JP2018150851A - Urea scr system of engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a urea SCR system of an engine which can inject urea water by atomizing it while suppressing the lowering of the diffusivity of the urea water, and is reducible in size.SOLUTION: A urea SCR system 20 of an engine has: a urea SCR catalyst 40: an introduction part 30 for introducing the exhaust emission of the engine which has passed a filter 12 into the urea SCR catalyst; and a urea water injector 60 for injecting urea water by atomizing it to a prescribed average spray particle diameter or smaller. The urea SCR system also comprises a vortex flow generation part 70 for generating an exhaust vortex flow by disturbing a flow of the exhaust emission which passes the introduction pipe part in the introduction pipe part, and the urea water injector is arranged so as to inject the urea water into the exhaust emission at a downstream side rather than the vortex flow generation part and at an upstream side rather than the urea SCR catalyst.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジンの尿素ＳＣＲシステムに関する。   The present invention relates to an urea SCR system for an engine.

従来、エンジンから排出された排気中のＮＯｘを尿素水の加水分解によって生成されたアンモニアを用いて低減させる尿素ＳＣＲシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。具体的には、このような尿素ＳＣＲシステムは、尿素ＳＣＲ触媒と、ＰＭ除去用のフィルタを通過したエンジンの排気を尿素ＳＣＲ触媒に導入する導入管部と、この導入管部の排気中に尿素水を噴射する尿素水インジェクタと、を備えている。   Conventionally, a urea SCR system that reduces NOx in exhaust gas discharged from an engine using ammonia generated by hydrolysis of urea water is known (see, for example, Patent Document 1). Specifically, such a urea SCR system includes a urea SCR catalyst, an introduction pipe portion that introduces engine exhaust gas that has passed through a PM removal filter into the urea SCR catalyst, and urea in the exhaust gas of the introduction pipe portion. A urea water injector for injecting water.

特開２０１０−２４８９６号公報JP 2010-24896 A

ところで、近年、尿素水を所定の平均噴霧粒径（例えば５０μｍ）以下にまで微粒化して噴射できる尿素水インジェクタが開発されてきている。このような尿素水インジェクタを用いて、尿素水を微粒化して噴射すれば、噴射された尿素水の気化に必要な距離（すなわち、尿素水インジェクタから尿素ＳＣＲ触媒までの距離）を短縮させることができるので、尿素ＳＣＲシステムの小型化が期待できる。   Incidentally, in recent years, urea water injectors have been developed that can atomize urea water to a predetermined average spray particle size (for example, 50 μm) or less and inject it. If the urea water is atomized and injected using such a urea water injector, the distance necessary for vaporizing the injected urea water (that is, the distance from the urea water injector to the urea SCR catalyst) can be shortened. Therefore, the urea SCR system can be expected to be downsized.

しかしながら、上述したような従来の尿素ＳＣＲシステムにおいて、尿素水インジェクタが尿素水を微粒化して噴射した場合、個々の噴霧粒子の質量が小さくなる結果、噴霧粒子の慣性力が低下してしまい、噴霧粒子が排気の流れに乗ることが困難になるおそれがある。この結果、尿素水インジェクタから噴射された尿素水の拡散性が低下して、尿素ＳＣＲシステムによるＮＯｘの浄化率が低下するおそれがある。   However, in the conventional urea SCR system as described above, when the urea water injector atomizes and injects the urea water, the mass of each spray particle is reduced, resulting in a decrease in the inertial force of the spray particle, and the spraying. Particles can be difficult to get on the exhaust stream. As a result, the diffusibility of the urea water injected from the urea water injector is lowered, and the NOx purification rate by the urea SCR system may be reduced.

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、尿素水の拡散性の低下を抑制しつつ尿素水を微粒化して噴射することができ、以って、尿素ＳＣＲシステムの小型化を図ることができるエンジンの尿素ＳＣＲシステムを提供することである。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to atomize the urea water while suppressing a decrease in the diffusibility of the urea water, and to thereby inject the urea SCR system. It is an object to provide a urea SCR system for an engine that can be downsized.

上記目的を達成するため、本発明に係るエンジンの尿素ＳＣＲシステムは、尿素ＳＣＲ触媒と、フィルタを通過したエンジンの排気を前記尿素ＳＣＲ触媒に導入させる導入管部と、尿素水を所定の平均噴霧粒径以下にまで微粒化して噴射する尿素水インジェクタと、を有する尿素ＳＣＲシステムにおいて、前記導入管部の内部に、前記導入管部を通過する排気の流れを乱して排気渦流を発生させる渦流発生部を備え、前記尿素水インジェクタは、前記渦流発生部よりも下流側且つ前記尿素ＳＣＲ触媒よりも上流側の排気中に尿素水を噴射するように配置されている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an urea SCR system for an engine according to the present invention includes a urea SCR catalyst, an introduction pipe portion for introducing exhaust gas of the engine that has passed through a filter into the urea SCR catalyst, and a predetermined average spray of urea water. In a urea SCR system having a urea water injector that sprays atomized to a particle size or less, an eddy current that generates an exhaust vortex by disturbing the flow of exhaust gas that passes through the introduction pipe section inside the introduction pipe section The urea water injector is provided with a generator, and is arranged to inject urea water into the exhaust gas downstream of the vortex generator and upstream of the urea SCR catalyst.

