JP2006046287A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジンなどのエンジンに適用される排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust purification device applied to an engine such as a diesel engine.
従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排出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NOx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、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排出ガス中のNOx(窒素酸化物)と還元反応させ、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。 Conventionally, a diesel engine is equipped with a selective reduction catalyst having a property of selectively reacting NOx with a reducing agent even in the presence of oxygen in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas circulates. A required amount of reducing agent is added upstream of the catalyst so that the reducing agent undergoes a reduction reaction with NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas on the selective catalytic reduction catalyst, thereby reducing the NOx emission concentration. There is what I did.
他方、プラントなどにおける工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア(NH3)を用いてNOxを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、近年においては、毒性のない尿素水を還元剤として使用することが研究されている(例えば、特許文献1参照)。
即ち、尿素水を選択還元型触媒の上流側で排出ガス中に添加すれば、該排出ガス中で尿素水が次式によりアンモニアと炭酸ガスに熱分解され、選択還元型触媒上で排出ガス中のNOxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
[化1]
(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2
That is, if urea water is added to the exhaust gas upstream of the selective catalytic reduction catalyst, the urea water in the exhaust gas is thermally decomposed into ammonia and carbon dioxide gas according to the following formula, and the exhaust gas is exhausted on the selective catalytic reduction catalyst. NOx is reduced and purified well by ammonia.
[Chemical 1]
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2NH 3 + CO 2
しかしながら、この種の尿素水を還元剤として用いた排気浄化装置にあっては、尿素水を添加するための噴射ノズルが排気管内で高温の排出ガスに晒されているため、残余の尿素水から水分が蒸発して噴射ノズル内に尿素の結晶が析出してしまう虞れがあり、このような析出が何度か繰り返されることで噴射ノズルが詰まり、尿素水の噴射量が変動して定量精度が損なわれたり、尿素水の噴射自体が困難になるといった不具合が起こることが懸念された。 However, in this type of exhaust gas purification apparatus using urea water as a reducing agent, the injection nozzle for adding urea water is exposed to high-temperature exhaust gas in the exhaust pipe. There is a risk that moisture will evaporate and urea crystals may be deposited in the injection nozzle. Repeating such precipitation several times will clog the injection nozzle, and the amount of urea water injection will vary, resulting in quantitative accuracy. There is a concern that problems may occur such as damage to the water or the injection of urea water becomes difficult.
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、尿素の結晶により噴射ノズルに詰まりが生じる虞れを未然に防止し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device capable of preventing the possibility of clogging of an injection nozzle due to urea crystals.
本発明は、排気管の途中に選択還元型触媒を装備し且つ該選択還元型触媒の上流側に噴射ノズルを介し尿素水を還元剤として添加してNOxを還元浄化するようにした排気浄化装置であって、前記噴射ノズルに尿素水タンクから尿素水を導く尿素水供給管と、エアコン凝縮水を流下させて車外へ排出するドレン管との間に、該ドレン管の上方位置から高低差を利用して前記尿素水供給管の下方位置までエアコン凝縮水を導くノズル洗浄配管を設け、該ノズル洗浄配管の終端近くに、常時閉でスタータスイッチのオフ時に開となる第一の開閉バルブを設けたことを特徴とするものである。 The present invention provides an exhaust emission control device equipped with a selective reduction catalyst in the middle of an exhaust pipe and reducing and purifying NOx by adding urea water as a reducing agent to the upstream side of the selective reduction catalyst via an injection nozzle. In this case, there is a difference in height from the upper position of the drain pipe between the urea water supply pipe that guides the urea water from the urea water tank to the injection nozzle and the drain pipe that causes the air-conditioner condensate to flow down to be discharged outside the vehicle. A nozzle cleaning pipe that guides air-conditioner condensate to the lower position of the urea water supply pipe is provided, and a first on-off valve that is normally closed and opened when the starter switch is off is provided near the end of the nozzle cleaning pipe. It is characterized by that.
而して、このようにすれば、残余の尿素水から水分が蒸発して噴射ノズル内に尿素の結晶が析出してしまった場合でも、スタータスイッチをオフにしてエンジンを停止した際に第一の開閉バルブが開き、ノズル洗浄配管に溜まったエアコン凝縮水が尿素水供給管に流れ込んで噴射ノズル内の尿素の結晶を溶かし、該噴射ノズル内が水洗浄されることになる。 Thus, in this way, even when moisture is evaporated from the remaining urea water and urea crystals are precipitated in the injection nozzle, the first time when the starter switch is turned off and the engine is stopped. The air-conditioner condensate collected in the nozzle cleaning pipe flows into the urea water supply pipe to dissolve the urea crystals in the injection nozzle, and the inside of the injection nozzle is washed with water.
