JP4887245B2 - Urea water injection device for exhaust treatment - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン用排気処理装置に係り、特に還元剤として尿素水を用い、排気中の窒素酸化物を効率良く除去することができる排気処理装置に関する。 The present invention relates to an engine exhaust treatment device, and more particularly to an exhaust treatment device that can efficiently remove nitrogen oxides in exhaust gas using urea water as a reducing agent.
従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的に窒素酸化物(以下NOxと記す)を還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、この選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤(炭化水素,アンモニア又はその前駆体)を添加して、この還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のNOxと反応させ、これによりNOxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。この選択還元型触媒を使ったNOx低減手法をSCR(Selective Catalytic Reduction)と呼び、還元剤として尿素を使うものは特に尿素SCRと呼ばれている。この尿素SCRを車両に適用するため、尿素水をタンクに貯蔵しておき、運転に際し、このタンクから供給された尿素水を排気煙道内に噴射し、排気の熱を利用して尿素水を気化し、尿素の加水分解反応で生じるアンモニアによってNOxを低減するための技術が知られている(特許文献1)。 Conventionally, in a diesel engine, a selective reduction type catalyst having a property of selectively reacting nitrogen oxide (hereinafter referred to as NOx) with a reducing agent even in the presence of oxygen is provided in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas flows. Equip and add the required amount of reducing agent (hydrocarbon, ammonia or its precursor) to the upstream side of this selective catalytic reduction catalyst, and react this reducing agent with NOx in the exhaust gas on the selective catalytic reduction catalyst. In some cases, the NOx emission concentration can be reduced. A NOx reduction method using this selective reduction catalyst is called SCR (Selective Catalytic Reduction), and a method using urea as a reducing agent is particularly called urea SCR. In order to apply this urea SCR to a vehicle, the urea water is stored in a tank, and during operation, the urea water supplied from this tank is injected into the exhaust flue, and the urea water is removed using the heat of the exhaust. A technique for reducing NOx by ammonia produced by the hydrolysis reaction of urea is known (Patent Document 1).
尿素水注入装置から注入された尿素は以下の加水分解反応で尿素からアンモニア(NH3)を生じる。 Urea injected from the urea water injection device generates ammonia (NH 3 ) from urea by the following hydrolysis reaction.
(NH2)2CO+H2O → 2NH3+CO2
また、脱硝触媒(=選択還元型触媒)上でNOxがアンモニアによって還元される反応には数種類あるが、比較的低温時は下記の脱硝反応が主として生じる。
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2NH 3 + CO 2
There are several types of reactions in which NOx is reduced by ammonia on a denitration catalyst (= selective reduction catalyst), but the following denitration reaction mainly occurs at relatively low temperatures.
NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O
尿素の加水分解反応は、高温の排ガス中で起きるが、排ガス温度が比較的低い時は、排ガス中では十分に進行せず、脱硝触媒上で起きるようになる。このため、低排気温度時、脱硝触媒は、加水分解反応と脱硝反応の2つの機能を負担する。化学反応は全般に、温度が低いと反応速度が下がるため、低排気温度時の脱硝触媒は、負担増加と反応速度低下の二重の影響で、脱硝性能の大幅な低下を生じる。
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O
The hydrolysis reaction of urea occurs in high-temperature exhaust gas. However, when the exhaust gas temperature is relatively low, it does not proceed sufficiently in the exhaust gas and occurs on the denitration catalyst. For this reason, the denitration catalyst bears two functions of a hydrolysis reaction and a denitration reaction at a low exhaust temperature. In general, since the reaction rate decreases at a low temperature in a chemical reaction, a denitration catalyst at a low exhaust temperature causes a significant decrease in denitration performance due to a double effect of an increase in burden and a decrease in reaction rate.
また、排ガス温度が高い場合は、排気煙道に尿素水を直接噴射しても、排ガスの熱による尿素水の気化は十分行われるが、排ガス温度が低下した場合は、尿素水噴霧の完全な気化は困難になる。その場合、噴射された尿素水噴霧は煙道の壁面に付着して、析出を起こす恐れが生じる。尿素の析出は、尿素が固体となって煙道に留まることであり、その分、脱硝反応に必要な還元剤が不足し、脱硝性能の低下を導く。さらに、析出物が堆積した状態で排気温度が急上昇した場合、析出していた尿素の急速な昇華が生じ、脱硝反応に必要な量以上のアンモニアが生じ、アンモニアを外部へ排出してしまう危険性が生じる。 If the exhaust gas temperature is high, the urea water is sufficiently vaporized by the heat of the exhaust gas even if the urea water is directly injected into the exhaust flue. Vaporization becomes difficult. In that case, the sprayed urea water spray adheres to the wall surface of the flue and may cause precipitation. Precipitation of urea means that urea becomes solid and stays in the flue, and accordingly, the reducing agent necessary for the denitration reaction is insufficient, leading to a decrease in denitration performance. Furthermore, if the exhaust temperature rises rapidly with deposits deposited, the urea that has been precipitated will rapidly sublimate, producing more ammonia than required for the denitration reaction, and the risk of discharging ammonia to the outside. Occurs.
この問題を解決するため、尿素水を強制的にアンモニアガスにした上で排気ガス中に注入する技術が発明されている。特許文献2に記載の排気ガス処理装置では、尿素水噴射装置に電気ヒータと、加水分解触媒を加えることで、尿素水の気化と、尿素のアンモニア化を促進し、低排気温度時の脱硝性能の向上を図っている。
In order to solve this problem, a technique has been invented in which urea water is forced into ammonia gas and then injected into exhaust gas. In the exhaust gas treatment device described in
エンジンの排気処理装置において、尿素水の気化を電気ヒータで行うと、電力を消費するために、エンジンのエネルギー効率が低下する他に、電気ヒータを使わない場合に比べ、エンジンに付随した発電機の発電量を増やす必要が生じることから、発電機の大型化が必要になる等の設備負担増大の問題もある。この問題を低減するには、尿素水の気化のために消費する電気ヒータの電力を削減する必要がある。 In the exhaust treatment system of an engine, if the urea water is vaporized with an electric heater, the energy consumption of the engine is reduced in order to consume electric power. Therefore, it is necessary to increase the amount of power generation, and there is a problem of increasing the equipment burden such as the necessity of increasing the size of the generator. In order to reduce this problem, it is necessary to reduce the electric power of the electric heater consumed for vaporizing urea water.
