JP2013002367A

JP2013002367A - 排気浄化装置

Info

Publication number: JP2013002367A
Application number: JP2011134618A
Authority: JP
Inventors: Kenji Morimoto; 健児守本; Kiyoka Tsunekawa; 希代香恒川; Kojiro Okada; 公二郎岡田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2013-01-07
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: JP5561486B2

Abstract

【課題】デポジットの生成を抑制し、インジェクタの噴孔や噴射空間を塞がれることを防止した排気浄化装置を提供する。
【解決手段】エンジンの排気ポートに接続される排気路３４と、この排気路に設けられた排気浄化用触媒と、排気路の排気浄化用触媒より上流側に開口した添加剤噴射路３６と、この添加剤噴射路３６を介して設けられ、排気ガスに添加剤を噴射するインジェクタ３５とを備え、排気路に、インジェクタに対向すると共に添加剤噴射路と離間して設けられ、かつ、インジェクタから噴射された添加剤が通過する通過口５２を有する隔壁部材５１と、隔壁部材と添加剤噴射路との間隙に設けられ、排気路から添加剤噴射路を隔絶するシャッター部材５４とが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気浄化装置に関する。

自動車等に搭載されるエンジン、特にディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）や、微粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）等が多く含まれている。このため、一般的には、エンジンから排出される排気ガスが通過する排気通路に、例えば、上記物質を分解（還元等）するために三元触媒などの排ガス浄化触媒や、ＰＭを捕捉するためのパティキュレートフィルタ等を設け、排気ガスができるだけ無害化された状態で大気中に放出されるようにしている。

パティキュレートフィルタでは、使用に伴ってフィルタ内にＰＭが堆積して通過抵抗が増大するため、必要に応じて再生処理を行う必要がある。このような再生処理としては、パティキュレートフィルタの上流に設けられた酸化触媒に燃料（軽油）などの炭化水素系液体を流入させて発熱反応を生じさせ、この熱によりパティキュレートフィルタの再生処理を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、排気通路に連通する収容部の端部にインジェクタが設置されており、排気触媒に設けられた酸化触媒に対してインジェクタから添加剤が噴射される。ここで、この収容部には排気通路に対して開閉自在な開閉手段が設けられており、排気ガスの温度に基づいて開閉手段を駆動するように構成されている。

特開２０１０−１１６９０８号公報（図１、請求項１〜３等）

しかしながら、上記構成によれば、インジェクタの噴射空間内にまで排気ガスが十分流入しないので噴射空間内がすすや燃料で澱んだ状態となり、噴射空間内にすすや燃料が留まりやすくなる。留まった燃料はバインダーとなり、このバインダーにより噴射空間内にすすが固着してデポジットが生成し、インジェクタの噴孔や噴射空間を塞いでしまう。このように噴孔や噴射空間がデポジットにより塞がれてしまうと添加剤の供給が不十分になり、空燃比制御の応答遅れが発生したり、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）の再生処理やＮＯｘの分解（還元）処理等が十分に行えなくなったりする問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インジェクタの噴孔や噴射空間内に溜まったすすや燃料を、これらによりデポジットが生成される前に除去することにより、デポジットの生成を抑制して噴孔や噴射空間が塞がれることを防止した排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気ポートに接続される排気路と、この排気路に設けられた排気浄化用触媒と、前記排気路の前記排気浄化用触媒より上流側の前記排気路に連通した添加剤噴射路と、この添加剤噴射路に添加剤を噴射して前記排気浄化用触媒に添加剤を供給するインジェクタとを備え、前記排気路に、前記インジェクタに対向すると共に前記添加剤噴射路と離間して設けられ、かつ、前記インジェクタから噴射された添加剤が通過する通過口を有する隔壁部材と、該隔壁部材と前記添加剤噴射路との間隙に設けられ、前記排気路から前記添加剤噴射路を隔絶するシャッター部材とが設けられ、シャッター部材は、開閉自在であり、前記インジェクタから添加剤が噴射されていない時に開状態となって前記添加剤噴射路と前記排気路との間で掃気を行うことを特徴とする。

