JP2010038019A - Exhaust gas purifier for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の酸化触媒のうち、少なくとも1つの酸化触媒が正常に機能していれば、各酸化触媒の下流側にあるスーツフィルタでの捕集量を均一にできる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関1の排気ガス浄化装置10は、内燃機関1からの排気ガスが並列的に流入するように設けられた第1、第2排気後処理装置11,12を備え、これらの第1、第2排気後処理装置11,12は、ドージング燃料を酸化、発熱させる酸化触媒21と、酸化触媒21の下流側に配置されて排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集するスーツフィルタ22と、酸化触媒21およびスーツフィルタの間に形成された連通室23とを備えて構成され、第1、第2排気後処理装置11,12の連通室同士を連通管24を介して連通させた。
【選択図】図2An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine capable of making the amount collected by a suit filter uniform on the downstream side of each oxidation catalyst as long as at least one of the plurality of oxidation catalysts functions normally. To provide.
An exhaust gas purification device 10 of an internal combustion engine 1 includes first and second exhaust aftertreatment devices 11 and 12 provided so that exhaust gas from the internal combustion engine 1 flows in parallel. The first and second exhaust aftertreatment devices 11 and 12 oxidize the dosing fuel and generate heat, and are disposed downstream of the oxidation catalyst 21 to collect particulate matter (PM) in the exhaust gas. A suit filter 22 and a communication chamber 23 formed between the oxidation catalyst 21 and the suit filter are configured, and the communication chambers of the first and second exhaust aftertreatment devices 11 and 12 are connected to each other via a communication pipe 24. Communicated.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
従来、エンジンの排気管途中に排気ガス浄化装置を設けることで、黒煙のもととなる排気ガス中のパーティキュレート・マター(PM(Particulate Matter):粒子状物質)を捕集し、PMが大気中に排出されるのを防止することが行われている。この排気ガス浄化装置としては、複数のスーツフィルタを用いたものが知られている(特許文献1)。このような後処理装置では、PMを捕集する際には、各スーツフィルタ同士が並列の関係となるように排気管に接続され、各スーツフィルタに対して排気ガスが均等に流入するようになっている。 Conventionally, by providing an exhaust gas purification device in the middle of the exhaust pipe of the engine, particulate matter (PM) in the exhaust gas that is the source of black smoke is collected, and the PM It is done to prevent it from being released into the atmosphere. As this exhaust gas purification device, one using a plurality of suit filters is known (Patent Document 1). In such an aftertreatment device, when collecting PM, each suit filter is connected to the exhaust pipe so as to have a parallel relationship so that the exhaust gas flows evenly into each suit filter. It has become.
これに対してスーツフィルタを再生する場合には、各スーツフィルタ同士が直列の関係となるように排気管に接続され、各スーツフィルタによって背圧を意図的に大きくして排気ガス温度を上昇させ、各スーツフィルタで捕集されたPMを燃焼させて再生が行われるようにしている。つまり、引用文献1に記載の排気ガス浄化装置においては、排気管途中に複数の切換弁が設けられ、PMを捕集する場合には、各スーツフィルタに排気ガスが並列的に流入するように切換弁を切り換え、再生を行う場合には、各スーツフィルタに排気ガスが直列的に流入するように切り換えるのである。 On the other hand, when regenerating the suit filter, each suit filter is connected to the exhaust pipe so as to be in a serial relationship, and the back pressure is intentionally increased by each suit filter to raise the exhaust gas temperature. The PM collected by each suit filter is burned to be regenerated. That is, in the exhaust gas purifying apparatus described in the cited document 1, when a plurality of switching valves are provided in the middle of the exhaust pipe and PM is collected, the exhaust gas flows in parallel to each suit filter. When the switching valve is switched and regeneration is performed, the switching is performed so that the exhaust gas flows in series into each suit filter.
ところで、排気ガス浄化装置の中には、ドージング燃料(例えば、軽油)を酸化、発熱させるための酸化触媒とその下流側のPM捕集用のスーツフィルタとを、それぞれ筒状のケースで覆った排気後処理装置を有するものが知られている。このような排気ガス浄化装置では、スーツフィルタを再生する場合にドージングを行う。ドージングを行うことで排気ガスの温度を上昇させるとともに、高温となった排気ガスによりスーツフィルタで捕集されたPMを燃焼させ、再生するのである。 By the way, in the exhaust gas purification device, the oxidation catalyst for oxidizing and heating the dosing fuel (for example, light oil) and the suit filter for collecting PM downstream thereof are each covered with a cylindrical case. One having an exhaust aftertreatment device is known. In such an exhaust gas purification device, dosing is performed when the suit filter is regenerated. By performing dosing, the temperature of the exhaust gas is raised, and the PM collected by the suit filter is burned and regenerated by the exhaust gas that has become hot.