尿素水の注入量が一定条件の下に、電気ヒータの電力を削減した場合、尿素水に与えられる熱量が低下することから気化率が低下するとともに、気化出来なかった尿素が析出物となって、煙道内に固形物として堆積するおそれを生じる。尿素水は200℃程度の壁面上で緩やかに加熱を受けると、水分だけが気化して固体の尿素が析出する。さらに緩やかな加熱を続けると、固体の尿素がシアヌル酸などのより強固な固形物に変質し、壁面からの除去がより困難になる。尿素の析出が続くと、固形物の堆積により流路が閉塞し、尿素水注入装置としての機能を果たさなくなる恐れもある。 When the electric heater power is reduced under a fixed amount of urea water injection, the amount of heat given to the urea water decreases, so the vaporization rate decreases and urea that could not be vaporized becomes precipitates. There is a risk of depositing as a solid in the flue. When urea water is gently heated on a wall surface of about 200 ° C., only moisture is vaporized and solid urea is deposited. If further gentle heating is continued, the solid urea is transformed into a stronger solid material such as cyanuric acid, and the removal from the wall surface becomes more difficult. If the precipitation of urea continues, the flow path may be blocked due to the accumulation of solid matter, and the function as a urea water injection device may not be achieved.
物理的に、単位質量あたりの尿素水を気化させるために必要な熱量は決まっていることから、気化する尿素水量を変えずに電気ヒータの消費電力を低減することは非常な困難を伴う。 Since the amount of heat necessary to vaporize urea water per unit mass is determined physically, it is extremely difficult to reduce the power consumption of the electric heater without changing the amount of urea water to be vaporized.
このような条件下で、電気ヒータの消費電力を低減する手段として、ヒータの発熱が尿素水の気化に使われずに損失になっている分に着目し、熱損失を低減することで、消費電力を低減することが考えられる。電気ヒータの熱損失は、発熱が外部に放熱されることで生じることから、電気ヒータの発熱を、尿素水噴霧が存在する煙道の内部空間で行うことが考えられる。ただし、電気ヒータに電力を供給するための電気配線は、排気煙道の外部にあることから、電気配線を接続する電気ヒータの端子は煙道の外部空間に配置する必要がある。また、電気ヒータの端子と排気煙道は、漏電防止の観点から、電気的に絶縁することが望ましい。電気的な絶縁を行うためには、絶縁しようとする箇所に樹脂のような非金属の材質を用いることが有効であるが、電気ヒータは自身が発熱することから高温になり、同時に排気煙道も高温になることがあることから、樹脂のような高温に耐えられない材質を使用することは出来ない。また、セラミックのような材質で電気的な絶縁を図ることも考えられるが、排気煙道と電気ヒータの間をセラミック材質のものでシールすることは困難であり、排気ガスが漏洩する問題を生じる。特に、尿素水噴霧を気化する空間では、アンモニアガスが発生することから、排気ガスの漏洩は、アンモニアガスの漏洩につながるおそれがあり、排気煙道と電気ヒータの間のシールには、高い信頼性が必要とされる。このため、電気ヒータの発熱を煙道の内部空間で行うことで、熱損失を低減し、消費電力の低減を図ることも非常な困難を伴う。 Under such conditions, as a means of reducing the power consumption of the electric heater, paying attention to the fact that the heat generated by the heater is lost without being used for the vaporization of urea water, reducing the heat loss, the power consumption It is conceivable to reduce. Since the heat loss of the electric heater is caused by heat being radiated to the outside, it is conceivable that the electric heater generates heat in the internal space of the flue where the urea water spray exists. However, since the electric wiring for supplying electric power to the electric heater is outside the exhaust flue, it is necessary to arrange the terminal of the electric heater to which the electric wiring is connected in the external space of the flue. In addition, it is desirable to electrically insulate the terminal of the electric heater and the exhaust flue from the viewpoint of preventing leakage. In order to perform electrical insulation, it is effective to use a non-metallic material such as a resin at the location to be insulated, but the electric heater becomes hot because it generates heat, and at the same time the exhaust flue However, a material that cannot withstand high temperatures such as resin cannot be used. It is also possible to achieve electrical insulation with a material such as ceramic, but it is difficult to seal between the exhaust flue and the electric heater with a ceramic material, which causes a problem of exhaust gas leakage. . In particular, ammonia gas is generated in the space where the urea water spray is vaporized, so exhaust gas leakage may lead to ammonia gas leakage, and the seal between the exhaust flue and the electric heater is highly reliable. Sex is required. For this reason, it is very difficult to reduce heat loss and power consumption by generating heat from the electric heater in the internal space of the flue.
このため、尿素水を気化するためのヒータは、尿素の析出を回避し、気化性能を維持した上で、低消費電力化することとは非常に困難な課題となっていた。 For this reason, a heater for vaporizing urea water has been a very difficult task to reduce power consumption while avoiding precipitation of urea and maintaining vaporization performance.
前記課題を解決するため、本発明は主として次のような構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
尿素水を噴霧状に噴射する噴射装置と、前記噴射装置から噴射された尿素水を加熱して気化する電気ヒータとを備え、エンジンの排気煙道に尿素水から生成されるアンモニア成分を注入する排気処理用の尿素水注入装置において、前記電気ヒータは、発熱部の両端に、非発熱部と、導線と接続ための端子とを有し、前記発熱部と非発熱部とは、前記端子とは電気的に絶縁される保護管で覆われるシースヒータで構成し、前記シースヒータの発熱部を排気煙道の内部となる空間に配置し、両端の端子を排気煙道の外部となる空間に配置し、両端の非発熱部を排気煙道に連なる部材にシールして固定する構造にする。 An injection device that injects urea water in a spray form and an electric heater that heats and vaporizes the urea water injected from the injection device, and injects ammonia components generated from the urea water into the exhaust flue of the engine In the urea water injection device for exhaust treatment, the electric heater has a non-heat generating portion and a terminal for connecting to a conductive wire at both ends of the heat generating portion, and the heat generating portion and the non-heat generating portion are the terminals and Consists of a sheath heater covered with an electrically insulated protective tube, the heat generating part of the sheath heater is arranged in the space inside the exhaust flue, and the terminals at both ends are arranged in the space outside the exhaust flue. The non-heat generating part at both ends is sealed and fixed to a member connected to the exhaust flue.
また、シースヒータを固定する部材と、噴射装置を固定する部材を共通化させることにより、シースヒータを固定する場所が、尿素水の噴射点に近付き、シースヒータの部位の中でも尿素水噴霧によって冷やされた温度がより低い場所を固定するようにする。これにより、シースヒータの発熱が、固定部材の熱伝導によって外部に伝わり、熱損失になることを低減できるようになる。 Further, by making the member for fixing the sheath heater and the member for fixing the injection device in common, the place where the sheath heater is fixed approaches the injection point of the urea water, and the temperature of the sheath heater part cooled by the urea water spray Try to fix a lower place. As a result, it is possible to reduce heat generated by the sheath heater from being transmitted to the outside due to heat conduction of the fixing member, resulting in heat loss.
