JP2013217311A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分散性能に優れるインジェクタ部材の耐久性を向上させることにある。
【解決手段】内燃機関の排気ガスが通過可能な管部材4と、管部材4途中に設けられて管部材4内に還元剤を噴射可能なインジェクタ部材6と、還元剤を利用して排気ガス中の不純物を浄化可能な浄化部材14とを備えた排気ガス浄化装置において、管部材4をその径方向外側に凹ませて形成した凹部20を、除去部材14よりも管部材4の上流側に設けるとともに、インジェクタ部材6を、焼結金属からなる多孔体として凹部20内に配置する。
【選択図】図2
【解決手段】内燃機関の排気ガスが通過可能な管部材4と、管部材4途中に設けられて管部材4内に還元剤を噴射可能なインジェクタ部材6と、還元剤を利用して排気ガス中の不純物を浄化可能な浄化部材14とを備えた排気ガス浄化装置において、管部材4をその径方向外側に凹ませて形成した凹部20を、除去部材14よりも管部材4の上流側に設けるとともに、インジェクタ部材6を、焼結金属からなる多孔体として凹部20内に配置する。
【選択図】図2
Description
本発明は、インジェクタ部材(還元剤を噴射可能な部材)を備えた排気ガス浄化装置に関する。
自動車等の内燃機関(ディーゼルエンジンやガソリンエンジン)の排気ガスには各種の不純物が含まれる。このため内燃機関の排気ガスを、管部材を通じて外部に排出する際、環境保護の観点から排気ガス中の不純物を取除く必要がある。
例えばディーゼルエンジンの排気ガスには、窒素酸化物(NOx)や、黒鉛を主体とする粒子状物質(PM)等の不純物が含まれる。このためディーゼルエンジンでは、パティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter、DPF)を管部材の途中に配置してPMをトラップする。
またNOxは、還元剤(尿素水やアンモニア等)にて還元されて浄化される。例えば尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムでは、管部材途中(DPFの下流側)に、インジェクタ部材とSCR触媒をこの順で設ける。そしてインジェクタ部材から、尿素液(熱によりアンモニアに分解)を噴射して排気ガスに混合させたのち、SCR触媒に接触させることで還元反応を促進する。
例えばディーゼルエンジンの排気ガスには、窒素酸化物(NOx)や、黒鉛を主体とする粒子状物質(PM)等の不純物が含まれる。このためディーゼルエンジンでは、パティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter、DPF)を管部材の途中に配置してPMをトラップする。
またNOxは、還元剤(尿素水やアンモニア等)にて還元されて浄化される。例えば尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムでは、管部材途中(DPFの下流側)に、インジェクタ部材とSCR触媒をこの順で設ける。そしてインジェクタ部材から、尿素液(熱によりアンモニアに分解)を噴射して排気ガスに混合させたのち、SCR触媒に接触させることで還元反応を促進する。
ここで尿素SCRシステムの課題として、どのようにして還元剤と排気ガスを均一に混合させるかという点がある。これらが均一に混合されなかった場合には、未反応のアンモニアが外部に排出されたり(アンモニアスリップが生じたり)、未反応のNOxが残って浄化不足となったりする。
そこで特許文献1の技術では、焼結金属の多孔体からなるインジェクタ部材を管部材内に配置する。インジェクタ部材の壁面略全面には複数の細孔が開口しており、尿素水を噴射可能である。またインジェクタ部材の中央には通路(一端開放状)が設けられており、尿素水の収容容器に連通する。そしてインジェクタ部材(通路)内に尿素水を注入しつつ、インジェクタ部材の壁面略全面から噴射することで、尿素水(アンモニア)と排気ガスを比較的均一に混合させることができる(分散性能に優れる構成である)。
そこで特許文献1の技術では、焼結金属の多孔体からなるインジェクタ部材を管部材内に配置する。インジェクタ部材の壁面略全面には複数の細孔が開口しており、尿素水を噴射可能である。またインジェクタ部材の中央には通路(一端開放状)が設けられており、尿素水の収容容器に連通する。そしてインジェクタ部材(通路)内に尿素水を注入しつつ、インジェクタ部材の壁面略全面から噴射することで、尿素水(アンモニア)と排気ガスを比較的均一に混合させることができる(分散性能に優れる構成である)。
