JP2009138592A - Additive distribution board structure of exhaust passage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において排気通路の内部に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造に関する。 The present invention relates to a structure of an additive dispersion plate that disperses an additive injected into an exhaust passage on the upstream side of an exhaust gas purification device disposed in an exhaust passage of an engine.
一般に、エンジン、特にディーゼルエンジンの排気ガス中には、一酸化窒素などの燃焼によって生じる窒素酸化物(以下では、NOxという)などの有害物質が含まれており、大気の汚染を防ぐために、このような有害物質の排出量を低減させることが強く要請されている。また、燃焼室の内部に直接ガソリンを噴射する方式の、いわゆる筒内噴射ガソリン機関からも、運転条件によっては排気ガスとともにNOxが排出される場合があり、同様の要請が存在する。 In general, exhaust gases from engines, particularly diesel engines, contain harmful substances such as nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) generated by combustion such as nitric oxide. In order to prevent air pollution, There is a strong demand to reduce emissions of such harmful substances. Also, a so-called in-cylinder injection gasoline engine that directly injects gasoline into the combustion chamber may emit NOx together with exhaust gas depending on the operating conditions, and there is a similar demand.
そのため、排気ガスとともに排出されるNOxを浄化する上で、三元触媒を備えた排気ガス浄化装置を排気通路に設けることが行われている。 Therefore, in order to purify NOx discharged together with the exhaust gas, an exhaust gas purification device including a three-way catalyst is provided in the exhaust passage.
しかし、このような三元触媒を備えた排気ガス浄化装置では、エンジンの種類によって十分な効果が得られないことがある。例えば、希薄燃焼(リーンバーン)を行うディーゼルエンジンでは、排気ガスが酸素過剰雰囲気にあるため、燃料成分(HC)と酸素とが反応(燃焼)し易く、三元触媒によるNOxの十分な浄化が困難となる。 However, in an exhaust gas purification apparatus provided with such a three-way catalyst, sufficient effects may not be obtained depending on the type of engine. For example, in a diesel engine that performs lean burn, since the exhaust gas is in an oxygen-excess atmosphere, the fuel component (HC) and oxygen are likely to react (combust), and NOx can be sufficiently purified by the three-way catalyst. It becomes difficult.
そこで、排気通路に選択還元型のNOx触媒を備えた排気ガス浄化装置を設けるとともに、この排気ガス浄化装置よりも上流側において排気通路の内部を横切るように配置されたパンチングメタル等からなるミキサを設け、このミキサの表面(排気ガスの流れ方向上流側面)に対し尿素水を噴射させて排気ガス中に分散させることによって、排気ガス中のNOxを効率よく浄化させるようにすることが従来より行われている(例えば、特許文献1参照)。
ところが、上記従来のものでは、ミキサなどの添加剤分散板が排気通路の内部を横切るように配置されているため、添加剤分散板の表面に対し噴射された尿素水などの添加剤が添加剤分散板との衝突により微粒化されて気化するものの、そのうちの一部は衝突した際に添加剤分散板に付着して液膜状となり、その液膜状となった添加剤が自重によって下方に垂れ落ち、排気通路の壁面に落下して固着するおそれがあった。 However, in the above conventional one, the additive dispersion plate such as a mixer is disposed so as to cross the inside of the exhaust passage, so that the additive such as urea water injected to the surface of the additive dispersion plate is the additive. Although it atomizes and vaporizes due to collision with the dispersion plate, some of them adhere to the additive dispersion plate when colliding and become a liquid film, and the liquid film-like additive is lowered downward by its own weight. There was a risk of dripping down and falling onto the wall of the exhaust passage.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加剤分散板に付着して液膜状となった添加剤の下方への垂れ落ちを確実に防止することができる排気通路の添加剤分散板構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to reliably prevent the additive that has adhered to the additive dispersion plate and formed into a liquid film from dripping downward. It is an object of the present invention to provide an additive dispersion plate structure for an exhaust passage.
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において上記排気通路の内部に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造を前提とし、上記添加剤分散板を、上記排気通路の内部に噴射された添加剤を表面に衝突させるように上記排気通路の内部を横切って配置している。そして、上記添加剤分散板の表面に、排気ガスの流れ方向下流側に凹む凹部を左右方向へ延ばして設けている。 In order to achieve the above object, the present invention is premised on the structure of an additive dispersion plate that disperses the additive injected into the exhaust passage on the upstream side of the exhaust gas purification device disposed in the exhaust passage of the engine. The additive dispersion plate is disposed across the interior of the exhaust passage so that the additive injected into the exhaust passage collides with the surface. And the recessed part dented in the flow direction downstream of the exhaust gas is provided in the surface of the said additive dispersion | distribution board so that it may extend in the left-right direction.
