JP6728782B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6728782B2 JP6728782B2 JP2016041294A JP2016041294A JP6728782B2 JP 6728782 B2 JP6728782 B2 JP 6728782B2 JP 2016041294 A JP2016041294 A JP 2016041294A JP 2016041294 A JP2016041294 A JP 2016041294A JP 6728782 B2 JP6728782 B2 JP 6728782B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- casing
- pipe
- urea water
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/36—Arrangements for supply of additional fuel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
本発明は、後処理ユニットを備えた内燃機関の排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine equipped with a post-treatment unit.
一般的に、内燃機関を搭載した車両においては、排気管の途中に設けられ、排ガス中の有害物質を浄化するための複数の触媒を有する後処理ユニットを備えた排ガス浄化装置が知られている。 Generally, in a vehicle equipped with an internal combustion engine, an exhaust gas purifying apparatus is known which is provided in the middle of an exhaust pipe and includes an aftertreatment unit having a plurality of catalysts for purifying harmful substances in exhaust gas. ..
上記の排ガス浄化装置においては、触媒の温度を高温に保持するために、後処理ユニットをケーシングに収容することが考えられる。 In the above exhaust gas purifying apparatus, it is considered that the post-treatment unit is housed in the casing in order to keep the temperature of the catalyst high.
一方、後処理ユニットが選択還元型NOx触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)を有する場合、NOx触媒の上流側に還元剤としての尿素水が添加される。添加された尿素水は、排ガスと混合して蒸発しつつ、NOx触媒に向かって延びる管部材の内部を流れ、NOx触媒に供給される。しかし、尿素水が液相状態で管部材の内部に付着して滞留すると、その滞留する部位を腐食させる虞がある。 On the other hand, when the post-treatment unit has a selective reduction type NOx catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction), urea water as a reducing agent is added to the upstream side of the NOx catalyst. The added urea water flows inside the pipe member extending toward the NOx catalyst while being mixed with the exhaust gas and evaporated, and supplied to the NOx catalyst. However, if the urea water adheres to the inside of the pipe member in the liquid state and stays therein, there is a possibility that the staying site may be corroded.
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ケーシングに収容され、選択還元型NOx触媒を備えた後処理ユニットにて、尿素水が滞留する部位を容易に交換することが可能な内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。 Therefore, the present invention was devised in view of such circumstances, and an object thereof is to easily replace a portion where urea water is retained in a post-treatment unit that is housed in a casing and that includes a selective reduction type NOx catalyst. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine.
本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置は、排気管と、前記排気管の途中に設けられ、排ガスを浄化するための複数の触媒を有する後処理ユニットと、前記後処理ユニットを収容するケーシングと、を備え、前記後処理ユニットは、選択還元型NOx触媒と、前記選択還元型NOx触媒の上流側から選択還元型NOx触媒に向かって延び、排ガスが通過される管部材と、前記管部材内における前記選択還元型NOx触媒の上流側の位置に尿素水を添加する添加弁と、を備え、前記管部材が、前記添加弁と前記選択還元型NOx触媒の間の位置に、前記添加弁から添加された尿素水が滞留する部位を有し、前記部位が着脱可能とされ、前記ケーシングに前記部位が通過可能な開口部が設けられ、前記ケーシングに前記開口部を開閉可能に覆う蓋が設けられることを特徴とする。 An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, an exhaust pipe, a post-treatment unit having a plurality of catalysts for purifying the exhaust gas, which is provided in the middle of the exhaust pipe, and a casing that houses the post-treatment unit. The post-treatment unit includes a selective reduction NOx catalyst, a pipe member extending from an upstream side of the selective reduction NOx catalyst toward the selective reduction NOx catalyst, through which exhaust gas passes, and the inside of the pipe member. And an addition valve for adding urea water to a position upstream of the selective reduction NOx catalyst in the pipe member, wherein the pipe member is located at a position between the addition valve and the selective reduction NOx catalyst from the addition valve. There is a portion where the added urea water is retained, the portion is removable, the casing is provided with an opening through which the portion can pass, and the casing is provided with a lid for opening and closing the opening. It is characterized by being.
