WO2021172250A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021172250A1
WO2021172250A1 PCT/JP2021/006538 JP2021006538W WO2021172250A1 WO 2021172250 A1 WO2021172250 A1 WO 2021172250A1 JP 2021006538 W JP2021006538 W JP 2021006538W WO 2021172250 A1 WO2021172250 A1 WO 2021172250A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
casing
pipe
exhaust gas
purification device
exhaust
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/006538
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
忠雄 小林
和篤 杉
Original Assignee
三菱ふそうトラック・バス株式会社
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 三菱ふそうトラック・バス株式会社 filed Critical 三菱ふそうトラック・バス株式会社
Priority to EP21759986.9A priority Critical patent/EP4108892B1/en
Priority to CN202180016170.7A priority patent/CN115335592A/zh
Priority to US17/802,741 priority patent/US11859529B2/en
Publication of WO2021172250A1 publication Critical patent/WO2021172250A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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 methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust 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 methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/10Tubes having non-circular cross section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/18Structure or shape of gas passages, pipes or tubes the axis of inlet or outlet tubes being other than the longitudinal axis of apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/20Dimensional characteristics of tubes, e.g. length, diameter
    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to an exhaust gas purification device mounted on a vehicle.
  • the exhaust gas purification device includes a DPF device equipped with a filter (DPF) that collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas, and a selective reduction catalyst that reduces and purifies nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas.
  • DPF filter
  • NOx nitrogen oxides
  • a device including an SCR device provided with (SCR) is known.
  • Patent Document 1 discloses an installation structure of an exhaust gas purification device including an upstream casing containing a pre-stage oxidation catalyst and a DPF and a downstream casing containing an SCR catalyst and a post-stage oxidation catalyst. In this structure, the exhaust purification device is connected to the side frame via a bracket.
  • the exhaust gas flowing into the casing flows in the longitudinal direction of the casing, but it is preferable that the length dimension of the casing is short in view of the mountability on the vehicle and the layout.
  • the catalyst (purification member) housed inside the casing becomes small, and it becomes difficult to improve the exhaust gas purification performance.
  • the exhaust gas purification device of the present disclosure was devised in view of such a problem, and one of the purposes is to shorten the casing by devising a pipe connected to the casing.
  • the exhaust gas purification device accommodates a purifying member for purifying the exhaust gas of an engine mounted on a vehicle, and has a casing in which the flow direction of the exhaust is the longitudinal direction and a casing in the longitudinal direction of the casing.
  • An inlet opening provided at one end for the exhaust to flow into the casing, and an outlet opening provided at the other end of the casing in the longitudinal direction for the exhaust to flow out of the casing. It includes a first pipe connected to the inlet opening and a second pipe connected to the outlet opening.
  • connection end portion of the first pipe to the casing and the connection end portion of the second pipe to the casing has a longitudinal dimension of the casing as compared with a lateral dimension of the casing. It has a short flat shape.
  • the pipe is formed at the longitudinal end of the casing.
  • the longitudinal dimension that the pipe occupies in the casing when connected is reduced.
  • the longitudinal dimension of the casing is shortened while ensuring the size of the purification member, which increases the vehicle mountability and layout freedom of the exhaust gas purification device.
  • the longitudinal dimension of the casing is set to, for example, the maximum length that can be designed, a larger capacity purifying member can be accommodated in the casing.
  • At least one of the first pipe and the second pipe is provided with an outer pipe portion connected to the connection end portion having the flat shape on the outside of the casing, and said.
  • the size of the cross-sectional area of the connecting end portion having a flat shape and the cross-sectional area of the outer pipe portion may be the same (including the same size).
  • At least one of the first pipe and the second pipe having a flat shape has the connecting end extending inside the casing to extend the inner surface of the casing. May be placed in contact with. In this way, by extending the connecting end portion of the flat pipe to the inside of the casing and arranging it in contact with the inner surface, the casing is reinforced from the inside and the strength of the casing is improved.
  • connection end portion of the first pipe and the connection end portion of the second pipe both have the flat shape, and the flat shape is an elliptical shape or a square radius. It may be rectangular or track-shaped.
  • the connecting ends of the two pipes are both flat, the longitudinal dimension occupied by the two pipes in the casing becomes smaller, and the casing becomes shorter while ensuring the size of the purification member.
  • the length of the casing is designed to be a predetermined length, a purifying member having a larger capacity can be accommodated in the casing.
  • the casing may contain a selective reduction catalyst as the purification member. Since the selective reduction catalyst (SCR) as a purification member is housed in the casing in this way, the length of the SCR can be secured without enlarging the longitudinal dimension of the casing. As a result, the distance through which the exhaust gas passes through the SCR can be lengthened, so that the exhaust gas purification performance is improved.
  • SCR selective reduction catalyst
  • the casing may be mounted on the vehicle in a direction in which the longitudinal direction coincides with the vehicle width direction of the vehicle. Even if the casing is arranged in such an orientation, the cross section of at least one of the connection ends of the first pipe and the second pipe described above is flat, so that the purification member can be cleared while clearing the vehicle width regulation. The length (capacity) can be secured and the exhaust purification performance is improved.
  • the longitudinal dimension of the casing can be shortened by partially devising the cross-sectional shape of the pipe connected to the casing in which the purification member is stored.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. It is a cross-sectional view taken along the line YY of FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ZZ of FIG.
  • the exhaust gas purification device 1 of the present embodiment is a device that purifies the exhaust gas discharged from an engine (for example, a diesel engine, not shown) mounted on a vehicle.
  • an exhaust gas purification device 1 including a DPF device 2 and an SCR device 3 is illustrated.
  • the configuration in which the exhaust gas purification device 1 is attached to the side frame 10 on the right side of the vehicle (partially shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1) is illustrated.
  • the side frame 10 is a pair of left and right skeleton members extending in the front-rear direction of the vehicle, and is formed, for example, in a U-shaped cross section.
  • the white arrows in FIG. 1 indicate the flow of exhaust gas flowing into the DPF device 2.
  • the DPF device 2 is a purification device arranged on the upstream side of the exhaust gas purification device 1, and contains a front-stage oxidation catalyst and a particulate filter (Diesel Particulate Filter, hereinafter “DPF”) (not shown) in the tubular first casing 2C. ) Is housed and constructed.
  • the pre-stage oxidation catalyst is an oxidation catalyst that oxidizes nitric oxide (NO) in the exhaust, hydrocarbons (HC) in the unburned fuel, and the like, and is configured by supporting a catalytic substance on a honeycomb-shaped carrier.
  • the DPF is a porous filter that collects particulate matter (Particulate Matter, hereinafter referred to as “PM”) contained in the exhaust gas, and is arranged downstream of the pre-stage oxidation catalyst.
  • PM particulate Matter
  • the pre-stage oxidation catalyst and DPF are purification members for exhaust gas purification.
  • the SCR device 3 is a purification device arranged on the downstream side of the exhaust gas purification device 1, and is a selective reduction catalyst 3A (see FIG. 3, Selective Catalytic Reduction, hereinafter “SCR3A”” in the tubular second casing 3C.
  • SCR3A is a catalyst that reduces and removes nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas, and is configured by supporting the catalyst on a honeycomb-shaped carrier.
