JP4928380B2 - 排気浄化装置 - Google Patents
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Description
本発明は排気浄化装置に関するものである。
近年、排気に含まれているパティキュレートを捕集するフィルタを、エンジン排気系統に組み込み、同じエンジン排気系統のフィルタ下流側に、酸素共存下でも選択的にＮＯｘをアンモニアに反応させ得る選択還元型触媒を設け、前記フィルタと選択還元型媒との間に還元用の尿素水を添加して、パティキュレートの捕集、及びＮＯｘの低減を図ることが提案されている。
このような手立てを採る場合、排気に添加した尿素水が、アンモニアと二酸化炭素とに熱分解される時間を充分に確保しようとすれば、尿素水の添加位置から選択還元型触媒に至る距離を長くしなければならないが、パティキュレート捕集用のフィルタと選択還元型触媒を同軸に離間配置すると、車両への搭載性が著しく損なわれてしまう。
そこで本発明の出願人は、特願２００７−２９９２３として図３、図４に示すように、車両への搭載性に優れ、しかも尿素水添加位置から選択還元型触媒に至る距離を長くすることが可能な排気浄化装置を既に提案している。
この排気浄化装置は、パティキュレート捕集用のフィルタ５を内包しているケーシング７、及びＮＯｘを低減するための選択還元型触媒６を内包しているケーシング８を、並列に且つそれぞれの内部での排気３の流れが同じ向きになるように配置し、ケーシング７の排気入側端に、ディーゼルエンジン１の排気マニホールド２に連なる排気管４を接続し、ケーシング７の排気出側端とケーシング８の排気入側端とを連絡流路９によって接続している。
フィルタ５を内包したケーシング７は、車両（トラック）前後方向に延び、フレームのサイドメンバ側面至近に配置され、また、選択還元型触媒６を内包したケーシング８は、車両前後方向に延び、ケーシング７の車両幅方向外側に位置するように、荷台底面至近に配置されている。
連絡流路９は、ケーシング７の排気出側端を包囲してフィルタ５を経た排気３を上向きに集めて導く集合室９Ａと、当該集合室９Ａを通った排気３をケーシング７内の流れとは逆向きにケーシング８の排気入側端の近隣へ導くミキシングパイプ９Ｂと、ケーシング８の排気入側端を包囲し且つミキシングパイプ９Ｂを通った排気３を横向きに散らして導き、ケーシング８内の選択還元型触媒６へ至らせる分散室９Ｃとを有している。
また、ミキシングパイプ９Ｂの集合室９Ａに近い位置には、排気３に対する尿素水添加手段１０が設けてある。
更に、ケーシング７内の前段には、排気３に含まれている未燃燃料分を処理するための酸化触媒１１が装備してあり、ケーシング８内の後段には、余剰のアンモニアを酸化処理するためのアンモニア低減触媒１２が装備してある。
この排気処理装置では、それぞれの内部において排気３が車両前後方向に沿って流れるケーシング７，８を車両幅方向に並べて、ミキシングパイプ９Ｂをケーシング８の上側に位置させ、装置全体の車両前後方向の寸法、及び車両幅方向の寸法が過大にならないようにしたので、車両への搭載性が良く、しかも、尿素水添加位置から選択還元型触媒に至る距離が長くなり、排気３に添加した尿素水が、アンモニアと二酸化炭素とに熱分解される時間を充分に確保することができる。
なお、パティキュレート捕集用のフィルタと選択還元型触媒を並列に配置した排気浄化装置としては、下記の特許文献１のものがある。
特開２００５−１５５４０４号公報
ケーシング７，８には、内部温度やＮＯｘ濃度などのデータを得るためにセンサを設置する必要があるが、分散室９Ｃ内を横向きに進んできた排気３が、ケーシング８に入って流れの向きを直角に変えると流速分布が不均一になり、特に、エンジンがアイドル状態で排気３の流量が少ないとケーシング８内で排気３が澱む。
