JP2013104394A

JP2013104394A - 排気浄化装置

Info

Publication number: JP2013104394A
Application number: JP2011250290A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Endo; 浩史遠藤; 則行 ▲高▼橋; Noriyuki Takahashi
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-05-30

Abstract

【課題】車両以外への適用が容易で且つ車両に適用するにあたっても従来より簡易に取り付けることが可能な汎用性の高い排気浄化装置を提供する。
【解決手段】パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６とをケーシング７，８により抱持して夫々の入側端部同士が同じ方向を向くように並列に配置して両者をＳ字構造の連絡流路９で接続し、該連絡流路９の途中に尿素水を添加し得るように構成した排気浄化装置に関し、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６の並び方向に延びるベースプレート２０を備え、該ベースプレート２０に対しパティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８の夫々を独立して姿勢保持し得るように連結し、ベースプレート２０をアタッチメントとして設置対象物２１へ取り付け得るように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガス中のパティキュレートとＮＯxの同時低減を図り得るようにした排気浄化装置に関するものである。

近年、排気管の途中に排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備えると共に、該パティキュレートフィルタの下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応させ得る選択還元型触媒を備え、該選択還元型触媒と前記パティキュレートフィルタとの間に還元剤として尿素水を添加してパティキュレートとＮＯxの同時低減を図ることが提案されている。

この場合、選択還元型触媒への尿素水の添加は、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒との間で行われることになるため、排気ガス中に添加された尿素水がアンモニアと炭酸ガスに熱分解されるまでの十分な反応時間を確保しようとすれば、尿素水の添加位置から選択還元型触媒までの距離を長くする必要があるが、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒とを十分な距離を隔てて離間配置させてしまうと、車両への搭載性が著しく損なわれてしまう。

このため、本発明と同じ出願人により図４に示す如きコンパクトな排気浄化装置（下記の特許文献１を参照）が既に提案されており、ここに図示している排気浄化装置では、ディーゼルエンジン１から排気マニホールド２を介して排出される排気ガス３が流通する排気管４の途中に、排気ガス３中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ５と、該パティキュレートフィルタ５の下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応させ得る性質を備えた選択還元型触媒６とをケーシング７，８により夫々抱持して並列に配置すると共に、パティキュレートフィルタ５の出側端部と選択還元型触媒６の入側端部との間を接続し且つその上流側に尿素水添加手段１０を備えたＳ字構造の連絡流路９を設け、この連絡流路９を通しパティキュレートフィルタ５の出側端部から排出された排気ガス３が逆向きに折り返されて隣の選択還元型触媒６の入側端部に導入されるようになっている。

尚、パティキュレートフィルタ５が抱持されているケーシング７内の前段には、排気ガス３中の未燃燃料分を酸化処理する酸化触媒１１が装備されており、また、選択還元型触媒６が抱持されているケーシング８内の後段には、余剰のアンモニアを酸化処理するアンモニア低減触媒１２が装備されている。

そして、このような構成を採用すれば、パティキュレートフィルタ５により排気ガス３中のパティキュレートが捕集されると共に、連絡流路９の上流側で尿素水添加手段１０から尿素水が排気ガス３中に添加されてアンモニアと炭酸ガスに分解され、選択還元型触媒６上で排気ガス３中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化される結果、排気ガス３中のパティキュレートとＮＯxの同時低減が図られることになる。

この際、パティキュレートフィルタ５の出側端部から排出された排気ガス３が連絡流路９により逆向きに折り返されてから隣の選択還元型触媒６の入側端部に導入されるようになっているので、尿素水添加手段１０による尿素水の添加位置から選択還元型触媒６までの距離が長く確保され、尿素水からアンモニアが生成されるのに十分な反応時間が確保されることになる。

しかも、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６とが並列に配置され、これらパティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６との間に沿うように連絡流路９が配置されているので、その全体構成がコンパクトなものとなって車両への搭載性が大幅に向上されることになる。

また、このように重量物であるパティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６とを並列に配置してＳ字構造の連絡流路９で連結した構造では、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６の相互間に相対的なねじれが生じ易く、これらを接続している連絡流路９の連結箇所や屈曲箇所などに応力が集中する虞れがあるため、図５に示す如く、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６のケーシング７，８相互を軸心方向複数箇所の上下位置で連結部１３，１４を介し連結して相互間に相対的なねじれが生じないようにした上、車体側のフレーム１５に取り付けた一対のブラケット１６，１７間に前記各ケーシング７，８を配置して片方ずつ連結部１８，１９を介して前記各ブラケット１６，１７の夫々に支持させるようにしている。

