JP4919874B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に燃料噴霧を噴射することにより排気浄化手段に燃料を供給する内燃機関の排気浄化システムに関する。

インジェクタからの噴射燃料を加熱して蒸発燃料を含んだ混合気にする蒸発装置と、混合気を着火させる点火装置とを備え、混合気を着火せずに生燃料の状態で、又は混合気に着火して得られる燃焼ガスをパティキュレートフィルタの上流側に供給するようにした排気浄化システムが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

特開２００５−６１２４９号公報 特開２００６−５７４７８号公報

特許文献に記載されたシステムは、燃料添加用のインジェクタが噴射する噴射燃料（燃料噴霧）を効果的に蒸発させて着火させるための開示がない。例えば、特許文献１のシステムでは蒸発装置の加熱プラグ素子がインジェクタが噴射する燃料噴霧を横切るように配置されているので燃料噴霧の進行が妨げられるとともに、そのプラグ素子と燃料噴霧との接触時間を長くすることが難しい。

そこで、本発明は、排気浄化手段へ供給するための燃料を効率的に蒸発させて着火させることができる排気浄化システム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システムは、内燃機関の排気通路に設けられて排気を浄化する排気浄化手段と、前記排気浄化手段よりも上流側の前記排気通路内に燃料噴霧を噴射して前記排気浄化手段に燃料を供給する燃料添加手段と、前記燃料噴霧に接触し得る状態で配置されて前記燃料添加手段が供給する燃料の蒸発に適した温度になるように加熱された蒸発部材と、前記燃料噴霧に接触し得る状態で配置されて前記燃料添加手段が供給する燃料の着火に適した温度になるように加熱された着火部材と、を備え、前記蒸発部材及び前記着火部材のそれぞれは、前記燃料噴霧の基端部から先端部へ向かう方向に前記燃料噴霧を横切らずに延びていることにより上述した課題を解決する（請求項１）。

この排気浄化システムによれば、蒸発部材は燃料の蒸発に適した温度に、着火部材は燃料の着火に適した温度にそれぞれ加熱されており、これらの部材は燃料添加手段が噴射する燃料噴霧を横切らずに、燃料噴霧の基端部から先端部へ向かう方向に延びている。そのため、これらの部材が燃料噴霧の進行の妨げとならず、かつ燃料噴霧との接触時間を容易に拡大することができる。従って、燃料浄化手段へ供給するための燃料を効率的に蒸発させて着火させることが可能になる。

本発明の一態様において、前記蒸発部材が前記燃料噴霧の基端部側に、前記着火部材が前記燃料噴霧の先端部側にそれぞれ位置するように、前記蒸発部材と前記着火部材とが隣接して配置されてもよい（請求項２）。この態様によれば、蒸発部材が燃料噴霧の基端側に着火部材が燃料噴霧の先端側にそれぞれ位置するように隣接するため、蒸発部材で蒸発した燃料が直ちに着火部材に供給される。これにより、燃料の蒸発から着火までの過程が無駄なく進むため、効率良く燃料を蒸発して着火することができる。

この態様において、前記着火部材は、前記蒸発部材が延びる方向を基準として、前記燃料噴霧の前記基端部側から前記先端部側へ向かって前記燃料噴霧の中心側に傾斜するように配置されてもよい（請求項３）。この態様によれば、蒸発した燃料が着火部材に触れ易くなるので、燃料の着火性が向上する利点がある。

本発明の一態様においては、前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記燃料噴霧を挟むように配置された二つの部材にて構成されてもよい（請求項４）。この態様によれば、燃料噴霧を挟む二つの部材で蒸発部材又は着火部材が構成されるので、これらの部材と燃料噴霧との接触面積が拡大し、更に効率良く燃料を蒸発して着火することができる。

