JP2006132393A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
近年、内燃機関(以下、エンジンともいう)の排ガス中に含まれる窒素酸化物(NOx)を低減する手段の一つとして、排ガス中に尿素水等の還元剤を添加し加水分解により発生するアンモニア(NH3)により、NOxを窒素(N2)と水(H2O)に選択還元するNOx触媒、所謂SCR触媒が知られている。
SCR触媒によるNOxの浄化を効率的に行うには還元剤を排気中に均一に拡散させアンモニアをSCR触媒に供給することが必要である。アンモニアがSCR触媒に十分に供給されなければNOxを浄化しきれなかったり、アンモニアが大気中にそのまま排出される所謂アンモニアスリップ現象が発生するおそれがある。
In recent years, as one means for reducing nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas of an internal combustion engine (hereinafter also referred to as engine), ammonia generated by hydrolysis by adding a reducing agent such as urea water to the exhaust gas. A so-called SCR catalyst, which is a NOx catalyst that selectively reduces NOx to nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O) by (NH 3 ), is known.
In order to efficiently purify NOx by the SCR catalyst, it is necessary to uniformly diffuse the reducing agent in the exhaust gas and supply ammonia to the SCR catalyst. If ammonia is not sufficiently supplied to the SCR catalyst, NOx cannot be completely purified, or a so-called ammonia slip phenomenon may occur in which ammonia is discharged into the atmosphere as it is.
排ガス中への還元剤の添加は一般的にはSCR触媒より排気上流側の排気管内で行われており、例えばSCR触媒より排気上流側の排気管内に尿素水等の還元剤を排ガス中に混入する混入部と、当該混入部とSCR触媒との間に排気流路の断面積を縮小する絞り部や排気を攪拌する攪拌部を設ける技術が開発されている(特許文献1参照)。
また、NOx中の一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO2)の割合がおよそ等しいと低温時におけるSCR触媒のNOx浄化率が向上することが知られている。
Further, it is known that when the ratio of nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) in NOx is approximately equal, the NOx purification rate of the SCR catalyst is improved at low temperatures.
しかしながら、上記特許文献1に開示されたような技術では、複数の触媒及びフィルタを別々に設けることになると、排気管を間に介して夫々の触媒及びフィルタを取り付ける必要があるためスペースが必要となり、車両への搭載の際に何らかの制約を受けるおそれがある。
また、上記特許文献1では絞り部の手前で尿素水を添加しているため、尿素水が析出して絞り部に尿素が付着していき排気管を閉塞してしまうおそれもある。
However, in the technique as disclosed in
Moreover, since the urea water is added before the throttle part in the above-mentioned
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、コンパクトな構成とすることができ、且つ還元剤を十分に拡散させSCR触媒によるNOxの浄化率を向上させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems. The object of the present invention is to make the structure compact and to sufficiently diffuse the reducing agent to improve the NOx purification rate by the SCR catalyst. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can be made to operate.
上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気系に設けられた酸化触媒と、該酸化触媒の排気下流側に排気流路を縮小するよう形成された絞り部と、該絞り部の近傍で還元剤を排ガス中に添加する還元剤添加手段と、前記絞り部の排気下流側に設けられ前記還元剤により排ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、前記酸化触媒と前記絞り部と前記還元剤添加手段と前記NOx触媒を内部に有するケースとを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
つまり、ひとつのケース内で、酸化触媒により排ガス中のNOxのNOとNO2の割合をおよそ等しくして、還元剤を添加し、絞り部により排ガスの速度を増加させることで還元剤を拡散させ、NOx触媒(SCR触媒)でNOxを選択還元させることとなる。
請求項2の内燃機関の排気浄化装置では、前記絞り部の近傍に、前記還元剤添加手段により排ガス中に添加された還元剤を拡散させる拡散手段を備えたことを特徴としている。
That is, in one case, the ratio of NO and NO 2 in the NOx in the exhaust gas to approximately equal the oxidation catalyst, a reducing agent is added, the reducing agent is diffused by increasing the velocity of the exhaust gas by the throttle portion The NOx is selectively reduced by the NOx catalyst (SCR catalyst).