また、シースヒータの非発熱部を固定する構造に、コンプレッション・フィッティングを用いることにより、排気ガスを外部に漏れさせないためのシールの機能と、シースヒータを固定する機能の両方を兼ねることが出来るようになる。 In addition, by using compression fitting in the structure that fixes the non-heat generating part of the sheath heater, both the function of sealing to prevent the exhaust gas from leaking to the outside and the function of fixing the sheath heater can be used. .
また、シースヒータの発熱部を、中央で折り返した2条巻きのコイル形状にすることで、両端を同じ側にし、さらに、その両端の非発熱部の向きを揃えることで、噴射装置を固定する部材と共通の部材に非発熱部を固定するための構造が、効率的になる。 Moreover, the heat generating part of the sheath heater is formed in a double-wound coil shape folded back at the center so that both ends are on the same side, and further, the direction of the non-heat generating part at both ends is aligned, thereby fixing the injection device The structure for fixing the non-heat generating part to the common member becomes efficient.
また、シースヒータの発熱部により形成したコイル形状の中心軸を、噴射装置の噴射軸上に配置することで、尿素水の噴霧の円周方向に対して均一にシースヒータが存在するようになり、シースヒータの熱負荷の均一化が図れ、熱損失の低減が可能になる。 In addition, by arranging the coil-shaped central axis formed by the heat generating portion of the sheath heater on the injection axis of the injection device, the sheath heater can be uniformly present in the circumferential direction of the spray of urea water, and the sheath heater The heat load can be made uniform, and heat loss can be reduced.
また、シースヒータの発熱部により形成したコイル形状の中心軸を、噴射装置の噴射軸上に配置した上で、シースヒータのコイル形状を、尿素水の噴射点に近い側の巻きピッチは小さく、噴射点から遠い側の巻きピッチは大きくすることで、噴射点からの距離に応じて変化する噴霧の存在密度に応じてシースヒータが存在するようになり、シースヒータの熱負荷の均一化が図れ、熱損失の低減が可能になる。 In addition, after the coil-shaped central axis formed by the heat generating part of the sheath heater is arranged on the injection axis of the injection device, the coil pitch of the sheath heater is small on the side close to the urea water injection point, and the injection point By increasing the winding pitch on the side far from the sheath heater, the sheath heater will exist according to the density of the spray that changes according to the distance from the injection point, and the heat load of the sheath heater can be made uniform, resulting in heat loss. Reduction is possible.
また、シースヒータの発熱部により形成したコイル形状の中心軸を、噴射装置の噴射軸上に配置した上で、シースヒータのコイル形状を、尿素水の噴射点に近い側の巻き直径は大きく、噴射点から遠い側の巻き直径は小さくすることで、コイルの中心軸周りに生じる空間を狭めて、シースヒータの発熱部に噴霧がよりかかり易くすることで、シースヒータの発熱が噴霧に伝わるまでの熱抵抗の低減を図り、熱損失の低減が可能になる。 In addition, after the coil-shaped central axis formed by the heat generating part of the sheath heater is arranged on the injection axis of the injection device, the coil diameter of the sheath heater is larger on the side near the injection point of the urea water, and the injection point By reducing the winding diameter on the side far from the coil, the space around the central axis of the coil is narrowed and spraying is more easily applied to the heat generating part of the sheath heater, so that the heat resistance until the heat generation of the sheath heater is transmitted to the spray is reduced. Reduction can be achieved and heat loss can be reduced.
また、シースヒータと噴射装置を、排気煙道を分流させた箇所に設置することにより、尿素水噴霧を気化しながら排気ガスで搬出することが可能になり、尿素の停滞による析出を防止することが可能になる。 In addition, by installing the sheath heater and the injection device at a location where the exhaust flue is diverted, it becomes possible to carry out exhaust gas while vaporizing the urea water spray, and to prevent precipitation due to stagnation of urea. It becomes possible.
また、シースヒータの発熱部表面の少なくとも一部を、尿素の加水分解を促進する機能を有する触媒成分で被覆することにより、尿素水の気化と、尿素の加水分解反応を同時に起こすことが可能になり、尿素のアンモニア化を促進することで、尿素の析出防止が可能になる。 In addition, by covering at least a part of the surface of the heat generating part of the sheath heater with a catalyst component having a function of promoting urea hydrolysis, urea water vaporization and urea hydrolysis reaction can occur simultaneously. Acceleration of urea ammoniating makes it possible to prevent urea precipitation.
尿素水噴霧を電気ヒータで加熱・気化させるに当たって、発熱部と非発熱部が電気的に絶縁された保護管で覆われたシースヒータを用い、発熱部は排気煙道の内部空間に配置し、両端の端子は排気煙道の外部に配置し、非発熱部を排気煙道に連なる部材にシールして固定する構造にすることにより、排気を外部に漏らすことなく、煙道内部にヒータの発熱部を配置することが可能になる。また、電気ヒータの電力を供給する際の、煙道との電気的な絶縁に関しても、排気煙道に連なる部材と接触しているのは、シースヒータの絶縁された保護管に覆われている非発熱部であることから、電気的な絶縁が保たれ、かつ、ヒータの発熱部や排気煙道の高温に耐えて、シールを保つことが可能になる。これにより、電気配線との接続端子を煙道の外部空間に配置しながら、ヒータの発熱部は煙道の内部空間に配置しても排気ガスを外部に漏らすことなく、かつ、煙道と端子は電気的に絶縁することを満たすことが可能になる。また、発熱部が煙道の外側にある場合は、内部に熱を伝えるための熱抵抗が介在してしまい、それに応じたヒータの温度上昇が必要となり、熱が逃げやすくなるのに対し、発熱部を煙道の内部空間に配置することは、内部へ熱を伝えるための熱抵抗をなくすと同時に、外部に熱が逃げることに対する熱抵抗は増すので、格段に熱損失が低減する。また、シースヒータの発熱部を煙道内部に配置するために、非発熱部を煙道部材で固定することにより、固体の熱伝導でヒータの発熱が外部に逃げることを抑えられる。 When heating and vaporizing the urea water spray with an electric heater, use a sheath heater covered with a protective tube in which the heat generating part and the non-heat generating part are electrically insulated, and the heat generating part is placed in the internal space of the exhaust flue, The terminal of the heater is arranged outside the exhaust flue, and the non-heat generating part is sealed and fixed to a member connected to the exhaust flue, so that the heat generating part of the heater is not leaked to the outside of the flue. Can be arranged. Also, regarding the electrical insulation from the flue when supplying electric power to the electric heater, the contact with the member connected to the exhaust flue is not covered by the insulated protective tube of the sheath heater. Since it is a heat generating part, electrical insulation is maintained, and it becomes possible to withstand the high temperature of the heat generating part of the heater and the exhaust flue and to maintain a seal. As a result, while the connection terminal with the electrical wiring is arranged in the external space of the flue, the heating part of the heater is not leaked to the outside even if it is arranged in the internal space of the flue, and the flue and the terminal Can satisfy the electrical insulation. In addition, when the heat generating part is outside the flue, there is a thermal resistance for transferring heat inside, and the heater temperature needs to rise accordingly, making it easier for heat to escape. Arranging the part in the internal space of the flue eliminates the thermal resistance for transferring heat to the inside, and at the same time increases the thermal resistance against the escape of heat to the outside, so that the heat loss is remarkably reduced. Moreover, in order to arrange the heat generating portion of the sheath heater inside the flue, fixing the non-heat generating portion with the flue member can suppress the heat generation of the heater from escaping to the outside due to solid heat conduction.
