JP2014190174A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、筒状のケーシング内に螺旋状の流路が形成された混合器と、混合器の周壁に取り付けられて前記流路へ還元剤を噴射する添加弁と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、添加弁や添加弁近傍の壁面にデポジットが堆積することを抑制することを課題とする。
【解決手段】本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化用触媒と、排気浄化用触媒より上流に配置された筒状のケーシング、及び該ケーシング内に形成された螺旋状の流路を具備する混合器と、前記ケーシングの周壁に取り付けられて前記流路と連通する噴射管と、前記噴射管に取り付けられて前記流路へ向けて還元剤を噴射する添加弁と、を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記混合器より上流の排気管と前記噴射管は、前記混合器の流路より小さい通路断面積を有する連結管によって接続されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特に排気中に添加された還元剤と排気の混合を促進させる混合器を具備する排気浄化装置に関する。

内燃機関の排気浄化装置として、排気通路に配置された排気浄化用触媒と、排気浄化用触媒へ流入する排気に還元剤を添加させる添加装置と、を備えたものが知られている。この種の内燃機関の排気浄化装置としては、還元剤と排気の均一な混合を図るために、混合器を備えたものも提案されている。混合器としては、排気管と同軸に配置された筒状のケーシングと、ケーシング内に形成された螺旋状の流路と、ケーシングの周壁に取り付けられて前記流路へ還元剤を噴射する添加弁と、を備えた混合器が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

米国特許出願公開第２０１２／０２１６５１３号明細書

ところで、上記した従来の混合器によれば、ケーシングの径方向内側から外側へ働く慣性力（遠心力）によって排気がケーシング内の周縁（内壁面の近傍）に偏り易い。そのため、排気の熱がケーシングの内壁面に伝達され、内壁面の温度が高くなり易い。排気がケーシング内の周縁に偏ったり、ケーシングの内壁面の温度が高くなったりすると、添加弁近傍の壁面や添加弁が排気の熱を受けて昇温する。その結果、添加弁の噴孔付近（噴孔、又は噴孔の周囲）や添加弁近傍の壁面に付着した還元剤が高温に曝され、除去され難いデポジットを生成する可能性がある。特に、還元剤として、アンモニアの前駆体である還元剤（尿素やカルバミン酸アンモニウムなどの水溶液）が使用された場合は、ケーシングの内壁面や添加弁の噴孔付近に付着した還元剤が尿素結晶、シアヌル酸、メラニン等のデポジットを生成する可能性がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筒状のケーシング内に螺旋状の流路が形成された混合器と、混合器の周壁に取り付けられて前記流路へ還元剤を噴射する添加弁と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、添加弁や添加弁近傍の壁面にデポジットが堆積することを抑制することにある。

本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化用触媒と、排気浄化用触媒より上流に配置された筒状のケーシング、及び該ケーシング内に形成された螺旋状の流路を具備する混合器と、前記ケーシングの周壁に取り付けられて前記流路と連通する噴射管と、前記噴射管に取り付けられて前記流路へ向けて還元剤を噴射する添加弁と、を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記混合器より上流の排気管と前記噴射管は、前記混合器の流路より小さい通路断面積を有する連結管によって接続（連通）されるようにした。

詳細には、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気管に配置された排気浄化用触媒と、
前記排気浄化用触媒より上流に配置された筒状のケーシング、及び該ケーシング内に形
成された螺旋状の流路を具備する混合器と、
前記ケーシングの周壁に取り付けられ、前記流路と連通する噴射管と、
前記噴射管に取り付けられ、該噴射管の内部から前記流路へ向けて還元剤を噴射する添加弁と、
前記混合器の流路より小さい通路断面積を有し、前記混合器より上流の排気管と前記噴射管を連通させる連結管と、
を備えるようにした。