ところで上述の構成では、DPFを素通りした一部のPMや燃え残った燃料(不純物)が、インジェクタ部材に到達することがあった。そしてこれら不純物により、インジェクタ部材の壁面(細孔)が目詰まりするなどして、インジェクタ部材の寿命を縮めることがあった(耐久性に劣る構成となりがちであった)。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、分散性能に優れるインジェクタ部材の耐久性を向上させることにある。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、分散性能に優れるインジェクタ部材の耐久性を向上させることにある。
上記課題を解決するための手段として、第1発明の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気ガスが通過可能な管部材と、管部材途中に設けられて還元剤を管部材内に噴射可能なインジェクタ部材と、還元剤を利用して排気ガス中の不純物を浄化可能な浄化部材とを備える。
本発明では、管部材をその径方向外側に凹ませて形成した凹部を、浄化部材よりも管部材の上流側に設ける。そしてインジェクタ部材を、焼結金属からなる多孔体(分散性能に優れる部材)として凹部内に配置することにより、PMなどの不純物がインジェクタ部材に直接到達することを極力回避することができる。
本発明では、管部材をその径方向外側に凹ませて形成した凹部を、浄化部材よりも管部材の上流側に設ける。そしてインジェクタ部材を、焼結金属からなる多孔体(分散性能に優れる部材)として凹部内に配置することにより、PMなどの不純物がインジェクタ部材に直接到達することを極力回避することができる。
第2発明の排気ガス浄化装置は、第1発明の排気ガス浄化装置であって、上述のインジェクタ部材が、凹部内に収まる第一部位と、凹部から管部材内に突出する第二部位を有する。
そこで本発明では、インジェクタ部材よりも管部材の上流側に、管部材内に突出する阻止部材を設けて、管部材を通過する排気ガスが第二部位に直接当たることを阻止する構成とした。こうすることで阻止部材にて、PMなどの不純物が第二部位に直接到達することを極力回避しつつ、第二部位にて管部材内に、より均一に還元剤を噴射できる。
そこで本発明では、インジェクタ部材よりも管部材の上流側に、管部材内に突出する阻止部材を設けて、管部材を通過する排気ガスが第二部位に直接当たることを阻止する構成とした。こうすることで阻止部材にて、PMなどの不純物が第二部位に直接到達することを極力回避しつつ、第二部位にて管部材内に、より均一に還元剤を噴射できる。
第3発明の排気ガス浄化装置は、第1発明又は第2発明の排気ガス浄化装置において、上述のインジェクタ部材が、管部材内に突出することなく凹部内に収納されるため、PMなどの不純物がインジェクタ部材に直接到達することをより確実に回避できる。
本発明に係る第1発明によれば、分散性能に優れるインジェクタ部材の耐久性を向上させることができる。また第2発明によれば、分散性能に更に優れるインジェクタ部材の耐久性を向上させることができる。そして第3発明によれば、インジェクタ部材の耐久性をより確実に向上させることができる。
<実施例1>
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図5を参照して説明する。
図1の排気ガス浄化装置は、管部材4と、インジェクタ部材6と、複数の触媒(DOC触媒10、DPF触媒12、SCR触媒14、ASC触媒16)を備える(各部材等の詳細は後述)。
本実施例では、ディーゼルエンジン2(内燃機関の一例)に管部材4一端(上流側)を連通するとともに、管部材4他端(下流側)を外部に連通する。そして管部材4の一端から他端にかけて、DOC触媒10、DPF触媒12、SCR触媒14、ASC触媒16をこの順序で設ける。つぎにSCR触媒14(浄化部材の一例)の上流側にインジェクタ部材6(焼結金属の多孔体)を配置するとともに、センサ部材8をインジェクタ部材6よりも上流側に配置する。
そして本実施例では、センサ部材8にて排気ガス中のNOx量を検出したのち、当該NOx量に応じてインジェクタ部材6から還元剤(尿素,アンモニア等)を噴射する。そして還元剤を排気ガスに混合させつつ、SCR触媒14に接触させることで還元反応を促進するのであるが、この種の構成では、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上できることが望ましい。
そこで本実施例では、後述の構成(凹部20,阻止部材22)により、インジェクタ部材6の耐久性を向上させることとした。以下、各構成について詳述する。
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図5を参照して説明する。
図1の排気ガス浄化装置は、管部材4と、インジェクタ部材6と、複数の触媒(DOC触媒10、DPF触媒12、SCR触媒14、ASC触媒16)を備える(各部材等の詳細は後述)。
