JP5057944B2 - Exhaust aftertreatment device - Google Patents

Exhaust aftertreatment device Download PDF

Info

Publication number
JP5057944B2
JP5057944B2 JP2007308655A JP2007308655A JP5057944B2 JP 5057944 B2 JP5057944 B2 JP 5057944B2 JP 2007308655 A JP2007308655 A JP 2007308655A JP 2007308655 A JP2007308655 A JP 2007308655A JP 5057944 B2 JP5057944 B2 JP 5057944B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
case
pipe
reducing agent
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007308655A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009133228A (en
Inventor
博昭 藤田
好央 武田
智 平沼
真一 斎藤
康子 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Original Assignee
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp filed Critical Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority to JP2007308655A priority Critical patent/JP5057944B2/en
Publication of JP2009133228A publication Critical patent/JP2009133228A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5057944B2 publication Critical patent/JP5057944B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、ケース内にディーゼルパティキュレートフィルタ及び還元剤を使用する選択還元NOx触媒を有した排気後処理装置に関する。   The present invention relates to an exhaust aftertreatment device having a selective reduction NOx catalyst using a diesel particulate filter and a reducing agent in a case.

ディーゼルエンジンの排気後処理装置として、排気中に含まれるパティキュレートマター(以下PMともいう)を捕集するパティキュレートフィルタ(以下DPFともいう)がある。
また、ディーゼルエンジンの排気後処理装置として、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)を浄化する手段として、排気中に尿素水(ユリア水)等の還元剤を添加し加水分解により発生するアンモニア(NH)を使用して、NOxを窒素(N)と水(HO)に選択還元するNOx触媒、所謂SCR触媒が知られている。
As an exhaust aftertreatment device for a diesel engine, there is a particulate filter (hereinafter also referred to as DPF) that collects particulate matter (hereinafter also referred to as PM) contained in the exhaust gas.
In addition, as an exhaust aftertreatment device for diesel engines, as a means for purifying nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust, ammonia generated by hydrolysis by adding a reducing agent such as urea water (urea water) into the exhaust There is known a so-called SCR catalyst, a NOx catalyst that selectively reduces NOx to nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O) using (NH 3 ).

この他にもディーゼルエンジンの排気通路には、DPFの排気上流側に当該DPFでのPMの燃焼を促進させるための酸化触媒や、SCR触媒の排気下流側に当該SCR触媒通過した余剰のアンモニアを浄化させるための酸化触媒等が設けられる。
そして、これらDPF、SCR触媒、酸化触媒等を箱状のケース(ケーシング)内に収納した排気後処理装置がある(特許文献1参照)。
In addition to this, in the exhaust passage of the diesel engine, an oxidation catalyst for accelerating PM combustion in the DPF on the exhaust upstream side of the DPF, or excess ammonia that has passed through the SCR catalyst on the exhaust downstream side of the SCR catalyst. An oxidation catalyst or the like for purification is provided.
There is an exhaust aftertreatment device in which these DPF, SCR catalyst, oxidation catalyst, and the like are housed in a box-like case (casing) (see Patent Document 1).

具体的には、ケース内部を仕切壁により排気入口側と排気出口側の2室に区切り、当該2室をケース内部の一側にある折り返し部位を介して連通させ、排気入口側の室に酸化触媒及びDPFを、排気出口側の室にSCR触媒及び酸化触媒を配設させた構成としている。さらに、折り返し部位に、還元剤を添加するノズルを設けている。
特開2007−85247号公報
Specifically, the inside of the case is divided into two chambers on the exhaust inlet side and the exhaust outlet side by a partition wall, and the two chambers are communicated via a folded portion on one side inside the case to oxidize the chamber on the exhaust inlet side. The catalyst and the DPF are configured such that the SCR catalyst and the oxidation catalyst are disposed in the exhaust outlet side chamber. Furthermore, the nozzle which adds a reducing agent is provided in the folding | turning site | part.
JP 2007-85247 A

しかしながら、当該特許文献1に開示された技術のように、ケース内部の折り返し部位に還元剤を添加するノズルを設けた構成では、折り返し部位はケースの端部に形成された扁平状の空間であることから通路内に還元剤を行き渡らせることが困難である上、当該ノズルとSCR触媒との間隔が短いことから、還元剤が排気中に十分に拡散されない。このため、SCR触媒には還元剤が不均一に添加されてしまい、NOx浄化率が低下するという問題がある。   However, as in the technique disclosed in Patent Document 1, in the configuration in which the nozzle for adding the reducing agent is provided at the folded portion inside the case, the folded portion is a flat space formed at the end of the case. For this reason, it is difficult to distribute the reducing agent in the passage, and since the distance between the nozzle and the SCR catalyst is short, the reducing agent is not sufficiently diffused into the exhaust gas. For this reason, there is a problem that the reducing agent is added non-uniformly to the SCR catalyst, and the NOx purification rate decreases.

