WO2005033479A1 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

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Kiminobu Hirata
Hisashi Akagawa
Shuichi Nakamura
Hiroki Ueno
Ikuo Sakai
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Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an engine exhaust gas purification device (hereinafter, referred to as “exhaust gas purification device”) for reducing and purifying nitrogen oxides (N ⁇ x) in exhaust gas using a liquid reducing agent, and more particularly, to an injection nozzle. And a technique for preventing clogging of the piping.
  • exhaust gas purification device for reducing and purifying nitrogen oxides (N ⁇ x) in exhaust gas using a liquid reducing agent, and more particularly, to an injection nozzle.
  • Patent Document 1 As an exhaust gas purification system for purifying NOx contained in the exhaust gas of an engine, an exhaust gas purification device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-27627 (Patent Document 1) has been proposed.
  • a powerful exhaust gas purification device arranges a reduction catalyst in an exhaust system of an engine and injects and supplies a reducing agent upstream of the exhaust of the reduction catalyst to cause a catalytic reduction reaction between NOx and the reducing agent in the exhaust gas. It purifies NOx into harmless components.
  • the reducing agent is stored in the storage tank in a liquid state at normal temperature, and the required amount corresponding to the operating state of the engine is injected and supplied from the injection nozzle.
  • a liquid reducing agent such as an aqueous urea solution, an aqueous ammonia solution, or light oil mainly composed of hydrocarbon is used.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-27627
  • the present invention reduces the volume unrelated to the injection and supply of the liquid reducing agent, or performs a water-repellent treatment on at least one of the injection nozzle and its piping. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device in which clogging is less likely to occur.
  • a reduction catalyst that is provided in an engine exhaust system and reduces and purifies nitrogen oxides with a liquid reducing agent, and the reduction catalyst according to an engine operating state.
  • a reducing agent supply device for controlling the flow rate of the supplied liquid reducing agent, an injection nozzle fixed to the exhaust system via a flange and injecting and supplying the liquid reducing agent upstream of the exhaust of the reduction catalyst, and the reducing agent supply
  • an exhaust gas purifying apparatus for an engine comprising: a pipe for communicating and connecting a device and the injection nozzle, the pipe is made of a ceramic material.
  • a radiation fin may be arranged in the flange or the refrigerant may pass therethrough.
  • a heat insulating gasket may be interposed between the exhaust system and the flange.
  • a reduction catalyst provided in an engine exhaust system for reducing and purifying nitrogen oxides with a liquid reducing agent, and a liquid supplied to the reduction catalyst according to an engine operating state.
  • a reducing agent supply device that controls the flow rate of the reducing agent, an injection nozzle that injects and supplies a liquid reducing agent upstream of the exhaust of the reduction catalyst, and a pipe that connects and connects the reducing agent supply device and the injection nozzle.
  • the inner wall of at least one of the injection nozzle and the pipe is subjected to a water-repellent treatment.
  • the pipe may have an axis extending in a substantially vertical direction, and the lower end of the pipe may be connected to the injection nozzle.
  • the exhaust gas purification device of the first embodiment of the present invention NOx contained in the engine exhaust gas is reduced and purified by the reduction catalyst using the liquid reducing agent supplied by the reducing agent supply device. .
  • the pipe connecting the reducing agent supply device and the injection nozzle is made of a ceramic material, so the heat conductivity, which is a thermal characteristic, is small, so the heat of the exhaust system is reduced. It becomes difficult to be transmitted to the agent supply device. For this reason, even if the reducing agent supply device is brought close to the exhaust system, an increase in its use temperature is suppressed, and a predetermined use environment can be satisfied.
  • the reducing agent supply device can be brought closer to the exhaust system, so that the length of the piping can be shortened, the volume unrelated to the liquid reducing agent injection and supply is reduced, and the liquid reducing agent injection and supply is reduced.
  • the liquid reducing agent adhering to the pipe and the inner wall of the injection nozzle immediately after the stoppage is reduced. For this reason, even if the water is evaporated from the liquid reducing agent due to the exhaust heat and the components are precipitated, the absolute amount is small, so that the pipes and the injection nozzles are not clogged.
  • N Ox contained in the engine exhaust gas is reduced and purified by the reduction catalyst using the liquid reducing agent supplied by the reducing agent supply device.
