JP2013127208A - Exhaust purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、尿素水を還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物の浄化を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that purifies nitrogen oxides in exhaust gas by selective catalytic reduction using urea water as a reducing agent.
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化装置として、選択触媒還元（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction ）を用いた装置が実用されている。そして、特許文献１に見られるような、尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）水を還元剤として使用する尿素ＳＣＲ方式の排気浄化装置が知られている。 A device using selective catalytic reduction (SCR) has been put to practical use as an exhaust gas purification device for purifying nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas. A urea SCR type exhaust purification device using urea ((NH 2 ) 2 CO) water as a reducing agent, as found in Patent Document 1, is known.
尿素ＳＣＲ方式の排気浄化装置は、触媒が設けられた触媒コンバーターと、その触媒コンバーターの上流の排気中に尿素水を噴霧する尿素水供給装置とを備えている。排気中に尿素水を噴霧すると、その尿素水の熱分解及び加水分解により、アンモニア（ＮＨ３）が生成される。そして触媒コンバーターにおいてこのアンモニアと還元反応することで、排気中のＮＯｘが水と無害な窒素（Ｎ２）に分解される。 The urea SCR exhaust purification device includes a catalytic converter provided with a catalyst and a urea water supply device that sprays urea water into the exhaust gas upstream of the catalytic converter. When urea water is sprayed into the exhaust gas, ammonia (NH 3 ) is generated by thermal decomposition and hydrolysis of the urea water. In the catalytic converter, the NOx in the exhaust gas is decomposed into water and harmless nitrogen (N 2 ) by a reduction reaction with ammonia.
ところで、触媒コンバーターでは、触媒は、セラミクス等からなる担体に担持された状態で設置されている。この担体は、外部からの衝撃等から保護するため、アルミナマット等からなる保持部材にその周囲を包まれた状態で排気通路に設置されている。 By the way, in the catalytic converter, the catalyst is installed in a state of being supported on a carrier made of ceramics or the like. In order to protect the carrier from external impacts and the like, the carrier is installed in the exhaust passage in a state where the periphery is wrapped by a holding member made of alumina mat or the like.
一方、上記のような尿素ＳＣＲ方式の排気浄化装置では、噴霧された尿素水が、排気熱で十分に気化しなかったり、一旦は気化しても再冷却されて凝縮したりすることで、液体の状態で排気通路の内壁に付着することがある。排気通路の壁面に付着した液体の尿素水は、排気の流れにより、排気通路の内壁を伝って排気下流側に運ばれる。その過程において、液体の尿素水は、排気中で生成されたアンモニアが溶解してアルカリ性となる。このアルカリ性となった液体の尿素水が尿素ＳＣＲ触媒コンバーターに流れ込むと、排気通路の内側に設けられた保持部材を腐食させてしまうことがある。 On the other hand, in the urea SCR type exhaust purification device as described above, the sprayed urea water is not sufficiently vaporized by the exhaust heat, or even once vaporized, it is re-cooled and condensed. May adhere to the inner wall of the exhaust passage. The liquid urea water adhering to the wall surface of the exhaust passage is conveyed to the exhaust downstream side along the inner wall of the exhaust passage by the flow of exhaust. In the process, the liquid urea water becomes alkaline by dissolving ammonia produced in the exhaust gas. When the alkaline urea water that has become alkaline flows into the urea SCR catalytic converter, the holding member provided inside the exhaust passage may be corroded.
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒が担持された担体を保持する保持部材の腐食を好適に抑制す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 in view of these problems, and an object thereof is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can suitably suppress corrosion of a holding member that holds a carrier carrying a catalyst. It is in.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は触媒が担持された担体と、その担体の外周と内燃機関の排気通路の内壁との間に介設された保持部材と、前記担体の排気上流側の排気中に尿素水を供給する尿素水供給装置と、を備え、尿素水を還元剤とした選択触媒還元によって排気中の窒素酸化物を浄化する内燃機関の排気浄化装置において、前記保持部材の排気上流側の前記排気通路の内壁に、排気通路中央側に向って立設された板が設けられてなることをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, a carrier carrying a catalyst, a holding member interposed between the outer periphery of the carrier and the inner wall of the exhaust passage of the internal combustion engine, and the exhaust upstream of the carrier are exhausted. And a urea water supply device that supplies urea water, and an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that purifies nitrogen oxides in exhaust gas by selective catalytic reduction using urea water as a reducing agent. The gist of the invention is that the inner wall of the exhaust passage is provided with a plate standing toward the center of the exhaust passage.
