JP6724750B2 - Selective reduction catalyst system - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する触媒を備えた選択還元触媒システムに関する。 The present invention relates to a selective reduction catalyst system including a catalyst that removes nitrogen oxides (NOx) contained in engine exhaust.

従来、エンジンの排気中のＮＯｘを低減させるための排気浄化システムとして、還元剤添加型の選択還元触媒（Selective Catalytic Reduction、以下「触媒」と呼ぶ）を備えた選択還元触媒システムが知られている。すなわち、触媒よりも排気上流側に還元剤（例えば尿素水）を噴射するインジェクターを設け、尿素の加水分解によって生成されるアンモニアを利用して、ＮＯｘを触媒上で窒素に還元させるものである。この選択還元触媒システムでは、触媒に至るまでにアンモニアガスの濃度が均一化されていることが望ましい。このため、排気管内にミキサーや衝突板といった攪拌構造を設けて、還元剤（アンモニアガス濃度）の均一化を図るようにした排気浄化システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。 BACKGROUND ART Conventionally, as an exhaust gas purification system for reducing NOx in engine exhaust, a selective reduction catalyst system provided with a reducing agent-added selective reduction catalyst (Selective Catalytic Reduction, hereinafter referred to as “catalyst”) is known. .. That is, an injector for injecting a reducing agent (for example, urea water) is provided on the exhaust gas upstream side of the catalyst, and NOx is reduced to nitrogen on the catalyst by using ammonia generated by hydrolysis of urea. In this selective reduction catalyst system, it is desirable that the concentration of ammonia gas be uniform before the catalyst. For this reason, an exhaust gas purification system has been proposed in which a stirring structure such as a mixer or a collision plate is provided in the exhaust pipe so as to make the reducing agent (ammonia gas concentration) uniform.

特開２０１１−５８４７８号公報JP, 2011-58478, A

しかしながら、排気管内にミキサー等の攪拌構造を追加すると、排気の流通路が狭められることから圧力損失が増大し、エンジンの出力に影響を与えるおそれがある。
本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、攪拌構造を用いることなく、還元剤の分散性を向上させるようにした、選択還元触媒システムを提供することを目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。 However, if a stirring structure such as a mixer is added to the exhaust pipe, the exhaust flow passage is narrowed, so that the pressure loss increases, which may affect the output of the engine.
The present invention has been devised in view of such problems, and an object thereof is to provide a selective reduction catalyst system that improves the dispersibility of a reducing agent without using a stirring structure. It is to be noted that the present invention is not limited to these objectives, and it is also possible to achieve operational effects that are obtained by the respective configurations shown in the modes for carrying out the invention described later and that cannot be obtained by conventional techniques. Is.

（１）ここで開示する選択還元触媒システムは、エンジンの排気管に介装され、前記エンジンの排気中の窒素酸化物を還元剤により窒素に還元する触媒と、前記還元剤を前記排気管内に噴射する複数のインジェクターと、を備える。前記排気管は、前記触媒よりも排気上流側において湾曲形成された第一湾曲部を有するとともに、前記第一湾曲部の直下流に前記第一湾曲部と逆向きに湾曲形成された第二湾曲部を有するＳ字形状である。また、前記複数のインジェクターは、噴射した前記還元剤が、前記第一湾曲部の直下流かつ前記第一湾曲部におけるカーブ内側領域の延長上の位置で互いに衝突するように配置されており、前記還元剤が衝突する前記位置は、前記第二湾曲部のカーブ外側領域である。 (1) The selective reduction catalyst system disclosed herein is installed in an exhaust pipe of an engine, and a catalyst for reducing nitrogen oxides in exhaust gas of the engine to nitrogen by a reducing agent; and the reducing agent in the exhaust pipe. And a plurality of injectors for injecting. The exhaust pipe has a first curved portion that is curvedly formed on the exhaust upstream side of the catalyst, and a second curved portion that is curved and formed in a direction opposite to the first curved portion immediately downstream of the first curved portion. It is S-shaped with a portion . Further, the plurality of injectors are arranged so that the injected reducing agent collides with each other at a position immediately downstream of the first bending portion and on an extension of a curve inner side region of the first bending portion , wherein the reducing agent impinges position, Ru curve outer region der of the second curved portion.

（２）二つの前記インジェクターが、前記第一湾曲部を前記排気管の中心軸を通り左右に区画する仮想的な平面に対して、面対称に配置されていることが好ましい。 (2) two of the injector, relative to a virtual plane which divides the first curved portion in the left and right through the center axis of the exhaust pipe, it is preferably disposed plane-symmetrically.

