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制造方法及图纸

本发明专利技术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。

Regeneration method of exhaust aftertreatment device in engine driven compressor and engine driven compressor having the aftertreatment device

The present invention provides a mandatory regenerative treatment method for DPF that can be applied in an engine driven compressor. When the engine driven compressor (1) arranged in the engine (20) exhaust passage (21) arranged in the exhaust postprocessing device (DPF) (50) particles accumulated on the filter element (PM) reached the required start volume forced regeneration (as a 10g/L) and the input of compulsory the regeneration start command, the engine driven compressor (1) of the capacity of the control unit (30) is closed, the suction valve (12), and the main body of the compressor (10) of the air discharging side opening, the main body of the compressor (10) a low load state, and make the engine a predetermined regeneration speed and switch to the mandatory regeneration mode rules make the operation of the exhaust temperature rise. Thus, the PM accumulated on the filter core is forced to burn by raising the temperature in the DPF (50) to the temperature above the active temperature of the catalyst and less than the temperature of the autoignition temperature of the PM.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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(filterelement)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。
技术介绍
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(DieselParticulateFilter: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专利技术，公开有专利文献2、3。这里所述的发动机驱动型压缩机，为了以低油耗对消费侧供给一定压力的压缩空气，在运转中，进行容量控制和速度控制(专利文献2、3)。其中的容量控制是指下述控制：在压缩机主体的吐出侧压力因压缩空气的消耗而低于规定的设定压力时，开放压缩机主体的吸入口，向进行空气的吸入和压缩的负荷运转转移，并且在压缩机主体的吐出侧压力达到规定的设定压力以上时，关闭压缩机主体的吸入口，向停止空气的吸入和压缩的无负荷运转转移。此外，速度控制是指下述控制：随着压缩机主体的吐出侧压力变低，提高发动机的转速，并且随着压缩机主体的吐出侧压力变高，降低发动机的转速。另外，上述的专利文献3所述的发动机驱动型作业机，在压缩机主体的吸入口关闭的状态下进行前述的无负荷运转时，通过将压缩机主体的吐出侧的压力大气开放或向吸入阀的吸入流道导入，降低无负荷运转时发动机的负荷。现有技术文献专利文献1：日本专利公开公报特开2001-280118号专利文献2：日本专利公开公报特开2005-120917号专利文献3：日本专利第5312272号作为上述的专利文献1介绍的强制再生方法，尽管是汽车上装载的DPF的强制再生，但是DPF的强制再生不仅是汽车上装载的DPF所需的处理，也是发动机驱动型压缩机上装载的DPF所需的处理。可是，专利文献1介绍的强制再生方法，是在汽车的行驶中，在发动机的负荷发生变化的状态下进行的强制再生(在本说明书中称“负荷变动型强制再生”)。即，前述的强制再生是在PM大量堆积前，当PM的堆积量超过规定量时，通过将NO2作为氧化剂使PM强制燃烧，防止大量PM在滤芯上自燃时产生的放热使滤芯破损，即使在前述的规定量的PM燃烧时，在PM的燃烧速度快的情况下，滤芯也会因瞬间被施加高热而破损。因此，需要使强制再生时的DPF内温度达到氧化催化剂的活性温度以上，并且必须维持不足PM的自燃温度(通过氧的燃烧温度)的温度。这里，DPF内的温度因发动机的排气温度而变化，发动机的排气温度因发动机的负荷的变动而变化。因此，在排气温度因发动机的低负荷运转而较低的状态中，为提高氧化催化剂的温度也采用温度上升单元(主要后喷射)。可是，即使在排气温度因发动机低负荷运转而较低的状态下开始后喷射，利用后喷射使氧化催化剂的温度上升到活性温度以上也需要数分～10分钟左右，而且利用达到活性温度以上的氧化催化剂生成的NO2使PM强制燃烧、至滤芯的再生结束为止，需要以氧化催化剂在活性温度以上的状态持续运转20～30分钟。对此，重复在低负荷运转中仅极短时间成为高负荷运转、随后返回低负荷运转的运转动作时，后喷射的燃料喷射量伴随负荷变动而增减，或者重复在暂时的高负荷运转时后喷射停止的动作，因此氧化催化剂的温度变得不稳定，不能保持活性温度以上的状态，由于不能稳定/持续生成NO2，所以不能使PM燃烧，或者，尽管处于强制再生执行中，但如果操作者使发动机停止，则PM的燃烧也中止，所以不仅不能使滤芯再生，PM的堆积量还会增加，尽管具有强制再生(负荷变动型强制再生)功能，但滤芯上大量堆积PM而导致排气阻力升高，当排气温度异常上升而到达PM的自燃温度时，大量堆积的PM急剧自燃，DPF主体和滤芯存在破损的危险。
