JP6120333B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
本発明は、還元剤供給装置から排ガス通路内に噴射された還元剤を排ガスと混合するミキサーが、触媒コンバータの上流側に配設される排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus in which a mixer for mixing a reducing agent injected into an exhaust gas passage from a reducing agent supply device with exhaust gas is disposed upstream of a catalytic converter.
NOX 触媒が充填された触媒コンバータの上流側に、排ガス通路に噴射された尿素水等の還元剤と、排ガスとを混合させるためのミキサーが設けられるようにした排ガス浄化装置が、たとえば特許文献1で知られている。 An exhaust gas purification apparatus in which a mixer for mixing a reducing agent such as urea water injected into an exhaust gas passage and exhaust gas is provided on the upstream side of a catalytic converter filled with a NO x catalyst is disclosed in, for example, Patent Literature Known as 1.
ところが、上記特許文献1で開示されたものでは、ミキサーが旋回流を得るように構成され、その旋回流で還元剤および排気の混合を促進するようにしており、ミキサーを通過する際の排ガスの流通抵抗すなわち排気抵抗が比較的大きくなってしまう。 However, in the one disclosed in Patent Document 1, the mixer is configured to obtain a swirling flow, and the swirling flow promotes the mixing of the reducing agent and the exhaust gas. Distribution resistance, that is, exhaust resistance becomes relatively large.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ミキサーでの排気抵抗を比較的小さく抑えることを可能とした排ガス浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of suppressing the exhaust resistance in a mixer to be relatively small.
上記目的を達成するために、本発明は、還元剤供給装置から排ガス通路内に噴射された還元剤を排ガスと混合するミキサーが、触媒コンバータの上流側に配設される排ガス浄化装置において、前記ミキサーが、前記還元剤供給装置から噴射される還元剤がそれぞれ当てられるようにして前記排ガス通路内の排ガス流通方向に沿って平行に延びる複数個の壁部を備え、それらの壁部の表面積が、前記還元剤供給装置から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されるとともに、それらの壁部の少なくとも中央部が、それらの壁部の延び方向から視た平面視で前記還元剤供給装置側に向かって突出した形状に形成されることを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust gas purification apparatus in which a mixer for mixing the reducing agent injected into the exhaust gas passage from the reducing agent supply device with the exhaust gas is disposed upstream of the catalytic converter. The mixer includes a plurality of walls extending in parallel along the exhaust gas flow direction in the exhaust gas passage so that the reducing agent injected from the reducing agent supply device is applied thereto, and the surface area of the walls is The wall is formed so as to gradually increase as the distance from the reducing agent supply device increases, and at least the central portion of the wall portions is disposed on the reducing agent supply device side in a plan view as viewed from the extending direction of the wall portions. The first characteristic is that the shape protrudes toward the surface.
また本発明は、第1の特徴の構成に加えて、複数個の前記壁部が、それらの壁部の少なくとも中央部の前記排ガス流通方向に沿う長さが、前記還元剤供給装置から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されることを第2の特徴とする。 In the present invention, in addition to the configuration of the first feature, the length of the plurality of wall portions along at least the central portion of the wall portions along the exhaust gas flow direction is far from the reducing agent supply device. The second feature is that it is formed so as to increase gradually as the time elapses.
本発明は、第1または第2の特徴の構成に加えて、前記ミキサーは、前記排ガス通路を形成するとともに前記還元剤供給装置が取付けられる筒体内に複数個の前記壁部が設けられて成り、前記筒体が、該筒体の上流側および下流側の排気管とは独立して形成されるとともに前記上流側および下流側の排気管に結合されることを第3の特徴とする。 According to the present invention, in addition to the configuration of the first or second feature, the mixer includes a plurality of the wall portions provided in a cylinder in which the exhaust gas passage is formed and the reducing agent supply device is attached. The third feature is that the cylindrical body is formed independently of the upstream and downstream exhaust pipes of the cylindrical body and is coupled to the upstream and downstream exhaust pipes.
なお実施の形態の二次触媒コンバータ13が本発明の触媒コンバータに対応する。
The secondary
本発明の第1の特徴によれば、還元剤供給装置から噴射される還元剤がそれぞれ当てられる複数個の壁部をミキサーが備えるので、各壁部から還元剤を反射、拡散させて排ガスとの混合を良好にすることができ、また各壁部が排ガス流通方向に沿って平行に延びるのでミキサーを通過する排ガスの流通抵抗を比較的低く抑えることが可能であり、しかも各壁部の表面積が還元剤供給装置から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されるので還元剤供給装置から噴射される還元剤を確実に満遍なく壁部に当てるようにして排ガスとの混合効率を高めることができる。 According to the first feature of the present invention, since the mixer includes a plurality of wall portions to which the reducing agent injected from the reducing agent supply device is applied, the reducing agent is reflected and diffused from each wall portion, and the exhaust gas. In addition, since each wall portion extends in parallel along the exhaust gas flow direction, the flow resistance of the exhaust gas passing through the mixer can be kept relatively low, and the surface area of each wall portion can be kept low. Is formed so as to gradually increase as the distance from the reducing agent supply device increases, so that the reducing agent injected from the reducing agent supply device can be uniformly applied to the wall portion to increase the mixing efficiency with the exhaust gas.
