JP3283868B2 - ディーゼルエンジンの排気ガス用の排気ガス浄化装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排気ガス用の排気ガス浄化装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、排気ガス管内に還元剤の噴射装
置と混合装置と触媒装置とが配置されているディーゼル
エンジンの排気ガス用の排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】この種の装置はＳｉＮＯｘ排気ガス浄化シ
ステムなる名称でドイツのシーメンス社（ベルリン及び
ミュンヘン）から販売されている（パンフレット「定置
形ディーゼルエンジン用ＳｉＮＯｘ窒素酸化物減少装
置」、注文番号Ａ９６００１−Ｕ９１−Ａ２３２）。こ
の装置を用いることによって、ディーゼルエンジンから
の窒素酸化物の放出を大幅に減少させることができる。
ＳｉＮＯｘ排気ガス浄化システムの機能はＳＣＲ法（Ｓ
ｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔ
ｉｏｎ；選択接触還元法）を基礎としている。その場
合、排気ガスの窒素酸化物は排気ガス管内でアンモニア
又は尿素のような還元剤と混合され、反応室内へ導か
れ、そこで触媒装置によって環境に優しい物質の水素と
窒素とに変換される。還元剤を排気ガスと混合するため
に静止形混合器が使用される。
【０００３】ヨーロッパ特許第０５５８４５２号明細書
により、コンパクトに構成された排気ガス浄化装置内に
３つの通路つまり熱分解通路と混合通路と反応通路とを
直列に配置することが知られている。熱分解通路内に
は、尿素水溶液を圧縮空気の作用の下に排気ガス流中に
噴霧する２物質噴霧式ノズル装置が設けられている。こ
こで熱分解が行われる、すなわち尿素がアンモニアと二
酸化炭素とに分解される。混合通路内には、異なった物
質を混合させる３つの十字形混合器が設けられている。
混合された排気ガス流はその次に反応通路内に導かれ、
そこで２つの還元（ＳＣＲ）触媒を通って、その後酸化
触媒を通って導かれる。ガス状有害物質を除去された排
気ガス流は引き続いて外部へ導出される。
【０００４】特に、トラック、乗用車、バス又は機関車
のような陸上車において、又は水上艇のような海上乗り
物においても、ディーゼル用ＳｉＮＯｘ排気ガス浄化装
置の組み込み率が低い場合、排気ガス内への還元剤の均
一分布を保証することは困難であることがわかってい
る。つまり、排気ガス管が湾曲していることによって、
排気ガスの流れの非均一分布つまり偏った流れプロフィ
ール、従って噴射された還元剤の非均一分布が生ずる。
短い噴霧区間の場合非常に小さい構成スペースのために
それゆえ排気ガス流内での還元剤の滞留時間はＳＣＲ触
媒装置内へ入る前に均一分布を保証するには十分ではな
い。これによって、触媒装置内の個々の段又はモジュー
ルには還元剤が非均一に作用し、このことによって窒素
酸化物の変換は比較的低くなる。
【０００５】このために、ドイツ連邦共和国特許出願公
開第４２０３８０７号明細書により、入口排気ガス管が
排気ガス管の中心軸線に垂直に接続されている排気ガス
浄化装置が知られている。排気ガス管内に還元剤の噴射
装置と混合装置と触媒装置とが配置されている。混合装
置は排気ガスの流れ方向に見て噴射装置の前に配置され
ている。排気ガス管の中心軸線に垂直に接続されている
入口排気ガス管を通って、排気ガスが正接的に排気ガス
管内へ導入される。これによって排気ガス内に惹き起さ
れた螺旋流は混合装置によって、排気ガスと噴射装置に
よって導入された還元剤とを混合するために利用され
る。しかしながら、正接的な導入によって惹き起された
この種の螺旋流が半径方向に沿った排気ガスの非均一分
布を生ぜしめる欠点がある。
【０００６】排気ガスと還元剤との達成可能な混合は、
噴射装置が排気ガス管の中央部の中心に配置されている
場合には特に不十分である。
【０００７】本発明の課題は、短い噴霧区間でも排気ガ
ス内での還元剤の均一分布が保証されるように上述の種
類の排気ガス浄化装置を構成することである。
【０００８】この課題は本発明によれば、入口排気ガス
管が排気ガス管の中心軸線に沿って配置されることによ
って解決される。換言すれば、排気ガスが入口排気ガス
管から排気ガス管内に貫流する際に排気ガスの方向転換
は行われない。排気ガスは排気ガス管に平行に導入され
る。
【０００９】この場合、触媒装置は、それぞれがＳＣＲ
用触媒モジュールから成る複数の段を含むことができ
る。しかし、これとは異なり、触媒装置は、第１の段が
加水分解触媒モジュールから成り別の各段がＳＣＲ触媒
モジュールから成る複数の段を含むこともできる。
【００１０】混合をより一層改善するために、別の混合
装置を噴射装置と触媒装置との間に配置することができ
る。
【００１１】この別の混合装置が、排気ガス管が触媒装
置を収容するために拡大される個所に配置されていると
好ましい。
【００１２】本発明の実施例を以下において３つの図に
基づいて詳細に説明する。図面において同一要素に対し
ては同一符号が付されている。図１は排気ガス管の中心
軸線に沿って配置された入口排気ガス管と３つのＳＣＲ
触媒モジュール段とを備えた第１の排気ガス浄化装置を
示す。図２は排気ガス管の中心軸線に沿って配置された
入口排気ガス管と１つの加水分解触媒モジュール段及び
それに続く２つのＳＣＲ触媒モジュール段とを備えた第
２の排気ガス浄化装置を示す。図３は図１の装置に加え
て別の混合装置が設けられている第３の排気ガス浄化装
置を示す。
【００１３】図１によれば、（図示されていない）ディ
