CN101878356B - 排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题为，即使相对于选择还原型催化剂(6)等的后处理装置使排气(3)反转而将其导入，也能够相对于后处理装置令排气(3)的流动分布均一化而导入排气。涉及一种在排气系统中具有使排气(3)通过且将其净化的选择还原型催化剂(6)(后处理装置)、且采用相对于该选择还原型催化剂(6)使排气(3)反转且将其导入的设计的排气净化装置，具有包覆选择还原型催化剂(6)的入侧端面且从与该选择还原型催化剂(6)的轴心方向大致垂直的方向经由排气导入口(13)导入排气(3)的导入部(14)，在上述导入部(14)上形成相对于选择还原型催化剂(6)的入侧端面向离开的方向翘曲且随着从排气导入口(13)向排气(3)的导入方向远离而与选择还原型催化剂(6)的入侧端面接近的凹部(15)(第一凹部)。

Description

排气净化装置
技术领域
本发明涉及一种排气净化装置。
背景技术
近年，提出了如下的排气净化装置，在排气管的中途具有收集排气中的颗粒的颗粒过滤器，并且在该颗粒过滤器的下游侧具有即使在共存有氧的情况下也能够选择地使NOx与氨反应的选择还原型催化剂，作为还原剂而将尿素水添加至该选择还原型催化剂与上述颗粒过滤器之间，实现颗粒与NOx的同时降低。
此时，在颗粒过滤器与选择还原型催化剂之间进行尿素水向选择还原型催化剂的的添加，因此，如果要确保添加至排气中的尿素水被热分解为氨和碳酸气体所需的充分的反应时间，则必须延长从尿素水的添加位置到选择还原型催化剂的距离，但是若使颗粒过滤器与选择还原型催化剂隔着充分的距离而分离配置，则存在向车辆的装载性明显受损的不良情况。
因此，与本发明相同的申请人作为日本特愿2007-29923而已经提出如图1及图2所示的紧凑的排气净化装置，在此图示的排气净化装置中，在从柴油发动机1经由排气岐管2排出的排气3所流通的排气管4的中途，并列地配置有分别被壳体7、8抱持的颗粒过滤器5和选择还原型催化剂6，所述颗粒过滤器5收集排气3中的颗粒，所述选择还原型催化剂6具有即便在该颗粒过滤器5的下游侧共存有氧的情况下也能够选择地使NOx与氨反应的特性，并且借助S字构造的联络流路9将颗粒过滤器5的出侧端部与选择还原型催化剂6的入侧端部之间连接，从颗粒过滤器5的出侧端部排出的排气3向反方向折回而被导入至相邻的选择还原型催化剂6的入侧端部。
若图2中将重要部分放大的图所示，上述联络流路9以形成S字构造的方式由气体集合室9A、混合管9B、和气体分散室9C构成，所述气体集合室9A为，包围颗粒过滤器5的出侧端部且使从该出侧端部出来的排气3的方向马上向大致直角的方向转变且使其集合，混合管9B为，将由该气体集合室9A聚集的排气3向与颗粒过滤器5的排气流动相反的方向抽出且在其入侧端部的轴心位置处具有尿素水添加机构10，气体分散室9C为，将被该混合管9B导入的排气3的方向向大致直角的方向转变且使其分散、以能够将该被分散的排气3导入至选择还原型催化剂6的入侧端部的方式包围该入侧端部。
另外，在抱持颗粒过滤器5的壳体7内的前段配备有氧化处理排气3中的未燃燃料量的氧化催化剂11，此外，在抱持选择还原型催化剂6的壳体8内的后段配备有氧化处理剩余的氨的氨降低催化剂12。
于是，若采用这样的构成，则借助颗粒过滤器5收集排气3中的颗粒，并且在其下游侧的混合管9B的中途将尿素水从尿素水添加机构10添加至排气3中而被分解为氨和碳酸气体，排气3中的NOx在选择还原型催化剂6上被氨良好地还原净化，其结果，能够实现排气3中的颗粒和NOx的同时降低。
此时，从颗粒过滤器5的出侧端部排出的排气3借助联络流路9而向反方向折回，之后被导入至相邻的选择还原型催化剂6的入侧端部，因此，能够更长地确保从位于上述联络流路9的中途的尿素水的添加位置到选择还原型催化剂6的距离，并且通过令排气3的流动折回而进行紊流化而实现尿素水与排气3的混合促进，其结果，确保充分的用于从尿素水生成氨的反应时间。
而且，并列地配置颗粒过滤器5和选择还原型催化剂6，且以沿着这些颗粒过滤器5与选择还原型催化剂6之间的方式配置联络流路9，因此令其整体构成紧凑化而大幅提升向车辆的装载性。