  • the liquid reducing agent supplied by the reducing agent supply device since at least one of the inner walls of the injection nozzle and the pipe is water-repellent, when the injection supply of the liquid reducing agent is stopped, the liquid reducing agent remaining inside is vertically downward. And the amount of urea solution adhering to the inner wall decreases. For this reason, even if water evaporates from the liquid reducing agent due to the exhaust heat and the components are precipitated, the absolute amount of the components is small, so that the piping and the injection nozzle are not clogged.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of an exhaust gas purification device to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of the vicinity of the injection nozzle in the above.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an air cooling structure that can be employed in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a water cooling structure that can be employed in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a water-repellent layer according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a basic configuration of an exhaust gas purification apparatus to which the present invention is applied.
  • the exhaust gas of the engine 10 is discharged from the exhaust manifold 12 to the atmosphere via an exhaust pipe 16 in which a NOx reduction catalyst 14 is provided.
  • the exhaust pipe 16 includes an oxidation catalyst for nitric oxide (NO), a N ⁇ x reduction catalyst, and an ammonia oxidation catalyst in the order of the exhaust gas upstream.
  • the exhaust system is constructed by arranging a temperature sensor and an oxygen sensor before and after the exhaust system, but they are not shown in detail.
  • a liquid reducing agent is injected and supplied together with air from a reducing agent supply device 18 via a pipe 20 and an injection nozzle 22 to the exhaust gas upstream of the NOx reduction catalyst 14. That is, as shown in FIG. 2, the exhaust pipe 16 located upstream of the exhaust of the N ⁇ x reduction catalyst 14 is provided with a flange 24 to which an injection nozzle 22 is coupled so as to close an opening 16A opened in the peripheral wall thereof. Fastened with bolt 26.
  • an aqueous urea solution is used as the liquid reducing agent, but an aqueous ammonia solution, light oil mainly containing hydrocarbons, or the like may be used.
  • the aqueous urea solution is an aqueous solution in which solid or powdered urea is dissolved, and is supplied to the reducing agent supply device 18 from a storage tank, not shown.
  • the aqueous urea solution injected and supplied to the exhaust gas upstream of the NOx reduction catalyst 14 is hydrolyzed by exhaust heat and water vapor in the exhaust gas, and ammonia is easily generated. It is known that the generated ammonia reacts with NOx in the exhaust gas in the NOx reduction catalyst 14 and is purified into water and harmless gas.
  • control unit 28 having a built-in computer for controlling the injection supply amount of the urea aqueous solution according to the engine operating state is provided.
  • the control unit 28 is a CAN (uontroller
  • the reducing agent supply device 18 is controlled in accordance with the engine rotation speed and the fuel injection amount input via an area network (Area Network).
  • the reducing agent supply device 18 and the injection nozzle 22 are connected to each other via a ceramic pipe 20.
  • the heat conductivity which is a thermal characteristic
  • the heat conductivity is small. It becomes difficult for the heat of 16 to be transferred to the reducing agent supply device 18. For this reason, even if the reducing agent supply device 18 is brought close to the exhaust pipe 16, an increase in its use temperature is suppressed, and a predetermined use environment can be satisfied. And, since the reducing agent supply device 18 can be brought closer to the exhaust pipe 16, the length of the pipe 20 can be shortened, and there is no injection supply of the urea aqueous solution.
  • the volume of the relationship is reduced, the amount of the urea aqueous solution attached to the inner wall of the pipe 20 and the injection nozzle 22 immediately after stopping the supply of the urea aqueous solution is reduced. Therefore, even if water is evaporated from the urea aqueous solution attached to the inner wall due to the exhaust heat and urea is precipitated, the amount of the urea is small, so that the pipe 20 and the injection nozzle 22 are not clogged.
  • a flange 24 for closing an opening 16A opened in the peripheral wall of the exhaust pipe 16 is provided with a heat source, which further reduces the amount of heat transmitted from the exhaust pipe 16 to the reducing agent supply device 18.
  • An air cooling structure in which heat dissipating fins 30 made of copper or the like having good conductivity may be arranged.
  • a cooling water passage may be formed inside the flange 24, and a water cooling structure may be employed as shown in FIG. The air cooling structure and the water cooling structure of the flange 24 may employ both of them.
