JP6759823B2 - Exhaust pipe - Google Patents

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Description

本発明は、排気管に関し、特に、エンジンから排出される排気ガスを流通させる排気管に関する。 The present invention relates to an exhaust pipe, and more particularly to an exhaust pipe for circulating exhaust gas discharged from an engine.

この種の排気管として、下流側の排気後処理装置に還元剤や未燃燃料を供給するインジェクタを備えるものがある。排気後処理装置としては、排気ガス中に含まれる窒素化合物(以下、NOx)を浄化する選択的還元触媒(以下、SCR)やNOx吸蔵還元型触媒(以下、LNT)、排気ガス中に含まれる一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を酸化する酸化触媒(以下、DOC)等を備えるものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 Some exhaust pipes of this type are provided with an injector that supplies a reducing agent or unburned fuel to the exhaust aftertreatment device on the downstream side. The exhaust aftertreatment device includes a selective reduction catalyst (hereinafter, SCR) that purifies a nitrogen compound (hereinafter, NOx) contained in the exhaust gas, a NOx storage reduction catalyst (hereinafter, LNT), and an exhaust gas. Those provided with an oxidation catalyst (hereinafter, DOC) that oxidizes carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

SCRは、インジェクタから排気管内に噴射された尿素水が排気熱により加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気ガス中に含まれるNOxを選択的に還元浄化する。LNTは、排気ガスがリーン雰囲気のときに排気ガス中に含まれるNOxを吸蔵すると共に、インジェクタから噴射されるHCによって排気ガスがリッチ雰囲気になったときに、吸蔵していたNOxをHCで還元浄化する。 The SCR selectively reduces and purifies NOx contained in the exhaust gas by using ammonia produced by hydrolyzing urea water injected into the exhaust pipe from the injector by the heat of the exhaust as a reducing agent. The LNT occludes NOx contained in the exhaust gas when the exhaust gas has a lean atmosphere, and reduces the stored NOx with HC when the exhaust gas becomes a rich atmosphere due to the HC injected from the injector. Purify.

特開2012−107634号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-107634 特開2013−24075号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-24075

ところで、SCRやLNT、DOCの浄化効率を向上させるには、インジェクタの噴口近傍に流速の速い排気ガスを指向させ、インジェクタから噴射される還元剤を排気ガス中に効果的に拡散させることで、触媒に供給される還元剤の分布の均一化を図ることが好ましい。 By the way, in order to improve the purification efficiency of SCR, LNT, and DOC, the exhaust gas having a high flow velocity is directed to the vicinity of the injection port of the injector, and the reducing agent injected from the injector is effectively diffused into the exhaust gas. It is preferable to make the distribution of the reducing agent supplied to the catalyst uniform.

また、排気管には排気ガスの状態量を検出する各種センサ類が設けられている。これらセンサ類の測定精度を向上させるには、センサ部付近を流れる排気ガスの流速を遅くすることが好ましい場合もある。 Further, the exhaust pipe is provided with various sensors for detecting the state amount of the exhaust gas. In order to improve the measurement accuracy of these sensors, it may be preferable to slow down the flow velocity of the exhaust gas flowing in the vicinity of the sensor unit.

本開示の技術は、簡素な構成で、排気ガスの流速を効果的に調整可能な排気管を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure technique is to provide an exhaust pipe having a simple structure and capable of effectively adjusting the flow velocity of exhaust gas.

本開示の技術は、内燃機関から排出される排気ガスを流通させる排気管であって、排気管内に設けられると共に、一方の管内壁と対向する一側面の管軸方向長さが前記一方の管内壁とは反対側の管内壁と対向する他側面の管軸方向長さよりも長く形成されて、前記一側面に沿って流れる排気ガスの流速を前記他側面に沿って流れる排気ガスの流速よりも速くする整流部材を備えることを特徴とする。 The technique of the present disclosure is an exhaust pipe for passing exhaust gas discharged from an internal combustion engine, which is provided in the exhaust pipe and has a pipe axial length of one side surface facing the inner wall of one pipe in the one pipe. It is formed longer than the axial length of the other side surface facing the inner wall of the pipe on the opposite side of the wall, and the flow velocity of the exhaust gas flowing along the one side surface is larger than the flow velocity of the exhaust gas flowing along the other side surface. It is characterized by being provided with a rectifying member for speeding up.

