JP2013130127A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の排ガス（排気通路における還元剤と排ガスとの混合物等）を、圧力損失を低減しながら均質に攪拌したガス流として浄化のために供給することのできる、内燃機関の排気浄化装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関１の排気浄化装置５は、内燃機関の排気管２に設けられて排ガスを攪拌するためのミキサー２０を備え、ミキサーは、排ガスに旋回流を発生させるために、ミキサーの中心軸２２側から環状枠２１側に向かって延びる複数の旋回翼３０を備える。旋回翼は、ミキサーの中心軸側に流入する排ガスに、法線流４３ａまたは弱い旋回流４３ｂを発生させる一方、ミキサーの環状枠２１側に流入する排ガスに、強い旋回流４３ｃ、４３ｄを発生させるように構成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。詳しくは、液体と排ガスとの攪拌に用いるミキサーを備えた、内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来から、内燃機関の排気浄化装置に用いる、複数の旋回翼で構成されるミキサーが知られている。
この種のミキサーには、ミキサーの中央部が塞がれたものがある。
また、ミキサーの中央部にホール状の穴（センターホール）を設けたものもある（特許文献１参照）。

特開２０１１−１１１９２７号公報

中央部が塞がれたタイプの従来のミキサーは、複数の旋回翼の形状が、一様に旋回方向に湾曲している。そのため、ミキサー後端側（下流側）から出るガス流は、概略、一様な旋回流となるが、ミキサー直後の中央部は、負圧状態となり、よどみが発生する。

そのため、ミキサー直後の中央部には、例えば還元剤の液滴が滞留しやすくなり、ミキサー後端側中央部に析出が発生しやすくなる。
ミキサー後端側中央部に析出物が堆積すると、ミキサーの下流に配置される触媒に還元剤を正常に供給できなくなり、ＮＯｘの浄化率が悪化する。
また、析出物の堆積により流路断面積が減少するため、圧力損失が増大する。

これに対して、センターホールタイプのミキサーは、ミキサー中央部に仕切りが無い為、ミキサー直後の中央部にもガス流が生成される。
そのため、還元剤および排ガスを均質にして触媒に導入することができ、中央部が塞がれたタイプの従来のミキサーに比べて、ＮＯｘの浄化率が向上する。
また、センターホールを通ってガスが抜けるため、中央部が塞がれたタイプの従来のミキサーに比べて、圧力損失が低減する。

しかしながら、センターホールタイプのミキサーは、ガスの均質性は改善するが、還元剤の噴射範囲が制限される。
すなわち、センターホールタイプのミキサーの場合、インジェクタで噴射した還元剤の液滴の一部が、ミキサーに衝突せずにセンターホールからすり抜けてしまい、触媒中央部への還元剤および排ガスの均質供給が悪化する。

その対策として、センターホールタイプのミキサーは、インジェクタの噴霧を中空タイプやマルチホールタイプとして、インジェクタの噴射範囲が、センターホール以外のミキサーの領域に制限される。
しかし、この対策によっても、還元剤の液滴は、実際には、ガス流の影響によって剪断されて噴射の軌道が変わる。そのため、還元剤の液滴が、センターホール以外のミキサーの領域に確実に衝突するように管理することは、難しい。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排ガス（排気通路における還元剤と排ガスとの混合物等）を、圧力損失を低減しながら均質に攪拌したガス流として浄化のために供給することのできる、内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置５）は、内燃機関（例えば、後述の内燃機関１）の排気通路（例えば、後述の排気管２）に設けられて排ガスを攪拌するためのミキサー（例えば、後述のミキサー２０）を備え、前記ミキサーは、排ガスに旋回流を発生させるために、当該ミキサーの中心部（例えば、後述の中心軸２２側）から前記排気通路の内周部（例えば、後述の環状枠２１側）に向かって延びる複数の旋回翼（例えば、後述の旋回翼３０）を備え、
前記旋回翼は、前記ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流（例えば、後述の法線流４３ａ）または弱い旋回流（例えば、後述の弱い旋回流４３ｂ）を発生させる一方、前記ミキサーの前記排気通路内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流（例えば、後述の強い旋回流４３ｃ、４３ｄ）を発生させるように構成される。

