JP7314840B2 - Exhaust structure - Google Patents
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Description
本開示は、排気構造に関する。 The present disclosure relates to exhaust structures.
従来、内燃機関から排出された排ガスを浄化するシステムとして、尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、尿素SCRシステムでは、尿素水を噴射するインジェクタが設けられる上流側排気管と、SCR触媒が設けられる下流側排気管とが接続されて成ることが知られている。
Conventionally, a urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system is known as a system for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine (see
しかしながら、上流側排気管と下流側排気管との接続部分に生じた段差に還元剤が溜まり、腐食が発生するおそれがあった。 However, there is a risk that the reducing agent will accumulate in the step formed at the connecting portion between the upstream side exhaust pipe and the downstream side exhaust pipe, causing corrosion.
本開示の一態様の目的は、腐食の発生を抑制することができる排気構造を提供することである。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide an exhaust structure capable of suppressing the occurrence of corrosion.
本開示の一態様に係る排気構造は、内燃機関から排出される排ガスが流れる上流側排気管と下流側排気管とが直列に接続された排気構造であって、前記上流側排気管の下流端の内径は、前記下流側排気管の上流端の内径よりも小さく、前記上流側排気管の下流端は、前記下流側排気管の上流端の内部に挿入され、前記上流側排気管の下流端の外周面と、前記下流側排気管の上流端の内周面とが互いに接触した状態で固定されている。 An exhaust structure according to one aspect of the present disclosure is an exhaust structure in which an upstream exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows and a downstream exhaust pipe are connected in series, wherein the inner diameter of the downstream end of the upstream exhaust pipe is smaller than the inner diameter of the upstream end of the downstream exhaust pipe, the downstream end of the upstream exhaust pipe is inserted inside the upstream end of the downstream exhaust pipe, and the outer peripheral surface of the downstream end of the upstream exhaust pipe and the inner peripheral surface of the upstream end of the downstream exhaust pipe are in contact with each other. Fixed.
本開示によれば、腐食の発生を抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the occurrence of corrosion.
本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
まず、図1を用いて、本実施の形態に係る排気構造100の構成について説明する。図1は、排気構造100の構成の一例を示す模式図である。
First, the configuration of an
排気構造100は、例えば、内燃機関を搭載した車両(例えば、バス、トラック等の商用車)に搭載される。内燃機関は、ディーゼルエンジンでもよいし、ガソリンエンジンでもよい。
The
図1に示すように、排気構造100は、上流側排気管1、下流側排気管2、尿素水噴射装置3、ミキサー4、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒5を有する。
As shown in FIG. 1 , the
上流側排気管1および下流側排気管2は、内燃機関から排出された排ガスが流れる筒状の配管である。上流側排気管1と下流側排気管2とは、直列に接続されている。図1に示す矢印Aは、上流側排気管1内および下流側排気管2内における排ガスの流れ方向を示している。
The
図示は省略するが、上流側排気管1の上流端は、内燃機関に設けられた排気マニホールドに接続されている。また、図示は省略するが、下流側排気管2の下流端は、大気に面してもよいし、排気ディフューザ等に接続されてもよい。
Although not shown, the upstream end of the
上流側排気管1の下流端の内径aは、下流側排気管2の上流端の内径bよりも短い(小さい)。上流側排気管1の下流端は、下流側排気管2の上流端の内部に挿入されている。また、上流側排気管1の下流端の外周面と、下流側排気管2の上流端の内周面とは互いに接触した状態で固定(例えば、溶接)されている。
The inner diameter a at the downstream end of the
上流側排気管1の材料としては、例えば、SUS(Steel Use Stainless)436またはSUS444を用いることができる。下流側排気管2の材料としては、例えば、SUS436、SUS444、またはSUS447を用いることができる。
As a material of the upstream
例えば、上流側排気管1の材料として、SUS436を用い、下流側排気管2の材料として、より耐食性が高いSUS447を用いることにより、下流側排気管2が上流側排気管1よりも耐食性に優れるように構成することができる。
For example, by using SUS436 as the material of the upstream
上流側排気管1には、尿素水噴射装置3が設けられている。下流側排気管2には、ミキサー4、SCR触媒5が設けられている。なお、図1に示す各構成要素の大きさ、形状、位置関係等は、あくまで一例であり、図1の図示に限定されない。
A urea
尿素水噴射装置3(還元剤供給装置の一例)は、排気管1内に尿素水(還元剤の一例)を噴射する装置である。尿素水噴射装置3は、例えば、ドージングモジュールまたはインジェクタなどとも呼ばれる。
A urea water injection device 3 (an example of a reducing agent supply device) is a device that injects urea water (an example of a reducing agent) into the
尿素水噴射装置3により噴射された尿素水は、例えば、ミキサー4より下流側において加水分解される。これにより発生したアンモニア(還元剤から発生する物質の一例)は、SCR触媒5へ供給される。なお、尿素水の噴射量や噴射タイミングは、図示しない制御装置によって制御される。
The urea water injected by the urea
ミキサー4は、尿素水と排ガスとを攪拌混合させる装置である。ミキサー4を通過した排ガスは、尿素水を巻き込んだ旋回流となる。この旋回流に含まれる尿素水は、SCR触媒5に到達する前に気化してアンモニアとなる。
The
SCR触媒5(NOx浄化触媒の一例)は、尿素水から発生したアンモニアにより、排ガス中のNOxを窒素に還元する触媒である。 The SCR catalyst 5 (an example of a NOx purification catalyst) is a catalyst that reduces NOx in the exhaust gas to nitrogen with ammonia generated from urea water.