ここで、そのような排気後処理装置を備えた排気ガス浄化装置を考えた場合、大排気量のエンジンに適した浄化能力を得るためには、排気後処理装置を単純に複数用いることが考えられる。例えば、特許文献1にならって排気管を複数系統に分岐させ、各分岐管のそれぞれに排気後処理装置を並列的に配置するなどである。このような構成では、大排気量に対応した処理能力が得られ、かつ1つの排気後処理装置としては大きなサイズの酸化触媒およびスーツフィルタを用意する必要がなく、既存のサイズの排気後処理装置を複数用いるだけで確実に対応できる。このため、排気ガス浄化装置全体としては、開発コストを削減できるうえ、排気ガス浄化装置を狭い設置スペースでも効率的に配置できる。 Here, when considering an exhaust gas purification device equipped with such an exhaust aftertreatment device, it is considered to simply use a plurality of exhaust aftertreatment devices in order to obtain a purification capacity suitable for a large displacement engine. It is done. For example, according to Patent Document 1, the exhaust pipe is branched into a plurality of systems, and an exhaust aftertreatment device is arranged in parallel in each branch pipe. In such a configuration, a processing capacity corresponding to a large displacement can be obtained, and it is not necessary to prepare a large size oxidation catalyst and a suit filter as one exhaust aftertreatment device, and an exhaust aftertreatment device of an existing size is provided. It is possible to respond reliably by using a plurality of. For this reason, as a whole exhaust gas purification device, development costs can be reduced, and the exhaust gas purification device can be efficiently arranged even in a narrow installation space.
しかしながら、互いに並列関係にある複数(例えば一対)の排気後処理装置を有した排気ガス浄化装置では、一方の酸化触媒にドージング燃料が過度に供給されたり、排気ガス温度が酸化触媒での活性化温度に十分に達していないにもかかわらず、一方の酸化触媒へドージング燃料が供給されたりした場合、一方の酸化触媒では、ドージング燃料がPMと混じり合った状態で膜状にこびり付き、目詰まりが生じて排気ガスが流れなくなってしまう。この結果、2系統ある排気後処理装置のうち、酸化触媒の目詰まりが生じていない方の排気後処理装置にのみ排気ガスが流入することになり、各スーツフィルタでのPMの捕集量に大きな差がでるなど、各スーツフィルタのメンテナンス頻度も異なってしまい、メンテナンスが煩雑になるという問題がある。 However, in an exhaust gas purification device having a plurality of (for example, a pair) exhaust aftertreatment devices in parallel with each other, dosing fuel is excessively supplied to one oxidation catalyst, or the exhaust gas temperature is activated by the oxidation catalyst. If dosing fuel is supplied to one oxidation catalyst even though the temperature has not been sufficiently reached, one oxidation catalyst will stick to the film in a state where the dosing fuel is mixed with PM, and clogging will occur. As a result, exhaust gas will not flow. As a result, of the two exhaust aftertreatment devices, the exhaust gas flows only into the exhaust aftertreatment device that is not clogged with the oxidation catalyst, and the amount of PM collected by each suit filter is reduced. There is a problem that the maintenance frequency of each suit filter is different, such as a large difference, and the maintenance becomes complicated.
本発明の目的は、複数の触媒体のうち、少なくとも1つの触媒体が正常に機能していれば、各スーツフィルタを通過する排気ガスの流量を均一にできる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数のスーツフィルタのうち、少なくとも1つのスーツフィルタが正常に機能していれば、各触媒体を通過する排気ガスの流量を均一にできる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can make the flow rate of exhaust gas passing through each suit filter uniform if at least one of the plurality of catalyst bodies functions normally. There is to do.
Another object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can make the flow rate of exhaust gas passing through each catalyst body uniform as long as at least one of the plurality of suit filters functions normally. Is to provide.