この発明によれば、内燃機関の排ガス（排気通路における還元剤と排ガスとの混合物等）を、圧力損失を低減しながら均質に攪拌したガス流として浄化のために供給することができる。
具体的には、旋回翼が、ミキサーの排気通路内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させるのとは対照的に、ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させる。
これにより、ミキサーの中心部側に流入する排ガスが旋回翼と衝突することに伴う圧力損失は明らかに低減し、したがって、ミキサー全体としての圧力損失を低減することができる。
また、ミキサーの中心部側に流入する排ガスは、法線流または弱い旋回流として中心部の下流側に流れるため、ミキサーの下流側において、中心部側から排気通路の内周部側まで均質な排ガスを供給することができる。

この場合、前記旋回翼は、前記ミキサーの前端部から所定位置下流側で軸方向と直交する断面形状において、前記ミキサーの中心部側の端部と、前記ミキサーの前記排気通路内周部側の端部とを結ぶ直線に対して、前記両端部間の中間部が、前記強い旋回流の旋回方向に突出している、ことが好ましい。

この発明によれば、ミキサーの排気通路内周部側で隣接する２枚の旋回翼間に流入する排ガスは、一方の旋回翼により一方向に曲げられたのち、他方の旋回翼により方向を切り替えて旋回される。
これにより、ミキサーの排気通路内周部側に流入する排ガスを、適切かつ効果的に攪拌することができる。

この場合、前記旋回翼は、複数の貫通穴を備える、ことが好ましい。

この発明によれば、内燃機関の排気通路終端付近に設けられるサイレンサーによる消音機能の一部を、ミキサーの旋回翼にもたせることができる。

この場合、前記複数の貫通穴は、前記旋回翼の後端側に設けられる、ことが好ましい。

この発明によれば、旋回翼の前端側には貫通穴が形成されないので、還元剤の液滴（尿素水）の加水分解に影響を及ぼさない。そして、旋回翼の後端側に形成される貫通穴によって、サイレンサーによる消音機能の一部を達成することができる。

この場合、前記排気通路の上流側から下流側に向けて、尿素供給手段（例えば、後述の尿素水噴射装置１０）、前記ミキサー、ＳＣＲ触媒（例えば、後述のＮＯｘ浄化触媒５０）の順に配置される、ことが好ましい。

この発明によれば、ミキサー後の流れが中央部は法線流、外周部は旋回流となる。そのため、ＳＣＲ触媒前の円錐部で流れが全方向に拡散し、均一に尿素を供給することができる。
また、ミキサー後の中心部にガス流が確保されるので、還元剤の析出を抑制することができる。
インジェクタ噴射方向からみてミキサー流入口に旋回翼が抜けなく詰まった構造となっているため、噴射した還元剤を確実にスプラッシングでき、還元剤の霧化を促進することができる。

本発明のミキサーの製造方法は、内燃機関の排気通路に設けられて排ガスを攪拌するためのミキサーの製造方法であって、
前記ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させる一方、前記ミキサーの前記排気通路の内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させるように、前記ミキサーの前記中心部から前記排気通路の内周部に向かって延びる複数の旋回翼の形状を形成し、
前記形成した複数の旋回翼を、前記ミキサーの環状枠内に配置し、
前記各旋回翼の外方端部を前記環状枠に固着する。

この発明によれば、ミキサーの旋回翼の形状を、ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させる一方、ミキサーの排気通路内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させるように形成する。
これにより、旋回翼が、ミキサーの排気通路内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させるのとは対照的に、ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させることができる。

本発明によれば、内燃機関の排ガス（排気通路における還元剤と排ガスとの混合物等）を、圧力損失を低減しながら均質に攪拌したガス流として浄化のために供給することができる。

