JP2013002334A - Exhaust gas after-treatment device - Google Patents

Exhaust gas after-treatment device Download PDF

Info

Publication number
JP2013002334A
JP2013002334A JP2011133294A JP2011133294A JP2013002334A JP 2013002334 A JP2013002334 A JP 2013002334A JP 2011133294 A JP2011133294 A JP 2011133294A JP 2011133294 A JP2011133294 A JP 2011133294A JP 2013002334 A JP2013002334 A JP 2013002334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
urea water
dispersion member
reducing agent
mixer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011133294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Hatta
真範 八田
Toru Sasaya
亨 笹谷
Shoichi Maeda
昭一 前田
Shintaro Kawasaki
信太郎 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2011133294A priority Critical patent/JP2013002334A/en
Priority to PCT/JP2012/063193 priority patent/WO2012172944A1/en
Publication of JP2013002334A publication Critical patent/JP2013002334A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y02T10/24

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas after-treatment device whose size reduction is achieved while uniformly dispersing a reducing agent into exhaust gas.SOLUTION: An upstream side of an SCR catalyst 4 in an exhaust gas pipe 2 is provided with a dispersion member 21 for dispersing urea water injected from an injection nozzle 5 in the exhaust gas pipe 2, and a mixer 31 for mixing the dispersed urea water into the exhaust gas are. The dispersion member 21, as a flat plate-shaped member arranged in a position facing the injection nozzle 5, is provided extending parallel to the flow direction of the exhaust gas. Meanwhile, the mixer 31, as a substantially disk-shaped member through which exhaust gas and urea water can flow, is provided perpendicular to the flow direction of the exhaust gas. The dispersion member 21 and the mixer 31 are adjacently provided, and urea water impinging on and dispersed by the dispersion member 21 is immediately supplied to the mixer 31.

Description

この発明は排気ガス後処理装置に係り、特に、還元剤を用いてディーゼルエンジンの排気ガスを浄化する構成に関する。   The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment device, and more particularly to a configuration for purifying exhaust gas of a diesel engine using a reducing agent.

ディーゼルエンジンの排気ガスを浄化する排気ガス後処理装置の一例として、尿素水を還元剤として排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を浄化する尿素選択還元システム(尿素SCRシステム)が挙げられる。例えば特許文献1に記載されているように、尿素SCRシステムは、排気管に設けられた還元触媒と、還元触媒の上流側で尿素水を排気管内に噴射する還元剤噴射装置とを備えている。還元触媒は、排気管内に噴射された尿素水から生成されるアンモニア(NH)と排気ガスに含まれるNOxとを反応させ、無害な窒素(N)と水(HO)とに還元するものであり、この還元を効率よく行うためには、還元触媒に対して尿素水を均一な分布状態で供給することが必要となる。 An example of an exhaust gas aftertreatment device that purifies exhaust gas of a diesel engine is a urea selective reduction system (urea SCR system) that purifies nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas using urea water as a reducing agent. For example, as described in Patent Document 1, the urea SCR system includes a reduction catalyst provided in an exhaust pipe, and a reducing agent injection device that injects urea water into the exhaust pipe upstream of the reduction catalyst. . The reduction catalyst reacts ammonia (NH 3 ) generated from urea water injected into the exhaust pipe with NOx contained in the exhaust gas, and reduces it to harmless nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O). In order to perform this reduction efficiently, it is necessary to supply urea water with a uniform distribution to the reduction catalyst.

また、特許文献1に記載の尿素SCRシステムは、排気ガスと尿素水とを混合して尿素水の分布状態を均一とするためのミキサーユニットを備えている。ミキサーユニットは、還元剤噴射装置と還元触媒との間に設けられたプレート状の部材であって、排気ガス及び尿素水が流通する複数の通路と、各通路の出口側に形成されたフィン部とを有している。還元剤噴射装置は、尿素水をミキサープレートに向かって噴射するようになっており、ミキサープレートに衝突して微粒化した尿素水が排気管内に分散される。分散された尿素水は、排気ガスとともにミキサープレートの各通路を通過し、次いで、各フィン部が発生させる乱流によって排気ガスに混合されてから還元触媒に供給される。   The urea SCR system described in Patent Document 1 includes a mixer unit for mixing exhaust gas and urea water to make the distribution state of urea water uniform. The mixer unit is a plate-like member provided between the reducing agent injection device and the reduction catalyst, and includes a plurality of passages through which exhaust gas and urea water flow, and fin portions formed on the outlet side of each passage And have. The reducing agent injection device is configured to inject urea water toward the mixer plate, and the urea water atomized by colliding with the mixer plate is dispersed in the exhaust pipe. The dispersed urea water passes through each passage of the mixer plate together with the exhaust gas, and then is mixed with the exhaust gas by the turbulent flow generated by each fin portion and then supplied to the reduction catalyst.

特開2009−24654号公報JP 2009-24654 A

しかしながら、特許文献1に記載のミキサープレート単体で尿素水を均一に分散させるためには、還元剤噴射装置から噴射される尿素水をミキサーユニットの全面に対して衝突させる必要がある。また、通常、還元剤噴射装置は尿素水を円錐状に噴射するため、尿素水をミキサーユニットの全面に衝突させるためには、尿素水の噴射範囲が十分に広がるように、還元剤噴射装置とミキサーユニットとの間に距離をとる必要がある。すなわち、特許文献1に記載の尿素SCRシステムでは、ミキサーユニットの上流側の排気管を短くすることができず、装置全体を小型化することが困難であるという問題点を有していた。   However, in order to uniformly disperse the urea water with the mixer plate described in Patent Document 1, it is necessary to cause the urea water injected from the reducing agent injection device to collide with the entire surface of the mixer unit. In addition, since the reducing agent injection device normally injects urea water in a conical shape, in order to make urea water collide with the entire surface of the mixer unit, the reducing agent injection device and the reducing agent injection device are sufficiently widened. It is necessary to keep a distance from the mixer unit. That is, the urea SCR system described in Patent Document 1 has a problem that the exhaust pipe on the upstream side of the mixer unit cannot be shortened and it is difficult to downsize the entire apparatus.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、排気ガスに対して還元剤を均一に分散させつつ、小型化することを実現した排気ガス後処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and provides an exhaust gas after-treatment device that achieves downsizing while uniformly dispersing the reducing agent in the exhaust gas. Objective.

この発明に係る排気ガス後処理装置は、内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管と、排気管の内部に還元剤を噴射する還元剤供給装置と、還元剤供給装置の下流側に配置され、排気ガスと還元剤とを反応させて排気ガスを浄化する還元触媒とを備えた排気ガス後処理装置において、排気管の内部には、還元剤供給手段に対向する部位に配置される板状の分散部材と、分散部材と還元触媒との間に配置され、排気ガスと還元剤とを混合する混合手段とが設けられ、分散部材と混合手段とは、隣接して配置されることを特徴とするものである。   An exhaust gas aftertreatment device according to the present invention includes an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows, a reducing agent supply device that injects a reducing agent into the exhaust pipe, and a downstream side of the reducing agent supply device. In an exhaust gas aftertreatment device that is disposed and includes a reduction catalyst that purifies exhaust gas by reacting exhaust gas with a reducing agent, the exhaust gas is disposed in a portion facing the reducing agent supply means inside the exhaust pipe. A plate-like dispersion member and a mixing means that is disposed between the dispersion member and the reduction catalyst and that mixes the exhaust gas and the reducing agent are provided, and the dispersion member and the mixing means are arranged adjacent to each other. It is characterized by.

