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Patent Searching and Data


Title:
EXHAUST GAS PURIFIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/041103
Kind Code:
A1
Abstract:
This invention provides an exhaust gas purifier which is not subjected to significant restriction in layout and can realize space saving. In the exhaust gas purifier, a cylindrical first casing (10) with an oxidation catalyst and a PM collection filter housed therein and a cylindrical second casing (20) with a reduction catalyst and an ammonia oxidation catalyst housed therein are disposed closely to each other substantially parallel to mutual axes (10a, 20a). Further, a communication pipe (30) for connecting both the casings in their far ends to each other is provided so that the axis (30a) of the communication pipe is substantially parallel to the axes (10a, 20a) of the casings. An exhaust gas passage extended from the first casing (10) to the second casing (20) is folded back by the communication pipe (30). A nozzle (31) for jetting a liquid reducing agent into the exhaust gas is provided in the communication pipe (30).

Inventors:
HONDA KOUTAROU (JP)
NOSAKI MASAHITO (JP)
KURITA HIROYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/057816
Publication Date:
April 02, 2009
Filing Date:
April 23, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NISSAN DIESEL MOTOR CO (JP)
HONDA KOUTAROU (JP)
NOSAKI MASAHITO (JP)
KURITA HIROYUKI (JP)
International Classes:
F01N3/08; B01D53/86; B01D53/94; F01N3/02; F01N3/24; F01N3/28
Foreign References:
JP2007040224A2007-02-15
JP2004108221A2004-04-08
JP2005155404A2005-06-16
JP2007040224A2007-02-15
Other References:
See also references of EP 2199554A4
Attorney, Agent or Firm:
SASAJIMA, Fujio et al. (15-12 Toranomon 1-chome,Minato-k, Tokyo 01, JP)
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Claims:
 排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを少なくとも収納した筒形の第1の筐体と、
 液体還元剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触媒を少なくとも収納した筒形の第2の筐体と、
 を互いの軸線がほぼ平行となるようにして近接配置すると共に、
 これら両筐体の遠端部どうしを連結する連通管を、該連通管の軸線が前記筐体の軸線とほぼ平行となるように配管してあり、
 前記第1の筐体から前記第2の筐体へ至る排気の流路が前記連通管により折り返され、
 排気中に前記液体還元剤を噴射するノズルが前記連通管に配設されている
 ことを特徴とする排気浄化装置。
 前記第1の筐体の前記フィルタよりも排気上流側に、排気中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する酸化触媒を収納してあることを特徴とする請求項1記載の排気浄化装置。
 前記第2の筐体の前記還元触媒よりも排気下流側に、排気中のアンモニアを酸化するアンモニア酸化触媒を収納してあることを特徴とする請求項1記載の排気浄化装置。
Description:
排気浄化装置

 本発明は、エンジンの排気浄化装置に関 、特に、選択還元触媒(SCR)と共に粒子状物 (PM)捕集フィルタを備えた排気浄化装置に関 る。

 エンジンの排気に含まれる窒素酸化物(NOx )を除去する排気浄化装置として、近年では SCR式の排気浄化装置が提案されている。こ 排気浄化装置は、排気系に還元触媒を配設 、該還元触媒の排気上流においてノズルか 還元剤を噴射して添加することにより、排 中のNOxと還元剤とを触媒還元反応させて、NO xを無害成分に浄化処理するものである。そ 還元反応は、NOxと反応性が良好なアンモニ を用いるものであり、このための還元剤と ては、排気熱及び排気中の水蒸気により加 分解してアンモニアを容易に発生する尿素 溶液やアンモニア水溶液又はHC系などの液体 還元剤(その前駆体を含んで液体還元剤と称 る)が用いられる。