また、複数個の壁部の少なくとも中央部が、排ガス流通方向に沿って延びるそれら壁部の延び方向から視た平面視で前記還元剤供給装置側に向かって突出しているので、還元剤供給装置から噴射されて壁部に当たった還元剤を排ガス流通方向ならびに還元剤噴射方向とほぼ直交する方向に拡散させることができ、排ガスとの混合がより効果的となる。 Further, since at least the central part of the plurality of wall portions protrudes toward the reducing agent supply device in a plan view as viewed from the extending direction of the wall portions extending along the exhaust gas circulation direction, the reducing agent supply device Can be diffused in a direction substantially orthogonal to the exhaust gas flow direction and the reducing agent injection direction, and mixing with the exhaust gas becomes more effective.
また本発明の第2の特徴によれば、複数個の壁部の少なくとも中央部の排ガス流通方向に沿う長さが、還元剤供給装置から遠くなるにつれて次第に大きくなるので、還元剤供給装置から噴射される還元剤を各壁部に満遍なく無駄なく当てることができる。 Further, according to the second feature of the present invention, the length along the exhaust gas flow direction of at least the central portion of the plurality of wall portions gradually increases as the distance from the reducing agent supply device increases. The reducing agent to be applied can be uniformly applied to each wall portion without waste.
さらに本発明の第3の特徴によれば、ミキサーの上流側および下流側の排気管と独立して形成されるとともにそれらの排気管に結合される筒体をミキサーが備え、その筒体内に複数個の壁部が設けられ、還元剤供給装置が筒体に取付けられるので、還元剤供給装置が取付けられた状態のミキサーを、排気管とは独立したユニットとして組み立てることができ、ミキサーおよび還元剤供給装置の排ガス浄化装置への組み付け作業性を良好なものとすることができる。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the mixer includes a cylindrical body that is formed independently of the upstream and downstream exhaust pipes of the mixer and is coupled to the exhaust pipes. Since the wall portion is provided and the reducing agent supply device is attached to the cylindrical body, the mixer with the reducing agent supply device attached can be assembled as a unit independent of the exhaust pipe. Assembling workability of the supply device to the exhaust gas purification device can be improved.
以下、本発明の実施の形態および参考形態を、添付の図面を参照しながら説明する。 Embodiments and reference embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の第1の実施の形態について図1〜図3を参照しながら説明すると、先ず図1において、デイーゼルエンジンEの排ガス浄化装置11Aは、一次触媒コンバータ12と、その一次触媒コンバータ12よりも下流側に配置される二次触媒コンバータ13と、一次および二次触媒コンバータ13間に介設されるミキサー14Aと、該ミキサー14A内に還元剤rたとえば尿素水を噴射する還元剤供給装置15とを備える。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. First, in FIG. 1, an exhaust gas purification device 11 </ b> A of a diesel engine E includes a primary
前記一次触媒コンバータ12は、通過する排ガスg中のCOおよびHCを酸化除去する。また二次触媒コンバータ13は、触媒を担持したハニカム構造のセラミックス16が、保持筒17にマット18を介して支持されて成り、通過する排ガスg中のNOX を還元除去する。
The
前記ミキサー14Aは、前記還元剤供給装置15から噴射される還元剤rを排ガス通路19内で排ガスgと混合して前記二次触媒コンバータ13側に導くものであり、前記一次触媒コンバータ12から導出された排ガスgを導く排気管20と、前記二次触媒コンバータ13との間に介設されており、前記還元剤供給装置15から噴射される還元剤rがそれぞれ当てられるようにして前記排ガス通路19内の排ガス流通方向21に沿って平行に延びる複数個たとえば第1〜第5の壁部22,23,24,25,26を備える。
