触媒毎にスートブロアが配置され、一定期間内に各スートブロアから噴射されるスートブロア毎の噴射空気量のうち、最も上流側に配置される触媒のスートブロアから噴射される噴射空気量が最大になるように構成されるものである。

【0009】

請求項２においては、前記触媒反応器の上流側排気圧と下流側排気圧との差圧を検出する差圧検出センサを備え、差圧が所定値以上の場合、前記スートブロアから噴射されるものである。

【0010】

請求項３においては、前記スートブロアは、開閉弁を備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の噴射回数によって前記噴射空気量を変更するものである。

【0011】

請求項４においては、前記スートブロアは、開閉弁を備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の噴射時間によって前記噴射空気量を変更するものである。

【0012】

請求項５においては、前記スートブロアは、圧力制御弁を備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の圧力によって前記噴射空気量を変更するものである。

【0013】

請求項６においては、前記スートブロアは、加圧空気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、加圧空気を噴射する噴射ノズルの数によって前記噴射空気量を変更するものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0015】

請求項１に記載の発明によれば、煤塵が付着しやすい位置のＮＯｘ触媒に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0016】

請求項２に記載の発明によれば、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の量に基づいて加圧空気の噴射量が変更される。これにより、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0017】

請求項３に記載の発明によれば、噴射回数を制御することで煤塵が付着しやすい位置のＮＯｘ触媒に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0018】

請求項４に記載の発明によれば、噴射時間を制御することで煤塵が付着しやすい位置のＮＯｘ触媒に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0019】

請求項５に記載の発明によれば、噴射圧力を制御することで煤塵が付着しやすい位置のＮＯｘ触媒に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0020】

請求項６に記載の発明によれば、噴射が行われる加圧空気を噴射する噴射ノズルの数を変更することで煤塵が付着しやすい位置のＮＯｘ触媒に加圧空気が重点的に噴射される。
これにより、ＮＯｘ触媒に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態及び第二実施形態における全体概要を示す図。

【図2】本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態及び第二実施形態における触媒反応器のＮＯｘ触媒とスートブロアとの構成を示す概略図。

【図3】（ａ）本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態におけるスートブロア用空気弁の開閉タイミング及び開時間を表すタイミングチャートを示す図（ｂ）本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態において触媒反応器の差圧が所定値以上の場合におけるスートブロア用空気弁の開閉タイミング及び開時間を表すタイミングチャートを示す図。

【図4】（ａ）本発明に係る排気浄化装置の第二実施形態におけるスートブロア用空気弁の開閉タイミング及び開時間を表すタイミングチャートを示す図（ｂ）本発明に係る排気浄化装置の第二実施形態において触媒反応器の差圧が所定値以上の場合におけるスートブロア用空気弁の開閉タイミング及び開時間を表すタイミングチャートを示す図。

【図5】本発明に係る排気浄化装置の第三実施形態における全体概要を示す図。

【図6】本発明に係る排気浄化装置の第三実施形態における加圧空気と噴射空気量の関係を表すグラフを示す図。

【図7】本発明に係る排気浄化装置の第四実施形態における触媒反応器のＮＯｘ触媒とスートブロアとの構成を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、図１および図２を用いて本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態である排気浄化装置１ついて説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは流体の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは流体の流れ方向における下流側を示す。なお、排気装置は、本実施形態に限定されるものではなく、加圧エアを用いないエアレス方式でもよい。

【0023】

図１に示すように、排気浄化装置１は、発電機２４を駆動する内燃機関であるエンジン２２から排出される排気を浄化するものである。排気浄化装置１は、エンジン２２の排気管２３に設けられる。排気浄化装置１は、尿素水噴射ノズル２、尿素供給流路３、第１空気供給流路４、加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）５、エアタンク６、尿素用空気弁８、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、触媒反応器１２、スートブロア群１７、スートブロア用空気弁群１８、第２空気供給流路１９、差圧センサ２０及び制御装置２１等を具備する。なお、排気浄化装置１は、プロペラ等を駆動するいわゆる主機から排出される排気を浄化するものでもよい。

