JP3888519B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）から排出される排気を浄化する排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平６−２６３２８号公報、特開平１０−２１２９３１号公報および米国特許第６１９２６７７号に開示されているように、ディーゼルエンジンなどのエンジンから排出される排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するため、エンジンの排気系に設置されているＮＯｘ触媒の入口側に還元剤を添加導入する排気浄化システムが公知である。還元剤としては、炭化水素系の還元剤が用いられ、ディーゼルエンジンの場合、燃料である軽油を還元剤として用いることができる。エンジンの排気系に設置される排気浄化システムは、上述のＮＯｘ触媒、ならびにＮＯｘ触媒の上流側に設置され還元剤である燃料を導入する排気浄化装置を備えている。
従来、排気浄化装置は、供給される電力に応答して駆動される電磁弁、燃料が供給される燃料配管、ならびに燃料が噴射されるノズル部などから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような排気浄化システムに適用される排気浄化装置は、排気系を流れる排気へ還元剤を噴射するため、ノズル部は高温の排気に長期間晒される。排気中には粒子状物質や未燃焼の炭化水素などの固形成分が含まれており、それらの不純物はノズル部に付着し長期間の使用により堆積する。ノズル部に不純物が堆積すると、ノズル部の噴孔が閉塞され、噴孔から噴射される還元剤の噴射特性が変化するおそれがある。還元剤の噴射特性が変化すると、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘが適正に還元されず、大気中へ放出されるＮＯｘの増大を招くおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、不純物の付着ならびに還元剤の噴射特性の変化が低減され、ＮＯｘの還元を促進する排気浄化装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の排気浄化装置によると、導入部から導入された還元剤はノズル部の噴孔から排気系の排気が流れる方向へ噴射される。すなわち、ノズル部の噴孔からは排気の流れの下流方向へ還元剤が噴射される。そのため、ノズル部の噴孔は、排気の流れに正対せず、ノズル部は排気の流れに直接晒されにくい。また、噴孔は排気の流れに正対していないため、排気に含まれる不純物が噴孔の周囲へ付着および堆積することを低減できる。したがって、噴孔から噴射される還元剤の噴射特性の変化を低減することができる。さらに、還元剤の噴射特性の変化が低減されることにより、ＮＯｘ触媒へ流入する排気に混合される還元剤を適正な量に調整することができ、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元を促進することができる。
【０００６】
本発明の請求項２または３記載の排気浄化装置によると、噴孔は排気に直接晒されにくい。そのため、噴孔の周囲への不純物の付着および堆積を低減することができる。
本発明の請求項４記載の排気浄化装置によると、ノズル部には噴孔の還元剤出口側が開口する凹部が形成されている。すなわち、噴孔はノズル部の外周部に開口せず、凹部の底に開口している。そのため、噴孔は排気に直接晒されにくく、噴孔の周囲への不純物の付着および堆積を低減することをができる。
【０００７】
本発明の請求項５記載の排気浄化装置によると、ノズル部は噴孔の還元剤出口側へいくにつれて、すなわち排気の下流側ほど断面積が大きくなっている。そのため、ノズル部の周囲の排気の流れが阻害され、噴孔の周囲へ回り込む排気の流量が低減される。これにより、噴孔を排気に晒されにくくすることができる。
【０００９】
本発明の請求項６または７記載の排気浄化装置によると、噴孔の形状または数は選択可能であるため、適用されるエンジンの特性に合わせて適切な形状の噴孔を形成することができる。