  • the exhaust heat transmitted from the exhaust pipe 16 to the flange 24 is radiated by the radiating fins 30 or exchanges heat with the cooling water, and the amount of heat transmitted to the pipe 20 is reduced. Decrease. For this reason, since the operating temperature of the reducing agent supply device 18 decreases, the reducing agent supply device 18 can be brought closer to the exhaust pipe 16, and the volume unrelated to the injection supply of the urea aqueous solution further decreases. Further, since the absolute amount of the aqueous urea solution adhering to the pipe 20 and the inner wall of the injection nozzle 22 is further reduced, it is possible to effectively prevent the clogging thereof.
  • a heat insulating gasket may be interposed between the opening 16A of the exhaust pipe 16 and the flange 24. This makes it difficult for the heat of the exhaust pipe 16 to be transmitted to the flange 24, so that the same effect as described above can be exerted.
  • the opening 16A and the flange 2 If a heat insulating gasket is interposed between the exhaust gas pipe 4 and the heat exchanger 4, the amount of heat transferred from the exhaust pipe 16 to the reducing agent supply device 18 is efficiently reduced, and the reducing agent supply device 18 is brought closer to the exhaust pipe 16. be able to.
  • FIG. 5 shows a configuration of an exhaust gas purification device according to a second embodiment of the present invention.
  • the pipe 20 and the inner wall of the injection nozzle 22 A water-repellent layer 32 is formed by applying a resin process or an organic plating process.
  • the urea aqueous solution remaining inside the urea aqueous solution is vertical.
  • the urea aqueous solution that flows downward and adheres to the pipe 20 and the inner wall of the injection nozzle 22 decreases. Therefore, even if water is evaporated from the urea aqueous solution adhering to the inner wall due to the exhaust heat and urea is precipitated, the amount of urea is small, so that the pipe 20 and the injection nozzle 22 are not clogged. Absent.
  • the pipe 20 has an axis extending in a substantially vertical direction, and an injection nozzle 22 connected to a lower end thereof.
  • both the pipe 20 and the injection nozzle 22 are subjected to the water-repellent treatment.