また、当該特許文献1に開示されている別の構成では、酸化触媒及びSCR触媒を排気入口側の室に配設し、当該酸化触媒とSCR触媒との間に還元剤を添加するノズルを設けているが、このような構成でも、ノズルとSCR触媒との間隔が狭く、上記構成と同様にSCR触媒におけるNOx浄化率が低下する。
また、当該特許文献1では、ケースにおける排気入口と排気出口とが同側面に配置され近接していることから、当該ケースにおける排気入口及び排気出口のレイアウトの自由度が低く、車体への搭載性も悪化するという問題がある。
In another configuration disclosed in Patent Document 1, an oxidation catalyst and an SCR catalyst are disposed in a chamber on the exhaust inlet side, and a nozzle for adding a reducing agent is provided between the oxidation catalyst and the SCR catalyst. However, even in such a configuration, the interval between the nozzle and the SCR catalyst is narrow, and the NOx purification rate in the SCR catalyst is reduced as in the above configuration.
Further, in Patent Document 1, since the exhaust inlet and the exhaust outlet in the case are arranged on the same side surface and are close to each other, the degree of freedom in layout of the exhaust inlet and the exhaust outlet in the case is low, and mounting on the vehicle body is possible. There is also the problem of getting worse.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大型化を抑制しつつケースの構成の自由度を向上させることができるとともに、還元剤を十分に拡散させSCR触媒によるNOx浄化率を向上させることのできる排気後処理装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to improve the degree of freedom of the configuration of the case while suppressing an increase in size and to sufficiently diffuse the reducing agent. Another object of the present invention is to provide an exhaust aftertreatment device capable of improving the NOx purification rate by the SCR catalyst.

上記した目的を達成するために、請求項1の排気後処理装置では、内燃機関の排気通路に介装されるケース内部に、排気中のパティキュレートマターを捕捉するパティキュレートフィルタ及び還元剤添加手段より添加される還元剤によって排気中のNOxを選択還元するNOx触媒を有した排気浄化装置であって、前記ケース内部に配設され、該ケース内部一側に形成され前記内燃機関からの排気が流入する排気流入部及び該ケース内部の他側に形成された第1の折り返し部を連通し、前記パティキュレートフィルタが内装された第1の通路と、前記ケース内部に配設され、前記第1の折り返し部及び該ケース内部の一側に形成された第2の折り返し部を連通し、内部が断面円形状の管状通路であり、当該内部に前記ケースの他側面に配設された前記還元剤添加手段から排気上流側位置で、当該内部断面中心から排気下流側へ放射状に還元剤が噴射されることで該還元剤が排気中に添加される第2の通路と、前記ケース内部に配設され、前記第2の折り返し部及び該ケース内部の他側に形成され排気が流出する排気流出部を連通し、前記NOx触媒が内装された第3の通路とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the exhaust aftertreatment device of claim 1, the particulate filter and the reducing agent adding means for capturing particulate matter in the exhaust inside the case interposed in the exhaust passage of the internal combustion engine. An exhaust gas purification apparatus having a NOx catalyst for selectively reducing NOx in exhaust gas by a reducing agent further added, wherein the exhaust gas purification apparatus is disposed inside the case and is formed on one side of the case and exhausted from the internal combustion engine. An exhaust inflow portion that flows in and a first folded portion formed on the other side of the case communicate with each other, a first passage in which the particulate filter is installed, and a first passage that is disposed inside the case. folded portion and communicating a second folded portion formed on one side of the inside of the casing, inside a tubular passageway of circular cross-section, is arranged on the other side of the case to the inside of the Wherein the exhaust upstream side position from the reducing agent addition means, a second passage in which the reducing agent by the reducing agent radially from the internal cross-sectional center to the exhaust downstream side is injection is added to the exhaust was the case A third passage that is disposed inside and communicates with the second folded portion and an exhaust outflow portion that is formed on the other side of the case and through which the exhaust flows out, and in which the NOx catalyst is internally provided. It is a feature.

上記手段を用いる本発明の請求項1の排気後処理装置によれば、内燃機関の排気通路に介装されるケース内部にディーゼルパティキュレートフェイルタ(DPF)及び選択還元NOx触媒(SCR触媒)を有する排気後処理装置であって、該ケース内部に、ケース一側にあり排気が流入する排気流入部とケース他側にある第1の折り返し部とを連通しDPFが内装された第1の通路と、当該第1の折り返し部とケース一側にある第2の折り返し部とを連通し還元剤が添加される第2の通路と、当該第2の折り返し部とケース他側にあり排気が流出する排気流出部とを連通しNOx触媒が内装された第3の通路とを備えている。   According to the exhaust aftertreatment device of the first aspect of the present invention using the above means, the diesel particulate filter (DPF) and the selective reduction NOx catalyst (SCR catalyst) are disposed inside the case interposed in the exhaust passage of the internal combustion engine. An exhaust aftertreatment device having a first passage in which a DPF is internally connected to communicate with an exhaust inflow portion on one side of the case where exhaust flows in and a first folded portion on the other side of the case. And a second passage through which the first folded portion and the second folded portion on one side of the case are communicated, and a reducing agent is added, and the second folded portion and the other side of the case are on the other side of the exhaust. And a third passage in which a NOx catalyst is housed is connected.