本発明では、尿素水噴霧を電気ヒータで加熱・気化させるに当たって、発熱部と非発熱部が電気的に絶縁された保護管で覆われたシースヒータを用い、発熱部は排気煙道の内部空間に配置し、両端の端子は排気煙道の外部に配置し、非発熱部を排気煙道に連なる部材にシールして固定する構造にすることにより、排気を外部に漏らすことなく、煙道内部にヒータの発熱部を配置することが可能になる。また、電気ヒータの電力を供給する際の、煙道との電気的な絶縁に関しても、排気煙道に連なる部材と接触しているのは、シースヒータの絶縁された保護管に覆われている非発熱部であることから、電気的な絶縁が保たれ、かつ、ヒータの発熱部や排気煙道の高温に耐えて、シールを保つことが可能になる。これにより、電気配線との接続端子を煙道の外部空間に配置しながら、ヒータの発熱部は煙道の内部空間に配置しても排気ガスを外部に漏らすことなく、かつ、煙道と端子は電気的に絶縁することを満たすことが可能になる。また、発熱部が煙道の外側にある場合は、内部に熱を伝えるための熱抵抗が介在してしまい、それに応じたヒータの温度上昇が必要となり、熱が逃げやすくなるのに対し、発熱部を煙道の内部空間に配置することは、内部へ熱を伝えるための熱抵抗をなくすと同時に、外部に熱が逃げることに対する熱抵抗は増すので、格段に熱損失が低減する。また、シースヒータの発熱部を煙道内部に配置するために、発熱部を煙道部材で固定する方法もあるが、非発熱部を煙道部材で固定することにより、固体の熱伝導でヒータの発熱が外部に逃げることを抑えられる。 In the present invention, when the urea water spray is heated and vaporized by the electric heater, a sheath heater covered with a protective tube in which the heat generating portion and the non-heat generating portion are electrically insulated is used, and the heat generating portion is placed in the internal space of the exhaust flue. Arranged, the terminals at both ends are arranged outside the exhaust flue, and the non-heat generating part is sealed and fixed to the member connected to the exhaust flue, so that the exhaust is not leaked to the outside, and inside the flue It becomes possible to arrange the heating part of the heater. Also, regarding the electrical insulation from the flue when supplying electric power to the electric heater, the contact with the member connected to the exhaust flue is not covered by the insulated protective tube of the sheath heater. Since it is a heat generating part, electrical insulation is maintained, and it becomes possible to withstand the high temperature of the heat generating part of the heater and the exhaust flue and to maintain a seal. As a result, while the connection terminal with the electrical wiring is arranged in the external space of the flue, the heating part of the heater is not leaked to the outside even if it is arranged in the internal space of the flue, and the flue and the terminal Can satisfy the electrical insulation. In addition, when the heat generating part is outside the flue, there is a thermal resistance for transferring heat inside, and the heater temperature needs to rise accordingly, making it easier for heat to escape. Arranging the part in the internal space of the flue eliminates the thermal resistance for transferring heat to the inside, and at the same time increases the thermal resistance against the escape of heat to the outside, so that the heat loss is remarkably reduced. In addition, there is a method of fixing the heat generating part with the flue member in order to arrange the heat generating part of the sheath heater inside the flue, but by fixing the non-heat generating part with the flue member, the heat of the heater can be obtained by solid heat conduction. Heat generation can be prevented from escaping to the outside.
また、両端に端子を有するシースヒータを用いることにより、非発熱部を2箇所持つことになり、2箇所でシースヒータを固定することが可能になることから、非発熱部のみを固定して、発熱部は固定しない構造にしても、排気煙道の振動に耐えられる構造となり、煙道の内部空間に配置した発熱部は、煙道部材から浮かした構造にすることが可能になる。発熱部が煙道部材から浮いていると、固体の熱伝導によってヒータの発熱が外部に逃げることがなくなり、より一層の熱損失低減が図られる。これらの熱損失低減効果によって、同じ量の尿素水を気化させるために消費する電気ヒータの電力を削減することが可能になる。 Further, by using a sheath heater having terminals at both ends, it becomes possible to have two non-heat generating portions, and the sheath heater can be fixed at two locations. Even if the structure is not fixed, the structure can withstand the vibration of the exhaust flue, and the heat generating portion arranged in the internal space of the flue can be structured to float from the flue member. When the heat generating part is floating from the flue member, the heat generated by the heater does not escape to the outside due to the solid heat conduction, and the heat loss can be further reduced. Due to these heat loss reduction effects, it is possible to reduce the electric heater power consumed to vaporize the same amount of urea water.
また、シースヒータの発熱部を、中央で折り返した2条巻きのコイル形状にして、コイルの軸と尿素水の噴射軸を揃えることにより、噴霧形状が軸対象であることと、発熱部が軸対象に配置されることの組み合わせから、発熱部に噴霧が均一にかかる構造になり、かつ、ヒータ両端の非発熱部を一方向に揃えることが可能になり、煙道にヒータを固定する上で、一方向の挿入で非発熱部を固定することが可能になる。 Moreover, the heat generating part of the sheath heater is formed in a two-winding coil shape that is folded back at the center, and the spraying shape is an axial object by aligning the axis of the coil and the injection axis of urea water, and the heat generating part is an axial object. When the heater is fixed to the flue, it becomes a structure in which spraying is uniformly applied to the heat generating portion, and the non-heat generating portions at both ends of the heater can be aligned in one direction. It becomes possible to fix the non-heat generating part by inserting in one direction.
本発明に係る具体的な実施形態について、図1〜図8を用いて以下詳細に説明する。 Specific embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.
