(57)【要約】【課題】尿素水噴射器から排気中に噴射される尿素水が充分に加水分解されてからＳＣＲ触媒に到達し、尿素水噴射量あたりの排気浄化率が低下したり、ＳＣＲ触媒における尿素水の固着等に起因するＳＣＲ触媒の欠損が発生したりすることを抑制することが可能な選択触媒還元装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０１から排出される排気中に尿素水を噴射すると共に排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成し、そのアンモニアをＳＣＲ触媒１０３に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物を還元して無害化する選択触媒還元装置１００において、ＳＣＲ触媒１０３の排気上流側に設置されていると共に排気中に噴射される尿素水を充分に加水分解させてからＳＣＲ触媒１０３に流入させる副室１２６を備えている選択触媒還元装置１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気中に尿素水を噴射すると共に排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成し、そのアンモニアをＳＣＲ触媒に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物を還元して無害化する選択触媒還元装置において、
前記ＳＣＲ触媒の排気上流側に設置されていると共に排気中に噴射される尿素水を充分に加水分解させてから前記ＳＣＲ触媒に流入させる副室を備えていることを特徴とする選択触媒還元装置。
【請求項２】
前記副室は、前記内燃機関を熱源として排気中に噴射される尿素水を加水分解させる請求項１に記載の選択触媒還元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル機関等の内燃機関から排気管を通じて排出される排気中に含まれている窒素酸化物を還元して無害化する選択触媒還元装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関等の内燃機関から排気管を通じて排出される排気中に含まれている有害物質等を除去して大気中に排出される排気を浄化する排気浄化装置としては、尿素水噴射器から排気中に尿素水を噴射すると共に排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成し、そのアンモニアをＳＣＲ触媒に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物（ＮＯX）を窒素（Ｎ2）と水（Ｈ2Ｏ）とに還元して無害化する選択触媒還元（ＳＣＲ）装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０３８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、選択触媒還元装置においては、尿素水噴射器から排気中に噴射される尿素水の全てがアンモニアに加水分解されてからＳＣＲ触媒に到達するとは限らず、尿素水が充分に加水分解される前にＳＣＲ触媒に到達すると、尿素水噴射量あたりの排気浄化率が低下したり、ＳＣＲ触媒における尿素水の固着等に起因するＳＣＲ触媒の欠損が発生したりするという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、尿素水噴射器から排気中に噴射される尿素水が充分に加水分解されてからＳＣＲ触媒に到達し、尿素水噴射量あたりの排気浄化率が低下したり、ＳＣＲ触媒における尿素水の固着等に起因するＳＣＲ触媒の欠損が発生したりすることを抑制することが可能な選択触媒還元装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために創案された本発明は、内燃機関から排出される排気中に尿素水を噴射すると共に排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成し、そのアンモニアをＳＣＲ触媒に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物を還元して無害化する選択触媒還元装置において、前記ＳＣＲ触媒の排気上流側に設置されていると共に排気中に噴射される尿素水を充分に加水分解させてから前記ＳＣＲ触媒に流入させる副室を備えている選択触媒還元装置である。
【０００７】
前記副室は、前記内燃機関を熱源として排気中に噴射される尿素水を加水分解させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、尿素水噴射器から排気中に噴射される尿素水が充分に加水分解されてからＳＣＲ触媒に到達し、尿素水噴射量あたりの排気浄化率が低下したり、ＳＣＲ触媒における尿素水の固着等に起因するＳＣＲ触媒の欠損が発生したりすることを抑制することが可能な選択触媒還元装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る選択触媒還元装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。
【００１１】
図１に示すように、選択触媒還元装置１００は、ディーゼル機関等の内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気中に含まれている有害物質等を除去して大気中に排出される排気を浄化する排気浄化装置の一種である。
【００１２】