  • SCR3A hydrolyzes the additive (urea water) supplied from the reducing agent injection device 6 provided on the upstream side of the SCR device 3 to ammonia (NH 3 ), adsorbs ammonia, and adsorbs the adsorbed ammonia as a reducing agent.
  • NOx in the exhaust is reduced to nitrogen (N 2).
  • the latter-stage oxidation catalyst 3B is arranged downstream of the SCR3A and is an oxidation catalyst for removing excess ammonia in the reduction reaction in the SCR3A, and is configured in the same manner as the first-stage oxidation catalyst, for example.
  • the SCR3A and the post-stage oxidation catalyst 3B are also purification members for exhaust gas purification.
  • the exhaust flow direction coincides with the longitudinal direction.
  • the exhaust gas purification device 1 of the present embodiment is mounted on the vehicle in a direction in which the longitudinal direction of the second casing 3C is substantially orthogonal to the longitudinal direction of the first casing 2C. More specifically, the first casing 2C is mounted in a direction in which the longitudinal direction thereof substantially coincides with the vehicle front-rear direction, and the second casing 3C is mounted in a direction in which the longitudinal direction thereof substantially coincides with the vehicle width direction. ..
  • the first casing 2C is provided with an inlet opening (not shown) for exhaust gas to flow into the first casing 2C at one end in the longitudinal direction (end on the front side of the vehicle), and the other end in the longitudinal direction.
  • An outlet opening (not shown) for exhaust gas to flow out from the first casing 2C is provided at (the end on the rear side of the vehicle).
  • a pipe (not shown) connecting the engine and the DPF device 2 is connected to the inlet opening of the first casing 2C. At least one of the pipe and the upstream end of the first casing 2C is fixed to the side frame 10 via a bracket or the like (not shown).
  • the second casing 3C is provided with an inlet opening 3d (see FIG. 3) for exhaust gas to flow into the second casing 3C at one end in the longitudinal direction (the end on the right side of the vehicle), and is provided in the longitudinal direction.
  • An outlet opening 3e (see FIG. 3) for exhaust gas to flow out of the second casing 3C is provided at the other end of the vehicle (the end on the left side of the vehicle).
  • the flow direction of the exhaust gas is indicated by a white arrow.
  • the exhaust gas purification device 1 is provided with two types of pipes 4 and 5.
  • the first pipe 4 is a pipe that communicates the two casings 2C and 3C, and constitutes a flow path that guides the exhaust gas that has flowed through the first casing 2C to the second casing 3C. That is, the upstream end of the first pipe 4 is connected to the outlet opening of the first casing 2C, and the downstream end of the first pipe 4 is connected to the inlet opening 3d of the second casing 3C.
  • the first pipe 4 of the present embodiment constitutes one pipe by connecting two pipe materials via a flange 4f at a portion extending in the vehicle width direction.
  • the first pipe 4 may be composed of one pipe instead of the split type.
  • the second pipe 5 is a pipe whose upstream end is connected to the outlet opening 3e of the second casing 3C, and the exhaust purified by the exhaust purification device 1 is sent to the outside of the vehicle. It constitutes a flow path for discharging.
  • the second pipe 5 of the present embodiment also constitutes one pipe by connecting the two pipe materials via the flange 5f at the portion extending in the vehicle width direction. ing.
  • the second pipe 5 may be composed of one pipe instead of the split type.
  • the first pipe 4 is extended in the vehicle width direction, and the reducing agent injection device 6 is provided in the first pipe 4.
  • the position of the reducing agent injection device 6 is not limited to this, and may be, for example, a connection point between the first casing 2C and the first pipe 4, or an upstream end of the first pipe 4 in the first casing 2C. May be inside the first casing 2C when is included.
  • the exhaust gas purification device 1 of the present embodiment has a mounting member 20 for attaching the two casings 2C and 3C to the vehicle body (side frame 10 in the present embodiment) in a state where the first casing 2C and the second casing 3C are connected.
  • the mounting member 20 includes a DPF band 21 that sandwiches the outer peripheral surface of the first casing 2C, two SCR bands 22 that sandwich the outer peripheral surface of the second casing 3C, and two side surfaces that sandwich the second casing 3C from the front-rear direction of the vehicle. It has a portion 23 and a connecting surface portion 24 that connects the DPF band 21 and the side surface portion 23.
  • the DPF band 21 sandwiches the vehicle rear side of the first casing 2C and is fastened to the connecting surface portion 24.
  • Each SCR band 22 sandwiches the second casing 3C at a position separated in the longitudinal direction and is fastened to the side surface portion 23, and the side surface portion 23 is fastened to the connecting surface portion 24.
  • the DPF device 2 and the SCR device 3 are mounted on the vehicle in a compact state.
  • the exhaust gas purification device 1 is arranged in at least each of the first casing 2C and the second casing 3C, and has a plurality of sensors 7 for detecting the state of exhaust gas circulating inside, and a plurality of controllers for controlling each of the plurality of sensors 7.
  • Examples of the sensor 7 include a temperature sensor, a pressure sensor, a NOx sensor, a PM sensor, and an NH 3 sensor.
  • the sensor with the reference numeral 7A in FIG. 1 is a temperature sensor
  • the sensor with the reference numeral 7B is a NOx sensor or an NH 3 sensor.
  • the various sensors 7 may be arranged in the pipe on the upstream side of the first casing 2C or in the first pipe 4 and the second pipe 5.
  • the controller 8 is provided for each sensor 7 and is connected to the corresponding sensor 7 via the harness 9.
  • Examples of the controller 8 include a pressure sensor controller, a temperature sensor controller, a NOx sensor controller, a PM sensor controller, and an NH 3 sensor controller.
  • the harness 9 is arranged around the first casing 2C and the second casing 3C, and misalignment is prevented by a clip or the like (not shown).
  • a plurality of controllers 8 are attached to the bracket 11 to be integrated in one place, but the bracket 11 is arranged by arranging each controller 8 at the position of the corresponding sensor 7. It may be omitted.
  • FIG. 2 is a side view showing a state in which the pipes 4 and 5 are connected to the casing 3C, and FIGS. It is a figure. In these figures, the pipes 4 and 5 are shown in a state of being separated by the flanges 4f and 5f.
  • the first pipe 4 is formed in a substantially L shape when viewed from the rear of the vehicle (when viewed from the rear).
  • the first pipe 4 of the present embodiment is connected to a main portion 4a extending in the vehicle width direction, a corner portion 4c of the main portion 4a curved upward from the outer end of the vehicle, and a casing 3C. It has an end portion 4b.
  • the main portion 4a, the corner portion 4c, and the connecting end portion 4b are continuous, and the extending direction of the main portion 4a and the extending direction of the connecting end portion 4b are orthogonal to each other.
  • the extending direction of the main portion 4a coincides with the longitudinal direction (vehicle width direction) of the casing 3C
  • the extending direction of the connecting end portion 4b is the lateral direction of the casing 3C (if the casing 3C is a cylinder).
  • the radial direction corresponds to the radial direction).
  • the cross-sectional shape of the main portion 4a of the present embodiment is substantially circular, and the cross-sectional shape is uniform in the longitudinal direction (that is, the vehicle width direction) of the main portion 4a.
  • the outer diameter dimension of the cross section of the main portion 4a is defined as L1.
  • the cross-sectional shape of the first pipe 4 changes from the main portion 4a to the connecting end portion 4b via the corner portion 4c.