上記構成では、排気通路の内壁を伝っての液体の尿素水の流れが、触媒を担持する担体の保持部材に行きつく前に、板によって堰き止められるようになる。そのため、アルカリ性となった液体の尿素水が保持部材まで運ばれることを抑制することができ、尿素水により保持部材が腐食されることを好適に抑制することができる。 In the above configuration, the flow of the liquid urea water along the inner wall of the exhaust passage is blocked by the plate before reaching the holding member of the carrier supporting the catalyst. Therefore, it can suppress that the liquid urea water which became alkalinity is conveyed to a holding member, and it can suppress suitably that a holding member is corroded by urea water.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記板の排気通路中央側の端部は、排気上流側に向って屈曲されてなることをその要旨とする。
板に堰き止められた液体の尿素水が一定の量を超えると、その一部が板を乗り越えて担体の保持部材側に流れてしまう。その点、上記構成では、排気上流側に屈曲した板の排気通路中央側の端部が返しとなって、板を乗り越える尿素水の流れを阻止するため、より多くの量の尿素水が板によって堰き止められるようになる。したがって、上記構成によれば、尿素水による保持部材の腐食をより効果的に抑制することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the end of the plate on the central side of the exhaust passage is bent toward the exhaust upstream side. To do.
When the amount of liquid urea water blocked by the plate exceeds a certain amount, a part of the urea solution gets over the plate and flows to the holding member side of the carrier. In that respect, in the above configuration, the end of the exhaust gas passage center side of the plate bent upstream of the exhaust is turned back to prevent the flow of urea water over the plate. Be able to dam. Therefore, according to the said structure, corrosion of the holding member by urea water can be suppressed more effectively.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記板の排気通路中央側の端には、スリット又は穴が形成されてなることを要旨とする。
板に堰き止められた液体の尿素水に排気が吹き付けられると、その一部が板を乗り越え、液滴となって排気中に飛散する。こうした尿素水の液滴は、排気と共に排気下流側に流れていく。そしてそうした液滴が液体のまま、担体の内部に流入し、その表面に付着すると、触媒の排気との接触面積が減少して排気浄化能力が低下してしまうようになる。その点、上記構成では、そうした尿素水が、板の排気通路中央側の端に形成されたスリットや穴を通って排気中に飛散されるようになる。そのため、排気中に飛散される液滴の大きさがスリットや穴を通過可能な大きさに限定されるようになり、液滴が微粒化されるため、その霧化が促進される。したがって、上記構成によれば、担体内部への尿素水の液滴の付着による排気浄化能力の低下を抑制することができる。
The invention according to claim 3 is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that a slit or a hole is formed at an end of the plate on the center side of the exhaust passage. .
When exhaust gas is sprayed onto the liquid urea water that is dammed to the plate, a part of the exhaust gas gets over the plate and scatters into the exhaust gas. Such droplets of urea water flow downstream with the exhaust. If such droplets flow into the carrier as it is and adhere to the surface of the carrier, the contact area of the catalyst with the exhaust gas is reduced, and the exhaust gas purification capability is reduced. In that respect, in the above configuration, such urea water is scattered in the exhaust gas through a slit or hole formed at the end of the plate on the center side of the exhaust passage. For this reason, the size of the droplets scattered in the exhaust gas is limited to a size that can pass through the slits and holes, and the droplets are atomized, so that atomization is promoted. Therefore, according to the said structure, the fall of the exhaust gas purification capability by adhesion of the urea water droplet to the inside of a support | carrier can be suppressed.
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記板の排気通路中央側の端が鋸歯状に形成されてなることをその要旨とする。
上記構成では、板に堰き止められた液体の尿素水が、鋸歯状に形成された板の排気通路中央側の端の突き出た部分の先端から徐々に排気中に飛散するようになる。そのため、排気中に飛散される尿素水の液滴が微粒化され、その霧化が促進される。したがって、上記構成によっても、担体内部への尿素水の液滴の付着による排気浄化能力の低下を抑制することができる。
The gist of the invention according to claim 4 is that, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, the end of the exhaust passage central side of the plate is formed in a sawtooth shape.