本発明によれば、上記の渦流発生部を備えており、また、尿素水インジェクタが渦流発生部よりも下流側且つ尿素ＳＣＲ触媒よりも上流側の排気中に尿素水を微粒化して噴射することから、微粒化されて噴射された尿素水を排気渦流に乗せて、撹拌させることができる。これにより、尿素水の拡散性の低下を抑制することができる。すなわち、本発明によれば、尿素水の拡散性の低下を抑制しつつ尿素水を微粒化して噴射することができる。こ
の結果、尿素ＳＣＲシステムの小型化を図ることができる。 According to the present invention, the vortex generator is provided, and the urea water injector atomizes urea water into the exhaust gas downstream of the vortex generator and upstream of the urea SCR catalyst. Therefore, the urea water atomized and sprayed can be put on the exhaust vortex and stirred. Thereby, the fall of the diffusibility of urea water can be suppressed. That is, according to the present invention, urea water can be atomized and injected while suppressing a decrease in diffusibility of urea water. As a result, the urea SCR system can be downsized.

実施形態に係る排気浄化システムの構成を模式的に示す構成図である。It is a lineblock diagram showing typically the composition of the exhaust gas purification system concerning an embodiment. 尿素ＳＣＲシステムの構成を説明するための模式的な正面図である。It is a typical front view for demonstrating the structure of a urea SCR system. 図３（ａ）は尿素ＳＣＲシステムの構成を説明するための模式的な平面図である。図３（ｂ）は図２のＡ−Ａ線で切断した尿素ＳＣＲシステムの模式的断面図である。FIG. 3A is a schematic plan view for explaining the configuration of the urea SCR system. FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the urea SCR system cut along line AA in FIG. 図４（ａ）は渦流発生部の拡大図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面の模式図である。FIG. 4A is an enlarged view of a vortex generator. FIG. 4B is a schematic diagram of a cross section taken along line B-B in FIG. 図５は図３（ｂ）をベースとして排気の流れの様子を模式的に図示した図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of the exhaust flow based on FIG. 図６（ａ）は実施形態の変形例に係る尿素ＳＣＲシステムを説明するための模式図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のバッフルプレートの拡大断面図である。FIG. 6A is a schematic diagram for explaining a urea SCR system according to a modification of the embodiment. FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view of the baffle plate of FIG.

以下、本発明の実施形態に係るエンジンの尿素ＳＣＲシステム２０（以下、尿素ＳＣＲシステム２０と略称する）について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように模式的に図示されており、各部材の厚みや幅、長さ等の比率は必ずしも実際の製品の比率と一致しているとは限らない。   Hereinafter, an urea SCR system 20 (hereinafter, abbreviated as a urea SCR system 20) of an engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, regarding the drawings, the configuration is schematically illustrated so as to be easily understood, and the ratios of the thickness, width, length, and the like of each member do not necessarily coincide with the ratios of actual products.

図１は、本実施形態に係る尿素ＳＣＲシステム２０を有する排気浄化システム１の構成を模式的に示す構成図である。なお、図１には、参考用として、右手系のＸ−Ｙ−Ｚの直交座標が図示されている。排気浄化システム１は、エンジン（図示せず）の排気通路１００に配置されており、フィルタシステム１０と、フィルタシステム１０よりも排気（Ｇ）の流動方向で下流側に配置された尿素ＳＣＲシステム２０とを備えている。なお、本実施形態においては、エンジンの一例として、ディーゼルエンジンを用いている。   FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an exhaust purification system 1 having a urea SCR system 20 according to the present embodiment. In FIG. 1, right-handed XYZ orthogonal coordinates are shown for reference. The exhaust purification system 1 is disposed in an exhaust passage 100 of an engine (not shown), and includes a filter system 10 and a urea SCR system 20 disposed downstream of the filter system 10 in the flow direction of exhaust gas (G). And. In the present embodiment, a diesel engine is used as an example of the engine.