本発明の第1の実施形態に係る尿素水注入装置について、図1〜図7を参照しながら説明する。図1は第1の実施形態に係る尿素水注入装置の全体構成を示す図であり、図2は本装置の正面図、図3は本装置のA−A矢視断面図、図4は本装置のC−C矢視断面図、図5は本装置のB−B矢視断面図である。 A urea water injection device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the urea water injection apparatus according to the first embodiment, FIG. 2 is a front view of the apparatus, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the apparatus, and FIG. CC sectional view of the device, FIG. 5 is a sectional view of the device taken along arrow BB.
図1において、ディーゼルエンジンから排出された排気ガス201は、尿素水202もしくは203が注入され、その下流の脱硝触媒(図示していない)を通過することで、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が低減される。ディーゼルエンジンの排気ガスでは、NOxと粒子状物質(PM)が多く含まれていることが問題であるため、排気後処理システムでは、その両方を低減する場合がある。その場合の後処理システムの一例としては、上流から、酸化触媒,フィルター,尿素水注入装置,脱硝触媒,スリップアンモニア処理触媒の順に備えることで、排気ガスを浄化することが可能になる。上記の触媒構成では、PMがフィルターによって除去され、NOxが脱硝触媒で除去され、かつ、脱硝触媒をスリップしたアンモニアもアンモニア処理触媒で除去されることで、排気ガスが浄化される。
In FIG. 1,
本実施例で尿素水を注入するにあたっては、排気中に直接尿素水を注入する方式と、電気ヒータにより尿素水を気化させた上で注入する方式の2つを併用している。排気中に直接尿素水を注入する方式では、排ガスが高温の時は問題ないが、排ガスが低温の時は、煙道壁面に尿素が付着して析出する問題がある。電気ヒータにより尿素水を気化させた上で注入する方式では、排ガスが低温の時でも、尿素の析出を起こさない利点を持つが、電力を消費することで、エンジンのトータルとしてのエネルギー効率を低減させる問題がある。そのため、尿素水の直接注入方式と、気化注入方式の両方を備えることで、上記の問題の両方を解決することが可能になる。すなわち、インジェクタ5は排気中に尿素水を直接噴射し、インジェクタ6は分流管8内に尿素水を噴射し、分流管8の内部に発熱部を配置した電気ヒータ9で尿素水を気化する。
In injecting urea water in this embodiment, two methods are used in combination: a method in which urea water is directly injected into exhaust gas and a method in which urea water is vaporized by an electric heater. In the method of injecting urea water directly into the exhaust, there is no problem when the exhaust gas is hot, but when the exhaust gas is low, there is a problem that urea adheres to the flue wall and precipitates. The method of injecting urea water after vaporizing it with an electric heater has the advantage of not causing urea precipitation even when the exhaust gas is at a low temperature. However, by consuming electric power, the total energy efficiency of the engine is reduced. There is a problem to make. Therefore, it is possible to solve both of the above problems by providing both the direct injection method of urea water and the vaporization injection method. That is, the
図2は、図1に示した装置の正面図であり、破断線A−Aは分流ガス流路を見せるための断面位置を示し、破断線B−Bは排気管に直接尿素を噴射する方式を見せるための断面位置を示している。排気ガスを分岐させる分流ガス流路は、導入部7を入口として分岐し、旋回翼11の裏側に設けた吹出し穴を出口として主流の排気ガスと合流する。インジェクタ5から噴射される尿素水噴霧101は、煙道内に分散された後、旋回翼11を配置した流路を通過することで、排ガス中により均一に分散させることを図っている。旋回翼11は8枚羽根からなっており、それぞれが排ガスの流れに対して迎角をもって固定していることで、羽根周りを通過したガスの流れに旋回が与えられ、旋回翼11の下流が旋回流になる。
FIG. 2 is a front view of the apparatus shown in FIG. 1, in which a broken line AA indicates a cross-sectional position for showing a diverted gas flow path, and a broken line BB directly injects urea into the exhaust pipe. The cross-sectional position for showing is shown. The shunt gas flow path for branching the exhaust gas branches using the
図3は、図2でA−Aの矢印で示した方向の断面図であり、分流ガス流路の構造を示している。排ガスの一部が導入部7から流入することで、分流管8に分流ガスが流れる。分流ガスが流れている空間に、インジェクタ6で尿素水を噴射し、尿素水噴霧102を形成し、電気ヒータ9でその噴霧を気化する。電気ヒータ9で気化されたガスは分流ガスに搬送されて、加水分解触媒10aを通過する。尿素は加熱されることによってある程度の分解が進み、アンモニアを発生するが、熱のみで完全なアンモニア化をするには加熱量を多くしなければならない。このため、ヒータの消費電力を低減するために加水分解触媒を用いる。水蒸気を含んだ状態で尿素が加水分解触媒を通過すると、比較的低温でも、十分な加水分解反応が進み、アンモニア化が促進されることから、加水分解触媒を使うことによってヒータの消費電力を節約できる。
FIG. 3 is a cross-sectional view in the direction indicated by the arrow AA in FIG. 2 and shows the structure of the shunt gas flow path. When a part of the exhaust gas flows in from the