本実施例では、ディーゼルエンジン2(内燃機関の一例)に管部材4一端(上流側)を連通するとともに、管部材4他端(下流側)を外部に連通する。そして管部材4の一端から他端にかけて、DOC触媒10、DPF触媒12、SCR触媒14、ASC触媒16をこの順序で設ける。つぎにSCR触媒14(浄化部材の一例)の上流側にインジェクタ部材6(焼結金属の多孔体)を配置するとともに、センサ部材8をインジェクタ部材6よりも上流側に配置する。
そして本実施例では、センサ部材8にて排気ガス中のNOx量を検出したのち、当該NOx量に応じてインジェクタ部材6から還元剤(尿素,アンモニア等)を噴射する。そして還元剤を排気ガスに混合させつつ、SCR触媒14に接触させることで還元反応を促進するのであるが、この種の構成では、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上できることが望ましい。
そこで本実施例では、後述の構成(凹部20,阻止部材22)により、インジェクタ部材6の耐久性を向上させることとした。以下、各構成について詳述する。
[複数の触媒]
DOC(Diesel Oxidaton Catalyst)触媒10は、排気ガスの通過可能な担体(図示省略)と、担体に担持された酸化触媒を有する(図1を参照)。担体の構成は特に限定しないが、例えば金属やセラミックス製のハニカム体を例示できる。また酸化触媒は、排気ガス中の成分に対する酸化能を持った触媒であり、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)を例示できる。そしてDOC触媒10にて、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)等を酸化できる。
DOC(Diesel Oxidaton Catalyst)触媒10は、排気ガスの通過可能な担体(図示省略)と、担体に担持された酸化触媒を有する(図1を参照)。担体の構成は特に限定しないが、例えば金属やセラミックス製のハニカム体を例示できる。また酸化触媒は、排気ガス中の成分に対する酸化能を持った触媒であり、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)を例示できる。そしてDOC触媒10にて、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)等を酸化できる。
DPF触媒12は、PMを捕集可能な多孔質フィルタ(例えばセラミックフィルタ)であり、PMの通過不能な多数の細孔が設けられる。そして細孔にて排気ガスの通過を許容しつつ、DPF触媒12にてPMをトラップする。なおDPF触媒12に、必要に応じて触媒(例えば白金系、パラジウム系の触媒)を担持することで、排気ガス中のHCやCOを酸化することもできる。
ここでDPF触媒12は、後述する通り、PMにて細孔が目詰まりするため、PMを焼却するなどして適宜除去する必要がある。
ここでDPF触媒12は、後述する通り、PMにて細孔が目詰まりするため、PMを焼却するなどして適宜除去する必要がある。
SCR触媒14(浄化部材の一例)は、排気ガスの通過可能な担体と、担体に担持された触媒(窒素酸化物選択還元触媒)を有する。この種の触媒として、バナジウム・チタニア触媒や銅ゼオライト触媒、鉄ゼオライト触媒を例示できる。そしてSCR触媒14において、インジェクタ部材6(後述)から噴射されたアンモニアを触媒にて吸着したのち、吸着したアンモニアを還元剤として排気中のNOxを窒素へと還元できる。
ASC(Ammonia Slip Catalyst)触媒16は、排気ガスの通過可能な担体と、担体に担持された触媒(白金やパラジウム等)を有する。ASC触媒16は、アンモニアスリップを防止する部材であり、SCR触媒14を通過した余剰のアンモニアをN2と水に還元できる。
[インジェクタ部材]
インジェクタ部材6は、還元剤(尿素水やアンモニア)を噴射する部材であり、後述の第一部位6aと第二部位6bを有する(図1〜図3を参照)。
本実施例のインジェクタ部材6は、焼結金属からなる多孔体(連続気孔を有する部材)であり、空隙率を2〜80%に設定できる。
ここで焼結金属の種類は特に限定しないが、ステンレス、ニッケル、チタン、鉄、各種の合金(ハステロイ合金、インコネル合金、ニッケル合金、チタン合金)及びこれらの複合素材を例示でき、アンモニアに対する耐性を有する金属又は合金であることが好ましい。またインジェクタ部材6の形状は特に限定しないが、柱形(円柱や多角柱等)、球形や楕円形、平板状を例示できる。
