JP2021156226A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の大型化を抑制しつつ十分な撹拌を実現できる技術を提案する。【解決手段】排ガス浄化装置は、インジェクタと、壁部材と、撹拌部材と、を有する。インジェクタは、排ガス流路に還元剤を噴射する。壁部材は、排ガス流路におけるインジェクタにより還元剤が導入される領域よりも下流側にて、排ガスの流れ方向と交差する方向に広がる。撹拌部材は、壁部材よりも下流側、かつ、SCR触媒よりも上流側に配置される部材である。【選択図】図1
Description
本開示は、内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
従来、尿素水などの還元剤とSCR触媒とを用いて排ガス中の窒素酸化物を浄化する技術が開発されている。特許文献1には、上流側の配管と下流側の配管とを交差するように接続する撹拌装置が開示されている。この撹拌装置は、内部に筒状部を設けており、この筒状部に形成された開口である入口領域から排ガスを導入して下流側に排出する。還元剤は筒状部の側面に噴射される。
上記特許文献1の構成は、筒状部の側面に噴射された還元剤を、主に筒状部の外側の空間で撹拌する。そのため、上記の空間を広めに確保する必要がある。また筒状部の内部を通過して下流側の配管に排ガスが流れるため、筒状部も流路断面積を広く確保する必要がある。以上の理由により、上記特許文献1の構成は小型化が困難になる場合があった。
本開示の目的は、装置の大型化を抑制しつつ十分な撹拌を実現できる技術を提案することである。
本開示の一態様は、SCR触媒を用いて内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、インジェクタと、壁部材と、撹拌部材と、を有する。インジェクタは、排ガス流路に還元剤を噴射する。壁部材は、排ガス流路におけるインジェクタにより還元剤が導入される領域よりも下流側にて、排ガスの流れ方向と交差する方向に広がる。撹拌部材は、壁部材よりも下流側、かつ、SCR触媒よりも上流側に配置される。
このような構成であれば、撹拌部材によって、排ガスの流れ方向と交差する方向に流れる旋回流が生じる。また、壁部材により流路の断面積が小さくなっているため、排ガスの流速が大きくなっており、上述した旋回流が強く生じる。この旋回流によって、還元剤を含む排ガスが十分に撹拌される。
上述した排ガス浄化装置において、撹拌部材は、半筒状であってもよい。また、撹拌部材は、中心軸方向が前記流れ方向に沿うように配置されてもよい。このような構成であれば、旋回流がスムーズに生じる結果、旋回流を強くすることができる。そのため、還元剤を含む排ガスのより十分な撹拌を実現できる。
上述した排ガス浄化装置において、撹拌部材は、半円筒状であってもよい。このような構成であれば、さらに旋回流がスムーズに生じ、還元剤を含む排ガスの撹拌をさらに十分に実現できる。
また、上述した排ガス浄化装置において、撹拌部材には、少なくとも1つの貫通孔が形成されていてもよい。このような構成であれば、撹拌部材が配置されることによる圧力損失が貫通孔によって低減される。
また、上述した排ガス浄化装置において、インジェクタは、壁部材に向かって還元剤を噴射してもよい。このような構成であれば、インジェクタから噴射された還元剤が壁部材に衝突することで微細化されるため、排ガス中の還元剤の分散度合の向上を図ることができる。
また、上述した排ガス浄化装置は、撹拌部材よりも上流側に、SCR触媒の中心軸である第1中心軸と略平行、かつ、第1中心軸と交差する交差方向に間隔を空けた第2中心軸を有する上流管を備えてもよい。このような構成であれば、SCR触媒の中心軸に沿う上流側の位置から配管をずらして配置できるため、配管及びインジェクタ搭載位置の自由度が向上し、車両などに本装置を配置する際のレイアウトの制約に対応しやすくなる。
上述した排ガス浄化装置において、上流管の下流側に、第2中心軸側から第1中心軸側に向かう前記排ガス流路の一部を構成する変移管を有していてもよい。また撹拌部材は、変移管を通って第2中心軸側から第1中心軸側に向かう排ガスが当該撹拌部材の外周面に当たるように配置されていてもよい。
このような構成であれば、第2中心軸側から撹拌部材の外周面に当る排ガスの割合が大きくなる。このような構成によれば、撹拌部材の外側面を流れる排ガスの旋回流が生じやすくなる。
