JP2015110928A - Exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガス浄化装置に関し、詳細には内燃機関の排気通路に配置された還元触媒により排気ガス中の有害成分を還元浄化する排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device, and more particularly to an exhaust gas purification device that reduces and purifies harmful components in exhaust gas using a reduction catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine.
内燃機関の排気浄化システムの一つに尿素SCRシステムが知られている。その尿素SCRシステムでは排気通路に排気ガス中のNOxを選択的に還元浄化するための還元触媒(SCR触媒、NOx選択還元触媒、SCRF)が設けられる。その還元触媒の上流には、排気ガス中に還元剤としての尿素水を添加する添加弁が設けられる。そして、還元触媒において、尿素水から生成されたアンモニアでNOxを窒素と水とに分解する還元反応が行われる。 A urea SCR system is known as one of exhaust gas purification systems for internal combustion engines. In the urea SCR system, a reduction catalyst (SCR catalyst, NOx selective reduction catalyst, SCRF) for selectively reducing and purifying NOx in the exhaust gas is provided in the exhaust passage. An addition valve for adding urea water as a reducing agent to the exhaust gas is provided upstream of the reduction catalyst. In the reduction catalyst, a reduction reaction is performed in which NOx is decomposed into nitrogen and water with ammonia generated from the urea water.
還元触媒でNOxの還元浄化を効果的に行うためには、添加弁から添加された液状の還元剤を微粒化して排気ガス中に広い範囲で分散させる必要がある。そこで、従来では、尿素水を効率よく分散(微粒化、蒸発)させるために、還元触媒の前段(上流)の排気通路を旋回流型通路とした技術の提案がある(特許文献1参照)。この特許文献1の技術では、旋回流型通路に尿素水が添加され、添加された尿素水及び排気ガスは旋回流型通路を旋回流で通過するので、尿素水及び排気ガスが還元触媒に到達するまでの距離、つまり尿素水の分散距離をかせぐことができる。
In order to effectively reduce and purify NOx with the reduction catalyst, it is necessary to atomize the liquid reducing agent added from the addition valve and disperse it in a wide range in the exhaust gas. Therefore, conventionally, in order to efficiently disperse (atomize and evaporate) urea water, there is a proposal of a technique in which the exhaust passage upstream (upstream) of the reduction catalyst is a swirling flow passage (see Patent Document 1). In the technique of
ところで、この種の排気浄化システムにおいては、還元触媒の上流の排気通路に、排気ガス中のHCやCO等を酸化浄化するための酸化触媒が設けられることがある。この場合、添加弁で添加する還元剤が酸化触媒で酸化されてしまうのを防ぐために、添加弁を還元触媒と酸化触媒の間の旋回流型通路に配置する必要がある。この場合、還元剤の添加量が多くなると旋回流型通路の通路壁に還元剤が蒸発せずに滞留してしまう。還元剤が通路壁に滞留すると壁温が低下し、より還元剤の蒸発が滞る。その結果、エミッション量に応じて供給すべき還元剤の還元触媒への到達量の精度が、通路壁に滞留した還元剤量によって大幅に悪化する。また、通路壁に滞留した還元剤は時間をおいて蒸発し還元触媒に到達することがあり、この場合には、想定した量より多い還元剤が還元触媒に供給されてしまい、還元浄化に寄与しない還元剤が還元触媒から下流側に放出されるスリップという現象が発生してしまう。 By the way, in this type of exhaust purification system, an oxidation catalyst for oxidizing and purifying HC, CO, etc. in the exhaust gas may be provided in the exhaust passage upstream of the reduction catalyst. In this case, in order to prevent the reducing agent added by the addition valve from being oxidized by the oxidation catalyst, it is necessary to arrange the addition valve in the swirl flow path between the reduction catalyst and the oxidation catalyst. In this case, if the amount of the reducing agent added increases, the reducing agent does not evaporate and stays on the passage wall of the swirl type passage. When the reducing agent stays on the passage wall, the wall temperature decreases, and the evaporation of the reducing agent is further delayed. As a result, the accuracy of the amount of the reducing agent to be supplied according to the amount of emission reaching the reduction catalyst is greatly deteriorated by the amount of the reducing agent staying on the passage wall. In addition, the reducing agent staying on the passage wall may evaporate over time and reach the reduction catalyst. In this case, more reducing agent than the expected amount is supplied to the reduction catalyst, contributing to reduction purification. A phenomenon called slip is generated in which the reducing agent that is not released is released downstream from the reduction catalyst.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気通路に還元触媒とその上流に酸化触媒とが配置され、還元触媒と酸化触媒の間の排気通路を旋回流型通路とした排気ガス浄化装置において、添加弁から添加された還元剤の還元触媒への供給精度を向上できる排気ガス浄化装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems. A reduction catalyst and an oxidation catalyst are disposed upstream of an exhaust passage of an internal combustion engine, and the exhaust passage between the reduction catalyst and the oxidation catalyst is a swirl flow passage. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device that can improve the supply accuracy of a reducing agent added from an addition valve to a reduction catalyst.
