JP2022042206A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents

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岳人 野澤
Gakuto Nozawa
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Abstract

To provide an exhaust emission control system capable of improving stirring efficiency of a reducing agent and exhaust gas by using a rotary blade.SOLUTION: An exhaust emission control system includes: a first rotary blade provided in an exhaust pipe between a reducing agent supply device (urea water injector) and a selective reduction type catalyst (SCR catalyst) and promoting mixing of a reducing agent (urea water) supplied from the reducing agent supply device and exhaust gas; and a second rotary blade provided in the exhaust pipe and coupled to the first rotary blade via a rotating shaft.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、還元剤と排気との混合を促進する回転翼(フィン)を有する、内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust purification system for an internal combustion engine, which has rotary blades (fins) that promote mixing of a reducing agent and exhaust.

トラックやバス等の車両に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス中のNOxを浄化するための排気ガス浄化システムとして、尿素水等を還元剤として用いてNOxを窒素と水に還元する選択還元型(SCR:Selective Catalytic Reduction)触媒を用いたシステムが開発されている。 As an exhaust gas purification system for purifying NOx in the exhaust gas of diesel engines mounted on vehicles such as trucks and buses, selective reduction type (selective reduction type) that reduces NOx to nitrogen and water using urea water as a reducing agent. SCR: Selective Catalytic Reduction) A system using a catalyst has been developed.

この排気浄化システムは、尿素水タンクに貯留された尿素水を選択還元型触媒装置(SCR触媒)上流の排気管に供給し、排気ガスの熱で尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってSCR触媒でNOxを還元するものである。尿素水は、例えば排気通路を構成する排気管に設けられた尿素水インジェクターによって適量が噴射される。 This exhaust purification system supplies urea water stored in the urea water tank to the exhaust pipe upstream of the selective catalytic reduction system (SCR catalyst), and hydrolyzes urea with the heat of the exhaust gas to generate ammonia. NOx is reduced by an SCR catalyst with ammonia. An appropriate amount of urea water is injected, for example, by a urea water injector provided in an exhaust pipe constituting an exhaust passage.

SCR触媒を用いる場合、NOxの分解効率を向上させるには、排気と尿素水を十分に混合させることが重要である。 When using an SCR catalyst, it is important to mix the exhaust gas and urea water sufficiently in order to improve the decomposition efficiency of NOx.

そこで、尿素水インジェクターの直下流に尿素水を排気中に分散撹拌させるために、回転翼(フィン)を設ける技術が開発されている。回転翼は、例えば排気流れに対して斜めに角度を付けた複数枚のフィンからなり、通過する排気に旋回流を発生させることで、尿素水インジェクターから噴射された噴霧状の尿素水と排気とを撹拌する(例えば特許文献1、2参照)。 Therefore, a technique has been developed in which a rotary blade (fin) is provided in order to disperse and agitate the urea water in the exhaust gas directly downstream of the urea water injector. The rotary wing consists of, for example, a plurality of fins at an angle to the exhaust flow, and by generating a swirling flow in the passing exhaust, the spray-like urea water and the exhaust injected from the urea water injector are combined. (See, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2006-29233号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-292333 特開2012-47119号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-47119

ところで従来、上述した回転翼は、排気管内に回転自在に固定されるが、撹拌効率の点で未だ不十分である。 By the way, conventionally, the above-mentioned rotary blade is rotatably fixed in the exhaust pipe, but it is still insufficient in terms of stirring efficiency.

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、回転翼による撹拌効率を向上させることができる、内燃機関の排気浄化システムを提供する。 The present invention has been made in consideration of the above points, and provides an exhaust gas purification system for an internal combustion engine capable of improving the stirring efficiency by a rotary blade.

本発明の内燃機関の排気浄化システムの一つの態様は、
還元剤供給装置と選択還元型触媒との間の排気管内に設けられ、前記還元剤供給装置から供給された還元剤と排気との混合を促進する第1回転翼と、
排気管内に設けられ、回転軸を介して前記第1回転翼に連結された第2回転翼と、
を具備する。
One aspect of the exhaust gas purification system for an internal combustion engine of the present invention is:
A first rotary blade provided in the exhaust pipe between the reducing agent supply device and the selective reduction catalyst to promote mixing of the reducing agent supplied from the reducing agent supply device and the exhaust.
A second rotary blade provided in the exhaust pipe and connected to the first rotary blade via a rotary shaft,
Equipped with.

