JP2016020640A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

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一哉 中出
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device of an internal combustion engine, attaining downsizing and capable of improving degree of freedom of layout.SOLUTION: An upstream side casing 21 and a downstream side casing 22 of an exhaust emission control device 20 have axial directions parallel to each other. Connection passages 45, 66 connecting the casings extend in a direction vertical to the respective axial directions of the casings. The downstream side casing 22 comprises an outside passage 67 connected to the connection passages 45, 66, and an inside passage 68 formed inside the outside passage 67 and storing SCR (Selective Catalytic Reduction) 25.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関から排出される排気の浄化を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine.

ディーゼルエンジン（内燃機関）の排気浄化装置には、内燃機関から排出された排気中に還元剤を噴射して浄化する構造がある。   An exhaust emission control device for a diesel engine (internal combustion engine) has a structure in which a reducing agent is injected into the exhaust gas exhausted from the internal combustion engine for purification.

多くは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）を収めた排気上流側（前段）のケーシングと、浄化触媒となる選択還元触媒（以下、ＳＣＲという）を収めた排気下流側（後段）のケーシングとの間を通路でつなぎ、ＳＣＲの上流側から、噴霧ノズルで排気中に還元剤としての尿素水溶液を噴霧させる構造が用いられている。   In many cases, a casing on the exhaust upstream side (front stage) containing a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) and a casing on the downstream side (rear stage) containing a selective reduction catalyst (hereinafter referred to as SCR) serving as a purification catalyst. A structure is used in which an aqueous urea solution as a reducing agent is sprayed into the exhaust gas by a spray nozzle from the upstream side of the SCR.

ところで、噴霧ノズルから噴霧される尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解されるアンモニアを用いて、ＳＣＲでＮＯｘ還元作用を得て、排気中のＮＯｘを還元させる。   By the way, the urea aqueous solution sprayed from the spray nozzle obtains NOx reduction action by SCR using ammonia that is hydrolyzed by exhaust heat and water vapor in the exhaust, and reduces NOx in the exhaust.

そこで、排気浄化装置では、ＳＣＲの上流側に配置されている通路から、排気の流通方向に沿って尿素水溶液を噴霧する構造を用いて、尿素水溶液を排気中に混合させることが行われている（例えば特許文献１参照）。   Therefore, in the exhaust purification device, the urea aqueous solution is mixed into the exhaust gas using a structure in which the urea aqueous solution is sprayed along the flow direction of the exhaust gas from the passage arranged upstream of the SCR. (For example, refer to Patent Document 1).

特開２０１３−２１７３５１号公報JP2013-217351A

ところで、特に全輪駆動のトラック等は、車両フレームの内側にプロペラシャフトやトランスファー等の駆動系装置が多数レイアウトされている。このような車両に排気浄化装置を設けるには、これらの駆動系装置を避けて配置する必要がある。一方で車両フレーム外側には、車両補機等がレイアウトされている。従って、排気浄化装置は極力小型にすることが望まれている。   By the way, in particular, all-wheel drive trucks and the like have a large number of drive system devices such as propeller shafts and transfers laid out inside the vehicle frame. In order to provide an exhaust emission control device in such a vehicle, it is necessary to avoid these drive system devices. On the other hand, vehicle auxiliary machines and the like are laid out outside the vehicle frame. Therefore, it is desired to make the exhaust purification device as small as possible.

特許文献１のような排気浄化装置の場合、前段側のケーシングと後段側のケーシングが直線状に配置され、車両前後方向に長い構成であるため、レイアウトが困難となる場合がある。   In the case of an exhaust emission control device such as Patent Document 1, the front casing and the rear casing are arranged in a straight line and are long in the vehicle front-rear direction, which may make layout difficult.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より小型化し、レイアウトの自由度を向上させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can be further downsized and improve the degree of freedom in layout. .