このように構成された内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関から排出された排気は、混合器より上流の排気管の内部を流れ、次いで混合器の内部に形成された螺旋状の流路（以下、「螺旋流路」と称する）を流れる。混合器の内部に流入した排気は、前記螺旋流路に沿って螺旋状に旋回しながら流れる。その際、添加弁から還元剤が噴射されると、該添加弁から噴射された還元剤が排気の旋回流に衝突した後に排気とともに旋回しながら流れる。その結果、排気と還元剤が排気浄化用触媒へ到達するまでの経路が長くなるため、還元剤と排気の混合が促進される。

ここで、上記した混合器においては、ケーシングの径方向の内側から外側へ働く慣性力（遠心力）によって排気がケーシング内の周縁（内壁面の近傍）に偏り易い。そのため、排気の熱がケーシングの内壁面に伝達され、内壁面の温度が上昇しやすい。その結果、ケーシングの内壁面から噴射管へ伝達される熱量が多くなったり、高温の排気が噴射管内へ流入したりする可能性がある。ケーシングの内壁面から噴射管へ伝達される熱量が多くなったり、高温の排気が噴射管内へ流入したりすると、噴射管の内壁面の温度が高くなるとともに、添加弁の噴孔が高温な雰囲気に曝される可能性もある。

また、添加弁から噴射された還元剤の一部は、添加弁の噴孔付近や噴射管の内壁面に付着する場合がある。添加弁の噴孔近傍や噴射管の内壁面に付着した還元剤が高温に曝されると、除去され難いデポジットを生成する可能性がある。そのような場合は、添加弁の噴孔が縮小したり、噴射管の通路断面積が縮小したりする可能性がある。添加弁の噴孔が縮小した場合、又は噴射管の通路断面積が縮小した場合は、排気中に実際に添加される還元剤の量が少なくなるため、排気浄化用触媒の浄化能力を十分に発揮させることができない可能性がある。

ところで、前記螺旋流路の通路断面積は、排気管の通路断面積より小さくなる。そのため、前記螺旋流路を流れる排気の流速は、混合器より上流の排気管を流れる排気の流速より速くなる。その結果、前記螺旋流路内の圧力は、混合器より上流の排気管内の圧力より低くなる。

よって、混合器より上流の排気管と噴射管が連結管によって相互に接続された場合は、混合器より上流の排気管から連結管へ排気の一部が流れ、該排気の一部が連通管から噴射管を経て螺旋流路へ流れる。このような排気の流れが発生すると、螺旋流路を流れる高温な排気が噴射管へ流入し難くなる。

また、連結管の通路断面積は、排気管や螺旋流路に比して小さい。そのため、単位量あたりの排気から連結管の壁面へ放熱される熱量が多くなる。その結果、連結管を流れる排気の温度は、排気管や螺旋流路を流れる排気より低くなる。

したがって、噴射管の内壁面及び添加弁の噴孔近傍の温度は、螺旋流路内の温度より低く保つことができる。その結果、噴射管の内壁面や添加弁の噴孔近傍に付着した還元剤が除去しにくいデポジットを生成することを抑制することができる。

ここで、連結管を流れる排気の温度をより確実に低下させる手段として、連結管の外壁面に突起を設けるようにしてもよい。突起は、連結管の外壁面の表面積を拡大させるものであり、たとえば、板状の突起（フィン）や棒状の突起等である。

連結管の外壁面に突起が設けられると、連結管の外壁面の表面積が増加するため、連結管を流れる排気から連結管の壁面を介して大気中へ放熱される熱量が多くなる。よって、連結管から噴射管へ流入する排気の温度をより一層低くすることができる。その結果、噴射管の内壁面や添加弁の噴孔近傍に付着した還元剤が除去しにくいデポジットを生成することをより確実に抑制することができる。なお、冷却用の突起は、連結管の外壁面に加え、噴射管の外壁面にも設けられてもよい。その場合、添加弁の噴孔や噴射管の内壁面の冷却効果を一層高めることができる。