還元剤供給装置に対向する部位に板状の分散部材を設けたので、還元剤供給装置から噴射された還元剤が分散部材に直接衝突する。分散部材に衝突して微粒化した還元剤は排気管内に分散され、混合手段によって排気ガスと混合されてから還元触媒に供給される。分散部材によって還元剤を分散させるように構成したので、還元剤を混合手段に向かって噴射する場合のように、還元剤の噴射範囲を広げるために還元剤供給装置と混合手段との間の距離を大きくとる必要がない。また、分散部材と混合手段とは隣接して配置されているため、分散部材を設けるために排気管を長くする必要もない。ここで隣接とは、分散部材と混合手段とが一体的に形成されているものだけでなく、別部品でも実質、分散部材と混合手段との間で排気ガス流れが変わらない距離の範囲で離れている場合も含み、例えば、排気管の直径に対して10%以下の距離だけ離れているものを含む。以上より、排気ガス後処理装置において、排気ガスに対して還元剤を均一に分散させつつ、小型化することが可能となる。   Since the plate-like dispersion member is provided at a portion facing the reducing agent supply device, the reducing agent injected from the reducing agent supply device directly collides with the dispersion member. The reducing agent that collides with the dispersion member and atomized is dispersed in the exhaust pipe, mixed with the exhaust gas by the mixing means, and then supplied to the reduction catalyst. Since the reducing agent is configured to be dispersed by the dispersion member, the distance between the reducing agent supply device and the mixing unit is used to widen the injection range of the reducing agent, as in the case of injecting the reducing agent toward the mixing unit. There is no need to take large. Further, since the dispersing member and the mixing means are disposed adjacent to each other, it is not necessary to lengthen the exhaust pipe in order to provide the dispersing member. Here, the term “adjacent” means that not only the dispersion member and the mixing means are integrally formed, but also separate parts that are substantially separated within a range where the exhaust gas flow does not change between the dispersion member and the mixing means. Including, for example, those separated by a distance of 10% or less with respect to the diameter of the exhaust pipe. As described above, the exhaust gas aftertreatment device can be miniaturized while the reducing agent is uniformly dispersed in the exhaust gas.

還元剤供給装置は、排気ガスが排気管の内部を流通する方向に対して垂直となる方向に還元剤を噴射してもよい。噴射された還元剤が分散部材に衝突するまでの間、排気ガスの流れの影響を受けにくくなるため、還元剤を確実に分散部材に衝突させて効率よく分散させることが可能となる。ここで垂直とは、排気ガスの流れの変化に影響を受けにくくなる程度であれば、厳密に垂直でなくでもよい。垂直から角度がずれるにしたがって、噴射された還元剤の貫徹力の垂直方向成分が弱くなる傾向があるので、垂直方向成分が排気ガスの流れの影響を受けにくくなる範囲のおよそ−5度〜5度の範囲でもよい。
また、分散部材は、排気ガスが排気管の内部を流通する方向に対して平行に延びてもよい。圧力損失を上げることなく、混合手段に還元剤を供給することが可能となる。ここで平行とは、厳密に平行でなくてもよく、圧力損失が無視できる程度の角度を含むものとする。
尚、分散部材は、単一の部材であってもよい。
The reducing agent supply device may inject the reducing agent in a direction perpendicular to a direction in which the exhaust gas flows through the exhaust pipe. Until the injected reducing agent collides with the dispersion member, it is less affected by the flow of the exhaust gas, so that the reducing agent can be reliably collided with the dispersion member and efficiently dispersed. Here, the term “vertical” does not have to be strictly vertical as long as it is less susceptible to changes in the flow of exhaust gas. As the angle deviates from the vertical, the vertical component of the penetrating force of the injected reducing agent tends to be weak, so that the vertical component is less likely to be affected by the flow of exhaust gas. It may be in the range of degrees.
Further, the dispersion member may extend parallel to the direction in which the exhaust gas flows through the exhaust pipe. It is possible to supply the reducing agent to the mixing means without increasing the pressure loss. Here, the term “parallel” does not need to be strictly parallel, and includes an angle at which pressure loss is negligible.
Note that the dispersion member may be a single member.

分散部材は、排気管の内周面に当接可能な幅を有してもよい。分散部材によって、排気管の内部が還元剤供給装置側と還元剤供給装置の反対側とに区画される。還元剤供給装置の反対側には還元剤が供給されないため、排気管の内周面に付着した還元剤が残留することがない。一方、還元剤供給装置側で分散した還元剤は、隣接する混合手段に即時流入して還元触媒に供給される。すなわち、排気管内に残留する還元剤の量が低減されるため、還元剤の利用効率を向上することが可能となる。   The dispersion member may have a width capable of contacting the inner peripheral surface of the exhaust pipe. The dispersion member divides the inside of the exhaust pipe into a reducing agent supply device side and an opposite side of the reducing agent supply device. Since the reducing agent is not supplied to the opposite side of the reducing agent supply device, the reducing agent attached to the inner peripheral surface of the exhaust pipe does not remain. On the other hand, the reducing agent dispersed on the reducing agent supply device side immediately flows into the adjacent mixing means and is supplied to the reduction catalyst. That is, since the amount of the reducing agent remaining in the exhaust pipe is reduced, the utilization efficiency of the reducing agent can be improved.

この発明によれば、排気ガス後処理装置において、排気ガスに対して還元剤を均一に分散させつつ、小型化することが可能となる。   According to the present invention, the exhaust gas aftertreatment device can be miniaturized while the reducing agent is uniformly dispersed in the exhaust gas.

この発明の実施の形態1に係る排気ガス後処理装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exhaust-gas aftertreatment apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1に係る排気ガス後処理装置の構成を概略的に示す断面側面図である。1 is a cross-sectional side view schematically showing a configuration of an exhaust gas aftertreatment device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る排気ガス後処理装置における分散部材及び混合手段を概略的に示す斜視図であり、(a)は排気ガスの流通方向における下流側から見た斜視図、(b)は上流側から見た斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing a dispersion member and mixing means in the exhaust gas aftertreatment device according to Embodiment 1, wherein (a) is a perspective view seen from the downstream side in the exhaust gas flow direction, and (b) is an upstream side. It is the perspective view seen from the side. 図2のIV−IVに沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along IV-IV in FIG. 2. この発明の実施の形態2に係る排気ガス後処理装置の構成を概略的に示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows roughly the structure of the exhaust-gas aftertreatment apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施の形態1に係る排気ガス後処理装置の変形例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the exhaust gas aftertreatment device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る排気ガス後処理装置の変形例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the exhaust gas aftertreatment device according to Embodiment 1.

以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に、この実施の形態1に係る排気ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジンの排気系の構成を概略的に示す。内燃機関であるディーゼルエンジン1には排気管2が接続されており、ディーゼルエンジン1から排気管2の内部に排出された排気ガスが、ディーゼルエンジン1側を上流側として矢印Aで示される方向に流通する。排気管2の途中には、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)等を酸化する酸化触媒3が設けられている。また、酸化触媒3の下流側には、排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を浄化するための還元触媒であるSCR触媒4が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 schematically shows the configuration of an exhaust system of a diesel engine provided with the exhaust gas aftertreatment device according to the first embodiment. An exhaust pipe 2 is connected to the diesel engine 1 which is an internal combustion engine, and the exhaust gas discharged from the diesel engine 1 into the exhaust pipe 2 is in the direction indicated by the arrow A with the diesel engine 1 side as the upstream side. Circulate. An oxidation catalyst 3 that oxidizes carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and the like contained in the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust pipe 2. An SCR catalyst 4 that is a reduction catalyst for purifying nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is provided on the downstream side of the oxidation catalyst 3.