また、本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置は、排気管と、前記排気管の途中に設けられ、排ガスを浄化するための複数の触媒を有する後処理ユニットと、前記後処理ユニットを収容するケーシングと、を備え、前記後処理ユニットは、少なくとも一つの触媒を内設する管状の第1触媒ケーシングと、前記第1触媒ケーシングに並列して配置され、選択還元型NOx触媒を内設する管状の第2触媒ケーシングと、前記第1触媒ケーシングと前記第2触媒ケーシングとの間の位置に配置され、前記第1触媒ケーシングの下流端と前記第2触媒ケーシングの上流端とを連結する連結管であって、排気流れ方向に沿って後方から前方に向かって延び、U字状に折り返されて後方に延びる折り返し部分を有する連結管と、前記折り返し部分の上流側から前記折り返し部分に向かって、後方から前方に尿素水を添加するように配置された尿素水添加弁と、を備え、前記折り返し部分は、着脱可能な前面部を有し、前記ケーシングの前面には、前記折り返し部分の前面部に対向する位置に前記前面部が通過可能な開口部が形成されると共に、その開口部を開閉可能に覆う蓋が設けられることを特徴とする。 Further, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention accommodates an exhaust pipe, an aftertreatment unit that is provided in the middle of the exhaust pipe and has a plurality of catalysts for purifying the exhaust gas, and the aftertreatment unit. And a tubular first catalyst casing in which at least one catalyst is provided inside, and a tubular casing disposed in parallel with the first catalyst casing and in which a selective reduction type NOx catalyst is provided. Second catalyst casing, and a connecting pipe arranged at a position between the first catalyst casing and the second catalyst casing and connecting the downstream end of the first catalyst casing and the upstream end of the second catalyst casing. Of the connection pipe, which extends from the rear to the front along the exhaust flow direction, has a folded portion that is folded back in a U shape and extends rearward, and from the upstream side of the folded portion toward the folded portion, A urea water addition valve arranged to add urea water from the rear to the front, wherein the folded-back portion has a detachable front surface portion, and the front surface portion of the folded-back portion is provided on the front surface of the casing. An opening through which the front surface can pass is formed at a position opposite to, and a lid is provided to cover the opening so that the opening can be opened and closed.
本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置では、ケーシングに収容され、選択還元型NOx触媒を備えた後処理ユニットにて、尿素水が滞留する部位を容易に交換することができるという優れた効果を発揮する。 In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to easily replace the portion where urea water is retained in the aftertreatment unit housed in the casing and provided with the NOx selective reduction catalyst. Demonstrate.
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排ガス浄化装置を示す概略構成図である。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、排ガス浄化装置100は、内燃機関1の排ガスを通過させる排気管2と、排気管2の途中に設けられ、排ガスを浄化するための複数の触媒10を有する後処理ユニット3と、後処理ユニット3を収容するケーシング4と、を含む。
As shown in FIG. 1, an exhaust gas purifying
内燃機関1は、図示しない車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関1には、各気筒11から排出される排ガスを集合させる排気マニホールド12が設けられる。
The
排気管2は、排気マニホールド12に接続され、排気マニホールド12からの排ガスを下流方向(矢印Gで示す方向)に流して大気に放出する管である。
The
より詳しくは、この排気管2は、後処理ユニット3の上流側に位置する上流側排気管21と、後処理ユニット3の下流側に位置する下流側排気管22とからなる。上流側排気管21は、その下流側端部にフランジ21aを有し、下流側排気管22は、その上流側端部にフランジ22aを有する。
More specifically, the
次に、後処理ユニット3について説明する。後処理ユニット3の前後左右方向を図1に示す。なお、図示する後処理ユニット3の前後左右方向は、車両の前後左右方向とは無関係であり、説明の便宜上定められたものに過ぎない。本実施形態では、内燃機関1が車両に縦置きされており、後処理ユニット3の左方向が車両の前方向に一致する。