【0024】

尿素水噴射ノズル２は、尿素水を排気管２３の内部に供給するものである。尿素水噴射ノズル２は、管状部材から構成され、その一側（下流側）を触媒反応器１２又は排気管２３の外部から内部へ挿通するようにして設けられる。尿素水噴射ノズル２は、後述の触媒反応器１２の第１ＮＯｘ触媒１４よりも上流側に配置される。尿素水噴射ノズル２には、尿素水の流路である尿素供給流路３が接続される。また、尿素水噴射ノズル２には、加圧空気の流路である第１空気供給流路４が接続される。

【0025】

加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）５は、加圧空気を供給するものである。加圧空気供給ポンプ５は、空気を加圧（圧縮）して供給する。加圧空気供給ポンプ５は、エアタンク６（リザーバタンク７）の圧力が所定の圧力を下回った場合、空気をエアタンク６（リザーバタンク７）に供給し、エアタンク６（リザーバタンク７）の圧力が所定の圧力に達すると停止する。なお、加圧空気供給ポンプ５は、本実施形態において、特に限定するものではなく、エアタンク６（リザーバタンク７）の圧力を維持できるものであればよい。

【0026】

尿素用空気弁８は、加圧空気の流路を連通又は遮断するものである。尿素用空気弁８は、第１空気供給流路４に設けられる。尿素用空気弁８は、電磁弁で構成され、図示しないスプールを摺動させることにより第１空気供給流路４を遮断又は連通可能に構成される。つまり、尿素用空気弁８が第１空気供給流路４を連通状態にすることで尿素水噴射ノズル２に加圧空気が供給される。なお、尿素用空気弁８は、本実施形態に限定されるものではない。

【0027】

尿素水供給ポンプ９は、尿素水を供給するものである。尿素水供給ポンプ９は、尿素供給流路３に設けられる。尿素水供給ポンプ９は、尿素水タンク１０内の尿素水を所定の流量で尿素供給流路３を介して尿素水噴射ノズル２に供給する。なお、尿素水供給ポンプ９は、本実施形態に限定するものでない。

【0028】

切替弁１１は、尿素水の流路を切り替えるものである。切替弁１１は、尿素供給流路３の尿素水供給ポンプ９の下流側に設けられる。切替弁１１は、電磁弁から構成され、図示しないスプールを摺動させることにより尿素供給流路３を遮断又は連通可能に構成される。つまり、切替弁１１が尿素供給流路３を連通状態にすることで尿素水噴射ノズル２に尿素水が供給される。なお、切替弁１１は、本実施形態に限定されるものではない。

【0029】

触媒反応器１２は、内部に配置されたＮＯｘ触媒によって排気中のＮＯｘを選択還元するものである。触媒反応器１２は、筐体１３、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６を具備する。

【0030】

筐体１３の一側端部には、エンジン２２と接続されている排気管２３が接続される。筐体１３の他側端部には、外部に開放されている排気管２３が接続される。つまり、筐体１３は、一側から他側に向かってエンジン２２からの排気が流れる排気流路として構成される。筐体１３の内部には、一側（排気の上流側）から順に第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６が所定の間隔で配置される。筐体１３は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６をその内部に密閉可能かつ着脱可能に構成される。なお、筐体１３の内部に配置されるＮＯｘ触媒の数は、本実施形態に限定するものではない。

【0031】

第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６は、例えばアルミナ、ジルコニア、バナジア／チタニア又はゼオライト等の金属を含有する材料から形成される。第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６は、多数の貫通孔が形成されたハニカム構造を有する略直方体から構成される（図２参照）。第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６は、貫通孔の軸方向が排気の流れ方向と一致するように触媒反応器１２の筐体１３の内部に配置される。従って、触媒反応器１２は、筐体１３の一側から供給される排気が第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の順に各ＮＯｘ触媒の貫通孔を通過して筐体１３の他側から排出されるように構成される。