SCR触媒4は、排気ガスに添加される還元剤である尿素水から生成されるアンモニア(NH)と排気ガスとを反応させてNOxを浄化する触媒であって、酸化触媒3とSCR触媒4との間には、排気管2の内部に尿素水を噴射する還元剤供給装置としての噴射ノズル5が設けられている。噴射ノズル5には、尿素水を内部に貯留する尿素水タンク6と、尿素水タンク6内の尿素水を噴射ノズル5に供給する尿素水添加システム7とが、接続管8を介して接続されている。また、尿素水添加システム7は、ディーゼルエンジン1及び排気ガス後処理装置の動作を制御するECU9に電気的に接続されている。 The SCR catalyst 4 is a catalyst that purifies NOx by reacting ammonia (NH 3 ) generated from urea water, which is a reducing agent added to the exhaust gas, and the exhaust gas. The oxidation catalyst 3 and the SCR catalyst 4 Are provided with an injection nozzle 5 as a reducing agent supply device for injecting urea water into the exhaust pipe 2. A urea water tank 6 that stores urea water therein and a urea water addition system 7 that supplies urea water in the urea water tank 6 to the injection nozzle 5 are connected to the injection nozzle 5 via a connection pipe 8. ing. The urea water addition system 7 is electrically connected to an ECU 9 that controls the operation of the diesel engine 1 and the exhaust gas aftertreatment device.

また、SCR触媒4の上流側及び下流側には、排気ガスに含まれるNOxの量を検知するNOxセンサ11及びNOxセンサ12が設けられており、これらのNOxセンサがECU9に電気的に接続されている。ECU9は、NOxセンサ11、12が検知したNOxの量に基づいて噴射ノズル5による尿素水の噴射量や噴射時期を決定するとともに、それに基づく信号を尿素水添加システム7に出力することによって噴射ノズル5による尿素水の噴射を制御する。   Further, a NOx sensor 11 and a NOx sensor 12 for detecting the amount of NOx contained in the exhaust gas are provided on the upstream side and the downstream side of the SCR catalyst 4, and these NOx sensors are electrically connected to the ECU 9. ing. The ECU 9 determines the injection amount and the injection timing of the urea water from the injection nozzle 5 based on the NOx amount detected by the NOx sensors 11 and 12, and outputs a signal based on the injection amount to the urea water addition system 7 to thereby inject the injection nozzle. 5 controls the injection of urea water.

SCR触媒4の下流側には、排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)を捕集するフィルタ13が設けられている。また、フィルタ13の下流側には、例えば排気ガスに含まれるNOxの量に対してアンモニアの量が過剰となった場合等に、未反応のままSCR触媒4を通過したアンモニアを除去するためのスリップ触媒14が設けられている。スリップ触媒14の下流側には図示しないマフラが接続されており、スリップ触媒14を通過した排気ガスは、マフラの内部で排気音を低減されてから大気中に放出される。   A filter 13 that collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas is provided on the downstream side of the SCR catalyst 4. In addition, on the downstream side of the filter 13, for example, when the amount of ammonia is excessive with respect to the amount of NOx contained in the exhaust gas, the ammonia that has passed through the SCR catalyst 4 without being reacted is removed. A slip catalyst 14 is provided. A muffler (not shown) is connected to the downstream side of the slip catalyst 14, and the exhaust gas that has passed through the slip catalyst 14 is released into the atmosphere after the exhaust noise is reduced inside the muffler.

以上のように構成されるディーゼルエンジン1の排気系において、排気管2の内部におけるSCR触媒4の上流側には、噴射ノズル5から噴射された尿素水を微粒化して排気管2内に分散させるための分散部材21と、分散部材21によって分散された尿素水を排気ガスに混合するための混合手段であるミキサー31とが設けられている。
以下に、分散部材21及びミキサー31の構成について、図2〜図4を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明の便宜上、排気ガス後処理装置における上下方向を、図2に示す各矢印によって規定する。
In the exhaust system of the diesel engine 1 configured as described above, urea water injected from the injection nozzle 5 is atomized and dispersed in the exhaust pipe 2 on the upstream side of the SCR catalyst 4 inside the exhaust pipe 2. There are provided a dispersion member 21 for mixing and a mixer 31 which is a mixing means for mixing the urea water dispersed by the dispersion member 21 into the exhaust gas.
Below, the structure of the dispersion member 21 and the mixer 31 is demonstrated in detail using FIGS. For convenience of the following description, the vertical direction in the exhaust gas aftertreatment device is defined by the arrows shown in FIG.

図2に示すように、分散部材21は、噴射ノズル5に対向する部位に配置された平板状の部材であって、矢印Aで示す排気ガスの流通方向に対して平行に延びるように設けられている。分散部材21の流通方向の長さは噴射ノズル5から噴射される尿素水がすべて分散部材21に衝突するだけの長さを有している。一方、ミキサー31は、分散部材21の下流側の端部に隣接して配置された略円板状の部材であって、排気ガスの流通方向に対して垂直となるように設けられている。ミキサー31が位置する部位において、排気管2は上流側配管2aと下流側配管2bとに分割されており、これらの間にミキサー31の外周部が保持されている。また、噴射ノズル5は、排気ガスの流通方向に対して略垂直となる方向に、すなわち、分散部材21に対して略垂直となる方向に一点鎖線で示される尿素水Fを噴射し、尿素水Fを分散部材21に直接衝突させるようになっている。   As shown in FIG. 2, the dispersion member 21 is a flat plate-like member disposed at a portion facing the injection nozzle 5, and is provided so as to extend in parallel to the exhaust gas flow direction indicated by the arrow A. ing. The length of the dispersion member 21 in the flow direction is long enough for all the urea water injected from the injection nozzle 5 to collide with the dispersion member 21. On the other hand, the mixer 31 is a substantially disk-shaped member disposed adjacent to the downstream end of the dispersion member 21, and is provided so as to be perpendicular to the flow direction of the exhaust gas. In the part where the mixer 31 is located, the exhaust pipe 2 is divided into an upstream pipe 2a and a downstream pipe 2b, and the outer peripheral portion of the mixer 31 is held between them. The injection nozzle 5 injects urea water F indicated by a one-dot chain line in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the exhaust gas, that is, in a direction substantially perpendicular to the dispersion member 21. F is caused to directly collide with the dispersion member 21.