また、連結管と噴射管の接続部分において、連結管の軸方向が噴射管の接線方向を向くように、連結管と噴射管が接続されてもよい。その場合、連結管から噴射管へ流入した排気は、噴射管の周方向へ旋回しながら該噴射管内を流れる。すなわち、連結管から噴射管へ流入した排気は、噴射管内を螺旋状に旋回しながら流れる。

排気が噴射管内を螺旋状に旋回しながら流れると、噴射管の径方向において噴射管の内壁面と接触する排気の量が増加し、噴射管の壁面から排気へ伝達される熱量が増加する。その結果、噴射管の壁面温度が低下する。噴射管の壁面温度が低下すると、噴射管の内壁面に付着した還元剤がデポジットを生成し難くなる。また、排気が噴射管内を螺旋状に旋回しながら流れると、噴射管の内壁面に付着した還元剤が排気によって持ち去られる可能性もある。その結果、噴射管の壁面に付着する還元剤の量を減少させることもできる。さらに、排気が噴射管内を螺旋状に旋回しながら流れると、噴射管の径方向における排気の流量分布が均一に近づくため、混合器の螺旋流路を流れる排気が噴射管に流入することをより確実に抑制することができる。

なお、混合器の螺旋流路のうち、噴射管の開口端が望む部分の流路断面積は他の部位の流路断面積より小さくされてもよい。その場合、前記螺旋流路のうち、噴射管の開口端が望む部分において、排気の流速が速くなる。その結果、噴射管の開口端が望む部分の圧力が一層低くなる。よって、混合器より上流の排気管から連結管及び噴射管を経て螺旋流路へ向かう排気の流れがより確実に生成される。よって、螺旋流路を流れる排気が噴射管へ流入することをより確実に抑制することができるとともに、添加弁の噴孔や噴射管の内壁面がより確実に冷却される。

噴射管と混合器の螺旋流路との接続部分において、噴射管の開口端（出口）はベルマウス状に形成されてもよい。また、混合器より上流の排気管と連結管との接続部分において、噴射管の開口端（入口）はベルマウス状に形成されてもよい。このように噴射管の出口と連結管の入口の少なくとも一方がベルマウス状に形成されると、噴射管の出口又は連結管の入口の少なくとも一方を排気が通過する際の圧力損失を小さく抑えることができる。

また、混合器より上流の排気管と連結管との接続部分において、噴射管の開口端（入口）の近傍には、排気管の内部に突出して排気の一部を前記開口端（入口）に導くガイドが設けられてもよい。その場合、排気管を流れる排気の一部が連結管へ流入しやすくなる。その結果、混合器より上流の排気管から連結管及び噴射管を経て混合器の螺旋流路へ流れる排気の流量を増加させることができる。よって、螺旋流路を流れる排気が噴射管へ流入することをより確実に抑制することができるとともに、添加弁の噴孔や噴射管の内壁面の冷却効果を一層高めることができる。

本発明によれば、筒状のケーシング内に螺旋状の流路が形成された混合器と、混合器の周壁に取り付けられて前記流路へ還元剤を噴射する添加弁と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、添加弁や添加弁近傍の壁面にデポジットが堆積することを抑制することができる。

本発明を適用する内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。 混合器の構成を示す斜視図である。 噴射管と連結管との接続部分を示す断面図である。 混合器において噴射管が接続される部位近傍の螺旋流路の形状を示す断面図である。 混合器より上流の排気管と連結管との接続部分を示す縦断面図である。図である。 混合器より上流の排気管と連結管との接続部分を示す横断面図である。図である。 連結管の外形を示す図である。 連結管と噴射管の接続形態を示す断面図である。 連結管と噴射管の他の接続形態を示す断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図３に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。