本発明は前述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。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

本適用例に係る内燃機関の排気浄化装置は、排気中に含まれるパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、前記排気中のＮＯｘを還元剤を用いて選択還元する選択還元触媒と、前記パティキュレートフィルタを格納する上流側ケーシングと、前記選択還元触媒を格納する下流側ケーシングと、前記還元剤を噴霧する還元剤噴射手段と、前記上流側ケーシングと前記下流側ケーシングをつなぐ連結通路とを備え、前記上流側ケーシングと前記下流側ケーシングは互いに平行をなす軸方向を有し、前記連結通路は前記上流側ケーシング及び前記下流側ケーシングそれぞれの軸方向に対し垂直な方向に延び、前記下流側ケーシングは、前記連結通路とつながる外側通路と、前記外側通路の内側に形成され前記選択還元触媒を格納する内側通路とで構成されている。   An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to this application example includes a particulate filter that collects particulates contained in exhaust gas, a selective reduction catalyst that selectively reduces NOx in the exhaust gas using a reducing agent, and the particulates. An upstream casing for storing a curative filter, a downstream casing for storing the selective reduction catalyst, a reducing agent spraying means for spraying the reducing agent, and a connecting passage connecting the upstream casing and the downstream casing. The upstream casing and the downstream casing have axial directions that are parallel to each other, and the connection passage extends in a direction perpendicular to the axial direction of each of the upstream casing and the downstream casing, and the downstream casing Is formed in an outer passage connected to the connection passage and inside the outer passage, and stores the selective reduction catalyst. It is composed of a side passage.

上記手段を用いる本発明によれば、排気浄化装置をより小型化し、レイアウトの自由度を向上させることができる。   According to the present invention using the above means, the exhaust emission control device can be further miniaturized and the degree of layout freedom can be improved.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を備えた車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle including an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図２の矢印Ａ方向から視た排気浄化装置の背面図である。FIG. 3 is a rear view of the exhaust emission control device viewed from the direction of arrow A in FIG. 2. 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the CC line of FIG. 図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the DD line | wire of FIG. 図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the EE line | wire of FIG.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１には本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を備えた車両の概略構成図、図２には排気浄化装置の概略断面図、図３には図２矢印Ａから視た排気浄化装置の背面図、図４〜７には図２のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿う断面図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき説明する。なお、図１、２は本発明の説明に必要な構成のみを図示しており、その他の部分は省略している。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with an exhaust purification device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of the exhaust purification device, and FIG. 3 is viewed from an arrow A in FIG. The rear view of the exhaust emission control device, FIGS. 4 to 7 show cross-sectional views along the lines BB, CC, DD, and EE of FIG. 2, respectively. Based on 1 and 2 show only the components necessary for the description of the present invention, and other parts are omitted.

図１に示す車両１は全輪駆動のトラックであり、車両の前後方向に一対のメインフレーム２が延びている。当該メインフレーム２の前部にはキャブ３が設置されている。   A vehicle 1 shown in FIG. 1 is an all-wheel drive truck, and a pair of main frames 2 extend in the longitudinal direction of the vehicle. A cab 3 is installed at the front of the main frame 2.

当該キャブ３の下には、エンジン４（内燃機関）、変速機５、トランスファー６等の駆動系の各種装置が設けられている。トランスファー６は変速機５の出力側に設けられており、当該トランスファー６は後輪プロペラシャフト７ａと前輪プロペラシャフト７ｂに駆動力を分配する。後輪プロペラシャフト７ａは差動装置８に連結され、差動装置８には左右の車軸９を介して左右の後輪１０が連結されている。図示しないが、前輪プロペラシャフト７ｂもキャブ３下にて差動装置に連結され、当該差動装置から車軸を介して前輪が連結されている。   Under the cab 3, various drive system devices such as an engine 4 (internal combustion engine), a transmission 5, and a transfer 6 are provided. The transfer 6 is provided on the output side of the transmission 5, and the transfer 6 distributes driving force to the rear wheel propeller shaft 7a and the front wheel propeller shaft 7b. The rear wheel propeller shaft 7 a is connected to a differential device 8, and left and right rear wheels 10 are connected to the differential device 8 via left and right axles 9. Although not shown, the front wheel propeller shaft 7b is also connected to the differential device under the cab 3, and the front wheels are connected from the differential device via the axle.

