JP2011241705A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反転手段付きケーシングの筒壁に流出口を設けたとしても、還元剤が供給された排気ガスの流通経路を十分に確保することができる排気ガス浄化装置の提供にある。
【解決手段】排気ガス浄化装置１の上流側ケーシング３は、流入側端壁８と反転側端壁９と筒壁１０とを備えている。流出口１３は、流入側端部１８と流出側端部１９の間の筒壁１０に設けられている。上流側ケーシング３の内部には、酸化触媒２が設置される酸化触媒設置領域１５と、還元剤が供給される還元剤供給領域１６と、酸化触媒２の外周面と筒壁１０にて形成され、還元剤供給領域１６と流出口１３とを連通する流通領域１７が設けられている。流通領域１７には、流通領域１７の一部を遮断する遮断板２２が設けられ、遮断板２２は、少なくとも筒壁１０の外周方向に対して流出口１３が形成されている領域を含み、かつ流出側端部１９から流出口１３端部に至る間に設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、排気ガス浄化装置に係り、内燃機関の排気ガスを浄化するための酸化触媒、還元触媒を備えた排気ガス浄化装置に関する。

例えば、特許文献１には、従来の排気ガス浄化装置としての排ガス後処理装置が開示されている。排ガス後処理装置は、第１の端面と第２の端面と第１の端面と第２の端面との間に延びる外被管内に保持されるハニカム構造物を備えている。そして、第１の端面に連結手段が連結され、この連結手段を通って排ガス（排気ガス）がハニカム構造物の往流領域内に流入し、ハニカム構造物の往流領域内を流通する。ハニカム構造物の往流領域内を通り抜けた排ガスは、第２の端面の後方にある流れ反転手段によって方向転換された後に、ハニカム構造物の還流領域を通って逆流し、排ガス後処理が行われる。したがって、排ガスの流入出は同じ側で行われている。

特表２００６−５１５４０１号公報

一方、特許文献１のように排気ガスを方向転換する流れ反転手段を有するケーシング（以下、単に「反転手段付ケーシング」と表記する。）を備えた排気ガス浄化装置において、反転手段付ケーシングの反転手段内にて排気ガスに還元剤を供給し、排気ガスの下流側に設けた別体のケーシングに収容された還元触媒によって排気ガス中の窒素酸化物を除去する試みがなされている。

しかしながら、反転手段付ケーシングの下流側に別体のケーシングを設けようとすると、特許文献１のように反転手段付ケーシングは、一般的に排気ガスの流入出を同じ側で行っているので、反転手段付ケーシングと別体のケーシングとを隣接して配置できないというレイアウトの問題がある。また、無理をして反転手段付ケーシングと別体のケーシングとを隣接して配置させようとした場合には、反転手段付ケーシングと別体のケーシングと接続するための長い配管が必要となる。このような長い配管を設けると排気ガスの温度低下を招くことになり、別途排気ガスを暖めるための手段が必要となる問題がある。

そこで、レイアウトの問題や排気ガスの温度低下の問題を解決するために反転手段付ケーシングの流出口の位置を反転手段付ケーシングの側面となる筒壁に設けることが提案されている。
これにより、反転手段付ケーシングと別体のケーシングとを隣接して配置することができ、なおかつ長い配管を設ける必要もなくなる。