図１において、内燃機関１には、排気管２が接続されている。排気管２の途中には、円筒状の触媒ケーシング３が配置されている。触媒ケーシング３は、選択還元型（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）触媒を収容している。なお、触媒ケーシング３に収容
される排気浄化用触媒は、吸蔵還元型触媒であってもよく、選択還元型触媒又は吸蔵還元型触媒が担持されたパティキュレートフィルタであってもよい。要するに、排気浄化用触媒は、還元剤の存在下において排気を浄化することができる触媒であればよい。

触媒ケーシング３より上流の排気管２には、混合器４が設けられている。混合器４は、図２に示すように、排気管２と略同等の外径及び内径を有し、排気管２と同軸に配置された筒状のケーシング４０を有している。ケーシング４０は、螺旋状に形成された板材（螺旋板）４１を内装している。ケーシング４０の内部には、前記螺旋板４１とケーシング４０の内壁面とによって画定された螺旋状の流路（螺旋流路）４２が形成される。なお、ケーシング４０は、排気管２とは別体の部材で構成されてもよく、又は排気管２と一体に構成されてもよい（すなわち、排気管２の一部がケーシング４０を兼用してもよい）。排気管２の一部がケーシング４０を兼用する場合は、螺旋状に形成された板材を排気管２内に配置されればよい。

前記ケーシング４０の外周面には、筒状の噴射管４３の一端が接続されている。その際、噴射管４３の内部と螺旋流路４２は相互に連通している。なお、噴射管４３は、該噴射管の開口端が前記螺旋流路４２の上流端（始点）に近い位置に臨むように、ケーシング４０に接続されることが望ましい。

前記噴射管４３の他端には、添加弁５が取り付けられている。添加弁５は、噴射管４３の内部から螺旋流路４２へ向けて還元剤を噴射する弁機構である。添加弁５から噴射される還元剤は、たとえば、アンモニア又はアンモニアの前駆体である。アンモニアの前駆体である還元剤としては、尿素やカルバミン酸アンモニウムなどの水溶液を用いることができる。添加弁５は、ポンプ５０を介してタンク５１と連通している。タンク５１は、還元剤を貯蔵するタンクである。ポンプ５０は、タンク５１に貯蔵されている還元剤を吸い上げるとともに、添加弁５へ向けて吐出するポンプである。

このように構成された混合器４において、該混合器４より上流の排気管２から該混合器４へ排気が流入すると、排気が螺旋流路４２に沿って螺旋状に旋回しながら流れる。その際、添加弁５から還元剤が噴射されると、該還元剤が噴射管４３を通って螺旋流路４２へ流入する。噴射管４３から螺旋流路４２へ流入した還元剤は、螺旋流路４２を流れる排気と衝突した後、排気とともに旋回しながら流れる。還元剤が排気とともに旋回しながら流れると、該還元剤が排気中に拡散（分散）するため、還元剤と排気の均質な混合が促される。また、混合器４が配置された場合は配置されない場合に比べ、還元剤が排気中に添加される位置から触媒ケーシング３までの経路が長くなるため、還元剤の添加位置と触媒ケーシング３との間の排気管２の長さが短い場合であっても、排気と還元剤の均質混合を図ることができる。

ところで、前記した混合器４においては、ケーシング４０の径方向の内側から外側へ働く慣性力（遠心力）によって排気がケーシング４０内の周縁（内壁面の近傍）に偏り易い。そのため、排気の熱がケーシング４０の内壁面に伝達され、内壁面の温度が高くなり易い。その結果、ケーシング４０から噴射管４３へ伝達される熱量が多くなったり、高温の排気が噴射管４３内へ流入したりする可能性がある。ケーシング４０から噴射管４３へ伝達される熱量が多くなったり、高温の排気が噴射管４３内へ流入したりすると、噴射管４３の内壁面の温度が高くなるとともに、添加弁５の噴孔が高温な雰囲気に曝される可能性もある。