  • the cross section of the connecting end portion 4b is a flat shape as if the cross section of the main portion 4a is crushed (narrowed) as shown in FIG. It has become.
  • the cross-sectional shape of the connection end portion 4b has a dimension (longitudinal dimension L1') that coincides with the longitudinal direction of the casing 3C but a dimension that coincides with the lateral direction (shortward dimension). It has a flat shape that is shorter than that of.
  • FIG. 4 illustrates the first pipe 4 in which the lateral dimension of the cross section of the connecting end portion 4b is equal to the outer diameter L1 of the cross section of the main portion 4a.
  • Directional dimensions are not limited to this. Further, in FIG.
  • the first pipe 4 in which the cross section of the connecting end portion 4b has a substantially elliptical shape is illustrated, but a flat shape other than the ellipse (for example, a rectangular shape having a square radius, a polygonal shape, or a track shape) is used. There may be.
  • the "track shape” referred to here is the shape of a track for racing in an athletics stadium.
  • connection end portion 4b extends inside the casing 3C and is arranged in contact with the inner surface of the casing 3C (here, the end surface on the outer side of the vehicle).
  • the connection end 4b extends from the inlet opening 3d to the back of the casing 3C and is arranged in contact with the inner surface of the casing 3C so that the connection end 4b is arranged from the inner surface side of the casing 3C to the casing 3C.
  • a large number of holes 4d are formed in the connection end 4b. The exhaust gas that has flowed through the first pipe 4 flows into the casing 3C through these holes 4d.
  • the second pipe 5 is also formed in a substantially L shape when viewed from the rear of the vehicle (when viewed from the rear).
  • the second pipe 5 of the present embodiment includes a main portion 5a extending in the vehicle width direction, a corner portion 5c formed to be curved upward from the inner end portion of the main portion 5a inside the vehicle, and the like. It has a connection end 5b connected to the casing 3C.
  • the main portion 5a, the corner portion 5c, and the connecting end portion 5b are continuous, and the extending direction of the main portion 5a and the extending direction of the connecting end portion 5b are orthogonal to each other.
  • the extending direction of the main portion 5a coincides with the longitudinal direction (vehicle width direction) of the casing 3C, and the extending direction of the connecting end portion 5b is the lateral direction of the casing 3C (if the casing 3C is a cylinder). Corresponds to the radial direction).
  • the cross-sectional shape of the main portion 5a of the second pipe 5 is also substantially circular, and the cross-sectional shape is uniform in the longitudinal direction (that is, the vehicle width direction) of the main portion 5a.
  • the outer diameter dimension of the cross section of the main portion 5a is referred to as L2.
  • the cross-sectional shape of the second pipe 5 changes from the main portion 5a to the connecting end portion 5b via the corner portion 5c.
  • the cross section of the connecting end portion 5b is a flat shape as if the cross section of the main portion 5a is crushed (narrowed) as shown in FIG. It has become.
  • FIG. 5 illustrates a second pipe 5 in which the lateral dimension of the cross section of the connecting end portion 5b is equal to the outer diameter L2 of the cross section of the main portion 5a.
  • FIG. 5 illustrates a second pipe 5 in which the cross section of the connecting end portion 5b has a substantially rectangular shape with a square radius.
  • the cross-sectional shape of the connecting end portion 5b may be another flat shape (for example, an elliptical shape, a track shape, or a flat polygonal shape other than a rectangle).
  • connection end portion 5b extends inside the casing 3C and is arranged in contact with the inner surface of the casing 3C (here, the end surface inside the vehicle).
  • the connection end 5b extends from the outlet opening 3e to the back of the casing 3C and is arranged in contact with the inner surface of the casing 3C, so that the connection end 5b is also casing from the inner surface side of the casing 3C. It has a function to reinforce 3C.
  • connection end 5b of the second pipe 5 is open in the casing 3C, and the exhaust gas that has passed through the SCR3A in the casing 3C and the post-stage oxidation catalyst 3B flows into the second pipe 5 through the opening and goes to the outside. It is discharged.
  • the first pipe 4 is connected below and diagonally rearward of the casing 3C
  • the second pipe 5 is connected below and diagonally forward of the casing 3C. Be connected. This avoids interference between the two pipes 4 and 5.
  • an inlet opening 3d is provided at one end in the longitudinal direction of the casing 3C containing the SCR3A as a purification member and the post-stage oxidation catalyst 3B, and an outlet opening 3e is provided at the other end.
  • the longitudinal dimensions L1'and L2'of the casing 3C are the lateral dimensions L1 and It has a flat shape that is shorter than L2.
  • the cross-sectional shapes of the connecting ends 4b and 5b of the pipes 4 and 5 are made shorter in the longitudinal direction dimensions L1'and L2' of the casing 3C than in the lateral direction dimensions L1 and L2, so that the longitudinal direction of the casing 3C is shortened.
  • the longitudinal dimension occupied by the pipes 4 and 5 in the casing 3C can be reduced.
  • the directional dimension can be a value close to 100.
  • the casing 3C can be shortened while ensuring the size of the purification member. As a result, it is possible to increase the degree of freedom in vehicle mountability and layout of the SCR device 3 and eventually the exhaust gas purification device 1.
  • the longitudinal dimension of the casing 3C is set to, for example, the maximum length that can be designed, a purifying member having a larger capacity can be accommodated in the casing 3C.
  • connection ends 4b and 5b of the pipes 4 and 5 are extended inside the casing 3C and are arranged in contact with the inner surface of the casing 3C, the strength of the casing 3C is increased. Can be improved.
  • the connection end 4b of the first pipe 4 and the connection end 5b of the second pipe 5 are both flat, the length occupied by the two pipes 4 and 5 in the casing 3C.
  • the directional dimension can be made smaller.
  • the casing 3C can be made shorter while ensuring the size of the purification member.
  • the length of the casing 3C is designed to be a predetermined length, a purifying member having a larger capacity can be accommodated in the casing 3C.
  • the length of the SCR3A can be secured without enlarging the longitudinal dimension of the casing 3C.
  • the distance through which the exhaust gas passes through the SCR3A can be lengthened, so that the exhaust gas purification performance can be improved.
  • the casing 3C is mounted on the vehicle in a direction in which the longitudinal direction of the casing 3C coincides with the vehicle width direction.
  • the exhaust gas purification device 1 adopting the connection structure of the pipes 4 and 5 described above clears the vehicle width regulation and the length of the purification member. (Capacity) can be secured, and exhaust gas purification performance can be improved.
  • connection ends 4b and 5b of the two pipes 4 and 5 are both flat is illustrated, but if at least one of the connection ends 4b and 5b is flat, the casing When the pipes 4 and 5 are connected to the longitudinal end of the 3C, the longitudinal dimension occupied by the pipes 4 and 5 in the casing 3C can be reduced. Further, the cross-sectional shape of the main portions 4a and 5a of the pipes 4 and 5 is not limited to a circle.
  • connection ends 4b and 5b of the pipes 4 and 5 described above are all extended inside the casing 3C and are arranged in contact with the inner surface of the casing 3C, but the connection ends 4b and 5b are not on the inner surface of the casing 3C. It may be placed in contact. Further, the connection ends 4b and 5b do not have to extend inside the casing 3C.
  • an opening may be provided in the end surface of the connection end portion of the first pipe, and the connection end portion may be connected to the casing 3C so that the opening on the end face communicates with the inlet opening 3d.