【0032】

スートブロア群１７は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に加圧空気を噴射するものである。スートブロア群１７は、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃから構成される。第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、管状部材の途中部に複数の噴射ノズル１７ｄが配置され管状部材の内部と連通するように構成される。
各スートブロアは、その一側（下流側）を触媒反応器１２の外部から筐体１３の内部へ挿通するようにして触媒反応器１２に設けられる。各スートブロアは、その他側（上流側）が加圧空気の流路である第２空気供給流路１９を介してリザーバタンク７に接続される。リザーバタンク７は、離間した位置に配置されるエアタンク６に接続される。

【0033】

図１及び図２に示すように、第１スートブロア１７ａは、噴射ノズル１７ｄの噴射口が第１ＮＯｘ触媒１４と対向するように第１ＮＯｘ触媒１４の上流側に配置される。同様にして、第２スートブロア１７ｂは、第１ＮＯｘ触媒１４の下流側で第２ＮＯｘ触媒１５の上流側に配置される。第３スートブロア１７ｃは、第２ＮＯｘ触媒１５の下流側で第３ＮＯｘ触媒１６の上流側に配置される。各スートブロアの噴射ノズル１７ｄは、対向するＮＯｘ触媒の排気通過面全体に加圧空気が噴射されるように配置される。第１スートブロア１７ａは、第１ＮＯｘ触媒１４の排気通過面全体に加圧空気を噴射可能に構成される。第２スートブロア１７ｂは、第２ＮＯｘ触媒１５の排気通過面全体に加圧空気を噴射可能に構成される。第３スートブロア１７ｃは、第３ＮＯｘ触媒１６の排気通過面全体に加圧空気を噴射可能に構成される。

【0034】

スートブロア用空気弁群１８は、加圧空気の流路を連通又は遮断するものである。スートブロア用空気弁群１８は、第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃから構成される。第１スートブロア用空気弁１８ａは、第１スートブロア１７ａに接続されている第２空気供給流路１９に設けられる。第２スートブロア用空気弁１８ｂは、第２スートブロア１７ｂに接続されている第２空気供給流路１９に設けられる。第３スートブロア用空気弁１８ｃは、第３スートブロア１７ｃに接続されている第２空気供給流路１９に設けられる。

【0035】

第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃは、電磁弁で構成され、図示しないスプールを摺動させることにより第２空気供給流路１９を遮断又は連通可能に構成される。つまり、第１スートブロア用空気弁１８ａが第２空気供給流路１９を連通状態にすることで第１スートブロア１７ａに加圧空気が供給される。第２スートブロア用空気弁１８ｂが第２空気供給流路１９を連通状態にすることで第２スートブロア１７ｂに加圧空気が供給される。第３スートブロア用空気弁１８ｃが第２空気供給流路１９を連通状態にすることで第３スートブロア１７ｃに加圧空気が供給される。なお、各スートブロア用空気弁は、本実施形態に限定されるものではない。

【0036】

差圧センサ２０は、触媒反応器１２の上流側排気圧と下流側排気圧との差圧ΔＰを検出するものである。差圧センサ２０は、上流側圧力センサ２０ａと下流側圧力センサ２０ｂとから構成される。上流側圧力センサ２０ａは、触媒反応器１２の第１ＮＯｘ触媒１４の上流側に配置され、下流側圧力センサ２０ｂは、触媒反応器１２の第３ＮＯｘ触媒１６の下流側に配置される。このように構成することにより、差圧ΔＰの値から各ＮＯｘ触媒の貫通孔の閉塞の有無やその度合いを検出することができる。

【0037】

制御装置２１は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、尿素用空気弁８、スートブロア用空気弁群１８等を制御する。制御装置２１には、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、尿素用空気弁８、スートブロア用空気弁群１８等を制御するための種々のプログラムやデータが格納される。制御装置２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。また、制御装置２１は、エンジン２２を制御するＥＣＵ２５と一体的に構成することも可能である。

【0038】

制御装置２１は、尿素用空気弁８のソレノイドに接続され、尿素用空気弁８の開閉を制御することが可能である。

【0039】

制御装置２１は、尿素水供給ポンプ９の駆動モータに接続され、尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御することが可能である。すなわち、制御装置２１は、尿素水供給ポンプ９の運転状態を制御することで排気に添加する尿素水の添加量を任意に変更することができる。