そしてインジェクタ部材6の空隙率(単位体積あたりの隙間容積)は還元剤の種類に応じて適宜変更できる。例えばアンモニア(比較的軽い還元剤)を噴射する場合、インジェクタ部材6の空隙率を2〜60%に設定することで、アンモニアを管部材4内に均一に噴射できる。また尿素液(比較的重い還元剤)を噴射する場合、インジェクタ部材6の空隙率を50〜80%に設定することで、尿素液を管部材4内に均一に噴射できる。
インジェクタ部材6は、還元剤(尿素水やアンモニア)を噴射する部材であり、後述の第一部位6aと第二部位6bを有する(図1〜図3を参照)。
本実施例のインジェクタ部材6は、焼結金属からなる多孔体(連続気孔を有する部材)であり、空隙率を2〜80%に設定できる。
ここで焼結金属の種類は特に限定しないが、ステンレス、ニッケル、チタン、鉄、各種の合金(ハステロイ合金、インコネル合金、ニッケル合金、チタン合金)及びこれらの複合素材を例示でき、アンモニアに対する耐性を有する金属又は合金であることが好ましい。またインジェクタ部材6の形状は特に限定しないが、柱形(円柱や多角柱等)、球形や楕円形、平板状を例示できる。
そしてインジェクタ部材6の空隙率(単位体積あたりの隙間容積)は還元剤の種類に応じて適宜変更できる。例えばアンモニア(比較的軽い還元剤)を噴射する場合、インジェクタ部材6の空隙率を2〜60%に設定することで、アンモニアを管部材4内に均一に噴射できる。また尿素液(比較的重い還元剤)を噴射する場合、インジェクタ部材6の空隙率を50〜80%に設定することで、尿素液を管部材4内に均一に噴射できる。
[凹部]
凹部20は、管部材4途中の凹状部位であり、管部材4をその径方向外側に凹ませて形成できる(図2及び図3を参照)。凹部20の形成位置は、SCR触媒14の配置位置よりも上流側であればよく、例えばDPF触媒12とSCR触媒14の間や、DOC触媒10の上流側に設定できる。
本実施例の凹部20は、台形状(断面視)の凹状部位であり、平坦な底面20aと、第一傾斜面20bと、第二傾斜面20cと、一対の側面20dを有する。第一傾斜面20bは、底面20aから上流側の管部材4内面に続く壁面(比較的急な傾斜面)である。また第二傾斜面20cは、底面20aから下流側の管部材4内面に続く壁面(比較的緩やかな傾斜面)である。そして一対の側面20dは、第一傾斜面20bと第二傾斜面20cをつなぐ側壁(比較的急な傾斜面)である。
凹部20は、管部材4途中の凹状部位であり、管部材4をその径方向外側に凹ませて形成できる(図2及び図3を参照)。凹部20の形成位置は、SCR触媒14の配置位置よりも上流側であればよく、例えばDPF触媒12とSCR触媒14の間や、DOC触媒10の上流側に設定できる。
本実施例の凹部20は、台形状(断面視)の凹状部位であり、平坦な底面20aと、第一傾斜面20bと、第二傾斜面20cと、一対の側面20dを有する。第一傾斜面20bは、底面20aから上流側の管部材4内面に続く壁面(比較的急な傾斜面)である。また第二傾斜面20cは、底面20aから下流側の管部材4内面に続く壁面(比較的緩やかな傾斜面)である。そして一対の側面20dは、第一傾斜面20bと第二傾斜面20cをつなぐ側壁(比較的急な傾斜面)である。
[インジェクタ部材の配設(第一部位と第二部位の形成)]
本実施例では、SCR触媒14とDPF触媒12の間に凹部20を設けて、インジェクタ部材6を配設する(図1〜図3を参照)。
そしてインジェクタ部材6を、弁部材やポンプ部材(符号省略)を介して還元剤の収容容器7に連通する。このときインジェクタ部材6中央に通路(一端開放状)を設けて収容容器7に連通することもできる。そしてインジェクタ部材6の前部側は第一傾斜面20bに対面配置し、インジェクタ部材6の後部側は第二傾斜面20cに対面配置する。
このときインジェクタ部材6の寸法を適宜変更するなどして、インジェクタ部材6の一部を凹部20から突出させる(凹部20内に収まる第一部位6aと、凹部20から管部材4内に突出する第二部位6bを形成する)ことができる(図2(a)を参照)。
ここで第二部位6bの突出寸法P1は、排気ガスの流量や管部材4の寸法等に応じて適宜変更可能である。例えば管部材4の径寸法をφ69.5mm、排気ガス流量を18g/secに設定する。そしてインジェクタ部材6からアンモニアを95ccm噴出する場合、第二部位6bの突出寸法P1を0mm〜30mmに設定することで、アンモニアを管部材4内にまんべんなく噴射する(排気ガス中に均一に噴射する)ことができる。
本実施例では、SCR触媒14とDPF触媒12の間に凹部20を設けて、インジェクタ部材6を配設する(図1〜図3を参照)。
そしてインジェクタ部材6を、弁部材やポンプ部材(符号省略)を介して還元剤の収容容器7に連通する。このときインジェクタ部材6中央に通路(一端開放状)を設けて収容容器7に連通することもできる。そしてインジェクタ部材6の前部側は第一傾斜面20bに対面配置し、インジェクタ部材6の後部側は第二傾斜面20cに対面配置する。