 また、最近では、排出ガス規制強化に伴 、NOx除去に加えてPM捕集の機能も備えたSCR の排気浄化装置も実現されている。この場 、還元触媒と、この還元触媒の排気上流に 体還元剤を噴射するノズルと、が配設され 排気系に、PM捕集用のフィルタをさらに加え て配置しなければならず、ノズル及び還元触 媒にPM捕集のフィルタを加えたレイアウトを 夫して、省スペース化を図る必要がある。 こで、たとえば特許文献1のような排気浄化 装置が提案されている。

 この排気浄化装置は、排気中の一酸化窒素 酸化するための酸化触媒及びPM捕集フィル を収納する第1の筐体と、還元触媒及び余剰 ンモニアを酸化するためのアンモニア酸化 媒を収納する第2の筐体と、を備え、これら 第1の筐体と第2の筐体との間を連結する配管 液体還元剤を噴射するノズルを配設してい 。そして、第1の筐体と第2の筐体とを車両 フレームを挟んで配置する(つまり横置きに る)ことにより、車両の前後方向に対しコン パクトに収めることができるようにしてある (文献段落0006,0007,0009)。

特開2007-040224号公報

 特許文献1に記載の排気浄化装置において 、液体還元剤を排気中に均一拡散させるには 、連結配管の管の長さがある程度必要であり 、このために、車両のフレームを横断するよ うに連結配管が配設されている(文献段落0010) 。すなわち、このような排気浄化装置では、 液体還元剤を均一拡散させるために連結配管 の長さを確保しなければならないので、排気 上流から下流へかけての長さ方向のサイズに ついて小型化が難しく、特許文献1のような イアウトしかできないという制約がある。

 本発明は、このような技術背景に着目し もので、レイアウトの制約がより少なく、 らなる省スペース化を実現可能な排気浄化 置を提案するものである。

 ここで提案する排気浄化装置は、排気中 PMを捕集するフィルタを少なくとも収納し 筒形の第1の筐体と、液体還元剤により窒素 化物を還元浄化する還元触媒を少なくとも 納した筒形の第2の筐体と、を互いの軸線が ほぼ平行となるようにして近接配置すると共 に、これら両筐体の遠端部どうしを連結する 連通管を、該連通管の軸線が前記筐体の軸線 とほぼ平行となるように配管してあり、第1 筐体から第2の筐体へ至る排気の流路が連通 により折り返され、排気中に液体還元剤を 射するノズルが連通管に配設されているこ を特徴とする。

 第1の筐体については、PM捕集フィルタよ も排気上流側に、排気中の一酸化窒素を二 化窒素に酸化する酸化触媒を収納すること でき、また、第2の筐体については、還元触 媒よりも排気下流側に、排気中のアンモニア を酸化するアンモニア酸化触媒を収納するこ とができる。

 上記提案に係る排気浄化装置においては 並列配置した二つの筒形筐体の遠端部どう (すなわち、互いに反対側に位置した遠い方 の端部どうし)を連通管で連結したことによ 、連通管の長さをかせぐことができる。し がって、当該連通管の端の方に液体還元剤 ノズルを配設すれば、液体還元剤の均一拡 に十分な管の長さを得ることができる。そ て、二つの筒形筐体を並列配置し且つその 端部どうしを連結する連通管を配管すると う構造によって、排気の流路を折り返して るので、排気上流から下流へかけての長さ 向のサイズを縮小することができ、従来の うに車両のフレームを跨いだ連結配管など レイアウトとする必要がない。

 上記提案に係る排気浄化装置によれば、 体還元剤の均一拡散に十分な長さの連通管 確保したうえで、ほぼ平行に並べた二つの 体のシルエット(投影面積)内に連通管も収 った、角形マフラー並みのコンパクトな形 を実現することが可能となり、従来のよう レイアウトの制約もなく、さらなる省スペ ス化を実現することができる。