（３）この場合、第三の前記インジェクターが、前記二つのインジェクターの間に配置されていることが好ましい。
（４）前記インジェクターは、一つの噴孔を有し、ビーム状に前記還元剤を噴射することが好ましい。

( 3 ) In this case, it is preferable that the third injector is arranged between the two injectors.
( 4 ) It is preferable that the injector has one injection hole and injects the reducing agent in a beam shape.

開示の選択還元触媒システムによれば、インジェクターから噴射された還元剤を、排気の流速が低くなる位置で互いに衝突させるため、ミキサー等の攪拌構造を用いることなく、還元剤の分散性を向上させることができる。 According to the disclosed selective reduction catalyst system, the reducing agents injected from the injectors are made to collide with each other at a position where the flow velocity of exhaust gas is low, so that the dispersibility of the reducing agents is improved without using a stirring structure such as a mixer. be able to.

実施形態に係る選択還元触媒システムを備えたエンジンの模式図である。It is a schematic diagram of an engine provided with a selective reduction catalyst system concerning an embodiment. 図１の選択還元触媒システムの要部を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the principal part of the selective reduction catalyst system of FIG. 図２の部分拡大側面図である。FIG. 3 is a partially enlarged side view of FIG. 2. （ａ）は図３の上面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。4A is a top view of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A. 変形例に係る選択還元触媒システムの部分拡大側面図である。It is a partially expanded side view of the selective reduction catalyst system which concerns on a modification. 図５の上面図である。FIG. 6 is a top view of FIG. 5.

図面を参照して、実施形態としての選択還元触媒システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 A selective reduction catalyst system as an embodiment will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and are not intended to exclude various modifications and application of techniques that are not explicitly described in the following embodiments. Each configuration of the embodiment can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof. In addition, they can be selected or combined as needed.

［１．全体構成］
本実施形態の選択還元触媒システム１０は、図１に示すエンジン１に適用される。このエンジン１は、例えば軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、図示しない車両に搭載される。エンジン１は、例えば、排気の一部を吸気側に再循環させる排気再循環システム（図示略）、および、吸気通路２と排気通路３とに跨って配置されたターボチャージャー４を有する。なお、図１には、エンジン１に設けられる複数のシリンダーのうちの一つを例示する。 [1. overall structure]
The selective reduction catalyst system 10 of this embodiment is applied to the engine 1 shown in FIG. The engine 1 is, for example, a diesel engine that uses light oil as a fuel, and is mounted on a vehicle (not shown). The engine 1 has, for example, an exhaust gas recirculation system (not shown) that recirculates a part of the exhaust gas to the intake side, and a turbocharger 4 that is arranged across the intake passage 2 and the exhaust passage 3. Note that FIG. 1 illustrates one of a plurality of cylinders provided in the engine 1.

エンジン１の排気通路３におけるタービン４Ａよりも排気流れの下流側には、排気を浄化するための装置として、前段排気浄化システム５と選択還元触媒システム１０とが介装される。前段浄化システム５には、酸化触媒５Ａおよびフィルター５Ｂが設けられる。酸化触媒５Ａは、排気中の酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ2）を生成し、これを下流側のフィルター５Ｂへ供給するものである。また、酸化触媒５Ａは、排気中の未燃燃料（ＨＣ）を酸化させて酸化熱を発生させ、排気温度を上昇させるようにも機能する。 A pre-stage exhaust gas purification system 5 and a selective reduction catalyst system 10 are provided downstream of the turbine 4A in the exhaust passage 3 of the engine 1 as a device for purifying the exhaust gas. The pre-stage purification system 5 is provided with an oxidation catalyst 5A and a filter 5B. The oxidation catalyst 5A oxidizes nitrogen oxide (NO) in the exhaust gas to generate nitrogen dioxide (NO 2 ) and supplies the nitrogen dioxide (NO 2 ) to the filter 5B on the downstream side. The oxidation catalyst 5A also functions to oxidize the unburned fuel (HC) in the exhaust gas to generate heat of oxidation and raise the exhaust gas temperature.