  • the connection end of the second pipe may be configured in the same manner.
  • the purification member housed in the casing to which the structure of the connection portion described above is applied is not limited to SCR3A and the post-stage oxidation catalyst 3B.
  • the cross-sectional shape of the connecting end of the pipe connected to the casing accommodating the other purification member may be the above-mentioned flat shape.
  • the arrangement of the DPF device 2 and the SCR device 3 described above is not limited to the above.
  • these devices 2 and 3 may be arranged in the opposite direction, may be arranged in parallel, or may be arranged so as to extend in the front-rear direction of the vehicle (approximately linearly).
  • the method of fixing the DPF device 2 and the SCR device 3 to the vehicle body does not have to be the method using the above-mentioned mounting member 20.
  • an exhaust purification device for accommodating another purification member for example, an SCRF (Selective Catalytic Reduction on filter) in which a filter is coated with a selective catalytic reduction catalyst is provided. May be good.
  • an exhaust purification device accommodating the SCRF is provided instead of the DPF device 2
  • the above-mentioned reducing agent injection device 6 may be provided in the casing accommodating the SCRF.
  • the cross-sectional area of the main portion 4a and the cross-sectional area of the corner portion 4c of the first pipe 4 can be made to be the same as the cross-sectional area of the connecting end portion 4b.
  • the area of the same size the area of the same size is sufficient
  • the flow rate of the exhaust gas can be made almost the same at the main part 4a or the corner part 4c and the connection end part 4b. It is possible to reduce the resistance due to the change in the flow rate.
  • the cross-sectional area of the main portion 5a and the cross-sectional area of the corner portion 5c of the second pipe 5 should be the same as the cross-sectional area of the connecting end portion 5b (the area may be about the same size). Can be.
  • the resistance due to the change in the flow rate can be reduced in the same manner as described above.
  • the main portion 4a and the corner portion 4c of the first pipe and the main portion 5a and the corner portion 5c of the second pipe correspond to the outer pipe portion, respectively, but the outer pipe portion is not limited to this.
  • the pipe portion outside the casing connected to the connection end portion 4b or the connection end portion 5b may be used.
  • the direction in which the exhaust in the second casing 3C passes through the purification member is the longitudinal direction, and the direction orthogonal to the longitudinal direction is the lateral direction. It can also be applied to a casing in which the length of the casing in the direction of passing through the purification member is shorter than the length of the casing in the direction orthogonal to the direction in which the exhaust passes through the purification member.
  • the longitudinal direction and the lateral direction are described, but the direction in which the exhaust in the casing passes through the purification member is expressed as the longitudinal direction, and the direction in which the exhaust in the casing passes through the purification member is orthogonal to the direction. The direction is expressed as the short direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

排気浄化装置は、車両に搭載されるエンジンの排気を浄化する浄化部材(3A,3B)を収容するとともに、排気の流通方向が長手方向となるケーシング(3C)と、ケーシング(3C)の長手方向の一端部に設けられ、排気がケーシング(3C)内に流入するための入口開口部(3d)と、ケーシング(3C)の長手方向の他端部に設けられ、排気がケーシング(3C)から流出するための出口開口部(3e)と、入口開口部(3d)に接続された第1パイプ(4)と、出口開口部(3e)に接続された第2パイプ(5)と、を備える。第1パイプ(4)のケーシング(3C)に対する接続端部(4b)、及び、第2パイプ(5)のケーシング(3C)に対する接続端部(5b)の少なくとも一方の断面形状は、ケーシング(3C)の長手方向寸法がケーシング(3C)の短手方向寸法に比して短い扁平形状である。

Description

排気浄化装置
 本開示は、車両に搭載される排気浄化装置に関する。
 エンジンを備えた車両には、排ガスを浄化するための排気浄化装置が設けられる。排気浄化装置としては、排気に含まれる粒子状物質(PM)を捕集するフィルター(DPF)を備えたDPF装置と、排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を還元し浄化する選択還元型触媒(SCR)を備えたSCR装置とから構成されるものが知られている。例えば特許文献1には、前段酸化触媒及びDPFが収容された上流側ケーシングと、SCR触媒及び後段酸化触媒が収容された下流側ケーシングとを備えた排気浄化装置の設置構造が開示されている。この構造では、排気浄化装置がブラケットを介してサイドフレームに連結されている。