上記課題を解決するために、本発明の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気通路に配置された還元触媒と、
前記還元触媒の上流の前記排気通路に配置された酸化触媒と、
前記還元触媒と前記酸化触媒の間の前記排気通路であって、旋回流で排気ガスが通過するように構成された旋回流型通路と、
前記還元触媒で還元反応を行わせるための還元剤を前記排気通路に添加する添加弁とを備え、
前記添加弁は、前記酸化触媒の上流に配置され、
前記酸化触媒には、前記添加弁から添加された還元剤を前記旋回流型通路まで通過させる貫通孔が形成されたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, an exhaust gas purification apparatus of the present invention includes a reduction catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An oxidation catalyst disposed in the exhaust passage upstream of the reduction catalyst;
A swirl flow path between the reduction catalyst and the oxidation catalyst, the swirl flow path configured to allow exhaust gas to pass in a swirl flow;
An addition valve for adding a reducing agent for causing a reduction reaction with the reduction catalyst to the exhaust passage;
The addition valve is disposed upstream of the oxidation catalyst;
The oxidation catalyst is formed with a through hole through which the reducing agent added from the addition valve passes to the swirl type passage.
本発明によれば、添加弁は酸化触媒の上流に配置され、その上流から添加された還元剤は、酸化触媒に形成された貫通孔を通過して旋回流型通路に到達する。よって、旋回流型通路に添加弁を配置した場合よりも、還元剤が添加されてから還元触媒に到達するまでの距離をかせぐことができ、還元剤を微粒化しやすくできる。これにより、旋回流通路の通路壁に還元剤が滞留するのを防止でき、結果、還元触媒への還元剤の供給精度を向上できる。また、還元剤は酸化触媒の貫通孔を通過するので、還元剤が酸化触媒で酸化されてしまうのを防止できる。 According to the present invention, the addition valve is disposed upstream of the oxidation catalyst, and the reducing agent added from the upstream passes through the through-hole formed in the oxidation catalyst and reaches the swirl flow passage. Therefore, the distance from the addition of the reducing agent to the reduction catalyst can be increased, and the reducing agent can be easily atomized, compared to the case where the addition valve is arranged in the swirling flow passage. Thereby, it is possible to prevent the reducing agent from staying in the passage wall of the swirling flow passage, and as a result, it is possible to improve the supply accuracy of the reducing agent to the reduction catalyst. Further, since the reducing agent passes through the through hole of the oxidation catalyst, it is possible to prevent the reducing agent from being oxidized by the oxidation catalyst.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、車両に搭載された排気浄化システム1を示している。先ず、排気浄化システム1の構成を説明する。排気浄化システム1は、本発明の「排気ガス浄化装置」に相当し、内燃機関としてのディーゼルエンジン2(以下、単にエンジンという)から排出される排気ガスを浄化するシステムである。詳細には、排気浄化システム1は、排気ガス中のNOxを浄化する尿素SCRシステムを含む形で構成されている。その排気浄化システム1では、エンジン2に円筒状の排気通路3が接続されており、エンジン2から排出された排気ガスはその排気通路3を流れて車両外に排出されるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an
