JP2009085179A - 排気通路の添加剤分散板構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排気通路の周壁部から供給される尿素水を簡単な構成で満遍なく分散させて排気ガス中への尿素水の分散性能を確保しつつ、分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を抑えることができる排気通路の添加剤分散板構造を提供する。
【解決手段】排気ガス浄化装置2の排気ガス流れ方向の上流側における排気通路1の周壁部の上方位置に、尿素水を噴射する噴射ノズル3を設ける。この噴射ノズル3の排気ガス流れ方向の直下流側に分散板4を設ける。分散板4に、尿素水の噴射領域においてその尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置された分散部41と、排気ガスを分散部41を介して連通させる連通部44と、分散部41から排気ガスの流れ方向上流側に向かって略水平に延設され、噴射された尿素水を受ける４つの受け部43,43,…とを設ける。下部位置の受け部43の先端を上部位置の受け部43の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において排気通路内に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造に関する。

一般に、エンジン、特にディーゼルエンジンの排気ガス中には、一酸化窒素などの燃焼によって生じる窒素酸化物（以下では、ＮＯｘという）などの有害物質が含まれており、大気の汚染を防ぐために、このような有害物質の排出量を低減させることが強く要請されている。また、燃焼室内に直接ガソリンを噴射する方式の、いわゆる筒内噴射ガソリン機関からも、運転条件によっては排気ガスとともにＮＯｘが排出される場合があり、同様の要請が存在する。

そのため、排気ガスとともに排出されるＮＯｘを浄化する上で、三元触媒を備えた排気ガス浄化装置を排気通路に設けることが行われている。

しかし、このような三元触媒を備えた排気ガス浄化装置では、エンジンの種類によって十分な効果が得られないことがある。例えば、希薄燃焼（リーンバーン）を行うディーゼルエンジンでは、排気ガスが酸素過剰雰囲気にあるため、燃料成分（ＨＣ）と酸素とが反応（燃焼）し易く、三元触媒によるＮＯｘの十分な浄化が困難となる。

そこで、排気通路にゼオライト系触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において、排気ガス中に燃料成分（ＨＣ成分）を添加することによって、ＮＯｘを効率よく浄化することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

また、排気通路に選択還元型のＮＯｘ触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において、排気ガス中に尿素を添加することによって、排気ガス中のＮＯｘを効率よく浄化することも行われている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、排気ガス中へ添加される燃料成分や尿素等の添加剤は、排気ガス浄化装置によるＮＯｘの浄化性能を高める上で、排気ガス中に効率よく分散させる必要がある。

そのため、従来より、排気通路内における添加剤（燃料成分や尿素）の添加位置と排気ガス浄化装置との間に、ガス混合促進体を有する整流格子を設け、この整流格子によって排気ガスを流れ方向に仕切ることで、排気ガス中に添加剤を効率よく分散させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
実開平３−６８５１６号公報 特開２００５−１１３６８８号公報 特開平１０−１６５７６３号公報

ところが、上記従来のものでは、排気ガス中に添加剤を効率よく分散させる上で、整流格子などの添加剤分散板が排気通路中において排気ガスを流れ方向に仕切るように配置、つまり添加剤分散板が排気ガスの流れ方向と直交する方向に配置されている。また、この添加剤分散板のガス混合促進体が、排気ガスの流れ方向に対向するように突設されたガス旋回体や、排気ガスの流れ方向に対向するようにへの字状に屈設されたガス撹拌体により構成されている。このため、排気通路における排気ガスの流路面積（排気通路の断面積）が添加剤分散板およびガス混合促進体（ガス旋回体およびガス撹拌体）によって大きく減少し、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧が著しく上昇する。

しかも、添加剤分散板が仕切板を縦方向および横方向に組み合わせて構成されている上、ガス混合促進体が仕切板より突設されたガス旋回体や仕切板よりへの字状に屈設されたガス撹拌体により構成されているため、添加剤分散板の構造が非常に複雑なものとなる。