本発明の請求項８記載の排気浄化装置によると、噴孔の入口側には還元剤に旋回力を付与することができる。そのため、還元剤の微粒化による排気との混合が促進されるだけでなく、噴孔の内部における還元剤の旋回力により、噴孔の内部または噴孔の周囲に付着した不純物を除去することができる。
【００１０】
本発明の請求項９記載の排気浄化装置によると、ノズル部を断熱材で形成することにより、ノズル部が排気から断熱され、残留燃料による不純物の付着および堆積を低減することができる。
本発明の請求項１０、１１または１２記載の排気浄化装置によると、ノズル部をコーティングすることにより、ノズル部あるいは噴孔の周囲への不純物の付着および堆積を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンの排気浄化システムを図２に示す。本実施例では、４気筒のディーゼルエンジンに本発明の排気浄化装置を適用し、排気浄化装置を排気管の軸に垂直に搭載した例について説明する。
【００１２】
図２に示すように、排気浄化システム１は、主に排気浄化装置１０、ＮＯｘ触媒２および還元剤供給装置３から構成されている。
排気浄化装置１０は、ディーゼルエンジン５の排気系を構成する排気管６に搭載され、排気管６を流れる排気に還元剤を噴射する。排気浄化装置１０は、排気管６のＮＯｘ触媒２入口側に設置されている。なお、図示しない過給器を備えるディーゼルエンジンの場合、排気浄化装置１０は排気管６の途中に設置される過給器の入口側または出口側のいずれに設置してもよい。
【００１３】
排気系は、前述の排気管６と、排気管６からディーゼルエンジン５の各気筒５ａに分岐している排気マニホールド６ａとから構成されている。排気管６には、排気の流れ方向に排気浄化装置１０およびＮＯｘ触媒２が順に設置されている。
【００１４】
排気浄化装置１０は、ＥＣＵ７からの指令により還元剤の噴射を断続する。ＥＣＵ７には、ディーゼルエンジン５に設置されている各種のセンサから、吸気流量、吸気圧、ディーゼルエンジン５の回転数およびアクセル開度などの各種の情報が入力される。ＥＣＵ７は、入力された情報からディーゼルエンジン５の各気筒５ａに噴射される燃料の噴射量を制御するとともに、排気浄化装置１０を制御する。ＥＣＵ７ではディーゼルエンジン５の回転数およびアクセル開度などに相関するＮＯｘ排出量が算出され、算出したＮＯｘ排出量に基づいてＥＣＵ７は排気浄化装置１０から噴射される還元剤の噴射量および噴射時期を設定する。そして、ＥＣＵ７は、設定された還元剤の噴射量および噴射時期に基づいて、排気浄化装置１０を制御する。
【００１５】
ＮＯｘ触媒２には、例えばＰｔやＰｄなどの貴金属系の活性成分がセラミックスあるいは金属酸化物などの担体に担持された触媒が使用される。ＮＯｘ触媒２は、例えばモノリスタイプまたはペレッタイプに成形されている。
還元剤供給装置３は、図示しない還元剤タンクおよび給送ポンプ、ならびに給送管８を有している。還元剤供給装置３は、還元剤タンクに蓄えられている還元剤を排気浄化装置１０へ供給する。還元剤タンクに蓄えられている還元剤は給送ポンプにより給送管８を経由して排気浄化装置１０へ供給される。還元剤としては、炭化水素系の還元剤が使用され、本実施例の場合、ディーゼルエンジン５の燃料である軽油が還元剤として使用される。
【００１６】
次に、排気浄化装置１０について詳細に説明する。
本実施例による排気浄化装置１０は、図１に示すように開閉弁、駆動手段、保持搭載部およびノズル部４０から構成されている。
開閉弁は、弁部材１１および弁ボディ１２を有し、ノズル部４０からの還元剤の噴射を断続する。弁部材１１には外周に当接部１１ａが形成されており、当接部１１ａは弁ボディ１２の内周に形成されている弁座部１２ａと当接可能である。当接部１１ａが弁座部１２ａから離座することにより還元剤の流れが開放され、当接部１１ａが弁座部１２ａへ着座することにより還元剤の流れが閉塞される。
【００１７】
駆動手段は、弁部材１１を駆動し、コイル１３、ステータ１４、ステータハウジング１５およびコア１６を有している。コイル１３は、ステータ１４およびステータハウジング１５に収容されており、通電されることにより磁界を発生する。コイル１３には端子部１７が接続されており、端子部１７の反コイル側の端部１７１はコネクタ１８に設置されている。端子部１７はＥＣＵ７と電気的に接続されており、コイル１３にはＥＣＵ７から電力が供給される。