上述した排ガス浄化装置において、撹拌部材は、交差方向に関して、第2中心軸よりも第1中心軸に近い位置に配置されていてもよい。このような構成であれば、撹拌部材の中心軸とSCR触媒の中心軸とが近くになり、排ガスは、撹拌部材により撹拌されて還元剤の偏りが低減された状態でSCR触媒に流れやすくなる。そのため、SCR触媒の効率を高めることができる。
上述した排ガス浄化装置において、上流管の中心軸、インジェクタの中心軸、及び撹拌部材の中心軸が、同一平面上に配置されていてもよい。このような構成であれば、上流管からの排ガス、及び、インジェクタからの還元剤が、撹拌部材の左右両側から均一に供給され易くなるため、排ガスと還元剤とが均一に混合されやすくなる。
以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
図1及び図2に示す排ガス浄化装置1は、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒17を用いて内燃機関の排ガスを浄化する装置である。この排ガス浄化装置1は、図示しない内燃機関で発生した排ガスを排出するための排ガスの流路(以下、排ガス流路とも記載する)を形成する。排ガス浄化装置1は、例えば図1に示されるように、導入部11、触媒保持部12、及び連結部13により排ガス流路を形成してもよい。排ガス浄化装置1は、インジェクタ14、壁部材15、撹拌部材16、及びSCR触媒17などの機能部品を備え、これらによって排ガスの浄化機能を実現する。
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
図1及び図2に示す排ガス浄化装置1は、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒17を用いて内燃機関の排ガスを浄化する装置である。この排ガス浄化装置1は、図示しない内燃機関で発生した排ガスを排出するための排ガスの流路(以下、排ガス流路とも記載する)を形成する。排ガス浄化装置1は、例えば図1に示されるように、導入部11、触媒保持部12、及び連結部13により排ガス流路を形成してもよい。排ガス浄化装置1は、インジェクタ14、壁部材15、撹拌部材16、及びSCR触媒17などの機能部品を備え、これらによって排ガスの浄化機能を実現する。
なお以下の説明では、図2を基準に上下左右方向を説明する場合があるが、あくまでも説明の便宜上の表現であり、排ガス浄化装置1の形状や実際の使用態様を何ら制限するものではない。
<排ガス流路>
図2及びそれ以下の図面において、排ガス流路内の矢印は排ガスの少なくとも一部が流れる方向を示している。導入部11は、上流管21、還元剤導入管22、及び変移管23を有する。上流管21は、内燃機関から流れる排ガスを排ガス浄化装置1に導入する配管である。還元剤導入管22は、上流管21と略平行な配管である。還元剤導入管22の左側の端部にはインジェクタ14が配置されている。
図2及びそれ以下の図面において、排ガス流路内の矢印は排ガスの少なくとも一部が流れる方向を示している。導入部11は、上流管21、還元剤導入管22、及び変移管23を有する。上流管21は、内燃機関から流れる排ガスを排ガス浄化装置1に導入する配管である。還元剤導入管22は、上流管21と略平行な配管である。還元剤導入管22の左側の端部にはインジェクタ14が配置されている。
変移管23は、上流管21及び還元剤導入管22のそれぞれの下流側に配置される部分である。変移管23の幅方向の大きさは上流管21と同程度である。幅方向とは、図2の上下方向と直交し、かつ、左右方向と直交する方向であり、図2の紙面と垂直な方向である。一方、変移管23の上下方向の大きさは、上流管21と還元剤導入管22の両方が接続される上流側(図2の左側)ほど大きく、下流側ほど徐々に小さくなる。また変移管23は、下流側の端部である下流端部23aにおいて、断面が円形になる。下流端部23aは、連結部13との連結部分である。変移管23には、壁部材15及び撹拌部材16が配置される。これらの詳細は後述する。
触媒保持部12は、SCR触媒17を収容する筒状の部材であり、上流管21や変移管23の下流端部23aと比較して大きな直径を有する。なお図1及び図2では、触媒保持部12としてSCR触媒17を保持する部分を示しているが、その下流側には、図示しないが、さらに下流に排ガスを導くための配管が接続される。