エンジン４はディーゼルエンジンであり、エンジン４の排気側には、各気筒からの排気をまとめる排気マニホールド１１が設けられている。当該排気マニホールド１１は排気管１２の一端と接続されており、当該排気管１２の他端は排気浄化装置２０に接続されている。排気浄化装置２０は、キャブ３後方であって車両右側のメインフレーム２外側に取り付けられている。なおエンジン４の吸気側の構成等は図示せず説明も省略する。   The engine 4 is a diesel engine, and an exhaust manifold 11 that collects exhaust from each cylinder is provided on the exhaust side of the engine 4. The exhaust manifold 11 is connected to one end of an exhaust pipe 12, and the other end of the exhaust pipe 12 is connected to an exhaust purification device 20. The exhaust purification device 20 is attached to the rear of the cab 3 and outside the main frame 2 on the right side of the vehicle. Note that the configuration and the like on the intake side of the engine 4 are not shown and will not be described.

図２には排気浄化装置２０の構成の詳細が示されている。同図に示すように、当該排気浄化装置２０は排気管１２と接続されている上流側ケーシング２１と、当該上流側ケーシング２１と接続されている下流側ケーシング２２とを有している。上流側ケーシング２１及び下流側ケーシング２２は、それぞれ排気管１２より径が大きく、車両前後方向を軸方向とする筒状をなしている。そして、上流側ケーシング２１が車幅方向内側に、下流側ケーシング２２が車幅方向外側に位置してそれぞれの軸方向が平行をなすように並んでいる。   FIG. 2 shows details of the configuration of the exhaust emission control device 20. As shown in the figure, the exhaust purification device 20 has an upstream casing 21 connected to the exhaust pipe 12 and a downstream casing 22 connected to the upstream casing 21. The upstream casing 21 and the downstream casing 22 are each larger in diameter than the exhaust pipe 12 and have a cylindrical shape with the vehicle front-rear direction as the axial direction. The upstream casing 21 is positioned on the inner side in the vehicle width direction, and the downstream casing 22 is positioned on the outer side in the vehicle width direction, so that the respective axial directions are parallel to each other.

上流側ケーシング２１内にはＤＯＣ２３（Diesel Oxidation Catalyst：ディーゼル用酸化触媒）とＤＰＦ２４（Diesel Particulate Filter：ディーゼルパティキュレートフィルタ）が格納され、下流側ケーシング２２にはＳＣＲ２５（Selective Catalytic Reduction：選択還元触媒）とＣＵＣ２６（Clean Up Catalyst：後段酸化触媒）が格納されている。   A DOC 23 (Diesel Oxidation Catalyst) and a DPF 24 (Diesel Particulate Filter) are stored in the upstream casing 21, and an SCR 25 (Selective Catalytic Reduction) is stored in the downstream casing 22. And CUC26 (Clean Up Catalyst).

上流側ケーシング２１の入口部３０は排気管１２と接続されており、出口部３１は下流側ケーシング２２の入口部３２と連結されている。一方、下流側ケーシング２２の出口部３３は開放されている。各入口部３０、３２及び上流側ケーシング２１の出口部３１はフランジをなしている。   The inlet portion 30 of the upstream casing 21 is connected to the exhaust pipe 12, and the outlet portion 31 is connected to the inlet portion 32 of the downstream casing 22. On the other hand, the outlet 33 of the downstream casing 22 is opened. Each inlet part 30 and 32 and the outlet part 31 of the upstream casing 21 form a flange.

上流側ケーシング２１は、ＤＯＣ２３及びＤＰＦ２４が配設される中央部４０が流路断面積の広い円筒状をなしており、当該中央部４０より排気上流側は先端の入口部３０に向けて円錐状に径が小さくなる傾斜部４１が形成されている。   In the upstream casing 21, a central portion 40 where the DOC 23 and the DPF 24 are disposed has a cylindrical shape with a wide cross-sectional area, and the upstream side of the exhaust from the central portion 40 has a conical shape toward the inlet portion 30 at the tip. An inclined portion 41 having a smaller diameter is formed.

そして、上流側ケーシング２１の周壁４２は、排気下流側の一端面が端壁４３により塞がれているが、車幅方向外側の一部には軸方向方に対し垂直方向に連結管４４が延びている。当該連結管４４の端部が上流側ケーシング２１の出口部３１をなしている。これにより、上流側ケーシング２１内にはＤＰＦ２４の出口と端壁４３との間から連結管４４内にかけて上流側連結通路４５が形成されている。   The peripheral wall 42 of the upstream casing 21 is closed at one end surface on the exhaust downstream side by an end wall 43, but a connecting pipe 44 is perpendicular to the axial direction at a part of the outer side in the vehicle width direction. It extends. The end of the connection pipe 44 forms the outlet 31 of the upstream casing 21. As a result, an upstream connection passage 45 is formed in the upstream casing 21 from between the outlet of the DPF 24 and the end wall 43 to the connection pipe 44.