しかしながら、反転手段付ケーシングの流出口を筒壁に設けた場合には、反転手段付ケーシングの内部において流れ反転手段と流出口との間の距離が近くなってしまうという新たな問題が生じる。流れ反転手段と流出口との距離が近くなると、排気ガスの流通経路が短くなり流れ反転手段内で排気ガス中に供給された還元剤が十分に排気ガスに分散する前に流出口から別体のケーシングへと流出してしまい、還元触媒による還元が十分に行えないおそれがある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので反転手段付きケーシングの筒壁に流出口を設けたとしても、還元剤が供給された排気ガスの還元触媒までの流通経路を十分に確保することができる排気ガス浄化装置の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、内燃機関の排気経路に設けられ内部に酸化触媒を収容する第１のケーシングと、前記排気経路における前記第１のケーシングの下流側に設けられ内部に還元触媒を収容する第２のケーシングと、前記第１のケーシングにおける前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第１のケーシングの内部に還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備える排気ガス浄化装置において、前記第１のケーシングは、第１の端壁と、第２の端壁と、第１の端壁及び第２の端壁とを繋ぐ筒壁と、から構成され、前記第１の端壁に排気ガスが流入する流入口が設けられ、前記筒壁に前記第１のケーシング内部の排気ガスを流出させ前記第２のケーシングへ導入させる流出口が設けられ、前記第１のケーシングの内部には、前記流入口と連通し前記酸化触媒が設置される酸化触媒設置領域と、前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第２の端壁によって区画された前記還元剤供給手段を備える還元剤供給領域と、前記酸化触媒の外周面と前記筒壁によって形成され、前記還元剤供給領域と前記流出口とを連通する流通領域が設けられ、前記酸化触媒は、排気ガスが流入する流入側端部と、排気ガスが前記還元剤供給領域へと流出する流出側端部と、を備え、前記流出口は、前記流入側端部と前記流出側端部の間の前記酸化触媒の外周面に対向する前記筒壁に設けられ、前記流通領域には、前記酸化触媒と前記筒壁との間に立設し、前記流通領域の一部を遮断する遮断板が少なくとも前記筒壁の外周方向に対して前記流出口が形成されている領域を含み、かつ前記流出側端部から前記流出口端部に至る間に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、第２の端壁にて方向転換された排気ガスは、遮断板を設けることにより還元剤供給領域から流出口までの流通領域における流通経路が遮断板を迂回する流れとなるので、ある程度の長さの流通経路を有して流出口へと流通する。これにより、還元剤が供給された排気ガスの還元触媒までの最短の流通経路は遮断板のない場合よりも長くなり、還元剤が供給された排気ガスの還元触媒までの流通経路を十分に確保することができる。

また、本発明において、前記流出口は、前記筒壁の前記第１の端壁と第２の端壁に対して中央に設けられることを特徴とする。

この場合、第１のケーシングの流出口を第１の端壁と第２の端壁に対して中央に設けるので、第２のケーシングに収容された還元触媒に対して均等に排気ガスを流通させることができる。

本発明において、前記第２の端壁は、第１の端壁側へ突出した凸部を備え、前記凸部の頂部は、前記流入口の中心軸よりも前記流出口を有する側に偏心して設けられることを特徴とする。

この場合、第２の端壁によって方向転換する排気ガスの多くは、凸部によって流出口を有する側とは逆の方向に広がる流れとなる。
これにより、より多くの排気ガスが流通領域における長い流通経路を有して流出口へと流通することができる。

本発明は、内燃機関の排気経路に設けられ内部に酸化触媒を収容する第１のケーシングと、前記排気経路における前記第１のケーシングの下流側に設けられ内部に還元触媒を収容する第２のケーシングと、前記第１のケーシングにおける前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第１のケーシングの内部に還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備える排気ガス浄化装置において、前記第１のケーシングは、第１の端壁と、第２の端壁と、第１の端壁及び第２の端壁とを繋ぐ筒壁と、から構成され、前記第１の端壁に排気ガスが流入する流入口が設けられ、前記筒壁に前記第１のケーシング内部の排気ガスを流出させ前記第２のケーシングへ導入させる流出口が設けられ、前記第１のケーシングの内部には、前記流入口と連通し前記酸化触媒が設置される酸化触媒設置領域と、前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第２の端壁によって区画された前記還元剤供給手段を備える還元剤供給領域と、前記酸化触媒の外周面と前記筒壁によって形成され、前記還元剤供給領域と前記流出口とを連通する流通領域が設けられ、前記酸化触媒は、排気ガスが流入する流入側端部と、排気ガスが前記還元剤供給領域へと流出する流出側端部と、を備え、前記流出口は、前記流入側端部と前記流出側端部の間の前記酸化触媒の外周面に対向する前記筒壁に設けられ、前記流出口の内径が前記筒壁の長手方向よりも前記筒壁の外周方向に長くなるように形成され、前記流通領域の前記酸化触媒の外周面と前記筒壁との間隔は、前記筒壁の外周方向に対して前記流出口が形成されている部分が他の部分より狭くなるように形成されていることを特徴とする。

この場合、第２の端壁にて方向転換された排気ガスは、還元剤供給領域から流出口までの流通領域における筒壁の外周方向に対して流出口が形成されている部分を流通する最短の流通経路の排気ガスの量が制限されるため、殆どの排気ガスは、ある程度の流通経路を有して流出口へと流通する。これにより、還元剤が供給された排気ガスの流通経路を十分に確保することができるのと同様の効果を有する。