特開２００８−１９６３２８号公報

しかしながら、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６のケーシング７，８相互を一体的に連結し、車体側の一対のブラケット１６，１７間に前記各ケーシング７，８を配置して片方ずつ前記各ブラケット１６，１７の夫々に支持させるようにした従来の支持構造にあっては、車両に合わせて異なるブラケット１６，１７や連結部１８，１９及び１３，１４を製作して各車両ごとに評価しなければならず、車両レイアウトによってもブラケット１６，１７や連結部１８，１９及び１３，１４を変更しなければならなかったため、車両以外の建設機械等への適用を考えた場合における汎用性に難があり、また、車両に適用するにあたっても従来より簡易に取り付けられる構造の提供が望まれていた。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、車両以外への適用が容易で且つ車両に適用するにあたっても従来より簡易に取り付けることが可能な汎用性の高い排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明は、パティキュレートフィルタと、その下流側に備えられて酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応せしめる選択還元型触媒とをケーシングにより抱持して夫々の入側端部同士が同じ方向を向くように並列に配置し、パティキュレートフィルタの出側端部から排出された排気ガスを逆向きに折り返して隣の選択還元型触媒の入側端部に導入するＳ字構造の連絡流路を備え、該連絡流路の途中に尿素水を添加し得るように構成した排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒の並び方向に延びるベースプレートを備え、該ベースプレートに対しパティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒のケーシングの夫々を独立して姿勢保持し得るように連結し、前記ベースプレートをアタッチメントとして設置対象物へ取り付け得るように構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、パティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒のケーシングの夫々が共通のベースプレートに対し独立して姿勢保持されるので、パティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒の各ケーシングをベースプレートに連結して組み付けた段階で相互間の相対的なねじれが防止され、ベースプレートを含む全体構成を単一のユニットとして取り扱うことが可能となり、ベースプレートをアタッチメントとして設置対象物へ簡易に取り付けることが可能となる。

この結果、ショベルカーやクレーン車といった建設機械等への適用を考えた場合でも、その機体にベースプレートを取り付けることが可能な配置スペースを確保できれば、その取り付けを行うためのブラケットや連結部の新たな製作、変更、評価といった手間をかけずに排気浄化装置の取り付けを行うことが可能となり、また、パティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒の相対的なねじれを心配しなくて済むことからパティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒のケーシング相互を一体的に連結するための連結部も不要となる。

また、本発明においては、パティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒の各ケーシングと連絡流路の直線部とを、夫々の軸心が該各軸心と直交する面内で三角形状を成すようにして相互に近接配置することが好ましく、このようにすれば、排気浄化装置の全体構成を小さくまとめて配置スペースのコンパクト化を図ることが可能となる。

上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ベースプレートを含む全体構成を単一のユニットとして取り扱うことができ、設置対象物が車両であるか車両以外の建設機械等であるかにかかわらず、ベースプレートをアタッチメントとして設置対象物への簡易な取り付けを行うことができるので、例えば、ショベルカーやクレーン車といった建設機械等を設置対象物として想定した場合であっても、該設置対象物の空きスペースにベースプレートを取り付けることができれば、その取り付けを行うためのブラケットや連結部の新たな製作、変更、評価といった手間をかけることなく排気浄化装置の取り付けを行うことができ、パティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒のケーシング相互を一体的に連結するための連結部を省くこともできるので、車両以外への適用が容易で且つ車両に適用するにあたっても従来より簡易に取り付けることが可能な汎用性の高い排気浄化装置とすることができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、排気浄化装置の全体構成を小さくまとめて配置スペースのコンパクト化を図ることができるので、設置対象物にベースプレートを取り付けるための空きスペースを確保し易くなり、排気浄化装置の汎用性の更なる向上を図ることができる。

本発明を実施する形態の一例を示す正面図である。図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。図１の排気浄化装置の斜視図である。従来例を示す概略図である。図４の排気浄化装置の支持構造を示す正面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１〜図３に示している例では、先の図４及び図５で従来例として説明した排気浄化装置の場合と同様に、パティキュレートフィルタ５と、その下流側に備えられて酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応せしめる選択還元型触媒６とをケーシング７，８により抱持して夫々の入側端部同士が同じ方向を向くように並列に配置し、パティキュレートフィルタ５の出側端部から排出された排気ガス３を逆向きに折り返して隣の選択還元型触媒６の入側端部に導入するＳ字構造の連絡流路９を備え、該連絡流路９の途中に尿素水添加手段１０により尿素水を添加し得るように構成した排気浄化装置となっているが、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６の並び方向（図１中における左右方向）に延びるベースプレート２０を備え、該ベースプレート２０に対しパティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８の夫々を独立して姿勢保持し得るように連結し、前記ベースプレート２０をアタッチメントとして設置対象物２１（車両の車体や建設機械の機体等）へ取り付け得るように構成した点を特徴としている。

即ち、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６の並び方向に延びる一対のベースプレート２０が所要の間隔を隔てて配置されており、該各ベースプレート２０上にパティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８の夫々が連結部２２，２３を介して取り付けられており、この取り付けによりパティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８の夫々が共通のベースプレート２０に対し独立して姿勢保持され、前記各ケーシング７，８相互の相対的なねじれが生じないようにしてある。

この際、パティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６の各ケーシング７，８と連絡流路９の直線部とは、夫々の軸心ｘ，ｙ，ｚ（図１参照）が該各軸心ｘ，ｙ，ｚと直交する面（図１の図示面に相当）内で三角形状を成すようにして相互に近接配置されるようになっている。

而して、このようにすれば、パティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８の夫々が共通のベースプレート２０に対し独立して姿勢保持されるので、パティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６の各ケーシング７，８をベースプレート２０に連結して組み付けた段階で相互間の相対的なねじれが防止され、ベースプレート２０を含む全体構成を単一のユニットとして取り扱うことが可能となり、ベースプレート２０をアタッチメントとして設置対象物２１へ簡易に取り付けることが可能となる。

この結果、ショベルカーやクレーン車といった建設機械等への適用を考えた場合でも、その機体にベースプレート２０を取り付けることが可能な配置スペースを確保できれば、その取り付けを行うためのブラケットや連結部の新たな製作、変更、評価といった手間をかけずに排気浄化装置の取り付けを行うことが可能となり、また、パティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６の相対的なねじれを心配しなくて済むことからパティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８相互を一体的に連結するための連結部も不要となる。

従って、上記形態例によれば、ベースプレート２０を含む全体構成を単一のユニットとして取り扱うことができ、設置対象物２１が車両であるか車両以外の建設機械等であるかにかかわらず、ベースプレート２０をアタッチメントとして設置対象物２１への簡易な取り付けを行うことができるので、例えば、ショベルカーやクレーン車といった建設機械等を設置対象物２１として想定した場合であっても、該設置対象物２１の空きスペースにベースプレート２０を取り付けることができれば、その取り付けを行うためのブラケットや連結部の新たな製作、変更、評価といった手間をかけることなく排気浄化装置の取り付けを行うことができ、パティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６のケーシング７，８相互を一体的に連結するための連結部を省くこともできるので、車両以外への適用が容易で且つ車両に適用するにあたっても従来より簡易に取り付けることが可能な汎用性の高い排気浄化装置とすることができる。

また、パティキュレートフィルタ５及び選択還元型触媒６の各ケーシング７，８と連絡流路９の直線部とを、夫々の軸心ｘ，ｙ，ｚが該各軸心ｘ，ｙ，ｚと直交する面内で三角形状を成すようにして相互に近接配置した構成を採用しているので、排気浄化装置の全体構成を小さくまとめて配置スペースのコンパクト化を図ることができて、設置対象物２１にベースプレート２０を取り付けるための空きスペースを確保し易くなり、排気浄化装置の汎用性の更なる向上を図ることができる。

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、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。

３排気ガス
５パティキュレートフィルタ
６選択還元型触媒
７ケーシング
８ケーシング
９連絡流路
２０ベースプレート
２１設置対象物
２２連結部
２３連結部

Claims

パティキュレートフィルタと、その下流側に備えられて酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応せしめる選択還元型触媒とをケーシングにより抱持して夫々の入側端部同士が同じ方向を向くように並列に配置し、パティキュレートフィルタの出側端部から排出された排気ガスを逆向きに折り返して隣の選択還元型触媒の入側端部に導入するＳ字構造の連絡流路を備え、該連絡流路の途中に尿素水を添加し得るように構成した排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒の並び方向に延びるベースプレートを備え、該ベースプレートに対しパティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒のケーシングの夫々を独立して姿勢保持し得るように連結し、前記ベースプレートをアタッチメントとして設置対象物へ取り付け得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置。
パティキュレートフィルタ及び選択還元型触媒の各ケーシングと連絡流路の直線部とを、夫々の軸心が該各軸心と直交する面内で三角形状を成すようにして相互に近接配置したことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。