JP6424869B2

JP6424869B2 - エンジンの排気浄化装置

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Publication number: JP6424869B2
Application number: JP2016181882A
Authority: JP
Inventors: 貴司笠井; 一憲平澤; 好隆和田; 哲朗古田; 雅博内藤
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2036-09-16
Also published as: DE102017121191A1; JP2018044528A; US20180080362A1; US10371032B2

Description

本発明はエンジンの排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジンのような希薄燃焼式エンジンの排気にはＮＯｘ（窒素酸化物）が含まれている。このＮＯｘを浄化するための触媒の一例として、ＮＨ_３を還元剤として排気中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ（選択触媒還元型）触媒が知られている。自動車の場合は、ＮＨ_３の原料として尿素水溶液が広く用いられている。一般に、エンジンの排気管に尿素水溶液のインジェクタ、ミキサー及びＳＣＲ触媒を上流側から順に配設する構成が採用されている。この構成では、インジェクタから噴射された尿素水溶液がミキサーによって排気と混合されてＳＣＲ触媒に供給される。尿素の熱分解又は加水分解によってＮＨ_３が生成する。

上記ＳＣＲシステムの一例が特許文献１に記載されている。このＳＣＲシステムでは、エンジンの排気管に酸化触媒、インジェクタ、ミキサー、加水分解触媒、ＳＣＲ触媒及び酸化触媒が上流側から順に設けられている。このようなＳＣＲシステムでは、排気温度が低い低温時にインジェクタの排気管内に露出した先端部に尿素及びその誘導体が析出することがある。この尿素等の析出はインジェクタの作動不良を招く。特許文献１では、尿素等の析出を防止するために、排気温度が低い低温時に、尿素水溶液の噴射量、噴射頻度又は噴射圧を減ずるようにされている。

ドイツ公開特許第１０２０１００５５６４２号公報

ＳＣＲシステムにおいて、ＮＯｘ浄化効率を高めるためには、ミキサーが尿素水溶液と排気の混合に効率良く働くようにする必要がなる。そのためには、例えば、排気管に、交互に逆方向に曲がった第１曲り部と第２曲り部を有するクランク管部を設け、第２曲り部に続く直管部にミキサーを配置し、第２曲り部の外周側壁部にインジェクタを取り付けることが考えられる。つまり、排気管をクランク状にすることにより、インジェクタをその噴射軸が上記直管部の長手方向に延びてミキサーの中心を指向する形に配置できるようにするものである。これにより、尿素水溶液と排気がミキサーによって混合され易くなる。

しかし、排気管をクランク状に形成した場合、排気は第１曲り部の内周側から第２曲り部の内周側で短い経路で流れようとするから、インジェクタが取付けられている第２曲り部の外周壁部付近では排気の流れが悪くなる（排気の流れに淀みができやすくなる。）。そのため、排気からインジェクタの先端部分に熱があまり伝わらず、排気温度が低いときは、該先端部に尿素等が析出し易くなる。

これに対して、特許文献１の尿素等の析出防止対策は尿素水溶液の噴射量等を減ずるというものであるから、当該析出防止のためにＮＯｘ浄化性能が犠牲になる懸念がある。また、インシュレータを設けたり、ヒータによってインジェクタの先端部を加熱することも考えられるが、装置が大掛かりになり、コスト的にも不利になる。

そこで、本発明は、尿素水溶液が排気と混合し易くなるようにしながら、尿素水溶液の噴射量等の制御によらず、インジェクタ先端部付近への尿素等の析出を防止する。

本発明は、上記課題を解決するために、排気管内に排気の一部をインジェクタの先端部に導くガイドを設けるようにした。

ここに開示するエンジンの排気浄化装置は、
エンジンの排気管に設けられ、排気中のＮＯｘをＮＨ_３によって選択的に還元浄化するＳＣＲ触媒と、
上記排気管における上記ＳＣＲ触媒よりも上流側に設けられ、上記ＮＨ_３を生成するための尿素水溶液を上記排気中に噴射するインジェクタと、
上記排気管における上記インジェクタと上記ＳＣＲ触媒との間に設けられ、上記インジェクタから噴射された尿素水溶液と上記排気との混合を促進するミキサーとを備えている。

上記排気管は、上記排気を上記ミキサーに導く交互に逆方向に曲がった第１曲り部と第２曲り部を有するクランク管部と、該クランク管部の第２曲り部に続く直管部とを備え、該直管部に上記ミキサーが配置されている。