フィルタシステム１０は、酸化触媒１１と、酸化触媒１１よりも下流側に配置されたフィルタ１２とを備えている。酸化触媒１１は、排気が通過可能な担持体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒が担持された構成を有している。酸化触媒１１は、その貴金属触媒の酸化触媒作用によって、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に変化させる酸化反応を促進させる。排気温度が所定温度以上になった場合、この酸化触媒１１において生成された二酸化窒素によって、フィルタ１２のＰＭを燃焼させて、二酸化炭素（ＣＯ２）として排出させることができる。 The filter system 10 includes an oxidation catalyst 11 and a filter 12 disposed on the downstream side of the oxidation catalyst 11. The oxidation catalyst 11 has a configuration in which a noble metal catalyst such as platinum (Pt) or palladium (Pd) is supported on a carrier through which exhaust can pass. The oxidation catalyst 11 promotes an oxidation reaction that changes nitrogen monoxide (NO) in the exhaust gas to nitrogen dioxide (NO 2 ) by the oxidation catalytic action of the noble metal catalyst. When the exhaust gas temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature, the PM of the filter 12 can be burned by the nitrogen dioxide generated in the oxidation catalyst 11 and discharged as carbon dioxide (CO 2 ).

フィルタ１２は、排気に含まれるＰＭを捕集することで除去するＰＭ除去用のフィルタである。このような機能を有するものであれば、フィルタ１２の具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においてはフィルタ１２の一例として、ウォールフロータイプのディーゼルパティキュレートフィルタを用いている。   The filter 12 is a PM removal filter that removes PM contained in exhaust gas by collecting it. The specific type of the filter 12 is not particularly limited as long as it has such a function, but in this embodiment, a wall flow type diesel particulate filter is used as an example of the filter 12. Yes.

図２は、尿素ＳＣＲシステム２０の構成を説明するための模式的な正面図である。図３（ａ）は、尿素ＳＣＲシステム２０の構成を説明するための模式的な平面図であり、図３（ｂ）は、図２のＡ−Ａ線で切断した尿素ＳＣＲシステム２０の模式的断面図である。なお、これらの図において、尿素ＳＣＲシステム２０の内部構造が透視された状態で図示されている。   FIG. 2 is a schematic front view for explaining the configuration of the urea SCR system 20. FIG. 3A is a schematic plan view for explaining the configuration of the urea SCR system 20, and FIG. 3B is a schematic view of the urea SCR system 20 cut along line AA in FIG. It is sectional drawing. In these drawings, the internal structure of the urea SCR system 20 is shown in a transparent state.

尿素ＳＣＲシステム２０は、導入管部３０、尿素ＳＣＲ触媒４０、アンモニアスリップ触媒５０、尿素水インジェクタ６０、及び渦流発生部７０を備えている。   The urea SCR system 20 includes an introduction pipe section 30, a urea SCR catalyst 40, an ammonia slip catalyst 50, a urea water injector 60, and a vortex generator 70.

導入管部３０は、フィルタ１２を通過したエンジンの排気を尿素ＳＣＲ触媒４０に導入させる排気通路１００の一部分である。導入管部３０は、クランク状に屈曲した屈曲部３１を、渦流発生部７０よりも上流側の部分に有している。具体的には屈曲部３１は、Ｘ方向に対して直角に屈曲して−Ｚ方向に所定距離延在した後に、直角に屈曲してＸ方向に延在するクランク形状になっている。また、屈曲部３１は、このようにクランク状に屈曲するに際して、角部が円弧状になるように屈曲している。また、導入管部３０は、渦流発生部７０が配置されている箇所が、導入管部３０における渦流発生部７０よりも上流側の部分に比較して拡径した形状になっている。   The introduction pipe part 30 is a part of the exhaust passage 100 that introduces the exhaust of the engine that has passed through the filter 12 into the urea SCR catalyst 40. The introduction pipe portion 30 has a bent portion 31 bent in a crank shape at a portion upstream of the eddy current generating portion 70. Specifically, the bent portion 31 has a crank shape that bends at a right angle to the X direction and extends a predetermined distance in the −Z direction, and then bends at a right angle and extends in the X direction. Further, when the bent portion 31 is bent in the crank shape in this way, the bent portion 31 is bent so that the corner portion has an arc shape. In addition, the introduction pipe part 30 has a shape where the diameter of the portion where the eddy current generation part 70 is arranged is larger than the upstream part of the introduction pipe part 30 relative to the eddy current generation part 70.