また、添加弁５から噴射された還元剤の一部は、添加弁５の噴孔付近や噴射管４３の内壁面に付着する場合がある。そのような場合に、噴射管４３の内壁面が高温になったり、添加弁５の噴孔が高温な雰囲気に曝されたりすると、それらの部位に付着した還元剤が除去され難いデポジットを生成する可能性がある。たとえば、還元剤として尿素水が使用された場合は、尿素結晶、シアヌル酸、メラニン等のデポジットが生成される可能性がある。

上記したようなデポジットが生成された場合は、添加弁５の噴孔が縮小したり、噴射管４３の通路断面積が縮小したりする可能性がある。添加弁５の噴孔が縮小した場合、又は噴射管４３の通路断面積が縮小した場合は、螺旋流路４２内の排気中に添加される還元剤の量が少なくなるため、選択還元型触媒の浄化能力を十分に発揮させることができない可能性がある。

これに対し、本実施例の排気浄化装置は、図１に示すように、混合器４より上流の排気管２と噴射管４３を連通させる連結管６を備えるようにした。連結管６は、排気管２の通路断面積及び螺旋流路４２の通路断面積に比して小さな通路断面積を有する。なお、噴射管４３における連結管６の接続部位は、図３に示すように、添加弁５の噴孔に可能な限り近い位置であることが望ましい。

ここで、螺旋流路４２の通路断面積は、排気管２の通路断面積より小さい。そのため、螺旋流路４２を流れる排気の流速は、混合器４より上流の排気管２を流れる排気の流速より速くなる。また、混合器４より上流の排気管２における通気抵抗は、螺旋流路４２内に
おける通気抵抗より小さくなる（すなわち、混合器４より上流の排気管２を流れる排気の圧力損失は、混合器４の螺旋流路４２を流れる排気の圧力損失より小さくなる）。その結果、螺旋流路４２内の圧力は、混合器４より上流の排気管２内の圧力より低くなる。

よって、混合器４より上流の排気管２と噴射管４３が連結管６によって相互に連通された場合は、混合器４より上流の排気管２を流れる排気の一部が連結管６を介して噴射管４３へ流れ、次いで噴射管４３から螺旋流路４２へ流れるようになる。このような排気の流れが発生すると、混合器４の螺旋流路４２を流れる高温な排気が噴射管４３内へ流入し難くなる。また、連結管６の通路断面積は、排気管２や螺旋流路４２の通路断面積より小さいため、単位量あたりの排気から連結管６の壁面へ放熱される熱量が多くなる。その結果、連結管６を経て噴射管４３へ流入する排気の温度は、排気管２や螺旋流路４２を流れる排気の温度より低くなる。

したがって、噴射管４３の内壁面及び添加弁５の噴孔近傍の温度は、螺旋流路４２内の温度より低く保つことができる。その結果、噴射管４３の内壁面や添加弁５の噴孔近傍に付着した還元剤が除去しにくいデポジットを生成することを抑制することができる。よって、噴射管４３の内壁面や添加弁５の噴孔近傍に付着した還元剤は、連結管６から噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流入する排気の流れによって除去され易くなるとともに、除去された還元剤が螺旋流路４２内の排気中へ添加され易くなる。

なお、混合器４より上流の排気管２における連結管６の開口端（入口）は、ベルマウス状に形成されてもよい。その場合、排気が連結管６の入口を通過する際の圧力損失が小さくなる。また、混合器４の流路における噴射管４３の開口端（出口）についても、ベルマウス状に形成されてもよい。その場合、排気が噴射管４３の出口を通過する際の圧力損失が小さくなる。このように、連結管６の入口又は噴射管４３の出口の少なくとも一方がベルマウス状に形成されると、混合器４より上流の排気管２から連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ至る経路の圧力損失が小さくなる。そのため、混合器４より上流の排気管２から連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ向かう排気の流れが生成され易くなる。