本発明では、隔壁部材と前記添加剤噴射路との前記間隙に設けられ、前記排気路から前記添加剤噴射路を隔絶するシャッター部材が設けられ、このシャッター部材が、開閉自在であり、前記インジェクタから添加剤が噴射されていない時に開状態となって前記添加剤噴射路と前記排気路との間で掃気を行うことにより、添加剤噴射路内に留まっていたＰＭや燃料を掃気することができ、これにより、留まった燃料がバインダーとなって噴射空間内にすすが固着してデポジットが生成されてしまうことを抑制できる。かつ、インジェクタから添加剤が噴射されている時にはシャッター部材が閉状態となるので、排ガスが添加剤噴射路内に流入することを抑制できる。

前記添加剤噴射路には、二次空気を該添加剤噴射路に導入するための二次空気導入路が設けられ、前記シャッター部材が開状態となると、該二次空気導入路から添加剤噴射路内に導入されることが好ましい。二次空気を導入することで、より添加剤噴射路内に留まっていたＰＭや燃料を掃気しやすい。

前記排気路内に、前記二次空気導入路から導入された二次空気を前記インジェクタ側に案内して送気するガイド部材が設けられていることが好ましい。このようなガイド部材により二次空気をインジェクタ側に案内して送気することができるので、添加剤噴射路内に留まっていたＰＭや燃料をより掃気しやすい。

また、前記シャッター部材と前記二次空気導入路とは、前記ガイド部材を挟んで相対向する位置に設けられていることが好ましい。このように設けられていることで、二次空気を、インジェクタ側に案内し、かつ、シャッター部材が開状態となっている場合にはこのシャッター部材から外部へ送気することができるので、添加剤噴射路全体をより掃気しやすい。

前記隔壁部材には前記インジェクタ側に向かって筒状部材が延設され、該筒状部材の中空部は前記通過口と連通すると共に、該中空部の前記通過口の開口面積が前記インジェクタ側に向かって小さくなるように構成されていることが好ましい。筒状部材を設けることで、インジェクタから噴射された添加剤が排ガスの流れに影響されることなく排気浄化用触媒に向かって直進することができ、よりまんべんなく排気浄化用触媒に添加剤を噴霧することが可能である。

本発明の排気浄化装置によれば、添加剤噴射路内に留まっていたＰＭや燃料を掃気することができるので、デポジットの生成を抑制することができインジェクタの噴孔や噴射空間を塞がれることを防止することが可能である。

排気浄化装置の概略構成を示す模式図である。排気浄化装置の要部を示す断面図である。排気浄化装置の要部を示す断面図である。排気浄化装置の要部を示す断面図である。排気浄化装置の要部を示す断面図である。

図１は、本実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、排気浄化装置１０は、複数の排気浄化用触媒と排気浄化用フィルタとを有し、これら複数の排気浄化用触媒と排気浄化用フィルタとは、車両に搭載される多気筒ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１１の排気管（排気通路）１２に設けられている。

エンジン１１は、シリンダヘッド１３とシリンダブロック１４とを有し、シリンダブロック１４の各シリンダボア１５内には、ピストン１６が往復移動自在に収容されている。そして、このピストン１６とシリンダボア１５とシリンダヘッド１３とで燃焼室１７が形成されている。なお、ピストン１６は、コンロッド１８を介してクランクシャフト１９に接続されており、ピストン１６の往復運動によってクランクシャフト１９が回転するようになっている。