すなわち、本実施形態に係る導入管部３０は、Ｘ方向に所定距離延在した後に、屈曲部３１で直角に屈曲して−Ｚ方向に所定距離延在し、次いで、拡径しながら直角に屈曲してＸ方向に延在して導入管部３０の内径が尿素ＳＣＲ触媒４０の外径の大きさになり、尿素ＳＣＲ触媒４０の外側を覆う排気通路１００の部分に接続している。但し、導入管部３０の構成は、その内部に渦流発生部７０を配置することができるものであればよく、その具体的な構成は上述した内容に限定されるものではない。   That is, the introduction tube portion 30 according to the present embodiment extends a predetermined distance in the X direction, then bends at a right angle at the bending portion 31 and extends a predetermined distance in the −Z direction, and then extends at a right angle while expanding the diameter. It bends and extends in the X direction so that the inner diameter of the introduction pipe portion 30 becomes the outer diameter of the urea SCR catalyst 40 and is connected to the portion of the exhaust passage 100 that covers the outside of the urea SCR catalyst 40. However, the configuration of the introduction pipe section 30 may be any structure as long as the eddy current generating section 70 can be disposed therein, and the specific configuration is not limited to the above-described content.

尿素ＳＣＲ触媒４０は、尿素水が加水分解することで生成されたアンモニア（ＮＨ３）を用いて排気中のＮＯｘを選択的に還元する触媒である。尿素ＳＣＲ触媒４０の具体的な種類は特に限定されるものではなく、例えば、バナジウム、モリブデン、タングステン、ゼオライト等の、公知の尿素ＳＣＲ触媒を用いることができる。 The urea SCR catalyst 40 is a catalyst that selectively reduces NOx in the exhaust gas using ammonia (NH 3 ) generated by hydrolysis of urea water. The specific type of the urea SCR catalyst 40 is not particularly limited, and for example, a known urea SCR catalyst such as vanadium, molybdenum, tungsten, or zeolite can be used.

アンモニアスリップ触媒５０は、尿素ＳＣＲ触媒４０よりも下流側に配置されている。アンモニアスリップ触媒５０は、尿素ＳＣＲ触媒４０を通過したアンモニアを酸化するための酸化触媒である。   The ammonia slip catalyst 50 is disposed on the downstream side of the urea SCR catalyst 40. The ammonia slip catalyst 50 is an oxidation catalyst for oxidizing ammonia that has passed through the urea SCR catalyst 40.

尿素水インジェクタ６０は、尿素水（Ｕ）を所定の平均噴霧粒径以下にまで微粒化して噴射するインジェクタである。本実施形態においては、この平均噴霧粒径の一例として、５０μｍを用いる。すなわち、本実施形態に係る尿素水インジェクタ６０は、尿素水を５０μｍ以下の平均噴霧粒径にまで微粒化して噴射する尿素水インジェクタである。より具体的には、本実施形態においては、尿素水インジェクタ６０の一例として、尿素水を３０μｍ以下の平均噴霧粒径にまで微粒化して噴射できるものを用いている。なお、この尿素水インジェクタ６０は、例えば市販されているものを用いることができる。このため、この尿素水インジェクタ６０の詳細な説明は省略する。また、尿素水インジェクタ６０の動作は、マイクロコンピュータを備える制御装置（図示せず）によって制御されている。   The urea water injector 60 is an injector that atomizes and sprays urea water (U) to a predetermined average spray particle size or less. In the present embodiment, 50 μm is used as an example of the average spray particle size. That is, the urea water injector 60 according to the present embodiment is a urea water injector that atomizes urea water to an average spray particle size of 50 μm or less and injects it. More specifically, in this embodiment, as an example of the urea water injector 60, a urea water that can be atomized to an average spray particle size of 30 μm or less and injected can be used. For example, a commercially available urea water injector 60 can be used. For this reason, the detailed description of the urea water injector 60 is omitted. The operation of the urea water injector 60 is controlled by a control device (not shown) including a microcomputer.

尿素水インジェクタ６０は、渦流発生部７０よりも下流側、且つ尿素ＳＣＲ触媒４０よりも上流側の排気中に尿素水を噴射するように、導入管部３０に配置されている。具体的には、本実施形態に係る尿素水インジェクタ６０は、渦流発生部７０の導入管部３０への接続箇所の直下の部分に配置されており、ここから尿素ＳＣＲ触媒４０の上流側端面に向けて尿素水を噴射している。   The urea water injector 60 is arranged in the introduction pipe section 30 so as to inject urea water into the exhaust gas downstream of the vortex generator 70 and upstream of the urea SCR catalyst 40. Specifically, the urea water injector 60 according to the present embodiment is disposed at a portion immediately below the connection portion of the vortex generator 70 to the introduction pipe section 30, and from here to the upstream end face of the urea SCR catalyst 40. The urea water is sprayed toward.