In the above configuration, the liquid urea water dammed to the plate gradually scatters into the exhaust gas from the tip of the protruding portion on the central side of the exhaust passage of the plate formed in a sawtooth shape. Therefore, the droplets of urea water scattered in the exhaust gas are atomized and the atomization is promoted. Therefore, also with the above configuration, it is possible to suppress a decrease in exhaust gas purification capability due to adhesion of urea water droplets inside the carrier.
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記板は、前記排気通路の内壁の鉛直方向下側の半周に亘って形成されてなることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, the plate is formed over the lower half of the inner wall of the exhaust passage in the vertical direction. It is the gist of what has been done.
排気通路の形状によっては、液体の尿素水の付着が、排気通路の鉛直方向下側に集中することがある。また、尿素水の供給箇所から触媒の担体までの距離が長い場合には、重力の影響で、担体に至るまでに、排気通路の壁面に付着した液体の尿素水がその排気通路の鉛直方向下側の部分に集ることがある。そうした場合には、同構成のように、排気通路の内壁の鉛直方向下側の半周に亘って板を形成しておけば、尿素水による保持部材の腐食を効果的に抑制することができる。 Depending on the shape of the exhaust passage, adhesion of liquid urea water may concentrate on the lower side in the vertical direction of the exhaust passage. In addition, when the distance from the urea water supply point to the catalyst carrier is long, the liquid urea water adhering to the wall surface of the exhaust passage before reaching the carrier due to the influence of gravity is lowered vertically in the exhaust passage. May gather on the side. In such a case, as in the same configuration, if the plate is formed over the lower half of the inner wall of the exhaust passage in the vertical direction, corrosion of the holding member due to urea water can be effectively suppressed.
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記板の高さは、前記保持部材の厚さ以上とされてなることをその要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the height of the plate is not less than the thickness of the holding member. The gist.
上述したように、板に堰き止められた尿素水は、排気の吹き付けで板を乗り越えて排気中に飛散することがある。そうした場合にも、同構成のように、板の高さが保持部材の厚さ以上とされていれば、排気中に飛散した尿素水は、保持部材よりも排気通路内側を流れるため、板を乗り越えて排気中に飛散した尿素水による保持部材の腐食を抑えることができる。 As described above, the urea water dammed to the plate sometimes gets over the plate by spraying the exhaust gas and is scattered in the exhaust gas. Even in such a case, if the height of the plate is equal to or greater than the thickness of the holding member as in the same configuration, the urea water scattered in the exhaust flows inside the exhaust passage more than the holding member. Corrosion of the holding member due to urea water that has been overcome and scattered in the exhaust gas can be suppressed.
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記保持部材は、アルミナマットにより形成されてなることをその要旨とする。 The gist of the invention according to claim 7 is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the holding member is formed of an alumina mat.
本発明は、アルカリにより腐食し易いアルミナマットによって保持部材が形成された内燃機関の排気浄化装置への適用が特に好適なものとなっている。 The present invention is particularly suitable for application to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which a holding member is formed of an alumina mat that is easily corroded by alkali.
（第一実施形態）
以下、この発明を具体化した第一実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置について、図１及び図２を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
まず、図１を参照して、本実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置の構成を説明する。
同図に示すように、内燃機関の排気通路には、同排気通路を形成する排気管１を流れる排気中に尿素水を供給するために尿素水供給装置２０が設けられている。尿素水供給装置２０には、尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）水が貯留された尿素水タンク２１が設けられている。尿素水タンク２１には、尿素水を配送するための尿素水供給通路２２が接続されている。尿素水供給通路２２の途中には、尿素水タンク２１から吸引した尿素水を加圧して吐出する尿素水ポンプ２３が配設されている。そして、尿素水供給通路２２は、排気管１に設置された尿素水噴射弁２４に接続されている。尿素水噴射弁２４は、その開弁に応じて、尿素水供給通路２２を通じて圧送された尿素水を排気管１内の排気中に噴霧する。
First, with reference to FIG. 1, the structure of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described.
As shown in the figure, a urea water supply device 20 is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine in order to supply urea water into the exhaust flowing through the exhaust pipe 1 that forms the exhaust passage. The urea water supply device 20 is provided with a urea water tank 21 in which urea ((NH 2 ) 2 CO) water is stored. A urea water supply passage 22 for delivering urea water is connected to the urea water tank 21. A urea water pump 23 that pressurizes and discharges the urea water sucked from the urea water tank 21 is disposed in the middle of the urea water supply passage 22. The urea water supply passage 22 is connected to a urea water injection valve 24 installed in the exhaust pipe 1. The urea water injection valve 24 sprays the urea water pressure-fed through the urea water supply passage 22 into the exhaust gas in the exhaust pipe 1 in response to the opening.
