JP3545712B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

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JP3545712B2 JP2001030093A JP2001030093A JP3545712B2 JP 3545712 B2 JP3545712 B2 JP 3545712B2 JP 2001030093 A JP2001030093 A JP 2001030093A JP 2001030093 A JP2001030093 A JP 2001030093A JP 3545712 B2 JP3545712 B2 JP 3545712B2
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン自動車においては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にNOxを還元剤と反応させる性質を備えたNOx還元触媒(選択還元型触媒)を装備し、該NOx還元触媒の上流側に軽油等の還元剤を添加して該還元剤をNOx還元触媒上で排気ガス中のNOx(窒素酸化物)と還元反応させ、これによりNOxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。
【0003】
この種のNOx還元触媒としては、白金,パラジウム等の貴金属触媒や、バナジウム,銅,鉄の酸化物等の卑金属触媒が前述した如き性質を有するものとして既に知られている。
【0004】
図4は前述のNOx還元触媒を装備した排気浄化装置の一例を概略的に示したもので、自動車のディーゼルエンジン1から排出された排気ガス2が流通している排気管3のマフラの外筒をフィルタケース4とした場合を例示している。
【0005】
即ち、このフィルタケース4内にNOx還元触媒5が収容されるようになっており、該NOx還元触媒5は、クッション材6により外周部分を保持され、該クッション材6の軸心方向中間部には、排気ガス2の迂回を阻止し得るようシール材7が介装されている。尚、NOx還元触媒5の具体的な構造は図5に示す通りであり、フロースルー方式の触媒モノリスとして形成されている。
【0006】
そして、NOx還元触媒5より上流側には、軽油等の還元剤8を噴射して排気ガス2中に添加する噴射ノズル9が設けられ、該噴射ノズル9から噴射された還元剤8がNOx還元触媒5上で排気ガス2中のNOxと還元反応するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ここで図示している例では、NOx還元触媒5の直前位置にフィルタケース4の外周側から噴射ノズル9を挿入し、該噴射ノズル9の先端をNOx還元触媒5の上流側端面に対峙するよう鉤状に屈曲させた構造としてあるが、斯かる構造においては、噴射ノズル9が高温の排気ガス2の流れに晒されて高温化し、噴射ノズル9内で還元剤8が炭化して詰まりが生じる虞れがあり、又、ここに図示している例よりも上流側の排気管3に屈曲部分等を設けて噴射ノズル9のガス流路への張り出し量を極力少なくして配置したり、或いは、排気マニホールド10の長手方向の端部に対し該排気マニホールド10の内部への張り出し量を極力少なくして配置したりすることも考えられるが、NOx還元触媒5より上流側に遡れば遡るほど途中の流路壁に付着する還元剤8の量が増えて還元剤8の添加量が必要以上に多くなってしまうという新たな問題を招いてしまうことになる。
【0008】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、NOx還元触媒に添加するための還元剤が高温の排気ガスに晒されてノズル内で炭化してしまう虞れを未然に回避し得るようにすることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管の途中に介装したフィルタケース内にNOx還元触媒を装備した排気浄化装置であって、フィルタケースの上流側端面における軸心位置をずらした位置に排気ガスの導入口を設け、フィルタケースの上流側端面における軸心位置にNOx還元触媒から離間する向きに張り出すガイドノズルを突設し、該ガイドノズルの先端にNOx還元触媒に向け還元剤を噴射し得るよう噴射器を装備すると共に、フィルタケース内におけるガイドノズルの基端の開口部からNO x 還元触媒の上流側端面に向け該端面の略全域を網羅し得るよう円錐状に拡径しつつ延び且つそのNO x 還元触媒寄りの周面に導入口からの排気ガスを取り込む連通孔を有するガイドコーンを設け、フィルタケース内におけるNO x 還元触媒の後段に触媒再生型のパティキュレートフィルタを設けたことを特徴とするものである。
【0010】
而して、このようにすれば、噴射器から噴射された還元剤がフィルタケース外のガイドノズルを通してNOx還元触媒に添加され、導入口から導入された排気ガス中のNOxとNOx還元触媒上で還元反応することになるが、この際に、噴射器からの還元剤をフィルタケース内に導くガイドノズルは、フィルタケースの外部に配置されて空冷されているので、ガイドノズルの流路内で還元剤が炭化してしまう虞れが未然に回避され、還元剤の炭化によるガイドノズルの詰まりが防止されることになる。
又、導入口からフィルタケース内に導入された排気ガスが、ガイドコーンにおけるNO x 還元触媒寄りの周面に開口している各連通孔からガイドコーン内に流れ込んでNO x 還元触媒へと導かれ、ガイドコーン内におけるガイドノズル側よりもNO x 還元触媒側の方が排気ガスの流れがある分だけ圧力が相対的に低くなり、高温の排気ガスや該排気ガスに随伴される煤がガイドノズル側に導かれなくなるので、ガイドノズルの流路内で還元剤が炭化してしまう虞れがより一層確実に回避されることになり、煤によるガイドノズルの汚れも回避することが可能となる。