このときインジェクタ部材6の寸法を適宜変更するなどして、インジェクタ部材6の一部を凹部20から突出させる(凹部20内に収まる第一部位6aと、凹部20から管部材4内に突出する第二部位6bを形成する)ことができる(図2(a)を参照)。
ここで第二部位6bの突出寸法P1は、排気ガスの流量や管部材4の寸法等に応じて適宜変更可能である。例えば管部材4の径寸法をφ69.5mm、排気ガス流量を18g/secに設定する。そしてインジェクタ部材6からアンモニアを95ccm噴出する場合、第二部位6bの突出寸法P1を0mm〜30mmに設定することで、アンモニアを管部材4内にまんべんなく噴射する(排気ガス中に均一に噴射する)ことができる。
[阻止部材]
阻止部材22は、管部材4内面から管部材4内(径方向内方)に突出する凸部位であり、インジェクタ部材6よりも管部材4の上流側に配置する(図2及び図3を参照)。
本実施例の阻止部材22は平板状の壁体であり、第二部位6bと同等又はそれ以上の突出寸法P2を有する。そして本実施例では、第二傾斜面20cの直近に阻止部材22を設けて、管部材4の長尺方向から見て第二部位6bを覆い隠すように配置する。
阻止部材22は、管部材4内面から管部材4内(径方向内方)に突出する凸部位であり、インジェクタ部材6よりも管部材4の上流側に配置する(図2及び図3を参照)。
本実施例の阻止部材22は平板状の壁体であり、第二部位6bと同等又はそれ以上の突出寸法P2を有する。そして本実施例では、第二傾斜面20cの直近に阻止部材22を設けて、管部材4の長尺方向から見て第二部位6bを覆い隠すように配置する。
[排気ガスの浄化作業]
図1〜図3を参照して、ディーゼルエンジン2の排気ガスを管部材4内に通しつつ、複数の触媒にて浄化する。
本実施例では、DOC触媒10とDPF触媒12の順に排気ガスを通したのち、インジェクタ部材6にて還元剤を排気ガス中に噴射する。そしてインジェクタ部材6の略全壁面から還元剤(例えばアンモニア)を噴射することで、排気ガスと還元剤を均一に混合することができる。
このときインジェクタ部材6の前部側から噴射されたアンモニアが第一傾斜面20bに沿って流れつつ管部材4内(下面側)に導かれる。またインジェクタ部材6の後部側から噴射されたアンモニアが第二傾斜面20cに沿って流れつつ管部材4内(上面側)に導かれる。そしてインジェクタ部材6の下面側(管部材を臨む面)から噴射されたアンモニアが、排気ガスの流れによって管部材4内(中央)に導かれる。このとき本実施例では、第二部位6bを管部材4内に突出させることで、アンモニア(比較的軽い還元剤)を管部材4内に更に均一に(まんべんなく)噴射できる。
そしてSCR触媒14にアンモニアを吸着させることで、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを窒素へと還元する(還元剤を利用して排気ガス中の不純物を浄化する)。さらにASC触媒16にて、余剰のアンモニアをN2と水に分解することができる。
図1〜図3を参照して、ディーゼルエンジン2の排気ガスを管部材4内に通しつつ、複数の触媒にて浄化する。
本実施例では、DOC触媒10とDPF触媒12の順に排気ガスを通したのち、インジェクタ部材6にて還元剤を排気ガス中に噴射する。そしてインジェクタ部材6の略全壁面から還元剤(例えばアンモニア)を噴射することで、排気ガスと還元剤を均一に混合することができる。
このときインジェクタ部材6の前部側から噴射されたアンモニアが第一傾斜面20bに沿って流れつつ管部材4内(下面側)に導かれる。またインジェクタ部材6の後部側から噴射されたアンモニアが第二傾斜面20cに沿って流れつつ管部材4内(上面側)に導かれる。そしてインジェクタ部材6の下面側(管部材を臨む面)から噴射されたアンモニアが、排気ガスの流れによって管部材4内(中央)に導かれる。このとき本実施例では、第二部位6bを管部材4内に突出させることで、アンモニア(比較的軽い還元剤)を管部材4内に更に均一に(まんべんなく)噴射できる。
そしてSCR触媒14にアンモニアを吸着させることで、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを窒素へと還元する(還元剤を利用して排気ガス中の不純物を浄化する)。さらにASC触媒16にて、余剰のアンモニアをN2と水に分解することができる。
そしてこの種の構成では、DPF触媒12を素通りしたPMや燃え残った燃料が、インジェクタ部材6に到達することがある。
そこで本実施例では、管部材4途中の凹部20内にインジェクタ部材6を配置することにより、PMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することを極力回避することができる。さらに本実施例では、第二部位6bが突出配置したとしても、阻止部材22により、PMなどの不純物が直接到達することを極力回避することができる。