つまり、当該排気後処理装置は、ケース内部において排気流入部から順に第1の通路、第1の折り返し部、第2の通路、第2の折り返し部、第3の通路、排気流出部と排気が流れる排気経路が形成されている。そして、当該第1の通路にDPFが内装し、第2の通路で還元剤が添加され、第3の通路にSCR触媒が内装されている。
このように、ケース内部に2つの折り返し部を形成し、DPFを備える第1の通路及びSCR触媒を備える第3の通路を配設するとともに、SCR触媒の排気上流側に還元剤を添加するための第2の通路を設けることで、そして、還元剤が十分に拡散されることでSCR触媒に還元剤が均一に添加され、当該SCR触媒におけるNOx浄化性能を向上させることができる。
That is, in the exhaust aftertreatment device, the first passage, the first folded portion, the second passage, the second folded portion, the third passage, the exhaust outflow portion, and the exhaust are sequentially arranged from the exhaust inflow portion inside the case. A flowing exhaust path is formed. A DPF is internally provided in the first passage, a reducing agent is added in the second passage, and an SCR catalyst is provided in the third passage.
Thus, in order to add the reducing agent to the exhaust upstream side of the SCR catalyst, the two folded portions are formed inside the case, the first passage including the DPF and the third passage including the SCR catalyst are disposed. By providing the second passage, and the reducing agent is sufficiently diffused, the reducing agent is uniformly added to the SCR catalyst, and the NOx purification performance of the SCR catalyst can be improved.

また、ケース内部の排気経路を2箇所で折り返した構成とすることで、排気入口がケースの一側に、排気出口がケースの他側に配置されることから、従来のように排気入口及び排気出口を近接される必要はなく、当該排気入口及び排気出口の配置の自由度を向上させることができる。これにより、車体の構造に合わせたケース構成とすることができ、当該ケースの搭載性も向上させることができる。   In addition, since the exhaust path inside the case is folded at two locations, the exhaust inlet is disposed on one side of the case and the exhaust outlet is disposed on the other side of the case. The outlets do not need to be close to each other, and the degree of freedom of arrangement of the exhaust inlet and the exhaust outlet can be improved. Thereby, it can be set as the case structure according to the structure of the vehicle body, and the mounting property of the case can also be improved.

以上のことから、大型化を抑制しつつケースの構成の自由度を向上させることができるとともに、還元剤を十分に拡散させSCR触媒によるNOx浄化率を向上させることができる。
さらに、当該請求項1の排気後処理装置によれば、還元剤添加手段をケースの他側に配設し、第2の通路内の排気上流側位置で還元剤を添加するものとしている。
From the above, it is possible to improve the degree of freedom of the configuration of the case while suppressing an increase in size, and it is possible to sufficiently diffuse the reducing agent and improve the NOx purification rate by the SCR catalyst.
Further, according to the exhaust aftertreatment device of claim 1 , the reducing agent addition means is disposed on the other side of the case, and the reducing agent is added at the exhaust upstream side position in the second passage.

このように、第2の通路内の排気上流側位置で還元剤を添加することで、当該還元剤の添加位置からSCR触媒までの間隔を十分に確保することができ、当該還元剤の拡散をより確実に促進させることができる。
また、断面円形状の第2の通路内の断面中心から還元剤添加手段により排気下流側へ放射状に還元剤を噴射することで該還元剤を排気中に添加することとしている。
Thus, by adding the reducing agent at the exhaust upstream side position in the second passage, a sufficient interval from the reducing agent addition position to the SCR catalyst can be secured, and the diffusion of the reducing agent can be reduced. It can be promoted more reliably.
Further , the reducing agent is added into the exhaust gas by injecting the reducing agent radially from the center of the cross section in the second passage having a circular cross section to the exhaust downstream side by the reducing agent addition means.

これにより、第2通路内を通る排気中に還元剤を効率よく均一に添加することができる。   Thereby, a reducing agent can be efficiently and uniformly added to the exhaust gas passing through the second passage.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1乃至6を参照すると、図1には本発明の実施形態に係る排気後処理装置を備えた車両の上面視図、図2には本発明の実施形態に係る排気後処理装置を備えた車両の側面視図、図3には排気後処理装置の排気浄化ケースの上面視図、図4には図3のA−A線に沿う断面図、図5には図3のB−B線に沿う断面図、図6には図5のC−C線に沿う断面図がそれぞれ示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6, FIG. 1 is a top view of a vehicle equipped with an exhaust aftertreatment device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is equipped with an exhaust aftertreatment device according to an embodiment of the present invention. 3 is a side view of the vehicle, FIG. 3 is a top view of the exhaust purification case of the exhaust aftertreatment device, FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is a line BB in FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along the line CC of FIG.

