[发明专利]燃烧室正下游的废气后处理装置

说明书

技术领域

本发明属于内燃机的技术领域，涉及以排气阀对排气口的燃烧室侧的开口进行开闭的内燃机中的废气后处理装置。

背景技术

在内燃机的废气中含有气体状成分、PM(颗粒物质，也称为颗粒状物质)，未燃碳氢化合物(UBC或HC)、一氧化碳(CO)、氧化氮(NO_X)、二氧化碳(CO₂)、水蒸气(H₂O)、氧气(O₂)、氮气(N₂)等。内燃机中的例如柴油发动机的废气中所包含的PM，一般是指由碳质构成的煤、由高沸点碳氢化合物成分构成的可燃性的有机成分、包含雾状的硫酸成分等的固体或液体的颗粒且直径超过10μm的物质。

作为从废气中去除这些成分的废气净化装置，例如在专利文献1中公开了一种具有柴油颗粒过滤器和等离子体发生装置的放电型废气净化装置，柴油颗粒过滤器设在排气通路中，等离子体发生装置与该柴油颗粒过滤器为一体或设在该柴油颗粒过滤器的上游侧，在放电型废气净化装置中，通过等离子体发生装置的作用，对由柴油颗粒过滤器捕集的废气颗粒的燃烧(氧化)稳定地供给所需的NO₂或活性物质(活性氧气)。

专利文献2公开了一种废气净化装置，在内燃机的排气管的途中具有使废气通气并进行净化的后处理装置，该废气净化装置具有：等离子体发生装置，其通过后处理装置在上游侧向废气中放电，使等离子体产生；流通型的氧化催化剂，其装备在该等离子体发生装置的前段；燃料添加机构，其通过该氧化催化剂在上游侧向废气中添加燃料；升温机构，其使废气温度上升至能够进行通过该燃料添加机构添加的燃料的上述氧化催化剂上的氧化反应。使用该装置，等离子体发生装置向废气中放电而激发废气，由此，未燃烧的碳氢化合物成为活性化的原子团，氧气成为臭氧，NO成为NO₂，由于这些废气激发成分成为活性化状态，所以，能够从比以往低的废气温度区域得到基于后处理装置的废气净化的效果。

专利文献3中公开了一种废气后处理方法以及装置，该装置中，在排气管路内配置有作为颗粒过滤器而构成的废气后处理单元，在其上游侧设有作为等离子体反应器构成的氧化反应器，通过氧化反应器，使在流入氧化反应器的废气内产生非热等离子体，从废气成分生成氧化剂，通过该氧化剂在颗粒过滤器内使煤燃烧，使颗粒过滤器再生。

专利文献4中公开了一种废气净化装置，在内燃机的排气烟道上，配设有能对颗粒状物质进行捕集的过滤器；能够吸附废气成分的吸附材料；以及能够通过施加电压使等离子体产生的等离子体发生器，该废气净化装置中，在从常温到通常颗粒不会着火的温度下对蓄积在上述过滤器以及吸附材料上的颗粒状物质以及/或废气成分进行净化。利用该装置，即使在废气温度为150℃以下的低温条件下，也能够将以柴油废气为代表的内燃机的废气中所含的有害物质以及颗粒去除。

专利文献5中公开了一种废气净化装置，具有：净化机构，其配置在燃烧装置的废气路径上，具有NO_X吸附剂以及/或微颗粒过滤器；等离子体施加机构，配设在上述废气路径上，该废气净化装置具有：氧气浓度检测机构，其对废气中的氧气浓度进行检测；控制机构，在由上述氧气浓度检测机构检测的氧气浓度为规定值以上的情况下，通过上述净化机构进行废气净化，并且，在基于上述净化机构的吸附量成为规定值以上的情况下使上述废气中的氧气浓度降低，且使上述等离子体施加机构动作。若将该装置适用于锅炉、燃气涡轮等的固定燃烧装置或柴油汽车等移动燃烧装置，则与以往的等离子体法相比，由于不需要常时电力，因而成本低，通过基于等离子体解吸的废气的高浓度化，能够高效率地实现NO_X和煤的同时去除处理。

专利文献6中公开了一种稀混合气发动机等的废气中所含的颗粒状物质的降低方法，使从稀混合气发动机等排出的包含颗粒状物质的废气中产生等离子体，由此产生大量的二氧化氮以及臭氧，通过这些二氧化氮以及臭氧使上述颗粒状物质氧化。