一方、排気ガス中に添加剤を添加する位置によっては、添加剤を排気ガス中に満遍なく分散できないことがある。例えば、排気通路の周壁部より該排気通路を横切るように添加剤が噴射される場合などには、添加剤が排気通路内の噴射口寄りの位置に噴射され難く、添加剤分散板に対し偏った位置に噴射されることになり、添加剤を排気ガス中に満遍なく効率よく分散させることができないものとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気通路内に噴射口から供給される添加剤を簡単な構成で満遍なく分散させて排気ガス中への添加剤の分散性能を確保しつつ、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を抑えることができる排気通路の添加剤分散板構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において上記排気通路内に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造を前提とし、上記添加剤を噴射する噴射口を、噴射された上記添加剤が上記排気通路を横切るように配置している。そして、上記添加剤分散板に、上記噴射口から噴射される添加剤の噴射領域においてその添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置された分散部と、この分散部に設けられ、排気ガスを上記分散部の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部と、上記分散部から排気ガスの流れ方向に沿って延設され、上記噴射口から噴射された添加剤を受ける複数の受け部とを設ける。更に、上記各受け部を、上記分散部の上部位置から下部位置に向かって順に設け、そのうちの下部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端を上部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置させている。

この特定事項により、添加剤分散板の分散部は、噴射口から排気通路を横切るように噴射される添加剤の噴射領域においてその添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置されているので、噴射口から噴射された添加剤が分散部に対し偏ることなく満遍なく噴射（供給）される上、分散部に噴射された際の該分散部との衝突によるエネルギーを効率よく利用して添加剤が円滑に微粒化され、排気ガス中に添加剤を満遍なく分散させることが可能となる。

そして、噴射口から噴射された添加剤は、分散部から排気ガスの流れ方向に沿って延びる複数の受け部で受けて衝突する上、この各受け部のうちの上部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端が下部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置しているので、噴射口からの添加剤の噴射方向から見て、下部位置の受け部が上部位置の受け部によってその上部位置の受け部の陰になることがない。これにより、噴射口から噴射された添加剤が下部位置の受け部でも円滑に受けて衝突することになり、これらの受け部で受けて衝突した添加剤の微粒化が円滑に促進されて、排気ガス中への添加剤の分散化を図ることが可能となる。

また、添加剤分散板が、添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置した分散部、この分散部から排気ガスの流れ方向に沿って延びる複数の受け部および連通部により構成されたものであることから、添加剤分散板自体が非常に簡単な構成となり、添加剤分散板を非常に安価に提供することが可能となる。

しかも、分散部が添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置されてはいるものの、この分散部に排気ガスを分散部の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部が設けられている上、複数の受け部が排気ガスの流れ方向に沿って延設されているので、排気通路における排気ガスの流路面積（排気通路の断面積）が分散部によって大きく減少することがなく、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることが可能となる。

特に、添加剤分散板の各受け部の構成を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記各受け部を、上記分散部より排気ガスの流れ方向上流側に向かって延設させている。

この特定事項により、分散部より各受け部が排気ガスの流れ方向上流側に向かって延設されているので、各受け部が分散部の陰になることがなく、噴射口から噴射された添加剤を各受け部でより円滑に受けて衝突させることが可能となる。

また、添加剤分散板の連通部の構成を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記連通部を上記各受け部の上側に設けている。

この特定事項により、各受け部で受けた添加剤は、その各受け部で受けた際の衝突により微粒化されると、連通部を通過する排気ガスの流れに乗って円滑に下流側に導かれ、排気ガス中に添加剤を効率よく分散させることが可能となる。

また、添加剤分散板の分散部の形状を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記分散部を略円形状に形成している。

この特定事項により、分散部は、排気通路の周壁部から噴射される添加剤の噴射範囲の形状に則した略円形状に形成されているので、排気通路における排気ガスの流路面積（排気通路の断面積）が添加剤分散板の分散部によって大きく減少することなく最小限に抑えられ、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることが可能となる。

これに対し、上記分散部を、上記分散部の上部位置から下部位置に行くに従い幅が漸増する略三角形状に形成している場合には、下部位置に行くに従い幅が漸増する分散部の形状に則して下部位置の受け部の幅が上部位置の受け部の幅よりも大きく確保されることになり、噴射口から噴射された添加剤を下部位置の受け部により円滑に受けて衝突させ、この下部位置の受け部に衝突した添加剤の微粒化が促進されて、排気ガス中への添加剤の分散化をより図ることが可能となる。