この特定事項により、排気通路の内部を横切って配置した添加剤分散板の表面に、排気ガスの流れ方向下流側に凹む凹部が左右方向へ延びて設けられているので、添加剤分散板の表面に対し噴射された添加剤の一部が添加剤分散板に衝突した際に添加剤分散板の表面に付着して液膜状となっても、その液膜状となった添加剤が自重により添加剤分散板の表面を伝って下方に垂れた際に凹部に受け止められることになる。このため、凹部に受け止められた添加剤は、排気ガスにより加熱されて気化し、添加剤分散板から排気通路の壁面に落下して固着することが効果的に抑制される。 Due to this particular matter, the surface of the additive dispersion plate is provided on the surface of the additive dispersion plate arranged across the interior of the exhaust passage so as to extend in the left-right direction. Even if a part of the injected additive collides with the additive dispersion plate and adheres to the surface of the additive dispersion plate to form a liquid film, the additive formed in the liquid film is caused by its own weight. When it hangs down along the surface of the additive dispersion plate, it is received by the recess. For this reason, the additive received in the recess is heated and vaporized by the exhaust gas, and is effectively suppressed from dropping and adhering to the wall surface of the exhaust passage from the additive dispersion plate.
特に、添加剤分散板をより具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記添加剤分散板の上記凹部よりも上側に、上記排気通路の内部に噴射された添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜する衝突部と、この衝突部の上側に設けられ、排気ガスを上記添加剤分散板の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部とを設けている。 In particular, the following configurations are listed as more specifically specifying the additive dispersion plate. That is, provided above the concave portion of the additive dispersion plate is a collision portion that is inclined so as to be substantially opposed to the injection direction of the additive injected into the exhaust passage, and above the collision portion. And a communication portion for communicating the exhaust gas from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the additive dispersion plate.
この特定事項により、添加剤分散板の表面に対し噴射された添加剤は、添加剤の噴射方向に対しほぼ直交する向きから衝突部に対し衝突すると、その衝突部との衝突によって最も大きなエネルギーが添加剤に作用することになり、この大きな衝突エネルギーを利用して添加剤がより細かく微粒化される。そして、細かく微粒化された添加剤は、衝突部の上側の連通部から排気ガスの流れに乗って流れ方向下流側に導かれ、細かく微粒化された添加剤の分散性能を高めることが可能となる。一方、添加剤の一部が衝突部に衝突した際に衝突部に付着して液膜状となっても、その液膜状となった添加剤が自重により添加剤分散板の表面を伝って下方に垂れた際に凹部に受け止められ、この凹部に受け止められた添加剤が排気ガスにより加熱されて同様に気化し、添加剤分散板から排気通路の壁面に落下して固着することが効果的に抑制される。 Due to this specific matter, when the additive injected to the surface of the additive dispersion plate collides with the collision part from a direction substantially perpendicular to the injection direction of the additive, the largest energy is generated by the collision with the collision part. It acts on the additive, and the additive is finely atomized by utilizing this large collision energy. Then, the finely atomized additive is guided to the downstream side in the flow direction on the exhaust gas flow from the upper communicating portion of the collision portion, and it is possible to improve the dispersion performance of the finely atomized additive Become. On the other hand, even when a part of the additive collides with the collision part, it adheres to the collision part and becomes a liquid film, but the additive that has become the liquid film travels on the surface of the additive dispersion plate by its own weight. It is effective that the additive received in the recess when it hangs downward is heated by the exhaust gas and vaporized in the same manner, and dropped from the additive dispersion plate to the wall of the exhaust passage and fixed. To be suppressed.
また、上記凹部を、上記添加剤分散板の左右両端部間に亘って延設し、その左右方向中央部を左右両端部よりも下方に位置付けるように上記左右方向中央部に向かって傾斜させている場合には、凹部よりも上側に位置する添加剤分散板の表面の左右方向全域において付着した液膜状の添加剤の全てが、添加剤分散板の左右両端部間に亘る左右方向に長い凹部に受け止められる。このため、左右方向に長い凹部にて受け止められた添加剤は、凹部の左右両側より左右方向中央部まで自重によって案内されて集められる。これにより、凹部の左右方向中央部に集められた添加剤を排気通路の壁面付近よりも温度が高い中心付近の排気ガスによって効率よく気化させることが可能となる。 Further, the concave portion extends between the left and right end portions of the additive dispersion plate, and the right and left central portion is inclined toward the left and right central portion so as to be positioned below the left and right end portions. In the case where the additive dispersion plate is located above the recess, all of the liquid film additive adhering in the entire region in the left-right direction of the surface of the additive dispersion plate is long in the left-right direction across the left and right end portions of the additive dispersion plate. Received in the recess. For this reason, the additive received by the recessed part long in the left-right direction is guided and collected by its own weight from the left and right sides of the recessed part to the central part in the left-right direction. As a result, the additive collected at the central portion in the left-right direction of the recess can be efficiently vaporized by the exhaust gas in the vicinity of the center whose temperature is higher than that in the vicinity of the wall surface of the exhaust passage.