下流側ケーシング２２は、外殻をなす外筒部５０と、外筒部５０の内側に設けられた内筒部５１とからなる二重筒構造をなしている。下流側ケーシング２２の外周面、即ち外筒部５０の外周面は耐熱用グラスウール５２により覆われている。   The downstream casing 22 has a double cylinder structure including an outer cylinder part 50 that forms an outer shell, and an inner cylinder part 51 that is provided inside the outer cylinder part 50. The outer peripheral surface of the downstream casing 22, that is, the outer peripheral surface of the outer cylinder portion 50 is covered with heat-resistant glass wool 52.

外筒部５０は、円筒状の外筒周壁６０が軸方向に延び、当該外筒周壁６０の一端面が外筒一端壁６１により、他端面が外筒他端壁６２により塞がれている。外筒周壁６０の排気上流側の車幅方向内側の一部からは、軸方向に対し垂直方向に連結管６３が延びている。当該連結管６３の端部が下流側ケーシング２２の入口部３２をなしており、上流側ケーシング２１の連結管４４と連結されている。   In the outer cylinder portion 50, a cylindrical outer cylinder peripheral wall 60 extends in the axial direction, one end surface of the outer cylinder peripheral wall 60 is closed by an outer cylinder one end wall 61, and the other end face is closed by an outer cylinder other end wall 62. . A connecting pipe 63 extends in a direction perpendicular to the axial direction from a part inside the vehicle width direction on the exhaust upstream side of the outer cylindrical peripheral wall 60. The end of the connection pipe 63 forms the inlet 32 of the downstream casing 22 and is connected to the connection pipe 44 of the upstream casing 21.

下流側ケーシング２２の内筒部５１は、外筒周壁６０内方に、当該外筒周壁６０と同心円状に内筒周壁６４が形成されており、当該内筒周壁６４の一端面は内筒一端壁６５で塞がれ、他端面は開口している。これにより、下流側ケーシング２２内には、連結管６３及び外筒一端壁６１と内筒一端壁６５との間に下流側連結通路６６が、外筒周壁６０及び外筒他端壁６２と内筒周壁６４との間に外側通路６７が、内筒周壁６４の内部に内側通路６８が、それぞれ形成されている。   The inner cylinder portion 51 of the downstream casing 22 has an inner cylinder peripheral wall 64 formed concentrically with the outer cylinder peripheral wall 60 inside the outer cylinder peripheral wall 60, and one end surface of the inner cylinder peripheral wall 64 is one end of the inner cylinder. The wall 65 is closed and the other end surface is open. Thus, in the downstream casing 22, the downstream connection passage 66 is provided between the connection pipe 63 and the outer cylinder one end wall 61 and the inner cylinder one end wall 65, and the outer cylinder peripheral wall 60 and the outer cylinder other end wall 62. An outer passage 67 is formed between the cylindrical peripheral wall 64 and an inner passage 68 is formed inside the inner cylindrical peripheral wall 64.

内筒部５１内には排気上流側となる他端側にＳＣＲ２５が、排気下流側となる一端側にＣＵＣ２６が配設されている。また、内筒周壁６４の一端側の一部には軸方向に対し垂直方向に出口管６９が延びている。図４にも示すように出口管６９は外筒周壁６０を貫通して車両外側に延びており、当該出口管６９の端部が下流側ケーシング２２の出口部３３をなしている。   In the inner cylinder portion 51, the SCR 25 is disposed on the other end side which is the exhaust upstream side, and the CUC 26 is disposed on the one end side which is the exhaust downstream side. In addition, an outlet pipe 69 extends in a part perpendicular to the axial direction at a part of one end side of the inner cylindrical peripheral wall 64. As shown also in FIG. 4, the outlet pipe 69 extends through the outer cylinder peripheral wall 60 to the outside of the vehicle, and the end of the outlet pipe 69 forms the outlet portion 33 of the downstream casing 22.