【0040】

制御装置２１は、切替弁１１のソレノイドに接続され、切替弁１１の開閉を制御することが可能である。

【0041】

制御装置２１は、尿素用空気弁８のソレノイドに接続され、尿素用空気弁８の開閉を制御することが可能である。

【0042】

制御装置２１は、第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃの各ソレノイドに接続され、第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃの開閉を制御することが可能である。

【0043】

制御装置２１は、差圧センサ２０に接続され、差圧センサ２０が検出する触媒反応器１２の上流側排気圧と下流側排気圧との差圧ΔＰについての信号を取得することが可能である。

【0044】

制御装置２１は、ＥＣＵ２５に接続され、ＥＣＵ２５が取得するエンジン２２に関する各種情報をそれぞれ取得することが可能である。また、制御装置２１は、エンジン２２に関する各情報をＥＣＵ２５を介さずに直接取得する場合もある。

【0045】

制御装置２１は、図示しない入力装置に接続され、入力装置から入力される目標浄化率および尿素水の濃度についての信号を取得することが可能である。もしくは、目標浄化率および尿素水の濃度の上方をあらかじめインプットして定義しておくことが可能である。

【0046】

以下では、図３を用いて本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態である排気浄化装置１におけるスートブロア群１７（スートブロア用空気弁群１８）の制御態様について説明する。なお、図３、図４中における第１、第２、第３の記載は、それぞれ第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃを表す。

【0047】

図３に示すように、制御装置２１は、第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃ（図２参照）を所定の噴射時間Ｔ１（例えば０．３秒）だけ開弁状態にする。これにより、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、それぞれの噴射ノズル１７ｄから加圧空気が対向する第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に噴射される（以下、単に「スートブロー」と記す）。制御装置２１は、所定時間Ｔ２（例えば１５分）経過後に、各スートブロアによって再び各ＮＯｘ触媒にスートブローを行う。

【0048】

具体的には、図３（ａ）に示すように、制御装置２１は、第１スートブロア１７ａによって第１ＮＯｘ触媒１４にスートブローを行う。次に制御装置２１は、所定時間Ｔ２経過後に、第２スートブロア１７ｂによって第２ＮＯｘ触媒１５にスートブローを行う。次に制御装置２１は、所定時間Ｔ２経過後に、第１スートブロア１７ａによって第１ＮＯｘ触媒１４にスートブローを行う。次に制御装置２１は、所定時間Ｔ２経過後に、第３スートブロア１７ｃによって第３ＮＯｘ触媒１６にスートブローを行う。そして、制御装置２１は、再び第１スートブロア１７ａによって第１ＮＯｘ触媒１４にスートブローを行う。

【0049】

つまり、制御装置２１は、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ、第１スートブロア１７ａ、第３スートブロア１７ｃ、第１スートブロア１７ａ、・・の順にスートブローを行う。これにより、一定期間Ｔ３内において第１スートブロア１７ａによるスートブローの回数（第１スートブロア用空気弁１８ａの開時間）が最も多くなる。すなわち、制御装置２１は、触媒反応器１２の最も上流側に配置される第１ＮＯｘ触媒１４の第１スートブロア１７ａから噴射される加圧空気の噴射空気量が最大になるようにスートブロア用空気弁群１８を制御する。

【0050】

図３（ｂ）に示すように、制御装置２１は、差圧センサ２０（図１参照）が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以上の場合、所定時間Ｔ２を短縮して所定時間Ｔ２ｓ（例えば１０分）にする。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の一部が閉塞している可能性があるとしてスートブローを行う間隔を短くする。これにより、一定期間Ｔ３内においてスートブロア群１７によるスートブローの回数が増える。すなわち、制御装置２１は、スートブロア群１７から噴射される加圧空気の噴射空気量が増加するようにスートブロア用空気弁群１８を制御する。なお、加圧空気の噴射空気量を増加させる制御態様は、本実施形態に限定されるものではなく、第１ＮＯｘ触媒１４に対して行うスートブローの間隔のみを短くしてもよい。

【0051】

制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以下になった場合、図３（ａ）に示すように、所定時間Ｔ２ｓを延長して所定時間Ｔ２にする。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の閉塞が解消されたとしてスートブローを行う間隔を通常の状態に戻して加圧空気の噴射空気量を抑制する。