本発明によれば、第1回転翼の回転が第2回転翼の回転によって補助され得るので、第1回転翼による撹拌効率を向上させることができるようになる。 According to the present invention, the rotation of the first rotor can be assisted by the rotation of the second rotor, so that the stirring efficiency of the first rotor can be improved.

本実施の形態における燃焼系及び排気系の説明に供する図The figure provided for the explanation of the combustion system and the exhaust system in this embodiment. 第1及び第2回転翼、回転軸の部分を拡大して示した略線図Schematic diagram showing enlarged parts of the first and second rotors and the axis of rotation. 他の上述の実施の形態の構成を示す略線図Schematic diagram showing the configuration of other embodiments described above.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、トラックやバス等の車両1には、内燃機関10と、排気系20とが搭載されている。排気系20は、本発明の排気ガス浄化システムとして機能する。 As shown in FIG. 1, a vehicle 1 such as a truck or a bus is equipped with an internal combustion engine 10 and an exhaust system 20. The exhaust system 20 functions as the exhaust gas purification system of the present invention.

まず、内燃機関10の構成について説明する。内燃機関10は、例えばディーゼルエンジンである。燃料噴射インジェクター13は、燃焼室11内に燃料を噴射する。なお、燃料噴射インジェクター13は、燃焼室11の吸気ポートに燃料を噴射してもよい。燃料の噴射は、例えばECM(図示せず)により制御される。燃焼室11内の燃料は、ピストン19の動作により圧縮されて燃焼する。 First, the configuration of the internal combustion engine 10 will be described. The internal combustion engine 10 is, for example, a diesel engine. The fuel injection injector 13 injects fuel into the combustion chamber 11. The fuel injection injector 13 may inject fuel into the intake port of the combustion chamber 11. Fuel injection is controlled, for example, by an ECM (not shown). The fuel in the combustion chamber 11 is compressed and burned by the operation of the piston 19.

吸気バルブ15及び排気バルブ17は、開閉可能に構成される。吸気バルブ15が開くことで、吸気用配管50からの新気が燃焼室11に吸入される。また、排気バルブ17が開くことで、燃焼室11で燃料が燃焼して生じた排気ガスが排気系20(具体的には、排気管21)に送り出される。 The intake valve 15 and the exhaust valve 17 are configured to be openable and closable. When the intake valve 15 opens, fresh air from the intake pipe 50 is sucked into the combustion chamber 11. Further, when the exhaust valve 17 is opened, the exhaust gas generated by the combustion of fuel in the combustion chamber 11 is sent out to the exhaust system 20 (specifically, the exhaust pipe 21).

次に、排気系20の構成について説明する。排気系20は排気管21を有する。排気管21は、主に金属製であり、例えば車両1の下部に設けられる。この排気管21は、内燃機関10において燃料の燃焼により生じた排気ガスを大気中(車外)に導く。 Next, the configuration of the exhaust system 20 will be described. The exhaust system 20 has an exhaust pipe 21. The exhaust pipe 21 is mainly made of metal, and is provided at the lower part of the vehicle 1, for example. The exhaust pipe 21 guides the exhaust gas generated by the combustion of fuel in the internal combustion engine 10 to the atmosphere (outside the vehicle).

また、排気管21の途中には、排気ガスを浄化(無害化)するために、様々な後処理装置が設けられている。本実施の形態では、後処理装置として、酸化触媒23Aと、フィルター23Bと、SCR触媒23C(本発明の選択還元型触媒装置に対応)と、アンモニアスリップ触媒23Dとが設けられている。 Further, various post-treatment devices are provided in the middle of the exhaust pipe 21 in order to purify (detoxify) the exhaust gas. In the present embodiment, as the post-treatment apparatus, an oxidation catalyst 23A, a filter 23B, an SCR catalyst 23C (corresponding to the selective reduction catalyst apparatus of the present invention), and an ammonia slip catalyst 23D are provided.