  • the water-repellent treatment may be applied to only one of the pipes where clogging is likely to occur.
  • the inner wall of the pipe 20 is subjected to a water-repellent treatment only to a portion that may be heated to a temperature at which the urea aqueous solution solidifies, the clogging can be suppressed.

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Abstract

　エンジン排気系に配設され、液体還元剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触媒と、エンジン運転状態に応じて、還元触媒に供給する液体還元剤の流量を制御する還元剤供給装置と、排気系にフランジを介して固定され、還元触媒の排気上流に液体還元剤を噴射供給する噴射ノズルと、還元剤供給装置と噴射ノズルとを連通接続させる配管と、を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置において、配管をセラミックス製の材料から構成し、又は、噴射ノズル及び配管のうち少なくとも一方の内壁に撥水加工を施すようにする。そして、液体還元剤の噴射供給停止直後における配管及び噴射ノズルの内壁に付着する液体還元剤を減少させ、配管及び噴射ノズルに目詰まりが起こり難くする。

Description

明 細 書
エンジンの排気浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、液体還元剤を用いて、排気中の窒素酸化物（N〇x)を還元浄化するェ ンジンの排気浄化装置 (以下「排気浄化装置」という）に関し、特に、噴射ノズル及び その配管の目詰まりを起き難くする技術に関する。
^景技術
[0002] エンジンの排気に含まれる NOxを浄化する排気浄化システムとして、特開 2000— 2 7627号公報 (特許文献 1)に開示された排気浄化装置が提案されている。
[0003] 力かる排気浄化装置は、エンジンの排気系に還元触媒を配設し、還元触媒の排気 上流に還元剤を噴射供給することにより、排気中の NOxと還元剤とを触媒還元反応 させて、 NOxを無害成分に浄化処理するものである。還元剤は、常温において液体 状態で貯蔵タンクに貯蔵され、エンジン運転状態に対応した必要量が噴射ノズルか ら噴射供給される。ここで、還元剤としては、尿素水溶液，アンモニア水溶液，炭化水 素を主成分とする軽油などの液体還元剤が用いられる。
特許文献 1：特開 2000 - 27627号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、エンジン運転状態によっては排気中の NOxが少なぐ還元触媒による N Ox浄化が不要なときがある。このため、液体還元剤の不必要な消費を防止する観点 から、還元触媒の排気上流には、エンジン運転状態に応じて断続的に液体還元剤 が噴射供給される構成が採用される。このような構成を採用した場合、液体還元剤の 噴射供給が停止した後に、噴射ノズノレ及びその配管内で液体還元剤が凝固して目
PPまりを起こし、液体還元剤の噴射供給ができなくなるおそれがある。即ち、液体還 元剤の噴射供給を停止した直後には、噴射ノズル及びその配管内には液体還元剤 の液滴が付着している。そして、噴射ノズル及びその配管は、高温の排気に直接晒 されているため排気熱によって温度が上昇し、液体還元剤の水分が蒸発してその成 分が析出されてしまう。噴射ノズル及びその配管内で目詰まりが起こり、液体還元剤 の噴射供給ができなくなると、還元触媒による NOx浄化が期待できず、 NOxを大量 に含んだ排気が大気中に放出されてしまうこととなる。
[0005] そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、液体還元剤の噴射供給とは 無関係なボリュームを減らし、又は、噴射ノズノレ及びその配管のうち少なくとも一方に 撥水加工を施すことで、 目詰まりを起き難くした排気浄化装置を提供することを目的 とする。
課題を解決するための手段
[0006] このため、本発明の第 1実施形態では、エンジン排気系に配設され、液体還元剤に より窒素酸化物を還元浄化する還元触媒と、エンジン運転状態に応じて、前記還元 触媒に供給する液体還元剤の流量を制御する還元剤供給装置と、前記排気系にフ ランジを介して固定され、前記還元触媒の排気上流に液体還元剤を噴射供給する 噴射ノズルと、前記還元剤供給装置と前記噴射ノズルとを連通接続させる配管と、を 含んで構成されるエンジンの排気浄化装置において、前記配管を、セラミックス製の 材料から構成したことを特徴とする。