Next, the post-processing unit 3 will be described. The front-back, left-right direction of the post-processing unit 3 is shown in FIG. The front-rear and left-right directions of the illustrated post-processing unit 3 are irrelevant to the front-rear, left-right directions of the vehicle, and are merely defined for convenience of description. In the present embodiment, the
後処理ユニット3は、排ガス入口管31と、排ガス出口管32と、少なくとも一つの触媒10を内設する第1触媒ケーシング33と、NOx触媒10cを内設する第2触媒ケーシング34と、第1触媒ケーシング33と第2触媒ケーシング34とを連結する連結管35と、尿素水を添加する添加弁36を備える。また、後処理ユニット3は、概ね左右対称の構造を有する。
The aftertreatment unit 3 includes an exhaust
排ガス入口管31は、後処理ユニット3の前端部且つ左側に配置され、前方から後方に延び、その前端は、上流側排気管21の下流端に接続される。また、排ガス出口管32は、後処理ユニット3の前端部且つ右側に配置され、前方から後方に延び、その前端は、下流側排気管22の上流端に接続される。
The exhaust
より詳しくは、排ガス入口管31の上流側端部には、フランジ31aが設けられ、このフランジ31aに上流側排気管21のフランジ21aが接続される。また同様に、排ガス出口管32の下流側端部には、フランジ32aが設けられ、このフランジ32aに下流側排気管22のフランジ22aが接続される。互いに接続されるフランジ同士は、ボルト(不図示)等の締結手段で取り外し可能に固定される。
More specifically, a
第1触媒ケーシング33は、管状に形成され、排ガス入口管31から後方に向けて延在すると共に、後端部に位置する下流側端部33aの右側面に第1側孔33bを有する。また、第1触媒ケーシング33には、上流側に位置する排ガス入口管31および下流側に位置する連結管35よりも拡径された第1拡径部33cが形成される。
The
第1触媒ケーシング33は、第1拡径部33cの位置にて、第1断熱緩衝部材(マット)37を介して、上流側から酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)10aおよびパティキュレートフィルタ(以下「DPF」という)10bを内設する。
In the
酸化触媒10aは、排ガス中の未燃成分(炭化水素HCおよび一酸化炭素CO)を酸化して浄化する。酸化触媒10aは、HC,COの酸化時に生じた熱で排ガスを加熱、昇温する機能を有する。また酸化触媒10aは、排ガス中のNOをNO2に酸化し、排ガス中のNO2濃度を高める機能をも有する。
The
DPF10bは、排ガス中に含まれる粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集して除去するものである。DPF10bは、本実施形態では、ハニカム形状の耐熱性基材の両端開口を互い違いに市松状に閉塞した所謂ウォールフロータイプのものが用いられている。しかしながら、網の目構造のフォーム形状のもの等、PMを物理的に捕集するあらゆるタイプのフィルタを用いることができる。 The DPF 10b collects and removes particulate matter (PM: Particulate Matter) contained in the exhaust gas. In the present embodiment, the DPF 10b is a so-called wall flow type in which openings at both ends of a honeycomb-shaped heat-resistant substrate are alternately closed in a checkered pattern. However, any type of filter that physically traps PM can be used, such as a mesh-form foam shape.
DPF10bは、その内壁にPt等の貴金属(触媒)を担持させた所謂連続再生式の触媒付きDPFからなる。この場合、エンジンの通常運転中、DPF10bに供給された排ガス中のHCが触媒作用で酸化、燃焼し、このとき同時にDPF10b内部に堆積しているPMが燃焼除去される。なお、DPF10bが触媒を有するため、ここではDPF10bも本発明にいう触媒10に含ませるものとする。
The DPF 10b is a so-called continuous regeneration type DPF with a catalyst having an inner wall supporting a noble metal (catalyst) such as Pt. In this case, during normal operation of the engine, HC in the exhaust gas supplied to the DPF 10b is catalytically oxidized and burned, and at the same time, PM accumulated inside the DPF 10b is burned and removed. Since the DPF 10b has a catalyst, the DPF 10b is also included in the
第2触媒ケーシング34は、管状に形成され、排ガス出口管32から後方に向けて延在すると共に、後端部に位置する上流側端部34aの左側面に第2側孔34bを有する。また、第2触媒ケーシング34には、上流側に位置する排ガス入口管31および下流側に位置する排ガス出口管32よりも拡径された第2拡径部34cが形成される。
The
第2触媒ケーシング34は、第2拡径部34cの位置にて、第2断熱緩衝部材(マット)38を介して、上流側からNOx触媒10cおよびアンモニア酸化触媒10dを内設する。
In the
NOx触媒10cは、排ガス中の窒素酸化物NOxを浄化するための触媒である。NOx触媒10cは、選択還元型NOx触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)からなり、尿素水から加水分解されて生成されたアンモニア(NH3)によって、NOxを連続的に還元し得る。 The NOx catalyst 10c is a catalyst for purifying nitrogen oxide NOx in the exhaust gas. The NOx catalyst 10c is composed of a selective reduction type NOx catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction), and can continuously reduce NOx by ammonia (NH 3 ) generated by hydrolysis of urea water.