また、添加剤分散板の各受け部の構成を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記各受け部に、少なくとも一部を上向きに立ち上げた立ち上げ部を設けている。

この特定事項により、噴射口から分散部に向けて噴射された添加剤の一部は、少なくとも一部を上向きに立ち上げた立ち上げ部によって各受け部内に貯留され、排気通路内を流れる排気ガスによって各受け部が加熱されるに従って貯留された添加剤が気化し易いものとなる。このとき、排気ガスの流れが各受け部内に侵入すると、その流速が立ち上げ部によって低下することになり、その流速が低下した排気ガスによって、各受け部内に貯留されている添加剤が気化しながらゆっくりと吸い出され、排気ガス中への添加剤の分散をより効果的に行うことが可能となる。

更に、添加剤分散板の各受け部の構成を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記排気通路の周壁部の側方位置に設けられた噴射口から噴射される添加剤を広い噴射範囲で受けるように、上記各受け部を水平面に対して上記噴射口向きに傾斜させている。

この特定事項により、排気通路周壁部の側方位置の噴射口から噴射された添加剤は、水平面に対して噴射口向きにそれぞれ傾斜する各受け部に対し広い範囲で受けられて衝突し、これらの受け部に衝突した添加剤の微粒化が促進されて、排気ガス中への添加剤の分散化を図ることが可能となる。

しかも、噴射口が排気通路周壁部の側方位置に設けられていることにより、噴射口を排気通路周壁部の上方位置に設けたもののように、排気通路からの熱がその上方側に滞留するために噴射口への添加剤の供給経路をインシュレータ等の耐熱材によって保護する必要がない。そのため、耐熱材を不要にしてコストの低廉化を図ることが可能となる。

以上、要するに、添加剤分散板の分散部を添加剤の噴射範囲においてその噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜させて配置することで、噴射口から排気通路を横切るように噴射される添加剤を添加剤分散板に対し偏ることなく満遍なく供給し、分散部との衝突によるエネルギーを利用して添加剤を効率よく微粒化して排気ガス中に満遍なく分散させることができる。また、分散部から排気ガスの流れ方向に沿って延びる各受け部のうちの上部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端を下部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置させることで、噴射口から噴射した添加剤を下部位置の受け部でも円滑に受けて衝突させ、各受け部で衝突させた添加剤の微粒化を円滑に促進させて、排気ガス中への添加剤の分散化を図ることができる。しかも、分散部、複数の受け部および連通部により添加剤分散板を構成することで、添加剤分散板自体を非常に簡単な構成にして非常に安価に提供することができる。更に、連通部および排気ガスの流れ方向に沿って延びる受け部を備えた分散部によって、排気通路の流路面積を大きく減少させることなく、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例１に係る添加剤分散板構造を用いた車両用ディーゼルエンジンの排気通路を示している。この図１において、排気通路１の途中には、排気ガス浄化装置２が設けられている。この排気ガス浄化装置２は、酸素共存下でも選択的に排気ガス中のＮＯｘを還元剤（添加剤）と反応させる性質を備えた選択還元型触媒２１を装備している。この選択還元型触媒２１は、排気通路１の径が拡径された拡径部１１にマット１２を介して設けられている。そして、拡径部１１は、排気通路１に対し、排気通路１の半径方向内方向きにラッパ状に反る反り部１３によって連結されている。この場合、排気通路１を流れる排気ガスは、反り部１３の排気ガス流れ方向上流側において該反り部１３に沿って拡径方向に案内されるとともに、反り部１３の排気ガス流れ方向下流側において該反り部１３から剥離し、マット１２側（拡径部１１の半径方向外方側）への排気ガスの流れが反り部１３によって効果的に偏向されるようにしている。

また、選択還元型触媒２１は、排気通路１内を流れる排気ガス中のＮＯｘを還元剤により還元浄化するもので、セラミックのコーディライトやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱鋼から成るハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの触媒担体に、例えばゼオライト系の活性成分が担持されている。そして、上記触媒担体に担持された活性成分は、還元剤の供給を受けて活性化し、ＮＯｘを効果的に無害物質に浄化させる。この場合、選択還元型触媒２１を使ったＮＯｘ低減手法をＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）と呼び、還元剤として尿素を使うものは特に尿素ＳＣＲと呼ばれている。