酸化触媒23Aは、金属製の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。酸化触媒23Aは、排気ガスに含まれる炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)を分解除去する。また、酸化触媒23Aは、排気ガスに含まれるNOxの大半を占める一酸化窒素(NO)を酸化して二酸化窒素(NO2)を生成する機能も有している。この機能を利用することで、フィルター23Bに捕集されたPMの燃焼(PM再生)を促進することや、SCR触媒23CのNOx浄化効率を向上することが可能になる。 The oxidation catalyst 23A is formed by supporting rhodium, cerium oxide, platinum, aluminum oxide, or the like on a metal carrier. The oxidation catalyst 23A decomposes and removes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas. Further, the oxidation catalyst 23A also has a function of oxidizing nitric oxide (NO), which occupies most of NOx contained in the exhaust gas, to generate nitrogen dioxide (NO2). By utilizing this function, it becomes possible to promote the combustion (PM regeneration) of PM collected in the filter 23B and improve the NOx purification efficiency of the SCR catalyst 23C.

フィルター23Bは、多孔質セラミック製のハニカムのチャンネル(セル)の入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型のウオールフローフィルタから形成される。フィルター23Bは、排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)を捕集除去する。 The filter 23B is formed of a monolith honeycomb type wall flow filter in which inlets and outlets of honeycomb channels (cells) made of porous ceramic are alternately sealed. The filter 23B collects and removes particulate matter (PM) contained in the exhaust gas.

排気管21において、フィルター23Bよりも下流側(具体的には、排気ガスの流れ方向における下流側)であって、SCR触媒23Cよりも上流側には、還元剤供給装置としての尿素水インジェクター24(ドージングバルブとも言う)が設けられている。 In the exhaust pipe 21, the urea water injector 24 as a reducing agent supply device is on the downstream side of the filter 23B (specifically, the downstream side in the flow direction of the exhaust gas) and on the upstream side of the SCR catalyst 23C. (Also called a dosing valve) is provided.

排気管21において例えばSCR触媒23Cの入口近傍には、排気ガスの温度を検出する温度センサ(図示せず)が設けられている。この温度センサは、尿素水の噴射の制御等に用いられる。 In the exhaust pipe 21, for example, a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the exhaust gas is provided near the inlet of the SCR catalyst 23C. This temperature sensor is used for controlling the injection of urea water and the like.

SCR触媒23Cは、例えば円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。ハニカム壁面には、例えばゼオライトやバナジウム等の触媒が担持又はコーティングされる。 The SCR catalyst 23C has, for example, a cylindrical shape and has a honeycomb carrier made of ceramic. A catalyst such as zeolite or vanadium is supported or coated on the wall surface of the honeycomb.

上記のようなSCR触媒23Cは、排気管21において、フィルター23Bの下流側に配置される。また、排気管21においてフィルター23BとSCR触媒23Cとの間には、還元剤としての尿素水が、尿素水インジェクター24により噴射され、酸化触媒23A及びフィルター23Bを通過した排気ガスに供給される。その結果、尿素水がアンモニアに加水分解される。 The SCR catalyst 23C as described above is arranged on the downstream side of the filter 23B in the exhaust pipe 21. Further, in the exhaust pipe 21, urea water as a reducing agent is injected between the filter 23B and the SCR catalyst 23C by the urea water injector 24, and is supplied to the exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst 23A and the filter 23B. As a result, urea water is hydrolyzed to ammonia.

アンモニアを含む排気ガスがSCR触媒23Cを通過中、触媒の作用により窒素酸化物(いわゆるNOx)が窒素と水に反応する(還元反応)。これにより、排気ガス中の窒素酸化物が浄化される。 While the exhaust gas containing ammonia is passing through the SCR catalyst 23C, nitrogen oxides (so-called NOx) react with nitrogen and water by the action of the catalyst (reduction reaction). This purifies the nitrogen oxides in the exhaust gas.

ここで、加水分解は、SCR触媒23Cを通過する排気ガスの温度が所定温度以上で起こる。したがって、尿素水インジェクター24は、SCR触媒23Cに流入する排気ガスの温度が所定温度以上の場合に、尿素水を排気管21内の排気ガスに供給することが好ましい。ここで、尿素水の噴射はDCU(図示せず)により制御される。なお、上記所定温度は、排気系20の設計開発段階での実験・シミュレーション等により、アンモニアとNOxとの反応温度等を考慮しつつ適宜適切に定められる。 Here, the hydrolysis occurs when the temperature of the exhaust gas passing through the SCR catalyst 23C is equal to or higher than a predetermined temperature. Therefore, it is preferable that the urea water injector 24 supplies urea water to the exhaust gas in the exhaust pipe 21 when the temperature of the exhaust gas flowing into the SCR catalyst 23C is equal to or higher than a predetermined temperature. Here, the injection of urea water is controlled by DCU (not shown). The predetermined temperature is appropriately and appropriately determined by experiments, simulations, and the like at the design and development stage of the exhaust system 20 while considering the reaction temperature of ammonia and NOx.