特開2009-78591号公報
 ところで、ケーシング内に流入した排気はケーシングの長手方向に流れるが、車両への搭載性やレイアウトの関係上、ケーシングの長手方向寸法は短い方が好ましいことがある。しかしながら、ケーシングを短くすると、その内部に収容される触媒(浄化部材)が小さくなってしまい、排気浄化性能の向上を図ることが困難になる。
 本開示の排気浄化装置は、このような課題に鑑み創案されたものであり、ケーシングに接続されるパイプを工夫することで、ケーシングを短くすることを目的の一つとする。
 本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
 (1)本適用例に係る排気浄化装置は、車両に搭載されるエンジンの排気を浄化する浄化部材を収容するとともに、前記排気の流通方向が長手方向となるケーシングと、前記ケーシングの長手方向の一端部に設けられ、前記排気が前記ケーシング内に流入するための入口開口部と、前記ケーシングの長手方向の他端部に設けられ、前記排気が前記ケーシングから流出するための出口開口部と、前記入口開口部に接続された第1パイプと、前記出口開口部に接続された第2パイプと、を備える。前記第1パイプの前記ケーシングに対する接続端部、及び、前記第2パイプの前記ケーシングに対する接続端部の少なくとも一方の断面形状は、前記ケーシングの長手方向寸法が前記ケーシングの短手方向寸法に比して短い扁平形状である。
 このように、第1パイプ及び第2パイプの少なくとも一方の接続端部の断面形状を、ケーシングの長手方向寸法が短手方向寸法よりも短い形状にすることで、ケーシングの長手方向端部にパイプを接続したときの、パイプがケーシング内で占める長手方向寸法が小さくなる。このため、浄化部材の大きさを確保しつつケーシングの長手方向寸法が短くなり、これにより、排気浄化装置の車両搭載性やレイアウトの自由度が高まる。あるいは、ケーシングの長手方向寸法を、例えば設計上取りうる最大の長さに設定した場合には、より大きな容量の浄化部材がケーシングに収容可能となる。
 (2)本適用例に係る排気浄化装置において、前記第1パイプ及び前記第2パイプの少なくとも一方は、前記ケーシングの外側で前記扁平形状である前記接続端部と繋がる外側パイプ部を備え、前記扁平形状である前記接続端部の断面積と前記外側パイプ部の断面積との大きさは同じ(同程度の大きさを含む)であってもよい。
 このように断面積の大きさを互いに同じにすることで、排気の流量をほぼ同じにすることができ、流量の変化による抵抗を低減させることができる。
 (3)本適用例に係る排気浄化装置において、前記扁平形状である前記第1パイプ及び前記第2パイプの少なくとも一方の前記接続端部が、前記ケーシングの内部に延設されて前記ケーシングの内面に接触配置されてもよい。
 このように、扁平形状であるパイプの接続端部をケーシングの内部に延設して内面に接触配置することで、ケーシングが内側から補強され、ケーシングの強度が向上する。
 (4)本適用例に係る排気浄化装置において、前記第1パイプの前記接続端部及び前記第2パイプの前記接続端部がともに前記扁平形状であり、前記扁平形状が、楕円形状又は角アールの矩形状又はトラック形状であってもよい。
 このように、二つのパイプの接続端部がともに扁平形状であれば、二つのパイプがケーシング内で占める長手方向寸法がより小さくなり、浄化部材の大きさを確保しつつケーシングがより短くなる。あるいは、ケーシングの長さを所定長さに設計した場合には、より大きな容量の浄化部材がケーシングに収容可能となる。
 (5)本適用例に係る排気浄化装置において、前記ケーシングには、前記浄化部材としての選択還元型触媒が収容されてもよい。
 このように、ケーシングに浄化部材としての選択還元型触媒(SCR)が収容されているため、ケーシングの長手方向寸法を拡大することなく、SCRの長さを確保できる。これにより、排気がSCRを通過する距離を長くできるため、排気浄化性能が向上する。
 (6)本適用例に係る排気浄化装置において、前記ケーシングは、前記長手方向が前記車両の車幅方向と一致する向きで前記車両に搭載されてもよい。
 このような向きでケーシングが配置されていても、上述した第1パイプ及び第2パイプの少なくとも一方の接続端部の断面が扁平形状とされることで、車幅規制をクリアしつつ、浄化部材の長さ(容量)を確保でき、排気浄化性能が向上する。
 本開示の排気浄化装置によれば、浄化部材を格納したケーシングに接続されるパイプの断面形状を部分的に工夫することで、ケーシングの長手方向寸法を短くすることができる。
実施形態としての排気浄化装置を説明するための模式的な斜視図である。 実施形態としての排気浄化装置に含まれるSCR装置とこれに繋がるパイプとを示した側面図である。 図2のX-X矢視断面図である。 図2及び図3のY-Y矢視断面図である。 図2のZ-Z矢視断面図である。
 図面を参照して、実施形態としての排気浄化装置について説明する。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。本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。
 [1.全体構成]
 本実施形態の排気浄化装置1は、車両に搭載されたエンジン(例えばディーゼルエンジン、図示略)から排出される排気を浄化する装置である。本実施形態では、図1に示すように、DPF装置2及びSCR装置3を備えた排気浄化装置1を例示する。また、本実施形態では、排気浄化装置1が、車両の右側のサイドフレーム10(図1中に二点鎖線で一部を示す)に取り付けられる構成を例示する。サイドフレーム10は、車両前後方向に延設された左右一対の骨格部材であり、例えば断面コ字状に形成される。
 図1中の白抜き矢印は、DPF装置2に流入する排気の流れを示す。DPF装置2は、排気浄化装置1のうち上流側に配置される浄化装置であり、筒状の第1ケーシング2C内に、図示しない前段酸化触媒及びパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter、以下「DPF」という)が収容されて構成される。前段酸化触媒は、排気中の一酸化窒素(NO)や未燃燃料中の炭化水素(HC)等を酸化する酸化触媒であり、ハニカム状の担体に触媒物質を担持して構成される。DPFは、排気に含まれる粒子状物質(Particulate Matter、以下「PM」という)を捕集する多孔質フィルタであり、前段酸化触媒の下流に配置される。前段酸化触媒及びDPFは、排気浄化用の浄化部材である。
 SCR装置3は、排気浄化装置1のうち下流側に配置される浄化装置であり、筒状の第2ケーシング3C内に、選択還元型触媒3A(図3参照、Selective Catalytic Reduction、以下「SCR3A」という)及び後段酸化触媒3B(図3参照)が収容されて構成される。SCR3Aは、排気中の窒素酸化物(NOx)を還元して除去する触媒であり、ハニカム状の担体に触媒を担持して構成される。SCR3Aは、SCR装置3の上流側に設けられた還元剤噴射装置6から供給される添加剤(尿素水)をアンモニア(NH3)に加水分解するとともにアンモニアを吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として排気中のNOxを窒素(N2)へと還元する。後段酸化触媒3Bは、SCR3Aの下流に配置され、SCR3Aでの還元反応における余剰分のアンモニアを除去するための酸化触媒であり、例えば前段酸化触媒と同様に構成される。SCR3A及び後段酸化触媒3Bも、排気浄化用の浄化部材である。
 ケーシング2C,3Cはいずれも、排気の流通方向が長手方向と一致する。本実施形態の排気浄化装置1は、第1ケーシング2Cの長手方向に対し、第2ケーシング3Cの長手方向がほぼ直交する向きで車両に搭載される。より具体的には、第1ケーシング2Cが、その長手方向を車両前後方向に略一致する向きで搭載され、第2ケーシング3Cが、その長手方向を車幅方向に略一致する向きで搭載される。
 第1ケーシング2Cには、長手方向の一端部(車両前側の端部)に、排気が第1ケーシング2C内に流入するための入口開口部(図示略)が設けられ、長手方向の他端部(車両後側の端部)に、排気が第1ケーシング2Cから流出するための出口開口部(図示略)が設けられる。なお、第1ケーシング2Cの入口開口部には、エンジンとDPF装置2とを繋ぐ図示しない配管が接続される。この配管及び第1ケーシング2Cの上流端の少なくとも一方は、図示しないブラケット等を介してサイドフレーム10に固定される。
 また、第2ケーシング3Cには、長手方向の一端部(車両右側の端部)に、排気が第2ケーシング3C内に流入するための入口開口部3d(図3参照)が設けられ、長手方向の他端部(車両左側の端部)に、排気が第2ケーシング3Cから流出するための出口開口部3e(図3参照)が設けられる。なお、図3及び図5には、排気の流通方向を白抜き矢印で示す。
 排気浄化装置1には、二種類のパイプ4,5が設けられる。第1パイプ4は、二つのケーシング2C,3Cを連通する配管であり、第1ケーシング2Cを流通した排気を第2ケーシング3Cへ案内する流路を構成する。すなわち、第1パイプ4は、その上流端が第1ケーシング2Cの出口開口部に接続され、その下流端が第2ケーシング3Cの入口開口部3dに接続される。なお、本実施形態の第1パイプ4は、車幅方向に延設された部分において、二つの管材がフランジ4fを介して連結されることで一つの配管を構成している。ただし、第1パイプ4が分割式ではなく、一本の配管で構成されてもよい。