フィルター５Ｂは、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する機能と、捕集したＰＭを酸化させて除去する機能とを併せ持つ多孔質体である。排気に含まれるＰＭはフィルター５Ｂにより捕集され、例えば酸化触媒５Ａで生成されたＮＯ2を酸化剤として、所定の温度条件下で焼却される。これにより、フィルター５Ｂに蓄積されたＰＭが取り除かれて、フィルター５Ｂが再生浄化される。 The filter 5B is a porous body having both a function of collecting particulate matter (PM) in the exhaust gas and a function of oxidizing and removing the collected PM. The PM contained in the exhaust gas is collected by the filter 5B, and is incinerated under a predetermined temperature condition by using, for example, NO 2 produced by the oxidation catalyst 5A as an oxidant. As a result, the PM accumulated in the filter 5B is removed, and the filter 5B is regenerated and purified.

選択還元触媒システム１０には、排気中のＮＯｘを還元剤により窒素に還元する選択還元触媒１１（以下「触媒１１」と呼ぶ）、および、触媒１１に対し還元剤を供給するインジェクター１２が設けられる。本実施形態の触媒１１は、尿素添加型のＮＯｘ選択還元触媒である。すなわち、触媒１１は、排気流れの上流側から供給された尿素をアンモニアに加水分解し、このアンモニアを利用して排気中のＮＯｘを還元する機能を持つ。 The selective reduction catalyst system 10 is provided with a selective reduction catalyst 11 (hereinafter referred to as “catalyst 11”) that reduces NOx in exhaust gas to nitrogen with a reducing agent, and an injector 12 that supplies the reducing agent to the catalyst 11. .. The catalyst 11 of the present embodiment is a urea addition type NOx selective reduction catalyst. That is, the catalyst 11 has a function of hydrolyzing urea supplied from the upstream side of the exhaust flow into ammonia and using this ammonia to reduce NOx in the exhaust.

インジェクター１２は、排気通路３における触媒１１よりも上流側に配置され、排気通路３内に尿素水を供給する噴射弁であり、その先端の噴孔から尿素水を霧状に噴射する。本実施形態のインジェクター１２は、一つの噴孔を有し、ビーム状に尿素水を噴射する。なお、インジェクター１２から噴射される尿素水の噴射量や噴射タイミングは、例えばエンジン１の運転状態，車両の走行状態，触媒１１の温度等に基づき、図示しない電子制御装置で制御される。 The injector 12 is an injection valve that is arranged upstream of the catalyst 11 in the exhaust passage 3, supplies urea water into the exhaust passage 3, and injects urea water in a mist form from the injection hole at the tip thereof. The injector 12 of this embodiment has one injection hole and injects urea water in a beam shape. The injection amount and injection timing of the urea water injected from the injector 12 are controlled by an electronic control unit (not shown) based on, for example, the operating state of the engine 1, the running state of the vehicle, the temperature of the catalyst 11, and the like.

［２．要部構成］
次に、図２〜図４を用いて、本実施形態の選択還元触媒システム１０について詳述する。本実施形態の選択還元触媒システム１０は、複数のインジェクター１２から噴射される尿素水（還元剤）を互いに衝突させることで、ミキサーや衝突板といった攪拌構造を用いることなく尿素水を効果的に分散させる。 [2. Main composition]
Next, the selective reduction catalyst system 10 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The selective reduction catalyst system 10 of the present embodiment makes the urea water (reducing agent) injected from the plurality of injectors 12 collide with each other, thereby effectively dispersing the urea water without using a stirring structure such as a mixer or a collision plate. Let

なお、以下の説明では、エンジン１（選択還元触媒システム１０）が車両に搭載された状態での方向を用いて選択還元触媒システム１０の方向を規定する。すなわち、車両の進行方向を前方，その逆を後方とし、前方を基準に左右を定めるとともに、重力の方向を下方，その逆を上方として説明する。 In the following description, the direction of the selective reduction catalyst system 10 is defined by using the direction in which the engine 1 (selective reduction catalyst system 10) is mounted on the vehicle. That is, the following description will be made assuming that the traveling direction of the vehicle is the front and the opposite is the rear, the left and right are determined with the front as the reference, and the direction of gravity is the lower and the opposite is the upper.