本発明によれば、還元剤が供給された排気ガスの還元触媒までの流通経路を十分に確保することができる。

本発明の第１の実施形態に係る排気ガス浄化装置を示す縦断面図である。 図１のＡ−Ａに沿った横断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る排気ガス浄化装置を示す縦断面図である。 図３のＢ−Ｂに沿った横断面図である。 図４のＣ−Ｃに沿った一部破断断面図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る排気ガス浄化装置の構成について、図１、２を用いて説明する。
この実施形態では、内燃機関としてのディーゼルエンジンを搭載した車両に適用した例で説明する。
ディーゼルエンジン（図示せず）から排出された排気ガスが流通する排気経路の途中には、排気ガス浄化装置１が設けられている。
排気ガス浄化装置１は、図１、２に示すように、内部に酸化触媒２を収容する第１のケーシングとしての上流側ケーシング３と、上流側ケーシング３の下流側に設けられ内部に還元触媒４を収容する第２のケーシングとしての下流側ケーシング５によって、外殻が構成されている。上流側ケーシング３と下流側ケーシング５は接続管６によって接続されている。
また、上流側ケーシング３において、酸化触媒２の下流側には、上流側ケーシング３の内部に還元剤としてのアンモニアを供給する還元剤供給手段７が設けられている。

上流側ケーシング３は、第１の端壁としての流入側端壁８と、流入側端壁８と対向して設けられる第２の端壁としての反転側端壁９と、流入側端壁８と反転側端壁９とを繋ぎ側面となる筒壁１０とから構成されている。上流側ケーシング３は、流入側端壁８と反転側端壁９と筒壁１０によって断面中空に構成された筒形状である。図１では、上流側ケーシング３の筒形状の例として、円筒形状で示している。
流入側端壁８には、排気経路を構成する排気管１１と接続し、ディーゼルエンジンからの排気ガスが上流側ケーシング３の内部へと流入する断面が円形の流入口１２が設けられている。一方、筒壁１０には、上流側ケーシング３の内部の排気ガスを流出させ接続管６を介して下流側ケーシング５へ導入させる断面が円形の流出口１３が設けられている。
上流側ケーシング３の内部には、流入口１２、流出口１３の他に、酸化触媒２と、酸化触媒２を固定するための連結部材１４と、上流側ケーシング３内にアンモニア（ＮＨ_３）を供給するための還元剤供給手段７が設けられている。
そして、上流側ケーシング３の内部は、流入口１２と連通し、酸化触媒２が設置されている酸化触媒設置領域１５と、酸化触媒２の下流側に設けられ反転側端壁９によって区画される還元剤供給領域１６と、酸化触媒２の外周面と筒壁１０によって形成される流通領域１７とからなる３つの領域が形成されている。

酸化触媒２は、円柱形状であり流入口１２と対向し排気ガスが酸化触媒２の内部へと流入する端部である流入側端部１８と、酸化触媒２の内部の排気ガスが還元剤供給領域１６へと流出する端部である流出側端部１９とを有している。酸化触媒２の中心軸は、流入口１２の中心軸Ｐと一致するように連結部材１４によって保持され、上流側ケーシング３の内部に設置されている。
酸化触媒２は、排気ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や一酸化窒素（ＮＯ）を酸化してそれぞれ二酸化炭素（ＣＯ_２）や二酸化窒素（ＮＯ_２）にするもので、ハニカム状のコーディエライト等のメタル担体と、このメタル担体の表面に担持させた白金などの酸化触媒成分を備えている。

連結部材１４は、酸化触媒２を保持し、上流側ケーシング３対して固定するものであり、流入口１２付近の流入側端壁８に溶接にて固定されている。連結部材１４は、流入口１２の大きさから酸化触媒２の流入側端部１８の大きさへと徐々に断面が拡開し、酸化触媒２の外周面を覆う形状をしている。連結部材１４は、流入口１２からの排気ガスを酸化触媒２の流入側端部１８へと案内する役目も有している。
また、反転側端壁９は、酸化触媒２の流出側端部１９から流出した排気ガスが反転側端壁９と衝突して流れを方向転換する流れ反転手段としての機能を果たしており、反転側端壁９には凸部２０が設けられている。