【0052】

以上の如く、本発明に係る排気浄化装置１は、複数の触媒である第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６が排気の流れ方向に並んで配置される触媒反応器１２に、加圧空気を噴出して第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵を除去する第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃが備えられる排気浄化装置１において、触媒毎にスートブロアが配置され、一定期間内に第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃから噴射されるスートブロア毎の噴射空気量のうち、最も上流側に配置される第１ＮＯｘ触媒１４の第１スートブロア１７ａから噴射される噴射空気量が最大になるように構成されるものである。このように構成することで、煤塵が付着しやすい位置の第１ＮＯｘ触媒１４に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0053】

また、触媒反応器１２の上流側排気圧と下流側排気圧との差圧ΔＰを検出する差圧センサ２０を備え、差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以上の場合、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃから噴射される前記噴射空気量を増加させるものである。このように構成することで、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の量に基づいて加圧空気の噴射量が変更される。これにより、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0054】

また、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、開閉弁である第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃを備え、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃから噴射される加圧空気の噴射回数によって前記噴射空気量を変更するものである。このように構成することで、噴射回数を制御することで煤塵が付着しやすい位置の第１ＮＯｘ触媒１４に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0055】

次に、図１、図２及び図４を用いて、本発明に係る排気浄化装置の第二実施形態である排気浄化装置１について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

【0056】

図１、図２及び図４（ｂ）に示すように、排気浄化装置１におけるスートブロア群１７（スートブロア用空気弁群１８）の制御において、制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以上の場合、噴射時間Ｔ１を延長して噴射時間Ｔ１ｅ（例えば０．７秒）にする（図４（ｂ）参照）。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の一部が閉塞している可能性があるとしてスートブローを行う時間を長くする。これにより、一定期間Ｔ３内においてスートブロア群１７によるスートブローの時間が増える。すなわち、制御装置２１は、スートブロア群１７から噴射される加圧空気の噴射空気量が増加するようにスートブロア用空気弁群１８を制御する。なお、加圧空気の噴射空気量を増加させる制御態様は、本実施形態に限定されるものではなく、第１ＮＯｘ触媒１４に対して行うスートブローの時間のみを長くしてもよい。

【0057】

図４（ａ）に示すように、制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以下になった場合、噴射時間Ｔ１ｅを短縮して噴射時間Ｔ１にする。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の閉塞が解消されたとしてスートブローを行う時間を通常の状態に戻して加圧空気の噴射空気量を抑制する。

【0058】

以上の如く、本発明に係る排気浄化装置１において、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、開閉弁である第１スートブロア用空気弁１８ａ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ及び第３スートブロア用空気弁１８ｃを備え、前記各スートブロアから噴射される加圧空気の噴射時間によって前記噴射空気量を変更するものである。このように構成することで、噴射時間を制御することで煤塵が付着しやすい位置の第１ＮＯｘ触媒１４に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0059】

次に、図３（ａ）、図５及び図６を用いて、本発明に係る排気浄化装置の第三実施形態である排気浄化装置１について説明する。

【0060】

図５に示すように、排気浄化装置１は、尿素水噴射ノズル２、尿素供給流路３、第１空気供給流路４、加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）５、尿素用空気弁８、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、触媒反応器１２、スートブロア群１７、第２空気供給流路１９、スートブロア用空気弁群１８、差圧センサ２０及び制御装置２１、圧力制御弁群２６、等を具備する。

【0061】

圧力制御弁群２６は、加圧空気の圧力を変更するものである。圧力制御弁群２６は、第１圧力制御弁２６ａ、第２圧力制御弁２６ｂ及び第３圧力制御弁２６ｃから構成される。第１圧力制御弁２６ａは、第１スートブロア用空気弁１８ａよりも上流側の第２空気供給流路１９に設けられる。第２圧力制御弁２６ｂは、第２スートブロア用空気弁１８ｂよりも上流側の第２空気供給流路１９に設けられる。第３圧力制御弁２６ｃは、第３スートブロア用空気弁１８ｃよりも上流側の第２空気供給流路１９に設けられる。