しかも、NO x 還元触媒にてNO x の還元に用いられずに通過した還元剤は、後段のパティキュレートフィルタの表面の酸化触媒上で酸化反応(燃焼)を起こし、その反応熱によりパティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの燃焼が助勢されるので、比較的低い着火温度にてパティキュレートを効率良く燃焼除去させることが可能となる。
【0013】
更に、本発明においては、ガイドノズルを還元剤の噴射方向に向け口径が漸増するベルマウス形状としたり、或いは、ガイドノズルを還元剤の噴射方向に向け口径が漸増するテーパ形状としたりすることが好ましく、このようにすれば、噴射器から噴射された還元剤を円滑に拡散させつつフィルタケース内に導き入れてNOx還元触媒の上流側端面の略全域に良好に散布することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【0016】
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図示する如く、本形態例の排気浄化装置においては、先に説明した図4の場合と同様に、排気管3のマフラの外筒をフィルタケース4とした場合を例示しており、該フィルタケース4における入口パイプ11と出口パイプ12との間に、フロースルー方式のNOx還元触媒5が収容され、特に図示する例においては、フィルタケース4内におけるNOx還元触媒5の後段に触媒再生型のパティキュレートフィルタ13も収容するようにしてある。
【0017】
このパティキュレートフィルタ13は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっていて、格子状に区画された各流路14の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路14については、その出口が目封じされるようになっており、各流路14を区画する多孔質薄壁15を透過した排気ガス2のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁15の内側表面にパティキュレートが捕集されるようになっている。
【0018】
又、ここで言う触媒再生型のパティキュレートフィルタ13とは、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させたものであり、その一体的に担持させた酸化触媒によって、捕集済みパティキュレートの酸化反応を促進して着火温度を低下せしめ、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去し得るようにしたものを指している。
【0019】
尚、このパティキュレートフィルタ13も、前段のNOx還元触媒5と同様に、クッション材6により外周部分を保持されており、該クッション材6の軸心方向中間部には、排気ガス2の迂回を阻止し得るようシール材7が介装されている。
【0020】
そして、上流側の排気管3と接続されて排気ガス2の導入口を成す入口パイプ11は、フィルタケース4の上流側端面における軸心位置をずらした位置に配置されており、フィルタケース4の上流側端面における軸心位置には、NOx還元触媒5から離間する向きに張り出すガイドノズル16が突設され、該ガイドノズル16の先端にNOx還元触媒5に向け還元剤8を噴射し得るよう噴射器17が装備されている。
【0021】
ここで、この噴射器17には、送給ポンプ18を備えた供給ライン19により図示しない還元剤タンクから還元剤8が導かれるようになっており、前記噴射器17に備えた電磁弁20を電気的に開閉操作することにより、適宜に還元剤8を噴射し得るようにしてある。
【0022】
又、フィルタケース4内におけるガイドノズル16の基端の開口部21とNOx還元触媒5との間には、前記開口部21からNOx還元触媒5の上流側端面に向け該端面の略全域を網羅し得るよう円錐状に拡径しつつ延び且つそのNOx還元触媒5寄りの周面に入口パイプ11からの排気ガス2を取り込む連通孔22を有するガイドコーン23が設けられている。
【0023】
ここで、入口パイプ11は、前記ガイドコーン23に突き当たる位置まで延びて該ガイドコーン23の円周方向の適宜位置に溶接されるようになっており、この入口パイプ11のフィルタケース4内に挿入された部位にも多数の連通孔24が開口されている。
【0024】
尚、出口パイプ12は、フィルタケース4の下流側端面の軸心位置に貫通装着されてセパレータ25に固定されており、この出口パイプ12のフィルタケース4内に挿入された部位と前記セパレータ25にも多数の連通孔26,27が開口されている。
【0025】
而して、このようにすれば、噴射器17から噴射された還元剤8がフィルタケース4外のガイドノズル16を通してNOx還元触媒5に添加され、入口パイプ11から導入された排気ガス2中のNOxとNOx還元触媒5上で還元反応することになるが、この際に、噴射器17からの還元剤8をフィルタケース4内に導くガイドノズル16は、フィルタケース4の外部に配置されて空冷されているので、ガイドノズル16の流路内で還元剤8が炭化してしまう虞れが未然に回避され、還元剤8の炭化によるガイドノズル16の詰まりが防止されることになる。
【0026】