本発明の内燃機関の排気浄化装置の一実施形態を示す概略的構成図である。 図１に示す排気浄化装置に用いるミキサーの第１実施形態の前方から見た端面図である。 図２に示すミキサーの環状枠を省略して示す前面側から見た斜視図である。 図３に示すミキサーの側面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿ってとられた縦断正面図である。 図３に示すミキサーの後面側から見た斜視図である。 図３に示すミキサーの１枚の旋回翼の正面図である。 図７に示す旋回翼の平面図である。 図７に示す旋回翼の右側面図である。 図７に示す旋回翼の左側面図である。 旋回翼が図１０の４３ａ〜４３ｄの位置で発生させる旋回流を示す概略的平面図である。 図１に示す排気浄化装置に用いるミキサーの第２実施形態を示し、図９と同様の方向から見た旋回翼の図である。 従来のミキサーの一例を、環状枠を省略して示す前面側から見た斜視図である。 図１３に示すミキサーの側面図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿ってとられた縦断正面図である。 図１３に示すミキサーの、図９と同様の方向から見た旋回翼の図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の内燃機関１の排気浄化装置５の一実施形態を示す概略的構成図である。

排気浄化装置５は、内燃機関１の排気通路（排気管）２に、上流側から下流側に向けて順に配置される、尿素水噴射装置１０、ミキサー２０およびＮＯｘ浄化触媒５０を備える。
最上流側に配置される尿素水噴射装置１０は、最下流側に配置されるＮＯｘ浄化触媒５０の上流側の排気管２内に、還元剤としての尿素水を噴射して供給する。
排気管２の尿素水噴射装置１０とＮＯｘ浄化触媒５０との間に配置されるミキサー２０は、尿素水噴射装置１０により噴射された尿素水と排ガスとを攪拌混合する。

尿素水噴射装置１０は、尿素水タンク１１と、尿素水タンク１１から延びる尿素水供給管１２と、尿素水供給管１２の先端に取り付けられた尿素水噴射ノズル１３と、図示しない尿素水ポンプと、を備える。尿素水噴射ノズル１３は、図示しない噴射弁を備える。
尿素水噴射ノズル１３は、排気管２の内部に配置され、ノズル先端から噴射した尿素水が後述する旋回翼３０に衝突する位置に位置決めされる。

ＮＯｘ浄化触媒５０は、従来公知のいわゆるＳＣＲ（選択還元式）触媒であり、従来公知の調製方法により調製される。
ＮＯｘ浄化触媒５０は、尿素水噴射装置１０により供給された尿素水が加水分解して生成したＮＨ_３を捕捉する。
ＮＯｘ浄化触媒５０は、少なくともＮＯｘ浄化機能を有し、捕捉しまたは供給されたＮＨ_３を用いて、排ガス中のＮＯｘを還元浄化する。

図２は、排気管２内に配置された第１実施形態に係るミキサー２０の前方（上流側）から見た端面図である。すなわち、図２は端面図であるため、ミキサー２０の内部の構造（例えば旋回翼３０の内部形状）は図示していない。

ミキサー２０は、排気管２の内周面に嵌合される環状枠２１と、環状枠２１の中心に位置する中心軸２２と、環状枠２１と中心軸２２とを結ぶ複数の旋回翼３０と、を備える。
ミキサー２０には、内燃機関１から排気管２内を流れてくる排ガス、および尿素水噴射装置１０の尿素水噴射ノズル１３から噴射される尿素水の液滴が、導入される。導入された尿素水の液滴は、後述する複数の旋回翼３０に当たって細かくなりながら、排ガスとともに、複数の旋回翼３０間に形成される流路を通る。このとき、ミキサー２０は、旋回翼３０がその流れ方向を調整することによって、排ガスおよび尿素水液滴を攪拌混合して、ＮＯｘ浄化触媒５０に供給する。

図３は、ミキサー２０の環状枠２１を省略して示す前面側（上流側）から見た斜視図である。図４は、ミキサー２０の側面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ってとられた縦断正面図、図６は、ミキサー２０の背面側（下流側）から見た斜視図である。

ミキサー２０の旋回翼３０は、ミキサー２０の中心部側（すなわち、ミキサー２０の中心軸２２側）に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させる。
ミキサー２０の旋回翼３０は、ミキサー２０の排気管２の内周部側（すなわち、ミキサー２０の環状枠２１側）に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させる。

具体的には、図５に示すように、旋回翼３０は、ミキサー２０の前端部から所定位置下流側で軸方向と直交する断面形状において、ミキサー２０の中心軸２２側の端部と、ミキサー２０の環状枠２１側の端部とを結ぶ直線Ｒに対して、両端部間の中間部（突出部４０）が、強い旋回流の旋回方向に突出している。これについては後述する。