 図2及び図5に示すように、第2パイプ5は、その上流端が第2ケーシング3Cの出口開口部3eに接続された配管であり、排気浄化装置1で浄化された排気を車両外部へ排出する流路を構成する。なお、本実施形態の第2パイプ5も、第1パイプ4と同様、車幅方向に延設された部分において、二つの管材がフランジ5fを介して連結されることで一つの配管を構成している。ただし、第2パイプ5が分割式ではなく、一本の配管で構成されてもよい。
 本実施形態の排気浄化装置1では、第1パイプ4が車幅方向に延設されており、この第1パイプ4に上記の還元剤噴射装置6が設けられる。なお、還元剤噴射装置6の位置はこれに限られず、例えば、第1ケーシング2Cと第1パイプ4との接続箇所であってもよいし、第1ケーシング2C内に第1パイプ4の上流端が入り込んでいる場合には第1ケーシング2C内であってもよい。
 本実施形態の排気浄化装置1は、第1ケーシング2Cと第2ケーシング3Cとを連結した状態で二つのケーシング2C,3Cを車体(本実施形態ではサイドフレーム10)に取り付ける取付部材20を有する。取付部材20は、第1ケーシング2Cの外周面を挟持するDPFバンド21と、第2ケーシング3Cの外周面を挟持する二つのSCRバンド22と、第2ケーシング3Cを車両前後方向から挟む二つの側面部23と、DPFバンド21と側面部23とを連結する連結面部24とを有する。
 DPFバンド21は、第1ケーシング2Cの車両後方側を挟持し、連結面部24に締結される。各SCRバンド22は、第2ケーシング3Cを長手方向に離隔した位置で挟持し、側面部23に締結され、側面部23は連結面部24に締結される。このように、本実施形態の排気浄化装置1では、DPF装置2及びSCR装置3がコンパクト化された状態で車両に搭載される。
 排気浄化装置1は、少なくとも第1ケーシング2C及び第2ケーシング3Cのそれぞれに配置されて内部を流通する排気の状態を検知する複数のセンサー7と、複数のセンサー7のそれぞれを制御する複数のコントローラ8とを有する。センサー7としては、例えば、温度センサー,圧力センサー,NOxセンサー,PMセンサー,NH3センサーが挙げられる。なお、図1中に符号7Aを付したセンサーは温度センサーであり、符号7Bを付したセンサーはNOxセンサー又はNH3センサーである。各種センサー7は、ケーシング2C,3Cに加え、第1ケーシング2Cの上流側の配管や、第1パイプ4,第2パイプ5に配置されてもよい。
 コントローラ8はセンサー7ごとに設けられ、ハーネス9を介して対応するセンサー7に接続される。コントローラ8としては、例えば、圧力センサー用コントローラ,温度センサー用コントローラ,NOxセンサー用コントローラ,PMセンサー用コントローラ,NH3センサー用コントローラが挙げられる。ハーネス9は、第1ケーシング2C及び第2ケーシング3Cの周囲に配索され、図示しないクリップ等により位置ずれが防止される。本実施形態の排気浄化装置1では、複数のコントローラ8がブラケット11に取り付けられることで一箇所に集約されているが、各コントローラ8を対応するセンサー7の位置にそれぞれ配置することでブラケット11を省略してもよい。
 [2.要部構成]
 次に、排気浄化装置1の第2ケーシング3C(以下、単に「ケーシング3C」という)に接続される二つのパイプ4,5の構造を説明するとともに、ケーシング3Cに対する各パイプ4,5の接続構造について説明する。図2は、ケーシング3Cに各パイプ4,5が接続された状態を示す側面図であり、図3~図5はそれぞれ、図2のX-X,Y-Y,Z-Zの矢視断面図である。なお、これらの図では、各パイプ4,5を各フランジ4f,5fで切り離した状態で示している。
 図1及び図3に示すように、第1パイプ4は、車両後方から見て(後面視で)略L字形状に形成される。本実施形態の第1パイプ4は、車幅方向に延在する主部4aと、主部4aの車両外側の端部から上方に湾曲形成されたコーナー部4cと、ケーシング3Cに接続される接続端部4bとを有する。これらの主部4a,コーナー部4c及び接続端部4bは連続しており、主部4aの延在方向と接続端部4bの延在方向とは直交する。本実施形態では、主部4aの延在方向がケーシング3Cの長手方向(車幅方向)と一致し、接続端部4bの延在方向がケーシング3Cの短手方向(ケーシング3Cが円筒であれば径方向)と一致する。
 図2に示すように、本実施形態の主部4aの断面形状は略円形であり、主部4aの長手方向(すなわち車幅方向)において断面一様となっている。以下、主部4aの断面の外径寸法をL1とする。また、図3に示すように、第1パイプ4は、主部4aからコーナー部4cを経て接続端部4bに向かうに連れ、その断面形状が変化する。具体的には、主部4aの断面が略円形状であるのに対し、図4に示すように接続端部4bの断面は、主部4aの断面を潰した(狭くした)ような扁平形状となっている。
 図3及び図4に示すように、接続端部4bの断面形状は、ケーシング3Cの長手方向に一致する寸法(長手方向寸法L1′)が、短手方向に一致する寸法(短手方向寸法)に比して短い扁平形状である。なお、図4では、接続端部4bの断面の短手方向寸法が、主部4aの断面の外径L1と等しい第1パイプ4を例示しているが、接続端部4bの断面の短手方向寸法はこれに限られない。また、図4では、接続端部4bの断面が略楕円形状である第1パイプ4を例示しているが、楕円以外の扁平形状(例えば、角アールの矩形状や多角形状,トラック形状)であってもよい。なお、ここでいう「トラック形状」とは、陸上競技場における競走用の走路の形状である。
 図3に示すように、本実施形態の第1パイプ4では、接続端部4bがケーシング3Cの内部に延設されてケーシング3Cの内面(ここでは車両外側の端面)に接触配置されている。このように、接続端部4bが入口開口部3dからケーシング3Cの奥まで延設され、ケーシング3Cの内面に接触して配置されることで、接続端部4bがケーシング3Cの内面側からケーシング3Cを補強する機能を持つ。接続端部4bには多数の孔部4dが貫設されている。第1パイプ4を流通してきた排気は、これらの孔部4dを通じてケーシング3C内に流入する。
 第1パイプ4と同様に、第2パイプ5も車両後方から見て(後面視で)略L字形状に形成される。図5に示すように、本実施形態の第2パイプ5は、車幅方向に延在する主部5aと、主部5aの車両内側の端部から上方に湾曲形成されたコーナー部5cと、ケーシング3Cに接続される接続端部5bとを有する。これらの主部5a,コーナー部5c及び接続端部5bは連続しており、主部5aの延在方向と接続端部5bの延在方向とは直交する。本実施形態では、主部5aの延在方向がケーシング3Cの長手方向(車幅方向)と一致し、接続端部5bの延在方向がケーシング3Cの短手方向(ケーシング3Cが円筒であれば径方向)と一致する。
 図2に示すように、本実施形態では、第2パイプ5の主部5aの断面形状も略円形であり、主部5aの長手方向(すなわち車幅方向)において断面一様となっている。以下、主部5aの断面の外径寸法をL2とする。また、第2パイプ5も第1パイプ4と同様に、主部5aからコーナー部5cを経て接続端部5bに向かうに連れ、その断面形状が変化する。具体的には、主部5aの断面が略円形状であるのに対し、図5に示すように接続端部5bの断面は、主部5aの断面を潰した(狭くした)ような扁平形状となっている。
 図5に示すように、接続端部5bの断面形状は、ケーシング3Cの長手方向に一致する寸法(長手方向寸法L2′)が、短手方向に一致する寸法(短手方向寸法)に比して短い。なお、図5では、接続端部5bの断面の短手方向寸法が、主部5aの断面の外径L2と等しい第2パイプ5を例示しているが、接続端部5bの断面の短手方向寸法はこれに限られない。図5では、接続端部5bの断面が角アールの略矩形状である第2パイプ5を例示している。なお、接続端部5bの断面形状は、他の扁平形状(例えば、楕円形状やトラック形状,矩形以外の扁平な多角形状)であってもよい。
 図5に示すように、本実施形態の第2パイプ5では、接続端部5bがケーシング3Cの内部に延設されてケーシング3Cの内面(ここでは車両内側の端面)に接触配置されている。このように、接続端部5bが出口開口部3eからケーシング3Cの奥まで延設され、ケーシング3Cの内面に接触して配置されることで、接続端部5bも、ケーシング3Cの内面側からケーシング3Cを補強する機能を持つ。なお、第2パイプ5の接続端部5bはケーシング3C内で開口しており、ケーシング3C内のSCR3A及び後段酸化触媒3Bを通過した排気が開口を通じて第2パイプ5内に流入し、外部へと排出される。
 また、本実施形態の排気浄化装置1では、図2に示すように、第1パイプ4が、ケーシング3Cの下方且つ斜め後方に接続され、第2パイプ5が、ケーシング3Cの下方かつ斜め前方に接続される。これにより、二つのパイプ4,5の干渉が回避される。
 [3.作用,効果]
 上述した排気浄化装置1では、浄化部材としてのSCR3A及び後段酸化触媒3Bを収容したケーシング3Cの長手方向の一端に入口開口部3d、他端に出口開口部3eが設けられる。さらに、これらの開口部3d,3eに接続されるパイプ4,5の接続端部4b,5bの少なくとも一方の断面形状は、ケーシング3Cの長手方向寸法L1′,L2′が短手方向寸法L1,L2に比して短い扁平形状となっている。
 このように、パイプ4,5の接続端部4b,5bの断面形状を、ケーシング3Cの長手方向寸法L1′,L2′が短手方向寸法L1,L2よりも短くすることで、ケーシング3Cの長手方向端部にパイプ4,5を接続したときの、パイプ4,5がケーシング3C内で占める長手方向寸法を小さくすることができる。例えば、ケーシング3Cの長手方向寸法を100とした場合、パイプ4,5の接続端部4b,5bの長手方向寸法L1′,L2′がより短いほど、ケーシング3C内に配置される浄化部材の長手方向寸法を100に近い値にすることができる。