またシリンダヘッド１３には吸気ポート２０が形成され、この吸気ポート２０には吸気マニホールド２１を含む吸気管（吸気通路）２２が接続されている。また、吸気ポート２０には、吸気弁２３が設けられておりこの吸気弁２３によって吸気ポート２０が開閉されるようになっている。また、シリンダヘッド１３には、排気ポート２４が形成され、この排気ポート２４には、排気マニホールド２５を含む排気管（排気通路）１２が接続されている。なお、排気ポート２４には排気弁２６が設けられており、吸気ポート２０と同様に、排気ポート２４はこの排気弁２６によって開閉されるようになっている。そして、これら吸気管２２及び排気管１２の途中には、ターボチャージャ２７が設けられ、排気管１２のターボチャージャ２７の下流側には、排気浄化装置１０を構成する排気浄化用触媒及び排気浄化用フィルタが介装されている。

ターボチャージャ２７は、図示しないタービンと、このタービンに連結されたコンプレッサとを有し、エンジン１１からターボチャージャ２７内に排気ガスが流れ込むと、排気ガスの流れによってタービンが回転し、このタービンの回転に伴ってコンプレッサが回転して吸気管２２の一部である吸気管２８からターボチャージャ２７内に空気を吸い込んで加圧するようになっている。そして、ターボチャージャ２７で加圧された空気は、吸気管２２の一部である吸気管２９を介してエンジン１１の各吸気ポート２０に供給される。

なお、シリンダヘッド１３には、各気筒の燃焼室１７内に燃料を直噴射する電子制御式の燃料噴射弁３０が設けられており、この燃料噴射弁３０には、図示しないコモンレールから所定の燃圧に制御された高圧燃料が供給されるようになっている。

本実施形態では、ターボチャージャ２７の下流側の排気管１２に、排気浄化用触媒であるディーゼル酸化触媒（以下、単に酸化触媒と称する）３１及びＮＯｘトラップ触媒３２と、排気浄化用フィルタであるディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter：以下、ＤＰＦと称する）３３とが上流側から順に配されている。また、ターボチャージャ２７と酸化触媒３１との間の排気管１２の一部を構成する排気路３４には、添加剤（還元剤）である燃料（軽油）を排気路３４内に噴射するインジェクタ３５が添加剤噴射路３６を介して設けられている。

酸化触媒３１は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造の担体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属が担持されてなる。酸化触媒３１では、排気ガスが流入すると、排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素（ＮＯ_２）が生成される。また、酸化触媒３１における酸化反応が起こるには、酸化触媒３１が所定温度以上に加熱されている必要があるため、酸化触媒３１は可及的にエンジン１１に近い位置に配されていることが好ましい。酸化触媒３１がエンジン１１の熱によって加熱され、エンジン始動時等であっても、比較的短時間で酸化触媒３１を所定温度以上に加熱することができるからである。

ＮＯｘトラップ触媒３２は、例えば、酸化アルミニウム（ＡＬ_２Ｏ_３）からなるハニカム構造の担体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属が担持されると共に、吸蔵剤としてバリウム（Ｂａ）等のアルカリ金属、あるいはアルカリ土類金属が担持されてなる。そして、ＮＯｘトラップ触媒３２では、酸化雰囲気においてＮＯｘ、すなわち、酸化触媒３１で生成されたＮＯ_２、また酸化触媒３１で酸化されずに排気ガス中に残存するＮＯを一旦吸蔵し、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を含む還元雰囲気中において、ＮＯｘを放出して窒素（Ｎ_２）等に還元する。

また酸化触媒３１で生成されたＮＯ_２の多くはＮＯｘトラップ触媒３２によって吸着・分解（還元）され、吸着・分解されなかった残りのＮＯ_２はＤＰＦ３３での反応により浄化されるようになっている。

通常、エンジン１１から排出される排気ガスの大部分はＮＯが占めておりＨＣの量は極めて少ないため、ＮＯｘトラップ触媒３２内が酸化雰囲気となり、ＮＯｘトラップ触媒３２ではＮＯｘが吸着されるのみで吸着されたＮＯｘが分解（還元）されることはない。このため、ＮＯｘトラップ触媒３２に所定量のＮＯｘが吸着されると、ターボチャージャ２７と酸化触媒３１との間の排気路３４に固定されたインジェクタ３５から添加剤である燃料（軽油）が噴射されるようになっている。これにより、燃料が混合された排気ガスが酸化触媒３１を通過してＮＯｘトラップ触媒３２に供給され、ＮＯｘトラップ触媒３２内が還元雰囲気となり、吸着されたＮＯｘが分解（還元）される。なおＮＯｘトラップ触媒３２は、窒素酸化物（ＮＯｘ）と同様に硫黄酸化物（ＳＯｘ）も吸蔵すると共に分解（還元）している。