従って、上記形態例によれば、NOx還元触媒5に添加するための還元剤8が高温の排気ガス2に晒されてガイドノズル16内で炭化してしまう虞れを未然に回避することができるので、還元剤8の炭化による詰まりの発生を防止することができ、長期間に亘り安定して還元剤8の添加を行うことができる。
【0027】
又、特に本形態例においては、入口パイプ11からフィルタケース4内に導入された排気ガス2が、ガイドコーン23におけるNOx還元触媒5寄りの周面に開口している各連通孔22からガイドコーン23内に流れ込んでNOx還元触媒5へと導かれ、ガイドコーン23内におけるガイドノズル16側よりもNOx還元触媒5側の方が排気ガス2の流れがある分だけ圧力が相対的に低くなり、高温の排気ガス2や該排気ガス2に随伴される煤がガイドノズル16側に導かれなくなるので、ガイドノズル16の流路内で還元剤8が炭化してしまう虞れをより一層確実に回避することができ、煤によるガイドノズル16の汚れも回避することができる。
【0028】
更に、本形態例においては、フィルタケース4内におけるNOx還元触媒5の後段に触媒再生型のパティキュレートフィルタ13を設けているので、NOx還元触媒5にてNOxの還元に用いられずに通過した還元剤8が、後段のパティキュレートフィルタの表面の酸化触媒上で酸化反応(燃焼)を起こし、その反応熱によりパティキュレートフィルタ13に捕集されたパティキュレートの燃焼を助勢することができるので、比較的低い着火温度にてパティキュレートを効率良く燃焼除去させることができる。
【0029】
又、以上に説明した図1の形態例においては、ガイドノズル16を直管形状とした例を示しているが、図2に示す如く、ガイドノズル16を還元剤8の噴射方向に向け口径が漸増するベルマウス形状としたり、或いは、図3に示す如く、ガイドノズル16を還元剤8の噴射方向に向け口径が漸増するテーパ形状としたりすることが可能であり、このようにすれば、噴射器17から噴射された還元剤8を円滑に拡散させつつフィルタケース4内に導き入れてNOx還元触媒5の上流側端面の略全域に良好に散布することが可能となる。
【0030】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0032】
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、NOx還元触媒に添加するための還元剤が高温の排気ガスに晒されてガイドノズル内で炭化してしまう虞れを未然に回避することができるので、還元剤の炭化による詰まりの発生を防止することができ、長期間に亘り安定して還元剤の添加を行うことができる。
【0033】
(II)本発明の請求項に記載の発明によれば、高温の排気ガスや該排気ガスに随伴される煤がガイドノズル側に導かれなくなるので、ガイドノズルの流路内で還元剤が炭化してしまう虞れをより一層確実に回避することができ、煤によるガイドノズルの汚れも回避することができる。
【0034】
(III)本発明の請求項1に記載の発明によれば、NO x 還元触媒にてNO x の還元に用いられずに通過した還元剤を後段のパティキュレートフィルタの表面の酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱によりパティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの燃焼を助勢することができるので、比較的低い着火温度にてパティキュレートを効率良く燃焼除去させることができる。
【0035】
(IV)本発明の請求項2又は3に記載の発明によれば、噴射器から噴射された還元剤を円滑に拡散させつつフィルタケース内に導き入れてNO x 還元触媒の上流側端面の略全域に良好に散布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図2】図1のガイドノズルの変形例を示す断面図である。
【図3】図1のガイドノズルの別の変形例を示す断面図である。
【図4】従来例を示す概略図である。
【図5】図4のNOx還元触媒の詳細を一部を切り欠いて示す斜視図である。
【符号の説明】
2 排気ガス
3 排気管
4 フィルタケース
5 NOx還元触媒
8 還元剤
11 入口パイプ(導入口)
13 パティキュレートフィルタ
16 ガイドノズル
17 噴射器
21 開口部
22 連通孔
23 ガイドコーン
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a diesel engine vehicle is provided with a NOx reduction catalyst (selective reduction type catalyst) having a property of selectively reacting NOx with a reducing agent even in the presence of oxygen, in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas flows. Adding a reducing agent such as light oil upstream of the NOx reduction catalyst to cause the reducing agent to undergo a reduction reaction with NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas on the NOx reduction catalyst, thereby reducing the NOx emission concentration. There is something we can do.