他方、スタータスイッチがオンとなっている運転状態にあっては、第一の開閉バルブが閉じているので、ドレン管から導かれたエアコン凝縮水がノズル洗浄配管に少しずつ溜められるが、長時間に亘る運転継続によりノズル洗浄配管がエアコン凝縮水で満たされてしまった場合には、ノズル洗浄配管から溢れ出たエアコン凝縮水が通常のドレン管に流れ落ちてそのまま車外へ排出されることになる。 On the other hand, in the operating state where the starter switch is on, the air conditioner condensate led from the drain pipe is gradually stored in the nozzle cleaning pipe because the first on-off valve is closed. When the nozzle cleaning pipe is filled with the air-conditioner condensate due to the continuous operation over the period, the air-conditioner condensate overflowing from the nozzle cleaning pipe flows down to the normal drain pipe and is discharged to the outside as it is.
更に、本発明においては、ノズル洗浄配管における第一の開閉バルブの上流側に逆U字形のループ管部を形成すると共に、該ループ管部の上流側に下方向きに分岐してノズル洗浄配管内のエアコン凝縮水を車外へ開放する枝管を設け、該枝管に常時閉でスタータスイッチのオフ時に開となる第二の開閉バルブを設けることも可能である。 Furthermore, in the present invention, an inverted U-shaped loop pipe portion is formed on the upstream side of the first opening / closing valve in the nozzle cleaning pipe, and the nozzle cleaning pipe branches downward to the upstream side of the loop pipe portion. It is also possible to provide a branch pipe for opening the air-conditioner condensed water to the outside of the vehicle, and to provide a second opening / closing valve that is normally closed and opened when the starter switch is turned off.
このようにすれば、スタータスイッチをオフにしてエンジンを停止した際に第一及び第二の開閉バルブが夫々開き、第一の開閉バルブからループ管部の頂部付近までの間に溜まったエアコン凝縮水だけが噴射ノズルに導かれて尿素の結晶の溶解に使用され、残りのエアコン凝縮水が枝管から車外へ排出されることになる。 In this way, when the starter switch is turned off and the engine is stopped, the first and second on-off valves are opened, and the air conditioner condensation accumulated from the first on-off valve to the vicinity of the top of the loop pipe section. Only water is guided to the injection nozzle and used to dissolve urea crystals, and the remaining air-conditioner condensate is discharged from the branch pipe to the outside of the vehicle.
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the exhaust emission control device of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、噴射ノズル内に尿素の結晶が析出してしまったとしても、エンジン停止時にノズル洗浄配管からエアコン凝縮水を導き入れて噴射ノズル内を水洗浄し、該噴射ノズル内の尿素の結晶をエアコン凝縮水で溶かすことができるので、尿素の結晶により噴射ノズルに詰まりが生じる虞れを未然に防止することができ、尿素水の噴射量が変動して定量精度が損なわれたり、尿素水の噴射自体が困難になるといった不具合を確実に回避して尿素水の噴射を正常に維持することができる。 (I) According to the invention described in claim 1 of the present invention, even if urea crystals are precipitated in the injection nozzle, the air-conditioner condensate is introduced from the nozzle cleaning pipe when the engine is stopped. Since the urea crystals in the injection nozzle can be dissolved with the air-conditioner condensed water, the possibility that the injection nozzles may be clogged with the urea crystals can be prevented, and the injection amount of urea water Can be reliably avoided by avoiding inconveniences such as fluctuations in the accuracy of quantitative measurement and the difficulty in injecting urea water itself.