ＤＰＦ３３は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造のフィルタであり、ＤＰＦ３３内には、例えば、上流側端部が開放され下流側端部が閉塞された排気ガス通路３７と下流側端部が開放され上流側端部が閉塞された排気ガス通路３８とが交互に配列されている。そして、排気ガスは、まず上流側端部が開放された排気ガス通路３７に流入し、隣接する排気ガス通路３７との間に設けられた多孔質の壁面から下流側端部が開放された排気ガス通路３８に流入して下流側に流出し、この過程において排気ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）が、壁面に衝突したり吸着されたりして捕捉される。

捕捉されたＰＭは、排気ガス中のＮＯ_２によって酸化（燃焼）されＣＯ_２として排出される。若しくは、燃料を酸化触媒３１に供給することで排ガス温度を強制的に昇温し、ＤＰＦに堆積したＰＭを酸化する。この様に、ＤＰＦに堆積したＰＭが燃焼されることで、ＤＰＦ３３の性能がある程度再生される。

通常は、上述したようにＮＯｘはＮＯｘトラップ触媒３２で吸着されるため、ＤＰＦ３３に供給される排気ガス中のＮＯ_２の量は少なく、ＤＰＦ３３にはＰＭが徐々に堆積され
ていく。そして、ＤＰＦ３３に所定量のＰＭが堆積すると、排気路３４に固定されているインジェクタ３５から所定量の燃料が噴射されるようになっている。上述したように排気ガスに燃料が混合されると、ＮＯｘトラップ触媒３２では吸着されたＮＯｘが還元されるため、排気ガスに含まれているＮＯｘ（ＮＯ_２）はＮＯｘトラップ触媒３２で吸着されず
にＤＰＦ３３に供給される。これにより、ＤＰＦ３３におけるＰＭの燃焼が促進されるようになっている。

なお、これら酸化触媒３１、ＮＯｘトラップ触媒３２及びＤＰＦ３３の上流側近傍及びＤＰＦ３３の下流側近傍には、それぞれ排気温センサ３９が設けられており、これら複数の排気温センサ３９によって、酸化触媒３１、ＮＯｘトラップ触媒３２及びＤＰＦ３３に流入する排気ガスの温度と、酸化触媒３１、ＮＯｘトラップ触媒３２及びＤＰＦ３３から排出される排気ガスの温度を検出している。さらに、酸化触媒３１及びＤＰＦ３３の上流側近傍には、排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサ４０が設けられている。また、車両には、図示しないが電子制御ユニット（ＥＣＵ）が設けられており、このＥＣＵには、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。そして、このＥＣＵが、上記各センサからの情報に基づいて、エンジン１１及び排気浄化装置１０の総合的な制御を行っている。

図２は、本実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図である。排気管１２の一部である排気路３４は、図２中図示しないターボチャージャ２７に接続する中空の上流側部材４１と、上流側部材４１に接続されている触媒保持部材４２とから構成されている。触媒保持部材４２には、固定部材４３を介して酸化触媒３１が設けられている。

上流側部材４１について詳細に説明する。上流側部材４１は、ターボチャージャ側の一端である流入口４４が図２中上向きに開口し、酸化触媒３１側の他端の流出口４５は図２中下向きに開口している。

排ガスが流入する流入口４４は、排ガスが流出する流出口４５よりも内径が狭くなるように構成されている。流出口４５は、触媒保持部材４２と径が同一となるように形成されている。即ち、上流側部材４１は、排ガスが流入する流入口４４と、流入口４４と内径が略同一である流入部と、流入部に接続され、流入口４４よりも内径が広い幅広部４６とからなり、幅広部４６の流入口４４とは逆側の端部である流出口４５は、触媒保持部材４２と径が同一となるように構成されている。

