JP7619092B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Description
エンジンの排気通路に設けられ、排気中のNOxを選択的に還元浄化するNOx選択還元触媒と、
前記排気通路における前記NOx選択還元触媒よりも上流側に設けられ、還元剤を前記排気中に噴射する還元剤噴射装置と、を備え、
前記還元剤噴射装置は、前記排気中に前記還元剤を噴射するための複数の噴射口を有し、
前記噴射口各々の噴射軸上には、該各噴射口毎に、該各噴射口から噴射された前記還元剤が衝突する互いに独立した衝突壁が設けられ、
前記噴射口と前記衝突壁との前記噴射軸上の距離が、該各噴射口毎に異なるように前記衝突壁が配置されており、
前記還元剤噴射装置は、前記噴射口として第1噴射口、第2噴射口及び第3噴射口を有し、
前記衝突壁は、前記第1噴射口の前記噴射軸上に配置された第1衝突壁と、前記第2噴射口の前記噴射軸上に配置された第2衝突壁と、前記第3噴射口の前記噴射軸上に配置された第3衝突壁と、を備え、
前記各噴射口から前記各衝突壁まで距離は、第1衝突壁が一番短く、前記第3衝突壁が一番長く、前記第2衝突壁がそれらの中間の長さとなるように設定され、
前記第1衝突壁、第2衝突壁及び第3衝突壁は、前記排気通路の壁面から同じ方向に突出し、
前記第1衝突壁と前記第2衝突壁は、前記突出の方向に直交する方向の両側にずれて配置され、前記第3衝突壁は前記第1衝突壁及び前記第2衝突壁に対して前記突出の方向の前方にずれて配置されていることを特徴とする。
前記還元剤噴射装置は、前記噴射口として第1噴射口、第2噴射口及び第3噴射口を有し、
前記衝突壁は、前記第1噴射口の前記噴射軸上に配置された第1衝突壁と、前記第2噴射口の前記噴射軸上に配置された第2衝突壁と、前記第3噴射口の前記噴射軸上に配置された第3衝突壁と、を備え、
前記各噴射口から前記各衝突壁まで距離は、第1衝突壁が一番短く、前記第3衝突壁が一番長く、前記第2衝突壁がそれらの中間の長さとなるように設定され、
前記第1衝突壁、第2衝突壁及び第3衝突壁は、前記排気通路の壁面から同じ方向に突出し、
前記第1衝突壁と前記第2衝突壁は、前記突出の方向に直交する方向の両側にずれて配置され、前記第3衝突壁は前記第1衝突壁及び前記第2衝突壁に対して前記突出の方向の前方にずれて配置されていることを特徴とする。
前記排気通路における前記NOx選択還元触媒よりも上流側には、前記排気を該排気通路の軸心を旋回軸として旋回させる旋回部を備え、
前記衝突壁は前記旋回部に設けられ、
前記衝突壁は、平板で形成され、
前記衝突壁の壁面は、前記排気の前記旋回軸に対して略垂直に配置されていることを特徴とする。
前記排気通路における前記NOx選択還元触媒よりも上流側には、前記排気中のHC及びCOを酸化する酸化触媒が設けられ、
前記酸化触媒と前記NOx選択還元触媒とを結ぶ排気通路部は、排気の流れが前記酸化触媒の軸方向に延びる方向からその軸方向に対して交差する方向に変わるように曲がった屈曲部を備え、
前記屈曲部に前記旋回部が設けられ、該旋回部は前記交差する方向に延びる該旋回部の下流側の通路軸心を旋回軸として前記排気を旋回させることを特徴とする。
前記排気通路における前記旋回部と前記NOx選択還元触媒との間には、前記旋回部よりも通路径が小さくなった絞り部が設けられていることを特徴とする。
前記絞り部には、前記排気の流れに抵抗を与える抵抗部材が設けられていることを特徴とする。
前記衝突壁は、前記旋回部の周壁から該旋回部の中心方向に延びていることを特徴とする。
図1に示すエンジン(ディーゼルエンジン)Eの排気浄化装置において、1はエンジンEから排出される排気ガスを通す排気通路である。この排気通路1に、排気ガス流れ方向の上流側から順に、酸化触媒2及び尿素SCR触媒付きフィルタ(以下、「SCR ON F」という。)3が配置されている。そうして、排気浄化装置は、酸化触媒2とSCR ON F3との間に尿素水を噴射供給する還元剤噴射装置としての尿素噴射装置(インジェクタ)4と、を備えている。尿素水としてはアドブルーと呼ばれるものが用いられる。
[酸化触媒による酸化浄化]
酸化触媒2により、排気中に含まれるHC及びCOは酸化浄化される。
酸化触媒2により酸化浄化された排気は、整流部材5に案内されて酸化触媒2の流出口21から、第1屈曲部11の旋回部112に流入する。このとき、流出口21からの排気は、交差方向に延びる通路軸心から片側にそれた方向を指向しているため、旋回部112の内周壁に沿うように流入する。このため、旋回部112の内周壁を沿うように排気が旋回する。また、整流部材5に案内されることで、旋回部112にはその内周壁を沿うようにして排気が流入する。これにより、旋回部112における排気の旋回流が強化される。このようにして旋回させられた排気は、旋回部112から絞り部13の方へ流れる。
SCR ON F3に流入する排気のNOx濃度値、並びにSCR ON F3に流入する排気温度(例えば200℃以上)に応じて、旋回部112には、尿素噴射装置4から還元剤としての尿素水が噴射供給される。第1噴射口41から噴射された尿素水は第1衝突壁71に、第2噴射口42から噴射された尿素水は第2衝突壁72に、第3噴射口43から噴射された尿素水は第3衝突壁73の先端部に夫々衝突する。各衝突壁7に衝突した尿素水は、その液滴が微粒化されて旋回する排気中に拡散される。排気中に拡散した尿素水は排気からの入熱により気化・熱分解されて、NH3及びHNCOが生成する。
旋回部112から絞り部13へ流れる排気は、絞り部13と抵抗部材6とによって排気抵抗が与えられる。これにより、旋回部112内における排気の滞留時間は長くなる。このため、旋回部112内において、排気と尿素水及びNH3とを混合する時間が十分に確保さる。さらに、絞り部13によって旋回流れの半径が徐々に小さくなることで旋回の角速度が成長し、還元剤と排気との混合が促進される。また、液体状態もしくは未分解の尿素水が抵抗部材6によってトラップされ、そのすり抜けが抑制される。
排気は絞り部13の抵抗部材6の開口から、第2屈曲部12及び流入口31を経由してSCR ON F3に供給される。前述の熱分解によって生じるNH3がSCR ON F3のCuゼオライトに吸着される。また、HNCOはSCR ON F3において加水分解されゼオライトに吸着される。SCR ON F3に流入するNOx(NO、NO2)は、Cuゼオライトに吸着されたNH3によってN2に還元浄化され、そのときに生成するH2Oと共に排出される。Cuゼオライトに吸着されなかったNH3はSCR ON F3よりも下流側に配置されたNH3酸化触媒(図示省略)によって酸化されることで、大気中への排出が阻止される。