更に、上記添加剤分散板を、上記排気通路の中心付近に対応する中心部が最も排気ガスの流れ方向下流側に位置付けられるように上記中心部に向けて傾斜させている場合には、添加剤分散板に向かって流れていた排気ガスは、添加剤分散板との衝突によりその周縁部から中心部に向かって流れることになる。このため、添加剤分散板に付着した液膜状の添加剤は、排気ガスの流れに沿って添加剤分散板の周縁部から排気通路の中心付近に対応する中心部まで案内されて集められ、排気通路の中心付近において最も温度が高い排気ガスによって添加剤分散板の中心部に集められた添加剤を効率よく気化させることが可能となる。 Further, when the additive dispersion plate is inclined toward the central portion so that the central portion corresponding to the vicinity of the center of the exhaust passage is positioned most downstream in the exhaust gas flow direction, The exhaust gas flowing toward the dispersion plate flows from the peripheral portion toward the center portion due to the collision with the additive dispersion plate. For this reason, the liquid film additive adhering to the additive dispersion plate is guided and collected from the peripheral portion of the additive dispersion plate to the central portion corresponding to the vicinity of the center of the exhaust passage along the flow of the exhaust gas, It is possible to efficiently vaporize the additive collected at the center of the additive dispersion plate by the exhaust gas having the highest temperature near the center of the exhaust passage.
以上、要するに、添加剤分散板の表面において排気ガスの流れ方向下流側に凹む凹部を左右方向へ延ばして設けることで、添加剤分散板に衝突した際に添加剤分散板に付着して下方に垂れる液膜状の添加剤を凹部で受け止め、この凹部に受け止めた添加剤を排気ガスにより加熱して気化し、添加剤分散板から排気通路の壁面への添加剤の落下を防止して排気通路の壁面での添加剤の固着を効果的に抑制することができる。 In short, in short, by providing a concave portion that is recessed in the exhaust gas flow direction downstream on the surface of the additive dispersion plate in the left-right direction, it adheres to the additive dispersion plate when it collides with the additive dispersion plate. The dripping liquid film-like additive is received by the concave portion, and the additive received in the concave portion is heated and vaporized by the exhaust gas to prevent the additive from dropping from the additive dispersion plate to the wall surface of the exhaust passage. It is possible to effectively suppress the sticking of the additive on the wall surface.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係る添加剤分散板構造を用いた車両用ディーゼルエンジンの排気通路を示している。この図1において、排気通路1の途中には、排気ガス浄化装置2が設けられている。この排気ガス浄化装置2は、酸素共存下でも選択的に排気ガス中のNOxを還元剤(添加剤)と反応させる性質を備えた選択還元型触媒21を装備している。この選択還元型触媒21は、排気通路1の径が拡径された拡径部11にマット12を介して設けられている。そして、拡径部11は、排気通路1に対し、排気通路1の半径方向内方向きにラッパ状に反る反り部13によって連結されている。この場合、排気通路1を流れる排気ガスは、反り部13の排気ガス流れ方向上流側において該反り部13に沿って拡径方向に案内されるとともに、反り部13の排気ガス流れ方向下流側において該反り部13から剥離し、マット12側(拡径部11の半径方向外方側)への排気ガスの流れが反り部13によって効果的に偏向されるようにしている。
FIG. 1 shows an exhaust passage of a vehicular diesel engine using an additive dispersion plate structure according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an exhaust
また、選択還元型触媒21は、排気通路1内を流れる排気ガス中のNOxを還元剤により還元浄化するもので、セラミックのコーディライトやFe−Cr−Al系の耐熱鋼から成るハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの触媒担体に、例えばゼオライト系の活性成分が担持されている。そして、上記触媒担体に担持された活性成分は、還元剤の供給を受けて活性化し、NOxを効果的に無害物質に浄化させる。この場合、選択還元型触媒21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。
The selective
排気ガス浄化装置2(選択還元型触媒21)の排気ガス流れ方向の上流側には、還元剤としての尿素水(添加剤)を噴射する噴射ノズル3が配設されている。この噴射ノズル3は、排気通路1の壁面の上側位置に設けられ、その噴射口31より尿素を選択型還元触媒21の排気ガス流れ方向上流側に供給している。また、噴射ノズルには、尿素水と共に圧縮空気が供給され、該尿素水を霧化して噴射口31より噴射供給するようになっている。そして、噴射ノズル3の噴射口31は、噴射された尿素水が排気通路1を横切るように、排気通路1壁面の上側位置より排気ガスの流れ方向に対し斜め下流側に向けて配置、つまり排気通路1の軸線mに対し適宜の角度(例えば略45°)で排気ガスの流れ方向下流側に斜めに傾斜して配置されている。この場合、尿素水は、貯蔵タンクに貯留され、合成樹脂製の供給管を介して噴射ノズル3に供給される。なお、図1中における破線矢印は、微粒化された尿素水が排気ガス中に分散された状態での排気ガスの流れを示し、実線矢印は、尿素水が分散される前の排気ガスの流れを示している。
