(57)【要約】【課題】ＮＯｘ還元浄化触媒の性能を向上させつつ、触媒の支持部材への還元剤の浸入による触媒の破損を防止することができるディーゼルエンジンの排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】尿素水の噴射ノズル７とＳＣＲ５の上流側端面５ａとの間の連結管８Ｂの内面１０に周方向へ延びるように立設されたリテーナ１１と、ＳＣＲ５の上流側端面５ａとを離間させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気管に上流側から順に配置された還元剤の供給手段と、支持部材を介してＮＯｘ還元浄化触媒を内設するコンバータとを備えるとともに、前記供給手段と前記ＮＯｘ還元浄化触媒との間の前記排気管の内面に、板状体からなるリテーナを周方向へ延びるように立設したディーゼルエンジンの排ガス浄化装置において、
前記ＮＯｘ還元浄化触媒の上流側の端面と前記リテーナとを離間させたことを特徴とするディーゼルエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記還元剤が尿素水であって、前記ＮＯｘ還元浄化触媒がＳＣＲである請求項１に記載のディーゼルエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記還元剤が未燃燃料であって、前記ＮＯｘ還元浄化触媒がＬＮＴである請求項１に記載のディーゼルエンジンの排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に関し、更に詳しくは、ＮＯｘ還元浄化触媒の性能を向上させつつ、触媒の支持部材への還元剤の浸入による触媒の破損を防止することができるディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の大気中への放出を低減することを目的として、選択還元型触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）やＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ：Lean NOx Traps）などのＮＯｘ還元浄化触媒を用いた排ガス浄化装置が開発されている。
【０００３】
前者のＳＣＲを用いた排ガス浄化装置は、排ガス中に噴射された尿素水が加水分解して生じたアンモニア（ＮＨ3）を、ＳＣＲの存在下で還元剤として作用させることでＮＯｘを浄化するものである。このＳＣＲは、鉄イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒を含むスラリーを、セラミックハニカムなどの担体に塗布した成型体などから構成される。
【０００４】
また、後者のＬＮＴを用いた排ガス浄化装置は、排ガス中のＮＯｘをリーン状態のときにＮＯｘ吸蔵材（ＫやＢａなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属）に一旦吸蔵させ、定期的に排ガス中に未燃燃料（ＨＣ）を供給してリッチ状態にすることで、吸蔵されたＮＯｘを放出させて三元機能により還元するものである。このＬＮＴは、触媒担体上に白金等の貴金属触媒とバリウム等のアルカリ土類金属等で形成されるＮＯｘ吸蔵材を担持した成型体などから構成される。
【０００５】
一般的に、これらのＮＯｘ還元浄化触媒は、排気管の途中に装着された太径の紡錘形又は円筒形のコンバータ内に、耐熱スポンジなどの支持部材を介して設置されている。そのため、分解されずに排気管内面に付着した尿素水やＨＣが、排気管の底部に集まりながら支持部材に浸透すると、温度の上昇と共に固体化して膨張し、触媒を破損させるおそれがある。
【０００６】
このような問題を解決するために、コンバータの上流側の排気管の内周面にリテーナを設けることで、尿素水やＨＣのコンバータ内への浸入を堰き止めることが提案されている（特許文献１を参照）。
【０００７】
上記の特許文献１に係る発明では、排ガス浄化装置の性能向上のために還元剤の供給量を増加させると、リテーナのサイズ（高さや範囲）を大型化する必要がある。しかし、リテーナとＮＯｘ還元浄化触媒とが密着して配置されているため、リテーナを大型化するとＮＯｘ還元触媒の開口面積が減少して、浄化率の低下や圧力損失の増加を招いて、かえって排ガス浄化装置の性能が低下してしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２４１７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＮＯｘ還元浄化触媒の性能を向上させつつ、触媒の支持部材への還元剤の浸入による触媒の破損を防止することができるディーゼルエンジンの排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明のディーゼルエンジンの排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンの排気管に上流側から順に配置された還元剤の供給手段と、支持部材を介してＮＯｘ還元浄化触媒を内設するコンバータとを備えるとともに、前記供給手段と前記ＮＯｘ還元浄化触媒との間の前記排気管の内面に、板状体からなるリテーナを周方向へ延びるように立設したディーゼルエンジンの排ガス浄化装置において、前記ＮＯｘ還元浄化触媒の上流側の端面と前記リテーナとを離間させたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記のディーゼルエンジンの排ガス浄化装置においては、還元剤として尿素水を、ＮＯｘ還元浄化触媒としてＳＣＲを、それぞれ用いることができる。あるいは、還元剤として未燃燃料を、ＮＯｘ還元浄化触媒としてＬＮＴを、それぞれ用いるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のディーゼルエンジンの排ガス浄化装置によれば、ＮＯｘ還元浄化触媒の上流側の端面とリテーナとを離間させるようにしたので、リテーナを大型化してもＮＯｘ還元浄化触媒への排ガスの流入量に影響を及ぼすことがないため、ＮＯｘ還元浄化触媒の性能を低下させることなく、還元剤の浸入による触媒の支持部材の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態からなるディーゼルエンジンの排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１においてＸ−Ｘ矢視で示す一部断面図である。