本発明の排気浄化システムにおいて、蒸発部材及び着火部材の形状等の構成は燃料添加手段が噴射する燃料噴霧の形状等を考慮して、蒸発部材又は着火部材と燃料噴霧との接触面積の拡大に寄与するように適宜定めればよい。例えば、前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記燃料噴霧の中心に近い側に前記燃料噴霧と接触し得る平坦な接触面を有してもよいし（請求項５）、前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記燃料噴霧の中心に近い側に前記燃料噴霧と接触し得る凹状の接触面を有してもよい（請求項６）。特に、後者の場合は、蒸発部材又は着火部材の接触面に衝突して跳ね返った燃料が逸れずに燃料噴霧の中心方向に集まり易いので、蒸発部材又は着火部材に再接触し易くなる。更に、前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記接触面を内周面として有するように筒状に構成されてもよい（請求項７）。この場合は、蒸発部材又は着火部材と燃料噴霧との接触の確実性が高まる。

本発明の一態様において、前記着火部材は、前記燃料噴霧の前記基端部から前記先端部に向かって延びる棒状に構成されており、前記蒸発部材は、前記着火部材の前記燃料噴霧の中心に近い側を開放しかつ前記着火部材の前記燃料噴霧の中心から遠い側を覆うように構成されてもよい（請求項８）。この態様によれば、蒸発部材に衝突して跳ね返った燃料や蒸発部材にて蒸発した燃料が着火部材の周辺に集まり易くなるので、効率良く燃料を着火することが可能となる。この態様において、蒸発部材の態様は適宜に定めてよいが、例えば、前記蒸発部材は、前記燃料噴霧の中心に近い側に、前記燃料噴霧の前記基端部から前記先端部に向かって延びる円弧面を有し、前記着火部材は、前記蒸発部材の円弧の中心から前記円弧面に接近する側に偏るように配置されてもよい（請求項９）。この場合、凹面鏡によって光が焦点に集まるが如く、蒸発部材の内面に衝突して跳ね返った燃料等を着火部材の周辺に更に効率良く集めることができるので、着火性が更に向上する。

また、これらの態様は着火部材を覆うように蒸発部材が配置されている。そこで、本発明の一態様として、前記着火部材には所定の熱源体が設けられており、前記着火部材は前記熱源体にて前記燃料の着火に適した温度になるように加熱されるとともに、前記蒸発部材は前記着火部材の輻射熱により前記燃料の蒸発に適した温度になるように加熱されてもよい（請求項１０）。これにより、蒸発部材に熱源体を設ける必要がないので、無駄なく蒸発部材と着火部材とを加熱することが可能となる。この場合、着火部材に熱源体を設ける位置は任意であるが、前記着火部材には前記熱源体が前記燃料噴霧の前記先端部側に偏った位置に限定的に設けられていてもよい（請求項１１）。このように熱源体を設けることにより、蒸発部材の受熱量に偏りが生じて基端部側の受熱量が減少するため、蒸発部材の過熱が防止される。これにより、蒸発部材を燃料の蒸発に適した温度に設定し易くなる。

本発明の一態様において、前記排気通路は、前記燃料添加手段、前記蒸発部材及び前記着火部材がそれぞれ設けられ、前記排気浄化手段に導かれる排気の流れ方向と交差する方向に延び、かつ前記排気浄化手段の上流側に配置された燃料添加室を有しており、前記燃料添加室の出口側かつ前記排気浄化手段の上流側に、前記流れ方向と直交する方向に並ぶように設けられて、前記流れ方向に延びる複数の板部材を更に備え、前記複数の板部材の前記流れ方向の上流側の端部のそれぞれの位置が前記燃料添加室に近づくに従って前記流れ方向の下流側にずれるように前記複数の板部材が配置されていてもよい（請求項１２）。この態様によれば、燃料添加室から流出した燃料が複数の板部材に衝突することで、分散されつつ排気浄化手段に向かうように方向が転換されるので、排気浄化手段に均一に燃料を供給することができるようになる。

以上説明したように、本発明によれば、蒸発部材は燃料の蒸発に適した温度に、着火部材は燃料の着火に適した温度にそれぞれ加熱されており、これらの部材は燃料添加手段が噴射する燃料噴霧を横切らずに、燃料噴霧の基端部から先端部へ向かう方向に延びているため、これらの部材が燃料噴霧の進行の妨げとならず、かつ燃料噴霧との接触時間を容易に拡大することができる。これにより、燃料浄化手段へ供給するための燃料を効率的に蒸発させて着火させることができる。