上記インジェクタは、上記第２曲り部の上記ミキサーに相対する部分に取り付けられて、その噴射軸が上記ミキサーの中心を指向するように上記直管部の長手方向に延びている。

そうして、上記クランク管部の内部に、上記排気の一部を上記第１曲り部から上記第２曲り部における上記インジェクタの取付部の方に導くガイドが設けられている。

上記ガイドは、板状であって、上記クランク管部における上記インジェクタの取付部位よりも排気流れ方向の上流側において、排気が上記クランク管部の内部を上記インジェクタ側と上記ミキサー側とに分かれて流れるように、上記クランク管部の内部を横切るように仕切り、上記上流側から排気流れ方向の下流側に行くに従って上記第２曲り部のインジェクタ取付部に近づくように湾曲している。

上記ガイドの、上記クランク管部の内部を横切る方向に広がる幅方向の中央部に、その両側部よりも湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝が形成されている。

このような排気浄化装置によれば、排気管にクランク管部を設けることによって、インジェクタの噴射軸を直管部の長手方向に延ばしてミキサーの中心を指向させたから、尿素水溶液と排気の混合性が良くなる。その結果、ＮＯｘの浄化性が向上する。

そうして、上述の如く排気管にクランク管部が設けられているが、排気の一部が第１曲り部からガイドに導かれて第２曲り部のインジェクタ取付部の方に流れるから、該インジェクタ取付部を通り過ぎる排気量が多くなる。従って、排気温度が低いときにおいても、排気の熱がインジェクタの先端部付近に効率良く供給され、該先端部付近に尿素等が析出することを抑制することができる。このように、本発明によれば、インジェクタの先端部付近に尿素等が析出することを、ヒータ等を用いることなく、或いは尿素水溶液の噴射量を制御することなく、排気の熱を利用して簡便に抑制することができ、コスト面及びＮＯｘ浄化性能の面で有利になる。

また、ガイドが板状であって、上述の如く湾曲していることにより、排気の流れに対して大きな抵抗を与えることなく、排気の一部をインジェクタの方へ導いてインジェクタ先端部付近を効率良く加熱することができる。すなわち、ガイドの排気流れ方向の上流端側は、クランク管部の内部をインジェクタ側とミキサー側とに仕切る形になっているから、排気はガイドの当該上流端部においてインジェクタ側とミキサー側とに流れが分かれるだけである。そのため、ガイドが排気の流れに対して大きな抵抗になることはなく、排気圧損が大きくならない。そうして、インジェクタ側に分かれた排気の一部はガイドの湾曲によってインジェクタに向かって案内されるから、インジェクタの先端部付近を排気によって効率良く加熱することができる。

また、上記ガイドの幅方向の中央部に湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝が形成されているから、排気抵抗の上昇をできるだけ抑えつつ、クランク管部の中心部近くを流れる流速が大きく温度が高い排気を当該溝によってインジェクタ先端部付近へ効率良く導くことができる。

好ましい実施形態では、上記ガイドは、排気流れ方向の上流端においては、上記クランク管部の内部を上記ミキサー側の通路断面積が上記インジェクタ側の通路断面積よりも大きくなるように仕切っている。これによれば、ガイドは、第１曲り部から第２曲り部を経てミキサーに向かう排気の流れに対して大きな妨げにはならず、排気圧損の増大抑制に有利になる。

好ましい実施形態では、上記第２曲り部における上記インジェクタの取付部には、上記直管部の長手方向において外側へ向かって先細になって突出したコーン状凹部が設けられており、上記インジェクタは、その先端部が上記コーン状凹部の先端部に取り付けられ、上記コーン状凹部を介して上記第２曲り部の内部に臨んでいる。

上記実施形態によれば、排気の一部がガイドによってインジェクタ側に導かれてコーン状凹部に流入することにより、インジェクタの先端部付近への尿素等の析出が抑制される。一方、エンジンの高負荷運転時には排気温度が高くなるから、その高温の排気がインジェクタに熱害となること（インジェクタが過度に加熱されて作動不良を招くこと）を避ける必要がある。これに対して、インジェクタは第２曲り部から外側へ突出したコーン状凹部の先端部に取り付けられているから、高温の排気によってインジェクタが過度に加熱されることが避けられる。