An injection nozzle 3 for injecting urea water (additive) as a reducing agent is disposed upstream of the exhaust gas purification device 2 (selective reduction catalyst 21) in the exhaust gas flow direction. The injection nozzle 3 is provided at an upper position on the wall surface of the exhaust passage 1 and supplies urea from the
また、噴射ノズル3の噴射口31から噴射供給された尿素水は、排気通路1内の排気熱により加水分解してアンモニアを容易に発生する。得られたアンモニアは、選択還元型触媒21において排気中のNOxと反応し、水および無害なガスに浄化される。尿素水は、固体もしくは粉体の尿素の水溶液で、貯蔵タンクに貯留されており、供給管を通じて噴射ノズル3に供給されるようになっている。なお、噴射ノズル3で噴射供給する還元剤(添加剤)としては、尿素水の他に、アンモニア水溶液や炭化水素水溶液などが適用されていてもよい。
Further, the urea water injected and supplied from the
そして、噴射ノズル3の排気ガス流れ方向の直下流側(選択還元型触媒21よりも排気ガス流れ方向上流側)には、噴射ノズル3より排気通路1内に噴射された尿素水を排気ガス中に分散する添加剤分散板としての分散板4が設けられている。この分散板4は、図2に示すように、排気通路1を略垂直方向から横切るように鉛直面状に切り立った状態で配置されている。そして、分散板4は、排気ガスの流れ方向から見て略矩形状に形成され、その各角部より半径方向外方に突出するフランジ部41,41,…によって排気通路1の壁面に取り付けられている。
Then, on the downstream side of the injection nozzle 3 in the exhaust gas flow direction (upstream side of the
また、分散板4の表面40(排気ガスの流れ方向上流側の面)には、排気ガスの流れ方向下流側(図1では右側)に凹む凹部42,42,…が上下方向および左右方向にそれぞれ4つずつ均等に配列されて設けられている。この各凹部42は、車体左右方向へ延びて設けられている。また、各凹部42よりも上側には、排気通路1内に噴射ノズル3の噴射口31から噴射された尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するようにそれぞれ下端を起点にして排気ガスの流れ方向下流側に傾斜する衝突部としての衝突片43,43,…が設けられている。更に、各衝突片43の上側には、排気ガスを分散板4の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部44,44,…がそれぞれ設けられている。また、各連通部44の上縁には、その上縁を起点にして排気ガスの流れ方向下流側に傾斜する整流板45,45,…が設けられ、この各整流板45によって、各衝突片43に衝突して微粒化された尿素水が排気ガスの流れに沿って均等に排気ガス浄化装置2に導かれるようになっている。そして、各衝突片43および各整流板45は、それぞれ分散板4より切り起こして形成されている一方、各通路部44は、それぞれ切り起こされた衝突片43および整流板45により開口して形成されてなる。また、各凹部42は、分散板4の表面40より排気ガスの流れ方向下流側に凹んでいることにより、分散板4の剛性を高めるリブとしての機能も備えている。
Further, on the surface 40 (surface upstream of the exhaust gas flow direction) of the
この場合、各凹部42、各衝突片43、各連通部44および各整流板45は、それぞれ1つずつで1組とされ、分散板4の上下方向および左右方向に規則正しく配列されている。また、各凹部42の左右方向の長さは、各連通部44の車体左右方向の長さよりも若干長く設定されている。
In this case, each
したがって、上記実施例1では、分散板4の表面40に、排気ガスの流れ方向下流側に凹む凹部42,42,…が左右方向へ延びて設けられている上、各凹部42の上側に、噴射口31から噴射された尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜する衝突片43,43,…が設けられているとともに、この各衝突片43の上側に、排気ガスを分散板4の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部44,44,…が設けられているので、分散板4の表面40に対し噴射された尿素水は、分散板4の表面40に衝突すると、その分散板4との衝突によってエネルギーが尿素水に作用することになり、この衝突エネルギーを利用して尿素水が細かく微粒化される。また、尿素水の噴射方向に対しほぼ直交する向きから各衝突片43に対しそれぞれ衝突すると、その各衝突部43との衝突によって更に大きなエネルギーが尿素水に作用することになり、この大きな衝突エネルギーを利用して尿素水がより細かく微粒化される。これにより、細かく微粒化された尿素水は、各衝突片43上側の連通部44,44,…から排気ガスの流れに乗って流れ方向下流側に導かれ、細かく微粒化された尿素水の分散性能を高めることができる。
Accordingly, in the first embodiment, the
一方、分散板4の表面に対し噴射された尿素水の一部が分散板4に衝突した際に分散板4の表面40に付着して液膜状となっても、その液膜状となった尿素水が自重により表面40を伝って下方に垂れた際に各凹部42に受け止められることになる。また、各衝突片43に対し噴射された尿素水の一部が各衝突片43に衝突した際に各衝突片43の表面に付着して液膜状となっても、その液膜状となった尿素水が自重によって各衝突片の表面から分散板4の表面40を伝って各凹部42に受け止められることになる。これにより、各凹部42に受け止められた尿素水は排気ガスにより加熱されて気化し、分散板4から排気通路1の壁面への尿素水の落下を防止して排気通路1の下部での尿素水の固着を効果的に抑制することができる。
On the other hand, even if a part of the urea water sprayed onto the surface of the
次に、本発明の実施例2を図3に基づいて説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この実施例では、凹部の構成を変更している。なお、凹部を除くその他の構成は上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configuration of the recess is changed. In addition, the structure other than a recessed part is the same as the case of the said Example 1, The same code | symbol is attached | subjected about the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.