排気通路3には、排気ガス中の有害成分の一つであるHCやCOを酸化浄化する酸化触媒4(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)が配置されている。その酸化触媒4は、排気通路3の通路壁との間で隙間が無い状態で配置される。酸化触媒4は、例えば、ウォールスルータイプのセラミック製ハニカムや金属製のメッシュなどに、HC、COの酸化反応を促進させる触媒成分(例えば、Pt(白金)やPd(パラジウム)など)を担持した構造となっている。
An oxidation catalyst 4 (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) that oxidizes and purifies HC and CO, which are one of harmful components in the exhaust gas, is disposed in the
酸化触媒4の活性は温度による依存性が高く、低温ではほとんど酸化作用はない。そのため、エンジン2の始動後に早めに酸化触媒4を暖めてHCやCOの酸化浄化を促進するために、酸化触媒4は後述するSCRF5よりも上流(エンジン2に近い側)に配置されている。また、酸化触媒4は、酸化反応により排気ガスを昇温して、昇温した排気ガスによりSCRF5に堆積した粒子状物質(PM、すす)を燃焼除去する役割も担っている。
The activity of the
さらに、酸化触媒4は、その上流側表面4aと下流側表面4bの間を貫通する貫通孔41(軸線L2)が形成されている。本実施形態では、貫通孔41は、酸化触媒4の中央に形成されており、言い換えると、後述するボス312の軸線L1とこの貫通孔41の軸線L2とが同軸線となるように形成されている。貫通孔41の径は、後述する添加弁6から添加された尿素水7が貫通孔41を通過できる大きさに設定されている。なお、貫通孔41の径が大きすぎると、酸化触媒4による酸化浄化が損なわれてしまうので、必要最低限の大きさとするのが好ましい。また、貫通孔41を通過する尿素水7の酸化を防止(尿素水からアンモニアが生成されないのを防止)するために、貫通孔41の内壁411には触媒成分が被覆(担持)されていない。
Furthermore, the
なお、図1では図示していないが、エンジン2と酸化触媒4の間には、例えば排気ガスからエネルギーを回収する過給器のタービン(可変ノズルターボ(VNT))(図示外)が配置されている。
Although not shown in FIG. 1, between the
酸化触媒4の下流の排気通路3には、排気ガス中のNOxを選択的に還元浄化するSCRF(Selective Catalytic Reduction Filter)5が配置されている。そのSCRF5は、排気通路3の通路壁との間で隙間が無い状態で配置される。SCRF5は、NOxのSCR(選択触媒還元)を促進する触媒成分(SCR触媒)を含有するとともに、排気ガス中の粒子状物質を捕獲する機能も有している。SCRF5は、例えば、ウォールスルータイプのセラミック製ハニカムに触媒成分を担持した構造となっている。排気ガスは、SCRF5の多孔性の隔壁を通過しながら下流に流れ、その間に排気ガス中の粒子状物質がSCRF5に捕集される。
An SCRF (Selective Catalytic Reduction Filter) 5 that selectively reduces and purifies NOx in the exhaust gas is disposed in the
SCRF5に含有されている触媒成分は、尿素水から生成されたアンモニア(NH3)とNOxとの還元反応として例えば下記式1、式2、式3の還元反応を促進させるものであり、例えばバナジウム、モリブデン、タングステン等の卑金属酸化物である。このように、排気ガスがSCRF5を通過する間に、NOxは例えば下記式1、式2、式3により水や窒素に分解(浄化)する。なお、SCRF5に代えて、通常のSCR触媒、すなわち粒子状物質の捕集機能を有せず、NOxの還元浄化のみを行うタイプの触媒を採用しても良い。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O ・・・(式1)
6NO2+8NH3→7N2+3H2O ・・・(式2)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O ・・・(式3)
The catalyst component contained in SCRF5 promotes the reduction reaction of, for example, the following
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (Formula 1)
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 3H2O (Formula 2)
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (Formula 3)