本発明に係る内燃機関の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気ガス浄化装置において、前記内燃機関からの排気ガスが並列的に流入するように設けられた複数の排気後処理装置を備え、これらの排気後処理装置は、排気ガスが通過する触媒体と、前記触媒体の上流側または下流側に配置されて排気ガス中の粒子状物質を捕集するスーツフィルタと、前記触媒体および前記スーツフィルタの間に形成された連通室とを備えて構成され、各排気後処理装置の連通室同士が連通管を介して連通していることを特徴とする。
ここで、触媒体としては、ドージング燃料を酸化、発熱させる酸化触媒や、NOx還元触媒、NOx吸蔵還元触媒、尿素脱硝触媒等のDeNOx触媒を適用できる。
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention includes a plurality of exhaust aftertreatment devices provided in the exhaust gas purification device for an internal combustion engine so that exhaust gas from the internal combustion engine flows in parallel. The exhaust aftertreatment device includes a catalyst body through which exhaust gas passes, a suit filter that is arranged upstream or downstream of the catalyst body and collects particulate matter in the exhaust gas, the catalyst body, and the suit A communication chamber formed between the filters, and the communication chambers of each exhaust aftertreatment device communicate with each other via a communication pipe.
Here, as the catalyst body, an oxidation catalyst that oxidizes and exotherms the dosing fuel, or a DeNOx catalyst such as a NOx reduction catalyst, a NOx storage reduction catalyst, or a urea denitration catalyst can be applied.
本発明において、複数の排気後処理装置に用いられる触媒体同士は同一の形状等であることが望ましく、また、スーツフィルタ同士も同一形状等であることが望ましい。 In the present invention, it is desirable that the catalyst bodies used in the plurality of exhaust aftertreatment devices have the same shape or the like, and the suit filters also desirably have the same shape or the like.
本発明において、前記触媒体は、ドージング燃料を酸化、発熱させる酸化触媒であり、前記スーツフィルタは、前記酸化触媒の下流側に配置されていることが望ましい。 In the present invention, it is preferable that the catalyst body is an oxidation catalyst that oxidizes dosing fuel and generates heat, and the suit filter is disposed downstream of the oxidation catalyst.
本発明において、前記内燃機関には、排気ガスの流れを分流する第1、第2分岐管を有した排気管が接続され、前記複数の排気後処理装置としては、前記排気管の第1、第2分岐管にそれぞれ取り付けられた第1、第2排気後処理装置であり、前記排気管の第1、第2分岐管にはそれぞれ、前記第1、第2排気後処理装置の酸化触媒にドージング燃料を供給する第1、第2燃料供給装置が設けられていることが望ましい。 In the present invention, the internal combustion engine is connected to an exhaust pipe having first and second branch pipes for diverting the flow of exhaust gas, and the plurality of exhaust after-treatment devices include first exhaust pipes, The first and second exhaust aftertreatment devices respectively attached to the second branch pipes, and the first and second branch pipes of the exhaust pipe are respectively used as oxidation catalysts for the first and second exhaust aftertreatment devices. Desirably, first and second fuel supply devices for supplying dosing fuel are provided.
以上において、本発明の排気ガス浄化装置によれば、複数の排気後処理装置が用いられるが、各排気後処理装置の連通室同士が連通管で連通しているため、1つの排気後処理装置の触媒体を排気ガスが通過してさえすれば、他の排気後処理装置の触媒体が何らかの理由によって排気ガスの通過を阻害する状況に陥った場合でも、触媒体を通過した排気ガスを、連通管を介して他の排気後処理装置側に流入させることができ、各排気後処理装置のスーツフィルタを通過させて排出でき、各スーツフィルタへ流入する流量を同程度にバランスさせることができて、捕集量の均一化を実現できる。そして、このような作用効果は、スーツフィルタが触媒体の上流側に配置されている場合でも同様に得ることができる。このことにより、前記目的を達成できる。 In the above, according to the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, a plurality of exhaust aftertreatment devices are used. However, since the communication chambers of the exhaust aftertreatment devices are communicated with each other through a communication pipe, one exhaust aftertreatment device is used. As long as the exhaust gas passes through the catalyst body, the exhaust gas that has passed through the catalyst body, even if the catalyst body of another exhaust aftertreatment device falls into a situation in which the passage of the exhaust gas is obstructed for some reason, It can be made to flow into the other exhaust aftertreatment devices via the communication pipe, can be exhausted through the suit filters of each exhaust aftertreatment device, and the flow rate flowing into each suit filter can be balanced to the same extent Thus, the collection amount can be made uniform. Such an effect can be obtained in the same manner even when the suit filter is arranged on the upstream side of the catalyst body. Thereby, the object can be achieved.