また、ここに開示するエンジンの排気浄化装置は、
エンジンの排気管に設けられ、排気中のＮＯｘをＮＨ_３によって選択的に還元浄化するＳＣＲ触媒と、
上記排気管における上記ＳＣＲ触媒よりも上流側に設けられ、上記ＮＨ_３を生成するための尿素水溶液を上記排気中に噴射するインジェクタと、
上記排気管における上記インジェクタと上記ＳＣＲ触媒との間に設けられ、上記インジェクタから噴射された尿素水溶液と上記排気との混合を促進するミキサーとを備え、
上記排気管は、上記ミキサーが配置された直管部と、上記排気を上記ミキサーに導くべく上記直管部に対して斜めに接続された斜め導入管とを備え、
上記インジェクタは、上記斜め導入管の上記ミキサーに相対する部分に取り付けられて、その噴射軸が上記ミキサーの中心を指向するように上記直管部の長手方向に延びており、
上記斜め導入管の上記ミキサーと相対する部分には、上記直管部の長手方向において外側へ向かって先細になって突出したコーン状凹部が設けられ、
上記インジェクタは、その先端部が上記コーン状凹部の先端部に取り付けられ、上記コーン状凹部を介して上記斜め導入管の内部に臨んでおり、
上記斜め導入管の内部に、上記排気の一部を上記斜め導入管から上記コーン状凹部の方に導くガイドが設けられており、
上記ガイドは、板状であって、上記斜め導入管における上記コーン状凹部の位置よりも排気流れ方向の上流側において、排気が上記斜め導入管の内部を上記インジェクタ側と上記ミキサー側とに分かれて流れるように、上記斜め導入管の内部を横切るように仕切り、該上流側から排気流れ方向の下流側に行くに従って上記コーン状凹部の方に近づくように湾曲しており、
上記ガイドの、上記斜め導入管の内部を横切る方向に広がる幅方向の中央部に、その両側部よりも湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝が形成されていることを特徴とする。

この排気浄化装置によれば、ミキサーが配置された直管部に斜め導入管を接続したから、インジェクタを、その噴射軸が上記直管部の長手方向に延びてミキサーの中心を指向するように設けることができる。その結果、尿素水溶液と排気の混合性が良くなり、ＮＯｘの浄化性が向上する。また、インジェクタは、斜め導入管から外側へ突出したコーン状凹部を介して排気管の内部に臨んでいるから、エンジンの高負荷運転時に高温の排気によってインジェクタが過度に加熱されることが避けられる。

そうして、排気の一部が斜め導入管からインジェクタが取り付けられたコーン状凹部の方に導かれるから、排気温度が低いときにおいても、インジェクタの先端部付近に尿素等が析出することを排気の熱によって効率良く抑制することができる。

また、ガイドが板状であって、上述の如く湾曲していることにより、排気の流れに対して大きな抵抗を与えることなく、排気の一部をインジェクタの方へ導いてインジェクタを効率良く加熱することができる。

また、上記ガイドの幅方向の中央部に湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝が形成されているから、排気抵抗の上昇をできるだけ抑えつつ、斜め導入管の中心部付近を流れる流速が大きく温度が高い排気を当該溝によってコーン状凹部の方へ効率良く導くことができる。

好ましい実施形態では、上記ガイドは、排気流れ方向の上流端においては、上記斜め導入管を上記ミキサー側の通路断面積が上記インジェクタ側の通路断面積よりも大きくなるように仕切っている。これによれば、ガイドは、斜め導入管からミキサーに向かう排気の流れに対して大きな妨げにはならず、排気圧損の増大抑制に有利になる。

本発明によれば、尿素水溶液のインジェクタをその噴射軸がミキサーの中心を指向するように設けたから、尿素水溶液と排気の混合性が良くなり、ＮＯｘの浄化性が向上するとともに、排気管内部に排気の一部をインジェクタの取付部の方に導く湾曲した板状のガイドを設け、該ガイドの中央部に湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝を形成したから、排気抵抗の上昇をできるだけ抑えつつ、流速が大きく温度が高い排気を当該溝によってインジェクタの先端部に導くことができ、従って、インジェクタの先端部付近に尿素等が析出することを、ヒータ等を用いることなく、或いは尿素水溶液の噴射量を制御することなく、排気の熱を利用して簡便に抑制することができ、コスト面及びＮＯｘ浄化性能の面で有利になる。