排気管１の尿素水噴射弁２４の設置箇所の下流には、触媒コンバーター２が配設されている。触媒コンバーター２のケース２ａの内部には、触媒が担持された、セラミクス等からなる担体３が、保持部材としてのアルミナマット４によりその周囲を包まれた状態で設置されている。アルミナマット４は、担体３の外周とケース２ａの内壁との間に介設されることで、担体３を外部からの衝撃等から保護している。なお、触媒コンバーター２のケース２ａは、排気通路の一部を構成している。 A catalytic converter 2 is disposed downstream of the installation location of the urea water injection valve 24 in the exhaust pipe 1. Inside the case 2a of the catalytic converter 2, a carrier 3 made of ceramics or the like, on which a catalyst is carried, is installed in a state of being surrounded by an alumina mat 4 as a holding member. The alumina mat 4 is interposed between the outer periphery of the carrier 3 and the inner wall of the case 2a, thereby protecting the carrier 3 from external impacts and the like. The case 2a of the catalytic converter 2 constitutes a part of the exhaust passage.
更に、アルミナマット４の排気上流側における触媒コンバーター２のケース２ａの内壁には、金属製の板材からなる板６が設けられている。板６は、ケース２ａの全周に亘って設けられ、排気通路中央側に向って立設されている。板６の排気通路中央側の端部７は、排気上流側に向って屈曲されている。なお、板６の高さは、アルミナマット４の厚さよりも大きくされている。 Furthermore, a plate 6 made of a metal plate is provided on the inner wall of the case 2a of the catalytic converter 2 on the exhaust gas upstream side of the alumina mat 4. The plate 6 is provided over the entire circumference of the case 2a and is erected toward the center of the exhaust passage. An end 7 of the plate 6 on the center side of the exhaust passage is bent toward the exhaust upstream side. The height of the plate 6 is made larger than the thickness of the alumina mat 4.
次に、以上のように構成された本実施形態の内燃機関の排気浄化装置の作用を説明する。
本実施形態の排気浄化装置では、必要に応じて、尿素水噴射弁２４から排気管１内の排気中に尿素水が噴霧される。尿素水噴射弁２４から噴霧された尿素水は、熱分解及び加水分解されることにより、アンモニア（ＮＨ３）を生成する。こうして生成されたアンモニアは、排気の流れにより触媒コンバーター２に運ばれる。このアンモニアは、触媒コンバーター２の担体３に担持された触媒上で排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と還元反応することで、ＮＯｘを水と無害な窒素（Ｎ２）に分解する。
Next, the operation of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment configured as described above will be described.
In the exhaust purification device of this embodiment, urea water is sprayed into the exhaust gas in the exhaust pipe 1 from the urea water injection valve 24 as necessary. The urea water sprayed from the urea water injection valve 24 is thermally decomposed and hydrolyzed to generate ammonia (NH 3 ). The ammonia thus generated is conveyed to the catalytic converter 2 by the exhaust flow. This ammonia decomposes NOx into water and harmless nitrogen (N 2 ) by a reduction reaction with nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas on the catalyst supported on the carrier 3 of the catalytic converter 2.
なお、排気中に噴霧された尿素水の一部は、排気熱で気化されず、液体のまま、排気管１の内壁に付着する。また、一旦は気化した尿素水も、排気管１に触れることで再冷却されて凝縮し、液体の状態で排気管１の内壁に付着することがある。 A part of the urea water sprayed in the exhaust gas is not vaporized by the exhaust heat and remains in a liquid state and adheres to the inner wall of the exhaust pipe 1. Further, once the urea water is vaporized, it may be re-cooled and condensed by touching the exhaust pipe 1 and may adhere to the inner wall of the exhaust pipe 1 in a liquid state.
液体の状態で排気管１の内壁に付着した尿素水５は、排気の流れにより、排気管１の内壁を伝って排気下流側に運ばれる。その過程において、液体の尿素水５は、排気中で生成されたアンモニアが溶解してアルカリ性となる。このアルカリ性となった液体の尿素水５が触媒コンバーター２に流れ込むと、アルミナマット４を腐食させてしまうことがある。 The urea water 5 adhering to the inner wall of the exhaust pipe 1 in a liquid state is conveyed to the exhaust downstream side along the inner wall of the exhaust pipe 1 by the flow of exhaust. In the process, the liquid urea water 5 becomes alkaline by dissolving ammonia produced in the exhaust gas. When the alkaline urea water 5 that has become alkaline flows into the catalytic converter 2, the alumina mat 4 may be corroded.