そこで本実施例では、管部材4途中の凹部20内にインジェクタ部材6を配置することにより、PMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することを極力回避することができる。さらに本実施例では、第二部位6bが突出配置したとしても、阻止部材22により、PMなどの不純物が直接到達することを極力回避することができる。
以上説明したとおり本実施例では、インジェクタ部材6を、焼結金属の多孔体(分散性能に優れる部材)として凹部20内に配置することとした。このようにインジェクタ部材6を凹部20に配置して、PMなどの不純物が直接到達することを極力回避することで、インジェクタ部材6の目詰まりを極力防止できる。
また本実施例では、阻止部材22によって、PMなどの不純物がインジェクタ部材6(第二部位6b)に直接到達することを極力回避できる。
このため本実施例によれば、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上させることができる。
また本実施例では、阻止部材22によって、PMなどの不純物がインジェクタ部材6(第二部位6b)に直接到達することを極力回避できる。
このため本実施例によれば、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上させることができる。
(変形例)
本変形例では、上述のインジェクタ部材6が、管部材4内に突出することなく凹部20内に収納される(図2(b)を参照)。このためPMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することをより確実に回避できる。
さらに本変形例によれば、阻止部材を省略することができるため、比較的シンプルな構成とすることができる。なお本変形例では、凹部20の開口側に平板状の整流部材(図示省略)を嵌装するなどして、排気ガスが凹部20内に入ることを極力阻止することもできる。そしてインジェクタ部材6から噴射された還元剤(例えば尿素水)を、整流部材の孔部(貫通孔)を通して管部材4内に噴射することができる。
本変形例では、上述のインジェクタ部材6が、管部材4内に突出することなく凹部20内に収納される(図2(b)を参照)。このためPMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することをより確実に回避できる。
さらに本変形例によれば、阻止部材を省略することができるため、比較的シンプルな構成とすることができる。なお本変形例では、凹部20の開口側に平板状の整流部材(図示省略)を嵌装するなどして、排気ガスが凹部20内に入ることを極力阻止することもできる。そしてインジェクタ部材6から噴射された還元剤(例えば尿素水)を、整流部材の孔部(貫通孔)を通して管部材4内に噴射することができる。
<実施例2>
本実施例の排気ガス浄化装置は、実施例1の装置とほぼ同一の基本構成を有するため、同一の構成については対応する符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
本実施例の排気ガス浄化装置は、インジェクタ部材6と、センサ部材8と、複数の触媒(三元触媒18、SCR触媒14、ASC触媒16)を備える(図4を参照)。
ここで三元触媒18は、排気ガスの通過可能な担体と、担体に担持された触媒(プラチナ、パラジウム、ロジウム)を有する。この三元触媒18により、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)を同時に浄化できる。
本実施例の排気ガス浄化装置は、実施例1の装置とほぼ同一の基本構成を有するため、同一の構成については対応する符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
本実施例の排気ガス浄化装置は、インジェクタ部材6と、センサ部材8と、複数の触媒(三元触媒18、SCR触媒14、ASC触媒16)を備える(図4を参照)。
ここで三元触媒18は、排気ガスの通過可能な担体と、担体に担持された触媒(プラチナ、パラジウム、ロジウム)を有する。この三元触媒18により、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)を同時に浄化できる。
本実施例では、ガソリンエンジン2a(内燃機関の他例)に管部材4一端を連通するとともに、管部材4他端を外部に連通する。そして管部材4の一端から他端にかけて、三元触媒18、SCR触媒14(浄化部材の一例)、ASC触媒16をこの順序で設ける。