【００１８】
ステータ１４およびステータハウジング１５は、磁性材料から形成され、コイル１３に発生する磁界によりコア１６との間に磁気回路を形成する。ステータ１４とステータハウジング１５とは、例えば溶接により結合されている。ステータハウジング１５には内周側に弁室１５１が形成されており、弁室１５１には弁部材１１が軸方向へ往復移動可能に収容されている。ステータハウジング１５の端部には、弁ボディ１２が例えば溶接などにより結合されている。コア１６は、弁部材１１の反当接部側の端部に弁部材１１と一体に結合されている。コア１６には、還元剤が流れる流体通路１６１が形成されている。
【００１９】
ＥＣＵ７からコイル１３へ電力が供給されると、コイル１３には磁界が発生し、コイル１３の周囲に設置されているステータ１４、ステータハウジング１５およびコア１６には磁気回路が形成される。これにより、ステータ１４とコア１６との間には磁気吸引力が発生し、コア１６はステータ１４方向へ吸引される。そのため、弁部材１１は図１の上方へ移動し、当接部１１ａは弁座部１２ａから離座する。ステータハウジング１５と弁ボディ１２との間にはストッパ１９が設置されており、弁部材１１の図１の上方への移動は制限される。
【００２０】
ステータ１４は外周部にコイル１３が設置され、内周部には駆動手段のスプリング２１を収容する収容室１４１が形成されている。スプリング２１は、一方の端部がステータ１４に当接し、他方の端部が弁部材１１と一体のコア１６に当接しており、弁部材１１を当接部１１ａが弁座部１２ａへ着座する方向へ付勢している。そのため、コイル１３への電力の供給が停止されると、ステータ１４とコア１６との間の磁気吸引力は消滅し、スプリング２１の付勢力により弁部材１１は図１の下方へ移動し、当接部１１ａは弁座部１２ａへ着座する。
【００２１】
筒部材２２は、内部に流体通路２３が形成されている。筒部材２２は、一方の端部が例えば溶接によりステータ１４と結合されている。
ステータ１４、ステータハウジング１５、筒部材２２およびコネクタ１８は、樹脂製のモールド２４により被覆されている。
【００２２】
保持搭載部は、それぞれ別体に形成されているハウジングコネクタ３１およびハウジングボディ３２とを備えている。また、ハウジングコネクタ３１およびハウジングボディ３２は筒状に形成されており、内部に機能部である開閉弁および駆動手段が収容され保持されている。ハウジングコネクタ３１には、排気浄化装置１０を排気管６に固定するためのクランプ台３３が形成されている。ハウジングコネクタ３１とハウジングボディ３２とは、例えば溶接によって結合されている。また、ハウジングボディ３２とステータハウジング１５とは、例えば溶接などにより接合されている。
【００２３】
ハウジングコネクタ３１には、燃料が導入される導入部３４が設置されている。導入部３４は給送管８に接続され、還元剤供給装置３から給送管８を経由して還元剤が供給される。ハウジングコネクタ３１の導入部３４の端部は送出ポート３５となっており、導入部３４から導入された還元剤は送出ポート３５から流体通路２３へ送出される。ハウジングコネクタ３１の内周部と筒部材２２の外周部との間には還元剤の漏出を防止するＯリング３６が設置されている。また、ステータハウジング１５の外周側とハウジングボディ３２の内周側との間にもＯリング３７が設置されている。
【００２４】
排気浄化装置１０は、図３に示すようにハウジングコネクタ３１のクランプ台３３にクランプ３８を嵌合させることにより排気管６の取付部６ｂに固定されている。
ノズル部４０はノズルボディ４１を有しており、ノズルボディ４１はハウジングボディ３２の端部に設置されている。ノズルボディ４１は、リテーニングナット４２によるねじ止めによってハウジングボディ３２に結合されている。ハウジングボディ３２とノズルボディ４１との間には、ガスケット３９が設置されており、ハウジングボディ３２とノズルボディ４１との間を液密にシールし、Ｏリング３７とともに還元剤の漏出を防止している。
【００２５】