連結部13は、変移管23の下流端部23aと触媒保持部12の上流側の端部とを連結する。連結部13は下流側ほど径が大きくなるテーパ形状である。連結部13は、下流端部23a、及び、触媒保持部12に対して溶接され、それにより導入部11、触媒保持部12、及び連結部13が一体に固定される。
上流管21は、撹拌部材16よりも上流側に配置される。図2に示されるように、SCR触媒17の中心軸である第1中心軸17aと、上流管21の第2中心軸21aと、は略平行である。ここでいう略平行とは、実質的に平行という意味である。例えば、各軸の角度を変えずに交差させたときに、それらの軸でなす角が5°以下となるように傾斜していてもよい。第1中心軸17aは、触媒保持部12の中心軸と一致する。また第1中心軸17aと第2中心軸21aとは、第1中心軸17aと交差する交差方向(図2では上下方向)に間隔を有する。つまり、上流管21と触媒保持部12とは互いに平行な管であり、かつ、交差方向にオフセットして配置されている。還元剤導入管22と触媒保持部12とは、ほぼ同軸上に配置されている。
<機能部品>
インジェクタ14は、図示しない還元剤のタンクに接続されており、排ガス流路に還元剤を噴射する。より具体的には、インジェクタ14は、第1中心軸17a上に配置されており、第1中心軸17aに沿って下流側に向かい還元剤を噴射する。噴射された還元剤は、還元剤導入管22を通過して変移管23に進入する。噴射した先には壁部材15が配置されており、還元剤は壁部材15に当たる。
インジェクタ14は、図示しない還元剤のタンクに接続されており、排ガス流路に還元剤を噴射する。より具体的には、インジェクタ14は、第1中心軸17a上に配置されており、第1中心軸17aに沿って下流側に向かい還元剤を噴射する。噴射された還元剤は、還元剤導入管22を通過して変移管23に進入する。噴射した先には壁部材15が配置されており、還元剤は壁部材15に当たる。
壁部材15は、インジェクタ14よりも下流側に配置される。より厳密には、排ガス流路におけるインジェクタ14により還元剤が導入される領域よりも下流側に配置される。図3に示されるように、壁部材15は、例えば円板形状の主壁部31と、主壁部31の端部から主壁部31と交差する方向に延び出す円筒状の外壁部32と、を有する。壁部材15は、図1及び図2に示されるように、左から右へ向かう排ガスの流れ方向と交差する方向に広がる。壁部材15は全体として円盤状の形状である。壁部材15は直接的には導入部11に当接しておらず、撹拌部材16を介して導入部11内に固定される。壁部材15の外周縁部、即ち外壁部32と、導入部11の内側面と、の間には排ガスが流れる隙間がある。
撹拌部材16は、壁部材15よりも下流側、かつ、SCR触媒17よりも上流側に配置される。図3に示されるように、撹拌部材16は半円筒状である。半円筒とは、円筒を軸方向に広がる面で切断したような形状である。撹拌部材16は、撹拌部材16の長さ方向、言い換えると上記半円筒の中心軸方向が、排ガスの流れ方向に沿うように配置される。ここでいう中心軸とは、半円筒が一部を構成する上述した仮想的な円筒の中心軸である。なお半円筒は、断面が真円の一部を構成する円弧状であるものに限定されず、断面が凡そ円弧状であればよい。そのため、上記円筒はその概略形状が想定されればよく、すなわち、上記中心軸方向を特定する際に中心軸の位置が厳密に特定される必要はない。
撹拌部材16の長さ方向の端部、即ち上流側の第1端部及び下流側の第2端部のうち、第1端部には、壁部材15が固定されている。壁部材15の主壁部31の法線方向と撹拌部材16の軸方向は一致する。また第2端部には、撹拌部材16よりも径の大きい半円筒状の接合部41が設けられている。接合部41の外周面は、変移管23の下流端部23aの内周面と対応する大きさに形成されている。そして、接合部41の外周面と、下流端部23aの内周面と、が接した状態で溶接することにより、接合部41が変移管23に固定される。その結果、壁部材15及び撹拌部材16も変移管23の内部に固定される。
撹拌部材16には、少なくとも1つ以上の貫通孔42が形成されている。また撹拌部材16は、上述した交差方向に関して、第2中心軸21aよりも第1中心軸17aに近い位置に配置されている。具体的には、撹拌部材16が一部を構成する仮想的な円筒の内部を第1中心軸17aが通過する一方で、第2中心軸21aは通過しないように配置される。撹拌部材16は、上述した仮想的な円筒の中心軸が第1中心軸17aと一致又は近接するように配置されてもよい。