（第１の形態）
図１は本発明の排気浄化システムが適用された内燃機関の要部を示している。内燃機関１は不図示の車両に走行用動力源として搭載され、４つの気筒２が一列に並べられた直列４気筒のディーゼルエンジンとして構成されている。各気筒２には吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。吸気通路３には空気濾過用のエアクリーナ５が設けられており、排気通路４には排気浄化装置６が設けられている。また、内燃機関１は各気筒２にそれぞれ設けられる燃料噴射弁７と、各燃料噴射弁７に供給する高圧の燃料を蓄えるコモンレール８とを備えており、そのコモンレール８には不図示の燃料ポンプにて燃料が高圧状態で供給される。

排気浄化装置６は、排気通路４の一部をなすケーシング９と、そのケーシング９に収容される吸蔵還元型のＮＯｘ触媒１０とを備えている。ＮＯｘ触媒１０は、排気中のＮＯｘを吸蔵するとともに、吸蔵したＮＯｘを燃料の存在下（リッチ雰囲気下）で窒素に還元して浄化する周知のものである。そのようなＮＯｘの還元に必要な燃料を供給するため、排気浄化装置６の上流側に燃料添加手段としての燃料添加弁１１が配置されている。燃料添加弁１１は排気通路４の一部をなす燃料添加室４ａの内部に収容されている。燃料添加室４ａはその内部に排気の流れが直接当たらないように構成されている。燃料添加弁１１には、所定の燃圧の燃料が気筒２に対する燃料供給経路から分岐して供給されるようになっている。燃料添加弁１１から中実円錐状の燃料噴霧１００が噴射されることにより、排気の空燃比が一時的にリッチ側に設定されて、ＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたＮＯｘを還元することができる。このような操作はリッチスパイクと呼ばれる周知のものである。

リッチスパイクの制御は内燃機関１の運転状態に応じて適宜実行されるが、機関温度が低い状態では排気温度や排気通路４の壁温度が低いため、燃料添加弁１１から噴射される燃料噴霧１００の気化が不十分になって、ＮＯｘ触媒１０における反応効率が悪化する。そこで、機関温度が低い状態でＮＯｘ触媒１０による還元効率が悪化することを防止するため、燃料添加室４ａ内には、燃料添加弁１１が噴射する燃料噴霧１００を蒸発させるための蒸発部材１２と、燃料噴霧１００を着火させるための着火部材１３とが燃料噴霧１００に接触し得る状態でそれぞれ設けられている。蒸発部材１２及び着火部材１３のそれぞれはヒータ等の熱源体（不図示）を内蔵しており、その熱源体によって蒸発部材１２は燃料の蒸発に適した温度（例えば、２５０〜３００℃）に、着火部材１３は燃料の着火に適した温度（例えば、８００〜８５０℃）にそれぞれ加熱されている。つまり、この形態では、蒸発部材１２の温度よりも着火部材１３の温度が高くなるようにそれらの設定温度が定められている。

図２は燃料添加弁１１、蒸発部材１２及び着火部材１３のそれぞれの位置関係を示した拡大図であり、図３は図２の矢印IIIの方向から見た状態を示している。これらの図に示すように、蒸発部材１２及び着火部材１３のそれぞれは、燃料噴霧１００を横切らずに燃料噴霧１００の基端部１００ａから先端部１００ｂに向かう方向に延びていて、燃料噴霧１００の広がり角θに適合するように燃料噴霧１００の広がりに沿って配置されている。蒸発部材１２は基端部１００ａの側に、着火部材１３は先端部１００ｂの側にそれぞれ位置するように、これらの部材１２、１３は隣接して配置されている。蒸発部材１２の延びる方向に関する長さ寸法Ｘ１は燃料の蒸発に適した長さに設定され、着火部材１３の延びる方向に関する長さ寸法Ｘ２は燃料の着火に適した長さに設定されている。