実施形態１に係る排気浄化装置の平面図。同装置の一部を示す断面図。同装置のクランク管部を構成する上側半円管を外して示す要部の平面図。同クランク管部を構成する上側半円管を外して示す同装置の要部の斜視図。同装置のガイド部材の斜視図。図１のＡ−Ａ線断面図。図３のＢ−Ｂ線位置で切断したクランク管部及びガイド部材の断面図。図３のＣ−Ｃ線位置で切断した同装置の要部の断面図。実施形態２に係る図２と同様の断面図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本実施形態は自動車のディーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。図１において、１はエンジン（図示省略）の排気管である。この排気管１に、酸化触媒２、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３、インジェクタ４、ミキサー５、ＳＣＲ触媒６及びＮＨ_３酸化触媒（スリップ触媒）７が、その上流側から順に配設されている。

酸化触媒２は、排気のＨＣ（炭化水素）及びＣＯを酸化浄化するとともに、ＤＰＦ３を再生するための昇温手段として働く。定期的に、又はＤＰＦ３のパティキュレート堆積量が所定値を越えたときに、エンジンの燃料噴射制御等によって、酸化触媒２に燃料由来のＨＣを供給して触媒燃焼させ、その反応熱によってＤＰＦ３を加熱する。これにより、ＤＰＦ３を再生することができる。

インジェクタ４は、尿素水溶液を貯留したタンク（図示省略）から供給される尿素水溶液を排気管１内に噴射する。排気管１に内に噴射された尿素水溶液はミキサー５によって排気と混合・拡散されてＳＣＲ触媒６に供給される。ＳＣＲ触媒６では、尿素の加水分解や熱分解によって生ずるＮＨ_３を還元剤として排気中のＮＯｘが還元浄化される。

ＮＨ_３酸化触媒７は、ＮＯｘと反応することなくＳＣＲ触媒６を通過する（スリップする）ＮＨ_３及びその誘導体をトラップして酸化し、ＮＨ_３等が大気中に放出される量を低減する。

本実施形態の排気浄化装置では、ミキサー５による尿素水溶液と排気の混合性を良好にするために、排気管１にクランク管部１１を設け、該クランク管部１１にインジェクタ４を配置している。

＜クランク管部１１＞
図２乃至図４に示すように、クランク管部１１は、排気をミキサー５に導く交互に逆方向に曲がった第１曲り部１１ａと第２曲り部１１ｂを有する。このクランク管部１１の第２曲り部１１ｂに続く排気流れ方向の下流側の直管部１２にミキサー５が配置されている。インジェクタ４は、第２曲り部１１ｂにおけるミキサー５に相対する外周側壁部にコーン部材１３を介して取り付けられている。

コーン部材１３は、直管部１２の長手方向において外側へ向かって先細になって突出し、その先端部にインジェクタ４の先端部が結合されている。すなわち、インジェクタ４は、コーン部材１３の内部に形成されたコーン状凹部１３ａを介して第２曲り部１１ｂの内部に臨み、その噴射軸がミキサー５の中心を指向するように直管部１２の長手方向に延びている。換言すれば、インジェクタ４の噴射軸がミキサー５と略同心になっている。

そうして、インジェクタ４の先端部付近に尿素等が析出することを抑制するために、クランク管部１１の内部に、排気の一部を第１曲り部１１ａから第２曲り部１１ｂにおけるインジェクタ４の取付部の方へ、すなわち、コーン状凹部１３ａの方に導くガイド部材１４が設けられている。

＜ガイド部材１４＞
図５に示すように、ガイド部材１４は、板状であって、排気の一部の流れを変える湾曲したガイド１５と、ガイド１５の両側に設けられた取付部１６，１７を備えてなる。ここに、ガイド１５は、両側の取付部１６，１７を結ぶ方向に直交する断面が円弧状に湾曲している。さらに、ガイド１５は、両取付部１６，１７間の中央部に、その両側部よりも湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝１５ａを備えている。

図６乃至図８に示すように、クランク管部１１は上下二つの半円管１１Ａ，１１Ｂを合わせることによって形成されている。図２乃至図４に示すように、ガイド部材１４は、クランク管部１１の第１曲り部１１ａから第２曲り部１１ｂに至る途中に配置されている。そして、図６乃至図８に示すように、ガイド部材１４は、ガイド１５がクランク管部１１の内部を横切る形になるように、両側の取付部１６，１７が上側半円管１１Ａ及び下側半円管１１Ｂ各々の相対する部分に固定されている。よって、上記曲率半径が大きくなった溝１５ａは、クランク管部１１の内部を横切る方向に広がるガイド１５の幅方向の中央部に位置する。