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 is characterized in that a diffusion means for diffusing the reducing agent added to the exhaust gas by the reducing agent adding means is provided in the vicinity of the throttle portion.
つまり、絞り部の近傍に拡散手段を設け、当該拡散手段により排ガス中に添加された還元剤の拡散を促進させることとなる。
請求項3の内燃機関の排気浄化装置では、前記還元剤添加手段は前記絞り部よりも排気下流側で前記還元剤を排ガス中に供給することを特徴としている。
つまり、排気流路断面積が最小となる絞り部よりも排気下流側で還元剤の添加を行うこととなる。
That is, a diffusing unit is provided in the vicinity of the throttle portion, and the diffusion of the reducing agent added to the exhaust gas is promoted by the diffusing unit.
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 is characterized in that the reducing agent adding means supplies the reducing agent into the exhaust gas downstream of the throttle portion.
That is, the reducing agent is added downstream of the throttle portion where the exhaust passage cross-sectional area is minimum.
請求項4の内燃機関の排気浄化装置では、前記還元剤添加手段は前記還元剤に空気を混合して排ガス中に該還元剤を添加することを特徴としている。
つまり、還元剤に空気を混合することで還元剤を微粒子化して排ガス内に添加させることとなる。
請求項5の内燃機関の排気浄化装置では、前記還元剤添加手段は、前記絞り部の最小となる排気流路断面積に対応した空気量を前記還元剤に混合することを特徴としている。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
That is, by mixing air with the reducing agent, the reducing agent is atomized and added to the exhaust gas.
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 is characterized in that the reducing agent adding means mixes the reducing agent with an air amount corresponding to an exhaust passage sectional area that minimizes the throttle portion.
つまり、還元剤に混合する空気量を最小限に抑制することとなる。
請求項6の内燃機関の排気浄化装置では、排気流路を縮小するよう形成された絞り部と、該絞り部の排気下流側で還元剤を排ガス中に添加する還元剤添加手段と、前記還元剤添加手段の排気下流側に設けられ前記還元剤により排ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、前記絞り部と前記還元剤添加手段と前記NOx触媒を内部に有するケースとを備えたことを特徴としている。
That is, the amount of air mixed with the reducing agent is minimized.
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
つまり、ひとつのケース内で、絞り部により排ガスの速度を増加させ絞り部より排気下流側で排ガス中に還元剤を添加することで還元剤を拡散させ、NOx触媒(SCR触媒)でNOxを選択還元させることとなる。 That is, in one case, the speed of the exhaust gas is increased by the throttle part, and the reducing agent is diffused by adding the reducing agent to the exhaust gas downstream of the throttle part, and NOx is selected by the NOx catalyst (SCR catalyst). It will be reduced.
上記手段を用いる本発明の請求項1の内燃機関の排気浄化装置によれば、NOx触媒よりも排気上流側に酸化触媒を設け、排ガス中のNOxのNOとNO2の割合をおよそ等しくすることでNOx触媒(SCR触媒)の低温時でのNOx浄化率を向上させることができる。
また、絞り部を設け排ガスの速度を増加させることで添加した還元剤を拡散させることができ、NOx触媒によるNOxの浄化を効率的に行うことができる。
According to the exhaust purification system of an internal combustion engine according to
Moreover, the reducing agent added can be diffused by providing the throttle part and increasing the speed of the exhaust gas, and the NOx purification by the NOx catalyst can be performed efficiently.
また、酸化触媒、NOx触媒、絞り部、還元剤添加手段をひとつのケース内に備えることで排気浄化装置を一体のものとすることができ、車両への搭載性を向上させることができる。
これにより、排気浄化装置をコンパクトな構成とさせることができ、且つ還元剤を十分に拡散させNOx触媒によるNOxの浄化率を向上させることができる。
Further, by providing the oxidation catalyst, the NOx catalyst, the throttle part, and the reducing agent adding means in one case, the exhaust purification device can be integrated, and the mounting property on the vehicle can be improved.