蒸発部材１２は燃料噴霧１００の中心に近い側に燃料噴霧１００と接触し得る平坦な接触面１２ａを有している。また、着火部材１３も同様に、燃料噴霧１０の中心に近い側に燃料噴霧と接触し得る平坦な接触面１３ａを有している。なお、着火部材１３の接触面１３ａには燃料の着火を容易にするＰｔ等の触媒物質を担持させてもよい。また、蒸発部材１２及び着火部材１３は、燃料の接触に伴う蒸発による温度低下が少なく、かつ熱源体による加熱時間が短くなるように、適切な熱容量を持つことが好ましい。

以上の構成によれば、燃料噴霧１００の気化が困難な排気温度が低い状態であっても、蒸発部材１２及び着火部材１３により燃料噴霧１００の一部を容易に着火、燃焼させることができる。その燃焼によって排気温度が上昇するので、燃料噴霧１００の気化を促進することができる。燃料が十分に気化した状態でＮＯｘ触媒１０に供給されるので排気温度が低い状態でもＮＯｘ触媒１０が吸蔵するＮＯｘの還元を実現することができる。また、ＮＯｘ触媒１０が活性温度に到達していない状況であっても、燃料噴霧１００を燃焼させることができるため、その燃焼による排気温度の上昇によってＮＯｘ触媒１０の昇温を促すことができる。このため、排気温度がより低温の状態であってもＮＯｘを浄化することができるようになる。

また、蒸発部材１２及び着火部材１３のそれぞれが燃料噴霧１００を横切らずに燃料噴霧１００の進行方向（基端部１００ａから先端部１００ｂに向かう方向）に延びているので、これらの部材１２、１３が燃料噴霧１００の進行の妨げとならず、しかも燃料噴霧１００との接触時間を容易に拡大できる。更に、図示のように蒸発部材１２と着火部材１３とが隣接して配置されているので、蒸発部材１２で蒸発した燃料が直ちに着火部材１３に供給される。これにより、燃料の蒸発から着火までの過程が無駄なく進むため、効率良く燃料を蒸発して着火することができる。また、これらの部材１２、１３が平坦な接触面１２ａ、１３ａを有しているので、燃料噴霧１００との接触面積を拡大することができる。

次に、図４〜図７を参照して第１の形態の変形例を説明する。図４は着火部材１３を傾斜させた変形例を示している。図４の例における着火部材１３は、蒸発部材１２が延びる方向Ｄを基準として、燃料噴霧１００の基端部１００ａ側から先端部１００ｂ側へ向かって燃料噴霧１００の中心側に傾斜するように配置されている。この傾斜角度αは適宜設定することができる。図４の例によれば、蒸発部材１２によって蒸発した燃料が着火部材１３に触れ易くなるので、燃料の着火性が向上する利点がある。

図５は蒸発部材１２と着火部材１３とを二つずつ配置した変形例を示している。図５の例においては、二つの蒸発部材１２が燃料噴霧１００を挟むように、二つの着火部材１３が燃料噴霧１００を挟むように、それぞれ配置されている。この例においては、蒸発部材１２のみを又は着火部材１３のみを図示のように二つ配置することもできる。図５の例によれば、燃料噴霧１００と蒸発部材１２又は着火部材１３との接触面積が更に拡大する。この変形例においては、二つの蒸発部材１２の組み合わせが本発明に係る蒸発部材に、二つの着火部材の組み合わせが本発明に係る着火部材にそれぞれ相当する。

図６及び図７は、蒸発部材１２と着火部材１３とを異なる構造のものにそれぞれ変更した変形例である。図６に示すように、蒸発部材１６は燃料噴霧１００の中心に近い側に燃料噴霧１００と接触し得る凹状の接触面１６ａを、着火部材１７は燃料噴霧１００の中心に近い側に燃料噴霧と接触し得る凹状の接触面１７ａをそれぞれ有している。なお、これらの部材１６、１７のいずれか一方を、上述した蒸発部材１２又は着火部材１３に変更することもできる。図６の変形例によれば、各接触面１６ａ、１７ａに衝突して跳ね返った燃料が逸れずに燃料噴霧１００の中心方向に集まり易いので、蒸発部材１６又は着火部材１７に再接触し易くなる。