すなわち、本実施例2では、図3に示すように、凹部46,46,…は、左右方向にそれぞれ4つずつ均等に配列された上下方向4列の連通部44,44,…の下方において左右方向に連続するように分散板4の左右両端部間に亘って延設されている。そして、互いに左右方向で相隣なる連通部44,44同士の間には、上下方向に延びる縦格子40a,40a,…が設けられている。この場合、各凹部46は、各縦格子40aを上下方向に分断するように設けられている。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, the
したがって、上記実施例2では、分散板4の表面40および各衝突片43に対し尿素水が噴射されて衝突した際、分散板4の表面40に付着して液膜状となった尿素水が自重により表面40を伝って下方に垂れると、その垂れた尿素水が各凹部46に受け止められることになる。その場合、互いに相隣なる連通部44,44同士の間の縦格子40a,40a,…に付着して液膜状となった尿素水もその各縦格子40aを伝って下方に垂れた際に各凹部46に受け止められることになる。これにより、分散板4の各縦格子40aから垂れる尿素水も各凹部46により確実に受け止められ、この各凹部46に受け止められた尿素水は排気ガスにより加熱されて気化し、排気通路1の壁面への尿素水の落下を確実に防止して排気通路1の下部での尿素水の固着をより効果的に抑制することができる。
Therefore, in the second embodiment, when urea water is jetted and collided with the
次に、本発明の実施例3を図4に基づいて説明する。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
この実施例では、凹部の構成を変更している。なお、凹部を除くその他の構成は上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configuration of the recess is changed. In addition, the structure other than a recessed part is the same as the case of the said Example 1, The same code | symbol is attached | subjected about the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.
すなわち、本実施例3では、図4に示すように、凹部47,47,…は、左右方向にそれぞれ4つずつ均等に配列されて列をなす上下方向4列の連通部44,44,…の下方において左右方向に連続するように分散板4の左右両端部間に亘って延設されている。そして、各凹部47は、その左右両端がそれぞれ分散板4の左右両端より外方(排気通路1側)に開口している。
That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, the
したがって、上記実施例3では、各凹部47に受け止められた尿素水は排気ガスにより加熱されて気化される上、その気化された尿素水が各凹部47の左右両端から排気ガスの流れに沿って排気ガスの流れ方向下流側に積極的に導かれ、排気通路1の壁面への尿素水の落下を確実に防止して排気通路1の下部での尿素水の固着を効果的に抑制することができる。
Therefore, in the third embodiment, the urea water received in each
次に、本発明の実施例4を図5に基づいて説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この実施例では、凹部の構成を変更している。なお、凹部を除くその他の構成は上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configuration of the recess is changed. In addition, the structure other than a recessed part is the same as the case of the said Example 1, The same code | symbol is attached | subjected about the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.
すなわち、本実施例4では、図5に示すように、凹部48,48,…は、左右方向にそれぞれ4つずつ均等に配列されて列をなす上下方向4列の連通部44,44,…の下方において左右方向に連続するように分散板4の左右両端部間に亘って延設されている。そして、各凹部48は、その左右方向中央部が左右両端部よりも下方に位置付けられるように左右方向中央部に向かって略V字状に傾斜している。この場合、排気通路1内を流れる排気ガスの温度は、各凹部48の左右両端部付近よりも左右方向中央部付近の方が高くなっている。
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, the
したがって、上記実施例4では、各凹部48よりも上側に位置する分散板4の表面40の左右方向全域において付着した液膜状の尿素水の全てが、分散板4の左右両端部間に亘る左右方向に長い各凹部48により受け止められる。このため、左右方向に長い各凹部48にて受け止められた尿素水は、各凹部48の左右両側から左右方向中央部まで自重によって案内されて集められる。これにより、各凹部48の左右方向中央部に集められた尿素水を排気通路1の壁面付近よりも温度が高い中心付近の排気ガスによって効率よく気化させることができる。
Therefore, in Example 4 described above, all of the liquid film-like urea water adhering to the entire region in the left-right direction of the
次に、本発明の実施例5を図6に基づいて説明する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この実施例では、衝突片および整流板の構成を変更している。なお、衝突片および整流板を除くその他の構成は上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configurations of the collision piece and the current plate are changed. The other configurations except for the collision piece and the current plate are the same as those in the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
すなわち、本実施例5では、図6に示すように、衝突片49,49,…は、分散板4の各連通部44の下縁より切り起こして形成され、その下縁を起点にして排気ガスの流れ方向下流側に傾斜している。この場合、各衝突片49は、排気通路1内に噴射ノズル3の噴射口31から噴射された尿素水の噴射方向に対しほぼ対向している。なお、本実施例では、各連通部44の上縁より切り起こされた整流板は廃止されている。
That is, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、各衝突片49の上下方向3箇所には、左右方向に延びるスリット49a,49a,…(図6では上端の4つの衝突片においてのみ符号を付す)が設けられている。この各スリット49aは、各衝突片49の表面に付着した尿素水を各スリット49aによる表面張力により表面上に留まらせるように微小な開口間隔(例えば3mm以下)に設定されている。この場合、各衝突片49の表面上に付着して液膜状となって各スリット49aの表面張力により各衝突片49の表面上に留まる尿素水は、排気ガスの熱により気化されると、各スリット49aを介して排気ガスの流れ方向下流側に導かれるようになっている。