以下、図７〜図１１を参照して、旋回翼３０の形状および旋回流の様子について説明する。
図７は、ミキサー２０の１枚の旋回翼３０の正面図であり、図８は平面図、図９は右側から後述する後方縁３５を垂直方向からみた図、図１０は左側面図である。図１１は、旋回翼３０が図１０の４３ａ〜４３ｄの位置で発生させる旋回流を示す概略的平面図である。

図７〜図１０に示すように、各旋回翼３０は、１枚の板材を曲げ加工して形成される。曲げ加工前の板材３０ｓの形状を図９に２点鎖線で示す。
各旋回翼３０は、ミキサー２０の前端側（上流側）に位置する前方縁３１、ミキサー２０の中心軸２２側に位置する内方縁３３、ミキサー２０の後端側（下流側）に位置する後方縁３５、およびミキサー２０の環状枠２１側に位置する外方縁３７を備える。

旋回翼３０の前方縁３１は、ミキサー２０の中心軸２２から環状枠２１まで、半径方向に沿って直線状に延びる。
旋回翼３０の内方縁３３は、ミキサー２０の中心軸２２に沿って直線状に延びる。
旋回翼３０の後方縁３５は、ミキサー２０の中心軸２２から環状枠２１まで、半径方向に沿って直線状に延びる。
旋回翼３０の外方縁３７は、ミキサー２０の環状枠２１の内周面に沿って曲線状に延びる。

前方縁３１の内方端と、内方縁３３の前方端とは、交点３２で、互いにほぼ９０°の角度をもって交わる。
内方縁３３の後方端と、後方縁３５の内方端とは、交点３４で、互いにほぼ９０°の角度をもって交わる。
後方縁３５の外方端と、外方縁３７の後方端とは、交点３６で、互いにほぼ９０°の角度をもって交わる。
外方縁３７の前方端と、前方縁３１の外方端とは、交点３８で、互いにほぼ９０°の角度をもって交わる。

前方縁３１は、図７では、紙面に平行に配置される。前方縁３１は、図８では、紙面に垂直に配置される。前方縁３１は、図９では、紙面に対して傾斜して配置される。すなわち、前方縁３１の内方端である交点３２で紙面に接し、前方縁３１の外方端である交点３８は、紙面から手前に浮き上がる。前方縁３１は、図１０では、紙面に平行に配置される。

内方縁３３は、図７では、紙面に垂直に配置される。内方縁３３は、図８では、紙面に平行に配置される。内方縁３３は、図９では、紙面に平行に配置される。内方縁３３は、図１０では、紙面に平行に配置される。

後方縁３５は、図７では、紙面に平行に配置される。後方縁３５は、図８では、紙面に対して傾斜して配置される。すなわち、後方縁３５の内方端である交点３４で紙面に接し、後方縁３５の外方端である交点３６は、紙面から手前に浮き上がる。後方縁３５は、図９では、紙面に平行に配置される。後方縁３５は、図１０では、紙面に対して傾斜して配置される。すなわち、後方縁３５の内方端である交点３４で紙面に接し、後方縁３５の外方端である交点３６は、紙面から手前に浮き上がる。

図７、図８に示すように、前方縁３１と後方縁３５との間には、ミキサー２０の円周方向に沿って所定の角度が形成される。
図８に示すように、外方縁３７は、ミキサー２０の環状枠２１の内周面に沿って、前方縁３１との交点３８から、後方縁３５との交点３６に向けて、大きな曲線を描くように形成される。

図５を参照して上述したように、旋回翼３０は、前方縁３１と後方縁３５との中間において、内方縁３３と外方縁３７とを結ぶ直線に対して、両端部間の中間部が、強い旋回流の旋回方向に突出している。
この突出部４０は、旋回翼３０を構成する面の湾曲によって形成されるため、図７〜図１０には線として現れない。
しかし、この突出部４０は、旋回翼３０ひいてはミキサー２０にとって非常に重要な要素である。そこで、図９、図１０に、ドットで描く帯として突出部４０を表現する。

