[发明专利]发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法和具备该后处理装置的发动机驱动型压缩机

说明书

本发明提供能应用在发动机驱动型压缩机中的DPF的强制再生处理方法。当发动机驱动型压缩机(1)中设置的发动机(20)的排气通道(21)中设置的排气后处理装置(DPF)(50)的滤芯上堆积的颗粒物质(PM)量达到规定的强制再生开始量(作为一例10g/L)以上且输入了强制再生的开始指令时，将发动机驱动型压缩机(1)的容量控制单元(30)无效化，关闭吸入阀(12)，并使所述压缩机主体(10)的吐出侧大气开放，使所述压缩机主体(10)成为低负荷状态，并且使发动机成为规定的再生转速且切换到使排气温度上升的规定的强制再生模式的运转。这样，通过使所述DPF(50)内的温度上升到氧化催化剂的活性温度以上的温度且不足PM的自燃温度的温度，使滤芯上堆积的PM强制燃烧。

技术领域

本发明涉及具备排气后处理装置的发动机驱动型压缩机，更具体地，涉及通过将所述排气后处理装置中设置的滤芯(filter element)上捕捉的颗粒物质(Particulatematter/以下称“PM”)燃烧并除去而使所述滤芯再生的方法，以及具备用于执行所述再生方法的结构的发动机驱动型的压缩机。

背景技术

用发动机驱动压缩机主体的发动机驱动型压缩机，即使在电源难以保证的情况下也能获得压缩空气，特别是将压缩机主体、发动机和其他必要设备收容在隔音箱内一体化的封装型的发动机驱动型压缩机，由于移动和设置容易，所以作为土木、建筑工地等中的压缩空气的供给源广泛使用。

这种发动机驱动型压缩机，从控制运行成本的目的出发，作为驱动压缩机主体的发动机，使用以相比汽油燃烧效率高、油耗优异的轻油为燃料的柴油发动机。

所述柴油发动机在结构上相比汽油发动机在燃烧时和排气一起排出的颗粒物质(PM)更多。由于所述PM成为大气污染和健康损害的原因，所以通过排气限制对从柴油发动机排出的PM的限制值(每单位输出的质量[g/kWh])进行了规定。为了应对所述排出限制，在柴油发动机的排气通道中，设置被称作柴油微粒过滤器(Diesel Particulate Filter:DPF)的排气后处理装置(以下仅称为“DPF”)，试图降低PM的排出量。

所述DPF通过由内置滤芯捕捉排气中的PM，使PM的排出量减少，所以随着持续使用，PM不断堆积在滤芯上而产生堵塞。而后，因所述堵塞使排气阻力提高，会招致发动机的输出降低和油耗的恶化，所以需要进行将滤芯上堆积的PM除去而使滤芯再生的处理。

作为这种滤芯的再生方式的一种，公开有在DPF内的入口侧设置氧化催化剂并在氧化催化剂的下游侧收容滤芯的连续再生型的DPF。所述连续再生型的DPF在发动机的工作中，氧化催化剂的温度因排气的热量而上升到活性温度以上时，通过氧化催化剂的作用生成NO₂，将NO₂作为氧化剂使PM燃烧，由此能够在比PM通过氧而燃烧的自燃温度低的温度使滤芯再生，在发动机的工作中，利用排气的热量使PM连续燃烧并除去。

可是，在这种连续再生型的DPF中，发动机在低负荷的运转状态下长时间运转等时，在排气温度低于氧化催化剂的活性化温度的状态下长时间运转的情况下，由于不会生成NO₂而不能使PM燃烧，所以PM在滤芯上不断堆积。而后，当滤芯上堆积了超过一定量的PM而导致排气阻力上升后，发动机转移到高负荷运转时，由于高排气阻力的影响，排气温度比通常的高负荷运转时温度高，滤芯上堆积的大量PM开始自燃并产生高温，所述热量使DPF主体和DPF内收容的滤芯(以下为滤芯等)产生裂纹和熔损。

因此，在连续再生型的DPF中，也并用如下强制再生方式(专利文献1)：当滤芯上的PM的堆积量达到规定量以上时，通过燃料的后喷射和喷射时期的延迟使排气温度上升，从而使DPF内的氧化催化剂的温度上升到活性温度以上，由此将NO₂作为氧化剂使滤芯上堆积的PM强制燃烧。

另外，尽管没有公开关于DPF的结构，但是作为有关发动机驱动型压缩机的运转控制方法的发明，公开有专利文献2、3。