 したがって、ケーシング3Cに接続されるパイプ4,5を工夫することで、浄化部材の大きさを確保しつつケーシング3Cを短くできる。これにより、SCR装置3、ひいては排気浄化装置1の車両搭載性やレイアウトの自由度を高めることができる。あるいは、ケーシング3Cの長手方向寸法を、例えば設計上取りうる最大の長さに設定した場合に、より大きな容量の浄化部材をケーシング3Cに収容することができる。
 上述した排気浄化装置1によれば、パイプ4,5の接続端部4b,5bがケーシング3Cの内部に延設されるとともにケーシング3Cの内面に接触配置されていることから、ケーシング3Cの強度を向上させることができる。
 上述した排気浄化装置1によれば、第1パイプ4の接続端部4b及び第2パイプ5の接続端部5bがともに扁平形状であるため、二つのパイプ4,5がケーシング3C内で占める長手方向寸法をより小さくすることができる。これにより、浄化部材の大きさを確保しつつケーシング3Cをより短くできる。あるいは、ケーシング3Cの長さを所定長さに設計した場合には、より大きな容量の浄化部材をケーシング3Cに収容することができる。
 上述した排気浄化装置1では、ケーシング3Cに浄化部材としてのSCR3Aが収容されているため、ケーシング3Cの長手方向寸法を拡大することなく、SCR3Aの長さを確保できる。これにより、排気がSCR3Aを通過する距離を長くできるため、排気浄化性能の向上を図ることができる。
 上述した排気浄化装置1では、ケーシング3Cの長手方向が車幅方向と一致する向きで、ケーシング3Cが車両に搭載されている。言い換えると、このような向きでケーシング3Cを配置しても、上述したパイプ4,5の接続構造が採用された排気浄化装置1であれば、車幅規制をクリアしつつ、浄化部材の長さ(容量)を確保することができ、排気浄化性能の向上を図ることができる。
 [4.変形例]
 上述した排気浄化装置1の構成は一例である。上述した排気浄化装置1では、二つのパイプ4,5の接続端部4b,5bがともに扁平形状である場合を例示したが、少なくとも一方の接続端部4b,5bが扁平形状であれば、ケーシング3Cの長手方向端部にパイプ4,5を接続したときの、パイプ4,5がケーシング3C内で占める長手方向寸法を小さくすることができる。また、パイプ4,5の主部4a,5aの断面形状は円形に限られない。
 上述したパイプ4,5の接続端部4b,5bはいずれもケーシング3Cの内部に延設され、ケーシング3Cの内面に接触配置されているが、接続端部4b,5bがケーシング3Cの内面に非接触に配置されてもよい。また、接続端部4b,5bがケーシング3Cの内部に延設されていなくてもよい。例えば、第1パイプの接続端部の端面に開口が設けられ、この端面の開口が入口開口部3dと連通するように接続端部がケーシング3Cに接続されてもよい。なお、第2パイプの接続端部もこれと同様に構成してもよい。
 上述した接続部分の構造が適用されたケーシングに収容されている浄化部材はSCR3A及び後段酸化触媒3Bに限られない。言い換えると、SCR3A及び後段酸化触媒3Bに代えて又は加えて、他の浄化部材を収容したケーシングに接続されるパイプの接続端部の断面形状を、上記の扁平形状としてもよい。
 上述したDPF装置2及びSCR装置3の配置は上記のものに限られない。例えば、これらの装置2,3が逆の配置になっていてもよいし、平行に配置されていてもよいし、車両前後方向に延びるように(略直線状に)配置されてもよい。また、DPF装置2及びSCR装置3の車体に対する固定方法は、上記の取付部材20による方法でなくてもよい。また、DPF装置2及びSCR装置3に代えてあるいは加えて、他の浄化部材、例えば、フィルタに選択還元型触媒を塗ったSCRF(Selective Catalytic Reduction on filter)を収容する排気浄化装置が設けられてもよい。DPF装置2に代えてSCRFを収容する排気浄化装置が設けられる場合には、SCRFを収容するケーシングに、上記の還元剤噴射装置6を設けてもよい。
 また、第1パイプ4の主部4aの断面積やコーナー部4cの断面積を、接続端部4bの断面積と同じ大きさとなるようにすることができる。このように同じ大きさの面積(同程度の大きさの面積であればよい)にすることで、排気の流量を主部4aやコーナー部4cと接続端部4bとでほぼ同じにすることができ、流量の変化による抵抗を低減させることができる。同様に、第2パイプ5の主部5aの断面積やコーナー部5cの断面積を、接続端部5bの断面積と同じ大きさ(同程度の大きさの面積であればよい)となるようにすることができる。この場合も、上記と同じように流量の変化による抵抗を低減させることができる。
 なお、本変形例では、第1パイプの主部4a及びコーナー部4c、並びに、第2パイプの主部5a及びコーナー部5cがそれぞれ外側パイプ部に該当するが、外側パイプ部はこれに限られず、接続端部4bまたは接続端部5bに繋がるケーシングの外側のパイプ部であればよい。
 また、前述の実施形態では、第2ケーシング3C内の排気が浄化部材を通過する方向を長手方向とし、この長手方向と直交する方向を短手方向としているが、本発明は、例えば、排気が浄化部材を通過する方向のケーシングの長さが、排気が浄化部材を通過する方向と直交する方向のケーシングの長さに対して短いケーシングにも適用できる。本明細書では、便宜上、長手方向及び短手方向と記載するが、ケーシング内の排気が浄化部材を通過する方向を長手方向と表現し、ケーシング内の排気が浄化部材を通過する方向と直交する方向を短手方向と表現している。
1 排気浄化装置
3A SCR触媒(浄化部材)
3C 第2ケーシング(ケーシング)
3d 入口開口部
3e 出口開口部
4 第1パイプ
4b 接続端部
5 第2パイプ
5b 接続端部
 
 

Claims (6)

  1.  車両に搭載されるエンジンの排気を浄化する浄化部材を収容するとともに、前記排気の流通方向が長手方向となるケーシングと、
     前記ケーシングの長手方向の一端部に設けられ、前記排気が前記ケーシング内に流入するための入口開口部と、
     前記ケーシングの長手方向の他端部に設けられ、前記排気が前記ケーシングから流出するための出口開口部と、
     前記入口開口部に接続された第1パイプと、
     前記出口開口部に接続された第2パイプと、を備え、
     前記第1パイプの前記ケーシングに対する接続端部、及び、前記第2パイプの前記ケーシングに対する接続端部の少なくとも一方の断面形状は、前記ケーシングの長手方向寸法が前記ケーシングの短手方向寸法に比して短い扁平形状である
    ことを特徴とする、排気浄化装置。
  2.  前記第1パイプ及び前記第2パイプの少なくとも一方は、前記ケーシングの外側で前記扁平形状である前記接続端部と繋がる外側パイプ部を備え、
     前記扁平形状である前記接続端部の断面積と前記外側パイプ部の断面積との大きさは同じである
    ことを特徴とする、請求項1に記載の排気浄化装置。
  3.  前記扁平形状である前記第1パイプ及び前記第2パイプの少なくとも一方の前記接続端部は、前記ケーシングの内部に延設されて前記ケーシングの内面に接触配置されている
    ことを特徴とする、請求項1又は2記載の排気浄化装置。
  4.  前記第1パイプの前記接続端部及び前記第2パイプの前記接続端部がともに前記扁平形状であり、
     前記扁平形状が、楕円形状又は角アールの矩形状又はトラック形状である
    ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  5.  前記ケーシングには、前記浄化部材としての選択還元型触媒が収容されている
    ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  6.  前記ケーシングは、前記長手方向が前記車両の車幅方向と一致する向きで前記車両に搭載されている
    ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
     
     
PCT/JP2021/006538 2020-02-28 2021-02-22 排気浄化装置 WO2021172250A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21759986.9A EP4108892B1 (en) 2020-02-28 2021-02-22 Exhaust purification device
CN202180016170.7A CN115335592A (zh) 2020-02-28 2021-02-22 排气净化装置
US17/802,741 US11859529B2 (en) 2020-02-28 2021-02-22 Exhaust purification device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-033259 2020-02-28
JP2020033259A JP7443822B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 排気浄化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021172250A1 true WO2021172250A1 (ja) 2021-09-02