凸部２０は、流入側端壁８側、すなわち上流側ケーシング３の内部側に向かって山型に突出して設けられ、凸部２０の頂部２１は、流入口１２の中心軸よりも筒壁１０に設けられた流出口１３を有する側に偏心して設けられている。すなわち、図１における流入口１２の中心軸Ｐより距離Ｖだけ流出口１３を有する側に偏心して設けられている。
還元剤供給手段７は、酸化触媒の下流側の領域、具体的には、酸化触媒２の流出側端部１９と反転側端壁９の間の領域である還元剤供給領域１６に設けられている。還元剤供給手段７は、気体のアンモニアを還元剤供給領域１６の排気ガスに供給するもので、上流側ケーシング３の外部に設けられたアンモニアタンク（図示せず）に貯蔵されたアンモニアを、ディーゼルエンジンを制御する制御手段（図示せず）からの情報に基づいて還元剤供給手段７内に設けられた電磁バルブの開閉が行われ、適切な量のアンモニアを還元剤供給領域１６の排気ガスに供給する。還元剤供給手段７は、流入口１２の中心軸Ｐと一致するように設置されている。

流通領域１７は、酸化触媒２の外周面と上流側ケーシング３の筒壁１０によって形成される領域であり、還元剤供給領域１６から流出口１３までの流通経路を形成している。
流出口１３は、酸化触媒２の流入側端部１８と流出側端部１９の間、すなわち図１に示す範囲Ｗの範囲内の酸化触媒２の外周面に対向する筒壁１０に設けられている。より好適には、図１に示すように流入側端壁８と反転側端壁９の間における中央位置、すなわち、筒壁１０の長手方向における中央位置に設けられるのが良い。そして、流出口１３は接続管６に接続されている。

流通領域１７には、流通領域１７の一部を遮断する遮断板２２が少なくとも筒壁１０の外周方向に対して流出口１３が形成されている領域を含むように設けられている。遮断板２２は板状の部材であり、一端は酸化触媒２（正確には、酸化触媒２の外周面を覆う連結部材１４）に溶接により固定されており、他端は上流側ケーシング３の筒壁１０に溶接により固定されている。遮断板２２は、筒壁１０の長手方向に対して垂直となるように酸化触媒２と筒壁１０の間に立設されている。
そして、遮断板２２の位置は、筒壁１０の外周方向に対して流出口１３が形成されている流通領域１７で、酸化触媒２の流出側端部１９から流出口１３端部（流出口１３の反転側端壁９側の端部）に至る間で設けられている。すなわち、図１のように流出口１３を流入側端壁８と反転側端壁９の間における中央位置とした場合には、遮断板２２の位置は、図１における範囲Ｘとなる。より好適には、図１に示すように流出側端部１９の位置に設けられるのが良い。
遮断板２２の大きさ、すなわち遮断板２２によって遮断される流通領域１７の面積は、流入口１２における排気ガス中のアンモニアが十分に分散するように流通領域１７における排気ガスの流通経路が確保できるように設定され、上流側ケーシング３の大きさや排気ガスの流速、供給されるアンモニアの量などを加味して設定される。

一方、接続管６は、上流側ケーシング３の流出口１３と下流側ケーシング５の流入孔２３を繋ぐ断面が円形の短い管で構成されている。
そして、下流側ケーシング５は、上流側ケーシング３とは別体のケーシングであり、上壁２４と下壁２５と円筒形状の側面壁２６とによって形成された断面中空に形成された円筒形状であり、上端部の中央には流入孔２３が設けられている。そして、下流側ケーシング５の内部には還元触媒４が収容されている。
また、下流側ケーシング５の円筒形状の直径は、レイアウトを考慮して上流側ケーシング３の長手方向の長さに合わせて設計される。
還元触媒４は、円柱形状であり、流入孔２３の中心軸と還元触媒４の中心軸とは一致するように設けられている。還元触媒４は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ_２）と還元剤供給手段７によって供給したアンモニアとを化学反応させて、水（Ｈ_２Ｏ）と窒素（Ｎ_２）に分解する選択的触媒還元方式（ＳＣＲ）の触媒であり、ゼオライト系の材料により形成された触媒成分と、この触媒を担持するメタル担体とを備えている。
還元触媒４の下流側には流出孔２７が設けられており、流出孔２７は、マフラー（図示せず）へと連通する排気経路を構成する排気管２８に接続されている。