選択触媒還元装置１００は、排気管１０２に設置されていると共に排気中に含まれている窒素酸化物を除去するＳＣＲ触媒１０３と、ＳＣＲ触媒１０３の排気上流側で尿素水を噴射する尿素水噴射器１０４と、尿素水が貯留されている尿素水貯留槽１０５と、尿素水配管１０６を通じて尿素水貯留槽１０５から尿素水噴射器１０４に尿素水を供給する尿素水供給ポンプ１０７を有している尿素水供給モジュール１０８と、尿素水噴射器１０４と尿素水供給ポンプ１０７とを主に制御する尿素水噴射制御装置１０９と、を備えている。
【００１３】
選択触媒還元装置１００においては、尿素水噴射器１０４から排気中に尿素水を噴射すると共に排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成し、そのアンモニアをＳＣＲ触媒１０３に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物を窒素と水とに還元して無害化している。
【００１４】
排気中に含まれている一酸化窒素を二酸化窒素に酸化すると共に排気中に含まれている一酸化窒素と二酸化窒素との比率を調整することでＳＣＲ触媒１０３における脱硝効率を高める酸化触媒（ＤＯＣ）１１０と、排気中に含まれている窒素酸化物を除去するＳＣＲ触媒１０３と、が排気管１０２の排気上流側から排気下流側に架けて設置されている。
【００１５】
更に、ＳＣＲ触媒１０３の入口における排気温度を検出する排気温度検出器１１１と、ＳＣＲ触媒１０３の入口における窒素酸化物濃度を検出する第１の窒素酸化物濃度検出器１１２と、がＳＣＲ触媒１０３の排気上流側に設置されており、ＳＣＲ触媒１０３の出口における窒素酸化物濃度を検出する第２の窒素酸化物濃度検出器１１３がＳＣＲ触媒１０３の排気下流側に設置されている。
【００１６】
尿素水貯留槽１０５における尿素水残量を検出する尿素水残量検出器１１４と、尿素水貯留槽１０５における尿素水温度を検出する尿素水温度検出器１１５と、尿素水貯留槽１０５における尿素水品質（例えば、尿素水濃度や異物混入有無）を検出する尿素水品質検出器１１６と、を有しているＳＣＲセンサ１１７が尿素水貯留槽１０５に設置されている。
【００１７】
尿素水配管１０６は、尿素水貯留槽１０５と尿素水供給ポンプ１０７の吸込口とを接続する吸込流路１１８と、尿素水供給ポンプ１０７の吐出口と尿素水噴射器１０４とを接続する供給流路１１９と、尿素水供給ポンプ１０７の吐出口と尿素水貯留槽１０５とを接続する回収流路１２０と、を有している。
【００１８】
尿素水供給モジュール１０８は、吸込流路１１８を通じて尿素水貯留槽１０５から尿素水を吸い込むと共に供給流路１１９を通じて尿素水噴射器１０４に尿素水を供給する尿素水供給ポンプ１０７と、尿素水供給ポンプ１０７における温度を検出する温度検出器１２１と、尿素水供給ポンプ１０７の吐出口における尿素水圧力を検出する尿素水圧力検出器１２２と、供給流路１１９を通じて尿素水噴射器１０４に尿素水を供給する流路と回収流路１２０を通じて尿素水貯留槽１０５に尿素水を回収する流路とを切り替える切替弁１２３と、を有している。
【００１９】
図１は簡略化して描いているが、尿素水貯留槽１０５と尿素水噴射器１０４と尿素水供給ポンプ１０７と尿素水配管１０６とで構成されている尿素水供給経路に沿って内燃機関冷却水を循環させる循環流路１２４が配策されており、尿素水供給経路に沿って内燃機関冷却水を流すか否かを切り替える解凍出力調整弁１２５が循環流路１２４に設置されている。
【００２０】
なお、循環流路１２４は、解凍出力調整弁１２５の開閉に拘わらず、常時、尿素水噴射器１０４に内燃機関冷却水を供給しており、尿素水噴射器１０４に充填されている尿素水の変質固着等を防止している。
【００２１】
さて、選択触媒還元装置１００は、ＳＣＲ触媒１０３の排気上流側に設置されていると共に排気中に噴射される尿素水を充分に加水分解させてから前記ＳＣＲ触媒に流入させる副室１２６を備えている。
【００２２】
副室１２６は、内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気の一部を迂回させる迂回管１２７に設置されており、内燃機関１０１を熱源として（例えば、内燃機関潤滑油、内燃機関冷却水、ターボチャージャ通過後の排気、又は排気再循環（ＥＧＲ）後の排気が持つ熱量を利用して）排気中に噴射される尿素水を加水分解させてその全てをアンモニアに変換している。
【００２３】
これにより、選択触媒還元装置１００では、尿素水噴射器１０４から排気中に噴射される尿素水が充分に加水分解されてからＳＣＲ触媒１０３に到達するため、尿素水噴射量あたりの排気浄化率が低下したり、ＳＣＲ触媒１０３における尿素水の固着等に起因するＳＣＲ触媒１０３の欠損が発生したりすることを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１００  選択触媒還元装置
１０１  内燃機関
１０２  排気管
１０３  ＳＣＲ触媒
１０４  尿素水噴射器
１０５  尿素水貯留槽
１０６  尿素水配管
１０７  尿素水供給ポンプ
１０８  尿素水供給モジュール
１０９  尿素水噴射制御装置
１１０  酸化触媒
１１１  排気温度検出器
１１２  第１の窒素酸化物濃度検出器
１１３  第２の窒素酸化物濃度検出器
１１４  尿素水残量検出器
１１５  尿素水温度検出器
１１６  尿素水品質検出器
１１７  ＳＣＲセンサ
１１８  吸込流路
１１９  供給流路
１２０  回収流路
１２１  温度検出器
１２２  尿素水圧力検出器
１２３  切替弁
１２４  循環流路
１２５  解凍出力調整弁
１２６  副室
１２７  迂回管
【図１】
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