図1、2に示されるように、車両1は車体の前後方向に延びるはしご形のフレーム2の前部にキャブ4が設けられたキャブオーバトラックである。
当該フレーム2の前部にはフレーム2とキャブ4との間に位置してディーゼルエンジン6(内燃機関)が設けられている。
当該ディーゼルエンジン6からは蛇腹状の排気管8(排気通路)が車体後方へと延びており、当該排気管8は排気浄化ケース10に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle 1 is a cab overtrack in which a cab 4 is provided at a front portion of a ladder-shaped frame 2 extending in the front-rear direction of the vehicle body.
A diesel engine 6 (internal combustion engine) is provided at a front portion of the frame 2 between the frame 2 and the cab 4.
A bellows-like exhaust pipe 8 (exhaust passage) extends from the diesel engine 6 to the rear of the vehicle body, and the exhaust pipe 8 is connected to an exhaust purification case 10.

当該排気浄化ケース10は、フレーム2の車両右側であってキャブ4の後方位置に搭載されている。
以下、図3乃至6に基づき排気浄化ケース10の構成について説明する。
図3に示すように排気浄化ケース10の上面視において、排気浄化ケース10の内部は、車幅方向に一側領域12、中央領域14、他側領域16の3領域に区画されおり、中央領域14には一側領域12及び他側領域16を連通するように車幅方向に延びた第1パイプ18(第1の通路)、第2パイプ20(第2の通路)、第3パイプ22(第3の通路)が配設されている。なお、第1パイプ18及び第3パイプ22の径は略同径をなしており、第2パイプ20の径は当該第1パイプ18及び第3パイプ22より小径をなしている。
The exhaust purification case 10 is mounted on the vehicle right side of the frame 2 and at a rear position of the cab 4.
Hereinafter, the configuration of the exhaust purification case 10 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, in the top view of the exhaust purification case 10, the interior of the exhaust purification case 10 is partitioned into three regions of a one side region 12, a central region 14, and another side region 16 in the vehicle width direction. 14 includes a first pipe 18 (first passage), a second pipe 20 (second passage), and a third pipe 22 (extending in the vehicle width direction so as to communicate the one side region 12 and the other side region 16. A third passage) is provided. The diameters of the first pipe 18 and the third pipe 22 are substantially the same, and the diameter of the second pipe 20 is smaller than that of the first pipe 18 and the third pipe 22.

また、図4及び図5に示すように排気浄化ケース10の側面視において、排気浄化ケース10は、外形が上段前部及び下段後部の切り欠かれた略矩形状をなしている。そして、当該排気浄化ケース10の内部は、側面視上段後部位置に第1パイプ18が配設され、当該第1パイプ18の下方位置、即ち排気浄化ケース10の側面視中央位置に第2パイプ20が配設され、当該第2パイプ20の前方位置、即ち排気浄化ケース10の側面視中段前部位置に第3パイプ22が配設されている。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in the side view of the exhaust purification case 10, the exhaust purification case 10 has a substantially rectangular shape in which the outer shape is cut out at the upper front portion and the lower rear portion. In the exhaust purification case 10, the first pipe 18 is disposed at the upper rear position in the side view, and the second pipe 20 is positioned below the first pipe 18, that is, in the center position in the side view of the exhaust purification case 10. The third pipe 22 is disposed at a front position of the second pipe 20, that is, at a position in front of the middle stage of the exhaust purification case 10.

また、排気浄化ケース10内部には、各パイプ18、20、22間及び排気浄化ケース10下段部分を区画する区画壁24が設けられている。なお、当該区画壁24は排気浄化ケース10内部の一側領域12においては3室に、他側領域16においては2室に区画するものである。
詳しくは、一側領域12は区画壁24により、第1パイプ18と連通された排気流入室26及び、第2パイプ20及び第3パイプ22と連通された一側折り返し室28、及び一側下段室30に区画されている。
Further, a partition wall 24 that partitions between the pipes 18, 20, 22 and a lower stage portion of the exhaust purification case 10 is provided in the exhaust purification case 10. The partition wall 24 is divided into three chambers in the one side region 12 inside the exhaust purification case 10 and two chambers in the other side region 16.
Specifically, the one-side region 12 is divided by a partition wall 24 into an exhaust inflow chamber 26 that communicates with the first pipe 18, a one-side folded chamber 28 that communicates with the second pipe 20 and the third pipe 22, and a one-side lower stage. The room 30 is partitioned.