[0007] このとき、前記フランジに放熱フィンを列設したり冷媒を通過させるようにしてもよい 。また、前記排気系とフランジとの間に、断熱材ガスケットを介在させるようにしてもよ レ、。
[0008] 本発明の第 2実施形態では、エンジン排気系に配設され、液体還元剤により窒素 酸化物を還元浄化する還元触媒と、エンジン運転状態に応じて、前記還元触媒に供 給する液体還元剤の流量を制御する還元剤供給装置と、前記還元触媒の排気上流 に液体還元剤を噴射供給する噴射ノズルと、前記還元剤供給装置と前記噴射ノズル とを連通接続させる配管と、を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置において、 前記噴射ノズノレ及び配管のうち少なくとも一方の内壁に撥水加工を施したことを特徴 とする。
[0009] このとき、前記撥水加工として、フッ素樹脂加工又は有機メツキ加工を施してもよい 。また、前記配管は、その軸線が略鉛直方向に延びると共に、その下端に前記噴射 ノズノレが接続されるようにしてもょレ、。 発明の効果
[0010] 本発明の第 1実施形態に係る排気浄化装置によれば、エンジン排気に含まれる N Oxは、還元剤供給装置により供給された液体還元剤を用いて、還元触媒において 還元浄化される。このとき、還元剤供給装置と噴射ノズルとを連通接続する配管がセ ラミックス製の材料力 構成されているため、その熱的特性である熱伝導率が小さい ことから、排気系の熱が還元剤供給装置へと伝達され難くなる。このため、還元剤供 給装置を排気系に近づけても、その使用温度の上昇が抑制され、所定の使用環境 を満たすことが可能となる。そして、還元剤供給装置を排気系に近づけることが可能 となった結果、配管の長さを短くすることができ、液体還元剤の噴射供給とは無関係 のボリュームが減り、液体還元剤の噴射供給停止直後における配管及び噴射ノズル の内壁に付着する液体還元剤が減少する。このため、排気熱により、液体還元剤か ら水分が蒸発して成分が析出されたとしても、その絶対量が少ないため、配管及び 噴射ノズルに目詰まりを起こすまでには至らない。
[0011] 一方、液体還元剤の噴射供給が再開されると、配管及び噴射ノズルには、液体還 元剤が勢いよく通過するため、その内壁で凝固した成分が溶解して排気系へと排出 される。従って、液体還元剤の噴射供給が断続的に行われたとしても、配管及び噴 射ノズノレの内壁には、液体還元剤の成分が徐々に蓄積されてしまうことがなぐ 目詰 まりが起こり難くなることから、所要の N〇x浄化効率を長期間に亘つて維持することが できる。
[0012] 本発明の第 2実施形態に係る排気浄化装置によれば、エンジン排気に含まれる N Oxは、還元剤供給装置により供給された液体還元剤を用いて、還元触媒において 還元浄化される。このとき、噴射ノズル及び配管のうち少なくとも一方の内壁には、撥 水加工が施されているため、液体還元剤の噴射供給が停止したときに、その内部に 残存する液体還元剤は鉛直下方へと流れ落ち、その内壁に付着する尿素水溶液が 減少する。このため、排気熱により、液体還元剤から水分が蒸発して成分が析出され たとしても、その絶対量が少ないため、配管及び噴射ノズノレに目詰まりを起こすまで には至らない。
[0013] 一方、液体還元剤の噴射供給が再開されると、噴射ノズル及び配管には、液体還 元剤が勢いよく通過するため、その内壁で凝固した成分が溶解して排気系へと排出 される。従って、液体還元剤の噴射供給が断続的に行われたとしても、配管及び噴 射ノズノレの内壁には、液体還元剤の成分が徐々に蓄積されてしまうことがなぐ 目詰 まりが起こり難くなることから、所要の N〇x浄化効率を長期間に亘つて維持することが できる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]図 1は、本発明を適用する排気浄化装置の基本構成図である。
[図 2]図 2は、同上における噴射ノズル付近の部分拡大図である。
[図 3]図 3は、本発明の第 1実施形態で採用し得る空冷構造の説明図である。
[図 4]図 4は、本発明の第 1実施形態で採用し得る水冷構造の説明図である。
[図 5]図 5は、本発明の第 2実施形態に係る撥水層の説明図である。
符号の説明
[0015] 10 エンジン
14 N〇x還元触媒
16 排気管
16A 開口部
18 還元剤供給装置
20 配管
22 噴射ノズル
24 フランジ
30 放熱フィン
32 撥水層
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
[0017] 図 1は、本発明を適用する排気浄化装置の基本構成を示す。
[0018] エンジン 10の排気は、排気マニフォ一ルド 12から、 NOx還元触媒 14が配設された 排気管 16を経由して大気中に排出される。詳細には、排気管 16には、排気上流側 力 順に、一酸化窒素（NO)の酸化触媒， N〇x還元触媒，アンモニア酸化触媒が夫 々配設されると共に、その前後に温度センサ，酸素センサなどが配設されて排気系 が構成されるが、詳細には図示していない。