この尿素水インジェクタ６０から噴射された尿素水の噴霧粒子は、排気中で気化して加水分解される。この結果、アンモニアが生成される。このアンモニアは尿素ＳＣＲ触媒４０の触媒作用の下で排気中のＮＯｘを還元させる。この結果、窒素及び水が生成される。このようにして、尿素ＳＣＲシステム２０は、尿素水を用いて排気中のＮＯｘの低減を図っている。   The spray particles of urea water injected from the urea water injector 60 are vaporized and hydrolyzed in the exhaust gas. As a result, ammonia is generated. This ammonia reduces NOx in the exhaust under the catalytic action of the urea SCR catalyst 40. As a result, nitrogen and water are generated. In this way, the urea SCR system 20 uses the urea water to reduce NOx in the exhaust gas.

渦流発生部７０は、導入管部３０の内部において、屈曲部３１よりも下流側、且つ、尿素ＳＣＲ触媒４０及び尿素水インジェクタ６０よりも上流側の部分に配置されている。渦流発生部７０は、導入管部３０を通過する排気の流れを乱して、排気渦流（Ｇｓ）を発生
させる部材である。なお、本実施形態に係る渦流発生部７０は、その−Ｚ方向側の端部が導入管部３０の内壁面に接続されるようにして、導入管部３０の内部に配置されている。また、渦流発生部７０の外周縁と導入管部３０の内壁面との間には、渦流発生部７０の外縁部を排気が通過して尿素ＳＣＲ触媒４０へ向けて流動するのに必要な空間が確保されている。 The vortex generator 70 is disposed in the introduction pipe 30 at a portion downstream of the bent portion 31 and upstream of the urea SCR catalyst 40 and the urea water injector 60. The vortex generator 70 is a member that disturbs the flow of the exhaust gas that passes through the introduction pipe 30 and generates an exhaust vortex (Gs). Note that the vortex generator 70 according to the present embodiment is disposed inside the introduction pipe 30 such that the end on the −Z direction side is connected to the inner wall surface of the introduction pipe 30. Further, a space necessary for exhaust to pass through the outer edge of the vortex generator 70 and flow toward the urea SCR catalyst 40 between the outer peripheral edge of the vortex generator 70 and the inner wall surface of the introduction pipe 30. Is secured.

図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図５は、渦流発生部７０の構成を詳細に説明するための模式図である。具体的には図４（ａ）は、図３（ｂ）の渦流発生部７０を拡大して図示しており、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面を模式的に図示しており、図５は、図３（ｂ）をベースとして排気の流れの様子を模式的に図示している。   FIGS. 4A, 4 </ b> B, and 5 are schematic views for explaining the configuration of the eddy current generating unit 70 in detail. Specifically, FIG. 4A is an enlarged view of the eddy current generating unit 70 of FIG. 3B, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view taken along line BB of FIG. 4A. FIG. 5 schematically shows the flow of exhaust gas based on FIG. 3B.

渦流発生部７０は、上述したような排気の渦流を発生できる機能を有するものであれば、その具体的な形状は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として、稜線７１を挟んで一方の側に傾斜した第１傾斜板７２と他方の側に傾斜した第２傾斜板７３とを有する山型のルーフ形状を有している（図４参照）。また渦流発生部７０は、第１傾斜板７２と第２傾斜板７３との間隔が排気流動方向で下流側に向かうほど拡大するような配置態様で、導入管部３０に配置されている。   The specific shape of the eddy current generation unit 70 is not particularly limited as long as it has a function capable of generating the exhaust eddy current as described above. However, in the present embodiment, as an example, the ridge 71 It has a mountain-shaped roof shape having a first inclined plate 72 inclined on one side and a second inclined plate 73 inclined on the other side (see FIG. 4). Further, the vortex generator 70 is arranged in the introduction pipe section 30 in such an arrangement manner that the distance between the first inclined plate 72 and the second inclined plate 73 increases toward the downstream side in the exhaust flow direction.

これにより、渦流発生部７０は、図４（ｂ）及び図５に示すように、導入管部３０を通過する排気（Ｇ）を第１傾斜板７２及び第２傾斜板７３に沿って流動させることで、排気の流れを乱して排気渦流（Ｇｓ）を発生させている。尿素水インジェクタ６０から微粒化されて噴射された尿素水（Ｕ）は、この排気渦流（Ｇｓ）に乗って撹拌されながら下流側に流動して、尿素ＳＣＲ触媒４０に供給される。   As a result, the vortex generator 70 causes the exhaust gas (G) passing through the introduction pipe 30 to flow along the first inclined plate 72 and the second inclined plate 73 as shown in FIGS. 4B and 5. Thus, the exhaust flow is disturbed to generate an exhaust vortex (Gs). The urea water (U) atomized and injected from the urea water injector 60 flows downstream while being agitated on the exhaust vortex (Gs) and supplied to the urea SCR catalyst 40.