また、上流管21の中心軸、インジェクタ14の中心軸、及び撹拌部材16の中心軸が、同一平面上に配置されている。ここでいう平面は、図2の上下方向かつ左右方向に広がる面であり、図2の紙面と平行な面である。インジェクタ14の中心軸とは、インジェクタ14における還元剤の噴射口の中心を通過し噴射方向に延びる軸である。
<排ガス及び還元剤の流れ>
図2に示されるように、導入部11の上流管21から導入された排ガスは、変移管23に流れる。変移管23は、第2中心軸21a側から第1中心軸17a側に向かう排ガス流路の一部(図2に示す流路23b)を構成する。
図2に示されるように、導入部11の上流管21から導入された排ガスは、変移管23に流れる。変移管23は、第2中心軸21a側から第1中心軸17a側に向かう排ガス流路の一部(図2に示す流路23b)を構成する。
なお撹拌部材16は、変移管23を通って第2中心軸21a側から第1中心軸17a側に向かう排ガスが当該撹拌部材16の外周面43に当たるように配置されている。言い換えると、撹拌部材16は、半筒の外周面が流路23bの側を向くように配置されている。ここでいう外周面とは、撹拌部材が円筒の一部であると想定したときに、当該円筒を構成する周壁の外側の表面に相当する部分である。
排ガスは、壁部材15及び撹拌部材16の周囲を通過して下流端部23aから連結部13に導かれ、SCR触媒17に導入される。SCR触媒17は第1中心軸17aと平行である図示しない多数の穴が形成されている。排ガスはその多数の穴に流れ込み、窒素酸化物が還元反応により浄化される。
インジェクタ14は撹拌部材16よりも上流の壁部材15に向かって還元剤を噴射する。噴射された還元剤は壁部材15に当たり、微細化し、排ガス中に拡散する。還元剤が含まれた排ガスは、撹拌部材16の側に流れる。壁部材15によって流路断面積が狭くなっているため、排ガスの流速は大きくなる。撹拌部材16の側面を流れる排ガスは、図4に示されるように、撹拌部材16の外周面と変移管23の内周面との間を通って図4の左右両側から撹拌部材16を回り込むようにして撹拌部材16の内周面に向かうように旋回流が生じる。
[1−3.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)排ガス浄化装置1では、撹拌部材16によって、排ガスが撹拌部材16の内周面に入り込むように流れる旋回流が生じる。また、壁部材15により排ガス流路の断面積が小さくなっているため、排ガスの流速が大きくなっており、上述した旋回流が強く生じる。この旋回流は、上流から下流に向かう排ガスの流れ方向とは交差する方向に向かう流れであるため、旋回流によって、還元剤を含む排ガスを十分に撹拌させることができる。その結果、排ガス中の還元剤が広く分散し、SCR触媒17に導入される還元剤の偏りが抑制される。また撹拌部材16と壁部材15を設置するために必ずしも配管を拡大する必要がないため、装置の大型化を抑制できる。
また還元剤が撹拌部材16よりも上流側から供給されるため、従来技術のような還元剤を撹拌部材の側面に供給する構成よりも、還元剤を均一に撹拌部材16に供給できる。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)排ガス浄化装置1では、撹拌部材16によって、排ガスが撹拌部材16の内周面に入り込むように流れる旋回流が生じる。また、壁部材15により排ガス流路の断面積が小さくなっているため、排ガスの流速が大きくなっており、上述した旋回流が強く生じる。この旋回流は、上流から下流に向かう排ガスの流れ方向とは交差する方向に向かう流れであるため、旋回流によって、還元剤を含む排ガスを十分に撹拌させることができる。その結果、排ガス中の還元剤が広く分散し、SCR触媒17に導入される還元剤の偏りが抑制される。また撹拌部材16と壁部材15を設置するために必ずしも配管を拡大する必要がないため、装置の大型化を抑制できる。
また還元剤が撹拌部材16よりも上流側から供給されるため、従来技術のような還元剤を撹拌部材の側面に供給する構成よりも、還元剤を均一に撹拌部材16に供給できる。
(1b)排ガス浄化装置1では、撹拌部材16として、半円筒状の部材を用いている。そのため、撹拌部材16の外周面43と変移管23の内周面との隙間の大きさのばらつきが低減されることで、撹拌部材16の周囲に旋回流がスムーズに生じる結果、旋回流を強くすることができる。そのため、還元剤を含む排ガスの十分な撹拌を実現できる。