以上述べた実施例によれば、還元剤に由来したデポジットが添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面に生成及び堆積することを抑制することができる。その結果、添加弁５の噴孔が縮小したり、噴射管４３の通路断面積が縮小したりすることが抑制される。よって、排気中に添加される還元剤の量が過少になる事態の発生を抑制することができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図４に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、混合器４の螺旋流路４２の形状にある。図４は、混合器４において噴射管４３が接続される部位近傍の螺旋流路４２の形状を示す断面図である。図４に示すように、噴射管４３の開口端が臨む部位の直上流において螺旋流路４２の通路断面積が絞られている。詳細には、噴射管４３の開口端が臨む部位の直上流において、螺旋流路４２を画定する螺旋板４１には、断面が翼型又は流線型を成す突起４４が形成されている。なお、図４に示す例では、突起４４は、螺旋流路４２を画定する一対の螺旋板４１（図４中の螺旋流路４２の上下に配置される２枚の螺旋板４１）の双方に設けられているが、２枚の螺旋板４１の何れか一方のみに設けられてもよい。

図４に示したように、噴射管４３の開口端が臨む部位の直上流において螺旋流路４２の通路断面積が絞られると、噴射管４３の開口端を通過する排気の流速が増加するため、該
開口端付近の圧力が低下する。その結果、混合器４より上流の排気管２における連結管６の開口端近傍の圧力と、螺旋流路４２における噴射管４３の開口端近傍の圧力と、の差（以下、単に「差圧」と称する）が増大する。

前記差圧が増大すると、混合器４より上流の排気管２を流れる排気の一部が連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流れ易くなる。そのため、混合器４より上流の排気管２から連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流れる排気の流量を増加させることができる。その結果、螺旋流路４２を流れる排気が噴射管４３へ流入することをより確実に防止することができる。また、混合器４より上流の排気管２から連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流れる排気の流量が多くなると、添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面の冷却効果が増すとともに、それら噴孔や内壁面に付着した還元剤が除去され易くなる。さらに、混合器４より上流の排気管２から連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流れる排気の流量が多くなると、混合器４の螺旋流路４２から噴射管４３へ排気が流入し難くなる。

したがって、本実施例の排気浄化装置によれば、還元剤に由来したデポジットが添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面に生成及び堆積することをより確実に抑制することができる。

＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図５、６に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、混合器４より上流の排気管２における連結管６の接続部分の形状にある。図５は、混合器４より上流の排気管２と連結管６との接続部分を示す縦断面図である。図６は、混合器４より上流の排気管２と連結管６との接続部分を示す横断面図である。図５、６に示すように、排気管２における連結管６の開口端が臨む部位には、ガイド７が設けられている。ガイド７は、排気管２の内壁面から連結管６の開口端を覆うように突設されるとともに、排気の流れ方向における上流側に開口部を有している。

このように構成されたガイド７によれば、混合器４より上流の排気管２を流れる排気のうち、排気管２の内壁面近傍を流れる排気が前記ガイド７の開口部から連結管６の開口端へ導かれるようになる。その結果、混合器４より上流の排気管２から連結管６及び噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流れる排気の流量を増加させることができる。よって、螺旋流路４２を流れる排気が噴射管４３へ流入することをより確実に防止することができる。また、連結管６から噴射管４３を経て螺旋流路４２へ流れる排気の流量が多くなると、添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面の冷却効果が増すとともに、それら噴孔や内壁面に付着した還元剤が除去され易くなる。

したがって、本実施例の排気浄化装置によれば、還元剤に由来したデポジットが添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面に生成及び堆積することをより確実に抑制することができる。

＜実施例４＞
次に、本発明の第４の実施例について図７に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、連結管６の外壁面に突起が設けられる点にある。図７は、連結管６の外形を示す図である。図７に示すように、連結管６の外壁
面には、板状の突起６０が複数形成されている。なお、突起６０は、連結管６の外壁面の全体に形成されてもよく、或いは走行風が当たり易い部分のみに形成されてもよい。また、突起６０の形状は板状に限られず、棒状の突起であってもよい。要するに、連結管６の外壁面の表面積が増加する限り、突起６０の形状は如何様な形状であってもよい。