その点、本実施形態では、排気管１、及び触媒コンバーター２のケース２ａの内壁を伝って流れる液体の尿素水５は、アルミナマット４に行きつく前に板６によって堰き止められる。そして、板６に堰き止められた液体の尿素水５は、板６の上流側に滞留するようになる。すなわち、この板６は、液体の尿素水５の排気下流側への流れを遮断する機能を果している。 In this respect, in this embodiment, the liquid urea water 5 flowing along the exhaust pipe 1 and the inner wall of the case 2 a of the catalytic converter 2 is blocked by the plate 6 before reaching the alumina mat 4. The liquid urea water 5 dammed up by the plate 6 stays on the upstream side of the plate 6. That is, the plate 6 functions to block the flow of liquid urea water 5 to the exhaust downstream side.
なお、本実施形態では排気上流側に向って屈曲された板６の端部７が返しとなって、板６を乗り越える尿素水の流れを阻止する。そのため、より多くの量の尿素水を堰き止められるようになっている。 In this embodiment, the end 7 of the plate 6 bent toward the exhaust upstream side is turned back to prevent the flow of urea water over the plate 6. Therefore, a larger amount of urea water can be blocked.
一方、板６に堰き止められた液体の尿素水５の量がある程度以上となると、図２に示すように、ケース２ａの内壁に沿う排気の流れに煽られて、堰き止められた液体の尿素水５の一部が板６の端８を乗り越えて、液滴となって排気中に飛散する。こうして飛散した尿素水の液滴は、排気の流れに乗って担体３側に運ばれる。ただし、本実施形態では、板６の高さＨがアルミナマット４の厚さＴ以上とされているため、飛散した尿素水の液滴は、ケース２ａの内壁からアルミナマット４の厚さＴの位置よりも内側の部分を流れるようになる。そのため、板６を乗り越えて飛散した尿素水の液滴も、アルミナマット４には、ほとんど付着しないようになっている。 On the other hand, when the amount of liquid urea water 5 dammed to the plate 6 exceeds a certain level, as shown in FIG. 2, the liquid urea dammed by the flow of exhaust gas along the inner wall of the case 2a. A part of the water 5 gets over the end 8 of the plate 6 and scatters into the exhaust gas as droplets. The droplets of urea water thus scattered are carried to the carrier 3 side on the exhaust flow. However, in the present embodiment, since the height H of the plate 6 is equal to or greater than the thickness T of the alumina mat 4, the dispersed urea water droplets have the thickness T of the alumina mat 4 from the inner wall of the case 2a. It flows in the part inside the position. For this reason, urea water droplets scattered over the plate 6 hardly adhere to the alumina mat 4.
以上説明した本実施形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、アルミナマット４の排気上流側のケース２ａの内壁に、排気通路中央側に向って立設された板６が設けられている。そのため、アルカリ性となった液体の尿素水５が排気管１及びケース２ａの内壁を伝ってアルミナマット４に流れることが抑制される。したがって、触媒が担持された担体３を保持するアルミナマット４の腐食を好適に抑制することができる。
（２）本実施形態では更に、板６の排気通路中央側の端部７が排気上流側に向って屈曲されている。この端部７が返しとなって、板６を乗り越える尿素水の流れを阻止するため、より多くの量の液体の尿素水５が板６によって堰き止められるようになる。したがって、本実施形態によれば、液体の尿素水５によるアルミナマット４の腐食をより効果的に抑制することができる。
（３）本実施形態では更に、板６の高さＨをアルミナマット４の厚さＴ以上としている。そのため、板６を乗り越えて排気中に飛散した尿素水の液滴によるアルミナマット４の腐食を良好に抑制することができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, a plate 6 is provided on the inner wall of the case 2a on the exhaust upstream side of the alumina mat 4 so as to stand toward the center of the exhaust passage. Therefore, the alkaline urea water 5 that has become alkaline is prevented from flowing through the exhaust pipe 1 and the inner wall of the case 2 a to the alumina mat 4. Therefore, corrosion of the alumina mat 4 holding the carrier 3 on which the catalyst is supported can be suitably suppressed.