図4は、図3のC−Cの矢印で示した位置の断面図であり、分流通路内で生成したアンモニアガスを主流の排ガスに合流させる箇所を示している。分流通路は、加水分解触媒10aを通過した後、直角に折れ曲がり、加水分解触媒10bを通過した後、煙道外壁2に接続する。煙道外壁2の内部は、絞り流路4との二重管構造になっており、分流ガスによって搬送されるアンモニアガスは、外壁2と絞り流路4の間にあたる空間に充満し、絞り流路4にある分流ガス吹出し穴から吹出すことで、主流の排ガスと合流する。図4における旋回翼11は、旋回翼の後ろ側の断面にあたるため、図象として分離した図形になっているが、8枚の羽根が一体で形成さたものである。その羽根ごとに、吹出し口17は設けられており、8枚翼の場合は、8箇所の吹出し口を設ける。吹出し口17から吹出したアンモニアガスは、旋回翼11の効果によって、主流の排ガスと均一に混合するようになる。電気ヒータによる加熱と加水分解触媒によって、尿素からアンモニアを作る際に、分流ガスを必要とする理由は、アンモニアガスの搬送が必要なためである。すなわち、排ガス中に含まれるNOxは微量であることから、これを処理するために必要となるアンモニアも微量であり、尿素水の噴射から生じるアンモニアの体積流量も微量であることから、アンモニアガスのみでは、空間を通過するのにかかる時間が長くなるためである。尿素からアンモニアを生成するためには、加熱のための空間と、触媒の空間が必要であり、その空間に分流ガスが流れていれば、体積流量の増加によって流速が増加し、通過時間が短くなることから、結果としてアンモニアガスは、分流ガスに搬送されていることになる。このため、分流ガスを導入することで、インジェクタで尿素水を噴射してから、分流通路の出口にアンモニアが出てくるまでの時間が短縮され、アンモニア供給の応答性が向上し、排ガスの浄化性能を高めることが可能になる。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3 and shows the location where the ammonia gas generated in the branch passage joins the main exhaust gas. The diversion passage is bent at a right angle after passing through the
図5は、図2のB−Bの矢印で示した位置の断面図であり、排ガス中に直接尿素水を噴射する部分の構造を示している。インジェクタホルダ12によって保持されたインジェクタ5から、尿素水202は噴射され、尿素水噴霧101となって、排ガス201に尿素が注入される。インジェクタホルダ12にインジェクタヘッド16を装着することで、加圧した尿素水202がインジェクタ5に供給されるようになり、インジェクタ5の内部の弁を開閉することにより、調量された尿素水を噴射することが出来る。インジェクタホルダ12は、煙道外壁1に接続することで、インジェクタ5が噴射する尿素水噴霧101が煙道内に直接噴射されるようにしているが、煙道1は排ガス温度の上昇に応じて温度上昇することから、その温度からインジェクタ5を守る機能も必要となる。このため、インジェクタホルダ12は内部に冷却水循環流路を備えており、インジェクタの電気回路の温度上昇を防ぎ、かつ、インジェクタ内の尿素水通路の温度上昇を防いで、尿素水の水分のみの気化に伴う尿素析出を防止して、析出による詰まりが起きないようにしている。インジェクタホルダ12内に循環させる冷却水には、エンジンの冷却水もしくは尿素水を用いることが出来る。インジェクタ5から噴射された尿素水噴霧101は、排ガスから熱を受けて気化しながら、旋回翼11が配置された絞り流路4を通過する。流路が絞られることと、旋回による混合作用により、噴霧101は排ガス中に均一に分散するようになり、尿素水注入装置の下流にある脱硝触媒上で脱硝反応が十分に行われるようになる。脱硝反応は、NOxとアンモニアによる反応であることから、触媒上でNOxとアンモニアが出会う必要があり、尿素水噴霧が均一に排ガスに分散されていないと、アンモニアに出会えないNOxが出てきて、脱硝性能が低下する。このため、噴霧の均一な分散は脱硝性能に直接影響を与えることから、尿素水注入装置は、噴霧を均一に分散させる機能が重要となっている。
FIG. 5 is a cross-sectional view at the position indicated by the arrow BB in FIG. 2 and shows the structure of a portion that directly injects urea water into the exhaust gas. The
図5はまた、絞り流路4の中に配置される旋回翼11と、分流ガス吹出穴17の位置関係も示している。すなわち、8枚羽根で構成された旋回翼の1枚である羽根11aは、主流の排ガス201に対して迎角をもって配置されているが、その羽根11aの裏側にあって排ガスの流れにはく離渦を生じる場所に吹出穴17aを配置している。この旋回翼11の羽根と分流ガス吹出穴17の関係はどれも同じにしてある。分流ガス通路には、折れ曲がりがあったり、加水分解触媒を通過したりする等の流路抵抗となる要素が大きいため、分流ガスの流量を確保するためには、工夫を必要とする状況にある。そのため、主流の排ガス流路から絞った箇所に、分流ガスを吹出す構造にしている。主流の排ガスは絞り流路4に入ることで、流路断面積が狭まり、その手前にある時よりも流速が増加する。流体は流速が増加すると圧力(=静圧)が低下する性質にあるため、絞り流路4の内部は、絞る手前に比べて圧力が下がる。さらに、旋回翼11の裏側ではく離渦が生じることで静圧がより一層低下する。この負圧を利用して、分流ガスを吸い出すことにより分流ガスの流量は確保される。さらに、旋回翼の旋回作用と、羽根の裏側にあるはく離渦の作用によって、吹出し穴から吹出したアンモニアガスと排ガスが均一に混合し、尿素水注入装置の下流にある脱硝触媒上で脱硝反応が十分に行われるようになる。アンモニアガスの場合も尿素水噴霧の分散と同様に、排ガスと均一に混合させることが脱硝性能に直接影響することから、尿素水注入装置でアンモニアを均一に混合させる機能が特に重要になっている。絞り流路4と旋回翼11を用いることは、分流ガスの流量を確保することの他に、アンモニアガスと排ガスの混合を促進する働きも担っており、1つの構造が2つの機能を果たすという合理的な構造になっている。
FIG. 5 also shows the positional relationship between the
図6は、第1の実施形態に係る尿素水注入装置における尿素水気化器の分解図を示しており、主に電気ヒータに関わる構造を説明する図である。分流ガスの流入口7を備えた分流管8に対して、インジェクタホルダ13は、フランジ13aを介して接続される。インジェクタホルダ13は、中心にインジェクタ6を挿入する構造になっている他、電気ヒータ9を貫通させて固定するための箇所13bを2箇所備えている。2箇所の固定箇所13bには、コンプレッション・フィッティング14をそれぞれ装着した上で、電気ヒータ9を貫通させる。コンプレッション・フィッティング14は、ネジの押し込みによってシール部材が圧縮を受け、貫通させた物体をシールして固定する機能を持つものであり、本発明では、電気ヒータ9の非発熱部をシールして固定する。本発明では、シースヒータの発熱部をコイル形状にすることから、コンプレッション・フィッティングに電気ヒータを貫通させるにあたっては、図6における下側から挿入して、貫通させる。また、本発明では、両側に端子と非発熱部を備えたシースヒータを用いることにしているため、両側の端子が同じ方向を向いていなければ、「挿入」による組み立てが出来ない条件にあり、このため、発熱部をコイル形状にする際に、2条巻きの構造にしている。すなわち、発熱部の中央で折り返した2条巻きの構造は両端の非発熱部が同じ側に来ることになり、その非発熱部を平行な配置にすることで、コンプレッション・フィッティングに挿入する際、両方の非発熱部が同時に挿入されることで、無理なく組み立てを行うことが可能になっている。また、シースヒータ9の非発熱部が、シール箇所を貫通することにより、発熱部を煙道内部に配置しながら、端子を煙道外部に配置することが可能になった。