ノズルボディ４１は排気管６の中心軸方向へ延伸する胴部４３を有しており、胴部４３は排気の流れにしたがって下流側へ行くほど、流れと垂直な断面の面積が大きくなっている。すなわち、胴部４３は排気の流れ上流側の端部４３ａより下流側の端部４３ｂの方がノズルボディ４１の軸方向の全長が長くなっており、端部４３ａと端部４３ｂとは傾斜面４３ｃにより接続されている。
【００２６】
ノズルボディ４１の胴部４３には、凹部４４、ノズルサック４５および噴孔４６が形成されている。凹部４４は、図１、図３および図４に示すように胴部４３の端部４３ｂから凹んで形成されている。すなわち、凹部４４は概ね箱形状に形成され、一方の端部は胴部４３の端部４３ｂに開口しており、他方の端部が底４４１となっている。凹部４４は、開口が排気の流れ下流側を向くように、すなわちＮＯｘ触媒２の入口側と対向して形成されている。
【００２７】
ノズルサック４５はノズルボディ４１の軸方向に沿って形成され、開閉弁の開放により送出された還元剤を噴孔４６へ給送する。噴孔４６は、一方の端部が凹部４４に連通して底４４１に開口し、他方の端部がノズルサック４５に連通している。噴孔４６はノズルボディ４１の軸に対して所定の角度傾斜して形成されている。上述の胴部４３の排気と流れと垂直な断面の面積は、噴孔４６の還元剤出口側へいくにつれて大きくなっている。噴孔４６は、概略円筒形状に形成されており、ノズルサック４５側の燃料入口側の端部から凹部４４の底４４１側の燃料出口側の端部まで概略同一の内径に形成されている。
【００２８】
上記のように構成することにより、図３および図４の矢印Ｘで示すように排気管６を流れる排気は胴部４３により流れが阻害される。排気管６を流れる排気は、端部４３ａと衝突し、胴部４３の先端を傾斜面４３ｃを沿って流れる。このため、胴部４３の排気流れ下流側すなわちＮＯｘ触媒２側には排気の流れがほとんど生じない排気の渋滞した領域が形成され、端部４３ｂ側への排気の回り込みが減少する。また、胴部４３には凹部４４が形成されているため、端部４３ａ側へ回り込んだ排気が底４４１に開口した噴孔４６の還元剤出口の周囲まで到達することはほとんどない。
すなわち、噴孔４６の還元剤出口側は、排気の流線から離間し排気の流れの渋滞している位置に開口しており、噴孔４６の周囲へ排気が流れ込むことはほとんどない。
【００２９】
次に、本発明の一実施例による排気浄化装置１０の作動について説明する。
ディーゼルエンジン５の各気筒５ａから排出された排気は、排気マニホールド６ａにより排気管６へ集められる。排気管６に集められた排気は、排気管６の内部をＮＯｘ触媒２方向へ流動する。
【００３０】
ＥＣＵ７では、ディーゼルエンジン５の回転数およびアクセル開度から排気に含まれるＮＯｘ排出量が算出され、排気浄化装置１０から噴射する還元剤の噴射量および噴射時期が設定される。そして、ＥＣＵ７は、設定された還元剤の噴射量および噴射時期に基づいてコイル１３にパルス電流を印加する。コイル１３に電流が印加されることにより、コイル１３には磁界が発生する。発生した磁界によってステータ１４、ステータハウジング１５およびコア１６に磁気回路が形成され、コア１６はステータ１４に吸引される。
【００３１】
コア１６がステータ１４に吸引されると、コア１６と一体に形成されている弁部材１１はスプリング２１の付勢力に抗して図１の上方へ移動し、弁座部１２ａから当接部１１ａが離座する。導入部３４から排気浄化装置１０へ導入された還元剤は、送出ポート３５から筒部材２２の流体通路２３に流入し、ステータ１４に形成されている通孔１４２および収容室１４１、コア１６に形成されている流体通路１６１、ステータハウジング１５に形成されている弁室１５１、ならびにストッパ１９に形成されている流体通路１９１を経由してノズル部４０の入口側に供給される。弁座部１２ａから当接部１１ａが離座することにより、還元剤は弁座部１２ａと当接部１１ａとの間を通過し、ノズル部４０のノズルサック４５を経由して噴孔４６から排気管６へ噴射される。
【００３２】
排気管６には、図３に示す矢印Ｘの方向へディーゼルエンジン５の各気筒５ａから排出された排気が流れており、排気浄化装置１０から噴射された還元剤は排気と混合される。還元剤が混合された排気はＮＯｘ触媒２へ給送され、排気に含まれるＮＯｘはＮＯｘ触媒２により還元される。ＮＯｘ触媒２を通過した排気は、大気中に放出される。