アンモニア酸化触媒10dは、NOx触媒10cでNOxの還元に消費されなかった余剰のアンモニア(NH3)を酸化して、N2を生成する触媒である。
The
本実施形態においては、第1触媒ケーシング33と第2触媒ケーシング34とは、互いに並列して左右に配置される。また、第1側孔33bと第2側孔34dとは、互いに対向する位置に配置される。
In the present embodiment, the
連結管35は、左右方向における第1触媒ケーシング33と第2触媒ケーシング34との間の位置に配置され、第1触媒ケーシング33の下流端X1と第2触媒ケーシング34の上流端Y1とを連結する。また、連結管35は、排気流れ方向に沿って後方から前方に向かって延び、U字状に折り返されて後方に延びる折り返し部分Uを有する。
The connecting
より詳しくは、連結管35は、第1側孔33bから第2側孔34b側(図示右側)に向かって延び、前方に折れ曲がる第1部分35aと、第2側孔34bから第1側孔33b側(図示左側)に向かって延び、前方に折れ曲がる第2部分35bとを有する。具体的には、第1部分35aは、図中の第1側孔33bからX2までの部分に該当し、第2部分35bは、図中の第2側孔34bからY2までの部分に該当する。
More specifically, the connecting
また、連結管35は、第1部分35aの下流端X2から前方に延びると共に、折り返し部分Uで折り返されて後方に延び、第2部分35bの上流端Y2に接続される第3部分35cを有する。すなわち、連結管35がこのようにU字状に折り返されて形成されることで、第1側孔33bと第2側孔34dを直線的に結ぶよりも、連結管35の管長が長くなる。
Further, the connecting
ケーシング4は、ステンレス等の耐熱材料を用いた箱型ケーシングからなり、後処理ユニット3全体を略気密に覆う。ケーシング4の内周面上ほぼ全体には、後処理ユニット3の保温のため、グラスウール等の断熱材41が敷設される。
The casing 4 is a box-shaped casing made of a heat-resistant material such as stainless steel, and covers the entire post-treatment unit 3 in a substantially airtight manner. A
ケーシング4の前面42には、左右の位置に、後処理ユニット3の排ガス入口管31が挿通される入口孔42aと、排ガス出口管32が挿通される出口孔42bとが形成される。
An
他方、ケーシング4の後面43には、第1部分35aの折れ曲がり部分Lの後方に位置する部分に、添加弁36を取り付ける取付部43aが形成される。取付部43aは、前方に凹んで形成され、その前端には、前後方向に延びる外側挿通孔43bが形成される。また、折れ曲がり部分Lの後端面には、外側挿通孔43bと同軸に内側挿通孔35dが形成されている。添加弁36は、ケーシング4の外部(後方)から外側挿通孔43bと内側挿通孔35dの両方に挿通され、取付部43aに設けられたボス部43cによって、ケーシング4に固定される。
On the other hand, on the
添加弁36は、折り返し部分Uの上流側から折り返し部分Uに向かって、後方から前方に尿素水を添加するように配置される。ここでいう折り返し部分Uの上流側とは、第1部分35aの折れ曲がり部分L内を意味する。
The
詳しくは後述するが、折り返し部分Uの前面部Ufの内表面には、添加された尿素水が液相状態で滞留する傾向にある。尿素水が滞留する部位は、その尿素水に起因して腐食する虞があるため、本実施形態においては、この前面部Ufを着脱可能にして交換できるようにする。 As will be described later in detail, the added urea water tends to stay in the liquid phase on the inner surface of the front surface portion Uf of the folded portion U. Since the area where urea water is retained may be corroded due to the urea water, in the present embodiment, the front surface portion Uf is made detachable and can be replaced.