図７の変形例は図６の変形例を発展させたものであり、凹状の接触面を内周面として持つ筒状となるように蒸発部材及び着火部材のそれぞれを構成したものである。即ち、蒸発部材１８は燃料噴霧１００と接触し得る内周面１８ａを、着火部材１９は燃料噴霧と接触し得る内周面１９ａをそれぞれ有している。図７の変形例によれば、燃料噴霧１００と略同軸に蒸発部材１８の内周面１８ａと着火部材１９の内周面１９ａとがそれぞれ配置されるので、燃料噴霧１００との接触面積が拡大することはもとより、燃料噴霧１００との接触の確実性が高まる。

（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図８〜図１０を参照して説明する。この形態は棒状の着火部材を覆うように蒸発部材を配置したものである。その他の点は第１の形態と同一であるので、第１の形態と共通する構成の説明は省略する。図８は第２の形態を示した拡大図であり、図９は図８の矢印IXの方向から見た状態を拡大して示した図である。

これらの図に示すように、蒸発部材２２及び着火部材２３はそれぞれ燃料噴霧１００の基端部１００ａから先端部１００ｂに向かう方向に延びている。着火部材２３はその方向に延びる丸棒状に構成されており、蒸発部材２２は着火部材２３の一方の側を覆うように配置されている。即ち、蒸発部材２２は着火部材２３の燃料噴霧１００の中心に近い側を開放し、かつその中心から遠い側を覆うように構成されている。蒸発部材２２は燃料噴霧１００の中心に近い側に基端部１００ａから先端部１００ｂに向かう方向に延びる円弧面２２ａを有している。着火部材２３は蒸発部材２２の円弧の中心Ｃから円弧面２２ａに接近する側に偏るように配置されている。着火部材２３はヒータ等の熱源体（不図示）を内蔵し、これによって燃料の着火に適した温度に加熱されているが、蒸発部材２２にはそのような熱源体が設けられていない。即ち、蒸発部材２２は着火部材２３からの輻射熱により燃料の蒸発に適した温度に加熱されている。

第２の形態によれば、蒸発部材２２に衝突して跳ね返った燃料や蒸発部材２２にて蒸発した燃料が着火部材２３の周辺に集まり易くなるので、効率良く燃料を着火することが可能となる。特に、この形態は、蒸発部材２２が円弧面２２ａを有し、着火部材２３が円弧の中心Ｃから円弧面２２ａに接近する側に偏って配置されているので、凹面鏡によって光が焦点に集まるが如く、蒸発部材２２の内面に衝突して跳ね返った燃料等を着火部材２３の周辺に効率良く集めることができる。また、蒸発部材２２は着火部材２３の輻射熱により加熱されるので、蒸発部材２２に熱源体を設ける必要がない。そのため、無駄なく蒸発部材２２と着火部材２３とを加熱することが可能となる。

着火部材２３に熱源体を内蔵させる位置は任意であるが、例えば、図１０に示すように、燃料噴霧１００の先端部１００ｂ側に偏ったハッチングで示した位置に、限定的に熱源体を内蔵させてもよい。こうすることにより、蒸発部材２２の受熱量に偏りが生じて基端部１００ａ側の受熱量が減少するため、蒸発部材２２の過剰な加熱が防止される。これにより、蒸発部材２２を燃料の蒸発に適した温度に設定し易くなる。