(1c)排ガス浄化装置1では、撹拌部材16に少なくとも1つ以上の貫通孔42が形成されているため、撹拌部材16による圧力損失を低減できる。そのため、排ガス全体の流量低下を抑制できる。
(1d)インジェクタ14は、撹拌部材16よりも上流の壁部材15に向かって還元剤を噴射する。そのため、壁部材15に衝突した還元剤が微細化される。その結果、排ガス中の還元剤の移動が容易になり、還元剤の分散度合の向上を図ることができる。
(1e)上流管21は、SCR触媒17の第1中心軸17aから交差方向にオフセットして配置されている。そのため、配管及びインジェクタ14の搭載位置の自由度が向上し、車両などに排ガス浄化装置1を配置する際のレイアウトの制約に対応しやすくなる。
(1f)撹拌部材16は、変移管23により構成される排ガスの流路23bの方を外周面43が向くように配置されている。そのため、流路23bを通過した排ガスが外周面43に当たる割合が大きくなる。旋回流は排ガスが撹拌部材16の外側面を流れるときに生じやすいので、上記構成では、旋回流を効率的に生じさせることができる。その結果、排ガスの撹拌を効率的に行うことができる。
(1g)撹拌部材16は、交差方向に関して、第2中心軸21aよりも第1中心軸17aに近い位置に配置されている。排ガスは、撹拌部材16により排ガスが撹拌されて還元剤の偏りが低減された状態でSCR触媒17に流れやすくなる。そのため、SCR触媒17の効率を高めることができる。
(1h)上流管21の中心軸、インジェクタ14の中心軸、及び撹拌部材16の中心軸は、同一平面上に配置されている。そのため、上流管21からの排ガス、及び、インジェクタ14からの還元剤が、撹拌部材16の軸方向と交差する方向の両側(図4の左右両側)から均一に供給されやすくなる。これにより、排ガスと還元剤とが均一に混合されやすくなる。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態において、第1実施形態と共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態において、第1実施形態と共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図5及び図6に示されるように、第2実施形態の排ガス浄化装置101は、第1実施形態と比較して、導入部の形状が異なる。排ガス浄化装置101における導入部111は、導入管121と、還元剤導入管122と、を備える。導入管121は、直線状に延びる管であり、排ガスが導入されるとともに排ガスを連結部13に導く。還元剤導入管122は、導入管121に対して傾斜する角度で接続される。還元剤導入管122の導入管121と反対側の端部にはインジェクタ14が配置されている。
壁部材15は、排ガス流路におけるインジェクタ14により還元剤が導入される領域よりも下流側に配置される。壁部材15は、排ガスの流れ方向と交差する方向に広がる。撹拌部材16は、壁部材15よりも下流側、かつ、SCR触媒17よりも上流側に配置される。撹拌部材16は、撹拌部材16の中心軸方向が排ガスの流れ方向に沿うように配置される。壁部材15及び撹拌部材16の形状は、第1実施形態と同様である。接合部41の外周面と、導入管121の内周面と、が接した状態で溶接することにより、接合部41が導入管121に固定される。
インジェクタ14により噴射された還元剤は、排ガスの流れ方向と交差する角度で導入管121内に進入し、壁部材15に当たる。壁部材15及び撹拌部材16は、排ガス速度を上昇させつつ旋回流を発生させ、還元剤を含む排ガスの撹拌を促進する。
[2−2.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)−(1d)の効果を得ることができる。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)−(1d)の効果を得ることができる。
[3.第3実施形態]
[3−1.第1及び第2実施形態との相違点]
第3実施形態において、第1及び第2実施形態と共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1及び第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
[3−1.第1及び第2実施形態との相違点]