具体的には、前面部Ufは、上下且つ左右方向に延びる分割面Sに沿って連結管35から分割される。便宜上、前面部Ufを除く連結管35の部分を連結管本体Bという。前面部Ufは、前方から見て楕円ないし長円形状を成す。この分割面Sの位置は任意であるが、前面部Ufは、尿素水が液相状態で滞留する部位、ひいてはその尿素水に起因して腐食する虞がある部位を含むように設定される。本実施形態においては、上流側から下流側に向かうにつれ折り返し部分Uが約90°曲がり、且つ、折り返し部分Uの管路中心C上の位置に、分割面Sが設定される。
Specifically, the front surface portion Uf is divided from the connecting
前面部Ufの後端部と、残りの連結管本体Bの前端部には、それぞれフランジ39a,フランジ39bが設けられ、互いのフランジ39a,39bがボルト39c等の締結手段で取り外し可能に固定される。フランジ39a,39bが固定された状態では、前面部Ufと連結管本体Bが気密に接続される。
A
反対に、フランジ39a,39bによる固定が解除されると、前面部Ufは、連結管本体Bから取り外し可能となる。
On the contrary, when the fixing by the
ケーシング4の前面42の中央部には、折り返し部分Uの前面部Ufに対向する位置に、前端部Ufが通過可能な開口部44が設けられる。
An
開口部44の面積は任意であるが、前面部Ufの交換作業が容易に行える大きさにすることが好ましい。また、開口部44の形状は任意であり、例えば円形や正方形とすることが考えられるが、前面部Ufの形状に合わせて、左右方向に長い長方形としても良い。
Although the area of the
ケーシング4の前面42には、この開口部44を前方から開閉可能に覆う蓋5が設けられる。この蓋5は、開口部44の周囲において、複数のボルト45等の締結手段によって、ケーシング4の前面42に取り外し可能に固定される。なお、後処理ユニット3の保温のため、蓋5の内表面にも、グラスウール等の断熱材41が敷設される。
The
なお、本発明における後処理ユニット3の管部材には、NOx触媒10cの上流側に位置する全ての管状部材が含まれる。すなわち、NOx触媒10cの上流側に位置する第2触媒ケーシング34と、連結管35と、第1触媒ケーシング33と、排ガス入口管31とが、本発明の管部材に含まれる。本実施形態における管部材は、このうちの連結管35である。
The tubular members of the post-treatment unit 3 in the present invention include all tubular members located upstream of the NOx catalyst 10c. That is, the second catalyst casing 34 located upstream of the NOx catalyst 10c, the connecting
次に、図1に基づいて、本実施形態に係る排ガス浄化装置100の作用効果を説明する。
Next, the operation and effect of the exhaust
内燃機関1の排ガスは、排気マニホールド12から上流側排気管21を通過し、排ガス入口管31を通じて、第1触媒ケーシング33内へ流入する。
The exhaust gas of the
第1触媒ケーシング33内へ流入した排ガスは、酸化触媒10aを通過し、これにより、排ガス中の未燃成分(炭化水素HCおよび一酸化炭素CO)が酸化して浄化される。
The exhaust gas flowing into the first catalyst casing 33 passes through the
次に、酸化触媒10aを通過した排ガスは、DPF10bに流入し、DPF10bによって排ガス中に含まれる粒子状物質(PM)が捕集除去される。
Next, the exhaust gas that has passed through the
DPF10bを通過した排ガスは、第1触媒ケーシング33の後端部に位置する第1側孔33bから連結管35の第1部分35aに流れ、第1部分35aの折れ曲がり形状に沿って前方へ90°方向転換して、第3部分35cへ流れる。
The exhaust gas that has passed through the DPF 10b flows from the
第3部分35cへ流れた排ガスは、折り返し部分Uにて後方へ180°方向転換し、後方の第2部分35bへ流れ、第2部分の折れ曲がり形状に沿って90°方向転換し、第2側孔34bを通じて第2触媒ケーシング34内へ流入する。
The exhaust gas that has flowed to the
ここで、第1部分35aの折れ曲がり部分Lに配置された添加弁36は、第3部分35cの折り返し部分Uに向かって、後方から前方に尿素水を添加する。尿素水が混合された排ガスは、折り返し部分Uにて後方へ180°方向転換し、後方の第2部分35bへ流れ、第2部分35bの折れ曲がり形状に沿って90°方向転換し、第2側孔34bを通じて第2触媒ケーシング34内へ流入する。この過程で、添加弁36から添加された尿素水は、排ガスと混合して蒸発しつつ、加水分解されてアンモニアを生成する。
Here, the
次に、第2触媒ケーシング34内において、尿素水とアンモニアの少なくとも一方を含む排ガスは、NOx触媒10cを通過する。このとき、NOx触媒10cは、尿素水が加水分解されて生成されたアンモニアによって、NOxを還元する。 Next, in the second catalyst casing 34, the exhaust gas containing at least one of urea water and ammonia passes through the NOx catalyst 10c. At this time, the NOx catalyst 10c reduces NOx by the ammonia generated by hydrolysis of the urea water.