また、内筒部５１は、内筒周壁６４と外筒周壁６０とが、排気上流側から順番に、それぞれ環状の第１プレート７０、第２プレート７１、第３プレート７２により連結されている。   Further, in the inner cylinder portion 51, the inner cylinder peripheral wall 64 and the outer cylinder peripheral wall 60 are connected by an annular first plate 70, second plate 71, and third plate 72 in order from the exhaust upstream side.

第１プレート７０は図５に示すように、環状の面に４つの長孔７０ａが周方向に等間隔に、即ち９０度ごとに並んで形成されている。第２プレート７１は図６に示すように、第１プレート７０と同様に環状の面に４つの長孔７１ａが周方向に等間隔に並んでいるが、当該長孔７１ａは第１プレート７０の長孔７０ａに対し周方向に４５度ずれるように配設されている。さらに、第３プレート７２は図７に示すように、環状の面に多数の小孔７２ａからなる小孔郡が第３プレート７２に全体的に形成されている。このように第１から第３プレート７０、７１、７２は下流側ケーシング２２の外側通路６７を横断しており、各長孔７０ａ、７１ａ、及び小孔７２ａが外側通路６７において排気流路を形成している。   As shown in FIG. 5, the first plate 70 has four long holes 70a formed on the annular surface at equal intervals in the circumferential direction, that is, every 90 degrees. As shown in FIG. 6, the second plate 71 has four long holes 71 a arranged on the annular surface at equal intervals in the circumferential direction like the first plate 70, but the long holes 71 a are formed on the first plate 70. It arrange | positions so that it may shift | deviate to the circumferential direction 45 degrees with respect to the long hole 70a. Further, as shown in FIG. 7, the third plate 72 has a small hole group formed of a large number of small holes 72 a on the annular surface as a whole. As described above, the first to third plates 70, 71, 72 cross the outer passage 67 of the downstream casing 22, and the long holes 70 a, 71 a and the small holes 72 a form an exhaust passage in the outer passage 67. doing.

また、図２、３に示すように、上流側ケーシング２１の周壁４２には、連結管４４と車幅方向において逆側に、還元剤噴射弁８０（還元剤噴射手段）が設けられている。当該還元剤噴射弁８０は上流側連結通路４５内に、例えば尿素水溶液等の還元剤を噴射するものである。当該還元剤噴射弁８０から噴射される尿素水の噴霧は中空の円錐状をなす。   As shown in FIGS. 2 and 3, a reducing agent injection valve 80 (reducing agent injection means) is provided on the peripheral wall 42 of the upstream casing 21 on the side opposite to the connecting pipe 44 in the vehicle width direction. The reducing agent injection valve 80 injects a reducing agent such as an aqueous urea solution into the upstream connecting passage 45. The spray of urea water injected from the reducing agent injection valve 80 has a hollow conical shape.

このように構成された排気浄化装置２０は、エンジン４から排出された排気が排気マニホールド１１から排気管１２を通り、上流側ケーシング２１の入口部３０から上流側ケーシング２１内部に流入する。上流側ケーシング２１内に流入した排気はＤＯＣ２３にて酸化反応し、ＤＰＦ２４によりパティキュレートマター（以下、ＰＭという）が捕集される。ＤＰＦ２４に捕集されたＰＭはＤＯＣ２３の酸化反応により二酸化窒素（ＮＯ2）濃度を増やし、ＤＰＦ２４にてＰＭを燃焼させることで連続再生が行われる。ＤＰＦ２４を通過した排気は、上流側連結通路４５で車幅方向外側に方向を変えて、下流側ケーシング２２の下流側連結通路６６に流入する。 In the exhaust purification device 20 configured as described above, the exhaust discharged from the engine 4 flows from the exhaust manifold 11 through the exhaust pipe 12 and flows into the upstream casing 21 from the inlet 30 of the upstream casing 21. Exhaust gas flowing into the upstream casing 21 undergoes an oxidation reaction at the DOC 23, and particulate matter (hereinafter referred to as PM) is collected by the DPF 24. The PM collected in the DPF 24 increases the nitrogen dioxide (NO 2 ) concentration by the oxidation reaction of the DOC 23 and is continuously regenerated by burning the PM in the DPF 24. The exhaust gas that has passed through the DPF 24 changes its direction outward in the vehicle width direction in the upstream connection passage 45 and flows into the downstream connection passage 66 of the downstream casing 22.