The
前記ミキサー14Aは、前記排ガス通路19を形成するとともに前記還元剤供給装置15が取付けられる筒体27内に、複数個の壁部が設けられて成るものであり、この第1の実施の形態では、還元剤供給装置15に近い側から順に番号を付した第1〜第5の壁部22,23,24,25,26が前記筒体27内に設けられて成る。第1〜第5の壁部22〜26の両端は、前記筒体27の内周に嵌合、固着される薄板リング28に、たとえば溶接によって固着される。
The
前記筒体27の両端は、前記排気管20と、前記二次触媒コンバータ13の前記保持筒17の上流端に一体に形成される排気管17aとに溶接によって結合されており、前記排気管20,17aとは別体に形成される。また前記還元剤供給装置15は、前記薄板リング28が固着される部位よりも前記排ガス流通方向21に沿う上流側で前記筒体27の外面に取付けられるものであり、この還元剤供給装置15の前記筒体27への取付け姿勢は、該還元剤供給装置15から噴射される前記還元剤rが、より満遍なく第1〜第5の壁部22〜26に当たるように設定される。
Both ends of the
しかも第1〜第5の壁部22〜26の表面積は、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成される。このため第1〜第5の壁部22〜26が、それらの壁部22〜26の少なくとも中央部の前記排ガス流通方向21に沿う長さが、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されており、この実施の形態では、前記薄板リング28から前記排ガス流通方向21に沿う上流側に第1〜第5の壁部22〜26が突出するとともに第1〜第5の壁部22〜26の中央部22a,23a,24a,25a,26aの前記薄板リング28からの前記排ガス流通方向21に沿う上流側への突出量が、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成される。
Moreover, the surface areas of the first to
さらに第1〜第5の壁部22〜26の少なくとも中央部、この第1の実施の形態では中央部22a〜26aが、前記排ガス流通方向21に沿って延びる前記第1〜第5の壁部22〜26の延び方向から視た平面視で、前記還元剤供給装置15側に向かって、たとえば三角形状に突出した形状に形成される。
Furthermore, at least the central portion of the first to
次にこの第1の実施の形態の作用について説明すると、ミキサー14Aが、還元剤供給装置15から噴射される還元剤rがそれぞれ当てられる第1〜第5の壁部22〜26を備えるので、第1〜第5の壁部22〜26から還元剤rを反射、拡散させて排ガスgとの混合を良好にすることができる。また第1〜第5の壁部22〜26が排ガス流通方向21に沿って平行に延びるのでミキサー14Aを通過する排ガスgの流通抵抗を比較的低く抑えることが可能であり、しかも第1〜第5の壁部22〜26の表面積が前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されるので前記還元剤供給装置15から噴射される還元剤rを確実に満遍なく第1〜第5の壁部22〜26に当てるようにして排ガスgとの混合効率を高めることができる。
Next, the operation of the first embodiment will be described. Since the
また第1〜第5の壁部22〜26が、それらの壁部22〜26の少なくとも中央部22a〜26aの前記排ガス流通方向21に沿う長さが、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されるので、前記還元剤供給装置15から噴射される還元剤rを各壁部22〜26に満遍なく無駄なく当てることができる。
Further, the lengths of the first to
また第1〜第5の壁部22〜26の少なくとも中央部22a〜26aが、前記第1〜第5の壁部22〜26の前記延び方向から視た平面視で前記還元剤供給装置15側に向かって突出した形状に形成されるので、前記還元剤供給装置15から噴射されて第1〜第5の壁部22〜26に当たった還元剤rを排ガス流通方向21ならびに還元剤噴射方向とほぼ直交する方向に拡散させることができ、排ガスgとの混合がより効果的となる。
Further, at least the
さらに前記ミキサー14Aは、排ガス通路19を形成するとともに前記還元剤供給装置15が取付けられる筒体27内に第1〜第5の壁部22〜26が設けられて成り、前記筒体27が、該筒体27の上流側および下流側の排気管20,17aとは独立して形成されるとともに前記上流側および下流側の排気管20,17aに結合されるので、還元剤供給装置15が取付けられた状態のミキサー14Aを、排気管20,17aとは独立したユニットとして組み立てることができ、ミキサー14Aおよび還元剤供給装置15の排ガス浄化装置への組み付け作業性を良好なものとすることができる。
Furthermore, the
図4は本発明の第2の実施の形態を示すものであり、上記第1の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The parts corresponding to those of the first embodiment are indicated by the same reference numerals, and the detailed description is omitted. .