次に、本発明の第１の実施形態における作用について説明する。
ディーゼルエンジンから排出された排気ガスは、排気経路を流通し排気経路の途中に設けられた上流側ケーシング３の流入口１２から内部へと流入する。
流入口１２から流入した排気ガスは、連結部材１４によって案内され酸化触媒２の流入側端部１８から酸化触媒２の内部へと流入する。酸化触媒２の内部では、排気ガス中の一酸化炭素や一酸化窒素が酸化されてそれぞれ二酸化炭素や二酸化窒素になる。そして、酸化触媒２を流通した排気ガスは流出側端部１９から還元剤供給領域１６へと流出する。還元剤供給領域１６には還元剤供給手段７が備えられており、還元剤供給手段７から排気ガスに対してアンモニアが供給される。また、排気ガスは、反転側端壁９と衝突し流れが方向転換する。この時、反転側端壁９には凸部２０が設けられており、凸部２０によって反転側端壁９と衝突した排気ガスは頂部２１から外側へ向かう方向（径方向）に広がりながら、筒壁１０に沿って方向転換（反転）される。また、凸部２０の頂部２１は、流入口１２の中心軸Ｐに対して流出口１３を有する側に偏心して設置されているので、反転側端壁９に衝突した排気ガスの多くは凸部２０によって流出口１３とは逆の径方向へ案内されて方向転換する。

そして、反転側端壁９にて方向転換された排気ガスは、還元剤供給領域１６から流通領域１７へと流通する。流通領域１７へと流通した排気ガスは、酸化触媒２の外周面に沿って流通し、筒壁１０に設けられた流出口１３へと流通する。この還元剤供給領域１６から流出口１３までの流通領域１７における流通経路において、排気ガス中に供給されたアンモニアが排気ガスに対して広く分散する。

一方、流通領域１７には、遮断板２２が設けられており、流出口１３を有する側へと方向転換された排気ガスは、流通領域１７の筒壁１０の外周方向に対して流出口１３が形成されている領域が遮断板２２によって遮断されているので、遮断板２２を迂回するように遮断板２２のない流通領域１７へと流れる。したがって、遮断板２２の無い場合における還元剤供給領域１６から流出口１３までの流通領域１７の最短流通経路は遮断板２２によって遮断されているので、排気ガスは遮断板２２を迂回する流れとなり、排気ガスの最短流通経路は遮断板２２の無い場合よりも長く、十分な流通経路が確保される。
そして、流通領域１７を流通した排気ガスは、流出口１３から流出し、接続管６を通り、下流側ケーシング５の内部へと流通する。

下流側ケーシング５の内部へと流通した排気ガスは、還元触媒４の内部へと流通し、還元触媒４の内部において排気ガス中の窒素酸化物がアンモニアと反応し、窒素と水となる。
このようにして、排気ガスの有害物質を排気ガス浄化装置１にて浄化する。
浄化された排気ガスは、下流側ケーシング５の流出孔２７から流出し、排気管２８を流通し、マフラーを介して大気へと放出される。