第3実施形態において、第1及び第2実施形態と共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1及び第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図7及び図8に示されるように、第3実施形態の排ガス浄化装置201は、第2実施形態と比較して、還元剤導入管の形状が異なる。排ガス浄化装置201における導入部211は、導入管221と、還元剤導入管222と、を備える。導入管221は、導入管121と同様の形状である。還元剤導入管222は、導入管221に対して直交するように接続される。
インジェクタ14は還元剤導入管222に設けられ、還元剤導入管222の長さ方向に沿って還元剤を噴射する。
壁部材15は、インジェクタ14及び還元剤導入管222よりも下流側に配置されている。インジェクタ14から噴射された還元剤は、排ガス流路と直交するように導入管221に進入して導入管221の内壁面に当たり、微細化し、排ガス中に拡散する。壁部材15及び撹拌部材16は、排ガス速度を上昇させつつ旋回流を発生させ、排ガスの撹拌を促進する。
壁部材15は、インジェクタ14及び還元剤導入管222よりも下流側に配置されている。インジェクタ14から噴射された還元剤は、排ガス流路と直交するように導入管221に進入して導入管221の内壁面に当たり、微細化し、排ガス中に拡散する。壁部材15及び撹拌部材16は、排ガス速度を上昇させつつ旋回流を発生させ、排ガスの撹拌を促進する。
[3−2.効果]
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)−(1d)に加え、以下の効果が得られる。
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)−(1d)に加え、以下の効果が得られる。
(3a)排ガス浄化装置201では、導入管221の内壁面に還元剤を噴射して微細化する。還元剤の照射される領域は撹拌部材16よりも上流であるため、微細化された還元剤を含む排ガスは撹拌部材16により生じる旋回流によって撹拌される。よって、還元剤の分散度合の向上を図ることができる。
[3−3.第3実施形態の変形例]
図9に示されるように、排ガス浄化装置201aは、導入部211における撹拌部材16の固定される位置が導入管221の上側の壁面である。このように、撹拌部材の取り付けられる管内の位置は特に限定されない。同様に、第1実施形態、第2実施形態、及び本開示の技術的範囲に含まれる他の実施の形態においても、撹拌部材の取り付けられる位置は適宜変更することができる。
図9に示されるように、排ガス浄化装置201aは、導入部211における撹拌部材16の固定される位置が導入管221の上側の壁面である。このように、撹拌部材の取り付けられる管内の位置は特に限定されない。同様に、第1実施形態、第2実施形態、及び本開示の技術的範囲に含まれる他の実施の形態においても、撹拌部材の取り付けられる位置は適宜変更することができる。
[4.その他の実施形態]
以上本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
以上本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
(4A)上記各実施形態では、複数の貫通孔42が設けられた半円筒状の撹拌部材16と、撹拌部材16に固定された円盤状の壁部材15と、を用いる排ガス浄化装置を例示した。しかしながら撹拌部材及び壁部材は、上述した態様に限定されない。
例えば、図10に示される撹拌部材16aのように、貫通孔が形成されていなくてもよい。また、貫通孔の数や形状が図3に示す撹拌部材16と異なっていてもよい。例えば、貫通孔は長孔、矩形などでもよい。
また、撹拌部材は半円筒状でなくてもよい。例えば、図11に示されるように、判角筒状である撹拌部材16bや、図12に示されるように、断面が多角形の撹拌部材16cなどが例示される。また、断面がU字状になる様々な半筒を撹拌部材として使用できる。
また撹拌部材は、筒状の部材の一部が軸方向に沿って切り取られた形状であればよい。言い換えると、撹拌部材は、中心軸を通過する平面により筒状体を正確に半分に切った形状に限定されず、半分よりも大きくても小さくてもよい。例えば半円筒状である撹拌部材とは、断面形状が半円の円弧状である場合に限らず、半円よりも大きい円弧であっても、半円よりも小さい円弧であってもよい。また撹拌部材は筒状でなくてもよい。例えば、板状であってもよい。撹拌部材は、少なくとも、排ガスの流れ方向に沿うように配置したときに、旋回流が発生するように構成されていればよい。
