尿素水喷射装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及尾气净化装置。特别是，涉及船舶用的尿素水喷射装置。
【背景技术】
[0002]以往，已知有一种尾气净化装置，其为了减少从内燃机排放的尾气中所含的NOx (氮氧化物)，在排气管的内部配置有选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)，以氨气为还原剂，将NOx还原为氮气和水。将尿素水从配置于排气管的内部的尿素水喷射喷嘴供应到尾气中，通过利用尾气的热从尿素水生成氨气而将NOx还原为氮气和水。
[0003]当对于NOx排放量的尿素水的添加量不足时，该尾气净化装置无法削减NOx达到目标净化率(脱硝不足)。另外，当对于NOx排放量的尿素水的添加量过剩时，除了削减尾气中的NOx到目标净化率异常(过脱硝)之外，还产生超过理论当量比进行供应的氨气被排放到大气中的氨泄露。因此，有在排气管内设置NOx传感器，进行控制使得对NOx排放量添加适当的尿素水的装置。例如，如专利文献I。
[0004]但是，专利文献I所述的尾气净化装置的NOx传感器有时会由于受到氨气的干扰而无法进行正确的NOx排放量的测量。另外，NOx传感器的寿命短，在船舶用发动机那样进行24小时运转的内燃机中产生频繁的维护作业，在这一点上是不利的。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008-157136号公报。
【发明内容】
[0008]发明所要解决的问题
[0009]本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于，提供一种尾气净化装置，不使用NOx测量单元来直接测定NOx排放量就能添加适量的尿素水。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011]本发明所要解决的问题如上所述，接着将用于解决该问题的技术方案进行说明。
[0012]本发明在以尿素水为还原剂添加到内燃机的尾气中来还原尾气中的氮氧化物的尾气净化装置中，具备:温度传感器，检测大气的温度；湿度传感器，检测大气的绝对湿度或相对湿度；以及控制装置，计算出尿素水的添加量，所述控制装置储存将在规定的大气的温度以及规定的大气的绝对湿度中的所述内燃机的各转数以及各负荷下的实际NOx排放量，通过修正式换算为在标准状态中的所述内燃机的各转数以及各负荷下的基准NOx排放量的图，连接检测所述内燃机的转数的转数检测单元和检测所述内燃机的负荷的负荷检测单元，从所述图计算出与所述转数检测单元检测到的转数以及所述负荷检测单元检测到的负荷对应的基准NOx排放量，通过所述修正式的倒算，将该基准NOx排放量换算成在所述温度传感器检测到的大气的温度以及所述湿度传感器检测到的大气的绝对湿度中的所述转数以及所述负荷下的实际NOx排放量，基于该实际NOx排放量计算出尿素水的添加量。
[0013]本发明的所述添加量是考虑了目标净化率以及尿素水浓度而计算出的添加量。
[0014]发明的效果
[0015]作为发明效果，实现了如下所示的效果。
[0016]根据本发明，考虑对NOx尾气量影响大的大气的温度以及大气的绝对湿度，能计算出基于内燃机的特性的NOx排放量。由此，不使用NOx传感器来直接测定NOx排放量就能添加适量的尿素水。
[0017]根据本发明，能根据使用条件来调整尿素水的添加量。由此，不使用NOx传感器来直接测定NOx排放量就能添加适量的尿素水或者氨气。
【附图说明】
[0018]图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的尾气净化装置的结构的图。
[0019]图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的尾气净化装置的尿素水喷射喷嘴的局部剖视图。
[0020]图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的尿素水的添加量的控制顺序的流程图。
[0021]图4是表示实际NOx排放量和尿素水添加量之间的关系的坐标图。
【具体实施方式】