FIG. 6 is an exploded view of the urea water vaporizer in the urea water injection apparatus according to the first embodiment, and is a diagram for mainly explaining the structure related to the electric heater. The
また、シースヒータ9の発熱部で形成するコイル形状の軸と、インジェクタ6の軸を一致させて配置することにより、噴射軸を中心軸にした噴霧の円錐形状と、ヒータの発熱部が同心軸で相対することになり、噴霧を気化するにあたって、ヒータ発熱部の負荷の均一化を図ることが可能になる。ヒータの発熱部にかかる負荷が不均一な場合、負荷の軽い所は温度が上昇し、負荷の重いところは温度が低下して、尿素水の気化が追いつかず、尿素を析出させる可能性を生じる。また、負荷が軽くてヒータの温度が上昇した箇所は、その温度上昇分だけ外部に熱を伝えやすくなり、熱損失が増大する。このため、発熱部に対する熱負荷の均一化は、ヒータの消費電力低減に直結し、均一化を図れるほど、消費電力低下が実現できる。
Further, by arranging the coil-shaped axis formed by the heat generating part of the
また、分流通路に流入してくる分流ガスは、排ガスが分岐したものなので、排気温度が上昇すると、分流ガスの温度も当然に上昇し、分流管8の温度も上昇する。この場合も、電気部品であるインジェクタ6を高温から守る必要があり、インジェクタホルダ13内部には冷却水循環流路を備えている。このため、冷却水の出入口13cが備えられ、インジェクタの電気回路の温度上昇を防ぎ、かつ、インジェクタ内の尿素水通路の温度上昇を防いで、尿素水の水分のみの気化に伴う尿素析出を防止して、析出による詰まりが起きないようにしている。インジェクタホルダ13内に循環させる冷却水には、エンジンの冷却水もしくは尿素水を用いることが出来る。また、インジェクタ6で噴射するための尿素水は、インジェクタヘッド15を通して供給される。
Further, since the shunt gas flowing into the shunt passage is a branch of the exhaust gas, when the exhaust gas temperature rises, the temperature of the shunt gas naturally rises and the temperature of the
図7は、第1の実施形態で用いる電気ヒータの詳細構造を説明する図である。シースヒータ9は、外観として、発熱部9a,非発熱部9b,絶縁体9c,端子9dからなり、発熱部9aと非発熱部9bは、保護管で覆われた構造になっており、この保護管は、絶縁体9cに接触することで、端子9dとは、電気的に絶縁される。また、発熱部9aの内部は、ニクロム線などの電気抵抗によって発熱する発熱線と、それを取り巻く絶縁材があり、それらが保護管で覆われる。非発熱部9bの内部は、導線と、それを取り巻く絶縁材があり、それらが保護管で覆われる。導線は、発熱線と端子9dを電気的に接続する機能を果たし、電気抵抗が小さいことで、電流が流れても発熱しない設計になっている。このヒータに電力を供給する電気配線は、端子9dとのみ電気接続することから、発熱部9aや非発熱部9bの保護管は電気的に絶縁される。保護管が電気的に絶縁されることにより、保護管の材質に金属を使用することが可能になり、高温に耐えることが可能になる他、煙道に固定する際に、金属接触していても、電気的には絶縁されることから、煙道に漏電する心配がなくなる。また、この絶縁体9cは、インジェクタホルダ13が冷却水により強制的に冷却されていることによっても保護されている。すなわち、絶縁体9cは金属で構成出来ないため、高温に耐えられないが、これに接する非発熱部9bに熱を伝える可能性があるインジェクタホルダ13が冷却されていることにより、分流ガスの温度上昇に伴う絶縁体9cの温度上昇が防止され、信頼性を確保することが出来るようになる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the detailed structure of the electric heater used in the first embodiment. The
図7の右側は、左側のシースヒータを真下から見た図であり、発熱部9aの中央にあたる箇所9eでS字状に折り返すことで、1本の発熱部を2条巻きにすることを可能にしている。折り返しを行うに当たって、S字形状にすることは、限られた空間の中で、曲げ半径を最大限に大きくとる上で有効な形状となる。ヒータの発熱部9aは、断面内に発熱線と、絶縁材と、保護管を備えており、曲げ半径を小さくする程、発熱線を変形させる作用が働き、熱膨張に伴う応力がかかりやすい発熱線を断線させる可能性を高める。このため、ヒータの耐久性のためには曲げ加工を加える際の曲げ半径を極力大きくし、発熱線に変形を加えないことが望ましい。よって、発熱部9aの中央の折り返しを、S字形状にすることは、ヒータの耐久性を高める効果がある。
The right side of FIG. 7 is a view of the left sheath heater as viewed from directly below, and it is possible to wrap one heating part in two lines by folding it back into an S shape at a location 9e which is the center of the
また、発熱部9aのコイル形状に関しては、非発熱部側の巻きピッチは細かくし、非発熱部から遠い側は巻きピッチを大きくしている。これは、尿素水の噴射装置が、非発熱部側に配置されるためであり、噴射装置から噴射される噴霧は、同心円状に放射されることから、噴射点に近い方が噴霧の存在密度が高く、噴射点から遠ざかる程、噴霧の存在密度が低下する。これは、噴霧の気化を目的としたヒータにとって、噴射点に近い側が熱の吸収が大きく、噴射点から遠い側は熱の吸収が小さいことを意味する。ことため、熱の吸収が大きい噴射点側は、ヒータの巻きピッチを小さくして、空間あたりの発熱量を増大し、熱の吸収が小さい噴射点から遠い側は、ヒータの巻きピッチを大きくして、空間あたりの発熱量を減らすことで、ヒータの熱負荷の均一化を図ることが出来、ヒータの消費電力低減効果を得ている。
As for the coil shape of the
本発明の第2の実施形態に係る尿素水注入装置における電気ヒータについて、図8を参照しながら説明する。図8は、尿素水注入装置のうちの電気ヒータのみを表しており、その他の部品は第1の実施形態と同じであり、電気ヒータの取り付け方も第1の実施形態と同じである。 An electric heater in the urea water injector according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows only the electric heater of the urea water injector, and other parts are the same as those in the first embodiment, and the method of attaching the electric heater is also the same as in the first embodiment.