[0019] NOx還元触媒 14の排気上流には、還元剤供給装置 18から配管 20及び噴射ノズ ル 22を介して、液体還元剤が空気と共に噴射供給される。即ち、図 2に示すように、 N〇x還元触媒 14の排気上流に位置する排気管 16には、その周壁に開口した開口 部 16Aを塞ぐように、噴射ノズノレ 22が結合されたフランジ 24がボルト 26により締結さ れる。なお、以下の説明では、液体還元剤として尿素水溶液を用いるが、アンモニア 水溶液，炭化水素を主成分とする軽油などを用いてもよい。ここで、尿素水溶液は、 固体又は粉体の尿素を溶解した水溶液であって、図示しなレ、貯蔵タンクから還元剤 供給装置 18に供給される。
[0020] NOx還元触媒 14の排気上流に噴射供給された尿素水溶液は、排気熱及び排気 中の水蒸気により加水分解され、アンモニアが容易に発生する。発生したアンモニア は、 NOx還元触媒 14において、排気中の NOxと反応し、水及び無害なガスに浄化 されることは知られたことである。
[0021] また、エンジン運転状態に応じて尿素水溶液の噴射供給量を制御すベぐコンビュ ータを内蔵したコントロールユニット 28が備えられる。コントロールユニット 28は、 CA N (uontroller
Area Network)を介して入力されたエンジン回転速度及び燃料噴射量に応じて還元 剤供給装置 18を制御する。
[0022] そして、本発明の第 1実施形態に係る排気浄化装置においては、還元剤供給装置 18と噴射ノズノレ 22とを、セラミックス製の配管 20を介して連通接続したことを特徴と する。
[0023] 力、かる構成によれば、還元剤供給装置 18と噴射ノズル 22とをセラミックス製の配管 20を介して連通接続したため、その熱的特性である熱伝導率が小さいことから、排気 管 16の熱が還元剤供給装置 18へと伝達され難くなる。このため、還元剤供給装置 1 8を排気管 16に近づけても、その使用温度の上昇が抑制され、所定の使用環境を満 たすことが可能となる。そして、還元剤供給装置 18を排気管 16に近づけることが可 能となった結果、配管 20の長さを短くすることができ、尿素水溶液の噴射供給とは無 関係のボリュームが減ることから、尿素水溶液の噴射供給を停止した直後における配 管 20及び噴射ノズル 22の内壁に付着する尿素水溶液が減少する。従って、排気熱 により、内壁に付着した尿素水溶液から水分が蒸発して尿素が析出されたとしても、 その絶対量が少ないため、配管 20及び噴射ノズル 22に目詰まりを起こすまでには 至らない。
[0024] 一方、エンジン運転状態が変化して、尿素水溶液の噴射供給が再開されると、配 管 20及び噴射ノズノレ 22には、尿素水溶液と空気とが勢いよく通過するため、その内 壁で凝固した尿素が溶解して排気管 16へと排出される。従って、尿素水溶液の噴射 供給が断続的に行われたとしても、配管 20及び噴射ノズル 22の内壁には、尿素が 徐々に蓄積されてしまうことがなぐエンジン運転状態に応じた尿素水溶液の噴射供 給が可能なことから、所要の NOx浄化効率を長期間に亘つて維持することができる。
[0025] また、排気管 16から還元剤供給装置 18へ伝達される熱量をさらに減少させるベぐ 図 3に示すように、排気管 16の周壁に開口した開口部 16Aを塞ぐフランジ 24に、熱 伝導率が良好な銅などからなる放熱フィン 30を列設した空冷構造を採用してもよい。 さらに、フランジ 24の内部に冷却水通路を形成し、図 4に示すように、冷媒としてのェ ンジン冷却水などを通過させる水冷構造を採用してもよい。なお、フランジ 24におけ る空冷構造及び水冷構造は、その両方を採用してもよい。
[0026] このような冷却構造を採用すれば、排気管 16からフランジ 24へと伝達された排気 熱は、放熱フィン 30により放熱又は冷却水と熱交換し、配管 20へと伝達される熱量 が減少する。このため、還元剤供給装置 18の使用温度が低下することから、還元剤 供給装置 18を排気管 16により近づけることが可能となり、尿素水溶液の噴射供給と は無関係のボリュームが一層減少する。そして、配管 20及び噴射ノズル 22の内壁に 付着する尿素水溶液の絶対量がさらに減ることから、その目詰まりを効果的に防止す ること力 Sできる。
[0027] さらに、空冷構造又は水冷構造に代えて、排気管 16の開口部 16Aとフランジ 24と の間に、断熱材ガスケットを介在させるようにしてもよい。このようにすれば、排気管 1 6の熱がフランジ 24に伝達され難くなり、上記効果と同様な効果を発揮することがで きる。そして、特に、空冷構造又は Z及び水冷構造に加え、開口部 16Aとフランジ 2 4との間に断熱材ガスケットを介在させるようにすれば、排気管 16から還元剤供給装 置 18へと伝達される熱量が効率的に減り、還元剤供給装置 18を排気管 16に一層 近づけることができる。
[0028] 図 5は、本発明の第 2実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す。
[0029] 本実施形態においては、図 1及び図 2に示す排気浄化装置の基本構成を前提とし て、図 5に示すように、配管 20及び噴射ノズル 22の内壁に、撥水加工としてのフッ素 樹脂加工又は有機メツキ加工を施し、撥水層 32を形成したことを特徴とする。