図２に示すように、本実施形態の選択還元触媒システム１０は、排気通路３に介装された触媒１１と、互いに同一の構成を有する二つのインジェクター１２とを備える。なお、本実施形態では、前段排気浄化システム５と触媒１１とを繋ぐ排気通路３を「排気管３０」と呼ぶ。排気管３０は排気通路３の一部を構成する。本実施形態の排気管３０は、その中心軸Ｏ〔図４（ａ）参照〕に直交する方向の断面（横断面）形状が円形なパイプであり、湾曲形成された三つの湾曲部３１〜３３を有する。以下、これらを区別する場合には、上流側から順に第一湾曲部３１，第二湾曲部３２，第三湾曲部３３と呼ぶ。 As shown in FIG. 2, the selective reduction catalyst system 10 of the present embodiment includes a catalyst 11 provided in the exhaust passage 3 and two injectors 12 having the same configuration. In the present embodiment, the exhaust passage 3 that connects the upstream exhaust purification system 5 and the catalyst 11 is called “exhaust pipe 30”. The exhaust pipe 30 constitutes a part of the exhaust passage 3. The exhaust pipe 30 of the present embodiment is a pipe having a circular cross-section (transverse cross-section) in a direction orthogonal to the central axis O [see FIG. 4(a)], and has three curved portions 31 to 33 that are curved. Have. Hereinafter, when distinguishing these, they are referred to as a first bending portion 31, a second bending portion 32, and a third bending portion 33 in order from the upstream side.

本実施形態の選択還元触媒システム１０は、排気管３０を流通する排気が前方かつ上方から後方かつ下方へ向かって流れるとともに、触媒１１を流通する排気が前方から後方に向かって流れるような姿勢で車両に搭載される。すなわち、本実施形態の排気管３０は、前後方向に延設されるとともに、上流側が上方に位置し、下流側が下方に位置する姿勢で配置される。また、触媒１１は、その軸方向が前後方向に沿う姿勢で配置される。 The selective reduction catalyst system 10 of the present embodiment has a posture in which the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30 flows from the front and the upper side toward the rear and the lower side, and the exhaust gas flowing through the catalyst 11 flows from the front to the rear side. Installed in the vehicle. That is, the exhaust pipe 30 of the present embodiment extends in the front-rear direction, and is arranged such that the upstream side is located above and the downstream side is located below. Further, the catalyst 11 is arranged such that its axial direction is along the front-back direction.

排気管３０は、図２および図３に示すように、三つの湾曲部３１〜３３により、側面視で（左右方向から見たときに）波形に形成されている。具体的には、第一湾曲部３１において上方から後方へ下に凸に湾曲し、第二湾曲部３２において前方から下方へ上に凸に湾曲し、さらに第三湾曲部３３において上方から後方へ下に凸に湾曲している。すなわち、第二湾曲部３２は第一湾曲部３１の直下流において第一湾曲部３１と逆向きに湾曲形成されており、第三湾曲部３３は第二湾曲部３２の直下流において第二湾曲部３２と逆向きに（第一湾曲部３１と同じ向きに）湾曲形成されている。なお、第一湾曲部３１と第二湾曲部３２とに着目すると、この部分での排気管３０は側面視でＳ字形状をなす。 As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust pipe 30 is formed in a corrugated shape in a side view (when viewed from the left and right direction) by the three curved portions 31 to 33. Specifically, the first bending portion 31 is curved downward from the upper side to the rear side, the second bending portion 32 is curved downward from the front side to the upper side, and the third bending portion 33 is bent upward from the rear side. It is convexly curved downward. That is, the second bending portion 32 is curved and formed in the direction opposite to the first bending portion 31 immediately downstream of the first bending portion 31, and the third bending portion 33 has the second bending portion immediately downstream of the second bending portion 32. It is curved and formed in the opposite direction to the portion 32 (in the same direction as the first bending portion 31). When focusing on the first bending portion 31 and the second bending portion 32, the exhaust pipe 30 in this portion has an S shape in a side view.

二つのインジェクター１２は、噴射した尿素水が、第一湾曲部３１の直下流かつ第一湾曲部３１におけるカーブ内側領域３１INの延長上の位置（図３中の二点鎖線で示す領域Ｋ内）で互いに衝突するように配置されている。なお、「延長上」とは、第一湾曲部３１のカーブ終了位置（図３では第二湾曲部３２との境界位置）における接線を下流側へ延長したときの直線上を意味する。 In the two injectors 12, the injected urea water has a position immediately downstream of the first bending portion 31 and on a position on the extension of the curve inner area 31 IN in the first bending portion 31 (within the area K indicated by a chain double-dashed line in FIG. 3). ) Are arranged to collide with each other. It should be noted that “on extension” means a straight line when the tangent line at the curve end position of the first bending portion 31 (the boundary position with the second bending portion 32 in FIG. 3) is extended to the downstream side.