排気ガス浄化装置２（選択還元型触媒２１）の排気ガス流れ方向の上流側には、還元剤としての尿素水（添加剤）を噴射する噴射ノズル３が配設されている。この噴射ノズル３は、排気通路１の周壁部の上方位置に設けられ、その噴射口３１より尿素水を選択型還元触媒２１の排気ガス流れ方向上流側に供給している。また、噴射ノズル３には、尿素水と共に圧縮空気が供給され、該尿素水を霧化して噴射口３１より噴射供給するようになっている。そして、噴射ノズル３の噴射口３１は、噴射された尿素水が排気通路１を横切るように、排気通路１の周壁部上方位置より排気ガスの流れ方向に対し斜め下流側に向けて配置、つまり排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に斜めに傾斜して配置されている。この場合、尿素水は、貯蔵タンクに貯留され、合成樹脂製の供給管を介して噴射ノズル３に供給される。なお、図１中における破線矢印は、微粒化された尿素水が排気ガス中に分散された状態での排気ガスの流れを示し、実線矢印は、尿素水が分散される前の排気ガスの流れを示している。

また、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射供給された尿素水は、排気通路１内の排気熱により加水分解してアンモニアを容易に発生する。得られたアンモニアは、選択還元型触媒２１において排気中のＮＯｘと反応し、水および無害なガスに浄化される。尿素水は、固体もしくは粉体の尿素の水溶液で、貯蔵タンクに貯留されており、供給管を通じて噴射ノズル３に供給されるようになっている。なお、噴射ノズル３で噴射供給する還元剤（添加剤）としては、尿素水の他に、アンモニア水溶液や炭化水素水溶液などが適用されていてもよい。

そして、噴射ノズル３の排気ガス流れ方向の直下流側（選択還元型触媒２１よりも排気ガス流れ方向上流側）には、噴射ノズル３の噴射口３１より排気通路１内に噴射された尿素水を排気ガス中に分散する添加剤分散板としての分散板４が設けられている。この分散板４は、図２にも示すように、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射される尿素水の噴射領域となる排気通路１の中心部付近に設けられた分散部４１を備えている。この分散部４１は、略円形板状に形成され、噴射口３１からの尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜、具体的には、排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜して配置されている。そして、分散部４１は、その周囲４箇所より上下左右方向へ延びる４本のステー４２，４２，…によって排気通路１の周壁部に取り付けられている。

また、図３および図４に示すように、分散板４は、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射された尿素水を受ける４つの受け部４３，４３，…を備えている。この各受け部４３は、排気通路１の軸線ｍを通る鉛直線ｍ１上の上下両位置に配置されているとともに、排気通路１の軸線ｍを通る水平線ｍ２上の左右両位置に配置されている。そして、各受け部４３は、それぞれ同一形状に形成され、分散部４１の上下左右の各位置からそれぞれ排気ガスの流れ方向に沿って上流側向きに略水平に延設されている。また、各受け部４３の上側には、それぞれ排気ガスを分散部４１の流れ方向上流側から下流側に連通させる略矩形状の連通部４４，４４，…が開設されている。そして、各受け部４３には、その周囲を排気ガスの流れ方向から仕切るように上方へ立ち上げた立ち上げ部としての立ち上げ片４５が設けられ、この立ち上げ片４５によって各受け部４３で受けた尿素水の一部を貯留している。この場合、各受け部４３周囲の立ち上げ片４５は、分散板４に各受け部４３を形成するに先立ってその各受け部４３の形成位置の内方側を工具により凹設させることによって形成されており、各受け部４３は、分散板４の各受け部４３形成位置の上端辺および左右両側辺をそれぞれ切除してから、分散板４の各受け部４３形成位置の下端辺を排気ガスの流れ方向上流側へ折曲させる切り起こし加工を施すことによって形成される。