Further, slits 49a, 49a,... Extending in the left-right direction are provided at three positions in the vertical direction of each collision piece 49 (in FIG. 6, only the upper four collision pieces are denoted by reference numerals). Each of the
したがって、上記実施例5では、分散板4の各衝突片49に付着して液膜状となった尿素水は、各スリット49aによる表面張力により各衝突片49の表面上に留まって自重による下方への垂れが抑制される。これにより、各スリット49aの表面張力により各衝突片49の表面上に留まる尿素水を、排気ガスにより気化し、各スリット49aを介して排気ガスの流れ方向下流側に円滑に導くことができる。
Therefore, in the fifth embodiment, the urea water adhered to each
しかも、各衝突片49にスリット49a,49a,…を設けたことにより、排気通路1における排気ガスの流路面積(排気通路1の断面積)の減少が抑制されて排気ガスを流通させる排気通路1内での有効面積が増加し、分散板4における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を抑えることができる。
In addition, by providing
次に、本発明の実施例6を図7および図8に基づいて説明する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施例では、分散板の構成を変更している。なお、分散板を除くその他の構成は上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configuration of the dispersion plate is changed. The other configurations except for the dispersion plate are the same as those in the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
すなわち、本実施例6では、図7に示すように、分散板5(添加剤分散板)は、排気通路1内に噴射ノズル3の噴射口31から噴射された尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜、具体的には、排気通路1の軸線mに対し適宜の角度(例えば略60°)で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜して配置されている。そして、分散板5は、排気ガスの流れ方向から見て略矩形状に形成され、その各角部より半径方向外方に突出するフランジ部51,51,…によって排気通路1の壁面に取り付けられている。
That is, in the sixth embodiment, as shown in FIG. 7, the dispersion plate 5 (additive dispersion plate) is approximately in the exhaust passage 1 with respect to the injection direction of the urea water injected from the
また、図8に示すように、分散板5の表面50(排気ガスの流れ方向上流側の面)には、排気ガスの流れ方向下流側(図7では右側)に凹む断面略L字状の凹部52,52,…が上下方向および左右方向にそれぞれ4つずつ均等に配列されて設けられている。この各凹部52は、車体左右方向へ延びて設けられている。また、上下方向に互いに相隣なる凹部52,52同士の間には、排気ガスを分散板5の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部53,53,…がそれぞれ開設されている。そして、各凹部52は、分散板5の表面50より排気ガスの流れ方向下流側に凹んでいることにより、分散板5の剛性を高めるリブとしての機能も備えている。
Further, as shown in FIG. 8, the
この場合、各凹部52は、分散板5が後傾状態で傾斜して配置されている関係上、略鉛直な縦面52aと略水平な底面52bとで構成され、分散板5の表面50を伝って各凹部52の上側から垂れる尿素水が略水平な底面52bによって円滑に受け止められるようにしている。
In this case, each
したがって、上記実施例6では、分散板5が噴射口31からの尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜している上、その表面50に、排気ガスの流れ方向下流側に凹む凹部52,52,…が左右方向へ延びて設けられているとともに、上下方向に互いに相隣なる凹部52,52同士の間に連通部53,53,…がそれぞれ開設されているので、分散板5の表面50に対し噴射された尿素水がほぼ直交する方向から尿素水が衝突し、その分散板5への衝突によって尿素水に大きなエネルギーが作用することになり、この大きな衝突エネルギーを利用して尿素水がより細かく微粒化される。これにより、細かく微粒化された尿素水は、各連通部53から排気ガスの流れに乗って流れ方向下流側に導かれ、細かく微粒化された尿素水の分散性能を高めることができる。
Therefore, in the sixth embodiment, the
また、分散板5の表面50に対し噴射された尿素水の一部が分散板5に衝突した際に分散板5の表面50に付着して液膜状となっても、その液膜状となった尿素水が自重によって下方に垂れた際に各凹部52の底面52aで円滑に受け止められることになる。これにより、各凹部52に受け止められた尿素水は排気ガスにより加熱されて気化し、分散板5から排気通路1の壁面への尿素水の落下を防止して排気通路1の下部での尿素水の固着を効果的に抑制することができる。
Further, even if a part of the urea water sprayed on the
次に、本発明の実施例7を図9ないし図11に基づいて説明する。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施例では、分散板の構成を変更している。なお、分散板を除くその他の構成は上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configuration of the dispersion plate is changed. The other configurations except for the dispersion plate are the same as those in the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
すなわち、本実施例7では、図9に示すように、分散板6(添加剤分散板)は、排気通路1を略垂直方向から横切るように鉛直面状に切り立った状態で配置されている。また、分散板6は、排気通路1の中心付近に対応する上下方向中心部が上下両端部よりも排気ガスの流れ方向下流側に位置付けられるように上記上下方向中心部に向かって傾斜して断面略くの字状に形成されている。そして、分散板6は、排気ガスの流れ方向から見て略矩形状に形成され、その各角部より半径方向外方に突出するフランジ部61,61,…によって排気通路1の壁面に取り付けられている。
That is, in the seventh embodiment, as shown in FIG. 9, the dispersion plate 6 (additive dispersion plate) is arranged in a vertical plane so as to cross the exhaust passage 1 from a substantially vertical direction. In addition, the