一方、他側領域12は区画壁24により、第1パイプ18及び第2パイプ20と連通された他側折り返し室32、第3パイプ22と連通し及び下段部分にまで延びた排気流出室34に区画されている。
そして、上記排気管8は排気流入室26と連通するよう、排気浄化ケース10の車幅方向一側の上段前部に接続されている。一方、排気流出室34と連通するよう、排気浄化ケース10の下段後部にアウトレットパイプ36の一端が接続されている。なお、当該アウトレットパイプ36は、排気浄化ケース10の下段後部から車両後方及び車幅方向他側に向かって延び、他端は大気に開放されている。
On the other hand, the other side region 12 is separated by a partition wall 24 into the other side folding chamber 32 communicated with the first pipe 18 and the second pipe 20, and the exhaust outflow chamber 34 communicated with the third pipe 22 and extended to the lower part. It is partitioned.
The exhaust pipe 8 is connected to the upper front portion of the exhaust purification case 10 on one side in the vehicle width direction so as to communicate with the exhaust inflow chamber 26. On the other hand, one end of the outlet pipe 36 is connected to the lower rear portion of the exhaust purification case 10 so as to communicate with the exhaust outflow chamber 34. The outlet pipe 36 extends from the lower rear portion of the exhaust purification case 10 toward the rear of the vehicle and the other side in the vehicle width direction, and the other end is open to the atmosphere.

このように、排気浄化ケース10内部における排気通路は、排気管8と連通されている排気流入室26から、第1パイプ18、他側折り返し室32、第2パイプ20、一側折り返し室28、第3パイプ22、アウトレットパイプ36と連通されている排気流出室34の順に形成されている。
また、第1パイプ18には排気上流側である車幅方向一側に前段酸化触媒40が、排気下流側である車幅方向他側に排気中のPMを捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタ42(以下DPFという)が内装されている。
Thus, the exhaust passage inside the exhaust purification case 10 is connected to the first pipe 18, the other side folding chamber 32, the second pipe 20, the one side folding chamber 28, from the exhaust inflow chamber 26 communicating with the exhaust pipe 8. An exhaust outlet / outlet chamber 34 communicating with the third pipe 22 and the outlet pipe 36 is formed in this order.
The first pipe 18 includes a diesel particulate filter 42 (hereinafter referred to as a diesel particulate filter 42) that captures PM in the exhaust on the other side in the vehicle width direction on the exhaust downstream side. DPF) is built in.

また、第2パイプ20には、排気上流側である車幅方向他側部分に、排気浄化ケース10の車幅方向他側の側面に設けられた尿素水添加インジェクタ44(還元剤添加手段)のノズル先端部44aが位置している。当該尿素水添加インジェクタ44は、ノズル先端部44aが第2パイプ20の断面中心に位置しており、当該ノズル先端部44aから排気下流側へ放射状に還元剤である尿素水(ユリア水)を噴射する機能を有している。   The second pipe 20 has a urea water addition injector 44 (reducing agent addition means) provided on the other side in the vehicle width direction of the exhaust purification case 10 on the other side in the vehicle width direction on the exhaust upstream side. The nozzle tip 44a is located. In the urea water addition injector 44, the nozzle tip 44a is located at the center of the cross section of the second pipe 20, and urea water (urea water) as a reducing agent is injected radially from the nozzle tip 44a to the exhaust downstream side. It has a function to do.

さらに、第3パイプ22には、排気上流側である車幅方向一側に還元剤の添加によって排気中のNOxを選択還元するNOx触媒46(以下SCR触媒46という)が、排気下流側である車幅方向他側には後段酸化触媒48が配設されている。
以下このように構成された本発明に係る排気後処理装置の作用について説明する。
ディーゼルエンジン6から排出される排気は排気管8を介して排気浄化ケース10内に流入する。
Further, in the third pipe 22, a NOx catalyst 46 (hereinafter referred to as SCR catalyst 46) that selectively reduces NOx in the exhaust by adding a reducing agent to one side in the vehicle width direction that is upstream of the exhaust is on the downstream side of the exhaust. A rear-stage oxidation catalyst 48 is disposed on the other side in the vehicle width direction.
The operation of the exhaust aftertreatment device according to the present invention configured as described above will be described below.
Exhaust gas discharged from the diesel engine 6 flows into the exhaust purification case 10 through the exhaust pipe 8.

図6に示すように、排気浄化ケース10において排気管8から流入した排気は、排気流入室26から第1パイプ18内に流入する。
当該第1パイプ18内を流通する排気は、前段酸化触媒40により排気中のHC及びCOがCO及びHOに変化し、DPF42によりPMが捕捉される。
そして、当該第1パイプ18を介して車幅方向一側から他側折り返し室32に流入した排気は、車幅一側へと折り返されて第2パイプ20内に流入する。
As shown in FIG. 6, the exhaust gas flowing from the exhaust pipe 8 in the exhaust purification case 10 flows into the first pipe 18 from the exhaust inflow chamber 26.
In the exhaust gas flowing through the first pipe 18, HC and CO in the exhaust gas are changed to CO 2 and H 2 O by the pre-stage oxidation catalyst 40, and PM is captured by the DPF 42.
Then, the exhaust gas flowing into the other side folding chamber 32 from one side in the vehicle width direction through the first pipe 18 is folded back to the one side in the vehicle width and flows into the second pipe 20.