ーゼルエンジンから排気ガスＡが放出され、これは（例
えば図示されていない圧縮器又はタービン発電機を通っ
て）入口排気ガス管１及びそれに接続された排気ガス管
２内へ導入される。入口排気ガス管１は排気ガス管２の
中心軸線に沿って配置されている。排気ガスの方向転換
は行われない。排気ガス管２内には特にヨーロッパ特許
第０５９４６５７号明細書に基づいて構成された静止形
混合装置４が設けられている。流れ方向に見てそれに続
いて還元剤ｒの噴射装置６が配置されている。この還元
剤はアンモニア（ＮＨ3）であってもよく、又は特に尿
素の水溶液であってもよい。排気ガス管２は触媒装置１
０を収容するために移行個所８で拡大されている。この
触媒装置１０はこの例では３つの上下に配置された段
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩを含んでいる。これらの各段Ｉ、Ｉ
Ｉ、ＩＩＩはＳＣＲ触媒モジュール１２であり、排気ガ
スＡ中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するために使われ
る。このようにして浄化された排気ガスＡ‘は排気ガス
管２から出口１４を通って出てゆく。
【００１４】従来技術に比べて、図１に示された排気ガ
ス浄化装置は流れ及び還元剤の均一分布を改善してい
る。
【００１５】図２によれば、下側部分が図１の下側部分
と同じである第２の排気ガス浄化装置が設けられてい
る。ここでは図１とは異なり第１の段Ｉが加水分解触媒
モジュール２２として形成されている。
【００１６】ここでも同様に従来技術に比べて、流れ及
び還元剤の均一分布の改善が達成されている。さらに、
構成スペースを減少させることができる。
【００１７】図３による第３の排気ガス浄化装置は図１
のそれと十分に一致している。ここでは補助的に別の混
合装置４Ａが設けられている。これは特に移行個所８の
ところに、すなわち円筒状の排気ガス管２から触媒反応
室へ至る拡大される移行個所の前に設けられている。
【００１８】図３による実施例の場合、従来技術に比べ
て、流れ及び還元剤の均一分布が改善されると共に、構
成スペースが減少する。さらに、混合装置４、４Ａがそ
れぞれ導風装置として機能するので、流れが拡大され
る。 ［図面の簡単な説明］
【図１】本発明による第１の排気ガス浄化装置を示す概
略図。
【図２】本発明による第２の排気ガス浄化装置を示す概
略図。
【図３】本発明による第３の排気ガス浄化装置を示す概
略図。
【符号の説明】
１ 入口排気ガス管 ２ 排気ガス管 ４ 混合装置 ４Ａ 混合装置 ６ 還元剤の噴射装置 ８ 移行個所 １０ 触媒装置 １２ ＳＣＲ触媒モジュール １４ 出口 ２２ 加水分解触媒モジュール
フロントページの続き (72)発明者 ヴィツッェル、フランク ドイツ連邦共和国 デー‐96215 リヒ テンフェルス コンラート‐アデナウア ー‐シュトラーセ 16 (72)発明者 シュナップ、シュテッフェン ドイツ連邦共和国 デー‐96257 マル クトグライツ ハウプトシュトラーセ ７ (56)参考文献 特開 平９−13946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−164018（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／26226（ＷＯ，Ａ１) 国際公開97／1387（ＷＯ，Ａ１) 国際公開97／376（ＷＯ，Ａ１)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入口排気ガス管（１）が排気ガス管
    （２）に接続され、排気ガス管（２）内に還元剤（ｒ）
    の噴射装置（６）と混合装置（４）と触媒装置（１０）
    とが配置され、混合装置（４）が排気ガス（Ａ）の流れ
    方向に見て噴射装置（６）の前に配置されているディー
    ゼルエンジンの排気ガス（Ａ）用の排気ガス浄化装置に
    おいて、入口排気ガス管（１）が排気ガス管（２）の中
    心軸線に沿って配置されていることを特徴とするディー
    ゼルエンジンの排気ガス用の排気ガス浄化装置。
  2. 【請求項２】 触媒装置（１０）が、それぞれがＳＣＲ
    触媒モジュール（１２）から成る複数の段（Ｉ、ＩＩ、
    ＩＩＩ）を含んでいることを特徴とする請求項１記載の
    排気ガス浄化装置。
  3. 【請求項３】 触媒装置（１０）が、第１の段（Ｉ）が
    加水分解触媒モジュール（２２）から成り別の各段（Ｉ
    Ｉ、ＩＩＩ）がＳＣＲ触媒モジュール（１２）から成る
    複数の段（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を含んでいることを特徴
    とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
  4. 【請求項４】 別の混合装置（４Ａ）が噴射装置（６）
    と触媒装置（１０）との間に配置されていることを特徴
    とする請求項２記載の排気ガス浄化装置。
  5. 【請求項５】 別の混合装置（４Ａ）が、排気ガス管
    （２）が触媒装置（１０）を収容するために拡大される
    個所に配置されていることを特徴とする請求項４記載の
    排気ガス浄化装置。
JP2000504361A 1997-07-24 1998-07-21 ディーゼルエンジンの排気ガス用の排気ガス浄化装置 Expired - Fee Related JP3283868B2 (ja)

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