そして、各受け部４３のうち、噴射ノズル３の噴射口３１に対し最も遠い鉛直線ｍ１上の下部位置の受け部４３の先端（排気ガスの流れ方向上流側端）は、これよりも噴射ノズル３の噴射口３１に対し近い水平線ｍ２上の左右両側における鉛直線ｍ１上の中央位置の受け部４３，４３の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。また、水平線ｍ２上の左右両側における鉛直線ｍ１上の中央位置の受け部４３，４３の先端は、これよりも噴射ノズル３の噴射口３１から近い鉛直線ｍ１上の上部位置の受け部４３の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。このように、噴射ノズル３の噴射口３１に対する各受け部４３の遠近位置関係（鉛直線ｍ１上における上下位置関係）によりその各受け部４３の先端の位置に差が生じているのは、分散部４１が排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜しているからである。

したがって、上記実施例１では、分散板４の分散部４１は、排気通路１の周壁部の上方位置から噴射される尿素水の噴射領域においてその尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように、排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜して配置されているので、排気通路１の周壁部の上方位置から排気通路１を横切るように噴射された尿素水が分散部４１に対し偏ることなく満遍なく供給され、分散部４１との衝突によるエネルギーを利用して効率よく微粒化されて、排気ガス中に尿素水を満遍なく分散させることができる。

そして、排気通路１の周壁部の上方位置から噴射された尿素水は、分散部４１の上下左右の各位置からそれぞれ排気ガスの流れ方向に沿って上流側向きに略水平に延設された４つの受け部４３，４３，…で受けて衝突する上、この各受け部４３のうちの噴射口３１から遠い遠隔位置の受け部４３（鉛直線ｍ１上の下側位置の受け部４３、または水平線ｍ２上の左右両側における鉛直線ｍ１上の中央位置の受け部４３，４３）の先端（排気ガスの流れ方向上流側端）が噴射口３１から近い近接位置の受け部４３（鉛直線ｍ１上の上側位置の受け部４３、または水平線ｍ２上の左右両側における鉛直線ｍ１上の中央位置の受け部４３，４３）の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置しているので、尿素水の噴射方向から見て、各受け部４３が分散部４１の陰になることがない。これにより、噴射口３１から噴射された尿素水が下部位置（水平線ｍ２上の左右両側における延長線ｍ１上の中央位置の受け部４３，４３および鉛直線ｍ１上の下部位置の受け部４３）の受け部４３，４３，…でも円滑に受けて衝突することになり、これらの受け部４３，４３，…で受けて衝突した尿素水の微粒化が円滑に促進されて、排気ガス中への尿素水の分散化を図ることができる。

しかも、各受け部４３周囲の立ち上げ片４５によってその各受け部４３で受けた尿素水の一部が貯留されるので、各受け部４３で貯留された尿素水は、排気通路１内を流れる排気ガスによって各受け部４３が加熱されるに従って気化し易いものとなる。これにより、排気ガスの流れが各受け部４３内に侵入した際には、その流速が立ち上げ片４５によって低下することになり、その流速が低下した排気ガスによって、各受け部４３内の尿素水が気化しながらゆっくりと吸い出され、排気ガス中への尿素水の分散をより効果的に行うことが可能となる。

また、分散板４が、尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置した分散部４１、この分散部４１から排気ガスの流れ方向に沿って延びる複数の受け部４３および連通部４４により構成されたものであることから、分散板４自体が非常に簡単な構成となり、分散板４を非常に安価に提供することができる。

しかも、分散部４１が尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置されてはいるものの、この分散部４１に排気ガスを分散部４１の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部４４，４４，…が設けられている上、４つの受け部４３がそれぞれ排気ガスの流れ方向に沿って上流側向きに略水平に延設されているので、排気通路１における排気ガスの流路面積（排気通路の断面積）が分散部４１によって大きく減少することがなく、分散板４における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることができる。

更に、各連通部４４が各受け部４３の上側に設けられているので、各受け部４３に受け止められた尿素水の一部が各連通部４４を通過する排気ガスの流れに乗って円滑に下流側に導かれ、排気ガス中に尿素水を効率よく分散させる上で有利なものとなる。