【図３】図１におけるＹ部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態からなるディーゼルエンジンの排ガス浄化装置を示す。
【００１６】
この排気ガス浄化システムは、ディーゼルエンジンの排気管（図示せず）に上流側から直列に順に介設された円筒形の第１コンバータ１及び第２コンバータ２を備えている。
【００１７】
第１コンバータ１内には、第１酸化触媒３（第１ＤＯＣ３）と触媒付きフィルタ４（ＣＳＦ４）とが直列に配置されている。また、第２コンバータ２内には、ＳＣＲ５と第２ＤＯＣ６とが直列に配置されている。これらの第１コンバータ１及び第２コンバータ２は、噴射ノズル７が設置された連結管８Ａ及び略Ｕ字状の連結管８Ｂにより、互いに並行に位置するように接続されている。
【００１８】
第１コンバータ１内の第１ＤＯＣ３は、ハニカム構造等の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金や酸化アルミニウムなどを担持して形成される。また、ＣＳＦ４は、セラミックス製のハニカム状多孔体のフィルタ部に、白金、パラジウムやロジウムなどの貴金属からなる酸化触媒と、酸化セリウムなどからなる粒子状物質（ＰＭ）の酸化触媒とを担持して形成される。
【００１９】
第２コンバータ２内のＳＣＲ５は、ハニカム構造等の担持体に、チタニア−バナジア、β型ゼオライト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化チタンや酸化タングステンなどを担持して形成される。また、第２ＤＯＣ６は、第１ＤＯＣ３と同じ構造を有している。これらのＳＣＲ５及び第２ＤＯＣ６は、耐熱スポンジなどからなる支持部材９を介して第２コンバータ２の内周面から支持されている。
【００２０】
この排ガス浄化装置の機能は次のようになる。ディーゼルエンジンから排出された排ガスＧが第１コンバータ１へ流入すると、第１ＤＯＣ３において炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を分解除去されてから、ＣＳＦ４においてＰＭが除去されるとともに、ＮＯｘの大半を占める一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素（ＮＯ2）が生成される。第１コンバータ１から流出した排ガスＧは、連結管８Ａにおいて噴射ノズル７から噴射された尿素水が加水分解して生成したＮＨ3を同伴して、後段の連結管８Ｂを通じて第２コンバータ２へ流入する。そして、ＳＣＲ５においてＮＨ3の還元作用によりＮＯｘが浄化されてから、排出管（図示せず）を通じて外部へ放出される。なお、第２ＤＯＣ６は、ＮＯｘと反応しきれなかったＮＨ3が大気に放出されるＮＨ3スリップを防止する。
【００２１】
このような排ガス浄化装置において、図２、３に示すように、第２コンバータ２の上流側に接続する連結管８Ｂのストレート部分８Ｂａにおける、ＳＣＲ５の上流側の端面５ａから離間した位置の内面１０には、板状体からなるリテーナ１１が周方向へ延びるように立設されている。
【００２２】
このように、ＳＣＲ５の上流側の端面５ａと離間してリテーナ１１を設けるようにしたので、リテーナ１１を大型化してもＮＯｘ還元浄化触媒への排ガスの流入量に影響を及ぼすことがなく、かつリテーナ１１が加水分解しなかった尿素水の第２コンバータ２への浸入を堰き止めるため、ＳＣＲ５の性能を低下させることなく、尿素水の浸入によるＳＣＲ５のの破損を防止することができるのである。
【００２３】
なお、図２に示す実施形態では、リテーナ１１を連結管８Ｂの内面１０の半周（１８０°）にわたって立設しているが、リテーナ１１の範囲はこれに限定されるものではなく、例えば内面１０の周方向の一部（１８０°未満）に立設したり、尿素水の浸入を完全に防ぐために内面１０の全周（３６０°）にわたって立設したりするようにしてもよい。
【００２４】
ＳＣＲ５の上流側の端面５ａとリテーナ１１との距離Ｈは、連結管８Ｂの内径やリテーナ１１のサイズ（高さ、範囲）などにより変化するため特に限定するものではないが、リテーナ１１による排ガスＧの流れの乱れが、第２コンバータ３の入口では正常に復旧するのに十分な大きさとすることが望ましい。
【００２５】
上記の実施形態においては、尿素水を還元剤とするＳＣＲの代わりに、ＨＣを還元剤とするＬＮＴを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  第１コンバータ
２  第２コンバータ
３  第１ＤＯＣ
４  ＣＳＦ
５  ＳＣＲ
５ａ  上流側の端面
６  第２ＤＯＣ
７  噴射ノズル
８Ａ、８Ｂ  連結管
９  支持部材
１０  内面
１１  リテーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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