これにより、ガイド１５は、クランク管部１１におけるインジェクタ４の取付部位よりも排気流れ方向の上流側において、クランク管部１１の内部を排気がインジェクタ４側とミキサー５側とに分かれて流れるように仕切っている。すなわち、ガイド１５は、その排気流れ方向の上流側部分が第１曲り部１１ａの内部を内周側と外周側とに仕切るように排気流れ方向に延びていて、排気流れ方向の下流側に行くに従ってインジェクタ４の取付部に近づくように湾曲している。また、ガイド１５は、その排気流れ方向の上流端においては、図７に示すように、クランク管部１１の内部をミキサー５側の通路断面積の方がインジェクタ４側の通路断面積よりも大きくなるように仕切っている。

図２に示すように、本実施形態のインジェクタ４は尿素水溶液を霧状に噴出させるものである。この尿素水溶液の噴霧がガイド１５に当たらないように、ガイド１５の下端はインジェクタ４の噴霧角度範囲から外れた位置に設定されている。

＜排気浄化装置の利点等＞
エンジンから排出される排気は、酸化触媒２及びＤＰＦ４を通って排気管１のクランク管部１１に流入する。クランク管部１１に流入した排気は、図２に矢符で示すように、第１曲り部１１ａから第２曲り部１１ｂに至る途中で、ガイド部材１４のガイド１５によってインジェクタ４側（第１曲り部１１ａの内周側）とミキサー５側（第１曲り部１１ａの外周側）とに分かれる。

ガイド１５の上流側部分は排気の流れ方向に延びているから、排気がインジェクタ４側とミキサー５側に分かれるときに、ガイド１５が大きな流路抵抗になることはない。ミキサー５側、すなわち、第１曲り部１１ａの外周側壁部とガイド１５との間に流れた排気は、第２曲り部１１ｂの内周側壁部をかすめて直管部１２に流入してミキサー５へ向かう。

ここに、図７に示すように、ミキサー５側の通路断面積の方がインジェクタ４側の通路断面積よりも大きいから、ミキサー５側が排気流れの主流になる。従って、ガイド１５は、第１曲り部１１ａから第２曲り部１１ｂを経てミキサー５に向かう排気の流れに対して大きな妨げにはならない。

以上のように、ガイド１５の上流側部分が排気の流れ方向に延びていること、並びに、ミキサー５側の通路断面積の方がインジェクタ４側の通路断面積よりも大きくなっていることにより、排気圧損がガイド１５によって増大することが抑制されている。

インジェクタ４側、すなわち、第１曲り部１１ａの内周側壁部とガイド１５との間に流れた排気は、その流れの方向がガイド１５の湾曲面によって変えられて、第２曲り部１１ｂの外周壁部のインジェクタ取付部の方へ導かれる。その結果、インジェクタ４側に流れた排気は、コーン状凹部１３ａに流入してインジェクタ４の先端部に当たるようになる。これにより、排気温度が低い場合でも、インジェクタ４の先端部付近が排気の熱によって効率良く加熱され、該先端部付近に尿素等が析出することが避けられる。

上述の如く、インジェクタ４側の通路断面積は小さくなっているものの、ガイド１５の中央部に曲率半径が大きくなった溝１５ａが設けられている。従って、クランク管部１１の中心部近くを流れる流速が大きく温度が高い排気を当該溝１５ａによってインジェクタ４の先端部付近へ効率良く導くことができる。すなわち、当該溝１５ａを設けたことにより、排気圧損の増大を抑制しつつ、尿素等の析出を効果的に防止することができる。

また、インジェクタ４は、第２曲り部１１ｂの外周側壁部から外側へ突出したコーン状凹部１３ａを介して排気管１の内部に臨んでいるから、エンジンの高負荷運転時に高温の排気によってインジェクタ４が過度に加熱されることが避けられる。