図3(a)に示されるように、ミキサー31において排気管2の内部に位置する部位には、一部が繋がった台形状の切り込みが折り曲げられることによって複数のフィン部32が形成されている。また、ミキサー31は、各フィン部32を折り曲げることによって形成された複数の開口部33を有しており、ミキサー31の上流側から流れてきた排気ガスが、これらの開口部33を通って下流側に流れるようになっている。また、この実施の形態1に係るミキサー31では、各開口部33に対応してその上流側に矩形状パイプ部材35(図3b参照)が配置されており、分散部材21を通過した排気ガスが、矩形状パイプ部材35を介してそのまま開口部33を通るようになっている。尚、フィン部32は、その先端部が上方側に折り曲げられた列と下方側に折り曲げられた列とが交互に並ぶように形成されている。つまり本実施形態においてミキサーは上方側および下方側へ排気ガスの流れを変えて、通過する流体を混合する装置である。また、図3(b)に示すように、ミキサー31の上流側の表面31aには、上流側に突出する一対の支持部34が接合されており、これらの支持部34によって分散部材21の両側部が支持されている。   As shown in FIG. 3A, a plurality of fin portions 32 are formed in a portion of the mixer 31 located inside the exhaust pipe 2 by bending a trapezoidal cut that is partially connected. . Further, the mixer 31 has a plurality of openings 33 formed by bending the fin portions 32, and exhaust gas flowing from the upstream side of the mixer 31 passes through these openings 33 and is downstream. It is designed to flow to the side. Further, in the mixer 31 according to the first embodiment, the rectangular pipe member 35 (see FIG. 3b) is disposed on the upstream side corresponding to each opening 33, and the exhaust gas that has passed through the dispersion member 21 flows. The opening 33 is passed through the rectangular pipe member 35 as it is. In addition, the fin part 32 is formed so that the row | line | column by which the front-end | tip part was bend | folded upwards, and the row | line | column bent by the downward direction are located in a line alternately. That is, in this embodiment, the mixer is a device that mixes the fluid that passes by changing the flow of the exhaust gas upward and downward. Further, as shown in FIG. 3B, a pair of support portions 34 projecting to the upstream side are joined to the upstream surface 31 a of the mixer 31, and both sides of the dispersion member 21 are joined by these support portions 34. The part is supported.

図4に示されるように、分散部材21は排気管2内の中心部を通るように配置されており、排気管2の内径とほぼ同一となる幅Wを有している。したがって、排気管2内において分散部材21が配置されている部位は、分散部材21の上方側、すなわち噴射ノズル5側にある領域R1と、下方側の領域R2とに区画された状態となっており、噴射ノズル5から噴射された尿素水Fが、領域R2内に流入することなく領域R1内で分散されるようになっている。また、酸化触媒3(図1参照)を通過した排気ガスの一部は領域R1内を流通し、且つ残りの一部が領域R2を流通するようになっている。尚、SCR触媒4(図1参照)の上流側に設けられているNOxセンサ11は、分散部材21の下方に位置するように設けられており、分散部材21によって噴射ノズル5から隔てられた状態となっている。尚、図3に示されるように、分散部材21によって分けられる上方側と下方側は、ミキサー31のフィン部32によって排気ガスが流れる上方側と下方側に対応している。   As shown in FIG. 4, the dispersion member 21 is disposed so as to pass through the central portion in the exhaust pipe 2, and has a width W that is substantially the same as the inner diameter of the exhaust pipe 2. Accordingly, the portion where the dispersion member 21 is disposed in the exhaust pipe 2 is in a state of being divided into a region R1 on the upper side of the dispersion member 21, that is, the region R2 on the injection nozzle 5 side, and a region R2 on the lower side. The urea water F injected from the injection nozzle 5 is dispersed in the region R1 without flowing into the region R2. Further, a part of the exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst 3 (see FIG. 1) flows through the region R1, and the remaining part flows through the region R2. The NOx sensor 11 provided on the upstream side of the SCR catalyst 4 (see FIG. 1) is provided so as to be positioned below the dispersion member 21 and is separated from the injection nozzle 5 by the dispersion member 21. It has become. As shown in FIG. 3, the upper side and the lower side divided by the dispersing member 21 correspond to the upper side and the lower side where the exhaust gas flows through the fin portion 32 of the mixer 31.

ここで、上述したように、分散部材21は噴射ノズル5に対向する部位に配置されており、噴射ノズル5から噴射された尿素水Fが分散部材21に直接衝突するため、衝突して微粒化した尿素水が領域R1内を流通する排気ガス中に分散されるようになっている。また、分散部材21は、ミキサー31と隣接するように配置されているため、分散部材21に衝突することによって排気ガス中に分散された尿素水が、排気ガスの流れによってすぐにミキサー31に供給されるようになっている。一方、分散部材21を用いずに排気ガス中に尿素水を分散させようとする場合、例えば尿素水をミキサー31に向かって斜めに噴射することが一般的となっている。この場合、排気ガス中の尿素水の分布を均一にするには、ミキサー31の全面に対して尿素水を衝突させることが必要となるため、尿素水の噴射範囲がミキサー31の全面に広がるように、噴射ノズル5とミキサー31との間に距離を取ることが必要となる。   Here, as described above, the dispersion member 21 is disposed at a portion facing the injection nozzle 5, and the urea water F injected from the injection nozzle 5 directly collides with the dispersion member 21. The urea water is dispersed in the exhaust gas flowing through the region R1. Further, since the dispersion member 21 is disposed adjacent to the mixer 31, the urea water dispersed in the exhaust gas by colliding with the dispersion member 21 is immediately supplied to the mixer 31 by the flow of the exhaust gas. It has come to be. On the other hand, when the urea water is to be dispersed in the exhaust gas without using the dispersion member 21, for example, the urea water is generally injected obliquely toward the mixer 31. In this case, in order to make the distribution of the urea water in the exhaust gas uniform, it is necessary to cause the urea water to collide with the entire surface of the mixer 31, so that the injection range of the urea water extends over the entire surface of the mixer 31. In addition, it is necessary to provide a distance between the spray nozzle 5 and the mixer 31.

すなわち、本発明における排気ガス後処理装置は、噴射ノズル5に対向する部位に配置された分散部材21を用いて尿素水を分散させること、及び分散部材21とミキサー31とを隣接して配置することにより、噴射ノズル5とミキサー31との間の距離を短縮するものである。それに伴い、酸化触媒3(図1参照)とSCR触媒4との間の距離も短縮されるため、排気ガス後処理装置を小型化して車両への搭載性を向上することが可能となる。また、装置が小型化されることにより、排気ガスがSCR触媒4に到達するまでの温度低下が抑制されるため、SCR触媒4によるNOxの浄化を効率よく行うことが可能となっている。   That is, the exhaust gas aftertreatment device according to the present invention disperses urea water using the dispersion member 21 disposed at a portion facing the injection nozzle 5, and disposes the dispersion member 21 and the mixer 31 adjacent to each other. Thus, the distance between the injection nozzle 5 and the mixer 31 is shortened. Accordingly, the distance between the oxidation catalyst 3 (see FIG. 1) and the SCR catalyst 4 is also shortened, so that the exhaust gas aftertreatment device can be miniaturized to improve the mountability on the vehicle. Further, since the apparatus is downsized, the temperature drop until the exhaust gas reaches the SCR catalyst 4 is suppressed, so that the NOx purification by the SCR catalyst 4 can be performed efficiently.

次に、この発明の実施の形態1に係る排気ガス後処理装置の動作について説明する。
図1に示すように、ディーゼルエンジン1の運転が開始されると、排気管2の内部に排出された排気ガスが矢印Aで示される方向に流通して酸化触媒3を通過し、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)等が酸化触媒3によって酸化されると同時に、一酸化窒素(NO)の一部が二酸化窒素(NO)に酸化される。また、ディーゼルエンジン1の運転が開始されると、ECU9は、尿素水添加システム7に信号を出力し、噴射ノズル5による尿素水の噴射を開始させる。
Next, the operation of the exhaust gas aftertreatment device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, when the operation of the diesel engine 1 is started, the exhaust gas discharged into the exhaust pipe 2 flows in the direction indicated by the arrow A, passes through the oxidation catalyst 3, and becomes exhaust gas. The contained carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and the like are oxidized by the oxidation catalyst 3 and at the same time, a part of nitrogen monoxide (NO) is oxidized to nitrogen dioxide (NO 2 ). Further, when the operation of the diesel engine 1 is started, the ECU 9 outputs a signal to the urea water addition system 7 and starts injection of urea water by the injection nozzle 5.