(2) In the present embodiment, the end 7 of the plate 6 on the center side of the exhaust passage is bent toward the exhaust upstream side. This end portion 7 is turned back to prevent the flow of urea water over the plate 6, so that a larger amount of liquid urea water 5 is blocked by the plate 6. Therefore, according to this embodiment, the corrosion of the alumina mat 4 by the liquid urea water 5 can be more effectively suppressed.
(3) In the present embodiment, the height H of the plate 6 is set to be equal to or greater than the thickness T of the alumina mat 4. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress the corrosion of the alumina mat 4 due to the urea water droplets that have traveled over the plate 6 and scattered in the exhaust gas.
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置について、図３を参照して説明する。本実施形態では、板６の排気通路中央側の端８にスリット９を形成した点で第一実施形態と異なっている。なお、その他の構成については第一実施形態と同様である。以下、そうした相違点を中心に説明する。
(Second embodiment)
Next, an internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that a slit 9 is formed at the end 8 of the plate 6 on the exhaust passage center side. In addition, about another structure, it is the same as that of 1st embodiment. Hereinafter, such differences will be mainly described.
上述したように、板６に堰き止められた液体の尿素水５は、排気の吹き付けによりその一部が液滴となって排気中に飛散する。そうした液滴が液体のまま、担体３の内部に流入してその表面に付着すると、液滴により担体３の表面が覆われてしまうため、触媒の排気との接触面積が減少して排気浄化能力が低下してしまうようになる。 As described above, a portion of the liquid urea water 5 dammed up by the plate 6 is dispersed into the exhaust gas as a part of the liquid urea water by spraying the exhaust gas. If such droplets remain liquid and flow into the inside of the carrier 3 and adhere to the surface thereof, the droplets cover the surface of the carrier 3, so that the contact area with the exhaust of the catalyst is reduced and the exhaust purification capability Will fall.
そこで、本実施形態では、図３に示すように板６の排気通路中央側の端８にスリット９を形成するようにしている。スリット９は、端８の全周に亘り、一定の間隔で形成されている。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a slit 9 is formed at the end 8 of the exhaust passage center side of the plate 6. The slits 9 are formed at regular intervals over the entire circumference of the end 8.
こうした本実施形態では、板６に堰き止められた液体の尿素水５は、板６を乗り越える際、板６の排気通路中央側の端８に形成されたスリット９を通過して、排気中に飛散するようになる。このとき飛散する液滴の大きさは、スリット９を通過可能な大きさに限定される。そのため、液滴が微粒化されて、気化し易くなる。また、液滴が完全に気化されないまま、担体３の内部に流入したとしても、その大きさが小さくなっているため、その付着による排気浄化能力の低下は限られたものとなる。 In this embodiment, when the liquid urea water 5 dammed to the plate 6 gets over the plate 6, it passes through the slit 9 formed at the end 8 on the central side of the exhaust passage of the plate 6, and is discharged into the exhaust gas. It will be scattered. The size of the liquid droplets scattered at this time is limited to a size that can pass through the slit 9. Therefore, the droplets are atomized and easily vaporized. Even if the droplets flow into the inside of the carrier 3 without being completely vaporized, since the size of the droplets is small, the deterioration of the exhaust gas purification ability due to the adhesion is limited.
以上説明した第二の実施形態によれば、上記（１）〜（３）に記載の効果に加え、更に以下の効果が得られるようになる。
（４）板６の排気通路中央側の端８にスリット９を形成しているため、排気中に飛散される液滴を微粒化することができる。そのため、板６を乗り越えて飛散した尿素水の液滴の担体３内部への付着による排気浄化能力の低下を抑制することができる。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects described in (1) to (3) above.
(4) Since the slit 9 is formed at the end 8 on the central side of the exhaust passage of the plate 6, droplets scattered during exhaust can be atomized. Therefore, it is possible to suppress a decrease in exhaust gas purification capability due to adhesion of urea water droplets scattered over the plate 6 to the inside of the carrier 3.
なお、板６を乗り越えて飛散する尿素水の液滴の微粒化は、以下の構成によっても行うことが可能である。
まず、図４（ａ）に示すように、板６の排気通路中央側の端部７に、スリット９の代わりに、多数の穴１０を形成するようにしても良い。こうした場合、板６に堰き止められた液体の尿素水５は、そうした穴１０を通って排気中に飛散するようになる。そのため、排気中に飛散する液滴の大きさがそうした穴１０を通過可能な大きさに限定されるようになり、液滴が微粒化されるようになる。
In addition, atomization of the droplets of the urea water that jumps over the plate 6 can be performed by the following configuration.