次に、本発明の実施例２を図５ないし図７に基づいて説明する。

この実施例では、分散板の構成を変更している。なお、分散板を除くその他の構成は上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施例２では、図５に示すように、分散板５（添加剤分散板）は、噴射ノズル３の排気ガス流れ方向の直下流側（選択還元型触媒２１よりも排気ガス流れ方向上流側）に設けられ、噴射ノズル３より排気通路１内に噴射された尿素水を排気ガス中に分散させている。この分散板５は、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射される尿素水の噴射領域となる排気通路１の中心部付近に設けられた分散部５１を備えている。また、分散部５１は、噴射ノズル３の噴射口３１に対して近接する分散部５１の上部位置から下部位置に行くに従い幅が漸増する略三角形状に形成されている。そして、分散部５１は、噴射口３１からの尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜、具体的には、排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜して配置されている。この分散部５１も、その周囲４箇所より上下左右方向へ延びる４本のステー５２，５２，…によって排気通路１の周壁部に取り付けられている。

また、図６および図７に示すように、分散板５は、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射された尿素水を受ける３つの受け部５３，５３，…（図７では２つのみ示す）を備えている。この各受け部５３は、排気通路１の軸線ｍを通る鉛直線ｍ１上に３つ並べて配置されている。そして、各受け部５３は、分散部５１の形状に合わせて鉛直線ｍ１上において基端側に行くほど幅広な略三角形状に形成され、分散部５１の上下方向の各位置からそれぞれ先端が排気ガスの流れ方向に沿って上流側向きに略水平に延設されている。また、各受け部５３の上側には、それぞれ排気ガスを分散部５１の流れ方向上流側から下流側に連通させる略矩形状の連通部５４，５４，…が開設されている。そして、各受け部５３には、その周囲を排気ガスの流れ方向から仕切るように上方へ立ち上げた立ち上げ部としての立ち上げ片５５が設けられ、この立ち上げ片５５によって各受け部５３で受けた尿素水の一部を貯留している。この場合、各受け部５３周囲の立ち上げ片５５は、分散板５に各受け部５３を形成するに先立ってその各受け部５３の形成位置の内方側を工具により凹設させることによって形成されており、各受け部５３は、分散板５の各受け部５３形成位置の左右の２辺をそれぞれ切除してから、分散板５の各受け部５３形成位置の下端辺を排気ガスの流れ方向上流側に折曲させる切り起こし加工を施すことによって形成される。

そして、各受け部５３のうち、噴射ノズル３の噴射口３１に対し最も遠い鉛直線ｍ１上の下部位置の受け部５３の先端（排気ガスの流れ方向上流側端）は、これよりも噴射ノズル３の噴射口３１に対し近い鉛直線ｍ１上の中央位置の受け部５３の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。また、鉛直線ｍ１上の中央位置の受け部５３の先端は、これよりも噴射ノズル３の噴射口３１から近い鉛直線ｍ１上の上部位置の受け部５３の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。このように、噴射ノズル３の噴射口３１に対する各受け部５３の遠近位置関係（鉛直線ｍ１上における上下位置関係）によりその各受け部５３の先端の位置に差が生じているのは、分散部５１が排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜しているからである。

したがって、上記実施例２では、上部位置に行くに従い幅が漸増する分散部５１の形状に則して鉛直線ｍ１上の下部位置の受け部５３（鉛直線ｍ１上の下部位置の受け部５３または中央位置の受け部５３）の幅が上部位置の受け部５３（鉛直線ｍ１上の中央位置または上部位置の受け部５３）の幅よりも大きく確保されることになり、噴射口３１から噴射された尿素水を鉛直線ｍ１上における中央位置および下部位置の受け部５３，５３により円滑に受けて衝突させ、これらの受け部５３，５３，…に衝突した尿素水の微粒化が促進されて、排気ガス中への尿素水の分散化を図ることができる。

次に、本発明の実施例３を図８および図９に基づいて説明する。

この実施例では、噴射ノズルおよび分散板の構成を変更している。なお、噴射ノズルおよび分散板を除くその他の構成は上記実施例２の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施例４では、図８に示すように、噴射ノズル６の噴射口６１は、排気通路１の周壁部の側方位置、つまり排気通路１の軸線ｍ上を通る水平線ｍ２上に設けられている。