また、上流側部材４１には、幅広部４６に添加剤噴射路３６が連通（開口）して設けられている。即ち、添加剤噴射路３６は排気路３４に連通している。本実施形態では、添加剤噴射路３６は幅広部４６の図２中左側壁面にその基端部が設けられて、流入部の延設方向と略同一の方向（図２中上方向）にその先端が延設されている。

添加剤噴射路３６の先端部にはインジェクタ３５が設けられている。このようにインジェクタ３５を添加剤噴射路３６を介して設けることで、インジェクタ３５が直接高温の排気ガスの主流に接触することを防止できる。

インジェクタ３５は、添加剤噴射路３６の先端部に保持部材４７により保持されている。保持部材４７はフランジ部４８を有し、このフランジ部４８で図示しない固定部材により添加剤噴射路３６に固定されている。また、インジェクタ３５は、インジェクタ３５の先端（噴孔）が添加剤噴射路３６内に露出しない状態で保持部材４７に保持されている。この保持部材４７内部には、インジェクタ３５の周囲を囲む冷却水路４９が形成されている。インジェクタ３５は、この冷却水路４９により冷却されると共に、保持部材４７により直接添加剤噴射路３６内に露出しないように設けられていることで、常に過熱しないように保持されている。

流入口４４から流入した排気ガスの主流とインジェクタ３５から噴射され添加剤噴射路３６を通過した燃料とは、上流側部材４１の幅広部４６で混合された後に酸化触媒３１に接触する。本実施形態では、後述するように燃料は酸化触媒３１の上流側の端面全面に接触することができる。

ここで、本実施形態では、上流側部材４１の添加剤噴射路３６の基端部近傍にはインジェクタ３５に対向して隔壁部５１が設けられている。隔壁部５１は、その一端側が図２中上流側部材４１の左内壁面に固定されており、他端側は排気路３４に突出、つまり排気路３４にせり出した状態となっている。つまり、隔壁部５１は、インジェクタ３５に対向すると共に添加剤噴射路３６と離間して設けられている。なお、図示しないが図２中前方及び後方の内壁面において隔壁部５１は上流側部材４１の内壁面に固定されている。

また、隔壁部５１には、インジェクタ３５に対向するように通過口５２が形成されている。この通過口５２は略円状であり、通過口５２をインジェクタ３５から噴射された燃料が通過して酸化触媒３１に接触する。

また、隔壁部５１のインジェクタ３５側の面には、隔壁部５１から延設されて筒状部材５３が設けられている。筒状部材５３は円筒状であり、その内部には中空部が形成されている。筒状部材５３の中空部は通過口５２に連通しており、中空部は、隔壁部５１側は通過口５２と内径が同一となり、かつ、インジェクタ３５側は通過口５２よりも内径が小さくなるように構成されている。

また、隔壁部５１と添加剤噴射路３６との間の間隙に、具体的には、隔壁部５１の固定されていない他端側とこの他端側に対向する上流側部材４１との内壁面との間隙に、シャッター部材５４が設けられている。このシャッター部材５４と隔壁部５１とにより添加剤噴射路３６は排気路３４とは隔絶されたものとなっている。

シャッター部材５４は、開閉自在であり、図示しない制御装置によってその開閉が制御されている。シャッター部材５４が開状態とされることで添加剤噴射路３６と排気路３４との間で掃気が行われるように構成されている。

また、上流側部材４１の添加剤噴射路３６の基端部開口付近には筒状部材５３の壁面に臨む位置に二次空気導入口５５が設けられている。そして、この二次空気導入口５５とシャッター部材５４とは、筒状部材５３を挟んで相対向する位置に設けられている。二次空気導入口５５は、添加剤噴射路３６にはエンジンが吸入した二次空気を導入できるように構成されている。