また、前記整流部材よりも下流側の前記一方の管内壁側に液体を噴射するインジェクタが設けられてもよい。 Further, an injector for injecting a liquid may be provided on the inner wall side of the one pipe on the downstream side of the rectifying member.

また、前記排気管は選択的還元触媒を備える排気後処理装置の上流側に配置され、前記インジェクタは尿素水を噴射するものでもよい。 Further, the exhaust pipe may be arranged on the upstream side of an exhaust aftertreatment device provided with a selective reduction catalyst, and the injector may inject urea water.

また、前記排気管はNOx吸蔵還元型触媒を備える排気後処理装置の上流側に配置され、前記インジェクタは未燃燃料を噴射するものでもよい。 Further, the exhaust pipe may be arranged on the upstream side of an exhaust aftertreatment device provided with a NOx storage reduction catalyst, and the injector may inject unburned fuel.

また、前記排気管は酸化触媒を備える排気後処理装置の上流側に配置され、前記インジェクタは未燃燃料を噴射するものでもよい。 Further, the exhaust pipe may be arranged on the upstream side of an exhaust aftertreatment device provided with an oxidation catalyst, and the injector may inject unburned fuel.

また、前記整流部材よりも下流側の前記他方の管内壁側に排気ガスの状態量を取得するセンサが設けられてもよい。 Further, a sensor for acquiring the state amount of the exhaust gas may be provided on the inner wall side of the other pipe on the downstream side of the rectifying member.

また、前記整流部材は、その断面形状が前記一方の管内壁側に円弧状に凸となる円弧翼形状に形成されてもよい。 Further, the rectifying member may be formed in the shape of an arc blade whose cross-sectional shape is convex in an arc shape toward the inner wall side of one of the pipes.

また、前記インジェクタよりも上流側の排気管内に回転可能に設けられたシャフト及び、当該シャフトに固定されて排気流路を開閉可能なバルブを含む排気ブレーキ装置をさらに備え、前記シャフトは前記バルブの一側面から突出すると共に、前記インジェクタから液体が噴射される際は、前記バルブの一側面が前記インジェクタ側の管内壁に向けられて、前記シャフト及び前記バルブが前記整流部材として機能するものでもよい。 Further, an exhaust brake device including a shaft rotatably provided in the exhaust pipe on the upstream side of the injector and a valve fixed to the shaft and capable of opening and closing the exhaust flow path is further provided, and the shaft is the valve of the valve. When the liquid is injected from the injector while projecting from one side surface, one side surface of the valve may be directed toward the inner wall of the pipe on the injector side, and the shaft and the valve may function as the rectifying member. ..

本開示の技術によれば、簡素な構成で、排気ガスの流速を効果的に調整可能な排気管を提供することができる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to provide an exhaust pipe capable of effectively adjusting the flow velocity of the exhaust gas with a simple configuration.

第一実施形態に係る排気管が適用された機関排気系を示す模式的な全体構成図である。It is a schematic overall block diagram which shows the engine exhaust system to which the exhaust pipe which concerns on 1st Embodiment is applied. 第一実施形態に係る排気管及び第1整流部材を示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the exhaust pipe and the 1st rectifying member which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係る排気管及び第2整流部材を示す模式的な断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the exhaust pipe and the 2nd rectifying member which concerns on 1st Embodiment. 第二実施形態に係る排気管及び排気ブレーキ装置を示す模式的な全体構成図である。It is a schematic overall block diagram which shows the exhaust pipe and the exhaust brake device which concerns on 2nd Embodiment. 第二実施形態に係る排気管及び整流部材を示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the exhaust pipe and the rectifying member which concerns on 2nd Embodiment. 他の実施形態に係る排気管及びセンサの一例を示す模式的な全体構成図である。It is a schematic whole block diagram which shows an example of the exhaust pipe and the sensor which concerns on other embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係る排気管を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, the exhaust pipe according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts are designated by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed explanations about them will not be repeated.