【００３３】
排気浄化装置１０から所定時期に所定量の還元剤の噴射されると、ＥＣＵ７はコイル１３への電流の印加を停止する。そのため、ステータ１４とコア１６との間の磁気吸引力が消滅し、コア１６と一体の弁部材１１はスプリング２１の付勢力により図１の下方へ移動する。そして、当接部１１ａが弁座部１２ａへ着座することにより、還元剤の噴射は終了される。
【００３４】
以上、説明したように、本発明の第１実施例による排気浄化装置１０によると、噴孔４６が開口している胴部４３の端部４３ｂ側への排気の回り込みが低減される。そのため、噴孔４６およびその周囲が排気管６を流れる排気に直接晒されることがない。その結果、噴孔４６およびその周囲へ排気中に含まれる固形成分などの不純物が付着および堆積することを低減できる。したがって、排気浄化装置１０が長期間排気に晒される場合でも、排気浄化装置１０から噴射される還元剤の噴射特性の変化が低減され、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元を適正に実施することができる。
また、第１実施例では、ノズル部４０のノズルボディ４１の形状を変更するだけで不純物の付着および体積を防止することができるので、排気浄化装置１０のコストを低減することができる。
【００３５】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による排気浄化装置を図５に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位は説明を省略する。
本発明の第２実施例による排気浄化装置は、ノズル部５０のノズルボディ５１の形状が第１実施例と異なる。
【００３６】
第２実施例では、図５に示すようにノズルボディ５１の胴部５３に形成されている凹部５４は胴部５３の円弧状の一部を切り取った形状となっている。すなわち、凹部５４はノズルボディ５１の軸方向へ胴部５３の先端部まで拡大して形成され、かつ凹部５４はノズルボディ５１の軸に垂直な方向へ両端部まで拡大して形成されている。
【００３７】
また、第２実施例では、噴孔５６の形状が第１実施例と異なる。第２実施例では、噴孔５６は、扇形の円弧形状の部分が切り取られた多角柱のスリット形状に形成されている。噴孔５６は、一方の端部が凹部５４に連通して底５４１に開口し、他方の端部がノズルサック５５に連通している。
第２実施例では、胴部５３を切り取ることにより凹部５４を容易に形成することができる。そのため、第１実施例と比較して凹部５４の形成が容易であり、排気浄化装置１０の製造コストを低減することができる。
【００３８】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による排気浄化装置を図６に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位は説明を省略する。
本発明の第３実施例による排気浄化装置は、ノズル部６０のノズルボディ６１の形状が第１実施例と異なり、第２実施例の変形である。
第３実施例では、図６に示すようにノズルボディ６１の胴部６３がノズルボディ６１の軸に垂直な方向へ拡大されている。また、胴部６３の端部６３ａは曲面上に形成されており、排気の流れをスムーズに分断することができる。
【００３９】
また、第３実施例では、噴孔６６の数が第１実施例および第２実施例と異なる。第３実施例では、噴孔６６が二つ形成されており、噴孔６６の形状は第１実施例と同様に円筒形状である。二つの噴孔６６は、一方の端部が凹部６４に連通して底６４１に開口し、他方の端部がノズルサック６５に連通している。さらに、第３実施例では、ノズルサック６５がノズルボディ６１の軸に対し傾斜して形成されている。
第３実施例では、胴部６３を拡大することにより、排気の流線から凹部６４の底６４１に開口する噴孔６６の還元剤出口までの距離をより大きく確保することができる。そのため、噴孔６６の近傍への排気の回り込みをより低減することができる。
【００４０】
（第４実施例）