そうして、インジェクタ４の噴射軸がミキサー５の中心を指向するように直管部１２の長手方向に延びているから、ミキサー５が、インジェクタ４から噴射された尿素水溶液と排気との混合に効率良く働き易くなる。また、ガイド１５の下端はインジェクタ４の噴霧角度範囲から外れてその上流側に位置する。従って、インジェクタ４による尿素水溶液の噴射がガイド１５によって妨げられることはない。

＜別の実施形態＞
図９に本発明の別の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の要部を示す。図９において、先の実施形態に係る排気浄化装置の要素と機能的に同じ要素には同じ符号を付けている。

この排気浄化装置の排気管１は、ミキサー５を配置した直管部１２と、排気をミキサー５に導くべく直管部１２に対して斜めに接続された斜め導入管２１とを備えている。図示は省略するが、斜め導入管２１よりも上流側の排気管には酸化触媒及びＤＰＦが設けられ、直管部１２よりも下流側の排気管にはＳＣＲ触媒及びＮＨ_３酸化触媒が設けられている。

そうして、斜め導入管２１のミキサー５に相対する壁部にはインジェクタ４がコーン部材１３を介して取り付けられている。すなわち、インジェクタ４は、その先端部がコーン部材１３の先端部に取り付けられていて、コーン部材１３のコーン状凹部１３ａを介して直管部１２と斜め導入管２１の接続部に内部に臨んでいる。インジェクタ４の噴射軸はミキサー５の中心を指向するように直管部１２の長手方向に延びている。

斜め導入管２１の内部には、排気の一部を斜め導入管２１からコーン状凹部の方に、すなわち、インジェクタ４の方に導くガイド部材１４が設けられている。ガイド部材１４は、先の実施形態と同じく、排気の一部の流れを変えてインジェクタ４の方に導く湾曲したガイド１５と、ガイド１５の両側に設けられた取付部を備えてなる。図９では片側の取付部１７のみを示している。

ガイド１５は、板状であって、コーン状凹部１３ａの位置よりも排気流れ方向の上流側において斜め導入管２１の内部を排気がインジェクタ４側とミキサー５側とに分かれて流れるように仕切っている。すなわち、ガイド１５の上流側部分は斜め導入管２１における排気流れ方向に延び、斜め導入管２１は、ガイド１５の上流側部分によって、ミキサー５側の通路断面積がインジェクタ４側の通路断面積よりも大きくなるように仕切られている。

ガイド１５は、排気流れ方向の上流側から下流側に行くに従ってコーン状凹部の方に近づくように湾曲している。ガイド１５の幅方向の中央部には、その両側部よりも湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝１５ａが形成されている。

本実施形態に係る排気浄化装置によれば、排気の一部が斜め導入管２１からインジェクタ４が取り付けられたコーン状凹部１３ａの方にガイド１５によって導かれるから、先の実施形態と同じく、排気温度が低いときにおいても、インジェクタの先端部付近に尿素等が析出することを排気の熱によって効率良く抑制することができる。

また、先の実施形態と同じく、ガイド１５の上流側部分が排気の流れ方向に延びていること、並びに、ミキサー５側の通路断面積の方がインジェクタ４側の通路断面積よりも大きくなっていることにより、排気圧損がガイド１５によって増大することが抑制されている。

上述の如く、インジェクタ４側の通路断面積は小さくなっているものの、ガイド１５の中央部に曲率半径が大きくなった溝１５ａが設けられている。従って、排気抵抗の上昇をできるだけ抑えつつ、斜め導入管２１の中心部近くを流れる流速が大きく温度が高い排気を当該溝１５ａによってコーン状凹部１３ａの方へ効率良く導くことができる。

ミキサー５が配置された直管部１２に斜め導入管２１を接続したから、インジェクタ５を、その噴射軸が直管部１２の長手方向に延びてミキサー５の中心を指向するように設けることができる。よって、先の実施形態と同じく、ミキサー５による尿素水溶液と排気の混合性が良くなり、ＮＯｘの浄化性が向上する。

また、インジェクタ４は、斜め導入管２１から外側へ突出したコーン状凹部１３ａを介して排気管１の内部に臨んでいるから、エンジンの高負荷運転時に高温の排気によってインジェクタ４が過度に加熱されることが避けられる。

１排気管
２酸化触媒
３ＤＰＦ
４インジェクタ
５ミキサー
６ＳＣＲ触媒
７ＮＨ_３酸化触媒（スリップ触媒）
１１クランク管部
１１ａ第１曲り部
１１ｂ第２曲り部
１２直管部
１３ａコーン状凹部
１５ガイド
１５ａ溝
２１斜め導入管