また、当該第2パイプ20内では、排気上流側位置にて尿素水添加44のノズル先端部44aから尿素水が噴射され、当該第2パイプ20内を通る排気中に尿素水が添加される。なお、当該尿素水が排気中に添加されると、加水分解されアンモニア(NH)に変化する。
当該アンモニア(NH)を含む排気は、一側折り返し室28に流入し、車幅方向他側へと折り返されて第3パイプ22内に流入する。
Further, in the second pipe 20, urea water is injected from the nozzle tip 44 a of the urea water addition 44 at the exhaust upstream side position, and urea water is added into the exhaust gas passing through the second pipe 20. Incidentally, when the urea water is added to the exhaust, it changes hydrolyzed ammonia (NH 3).
The exhaust gas containing ammonia (NH 3 ) flows into the one-side folding chamber 28, is folded back to the other side in the vehicle width direction, and flows into the third pipe 22.

そして、当該アンモニア(NH)を含む排気が第3パイプ22内のSCR触媒46を流通することで、当該SCR触媒46にアンモニア(NH)が添加され、排気中のNOxは窒素(N)と水(HO)に選択還元される。さらに、当該SCR触媒46で使用されずに変化しなかった余剰のアンモニア(NH)は後段酸化触媒48により浄化される。 The exhaust gas containing ammonia (NH 3 ) flows through the SCR catalyst 46 in the third pipe 22, whereby ammonia (NH 3 ) is added to the SCR catalyst 46, and NOx in the exhaust gas is nitrogen (N 2). ) And water (H 2 O). Furthermore, surplus ammonia (NH 3 ) that has not been used and has not changed in the SCR catalyst 46 is purified by the post-stage oxidation catalyst 48.

当該第3パイプ22を流通し浄化された排気は排気流出室34に流入し、アウトレットパイプ36を介して大気に放出される。
このように本発明に係る排気後処理装置では、排気浄化ケース10内部に他側折り返し部32及び一側折り返し部28の2つの折り返し部を形成し、DPF42を備える第1パイプ18及びSCR触媒46を備える第3パイプ22を配設するとともに、SCR触媒46より排気上流側に尿素水が添加される第2のパイプ20を配設した構成とすることで、尿素水の拡散に十分なスペースを確保し、当該尿素水の拡散を促進させている。特に当該尿素水は第2パイプ20の排気上流側位置で、且つ当該第2パイプ20の断面中心位置から排気下流側へ放射状に噴射されることから、SCR触媒46までの間隔が十分に確保されるとともに、第2パイプ20内を通る排気中に効率よく均一に尿素水を添加させることができ、尿素水を確実に拡散させることができる。
The exhaust gas circulated and purified through the third pipe 22 flows into the exhaust outlet chamber 34 and is released to the atmosphere via the outlet pipe 36.
As described above, in the exhaust gas aftertreatment device according to the present invention, the two folded portions of the other side folded portion 32 and the one side folded portion 28 are formed inside the exhaust purification case 10, and the first pipe 18 and the SCR catalyst 46 including the DPF 42 are formed. And the second pipe 20 to which urea water is added upstream of the SCR catalyst 46 is provided, so that a sufficient space for diffusion of the urea water is provided. Ensuring and promoting the diffusion of the urea water. In particular, since the urea water is injected radially from the exhaust pipe upstream side position of the second pipe 20 and from the center position of the cross section of the second pipe 20 to the exhaust gas downstream side, a sufficient distance to the SCR catalyst 46 is ensured. In addition, the urea water can be efficiently and uniformly added to the exhaust gas passing through the second pipe 20, and the urea water can be reliably diffused.

また、排気浄化ケース10内部の排気経路を2箇所で折り返した構成とすることで、排気入口となる排気管8が排気浄化ケース10の一側に、排気出口となるアウトレットパイプ36が排気浄化ケース10の他側に配置されることから、従来のように排気入口及び排気出口を近接される必要はなく、当該排気入口及び排気出口の配置の自由度を向上させることができる。これにより、車体の構成に合わせた排気浄化ケース10の構成とすることができ、当該排気浄化ケース10の搭載性も向上させることができる。   Further, the exhaust path inside the exhaust purification case 10 is folded at two locations, so that the exhaust pipe 8 serving as an exhaust inlet is on one side of the exhaust purification case 10 and the outlet pipe 36 serving as an exhaust outlet is disposed on the exhaust purification case. Since it is arrange | positioned on the other side of 10, it is not necessary to make an exhaust inlet and an exhaust outlet adjoin, unlike the past, and the freedom degree of arrangement | positioning of the said exhaust inlet and exhaust outlet can be improved. Thereby, it can be set as the structure of the exhaust purification case 10 matched with the structure of the vehicle body, and the mounting property of the said exhaust purification case 10 can also be improved.