（第３の形態）
次に、本発明の第３の形態を図１１を参照して説明する。この形態は燃料を均一に排気浄化装置６供給するためのものである。上述の各形態と共通する構成については、図１１に同一の符号を付すことにより説明を省略する。図１１に示すように、排気通路４には燃料添加弁１１、蒸発部材１２及び着火部材１３のそれぞれは排気通路４の一部をなす燃料添加室４ａ′に設けられている。燃料添加室４ａ′は、排気浄化装置６の上流側に配置されるとともに、排気浄化装置６に導かれる排気の流れ方向Ｆｅと交差する方向に延びている。燃料添加室４ａ′の出口側でかつ排気浄化装置６の上流側には、図１１の紙面と直交する方向及び流れ方向Ｆｅのそれぞれに延びる複数の板部材としての４つの分散板３１Ａ〜３１Ｄが設けられる。各分散板３１Ａ〜３１Ｄは流れ方向Ｆｅと直交する方向に等間隔に並べられている。分散板３１Ａ〜３１Ｄは、流れ方向Ｆｅの上流側の端部３２が燃料添加室４ａ′に近づくに従って流れ方向Ｆｅの下流側にずれるように配置されている。つまり、燃料添加室４ａ′から最も遠い分散板３１Ａの端部３２よりも隣の分散板３１Ｂの端部３２が流れ方向Ｆｅの下流側にずれており、以下、分散板３１Ｂの端部３２よりも隣の分散板３１Ｃの端部３２が流れ方向Ｆｅの下流側に、分散板３１Ｃの端部３２よりも隣の分散板３１Ｄの端部３２が流れ方向Ｆｅの下流側にそれぞれずれている。

第３の形態はこのような複数の分散板３１Ａ〜３１Ｄを備えているため、燃料添加室４ａ′から流出した燃料が分散板３１Ａ〜３１Ｄに衝突することで分散されつつ排気浄化装置６に向かうように方向が転換される。これにより、排気浄化装置６に均一に燃料を供給することができるようになる。また、図１１の形態は、例えばターボチャージャーの上流等のように燃料添加弁１１の搭載スペースに制約があって、燃料噴霧を排気通路内に良好に分散し難いような条件で燃料供給を行う場合に適している。なお、各分散板３１Ａ〜３１Ｄの流れ方向Ｆｅに関する長さ寸法を略同一にすることが好ましい。このようにすることで、分散板間の排気の流れ抵抗が略均一になるため、排気の流れに偏りが生じることを抑制することができる。

なお、図１１には便宜上、蒸発部材１２と着火部材１３とを図示したが、これらを図４〜図１０に示した各形態に置き換えることもできる。また、図１１に示した形態は燃料添加室４ａ′に燃料添加弁１１、蒸発部材１２及び着火部材１３がそれぞれ設けられた排気浄化システムであるが、蒸発部材１２及び着火部材１３が存在しない場合でも燃料添加弁１１が噴射した燃料噴霧１００を均一に排気浄化装置６に供給することができる。従って、図１１の形態を本発明に係る蒸発部材及び着火部材を前提としない排気浄化システムの実施形態として把握することも可能である。

本発明は以上の各形態に限定されず、種々の形態にて実施することができる。燃料添加弁１１が燃料噴霧を噴射する目的はリッチスパイクに限らない。例えば、ＮＯｘ触媒１０の硫黄被毒を解消するいわゆるＳ再生の実行を目的として燃料添加弁１１が燃料噴霧を噴射するものであってもよい。また、上述した排気浄化装置６の構成は一例であって、本発明の排気浄化手段として排気中の粒子状物質を捕捉するためのパティキュレートフィルタが設けられていてもよい。この場合には、パティキュレートフィルタの目詰まりを解消するいわゆるＰＭ再生の実行を目的として燃料添加弁１１が燃料噴霧を噴射するものであってもよい。

本発明の排気浄化システムが適用された内燃機関の要部を示した図。 燃料添加弁、蒸発部材及び着火部材のそれぞれの位置関係を示した拡大図。 図２の矢印IIIの方向から見た状態を示した図。 着火部材を傾斜させた変形例を示した図。 蒸発部材と着火部材とを二つずつ配置した変形例を示した図。 蒸発部材と着火部材とを異なる構造のものにそれぞれ変更した第１の変形例を示した図。 蒸発部材と着火部材とを異なる構造のものにそれぞれ変更した第２の変形例を示した図。 第２の形態を示した拡大図。 図８の矢印IXの方向から見た状態を拡大して示した図。 着火部材の偏った位置に熱源体を限定的に設ける形態を示した図。 第３の形態に係る排気浄化システムが適用された内燃機関の要部を示した図。