続いて、本実施形態に係る尿素ＳＣＲシステム２０の作用効果について説明する。まず、本実施形態によれば、渦流発生部７０を備えており、また、尿素水インジェクタ６０が渦流発生部７０よりも下流側且つ尿素ＳＣＲ触媒４０よりも上流側の排気中に尿素水（Ｕ）を微粒化して噴射することから、微粒化されて噴射された尿素水を排気渦流（Ｇｓ）に乗せて、撹拌させて拡散させることができる。すなわち、本実施形態によれば、尿素水の拡散性の低下を抑制しつつ尿素水を微粒化して噴射することができる。   Then, the effect of the urea SCR system 20 which concerns on this embodiment is demonstrated. First, according to the present embodiment, the vortex generator 70 is provided, and the urea water injector 60 is disposed in the exhaust gas downstream of the vortex generator 70 and upstream of the urea SCR catalyst 40. ) Is atomized and sprayed, the atomized urea water sprayed can be put on the exhaust vortex (Gs), and stirred and diffused. That is, according to this embodiment, urea water can be atomized and injected while suppressing a decrease in diffusibility of urea water.

このように尿素水を微粒化して噴射することによって、噴射された尿素水の気化に必要な距離を短縮させることができるので、尿素水インジェクタ６０から尿素ＳＣＲ触媒４０までの距離を短縮させて、尿素ＳＣＲシステム２０の小型化を図ることができる。すなわち、本実施形態によれば、尿素水を微粒化して噴射する尿素水インジェクタ６０と渦流発生部７０との組み合わせにより、尿素水の拡散性の低下を抑制しつつ尿素ＳＣＲシステム２０の小型化を図ることができる。   By atomizing the urea water in this way and injecting it, the distance necessary for vaporization of the injected urea water can be shortened, so the distance from the urea water injector 60 to the urea SCR catalyst 40 is shortened, The urea SCR system 20 can be downsized. That is, according to the present embodiment, the urea SCR system 20 can be reduced in size while suppressing a decrease in the diffusibility of the urea water by the combination of the urea water injector 60 that atomizes and sprays the urea water and the vortex generator 70. Can be planned.

また、本実施形態によれば、導入管部３０の渦流発生部７０よりも上流側にクランク状に屈曲した屈曲部３１を有しているので、渦流発生部７０に排気を容易に導入することができる。これにより、渦流発生部７０において排気渦流を容易に発生させることができる。   In addition, according to the present embodiment, since the bent portion 31 is bent in a crank shape on the upstream side of the vortex generating portion 70 of the introduction pipe portion 30, exhaust can be easily introduced into the vortex generating portion 70. Can do. Thereby, an exhaust vortex can be easily generated in the vortex generator 70.

また、本実施形態によれば、上述したように尿素水の拡散性が向上しているので、尿素ＳＣＲ触媒４０によるＮＯｘの浄化率を向上させることができるとともに、尿素水インジェクタ６０から噴射された尿素水が例えば導入管部３０の内壁面に付着して固着することも抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, since the diffusibility of urea water is improved as described above, the NOx purification rate by the urea SCR catalyst 40 can be improved and the urea water injector 60 is injected. For example, urea water can be prevented from adhering to and sticking to the inner wall surface of the introduction pipe portion 30.

ここで、渦流発生部７０の構成として、本実施形態のような山型のルーフ形状の部材（図４参照）ではなく、例えばスキュリュー状のミキサ等を用いることもできる。しかしながら、このようなスクリュー状のミキサを用いた場合、尿素ＳＣＲシステム２０の構造が複雑化するため、尿素ＳＣＲシステム２０の製造コストが大幅に増加してしまう。これに対して、本実施形態によれば、図４で説明したように、渦流発生部７０として、簡素な構成の山型のルーフ形状の部材を用いているので、渦流発生部７０を備えることに伴う製造コストの大幅な増加を抑制することができる。   Here, as a configuration of the vortex generator 70, for example, a sculpture-like mixer may be used instead of the mountain-shaped roof-shaped member (see FIG. 4) as in the present embodiment. However, when such a screw-type mixer is used, the structure of the urea SCR system 20 is complicated, and thus the manufacturing cost of the urea SCR system 20 is greatly increased. On the other hand, according to the present embodiment, as described in FIG. 4, the eddy current generating unit 70 is provided with the eddy current generating unit 70 because the mountain-shaped roof member having a simple configuration is used. A significant increase in manufacturing cost can be suppressed.

また、渦流発生部７０として、スクリュー状のミキサを用いた場合、このミキサによって排気の圧力損失が大幅に増大する可能性がある。これに対して、本実施形態によれば、渦流発生部７０として山型のルーフ形状の部材を用いているので、渦流発生部７０による圧力損失の大幅な増加が抑制されている。   Further, when a screw-like mixer is used as the vortex generator 70, there is a possibility that the pressure loss of the exhaust gas will be greatly increased by this mixer. On the other hand, according to this embodiment, since the mountain-shaped roof-shaped member is used as the eddy current generating part 70, a significant increase in pressure loss due to the eddy current generating part 70 is suppressed.