また、分散板７（添加剤分散板）は、噴射ノズル６の排気ガス流れ方向の直下流側（選択還元型触媒２１よりも排気ガス流れ方向上流側）に設けられ、噴射ノズル６より排気通路１内に噴射された尿素水を排気ガス中に分散させている。この分散板７は、噴射ノズル６の噴射口６１から噴射される尿素水の噴射領域となる排気通路１の中心部付近に設けられた分散部７１を備えている。また、分散部７１は、上部位置から下部位置に行くに従い幅が漸増する略三角形状に形成されている。そして、分散部７１は、噴射口６１からの尿素水の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜、具体的には、排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に後傾状態で傾斜して配置されている。また、分散部７１は、その周囲４箇所、具体的には、上部の頂点位置、下部の下辺の略中央位置および左右両側辺の略中央位置より半径方向外方にそれぞれ延びる４本のステー７２，７２，…によって排気通路１の周壁部に取り付けられている。

そして、図９に示すように、分散板７は、噴射ノズル６の噴射口６１から噴射された尿素水を受け止める３つの受け部７３，７３，…を備えている。この各受け部７３は、分散部７１上端の頂点位置を通る二等分線ｋ上に３つ並べて配置されている。そして、各受け部７３は、分散部７１の形状に合わせて二等分線ｋ上において基端側に行くほど幅広な略三角形状に形成され、分散部５１の上下方向の各位置からそれぞれ先端が排気ガスの流れ方向に沿って上流側向きに延設されている。また、分散部７１は、噴射口６１から噴射された尿素水を各受け部７３によって受け易くするように、排気通路１の軸線ｍ回りに所定方向（図８および図９では反時計方向）に所定角度（例えば２０°）回転させた状態で排気通路１の周壁部に取り付けられており、これによって、各受け部７３は噴射口６１向きに傾斜している。そして、各受け部７３の上側には、それぞれ排気ガスを分散部５１の流れ方向上流側から下流側に連通させる略矩形状の連通部７４，７４，…が開設されている。また、各受け部７３には、その周囲を排気ガスの流れ方向から仕切るように上方へ立ち上げた立ち上げ部としての立ち上げ片７５が設けられ、この立ち上げ片７５によって各受け部７３で受けた尿素水の一部を貯留している。この場合、各受け部７３周囲の立ち上げ片７５は、分散板７に各受け部７３を形成するに先立ってその各受け部７３の形成位置の内方側を工具により凹設させることによって形成されており、各受け部７３は、分散板７の各受け部７３形成位置の左右両側辺をそれぞれ切除してから、分散板７の各受け部７３形成位置の下辺を排気ガスの流れ方向上流側に折曲させる切り起こし加工を施すことによって形成される。

また、各受け部７３のうち、分散部７１の二等分線ｋ上の下部位置の受け部７３の先端（排気ガスの流れ方向上流側端）は、これよりも上側にある二等分線ｋ上の中央位置の受け部７３の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。また、二等分線ｋ上の中央位置の受け部７３の先端は、これよりも上側にある二等分線ｋ上の上部位置の受け部７３の先端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。

したがって、上記実施例３では、噴射ノズル６の噴射口６１から噴射された尿素水は、排気通路１の軸線ｍ回りに所定方向（図８および図９では反時計方向）に回転させて、各受け部７３を噴射口６１向きに傾斜する分散板７の各受け部７３に対し広い範囲で受けて衝突させ、これらの受け部７３，７３，…に衝突した尿素水の微粒化が促進されて、排気ガス中への尿素水の分散化を図ることができる。

しかも、噴射ノズル６の噴射口６１が排気通路１周壁部の側方位置に設けられていることにより、排気通路１周壁部の側方位置の噴射口６１に対し尿素水を供給する供給管が、排気通路１周壁部の外側方を流れる走行風によって円滑に冷却される。そのため、噴射口を排気通路周壁部の上方位置に設けたもののように、排気通路１からの熱がその上方側に滞留するために噴射口６１への尿素水の供給管をインシュレータ等の耐熱材によって保護する必要がない。よって、供給配管を保護する耐熱材を不要にしてコストの低廉化を図ることができる。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、選択還元型触媒２１を備えた排気ガス浄化装置２の上流側において噴射ノズル３，６の噴射口３１，６１から排気ガス中に噴射された尿素水を受け止める受け部４３，５３，７３を備えた分散板４，５，７について述べたが、排気通路にゼオライト系触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において噴射ノズルの噴射口から排気ガス中に噴射される燃料成分（ＨＣ成分）を受ける受け部を備えた分散板であってもよいのはもちろんである。