このように構成された連結管６によれば、連結管６の外壁面の表面積が増加する。そのため、連結管６内を流れる排気から連結管６の壁面を介して大気中に放熱される熱量が増加する。その結果、排気が連結管６から噴射管４３へ流入する際の排気温度は、突起６０が設けられない場合より低くなる。よって、添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面から排気へ伝達される熱量を増加させることができるため、噴射管４３の内壁面や添加弁５の噴孔を一層低い温度に保つことができる。添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面が一層低い温度に保たれると、添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面に付着した還元剤が尿素結晶、シアヌル酸、メラニン等のデポジットを生成することをより確実に抑制することができる。

なお、本実施例では、連結管６に放熱用の突起６０を設ける例について述べたが、連結管６に加えて、噴射管４３の外壁面にも放熱用の突起が設けられてもよい。その場合、連結管６から噴射管４３へ流入する排気に因る冷却効果と、噴射管４３の突起による放熱効果の相乗効果により、噴射管４３の壁面及び添加弁５の噴孔をより低い温度に保つことが可能になる。

＜実施例５＞
次に、本発明の第５の実施例について図７に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、連結管６と噴射管４３の接続形態にある。図８は、連結管６と噴射管４３の接続部分の構成を示す断面図である。図８に示すように、連結管６は、該連結管６の軸方向が噴射管４３の接線方向を向くように、噴射管４３と接続されている。

このように連結管６と噴射管４３が接続されると、連結管６から噴射管４３へ流入した排気は、噴射管４３の内壁面に沿って旋回しながら螺旋状に流れる（図８中の矢印を参照）。その結果、噴射管４３の径方向における排気の流量分布が均一に近づく。つまり、噴射管４３の径方向の略全域において、添加弁５側から螺旋流路４２側へ向かう排気の流れが発生する。よって、螺旋流路４２から噴射管４３へ流入する排気の流れをより確実に抑制することができる。

なお、噴射管４３内において排気の旋回流を発生させる構成は、図８に示した構成に限られず、たとえば、図９に示すように、連結管６の先端部を噴射管４３内に突出させるとともに、噴射管４３の周方向へ屈曲させるようにしてもよい。

以上述べた第２乃至第５の実施例は、適宜組み合わせることができる。その場合、混合器４の螺旋流路４２を流れる排気が噴射管４３へ流入することをより確実に防止することができるとともに、添加弁５の噴孔や噴射管４３の内壁面の温度を可及的に低く抑えることができる。

１ 内燃機関
２ 排気管
３ 触媒ケーシング
４ 混合器
５ 添加弁
６ 連結管
７ ガイド
４０ ケーシング
４１ 螺旋板
４２ 螺旋流路
４３ 噴射管
４４ 突起
５０ ポンプ
５１ タンク
６０ 突起

Claims (4)

1. 内燃機関の排気管に配置された排気浄化用触媒と、
   前記排気浄化用触媒より上流に配置された筒状のケーシング、及び該ケーシング内に形成された螺旋状の流路を具備する混合器と、
   前記ケーシングの周壁に取り付けられ、前記流路と連通する噴射管と、
   前記噴射管に取り付けられ、該噴射管の内部から前記流路へ向けて還元剤を噴射する添加弁と、
   前記混合器の流路より小さい通路断面積を有し、前記混合器より上流の排気管と前記噴射管を連通させる連結管と、
   を備える内燃機関の排気浄化装置。
2. 請求項１において、前記連結管の外周面に設けられる突起を更に備える内燃機関の排気浄化装置。
3. 請求項１又は２において、前記連結管と前記噴射管は、前記連結管の軸方向が前記噴射管の接線方向を向くように接続される内燃機関の排気浄化装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項において、前記混合器の流路のうち、前記噴射管の開口端が望む部位の流路断面積は他の部位の流路断面積より小さくされる内燃機関の排気浄化装置。

Images