下流側ケーシング２２内において排気は、下流側連結通路６６から車両前後方向前方（他端側）に方向を変え、第１プレート７０の長孔７０ａを通り外側通路６７に流入する。そして、第２プレート７１の長孔７１ａ及び第３プレートの小孔７２ａを通り、外筒他端壁６２で内方に方向を変え、内筒部５１の開口部分を通って内側通路６８に流入する。   In the downstream casing 22, the exhaust gas changes direction from the downstream connection passage 66 to the front and rear in the vehicle front-rear direction (the other end side), and flows into the outer passage 67 through the long hole 70 a of the first plate 70. Then, it passes through the long hole 71 a of the second plate 71 and the small hole 72 a of the third plate, changes the direction inward at the outer cylinder other end wall 62, and flows into the inner passage 68 through the opening of the inner cylinder part 51. To do.

内筒部５１に流入した排気は、ＳＣＲ２５にてＮＯｘが吸蔵される。一方、上流側ケーシング２１で還元剤噴射弁８０から尿素水溶液が噴射されることで、加水分解されたアンモニア（ＮＨ3）が排気中に拡散する。ここで、還元剤噴射弁８０は上流側ケーシング２１の周壁４２の連結管４４とは逆側に設けられていることから、上流側連結通路４５、下流側連結通路６６、外側通路６７という十分に長い距離に亘ってアンモニアが排気中へ拡散される。 The exhaust gas flowing into the inner cylinder 51 is occluded with NOx by the SCR 25. On the other hand, the urea aqueous solution is injected from the reducing agent injection valve 80 in the upstream casing 21, whereby hydrolyzed ammonia (NH 3 ) diffuses into the exhaust gas. Here, since the reducing agent injection valve 80 is provided on the opposite side of the connection pipe 44 of the peripheral wall 42 of the upstream casing 21, the upstream connection passage 45, the downstream connection passage 66, and the outer passage 67 are sufficiently provided. Ammonia diffuses into the exhaust over a long distance.

また、排気は下流側ケーシング２２の外側通路６７を通る際に、まず第１プレート７０の長孔７０ａを通った後、当該長孔７０ａと周方向に４５度ずれている第２プレート７１の長孔７１ａを通るため、軸方向に対して蛇行しつつ第２プレート７１の長孔７１ａを通過する。さらに、排気は第３プレート７２において小孔７２ａを通ることで整流されて外筒他端壁６２に到達する。つまり外側通路６７を通る排気は、各プレート７０、７１、７２があることで、直進せずに蛇行しながらから進むため、アンモニアの排気中への拡散がより促進される。   Further, when the exhaust gas passes through the outer passage 67 of the downstream casing 22, the exhaust gas first passes through the long hole 70 a of the first plate 70, and then the length of the second plate 71 shifted by 45 degrees from the long hole 70 a in the circumferential direction. Since it passes through the hole 71a, it passes through the long hole 71a of the second plate 71 while meandering in the axial direction. Further, the exhaust gas is rectified by passing through the small holes 72 a in the third plate 72 and reaches the outer cylinder other end wall 62. In other words, since the exhaust gas passing through the outer passage 67 has the plates 70, 71, and 72, the exhaust gas advances while meandering without going straight, so that the diffusion of ammonia into the exhaust gas is further promoted.

このようにアンモニアを含んだ排気がＳＣＲ２５を通過すると、ＳＣＲ２５に吸蔵されたＮＯｘが還元される。当該還元反応に対して余剰のアンモニアは、さらに排気下流側の酸化触媒であるＣＵＣ２６により酸化される。以上のように各種触媒及びフィルタにより浄化された排気は、出口管６９を通って大気中に排出される。   Thus, when the exhaust gas containing ammonia passes through the SCR 25, NOx occluded in the SCR 25 is reduced. Excess ammonia with respect to the reduction reaction is further oxidized by CUC 26 which is an oxidation catalyst on the exhaust downstream side. Exhaust gas purified by various catalysts and filters as described above is discharged into the atmosphere through the outlet pipe 69.