アンモニアスリップ触媒23Dは、後段酸化触媒であって、酸化触媒23Aと同様の構成を有しており、排気管21においてSCR触媒23Cの直ぐ下流に配置される。アンモニアスリップ触媒23Dは、主として、SCR触媒23Cにおいて還元反応に使用されずにスリップしてきたアンモニアが大気中に放出されないように、スリップしてきたアンモニアを酸化し除去する。それ以外にも、アンモニアスリップ触媒23Dは、SCR触媒23Cと同様の機能を有する場合もある。 The ammonia slip catalyst 23D is a post-stage oxidation catalyst and has the same configuration as the oxidation catalyst 23A, and is arranged immediately downstream of the SCR catalyst 23C in the exhaust pipe 21. The ammonia slip catalyst 23D mainly oxidizes and removes the slipped ammonia in the SCR catalyst 23C so that the slipped ammonia that has not been used in the reduction reaction is not released into the atmosphere. Other than that, the ammonia slip catalyst 23D may have the same function as the SCR catalyst 23C.

以上の各後処理装置で排気ガスを処理して生成される水、窒素、二酸化炭素は、マフラー(図示せず)等を介して、大気中に排出される。 Water, nitrogen, and carbon dioxide produced by treating the exhaust gas with each of the above aftertreatment devices are discharged into the atmosphere through a muffler (not shown) or the like.

かかる構成に加えて、尿素水インジェクター24とSCR触媒23Cとの間(つまり、尿素水インジェクター24の下流側で、かつ、SCR触媒23Cの上流側)の排気管21内には、尿素水インジェクター24から供給された尿素水と排気との混合を促進する第1回転翼31(フィンと言ってもよい)が設けられている。 In addition to this configuration, the urea water injector 24 is contained in the exhaust pipe 21 between the urea water injector 24 and the SCR catalyst 23C (that is, on the downstream side of the urea water injector 24 and on the upstream side of the SCR catalyst 23C). A first rotary blade 31 (which may be called a fin) is provided to promote mixing of the urea water supplied from the vehicle and the exhaust.

また、排気管21内には、第2回転翼32(フィンと言ってもよい)が設けられている。第1回転翼31と第2回転翼32は回転軸30を介して連結されている。換言すれば、第1回転翼31は回転軸30の一端に固定されているとともに、第2回転翼32は回転軸30の他端に固定されている。これにより、第1回転翼31及び第2回転翼32の回転力が回転軸30を介して他方の回転翼に伝わるようになっている。 Further, a second rotary blade 32 (which may be called a fin) is provided in the exhaust pipe 21. The first rotary blade 31 and the second rotary blade 32 are connected via a rotary shaft 30. In other words, the first rotary blade 31 is fixed to one end of the rotary shaft 30, and the second rotary blade 32 is fixed to the other end of the rotary shaft 30. As a result, the rotational force of the first rotary blade 31 and the second rotary blade 32 is transmitted to the other rotary blade via the rotary shaft 30.

本実施の形態の場合、第2回転翼32は、第1回転翼31が設けられた排気管21内よりも排気ガスの流速が大きい或いは排気圧が大きい排気管21内の位置に設けられている。本実施の形態の場合には、第2回転翼32は、アンモニアスリップ触媒23Dよりも下流側に設けられている。ここでは、第2回転翼32が設けられた排気管21内のガスの流速は、第1回転翼31が設けられた排気管21内のガスの流速よりも大きい場合と仮定している。 In the case of the present embodiment, the second rotary wing 32 is provided at a position in the exhaust pipe 21 in which the flow velocity of the exhaust gas is larger or the exhaust pressure is larger than in the exhaust pipe 21 in which the first rotary wing 31 is provided. There is. In the case of the present embodiment, the second rotary blade 32 is provided on the downstream side of the ammonia slip catalyst 23D. Here, it is assumed that the flow velocity of the gas in the exhaust pipe 21 provided with the second rotor 32 is larger than the flow velocity of the gas in the exhaust pipe 21 provided with the first rotor 31.