另外，作为与本发明相关的现有技术文献信息，例如已经有下述的专利文献1等。
【专利文献1】日本特开2005-155404号公报
但是，即使采用如图1以及图2所示的构造从而能够确保从尿素水到氨的充分的反应时间，由于采用相对于选择还原型催化剂使排气反转而导入的设计，在排气反转时，排气偏向而流向其弯曲方向的外侧，且排气相对于选择还原型催化剂被不均一地导入，存在原本应该发挥的催化剂性能不能够被充分地实现的问题。
另外，如果在距选择还原型催化剂的入侧端部足够地远离的位置上使排气反转而使其从选择还原型催化剂的轴心方向导入，则能够改善上述那样的排气的流动的偏离，但是此时有可能会导致装载性恶化的本末倒置的结果。
此外，也不是没有考虑在选择还原型催化剂的入侧配置分散板而促进流动的均一化的方式，但是在此所例示的那样的将尿素水作为还原剂的选择还原型催化剂的情况中，若在尿素水添加之后分散板那样的阻体阻拦流动，则有可能还没有完全氨化的雾状的尿素水发生冲撞而引起尿素的析出，存在尽量不夹装分散板的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述的事实而提出的，其目的在于提供一种排气净化装置，即便相对于选择还原型催化剂等的后处理装置使排气反转而导入，也能够相对于后处理装置令排气的流动分布均一化而导入排气。
本发明是一种排气净化装置，在排气系统中具有使排气通过而进行净化的后处理装置，采用相对于该后处理装置使排气反转而进行导入的设计，其特征为，具有包覆后处理装置的入侧端面且从与该后处理装置的轴心方向大致垂直的方向经由排气导入口导入排气的导入部，在上述导入部上形成向相对于后处理装置的入侧端面离开的方向翘曲且随着从排气导入口向排气的导入方向远离而与后处理装置的入侧端面接近的第一凹部。
如果如此，则在从与后处理装置的轴心方向大致垂直的方向经由排气导入口被导入至导入部内的排气向后处理装置的轴心方向改变方向而流动时，朝向该弯曲方向外侧的排气的流动被第一凹部压入，朝向弯曲方向内侧的排气的流动受到引导，因此能够矫正相对多的排气偏向而流向弯曲方向的外侧的倾向，令被导入至后处理装置的排气的流动分布均一化。
此外，在本发明中，优选将与导入部的排气导入口连接的排气流路向后处理装置的出侧延伸，在该排气流路与上述排气导入口所成的弯曲部分的近前位置处形成将弯曲方向内侧的排气的流动导向外侧的第二凹部。
若如此，则在比排气导入口更靠上游侧的排气流路和后处理装置中相互的轴心间距离由设计上的制约决定时，能够借助第二凹部令弯曲方向内侧的部分在弯曲部分的近前位置暂时向外侧偏移，从而减小上述弯曲部分的曲率而令弯曲情况放缓，能够令排气的流动尽量平滑地弯曲而导向排气导入口。
根据上述的本发明的排气净化装置，能够获得如下的种种优异的效果。
(I)即使相对于选择还原型催化剂等的后处理装置使排气反转而进行导入，也能够相对于后处理装置令排气的流动分布均一化而导入排气，因此能够有效地利用该后处理装置的整个容积而能够充分地实现原本应该发挥出来的排气净化性能。
(II)在将与导入部的排气导入口连接的排气流路向后处理装置的出侧延伸、且在该排气流路和上述排气导入口所成的弯曲部分的近前位置上形成将弯曲方向内侧的排气的流动导向外侧的第二凹部时，能够减小排气流路和排气导入口所成的弯曲部分的曲率而令弯曲情况放缓，能够令排气的流动尽量平滑地弯曲而导向排气导入口，因此能够实现相对多的排气偏向而流向该弯曲方向的外侧的倾向的进一步改善，能够避免由排气的反转导致的压力损失的大幅增加。
附图说明
图1是表示以往例的概略图。
图2是将图1的重要部分放大表示的立体图。
图3是表示本发明的一实施例的剖视图。
图4是图3的IV-IV方向的视图。
附图标记说明
3    排气
4    排气管
6    选择还原型催化剂(后处理装置)
13   排气导入口
14   导入部
15   凹部(第一凹部)
16   混合管(排气流路)
17   凹部(第二凹部)
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例。
