(57)【要約】【課題】尿素水が噴射される排気管内を効果的に保温することで、尿素水からアンモニアへの生成効率を促進させる。【解決手段】尿素水を噴射する尿素水噴射バルブ３３と、尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素酸化物を浄化する選択的還元触媒４１との間に配置される排気管２４であって、排気管２４の内周面に蓄熱部材２５が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水を噴射する噴射バルブと、前記尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素酸化物を浄化する選択的還元触媒との間に配置される排気管であって、
前記排気管の内周面に蓄熱部材が設けられている
排気管。
【請求項２】
前記蓄熱部材が板状に形成されている
請求項１に記載の排気管。
【請求項３】
前記蓄熱部材が前記排気管よりも比熱の高い材料で形成されている
請求項１又は２に記載の排気管。
【請求項４】
前記蓄熱部材を複数備えると共に、当該複数の蓄熱部材が所定のクリアランスを隔てて配置されている
請求項１から３の何れか一項に記載の排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化触媒やＮＯｘ触媒等を備える排気浄化システムにおいては、良好な排気浄化能力を得るには、これら触媒の温度を活性温度以上に維持する必要がある。特に、エンジンの低負荷運転時等、排気温度が低下する状況においては、触媒温度が活性温度よりも低くなり、排気エミッションの悪化を招く課題がある。
【０００３】
このような触媒温度の低下を抑制する技術として、例えば、特許文献１，２には、触媒上流側の排気管にセラミックスハニカム構造体等で形成した蓄熱エレメントを嵌め込み、高排気温時に蓄熱エレメントに蓄熱した熱によって低排気温時における触媒の保温を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０６４１７号公報
【特許文献２】実開昭６１−１２３８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の従来技術のように、排気管内にハニカム構造体等の蓄熱エレメントを嵌め込む構造では、排気ガスの流路抵抗が大きくなり、排圧の上昇等を招く可能性がある。また、このような蓄熱エレメントを選択的還元触媒（以下、単にＳＣＲ触媒という）の直上流に配置すると、蓄熱エレメントに滞留した尿素水がアンモニアに変化する過程で生成される腐食性物質によって排気管腐食等を引き起こす可能性もある。
【０００６】
開示の排気管は、尿素水が噴射される排気管内の温度を効果的に保温することで、尿素水からアンモニアへの生成効率を促進させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の排気管は、尿素水を噴射する噴射バルブと、前記尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素酸化物を浄化する選択的還元触媒との間に配置される排気管であって、前記排気管の内周面に蓄熱部材が設けられている。
【０００８】
また、前記蓄熱部材が板状に形成されてもよい。
【０００９】
また、前記蓄熱部材が前記排気管よりも比熱の高い材料で形成されてもよい。
【００１０】
また、前記蓄熱部材を複数備えると共に、当該複数の蓄熱部材が所定のクリアランスを隔てて配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
開示の排気管によれば、尿素水が噴射される排気管内を効果的に保温することで、尿素水からアンモニアへの生成効率を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る排気管が適用された排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】他の実施形態に係る排気管を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気管を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、本実施形態の排気管が適用された排気浄化システム１を示す全体構成図である。排気浄化システム１は、排気上流側から順に、前段ケーシング２０と、ミキサーチャンバ２３と、尿素水噴射装置３０と、接続管２４と、後段ケーシング４０とを備えている。なお、図１中において、符号１０はディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）、符号１１は排気マニホールド、符号１２は排気マニホールド１１と前段ケーシング２０とを接続する上流排気管、符号５０は排気ガスを大気に放出する放出管をそれぞれ示している。
【００１５】
前段ケーシング２０は、例えば、ステンレス鋼材等で略円筒状に形成されており、その内部には、排気上流側から順に、第１酸化触媒２１及び、フィルタ２２が収容されている。
【００１６】
第１酸化触媒２１は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。第１酸化触媒２１は、エンジン１０のポスト噴射や図示しない排気管噴射バルブによって未燃炭化水素（ＨＣ）が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
【００１７】
フィルタ２２は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ２２は、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭ）を隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実施される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の第１酸化触媒２１に未燃炭化水素を供給し、フィルタ２２に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで昇温することで行われる。
【００１８】
ミキサーチャンバ２３は、その上流端を前段ケーシング２０の下流端に接続されている。また、ミキサーチャンバ２３には、尿素水噴射装置３０の尿素水噴射バルブ３３が設けられており、噴射された尿素水を排気ガスと混合させる。
【００１９】
尿素水噴射装置３０は、尿素水を貯留する尿素水タンク３１と、尿素水タンク３１から尿素水を汲み上げる尿素水ポンプ３２と、接続管２４内に尿素水を噴射する尿素水噴射バルブ３３とを備えている。尿素水噴射バルブ３３から接続管２４内に噴射された尿素水は、排気熱により加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）に生成され、下流側のＳＣＲ触媒４１に還元剤として供給される。
【００２０】
接続管２４は、例えばステンレス鋼材で略円筒状に形成されており、ミキサーチャンバ２３と後段ケーシング４０の上流端とを接続する。また、接続管２４の内筒面には、詳細を後述する複数の蓄熱部材２５が取り付けられている。
【００２１】
後段ケーシング４０は、例えばステンレス鋼材等で略円筒状に形成されており、前段ケーシング２０と並行に隣接配置されている。また、後段ケーシング４０の内部には、排気上流側か順に、ＳＣＲ触媒４１及び、第２酸化触媒４２が収容されている。
【００２２】
ＳＣＲ触媒４１は、例えば多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持して形成されている。ＳＣＲ触媒４１は、尿素水噴射バルブ３３から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。
【００２３】
第２酸化触媒４２は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されており、ＳＣＲ触媒４１から下流側にスリップしたアンモニアを酸化する機能を有している。
【００２４】
次に、図２に基づいて、本実施形態の接続管２４及び、蓄熱部材２５の詳細について説明する。
【００２５】
接続管２４の内筒面には、接続管２４の材料であるステンレス鋼材よりも比熱の高いアルミニウムもしくはその合金で板状に形成された複数枚の蓄熱部材２５が取り付けられている。これら複数枚の蓄熱部材２５は、互いに所定のクリアランスＣを隔てながら周方向に等間隔に配置されている。
【００２６】
本実施形態では、このように、接続管２４の内筒面に、接続管２４（ステンレス鋼材）よりも比熱の高いアルミニウム合金等で形成された蓄熱部材２５を設けたことにより、排気高温時に排気熱が蓄熱部材２５に蓄えられた後は、排気温度低下時においても、接続管２４内を効果的に保温することが可能になる。これにより、接続管２４内においては、尿素水噴射バルブ３３から噴射された尿素水のアンモニアへの加水分解が効果的に促進され、ＳＣＲ触媒４１のＮＯｘ浄化性能を確実に向上することができる。
【００２７】
また、蓄熱部材２５を板状に形成したことにより、ハニカム構造体等の蓄熱エレメントを排気管１２，２４内に嵌め込む構造に比べ、排気ガスの流路抵抗を効果的に低減することが可能となり、排圧上昇等を確実に防止することができる。
【００２８】
また、複数枚の蓄熱部材２５がクリアランスＣを隔てて配置される分割構造を採用したことにより、蓄熱部材２５の熱膨張による歪の影響等を効果的に抑制することが可能になる。
【００２９】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３０】
例えば、蓄熱部材２５の材料はアルミニウムやその合金に限定されず、接続管２４よりも比熱が高い素材であれば、他の材料を適用することも可能である。また、蓄熱部材２５は複数枚を配置する分割構造に限定されず、図３に示すように、円筒状の一体構造として構成してもよい。また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他の内燃機関にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  エンジン
２０  前段ケーシング
２１  第１酸化触媒
２２  フィルタ
２３  ミキサーチャンバ
２４  接続管
２５  蓄熱部材
３０  尿素水噴射装置
３１  尿素水タンク
３２  尿素水ポンプ
３３  尿素水噴射バルブ
４０  後段ケーシング
４１  ＳＣＲ触媒
４２  第２酸化触媒
５０  放出管
【図１】
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【図２】
2016153611.tif 000004
【図３】
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