Family

ID=77491041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/006538 WO2021172250A1 (ja) 2020-02-28 2021-02-22 排気浄化装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11859529B2 (ja)
EP (1) EP4108892B1 (ja)
JP (1) JP7443822B2 (ja)
CN (1) CN115335592A (ja)
WO (1) WO2021172250A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008196328A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
JP2009078591A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化装置の設置構造
JP2012180806A (ja) * 2011-03-02 2012-09-20 Futaba Industrial Co Ltd 排気浄化装置
JP2012193719A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Komatsu Ltd 排気ガス浄化装置
JP2015024815A (ja) * 2010-01-14 2015-02-05 株式会社クボタ 排気処理装置付きエンジン
US20160115847A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Modular mixer inlet and mixer assembly to provide for compact mixer

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2314465C3 (de) * 1973-03-23 1978-12-07 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Einrichtung zur katalytischen Abgasreinigung
JPH02110223U (ja) * 1989-02-17 1990-09-04
JP3294036B2 (ja) * 1995-01-26 2002-06-17 日本碍子株式会社 ハニカム触媒コンバータ
US8540793B2 (en) * 2008-05-14 2013-09-24 Komatsu Ltd. Exhaust processing device and manufacturing method thereof
US20110283685A1 (en) * 2009-04-27 2011-11-24 Kotrba Adam J Exhaust Treatment System With Hydrocarbon Lean NOx Catalyst
JP5616194B2 (ja) 2010-01-14 2014-10-29 株式会社クボタ 排気処理装置付きエンジン
US9003780B2 (en) * 2010-03-23 2015-04-14 Yanmar Co., Ltd. Exhaust gas purification device
GB2520190A (en) * 2011-09-29 2015-05-13 Jaguar Land Rover Ltd Engine exhaust gas after treatment using diesel particulate filters
WO2013108724A1 (ja) 2012-01-20 2013-07-25 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化装置
CN105283641B (zh) * 2013-04-16 2019-01-18 佛吉亚排放控制技术美国有限公司 径向入口处的倾斜穿孔板
CN110088437B (zh) * 2016-12-12 2021-05-25 康明斯排放处理公司 还原剂浓度诊断系统和方法
GB2569612B (en) * 2017-12-21 2021-12-29 Perkins Engines Co Ltd End can assembly for an engine exhaust aftertreatment canister
CN114728574A (zh) * 2019-10-07 2022-07-08 日立安斯泰莫株式会社 驱动系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008196328A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
JP2009078591A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化装置の設置構造
JP2015024815A (ja) * 2010-01-14 2015-02-05 株式会社クボタ 排気処理装置付きエンジン
JP2012180806A (ja) * 2011-03-02 2012-09-20 Futaba Industrial Co Ltd 排気浄化装置
JP2012193719A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Komatsu Ltd 排気ガス浄化装置
US20160115847A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Modular mixer inlet and mixer assembly to provide for compact mixer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4108892A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN115335592A (zh) 2022-11-11
JP7443822B2 (ja) 2024-03-06
EP4108892A1 (en) 2022-12-28
EP4108892A4 (en) 2023-03-15
US11859529B2 (en) 2024-01-02
EP4108892B1 (en) 2024-04-03
JP2021134758A (ja) 2021-09-13
US20230082302A1 (en) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4928388B2 (ja) 排気浄化装置
JP5114219B2 (ja) 内燃機関用の排ガス浄化装置
EP2199554B1 (en) Exhaust gas purifier
JP4462556B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
EP2290204B1 (en) Exhaust gas purifier and system for exhaust gas purification
EP2202389B1 (en) Exhaust gas purifier
WO2011045847A1 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP5890661B2 (ja) 排気浄化装置
JP2007040149A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2008138654A (ja) 排気ガス浄化装置
JP5664259B2 (ja) 排気浄化装置
JP5258426B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
US20120315195A1 (en) Exhaust Flow Distribution Device
JP5166848B2 (ja) 排気浄化装置
JP2012002085A (ja) 排気流通管の構造
WO2021172250A1 (ja) 排気浄化装置
WO2014192183A1 (ja) 排ガス浄化装置
WO2017150582A1 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
CN110735703B (zh) 具有阀的减小长度的排气系统
JP2021134762A (ja) 排気浄化装置
JP6326580B2 (ja) NOx還元触媒手段を備えた排気ガス浄化装置
JP2002371833A (ja) 排気浄化装置
JP5188477B2 (ja) 排気浄化装置
WO2011157323A1 (en) Exhaust gas purifying catalytic apparatus and exhaust emission control apparatus
JP5224269B2 (ja) 排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21759986

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021759986

Country of ref document: EP

Effective date: 20220923