[第一実施形態]
図1は、第一実施形態に係る排気管が適用された機関排気系を示す模式的な全体構成図である。ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の排気マニホールド11には、上流配管12が接続されている。また、上流配管12の下流端には、前段後処理装置20の前段ケーシング20Aが接続され、前段ケーシング20Aの下流端には接続配管13が接続されている。また、接続配管13の下流端には、後段後処理装置40の後段ケーシング40Aが接続され、後段ケーシング40Aの下流端には、下流配管14が接続されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an engine exhaust system to which the exhaust pipe according to the first embodiment is applied. An upstream pipe 12 is connected to the exhaust manifold 11 of the diesel engine (hereinafter, simply referred to as an engine) 10. Further, the front casing 20A of the front-stage aftertreatment device 20 is connected to the downstream end of the upstream pipe 12, and the connection pipe 13 is connected to the downstream end of the front casing 20A. Further, the rear casing 40A of the post-stage aftertreatment device 40 is connected to the downstream end of the connection pipe 13, and the downstream pipe 14 is connected to the downstream end of the rear casing 40A.

上流配管12は、略円筒状に形成されており、その管壁には、上流配管12内に未燃燃料(HC)を管軸方向に対して斜めに噴射する排気管インジェクタ15が設けられている。また、上流配管12の内部には、詳細を後述する第1整流部材60が設けられている。 The upstream pipe 12 is formed in a substantially cylindrical shape, and an exhaust pipe injector 15 for injecting unburned fuel (HC) diagonally with respect to the pipe axis direction is provided in the upstream pipe 12 in the pipe wall. There is. Further, inside the upstream pipe 12, a first rectifying member 60, which will be described in detail later, is provided.

前段後処理装置20は、上流配管12よりも拡径された略円筒状の前段ケーシング20A内に、排気上流側から順に、第1DOC21及び、パティキュレイト・フィルタ(以下、フィルタ)22を備えている。 The pre-stage post-treatment device 20 includes a first DOC 21 and a particulate filter (hereinafter, filter) 22 in order from the exhaust upstream side in a substantially cylindrical front-stage casing 20A whose diameter is larger than that of the upstream pipe 12. There is.

第1DOC21は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。第1DOC21は、排気管インジェクタ15によって未燃燃料が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。 The first DOC 21 is formed by supporting a catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure. When unburned fuel is supplied by the exhaust pipe injector 15, the first DOC 21 oxidizes the unburned fuel to raise the exhaust temperature.

フィルタ22は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ22は、排気ガス中の粒子状物質(PM)を隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、PM堆積推定量が所定量に達すると、排気管インジェクタ15から第1DOC21に未燃燃料を供給し、排気ガス温度をPM燃焼温度まで上昇させるフィルタ強制再生制御が実施される。 The filter 22 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by a porous partition wall along the flow direction of exhaust gas, and alternately sealing the upstream side and the downstream side of these cells. .. The filter 22 collects particulate matter (PM) in the exhaust gas in the pores and surface of the partition wall, and when the estimated amount of PM accumulation reaches a predetermined amount, the exhaust pipe injector 15 sends unburned fuel to the first DOC 21. Filter forced regeneration control is carried out to supply and raise the exhaust gas temperature to the PM combustion temperature.