ただし、ガスの流速や圧力は、排気管21の直径の影響も受けるので、必ずしもアンモニアスリップ触媒23Dよりも下流側の排気管21のガスの流速が、第1回転翼31が設けられた位置のガスの流速或いは排気圧より大きいとは限らない。よって、本質的には、第2回転翼32は、内燃機関の燃焼時において、第1回転翼31が設けられた排気管21内の位置よりも排気ガスの流速或いは排気圧が大きい位置に設けるようにすればよい。 However, since the gas flow velocity and pressure are also affected by the diameter of the exhaust pipe 21, the gas flow velocity of the exhaust pipe 21 on the downstream side of the ammonia slip catalyst 23D is always at the position where the first rotary blade 31 is provided. It is not always greater than the gas flow rate or exhaust pressure. Therefore, essentially, the second rotor 32 is provided at a position where the flow velocity or the exhaust pressure of the exhaust gas is larger than the position in the exhaust pipe 21 where the first rotor 31 is provided at the time of combustion of the internal combustion engine. You can do it.

一例として、本実施の形態では、第2回転翼32は、SCR触媒23Cやアンモニアスリップ触媒23Dよりも下流側の排気管21内に設けられている。他の例として、もしも、尿素水インジェクター24よりも上流側の排気管21内に、第1回転翼31が設けられた排気管21内の位置よりも排気ガスの流速や排気圧が大きい位置があれば、第2回転翼は、その位置に設けられていてもよい。また、第2回転翼は、ターボ出口付近(SCR触媒23Cがエンジンに近接している場合)や、排気ブレーキ上流側(SCR触媒23Cが床下の場合)に設けてもよい。 As an example, in the present embodiment, the second rotary blade 32 is provided in the exhaust pipe 21 on the downstream side of the SCR catalyst 23C and the ammonia slip catalyst 23D. As another example, if there is a position in the exhaust pipe 21 on the upstream side of the urea water injector 24 where the flow velocity or exhaust pressure of the exhaust gas is larger than the position in the exhaust pipe 21 provided with the first rotary blade 31. If so, the second rotary blade may be provided at that position. Further, the second rotor may be provided near the turbo outlet (when the SCR catalyst 23C is close to the engine) or on the upstream side of the exhaust brake (when the SCR catalyst 23C is under the floor).

図2は、本発明の特徴である第1及び第2回転翼31、32、回転軸30の部分を拡大して示した略線図である。この図からも分かるように、回転軸30は、中間部が排気管21内から外部に露出している。回転軸30は、排気管21の壁面に回転自在かつ気密に取り付けられている。例えば、排気管21に開口部と軸受部品を設け、軸受部品によって回転軸30を回転自在かつ気密に支持する。なお、排気管21外へ露出した回転軸30の周りを別途カバーやケース等で覆ってもよい。要は、排気管21の壁面を用いて回転軸30を支持すればよい。 FIG. 2 is a schematic diagram showing enlarged portions of the first and second rotors 31, 32 and the rotary shaft 30, which are the features of the present invention. As can be seen from this figure, the intermediate portion of the rotating shaft 30 is exposed from the inside of the exhaust pipe 21 to the outside. The rotary shaft 30 is rotatably and airtightly attached to the wall surface of the exhaust pipe 21. For example, an opening and a bearing component are provided in the exhaust pipe 21, and the rotary shaft 30 is rotatably and airtightly supported by the bearing component. The circumference of the rotating shaft 30 exposed to the outside of the exhaust pipe 21 may be separately covered with a cover, a case, or the like. In short, the rotating shaft 30 may be supported by using the wall surface of the exhaust pipe 21.

以上の構成において、内燃機関10の燃焼時において、排気管21内には、図中の矢印で示されているようにガスの流れが生じる。第2回転翼32は第1回転翼31よりもガスの流れが速い或いは排気圧が高い位置に設けられているので、第2回転翼32は第1回転翼31よりも速く回転しようとする。この結果、第2回転翼32の回転力が回転軸30を介して第1回転翼31へと伝わり、第1回転翼31の回転が第2回転翼32によって補助される。よって、第1回転翼31を単独で設けた場合よりも第1回転翼31による尿素水と排気ガスの撹拌効率を上げることができる。 In the above configuration, when the internal combustion engine 10 is burning, a gas flow is generated in the exhaust pipe 21 as shown by an arrow in the figure. Since the second rotor 32 is provided at a position where the gas flow is faster or the exhaust pressure is higher than that of the first rotor 31, the second rotor 32 tries to rotate faster than the first rotor 31. As a result, the rotational force of the second rotary blade 32 is transmitted to the first rotary blade 31 via the rotary shaft 30, and the rotation of the first rotary blade 31 is assisted by the second rotary blade 32. Therefore, the stirring efficiency of the urea water and the exhaust gas by the first rotary blade 31 can be improved as compared with the case where the first rotary blade 31 is provided alone.