かかる本実施形態では、図３に示すように、インジェクタ３５から燃料Ｆを噴射すると、噴射された燃料Ｆは、筒状部材５３にガイドされ通過口５２を介して酸化触媒３１の前面全体に到達することができる。

図４に示すように、上流側部材４１に隔壁部５１、筒状部材５３及びシャッター部材５４が設けられていない場合には、排気路３４における排ガスの一部が添加剤噴射路３６に流れ込んでしまい、これにより燃料Ｆの流れが阻害されて燃料が流されてしまい、酸化触媒３１の上流側の端面全てに到達することができなかった。

これに対し、本実施形態では、筒状部材５３が設けられていることで燃料Ｆは排気路３４における排ガスの流れに阻害されずに所望の到達位置に到達することができ、酸化触媒３１の前面全体に到達することができる。

また、インジェクタ３５から燃料Ｆを噴射する時にはシャッター部材５４を閉状態としているので、添加剤噴射路３６内のインジェクタ３５側への排ガスの流入を防止することができる。これにより、デポジットの発生要因となるすすの添加剤噴射路３６内への導入が抑制されるので、デポジットの発生を抑制することができる。

そして、インジェクタ３５からの燃料の噴射が終了すると、今度は図示しない制御装置により図５に示すようにシャッター部材５４を開状態とする。これにより、二次空気Ｓが添加剤噴射路３６に導入される。導入された二次空気Ｓは、筒状部材５３の外壁面によりガイドされてインジェクタ３５側へ流入し、その後開状態となったシャッター部材５４から排気路３４へ流出する。これにより、添加剤噴射路３６内に留まった燃料を除去してこのようなデポジットの生成を抑制することができる。つまり、仮にこのような添加剤噴射路３６の内外での空気の流れがないと添加剤噴射路３６内が澱んだ状態となって留まった燃料はバインダーとなり、このバインダーにより添加剤噴射路３６内にすすが固着してデポジットを生成してしまい、インジェクタの噴孔や噴射空間を塞いでしまう。

これに対し、本実施形態では、シャッター部材５４を開状態とすることにより二次空気導入口５５から二次空気を導入して添加剤噴射路３６の内外での空気の流れを形成できるので、これにより燃料噴射後の添加剤噴射路３６内に留まった燃料を除去することができるのである。また、筒状部材５３は上述のように噴射された燃料のガイドであると共に、二次空気Ｓのガイドとしても機能しており、これにより二次空気Ｓが添加剤噴射路３６内を隅々まで流れ込むことができ、留まった燃料を除去することができる。

さらに、二次空気が添加剤噴射路３６に流入され、この二次空気が排気路３４へ排出されることで、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）の反応を促進させ、触媒の活性化を促進させることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、添加剤噴射路３６内外の空気の流れを形成すべく、シャッター部材５４及び二次空気導入口５５を設けたが、これに限定されない。二次空気導入口５５を設けずにシャッター部材５４のみを設けたとしても、隔壁部５１が排気路３４に突出することでシャッター部材５４が排気路３４に臨んでいれば、インジェクタ３５の噴射終了後にシャッター部材５４を開状態とすれば排ガスの一部を添加剤噴射路３６内に導入することができ、この排ガスが通過口５２を介して再度排気路３４へ流入するので、これにより添加剤噴射路３６内に滞留した燃料を排気路３４へ排出することができる。ただし、二次空気を用いて添加剤噴射路３６内外の空気の流れを形成する場合の方がデポジット生成をより抑制することができるので好ましい。

また、例えば、上述した実施形態では円筒状の筒状部材５３を設けたが、これに限定されず、噴射された燃料をガイドできるものであればその形状は問わない。また、筒状部材５３は上述した実施形態では二次空気のガイドとしても機能しているが、二次空気のガイド部材を別に設けても良い。この場合であっても、好ましくはシャッター部材５４と二次空気導入口５５とは、ガイド部材を挟んで対向する位置に設けられていることである。また、筒状部材５３を設けずに隔壁部５１のみ設けてあっても、本実施形態ほどの効果を得ることはできないとしても、図４に示す場合よりは燃料が流れされることが少なく、好ましい。