[0022]以下，使用图1以及图2，对本发明的一个实施方式所涉及的尾气净化装置I进行说明。此外，本实施方式中的“上游侧”表示流体的流动方向中的上游侧，“下游侧”表示流体的流动方向中的下游侧。此外，尾气装置不限于本实施方式，也可以是不使用加压空气的无气方式。
[0023]如图1所示，尾气净化装置I净化从发动机20排放的尾气。尾气净化装置I设于发动机20的排气管21中。尾气净化装置I具备:尿素水喷射喷嘴2、加压空气供应泵(压缩机)6、加压空气阀8、尿素水供应泵9、切换阀11、控制装置14、温度传感器12、湿度传感器13、第一供应流路15、第二供应流路16以及NOx催化剂19等。
[0024]尿素水喷射喷嘴2将尿素水供应给排气管21的内部。尿素水喷射喷嘴2由管状构件构成，并设置成将其一侧(下游侧)从排气管21的外部向内部插入。该尿素水喷射喷嘴2具备双层管3、液体喷嘴4、空气喷嘴5等(参照图2)。
[0025]加压空气供应泵(压缩机)6供应加压空气。加压空气供应泵6将空气进行加压(压缩)并供应。加压空气供应泵6在储气罐7的压力低于规定的压力的情况下，将空气供应给储气罐7，当储气罐7的压力达到规定的压力时停止。此外，加压空气供应泵6在本实施方式中不作特别限定，只要能维持储气罐7的压力即可。
[0026]加压空气阀8连通或切断加压空气的流路。加压空气阀8设于第二供应流路16中。加压空气阀8由电磁阀构成且螺线管与控制装置14连接。加压空气阀8可通过使线轴滑动来切换到位置V以及位置W。在加压空气阀8处于位置V的状态的情况下，第二供应流路16被切断。从而，加压空气不会供应给尿素水喷射喷嘴2。在加压空气阀8处于位置W的状态的情况下，第二供应流路16被连通。从而，加压空气供应给尿素水喷射喷嘴2。此外，加压空气阀8不作特别限定，只要是利用驱动马达等保持在位置V、或位置W的结构即可。
[0027]尿素水供应泵9供应尿素水。尿素水供应泵9设于第一供应流路15中。尿素水供应泵9将尿素水罐10内的尿素水以规定的流量经由第一供应流路15供应给尿素水喷射喷嘴2。此外，尿素水供应泵9在本实施方式中不作特别限定，只要能以规定的流量供应尿素水即可。
[0028]切换阀11切换尿素水的流路。切换阀11设于第一供应流路15的尿素水供应泵9的下游侧。另外，排放罐17经由流路15a与切换阀11连接。切换阀11由电磁阀构成且螺线管与控制装置14连接。切换阀11可通过使线轴滑动来切换到位置X以及位置Y。
[0029]在切换阀11处于位置X的状态的情况下，第一供应流路15被切断，尿素水喷射喷嘴2与排放罐17连通。从而，尿素水不供应给尿素水喷射喷嘴2，比切换阀11更下游侧的第一供应流路15内以及尿素水喷射喷嘴2内的尿素水被排放到排放罐17中。
[0030]在切换阀11处于位置Y的状态的情况下，第一供应流路15被连通。从而，尿素水供应给尿素水喷射喷嘴2。
[0031]温度传感器12检测大气的温度T。温度传感器12设置于船舶中的机房等可检测发动机20进行吸气的大气的温度T的地方。此外，在本实施方式中并不限于此，只要可检测大气的温度T，并能将该检测信号传送给控制装置14即可。
[0032]湿度传感器13检测大气的绝对湿度H。湿度传感器13设置于船舶中的机房等可检测发动机20进行吸气的大气的绝对湿度H的地方。此外，在本实施方式中并不限于此，只要可检测绝对湿度H，并能将该检测信号传送给控制装置14即可。例如，也可以检测相对湿度并将该检测信号传送给控制装置14，基于大气的温度T来计算出绝对湿度H。
[0033]控制装置14控制尿素水供应泵9、切换阀11以及加压空气阀8等。在控制装置14中储存有用于控制尿素水供应泵9、切换阀11以及加压空气阀8等的各种程序、数据。控制装置14既可以是CPU、ROM、RAM以及HDD等被总线连接的结构，或者也可以是由单片LSI等构成的结构。另外，控制装置14也可以与控制发动机20的ECU22 —体地构成。
[0034]在控制装置14中储存有图M,该图M是将在规定的大气的温度以及规定的大气的绝对湿度中以各转数以及各负荷进行运转的发动机20的尾气中包含的NOx量即实际NOx排放量，通过已知或作为实测式的修正式F，换算为在标准状态(例如，10.71g/kg 25°C)中的各转数以及各负荷下的NOx量即基准NOx排放量Ns的图。具体地说，按照各自的运转条件测量在规定的大气的温度以及规定的大气的绝对湿度中，当对发动机20施加了任意转数和任意负荷时的实际NOx排放量。然后，基于测定时的大气的温度和绝对湿