図９、図１０に示すように、旋回翼３０における突出部４０は、前方縁３１の外方端（交点３８）と、後方縁３５の外方端（交点３６）とを、両外方端（交点３８、２６）よりも半径方向内方を通って湾曲して結ぶように、ほぼ形成される。
突出部４０は、図９では、奥側に向かって突出する。突出部４０は、図１０では、手前側に向かって突出する。

旋回翼３０の突出部４０を挟んで、ミキサー２０の中心軸２２側における旋回流（後述する法線流４３ａ、弱い旋回流４３ｂ）と、ミキサー２０の環状枠２１側における旋回流（後述する強い旋回流４３ｃ、４３ｄ）とは、大きく異なり、全く別の軌跡を描く。以下、これについて説明する。

突出部４０の最も内方付近よりも内方側の領域（内方側領域４１）における旋回翼３０の湾曲形状は、ほぼ、つぎのように形成される。
内方側領域４１のうち、旋回翼３０の内方縁３３に近い領域では、ミキサー２０の前端部から流入したガス流が、ほぼ直線状に流れるように、旋回翼３０の湾曲形状は形成される。

具体的には、図１０に符号４３ａで示すように、内方側領域４１のうち旋回翼３０の内方縁３３に近い領域を流れるガス流は、図１１に符号４３ａで示すように、実質的に法線流４３ａとして旋回翼３０（ミキサー２０）を通過する。
より詳細には、法線流４３ａは、図１１において、ごくわずか左に動いて直線状に流れる。左への動きは、無視できる程度のものである。

内方側領域４１のうち、旋回翼３０の内方縁３３から遠い領域では、ミキサー２０の前端部から流入したガス流が、一旦方向をわずかに変え、その後方向を元に戻して流れるように、旋回翼３０の湾曲形状は形成される。

具体的には、図１０に符号４３ｂで示すように、内方側領域４１のうち旋回翼３０の内方縁３３から遠い領域を流れるガス流は、図１１に符号４３ｂで示すように、弱い旋回流４３ｂとして旋回翼３０（ミキサー２０）を通過する。
より詳細には、弱い旋回流４３ｂは、図１１において、一旦方向をわずかに左に変え、その後方向を元に戻して流れる。つまり、弱い旋回流４３ｂは、基本的に、法線流が左にシフトするものである。

突出部４０の最も内方付近よりも外方側の領域（外方側領域４２）における旋回翼３０の湾曲形状は、ほぼ、つぎのように形成される。
外方側領域４２のうち、旋回翼３０の外方縁３７から遠い領域では、ミキサー２０の前端部から流入したガス流が、一方向に曲がった後、反対方向に大きく曲がって流れるように、旋回翼３０の湾曲形状は形成される。

具体的には、図１０に符号４３ｃで示すように、外方側領域４２のうち旋回翼３０の外方縁３７から遠い領域を流れるガス流は、図１１に符号４３ｃで示すように、強い旋回流４３ｃとして旋回翼３０（ミキサー２０）を通過する。
より詳細には、強い旋回流４３ｃは、図１１において、まず右に曲がった後、左に曲がって元に戻すだけでなく、さらに大きく左に曲がって、左を向いて流れる。

外方側領域４２のうち、旋回翼３０の外方縁３７に近い領域では、ミキサー２０の前端部から流入したガス流が、一方向に大きく曲がった後、反対方向にさらに大きく曲がって流れるように、旋回翼３０の湾曲形状は形成される。

具体的には、図１０に符号４３ｄで示すように、外方側領域４２のうち旋回翼３０の外方縁３７に近い領域を流れるガス流は、図１１に符号４３ｄで示すように、さらに強い旋回流４３ｄ（強い旋回流の一態様）として旋回翼３０（ミキサー２０）を通過する。
より詳細には、さらに強い旋回流４３ｄは、図１１において、まず右に大きく曲がった後、左にさらに大きく曲がって、左を向いて流れる。

上記の旋回流における弱い、強いという表現は、単に旋回流の旋回の強さ（旋回Ｒ）の程度を表すのみならず、互いに本質的に異なる旋回流であることを表す。
第１に、弱い旋回流４３ｂと、強い旋回流４３ｃ、４３ｄとは、曲がる方向が異なる。弱い旋回流４３ｂは、左に向いた後、元の向きに戻る。一方、強い旋回流４３ｃ、４３ｄは、右に曲がった後、左に大きく曲がる。