以上のことから、本発明に係る排気後処理装置は、大型化を抑制しつつ排気浄化ケース10の構成の自由度を向上させることができるとともに、還元剤を十分に拡散させSCR触媒によるNOx浄化率を向上させることができる。
以上で本発明に係る排気後処理装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
From the above, the exhaust aftertreatment device according to the present invention can improve the degree of freedom of the configuration of the exhaust purification case 10 while suppressing the increase in size, and sufficiently diffuse the reducing agent to purify NOx by the SCR catalyst. The rate can be improved.
Although the description about the embodiment of the exhaust aftertreatment device according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、DPF42の排気上流側に前段酸化触媒40が、SCR触媒44の排気下流側に後段酸化触媒が配設されているが、第1パイプ18にDPF42が、第3パイプにSCR触媒が配設されていればよく、酸化触媒を設けなかったり、DPFやSCR触媒の前後にその他の触媒や装置を設けても構わない。
また、上記実施形態では、排気浄化ケース10の側面視上段後部位置に第1パイプ18、中央位置に第2パイプ20、中段前部位置に第3パイプ22が配設されているが、各パイプの位置関係はこれに限られるものではなく、当該位置関係と異なる位置関係でも構わない。
For example, in the above-described embodiment, the upstream oxidation catalyst 40 is disposed upstream of the DPF 42 and the downstream oxidation catalyst is disposed downstream of the SCR catalyst 44. However, the DPF 42 is disposed on the first pipe 18 and the third pipe is disposed on the third pipe. As long as the SCR catalyst is disposed, the oxidation catalyst may not be provided, or another catalyst or device may be provided before or after the DPF or SCR catalyst.
Moreover, in the said embodiment, although the 1st pipe 18 is arrange | positioned by the side position upper part rear position of the exhaust gas purification case 10, the 2nd pipe 20 is arrange | positioned in the center position, and the 3rd pipe 22 is arrange | positioned in the middle stage front position, The positional relationship is not limited to this, and may be a positional relationship different from the positional relationship.

また、上記実施形態では排気管8が排気浄化ケース10の車幅方向一側の上段前部に、アウトレットパイプ36が排気浄化ケース10の下段後部に接続されているが、当該排気管8及びアウトレットパイプ36の位置関係はこれに限られるものではなく、当該位置関係と異なる位置関係でも構わない。
また、上記実施形態では、車両1のフレーム2右側であってキャブ4の後方位置に排気浄化ケース10が搭載されているが、当該排気浄化ケースの搭載位置はこれに限られるものではなく、車体の他の位置に搭載しても構わない。
In the above embodiment, the exhaust pipe 8 is connected to the upper front part of the exhaust purification case 10 on one side in the vehicle width direction, and the outlet pipe 36 is connected to the lower rear part of the exhaust purification case 10. The positional relationship of the pipes 36 is not limited to this, and a positional relationship different from the positional relationship may be used.
Further, in the above embodiment, the exhaust purification case 10 is mounted on the right side of the frame 2 of the vehicle 1 and behind the cab 4. However, the mounting position of the exhaust purification case is not limited to this, and the vehicle body You may mount in other positions.

本発明の実施形態に係る排気後処理装置を備えた車両の上面視図である。1 is a top view of a vehicle provided with an exhaust aftertreatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る排気後処理装置を備えた車両の側面視図である。1 is a side view of a vehicle provided with an exhaust aftertreatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る排気後処理装置の排気浄化ケースの上面視図である。It is a top view of the exhaust gas purification case of the exhaust gas aftertreatment device according to the embodiment of the present invention. 図3のA−A線における断面図である。It is sectional drawing in the AA of FIG. 図3のB−B線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG. 図5のC−C線における断面図である。It is sectional drawing in the CC line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両
8 排気管(排気通路)
10 排気浄化ケース
18 第1パイプ(第1の通路)
20 第2パイプ(第2の通路)
22 第3パイプ(第3の通路)
24 区画壁
26 排気流入室(排気流入部)
28 一側折り返し室(第2の折り返し部)
32 他側折り返し室(第1の折り返し部)
34 排気流出室(排気流出部)
36 アウトレットパイプ
42 ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
44 尿素水添加インジェクタ(還元剤添加手段)
46 NOx触媒(SCR触媒)
48 後段酸化触媒
1 Vehicle 8 Exhaust pipe (exhaust passage)
10 Exhaust gas purification case 18 First pipe (first passage)
20 Second pipe (second passage)
22 3rd pipe (3rd passage)
24 partition wall 26 exhaust inflow chamber (exhaust inflow part)
28 One-side folding chamber (second folding section)
32 Other side folding chamber (first folding section)
34 Exhaust outflow chamber (exhaust outflow section)
36 Outlet pipe 42 Diesel particulate filter (DPF)
44 Urea water addition injector (reducing agent addition means)
46 NOx catalyst (SCR catalyst)
48 Second-stage oxidation catalyst

Claims (1)