接続配管13は、略直線円筒状に形成されており、その管壁には、接続配管13内に尿素水を管軸方向に対して斜めに噴射する尿素水インジェクタ17が設けられている。尿素水インジェクタ17から噴射された尿素水は、排気熱により加水分解されてアンモニアに生成され、下流側のSCR41に還元剤として供給される。また、接続配管13の内部には、詳細を後述する第2整流部材70が設けられている。 The connecting pipe 13 is formed in a substantially straight cylindrical shape, and a urea water injector 17 for injecting urea water obliquely with respect to the pipe axis direction is provided in the connecting pipe 13. The urea water injected from the urea water injector 17 is hydrolyzed by the exhaust heat to produce ammonia, which is supplied to the downstream SCR41 as a reducing agent. Further, a second rectifying member 70, which will be described in detail later, is provided inside the connecting pipe 13.

後段後処理装置40は、接続配管13よりも拡径された略円筒状の後段ケーシング40A内に、排気上流側から順に、SCR41及び、第2DOC42を備えている。 The post-stage post-processing device 40 includes an SCR 41 and a second DOC 42 in order from the exhaust upstream side in a substantially cylindrical rear-stage casing 40A whose diameter is larger than that of the connecting pipe 13.

SCR41は、例えば多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持して形成されている。SCR41は、尿素水インジェクタ17から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気中からNOxを選択的に還元浄化する。 The SCR41 is formed by supporting zeolite or the like on a porous ceramic carrier, for example. The SCR 41 adsorbs ammonia supplied as a reducing agent from the urea water injector 17, and selectively reduces and purifies NOx from the exhaust gas passing by the adsorbed ammonia.

第2DOC42は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されており、SCR41から下流側にスリップしたアンモニアを酸化する機能を有している。 The second DOC 42 is formed by supporting a catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure, and has a function of oxidizing ammonia slipped downstream from the SCR 41.

次に、図2に基づいて、第1整流部材60の詳細について説明する。第1整流部材60は、排気管インジェクタ15よりも上流側の上流配管12内に設けられている。より詳しくは、第1整流部材60は、排気管インジェクタ15側の排気管内壁12Aと対向する一側面60Aの管軸方向長さが反排気管インジェクタ15側の排気管内壁12Bと対向する他側面60Bの管軸方向長さよりも長くなるように、その横断面形状を排気管インジェクタ15側に円弧状に凸となる略円弧翼形状に形成されている。 Next, the details of the first rectifying member 60 will be described with reference to FIG. The first rectifying member 60 is provided in the upstream pipe 12 on the upstream side of the exhaust pipe injector 15. More specifically, the first rectifying member 60 has a pipe axial length of one side surface 60A facing the exhaust pipe inner wall 12A on the exhaust pipe injector 15 side facing the exhaust pipe inner wall 12B on the anti-exhaust pipe injector 15 side. The cross-sectional shape of the 60B is formed into a substantially arc blade shape that is convex in an arc shape toward the exhaust pipe injector 15 so as to be longer than the length in the pipe axial direction.

このように、排気管インジェクタ15よりも上流側の上流配管12内に、排気管インジェクタ15側の曲率(又は曲率変化)が反排気管インジェクタ15側よりも大きい略円弧翼形状の第1整流部材60を配置したことで、第1整流部材60の一側面60Aに沿って流れる排気ガスの流速は他側面60Bに沿って流れる排気ガスの流速よりも速くなる。 As described above, in the upstream pipe 12 on the upstream side of the exhaust pipe injector 15, the first rectifying member having a substantially arc blade shape in which the curvature (or change in curvature) on the exhaust pipe injector 15 side is larger than that on the anti-exhaust pipe injector 15 side. By arranging the 60, the flow velocity of the exhaust gas flowing along the one side surface 60A of the first rectifying member 60 becomes faster than the flow velocity of the exhaust gas flowing along the other side surface 60B.

これにより、排気管インジェクタ15の噴口15Aに流速の速い排気ガスが当てられるようになり、排気管インジェクタ15から噴射される未燃燃料を排気ガス中に効果的に拡散させることが可能になる。また、未燃燃料が排気ガス中に拡散されることで、第1DOC21(図1参照)に供給される未燃燃料の分布の均一化を図ることができる。 As a result, the exhaust gas having a high flow velocity can be applied to the exhaust gas 15A of the exhaust pipe injector 15, and the unburned fuel injected from the exhaust pipe injector 15 can be effectively diffused into the exhaust gas. Further, by diffusing the unburned fuel into the exhaust gas, it is possible to make the distribution of the unburned fuel supplied to the first DOC21 (see FIG. 1) uniform.