以上説明したように、本実施の形態によれば、還元剤供給装置(尿素水インジェクター24)と選択還元型触媒(SCR触媒23C)との間の排気管21内に設けられ、還元剤供給装置から供給された還元剤(尿素水)と排気との混合を促進する第1回転翼31と、排気管21内に設けられ、回転軸30を介して第1回転翼31に連結された第2回転翼32と、を設けたことにより、第1回転翼31による撹拌効率を向上させることができる、内燃機関の排気浄化システムを実現できる。 As described above, according to the present embodiment, the reducing agent supply device is provided in the exhaust pipe 21 between the reducing agent supply device (urea water injector 24) and the selective reduction type catalyst (SCR catalyst 23C). The first rotary blade 31 that promotes mixing of the reducing agent (urea water) supplied from the vehicle and the exhaust, and the second rotary blade 31 provided in the exhaust pipe 21 and connected to the first rotary blade 31 via the rotary shaft 30. By providing the rotary blade 32, it is possible to realize an exhaust purification system for an internal combustion engine capable of improving the stirring efficiency of the first rotary blade 31.

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiment is merely an example of the embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.

上述の実施の形態では、第2回転翼32を第1回転翼31よりもガスの流れが速い或いは排気圧が大きい位置に設ける場合について述べたが、第2回転翼32を設ける位置はこれに限らない。第2回転翼32は第1回転翼31の回転を補うことができる位置に設けられていればよい。 In the above-described embodiment, the case where the second rotor 32 is provided at a position where the gas flow is faster or the exhaust pressure is larger than that of the first rotor 31 has been described, but the position where the second rotor 32 is provided is the same. Not exclusively. The second rotary blade 32 may be provided at a position capable of supplementing the rotation of the first rotary blade 31.

図2との対応部分に同一符号が付された図3は、他の実施の形態の構成を示す図である。図3の構成では、回転軸30は、第1回転翼31に接続された第1回転軸30aと、第2回転翼32に接続された第2回転軸30bと、第1回転軸30aと第2回転軸30bとの間に介在するギヤ30cと、を有する。これにより、ギヤ30cのギヤ比を適切に設定することで第1回転翼31による撹拌効率をより向上させることができるようになる。なお、ギヤ30cを、排気管21の外部に配置するようにしたので、排気ガスの流れをギヤ30cによって妨げずに済む。 FIG. 3 in which the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 2 is a diagram showing the configurations of other embodiments. In the configuration of FIG. 3, the rotary shaft 30 includes a first rotary shaft 30a connected to the first rotary blade 31, a second rotary shaft 30b connected to the second rotary blade 32, a first rotary shaft 30a, and a first rotary shaft 30. It has a gear 30c interposed between the two rotating shafts 30b. As a result, the stirring efficiency of the first rotary blade 31 can be further improved by appropriately setting the gear ratio of the gear 30c. Since the gear 30c is arranged outside the exhaust pipe 21, the flow of the exhaust gas does not have to be obstructed by the gear 30c.

また、第2回転翼32から第1回転翼31への回転のみを伝達するワンウェイクラッチやフリーホイール(第1回転翼31側の回転を第2回転翼32側へ伝達しない機構)を、第2回転翼32と第1回転翼31との間に設けるようにしてもよい。このンウェイクラッチやフリーホイールは、ギヤ30cに代えて、あるいはギヤ30cに加えて設ければよい。このようにすることで、第1回転翼31側の回転エネルギーが第2回転翼32側で使用されることを抑制し、第1回転翼31を効率的に駆動させることが可能となる。 In addition, a one-way clutch or freewheel (a mechanism that does not transmit the rotation of the first rotor 31 side to the second rotor 32 side) that transmits only the rotation from the second rotor 32 to the first rotor 31 is provided. It may be provided between the rotary blade 32 and the first rotary blade 31. The non-way clutch or freewheel may be provided in place of the gear 30c or in addition to the gear 30c. By doing so, it is possible to suppress the rotational energy on the first rotary blade 31 side from being used on the second rotary blade 32 side, and to efficiently drive the first rotary blade 31.