また、壁部材15は、排ガスの流れ方向と交差する方向に広がる形状であれば、具体的な形状は特に限定されない。例えば、壁部材は円盤形状以外の多角形であってもよい。また、排ガスの流れ方向に凸状又は凹状の形状であってもよいし、排ガスの流れ方向に大きな厚さを有していてもよい。また、壁部材15は撹拌部材16を介して固定される構成に限定されず、壁部材15と撹拌部材16は別個に排ガス流路内に固定されていてもよい。
(4B)排ガス流路を形成する管の形状は、上記各実施形態で例示した構成に限定されず、様々な形状とすることができる。例えば導入部は、連結部13に向かって第1中心軸17aと傾斜するように延びる管であってもよい。
(4C)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
1,101,201,201a…排ガス浄化装置、11,111,211…導入部、12…触媒保持部、13…連結部、14…インジェクタ、15…壁部材、16,16a,16b,16c…撹拌部材、17…SCR触媒、17a…第1中心軸、21…上流管、21a…第2中心軸、22,122,222…還元剤導入管、23…変移管、23a…下流端部、23b…流路、31…主壁部、32…外壁部、41…接合部、42…貫通孔、43…外周面、121,221…導入管
Claims (9)
- SCR触媒を用いて内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
排ガス流路に還元剤を噴射するインジェクタと、
前記排ガス流路における前記インジェクタにより還元剤が導入される領域よりも下流側にて、排ガスの流れ方向と交差する方向に広がる壁部材と、
前記壁部材よりも下流側、かつ、前記SCR触媒よりも上流側に配置される撹拌部材と、を有する排ガス浄化装置。 - 請求項1に記載の排ガス浄化装置であって、
前記撹拌部材は、半筒状であって、中心軸方向が前記流れ方向に沿うように配置される、排ガス浄化装置。 - 請求項2に記載の排ガス浄化装置であって、
前記撹拌部材は、半円筒状である、排ガス浄化装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記撹拌部材には、少なくとも1つの貫通孔が形成されている、排ガス浄化装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記インジェクタは、前記壁部材に向かって前記還元剤を噴射する、排ガス浄化装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記撹拌部材よりも上流側に、前記SCR触媒の中心軸である第1中心軸と略平行、かつ、該第1中心軸と交差する交差方向に間隔を空けた第2中心軸を有する上流管を備える、排ガス浄化装置。 - 請求項6に記載の排ガス浄化装置であって、
前記上流管の下流側に、前記第2中心軸側から前記第1中心軸側に向かう前記排ガス流路の一部を構成する変移管を有しており、
前記撹拌部材は、前記変移管を通って前記第2中心軸側から前記第1中心軸側に向かう排ガスが当該撹拌部材の外周面に当たるように配置されている、排ガス浄化装置。 - 請求項6又は7に記載の排ガス浄化装置であって、
前記撹拌部材は、前記交差方向に関して、前記第2中心軸よりも前記第1中心軸に近い位置に配置されている、排ガス浄化装置。 - 請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記上流管の中心軸、前記インジェクタの中心軸、及び前記撹拌部材の中心軸が、同一平面上に配置されている、排ガス浄化装置。
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Citations (4)
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JP2020045774A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 日新工業株式会社 | インジェクタ及び排気浄化装置 |
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