なお、上流配管12の形状は、図2(A)に示す直線形状又は、図2(B)に示す湾曲形状の何れであってもよい。また、第1整流部材60の管軸方向の長さや管径方向の厚み、曲率等は、上流配管12の管径やエンジン10の仕様、排気管インジェクタ15の噴射角度等に応じて適宜最適な値に設定すればよい。 The shape of the upstream pipe 12 may be either a linear shape shown in FIG. 2A or a curved shape shown in FIG. 2B. Further, the length of the first rectifying member 60 in the pipe axis direction, the thickness in the pipe diameter direction, the curvature, etc. are appropriately optimized according to the pipe diameter of the upstream pipe 12, the specifications of the engine 10, the injection angle of the exhaust pipe injector 15, and the like. You can set it to a value.

次に、図3に基づいて、第2整流部材70の詳細について説明する。第2整流部材70は、尿素水インジェクタ17よりも上流側の接続配管13内に設けられている。より詳しくは、第2整流部材70は、尿素水インジェクタ17側の排気管内壁13Aと対向する一側面70Aの管軸方向長さが反尿素水インジェクタ17側の排気管内壁13Bと対向する他側面70Bの管軸方向長さよりも長くなるように、その横断面形状を尿素水インジェクタ17側に円弧状に凸となる略円弧翼形状に形成されている。 Next, the details of the second rectifying member 70 will be described with reference to FIG. The second rectifying member 70 is provided in the connecting pipe 13 on the upstream side of the urea water injector 17. More specifically, the second rectifying member 70 has a pipe axial length of one side surface 70A facing the exhaust pipe inner wall 13A on the urea water injector 17 side facing the exhaust pipe inner wall 13B on the anti-urea water injector 17 side. The cross-sectional shape of the 70B is formed into a substantially arc blade shape that is convex in an arc shape toward the urea water injector 17 so as to be longer than the length in the pipe axis direction.

このように、尿素水インジェクタ17よりも上流側の接続配管13内に、尿素水インジェクタ17側の曲率(又は曲率変化)が反尿素水インジェクタ17側よりも大きい略円弧翼形状の第2整流部材70を配置したことで、第2整流部材70の一側面70Aに沿って流れる排気ガスの流速は他側面70Bに沿って流れる排気ガスの流速よりも速くなる。 In this way, in the connecting pipe 13 on the upstream side of the urea water injector 17, the curvature (or change of curvature) on the urea water injector 17 side is larger than that on the anti-urea water injector 17 side. By arranging the 70, the flow velocity of the exhaust gas flowing along the one side surface 70A of the second rectifying member 70 becomes faster than the flow velocity of the exhaust gas flowing along the other side surface 70B.

これにより、尿素水インジェクタ17の噴口17Aに流速の速い排気ガスが当てられるようになり、尿素水インジェクタ17から噴射される尿素水を排気ガス中に効果的に拡散させることが可能になる。また、尿素水が排気ガス中に拡散されることで、アンモニアの生成効率も効果的に促進され、SCR41(図1参照)に供給されるアンモニアの分布の均一化を図ることができる。 As a result, the exhaust gas having a high flow velocity is applied to the injection port 17A of the urea water injector 17, and the urea water injected from the urea water injector 17 can be effectively diffused into the exhaust gas. Further, by diffusing the urea water into the exhaust gas, the efficiency of ammonia production is effectively promoted, and the distribution of ammonia supplied to SCR41 (see FIG. 1) can be made uniform.