上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）上流側ケーシング３の流通領域１７において、少なくとも筒壁１０の外周方向に対して流出口１３が形成されている領域を含みかつ酸化触媒２の流出側端部１９と流出口１３端部に至る間に排気ガスの流れを遮断する遮断板２２を設けた。
これにより、反転側端壁９にて方向転換された排気ガスが、還元剤供給領域１６から流出口１３までの流通領域１７における遮断板２２の無い場合における流通経路を通ることなく遮断板２２を迂回して流れ、排気ガスは、最短流通経路が、遮断板２２の無い場合よりも長い流通経路を有して流出口１３へと流通する。よって、アンモニアが供給された排気ガスの流通経路を十分に確保できる。
したがって、上流側ケーシング３の筒壁１０に流出口１３を設けることによって、上流側ケーシング３と下流側ケーシング５を隣接して配置することができ、そして、接続管６の長さを短くできるため排気ガスの温度低下を招くことなく設置できるというレイアウトの問題と温度低下の問題を解決しつつ、排気ガスへの流通経路を十分に確保し、排気ガス中にアンモニアを十分に広く分散させた状態で還元触媒４に供給することができる。
（２）遮断板２２を筒壁１０と酸化触媒２の外周面の間に立設した。これにより、酸化触媒２の固定を連結部材１４の流入側端壁８による固定だけでなく、遮断板２２によって酸化触媒２の外周面も固定することができるので、酸化触媒２の上流側ケーシング３への支持強度を増すことができる。
（３）上流側ケーシング３の流出口１３を流入側端壁８と反転側端壁９における間の中央の筒壁１０に設けた。これにより、接続管６を介して接続されている下流側ケーシング５の流入孔２３を下流側ケーシング５の中央に設けることができる。したがって、流出孔２７の中心軸と還元触媒４の中心軸を一致させることができ、流入孔２３から流入した排気ガスを均等に還元触媒４へと流通させることができる。
（４）反転側端壁９に排気ガスを径方向に広がりながら方向転換させるための凸部２０を設け、凸部２０の頂部２１は、流入口１２の中心軸Ｐ及び酸化触媒２の中心軸に対して流出口１３を有する側に偏心させて設けた。これにより、反転側端壁９にて方向転換する排気ガスの多くは流出口１３を有する側とは逆の径方向に広がり、方向転換をするので、より多くの排気ガスが長い流通経路を有して流出口１３へと流通することができる。
これにより、排気ガス中のアンモニアをより広く分散させた排気ガスを還元触媒４へと流通させることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態にかかる排気ガス浄化装置について、図３、４、５を用いて説明する。
第２の実施形態における排気ガス浄化装置３１では、第１の実施形態における上流側ケーシング３の構成を変更したもので、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図３、４に示すように、上流側ケーシング３２における酸化触媒３３の中心軸は、流入口３４の中心軸Ｐよりも筒壁３５に設けられた流出口３６有する側に偏心するように連結部材３７により保持されている。すなわち、図３における距離Ｙだけ流出口３６有する側に偏心して設けられている。
また、還元剤供給領域３８において還元剤としてのアンモニアを供給する還元剤供給手段３９は、偏心させて設けた酸化触媒３３の中心軸と一致するように設けられている。一方、第１の実施形態と同様に、反転側端壁４０に設けられた凸部４１の頂部４２は流入口３４に対して偏心させて設けられているので、還元剤供給手段３９は、頂部４２に設けられている。

そして、流通領域４３において、流通領域４３の酸化触媒３３の外周面と筒壁３５との間隔は、筒壁３５の外周方向に対して流出口３６が形成されている部分が他の部分より狭くなるように形成されている。したがって、筒壁３５の外周方向に対して流出口３６が形成されている部分は、絞り効果によって排気ガスの流通抵抗が高くなっている。
また、図５に示すように筒壁３５に設けられた流出口３６は、流出口３６の内径が筒壁３５の長手方向の内径（図５における内径Ｍ）よりも筒壁３５の外周方向の内径（図５における内径Ｌ）が長いが楕円形状となっている。
なお、図５においては、流出口３６を説明するために、酸化触媒３３及び連結部材３７の一部を破断して記載している。
そして、上流側ケーシング３２と下流側ケーシング４４を接続する接続管４５の断面及び下流側ケーシング４４の流入孔４６の断面は流出口３６と同様に楕円形状となっている。

次に第２の実施形態における作用について説明する。
流入口３４から流入した排気ガスは、連結部材３７によって案内され流入口３４の中心軸Ｐに対して偏心した酸化触媒３３の流入側端部１８から酸化触媒３３へ流入する。酸化触媒３３を流通した排気ガスは流出側端部１９から還元剤供給領域３８へと流出する。還元剤供給領域３８には還元剤供給手段３９が備えられており、還元剤供給手段３９から排気ガスに対してアンモニアが供給される。また、排気ガスは、反転側端壁４０と衝突し流れが方向転換する。この時、反転側端壁４０には凸部４１が設けられており、凸部４１によって反転側端壁４０と衝突した排気ガスは頂部４２から外側へ向かう方向（径方向）に広がりながら筒壁３５に沿って方向転換（反転）する。また、凸部４１の頂部４２は、流入口３４側に偏心して設置されているので、反転側端壁４０に衝突した排気ガスの多くは凸部４１によって流出口３６とは逆の径方向へ案内されて方向転換する。