前記実施形態では、酸化触媒2とSCR ON F3とが各々の軸方向に互いに略平行となるように並設され、酸化触媒2の流出口21とSCR ON F3の流入口31とが略同一の方向に向けられている。しかし、酸化触媒2とSCR ON F3とを各々の軸方向に間隔をあけて略平行に配置してもよい。この場合、酸化触媒2の流出口21は、酸化触媒2の軸方向におけるSCR ON F3側に開口しており、SCR ON F3の流入口31は、SCR ON Fの軸方向における酸化触媒2側に開口している。
2 酸化触媒
3 SCR ON F
4 尿素噴射装置
5 整流部材
6 抵抗部材
7 衝突壁
Claims (6)
- エンジンの排気通路に設けられ、排気中のNOxを選択的に還元浄化するNOx選択還元触媒と、
前記排気通路における前記NOx選択還元触媒よりも上流側に設けられ、還元剤を前記排気中に噴射する還元剤噴射装置と、を備え、
前記還元剤噴射装置は、前記排気中に前記還元剤を噴射するための複数の噴射口を有し、
前記噴射口各々の噴射軸上には、該各噴射口毎に、該各噴射口から噴射された前記還元剤が衝突する互いに独立した衝突壁が設けられ、
前記噴射口と前記衝突壁との前記噴射軸上の距離が、該各噴射口毎に異なるように前記衝突壁が配置されており、
前記還元剤噴射装置は、前記噴射口として第1噴射口、第2噴射口及び第3噴射口を有し、
前記衝突壁は、前記第1噴射口の前記噴射軸上に配置された第1衝突壁と、前記第2噴射口の前記噴射軸上に配置された第2衝突壁と、前記第3噴射口の前記噴射軸上に配置された第3衝突壁と、を備え、
前記各噴射口から前記各衝突壁まで距離は、第1衝突壁が一番短く、前記第3衝突壁が一番長く、前記第2衝突壁がそれらの中間の長さとなるように設定され、
前記第1衝突壁、第2衝突壁及び第3衝突壁は、前記排気通路の壁面から同じ方向に突出し、
前記第1衝突壁と前記第2衝突壁は、前記突出の方向に直交する方向の両側にずれて配置され、前記第3衝突壁は前記第1衝突壁及び前記第2衝突壁に対して前記突出の方向の前方にずれて配置されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記排気通路における前記NOx選択還元触媒よりも上流側には、前記排気を該排気通路の軸心を旋回軸として旋回させる旋回部を備え、
前記衝突壁は前記旋回部に設けられ、
前記衝突壁は、平板で形成され、
前記衝突壁の壁面は、前記排気の前記旋回軸に対して略垂直に配置されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記排気通路における前記NOx選択還元触媒よりも上流側には、前記排気中のHC及びCOを酸化する酸化触媒が設けられ、
前記酸化触媒と前記NOx選択還元触媒とを結ぶ排気通路部は、排気の流れが前記酸化触媒の軸方向に延びる方向からその軸方向に対して交差する方向に変わるように曲がった屈曲部を備え、
前記屈曲部に前記旋回部が設けられ、該旋回部は前記交差する方向に延びる該旋回部の下流側の通路軸心を旋回軸として前記排気を旋回させることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 請求項2又は3に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記排気通路における前記旋回部と前記NOx選択還元触媒との間には、前記旋回部よりも通路径が小さくなった絞り部が設けられていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記絞り部には、前記排気の流れに抵抗を与える抵抗部材が設けられていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 請求項2~5のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記衝突壁は、前記旋回部の周壁から該旋回部の中心方向に延びていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
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| JP2021035560A JP7619092B2 (ja) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | エンジンの排気浄化装置 |
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Family Applications (1)
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Citations (3)
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| JP2015110929A (ja) | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 排気ガス浄化装置 |
| JP2015537145A (ja) | 2012-10-26 | 2015-12-24 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトDaimler AG | 排気ガスシステム |
| US20180142596A1 (en) | 2014-06-04 | 2018-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Injection module and exhaust system having an injection module |
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2021
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| JP2015110929A (ja) | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 排気ガス浄化装置 |
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