なお、接続配管13の形状は、図3(A)に示す直線形状又は、図3(B)に示す湾曲形状の何れであってもよい。また、第2整流部材70の管軸方向の長さや管径方向の厚み、曲率等は、接続配管13の管径やエンジン10の仕様、尿素水インジェクタ17の噴射角度等に応じて適宜最適な値に設定すればよい。 The shape of the connecting pipe 13 may be either a linear shape shown in FIG. 3A or a curved shape shown in FIG. 3B. Further, the length of the second rectifying member 70 in the pipe axis direction, the thickness in the pipe diameter direction, the curvature, etc. are appropriately optimized according to the pipe diameter of the connecting pipe 13, the specifications of the engine 10, the injection angle of the urea water injector 17, and the like. You can set it to a value.

[第二実施形態]
次に、図4,5に基づいて、第二実施形態に係る排気管の詳細について説明する。第二実施形態の排気管は、第一実施形態の第1整流部材60(又は、第2整流部材70)を排気ブレーキ装置80に置き換えたものである。他の構成については同一の符号を付しており、それらの詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, the details of the exhaust pipe according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The exhaust pipe of the second embodiment is obtained by replacing the first rectifying member 60 (or the second rectifying member 70) of the first embodiment with the exhaust brake device 80. Other configurations are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図4に示すように、排気ブレーキ装置80は、少なくとも、上流配管12に回動自在に軸支されたシャフト81と、シャフト81に図示しないボルトによって固定されて排気流路を開閉可能な円盤状のシャッターバルブ82と、図示しないエアタンクから供給される圧縮空気で作動するエアシリンダ83と、シャフト81とエアシリンダ83のロッド84とを連結するリンク機構85とを備えている。 As shown in FIG. 4, the exhaust brake device 80 has at least a disc shape that is fixed to the shaft 81 by a shaft 81 rotatably supported by the upstream pipe 12 and a bolt (not shown) to open and close the exhaust flow path. The shutter valve 82 is provided with an air cylinder 83 operated by compressed air supplied from an air tank (not shown), and a link mechanism 85 for connecting the shaft 81 and the rod 84 of the air cylinder 83.

排気ブレーキの作動時は、エアシリンダ83に圧縮空気が供給されてロッド84が押し出され、リンク機構85がシャフト81を回動させることで、シャッターバルブ82は閉弁される。一方、排気ブレーキの非作動時は、圧縮空気の供給が停止され、ロッド84が図示しないスプリングの付勢力によってエアシリンダ83内に押し戻されることで、シャッターバルブ82は開弁される。 When the exhaust brake is activated, compressed air is supplied to the air cylinder 83 to push out the rod 84, and the link mechanism 85 rotates the shaft 81 to close the shutter valve 82. On the other hand, when the exhaust brake is not operating, the supply of compressed air is stopped, and the rod 84 is pushed back into the air cylinder 83 by the urging force of a spring (not shown), so that the shutter valve 82 is opened.

次に、図5に基づいて、本実施形態の排気ブレーキ装置80と排気管インジェクタ15との配置関係の詳細について説明する。シャフト81及びシャッターバルブ82の回転軸と直交する方向の断面形状は、シャフト81がシャッターバルブ82の一側面82Aの略中央から突出する形状を呈している。本実施形態において、排気ブレーキ装置80は、排気ブレーキの非作動時(シャッターバルブ82の開弁時)に、シャッターバルブ82の一側面82Aが排気管インジェクタ15側の排気管内壁12Aと対向するように、上流配管12に装着されている。 Next, the details of the arrangement relationship between the exhaust brake device 80 and the exhaust pipe injector 15 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The cross-sectional shape of the shaft 81 and the shutter valve 82 in the direction orthogonal to the rotation axis is such that the shaft 81 projects from substantially the center of one side surface 82A of the shutter valve 82. In the present embodiment, in the exhaust brake device 80, when the exhaust brake is not operating (when the shutter valve 82 is opened), one side surface 82A of the shutter valve 82 faces the exhaust pipe inner wall 12A on the exhaust pipe injector 15 side. It is attached to the upstream pipe 12.