【0062】

第１圧力制御弁２６ａ、第２圧力制御弁２６ｂ及び第３圧力制御弁２６ｃは、電磁比例弁で構成され、当該圧力制御弁から排出される加圧空気の圧力を変更可能に構成される。つまり、第１圧力制御弁２６ａによって第１スートブロア１７ａに供給される加圧空気の圧力が変更される。第２圧力制御弁２６ｂによって第２スートブロア１７ｂに供給される加圧空気の圧力が変更される。第３圧力制御弁２６ｃによって第３スートブロア１７ｃに供給される加圧空気の圧力が変更される。なお、各圧力制御弁は、本実施形態に限定されるものではない。

【0063】

制御装置２１は、第１圧力制御弁２６ａ、第２圧力制御弁２６ｂ及び第３圧力制御弁２６ｃのソレノイドに接続され、第１圧力制御弁２６ａ、第２圧力制御弁２６ｂ及び第３圧力制御弁２６ｃの開度を制御することが可能である。

【0064】

以下では、図３（ａ）、図５及び図６を用いて本発明に係る排気浄化装置の第三実施形態である排気浄化装置１におけるスートブロア群１７（スートブロア用空気弁群１８）の制御態様について説明する。

【0065】

図３（ａ）及び図５に示すように、制御装置２１は、第１圧力制御弁２６ａ、第２圧力制御弁２６ｂ及び第３圧力制御弁２６ｃを所定の空気圧力Ｐ１（例えば０．５ＭＰａ）に設定して第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃによって各ＮＯｘ触媒にスートブローを行う。これにより、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、それぞれの噴射ノズル１７ｄから０．５ＭＰａの圧力で加圧空気が各ＮＯｘ触媒に噴射される。

【0066】

図６に示すように、制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以上の場合、所定の空気圧力Ｐ１を高くして所定の空気圧力Ｐ１ｈ（例えば０．７ＭＰａ）にする。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の一部が閉塞している可能性があるとしてスートブローを行う加圧空気の圧力を高くする。すなわち、制御装置２１は、一定期間Ｔ３内においてスートブロア群１７から噴射される加圧空気の噴射空気量が増加するように圧力制御弁群２６を制御する。なお、加圧空気の噴射空気量を増加させる制御態様は、本実施形態に限定されるものではなく、第１ＮＯｘ触媒１４に対して行うスートブローの圧力のみを高くしてもよい。

【0067】

制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以下になった場合、所定の空気圧力Ｐ１ｈを低くして所定の空気圧力Ｐ１にする。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の閉塞が解消されたとしてスートブローを行う加圧空気の圧力を低くして加圧空気の噴射空気量を抑制する。

【0068】

以上の如く、本発明に係る排気浄化装置１において、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、圧力制御弁である第１圧力制御弁２６ａ、第２圧力制御弁２６ｂ及び第３圧力制御弁２６ｃを備え、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃから噴射される加圧空気の圧力によって前記噴射空気量を変更するものである。このように構成することで、噴射圧力を制御することで煤塵が付着しやすい位置の第１ＮＯｘ触媒１４に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0069】

次に、図７を用いて、本発明に係る排気浄化装置の第四実施形態である排気浄化装置１について説明する。

【0070】

図７に示すように、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃには、追加噴射ノズル１７ｅが備えられる。具体的には、第１スートブロア１７ａの追加噴射ノズル１７ｅは、第１ＮＯｘ触媒１４の排気通過面のうち、煤塵が付着しやすい貫通孔が集まっている部分に集中的に加圧空気を噴射可能に構成される。第２スートブロア１７ｂの追加噴射ノズル１７ｅは、第２ＮＯｘ触媒１５の排気通過面のうち、煤塵が付着しやすい貫通孔が集まっている部分に集中的に加圧空気を噴射可能に構成される。第３スートブロア１７ｃの追加噴射ノズル１７ｅは、第３ＮＯｘ触媒１６の排気通過面のうち、煤塵が付着しやすい貫通孔が集まっている部分に集中的に加圧空気を噴射可能に構成される。