また、上述の実施形態では、排気浄化装置１０として、排気管１２に、排気浄化用触媒である酸化触媒３１及びＮＯｘトラップ触媒３２と、排気浄化用フィルタであるＤＰＦ３３とを、上流側から酸化触媒３１、ＮＯｘトラップ触媒３２、ＤＰＦ３３の順で配置した例を挙げたが、これら排気浄化用触媒及び排気浄化用フィルタの配置及び種類は特に限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、ＮＯｘを分解（還元）する排気浄化用触媒として、燃料（軽油）を還元剤としてＮＯｘを分解（還元）するＮＯｘトラップ触媒を例示したが、これに限定されず、例えば、排気ガス中のＮＯｘを選択的に触媒に吸着させ、還元剤としてアンモニアあるいは尿素をインジェクタから噴射してＮＯｘを分解（還元）する、いわゆるＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）等であってもよい。

なお、本実施形態では、酸化触媒３１に燃料を供給するシステムに本発明を適用したが、排気管に備えたＮＯｘトラップ触媒に燃料を供給するシステムにも本発明を適用することができる。この場合、ＮＯｘトラップ触媒の上流側の排気管に設置した燃料噴射弁から、ＮＯｘトラップ触媒に燃料を適切に流入させることができ、ＮＯｘトラップ触媒に吸蔵されたＮＯｘやＳＯｘを効率よく還元除去することができる。また、燃料以外にも、尿素水（還元剤）や他の添加剤を排気管内に噴射供給するシステムにも本発明を適用することができる。

本発明は、排気ガスからＮＯｘ等の物質を除去（削除）する排気浄化装置を利用するもの、例えば自動車製造分野で利用することができる。

１０排気浄化装置
１１エンジン
１２排気管
２７ターボチャージャ
３１酸化触媒
３２ＮＯｘトラップ触媒
３４排気路
３５インジェクタ
３６添加剤噴射路
４１上流側部材
４２触媒保持部材
４３固定部材
４４流入口
４５流出口
５１隔壁部
５２開口
５４シャッター部材
５５二次空気導入口

Claims

エンジンの排気ポートに接続される排気路と、この排気路に設けられた排気浄化用触媒と、前記排気路の前記排気浄化用触媒より上流側の前記排気路に連通した添加剤噴射路と、この添加剤噴射路に添加剤を噴射して前記排気浄化用触媒に添加剤を供給するインジェクタとを備え、
前記排気路に、前記インジェクタに対向すると共に前記添加剤噴射路と離間して設けられ、かつ、前記インジェクタから噴射された添加剤が通過する通過口を有する隔壁部材と、該隔壁部材と前記添加剤噴射路との間隙に設けられ、前記排気路から前記添加剤噴射路を隔絶するシャッター部材とが設けられ、
シャッター部材は、開閉自在であり、前記インジェクタから添加剤が噴射されていない時に開状態となって前記添加剤噴射路と前記排気路との間で掃気を行うことを特徴とする排気浄化装置。
前記添加剤噴射路には、二次空気を該添加剤噴射路に導入するための二次空気導入路が設けられ、
前記シャッター部材が開状態となると、該二次空気導入路から前記二次空気が添加剤噴射路内に導入されることを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。
前記排気路内に、前記二次空気導入路から導入された二次空気を前記インジェクタ側に案内して送気するガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の排気浄化装置。
前記シャッター部材と前記二次空気導入路とは、前記ガイド部材を挟んで相対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３記載の排気浄化装置。
前記隔壁部材には前記インジェクタ側に向かって筒状部材が延設され、
該筒状部材の中空部は前記通過口と連通すると共に、該中空部の前記通過口の開口面積が前記インジェクタ側に向かって小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化装置。