[0030] 力、かる構成によれば、配管 20及び噴射ノズル 22の内壁に撥水加工が施されてい るため、尿素水溶液の噴射供給が停止したときに、その内部に残留する尿素水溶液 は鉛直下方へと流れ落ち、配管 20及び噴射ノズル 22の内壁に付着する尿素水溶 液が減少する。このため、排気熱により、内壁に付着した尿素水溶液から水分が蒸発 して尿素が析出されたとしても、その絶対量が少ないため、配管 20及び噴射ノズル 2 2に目詰まりを起こすまでには至らない。
[0031] 一方、エンジン運転状態が変化して、尿素水溶液の噴射供給が再開されると、配 管 20及び噴射ノズノレ 22には、尿素水溶液と空気とが勢いよく通過するため、その内 壁で凝固した尿素が溶解して排気管 16へと排出される。従って、尿素水溶液の噴射 供給が断続的に行われたとしても、配管 20及び噴射ノズノレ 22の内壁には、尿素が 徐々に蓄積されてしまうことがなぐエンジン運転状態に応じた尿素水溶液の噴射供 給が可能なことから、所要の NOx浄化効率を長期間に亘つて維持することができる。
[0032] また、撥水加工としてフッ素樹脂加工を施せば、排気熱により配管 20及び噴射ノズ ル 22が加熱されても、その撥水性能の低下を抑制することができる。一方、撥水加工 として有機メツキ力卩ェを施せば、配管 20及び噴射ノズル 22の撥水性能を向上させつ つ、その内壁から撥水層 32が剥がれ難くすることができる。
[0033] さらに、配管 20は、その軸線が略鉛直方向に延びると共に、その下端に噴射ノズノレ 22が接続されることが望ましい。このようにすれば、尿素水溶液の噴射供給が停止し たときに、配管 20内の尿素水溶液は、重力によって鉛直下方へと流れ落ち、噴射ノ ズノレ 22の噴孔から排気管 16へと排出される。このため、配管 20の内壁に付着する 尿素水溶液がさらに減少し、排気熱により、尿素水溶液から水分が蒸発して尿素が 析出されたとしても、その絶対量が少ないため、配管 20の目詰まりをより起こり難くす ること力 Sできる。
[0034] なお、本実施形態では、配管 20及び噴射ノズル 22の両方に撥水加工を施したが、 目詰まりが起こり易い一方のみに撥水加工を施すようにしてもよい。また、配管 20の 内壁には、尿素水溶液が凝固する温度まで加熱される可能性がある部分にのみ撥 水加工を施せば、その目詰まりを起き難くすることができる。
産業上の利用可能性
[0035] 以上のように、本発明に係る排気浄化装置は、液体還元剤の噴射供給が停止した ときに、噴射ノズル及びその配管に残存する液体還元剤から水分が蒸発して成分が 析出されたとしても、その絶対量が少ないため、噴射ノズノレ及びその配管に目詰まり を起こすまでには至らず、極めて有用なものである。

Claims

請求の範囲
[1] エンジン排気系に配設され、液体還元剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触 媒と、
エンジン運転状態に応じて、前記還元触媒に供給する液体還元剤の流量を制御 する還元剤供給装置と、
前記排気系にフランジを介して固定され、前記還元触媒の排気上流に液体還元剤 を噴射供給する噴射ノズルと、
前記還元剤供給装置と前記噴射ノズルとを連通接続させる配管と、
を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置において、
前記配管を、セラミックス製の材料から構成したことを特徴とするエンジンの排気浄
[2] 前記フランジに、放熱フィンを列設したことを特徴とする請求項 1記載のエンジンの 排気浄化装置。
[3] 前記フランジに、冷媒を通過させることを特徴とする請求項 1記載のエンジンの排気 浄化装置。
[4] 前記排気系とフランジとの間に、断熱材ガスケットを介在させることを特徴とする請 求項 1記載のエンジンの排気浄化装置。
[5] エンジン排気系に配設され、液体還元剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触 媒と、
エンジン運転状態に応じて、前記還元触媒に供給する液体還元剤の流量を制御 する還元剤供給装置と、
前記還元触媒の排気上流に液体還元剤を噴射供給する噴射ノズルと、 前記還元剤供給装置と前記噴射ノズルとを連通接続させる配管と、
を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置において、
前記噴射ノズノレ及び配管のうち少なくとも一方の内壁に撥水加工を施したことを特 徴とするエンジンの排気浄化装置。
[6] 前記撥水加工は、フッ素樹脂加工であることを特徴とする請求項 5記載 C
の排気浄化装置。
[7] 前記撥水加工は、有機メツキ加工であることを特徴とする請求項 5記載 c の排気浄化装置。
[8] 前記配管は、その軸線が略鉛直方向に延びると共に、その下端に前記噴射ノズル が接続されることを特徴とする請求項 5記載のエンジンの排気浄化装置。
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