内燃機関の排気通路に介装されるケース内部に、排気中のパティキュレートマターを捕捉するパティキュレートフィルタ及び還元剤添加手段より添加される還元剤によって排気中のNOxを選択還元するNOx触媒を有した排気浄化装置であって、
前記ケース内部に配設され、該ケース内部一側に形成され前記内燃機関からの排気が流入する排気流入部及び該ケース内部の他側に形成された第1の折り返し部を連通し、前記パティキュレートフィルタが内装された第1の通路と、
前記ケース内部に配設され、前記第1の折り返し部及び該ケース内部の一側に形成された第2の折り返し部を連通し、内部が断面円形状の管状通路であり、当該内部に前記ケースの他側面に配設された前記還元剤添加手段から排気上流側位置で、当該内部断面中心から排気下流側へ放射状に還元剤が噴射されることで該還元剤が排気中に添加される第2の通路と、
前記ケース内部に配設され、前記第2の折り返し部及び該ケース内部の他側に形成され排気が流出する排気流出部を連通し、前記NOx触媒が内装された第3の通路と、
を備えたことを特徴とする排気後処理装置。
Inside the case interposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, there is a particulate filter that captures particulate matter in the exhaust and a NOx catalyst that selectively reduces NOx in the exhaust by a reducing agent added from the reducing agent adding means. An exhaust purification device,
An exhaust inflow portion which is disposed inside the case and is formed on one side of the case and into which exhaust from the internal combustion engine flows and a first folded portion formed on the other side of the case communicate with each other. A first passage with a curated filter,
A tubular passage having a circular cross-section inside, the first folded portion and a second folded portion formed on one side inside the case, which is disposed inside the case, communicates with the case. of the exhaust upstream side position from the provided by said reducing agent adding means on the other side, the said reducing agent by the reducing agent radially from the internal cross-sectional center to the exhaust downstream side is injection is added to the exhaust Two passages,
A third passage disposed in the case, communicating with the second folded portion and an exhaust outflow portion formed on the other side of the case through which exhaust flows out, and having the NOx catalyst incorporated therein;
An exhaust aftertreatment device characterized by comprising:
JP2007308655A 2007-11-29 2007-11-29 Exhaust aftertreatment device Active JP5057944B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007308655A JP5057944B2 (en) 2007-11-29 2007-11-29 Exhaust aftertreatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007308655A JP5057944B2 (en) 2007-11-29 2007-11-29 Exhaust aftertreatment device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009133228A JP2009133228A (en) 2009-06-18
JP5057944B2 true JP5057944B2 (en) 2012-10-24

Family

ID=40865346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007308655A Active JP5057944B2 (en) 2007-11-29 2007-11-29 Exhaust aftertreatment device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5057944B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4086439A1 (en) * 2021-05-06 2022-11-09 Purem GmbH Exhaust gas treatment module

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8230678B2 (en) * 2007-06-21 2012-07-31 Daimler Trucks North America Llc Treatment of diesel engine exhaust
US8460610B2 (en) 2009-12-22 2013-06-11 Caterpillar Inc. Canister aftertreatment module
US8596049B2 (en) 2009-12-22 2013-12-03 Caterpillar Inc. Exhaust system having an aftertreatment module
JP5664259B2 (en) * 2011-01-17 2015-02-04 三菱ふそうトラック・バス株式会社 Exhaust purification device
DE102012000591A1 (en) * 2012-01-14 2013-07-18 Daimler Ag Engine block assembly with an exhaust system
EP2799676B1 (en) * 2013-03-26 2016-01-20 Komatsu Ltd. Work vehicle and wheel loader

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007040149A (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2007198315A (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Bosch Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine and exhaust emission control method
JP4785803B2 (en) * 2007-08-02 2011-10-05 日野自動車株式会社 Exhaust purification device
JP4928388B2 (en) * 2007-08-31 2012-05-09 日野自動車株式会社 Exhaust purification device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4086439A1 (en) * 2021-05-06 2022-11-09 Purem GmbH Exhaust gas treatment module
US11680508B2 (en) 2021-05-06 2023-06-20 Purem GmbH Exhaust-gas treatment module

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009133228A (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4462556B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP6053096B2 (en) Exhaust purification device
JP4286888B2 (en) Exhaust purification equipment
JP5057944B2 (en) Exhaust aftertreatment device
JP5099684B2 (en) Exhaust purification device
JP4286887B2 (en) Exhaust purification equipment
JP5066435B2 (en) Exhaust gas purification equipment for diesel engines
JP2007040149A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
KR101526374B1 (en) Exhaust system
US10030560B2 (en) Exhaust purification device
US10138795B2 (en) Plenum chamber for exhaust system
JP4651560B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5890661B2 (en) Exhaust purification equipment
US10895188B2 (en) Exhaust gas purifier
JP2011241705A (en) Exhaust gas cleaning system
JP2009013927A (en) Exhaust emission control device
JP2018105248A (en) Exhaust emission control device
JP2009097435A (en) Exhaust emission control device
JP4680103B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
WO2014192183A1 (en) Exhaust gas purification device
JP2007117864A (en) Particulate filter
JP2012092746A (en) Exhaust emission control device
JP2018115586A (en) Exhaust emission control device
JP6724750B2 (en) Selective reduction catalyst system
JP2020516815A (en) Exhaust gas system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101018

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111220

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120621

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120725

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120731

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5057944

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250