First, as shown in FIG. 4A, a large number of holes 10 may be formed in the end portion 7 of the plate 6 on the center side of the exhaust passage instead of the slits 9. In such a case, the liquid urea water 5 dammed by the plate 6 passes through the hole 10 and scatters into the exhaust gas. For this reason, the size of the droplets scattered in the exhaust gas is limited to a size that can pass through the hole 10, and the droplets are atomized.
また、図４（ｂ）に示すように、板６の排気通路中央側の端８を鋸歯状に形成するようにしても良い。こうした場合、板６に堰き止められた液体の尿素水５は、鋸歯状に形成された板６の端８の突き出た部分の先端１１から徐々に排気中に飛散するようになる。そのため、こうした場合にも、排気中に飛散される尿素水の液滴が微粒化されるようになる。 Moreover, as shown in FIG.4 (b), you may make it form the edge 8 of the exhaust passage center side of the board 6 in a sawtooth shape. In such a case, the liquid urea water 5 dammed to the plate 6 gradually scatters into the exhaust gas from the tip 11 of the protruding portion of the end 8 of the plate 6 formed in a sawtooth shape. Therefore, even in such a case, droplets of urea water scattered in the exhaust gas are atomized.
更に、上記各実施形態は、次のように変更することもできる。
・上記実施形態では、板６を触媒コンバーター２のケース２ａの内壁に設けるようにしていたが、それよりも排気上流側の排気管１の内壁に板６を設けるようにしても良い。要は、液体の尿素水が付着する部位よりも排気下流側で、アルミナマット４が配設された部位よりも排気上流側の排気通路の内壁に板６が設けられていれば、排気通路の内壁に付着した液体の尿素水によるアルミナマット４の腐食を抑制することができる。
Furthermore, each said embodiment can also be changed as follows.
In the above embodiment, the plate 6 is provided on the inner wall of the case 2a of the catalytic converter 2, but the plate 6 may be provided on the inner wall of the exhaust pipe 1 on the exhaust upstream side. In short, if the plate 6 is provided on the inner wall of the exhaust passage downstream of the portion where the liquid urea water adheres and upstream of the portion where the alumina mat 4 is disposed, Corrosion of the alumina mat 4 by liquid urea water adhering to the inner wall can be suppressed.
・上記実施形態では、板６を排気通路の内壁の全周に亘って形成するようにしたが、排気通路の内壁の周方向における板６の形成部位を限定しても良い。例えば尿素水が噴霧される部位の排気通路の形状や尿素水の噴霧方向によっては、液体の尿素水５が付着する部位が、排気通路の内壁の鉛直方向下側の部位に集中することがある。また、尿素水噴射弁２４から板６までの距離が長い場合には、重力の影響で、板６に至るまでに、排気通路の壁面に付着した液体の尿素水５がその排気通路の鉛直方向下側の部分に集ることがある。そうした場合には、排気通路の内壁の鉛直方向下側の半周に亘って板６を形成しておけば、液体の尿素水５によるアルミナマット４の腐食を効果的に抑制することができる。 In the above embodiment, the plate 6 is formed over the entire circumference of the inner wall of the exhaust passage. However, the formation site of the plate 6 in the circumferential direction of the inner wall of the exhaust passage may be limited. For example, depending on the shape of the exhaust passage where the urea water is sprayed and the spraying direction of the urea water, the portion where the liquid urea water 5 adheres may be concentrated on the lower portion in the vertical direction of the inner wall of the exhaust passage. . When the distance from the urea water injection valve 24 to the plate 6 is long, the liquid urea water 5 adhering to the wall surface of the exhaust passage is reached in the vertical direction of the exhaust passage due to the influence of gravity. May gather in the lower part. In such a case, if the plate 6 is formed over the lower half of the inner wall of the exhaust passage in the vertical direction, corrosion of the alumina mat 4 by the liquid urea water 5 can be effectively suppressed.
・上記実施形態では、板６の排気通路中央側の端部７を排気上流側に屈曲させることで、より多くの液体の尿素水５を堰き止められるようにしていた。尤も、排気通路内壁に付着する液体の尿素水５の量が板６を乗り越えるほど多くない場合などには、板６の排気通路中央側の端部７を屈曲させるようにしなくても良い。 In the above embodiment, the end portion 7 of the plate 6 on the center side of the exhaust passage is bent toward the upstream side of the exhaust gas so that more liquid urea water 5 can be blocked. However, when the amount of liquid urea water 5 adhering to the inner wall of the exhaust passage is not so large as to get over the plate 6, the end portion 7 on the central side of the exhaust passage of the plate 6 may not be bent.
・上記実施形態では、板６の高さＨをアルミナマット４の厚さＴ以上としていた。尤も、板６を乗り越えて排気中に飛散する尿素水の液滴の量が十分に少ない場合や、板６からアルミナマット４までの距離が長く、アルミナマット４に至るまでに飛散した尿素水の液滴のほとんどが気化されてしまう場合などには、板６の高さＨがアルミナマット４の厚さＴ未満でも、アルミナマット４の腐食を十分に抑えることができる。 In the above embodiment, the height H of the plate 6 is equal to or greater than the thickness T of the alumina mat 4. However, when the amount of urea water droplets that travels over the plate 6 and scatters in the exhaust gas is sufficiently small, or the distance from the plate 6 to the alumina mat 4 is long, the urea water that has scattered until reaching the alumina mat 4 is reached. When most of the liquid droplets are vaporized, even if the height H of the plate 6 is less than the thickness T of the alumina mat 4, corrosion of the alumina mat 4 can be sufficiently suppressed.
・上記実施形態では、担体３の外周と排気通路の内壁との間に介設される保持部材としてアルミナマット４を用いるようにしていたが、本発明は、アルミナマット４とは異なる材料、材質の部材が保持部材として用いられる場合にも、その保持部材がアルカリによる腐食の懸念があるものであれば、同様にその腐食の抑制効果を発揮する。 In the above embodiment, the alumina mat 4 is used as a holding member interposed between the outer periphery of the carrier 3 and the inner wall of the exhaust passage. However, the present invention is different in material and material from the alumina mat 4. Even when this member is used as a holding member, if the holding member has a concern about corrosion due to alkali, the effect of suppressing the corrosion is similarly exhibited.
１…排気管（排気通路）、２…触媒コンバーター、２ａ…ケース（排気通路）、３…担体、４…アルミナマット（保持部材）、５…液体の尿素水、６…板、７…板の排気通路中央側の端部、８…板の排気通路中央側の端、９…スリット、１０…穴、１１…板の排気通路中央側の端の突き出た部分の先端、２０…尿素水供給装置、２１…尿素水タンク、２２…尿素水供給通路、２３…尿素水ポンプ、２４…尿素水噴射弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust pipe (exhaust passage), 2 ... Catalytic converter, 2a ... Case (exhaust passage), 3 ... Carrier, 4 ... Alumina mat (holding member), 5 ... Liquid urea water, 6 ... Plate, 7 ... Plate Exhaust passage central end, 8 ... Exhaust plate central end, 9 ... Slit, 10 ... Hole, 11 ... Extrusion end of plate exhaust passage central end, 20 ... Urea water supply device , 21 ... urea water tank, 22 ... urea water supply passage, 23 ... urea water pump, 24 ... urea water injection valve.
Claims (7)
前記保持部材の排気上流側の前記排気通路の内壁に、排気通路中央側に向って立設された板が設けられてなる
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A carrier carrying a catalyst, a holding member interposed between the outer periphery of the carrier and the inner wall of the exhaust passage of the internal combustion engine, and urea water supply for supplying urea water into the exhaust upstream of the carrier An exhaust purification device for an internal combustion engine that purifies nitrogen oxide in exhaust by selective catalytic reduction using urea water as a reducing agent,
An exhaust purification device for an internal combustion engine, characterized in that a plate erected toward the center side of the exhaust passage is provided on the inner wall of the exhaust passage on the exhaust upstream side of the holding member.
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an end of the plate on the center side of the exhaust passage is bent toward the exhaust upstream side.
請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a slit or a hole is formed at an end of the plate on the center side of the exhaust passage.
請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein an end of the plate on the center side of the exhaust passage is formed in a sawtooth shape.
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the plate is formed over a half circumference on a lower side in a vertical direction of an inner wall of the exhaust passage.
請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a height of the plate is equal to or greater than a thickness of the holding member.
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The exhaust purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the holding member is formed of an alumina mat.
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