本実施形態では、第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTで互いの尿素水が衝突するように、インジェクター１２の位置および角度が設定されている。なお、「カーブ内側領域」および「カーブ外側領域」とは、図４（ｂ）に示すように、排気管３０の中心軸Ｏを通って左右方向に広がる仮想的な平面により排気管３０を二分割した場合に、カーブ内側に位置する領域（例えばカーブ内側領域３２IN）およびカーブ外側に位置する領域（例えばカーブ外側領域３２OT）を意味する。 In the present embodiment, the position and the angle of the injector 12 are set so that the urea waters collide with each other in the curve outside region 32OT of the second bending portion 32. The “curve inside region” and the “curve outside region” mean that, as shown in FIG. 4B, the exhaust pipe 30 is defined by a virtual plane that extends in the left-right direction through the central axis O of the exhaust pipe 30. When divided, it means an area located inside the curve (for example, a curve inside area 32 IN ) and an area located outside the curve (for example, a curve outside area 32 OT ).

上記の領域Ｋ内で尿素水を衝突させる理由について説明する。前段排気浄化システム５を通過した排気は、排気管３０の第一湾曲部３１においてその流れ方向を変化させながら下流側へと流れていく。このとき、第一湾曲部３１では、カーブ外側領域３１OTを流れる排気の方がカーブ内側領域３１INを流れる排気よりも流速が高くなる。なお、図２および図３中に破線で示す矢印は、流速の高い排気流れである。 The reason why the urea water is made to collide in the above-mentioned region K will be described. The exhaust gas that has passed through the upstream exhaust purification system 5 flows downstream in the first curved portion 31 of the exhaust pipe 30 while changing its flow direction. At this time, in the first bending portion 31, the flow velocity of the exhaust gas flowing in the curve outer region 31 OT is higher than that of the exhaust gas flowing in the curve inner region 31 IN . The arrows shown by broken lines in FIGS. 2 and 3 are exhaust flows having a high flow velocity.

言い換えると、第一湾曲部３１ではカーブ外側領域３１OTにおいて排気の流速が高く、カーブ内側領域３１INにおいて排気の流速が低くなる。このため、第一湾曲部３１におけるカーブ内側領域３１INを排気下流側に延長した場合、第一湾曲部３１の直下流には排気の流速が低い領域Ｋが形成される。そして、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、この低流速の領域Ｋ内の位置Ｐ（以下「衝突位置Ｐ」という）に向けて二つのインジェクター１２から尿素水を噴射することで、排気流れに負けずに（排気流れの影響を受け難く）互いの尿素水を衝突させることができる。なお、図４（ａ）中の実線の太矢印は噴射された直後の尿素水の軌跡を示し、破線の細矢印や衝突後に分散（攪拌）された尿素水の軌跡を示す。 In other words, in the first curved portion 31, the exhaust gas flow velocity is high in the curve outer region 31 OT , and the exhaust gas flow velocity is low in the curve inner region 31 IN . Therefore, when the curve inner region 31 IN of the first bending portion 31 is extended to the exhaust downstream side, a region K having a low exhaust flow velocity is formed immediately downstream of the first bending portion 31. Then, as shown in FIGS. 4A and 4B, the urea water is injected from the two injectors 12 toward the position P (hereinafter referred to as the “collision position P”) in the low flow velocity region K. , The urea waters can be made to collide with each other without losing the exhaust gas flow (hardly affected by the exhaust gas flow). In addition, the solid thick arrow in FIG. 4A indicates the trajectory of the urea water immediately after the injection, and the broken thin arrow and the trajectory of the urea water dispersed (stirred) after the collision.

つまり、低流速の領域Ｋ内で尿素水を衝突させるように二つのインジェクター１２を配置することで、互いの尿素水を安定して衝突させることが可能となる。なお、本実施形態の排気管３０は、第一湾曲部３１の直下流に逆向きに湾曲した第二湾曲部３２を有していることから、低流速の領域Ｋが第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTに形成される。そのため、二つのインジェクター１２は、第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTにおける衝突位置Ｐにおいて互いの尿素水を衝突させるように配置される。 That is, by disposing the two injectors 12 so that the urea waters collide with each other in the low flow velocity region K, it becomes possible to stably collide the urea waters with each other. Since the exhaust pipe 30 of the present embodiment has the second curved portion 32 that is curved in the opposite direction immediately downstream of the first curved portion 31, the low flow velocity region K has the second curved portion 32. It is formed in the curve outer region 32 OT . Therefore, the two injectors 12 are arranged so as to cause the urea water to collide with each other at the collision position P in the curve outer region 32 OT of the second bending portion 32.