以上のような本実施形態の排気浄化装置２０によれば、上流側ケーシング２１と下流側ケーシング２２とがそれぞれの軸方向を平行にして並んでいることで、排気浄化装置２０の車両前後方向における全長を大幅に短縮することができる。   According to the exhaust purification device 20 of the present embodiment as described above, the upstream casing 21 and the downstream casing 22 are arranged in parallel with each other in the axial direction, so that the exhaust purification device 20 in the longitudinal direction of the vehicle. The overall length can be greatly shortened.

その一方で、還元剤噴射弁８０を上流側ケーシング２１の周壁４２に設けることで、アンモニアを排気中に拡散する空間を十分に確保することができる。さらに、外側通路６７に各プレート７０、７１、７２を設け、各孔７０ａ、７１ａ、７２ａにより排気を蛇行させたり、整流させたりすることで、アンモニアの拡散をより促進させることができる。これらのことから排気浄化装置２０の全長を短縮していても、ＳＣＲ２５におけるＮＯｘ浄化性能を確保することができる。   On the other hand, by providing the reducing agent injection valve 80 on the peripheral wall 42 of the upstream casing 21, a sufficient space for diffusing ammonia into the exhaust gas can be secured. Furthermore, by providing the plates 70, 71, 72 in the outer passage 67 and causing the exhaust to meander or rectify by the holes 70a, 71a, 72a, diffusion of ammonia can be further promoted. For these reasons, even if the overall length of the exhaust purification device 20 is shortened, the NOx purification performance in the SCR 25 can be ensured.

このように、本実施形態の排気浄化装置２０は排気浄化性能を確保しつつ、全長を大幅に短縮した小型化を実現している。これにより、排気浄化装置のレイアウトが難しい全輪駆動のトラック、又は塵芥車などの特殊架装を備えた車両等にも容易に設けることができ、排気浄化装置のレイアウトの自由度を向上させることができる。   As described above, the exhaust purification device 20 of the present embodiment achieves a downsizing that significantly shortens the overall length while ensuring the exhaust purification performance. This makes it easy to install on all-wheel-drive trucks where it is difficult to lay out the exhaust purification device, or vehicles equipped with a special bodywork such as a garbage truck, and improve the degree of freedom in the layout of the exhaust purification device. Can do.

以上で本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。   Although the description of the embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.

上記実施形態では、上流側ケーシング２１にＤＯＣ２３及びＤＰＦ２４が格納され、下流側ケーシング２２にＳＣＲ２５及びＣＵＣ２６が格納されているが、上流側ケーシングには少なくともＤＰＦが格納され、下流側ケーシングには少なくともＳＣＲが格納されていればよい。   In the above embodiment, the DOC 23 and the DPF 24 are stored in the upstream casing 21 and the SCR 25 and CUC 26 are stored in the downstream casing 22, but at least the DPF is stored in the upstream casing and at least the SCR is stored in the downstream casing. Need only be stored.

また、上記実施形態の排気浄化装置２０は、図１、２に示すように、上流側ケーシング２１、下流側ケーシング２２、及び連結管４４、６３が上面視コの字状をなす構成であるが、上流側ケーシングと下流側ケーシングの配置はこれに限られるものではない。上流側ケーシングと下流側ケーシングの軸方向が平行であればよく、例えば、上記実施形態の上流側ケーシング２１又は下流側ケーシング２２を、連結管４４、６３を中心に前後方向に反転させて、上面視でクランク状をなす構成としてもよい。   In the exhaust purification device 20 of the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the upstream casing 21, the downstream casing 22, and the connecting pipes 44 and 63 have a U-shape when viewed from above. The arrangement of the upstream casing and the downstream casing is not limited to this. The upstream casing and the downstream casing need only be parallel to each other in the axial direction. For example, the upstream casing 21 or the downstream casing 22 of the above embodiment is inverted in the front-rear direction around the connecting pipes 44 and 63, It is good also as a structure which makes a crank shape visually.

また、上記実施形態の排気浄化装置２０は、上流側ケーシング２１と下流側ケーシング２２とが互いの連結管４４、６３を介して接続されているが、連結管４４、６３を介さず上流連結通路と下流連結通路を直接接続し、上流側ケーシングと下流側ケーシングとを一体的に構成してもよい。   Further, in the exhaust purification device 20 of the above embodiment, the upstream casing 21 and the downstream casing 22 are connected via the connecting pipes 44 and 63, but the upstream connecting passage is not connected to the connecting pipes 44 and 63. And the downstream connecting passage may be directly connected, and the upstream casing and the downstream casing may be integrally configured.