As a result, the exhaust purification device can be made compact, and the reducing agent can be sufficiently diffused to improve the NOx purification rate by the NOx catalyst.
請求項2の内燃機関の排気浄化装置によれば、拡散手段により還元剤の拡散を促進させることができ、NOx触媒によるNOxの浄化を効率的に行うことができる。
請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気流路断面積が最小となる絞り部よりも排気下流側で還元剤の添加を行うことにより、還元剤の付着による絞り部の閉塞を防止することができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 2, diffusion of the reducing agent can be promoted by the diffusion means, and NOx purification by the NOx catalyst can be performed efficiently.
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, by adding the reducing agent on the downstream side of the exhaust with respect to the throttle portion where the exhaust passage cross-sectional area is minimum, the throttle portion is blocked due to the attachment of the reducing agent. Can be prevented.
請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤に空気を混合して排ガス中への添加を行うことにより、還元剤を微粒子化させ、拡散を促進させることができる。
請求項5の内燃機関の排気浄化装置によれば、空気の混合による還元剤の拡散の効果を十分に得ながら、還元剤へ混合する空気量を最小限とすることができ、還元剤への空気混合による無駄なエネルギーを低減させることができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 5, the amount of air mixed into the reducing agent can be minimized while sufficiently obtaining the effect of diffusion of the reducing agent by mixing the air. Wasteful energy due to air mixing can be reduced.
請求項6の内燃機関の排気浄化装置によれば、絞り部を設けることで排ガスの速度を増加させ、添加される還元剤を拡散させることができ、NOx触媒によるNOxの浄化を効率的に行うことができる。
排気流路断面積が最小となる絞り部よりも排気下流側で還元剤の添加を行うことにより、還元剤の付着による絞り部の閉塞を防止することができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the sixth aspect, by providing the throttle portion, it is possible to increase the speed of the exhaust gas and to diffuse the reducing agent to be added, and to efficiently purify NOx by the NOx catalyst. be able to.
By adding the reducing agent on the exhaust downstream side of the throttle portion where the exhaust passage cross-sectional area becomes the minimum, it is possible to prevent the throttle portion from being blocked due to the attachment of the reducing agent.
また、NOx触媒、絞り部、還元剤添加手段をひとつのケース内に備えることで排気浄化装置を一体のものとすることができ、車両への搭載性を向上させることができる。
これにより、排気浄化装置をコンパクトな構成とさせることができ、且つ還元剤を十分に拡散させNOx触媒によるNOxの浄化率を向上させることができる。
Further, by providing the NOx catalyst, the throttle part, and the reducing agent adding means in one case, the exhaust purification device can be integrated, and the mounting property to the vehicle can be improved.
As a result, the exhaust purification device can be made compact, and the reducing agent can be sufficiently diffused to improve the NOx purification rate by the NOx catalyst.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、実施例1について説明する。
図1を参照すると、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を含むディーゼルエンジンの吸排気系の概略構成図が示されており、図2を参照すると、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例1における排気浄化装置の断面図が示されている。以下、図1、図2に基づき説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, Example 1 will be described.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an intake / exhaust system of a diesel engine including an exhaust purification device for an internal combustion engine according to the present invention. Referring to FIG. 2, an exhaust purification device for an internal combustion engine according to the present invention. Sectional drawing of the exhaust gas purification device in Example 1 of this is shown. Hereinafter, a description will be given based on FIGS. 1 and 2.