なお、SCRF5は無尽蔵にアンモニアを貯蔵できるわけではなく、SCRF5に貯蔵できるアンモニアの最大貯蔵量は、SCRF5の温度(触媒温度)によって変化する。触媒温度が急激に下がった場合や、SCRF5にアンモニア(尿素水)が過剰供給された場合には、SCRF5からアンモニアが放出されるアンモニアスリップという現象が発生する。そのため、SCRF5の下流の排気通路には、SCRF5から放出されたアンモニアを浄化するための酸化触媒が設けられることがある。
In addition, SCRF5 cannot store ammonia inexhaustably, and the maximum amount of ammonia that can be stored in SCRF5 varies depending on the temperature (catalyst temperature) of SCRF5. When the catalyst temperature rapidly decreases or when ammonia (urea water) is excessively supplied to the
酸化触媒4とSCRF5の間の排気通路31は、排気ガスを旋回流で通過させる、つまり旋回流を生じさせる旋回流型通路に構成されている。以下では、旋回流型通路をスパイラルミキサーという。スパイラルミキサー31の長さ、つまり酸化触媒4とSCRF5の間の長さは、例えば50mm〜100mm程度となっている。スパイラルミキサー31は、添加された尿素水を排気ガス中に分散させて、尿素水と排気ガスとの混じりを良くするための通路である。そのスパイラルミキサー31は、該スパイラルミキサー31の外周壁を構成する円筒状の外筒311と、その外筒311の中心軸線L1(ボス312の軸線と同じ)上に配置されてその中心軸線L1の方向に伸びた棒状のボス312(軸部)と、外筒311及びボス312に溶接接続されてボス312の外周に沿ってスパイラル状(らせん状)に形成された旋回流板313とを備えている。
The
さらに、スパイラルミキサー31は、ボス312の上流側の先端に溶接等で固定された拡散板314を備えている。その拡散板314は、本発明の「拡散部」に相当し、貫通孔41を通過した尿素水7をスパイラルミキサー31の半径方向(中心軸線L1に交差する方向)に拡散させるための板である。拡散板314は、例えば底面がボス312の先端に接続し、先端が貫通孔41の方に向いた円錐状に形成されている。拡散板314の先端の角度(円錐の角度)は例えば90度となっているが、それ以外の角度でも良い。ただし、その角度が大きすぎたり、小さすぎたりすると、尿素水を半径方向に拡散させにくくなる。
Further, the
なお、拡散板314は、外筒311の方に斜めに向いた面を有していれば円錐状以外の形状でも良く、例えば、半円状、球状、凸レンズ状でも良い。また、拡散板314に代えて、ボス312の先端を拡散板314の形状のように加工しても良い。
Note that the
酸化触媒4の上流の排気通路3には、排気通路3に尿素水を添加する添加弁6が配置されている。具体的には、添加弁6は、貫通孔41と同軸線上、つまり図1の貫通孔41の軸線L2上(外筒311の中心軸線L1上でもある)にて、貫通孔41に向けて尿素水7を添加(噴射)するように配置されている。そのために、酸化触媒4の上流の排気通路3は、貫通孔41に対向する通路壁32を有するように曲がっている。その通路壁32の貫通孔41に対向する部分には開口が形成されており、その開口には添加弁6を装着するための筒状部62が取り付けられている。添加弁6はその筒状部62に装着されている。
An
添加弁6は、ガソリンエンジンの筒内、または吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)と同様の構造を有している。すなわち、添加弁6は、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、尿素水を流通させる尿素水通路やノズル61(先端噴出口)を開閉するためのニードルを有する弁本部とを備えた電磁式開閉弁として構成されている。そして、電磁ソレノイドが通電されると、その通電に伴いニードルが開弁方向に移動し、そのニードルの移動に伴いノズル61から尿素水が噴射される。
The
なお、排気浄化システム1には、尿素水を貯蔵する尿素水タンク(図示外)、尿素水タンクと添加弁6の間を繋ぐ配管(図示外)、尿素水タンクから尿素水を汲み上げて配管を通じて添加弁6側に吐出するポンプ(図示外)、配管内の尿素水の圧力を所定圧力となるように調整するレギュレータ(図示外)、添加弁6を駆動制御する制御回路(図示外)等が設けられている。その制御回路は、添加弁6を間欠駆動して、エンジン2の運転状態に応じた尿素水量、言い換えるとエンジン2から排出されるNOx量に応じた尿素水量を添加弁6で噴射させる。
The
以上が排気浄化システム1の構成である。次に、排気浄化システム1の作用を説明する。添加弁6から尿素水の噴霧7(以下、単に尿素水という)が添加されると、その尿素水7の大部分は貫通孔41を通過して、スパイラルミキサー31に到達する。上述したように貫通孔41の内壁411には触媒成分が被覆されていないでの、尿素水7は貫通孔41を通過する際に酸化されない。
The above is the configuration of the
貫通孔41を通過した尿素水7は、貫通孔41に対向した位置に配置された拡散板314に衝突する。拡散板314は例えば円錐状に形成されているので、拡散板314に衝突した尿素水7は、スパイラルミキサー31の半径方向に拡散する。ここで、図2は、図1のII−II線(スパイラルミキサー31の入口領域において軸線L1に直交する線)で排気通路3を切ったときの断面図である。図1、図2には、外筒311の方に拡散する尿素水71及び旋回流板313の方(拡散板314に斜め後方)に拡散する尿素水72を図示している。このように、尿素水71、72が外筒311や旋回流板313の広い面積に満遍なく散らばることになる。