技术实现思路
在此，本专利技术的目的是，代替前述的“负荷变动型强制再生”或者与“负荷变动型强制再生”并用，作为发动机驱动型压缩机中设置的DPF的新型强制再生方法，提供能够在将发动机的负荷维持为一定的状态、随之将DPF内的温度稳定的状态下进行的强制再生(以下称“定负荷型强制再生”)，并且提供具备用于实现所述定负荷型强制再生的结构的发动机驱动型压缩机。以下，和为了实施专利技术的实施方式使用的附图标记一起，记述用于解决问题的单元。所述附图标记用于使权利要求的记述和用于实施专利技术的实施方式的记述明确对应，当然不是用来限制本专利技术的技术性范围的解释。为达到上述目的，本专利技术的发动机驱动型压缩机1中的排气后处理装置50的再生方法的特征在于，发动机驱动型压缩机1包括：吸入被压缩流体并压缩的压缩机主体10；驱动所述压缩机主体10的发动机20；开闭所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，所述发动机驱动型压缩机包括：吸入被压缩流体并压缩的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的发动机；开闭所述压缩机主体的吸入口的吸入阀；根据所述压缩机主体的吐出侧压力的变化进行开闭所述吸入阀的容量控制的容量控制单元；以及进行所述发动机的转速控制的速度控制单元，在所述发动机的排气通道中设置排气后处理装置，所述排气后处理装置具备用于捕捉排气中的颗粒物质的滤芯和氧化催化剂，当所述排气后处理装置中设置的滤芯上堆积的颗粒物质的量达到规定的强制再生开始量以上且输入了强制再生的开始指令时，将由所述容量控制单元进行的容量控制无效化，关闭所述吸入阀，并且将所述压缩机主体的吐出侧大气开放，使所述压缩机主体成为低负荷状态，并且使所述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运转状态构成的强制再生模式的运转，由此进行使所述排气后处理装置内的温度上升到所述氧化催化剂的活性温度以上的温度且不足所述颗粒物质的自燃温度的温度而使所述排气后处理装置的所述滤芯上堆积的颗粒物质强制燃烧的强制再生处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，所述发动机驱动型压缩机包括：吸入被压缩流体并压缩的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的发动机；开闭所述压缩机主体的吸入口的吸入阀；根据所述压缩机主体的吐出侧压力的变化进行开闭所述吸入阀的容量控制的容量控制单元；以及进行所述发动机的转速控制的速度控制单元，在所述发动机的排气通道中设置排气后处理装置，所述排气后处理装置具备用于捕捉排气中的颗粒物质的滤芯和氧化催化剂，当所述排气后处理装置中设置的滤芯上堆积的颗粒物质的量达到规定的强制再生开始量以上且输入了强制再生的开始指令时，将由所述容量控制单元进行的容量控制无效化，关闭所述吸入阀，并且将所述压缩机主体的吐出侧大气开放，使所述压缩机主体成为低负荷状态，并且使所述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运转状态构成的强制再生模式的运转，由此进行使所述排气后处理装置内的温度上升到所述氧化催化剂的活性温度以上的温度且不足所述颗粒物质的自燃温度的温度而使所述排气后处理装置的所述滤芯上堆积的颗粒物质强制燃烧的强制再生处理。2.根据权利要求1所述的发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，所述排气后处理装置中设置的滤芯上堆积的颗粒物质的量达到规定的强制再生开始量以上时，使由所述速度控制单元进行的转速控制无效化，使所述发动机转移到以规定的无负荷运转速度运转的待机运转模式，设置等待所述强制再生的开始指令的输入的前处理，并且在所述待机运转模式的运转中，输入了所述强制再生的开始指令时，将所述容量控制无效化，使所述压缩机主体成为所述低负荷状态，并且将所述发动机的运转状态从所述待机运转模式切换为所述强制再生模式，进行所述强制再生处理。3.根据权利要求1或2所述的发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，直到经过规定时间且所述滤芯上堆积的颗粒物质的量达到不足规定的强制再生结束量为止，持续进行所述强制再生处理。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，所述强制再生模式中的发动机的运转控制，伴随燃料的追加喷射。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，在将所述压缩机主体设为所述低负荷状态后，将发动机的运转状态向所述强制再生模式切换。6.根据权利要求5所述的发动机驱动型压缩机中的排气后处理装置的再生方法，其特征在于，在所述压缩机主体的吐出侧压力降低到规定的下限压力以下后，将发动机的运转状态向所述强制再生模式切换。7.一种发动机驱动型压缩机，包括：吸入被压缩流体并压缩的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的发动机；开闭所述压缩机主体的吸入口的吸入阀；根据所述压缩机主体的吐出侧压力的变化进行开闭所述吸入阀的容量控制的容量控制单元；以及进行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川賛，
申请(专利权)人：北越工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP