WO2005073526A1 - Ｓｃｒマフラー - Google Patents

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plate
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Daisuke Shirai
Naobumi Yamada
Hitoshi Hiramoto
Isamu Kanaya
Hiroki Ueno
Original Assignee
Tokyo Roki Co. Ltd.
Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
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    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an SCR muffler equipped with an SCR catalyst for selectively reducing and purifying nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas.
  • NOx nitrogen oxide
  • vent holes such as punching holes (see, for example, Japanese Utility Model Publication No. 2-115912).
  • the reducing agent supply nozzle vibrates due to the influence of vehicle vibration, exhaust gas, etc., so that the reducing agent or reducing agent precursor such as urea water is uniformly dispersed. In this state, it is difficult to spray and supply exhaust gas. NOx) purification efficiency is low!
  • the present invention improves the flow of exhaust gas, and nitrogen oxide (NO) contained in the exhaust gas.
  • the purpose is to provide an SCR muffler that can improve the purification efficiency of X).
  • the present invention improves the purification efficiency of nitrogen oxides (NOx) by the SCR catalyst by suppressing or mitigating vibrations caused by the influence of vehicle vibrations and exhaust gas received by the reducing agent supply nozzle. It is another object of the present invention to provide an SCR muffler capable of improving the durability of a supply nozzle for reducing agent and the like.
  • NOx nitrogen oxides
  • the present invention provides an SCR catalyst for selectively reducing and purifying nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas, and an exhaust gas that causes the exhaust gas to flow into the SCR catalyst.
  • an SCR muffler equipped with a pipe and a means for supplying a reducing agent or the like for supplying a reducing agent or a reducing agent precursor to the exhaust gas from the exhaust pipe, an exhaust gas is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the SCR catalyst. It is characterized by the provision of a plate with vent holes to disperse and equalize the gas flow.
  • the plate is attached to the end of the exhaust pipe, has a larger diameter than the exhaust pipe, and is disposed only in a region where the vent hole has a larger diameter than the exhaust pipe. It may be a feature.
  • the plate of the present invention may have a cross-sectional shape that is convex toward the upstream side in the exhaust pipe.
  • the present invention provides an SCR catalyst for selectively reducing and purifying nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas, an exhaust gas flowing into the SCR catalyst, and a vent hole in the muffler insertion portion.
  • a SCR muffler equipped with an exhaust pipe and a supply of reducing agent or the like for supplying a reducing agent or a reducing agent precursor to the exhaust gas, characterized in that only the exhaust pipe is blocked with a plate without vent holes.
  • the plate of the present invention may have a cross-sectional shape that is convex toward the upstream side in the exhaust pipe.
  • the present invention provides an SCR catalyst for selectively reducing and purifying nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas, an exhaust pipe for allowing the exhaust gas to flow into the SCR catalyst, and reducing to exhaust gas.
  • NOx nitrogen oxide
  • a SCR muffler equipped with a reducing agent supply nozzle for supplying a reducing agent or reducing agent precursor a plate having a vent hole is inserted into the reducing agent supply nozzle, and the plate is held in an exhaust pipe.
  • FIG. 1 is a basic model diagram of an SCR muffler in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an SCR muffler in the case where only the exhaust pipe 2 is closed with a plate without a vent hole.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a plate 4 having vent holes 5 in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the flow of exhaust gas flowing into the SCR catalyst 1 in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing the flow of exhaust gas flowing into the SCR catalyst 1 when only the exhaust pipe 2 is closed with the plate 4 having no vent hole in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a basic model diagram of an SCR muffler in a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a projection view inside the exhaust pipe in the second embodiment of the present invention.
  • Reducing agent supply means Reducing agent supply nozzle
  • FIG. 1 is a basic model diagram of the SCR muffler according to the first embodiment of the present invention.
  • the SCR catalyst 1 for selectively reducing and purifying nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas, and the exhaust gas to SCR
  • An exhaust pipe 2 that flows into the catalyst 1 and a reducing agent supply means 3 that supplies a reducing agent or a reducing agent precursor to the exhaust gas are provided, downstream of the reducing agent supply means 3 and upstream of the SCR catalyst 1.
  • a plate 4 having vent holes 5 for dispersing and equalizing the flow of exhaust gas is provided.
  • the force showing the exhaust pipe 2 inserted into the muffler is shown.
  • the exhaust pipe 2 and the muffler without the exhaust pipe 2 being inserted into the muffler are formed into a body. Also good. Further, there are no restrictions on the form such as a series type, a parallel type, a round type and a cylindrical type.
  • the plate 4 having the air holes 5 is described as closing the exhaust pipe 2 and the muffler, but the present invention is not limited to such a form. It is not a thing. That is, the plate 4 having the vent hole 5 may be provided at the downstream end port of the exhaust pipe 2 close to the SCR catalyst 1, but as another form, the downstream side of the supply means 3 such as the reducing agent and the SCR catalyst 1 However, it may be provided in the middle of the exhaust pipe 2 or may be provided in the muffler itself without being provided in the exhaust pipe 2.
  • the present invention uses the plate 4 having no vent hole to It may be in the form of blocking only.
  • the exhaust gas passes through the exhaust pipe 2, flows from the upstream side to the downstream side, and flows into the SCR catalyst 1.
  • Exhaust gas is emitted from internal combustion engines such as diesel engine, and as harmful substances, unburned hydrocarbons (HC), monoxide-carbon (CO), monoxide-nitrogen (NO), diacid Contains nitrogen oxides (NOx) such as nitrogen (NO)
  • the reducing agent or reducing agent precursor includes a reducing agent precursor such as a substance that liberates the reducing agent as well as the reducing agent itself, Any of hydrocarbon, cyanuric acid, ammonia, ammonium carbonate, ammonium carnomate, urea and the like may be used. Of these, a plurality may be combined. Furthermore, such a reducing agent or reducing agent precursor may be in a solid state, a liquid state or a gaseous state!
  • the reducing agent supply means 3 may supply ammonia itself as a reducing agent! / ⁇ Strength Ammonia has a strong odor and is highly toxic at a relatively high concentration. What is spray-fed as a reducing agent precursor is preferable. At this time, urea in the urea water is contacted and mixed with the exhaust gas in the exhaust pipe, and is thermally decomposed or hydrolyzed to release ammonia as a reducing agent. In this embodiment, urea water is sprayed and supplied to the exhaust gas in the exhaust pipe through the addition nozzle.
  • the exhaust gas further flows in the downstream direction in the exhaust pipe, reaches the upstream side of the SCR catalyst 1, and reaches the plate 4 having the vent hole 5.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the plate 4 having the vent hole 5 according to the first embodiment of the present invention.
  • the vent hole 5 is not disposed in the central portion that closes the exhaust pipe 2, and is from the exhaust pipe port.
  • a plurality of circular vent holes 5 are arranged concentrically and in a staggered manner only at the periphery of the large-diameter region.
  • the vent hole 5 in the present invention may have any shape such as a circle, an ellipse, a long hole, a fan, and other polygons, but these are preferably punched holes. Multiple combinations may be used.
  • the size and number of the vent holes 5 may be large or small. Further, it is preferable that the vent holes 5 are arranged only in a region having a diameter larger than that of the exhaust pipe which is preferably arranged uniformly and in contrast!
  • the plate 4 in the present invention may have any shape such as a circular shape, an elliptical shape, a square shape, a conical shape, or other polygonal shapes, or a flat shape or a convex shape. Also,
  • the cross-sectional shape of the convex plate is not limited to a semicircular shape, a triangular pyramid, or the like, and the direction may be a downstream direction, but is preferably an upstream direction.
  • the size of the plate 4 is preferably such a size as to close the exhaust pipe 2 and the muffler tube opening, and more preferably larger than the exhaust pipe 2 as described above.
  • the number of plates 4 may be one or more.
  • the exhaust pipe 2 is completely blocked at the center portion where the vent hole 5 of the plate 4 is not disposed, and therefore flows through the exhaust pipe and reaches the plate 4. Exhaust gas cannot pass through plate 4 directly and is blocked by the plate surface. For this reason, the exhaust gas passes through the vent hole of the muffler insertion portion of the exhaust pipe 2 and flows out of the exhaust pipe. Then, the exhaust gas flows through the gap between the muffler and the exhaust pipe 2 and reaches the plate 4 again.
  • the exhaust gas flowing out of the exhaust pipe passes through the peripheral portion of the plate 4 where the vent holes 5 are disposed, and flows into the SCR catalyst 1 on the downstream side thereof.
  • nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is adsorbed by the SCR catalyst 1.
  • V O Vanadium pentoxide
  • WO tungsten trioxide
  • MoO molybdenum trioxide
  • the SCR catalyst 1 may be supported on a catalyst carrier having a Hercam structure that may be caged.
  • nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is selectively reduced and purified, and is converted into environmentally friendly nitrogen and water.
  • the nitrogen oxide (NOx) purification efficiency is affected by the flow of exhaust gas flowing into the SCR catalyst 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of the exhaust gas flowing into the SCR catalyst 1 in the first embodiment.
  • FIG. 4 (a) shows the exhaust when the flat plate 4 having the vent holes 5 is provided.
  • FIG. 4 (b) shows the flow of exhaust gas when the convex plate 4 having the vent holes 5 is provided.
  • FIG. 5 is a diagram showing the flow of exhaust gas in the case where only the exhaust pipe 2 is closed with the plate 4 without the air holes shown in FIG.
  • FIG. 6 is a basic model diagram of the SCR muffler according to the second embodiment of the present invention.
  • the SCR catalyst 1 for selectively reducing and purifying nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas, and the exhaust
  • NOx nitrogen oxide
  • the reducing agent supply nozzle 30 The plate 40 having the vent hole 5 is inserted, and the plate 40 is held in the exhaust pipe 2.
  • FIG. 6 (a) shows that a plate 40 having a bent portion (R type, bulge type, planar shape, etc.) is inserted at the tip of the reducing agent supply nozzle 30, and this bent portion is connected to the exhaust pipe 2.
  • the SCR muffler is shown in which the plate 40 is held in the exhaust pipe 2 by adhering to the inner wall.
  • FIG. 6 (b) shows that the conical plate 40 is inserted into the tip of the reducing agent supply nozzle 30, the bent portion on the bottom side is sandwiched between the flanges, and fixed, thereby fixing the plate 40 to the exhaust pipe 2 Show the SCR muffler held in!
  • the exhaust gas passes through the exhaust pipe 2 and is upstream. Flows downstream and flows into the SCR catalyst 1.
  • the exhaust gas flowing in the SCR muffler is supplied with the reducing agent or the reducing agent precursor by the reducing agent supply nozzle 30 until it flows into the SCR catalyst 1.
  • a plate 40 having a vent hole 5 is inserted into the reducing agent supply nozzle 30, and this plate 40 is held by the exhaust pipe 2. For this reason, the vibration caused by the influence of the vehicle vibration and exhaust gas received by the supply nozzle 30 such as the reducing agent is suppressed or alleviated. As a result, the reducing agent or reducing agent precursor such as urea water is sprayed and supplied to the exhaust gas in a uniformly dispersed state. Further, since the reducing agent supply nozzle 30 is reinforced by the plate 40, durability is improved.
  • FIG. 7 is a diagram in which the inside of the exhaust pipe of the SCR muffler in the second embodiment of the present invention is projected from the upstream side to the downstream side, and the exhaust gas passes through the vent holes 5 of the plate 40. And flows from the upstream side to the downstream side. Further, the reducing agent supply nozzle 30 is inserted in the center of the plate 40, and the reducing agent or reducing agent precursor such as urea water is spray-supplied from the upstream side to the downstream side for uniform dispersion. In this state, it is mixed with exhaust gas.
  • the plate 40 in the present invention may have any shape such as a circular shape, an elliptical shape, a square shape, a conical shape, or other polygonal shapes, or a flat shape or a convex shape.
  • the plate 40 is preferably sized so as to block the diameter of the exhaust pipe 2.
  • the number of plates 40 may be one or more.
  • the tip side force of the reducing agent supply nozzle 30 is also inserted, and the nozzle tip protrudes slightly. It is preferable to fix to the reducing agent supply nozzle 30.
  • the plate 40 may be fixed to the inner wall of the exhaust pipe 2, or may be sandwiched between the outer flanges of the exhaust pipe 2 and fixed in other forms. There may be.
  • the exhaust gas further flows in the downstream direction.
  • nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is adsorbed by the SCR catalyst 1, and selectively. Returned and purified.
  • nitrogen oxides (NOx) are converted to environmentally friendly nitrogen and water.
  • the exhaust gas flowing into the SCR catalyst 1 is sufficiently contact-mixed with a reducing agent or reducing agent precursor such as urea water, and the SC of nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas.
  • the adsorption rate to R catalyst 1 is high. For this reason, the purification efficiency of nitrogen oxides (NOx) by the SCR catalyst 1 is improved.
  • the present invention may be a combination of the first embodiment and the second embodiment.
  • the flow of the exhaust gas flowing through the SCR muffler is improved, and the vibration caused by the influence of the vehicle and the exhaust gas received by the supply nozzle of the reducing agent can be suppressed or reduced.
  • NOx nitrogen oxide
  • the flow of exhaust gas flowing in the SCR muffler can be improved, and the purification efficiency of nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas can be improved.
  • NOx nitrogen oxide
  • the SCR muffler suppresses or reduces vehicle vibration received by the supply nozzle for reducing agent and the like, and vibration caused by the influence of exhaust gas, etc. This can be achieved by improving the purification efficiency of waste (NOx) and improving the durability of the supply nozzle for reducing agents.

Abstract

　ＳＣＲマフラー内を流れる排気ガスの流れを良くし、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化効率を向上させると共に、還元剤等供給ノズルが受ける車輌振動や排気ガス等の影響による振動を抑制又は緩和することで、ＳＣＲ触媒による窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化効率を向上させ、且つ、還元剤等供給ノズルの耐久性を向上させる。本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択的に還元浄化するためのＳＣＲ触媒１と、排気ガスをＳＣＲ触媒１に流入させる排気管２と、排気ガスに還元剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給手段３とを備え、還元剤等供給手段３の下流側且つＳＣＲ触媒１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５を有するプレート４を設けており、排気管２を塞ぐ中心部には通気孔５は配置されず、排気管口より大径である領域の周辺部にのみ、同心円状でかつ千鳥状に複数の円形状の通気孔５が配置されており、さらに、還元剤等供給手段３の一種である還元剤等供給ノズル３０に、通気孔５を有するプレート４０を挿入し、このプレート４０を排気管２に保持したものである。

Description

SCRマフラー
技術分野
[0001] 本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化するため の SCR触媒を備えた SCRマフラーに関する。
背景技術
[0002] 近年、ディーゼルエンジン等の内燃機関カゝら排出される排気ガスに含まれる粒子 状物質 (PM)や窒素酸化物 (NOx)については、酸性雨や光化学スモッグ等の環境 汚染の問題から、これを浄ィ匕する必要性が高い。
[0003] このため、従来、内燃機関の排気系に選択還元型の SCR( = Selective Catalytic Reduction)触媒を備えた SCRマフラーにおいて、その上流側から、還元剤等供給ノ ズルにより、尿素水等を還元剤又は還元剤前駆体を排気ガスに噴霧供給することで 、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を SCR触媒によって選択的に還元浄ィ匕す る技術がある（例えば、特開 2001— 20724号公報参照)。
[0004] さらに、排気ガスの流れを分散、均一化するため、排気管にパンチング穴等の通気 孔を設けたものもある (例えば、実開平 2-115912号公報参照)。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、従来の技術では、排気ガスの流れが悪いため、トランジェント等の過 度運転時における窒素酸化物 (NOx)の浄化効率が低ぐ低温乃至高温全領域に おける窒素酸化物 (NOx)の浄ィ匕効率が低 、と 、う問題がある。
[0006] 特に、尿素水を還元剤前駆体として供給する場合には、排気ガスの流れが悪くなる ため、尿素が SCR触媒の上流側に位置する排気管等に析出し、窒素酸化物 (NOx
)の浄ィ匕効率が著しく低下してしまうという問題もある。
[0007] さらに、従来の技術では、還元剤等供給ノズルが車輛振動や排気ガス等の影響を 受けて振動してしまうため、尿素水等の還元剤又は還元剤前駆体を均一に分散させ た状態で、排気ガスに噴霧供給することが困難であり、 SCR触媒による窒素酸化物（ NOx)の浄化効率が低!、と!/、う問題がある。
[0008] また、このような車輛振動や排気ガス等の影響による振動のため、還元剤等供給ノ ズルは、破損、変形しやすぐ耐久性が低いという問題もある。
[0009] そこで、本発明は、排気ガスの流れを良くし、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NO
X)の浄ィ匕効率を向上させることのできる SCRマフラーを提供することを目的とする。
[0010] さらに、本発明は、還元剤等供給ノズルが受ける車輛振動や排気ガス等の影響に よる振動を抑制又は緩和することで、 SCR触媒による窒素酸化物 (NOx)の浄化効 率を向上させ、且つ、還元剤等供給ノズルの耐久性を向上させることができる SCRマ フラー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
[0011] 上記課題を解決するために、本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸ィ匕物 (NOx)を 選択的に還元浄化するための SCR触媒と、排気ガスを SCR触媒に流入させる排気 管と、排気管から排気ガスに還元剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給手 段とを備えた SCRマフラーにおいて、還元剤等供給手段の下流側且つ SCR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 けたことを特徴とする。
[0012] また、本発明は、プレートが排気管の端部に取付けられ、かつ、排気管より大径で あり、通気孔が前記排気管より大径である領域にのみ配置されていることを特徴とし てもよい。
[0013] また、本発明のプレートは、排気管内の上流側に向けて、凸となる断面形状を有す ることを特徴としてもよい。
[0014] さらに、本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化す るための SCR触媒と、排気ガスを SCR触媒に流入させ、マフラー挿入部に通気孔を 有する排気管と、排気ガスに還元剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給手 段とを備えた SCRマフラーにおいて、通気孔を有しないプレートで、排気管のみを塞 いだことを特徴とする。
[0015] また、本発明のプレートは、排気管内の上流側に向けて、凸となる断面形状を有す ることを特徴としてもよい。 [0016] さらに、本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化す るための SCR触媒と、排気ガスを SCR触媒に流入させる排気管と、排気ガスに還元 剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給ノズルとを備えた SCRマフラーにお いて、還元剤等供給ノズルに、通気孔を有するプレートを挿入し、プレートを排気管 に保持したことを特徴とする。
[0017] く関連文献とのクロスリファレンス〉
なお、本願は、 2004年 2月 2日付けで出願した日本国特願 2004-26074号及び 2004年 2月 12日付けで出願した日本国特願 2004-35448号に基づく優先権を主 張する。これらの文献を本明細書に援用する。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の一実施形態における SCRマフラーの基本模型図である。
[図 2]通気孔を有しな 、プレートで排気管 2のみを塞 、だ場合の SCRマフラーの模型 図である。
[図 3]本発明の第一実施形態における通気孔 5を有するプレート 4の断面図である。
[図 4]本発明の第一実施形態における SCR触媒 1に流入する排気ガスの流れを示す 図である。
[図 5]本発明の第一実施形態における通気孔を有しないプレート 4で排気管 2のみを 塞 ヽだ場合の SCR触媒 1に流入する排気ガスの流れを示す図である。
[図 6]本発明の第二実施形態における SCRマフラーの基本模型図である。
[図 7]本発明の第二実施形態における排気管内部の投影図である。
符号の説明
[0019] 1 SCR触媒
2 排気管
3 (30) 還元剤等供給手段 (還元剤等供給ノズル）
4, 40 プレート
5 通:^孑し
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、添付図面を参照しながら、本発明の SCRマフラーを実施するための最良の 形態について説明する。
[0021] = = =第一実施形態 = = =
図 1は、本発明の第一実施形態における SCRマフラーの基本模型図であり、排気 ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化するための SCR触媒 1と、 排気ガスを SCR触媒 1に流入させる排気管 2と、排気ガスに還元剤又は還元剤前駆 体を供給する還元剤等供給手段 3とを備え、還元剤等供給手段 3の下流側且つ SC R触媒 1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 5を有するプ レート 4を設けた構成となっている。なお、図 1では、排気管 2がマフラー内部に挿入 されたものを示している力 排気管 2がマフラーに挿入されることなぐ排気管 2とマフ ラーとがー体成形されたものであってもよい。また、直列型、並列型及び丸型、筒型 等の形態も問わない。
[0022] 図 1に示すように、本実施形態では、通気孔 5を有するプレート 4にっき、排気管 2 及びマフラーをともに塞ぐものとして説明しているが、本発明はこのような形態に限ら れるものではない。すなわち、通気孔 5を有するプレート 4を SCR触媒 1に近接する 排気管 2の下流側末端口に設けてもよいが、その他の形態として、還元剤等供給手 段 3の下流側且つ SCR触媒 1の上流側であれば、排気管 2の途中に設けてもよぐま た、排気管 2に設けることなくマフラー自体に設けてもよい。
[0023] また、図 2に示すように、排気管 2がマフラー内部に挿入され、その挿入部に通気孔 を有する場合には、本発明は、通気孔を有しないプレート 4で、排気管 2のみを塞ぐ 形態であってもよい。
[0024] このような構成の SCRマフラーにおいて、排気ガスは、排気管 2を通過して上流側 から下流側の方向に流れ、 SCR触媒 1に流入する。排気ガスには、ディーゼルェン ジン等の内燃機関から排出され、有害物質として未燃焼炭化水素 (HC)、一酸ィ匕炭 素 (CO)及び一酸ィ匕窒素 (NO)、二酸ィ匕窒素 (NO )等の窒素酸ィ匕物 (NOx)が含ま
2
れる。
[0025] このような排気ガスは、 SCR触媒 1に流入するまでの間に、還元剤等供給手段 3に よって還元剤又は還元剤前駆体が供給される。還元剤又は還元剤前駆体としては、 還元剤そのものだけではなぐ還元剤を遊離する物質等の還元剤前駆体をも含み、 炭化水素、シァヌール酸、アンモニア、炭酸アンモ-ゥム、カルノ ミン酸アンモ-ゥム 、尿素等のうちいずれの物質であってもよい。また、これらのうち、複数組み合わせて もよい。さらに、このような還元剤又は還元剤前駆体は、固体、液体、気体の状態のう ち 、ずれの状態であってもよ!/、。
[0026] 例えば、還元剤等供給手段 3は、アンモニアそのものを還元剤として供給してもよ!/ヽ 力 アンモニアは臭気が強ぐ比較的高濃度では毒性が高いため、毒性の低い尿素 水を還元剤前駆体として噴霧供給するものが好ましい。この際、尿素水中の尿素は、 排気管内の排気ガスと接触混合され、熱分解又は加水分解されて、還元剤であるァ ンモユアを遊離する。なお、本実施形態では、添加ノズルを介し、尿素水を排気管外 力も排気管内の排気ガスに噴霧供給している。
[0027] その後、排気ガスは、さらに排気管内を下流側の方向に流れていき、 SCR触媒 1の 上流側にぉ 、て、通気孔 5を有するプレート 4まで到達する。
[0028] 図 3は、本発明の第一実施形態における通気孔 5を有するプレート 4の断面図であ り、排気管 2を塞ぐ中心部には通気孔 5は配置されず、排気管口より大径である領域 の周辺部にのみ、同心円状でかつ千鳥状に複数の円形状の通気孔 5が配置されて いる。
[0029] 本発明における通気孔 5は、円形、楕円形、長穴形、扇形、その他の多角形等い ずれの形状であってもよいが、パンチング穴形状であることが好ましぐこれらを複数 組み合わせてもよい。通気孔 5の大きさ及び個数は、大小及び多寡を問わない。また 、通気孔 5は、均一且つ対照的に配置されることが好ましぐ排気管より大径である領 域にのみ配置されて 、ることが好まし!/、。
[0030] さらに、本発明におけるプレート 4は、円形、楕円形、正方形、円錐形その他の多角 形等いずれの形状であってもよぐ平型、凸型等いずれの形状であってもよい。また
、凸型プレートの凸となる断面形状は、半円状、三角錐等の形態は問わず、その方 向は、下流側方向であってもよいが、上流側方向であることが好ましい。さらに、プレ ート 4の大きさは、排気管 2及びマフラーの管口を塞ぐような大きさであることが好まし ぐさらには上述したように排気管 2より大径であることが好ましい。また、プレート 4の 数は、 1枚だけでもよぐ複数枚であってもよい。 [0031] このように、本実施形態では、排気管 2はプレート 4の通気孔 5が配置されていない 中心部で完全に塞がれて 、るため、排気管内を流れてプレート 4まで到達した排気 ガスはプレート 4を直通することはできず、プレート面で塞き止められる。このため、排 気ガスは排気管 2のマフラー挿入部の通気孔を通過して、排気管外に流出した後、 マフラーと排気管 2との間隙を流れ、再びプレート 4まで到達する。
その後、排気管外に流出した排気ガスは、プレート 4の通気孔 5が配置された周辺 部を通過して、その下流側の SCR触媒 1に流入する。ここで、排気ガスに含まれる窒 素酸化物 (NOx)は SCR触媒 1に吸着される。
[0032] なお、 SCR ( = Selective Catalytic Reduction)触媒 1は、二酸化チタン (TiO )、
2 五酸化バナジウム（V O )、三酸化タングステン (WO )、三酸化モリブデン（MoO )
2 5 3 3
、二酸化ケイ素（SiO )、硫酸塩、ゼォライト等のうちいずれの物質であってもよぐ複
2
数組み合わせてもよい。また、 SCR触媒 1は、ケージングさせてもよぐハ-カム構造 を有する触媒担体に担持させてもょ ヽ。
[0033] このような SCR触媒 1によって、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)は、選択的 に還元浄化され、環境に優しい窒素及び水に変換される。窒素酸化物 (NOx)の浄 化効率は、 SCR触媒 1に流入する排気ガスの流れによって影響を受ける。
[0034] 図 4は、第一実施形態における SCR触媒 1に流入する排気ガスの流れを示す図で あり、図 4(a)は、通気孔 5を有する平型のプレート 4設けた場合の排気ガスの流れを 示し、他方、図 4(b)は、通気孔 5を有する凸型のプレート 4を設けた場合の排気ガス の流れを示している。
[0035] 図 4に示すように、排気管 2はプレート 4の通気孔 5のない中心部によって塞き止め られるため、排気ガスはプレート 4を直通することができず、排気管 2の通気孔を通過 して排気管外に流出し、プレート 4の通気孔 5のある周辺部を通過して、 SCR触媒 1 に流入する。
[0036] この際、プレート 4の通気孔 5によって、排気ガスの流れは分散、均一化され、 SCR 触媒 1に流入する排気ガスの流れは良くなる。なお、図 4(a)よりも図 4(b)の方が、凸部 の抵抗のために、排気ガスの流れはより分散、均一化され、排気ガスの流れは良くな る。 [0037] なお、図 5は、図 2で示した通気孔を有しな 、プレート 4で、排気管 2のみを塞 、だ 場合の排気ガスの流れを示す図である。
[0038] この場合にも、排気ガスはプレート 4の通気孔のない中心部によって塞き止められ るため、排気管 2の通気孔を通過して排気管外に流出するが、マフラーと排気管 2と の間隙はプレート 4で塞がれていないため、排気ガスは何ら遮られることなぐ SCR触 媒 1に流入する。このため、排気ガスの流れは、図 4に示されるように、プレートの通 気孔によって分散、均一化されることはないが、プレート 4を設けていない場合と比べ れば、 SCR触媒 1に流入する排気ガスの流れは良くなる。
[0039] このように、 SCR触媒 1に流入する排気ガスの流れが良くなると、排気ガスに含まれ る窒素酸化物 (NOx)の SCR触媒 1への吸着率が上昇し、窒素酸化物 (NOx)の浄 化効率が向上する。
[0040] = = =第二実施形態 = = =
次に、本発明の第二実施形態について説明する。但し、第一実施形態と同一若し くは類似の箇所には同一符号を付し、異なる箇所あるいは新たに付加される箇所に のみ新たな符号を付して説明する。
[0041] 図 6は、本発明の第二実施形態における SCRマフラーの基本模型図であり、排気 ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化するための SCR触媒 1と、 排気ガスを SCR触媒 1に流入させる排気管 2と、排気ガスに還元剤又は還元剤前駆 体を供給する還元剤等供給ノズル 30とを備えた SCRマフラーにお ヽて、還元剤等 供給ノズル 30に、通気孔 5を有するプレート 40を挿入し、プレート 40を排気管 2に保 持した構成となっている。
[0042] 図 6(a)は、還元剤等供給ノズル 30の先端部に、折り曲げ部 (R型、バルジ型、平面 形状等)を保有するプレート 40を挿入し、この折り曲げ部を排気管 2の内壁に固着す ること〖こよって、プレート 40を排気管 2に保持した SCRマフラーを示している。他方、 図 6(b)は、還元剤等供給ノズル 30の先端部に、円錐型のプレート 40を挿入し、底面 側の折り曲げ部をフランジに挟み込み、固定することによって、プレート 40を排気管 2 に保持した SCRマフラーを示して!/、る。
[0043] このような構成の SCRマフラーにおいて、排気ガスは、排気管 2を通過して上流側 から下流側の方向に流れ、 SCR触媒 1に流入する。 SCRマフラー内を流れる排気ガ スは、 SCR触媒 1に流入するまでの間に、還元剤等供給ノズル 30によって還元剤又 は還元剤前駆体が供給される。
[0044] 本発明では、還元剤等供給ノズル 30には、通気孔 5を有するプレート 40が挿入さ れており、このプレート 40は排気管 2に保持されている。このため、還元剤等供給ノズ ル 30が受ける車輛振動や排気ガス等の影響による振動は、抑制又は緩和される。そ の結果、尿素水等の還元剤又は還元剤前駆体は、均一に分散された状態で排気ガ スに噴霧供給される。また、還元剤等供給ノズル 30は、プレート 40によって補強され ているため、耐久性が向上する。
[0045] 図 7は、本発明の第二実施形態における SCRマフラーの排気管内部を、上流側か ら下流側の方向に投影した図であり、排気ガスは、プレート 40の通気孔 5を通過し、 上流側から下流側の方向に流れる。また、還元剤等供給ノズル 30は、プレート 40の 中心部に挿入されており、尿素水等の還元剤又は還元剤前駆体は、上流側から下 流側の方向に噴霧供給され、均一に分散された状態で排気ガスに接触混合される。
[0046] 本発明におけるプレート 40は、円形、楕円形、正方形、円錐形その他の多角形等 いずれの形状であってもよぐ平型、凸型等いずれの形状であってもよい。プレート 4 0の大きさは、排気管 2の口径を塞ぐような大きさであることが好ましい。また、プレート 40の数は、 1枚だけでもよぐ複数枚であってもよい。
[0047] さらに、還元剤等供給ノズル 30にプレート 40を挿入する形態としては、還元剤等供 給ノズル 30の先端側力もプレート 40を挿入し、ノズル先端部がわずかに突き出た状 態で、還元剤等供給ノズル 30に固定しておくことが好ま 、。
[0048] また、プレート 40を排気管 2に保持する形態としては、排気管 2の内壁に固着させ てもよく、排気管 2の外側のフランジに挟み込み、固定させてもよぐその他の形態で あってもよい。
[0049] その後、排気ガスは、さらに下流側の方向に流れていき、 SCR触媒 1に流入すると 、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)は、 SCR触媒 1に吸着されて、選択的に還 元浄化される。その結果、窒素酸化物 (NOx)は、環境に優しい窒素及び水に変換 される。 [0050] 本発明では、 SCR触媒 1に流入する排気ガスは、尿素水等の還元剤又は還元剤 前駆体と十分に接触混合されており、排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)の SC R触媒 1への吸着率は高い。このため、 SCR触媒 1による窒素酸ィ匕物（NOx)の浄ィ匕 効率は向上する。
[0051] なお、本発明は、第一実施形態と第二実施形態を組み合わせた形態であってもよ い。この場合には、 SCRマフラー内を流れる排気ガスの流れが良くなると共に、還元 剤等供給ノズルが受ける車輛振動や排気ガス等の影響による振動を抑制又は緩和 することができるよう〖こなる。その結果、 SCR触媒による窒素酸化物 (NOx)の浄化効 率を向上させ、且つ、還元剤等供給ノズルの耐久性を向上させることもできる。
産業上の利用可能性
[0052] 本発明によれば、 SCRマフラー内を流れる排気ガスの流れを良くし、排気ガスに含 まれる窒素酸化物 (NOx)の浄ィ匕効率を向上させることができる。
[0053] また、本発明によれば、 SCRマフラーにお ヽて、還元剤等供給ノズルが受ける車輛 振動や排気ガス等の影響による振動を抑制又は緩和することで、 SCR触媒による窒 素酸ィ匕物 (NOx)の浄ィ匕効率を向上させ、且つ、還元剤等供給ノズルの耐久性を向 上させることちでさる。

Claims

請求の範囲
[1] 排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化するための SCR触媒 と、
前記排気ガスを前記 SCR触媒に流入させる排気管と、
前記排気ガスに還元剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給手段と を備えた SCRマフラーにおいて、
前記還元剤等供給手段の下流側且つ前記 SCR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ことを 特徴とする SCRマフラー。
[2] 前記プレートは、前記排気管の端部に取付けられ、かつ、該排気管より大径であり 前記通気孔は、前記排気管より大径である領域にのみ配置されていることを特徴と する請求項 1に記載の SCRマフラー。
[3] 前記プレートは、
前記排気管内の上流側に向けて、凸となる断面形状を有することを特徴とする請求 項 1又は 2に記載の SCRマフラー。
[4] 排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化するための SCR触媒 と、
前記排気ガスを前記 SCR触媒に流入させ、マフラー挿入部に通気孔を有する排気 管と、
前記排気ガスに還元剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給手段と を備えた SCRマフラーにおいて、
通気孔を有しな ヽプレートで、前記排気管のみを塞 、だことを特徴とする SCRマフ ラー。
[5] 前記プレートは、
前記排気管内の上流側に向けて、凸となる断面形状を有することを特徴とする請求 項 4に記載の SCRマフラー。
[6] 排気ガスに含まれる窒素酸化物 (NOx)を選択的に還元浄化するための SCR触媒 と、
前記排気ガスを前記 SCR触媒に流入させる排気管と、
前記排気ガスに還元剤又は還元剤前駆体を供給する還元剤等供給ノズルと を備えた SCRマフラーにおいて、
前記還元剤等供給ノズルに、通気孔を有するプレートを挿入し、該プレートを前記 排気管に保持したことを特徴とする SCRマフラー。
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