また、図10および図11に示すように、分散板6の表面60(排気ガスの流れ方向上流側の面)には、排気ガスの流れ方向下流側(図11では右側)に凹む単一の凹部62が設けられている。この凹部62は、排気通路1の中心付近に対応する上下方向中央部を分散板6の左右両端部間に亘って左右方向に延びている。また、分散板6の表面60上における凹部62の下側には、排気通路1内に噴射ノズル3の噴射口31から噴射された尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するようにそれぞれ下端を起点にして排気ガスの流れ方向下流側に傾斜する衝突部としての衝突片63,63,…が設けられている。更に、各衝突片63の上側には、排気ガスを分散板6の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部64,64,…がそれぞれ設けられている。また、各連通部64の上縁には、その上縁を起点にして排気ガスの流れ方向下流側に傾斜する整流板65,65,…が設けられ、この各整流板65によって、各衝突片63に衝突して微粒化された尿素水が排気ガスの流れに沿って均等に排気ガス浄化装置2に導かれるようになっている。そして、各衝突片63および各整流板65は、それぞれ分散板6より切り起こして形成されている一方、各通路部64は、それぞれ切り起こされた衝突片63および整流板65により開口して形成されてなる。また、凹部62は、分散板6の表面60より排気ガスの流れ方向下流側に凹んでいることにより、分散板6の剛性を高めるリブとしての機能も備えている。そして、各衝突片63、各連通部64および各整流板65は、それぞれ1つずつで1組とされ、凹部62の上側および下側においてそれぞれ上下方向に2つずつで左右方向に4つずつ規則正しく配列されている。また、凹部62の左右両端は、分散板6の左右両端より外方(排気通路1側)に開口している。
Further, as shown in FIGS. 10 and 11, the
この場合、排気通路1内を流れる排気ガスは、上下方向中心部が上下両端部よりも排気ガスの流れ方向下流側に位置付けられるように分散板6が断面略くの字状に形成されている関係上、分散板6との衝突により上下方向両端から分散板6の表面60に沿って上下方向中心部向きの流れが生じている。
In this case, the exhaust gas flowing in the exhaust passage 1 is formed such that the
したがって、上記実施例7では、分散板6の表面60および各衝突片63に対し噴射された尿素水は、分散板6の表面60および各衝突片63との衝突によってエネルギーが尿素水に作用することになり、この衝突エネルギーを利用して尿素水が細かく微粒化される。これにより、細かく微粒化された尿素水は、各衝突片63上側の連通部64,64,…から排気ガスの流れに乗って流れ方向下流側に導かれ、細かく微粒化された尿素水の分散性能を高めることができる。
Therefore, in the seventh embodiment, the urea water sprayed on the
また、分散板6の表面60および各衝突片63に対し尿素水が噴射されて衝突した際に分散板6の表面60に付着して尿素水が液膜状となると、その表面60に付着した液膜状の尿素水が、分散板6の上下方向両端から分散板6の表面60に沿って上下方向中心部向きに流れる排気ガスの流れに沿って凹部62まで案内され、この凹部62にて受け止められることになる。このため、凹部62に受け止められた尿素水は排気通路1の中心付近で最も温度が高くなる排気ガスにより効果的に加熱されて気化される上、その気化された尿素水が凹部62の左右両端から排気ガスの流れに沿って排気ガスの流れ方向下流側に積極的に導かれることになる。これにより、排気通路1の壁面への尿素水の落下を確実に防止して排気通路1の下部での尿素水の固着を効果的に抑制することができる。
Further, when urea water is jetted onto the
次に、本発明の実施例8を図12および図13に基づいて説明する。 Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施例では、分散板の構成を変更している。なお、分散板を除くその他の構成は上記実施例7の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the configuration of the dispersion plate is changed. The rest of the configuration except for the dispersion plate is the same as in the case of the seventh embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
すなわち、本実施例8では、図12に示すように、分散板6の表面60には、互いに左右方向で相隣なる連通部64,64同士の間を上下方向に延びる縦格子60a,60a,…が設けられている。この各縦格子60aには、上下方向に延びる縦凹部66,66,…が設けられている。この各縦凹部66は、図13に示すように、排気ガスの流れ方向下流側(図12では右側)に凹んでおり、それぞれ上下方向中央部において凹部62に接続されている。そして、各縦凹部66は、それぞれ上下両端部より上下方向中央部に行くに従い深さが漸増しており、その最も深くなる上下方向中央部が凹部62に対し略同じ深さで合流している。
That is, in the eighth embodiment, as shown in FIG. 12, on the
したがって、上記実施例8では、分散板6の表面60および各衝突片63に対し尿素水が噴射されて衝突した際に分散板6の表面60に付着した液膜状の尿素水は、分散板6の上下方向両端から分散板6の表面60に沿って上下方向中心部向きに流れる排気ガスの流れに沿って各縦凹部66から凹部62に案内されて積極的に合流し、凹部62において受け止められることになる。このため、凹部62に受け止められた尿素水は排気管の中心付近で最も温度が高い排気ガスにより効果的に加熱されて効率よく気化される上、その気化された尿素水が凹部62の左右両端から排気ガスの流れに沿って排気ガスの流れ方向下流側に積極的に導かれることになる。これにより、排気通路1の壁面への尿素水の落下をより確実に防止して排気通路1の下部での尿素水の固着をより効果的に抑制することができる。
Therefore, in Example 8 described above, when urea water is jetted onto the
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、選択還元型触媒21を備えた排気ガス浄化装置2の上流側において噴射ノズル3の噴射口31から排気ガス中に噴射される尿素水を衝突させる分散板4,5,6について述べたが、排気通路にゼオライト系触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において噴射ノズルの噴射口から排気ガス中に噴射される燃料成分(HC成分)を衝突させる分散板であってもよいのはもちろんである。
In addition, this invention is not limited to said each Example, The other various modifications are included. For example, in each of the above-described embodiments, the
また、上記実施例5では、各衝突片49の上下方向3箇所に左右方向へ延びるスリット49a,49a,…を設けたが、スリットが各衝突片以外の部分、例えば縦格子などに設けられていてもよい。
In the fifth embodiment, slits 49a, 49a,... Extending in the left-right direction are provided at three positions in the vertical direction of each
また、上記実施例7および8では、凹部62の左右両端を分散板6の左右両端より外方に開口させたが、凹部の左右両端が、分散板の左右両端より外方に開口せずに、分散板の左右両端部間に亘って延設されていてもよい。
In Examples 7 and 8, the left and right ends of the
また、上記実施例7および8では、排気通路1の中心付近に対応する上下方向中心部が上下両端部よりも排気ガスの流れ方向下流側に位置付けられるように上下方向中心部に向かって傾斜する断面略くの字状の分散板6を用いたが、排気通路の中心付近に対応する中心部が周縁部よりも排気ガスの流れ方向下流側に位置付けられるように中心部に向かって球面状に湾曲する断面略椀状の分散板が用いられていてもよい。