そして、反転側端壁４０にて方向転換された排気ガスは、還元剤供給領域３８から流通領域４３へと流通する。流通領域４３へと流通した排気ガスは、酸化触媒３３の外周面に沿って流通し、筒壁３５に設けられた流出口３６へと流通する。還元剤供給領域３８から流出口３６までの流通領域４３における流通経路において、排気ガス中に供給されたアンモニアが排気ガスに対して広く分散する。

一方、流通領域４３の筒壁３５の外周方向に対して流出口３６が形成されている部分は、他の流通領域４３と比べて酸化触媒３３の外周面と筒壁３５との間隔が狭くなっているので、絞り効果によりこの部分の流通抵抗が高くこの部分近傍の領域を流れる排気ガスの量が制限される。したがって、還元剤供給領域３８から流出口３６までの流通領域４３における最短の流通経路を流れる排気ガスの量が制限されるので、殆どの排気ガスは、この領域以外の流通領域を流通し、楕円形状の流出口３６へと流通する。したがって、排気ガスは実質的にある程度の長さの流通経路が確保されることと同様の効果を有する。
そして、排気ガスは、流出口３６から流出し、接続管４５内を通り、下流側ケーシング４４の内部へと流通する。この後は、第１の実施形態と同様の作用となるため、説明を省略する。

上記第２の実施形態によれば以下のような効果を奏する。
（５）上流側ケーシング３２の流通領域４３において、酸化触媒３３の中心軸を流出口３６が有する側に偏心させて設けることにより、流通領域４３の酸化触媒３３の外周面と筒壁３５との間隔は、筒壁３５の外周方向に対して流出口３６が形成されている部分が他の部分より狭くなるようにした。
これにより、反転側端壁４０にて方向転換された排気ガスの還元剤供給領域３８から流出口３６までの流通領域４３における最短の流通経路は、絞り効果によって流通抵抗が高く排気ガスの流れる量が制限されるので、殆どの排気ガスは最短の流通経路以外のある程度の長さの流通経路を有して流出口３６へと流通する。排気ガスは実質的にアンモニアが供給された排気ガスの流通経路を十分に確保されることと同様の効果を有する。
したがって、上流側ケーシング３２の筒壁３５に流出口３６を設けることによって、上流側ケーシング３２と下流側ケーシング４４を隣接して配置することができ、そして、接続管４５の長さを短くできるため排気ガスの温度低下を招くことなく設置できるというレイアウトの問題と温度低下の問題を解決しつつ、排気ガスへの流通経路をある程度確保し、排気ガス中にアンモニアを十分に広く分散させた状態で還元触媒４に供給することができる。
（６）筒壁３５に設けられた流出口３６は、流出口３６の内径が筒壁３５の長手方向の長さよりも筒壁３５の外周方向の長さが長い楕円形状とした。
これにより、筒壁３５の外周方向に対して流出口３６が形成されている部分を狭くしたが、流出口３６の内径を筒壁３５の外周方向に長くしたので、流出口３６から接続管４５へと流出する排気ガスの量を確保することができる。
（７）反転側端壁４０に排気ガスを径方向に広がりながら方向転換させるための凸部４１を設け、凸部４１の頂部４２は、流入口３４の中心軸Ｐに対して流出口３６を有する側に偏心させて設けた。これにより、反転側端壁４０にて反転する排気ガスの多くは流出口３６有する側とは逆の径方向に広がり反転するので、より多くの排気ガスが長い流通経路を有して流出口３６へと流通することができる。
排気ガス中のアンモニアをより広く分散させた排気ガスを還元触媒へと流通させることができる。

上記第１、第２の実施形態は、上記に限定されるものではなく、以下のように変更しても良い。
第１、第２の実施形態において、上流側ケーシング３、３２及び下流側ケーシング５、４４は円筒形状として説明したが、楕円の筒状形状や断面四角形状の筒状形状など、筒状の形状であれば、形状は特に限定はされない。
第１、第２の実施形態において、酸化触媒２、３３や還元触媒４は断面が円形状である円柱形状として説明したが、断面形状が楕円形状や四角形状など、形状は特に限定されない。
第１、第２の実施形態において、還元触媒４は、選択的触媒還元方式（ＳＣＲ）の触媒として説明したが、還元触媒４に、排気ガス中のパティキュレートマター（ＰＭ）を除去するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）の機能を兼用しても良い。