NOx触媒10cでNOxの還元に消費されなかった余剰のアンモニアは、アンモニア酸化触媒10dと接触して酸化され、大気への放出が抑制される。
Excess ammonia that has not been consumed by the NOx catalyst 10c for NOx reduction contacts the
アンモニア酸化触媒10dを通過した排ガスは、排ガス出口管32を通じて下流側排気管22へ排出されて、下流側排気管22から大気に放出される。
The exhaust gas that has passed through the
上記の作用のうち、酸化触媒10a、DPF10b、NOx触媒10c、およびアンモニア酸化触媒10dに関しては、その触媒温度(触媒床温)が活性温度域にあるときに、排ガス浄化作用を有効に発揮する。よって、各触媒10の温度をできるだけ高温に保持するのが有効である。
Among the above actions, the
本実施形態においては、内周面に断熱材41を敷設したケーシング4内に、後処理ユニット3を収容することで、後処理ユニット3が外気や走行風で冷却されるのを抑制し、各触媒10の温度を高温に保持することができる。
In the present embodiment, the post-treatment unit 3 is housed in the casing 4 having the
本実施形態の後処理ユニット3においては、連結管35がU字状に折り返されて形成されている。このため、連結管35を直線的に形成するよりも、連結管35の管長を長くし、且つ、後処理ユニット3をコンパクトに構成することができる。
In the post-processing unit 3 of the present embodiment, the connecting
また、添加弁36から添加された尿素水が、この長く且つ折り返されて形成された連結管35を通過することで、尿素水が排ガスとの間で十分に攪拌混合されて蒸発され、尿素水の加水分解が促進される。この結果、アンモニアが効率よく生成されて、NOx触媒10cにおけるNOx浄化率の向上に有利となる。
Further, the urea water added from the
一方、尿素水を含む排ガスが折り返し部分Uを通過するとき、尿素水が前面部Ufの内表面に液相状態で付着して滞留する傾向にある。特に、この折り返し部分Uでは、尿素水が180°方向転換する際に遠心力を受け、内表面に尿素水が付着、滞留する傾向にある。この結果、前面部Ufは、滞留した尿素水に起因して、内表面から腐食していく虞がある。 On the other hand, when the exhaust gas containing the urea water passes through the turn-back portion U, the urea water tends to adhere to and stay in the inner surface of the front surface portion Uf in a liquid phase state. In particular, in the folded-back portion U, when the urea water is turned by 180°, a centrifugal force is applied, and the urea water tends to adhere and stay on the inner surface. As a result, the front surface portion Uf may be corroded from the inner surface due to the retained urea water.
なお、近年のNOx規制強化に対応するためには、NOx触媒の大型化と尿素水添加量の増加が必要となるので、滞留部位がより著しく腐食する可能性がある。 In order to cope with the recent tightening of NOx regulations, it is necessary to increase the size of the NOx catalyst and increase the amount of urea water added, so that the retention area may be significantly corroded.
そこで、本実施形態に係る排ガス浄化装置100においては、尿素水の滞留に起因して腐食する虞がある前面部Ufを、連結管35から着脱可能とする。更に、ケーシング4の前面42には、その取り外された前面部Ufが通過可能な開口部44を設けると共に、その開口部44を開閉可能に覆う蓋5を設ける。
Therefore, in the exhaust
これにより、後処理ユニット3がケーシング4内に収容された状態のまま、腐食した前面部Ufを容易に交換することが可能になる。 As a result, the corroded front surface portion Uf can be easily replaced while the post-treatment unit 3 is accommodated in the casing 4.