また、上記各実施例では、各受け部の形状を略矩形状または三角形状に形成したが、受け部の形状はこれに限られたものではなく、半円形状や五角形以上の多角形状に形成されていてもよい。また、各受け部の形状を同じ形状にしておく必要がないのはいうまでもない。

また、上記各実施例では、分散板４，５，７に各受け部４３，５３，７３を４つまたは３つ設けたが、受け部の個数はこれに限定されるものではなく、分散板に５つ以上の受け部が設けられていてもよい。更に、上記各実施例では、各受け部４３，５３，７３周囲に立ち上げ片４５，５５，７５を設けたが、立ち上げ片は、各受け部の少なくとも一部を上向きに立ち上げていればよい。

また、上記各実施例では、各受け部４３，５３，７３の周囲に立ち上げ片４５，５５，７５を設けたが、受け部に添加剤が貯留可能であれば、その周囲の少なくとも一部にのみ立ち上げ部が設けられていてもよい。

更に、上記各実施例では、ディーゼルエンジンの排気通路に添加剤分散板構造を適用した場合について述べたが、運転条件によっては排気ガスとともにＮＯｘが排出される筒内噴射ガソリンエンジンの排気通路に添加剤分散板構造が適用されていてもよいのはいうまでもない。

本発明の実施例１に係る分散板付近の排気通路を側方から見た断面図である。 同じく分散板付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向上流側から見た断面図である。 同じく分散部を排気ガスの流れ方向上流側から見た拡大図である。 同じく分散部を排気ガスの流れ方向上流側から見た斜視図である。 本発明の実施例２に係る分散板付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向上流側から見た断面図である。 同じく分散部を排気ガスの流れ方向上流側から見た拡大図である。 同じく下部を切り欠いた状態で分散部を排気ガスの流れ方向上流側から見た斜視図である。 本発明の実施例３に係る分散板付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向上流側から見た断面図である。 同じく分散部を排気ガスの流れ方向上流側から見た拡大図である。

符号の説明

１ 排気通路
２ 排気ガス浄化装置
３１，６１ 噴射口
４ 分散板（添加剤分散板）
４１ 分散部
４３ 受け部
４４ 連通部
４５ 立ち上げ片（立ち上げ部）
５ 分散板（添加剤分散板）
５１ 分散部
５３ 受け部
５４ 連通部
５５ 立ち上げ片（立ち上げ部）
７ 分散板（添加剤分散板）
７１ 分散部
７３ 受け部
７４ 連通部
７５ 立ち上げ片（立ち上げ部）

Claims (7)

1. エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において上記排気通路内に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造であって、
   上記添加剤を噴射する噴射口は、噴射された上記添加剤が上記排気通路を横切るように配置されており、
   上記添加剤分散板は、
   上記噴射口から噴射される添加剤の噴射領域においてその添加剤の噴射方向に対しほぼ対向するように傾斜して配置された分散部と、
   この分散部に設けられ、排気ガスを上記分散部の流れ方向上流側から下流側に連通させる連通部と、
   上記分散部から排気ガスの流れ方向に沿って延設され、上記噴射口から噴射された添加剤を受ける複数の受け部とを備え、
   上記各受け部は、上記分散部の上部位置から下部位置に向かって順に設けられ、そのうちの下部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端が上部位置の受け部における排気ガスの流れ方向上流側端よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置していることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
2. 請求項１に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
   上記各受け部は、上記分散部より排気ガスの流れ方向上流側に向かって延設されていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
   上記連通部は、上記各受け部の上側に設けられていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
   上記分散部は、略円形状に形成されていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
   上記分散部は、上部位置から下部位置に行くに従い幅が漸増する略三角形状に形成されていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
   上記各受け部は、その少なくとも一部を上向きに立ち上げた立ち上げ部を備えていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
   上記噴射口は、上記排気通路の周壁部の側方位置に設けられており、
   上記各受け部は、上記噴射口から噴射された添加剤を広い噴射範囲で受けるように水平面に対して上記噴射口向きに傾斜していることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。

Images