本発明の第４実施例による排気浄化装置を図７に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位は説明を省略する。
本発明の第４実施例による排気浄化装置は、ノズル部７０のノズルボディ７１の形状が第１実施例と異なる。
第４実施例では、図７に示すようにノズルボディ７１の胴部７３が第一胴部７３１と第二胴部７３２とから構成されている。第一胴部７３１と第二胴部７３２とは概ね直角に接続されている。第一胴部７３１にはノズルサック７５および噴孔７６の一部が形成されており、第二胴部７３２には凹部７４と噴孔７６の他の一部が形成されている。凹部７４は、第１実施例と同様に排気流れ下流側すなわちＮＯｘ触媒と対向する側に開口している。
【００４１】
噴孔７６は、一方の端部が凹部７４に連通して底７４１に開口し、他方の端部がノズルサック７５に連通している。胴部７３の排気流れ上流側の端部７３ａは、曲面に形成されており、排気の流れをスムーズに分断する。
また、第４実施例では、噴孔７６がテーパ状に形成されている。すなわち、噴孔７６のノズルサック７５側の端部の内径は、底７４１側の端部の内径より大きくなっている。
第４実施例では、胴部７３を大型化することなく、凹部７４の奥行きを大きくすることができ、噴孔７６の周囲への排気の侵入をより低減することができる。
【００４２】
以上、説明した第１実施例、第２実施例、第３実施例および第４実施例では、噴孔を円筒形状、多角柱のスリット形状あるいはテーパ形状に形成し、噴孔を一つまたは二つ形成する例について説明した。しかし、噴孔の形状および数、ならびにノズルサックの形状などは、排気浄化装置の形態、排気浄化装置から噴射される還元剤の噴霧形態、あるいは排気管を流れる排気の流速など、排気浄化装置が適用されるエンジンにあわせて選択可能であり、上記の実施例での説明に限定されるものではない。
【００４３】
（参考例１）
本発明の参考例１による排気浄化装置を図８に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
参考例１による排気浄化装置は、ノズル部８０の形状が第１実施例と異なる。
参考例１では、ノズル部８０は板部材としてのノズルプレート８１を有している。ノズルプレート８１には噴孔８６が形成されており、リテーナ８２により弁ボディ１２に固定されている。リテーナ８２は例えば溶接などによりステータハウジング１５に固定される。
【００４４】
ノズル部８０の先端部には、ノズルプレート８１およびリテーナ８２により凹部８４が形成され、凹部８４に噴孔８６が連通し、凹部８４の底８４１であるノズルプレート８１に噴孔８６が開口している。噴孔８６は、複数形成されており、噴孔８６の還元剤出口側が排気流れ下流側すなわちＮＯｘ触媒側に向かうように、噴孔８６の軸と弁ボディ１２の軸とは所定の角度をなして形成されている。なお、排気浄化装置を排気管６の軸に対し傾斜して搭載する場合、噴孔８６と弁ボディ１２の軸とを平行に形成することができる。
【００４５】
参考例１の場合、排気管６の排気はリテーナ８２の外周面から先端面に沿って流れ、凹部８４の内側への回り込みが低減される。そのため、噴孔８６は排気の流れに直接晒されることはない。また、凹部８４により、噴孔８６の周囲への排気の侵入が低減される。
【００４６】
参考例１では、噴孔８６の傾斜角度および噴孔８６の数を容易に変更することができる。そのため、適用されるエンジンにあわせて排気浄化装置１０の最適化が容易である。また、参考例１では、上記の第１実施例から第４実施例で説明した排気浄化装置１０のノズルサックを省略することができる。そのため、排気中に含まれる不純物との親和性が高い還元剤がノズル部８０に残留せず、噴孔８６の周囲への不純物の付着および体積を低減することができる。
【００４７】
（参考例２）
本発明の参考例２による排気浄化装置を図９に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
参考例２による排気浄化装置は、ノズル部９０の形状および開閉弁の形状が第１実施例と異なり、参考例１の変形である。
参考例２では、ノズル部９０のノズルプレート９１には噴孔９６が一つ形成されている。参考例２では、ノズル部９０は板部材としてのノズルプレート９１を有している。ノズルプレート９１は、リテーナ９２により弁ボディ１２に固定されている。