図2に示すように、酸化触媒3を通過した排気ガスの一部は、分散部材21によって噴射ノズル5側に区画された領域R1を流通(矢印A1参照)し、残りの一部が下方側の領域R2を流通(矢印A2参照)する。領域R1を流通する排気ガスには、噴射ノズル5から噴射された尿素水Fが添加される。分散部材21は噴射ノズル5に対向する部位に設けられているため、噴射ノズル5から噴射された尿素水Fは分散部材21に直接衝突し、分散部材21に衝突して微粒化した尿素水が領域R1を流通する排気ガス中に分散される。また、分散部材21とミキサー31とは隣接して配置されているため、領域R1で分散された尿素水は、排気ガスの流れによってすぐにミキサー31に供給される。尚、排気ガス中に分散された尿素水は、下流側に流れていく過程で排気ガスの熱で加水分解されることによってアンモニアが生成される。特に分散部材21は排気管2内の中心部を通るように配置されるため、排気ガスの熱で効率的に加熱されており、尿素水の加水分解をより促進させる。   As shown in FIG. 2, part of the exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst 3 flows through the region R1 partitioned by the dispersion member 21 on the injection nozzle 5 side (see arrow A1), and the remaining part is on the lower side. Is distributed (see arrow A2). The urea water F injected from the injection nozzle 5 is added to the exhaust gas flowing through the region R1. Since the dispersion member 21 is provided at a portion facing the injection nozzle 5, the urea water F injected from the injection nozzle 5 directly collides with the dispersion member 21, and the urea water atomized by colliding with the dispersion member 21 is formed. Dispersed in the exhaust gas flowing through the region R1. Further, since the dispersing member 21 and the mixer 31 are disposed adjacent to each other, the urea water dispersed in the region R1 is immediately supplied to the mixer 31 by the flow of the exhaust gas. The urea water dispersed in the exhaust gas is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas in the process of flowing downstream, thereby generating ammonia. In particular, since the dispersion member 21 is disposed so as to pass through the central portion in the exhaust pipe 2, it is efficiently heated by the heat of the exhaust gas, and further promotes hydrolysis of urea water.

一方、領域R2側を流通する排気ガスは、そのままミキサー31に供給される。領域R1側から流れてきた排気ガス及び尿素水と、領域R2側から流れてきた排気ガスとは、これらがミキサー31の複数のフィン部32を通過する際に発生する乱流によって混合され、それにより、排気管2内を流通する排気ガスに対して尿素水が均一に混合された状態となる。このようにミキサー31を通過した排気ガス及びアンモニアがSCR触媒4に供給されると、SCR触媒4はアンモニアと排気ガスとを反応させ、排気ガスに含まれるNOxを無害な窒素(N)と水(HO)とに還元する。尚、分散部材21は平板状の部材であり、且つ排気ガスの流通方向に対して平行となるように設けられているため、排気ガスの圧力損失を増大させることなく、NOxの浄化を行うことができる。 On the other hand, the exhaust gas flowing through the region R2 side is supplied to the mixer 31 as it is. The exhaust gas and urea water flowing from the region R1 side and the exhaust gas flowing from the region R2 side are mixed by turbulent flow generated when they pass through the plurality of fin portions 32 of the mixer 31, As a result, the urea water is uniformly mixed with the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 2. With such exhaust gas and ammonia was passed through the mixer 31 is supplied to the SCR catalyst 4, the SCR catalyst 4 is reacted with ammonia and the exhaust gas, and NOx to harmless nitrogen contained in exhaust gas (N 2) Reduce to water (H 2 O). Since the dispersion member 21 is a flat plate member and is provided so as to be parallel to the exhaust gas flow direction, NOx purification can be performed without increasing the exhaust gas pressure loss. Can do.

ここで、噴射ノズル5は、排気ガスが流通する方向に対して垂直となる方向(本実施の形態では分散部材21に対して垂直)に尿素水を噴射しているため、排気ガス中に尿素水を分散させる際に排気ガスの流速の影響を受けにくい状態となっている。すなわち、上述したように尿素水を斜めに噴射し、分散部材21を用いずにミキサー31によって尿素水を分散させる場合、噴射された尿素水がミキサー31に衝突する範囲は排気ガスの流速が速くなるにつれて狭くなるため、それに伴って尿素水が分散される範囲も狭くなる。一方、尿素水を排気ガスの流通する方向に対して垂直に噴射する場合、噴射された尿素水は排気ガスの流速が速くなっても分散部材21に衝突するため、尿素水を確実に分散させることが可能となっている。言い換えると、排気ガスの流速が変化しても、分散特性は変化しにくい。   Here, since the injection nozzle 5 injects urea water in a direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows (in this embodiment, perpendicular to the dispersion member 21), urea water is injected into the exhaust gas. When water is dispersed, it is not easily affected by the flow rate of the exhaust gas. That is, as described above, when urea water is injected obliquely and the urea water is dispersed by the mixer 31 without using the dispersion member 21, the range in which the injected urea water collides with the mixer 31 has a high exhaust gas flow rate. Since it becomes narrow as it becomes, the range where urea water is disperse | distributed with it is also narrowed. On the other hand, when the urea water is injected perpendicularly to the direction in which the exhaust gas circulates, the injected urea water collides with the dispersion member 21 even when the flow rate of the exhaust gas increases, so that the urea water is reliably dispersed. It is possible. In other words, even if the flow rate of the exhaust gas changes, the dispersion characteristics hardly change.

また、分散部材21は、排気管2の内径とほぼ同一となる幅W(図4参照)を有しており、排気管2の内部を領域R1と領域R2とに区画している。すなわち、噴射ノズル5から噴射された尿素水は領域R2側には供給されないため、排気管2の内周面に付着する尿素水の量が低減された状態となる。ここで、排気管2は、その内部を流通する排気ガスによって加熱されるが、排気管2の外周面は外気で冷却されるため、例えばディーゼルエンジン1(図1参照)の始動直後等における排気管2の温度は、排気ガスの温度に対して低温となっている。このような状態で排気管2の内周面に尿素水が付着すると加水分解が起こらず、尿素水の水分が気化して尿素が残留し、残留した尿素が排気管の内周面に堆積することがある。すなわち、堆積した尿素はSCR触媒4には届かないため、本来必要となる量のアンモニアがSCR触媒4に供給されず、尿素水の添加量を増やすことが必要となる。   The dispersion member 21 has a width W (see FIG. 4) that is substantially the same as the inner diameter of the exhaust pipe 2, and divides the interior of the exhaust pipe 2 into a region R1 and a region R2. That is, since the urea water injected from the injection nozzle 5 is not supplied to the region R2 side, the amount of urea water adhering to the inner peripheral surface of the exhaust pipe 2 is reduced. Here, the exhaust pipe 2 is heated by the exhaust gas flowing through the inside thereof. However, since the outer peripheral surface of the exhaust pipe 2 is cooled by the outside air, for example, the exhaust immediately after the diesel engine 1 (see FIG. 1) is started. The temperature of the pipe 2 is lower than the temperature of the exhaust gas. If urea water adheres to the inner peripheral surface of the exhaust pipe 2 in such a state, hydrolysis does not occur, the water of the urea water evaporates and urea remains, and the remaining urea accumulates on the inner peripheral surface of the exhaust pipe. Sometimes. That is, since the accumulated urea does not reach the SCR catalyst 4, the amount of ammonia that is originally required is not supplied to the SCR catalyst 4, and it is necessary to increase the amount of urea water added.