また、上記実施形態の排気浄化装置２０では、上流側ケーシング２１及び下流側ケーシング２２の軸方向を車両前後方向としているが、この方向に限られるものではない。例えば上流側ケーシング及び下流側ケーシングの軸方向を車幅方向としたり、車両上下方向としたりしてもよい。また、それに合わせ上流側ケーシング及び下流側ケーシングの配置を、車両前後方向や車両上下方向に並べてもよい。   Moreover, in the exhaust purification apparatus 20 of the said embodiment, although the axial direction of the upstream casing 21 and the downstream casing 22 is made into the vehicle front-back direction, it is not restricted to this direction. For example, the axial direction of the upstream casing and the downstream casing may be the vehicle width direction or the vehicle vertical direction. In accordance with this, the arrangement of the upstream casing and the downstream casing may be arranged in the vehicle front-rear direction or the vehicle vertical direction.

また、上記実施形態では還元剤噴射弁８０から噴射される尿素水溶液の噴霧は、中空の円錐状をなしているが、還元剤噴射弁から噴射される尿素水溶液の噴霧形状はこれに限られるものではなく、例えば、中実の円錐状としたり、噴射の向きを変更したりしてもよい。   In the above embodiment, the spray of the urea aqueous solution injected from the reducing agent injection valve 80 has a hollow conical shape, but the spray shape of the urea aqueous solution injected from the reducing agent injection valve is limited to this. Instead, for example, a solid conical shape or the direction of injection may be changed.

２０ 排気浄化装置
２１ 上流側ケーシング
２２ 下流側ケーシング
２３ ＤＯＣ
２４ ＤＰＦ
２５ ＳＣＲ
２６ ＣＵＣ
４２ 周壁
４３ 端壁
４４ 連結管
４５ 上流側連結通路
５０ 外筒部
５１ 内筒部
５２ 耐熱用グラスウール
６３ 連結管
６６ 下流側連結通路
６７ 外側通路
６８ 内側通路
６９ 出口管
７０ 第１プレート
７１ 第２プレート
７２ 第３プレート
８０ 還元剤噴射弁（還元剤噴射手段） 20 Exhaust Purification Device 21 Upstream Casing 22 Downstream Casing 23 DOC
24 DPF
25 SCR
26 CUC
42 peripheral wall 43 end wall 44 connecting pipe 45 upstream side connecting passage 50 outer cylinder part 51 inner cylinder part 52 heat-resistant glass wool 63 connecting pipe 66 downstream side connecting path 67 outer side path 68 inner side path 69 outlet pipe 70 first plate 71 second plate 72 Third plate 80 Reducing agent injection valve (reducing agent injection means)

Claims (1)

排気中に含まれるパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、
前記排気中のＮＯｘを還元剤を用いて選択還元する選択還元触媒と、
前記パティキュレートフィルタを格納する上流側ケーシングと、
前記選択還元触媒を格納する下流側ケーシングと、
前記還元剤を噴霧する還元剤噴射手段と、
前記上流側ケーシングと前記下流側ケーシングをつなぐ連結通路とを備え、
前記上流側ケーシングと前記下流側ケーシングは互いに平行をなす軸方向を有し、
前記連結通路は前記上流側ケーシング及び前記下流側ケーシングそれぞれの軸方向に対し垂直な方向に延び、
前記下流側ケーシングは、前記連結通路とつながる外側通路と、前記外側通路の内側に形成され前記選択還元触媒を格納する内側通路とで構成されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A particulate filter that collects particulates contained in the exhaust;
A selective reduction catalyst for selectively reducing NOx in the exhaust gas using a reducing agent;
An upstream casing for storing the particulate filter;
A downstream casing for storing the selective reduction catalyst;
Reducing agent spraying means for spraying the reducing agent;
A connecting passage connecting the upstream casing and the downstream casing;
The upstream casing and the downstream casing have axial directions parallel to each other;
The connecting passage extends in a direction perpendicular to the axial direction of each of the upstream casing and the downstream casing,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the downstream casing includes an outer passage connected to the connection passage, and an inner passage formed inside the outer passage and storing the selective reduction catalyst.
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