【００４８】
ノズル部９０の先端部には、ノズルプレート９１およびリテーナ９２により凹部９４が形成され、凹部９４の底９４１であるノズルプレート９１に噴孔９６が開口している。噴孔９６は、参考例１と同様に還元剤を排気流れ下流側へ噴射するため弁ボディ１２の軸と所定の角度をなして傾斜して形成されている。
【００４９】
弁部材１００には、弁ボディ１２の内周面と摺動する摺動部１０１すなわち噴孔９６の入口側に旋回力付与手段としての溝部１０２が形成されている。溝部１０２は、弁部材１００の軸に対して所定の角度傾斜して形成されている。溝部１０２が形成されることにより、導入部３４から導入され溝部１０２をノズル部９０方向へ通過する還元剤には旋回流が形成される。
【００５０】
参考例２では、還元剤に旋回力を付与することにより、排気浄化装置１０から噴射される還元剤の噴霧特性を変更することができるだけでなく、噴孔９６を流れる還元剤の旋回力により噴孔９６の周辺に付着および堆積した不純物を除去することができる。
【００５１】
なお、参考例２では、ノズル部９０を構成するノズルプレート９１およびリテーナ９２などを断熱材により形成、またはノズルプレート９１およびリテーナ９２の表面に断熱材あるいは排気中に含まれる不純物との親和性の低い材質からなるコーティングを施すことができる。ノズルプレート９１およびリテーナ９２などを断熱材で形成あるいはコーティングすることにより、排気中の不純物との親和性が低下され、ノズル部９０の噴孔９６の周囲への不純物の付着および堆積を低減することができる。
【００５２】
参考例２では、ノズル部を断熱材などにより形成またはコーティングする例について説明したが、他の実施例の場合でもノズル部を断熱材で形成またはコーティングすることができる。また、参考例２だけでなく、他の実施例の場合でも還元剤に旋回力を付与することにより、参考例２と同様に噴孔の周囲に付着および堆積した不純物を除去する効果を得ることができる。
【００５３】
以上、説明した複数の実施例では、ディーゼルエンジンに本発明の排気浄化装置を適用する例について説明したが、ディーゼルエンジンに限らずガソリンエンジンなど他のエンジンへ適用することもできる。また、以上の複数の実施例では、個々の構成について説明したが、上記の各実施例を組み合わせて排気浄化装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例による排気浄化装置を示す模式的な断面図である。
【図２】 本発明の第１実施例による排気浄化装置を適用した排気浄化システムを示す模式図である。
【図３】 本発明の第１実施例による排気浄化装置のノズル部近傍の断面ならびに排気の流れを示す模式図である。
【図４】 本発明の第１実施例による排気浄化装置のノズル部近傍ならびに排気の流れを示す模式図であって、（Ａ）はノズル部の軸に沿った断面を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示す図である。
【図５】 本発明の第２実施例による排気浄化装置のノズル部近傍ならびに排気の流れを示す模式図であって、（Ａ）はノズル部の軸に沿った断面を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示す図である。
【図６】 本発明の第３実施例による排気浄化装置のノズル部近傍ならびに排気の流れを示す模式図であって、（Ａ）はノズル部の軸に沿った断面を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示す図である。
【図７】 本発明の第４実施例による排気浄化装置のノズル部近傍ならびに排気の流れを示す模式図であって、（Ａ）はノズル部の軸に沿った断面を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示す図である。
【図８】 本発明の参考例１による排気浄化装置のノズル部の近傍を拡大した模式的な断面図である。
【図９】 本発明の参考例２による排気浄化装置のノズル部の近傍を拡大した模式的な断面図である。
【符号の説明】