[0003]
As this type of NOx reduction catalyst, noble metal catalysts such as platinum and palladium and base metal catalysts such as oxides of vanadium, copper and iron are already known as having the above-mentioned properties.
[0004]
FIG. 4 schematically shows an example of an exhaust gas purifying apparatus equipped with the above-mentioned NOx reduction catalyst. An outer cylinder of a muffler of an exhaust pipe 3 through which exhaust gas 2 discharged from a diesel engine 1 of an automobile flows. Is a filter case 4.
[0005]
That is, the NOx reduction catalyst 5 is accommodated in the filter case 4. The NOx reduction catalyst 5 has an outer peripheral portion held by the cushion material 6, and is provided at an intermediate portion of the cushion material 6 in the axial center direction. Is provided with a sealing material 7 so as to prevent the exhaust gas 2 from being bypassed. The specific structure of the NOx reduction catalyst 5 is as shown in FIG. 5, and is formed as a flow-through type catalyst monolith.
[0006]
On the upstream side of the NOx reduction catalyst 5, an injection nozzle 9 for injecting a reducing agent 8 such as light oil and adding it to the exhaust gas 2 is provided, and the reducing agent 8 injected from the injection nozzle 9 reduces the NOx. The catalyst 5 performs a reduction reaction with NOx in the exhaust gas 2.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the example shown here, the injection nozzle 9 is inserted immediately before the NOx reduction catalyst 5 from the outer peripheral side of the filter case 4, and the tip of the injection nozzle 9 faces the upstream end face of the NOx reduction catalyst 5. However, in such a structure, the injection nozzle 9 is exposed to the flow of the high-temperature exhaust gas 2 and becomes hot, and the reducing agent 8 is carbonized and clogged in the injection nozzle 9. In addition, a bent portion or the like may be provided in the exhaust pipe 3 on the upstream side as compared with the example shown here, and the projection amount of the injection nozzle 9 into the gas flow path may be reduced as much as possible. Alternatively, it is conceivable to arrange the exhaust manifold 10 so that the amount of protrusion to the inside of the exhaust manifold 10 is minimized with respect to the longitudinal end of the exhaust manifold 10, but it goes back to the upstream side of the NOx reduction catalyst 5. Ho So that thereby causing a new problem that the addition amount of the middle of the channel the amount of reducing agent 8 which adhere to the walls increases the reducing agent 8 becomes much than necessary.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is intended to avoid a risk that a reducing agent to be added to a NOx reduction catalyst is exposed to high-temperature exhaust gas and carbonized in a nozzle. It is intended to be.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an exhaust gas purifying apparatus equipped with a NOx reduction catalyst in a filter case interposed in the middle of an exhaust pipe, wherein an exhaust gas inlet is provided at a position shifted from an axial center position on an upstream end surface of the filter case. A guide nozzle projecting in a direction away from the NOx reduction catalyst at an axial center position on an upstream end face of the filter case, and an injector for injecting a reducing agent toward the NOx reduction catalyst at a tip of the guide nozzle. The NOx is extended from the opening at the base end of the guide nozzle in the filter case toward the upstream end face of the NO x reduction catalyst while expanding in a conical shape so as to cover substantially the entire area of the end face, and its NO x the guide cone having a communication hole for taking the exhaust gas from the inlet to the circumferential surface of the reduction catalyst near provided, catalyst regeneration type particulate downstream of the NO x reduction catalyst in the filter casing It is characterized in the provision of the Interview filter.