排ガス浄化装置11Bにおいて一次触媒コンバータ12および二次触媒コンバータ13間に介設されるミキサー14Bは、排ガス通路19を形成するとともに還元剤供給装置15が取付けられる筒体27内に、第1〜第5の壁部22,23,24,25,26が設けられて成り、第1〜第5の壁部22〜26の両端は、前記筒体27の内周に嵌合、固着される薄板リング28に、たとえば溶接によって固着される。
The
前記還元剤供給装置15は、前記薄板リング28が固着される部位よりも前記排ガス流通方向21に沿う下流側で前記筒体27の外面に取付けられ、第1〜第5の壁部22〜26は、それらの壁部22〜26の少なくとも中央部の前記排ガス流通方向21に沿う長さが、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されており、前記薄板リング28から前記排ガス流通方向21に沿う下流側に第1〜第5の壁部22〜26が突出するとともに第1〜第5の壁部22〜26の中央部22a,23a,24a,25a,26aの前記薄板リング28からの前記排ガス流通方向21に沿う下流側への突出量が、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成される。また第1〜第5の壁部22〜26の中央部22a〜26aは、前記排ガス流通方向21に沿って延びる前記第1〜第5の壁部22〜26の延び方向から視た平面視で、前記還元剤供給装置15側に向かって、たとえば三角形状に突出した形状に形成される。
The reducing
この第2の実施の形態によっても上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 The same effect as that of the first embodiment can be obtained also by the second embodiment.
図5および図6は本発明の参考形態を示すものであり、上記第1および第2の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。 FIG. 5 and FIG. 6 show a reference form of the present invention. The parts corresponding to the first and second embodiments are only given the same reference numerals, and the detailed explanation is as follows. Omitted.
排ガス浄化装置11Cにおいて一次触媒コンバータ12および二次触媒コンバータ13間に介設されるミキサー14Cは、排ガス通路19を形成するとともに還元剤供給装置15が取付けられる筒体27内に、平板状である第1〜第5の壁部32,33,34,35,36が設けられて成り、第1〜第5の壁部32〜36の両端は、前記筒体27の内周に嵌合、固着される薄板リング28に、たとえば溶接によって固着される。
The
前記還元剤供給装置15は、前記薄板リング28が固着される部位よりも前記排ガス流通方向21に沿う下流側で前記筒体27の外面に取付けられ、第1〜第5の壁部32〜36は、それらの壁部32〜36の少なくとも中央部の前記排ガス流通方向21に沿う長さが、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されており、前記薄板リング28から前記排ガス流通方向21に沿う下流側に第1〜第5の壁部32〜36が突出するとともに第1〜第5の壁部32〜36の中央部32a,33a,34a,35a,36aの前記薄板リング28からの前記排ガス流通方向21に沿う下流側への突出量が、前記還元剤供給装置15から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されており、第1の壁部32の前記排ガス流通方向21に沿う下流側の端壁はその中央部32aを含んで平坦に形成されるが、第2〜第5の壁部33〜36の中央部33a〜36aは段差状に突出するように形成される。
The reducing
この参考形態によっても上記第1および第2の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 Also according to this reference embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
以上、本発明の実施の形態および参考形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiment and the reference embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. Can be done.
たとえば上述の実施の形態では壁部22〜26,32〜36が薄板リング28に溶接によって固着されるようにしたが、円形の平板から複数の壁部を切り起こして形成することも可能である。
For example, in the above-described embodiment, the
14A,14B・・・ミキサー
15・・・還元剤供給装置
17,20・・・排気管
19・・・排ガス通路
21・・・排ガス流通方向
22,23,24,25,26・・・壁部
22a,23a,24a,25a,26a・・・壁部の中央部
27・・・筒体
g・・・排ガス
r・・・還元剤
14A, 14B ...
Claims (3)
前記ミキサー(14A,14B)が、前記還元剤供給装置(15)から噴射される還元剤(r)がそれぞれ当てられるようにして前記排ガス通路(19)内の排ガス流通方向(21)に沿って平行に延びる複数個の壁部(22,23,24,25,26)を備え、それらの壁部(22〜26)の表面積が、前記還元剤供給装置(15)から遠くなるにつれて次第に大きくなるように形成されるとともに、それらの壁部(22〜26)の少なくとも中央部(22a,23a,24a,25a,26a)が、それらの壁部(22〜26)の延び方向から視た平面視で前記還元剤供給装置(15)側に向かって突出した形状に形成されることを特徴とする排ガス浄化装置。 A mixer (14A, 14B) for mixing the reducing agent (r) injected into the exhaust gas passage (19) from the reducing agent supply device (15) with the exhaust gas (g) is disposed upstream of the catalytic converter (13). In the exhaust gas purification device to be
The mixers (14A, 14B) are respectively applied with the reducing agent (r) injected from the reducing agent supply device (15) along the exhaust gas flow direction (21) in the exhaust gas passage (19). A plurality of wall portions (22, 23, 24, 25, 26) extending in parallel are provided, and the surface areas of these wall portions (22-26) gradually increase as the distance from the reducing agent supply device (15) increases. And at least the central portion (22a, 23a, 24a, 25a, 26a) of the wall portions (22 to 26) is a plan view as viewed from the extending direction of the wall portions (22 to 26). The exhaust gas purifying device is formed in a shape protruding toward the reducing agent supply device (15).
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