第２に、弱い旋回流４３ｂと、強い旋回流４３ｃ、４３ｄとは、ミキサー２０を出るときの流れ方向が異なる。弱い旋回流４３ｂは、実質的にミキサー２０の軸方向に沿って流れる。一方、強い旋回流４３ｃ、４３ｄは、ミキサー２０の円周方向に大きく旋回して流れる。

このような、（弱い）旋回流４３ｂと、（強い）旋回流４３ｃ、４３ｄとの違いは、図１３〜図１６に示すような従来の旋回翼１３０において、捻りの角度を調整したとしても生じ得ない差異である。
図１３〜図１６では、図３〜図５、図９で示した対応する図に用いた符号に１００を加えた符号を付けることによって、図３〜図５、図９における各部との対応関係を示す。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）旋回翼３０が、ミキサー２０の環状枠２１側（排気管２の内周部側）に流入する排ガスに、強い旋回流４３ｃ、４３ｄを発生させるのとは対照的に、ミキサー２０の中心軸２２側（中心部側）に流入する排ガスに、法線流４３ａまたは弱い旋回流４３ｂを発生させる。そのため、ミキサー２０の中心軸２２側に流入する排ガスが旋回翼３０と衝突することに伴う圧力損失は明らかに低減し、したがって、ミキサー２０全体としての圧力損失を低減することができる。

（２）ミキサー２０の中心軸２２側に流入する排ガスは、法線流４３ａまたは弱い旋回流４３ｂとして中心軸２２の下流側に流れる。そのため、ミキサー２０の下流側において、中心部側から排気管２の内周部側まで、均質な排ガスを供給することができる。

（３）旋回翼３０は、前方縁３１と後方縁３５との中間において、内方縁３３と外方縁３７とを結ぶ直線に対して、両端部間の中間部が、強い旋回流の旋回方向に突出している。そのため、ミキサー２０の環状枠２１側で隣接する２枚の旋回翼３０、３０間に流入する排ガスは、一方の旋回翼３０により一方向に曲げられたのち、他方の旋回翼３０により方向を切り替えて旋回される。したがって、ミキサー２０の環状枠２１側に流入する排ガスを、適切かつ効果的に攪拌することができる。

（４）内燃機関１の排気管２に、上流側から下流側に向けて、尿素水噴射装置１０、ミキサー２０およびＮＯｘ浄化触媒５０が順に配置される。そのため、ミキサー２０後の流速分布が、流路断面積において均一となる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒（ＳＣＲ触媒）５０に均一に尿素を供給することができる。

（５）ミキサー２０後の中心部にガス流が確保される。そのため、還元剤の析出を抑制することができる。

（６）尿素水噴射ノズル（インジェクタ）１３の噴射方向からみて、ミキサー２０の流入口に旋回翼３０が抜けなく詰まった構造となっている。そのため、噴射した還元剤を確実にスプラッシングでき、還元剤の霧化を促進することができる。

次に、図１２に示す旋回翼を参照して、ミキサーの第２実施形態について説明する。
図１２に示すように、旋回翼３０Ａには、複数の貫通穴４５が形成されている。
具体的には、複数の貫通穴４５は、旋回翼３０Ａの後端側に形成されている。
この旋回翼３０Ａを複数備えるミキサーは、図示してないが、複数の貫通穴４５を備える点を除いて、第１実施形態に係るミキサー２０と同様のものである。