本実施形態の選択還元触媒システム１０では、図４（ａ）に示すように、二つのインジェクター１２が、第一湾曲部３１を排気管３０の中心軸Ｏを通り上下方向に広がる仮想的な平面（排気管３０を左右に区画する仮想的な平面）に対して、面対称に配置されている。また、本実施形態の選択還元触媒システム１０では、インジェクター１２を取り付けるための取付座面３４が第二湾曲部３２のカーブ外側寄りの外周面に形成されている。また、図４（ｂ）に示すように、衝突位置Ｐは、中心軸Ｏの鉛直上方であって第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTにおける外周面寄りに設定されている。 In the selective reduction catalyst system 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the two injectors 12 are virtual planes in which the first curved portion 31 passes through the central axis O of the exhaust pipe 30 and spreads in the vertical direction. They are arranged symmetrically with respect to (a virtual plane that divides the exhaust pipe 30 into left and right). Further, in the selective reduction catalyst system 10 of the present embodiment, the mounting seat surface 34 for mounting the injector 12 is formed on the outer peripheral surface of the second curved portion 32 on the outer side of the curve. Further, as shown in FIG. 4B, the collision position P is set vertically above the central axis O and closer to the outer peripheral surface in the curve outer region 32 OT of the second bending portion 32.

［３．効果］
（１）上述した選択還元触媒システム１０では、排気管３０が触媒１１よりも上流側において湾曲形成された第一湾曲部３１を有しており、二つのインジェクター１２が、噴射した尿素水を互いに衝突させるように配置されている。さらに、尿素水の衝突位置Ｐが、第一湾曲部３１の直下流であって、第一湾曲部３１におけるカーブ内側領域３１INの延長上に設定されている。この衝突位置Ｐでは排気の流速が低くなることから、この位置Ｐでインジェクター１２から噴射された尿素水を互いに衝突させることで、尿素水の分散性を向上させることができる。 [3. effect]
(1) In the selective reduction catalyst system 10 described above, the exhaust pipe 30 has the first curved portion 31 that is curvedly formed on the upstream side of the catalyst 11, and the two injectors 12 mutually inject the injected urea water. It is arranged to cause a collision. Furthermore, the collision position P of the urea water is set immediately downstream of the first bending portion 31 and on the extension of the curve inside region 31 IN of the first bending portion 31. Since the flow velocity of the exhaust gas is low at the collision position P, the dispersibility of the urea water can be improved by causing the urea water injected from the injector 12 to collide with each other at this position P.

これにより、アンモニアガス濃度の均一化を図ることができ、触媒１１によるＮＯｘ還元性能を向上させることができる。また、上述した選択還元触媒システム１０では、ミキサー等の攪拌構造が不要であるため、圧力損失を低減することができる。さらに、ミキサー等を配置するスペースも不要であることから、インジェクター１２と触媒１１との距離を近づけることができ、選択還元触媒システム１０のコンパクト化を図ることができる。 As a result, the concentration of ammonia gas can be made uniform, and the NOx reduction performance of the catalyst 11 can be improved. Further, the selective reduction catalyst system 10 described above does not require a stirring structure such as a mixer, so that pressure loss can be reduced. Furthermore, since a space for arranging a mixer or the like is not necessary, the distance between the injector 12 and the catalyst 11 can be reduced, and the selective reduction catalyst system 10 can be made compact.

（２）上述した選択還元触媒システム１０では、排気管３０が第一湾曲部３１および第二湾曲部３２によりＳ字形状に形成されていることから、第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTに低流速の領域Ｋが形成される。そのため、尿素水が衝突する位置Ｐを第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTに設定することで、インジェクター１２から噴射された尿素水を安定して衝突させることができ、尿素水の分散性を向上させることができる。 (2) In the selective reduction catalyst system 10 described above, since the exhaust pipe 30 is formed in the S-shape by the first curved portion 31 and the second curved portion 32, the curve outer region 32 OT of the second curved portion 32. A region K having a low flow velocity is formed at. Therefore, by setting the position P at which the urea water collides with the curve outer area 32 OT of the second bending portion 32, the urea water injected from the injector 12 can be stably collided, and the urea water dispersibility can be improved. Can be improved.