１、３１ 排気ガス浄化装置
２、３３ 酸化触媒
３、３２ 上流側ケーシング（第１のケーシング）
４ 還元触媒
５、４４ 下流側ケーシング（第２のケーシング）
７、３９ 還元剤供給手段
８ 流入側端壁（第１の端壁）
９ 反転側端壁（第２の端壁）
１０、３５ 筒壁
１２、３４ 流入口
１３、３６ 流出口
１５ 酸化触媒設置領域
１６、３８ 還元剤供給領域
１７、４３ 流通領域
１８ 流入側端部
１９ 流出側端部
２０、４１ 凸部
２１、４２ 頂部
２２ 遮断板

Claims (4)

1. 内燃機関の排気経路に設けられ内部に酸化触媒を収容する第１のケーシングと、
   前記排気経路における前記第１のケーシングの下流側に設けられ内部に還元触媒を収容する第２のケーシングと、
   前記第１のケーシングにおける前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第１のケーシングの内部に還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備える排気ガス浄化装置において、
   前記第１のケーシングは、
   第１の端壁と、第２の端壁と、第１の端壁及び第２の端壁とを繋ぐ筒壁と、から構成され、
   前記第１の端壁に排気ガスが流入する流入口が設けられ、
   前記筒壁に前記第１のケーシング内部の排気ガスを流出させ前記第２のケーシングへ導入させる流出口が設けられ、
   前記第１のケーシングの内部には、
   前記流入口と連通し前記酸化触媒が設置される酸化触媒設置領域と、
   前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第２の端壁によって区画された前記還元剤供給手段を備える還元剤供給領域と、
   前記酸化触媒の外周面と前記筒壁によって形成され、前記還元剤供給領域と前記流出口とを連通する流通領域が設けられ、
   前記酸化触媒は、
   排気ガスが流入する流入側端部と、
   排気ガスが前記還元剤供給領域へと流出する流出側端部と、を備え、
   前記流出口は、
   前記流入側端部と前記流出側端部の間の前記酸化触媒の外周面に対向する前記筒壁に設けられ、
   前記流通領域には、
   前記酸化触媒と前記筒壁との間に立設し、前記流通領域の一部を遮断する遮断板が少なくとも前記筒壁の外周方向に対して前記流出口が形成されている領域を含み、かつ前記流出側端部から前記流出口端部に至る間に設けられることを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 前記流出口は、前記筒壁の前記第１の端壁と第２の端壁に対して中央に設けられることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
3. 前記第２の端壁は、第１の端壁側へ突出した凸部を備え、
   前記凸部の頂部は、前記流入口の中心軸よりも前記流出口を有する側に偏心して設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の排気ガス浄化装置。
4. 内燃機関の排気経路に設けられ内部に酸化触媒を収容する第１のケーシングと、
   前記排気経路における前記第１のケーシングの下流側に設けられ内部に還元触媒を収容する第２のケーシングと、
   前記第１のケーシングにおける前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第１のケーシングの内部に還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備える排気ガス浄化装置において、
   前記第１のケーシングは、
   第１の端壁と、第２の端壁と、第１の端壁及び第２の端壁とを繋ぐ筒壁と、から構成され、
   前記第１の端壁に排気ガスが流入する流入口が設けられ、
   前記筒壁に前記第１のケーシング内部の排気ガスを流出させ前記第２のケーシングへ導入させる流出口が設けられ、
   前記第１のケーシングの内部には、
   前記流入口と連通し前記酸化触媒が設置される酸化触媒設置領域と、
   前記酸化触媒の下流側に設けられ前記第２の端壁によって区画された前記還元剤供給手段を備える還元剤供給領域と、
   前記酸化触媒の外周面と前記筒壁によって形成され、前記還元剤供給領域と前記流出口とを連通する流通領域が設けられ、
   前記酸化触媒は、
   排気ガスが流入する流入側端部と、
   排気ガスが前記還元剤供給領域へと流出する流出側端部と、を備え、
   前記流出口は、
   前記流入側端部と前記流出側端部の間の前記酸化触媒の外周面に対向する前記筒壁に設けられ、
   前記流出口の内径が前記筒壁の長手方向よりも前記筒壁の外周方向に長くなるように形成され、
   前記流通領域の前記酸化触媒の外周面と前記筒壁との間隔は、前記筒壁の外周方向に対して前記流出口が形成されている部分が他の部分より狭くなるように形成されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。

Images