従って、ケーシング８に対するセンサ取付個所の選定が適切でないと、データの誤検出が生じる可能性がある。
本発明は、データの誤検出が生じない部位にセンサを設置した排気浄化装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、触媒担体内包用の筒体と、当該筒体に平行なパイプと、前記筒体の排気入側端を包囲し且つパイプの内部を流れるエンジン排気を筒体の排気入側端へ導く分散室と、前記筒体に取り付けたセンサとを備え、筒体の排気入側端から見て筒体軸心線を中心とする３６０°の領域のうち、パイプ軸心線と筒体軸心線とを結ぶ排気流れ中心線に直交し且つ前記筒体軸心線に交わって筒体径方向へ延びる境界線を基準に、パイプとは反対側の範囲に含まれる領域に、筒体へのセンサ取付個所を設定している。
請求項２に記載の発明は、触媒担体内包用の筒体と、当該筒体に平行なパイプと、前記筒体の排気入側端を包囲し且つパイプの内部を流れるエンジン排気を筒体の排気入側端へ導く分散室と、前記筒体に取り付けたセンサとを備え、前記筒体を車体底面至近の車側寄り部位に設け、パイプ軸心線と筒体軸心線とを結ぶ排気流れ中心線が横向きとなるように筒体及びパイプの相対的な位置に設定しておき、筒体の排気入側端から見て筒体軸心線を中心とする３６０°の領域のうち、排気流れ中心線に直交し且つ筒体軸心線から筒体径方向の上側へ延びる境界線を基準に、パイプとは反対側の範囲に含まれ、境界線から排気流れ中心線に２３°近寄った位置と排気流れ中心線から境界線に２３°近寄った位置との間の領域に、筒体へのセンサ取付個所を設定している。
本発明の排気浄化装置によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
（１）請求項１、請求項２に記載のいずれの発明においても、筒体に対するセンサ取付個所を、排気流れ中心線と筒体軸心線とに基づく境界線を基準に、排気の流れが速く且つ澱みが発現しないパイプとは反対側の範囲に含まれる領域に設定したので、排気の流量が少なくても、センサにより得られるデータに誤検出が生じない。
（２）請求項２に記載の発明では、筒体に対するセンサ取付個所を、横向きの排気流れ中心線と筒体軸心線とに基づく境界線を基準に、当該境界線から排気流れ中心線に２３°近寄った位置と排気流れ中心線から境界線に２３°近寄った位置との間の領域に設定したので、センサ自体やそれに付帯しているワイヤハーネスが、車両側方へ突出せず、また、車体底面に干渉しない。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１、図２は本発明の排気浄化装置の一例であって、図中、図３、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
この排気浄化装置は、パティキュレート捕集用フィルタを内包しているケーシング７、及び選択還元型触媒と内包しているケーシング８を並列に配置したうえ、ケーシング７の排気出側端とケーシング８の排気入側端とを連絡流路９によって接続している。
ケーシング７は、車両（トラック）前後方向に延び、フレームのサイドメンバ側面１３の至近に配置され、また、ケーシング８は、車両前後方向に延び、ケーシング７の車両幅方向外側に位置するように、荷台底面１４の至近に配置され、更に、ケーシング８には、内部温度やＮＯｘ濃度などのデータを得るためにセンサ１５が取付られている。
連絡流路９は、ケーシング７の排気出側端を包囲してフィルタを経た排気３を上向きに集めて導く集合室９Ａと、当該集合室９Ａを通った排気３をケーシング８の排気入側端の近隣へ導くミキシングパイプ９Ｂと、ケーシング８の排気入側端を包囲し且つミキシングパイプ９Ｂを通った排気３を横向きに散らして導き、ケーシング８内の選択還元型触媒へ至らせる分散室９Ｃとを有している。