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、第一の開閉バルブからループ管部の頂部付近までの間に溜まったエアコン凝縮水だけを使用して噴射ノズルの水洗浄を行うことができるので、過剰な量のエアコン凝縮水が排気管内に導入されてしまう虞れを未然に回避することができる。
(II) According to the invention described in
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図1中における符号1はディーゼル機関であるエンジンを示し、該エンジン1の各シリンダから排出された排出ガス2が流通する排気管3の途中に、酸素共存下でも選択的にNOxをアンモニアと反応させる性質を備えた選択還元型触媒4が装備されており、この選択還元型触媒4の上流側に噴射ノズル5が設置され、この噴射ノズル5と所要場所に設けた尿素水タンク6との間が尿素水供給管7により接続されている。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes an engine that is a diesel engine, and an
そして、尿素水供給管7の途中には、尿素水タンク6内の尿素水8(還元剤)を噴射ノズル5から排気管3内に噴射し得るよう供給ポンプ9が装備されており、この供給ポンプ9と噴射ノズル5との間には、エアコン10からの凝縮水11を流下させて車外へ排出するドレン管12の上方位置から分岐したノズル洗浄配管13が接続されている。
A
このノズル洗浄配管13は、噴射ノズル5の路面Gからの高さH1よりも高い高さH2でドレン管12から分岐されて下り勾配で尿素水供給管7の下方位置まで延在しており、高低差を利用してドレン管12からの凝縮水11を噴射ノズル5へ導き得るようになっていて、このノズル洗浄配管13の終端近くには、常時閉でスタータスイッチのオフ時に開となる開閉バルブ14が設けられている。
The
ここで、ドレン管12から凝縮水11をノズル洗浄配管13に導くに際しては、ドレン管12における分岐箇所より上流側に、図示しないフィルタなどを配置して異物を予め捕集し得るようにしておくと良い。
Here, when the condensed
尚、図1中における15はキャブ、16は荷台を夫々示しているが、前述したノズル洗浄配管13は、冬期における凍結を回避するために極力キャブ15内に配索して配管内温度が氷点下にならないようにしておくことが好ましい。
In FIG. 1, 15 indicates a cab and 16 indicates a loading platform. The
而して、このように排気浄化装置を構成すれば、残余の尿素水8から水分が蒸発して噴射ノズル5内に尿素の結晶が析出してしまった場合でも、スタータスイッチをオフにしてエンジン1を停止した際に開閉バルブ14が開き、ノズル洗浄配管13に溜まった凝縮水11が尿素水供給管7に流れ込んで噴射ノズル5内の尿素の結晶を溶かし、該噴射ノズル5内が水洗浄されることになる。
Thus, if the exhaust emission control device is configured in this way, even if water is evaporated from the
他方、スタータスイッチがオンとなっている運転状態にあっては、開閉バルブ14が閉じているので、ドレン管12から導かれた凝縮水11がノズル洗浄配管13に少しずつ溜められるが、長時間に亘る運転継続によりノズル洗浄配管13が凝縮水11で満たされてしまった場合には、ノズル洗浄配管13から溢れ出た凝縮水11が通常のドレン管12に流れ落ちてそのまま車外へ排出されることになる。
On the other hand, in the operation state in which the starter switch is turned on, the open /
従って、上記形態例によれば、噴射ノズル5内に尿素の結晶が析出してしまったとしても、エンジン1停止時にノズル洗浄配管13から凝縮水11を導き入れて噴射ノズル5内を水洗浄し、該噴射ノズル5内の尿素の結晶を凝縮水11で溶かすことができるので、尿素の結晶により噴射ノズル5に詰まりが生じる虞れを未然に防止することができ、尿素水8の噴射量が変動して定量精度が損なわれたり、尿素水8の噴射自体が困難になるといった不具合を確実に回避して尿素水8の噴射を正常に維持することができる。
Therefore, according to the above embodiment, even if urea crystals are precipitated in the
図2は本発明の別の形態例を示すもので、ノズル洗浄配管13における開閉バルブ14の上流側に逆U字形のループ管部17を形成すると共に、該ループ管部17の上流側に下方向きに分岐してノズル洗浄配管13内の凝縮水11を車外へ開放する枝管18を設け、該枝管18に常時閉でスタータスイッチのオフ時に開となる第二の開閉バルブ19を設けたものとなっている。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which an inverted U-shaped
ここで、前記ループ管部17の路面Gからの高さH3は、ドレン管12の分岐箇所の高さH2よりも低く且つ噴射ノズル5の高さH1よりも高く設定してある。
Here, the height H 3 of the
而して、このようにすれば、スタータスイッチをオフにしてエンジン1を停止した際に第一及び第二の開閉バルブ14,19が夫々開き、開閉バルブ14からループ管部17の頂部付近までの間に溜まった凝縮水11だけが噴射ノズル5に導かれて尿素の結晶の溶解に使用され、残りの凝縮水11が枝管18から車外へ排出されることになる。
Thus, in this way, when the starter switch is turned off and the engine 1 is stopped, the first and second on-off
従って、このような形態例の場合には、開閉バルブ14からループ管部17の頂部付近までの間に溜まった凝縮水11だけを使用して噴射ノズル5の水洗浄を行うことができるので、過剰な量の凝縮水11が排気管3内に導入されてしまう虞れを未然に回避することができる。
Therefore, in the case of such a configuration example, it is possible to perform water washing of the
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、非常用に洗浄水タンクを別途装備して噴射ノズルを適宜に水洗浄できるようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The exhaust emission control device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a washing water tank may be separately provided for emergency so that the spray nozzle can be appropriately washed with water. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
3 排気管
4 選択還元型触媒
5 噴射ノズル
6 尿素水タンク
7 尿素水供給管
8 尿素水
10 エアコン
11 凝縮水(エアコン凝縮水)
12 ドレン管
13 ノズル洗浄配管
14 開閉バルブ(第一の開閉バルブ)
17 ループ管部
18 枝管
19 開閉バルブ(第二の開閉バルブ)
3
12
17
Claims (2)
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