符号の説明

１ 内燃機関
４ 排気通路
４ａ、４ａ′ 燃料添加室
６ 排気浄化装置（排気浄化手段）
１１ 燃料添加弁（燃料添加手段）
１２、１６、１８、２２ 蒸発部材
１３、１７、１９、２３ 着火部材
１２ａ、１３ａ、１６ａ、１７ａ 接触面
１８ａ、１９ａ 内周面
２２ａ 円弧面
３１Ａ〜３１Ｄ 分散板（板部材）
３２ 端部
１００ 燃料噴霧
１００ａ 基端部
１００ｂ 先端部
Ｃ 円弧の中心
Ｄ 蒸発部材が延びる方向
Ｆｅ 排気の流れ方向

Claims (12)

1. 内燃機関の排気通路に設けられて排気を浄化する排気浄化手段と、前記排気浄化手段よりも上流側の前記排気通路内に燃料噴霧を噴射して前記排気浄化手段に燃料を供給する燃料添加手段と、前記燃料噴霧に接触し得る状態で配置されて前記燃料添加手段が供給する燃料の蒸発に適した温度になるように加熱された蒸発部材と、前記燃料噴霧に接触し得る状態で配置されて前記燃料添加手段が供給する燃料の着火に適した温度になるように加熱された着火部材と、を備え、
   前記蒸発部材及び前記着火部材のそれぞれは、前記燃料噴霧の基端部から先端部へ向かう方向に前記燃料噴霧を横切らずに延びていることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記蒸発部材が前記燃料噴霧の基端部側に、前記着火部材が前記燃料噴霧の先端部側にそれぞれ位置するように、前記蒸発部材と前記着火部材とが隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
3. 前記着火部材は、前記蒸発部材が延びる方向を基準として、前記燃料噴霧の前記基端部側から前記先端部側へ向かって前記燃料噴霧の中心側に傾斜するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
4. 前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記燃料噴霧を挟むように配置された二つの部材にて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
5. 前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記燃料噴霧の中心に近い側に前記燃料噴霧と接触し得る平坦な接触面を有し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内燃機関の排気浄化システム。
6. 前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記燃料噴霧の中心に近い側に前記燃料噴霧と接触し得る凹状の接触面を有し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内燃機関の排気浄化システム。
7. 前記蒸発部材及び前記着火部材の少なくとも一つは、前記接触面を内周面として有するように筒状に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気浄化システム。
8. 前記着火部材は、前記燃料噴霧の前記基端部から前記先端部に向かって延びる棒状に構成されており、
   前記蒸発部材は、前記着火部材の前記燃料噴霧の中心に近い側を開放しかつ前記着火部材の前記燃料噴霧の中心から遠い側を覆うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
9. 前記蒸発部材は、前記燃料噴霧の中心に近い側に、前記燃料噴霧の前記基端部から前記先端部に向かって延びる円弧面を有し、
   前記着火部材は、前記蒸発部材の円弧の中心から前記円弧面に接近する側に偏るように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気浄化システム。
10. 前記着火部材には所定の熱源体が設けられており、前記着火部材は前記熱源体にて前記燃料の着火に適した温度になるように加熱されるとともに、前記蒸発部材は前記着火部材の輻射熱により前記燃料の蒸発に適した温度になるように加熱されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の内燃機関の排気浄化システム。
11. 前記着火部材には前記熱源体が前記燃料噴霧の前記先端部側に偏った位置に限定的に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化システム。
12. 前記排気通路は、前記燃料添加手段、前記蒸発部材及び前記着火部材がそれぞれ設けられ、前記排気浄化手段に導かれる排気の流れ方向と交差する方向に延び、かつ前記排気浄化手段の上流側に配置された燃料添加室を有しており、
    前記燃料添加室の出口側かつ前記排気浄化手段の上流側に、前記流れ方向と直交する方向に並ぶように設けられて、前記流れ方向に延びる複数の板部材を更に備え、
    前記複数の板部材の前記流れ方向の上流側の端部のそれぞれの位置が前記燃料添加室に近づくに従って前記流れ方向の下流側にずれるように前記複数の板部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。

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