Claims

エンジンの排気管に設けられ、排気中のＮＯｘをＮＨ_３によって選択的に還元浄化するＳＣＲ触媒と、
上記排気管における上記ＳＣＲ触媒よりも上流側に設けられ、上記ＮＨ３を生成するための尿素水溶液を上記排気中に噴射するインジェクタと、
上記排気管における上記インジェクタと上記ＳＣＲ触媒との間に設けられ、上記インジェクタから噴射された尿素水溶液と上記排気との混合を促進するミキサーとを備えたエンジンの排気浄化装置において、
上記排気管は、上記排気を上記ミキサーに導く交互に逆方向に曲がった第１曲り部と第２曲り部を有するクランク管部と、該クランク管部の第２曲り部に続く直管部とを備え、該直管部に上記ミキサーが配置されており、
上記インジェクタは、上記第２曲り部の上記ミキサーに相対する部分に取り付けられて、その噴射軸が上記ミキサーの中心を指向するように上記直管部の長手方向に延びており、
上記クランク管部の内部に、上記排気の一部を上記第１曲り部から上記第２曲り部における上記インジェクタの取付部の方に導くガイドが設けられており、
上記ガイドは、板状であって、上記クランク管部における上記インジェクタの取付部位よりも排気流れ方向の上流側において、排気が上記クランク管部の内部を上記インジェクタ側と上記ミキサー側とに分かれて流れるように、上記クランク管部の内部を横切るように仕切り、上記上流側から排気流れ方向の下流側に行くに従って上記第２曲り部のインジェクタ取付部に近づくように湾曲しており、
上記ガイドの、上記クランク管部の内部を横切る方向に広がる幅方向の中央部に、その両側部よりも湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝が形成されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項１において、
上記ガイドは、排気流れ方向の上流端においては、上記クランク管部の内部を上記ミキサー側の通路断面積が上記インジェクタ側の通路断面積よりも大きくなるように仕切っていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項１又は請求項２において、
上記第２曲り部における上記インジェクタの取付部には、上記直管部の長手方向において外側へ向かって先細になって突出したコーン状凹部が設けられており、
上記インジェクタは、その先端部が上記コーン状凹部の先端部に取り付けられ、上記コーン状凹部を介して上記第２曲り部の内部に臨んでいることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
エンジンの排気管に設けられ、排気中のＮＯｘをＮＨ_３によって選択的に還元浄化するＳＣＲ触媒と、
上記排気管における上記ＳＣＲ触媒よりも上流側に設けられ、上記ＮＨ３を生成するための尿素水溶液を上記排気中に噴射するインジェクタと、
上記排気管における上記インジェクタと上記ＳＣＲ触媒との間に設けられ、上記インジェクタから噴射された尿素水溶液と上記排気との混合を促進するミキサーとを備えたエンジンの排気浄化装置において、
上記排気管は、上記ミキサーが配置された直管部と、上記排気を上記ミキサーに導くべく上記直管部に対して斜めに接続された斜め導入管とを備え、上記インジェクタは、上記斜め導入管の上記ミキサーに相対する部分に取り付けられて、その噴射軸が上記ミキサーの中心を指向するように上記直管部の長手方向に延びており、
上記斜め導入管の上記ミキサーと相対する部分には、上記直管部の長手方向において外側へ向かって先細になって突出したコーン状凹部が設けられ、
上記インジェクタは、その先端部が上記コーン状凹部の先端部に取り付けられ、上記コーン状凹部を介して上記斜め導入管の内部に臨んでおり、
上記斜め導入管の内部に、上記排気の一部を上記斜め導入管から上記コーン状凹部の方に導くガイドが設けられており、
上記ガイドは、板状であって、上記斜め導入管における上記コーン状凹部の位置よりも排気流れ方向の上流側において、排気が上記斜め導入管の内部を上記インジェクタ側と上記ミキサー側とに分かれて流れるように、上記斜め導入管の内部を横切るように仕切り、該上流側から排気流れ方向の下流側に行くに従って上記コーン状凹部の方に近づくように湾曲しており、
上記ガイドの、上記斜め導入管の内部を横切る方向に広がる幅方向の中央部に、その両側部よりも湾曲の曲率半径が大きくなるように凹んだ溝が形成されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。