JP2008128111A

JP2008128111A - 排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造

Info

Publication number: JP2008128111A
Application number: JP2006314478A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kimura; 昌裕木村
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】小型の構造で液状添加剤を排気ガスに蒸発・混合することができ且つ排気圧損が生じないようにする。
【解決手段】ディーゼルエンジン１の排気ガスＧを導く排気管２の途中にケーシング４を設けると共にケーシング４内に触媒５を備え、触媒５の上流において排気ガスＧに液状添加剤７を添加し蒸発により排気ガスＧに混合し、添加剤が混合した排気ガスＧを触媒５に導いて排気浄化を行うようにしている排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造であって、排気管２とケーシング４とを繋ぐガス通路１５に、複数の通気孔１６を有し且つ各通気孔１６の断面積の総和が排気管２内の断面積に対して同等以上である蒸発板１７を設置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンからの排気ガスに液状添加剤を添加して蒸発させ、その蒸発ガスを混合した排気ガスを排気管に設けた触媒に導いて排気浄化を行うようにしている排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造に関し、小型の構造にて液状添加剤を排気ガスに蒸発・混合することができ且つ排気圧損が生じないようにした排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造に関する。

ディーゼルエンジンからの排気ガスを導く排気管に、排気ガス中に含まれる窒素酸化物類（ＮＯｘ）を低減するための触媒を備えた排ガス浄化装置は従来から知られており、一例を図４に示すように、ディーゼルエンジン１からの排気ガスＧを排気管２及び拡径部３を介して該排気管２より大径としたケーシング４に導くようにし、該ケーシング４内に触媒５を装備している排気浄化装置６において、触媒５より上流の排気管２に液状添加剤７を供給する添加剤供給手段８を設け、添加剤供給手段８により液状添加剤７を排気ガスＧに添加・混合した後前記触媒５に導いてＮＯｘ浄化を行うようにしている。

このような排気浄化装置６としては、ケーシング４内にＮＯｘ浄化触媒５ａを設置し、上流の添加剤供給手段８によりディーゼルエンジン燃料の軽油のような炭化水素（ＨＣ）系還元剤からなる液状添加剤７ａを排気ガスＧに添加・混合するようにしたもの、或いは、ケーシング４内に選択還元型触媒５ｂを設置し、添加剤供給手段８により尿素水等からなる液状添加剤７ｂを排気ガスＧに添加・混合するようにしたものがある。

そして、前記添加剤供給手段８によって排気ガスＧに供給した軽油或いは尿素水のような液状添加剤７は、蒸発させたガスの状態で排気ガスＧに混合して触媒５に導く必要があり、このために、前記添加剤供給手段８の下流には、図４、図５に示す如く、排気ガスＧ及び液状添加剤７を排気管２内に分散させると共に、添加した液状添加剤７の液滴を衝突させて蒸発を促進させるようにした複数の通気孔９を有する蒸発板１０を配置している。

上記したような排気浄化装置の一般的な技術を示すものとしては特許文献１、２がある。また、排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給手段の下流側且つ触媒の上流側に排気ガスの流れを分散、均一化するための通気孔を有するプレートを設けたものが特許文献３に示されている。
特願平１１−１６６４１０号公報特開２００６−７０７７１号公報特開２００５−２１４１８６号公報

しかし、従来の排気浄化装置では、図４に示したように、液状添加剤７の液滴を衝突させて蒸発を促進し且つ蒸発したガス状の添加剤を排気ガスに均一に混合させるための蒸発板１０を排気管２内に設置するようにしているため、蒸発板１０が排気管２の流路断面を絞る結果となり、このために排気圧損が増加し、ディーゼルエンジン１の燃費が低下する等の問題を生じていた。即ち、排気管２内に備えられる蒸発板１０の通気孔９の断面積の総和は、排気管２内の断面積より小さくなるために排気圧損が生じる。

一方、上記排気圧損を抑えるために、通気孔９の断面積の総和が最大になるように蒸発板１０の通気孔９を形成した場合には、蒸発板１０の通気孔９が存在しない肉の部分が減少するために液状添加剤７の液滴の衝突が行われ難くなり液状添加剤７の液滴を良好に蒸発させることができなくなる問題がある。

又、上記排気圧損の問題を解決するための方法としては、図６に示す構成のものが考えられる。即ち、排気管２における添加剤供給手段８の後部位置からケーシング４までの間に徐々に径が増加する緩テーパ通路１１を設け、図４のような蒸発板１０を設置することなしに、添加剤供給手段８により供給した液状添加剤７を緩テーパ通路１１において蒸発させて排気ガスＧに混合させるようにしている。

しかし、上記図６の構成とした場合には緩テーパ通路１１を設けることによって排気浄化装置６の形状構造が長大化してしまう問題があり、よって排気浄化装置６を車両に搭載することが困難になる問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、ディーゼルエンジンからの排気ガスに液状添加剤を添加して蒸発させ、その蒸発ガスを混合した排気ガスを排気管に設けた触媒に導いて排気浄化を行うようにしている排気浄化装置において、小型の構造で液状添加剤を排気ガスに蒸発・混合することができ且つ排気圧損が生じないようにした排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造を提供しようとするものである。

本発明の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造は、ディーゼルエンジンの排気ガスを導く排気管の途中にケーシングを設けると共に該ケーシング内に触媒を備え、触媒の上流において排気ガスに液状添加剤を添加し蒸発により排気ガスに混合し、添加剤が混合した排気ガスを前記触媒に導いて排気浄化を行うようにしている排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造であって、前記排気管とケーシングとを繋ぐガス通路に、複数の通気孔を有し且つ該各通気孔の断面積の総和が前記排気管内の断面積に対して同等以上である蒸発板を設置したことを特徴とする。

上記排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造において、排気管とケーシングとを繋ぐガス通路が、排気管から拡径する第１テーパ部と、第１テーパ部に連接され排気管より径が大きくケーシングより径が小さい筒部と、該筒部からケーシングに向かって拡径する第２テーパ部とを有し、前記筒部内に蒸発板を設けることは好ましい。

又、上記排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造において、排気管とケーシングとを繋ぐガス通路が、ケーシングと同等の径を有してケーシングのガス入口部に形成された大径筒部と、排気管から大径筒部に向かって拡径するテーパ部とを有し、前記大径筒部内に蒸発板を設けることは好ましい。

而して、本発明の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造では、排気管とケーシングとを繋ぐガス通路に、複数の通気孔を有し且つ該各通気孔の面積の総和が前記排気管内の断面積に対して同等以上である蒸発板を設置したので、蒸発板を設置することによって排気圧損が生じる問題が解消されり、しかも排気浄化装置の形状構造を小型化することができる。

本発明の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造によれば、蒸発板を設置しても排気圧損が生じる問題を解消することができ、しかも排気浄化装置の形状構造を小型化できるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造の一例を示すもので、図１中、図４、図６と同一のものには同じ符号を付して説明の重複を省略し、本発明の特徴部分についてのみ詳述する。

図１に示すように、排気管２における添加剤供給手段８が設置された位置より後部位置と触媒５を備えたケーシング４との間に、排気管２から拡径する第１テーパ部１２と、第１テーパ部１２に連接され排気管２より径が大きくケーシング４より径が小さい筒部１３と、該筒部１３からケーシング４に向かって拡径する第２テーパ部１４とを有するガス通路１５を設けている。そして、前記筒部１３の内部に、図１、図２に示すように複数の通気孔１６を備えた蒸発板１７を設置している。

前記蒸発板１７に備える通気孔１６は、該各通気孔１６の面積の総和が前記排気管２の内側の断面積に対して同等或いはそれ以上になるように形成している。この時、図２に示すように前記筒部１３は排気管２に対して断面積が大きく、よって筒部１３に設ける蒸発板１７の平面形状を大きくできるため、各通気孔１６の面積の総和が排気管２の内側の断面積より大きくなるように通気孔１６を形成することは容易である。

次に、上記形態例の作動を説明する。

図１に示すように、排気管２における添加剤供給手段８が設置された位置より後部位置とケーシング４との間に、排気管２から拡径する第１テーパ部１２と、第１テーパ部１２に連接され排気管２より径が大きくケーシング４より径が小さい筒部１３と、該筒部１３からケーシング４に向かって拡径する第２テーパ部１４とを有するガス通路１５を設けて、前記筒部１３の内部に複数の通気孔１６を有する蒸発板１７を設置し、且つ該蒸発板１７の各通気孔１６の面積の総和が前記排気管２の内側の断面積に対して同等以上になるように通気孔１６を形成したので、蒸発板１７を設置することによって排気圧損が生じる問題を確実に解消することができる。従って、排気圧損によってディーゼルエンジンの燃費が低下する等の問題を低減できるようになる。

又、筒部１３に設けるようにした蒸発板１７の平面形状を大きくできるため、各通気孔１６の面積の総和が排気管２の内側の断面積よりも大きくなるように通気孔１６を形成しても、通気孔１６が存在しない肉の部分の面積を大きくとることができるため、液状添加剤７の液滴を蒸発板１７に良好に衝突させて液状添加剤７の液滴の蒸発・混合を良好に行わせることができる。

更に、ガス通路１５の長さを短くすることによって排気浄化装置６の形状構造を小型化することができ、よって車両に対して排気浄化装置６を搭載することが容易になる。

図３は本発明を実施する形態の他の例を示すもので、排気管２における添加剤供給手段８が設置された位置より後部位置と触媒５を備えたケーシング４との間に、ケーシング４と同等の径を有してケーシング４のガス入口部に形成された大径筒部１８と、排気管２から大径筒部１８に向かって拡径するテーパ部１９とを有するガス通路２０を設けている。そして、前記大径筒部１８の内部に、複数の通気孔２１を備えた蒸発板２２を設置している。この時、蒸発板２２に備える通気孔２１は、該各通気孔２１の面積の総和が前記排気管２の内側の断面積に対して同等或いはそれ以上になるように形成している。

従って、図３に示す前記大径筒部１８は、排気管２に対して前記図１の筒部１３の場合よりも径が大きくなり、よって大径筒部１８に設けられる蒸発板２２の平面形状も図１の蒸発板１７より大きくなる。従って、蒸発板２２の各通気孔２１の口径を図１の通気孔１６の口径より小さく設定しても各通気孔２１の面積の総和を排気管２の内側の断面積よりも大きくできるので、蒸発板２２の肉部が増加することによって液状添加剤７の液滴が蒸発板２２に衝突する機会が増加し、液状添加剤７の液滴の蒸発・混合が更に良好に行れるようになる。

尚、本発明の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造は上記形態例にのみ限定されるものではなく、排気ガスに液体添加物を添加して蒸発させる必要がある種々の触媒を備えた排気浄化装置に適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造の一例を示す概略切断側面図である。図１に備えた蒸発板の正面図である。本発明を実施する排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造の他の例を示す概略切断側面図である。従来の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造の一例を示す概略切断側面図である。図４の構造に備えた蒸発板の正面図である。従来の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造の他の例を示す概略切断側面図である。

符号の説明

１ディーゼルエンジン
２排気管
４ケーシング
５触媒
６排気浄化装置
７液状添加剤
８添加剤供給手段
１２第１テーパ部
１３筒部
１４第２テーパ部
１５ガス通路
１６通気孔
１７蒸発板
１８大径筒部
１９テーパ部
２０ガス通路
２１通気孔
２２蒸発板
Ｇ排気ガス

Claims

ディーゼルエンジンの排気ガスを導く排気管の途中にケーシングを設けると共に該ケーシング内に触媒を備え、触媒の上流において排気ガスに液状添加剤を添加し蒸発により排気ガスに混合し、添加剤が混合した排気ガスを前記触媒に導いて排気浄化を行うようにしている排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造であって、前記排気管とケーシングとを繋ぐガス通路に、複数の通気孔を有し且つ該各通気孔の断面積の総和が前記排気管内の断面積に対して同等以上である蒸発板を設置したことを特徴とする排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造。
排気管とケーシングとを繋ぐガス通路が、排気管から拡径する第１テーパ部と、第１テーパ部に連接され排気管より径が大きくケーシングより径が小さい筒部と、該筒部からケーシングに向かって拡径する第２テーパ部とを有し、筒部内に蒸発板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造。
排気管とケーシングとを繋ぐガス通路が、ケーシングと同等の径を有してケーシングのガス入口部に形成された大径筒部と、排気管から大径筒部に向かって拡径するテーパ部とを有し、前記大径筒部内に蒸発板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の添加剤蒸発促進構造。