また、本実施形態によれば、図２で説明したように、導入管部３０の渦流発生部７０が配置されている箇所が導入管部３０における渦流発生部７０よりも上流側の部分に比較して拡径している。この点においても、本実施形態によれば、渦流発生部７０を配置することに伴う圧力損失の増大が抑制されている。   Further, according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 2, the place where the eddy current generating part 70 of the introduction pipe part 30 is arranged is compared with the upstream part of the introduction pipe part 30 from the eddy current generation part 70. The diameter has been expanded. Also in this respect, according to the present embodiment, an increase in pressure loss due to the arrangement of the vortex generator 70 is suppressed.

（実施形態の変形例）
図６（ａ）は、実施形態の変形例に係る尿素ＳＣＲシステム２０ａを説明するための模式図である。本変形例に係る尿素ＳＣＲシステム２０ａは、尿素水インジェクタ６０よりも下流側、且つ尿素ＳＣＲ触媒４０よりも上流側の部分に、バッフルプレート８０をさらに備えている点において、図２に示す尿素ＳＣＲシステム２０と異なっている。尿素ＳＣＲシステム２０ａの他の構成は、尿素ＳＣＲシステム２０と同様であるので、この他の構成の説明は省略する。 (Modification of the embodiment)
Fig.6 (a) is a schematic diagram for demonstrating the urea SCR system 20a which concerns on the modification of embodiment. The urea SCR system 20a according to this modification is further provided with a baffle plate 80 at a portion downstream of the urea water injector 60 and upstream of the urea SCR catalyst 40, as shown in FIG. Different from the system 20. Since the other structure of the urea SCR system 20a is the same as that of the urea SCR system 20, description of this other structure is abbreviate | omitted.

図６（ｂ）は、図６（ａ）のバッフルプレート８０の拡大断面図である。本変形例においては、バッフルプレート８０の一例として、排気が通過する貫通孔８１を複数個有する板部材によって構成された整流板を用いている。また、バッフルプレート８０は、導入管部３０における尿素水インジェクタ６０よりも下流側且つ尿素ＳＣＲ触媒４０よりも上流側の部分に、バッフルプレート８０の外周面が導入管部３０の内壁面に嵌るような配置態様で、導入管部３０の内部に配置されている。またバッフルプレート８０は、その下流側端面が尿素ＳＣＲ触媒４０の上流側端面に平行になるような配置態様で、導入管部３０の内部に配置されている。   FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view of the baffle plate 80 of FIG. In this modification, as an example of the baffle plate 80, a rectifying plate constituted by a plate member having a plurality of through holes 81 through which exhaust passes is used. Further, the baffle plate 80 is fitted to a portion of the introduction pipe portion 30 on the downstream side of the urea water injector 60 and the upstream side of the urea SCR catalyst 40, and the outer peripheral surface of the baffle plate 80 is fitted to the inner wall surface of the introduction pipe portion 30. It is arranged in the inside of the introduction pipe part 30 in a simple arrangement mode. Further, the baffle plate 80 is arranged inside the introduction pipe portion 30 in such an arrangement manner that its downstream end face is parallel to the upstream end face of the urea SCR catalyst 40.

また、バッフルプレート８０の貫通孔８１は、バッフルプレート８０の径方向に複数個配置されている。具体的には、これらの貫通孔８１は、バッフルプレート８０の径方向で中央部から外周縁部にかけて、バッフルプレート８０の全体に形成されている。バッフルプレート８０よりも上流側の排気は、各々の貫通孔８１を通過してバッフルプレート８０よりも下流側に流動して、尿素ＳＣＲ触媒４０に流入する。   A plurality of through holes 81 of the baffle plate 80 are arranged in the radial direction of the baffle plate 80. Specifically, these through holes 81 are formed in the entire baffle plate 80 from the center to the outer peripheral edge in the radial direction of the baffle plate 80. The exhaust on the upstream side of the baffle plate 80 passes through the respective through holes 81, flows downstream of the baffle plate 80, and flows into the urea SCR catalyst 40.

本変形例に係る尿素ＳＣＲシステム２０ａによれば、バッフルプレート８０を備えているので、尿素水（Ｕ）を含んだ排気を尿素ＳＣＲ触媒４０の径方向で中央部から外周縁部にかけて均一に流動させることができる。この結果、尿素ＳＣＲ触媒４０に導入される尿素水の濃度分布及び速度分布を尿素ＳＣＲ触媒４０の径方向で均一化させることができる。   According to the urea SCR system 20a according to this modification, since the baffle plate 80 is provided, the exhaust gas containing urea water (U) flows uniformly from the central portion to the outer peripheral portion in the radial direction of the urea SCR catalyst 40. Can be made. As a result, the concentration distribution and velocity distribution of the urea water introduced into the urea SCR catalyst 40 can be made uniform in the radial direction of the urea SCR catalyst 40.