上述の実施の形態では、還元剤として尿素水を用いた場合について述べたが、還元剤としてはアンモニア水等の尿素水以外のものを用いることもできる。 In the above-described embodiment, the case where urea water is used as the reducing agent has been described, but as the reducing agent, other than urea water such as ammonia water can also be used.

本発明は、還元剤と排気との混合を促進する回転翼(フィン)を有する排気浄化システムに広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to an exhaust purification system having rotary blades (fins) that promote mixing of the reducing agent and the exhaust.

1 車両
10 内燃機関
11 燃焼室
13 燃料噴射インジェクター
15 吸気バルブ
17 排気バルブ
19 ピストン
20 排気系
21 排気管
23A 酸化触媒
23B フィルター
23C SCR触媒
23D アンモニアスリップ触媒
24 尿素水インジェクター(還元剤供給装置)
30 回転軸
30a 第1回転軸
30b 第2回転軸
30c ギヤ
31 第1回転翼
32 第2回転翼
1 Vehicle 10 Internal combustion engine 11 Combustion chamber 13 Fuel injection injector 15 Intake valve 17 Exhaust valve 19 Piston 20 Exhaust system 21 Exhaust pipe 23A Oxidation catalyst 23B Filter 23C SCR catalyst 23D Ammonia slip catalyst 24 Urea water injector (reducing agent supply device)
30 rotary shaft 30a 1st rotary shaft 30b 2nd rotary shaft 30c gear 31 1st rotary blade 32 2nd rotary blade

Claims (8)

還元剤供給装置と選択還元型触媒との間の排気管内に設けられ、前記還元剤供給装置から供給された還元剤と排気との混合を促進する第1回転翼と、
排気管内に設けられ、回転軸を介して前記第1回転翼に連結された第2回転翼と、
を具備する内燃機関の排気浄化システム。
A first rotary blade provided in the exhaust pipe between the reducing agent supply device and the selective reduction catalyst to promote mixing of the reducing agent supplied from the reducing agent supply device and the exhaust.
A second rotary blade provided in the exhaust pipe and connected to the first rotary blade via a rotary shaft,
An exhaust purification system for an internal combustion engine equipped with.
前記第2回転翼は、前記選択還元型触媒よりも下流側の排気管内に設けられている、
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The second rotor is provided in an exhaust pipe on the downstream side of the selective reduction catalyst.
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1.
前記第2回転翼は、前記還元剤供給装置よりも上流側の排気管内に設けられている、
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The second rotor is provided in an exhaust pipe on the upstream side of the reducing agent supply device.
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1.
前記第2回転翼は、前記内燃機関の燃焼時において、前記第1回転翼が設けられた排気管内の位置よりも排気ガスの流速が大きい位置に設けられている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The second rotor is provided at a position where the flow velocity of the exhaust gas is larger than the position in the exhaust pipe where the first rotor is provided at the time of combustion of the internal combustion engine.
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記回転軸は、
中間部が前記排気管内から外部に露出しており、
前記排気管の壁面に回転自在かつ気密に取り付けられている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The axis of rotation is
The middle part is exposed from the inside of the exhaust pipe to the outside.
Rotatably and airtightly attached to the wall surface of the exhaust pipe.
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記回転軸は、
前記第1回転翼に接続された第1回転軸と、
前記第2回転翼に接続された第2回転軸と、
前記第1回転軸と前記第2回転軸との間に介在するギヤと、
を具備する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The axis of rotation is
The first rotary shaft connected to the first rotary blade and
The second rotary shaft connected to the second rotary blade and
A gear interposed between the first rotating shaft and the second rotating shaft,
Equipped with
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
前記ギヤは、前記排気管の外部に配置されている、
請求項6に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The gear is arranged outside the exhaust pipe.
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 6.
前記第1回転翼と前記第2回転翼との間には、前記第2回転翼から前記第1回転翼への回転のみを伝達するワンウェイクラッチ、又は、前記第1回転翼の回転を前記第2回転翼へ伝達しない機構が設けられている、
請求項1から7のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
Between the first rotor and the second rotor, a one-way clutch that transmits only the rotation from the second rotor to the first rotor, or the rotation of the first rotor is the first. There is a mechanism that does not transmit to the two rotors,
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7.
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