センサ１５の取付個所は、ケーシング８の排気入側端から見てケーシング軸心線ｘ１を中心とする３６０°の領域のうち、ミキシングパイプ軸心線ｘ２とケーシング軸心線ｘ１とを結ぶ排気流れ中心線ｅ１に直交し且つケーシング軸心線ｘ１に交わってケーシング８の径方向へ延びる境界線ｙ１を基準に、少なくとも、ミキシングパイプ９Ｂとは反対側の範囲に含まれる領域αに設定する。
つまり、分散室９Ｃからケーシング８へ向かう排気３の屈曲した流れは、その半径外方ほど速くなるので、前述した領域αに設定したセンサ１５の取付個所では、排気３の流量が少ない状態でも澱みが発現せず、センサ１５によって得られるデータに誤検出が生じない。
より好ましくは、境界線ｙ１を基準として、ミキシングパイプ９Ｂとは反対側の範囲に含まれ、境界線ｙ１から排気流れ中心線ｅ１に２３°近寄った位置と排気流れ中心線ｅ１から境界線ｙ１に２３°近寄った位置との間の領域βに、センサ１５の取付個所を限定的に設定する。
この領域βは、排気流れ中心線ｅ１の下方の範囲を含まないので、タイヤが跳ね上げた飛石によるセンサ１５の損傷を防ぐことができる。
しかも領域βは、排気流れ中心線ｅ１とそこから境界線ｙ１に２３°近寄った位置との間の範囲を含まないので、センサ１５自体やそれに付帯しているワイヤハーネスが、荷台側面１６の外方へ突出せず、更に領域βは、境界線ｙ１とそこから排気流れ中心線ｅ１に２３°近寄った位置との間の範囲を含まないので、センサ１５自体やそれに付帯しているワイヤハーネスが、荷台底面１４に干渉しない。
なお、本発明の排気浄化装置は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
本発明の排気浄化装置は、様々な車種に適用することができる。
３ 排気（エンジン排気）
８ ケーシング（筒体）
９Ｂ ミキシングパイプ（パイプ）
９Ｃ 分散室
１４ 荷台底面（車体底面）
１５ センサ
１６ 荷台側面（車側寄り部位）
ｅ１ 排気流れ中心線
ｘ１ ケーシング軸心線（筒体軸心線）
ｘ２ ミキシングパイプ軸心線（パイプ軸心線）
ｙ１ 境界線
α 領域
β 領域
８ ケーシング（筒体）
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１４ 荷台底面（車体底面）
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α 領域
β 領域
Claims (2)
- 触媒担体内包用の筒体と、当該筒体に平行なパイプと、前記筒体の排気入側端を包囲し且つパイプの内部を流れるエンジン排気を筒体の排気入側端へ導く分散室と、前記筒体に取り付けたセンサとを備え、筒体の排気入側端から見て筒体軸心線を中心とする３６０°の領域のうち、パイプ軸心線と筒体軸心線とを結ぶ排気流れ中心線に直交し且つ前記筒体軸心線に交わって筒体径方向へ延びる境界線を基準に、パイプとは反対側の範囲に含まれる領域に、筒体へのセンサ取付個所を設定したことを特徴とする排気浄化装置。
- 触媒担体内包用の筒体と、当該筒体に平行なパイプと、前記筒体の排気入側端を包囲し且つパイプの内部を流れるエンジン排気を筒体の排気入側端へ導く分散室と、前記筒体に取り付けたセンサとを備え、前記筒体を車体底面至近の車側寄り部位に設け、パイプ軸心線と筒体軸心線とを結ぶ排気流れ中心線が横向きとなるように筒体及びパイプの相対的な位置に設定しておき、筒体の排気入側端から見て筒体軸心線を中心とする３６０°の領域のうち、排気流れ中心線に直交し且つ筒体軸心線から筒体径方向の上側へ延びる境界線を基準に、パイプとは反対側の範囲に含まれ、境界線から排気流れ中心線に２３°近寄った位置と排気流れ中心線から境界線に２３°近寄った位置との間の領域に、筒体へのセンサ取付個所を設定したことを特徴とする排気浄化装置。
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