[0010]
Thus, in this way, the reducing agent injected from the injector is added to the NOx reduction catalyst through the guide nozzle outside the filter case, and the NOx in the exhaust gas introduced from the inlet and the NOx on the NOx reduction catalyst At this time, the guide nozzle that guides the reducing agent from the injector into the filter case is disposed outside the filter case and is air-cooled. The possibility that the agent is carbonized is avoided beforehand, and clogging of the guide nozzle due to carbonization of the reducing agent is prevented.
Further, the exhaust gas introduced from the inlet into the filter case is guided to the NO x reduction catalyst flows from the communication hole that opens to the peripheral surface of the NO x reduction catalyst near the guide cone in the guide cone , NO x towards the reduction catalyst side is the amount corresponding pressure in the flow of the exhaust gas relatively lower than the guide nozzle side in the guide cone, soot guide nozzle to be associated to the exhaust gas and the exhaust gas having a high temperature Since it is no longer guided to the side, the risk that the reducing agent is carbonized in the flow path of the guide nozzle can be more reliably avoided, and contamination of the guide nozzle by soot can be avoided.
Moreover, the reducing agent that has passed through the NO x reduction catalyst without being used for the reduction of NO x causes an oxidation reaction (combustion) on the oxidation catalyst on the surface of the subsequent particulate filter, and the heat of the reaction causes the particulate filter Since the combustion of the particulates collected in the fuel cell is assisted, it is possible to efficiently burn and remove the particulates at a relatively low ignition temperature.
[0013]
Further, in the present invention, the guide nozzle may have a bell mouth shape whose diameter gradually increases toward the reducing agent injection direction, or the guide nozzle may have a taper shape whose diameter gradually increases toward the reducing agent injection direction. Preferably, in this manner, the reducing agent injected from the injector can be smoothly diffused, introduced into the filter case, and satisfactorily dispersed over substantially the entire upstream end surface of the NOx reduction catalyst.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, in the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, as in the case of FIG. Is illustrated as a filter case 4. A flow-through type NOx reduction catalyst 5 is accommodated between an inlet pipe 11 and an outlet pipe 12 in the filter case 4. The catalyst regeneration type particulate filter 13 is also accommodated in the case 4 after the NOx reduction catalyst 5.
[0017]
The particulate filter 13 has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the flow paths 14 partitioned in a lattice are alternately plugged, and the inlets are not plugged. The outlet of the flow path 14 is plugged, and only the exhaust gas 2 that has passed through the porous thin wall 15 that defines each flow path 14 is discharged to the downstream side. The particulates are collected on the inner surface of the wall 15.
[0018]
The catalyst regeneration type particulate filter 13 referred to herein is, for example, a filter obtained by adding an appropriate amount of a rare earth element such as cerium to alumina on which platinum is supported, and integrally supporting the oxidation catalyst. The integrated oxidation catalyst promotes the oxidation reaction of the collected particulates to lower the ignition temperature, so that the particulates can be burned and removed at a lower exhaust temperature than before. pointing.
[0019]
The particulate filter 13 also has an outer peripheral portion held by the cushion material 6 like the NOx reduction catalyst 5 at the preceding stage, and a bypass of the exhaust gas 2 is provided at an intermediate portion of the cushion material 6 in the axial direction. A sealing material 7 is interposed so as to be able to block.
[0020]
The inlet pipe 11 connected to the exhaust pipe 3 on the upstream side and forming an inlet for the exhaust gas 2 is disposed at a position shifted from the axial center position on the upstream end face of the filter case 4. A guide nozzle 16 protruding from the NOx reduction catalyst 5 in a direction away from the NOx reduction catalyst 5 is provided at an axial center position on the upstream end surface so that the reducing agent 8 can be injected toward the NOx reduction catalyst 5 at the tip of the guide nozzle 16. An injector 17 is provided.
[0021]
Here, the injector 17 is configured such that a reducing agent 8 is guided from a reducing agent tank (not shown) by a supply line 19 provided with a feed pump 18, and an electromagnetic valve 20 provided in the injector 17 is connected to the injector 17. By electrically opening and closing, the reducing agent 8 can be appropriately injected.
[0022]
Also, between the opening 21 at the base end of the guide nozzle 16 and the NOx reduction catalyst 5 in the filter case 4, substantially the entire area of the end face is covered from the opening 21 toward the upstream end face of the NOx reduction catalyst 5. A guide cone 23 having a communication hole 22 which extends while expanding in a conical shape and has a communication hole 22 for taking in the exhaust gas 2 from the inlet pipe 11 is provided on the peripheral surface near the NOx reduction catalyst 5.
[0023]
Here, the inlet pipe 11 extends to a position where it abuts on the guide cone 23 and is welded to an appropriate position in the circumferential direction of the guide cone 23, and is inserted into the filter case 4 of the inlet pipe 11. A large number of communication holes 24 are also opened at the set portion.
[0024]
The outlet pipe 12 is attached to the downstream end surface of the filter case 4 at the axial center position thereof and is fixed to the separator 25. The outlet pipe 12 and the portion of the outlet pipe 12 inserted into the filter case 4 are connected to the separator 25. Also, many communication holes 26 and 27 are opened.
[0025]
Thus, in this manner, the reducing agent 8 injected from the injector 17 is added to the NOx reduction catalyst 5 through the guide nozzle 16 outside the filter case 4, and the reducing agent 8 in the exhaust gas 2 introduced from the inlet pipe 11 The NOx and the NOx reduction catalyst 5 undergo a reduction reaction. At this time, a guide nozzle 16 that guides the reducing agent 8 from the injector 17 into the filter case 4 is disposed outside the filter case 4 and air-cooled. Therefore, the risk that the reducing agent 8 is carbonized in the flow path of the guide nozzle 16 is avoided beforehand, and the clogging of the guide nozzle 16 due to the carbonization of the reducing agent 8 is prevented.
[0026]
Therefore, according to the above embodiment, the risk that the reducing agent 8 to be added to the NOx reduction catalyst 5 is exposed to the high-temperature exhaust gas 2 and carbonized in the guide nozzle 16 can be avoided beforehand. Therefore, clogging due to carbonization of the reducing agent 8 can be prevented, and the reducing agent 8 can be stably added over a long period of time.
[0027]
Further, in this embodiment, in particular, the exhaust gas 2 introduced into the filter case 4 from the inlet pipe 11 passes through the guide cone 23 through each of the communication holes 22 opened on the peripheral surface of the guide cone 23 near the NOx reduction catalyst 5. The NOx reduction catalyst 5 flows into the NOx reduction catalyst 5 and is guided to the NOx reduction catalyst 5. The NOx reduction catalyst 5 side in the guide cone 23 has a relatively lower pressure than the guide nozzle 16 side by the amount of the flow of the exhaust gas 2, Since the high-temperature exhaust gas 2 and soot accompanying the exhaust gas 2 are not guided to the guide nozzle 16 side, the possibility that the reducing agent 8 is carbonized in the flow path of the guide nozzle 16 is further reliably avoided. The contamination of the guide nozzle 16 by soot can also be avoided.
[0028]
Further, in the present embodiment, since the catalyst regeneration type particulate filter 13 is provided at the subsequent stage of the NOx reduction catalyst 5 in the filter case 4, the NOx reduction catalyst 5 has passed without being used for NOx reduction. Since the reducing agent 8 causes an oxidation reaction (combustion) on the oxidation catalyst on the surface of the subsequent particulate filter, the heat of the reaction can assist combustion of the particulates collected by the particulate filter 13. Particulates can be efficiently burned and removed at a relatively low ignition temperature.
[0029]
Further, in the embodiment of FIG. 1 described above, the guide nozzle 16 has a straight pipe shape. However, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the guide nozzle 16 can have a gradually increasing bell-mouth shape, or a tapered shape in which the diameter gradually increases toward the injection direction of the reducing agent 8, as shown in FIG. The reducing agent 8 injected from the device 17 is smoothly diffused into the filter case 4, and can be satisfactorily dispersed over substantially the entire upstream end surface of the NOx reduction catalyst 5.
[0030]
It should be noted that the exhaust gas purification apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0031]
【The invention's effect】
According to the exhaust gas purification apparatus of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
[0032]
(I) According to the first aspect of the present invention, it is possible to avoid the possibility that the reducing agent to be added to the NOx reduction catalyst is exposed to high-temperature exhaust gas and carbonized in the guide nozzle. Therefore, clogging due to carbonization of the reducing agent can be prevented, and the reducing agent can be stably added over a long period of time.
[0033]
(II) According to the first aspect of the present invention, the high-temperature exhaust gas and the soot accompanying the exhaust gas are not guided to the guide nozzle side. The risk of carbonization can be more reliably avoided, and contamination of the guide nozzle by soot can also be avoided.
[0034]
(III) According to the invention of claim 1 of the present invention, the reducing agent that has passed without being used for the reduction of NO x by the NO x reduction catalyst is oxidized on the oxidation catalyst on the surface of the subsequent particulate filter. The reaction allows the reaction heat to assist the burning of the particulates collected by the particulate filter, so that the particulates can be efficiently burned and removed at a relatively low ignition temperature .
[0035]
According to the invention described in claim 2 or 3 (IV) present invention, substantially the upstream end face of the injector while smoothly diffuse the injected reducing agent from led into the filter case put the NO x reduction catalyst It can be spread well over the entire area .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a modification of the guide nozzle of FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing another modified example of the guide nozzle of FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a conventional example.
FIG. 5 is a perspective view showing the details of the NOx reduction catalyst of FIG. 4 with a part thereof cut away.
[Explanation of symbols]
2 Exhaust gas 3 Exhaust pipe 4 Filter case 5 NOx reduction catalyst 8 Reducing agent 11 Inlet pipe (inlet)
13 Particulate filter 16 Guide nozzle 17 Injector 21 Opening 22 Communication hole 23 Guide cone

Claims (3)

排気管の途中に介装したフィルタケース内にNOx還元触媒を装備した排気浄化装置であって、フィルタケースの上流側端面における軸心位置をずらした位置に排気ガスの導入口を設け、フィルタケースの上流側端面における軸心位置にNOx還元触媒から離間する向きに張り出すガイドノズルを突設し、該ガイドノズルの先端にNOx還元触媒に向け還元剤を噴射し得るよう噴射器を装備すると共に、フィルタケース内におけるガイドノズルの基端の開口部からNO x 還元触媒の上流側端面に向け該端面の略全域を網羅し得るよう円錐状に拡径しつつ延び且つそのNO x 還元触媒寄りの周面に導入口からの排気ガスを取り込む連通孔を有するガイドコーンを設け、フィルタケース内におけるNO x 還元触媒の後段に触媒再生型のパティキュレートフィルタを設けたことを特徴とする排気浄化装置。An exhaust purification device equipped with a NOx reduction catalyst in a filter case interposed in the middle of an exhaust pipe, wherein an exhaust gas inlet is provided at a position shifted from an axial center position on an upstream end surface of the filter case, and a filter case is provided. together with the guide nozzle protruding in a direction away from the NOx reduction catalyst projecting from the axial position at the upstream side end face, equipped with injectors that can inject a reducing agent for the NOx reduction catalyst at the tip of the guide nozzle , in the filter case of the guide nozzle from the opening of the proximal end NO x reducing catalyst upstream end surface facing the end face a conical manner capable of covering substantially the entire area in the increased diameter while extending and the the NO x reduction catalyst near the the guide cone having a communication hole for taking the exhaust gas from the inlet to the peripheral surface provided, particulate catalyst regeneration type downstream of the NO x reduction catalyst in the filter casing Exhaust purification apparatus characterized in that a filter. ガイドノズルを還元剤の噴射方向に向け口径が漸増するベルマウス形状としたことを特徴とする請求項に記載の排気浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 , wherein the guide nozzle has a bell-mouth shape whose diameter gradually increases in the reducing agent injection direction. ガイドノズルを還元剤の噴射方向に向け口径が漸増するテーパ形状としたことを特徴とする請求項に記載の排気浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 , wherein the guide nozzle has a tapered shape whose diameter gradually increases in the reducing agent injection direction.
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