つぎに管部材4の凹部20にインジェクタ部材6を配置するとともに、センサ部材8をインジェクタ部材6よりも上流側に配置する。凹部20の形成位置は、例えばSCR触媒14とDPF触媒12の間や、三元触媒18の上流側に設定できる。
そして本実施例においても、インジェクタ部材6(焼結金属製の多孔体)を凹部20に配置することで、PMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することを極力回避できる。このため本実施例においても、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上させることができる。
つぎに管部材4の凹部20にインジェクタ部材6を配置するとともに、センサ部材8をインジェクタ部材6よりも上流側に配置する。凹部20の形成位置は、例えばSCR触媒14とDPF触媒12の間や、三元触媒18の上流側に設定できる。
そして本実施例においても、インジェクタ部材6(焼結金属製の多孔体)を凹部20に配置することで、PMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することを極力回避できる。このため本実施例においても、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上させることができる。
<実施例3>
本実施例の排気ガス浄化装置は、実施例1の装置とほぼ同一の基本構成を有するため、同一の構成については対応する符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
本実施例の排気ガス浄化装置は、インジェクタ部材6と、複数の触媒(DOC触媒10、DPF触媒12)を備える(図5を参照)。
本実施例では、ディーゼルエンジン2に管部材4一端を連通するとともに、管部材4他端を外部に連通する。そして管部材4の一端から他端にかけて、DOC触媒10、DPF触媒12をこの順序で設ける。
この種の構成では、DPF触媒12(浄化部材の一例)に堆積したPMが、DPF触媒12(細孔)を目詰まりさせるなどして、管部材4の排気圧を増大させる原因となる。このためDPF触媒12に堆積したPMを適宜焼却して除去する必要がある。
本実施例の排気ガス浄化装置は、実施例1の装置とほぼ同一の基本構成を有するため、同一の構成については対応する符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
本実施例の排気ガス浄化装置は、インジェクタ部材6と、複数の触媒(DOC触媒10、DPF触媒12)を備える(図5を参照)。
本実施例では、ディーゼルエンジン2に管部材4一端を連通するとともに、管部材4他端を外部に連通する。そして管部材4の一端から他端にかけて、DOC触媒10、DPF触媒12をこの順序で設ける。
この種の構成では、DPF触媒12(浄化部材の一例)に堆積したPMが、DPF触媒12(細孔)を目詰まりさせるなどして、管部材4の排気圧を増大させる原因となる。このためDPF触媒12に堆積したPMを適宜焼却して除去する必要がある。
そこで本実施例では、DOC触媒10の上流側に凹部20を設けてインジェクタ部材6を配置する(図2を参照)。そしてインジェクタ部材6からHC(還元剤の一例)を噴射しつつ、DOC触媒10の酸化触媒に供給する。そしてDOC触媒10にて酸化熱を発生させること(排気ガス温度を上昇させること)で、DPF触媒12上のPMを燃焼させて除去する(還元剤を利用して排気ガス中の不純物を浄化する)ことができる。
そして本実施例においても、インジェクタ部材6(焼結金属の多孔体)を凹部20に配置することで、PMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することを極力回避できる。このため本実施例においても、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上させることができる。
そして本実施例においても、インジェクタ部材6(焼結金属の多孔体)を凹部20に配置することで、PMなどの不純物がインジェクタ部材6に直接到達することを極力回避できる。このため本実施例においても、分散性能に優れるインジェクタ部材6の耐久性を向上させることができる。
本実施形態の排気ガス浄化装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。
(1)本実施形態では、複数種類の触媒(10、12、14、16、18)を適宜用いる例を説明したが、車両構成に応じて、適宜触媒の種類等を変更したり省略したりすることができる。
