JP4951560B2 - 内燃機関用の排ガス浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用の排ガス浄化装置に関する。

内燃機関用の排ガス浄化装置は、内燃機関（例えば、ディーゼルエンジンなど）から排出された排ガスを浄化するための装置である（例えば、下記特許文献１，２参照）。この種の装置として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction)が内部に収納された筒状ケースと、ＳＣＲの上流側から排ガスに還元剤（尿素など）を供給する還元剤供給手段（尿素水噴射ノズルなど）と、を備えたものが知られている。さらに近年では、筒状ケース内に、排ガス流入口から順に、ＤＯＣ(Diesel Oxidation Catalyst)、ＤＰＦ(Diesel Particulate Filter) 、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction) 及びアンモニアスリップ（例えば、ＤＯＣ等）が直列に収納されており、ＤＰＦとＳＣＲとの間に、還元剤供給手段が設けられているものも知られている。
特表２００２−５０２９２７号公報 ＥＰ０７５８７１３Ａ１号公報

ところで、上記のような装置において、ＳＣＲによる排ガスの浄化効率を向上させるためには、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲに対して均一に供給することが望ましい。そこで、上記のような装置においては、従来より、ＳＣＲの上流側にミキサ構造体が設けられている。なお、還元剤を供給する箇所とＳＣＲとの距離を長く確保することによっても、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲに対して均一に供給することは可能である。しかし、上記のような装置のうち、とりわけ、ＤＯＣ、ＤＰＦ、ＳＣＲ及びアンモニアスリップが収納された装置にあっては、装置が長尺化して搭載性が悪化しやすいため、還元剤を供給する箇所とＳＣＲとの距離を長く確保することは困難である。従って、かかる装置にあっては、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲに対して均一に供給するためには、ミキサ構造体を設けざるを得なかったのである。ところが、上記の装置にミキサ構造体を設けた場合には、装置の重量化及び高コスト化などの問題を招いてしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ミキサ構造体を設けることなく、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲに対して均一に供給することが可能な内燃機関用の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関用の排ガス浄化装置は、閉塞された端部を有し、当該端部から離れた状態でＳＣＲが内部に収納されており、前記端部と前記ＳＣＲの上流側端部との間に空間が形成されている筒状ケースと、前記筒状ケースの側筒部の領域のうち前記端部と前記上流側端部との間の領域において、当該側筒部に対して接線方向に連結され、内部に内燃機関から排出された排ガスが流れる筒状パイプと、前記筒状パイプ内を流れる前記排ガスに還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ミキサ構造体を設けることなく、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲに対して均一に供給することが可能となる。

以下、本発明の各実施形態について説明する。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る内燃機関用の排ガス浄化装置１００を示す概略図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図である。

図１に示すように、内燃機関用の排ガス浄化装置１００は、筒状ケース１０１、筒状パイプ１０２、及び還元剤供給手段（具体的には尿素水噴射ノズル）１０３を備えるとともに、ＤＯＣ及びＤＰＦ２０が収納された筒状ケース１０４を備えている。

筒状ケース１０１は、閉塞された端部１０１ａを有し、端部１０１ａから離れた状態でＳＣＲ１０が内部に収納されており、さらに、ＳＣＲ１０の下流側には、アンモニアスリップが収納されている。端部１０１ａとＳＣＲ１０の上流側端部１０ａとの間には、排ガスを旋回させるための空間１０１ｂが形成されている。

また、筒状パイプ１０２の一端側は、図２に示すように、筒状ケース１０１の側筒部の領域のうち端部１０１ａと上流側端部１０ａとの間の領域において、当該側筒部に対して接線方向に連結されている。さらに、筒状パイプ１０２の他端側は、閉塞した端部１０２ａを有するとともに、筒状ケース１０４内に挿入されており、具体的には、筒状ケース１０４の端部１０４ａとＤＰＦ２０の下流側端部２０ａとの間に形成された空間１０４ｂ内に挿入されている。この筒状パイプ１０２の他端側のうち、筒状ケース１０４内に挿入された領域には、複数の通気孔１０２ｂが設けられている。また、筒状パイプ１０２の端部１０２ａには、還元剤供給手段１０３が設けられている。なお、筒状ケース１０１と筒状ケース１０４とは、相互に略平行となるように配置されている。