【0071】

スートブロア用空気弁群１８は、加圧空気の流路を連通又は遮断するものである。スートブロア用空気弁群１８は、第１スートブロア用空気弁１８ａ、第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄ、第２スートブロア用空気弁１８ｂ、第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅ、第３スートブロア用空気弁１８ｃ及び第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆから構成される。第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄは、第１スートブロア１７ａの追加噴射ノズル１７ｅに接続されている第２空気供給流路１９に設けられる。第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅは、第２スートブロア１７ｂの追加噴射ノズル１７ｅに接続されている第２空気供給流路１９に設けられる。第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆは、第３スートブロア１７ｃの追加噴射ノズル１７ｅに接続されている第２空気供給流路１９に設けられる。

【0072】

第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄ、第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅ及び第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆは、電磁弁で構成され、図示しないスプールを摺動させることにより第２空気供給流路１９を遮断又は連通可能に構成される。つまり、第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄ、第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅ及び第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆが第２空気供給流路１９を連通状態にすることで追加噴射ノズル１７ｅに加圧空気が供給される。なお、各追加噴射ノズル用空気弁は、本実施形態に限定されるものではない。

【0073】

制御装置２１は、第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄ、第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅ、第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆのソレノイドに接続され、第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄ、第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅ、第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆの開閉を制御することが可能である。

【0074】

以下では、本発明に係る排気浄化装置の第四実施形態である排気浄化装置１におけるスートブロア群１７（スートブロア用空気弁群１８）の制御態様について説明する。

【0075】

制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以上の場合、第１スートブロア用空気弁１８ａに合わせて第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄの開閉を制御する。同様にして、制御装置２１は、第２スートブロア用空気弁１８ｂに合わせて第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅの開閉を制御する。制御装置２１は、第３スートブロア用空気弁１８ｃに合わせて第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆの開閉を制御する。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の一部が閉塞している可能性があるとして各追加噴射ノズル１７ｅから加圧空気が噴射されるように制御する。これにより、制御装置２１は、一定期間Ｔ３内においてスートブロア群１７から噴射される加圧空気の噴射空気量が増加するようにスートブロア用空気弁群１８を制御する。なお、加圧空気の噴射空気量を増加させる制御態様は、本実施形態に限定されるものではなく、第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄの開閉のみを制御してもよい。

【0076】

制御装置２１は、差圧センサ２０が検出する差圧ΔＰが所定値Ｐｔ以下になった場合、第１追加噴射ノズル用空気弁１８ｄ、第２追加噴射ノズル用空気弁１８ｅ及び第３追加噴射ノズル用空気弁１８ｆを閉状態にする。つまり、制御装置２１は、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６の貫通孔の閉塞が解消されたとして第１追加噴射ノズル１７ｅ、第２追加噴射ノズル１７ｅ及び第３追加噴射ノズル１７ｅからのスートブローを停止して加圧空気の噴射空気量を抑制する。

【0077】

以上の如く、本発明に係る排気浄化装置１において、第１スートブロア１７ａ、第２スートブロア１７ｂ及び第３スートブロア１７ｃは、加圧空気を噴射する複数の噴射ノズル１７ｄ・１７ｅを備え、加圧空気を噴射する噴射ノズル１７ｄ・１７ｅの数によって前記噴射空気量を変更するものである。このように構成することで、加圧空気を噴射する噴射ノズルの数を変更することで煤塵が付着しやすい位置の第１ＮＯｘ触媒１４に加圧空気が重点的に噴射される。これにより、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に付着した煤塵の除去及び煤塵の付着の抑制を効率的に行うことができる。

【0078】

また、第１ＮＯｘ触媒１４、第２ＮＯｘ触媒１５及び第３ＮＯｘ触媒１６に排気中の煤塵が付着することを効率的に抑制するために、第一実施形態から第四実施形態までの制御態様を適宜組み合わせて実施することも可能である。

【符号の説明】

【0079】

１ 排気浄化装置
１２ 触媒反応器
１４ 第１ＮＯｘ触媒
１５ 第２ＮＯｘ触媒
１６ 第３ＮＯｘ触媒
１７ａ 第１スートブロア
１７ｂ 第２スートブロア
１７ｃ 第３スートブロア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】