（３）上述した選択還元触媒システム１０によれば、二つのインジェクター１２が面対称に配置されていることから、尿素水を衝突させやすくすることができ、尿素水の分散性をより向上させることができる。
（４）また、インジェクター１２が一つの噴孔を有し、ビーム状に尿素水を噴射するものであるため、排気流れに負けずに（排気流れの影響を受けにくく）尿素水を勢いよく噴射することができる。これにより、インジェクター１２から噴射された尿素水をより安定して衝突させることができ、尿素水の分散性をさらに向上させることができる。 (3) According to the selective reduction catalyst system 10 described above, since the two injectors 12 are arranged in plane symmetry, the urea water can be made to collide more easily, and the dispersibility of the urea water can be further improved. You can
(4) Further, since the injector 12 has one injection hole and injects the urea water in the form of a beam, the urea water is vigorously injected without losing the exhaust flow (hard to be affected by the exhaust flow). can do. As a result, the urea water injected from the injector 12 can be made to collide more stably, and the dispersibility of the urea water can be further improved.

［４．その他］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述した実施形態では、選択還元触媒システム１０が二つのインジェクター１２を有する構成を例示したが、インジェクター１２の個数はこれに限られない。例えば、選択還元触媒システム１０が、上述した二つのインジェクター１２と同様の構成を持つ第三のインジェクター１３を有していてもよい。 [4. Other]
Regardless of the embodiment described above, various modifications can be implemented without departing from the spirit thereof. The configurations of the present embodiment can be selected as needed or may be appropriately combined.
In the above-described embodiment, the configuration in which the selective reduction catalyst system 10 has two injectors 12 is illustrated, but the number of injectors 12 is not limited to this. For example, the selective reduction catalyst system 10 may include the third injector 13 having the same configuration as the two injectors 12 described above.

図５および図６に示す例では、第三のインジェクター１３が、上述した二つのインジェクター１２の間に配置されている。すなわち、第三のインジェクター１３は、第二湾曲部３２のカーブ外側の外周面に形成された取付座面３４に取り付けられ、噴射した尿素水が、上述した二つのインジェクター１２から噴射される尿素水と衝突位置Ｐにおいて衝突するように、その角度および位置が設定される。 In the example shown in FIGS. 5 and 6, the third injector 13 is arranged between the two injectors 12 described above. That is, the third injector 13 is attached to the mounting seat surface 34 formed on the outer peripheral surface of the second curved portion 32 outside the curve, and the injected urea water is the urea water injected from the two injectors 12 described above. The angle and position are set so as to collide with each other at the collision position P.

このように、三つのインジェクター１２，１３から噴射される尿素水が衝突位置Ｐで衝突するように各インジェクター１２，１３を配置することで、尿素水の分散性をさらに向上させることができる。なお、インジェクターの個数は四つ以上であってもよい。また、複数のインジェクターが同一の構成を有するものでなくてもよく、また、噴孔の個数や尿素水の噴射態様は上述したものに限られない。 By disposing the injectors 12 and 13 so that the urea water injected from the three injectors 12 and 13 collides at the collision position P, the dispersibility of the urea water can be further improved. The number of injectors may be four or more. Further, the plurality of injectors may not have the same configuration, and the number of injection holes and the aspect of urea water injection are not limited to those described above.

また、上述した実施形態では、二つのインジェクター１２が面対称に配置されたものを例示したが、インジェクター１２が面対称に配置されていなくてもよい。複数のインジェクター１２は、少なくとも還元剤を衝突させる衝突位置Ｐが領域Ｓ内に設定されていればよく、第一湾曲部３１に取り付けられていてもよいし、排気流れ方向にずれて配置されていてもよい。また、衝突位置Ｐは、第一湾曲部３１の直下流かつ第一湾曲部３１におけるカーブ内側領域３１INの延長上であればよく、第二湾曲部３２のカーブ外側領域３２OTにおける中心軸Ｏ寄りに設定されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the two injectors 12 are arranged symmetrically, but the injectors 12 do not have to be symmetrically arranged. It suffices that at least the collision position P at which the reducing agent collides is set within the region S, and the plurality of injectors 12 may be attached to the first bending portion 31 or may be arranged deviated in the exhaust flow direction. May be. Further, the collision position P may be just downstream of the first bending portion 31 and on the extension of the curve inner region 31 IN of the first bending portion 31, and the central axis O in the curve outer region 32 OT of the second bending portion 32. It may be set closer.