Moreover, in the said Example 7 and 8, it inclines toward an up-down direction center part so that the up-down direction center part corresponding to the center vicinity of the exhaust passage 1 may be located in the exhaust gas flow direction downstream rather than the up-and-down both ends. Although the
更に、上記各実施例では、ディーゼルエンジンの排気通路1に添加剤分散板構造を適用した場合について述べたが、運転条件によっては排気ガスとともにNOxが排出される筒内噴射ガソリンエンジンの排気通路に添加剤分散板構造が適用されていてもよいのはいうまでもない。 Further, in each of the above embodiments, the case where the additive dispersion plate structure is applied to the exhaust passage 1 of the diesel engine has been described. However, depending on the operating conditions, the exhaust passage of the direct injection gasoline engine in which NOx is discharged together with the exhaust gas is described. Needless to say, an additive dispersion plate structure may be applied.
1 排気通路
2 排気ガス浄化装置
4 分散板(添加剤分散板)
42 凹部
43 衝突片(衝突部)
44 連通部
46 凹部
47 凹部
48 凹部
49 衝突片(衝突部)
5 分散板(添加剤分散板)
52 凹部
53 連通部
6 分散板(添加剤分散板)
62 凹部
63 衝突片(衝突部)
64 連通部
66 縦凹部
1
42
44
5 Dispersion plate (additive dispersion plate)
52
62
64
Claims (4)
上記添加剤分散板は、上記排気通路の内部に噴射された添加剤を表面に衝突させるように上記排気通路の内部を横切って配置されており、
上記添加剤分散板の表面には、排気ガスの流れ方向下流側に凹む凹部が設けられ、この凹部は、左右方向へ延びて設けられていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。 The structure of an additive dispersion plate that disperses the additive injected into the exhaust passage on the upstream side of the exhaust gas purification device disposed in the exhaust passage of the engine,
The additive dispersion plate is disposed across the interior of the exhaust passage so that the additive injected into the exhaust passage collides with the surface.
An additive dispersion plate structure for an exhaust passage, characterized in that a concave portion is provided on the surface of the additive dispersion plate and is recessed in the downstream of the exhaust gas flow direction. .
上記添加剤分散板の上記凹部よりも上側には、
上記排気通路の内部に噴射された添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜する衝突部と、
この衝突部の上側に設けられ、排気ガスを上記添加剤分散板の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部と
が設けられていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。 The additive dispersion plate structure of the exhaust passage according to claim 1,
Above the concave portion of the additive dispersion plate,
A collision portion that is inclined so as to be substantially opposed to the injection direction of the additive injected into the exhaust passage;
An additive dispersion plate structure for an exhaust passage, which is provided on the upper side of the collision portion and communicates with exhaust gas from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the additive dispersion plate.
上記凹部は、上記添加剤分散板の左右両端部間に亘って延設され、その左右方向中央部が左右両端部よりも下方に位置付けられるように上記左右方向中央部に向かって傾斜していることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。 In the additive dispersion plate structure according to claim 1 or 2,
The concave portion extends between the left and right end portions of the additive dispersion plate, and is inclined toward the left-right direction central portion so that the left-right direction central portion is positioned below the left and right end portions. An additive dispersion plate structure for an exhaust passage.
上記添加剤分散板は、上記排気通路の中心付近に対応する中心部が最も排気ガスの流れ方向下流側に位置付けられるように上記中心部に向かって傾斜していることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。 In the additive dispersion plate structure according to any one of claims 1 to 3,
The additive dispersion plate is inclined toward the central portion so that a central portion corresponding to the vicinity of the center of the exhaust passage is positioned most downstream in the flow direction of the exhaust gas. Additive dispersion plate structure.
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