この交換作業の際には、先ず、ケーシング4の前面42のボルト45を緩めて、蓋5を取り外し、ケーシング4の開口部44から手や工具等を差し込んで、前面部Ufのボルト39cを緩めて、フランジ39a,39bによる固定を解除し、前面部Ufを連結管35から取り外す。そして、交換用の前面部Ufを取り外し手順と逆の手順で取り付ける。このように、本実施形態においては、後処理ユニット3がケーシング4に収容されたままの状態でも、交換作業を容易に行うことができる。
In this replacement work, first, the bolts 45 on the
また、本実施形態においては、ケーシング4の開口部44が前面部Ufに対向する位置にあるので、交換作業をより簡単に行うことが可能になる。
Further, in the present embodiment, since the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and carried out without departing from the spirit of the present invention.
1 内燃機関
2 排気管
3 後処理ユニット
4 ケーシング
5 蓋
10c 選択還元型NOx触媒
31 排ガス入口管
32 排ガス出口管
33 第1触媒ケーシング
34 第2触媒ケーシング
35 連結管
36 添加弁
44 開口部
100 排ガス浄化装置
1
Claims (2)
前記排気管の途中に設けられ、排ガスを浄化するための複数の触媒を有する後処理ユニットと、
前記後処理ユニットを収容するケーシングと、を備え、
前記後処理ユニットは、
選択還元型NOx触媒と、
前記選択還元型NOx触媒の上流側から選択還元型NOx触媒に向かって延び、排ガスが通過される管部材と、
前記管部材内における前記選択還元型NOx触媒の上流側の位置に尿素水を添加する添加弁と、を備え、
前記管部材は、折り返すことで排ガスの流れの向きが変わる折り返し部分を有し、
前記添加弁は、前記折り返し部分に向かって尿素水を噴射し、
前記折り返し部分は、着脱可能とされ、
前記ケーシングは、前記折り返し部分に対向する位置に形成され、前記折り返し部分が通過可能な開口部と、前記開口部を開閉可能に覆う蓋と、を有する
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 Exhaust pipe,
An aftertreatment unit provided in the middle of the exhaust pipe and having a plurality of catalysts for purifying exhaust gas,
A casing accommodating the post-treatment unit,
The post-processing unit,
A selective reduction type NOx catalyst,
A pipe member that extends from the upstream side of the selective reduction type NOx catalyst toward the selective reduction type NOx catalyst and through which exhaust gas passes,
An addition valve for adding urea water to a position on the upstream side of the selective reduction type NOx catalyst in the pipe member,
The pipe member has a folded portion in which the direction of the flow of the exhaust gas is changed by folding it.
The addition valve injects urea water toward the folded portion,
The folded-back portion is detachable,
The casing, the formed at a position facing the folded portion, the folded portion and the opening portion can pass, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine and having a, a lid for covering openably the opening ..
前記排気管の途中に設けられ、排ガスを浄化するための複数の触媒を有する後処理ユニットと、
前記後処理ユニットを収容するケーシングと、を備え、
前記後処理ユニットは、
少なくとも一つの触媒を内設する管状の第1触媒ケーシングと、
前記第1触媒ケーシングに並列して配置され、選択還元型NOx触媒を内設する管状の第2触媒ケーシングと、
前記第1触媒ケーシングと前記第2触媒ケーシングとの間の位置に配置され、前記第1触媒ケーシングの下流端と前記第2触媒ケーシングの上流端とを連結する連結管と、
前記連結管内に尿素水を添加する添加弁と、を備え、
前記連結管は、折り返すことで排ガスの流れの向きが変わる折り返し部分を有し、
前記添加弁は、前記折り返し部分に向かって尿素水を噴射し、
前記折り返し部分は、着脱可能とされ、
前記ケーシングは、前記折り返し部分に対向する位置に形成され、前記折り返し部分が通過可能な開口部と、前記開口部を開閉可能に覆う蓋と、を有する
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 Exhaust pipe,
An aftertreatment unit provided in the middle of the exhaust pipe and having a plurality of catalysts for purifying exhaust gas,
A casing accommodating the post-treatment unit,
The post-processing unit,
A tubular first catalyst casing containing at least one catalyst therein;
A tubular second catalyst casing that is arranged in parallel with the first catalyst casing and internally houses the selective reduction type NOx catalyst;
A connecting pipe arranged at a position between the first catalyst casing and the second catalyst casing and connecting a downstream end of the first catalyst casing and an upstream end of the second catalyst casing ;
An addition valve for adding urea water in the connecting pipe ,
The connecting pipe has a folded portion in which the direction of the flow of exhaust gas is changed by folding it.