しかしながら、本発明による排気ガス後処理装置では、分散部材21によって排気管2内を領域R1と領域R2とに区画し、排気管2の内周面に付着する尿素水の量を低減させたので、噴射された尿素水の大部分をSCR触媒に供給することが可能となっている。尚、分散部材21は、排気管2の中心部、すなわち高温となる部位を通るように配置されているため、排気管2の温度に左右されることなく速やかに加熱されるようになっている。また、分散部材21は、排気管2に比較して排気ガスの流通方向に対して短く、熱容量が少ないため、排気ガスにより加熱されやすくなっている。したがって、排気管2の温度が低いことに起因して、分散部材21に付着した尿素水からのアンモニアの生成が妨げられることはない。   However, in the exhaust gas aftertreatment device according to the present invention, the inside of the exhaust pipe 2 is partitioned into the region R1 and the region R2 by the dispersing member 21, and the amount of urea water adhering to the inner peripheral surface of the exhaust pipe 2 is reduced. Thus, most of the injected urea water can be supplied to the SCR catalyst. The dispersion member 21 is arranged so as to pass through the central portion of the exhaust pipe 2, that is, a portion that becomes high in temperature, so that it is quickly heated without being affected by the temperature of the exhaust pipe 2. . In addition, the dispersion member 21 is shorter than the exhaust pipe 2 in the flow direction of the exhaust gas and has a small heat capacity, and thus is easily heated by the exhaust gas. Therefore, the generation of ammonia from the urea water adhering to the dispersion member 21 is not hindered due to the low temperature of the exhaust pipe 2.

また、SCR触媒4の上流側に設けられたNOxセンサ11は、通常、ジルコニア等のファインセラミックスを材料として含んでいる。また、NOxセンサ11は、排気管2の内部を流通する排気ガスに晒されるため、例えば600℃〜1000℃といった高温下で動作するようになっている。このような高温下で動作しているNOxセンサ11に尿素水が付着すると、急激な温度変化が生じる、いわゆる熱衝撃が加わることとなるため、割れ等の破損が生じることがある。   Further, the NOx sensor 11 provided on the upstream side of the SCR catalyst 4 usually contains fine ceramics such as zirconia as a material. Further, since the NOx sensor 11 is exposed to the exhaust gas that circulates inside the exhaust pipe 2, the NOx sensor 11 operates at a high temperature such as 600 ° C. to 1000 ° C. When urea water adheres to the NOx sensor 11 operating at such a high temperature, a sudden temperature change occurs, so-called thermal shock is applied, and breakage such as cracking may occur.

このような破損を防止するため、通常、NOxセンサ11は、尿素水Fが付着することがないよう、噴射ノズル5の上流側に所定の距離を隔てて設けることが一般的となっている。しかしながら、本発明における上流側NOxセンサ11は、分散部材21によって噴射ノズル5から隔てられているため、尿素水Fが付着することに起因して破損することがなく、噴射ノズル5の近傍に配置することが可能となっている。したがって、酸化触媒3(図1参照)とSCR触媒4との間の距離をさらに短くして装置を小型化することが可能となる。
さらに、分散部材21によって分けられる上方側と下方側は、ミキサー31のフィン部32によって排気ガスが流れる上方側と下方側に対応しているので、排気管2内の中心部を通るように配置された分散部材21に衝突した尿素水または加水分解したアンモニアはミキサー31から上方側と下方側に分散されることで全体に分散される。
In order to prevent such damage, the NOx sensor 11 is generally provided at a predetermined distance on the upstream side of the injection nozzle 5 so that the urea water F does not adhere. However, since the upstream NOx sensor 11 in the present invention is separated from the injection nozzle 5 by the dispersion member 21, the upstream NOx sensor 11 is not damaged due to adhesion of the urea water F, and is disposed in the vicinity of the injection nozzle 5. It is possible to do. Therefore, the distance between the oxidation catalyst 3 (see FIG. 1) and the SCR catalyst 4 can be further shortened to reduce the size of the apparatus.
Further, the upper side and the lower side divided by the dispersion member 21 correspond to the upper side and the lower side where the exhaust gas flows through the fin portion 32 of the mixer 31, so that they are arranged so as to pass through the central portion in the exhaust pipe 2. The urea water or the hydrolyzed ammonia that has collided with the dispersed member 21 is dispersed from the mixer 31 to the upper side and the lower side to be dispersed throughout.

図1に戻って、SCR触媒4を通過した排気ガスはフィルタ13を通過し、その際に排気ガスに含まれる粒子状物質が除去される。また、フィルタ13を通過した排気ガスに余剰分となるアンモニアが含まれている場合、余剰分のアンモニアはスリップ触媒14によって除去される。スリップ触媒14を通過した排気ガスは、図示しないマフラの内部で騒音を低減され、大気中に放出される。尚、NOxセンサ11、12は、SCR触媒4の上流側及び下流側におけるNOxの濃度を随時検知しており、ECU9は、これらのNOxセンサが検知したNOxの濃度に基づいて、噴射ノズル5による尿素水Fの噴射量を制御する。   Returning to FIG. 1, the exhaust gas that has passed through the SCR catalyst 4 passes through the filter 13, and particulate matter contained in the exhaust gas is removed at that time. If the exhaust gas that has passed through the filter 13 contains excess ammonia, the excess ammonia is removed by the slip catalyst 14. The exhaust gas that has passed through the slip catalyst 14 is reduced in noise inside a muffler (not shown) and released into the atmosphere. The NOx sensors 11 and 12 detect the NOx concentration on the upstream side and the downstream side of the SCR catalyst 4 as needed, and the ECU 9 uses the injection nozzle 5 based on the NOx concentration detected by these NOx sensors. The injection amount of the urea water F is controlled.

以上のように、噴射ノズル5に対向する部位に板状の分散部材21を設けたので、噴射ノズル5から噴射された尿素水が分散部材21に直接衝突する。分散部材21に衝突して微粒化した還元剤は排気管2内に分散され、ミキサー31によって排気ガスと混合されてからSCR触媒4に供給される。分散部材21によって尿素水を分散させるように構成したので、尿素水をミキサー31に向かって噴射する場合のように、尿素水の噴射範囲を広げるために噴射ノズル5とミキサー31との間の距離を大きくとる必要がない。また、分散部材21とミキサー31とは隣接して配置されているため、分散部材21を設けるために排気管を長くする必要もない。したがって、排気ガス後処理装置において、排気ガスに対して尿素水を均一に分散させつつ、小型化することが可能となる。   As described above, since the plate-like dispersion member 21 is provided at the portion facing the injection nozzle 5, the urea water injected from the injection nozzle 5 directly collides with the dispersion member 21. The reducing agent that collides with the dispersing member 21 and atomized is dispersed in the exhaust pipe 2, mixed with the exhaust gas by the mixer 31, and then supplied to the SCR catalyst 4. Since the urea water is dispersed by the dispersing member 21, the distance between the injection nozzle 5 and the mixer 31 in order to widen the injection range of the urea water as in the case of injecting the urea water toward the mixer 31. There is no need to take large. Further, since the dispersion member 21 and the mixer 31 are disposed adjacent to each other, it is not necessary to lengthen the exhaust pipe in order to provide the dispersion member 21. Therefore, it is possible to reduce the size of the exhaust gas aftertreatment device while uniformly dispersing urea water in the exhaust gas.

また、噴射ノズル5は、排気ガスの流通する方向に対して垂直となる方向に尿素水を噴射するため、噴射された尿素水が分散部材21に衝突するまでの間、排気ガスの流れの影響を受けにくくなる。したがって、尿素水を確実に分散部材21に衝突させて効率よく排気ガス中に分散させることが可能となる。
また、分散部材21を、排気ガスが排気管2の内部を流通する方向に対して平行に延びるように設けたので、圧力損失を上げることなく、ミキサー31に尿素水を供給することが可能となる。
Further, since the injection nozzle 5 injects urea water in a direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows, the influence of the flow of exhaust gas until the injected urea water collides with the dispersion member 21. It becomes difficult to receive. Therefore, the urea water can be reliably collided with the dispersion member 21 and efficiently dispersed in the exhaust gas.
Further, since the dispersion member 21 is provided so as to extend in parallel to the direction in which the exhaust gas flows through the inside of the exhaust pipe 2, it is possible to supply urea water to the mixer 31 without increasing the pressure loss. Become.

実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2に係る排気ガス後処理装置について説明する。
この実施の形態2に係る排気ガス後処理装置は、実施の形態1に係る排気ガス後処理装置が単一の分散部材21を備えていたのに対し、以下に説明する第一分散部材と複数の第二分散部材とを備えるように構成したものである。尚、以下に説明する各実施の形態において、図1〜4の参照符号と同一の符号は同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, an exhaust gas aftertreatment device according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
In the exhaust gas aftertreatment device according to the second embodiment, the exhaust gas aftertreatment device according to the first embodiment includes the single dispersion member 21, whereas the first dispersion member and the plurality of the dispersion members are described below. And a second dispersion member. In each embodiment described below, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.

図5に示すように、排気管2の内部において噴射ノズル5に対向する部位には、共に平板形状を有する5つの分散部材41a〜41eが、上下方向に沿って並べられた状態で配置されている。また、これらの分散部材41a〜41eの下流側の端部に隣接するようにミキサー31が設けられている。分散部材41a〜41eのうち、最も下方側に位置する第一分散部材41aは、実施の形態1における分散部材21と同様の平板状の部材である。一方、第一分散部材41aの上方側に設けられた4つの第二分散部材41b〜41eは、複数の貫通穴42が形成された平板状の部材となっており、噴射ノズル5から噴射された尿素水Fを上方側から下方側に向かって順次通過させることが可能となっている。   As shown in FIG. 5, five dispersion members 41 a to 41 e each having a flat plate shape are arranged in a state of being arranged in the vertical direction at a portion facing the injection nozzle 5 in the exhaust pipe 2. Yes. Moreover, the mixer 31 is provided so that the downstream edge part of these dispersion members 41a-41e may be adjoined. Among the dispersion members 41a to 41e, the first dispersion member 41a located on the lowermost side is a flat plate-like member similar to the dispersion member 21 in the first embodiment. On the other hand, the four second dispersion members 41b to 41e provided on the upper side of the first dispersion member 41a are flat members in which a plurality of through holes 42 are formed, and are ejected from the ejection nozzle 5. The urea water F can be sequentially passed from the upper side to the lower side.

最も上方側にある第二分散部材41eの上面に噴射された尿素水Fの一部は、第二分散部材41eに衝突することによって排気ガス中に分散され、残りの一部が貫通穴42内を通過する。同様に、第二分散部材41eの貫通穴42を通過した尿素水の一部は、第二分散部材41dに衝突することによって排気ガス中に分散され、残りの一部が第二分散部材41c、41bを順次通過し、最終的に第一分散部材41aに衝突する。したがって、各第二分散部材41b〜41eの貫通穴42を通過する尿素水Fの量を、例えば20%ずつ低減させていくことにより、尿素水Fを排気管2の内部に広く分散させることが可能となっている。その他の構成については、実施の形態1と同様である。   A part of the urea water F injected to the upper surface of the uppermost second dispersion member 41e is dispersed in the exhaust gas by colliding with the second dispersion member 41e, and the remaining part is in the through hole 42. Pass through. Similarly, part of the urea water that has passed through the through hole 42 of the second dispersion member 41e is dispersed in the exhaust gas by colliding with the second dispersion member 41d, and the remaining part is dispersed in the second dispersion member 41c, It passes through 41b sequentially and finally collides with the first dispersion member 41a. Therefore, the urea water F can be widely dispersed in the exhaust pipe 2 by reducing the amount of the urea water F passing through the through holes 42 of the second dispersion members 41b to 41e by, for example, 20%. It is possible. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

以上のように、分散部材を複数とし、貫通穴を有さない第一分散部材と貫通穴を有する第二分散部材とで構成しても、各分散部材に衝突して分散した尿素水がすぐにミキサー31に供給される。したがって、実施の形態1と同様に、排気ガス後処理装置を小型化することが可能となる。   As described above, even if a plurality of dispersion members are used and the first dispersion member having no through holes and the second dispersion member having the through holes are configured, urea water that collides with each dispersion member and is dispersed immediately To the mixer 31. Therefore, as in the first embodiment, the exhaust gas aftertreatment device can be reduced in size.

実施の形態1において、還元剤供給装置としての噴射ノズル5は、分散部材21に対して垂直となる方向に尿素水を噴射するように構成されたが、尿素水を噴射する方向を限定するものではない。例えば図6に示される噴射ノズル5’及び噴射ノズル5”のように、分散部材21に対して角度を付けた状態で設けたとしても、尿素水は分散部材21に直接衝突するため、同様の効果を得ることができる。また、噴射ノズル5’、5”は流通方向に対して垂直に噴射しているので、いずれも噴射された還元剤が分散部材に衝突するまでの間、排気ガスの流れの影響を受けにくくなる。
また、実施の形態1における分散部材21は、排気ガスの流通方向に対して平行となるように配置されたが、例えば図7に示す分散部材51のように、排気ガスの流通方向に対して角度を付けることも可能である。この場合、圧損は増加してしまうが、ミキサーに流入する排気ガスの向きを調整することで、分散性を調整することができる。
また、分散部材は排気管2と端部で直接接触することは無く、離間していてもよい。この場合、分散部材はミキサーのみによって支持されてもよい。この場合、外気と接触して比較的温度の低い排気管2と離間しているので、分散部材の温度を高温に保つことができる。また逆にミキサーに支持されず、排気管2に端部が直接支持されていてもよい。
実施の形態1において、分散部材21は排気管2内の中心部を通るように配置したが、この構成に限らない。噴射ノズル5に対向し、ミキサー31に隣接して配置すればよい。分散部材21の位置は例えば、尿素水が衝突する面が、ミキサーの中心に配置されるとよい。
In the first embodiment, the injection nozzle 5 as the reducing agent supply device is configured to inject urea water in a direction perpendicular to the dispersion member 21, but limits the direction in which urea water is injected. is not. For example, even if the spray nozzle 5 ′ and the spray nozzle 5 ″ shown in FIG. 6 are provided at an angle with respect to the dispersion member 21, the urea water directly collides with the dispersion member 21, so that the same In addition, since the injection nozzles 5 'and 5 "are injected perpendicularly to the flow direction, both of the exhaust gas is discharged until the injected reducing agent collides with the dispersion member. Less affected by flow.
In addition, the dispersion member 21 in the first embodiment is arranged so as to be parallel to the flow direction of the exhaust gas. However, for example, like the dispersion member 51 shown in FIG. It is also possible to add an angle. In this case, the pressure loss increases, but the dispersibility can be adjusted by adjusting the direction of the exhaust gas flowing into the mixer.
Further, the dispersion member is not in direct contact with the exhaust pipe 2 at the end, and may be separated. In this case, the dispersion member may be supported only by the mixer. In this case, the temperature of the dispersion member can be kept high because it is in contact with the outside air and separated from the exhaust pipe 2 having a relatively low temperature. Conversely, the end portion may be directly supported by the exhaust pipe 2 without being supported by the mixer.
In the first embodiment, the dispersion member 21 is disposed so as to pass through the central portion in the exhaust pipe 2, but is not limited to this configuration. What is necessary is just to oppose the injection nozzle 5 and to arrange | position adjacent to the mixer 31. As for the position of the dispersion member 21, for example, the surface on which the urea water collides may be arranged at the center of the mixer.