本発明の実施形態に係る排気浄化装置 平面図。 本発明の実施形態に係る排気浄化装置 斜視図。 本発明の実施形態に係る排気浄化装置 内部を説明する透視図。

符号の説明

10 第1の筐体
10a 軸線
11 流入口
12 排出口
20 第2の筐体
20a 軸線
21 流入口
22 排出口
30 連結管
30a 軸線
31 ノズル

 図1~図3に、本発明の実施形態を示してい 。当実施形態の排気浄化装置は、一例とし 、ディーゼルエンジンの排気系に設けられ もので、上述のようなSCRと共にPM捕集フィ タを備えた構成である。

 この実施形態に係る排気浄化装置は、筒 の第1の筐体10と、同じく筒形の第2の筐体20 、これら筐体10,20の遠端部どうしを連結す 連通管30と、を含んで構成されている。第1 筐体10と第2の筐体20とは、その軸線10aと軸線 20aとがほぼ平行(見た目で平行という程度で い)となるようにして、互いに並べて近接配 されている。そして、連通管30も、その軸 30aが、筐体10,20の軸線10a,20aとほぼ平行(同じ 見た目で平行という程度で良い)となるよう に配管される。

 第1の筐体10は、排気上流端部に流入口11 形成され、且つ排気下流端部に排出口12が形 成されている。本例の場合、流入口11は排気 流端部の端面に、排出口12は排気下流端部 側面に、それぞれ形成されている。そして これら流入口11と排出口12との間に、酸化触 13とフィルタ14とが直列に並べて収納されて いる。酸化触媒13は排気中の一酸化窒素を二 化窒素に酸化し、フィルタ14は排気中のPMを 捕集するものであり、酸化触媒13が排気上流 に位置している(図3)。

 第2の筐体20は、排気上流端部に流入口21 形成され、且つ排気下流端部に排出口22が形 成されている。本例の場合、流入口21及び排 口22の両方とも、端部側面に形成されてい 。そして、これら流入口21と排出口22との間 、還元触媒23とアンモニア酸化触媒24とが直 列に並べて収納されている。還元触媒23は液 還元剤により窒素酸化物を還元浄化し、ア モニア酸化触媒24は排気中のアンモニアを 化するものであり、還元触媒23が排気上流側 に位置している(図3)。

 連通管30は、筐体10,20の遠端部どうし、す なわち、互いに反対側に位置した遠い方の端 部である、第1の筐体10の排気下流端部の排出 口12と、第2の筐体20の排気上流端部の流入口2 1と、を連結する。したがって、エンジンの 気は、流入口11から第1の筐体10に流入し、酸 化触媒13及びフィルタ14を通過して排出口12か ら連通管30内へ入る。そして、連通管30を経 流入口21から第2の筐体20に流入し、還元触媒 23及びアンモニア酸化触媒24を通過して排出 22から排出される。すなわち、第1の筐体10か ら連通管30を経由して第2の筐体20へ至る排気 流路は、連通管30により一度折り返されて る。

 また、連通管30は、排出口12及び流入口21 の接続のための曲折部分を両端に形成した 線状の直管で、その排出口12に対する曲折 分にノズル31が配設され、直線状の管内に向 けて液体還元剤を噴射する(図3中点線)。これ により、排気中への液体還元剤の均一拡散に 十分な直線長さが確保されている。なお、均 一拡散の補助として、連通管30内に網目状な の拡散板を設置することも可能である。

 このような排気浄化装置によれば、二つ 筐体10,20を近接させて並列に配置しており そのシルエット(投影面積)は角形マフラー並 みのコンパクトサイズとなっている。且つ、 二つの筐体10,20の遠端部どうしを連通管30で 結することにより、液体還元剤の均一拡散 十分な管の長さをかせぎながらも、その二 の筐体10,20のシルエット内に連通管30も収め れており、排気上流から下流へかけての長 方向のサイズを縮小することが実現されて る。

 以上の実施形態では、第1及び第2の筐体10 ,20として、円形断面の筒形としたものを例示 しているが、これに限らず、多角形断面の筒 形とすることも可能である。あるいは、一つ の箱体の内部を半分に仕切って第1の筐体と 2の筐体を形成することで、二つの筐体を並 に近接配置した構造とすることも可能であ 。