エンジン1は直列6気筒ディーゼルエンジンであり、コモンレール式燃料噴射装置を備えており、コモンレール2に蓄圧された高圧燃料を各気筒4の燃料噴射弁5に供給し、任意の噴射時期及び噴射量で燃料噴射弁5から各気筒4の筒内に噴射可能に構成されている。
エンジン1の吸気側には吸気マニホールド6が接続されており、吸気マニホールド6からは吸気管8が延びている。吸気管8の吸気上流端にはエアクリーナ10が設けられており、吸気管8の途中にはターボ過給機12のコンプレッサ12aが設けられ、当該コンプレッサ12aの吸気下流側にはインタークーラ14が設けられている。
The
An
一方、エンジン1の排気側には排気マニホールド16が接続されており、排気マニホールド16からは排気管18が延びている。排気マニホールド16と吸気マニホールド6にはEGR通路20が接続されており、EGR通路20にはEGRガスを冷却するEGRクーラ22やEGRガスの還流量を調節するEGRバルブ24が設けられている。
また、排気管18の途中には上記コンプレッサ12aと同軸上に連結されているタービン12bが設けられており、排気管18の排気下流側には、排気温度センサ26が設けられており、その排気下流側には排気浄化装置30が接続されている。
On the other hand, an
A
ここで、排気浄化装置30について詳しく説明する。
図2に示すように、排気浄化装置30は円筒状のケース32内部の排気上流側に酸化触媒34を、排気下流側にSCR触媒36(NOx触媒)が配設されている。
酸化触媒34は、例えばハニカム構造のセラミックス製の触媒担体上に白金(Pt)等の触媒金属を担持して構成されており、排ガス中の炭化水素(HC)と一酸化炭素(CO)を二酸化炭素(CO2)と水(H2O)に変えるとともに、NOxのうち一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に効率よく変化させ、NOxのNOとNO2との割合をおよそ等しくするものである。
Here, the exhaust
As shown in FIG. 2, the
The
SCR触媒36は、例えばハニカム構造のセラミックス製の触媒担体上に酸化バナジウム(V2O5)等の触媒金属を担持して構成されており、アンモニア(NH3)により排ガス中のNOxを窒素(N2)と水(H2O)選択還元するものである。
また、ケース32内の酸化触媒34とSCR触媒36が配設されている間には空間38が存在し、この空間38には排気下流側に向かい円錐状に排気流路の断面積を縮小する絞り部40が形成されており、一定の断面積(例えばケース32の断面積の1/2程度)まで縮小した絞り部40の排気下流端からは当該一定の断面積を維持した円筒部42が形成されている。
The
Further, a
また、円筒部42の外周は多数の孔が穿設されており、円筒部42の下流端はSCR触媒36の直上流に設けられている拡散板46(拡散手段)と当接している。
拡散板46は外周縁がケース32の内周壁と当接している円盤状の板部材であり、円筒部42の径より若干小径な内円部分46aを除いて多数の孔が穿設されている。
さらに空間38内には、ケース32外部から貫通し先端が絞り部40の中心軸線上に位置するL字状の添加ノズル48(還元剤添加手段)が設けられている。添加ノズル48の先端は中心軸を中心に放射状に尿素水が噴射されるよう形成されている。
The outer periphery of the
The diffusing
Further, an L-shaped addition nozzle 48 (reducing agent addition means) that penetrates from the outside of the
添加ノズル48は排気浄化装置30の外部に設けられている尿素水供給装置50(還元剤添加手段)に連結されており、尿素水供給装置50は尿素水が貯蔵されている尿素水タンク52から尿素水が供給されるとともに、エンジン1を動力としたエアコンプレッサ54から圧縮空気が供給され、当該供給された尿素水と圧縮空気を混合させて添加ノズル48へ供給する。
The
また、車内にはECU(電子コントロールユニット)56が設けられており、当該ECU56は排気温度センサ26が検知した排気温度やエンジン回転数、アクセル開度等の各種情報を入力し、当該各種情報に基づき尿素水供給装置48やEGRバルブ24、エンジン1等の各種制御を行う。
以下このように構成された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例1における作用について説明する。
Further, an ECU (electronic control unit) 56 is provided in the vehicle, and the
Hereinafter, the operation of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention configured as described above in
エンジン1は、エアクリーナ10から吸気管8を通りコンプレッサ12aにより圧縮された空気を各気筒4に吸気し燃料噴射弁5から燃料を噴射することで燃焼を生起する。燃焼後の排ガスは排気マニホールド16から途中タービン12bを回転させて排気管18の下流側へと流れ排気浄化装置30内へ流入する。