上述した実施形態では、排気管３０が三つの湾曲部３１〜３３を有する場合を例示したが、排気管は、少なくとも第一湾曲部３１を有するものであればよい。また、上述した実施形態では還元剤として尿素水を挙げて説明したが、還元剤は尿素水に限られない。
なお、排気通路３に介装される排気浄化システムは上述したものに限られず、少なくとも選択還元触媒システムを備えていればよい。 In the above-described embodiment, the case where the exhaust pipe 30 has the three curved portions 31 to 33 is illustrated, but the exhaust pipe may have at least the first curved portion 31. Moreover, although urea water was mentioned as an example of the reducing agent in the above-described embodiment, the reducing agent is not limited to urea water.
The exhaust gas purification system provided in the exhaust passage 3 is not limited to the one described above, and may be any system that has at least a selective reduction catalyst system.

１ エンジン
３ 排気通路
１０ 選択還元触媒システム
１１ 触媒（選択還元触媒）
１２ インジェクター
１３ 第三のインジェクター
３０ 排気管
３１ 第一湾曲部
３１OT カーブ外側領域
３１IN カーブ内側領域
３２ 第二湾曲部
３２OT カーブ外側領域
３２IN カーブ内側領域
３３ 第三湾曲部
３４ 取付座面
Ｋ 低流速の領域
Ｏ 排気管の中心軸
Ｐ 衝突位置 1 Engine 3 Exhaust Passage 10 Selective Reduction Catalyst System 11 Catalyst (Selective Reduction Catalyst)
12 injector 13 third injector 30 exhaust pipe 31 first curved portion 31 OT curve outer region 31 IN curve inner region 32 second curved portion 32 OT curve outer region 32 IN curve inner region 33 third curved portion 34 mounting seat surface K Low flow velocity region O Exhaust pipe central axis P Collision position

Claims (4)

エンジンの排気管に介装され、前記エンジンの排気中の窒素酸化物を還元剤により窒素に還元する触媒と、
前記還元剤を前記排気管内に噴射する複数のインジェクターと、を備え、
前記排気管は、前記触媒よりも排気上流側において湾曲形成された第一湾曲部を有するとともに、前記第一湾曲部の直下流に前記第一湾曲部と逆向きに湾曲形成された第二湾曲部を有するＳ字形状であり、
前記複数のインジェクターは、噴射した前記還元剤が、前記第一湾曲部の直下流かつ前記第一湾曲部におけるカーブ内側領域の延長上の位置で互いに衝突するように配置されており、
前記還元剤が衝突する前記位置は、前記第二湾曲部のカーブ外側領域である
ことを特徴とする、選択還元触媒システム。 A catalyst that is interposed in the exhaust pipe of the engine and reduces nitrogen oxides in the exhaust gas of the engine to nitrogen with a reducing agent;
A plurality of injectors for injecting the reducing agent into the exhaust pipe,
Wherein the exhaust pipe, as well as have a first curved portion which is curved in the exhaust upstream of the catalyst, the second which is curved in the first curved portion and a reverse direction immediately downstream of the first curved portion S-shaped with a curved portion ,
The plurality of injectors are arranged such that the injected reducing agent collides with each other at a position immediately downstream of the first bending portion and on an extension of a curve inner region in the first bending portion ,
The selective reduction catalyst system is characterized in that the position where the reducing agent collides is an area outside the curve of the second curved portion . 二つの前記インジェクターが、前記第一湾曲部を前記排気管の中心軸を通り左右に区画する仮想的な平面に対して、面対称に配置されている
ことを特徴とする、請求項１記載の選択還元触媒システム。 Two of the injector, relative to a virtual plane which divides the first curved portion in the left and right through the center axis of the exhaust pipe, characterized in that it is arranged in plane symmetry, placing claim 1 Symbol Selective reduction catalyst system. 第三の前記インジェクターが、前記二つのインジェクターの間に配置されている
ことを特徴とする、請求項２記載の選択還元触媒システム。 The selective reduction catalyst system according to claim 2 , wherein the third injector is arranged between the two injectors. 前記インジェクターは、一つの噴孔を有し、ビーム状に前記還元剤を噴射する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の選択還元触媒システム。 The injector has a single nozzle hole, characterized by injecting the reducing agent into a beam, selective catalytic reduction system as claimed in any one of claims 1-3.
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