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.

１ 排気浄化システム
１０ フィルタシステム
１１ 酸化触媒
１２ フィルタ
２０，２０ａ 尿素ＳＣＲシステム
３０ 導入管部
３１ 屈曲部
４０ 尿素ＳＣＲ触媒
５０ アンモニアスリップ触媒
６０ 尿素水インジェクタ
７０ 渦流発生部
７１ 稜線
７２ 第１傾斜板
７３ 第２傾斜板
８０ バッフルプレート
８１ 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust purification system 10 Filter system 11 Oxidation catalyst 12 Filter 20, 20a Urea SCR system 30 Introducing pipe part 31 Bending part 40 Urea SCR catalyst 50 Ammonia slip catalyst 60 Urea water injector 70 Eddy current generating part 71 Edge line 72 First inclined plate 73 First 2 inclined plate 80 baffle plate 81 through hole

Claims (6)

尿素ＳＣＲ触媒と、フィルタを通過したエンジンの排気を前記尿素ＳＣＲ触媒に導入させる導入管部と、尿素水を所定の平均噴霧粒径以下にまで微粒化して噴射する尿素水インジェクタと、を有する尿素ＳＣＲシステムにおいて、
前記導入管部の内部に、前記導入管部を通過する排気の流れを乱して排気渦流を発生させる渦流発生部を備え、
前記尿素水インジェクタは、前記渦流発生部よりも下流側且つ前記尿素ＳＣＲ触媒よりも上流側の排気中に尿素水を噴射するように配置されている、ことを特徴とするエンジンの尿素ＳＣＲシステム。 Urea having a urea SCR catalyst, an introduction pipe part for introducing engine exhaust gas that has passed through a filter into the urea SCR catalyst, and a urea water injector that atomizes urea water to a predetermined average spray particle size or less and injects the urea water In the SCR system,
A vortex generator that generates an exhaust vortex by disturbing the flow of the exhaust gas passing through the inlet pipe inside the inlet pipe,
The urea water SCR system for an engine according to claim 1, wherein the urea water injector is arranged to inject urea water into the exhaust gas downstream of the vortex generator and upstream of the urea SCR catalyst. 前記導入管部は、前記渦流発生部よりも上流側に、クランク状に屈曲した屈曲部を有する、請求項１記載のエンジンの尿素ＳＣＲシステム。   The urea SCR system for an engine according to claim 1, wherein the introduction pipe portion has a bent portion bent in a crank shape on an upstream side of the vortex generating portion. 前記渦流発生部は、稜線を挟んで一方の側に傾斜した第１傾斜板と、他方の側に傾斜した第２傾斜板とを有する山型のルーフ形状を有し、
前記渦流発生部は、前記第１傾斜板と前記第２傾斜板との間隔が下流側に向かうほど拡大するように前記導入管の内部に配置されている、請求項１又は２に記載のエンジンの尿素ＳＣＲシステム。 The eddy current generating part has a mountain-shaped roof shape having a first inclined plate inclined to one side across a ridgeline and a second inclined plate inclined to the other side,
3. The engine according to claim 1, wherein the vortex generator is disposed inside the introduction pipe so that an interval between the first inclined plate and the second inclined plate increases toward the downstream side. 4. Urea SCR system. 前記導入管部の前記渦流発生部が配置されている箇所は、前記導入管部における前記渦流発生部よりも上流側の部分に比較して拡径している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの尿素ＳＣＲシステム。   The location where the said eddy current generating part of the said introduction pipe part is arrange | positioned is diameter-expanded compared with the upstream part rather than the said eddy current generation part in the said introduction pipe part. The urea SCR system for an engine according to claim 1. 前記導入管部における前記尿素水インジェクタよりも下流側且つ前記尿素ＳＣＲ触媒よりも上流側の部分に、排気が通過する貫通孔を複数個有するバッフルプレートを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジンの尿素ＳＣＲシステム。   5. The baffle plate according to claim 1, further comprising a baffle plate having a plurality of through-holes through which exhaust gas passes in a portion downstream of the urea water injector and upstream of the urea SCR catalyst in the introduction pipe portion. The urea SCR system of the engine according to item. 前記所定の平均噴霧粒径は５０μｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンジンの尿素ＳＣＲシステム。   The urea SCR system for an engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined average spray particle size is 50 m.
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