(2)また本実施形態では、阻止部材22の構成(形状等)を例示したが、同部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば阻止部材は、平板状(断面視で直線状又は湾曲状)のほか、三角状や台形状や半円状等(断面視)の凸部とすることができる。
(3)また本実施形態では、凹部20の構成を例示したが、同部の構成を限定する趣旨ではない。例えば凹部の形状(断面視)を、多角形状(略矩形状、長方形状、三角形状等)や、半円状にすることもできる。
(4)また本実施形態では、一様な空隙率を有するインジェクタ部材6を例示したが、同部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば第一部位と第二部位を異なる焼結金属の多孔体で形成することもできる。このとき第二部位の空隙率を第一部位よりも大きくする(目詰まりの起こりにくい構成)とすることもできる。
(1)本実施形態では、複数種類の触媒(10、12、14、16、18)を適宜用いる例を説明したが、車両構成に応じて、適宜触媒の種類等を変更したり省略したりすることができる。
(2)また本実施形態では、阻止部材22の構成(形状等)を例示したが、同部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば阻止部材は、平板状(断面視で直線状又は湾曲状)のほか、三角状や台形状や半円状等(断面視)の凸部とすることができる。
(3)また本実施形態では、凹部20の構成を例示したが、同部の構成を限定する趣旨ではない。例えば凹部の形状(断面視)を、多角形状(略矩形状、長方形状、三角形状等)や、半円状にすることもできる。
(4)また本実施形態では、一様な空隙率を有するインジェクタ部材6を例示したが、同部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば第一部位と第二部位を異なる焼結金属の多孔体で形成することもできる。このとき第二部位の空隙率を第一部位よりも大きくする(目詰まりの起こりにくい構成)とすることもできる。
2 ディーゼルエンジン
2a エンジン
4 管部材
6 インジェクタ部材
6a 第一部位
6b 第二部位
7 収容容器
8 センサ部材
10 DOC触媒
12 DPF触媒
14 SCR触媒
16 ASC触媒
18 三元触媒
20 凹部
22 阻止部材
2a エンジン
4 管部材
6 インジェクタ部材
6a 第一部位
6b 第二部位
7 収容容器
8 センサ部材
10 DOC触媒
12 DPF触媒
14 SCR触媒
16 ASC触媒
18 三元触媒
20 凹部
22 阻止部材
Claims (3)
- 内燃機関の排気ガスが通過可能な管部材と、前記管部材途中に設けられて還元剤を前記管部材内に噴射可能なインジェクタ部材と、前記還元剤を利用して前記排気ガス中の不純物を浄化可能な浄化部材とを備えた排気ガス浄化装置において、
前記管部材をその径方向外側に凹ませて形成した凹部を、前記浄化部材よりも前記管部材の上流側に設けるとともに、前記インジェクタ部材を、焼結金属からなる多孔体として前記凹部内に配置する排気ガス浄化装置。 - 前記インジェクタ部材が、前記凹部内に収まる第一部位と、前記凹部から前記管部材内に突出する第二部位を有し、
前記インジェクタ部材よりも前記管部材の上流側に、前記管部材内に突出する阻止部材を設けて、前記管部材を通過する排気ガスが前記第二部位に直接当たることを阻止する構成とした請求項1に記載の排気ガス浄化装置。 - 前記インジェクタ部材が、前記管部材内に突出することなく前記凹部内に収納される請求項1に記載の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012089233A JP2013217311A (ja) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012089233A JP2013217311A (ja) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013217311A true JP2013217311A (ja) | 2013-10-24 |
Family
ID=49589688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012089233A Pending JP2013217311A (ja) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013217311A (ja) |
-
2012
- 2012-04-10 JP JP2012089233A patent/JP2013217311A/ja active Pending
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