The
広い範囲に散らばった尿素水及び排気ガスは、旋回流板313に囲まれたスパイラル状の通路を通過し、旋回流となってSCRF5の上流側表面に到達する。なお、尿素水は、SCRF5の内部で又はSCRF5に到達する前に、加水分解によりアンモニア(NH3)に変換される。そして、SCRF5にて、アンモニアとNOxとが反応して、NOxが還元浄化される。
The urea water and the exhaust gas scattered in a wide range pass through the spiral passage surrounded by the
以上説明したように、本実施形態によれば、添加弁6を酸化触媒4の上流に配置して、貫通孔41を通過した尿素水を拡散板314で半径方向に拡散させているので、添加弁6(ノズル61)からSCRF5までの尿素水の分散距離をかせぐことができ、スパイラルミキサー31の通路壁(旋回流板313、外筒311等)に尿素水が滞留してしまうのを防止できる。よって、SCRF5への尿素水(アンモニア)の供給精度を向上でき、その結果として尿素水の過剰供給によるアンモニアスリップも防止できる。また、拡散板314がボス312の先端に配置されているので、その拡散板314を容易にスパイラルミキサー31内に取り付けることができる。言い換えると、拡散板314を有したスパイラルミキサー31を容易に製造できる。また、拡散板314は、スパイラルミキサー31の中心軸線L1(ボス312の軸線と同じ)上に配置されているので、尿素水を外筒311の全周方向に拡散させることができ、その結果、尿素水の微粒化を促進できる。
As described above, according to the present embodiment, the
(変形例1)
以下、本実施形態の排気浄化システムの変形例を説明する。図3は、変形例1に係る排気浄化システム11を示している。図3において、図1と同一の構成には同一の符号を付している。なお、図3では、エンジン2(図1参照)の図示を省略している。図3の排気浄化システム11では、隔壁81を備えている点で図1の排気浄化システム1と異なっており、それ以外は排気浄化システム1と同じである。
(Modification 1)
Hereinafter, modifications of the exhaust purification system of the present embodiment will be described. FIG. 3 shows an
隔壁81は、貫通孔41の断面と同等の断面を有した、真っ直ぐに伸びた筒状部材であり、図3に示すように、酸化触媒4と添加弁6との間の排気通路33に配置される。詳細には、隔壁81は、排気通路33において、隔壁81の一方の端部811が貫通孔41の上流側の端部と合わさる形で、配置されている。なお、隔壁81は、酸化触媒4の上流側表面に取り付けられたとしても良いし、排気通路33の通路壁に取付用部材(図示外)を介して取り付けられたとしても良い。
The
また、隔壁81の他方の端部812と添加弁6との間に隙間100が形成されるように、隔壁81の長さが設定されている。その隙間100は、例えば、排気ガスが酸化触媒4(酸化触媒4の貫通孔41以外の部分)を通過する際の圧損と、貫通孔41を通過する際の圧損とが同レベルとなるように、調整されている。
The length of the
この変形例1によれば、上記実施形態と同様の効果が得られるとともに、貫通孔41と添加弁6との間に隔壁81が設けられているので、排気ガスが大量に貫通孔41に流れ込んでしまうのを規制できる。よって、貫通孔41を形成したことにより、排気ガス中のHCやCOの浄化が低下してしまうのを防止できる。また、隔壁81の存在により、添加弁6から添加された尿素水を効果的に貫通孔41に到達させることができる(尿素水が酸化触媒4の貫通孔41以外の部分に到達してしまうのを抑制できる)。さらに、隙間100が形成されており、隔壁81の内部にはある程度の量の排気ガスが流れるので、その排気ガスにより隔壁81に付着した尿素水を取り除くことができる。よって、隔壁81に尿素がデポジット化するのを防止できる。
According to the first modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained, and the
(変形例2)
図4は、変形例2に係る排気浄化システム12を示している。図4において、図1と同一の構成には同一の符号を付している。なお、図4では、エンジン2(図1参照)の図示を省略している。図4の排気浄化システム12では、尿素水をスパイラルミキサー31の半径方向に拡散させる拡散板315が、ボス312の先端以外の部分に取り付けられている。具体的には、拡散板315は、最上流の旋回流板313の外周313a(半径方向における端部)に取り付けられている。言い換えると、拡散板315は、ボス312の軸線L1(スパイラルミキサー31の中心軸線)から半径方向にずれた位置、つまり外筒311側に寄った位置に取り付けられている。
(Modification 2)
FIG. 4 shows an
ここで、図5は、図4のV−V線(スパイラルミキサー31の入口領域において軸線L1に直交する線)で排気通路30を切ったときの断面図である。図5では、後述する貫通孔42を通過した尿素水が拡散板315に衝突した後、外筒311の方向(半径方向)に拡散する様子を示しており、半径方向に拡散する尿素水を符号「73」で図示している。図5に示すように、拡散板315は、尿素水73が半径方向に拡散するように、外筒311の方(拡散板315が配置された側以外の外筒311の方)に斜めに向いた複数の面を有している。なお、拡散板315は、外筒311の方に斜めに向いた面を有していればどのような形状でも良い。
Here, FIG. 5 is a cross-sectional view when the
酸化触媒4には、添加弁6から添加された尿素水7が通過する貫通孔42が形成されている。その貫通孔42は、拡散板315に対向した位置、つまり酸化触媒4の外周側(外周に寄った位置)に形成されている。貫通孔42の形状は、図1の貫通孔41の形状と同様である。
The
添加弁6は、酸化触媒4の上流の排気通路331において、貫通孔42と同軸線上に配置されている。すなわち、添加弁6は、排気通路331の外周側に配置されている。添加弁6を貫通孔42と同軸線上に配置するために、排気通路331は、排気ガスが流れる方向に対して略直角の、貫通孔42に対向した通路壁34を有する。添加弁6はその通路壁34に配置されている。
The
また、変形例1(図3)と同様に、貫通孔42と添加弁6との間には、貫通孔42に大量の排気ガスが流れ込むのを規制する筒状の隔壁82が配置されている。
Further, similarly to the first modification (FIG. 3), a
この変形例2によれば、上記実施形態と同様の効果が得られるとともに、貫通孔42、隔壁82、添加弁6が排気通路30の外周側に寄っているので、排気ガスを下流側に流しやすくできる。
According to the second modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained, and the through
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、スパイラルミキサーのボスが、排気通路の中心軸線と同軸線上に配置された例を説明したが、その中心軸線からずれた位置にボスを配置しても良い。この場合、酸化触媒の貫通孔や添加弁も中心軸線からずれた位置に配置されることになる。また、SCR触媒の上流に、酸化触媒付のDPF(Diesel Particulate Filter)を配置した排気浄化システムに本発明を適用しても良い。この場合、酸化触媒付のDPFに貫通孔を形成することになる。また、本発明は、拡散板が設けられていない構成を排除する趣旨ではない。拡散板が設けられていない場合であっても、添加弁は酸化触媒の上流に設けられているので、添加された尿素水の分散距離をかせぐことができ、スパイラルミキサーの通路壁に尿素水が滞留してしまうのを抑制できる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible to the limit which does not deviate from description of a claim. For example, in the above-described embodiment, the example in which the boss of the spiral mixer is disposed on the same axis as the central axis of the exhaust passage has been described. However, the boss may be disposed at a position shifted from the central axis. In this case, the through hole of the oxidation catalyst and the addition valve are also arranged at positions shifted from the central axis. Further, the present invention may be applied to an exhaust purification system in which a DPF (Diesel Particulate Filter) with an oxidation catalyst is disposed upstream of the SCR catalyst. In this case, a through hole is formed in the DPF with an oxidation catalyst. Further, the present invention is not intended to exclude a configuration in which a diffusion plate is not provided. Even if the diffusion plate is not provided, the addition valve is provided upstream of the oxidation catalyst, so that the dispersion distance of the added urea water can be increased, and urea water is added to the passage wall of the spiral mixer. It can suppress staying.
1、11、12 排気浄化システム(排気ガス浄化装置)
2 ディーゼルエンジン(内燃機関)
3、30 排気通路
31 スパイラルミキサー(旋回流型通路)
4 酸化触媒
41、42 貫通孔
5 SCRF(還元触媒)
6 添加弁
1, 11, 12 Exhaust gas purification system (exhaust gas purification device)
2 Diesel engine (internal combustion engine)
3, 30
4
6 Additive valve
Claims (8)
前記還元触媒の上流の前記排気通路に配置された酸化触媒(4)と、
前記還元触媒と前記酸化触媒の間の前記排気通路であって、旋回流で排気ガスが通過するように構成された旋回流型通路(31)と、
前記還元触媒で還元反応を行わせるための還元剤を前記排気通路に添加する添加弁(6)とを備え、
前記添加弁は、前記酸化触媒の上流に配置され、
前記酸化触媒には、前記添加弁から添加された還元剤を前記旋回流型通路まで通過させる貫通孔(41、42)が形成されたことを特徴とする排気ガス浄化装置(1、11、12)。 A reduction catalyst (5) disposed in the exhaust passage (3, 30) of the internal combustion engine (2);
An oxidation catalyst (4) disposed in the exhaust passage upstream of the reduction catalyst;
A swirl flow path (31) configured to allow the exhaust gas to pass through in a swirl flow, between the reduction catalyst and the oxidation catalyst;
An addition valve (6) for adding a reducing agent for causing a reduction reaction with the reduction catalyst to the exhaust passage;
The addition valve is disposed upstream of the oxidation catalyst;
Exhaust gas purifiers (1, 11, 12) characterized in that the oxidation catalyst is formed with through holes (41, 42) through which the reducing agent added from the addition valve passes to the swirl flow passage. ).
前記拡散部(314)は、前記軸部の上流側の先端に配置され、
前記貫通孔(41)は、前記軸部と同軸線上に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の排気ガス浄化装置(1、11)。 The swirl flow passage includes a shaft portion (312) whose axial direction is the direction in which the outer peripheral wall of the swirl flow passage extends, and a spiral swirl flow plate (313) attached to the shaft portion. ,
The diffusion part (314) is disposed at the tip on the upstream side of the shaft part,
The exhaust gas purification device (1, 11) according to claim 2, wherein the through hole (41) is formed coaxially with the shaft portion.
前記拡散部(315)は、前記貫通孔と同軸線上の、前記旋回流型通路の外周壁(311)に寄った位置に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の排気ガス浄化装置(12)。 The through hole (42) is formed at a position near the outer periphery of the oxidation catalyst,
The exhaust gas purifying device according to claim 2, wherein the diffusing portion (315) is disposed at a position on the same axis as the through hole and close to the outer peripheral wall (311) of the swirling flow passage. (12).
前記還元触媒は、尿素水から生成されたアンモニアで排気ガス中のNOxを還元させる触媒であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気ガス浄化装置。 The reducing agent is urea water;
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 7, wherein the reduction catalyst is a catalyst that reduces NOx in exhaust gas with ammonia generated from urea water.
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