すなわち、シャッターバルブ82が開弁される排気ブレーキの非作動時には、シャフト81が突出するシャッターバルブ82の一側面82Aを排気管インジェクタ15側の排気管内壁12Aと対向させることで、シャッターバルブ82の一側面82A及びシャフト81の外周に沿って流れる排気ガスの流速は他側面82Bに沿って流れる排気ガスの流速よりも速くなる。このようなシャッターバルブ82の開弁状態を排気管インジェクタ15から未燃燃料が噴射されるフィルタ強制再生時や触媒昇温時、SOxパージ処理時に適用することで、排気管インジェクタ15の噴口15Aに流速の速い排気ガスが当てられるようになり、未燃燃料を排気ガス中に効果的に拡散させることが可能になる。 That is, when the exhaust brake is not activated when the shutter valve 82 is opened, one side surface 82A of the shutter valve 82 on which the shaft 81 protrudes faces the exhaust pipe inner wall 12A on the exhaust pipe injector 15 side, so that the shutter valve 82 The flow velocity of the exhaust gas flowing along the outer periphery of the one side surface 82A and the shaft 81 is faster than the flow velocity of the exhaust gas flowing along the other side surface 82B. By applying such an open state of the shutter valve 82 to the injection port 15A of the exhaust pipe injector 15 at the time of forced regeneration of the filter in which unburned fuel is injected from the exhaust pipe injector 15, the temperature rise of the catalyst, and the SOx purge process. Exhaust gas with a high flow velocity can be applied, and unburned fuel can be effectively diffused into the exhaust gas.

[その他]
なお、本発明は、上述の各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。
[Other]
The present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.

例えば、NOx触媒は、SCR41に限定されず、LNTであってもよい。NOx触媒がLNTの場合も、NOxパージ処理時やSOxパージ処理時に排気管インジェクタ15から噴射される未燃燃料を排気ガス中に効果的に拡散させることができる。 For example, the NOx catalyst is not limited to SCR41 and may be LNT. Even when the NOx catalyst is LNT, the unburned fuel injected from the exhaust pipe injector 15 during the NOx purge process or the SOx purge process can be effectively diffused into the exhaust gas.

また、図6に示すように、整流部材60(70)を排気ガス流速が遅くなるほど測定精度が向上するセンサ90(例えば、NOx/ラムダセンサ等)の上流側に配置してもよい。この場合は、整流部材60(70)を排気管12(13,14)内にセンサ90とは反対側に円弧状に凸となるように配置すればよい。 Further, as shown in FIG. 6, the rectifying member 60 (70) may be arranged on the upstream side of the sensor 90 (for example, NOx / lambda sensor) whose measurement accuracy improves as the exhaust gas flow velocity becomes slower. In this case, the rectifying member 60 (70) may be arranged in the exhaust pipe 12 (13, 14) so as to be convex in an arc shape on the side opposite to the sensor 90.

また、エンジン10はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも広く適用することができる。 Further, the engine 10 is not limited to a diesel engine, and can be widely applied to other engines such as a gasoline engine.

10 エンジン
11 排気マニホールド
12 上流配管
13 接続配管
14 下流配管
15 排気管インジェクタ
17 尿素水インジェクタ
20 前段後処理装置
21 第1DOC
22 フィルタ
40 後段後処理装置
41 SCR
42 第2DOC
60 第1整流部材
70 第2整流部材
10 Engine 11 Exhaust manifold 12 Upstream piping 13 Connection piping 14 Downstream piping 15 Exhaust pipe injector 17 Urea water injector 20 Pre-stage aftertreatment device 21 1st DOC
22 Filter 40 Post-stage post-processing device 41 SCR
42 2nd DOC
60 1st rectifying member 70 2nd rectifying member

Claims (7)