このような内燃機関用の排ガス浄化装置１００において、内燃機関から排出された排ガスは、筒状ケース１０４内に導入されてＤＯＣ及びＤＰＦ２０を通過し、空間１０４ｂ内に到達する。空間１０４ｂに到達した排ガスは、通気孔１０２ｂを介して筒状パイプ１０２内に導入される。その際、排ガスは、通気孔１０２ｂによって、均一に分散した状態で筒状パイプ１０２内に導入されるとともに、還元剤供給手段１０３から供給された還元剤と攪拌される。さらに、この排ガスは、筒状パイプ１０２と筒状ケース１０１との連結部を介して、筒状ケース１０１内に導入され、その空間１０１ｂ内において旋回される。このときに生じる旋回流（図２参照）により、排ガスは、さらに攪拌されることとなり、還元剤との混合が促進され、これらの混合物がＳＣＲ１０に対して均一に供給されることとなる。その結果、ＳＣＲ１０による排ガスの浄化効率が向上する。このようにして、ＤＯＣ、ＤＰＦ、ＳＣＲ及びアンモニアスリップが収納された装置であっても、ミキサ構造体を設けることなく、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲ１０に対して均一に供給することが可能となるのである。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
次に、図３及び図４を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る内燃機関用の排ガス浄化装置を示す概略図、図４は図３のＢ−Ｂ線矢視図である。なお、各図において、図１及び図２と同一若しくは類似の箇所には、同一の符号を付している。

図３に示すように、内燃機関用の排ガス浄化装置２００は、筒状ケース１０１、筒状パイプ２０２、及び還元剤供給手段（具体的には尿素水噴射ノズル）２０３を備えるとともに、ＤＯＣ及びＤＰＦ２０が収納された筒状ケース１０４を備えている。

図４に示すように、筒状パイプ２０２の一端側は、図２に示した筒状パイプ１０２の一端側と同様の構成を有しており、筒状ケース１０１の側筒部の領域のうち端部１０１ａと上流側端部１０ａとの間の領域において、当該側筒部に対して接線方向に連結されている。

但し、筒状パイプ２０２の他端側は、図２に示した筒状パイプ１０２の一端側と異なった構成を有しており、筒状ケース１０４の端部１０４ａに接続されている。筒状ケース１０１と筒状ケース１０４とは、相互に略直交するように配置されている。

このような内燃機関用の排ガス浄化装置２００においても、内燃機関から排出された排ガスは、筒状ケース１０４内に導入されてＤＯＣ及びＤＰＦ２０を通過し、空間１０４ｂ内に到達する。空間１０４ｂに到達した排ガスは、その下流側の端部１０４ａに接続された筒状パイプ２０２内に導入され、この筒状パイプ２０２内を通過する際に、排ガスには還元剤供給手段２０３から還元剤が供給される。還元剤が供給された排ガスは、筒状ケース１０１内に導入され、その空間１０１ｂ内において旋回される。このときに生じる旋回流により、排ガスは、攪拌されることとなり、還元剤と十分に混合され、これらの混合物がＳＣＲ１０に対して均一に供給されることとなる。その結果、ＳＣＲ１０による排ガスの浄化効率が向上する。このようにして、ＤＯＣ、ＤＰＦ、ＳＣＲ及びアンモニアスリップが収納された装置であっても、ミキサ構造体を設けることなく、排ガスに還元剤を十分に混合させ、これらの混合物をＳＣＲ１０に対して均一に供給することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る内燃機関用の排ガス浄化装置を示す概略図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。 本発明の第２実施形態に係る内燃機関用の排ガス浄化装置を示す概略図である。 図３のＢ−Ｂ線矢視図である。

符号の説明

１０ ＳＣＲ
１００，２００ 内燃機関用の排ガス浄化装置
１０１ 筒状ケース
１０１ｂ 空間
１０２，２０２ 筒状パイプ
１０２ａ 通気孔
１０３，２０３ 還元剤供給手段

Claims (1)

1. 閉塞された端部を有し、当該端部から離れた状態でＳＣＲが内部に収納されており、前記端部と前記ＳＣＲの上流側端部との間に空間が形成されている筒状ケースと、
   前記筒状ケースの側筒部の領域のうち前記端部と前記上流側端部との間の領域において、当該側筒部に対して接線方向に連結され、内部に内燃機関から排出された排ガスが流れる筒状パイプと、
   前記筒状パイプ内を流れる前記排ガスに還元剤を供給する還元剤供給手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関用の排ガス浄化装置。

Images