一方、本発明によると、1つの排気後処理装置のスーツフィルタを排気ガスが通過してさえすれば、他の排気後処理装置のスーツフィルタが何らかの理由によって排気ガスの通過を阻害する状況に陥った場合でも、スーツフィルタに流入しようとする排気ガスを、連通管を介して他の排気後処理装置側に流入させることができ、各排気後処理装置の触媒体を通過させることができ、各触媒体に流入する流量を同程度にバランスさせることができる。そして、このような作用効果は、スーツフィルタが触媒体の上流側に配置されている場合でも同様に得ることができる。このことにより、本発明の他の目的を達成できる。 On the other hand, according to the present invention, as long as the exhaust gas passes through the suit filter of one exhaust aftertreatment device, the suit filter of the other exhaust aftertreatment device falls into a situation where the passage of the exhaust gas is obstructed for some reason. Even if the exhaust gas is about to flow into the suit filter, the exhaust gas can flow into the other exhaust aftertreatment device via the communication pipe, and the exhaust gas aftertreatment device can pass through the catalyst body. The flow rate flowing into the catalyst body can be balanced to the same extent. Such an effect can be obtained in the same manner even when the suit filter is arranged on the upstream side of the catalyst body. This achieves another object of the present invention.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の排気ガス浄化装置10の全体を示す模式図である。図2は、排気ガス浄化装置10に用いられる一方の酸化触媒21が目詰まりした状態を示す模式図である。
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing the entire exhaust
図1において、排気ガス浄化装置10は、内燃機関1から排出される排気ガス中のPMを捕集する装置であって、排気ガス(図中の黒矢印およびハッチング矢印参照)を排出する排気管2に取り付けられている。
In FIG. 1, an exhaust
ここで、内燃機関1は、例えば、建設機械に搭載される大排気量のディーゼルエンジンやガソリンエンジンであり、排気ガスの排気エネルギで吸気(図中の白抜き矢印参照)を過給する排気タービン過給機3を備えている。排気タービン過給機3は、排気マニホールド4に接続された排気タービン5と、吸気マニホールド6に接続されたコンプレッサ7とで構成され、排気タービン5の排気ガス出口側に排気管2が接続されている。排気管2は、その下流側で第1分岐管8および第2分岐管9に分岐している。
Here, the internal combustion engine 1 is, for example, a diesel engine or a gasoline engine with a large displacement mounted on a construction machine, and an exhaust turbine that supercharges intake air (see white arrows in the figure) with exhaust energy of the exhaust gas. A
なお、内燃機関1には、冷却用冷却水と冷却空気との間で熱交換を行うラジエータや、ラジエータに冷却空気を供給する冷却ファン、気筒での燃焼用の燃料を供給する燃料供給装置、燃料供給装置を制御するコントローラなどが設けられるが、図1ではそれらの図示を省略してある。 The internal combustion engine 1 includes a radiator that exchanges heat between cooling water and cooling air, a cooling fan that supplies cooling air to the radiator, a fuel supply device that supplies fuel for combustion in the cylinder, A controller for controlling the fuel supply device is provided, but the illustration thereof is omitted in FIG.
また、排気タービン過給機3は、本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けられればよい。さらに、過給機が設けられる場合において、そのような過給としては排気タービン過給機3に限定されず、電動モータで駆動されるコンプレッサを備えたもの、内燃機関1の出力によって駆動されるコンプレッサを備えたものであってもよい。
Further, the
排気ガス浄化装置10は具体的に、第1、第2分岐管8,9の下流側にそれぞれ、排気ガスが並列的に流入するように接続された第1、第2排気後処理装置11,12と、第1、第2分岐管8,9の途中にそれぞれ設けられた第1、第2燃料供給装置13,14とで構成されている。
Specifically, the exhaust
第1、第2排気後処理装置11,12はそれぞれ、第1、第2分岐管8,9と連通した筒状のケース20を備えており、ケース20内部の上流には触媒体としての酸化触媒21が収容され、下流側にはスーツフィルタ22が収容されている。
Each of the first and second
酸化触媒21は、第1、第2燃料供給装置13,14によって供給されたドージング燃料を酸化、発熱させるための触媒である。ドージング燃料を酸化、発熱させることにより、排気ガスの温度を上昇させ、この上昇した排気ガスを利用することで、スーツフィルタ22に堆積したPMを自己燃焼させて焼却除去し、スーツフィルタ22を再生させる。
The
スーツフィルタ22は、詳細な図示を省略するが、多数の小孔を配した構造となっている。小孔は、流入側から流出側に向かって連通しており、その断面は多角形状(例えば、六角形状)に形成されている。小孔としては、流入側で開口して流出側で目封じされたものと、流入側で目封じされて流出側で開口したものとが交互に配置されており、前者の小孔から流入した排気ガスが、境界壁を通過して後者の小孔に抜け、下流側に流出する。そして、その境界壁でPMが捕集される。
Although the detailed illustration is omitted, the
スーツフィルタ22の材質は、コージェライトや炭化珪素等のセラミックス、または、ステンレスやアルミニウム等の金属からなり、用途に応じて適宜決定される。なお、スーツフィルタ22の流入側には、酸化触媒21とは材質の異なる酸化触媒がウォッシュコート等によりコーティングされていてもよい。
The material of the
第1、第2燃料供給装置13,14はそれぞれ、第1、第2分岐管8,9内にドージング燃料を噴霧するためのノズル、およびドージング燃料の流量を制御する流量制御弁等で構成されている。このような第1、第2燃料供給装置13,14での噴霧や、その噴霧量は、図示しないセンサ類で検出される排気ガスの温度や圧力等に基づき、前述のコントローラで制御される。
Each of the first and second
本実施形態の第1、第2排気後処理装置11,12内において、酸化触媒21とスーツフィルタ22とは互いに離間しており、離間していることで形成される空間が連通室23になっている。また、第1、第2排気後処理装置11,12の各連通室23同士は、連通管24によって互いに連通している。連通管24は、図1においてストレート管として図示されているが、第1、第2排気後処理装置11,12の実際の設置位置に応じて任意の形状を有していてよい。
In the first and second
以上の排気ガス浄化装置10によれば、内燃機関1から排出された排気ガスは、排気タービン過給機3を通過した後に排気管2に流入し、第1、第2分岐管8,9によって分流される。第1分岐管8に流入した排気ガスは、第1排気後処理装置11内に流入し、当該第1排気後処理装置11内の酸化触媒21およびスーツフィルタ22を通過して外部へ排出される。この際、スーツフィルタ22において、排気ガス内のPMが捕集される。
同様に、第2分岐管9に流入した排気ガスは、第2排気後処理装置12内に流入し、当該第2排気後処理装置12内の酸化触媒21およびスーツフィルタ22を通過して外部へ排出される。従ってやはり、スーツフィルタ22において排気ガス内のPMが捕集されることになる。
According to the exhaust
Similarly, the exhaust gas flowing into the second branch pipe 9 flows into the second
また、各スーツフィルタ22へは通常、時間の経過に伴って同程度の量のPMが堆積されることになり、PMの捕集量が限界に達したと判断された場合には、排気ガス温度が酸化触媒21での活性化温度以上であることを条件に、第1、第2燃料供給装置13,14からドージング燃料を噴霧し、酸化触媒21にて燃料を酸化、発熱させて排気ガスの温度をスーツフィルタ22の再生温度以上に高める。そして、再生温度以上に高められた排気ガスにより、スーツフィルタ22に堆積したPMを燃焼させ、スーツフィルタ22を再生させる。
このような通常状態では、第1、第2排気後処理装置11,12の連通室23同士を連通させる連通管24内には、殆ど排気ガスが流れない。
In addition, each
In such a normal state, almost no exhaust gas flows in the
これに対して、例えば、第1燃料供給装置13に不具合が生じ、過剰な量のドージング燃料が第1排気後処理装置11内の酸化触媒21に供給されたり、霧状ではなく液状とされて供給されたり、排気ガス温度が酸化触媒21での活性化温度に達していない状況でドージング燃料が供給されたりすると、図2に示すように、酸化触媒21の入口側に膜状物質Sがこびり付くことになり、ひいては内部に浸透していく。この膜状物質Sは、液状の燃料とPMとが混ざり合った物質であり、酸化触媒21で目詰まりを生じさせて排気ガスの通過を阻害する。
このような状況に陥ると、第1燃料供給装置13からのドージング燃料の供給は停止されることになる。
On the other hand, for example, a failure occurs in the first
When such a situation occurs, the supply of dosing fuel from the first
そして、図2に示す状況では、内燃機関1から排出された排気ガスは、排気タービン過給機3を通過した後に排気管2に流入するが、第1排気後処理装置1側での酸化触媒21の目詰まりにより、第1分岐管8には分岐されず、第2分岐管9にのみ流れる。第2分岐管9に流入した排気ガスは、第2排気後処理装置12内に流入し、当該第排2気後処理装置12内の酸化触媒21を通過した後、一部の排気ガスがそのままスーツフィルタ22を通過して外部へ排出され、残りが連通室23から連通管24を通って第1排気後処理装置11側の連通室23に流れ込み、第1排気後処理装置11のスーツフィルタ22を通過して外部へ排出される。
In the situation shown in FIG. 2, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 flows into the exhaust pipe 2 after passing through the
すなわち、本実施形態での排気ガス浄化装置10では、一方の酸化触媒21に目詰まりが生じても、連通管24を排気ガスが通ることで、各スーツフィルタ22を通過する排気ガスの流量を略同程度にバランスさせることができ、PMの堆積度合いもそれぞれのスーツフィルタ22において均等化できる。従って、各スーツフィルタ22のメンテナンスを同時に行うことができ、メンテナンスの煩雑さが生じない。
反対に、図示を省略したが、一方のスーツフィルタ22に目詰まりが生じても、各酸化触媒21を通過する排気ガスの流量をバランスさせることができ、各酸化触媒21に適量の排気ガスを流入させることで、酸化触媒21を確実に機能させることができる。
That is, in the exhaust
On the contrary, although not shown, even if one
また、一方の酸化触媒21に目詰まりが生じても、排気ガスは必ず第1、第2排気後処理装置11,12の両方に入り込んで流れることになるため、排気ガスの温度や圧力を検出するセンサ類は、第1、第2排気後処理装置11,12のいずれか一方側に設けられていれば足りことになり、両方に設ける必要がない分、部品コストを削減できる。
Even if one of the
さらに、内燃機関1からの排気ガスを浄化するためには、両方のスーツフィルタ22を合わせた分の容量が必要であるが、本実施形態では、要求される浄化能力を満たすための容量を一対の酸化触媒21、および一対のスーツフィルタ22で賄っているため、1つの酸化触媒21、および1つのスーツフィルタ22としては、トラック等の排気ガス浄化装置に用いられる一般的なサイズのものを用い、これを一対用意すればよい。従って、建設機械の大排気量のエンジンに対応させた大きな酸化触媒やスーツフィルタを特別に開発して用いることがなく、部品コストを大幅に削減できる。
Furthermore, in order to purify the exhaust gas from the internal combustion engine 1, a capacity corresponding to both of the suit filters 22 is required. In this embodiment, a pair of capacities for satisfying the required purification capacity are used. Since the
〔第2実施形態〕
図3には、本発明の第2実施形態に係る排気ガス浄化装置1が示されている。この図3では、第1実施形態と同一部材には同一符号を付してある。
本実施形態での第1、第2排気後処理装置11,12内には、上流側にスーツフィルタ22が配置され、その下流側には連通室23を挟んで触媒体としての尿素脱硝触媒25が配置されている。また、各ケース20の連通室23に対応した位置にはそれぞれ、還元剤としての尿素を供給する第1、第2還元剤供給装置15,16が設けられている。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows an exhaust gas purification apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the first and second
尿素脱硝触媒25は、ゼオライト、バナジウム等の卑金属からなり、還元剤(尿素)から得られるアンモニアと排気ガス中のNOxとを反応させ、NOxを窒素と酸素とに分解して浄化する。
The
ところで、触媒体として尿素脱硝触媒25を用いた本実施形態では、この尿素脱硝触媒25の上流側には加水分解触媒26が配置され、下流側には酸化触媒27が配置されている。加水分解触媒26は、供給された還元剤を分解してアンモニアを生成する機能を有し、生成されたアンモニアが下流の尿素脱硝触媒25での反応に用いられる。また、ここでの酸化触媒27は、第1実施形態での酸化触媒21やスーツフィルタ22にコーティングされた酸化触媒とは性質が異なるものであり、上流の尿素脱硝触媒25にて余剰となったアンモニアを酸化し、窒素と水とに分解して無害化するものである。
By the way, in this embodiment using the
本実施形態でも、一方のスーツフィルタ22に目詰まりが生じたり、あるいは一方の触媒25〜27側での排気ガスの通過が阻害されたりする状況になっても、他へ流入する排気ガスの流量をバランスさせることができ、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。ただし、図3には、第1排気後処理装置11側の触媒25〜27で排気ガスが通過できない状況に陥った場合を図示した。
Even in this embodiment, even if one
本発明の排気ガス浄化装置としては、内燃機関が収容される例えばエンジンルーム内において、エンジンルームを形成しているフレームやボンネット等に取り付けられてもよく、内燃機関自体の上部側等に取り付けられてもよく、取付位置などはその実施にあたって適宜に決められてよい。 The exhaust gas purification apparatus of the present invention may be attached to a frame, a bonnet, or the like forming the engine room, for example, in the engine room in which the internal combustion engine is accommodated, or attached to the upper side or the like of the internal combustion engine itself. The mounting position and the like may be determined as appropriate in the implementation.
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
The best configuration, method, and the like for carrying out the present invention have been disclosed above, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described with particular reference to certain specific embodiments, but without departing from the spirit and scope of the invention, Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of quantity and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, quantity and the like disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.
例えば、前記第1実施形態では、一方の酸化触媒21に目詰まりが生じた場合、他方の酸化触媒21を通過した排気ガスが第1、第2排気後処理装置11,12のそれぞれのスーツフィルタ22に向けて分流されるが、この際の流量を均等化するための整流板等を設けたり、流量の均等化を目的として連通管24の内径等を設定したりすることなどは、本発明に含まれる。また、同様な構成は、第2実施形態へも適用可能である。
For example, in the first embodiment, when one
前記各実施形態では、第1、第2排気後処理装置11,12を備えた排気ガス浄化装置10について説明したが、本発明の排気ガス浄化装置としては、連通室同士が連通管にて連通した複数の排気後処理装置を備えていればよいから、2つに限らず、3つ以上であってもよい。このような場合では、3つ以上に分岐した配管を用いることができる。
In each of the above-described embodiments, the exhaust
前記各実施形態において、内燃機関1には1つの排気マニホールド4が設けられ、この排気マニホールド4に対して1つの排気管2が接続され、この排気管2が第1、第2分岐管8,9に分岐され、第1、第2分岐流路8,9にそれぞれ第1、第2排気後処理装置11,12が取り付けられた構造を説明したが、例えば、V型エンジンや水平対向エンジンのように、2つの排気マニホールドを有した内燃機関に、本発明の排気ガス浄化装置を適用する場合には、一方の排気マニホールドに排気管を介して第1排気後処理装置を取り付け、他方の排気マニホールドに別の排気管を介して第2排気後処理装置を取り付け、これらの第1、第2排気後処理装置の連通室同士を連通管で連通させてもよい。
また、複数の気筒を有した直列エンジンにおいても、互いに分割された複数の排気マニホールドを用いる場合には、各排気マニホールドに対応させて排気後処理装置を設けてもよい。
In each of the above embodiments, the internal combustion engine 1 is provided with one exhaust manifold 4, and one exhaust pipe 2 is connected to the exhaust manifold 4, and the exhaust pipe 2 is connected to the first and
Further, even in an in-line engine having a plurality of cylinders, when a plurality of exhaust manifolds divided from each other are used, an exhaust aftertreatment device may be provided corresponding to each exhaust manifold.
前記第1実施形態の第1、第2排気後処理装置11,12では、酸化触媒21とスーツフィルタ22とは1つのケース20内に収容されていたが、それらが別々のケースに収容されていてもよく、このような場合には、各ケースを繋ぐ配管内の空間が連通室であり、各排気後処理装置での各配管を本発明に係る連通管で連通させればよい。また、第2実施形態においても、スーツフィルタ22と各触媒25〜27とを別々のケースに収容可能である。
In the first and second
前記第1実施形態では、第1、第2分岐管8,9にそれぞれ第1、第2燃料供給装置13,14が設けられていたが、排気管2の分岐前の部分に1つだけ燃料供給装置を設けた場合でも本発明に含まれる。
さらに、燃料供給装置としては、エンジン気筒での燃焼に用いられる燃料の燃料供給装置で兼用してもよく、所謂ポスト噴射等によって酸化触媒にドージング燃料を供給してもよい。
In the first embodiment, the first and second
Further, as the fuel supply device, a fuel supply device for fuel used for combustion in the engine cylinder may be used, or dosing fuel may be supplied to the oxidation catalyst by so-called post injection or the like.
前記第1実施形態では、本発明の触媒体として、ドージング燃料を酸化、発熱させる酸化触媒21が用いられ、第2実施形態では、尿素脱硝触媒25が用いられていたが、本発明に係る触媒体としては、NOx還元触媒やNOx吸蔵還元触媒など、尿素脱硝触媒25とは別のDeNOx触媒であってもよい。そして、NOx還元触媒やNOx吸蔵還元触媒などは、連通室を挟んでスーツフィルタの上流側または下流側のいずれに配置されていてもよい。
さらに、ドージング燃料を酸化、発熱させる酸化触媒とDeNOx触媒とを組み合わせて使用した場合でも、本発明に含まれる。
In the first embodiment, the
Further, the present invention includes a case where an oxidation catalyst that oxidizes and exotherms the dosing fuel and a DeNOx catalyst are used in combination.
本発明は、建設工事に使用される各種の建設機械の他、土木機械、農業機械、発電装置、輸送車両等(道路車両および鉄道車両)に搭載される内燃機関の排気ガス浄化装置に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine mounted on a civil engineering machine, an agricultural machine, a power generation device, a transportation vehicle, etc. (road vehicle and railway vehicle) in addition to various construction machines used for construction work. .
1…内燃機関、2…排気管、8…第1分岐管、9…第2分岐管、10…排気ガス浄化装置、11…第1排気後処理装置、12…第2排気後処理装置、13…第1燃料供給装置、14…第2燃料供給装置、21…酸化触媒、22…スーツフィルタ、23…連通室、24…連通管。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Exhaust pipe, 8 ... 1st branch pipe, 9 ... 2nd branch pipe, 10 ... Exhaust gas purification apparatus, 11 ... 1st exhaust post-treatment apparatus, 12 ... 2nd exhaust post-treatment apparatus, 13 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... 1st fuel supply apparatus, 14 ... 2nd fuel supply apparatus, 21 ... Oxidation catalyst, 22 ... Suit filter, 23 ... Communication room, 24 ... Communication pipe.
Claims (3)
前記内燃機関からの排気ガスが並列的に流入するように設けられた複数の排気後処理装置を備え、
これらの排気後処理装置は、
排気ガスが通過する触媒体と、
前記触媒体の上流側または下流側に配置されて排気ガス中の粒子状物質を捕集するスーツフィルタと、
前記触媒体および前記スーツフィルタの間に形成された連通室とを備えて構成され、 各排気後処理装置の連通室同士が連通管を介して連通している
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine,
A plurality of exhaust aftertreatment devices provided so that exhaust gas from the internal combustion engine flows in parallel;
These exhaust aftertreatment devices
A catalyst body through which exhaust gas passes;
A suit filter arranged on the upstream side or downstream side of the catalyst body to collect particulate matter in the exhaust gas;
An exhaust of an internal combustion engine comprising: a communication chamber formed between the catalyst body and the suit filter, wherein the communication chambers of each exhaust aftertreatment device communicate with each other through a communication pipe. Gas purification device.
前記触媒体は、ドージング燃料を酸化、発熱させる酸化触媒であり、
前記スーツフィルタは、前記酸化触媒の下流側に配置されている
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The catalyst body is an oxidation catalyst that oxidizes dosing fuel and generates heat,
The exhaust filter for an internal combustion engine, wherein the suit filter is disposed downstream of the oxidation catalyst.
前記内燃機関には、排気ガスの流れを分流する第1、第2分岐管を有した排気管が接続され、
前記複数の排気後処理装置としては、前記排気管の第1、第2分岐管にそれぞれ取り付けられた第1、第2排気後処理装置であり、
前記排気管の第1、第2分岐管にはそれぞれ、前記第1、第2排気後処理装置の酸化触媒にドージング燃料を供給する第1、第2燃料供給装置が設けられている
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 2,
The internal combustion engine is connected to an exhaust pipe having first and second branch pipes for diverting the flow of exhaust gas,
The plurality of exhaust aftertreatment devices are first and second exhaust aftertreatment devices attached to the first and second branch pipes of the exhaust pipe, respectively.
The first and second branch pipes of the exhaust pipe are provided with first and second fuel supply devices for supplying dosing fuel to the oxidation catalysts of the first and second exhaust aftertreatment devices, respectively. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
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