排気浄化装置30に流入する前の排ガス中には炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、NOxが含まれており、このときのNOxは一酸化窒素(NO)の割合が二酸化窒素(NO2)よりも高い。
The
The exhaust gas before flowing into the
そして、酸化触媒34では、排ガス中のほとんどの炭化水素(HC)と一酸化炭素(CO)は二酸化炭素(CO2)と水(H2O)に変化し、一酸化窒素(NO)は二酸化窒素(NO2)に効率よく変化する。これによりNOxのNOとNO2との割合がおよそ等しくなる。
空間38の絞り部40では排気流路断面積が縮小しているために当該絞り部40を通る排ガスは増速する。また、絞り部40に設けられている添加ノズル48の先端からは中心軸を中心に放射状に尿素水が噴射され、排ガス中に尿素水が添加される。この噴射される尿素水は圧縮空気が混合されていることにより微粒子化した状態で噴射され、この圧縮空気の量は絞り部40の排気下流端の断面積、つまり排気流路の最小断面積と同面積程度に尿素水が拡がるようECU56が尿素水供給装置50を制御している。
In the
In the
そして、増速し尿素水を含む排ガスは円筒部42を通る際に拡散され、さらに拡散板46の中央部46aへの衝突や多数の孔を通過することによっても尿素水の拡散が促進される。
十分に拡散された尿素水は加水分解及び熱分解されることでアンモニア(NH3)を生成し、SCR触媒36では当該アンモニアと反応することでNOxの還元が行われ、NOxは窒素(N2)と水(H2O)に変化する。このとき、酸化触媒34によってNOx中のNOとNO2はおよそ等しいので低温時でも十分にNOxは浄化される。
The exhaust gas containing the urea water that has been accelerated and diffused is diffused when passing through the
Sufficiently diffused urea water is hydrolyzed and thermally decomposed to generate ammonia (NH 3 ), and the
そして、浄化された排ガスは排気浄化装置30からさらに下流に流れ大気に排出される。
このように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、酸化触媒34、SCR触媒36、添加ノズル48、絞り部40等をひとつのケース内に備えることで排気浄化装置30を一体のものとすることができ、車両への搭載性を向上させることができる。
The purified exhaust gas flows further downstream from the
Thus, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the exhaust
その上、尿素水に最小限の圧縮空気を混合させ尿素水を微粒子化し、絞り部40を設け排ガスの流速を増速させ、拡散板46を設けることで、排ガス中に添加された尿素水を十分に拡散させることができる。これにより、SCR触媒32へ確実にアンモニアを吸着させることができ、NOxの浄化率を向上させることができる。また、絞り部40を設けたことで尿素水の添加は絞り部の最小断面積分拡がれば十分に拡散させることができるので、圧縮空気の混合を最小限に抑制することができる。つまりエアコンプレッサが要する仕事量を最小限にすることができ、エンジン1の負荷を抑制することができる。
In addition, the urea water added to the exhaust gas can be reduced by mixing the urea water with a minimum amount of compressed air to make the urea water fine particles, providing the
さらに、SCR触媒36よりも排気上流側に酸化触媒34を設け、排ガス中のNOxのNOとNO2の割合をおよそ等しくすることで低温時でのSCR触媒36のNOx浄化率を向上させることができる。
これらのことより、排気浄化装置30をコンパクトな構成とすることができる上、尿素水を十分に拡散させSCR触媒36によるNOxの浄化率を向上させることができる。
Additionally, than
As a result, the
次に、実施例2について説明する。
実施例2は上記実施例1の排気浄化装置30以外は同様の構成であるため、実施例2の説明は排気浄化装置についてのみするものとし、その他の説明は省略する。
図3を参照すると本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例2における排気浄化装置の断面図が示されており、以下実施例2について同図に基づき説明する。
Next, Example 2 will be described.