1 ディーゼルエンジン(内燃機関)、2 排気管、4 SCR触媒(還元触媒)、5 噴射ノズル(還元剤供給装置)、21,51 分散部材、31 ミキサー(混合手段)、41a 第一分散部材(分散部材)、41b,41c,41d,41e 第二分散部材(分散部材)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine (internal combustion engine), 2 exhaust pipe, 4 SCR catalyst (reduction catalyst), 5 injection nozzle (reducing agent supply apparatus), 21, 51 dispersion member, 31 mixer (mixing means), 41a 1st dispersion member (dispersion) Member), 41b, 41c, 41d, 41e Second dispersion member (dispersion member).

Claims (4)

内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管と、
前記排気管の内部に還元剤を噴射する還元剤供給装置と、
前記還元剤供給装置の下流側に配置され、前記排気ガスと前記還元剤とを反応させて前記排気ガスを浄化する還元触媒と
を備えた排気ガス後処理装置において、
前記排気管の内部には、
前記還元剤供給手段に対向する部位に配置される板状の分散部材と、
前記分散部材と前記還元触媒との間に配置され、前記排気ガスと前記還元剤とを混合する混合手段と
が設けられ、
前記分散部材と前記混合手段とは、隣接して配置されることを特徴とする排気ガス後処理装置。
An exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows;
A reducing agent supply device for injecting a reducing agent into the exhaust pipe;
In the exhaust gas aftertreatment device, which is disposed on the downstream side of the reducing agent supply device and includes a reduction catalyst that purifies the exhaust gas by reacting the exhaust gas with the reducing agent,
In the exhaust pipe,
A plate-like dispersion member disposed at a portion facing the reducing agent supply means;
A mixing means disposed between the dispersion member and the reduction catalyst and mixing the exhaust gas and the reducing agent;
The exhaust gas aftertreatment device, wherein the dispersion member and the mixing means are disposed adjacent to each other.
前記還元剤供給装置は、前記排気ガスが前記排気管の内部を流通する方向に対して垂直となる方向に前記還元剤を噴射する請求項1に記載の排気ガス後処理装置。   The exhaust gas aftertreatment device according to claim 1, wherein the reducing agent supply device injects the reducing agent in a direction perpendicular to a direction in which the exhaust gas flows through the exhaust pipe. 前記分散部材は、前記排気ガスが前記排気管の内部を流通する方向に対して平行に延びる請求項1または2に記載の排気ガス後処理装置。   The exhaust gas after-treatment device according to claim 1, wherein the dispersion member extends in parallel to a direction in which the exhaust gas flows through the inside of the exhaust pipe. 前記分散部材は、単一の部材である請求項1〜3のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。   The exhaust gas aftertreatment device according to any one of claims 1 to 3, wherein the dispersion member is a single member.
JP2011133294A 2011-06-15 2011-06-15 Exhaust gas after-treatment device Withdrawn JP2013002334A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011133294A JP2013002334A (en) 2011-06-15 2011-06-15 Exhaust gas after-treatment device
PCT/JP2012/063193 WO2012172944A1 (en) 2011-06-15 2012-05-23 Exhaust gas after-treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011133294A JP2013002334A (en) 2011-06-15 2011-06-15 Exhaust gas after-treatment device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013002334A true JP2013002334A (en) 2013-01-07

Family

ID=47671171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011133294A Withdrawn JP2013002334A (en) 2011-06-15 2011-06-15 Exhaust gas after-treatment device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013002334A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014077023A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 フタバ産業株式会社 Exhaust gas purification device
US20150267596A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Exhaust system
CN105311959A (en) * 2015-12-09 2016-02-10 光大环保(中国)有限公司 Ammonia spraying grid for low-temperature SCR denitrification system
CN108729997A (en) * 2017-04-14 2018-11-02 浙江福爱电子有限公司 The reactant of engine exhaust SCR system is vented mixing arrangement

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014077023A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 フタバ産業株式会社 Exhaust gas purification device
US20150267596A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Exhaust system
US9464558B2 (en) * 2014-03-19 2016-10-11 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Heating device for an exhaust system
CN105311959A (en) * 2015-12-09 2016-02-10 光大环保(中国)有限公司 Ammonia spraying grid for low-temperature SCR denitrification system
CN108729997A (en) * 2017-04-14 2018-11-02 浙江福爱电子有限公司 The reactant of engine exhaust SCR system is vented mixing arrangement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5779410B2 (en) Dosing module for vehicle exhaust gas aftertreatment system
KR101758217B1 (en) Reducing agent mixing apparatus having liquid drop preventing function
EP3279440B1 (en) Exhaust purification unit
JP5714844B2 (en) Exhaust gas purification device
US8460610B2 (en) Canister aftertreatment module
JP2012047109A (en) Exhaust gas purification apparatus
US8468802B2 (en) Exhaust gas system
WO2013160633A1 (en) An inlet module for an emissions cleaning module
EP3030767A1 (en) Method, apparatus and system for aftertreatment of exhaust gas
JP2007198316A (en) Device and method for controlling exhaust gas of internal combustion engine
US20130047583A1 (en) Aftertreatment system
JP2013002335A (en) Exhaust gas after-treatment device
JP2010019239A (en) Exhaust emission control device
US10907520B1 (en) Sampling device for an exhaust gas sensor
US8443595B2 (en) Additive-agent diffusion plate in exhaust passage, structure of additive-agent diffusion plate, and exhaust system including additive-agent diffusion plate
WO2017170108A1 (en) Exhaust purification system
CN103147829A (en) System and method for determining a maximum dose rate reductant
JP2013002334A (en) Exhaust gas after-treatment device
JP2010144569A (en) Selective reduction catalyst device
JP2013002337A (en) Exhaust gas postprocessing device
US20100229539A1 (en) Hydrocarbon scr aftertreatment system
JP5688963B2 (en) Engine exhaust purification system
WO2012172944A1 (en) Exhaust gas after-treatment device
JP2014231744A (en) Exhaust gas purification device
JP2013002336A (en) Reducing agent injection nozzle and nitrogen oxide purification system with reducing agent injection nozzle

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140902