図8に示すシースヒータ20は、外観として、発熱部20a,非発熱部20b,絶縁体20c,端子20dからなり、発熱部20aと非発熱部20bは、保護管で覆われた構造になっており、この保護管は、絶縁体20cに接触することで、端子20dとは、電気的に絶縁される。また、発熱部20aの内部は、ニクロム線などの電気抵抗によって発熱する発熱線と、それを取り巻く絶縁材があり、それらが保護管で覆われる。非発熱部20bの内部は、導線と、それを取り巻く絶縁材があり、それらが保護管で覆われており、導線は、発熱線と端子20dを電気的に接続している。図8の右側は、左側のシースヒータを真下から見た図であり、発熱部20aの中央にあたる箇所20eでS字状に折り返している。
The
また、発熱部20aに関しては、コイル形状でありながら、巻き直径を変化させる形状にしており、非発熱部側の巻き直径は大きく、非発熱部から遠い側の巻き直径は小さくしている。これは、尿素水の噴射装置が、非発熱部側に配置されるためであり、非発熱部から近い側と遠い側にそれぞれかかる噴霧の均一化を図るためである。噴射点から遠くなるヒータには、到達する噴霧の量が近い側より減ってしまうが、巻き直径を小さくしていくことにより、ヒータの発熱部表面が、より噴射点から見える位置に来るようになり、噴霧の到達の減少を補うことが可能になる。同時に、噴射点に近い側の巻きピッチを小さく、遠い側の巻きピッチを大きくすることも組み合わせることで、ヒータの熱負荷の均一化をより一層図ることが出来、ヒータの消費電力低減を可能にしている。
Further, the
1,2,3 排気煙道外壁
4 排気煙道絞り流路
5,6 インジェクタ
7 分流ガス導入部
8 分流管
9 電気ヒータ
10 加水分解触媒
11 旋回翼
12,13 インジェクタホルダ
14 コンプレッション・フィッティング
15,16 インジェクタヘッド
17 分流ガス吹出穴
101,102 尿素水噴霧
201 排気ガス
202,203 尿素水
1, 2, 3 Exhaust flue
Claims (7)
前記電気ヒータは、発熱部の両端に、非発熱部と、導線と接続するための端子とを有し、前記発熱部と前記非発熱部が前記端子とは電気的に絶縁される保護管で覆われるシースヒータで構成し、前記シースヒータの発熱部を中央で折り返した2条巻きのコイル形状にするとともに該発熱部を前記排気煙道の内部空間に前記噴射装置から噴射される尿素水の噴射軸を中心軸にした噴霧の円錐形状と前記シースヒータの発熱部が同心軸で相対するように配置し、両端の前記非発熱部は向きを揃えた形状にし、両端の前記端子を前記排気煙道の外部空間に配置し、両端の前記非発熱部を前記排気煙道に連なる部材にシールして固定することを特徴とする排気処理用の尿素水注入装置。 An injection device that injects urea water in a spray form and an electric heater that heats and vaporizes the urea water injected from the injection device, and injects ammonia components generated from the urea water into the exhaust flue of the engine In the urea water injection device for exhaust treatment,
The electric heater, the opposite ends of the heat generating portion, and a non-heat generating portion, and a terminal for connection with the wire, with a protective tube the non-heat generating portion and the heating portion is electrically insulated from said terminal The sheath heater is covered, and the heating portion of the sheath heater is formed in a two-winding coil shape that is folded at the center, and the heating portion is injected into the internal space of the exhaust flue from the injection device with the urea water injection shaft The conical shape of the spray with the central axis and the heat generating part of the sheath heater are arranged so as to face each other concentrically , the non-heat generating parts at both ends are aligned, and the terminals at both ends are connected to the exhaust flue. located outside the space, the urea water injection device of the non-heat generating portions at both ends for exhaust treatment, characterized in that fixed to seal the member connected to the exhaust flue.
前記電気ヒータは、発熱部の両端に、非発熱部と、導線と接続するための端子とを有し、前記発熱部と非発熱部が前記端子とは電気的に絶縁される保護管で覆われるシースヒータで構成し、前記シースヒータの発熱部を中央で折り返した2条巻きのコイル形状にし、両端の非発熱部は向きを揃えた形状にし、前記シースヒータの発熱部により形成した前記コイル形状の巻きピッチを、前記噴射装置に近い側は小さく、前記噴射装置から遠い側は大きくし、前記シースヒータの発熱部を前記排気煙道の内部空間に配置し、前記シースヒータの発熱部により形成した前記コイル形状の中心軸を、前記噴射装置の噴射軸上に配置し、両端の前記端子を前記排気煙道の外部空間に配置し、両端の前記非発熱部を前記排気煙道に連なる部材にシールして固定することを特徴とする排気処理用の尿素水注入装置。 An injection device that injects urea water in a spray form and an electric heater that heats and vaporizes the urea water injected from the injection device, and injects ammonia components generated from the urea water into the exhaust flue of the engine In the urea water injection device for exhaust treatment,
The electric heater has a non-heat generating portion and a terminal for connecting to a conductive wire at both ends of the heat generating portion, and the heat generating portion and the non-heat generating portion are covered with a protective tube that is electrically insulated from the terminal. constituted by dividing sheath heater, and the two rows turn coil shape of the heating portion was folded back at the center of the sheath heater, non-heating portions at both ends is shaped to align the orientation, turns of the coil shape formed by the heating portion of the sheath heater the pitch, the injector side is small close to the larger side far from the injection device, the heating portion of the sheath heater disposed in the internal space of the exhaust duct, the coil shape formed by the heating portion of the sheath heater The central axis of the exhaust device is arranged on the injection shaft of the injection device, the terminals at both ends are arranged in the external space of the exhaust flue, and the non-heat generating portions at both ends are sealed to members connected to the exhaust flue. Urea water injection device for an exhaust process, which comprises a constant.
前記電気ヒータは、発熱部の両端に、非発熱部と、導線と接続するための端子とを有し、前記発熱部と非発熱部が前記端子とは電気的に絶縁される保護管で覆われるシースヒータで構成し、前記シースヒータの発熱部を中央で折り返した2条巻きのコイル形状にし、両端の非発熱部は向きを揃えた形状にし、前記シースヒータの発熱部により形成した前記コイル形状の巻き直径を、前記噴射装置に近い側は大きく、前記噴射装置から遠い側は小さくし、前記シースヒータの発熱部を前記排気煙道の内部空間に配置し、前記シースヒータの発熱部により形成した前記コイル形状の中心軸を、前記噴射装置の噴射軸上に配置し、両端の前記端子を前記排気煙道の外部空間に配置し、両端の前記非発熱部を前記排気煙道に連なる部材にシールして固定することを特徴とする排気処理用の尿素水注入装置。 An injection device that injects urea water in a spray form and an electric heater that heats and vaporizes the urea water injected from the injection device, and injects ammonia components generated from the urea water into the exhaust flue of the engine In the urea water injection device for exhaust treatment,
The electric heater has a non-heat generating portion and a terminal for connecting to a conductive wire at both ends of the heat generating portion, and the heat generating portion and the non-heat generating portion are covered with a protective tube that is electrically insulated from the terminal. constituted by dividing sheath heater, and the two rows turn coil shape of the heating portion was folded back at the center of the sheath heater, non-heating portions at both ends is shaped to align the orientation, turns of the coil shape formed by the heating portion of the sheath heater diameter, side is larger closer to the injector, the small side far from the injection device, the heating portion of the sheath heater disposed in the internal space of the exhaust duct, the coil shape formed by the heating portion of the sheath heater The central axis of the exhaust device is arranged on the injection shaft of the injection device, the terminals at both ends are arranged in the external space of the exhaust flue, and the non-heat generating portions at both ends are sealed to members connected to the exhaust flue. Solid Urea water injection device for an exhaust process, which comprises.
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