Since the second embodiment has the same configuration except for the
Referring to FIG. 3, there is shown a cross-sectional view of an exhaust emission control device in Embodiment 2 of the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention. Embodiment 2 will be described below with reference to FIG.
図3に示すように、排気浄化装置60は円筒状のケース62内部の排気上流側に酸化触媒64を、排気下流側にSCR触媒66(NOx触媒)が配設されている。
このケース62、酸化触媒64、SCR触媒66は上記実施例1のケース32、酸化触媒34、SCR触媒36と同様の構成である。
ケース62内の酸化触媒64とSCR触媒66が配設されている間には空間68が設けられており、この空間68には排気下流に向かい円錐状に排気流路の断面積を縮小する絞り部70が形成されており、一定の断面積(例えばケース62の断面積の1/2程度)まで縮小した絞り部70の排気下流端からは円錐状に排気流路の断面積を拡大する拡大部72が形成されている。拡大部72はケース62の内周壁まで断面積を拡大し、排気下流端はSCR触媒66の直上流に設けられている拡散板74(拡散手段)と当接している。
As shown in FIG. 3, the
The
A
拡散板74は外周縁がケース62の内周壁と当接している円盤状の板部材であり、内円部分74aを除いて多数の孔が穿設されている。
さらに空間68内には、ケース62外部から貫通し先端が拡大部72の中心軸線上に位置するL字状の添加ノズル76(還元剤添加手段)が設けられている。添加ノズル76の先端は中心軸を中心に放射状に尿素水が噴射されるよう形成されている。
The
Further, an L-shaped addition nozzle 76 (reducing agent addition means) that penetrates from the outside of the
添加ノズル76は実施例1と同様に排気浄化装置60の外部に設けられている尿素水供給装置(還元剤添加手段)に連結されており、尿素添加装置はECUにより制御されている。
以下このように構成された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例2における作用について説明する。
The
The operation of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention configured as described above in Embodiment 2 will be described below.
酸化触媒64では、排ガス中のほとんどの炭化水素(HC)と一酸化炭素(CO)は二酸化炭素(CO2)と水(H2O)に変化し、一酸化窒素(NO)は二酸化窒素(NO2)に効率よく変化する。これによりNOxのNOとNO2との割合がおよそ等しくなる。
空間68の絞り部70では排気流路断面積が縮小しているために当該絞り部を通る排ガスは増速する。また、拡大部72に設けられている添加ノズル76の先端からは中心軸を中心に放射状に尿素水が噴射され、排ガス中に尿素水が添加される。この噴射される尿素水は圧縮空気が混合されていることにより微粒子化した状態で噴射され、この圧縮空気の量は絞り部70の排気下流端の断面積、つまり排気流路の最小断面積と同面積程度に尿素水が拡がるようECU56が尿素水供給装置50を制御している。
In the
Since the exhaust flow passage cross-sectional area is reduced in the
そして、排ガスが拡大部72を通ることにより排ガス中の尿素水は一様に拡散し、さらに拡散板74の中央部74aへの衝突や多数の孔を通過することによっても尿素水の拡散が促進される。
十分に拡散された尿素水は加水分解及び熱分解されることでアンモニア(NH3)を生成し、SCR触媒36では当該アンモニアと反応することでNOxの還元が行われ、NOxは窒素(N2)と水(H2O)に変化する。このとき、酸化触媒34によってNOx中のNOとNO2はおよそ等しいので低温時でも十分にNOxは浄化される。
The urea water in the exhaust gas is uniformly diffused by passing through the
Sufficiently diffused urea water is hydrolyzed and thermally decomposed to generate ammonia (NH 3 ), and the
そして、浄化された排ガスは排気浄化装置30からさらに下流に流れ大気に排出される。
これにより、当該実施例2においても、コンパクトな構成とすることができる上、尿素水を十分に拡散させSCR触媒66によるNOxの浄化率を向上させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができるという上記実施例1と同様の効果を得ることができる。
The purified exhaust gas flows further downstream from the
Thereby, also in the second embodiment, there is provided an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can be made compact and that can sufficiently diffuse urea water and improve the NOx purification rate by the
さらに実施例2においては、尿素水の噴射が絞り部70の最小断面積部分よりも排気下流側である拡大部72で行われるために、尿素水の析出による絞り部70の閉塞を防止することができるという効果も奏する。
以上で本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
Further, in the second embodiment, since the urea water injection is performed in the
Although the description of the embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、尿素水供給装置により尿素水に圧縮空気を混合しているが、圧縮空気を混合せずに尿素水のみで噴射を行うようにしてもよい。そうすることで圧縮空気を生成するためのエアコンプレッサ等の装置を設ける必要がなくなり、さらなるコンパクト化を図ることができ、例えばエアコンプレッサ等を備えていない小型車等にも本願の内燃機関の排気浄化装置を搭載することが可能となる。 For example, in the above embodiment, the compressed water is mixed with the urea water by the urea water supply device, but the injection may be performed only with the urea water without mixing the compressed air. By doing so, it is not necessary to provide a device such as an air compressor for generating compressed air, and further downsizing can be achieved. For example, the exhaust gas purification of the internal combustion engine of the present application can be applied to a small vehicle that does not include an air compressor or the like. It becomes possible to mount the device.