内燃機関から排出される排気ガスを流通させる排気管であって、
排気管内に設けられると共に、一方の管内壁と対向する一側面の管軸方向長さが前記一方の管内壁とは反対側の管内壁と対向する他側面の管軸方向長さよりも長く形成されて、前記一側面に沿って流れる排気ガスの流速を前記他側面に沿って流れる排気ガスの流速よりも速くする整流部材と、
前記整流部材よりも下流側の前記他方の管内壁側で排気ガスの状態量を取得するセンサと、を備える
ことを特徴とする排気管。
An exhaust pipe that circulates exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
It is provided in the exhaust pipe, and the axial length of one side surface facing the inner wall of one pipe is formed longer than the axial length of the other side surface facing the inner wall of the pipe opposite to the inner wall of one pipe. A rectifying member that makes the flow velocity of the exhaust gas flowing along the one side surface faster than the flow velocity of the exhaust gas flowing along the other side surface .
An exhaust pipe comprising a sensor for acquiring a state amount of exhaust gas on the inner wall side of the other pipe on the downstream side of the rectifying member .
前記整流部材よりも下流側の前記一方の管内壁側に液体を噴射するインジェクタが設けられた
請求項1に記載の排気管。
The exhaust pipe according to claim 1, wherein an injector for injecting a liquid is provided on the inner wall side of the one pipe on the downstream side of the rectifying member.
前記排気管は選択的還元触媒を備える排気後処理装置の上流側に配置され、前記インジェクタは尿素水を噴射する
請求項2に記載の排気管。
The exhaust pipe according to claim 2, wherein the exhaust pipe is arranged on the upstream side of an exhaust aftertreatment device including a selective reduction catalyst, and the injector injects urea water.
前記排気管はNOx吸蔵還元型触媒を備える排気後処理装置の上流側に配置され、前記インジェクタは未燃燃料を噴射する
請求項2に記載の排気管。
The exhaust pipe according to claim 2, wherein the exhaust pipe is arranged on the upstream side of an exhaust aftertreatment device including a NOx storage reduction catalyst, and the injector injects unburned fuel.
前記排気管は酸化触媒を備える排気後処理装置の上流側に配置され、前記インジェクタは未燃燃料を噴射する
請求項2に記載の排気管。
The exhaust pipe according to claim 2, wherein the exhaust pipe is arranged on the upstream side of an exhaust aftertreatment device including an oxidation catalyst, and the injector injects unburned fuel.
前記整流部材は、その断面形状が前記一方の管内壁側に円弧状に凸となる円弧翼形状に形成された
請求項1から5の何れか一項に記載の排気管。
The rectifying member is formed in the shape of an arc blade whose cross-sectional shape is convex in an arc shape toward the inner wall side of one of the pipes.
The exhaust pipe according to any one of claims 1 to 5 .
内燃機関から排出される排気ガスを流通させる排気管であって、
排気管の一方の管内壁側に液体を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタよりも上流側の排気管内に回転可能に設けられたシャフト及び、当該シャフトに固定されて排気流路を開閉可能なバルブを含む排気ブレーキ装置と、を備え、
前記シャフトは前記バルブの一側面から突出すると共に、前記インジェクタから液体が噴射される際は、前記バルブの一側面が前記インジェクタ側の管内壁に向けられて、前記バルブの一側面及び前記シャフトの外周に沿って流れる排気ガスの流速を、前記インジェクタ側の管内壁とは反対側の管内壁と対向する前記バルブの他側面に沿って流れる排気ガスの流速よりも速くする
ことを特徴とする排気管。
An exhaust pipe that circulates exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
An injector that injects liquid onto the inner wall side of one of the exhaust pipes,
It is provided with a shaft rotatably provided in an exhaust pipe on the upstream side of the injector, and an exhaust brake device including a valve fixed to the shaft and capable of opening and closing the exhaust flow path.
The shaft projects from one side surface of the valve, and when a liquid is injected from the injector, one side surface of the valve is directed toward the inner wall of the pipe on the injector side, and one side surface of the valve and the shaft. The flow velocity of the exhaust gas flowing along the outer circumference is made faster than the flow velocity of the exhaust gas flowing along the other side surface of the valve facing the inner wall of the pipe opposite to the inner wall of the pipe on the injector side.
The exhaust pipe is characterized by that .
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