なお、SCR触媒5は、下流側排気管2に対して着脱可能な筐体である触媒コンバータ(触媒ケーシングとも呼ばれる)に収容されてもよい。
Note that the
また、図示は省略するが、SCR触媒5の下流側に、ASC(Ammonia Slip Catalyst)が設けられてもよい。ASCは、SCR触媒5で消費しきれなかったアンモニアを酸化、分解する触媒である。これにより、アンモニアが大気中に排出されることを防止できる。
Also, although not shown, an ASC (Ammonia Slip Catalyst) may be provided downstream of the
以上、排気構造100の構成について説明した。
The configuration of the
次に、図2を用いて、本開示の比較例に係る排気構造200について説明する。図2は、排気構造200の構成の一例を示す模式図である。なお、図2において図1と共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
Next, an
図2に示すように、排気構造200では、上流側排気管1の下流端の内径aは、下流側排気管2の上流端の内径bよりも長い(大きい)。下流側排気管2の上流端は、上流側排気管1の下流端の内部に挿入されている。また、上流側排気管1の下流端の内周面と、下流側排気管2の上流端の外周面とは互いに接触した状態で固定(例えば、溶接)されている。
As shown in FIG. 2 , in the
これにより、排気構造200では、上流側排気管1と下流側排気管2との接続部分において、段差(図2中の点線の囲み参照)が存在する。よって、尿素水噴射装置3から噴射された尿素水が段差に溜まり、腐食が発生するおそれがある。
Accordingly, in the
以上、排気構造200の構成について説明した。
The configuration of the
ここまで詳述したように、本実施の形態の排気構造100では、上流側排気管1の下流端の内径aが下流側排気管2の上流端の内径bよりも小さいことを特徴とする。よって、本実施の形態の排気構造100では、上流側排気管1と下流側排気管2との接続部分において、図2に示したような段差は生じない。したがって、腐食の発生を抑制することができる。
As described above in detail, the
また、本実施の形態の排気構造100では、下流側排気管2を構成する材料が上流側排気管1を構成する材料よりも耐食性が高いことを特徴とする。よって、尿素水噴射装置3の下流側かつSCR触媒5の上流側において尿素水が溜まるおそれがある上流側排気管1と下流側排気管2との接続部分において、腐食の発生をより効果的に抑制することができる。
Further, the
なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 It should be noted that the present disclosure is not limited to the description of the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure.
本開示の排気構造は、複数の排気管を接続する構造に有用である。 The exhaust structure of the present disclosure is useful for structures that connect a plurality of exhaust pipes.
1 上流側排気管
2 下流側排気管
3 尿素水噴射装置(還元剤供給装置の一例)
4 ミキサー
5 SCR触媒
1
4
Claims (2)
前記上流側排気管の下流端の内径は、前記下流側排気管の上流端の内径よりも小さく、
前記上流側排気管の下流端は、前記下流側排気管の上流端の内部に挿入され、前記上流側排気管の下流端の端部を含む所定範囲の外周面と、前記下流側排気管の上流端の内周面とが互いに接触した状態で固定されており、
前記上流側排気管には、前記上流側排気管内に還元剤を供給する還元剤供給装置が設けられ、
前記下流側排気管には、前記排ガスと前記還元剤とを攪拌するミキサーが設けられる、
排気構造。 An exhaust structure in which an upstream exhaust pipe and a downstream exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows are connected in series,
the inner diameter of the upstream end of the upstream exhaust pipe is smaller than the inner diameter of the upstream end of the downstream exhaust pipe;
The downstream end of the upstream exhaust pipe is inserted into the upstream end of the downstream exhaust pipe, and the outer peripheral surface of a predetermined range including the end of the downstream end of the upstream exhaust pipe and the inner peripheral surface of the upstream end of the downstream exhaust pipe are fixed in a state of contact with each other.
The upstream exhaust pipe is provided with a reducing agent supply device that supplies a reducing agent into the upstream exhaust pipe,
The downstream exhaust pipe is provided with a mixer for stirring the exhaust gas and the reducing agent .
exhaust structure.
請求項1に記載の排気構造。 The material forming the downstream side exhaust pipe has higher corrosion resistance than the material forming the upstream side exhaust pipe,
The exhaust structure according to claim 1 .
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