また、上記実施例1では添加ノズル48の先端が絞り部40内に位置していたが、実施例2のように絞り部40よりも排気下流側の円筒部42内に添加ノズル48の先端を位置するよう設けてもよい。そうすることで実施例2のように尿素水の析出による絞り部40の閉塞を防止することができる。
また、上記実施形態では拡散板の形状は内円部分を除いて多数の孔を穿設しているが、これに限られるものではなく、拡散板全体に多数の孔を穿設してもよい。
In the first embodiment, the tip of the
In the above embodiment, the diffuser plate has a large number of holes except for the inner circle portion. However, the present invention is not limited to this, and the diffuser plate may have a large number of holes. .
1 エンジン(内燃機関)
18 排気管
30 排気浄化装置
32、62 ケース
34、64 酸化触媒
36、66 SCR触媒(NOx触媒)
38、68 空間
40、70 絞り部
46、74 拡散板(拡散手段)
48、76 添加ノズル(還元剤添加手段)
50 尿素水供給装置(還元剤添加手段)
52 尿素水タンク
54 エアコンプレッサ
56 ECU(電子コントロールユニット)
1 engine (internal combustion engine)
18
38, 68
48, 76 Addition nozzle (reducing agent addition means)
50 Urea water supply device (reducing agent addition means)
52
Claims (6)
該酸化触媒の排気下流側に排気流路を縮小するよう形成された絞り部と、
該絞り部の近傍で還元剤を排ガス中に添加する還元剤添加手段と、
前記絞り部の排気下流側に設けられ前記還元剤により排ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、
前記酸化触媒と前記絞り部と前記還元剤添加手段と前記NOx触媒を内部に有するケースとを備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 An oxidation catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine;
A throttle portion formed to reduce the exhaust flow path on the exhaust downstream side of the oxidation catalyst;
Reducing agent addition means for adding a reducing agent to the exhaust gas in the vicinity of the throttle part;
A NOx catalyst that is provided on the exhaust downstream side of the throttle portion and selectively reduces NOx in the exhaust gas by the reducing agent;
An exhaust purification device for an internal combustion engine, comprising: the oxidation catalyst, the throttle portion, the reducing agent adding means, and a case having the NOx catalyst therein.
該絞り部の排気下流側で還元剤を排ガス中に添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段の排気下流側に設けられ前記還元剤により排ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、
前記絞り部と前記還元剤添加手段と前記NOx触媒を内部に有するケースとを備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A throttle formed to reduce the exhaust flow path;
Reducing agent addition means for adding a reducing agent to the exhaust gas downstream of the throttle portion;
A NOx catalyst that is provided on the exhaust downstream side of the reducing agent addition means and selectively reduces NOx in exhaust gas by the reducing agent;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: the throttle portion, the reducing agent addition means, and a case having the NOx catalyst therein.
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