图3及图4表示本发明的一实施例，在本实施例中，涉及一种与上述的图1以及图2的部件大致相同地构成的排气净化装置，替代呈联络流路9的下游部分的分散室9C，而具有导入部14，其包覆选择还原型催化剂6的入侧端面且将排气3从与该选择还原型催化剂6的轴线方向大致垂直的方向经由排气导入口13导入，在该导入部14上形成有凹部15(第一凹部)，该凹部15向相对于选择还原型催化剂6的入侧端面离开的方向翘曲且随着从排气导入口13向排气3的导入方向远离而与选择还原型催化剂6的入侧端面接近。
此外，在上述导入部14的排气导入口13上一体地连续形成向选择还原型催化剂6的出侧延伸的混合管16(排气流路)，在该混合管16与上述排气导入口13所成的弯曲部分的近前位置处形成将弯曲方向内侧的排气3的流动导向外侧的凹部17(第二凹部)。
另外，上述混合管16中的形成凹部17的位置如图4所示，纵方向上截面扩张，作为其流路截面积，在凹部17的前后没有较大变化。
若这样地构成，则在从与选择还原型催化剂6的轴心方向大致垂直的方向经由排气导入口13而被导入至导入部14内的排气3向选择还原型催化剂6的轴心方向改变方向而流动时，朝向该弯曲方向外侧的排气3的流动被凹部15压入，朝向弯曲方向内侧的排气3的流动受到引导，因此能够矫正相对多的排气3偏向而流向弯曲方向的外侧的倾向，被导入至选择还原型催化剂6的排气3的流动分布均一化。
并且，特别是在本实施例中，因为在该混合管16与排气导入口13所成的弯曲部分的近前位置上形成将弯曲方向内侧的排气3的流动导向外侧的凹部17，所以在混合管16和选择还原型催化剂6中相互的轴心间距离由设计上的制约决定时，借助凹部17令弯曲方向内侧的部分在弯曲部分的近前位置暂时向外侧偏移，从而能够减小上述弯曲部分的曲率而令弯曲情况放缓，能够令排气3的流动尽量平滑地弯曲而导向排气导入口13。
从而，根据上述实施例，通过在导入部14上形成凹部15，即使相对于选择还原型催化剂6使排气3反转而将其导入，也能够相对于选择还原型催化剂6令排气3的流动分布均一化而导入排气，因此能够有效地利用该选择还原型催化剂6的整个容积而获得良好的NOx降低效果，能够充分地实现原本应该发挥出来的选择还原型催化剂6的排气净化性能。
进而，在混合管16和排气导入口13所成的弯曲部分的近前位置处形成凹部17，从而能够减小该弯曲部分的曲率而令弯曲情况放缓，能够令排气3的流动尽量平滑地弯曲而导向排气导入口13，因此能够实现相对多的排气3偏向而流向该弯曲方向的外侧的倾向的进一步改善，能够避免由排气3的反转导致的压力损失的大幅增加。
特别是如本实施例这样，将尿素水作为还原剂的选择还原型催化剂6为后处理装置时，具有以下优点，即能够消除下述可能性：由于排气3的反转而导致压力损失增大而雾状的尿素水与弯曲部分的内壁面冲撞而导致尿素的析出的可能性、和在选择还原型催化剂6的入侧配置分散板而雾状的尿素水与该分散板冲撞而导致尿素的析出的可能性。
另外，本发明的排气净化装置并不仅仅限定于上述的实施例，在图示中例示了应用于并列地配置颗粒过滤器和选择还原型催化剂时的选择还原型催化剂的入侧的情况，但是也能够同样地应用于选择还原型催化剂以外的后处理装置，此外，能够应用于采用相对于后处理装置使排气反转而将其导入的设计的各种各样的形式的排气净化装置，除此之外，在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够施加各种各样的变更。

Claims (1)

1.一种排气净化装置，在排气系统中具有使排气通过而进行净化的后处理装置，采用相对于该后处理装置使排气反转而将排气导入的设计，其特征为，具有包覆后处理装置的入侧端面且从与该后处理装置的轴心方向大致垂直的方向经由排气导入口导入排气的导入部，在上述导入部上形成相对于后处理装置的入侧端面向离开的方向翘曲且随着从排气导入口向排气的导入方向远离而与后处理装置的入侧端面接近的第一凹部，
将与导入部的排气导入口连接的排气流路向后处理装置的出侧延伸，在该排气流路与上述排气导入口所成的弯曲部分的近前位置处形成将弯曲方向内侧的排气的流动导向外侧的第二凹部，所述第二凹部为所述排气流路的一部分，所述排气流路中的形成所述凹部的位置纵方向上截面扩张，作为其流路截面积，在所述第二凹部的前后没有较大变化。
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