５ ディーゼルエンジン（内燃機関）
６ 排気管（排気系）
６ａ 排気マニホールド（排気系）
１０ 排気浄化装置
１１、１００ 弁部材（開閉弁）
１２ 弁ボディ（開閉弁）
１３ コイル（駆動手段）
１４ ステータ（駆動手段）
１５ ステータハウジング（駆動手段）
１６ コア（駆動手段）
２１ スプリング（駆動手段）
３４ 導入部
４０、５０、６０、７０、８０、９０ ノズル部
４４、５４、６４、７４、８４、９４ 凹部
４６、５６、６６、７６、８６、９６ 噴孔
９１ ノズルプレート（板部材）
１０２ 溝部（旋回力付与手段）
４４１、５４１、６４１、７４１、８４１、９４１ 底

Claims (12)

1. 内燃機関の排気系に搭載される排気浄化装置であって、
   還元剤が導入される導入部と、
   前記導入部から導入された前記還元剤を、前記排気系の排気が流れる方向へ沿って噴射する少なくとも一つの噴孔を有するノズル部と、
   前記ノズル部からの還元剤の噴射を断続する開閉弁と、
   前記開閉弁を駆動する駆動手段と、を備え、
   前記開閉弁は、軸方向へ往復移動可能な弁部材、および前記弁部材が着座または離座する弁ボディを有し、
   前記ノズル部は、還元剤の流れ方向において前記弁ボディの下流側に前記弁ボディとは別体に形成され外周面に前記還元剤を噴射する噴孔が開口するノズルボディを有し、
   前記駆動手段は、通電することにより磁界を発生するコイル、磁性材料で形成され前記コアを覆うステータおよびステータハウジング、ならびに前記ステータに対向するコアを有し、
   前記コイルへ通電すると、前記ステータ、前記ステータハウジングおよび前記コアに磁気回路が形成され、前記ステータと前記コアとの間に発生する磁気吸引力により前記コアが前記弁部材とともに前記ステータ側へ吸引され、前記コアと一体の前記弁部材が前記弁座から離座することを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記噴孔は、前記排気系を流れる排気の流線とは離間した位置に開口していることを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。
3. 前記噴孔は、前記排気系の排気が渋滞している位置に開口していることを特徴とする請求項１または２記載の排気浄化装置。
4. 前記ノズル部は、前記噴孔の還元剤出口側が開口している凹部を有していることを特徴とする請求項１、２または３記載の排気浄化装置。
5. 前記ノズル部は、排気の流れに垂直な断面の面積が排気の出口側へいくにつれて大きくなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の排気浄化装置。
6. 前記噴孔は、筒状、テーパ筒状、多角形状またはスリット状のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の排気浄化装置。
7. 前記噴孔は、二つ以上の同一形状または異なる形状の孔を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の排気浄化装置。
8. 前記ノズル部は、前記噴孔の入口側に前記噴孔の流れに旋回力を付与する旋回力付与手段を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の排気浄化装置。
9. 前記ノズル部は、断熱材で形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の排気浄化装置。
10. 前記ノズル部は、非金属コーティングされていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の排気浄化装置。
11. 前記非金属コーティングは、前記排気系を流れる排気中に含まれる固形物質と親和性の低い物質で形成されていることを特徴とする請求項１０記載の排気浄化装置。
12. 前記非金属コーティングは、断熱材で形成されていることを特徴とする請求項１０または１１記載の排気浄化装置。

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