第２実施形態に係るミキサーによれば、上記の効果に加えて、以下のような効果がある。
（７）ミキサーの旋回翼３０Ａに、複数の貫通穴４５が形成される。そのため、内燃機関１の排気管２の終端付近に設けられるサイレンサーによる消音機能の一部を、ミキサーの旋回翼３０Ａにもたせることができる。
（８）複数の貫通穴４５は、旋回翼３０Ａの後端側に形成される。そのため、旋回翼３０Ａの前端側には貫通穴４５が形成されないので、還元剤の液滴（尿素水）の加水分解に影響を及ぼさない。そして、旋回翼３０Ａの後端側に形成される貫通穴４５によって、サイレンサーによる消音機能の一部を達成することができる。
（９）ミキサーの圧力損失によるガス流量低下に対しては、サイレンサー等の流動抵抗を低減させることにより補填可能である。しかし、それでは排気騒音、排気音が悪化するという懸念がある。そこで、ミキサーの旋回翼３０Ａに消音機能の一部をもたせることにより、排気脈動（振動）低減による排気騒音低減効果が期待できる。
（１０）複数の貫通穴４５のパンチング加工により、旋回翼３０Ａの表面積を増やせる。そのため、還元剤の液滴（尿素水）の受熱面積を増大させて、尿素水の加水分解性能の向上および拡散性の維持・向上を狙いつつ、消音機能と両立させることができる。
（１１）旋回翼３０Ａが複数の貫通穴４５を備える消音機能付きのミキサーを用いることで、本来備えるサイレンサーの容量を低減させる。そのため、排ガス流量向上による出力維持および、サイレンサー部材低減によるコストの低減が可能である。

次に、ミキサーの製造方法の実施形態について簡単に説明する。
上記の第１実施形態に係るミキサー２０の場合、その製造方法は、少なくとも、
ミキサー２０の中心軸２２側に流入する排ガスに、法線流４３ａまたは弱い旋回流４３を発生させる一方、ミキサー２０の環状枠２１側に流入する排ガスに、強い旋回流４３ｃ、４３ｄを発生させるように、各旋回翼３０の形状を形成する第１のステップと、
形成した複数の旋回翼３０を、ミキサー２０の環状枠２１内に配置する第２のステップと、
各旋回翼３０の外方縁３７を環状枠２１に固着する第３のステップと、を含む。

各旋回翼３０の内方縁３３については、ミキサー２０の中心軸２２に固着することが好ましい。

上記の第２実施形態に係るミキサー２０の場合、その製造方法の実施形態は、第１実施形態に係るミキサー２０の製造方法の上記第１のステップにおいて、旋回翼３０Ａの後端側に、複数の貫通穴４５を形成するステップを付加するだけでよい。

なお、上記の各実施形態では、排気浄化装置５が取り扱う還元剤の液滴として、尿素水を用いたが、これに限定されない。他の適宜の還元剤の液滴を用いることが可能であり、液滴に限定されることもない。

１…内燃機関
２…排気管（排気通路）
５…排気浄化装置
１０…尿素水噴射装置（尿素供給手段）
２０…ミキサー
２１…環状枠
２２…中心軸
３０、３０Ａ…旋回翼
４３ａ…法線流
４３ｂ…弱い旋回流
４３ｃ…強い旋回流
４３ｄ…強い旋回流
４５…貫通穴
５０…ＮＯｘ浄化触媒（ＳＣＲ触媒）

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路に設けられて排ガスを攪拌するためのミキサーを備え、
   前記ミキサーは、排ガスに旋回流を発生させるために、当該ミキサーの中心部から前記排気通路の内周部に向かって延びる複数の旋回翼を備え、
   前記旋回翼は、前記ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させる一方、前記ミキサーの前記排気通路内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させるように構成される、
   内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記旋回翼は、前記ミキサーの前端部から所定位置下流側で軸方向と直交する断面形状において、前記ミキサーの中心部側の端部と、前記ミキサーの前記排気通路内周部側の端部とを結ぶ直線に対して、前記両端部間の中間部が、前記強い旋回流の旋回方向に突出している、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記旋回翼は、複数の貫通穴を備える、請求項１および２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記複数の貫通穴は、前記旋回翼の後端側に設けられる、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記排気通路の上流側から下流側に向けて、尿素供給手段、前記ミキサー、ＳＣＲ触媒の順に配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 内燃機関の排気通路に設けられて排ガスを攪拌するためのミキサーの製造方法であって、
   前記ミキサーの中心部側に流入する排ガスに、法線流または弱い旋回流を発生させる一方、前記ミキサーの前記排気通路の内周部側に流入する排ガスに、強い旋回流を発生させるように、前記ミキサーの前記中心部から前記排気通路の内周部に向かって延びる複数の旋回翼の形状を形成し、
   前記形成した複数の旋回翼を、前記ミキサーの環状枠内に配置し、
   前記各旋回翼の外方端部を前記環状枠に固着する、
   ミキサーの製造方法。

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