The addition valve injects urea water toward the folded portion,
The folded portion is detachable,
The casing, the formed at a position facing the folded portion, the folded portion and the opening portion can pass, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine and having a, a lid for covering openably the opening ..
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016041294A JP6728782B2 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
CN201780014409.0A CN108699939B (en) | 2016-03-03 | 2017-02-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
PCT/JP2017/007817 WO2017150538A1 (en) | 2016-03-03 | 2017-02-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016041294A JP6728782B2 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017155694A JP2017155694A (en) | 2017-09-07 |
JP6728782B2 true JP6728782B2 (en) | 2020-07-22 |
Family
ID=59742932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016041294A Active JP6728782B2 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6728782B2 (en) |
CN (1) | CN108699939B (en) |
WO (1) | WO2017150538A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7232631B2 (en) * | 2018-10-03 | 2023-03-03 | 株式会社三五 | Exhaust purification device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010215118A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Yanmar Co Ltd | Engine apparatus for loading on working vehicle |
JP5602495B2 (en) * | 2010-05-25 | 2014-10-08 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device |
US8561395B2 (en) * | 2011-03-03 | 2013-10-22 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Poka-yoke mounting system for an exhaust treatment device |
GB201207201D0 (en) * | 2012-04-24 | 2012-06-06 | Perkins Engines Co Ltd | Emissions cleaning module for a diesel engine |
JP2014109239A (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | Volvo Lastvagnar Aktiebolag | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2014194204A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Yanmar Co Ltd | Exhaust gas cleaning device |
JP6131129B2 (en) * | 2013-06-28 | 2017-05-17 | 株式会社タダノ | Rough terrain crane |
JP6281692B2 (en) * | 2014-03-11 | 2018-02-21 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
CN204457948U (en) * | 2014-12-24 | 2015-07-08 | 潍柴动力股份有限公司 | Exhaust aftertreatment assembly device |
-
2016
- 2016-03-03 JP JP2016041294A patent/JP6728782B2/en active Active
-
2017
- 2017-02-28 CN CN201780014409.0A patent/CN108699939B/en active Active
- 2017-02-28 WO PCT/JP2017/007817 patent/WO2017150538A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108699939A (en) | 2018-10-23 |
CN108699939B (en) | 2020-11-20 |
JP2017155694A (en) | 2017-09-07 |
WO2017150538A1 (en) | 2017-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4995689B2 (en) | Exhaust purification device | |
US8015802B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4886547B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP4881213B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP5173308B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2016186302A (en) | Heat insulation cover for exhaust emission control unit, and exhaust emission control unit | |
JP2007085247A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2008138654A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2011043078A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2011099333A (en) | Exhaust emission control device | |
JP6728782B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2010180780A (en) | Exhaust gas cleaning device for internal-combustion engine | |
WO2019146479A1 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP4091009B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
JP2012092746A (en) | Exhaust emission control device | |
WO2017150582A1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
WO2017150513A1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2006283708A (en) | Exhaust emission control device | |
JP6558993B2 (en) | Exhaust purification device connection structure | |
JP2020041528A (en) | Exhaust gas emission control system | |
JP2013127209A (en) | Exhaust emission control apparatus of internal combustion engine | |
JP5269007B2 (en) | Engine equipment | |
JP5188477B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2020204286A (en) | Pipe heat insulation structure | |
JP2020045817A (en) | Internal combustion engine exhaust structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160303 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191203 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200115 |
|
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: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200615 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6728782 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |