WO2009144766A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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小和田稔
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日野自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification device.
  • a selective reduction catalyst that includes a particulate filter that collects particulates in exhaust gas in the middle of an exhaust pipe, and that can selectively react NOx with ammonia even in the presence of oxygen on the downstream side of the particulate filter. It is proposed that urea water is added as a reducing agent between the selective reduction catalyst and the particulate filter to simultaneously reduce particulates and NOx.
  • the present inventor has created a compact exhaust purification device as shown in FIGS. 1 and 2, and has already filed this as Japanese Patent Application No. 2007-29923.
  • the diesel engine 1 A particulate filter 5 that collects particulates in the exhaust gas 3 in the middle of the exhaust pipe 4 through which the exhaust gas 3 discharged from the exhaust gas 2 circulates, and oxygen downstream of the particulate filter 5
  • the selective reduction catalyst 6 having the property of selectively reacting NOx with ammonia even in the presence of coexistence is held in parallel by the casings 7 and 8, and the outlet side end of the particulate filter 5
  • the selective reduction catalyst 6 is connected to the inlet side end portion by an S-shaped connecting flow path 9 and discharged from the outlet side end portion of the particulate filter 5.
  • the exhaust gas 3 is folded in the reverse direction and introduced into the inlet end of the adjacent selective catalytic reduction catalyst 6.
  • the communication channel 9 surrounds the outlet end of the particulate filter 5 and directs the exhaust gas 3 immediately after exiting from the outlet end in a substantially perpendicular direction.
  • the gas collecting chamber 9A that collects while changing the direction of the gas, and the exhaust gas 3 collected in the gas collecting chamber 9A are extracted in the direction opposite to the exhaust flow of the particulate filter 5, and in the middle of the injector 11 for urea water addition (urea A mixing pipe 9B having a water addition means), and the exhaust gas 3 guided by the mixing pipe 9B is dispersed in a substantially perpendicular direction while being dispersed, and the dispersed exhaust gas 3 is dispersed in the selective reduction catalyst 6
  • An S-shaped structure is formed by the gas dispersion chamber 9C surrounding the inlet side end so as to be introduced into the inlet side end.
  • an oxidation catalyst 14 that oxidizes the unburned fuel in the exhaust gas 3 is provided in the front stage in the casing 7 in which the particulate filter 5 is held, and the selective catalytic reduction catalyst 6 is provided.
  • An ammonia reduction catalyst 15 that oxidizes excess ammonia is provided in the rear stage in the casing 8 that is held.
  • particulates in the exhaust gas 3 are collected by the particulate filter 5 and urea water is supplied from the urea water addition injector 11 in the middle of the mixing pipe 9B on the downstream side.
  • urea water addition injector 11 in the middle of the mixing pipe 9B on the downstream side.
  • the exhaust gas 3 discharged from the outlet end portion of the particulate filter 5 is folded in the reverse direction by the connecting flow path 9 and then introduced into the inlet end portion of the adjacent selective catalytic reduction catalyst 6. Therefore, a long distance from the urea water addition position in the middle of the communication flow path 9 to the selective catalytic reduction catalyst 6 is secured, and the flow of the exhaust gas 3 is turned back to make turbulence and urea. As a result of promoting the mixing of the water and the exhaust gas 3, a sufficient reaction time is secured for generating ammonia from the urea water.
  • the particulate filter 5 and the selective catalytic reduction catalyst 6 are arranged in parallel, and the connecting flow path 9 is arranged between the particulate filter 5 and the selective catalytic reduction catalyst 6, so that the whole The configuration becomes compact, and the mountability to the vehicle is greatly improved.
  • Patent Document 1 As prior art document information related to the present invention, for example, the following Patent Document 1 already exists. JP 2005-155404 A
  • the urea water added from the injector 11 is pushed by the momentum of the flow of the exhaust gas 3 to form a biased flow along the inner wall of the mixing pipe 9B, thereby achieving a good dispersion of the urea water. There is a problem that can not be it.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exhaust emission control device that can disperse urea water well even when the flow rate of exhaust gas increases to improve the mixing with exhaust gas. It is aimed.
  • the present invention relates to a particulate filter, a selective reduction catalyst that is provided downstream thereof and selectively reacts with ammonia even in the presence of oxygen, and a selective reduction type exhaust gas emitted from the outlet side of the particulate filter.
  • An exhaust purification device comprising a communication flow path leading to the inlet side of the catalyst and urea water addition means for adding urea water in the middle of the communication flow path, surrounding the outlet end portion of the particulate filter and A gas collecting chamber that collects exhaust gas that has exited from the exit end while changing its direction in a substantially right angle direction, and a mixing that extracts the exhaust gas collected in the gas collecting chamber by changing its direction to a substantially right angle again.
  • a gas collecting chamber that forms an upstream portion of the communication flow path with a pipe, encloses the periphery of the entrance end of the mixing pipe with a required space, and closes the open end face of the entrance end
  • the downstream end of the mixing pipe is connected to the inlet end of the mixing pipe, the first opening is formed at a position near the outlet of the particulate filter at the inlet end of the mixing pipe, and at a position far from the outlet.
  • a second partition plate that is introduced from the tangential direction and a third partition plate that introduces the remaining flow outside in the swirl direction from the tangential direction to the second opening are provided in the downstream end of the gas collecting chamber. It is characterized by .
  • the exhaust gas emitted from the outlet end portion of the particulate filter is collected while being redirected in a substantially perpendicular direction by the gas collecting chamber.
  • a flow that swirls around the inlet end of the mixing pipe in one direction is induced, and the rectification action by the second partition plate that bisects the flow is combined with the early rectification of the exhaust gas.
  • the flow inside the turning direction divided by the second partition plate is introduced from the tangential direction with respect to the first opening, while the flow outside the turning direction is introduced into the third partition with respect to the second opening. It is introduced from the tangential direction by the plate.
  • the rectified exhaust gas flows from the opposite tangential direction into the first opening and the second opening facing each other in the diametrical direction at the inlet end of the mixing pipe. Since the exhaust gas flowing from the opening and the second opening efficiently forms a swirling flow in the mixing pipe, the swirling flow promotes the dispersion of urea water in the mixing pipe, and the mixing property with the exhaust gas is remarkably increased. In addition, since the swirling flow of the exhaust gas is more easily formed as the flow rate of the exhaust gas increases, the mixing ability of the urea water and the exhaust gas is kept high even if the flow rate of the exhaust gas is increased. Will be drunk.
  • the exhaust gas is rectified and divided into two large flows and the first opening and Since it is introduced from two places in the second opening, it is possible to avoid the situation where the flow of the exhaust gas is disturbed or the cross-sectional area of the flow path is extremely narrowed, and the exhaust gas is filtered by the particulate filter.
  • an increase in exhaust resistance is suppressed, and pressure loss is reduced.
  • the urea water may be added either upstream or downstream from the position where the exhaust gas swirl is formed. In any case, urea water is added by the exhaust gas swirl. Water dispersion will be encouraged.
  • the space between the inlet end of the mixing pipe and the downstream end of the gas collecting chamber surrounding the inlet end of the mixing pipe is defined as the inlet end of the mixing pipe. It is preferable to form it with a scroll shape corresponding to the flow of exhaust gas induced around the periphery of the gas.
  • the flow of exhaust gas that swirls around the inlet end of the mixing pipe in one direction is further induced by the scroll shape, and is introduced into the mixing pipe from the first opening and the second opening. Since the exhaust gas to be generated easily forms a swirling flow, the mixing property of the urea water and the exhaust gas in the mixing pipe is further enhanced.
  • FIGS. 4 and 5 show an embodiment of the present invention.
  • the upstream portion of the communication flow path 9 relates to an exhaust gas purification apparatus configured substantially the same as that of FIGS. 1 and 2 described above.
  • the gas collecting chamber 9A and the mixing pipe 9B constituting the above are changed as follows.
  • the periphery of the inlet side end of the mixing pipe 9B is encapsulated with a required space and the opening end surface of the inlet side end is closed.
  • the downstream end 9a is connected to the inlet end of the mixing pipe 9B, and the gas collecting chamber 9A surrounding the inlet end of the mixing pipe 9B and the inlet end of the mixing pipe 9B.
  • the flow of the exhaust gas 3 that is guided by the first partition plate 16 described later so as to swivel around the inlet end portion of the mixing pipe 9B (see FIG.
  • a first opening 12 is formed at a position close to the exit side of the particulate filter 5 at the entrance end of the mixing pipe 9B (the lower end portion of the mixing pipe 9B in the illustrated example), and the particulate filter 5
  • a second opening 13 that is opposed to the first opening 12 in the diameter direction is formed at a position far from the exit side (in the illustrated example, the upper end of the mixing pipe 9B).
  • the first partition plate 16 that guides the flow so as to swirl around in one direction, and the flow of the exhaust gas 3 induced by the first partition plate 16 bisects the flow inside the swirl direction to the first opening
  • a second partition plate 17 that introduces the portion 12 from the tangential direction, and a third partition plate 18 that introduces the remaining flow in the swirl direction outside to the second opening portion 13 from the tangential direction are provided.
  • a urea water addition injector 11 constituting a urea water addition means is concentrically mounted on the opening end surface of the inlet end portion of the mixing pipe 9B closed by the downstream end portion 9a of the gas collecting chamber 9A.
  • the urea water addition injector 11 adds urea water to the central position of the inlet end of the mixing pipe 9B.
  • the exhaust gas 3 emitted from the outlet side end of the particulate filter 5 is collected while being turned in a substantially perpendicular direction by the gas collecting chamber 9A.
  • a flow that swirls around the entrance end of the mixing pipe 9B in one direction is induced, and the exhaust gas 3 is combined with the rectifying action by the second partition plate 17 that bisects the flow. Is rectified from an early stage.
  • the flow inside the swirl direction divided by the second partition plate 17 is introduced from the tangential direction to the first opening 12, while the flow outside the swirl direction is introduced into the third partition plate with respect to the second opening 13.
  • 18 is introduced from the tangential direction, so that the rectified exhaust gas 3 is respectively supplied to the first opening 12 and the second opening 13 that are opposed to each other in the diametrical direction at the entrance end of the mixing pipe 9B. It flows from the opposite tangential direction.
  • the exhaust gas 3 is divided into two large flows while being rectified. Since the gas is introduced from two locations of the one opening portion 12 and the second opening portion 13, a situation in which the flow of the exhaust gas 3 is disturbed or the flow passage cross-sectional area is extremely narrowed is avoided in advance.
  • the exhaust gas 3 is smoothly guided from the outlet end portion of the particulate filter 5 to the inlet end portion of the mixing pipe 9B, thereby suppressing an increase in exhaust resistance and reducing pressure loss. Become.
  • the swirl flow can be efficiently formed in the mixing pipe 9B and the urea water can be dispersed well, the urea water can be well dispersed even if the flow rate of the exhaust gas 3 is increased. Therefore, the miscibility with the exhaust gas 3 can be enhanced, and the mist particles of urea water are efficiently refined and thermally decomposed into ammonia and carbon dioxide gas quickly until reaching the selective reduction catalyst 6 (see FIG. 2). Can be made.
  • the exhaust gas 3 is allowed to flow from the outlet end of the particulate filter 5 to the inlet end of the mixing pipe 9B without disturbing the flow of the exhaust gas 3 or extremely narrowing the flow passage cross-sectional area. Therefore, it is possible to reduce the pressure loss by suppressing the increase in exhaust resistance.
  • a space between the inlet side end portion of the mixing pipe 9B and the downstream side end portion of the gas collecting chamber 9A surrounding the inlet side end portion of the mixing pipe 9B is defined as the mixing pipe. Since the scroll shape corresponding to the flow of the exhaust gas 3 induced around the inlet side end portion of 9B is attached, the circumference of the inlet side end portion of the mixing pipe 9B is swung in one direction. The flow of the exhaust gas 3 can be guided by the scroll shape to further easily form the swirl flow of the exhaust gas 3, and the mixing property of the urea water and the exhaust gas 3 in the mixing pipe 9B can be further enhanced. .
  • the exhaust gas purification apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the addition position of the urea water is not necessarily limited to the illustrated example, and in the illustrated example, the exhaust gas collected in the gas collecting chamber is not limited.
  • the exhaust gas collected in the gas collecting chamber is extracted by the mixing pipe in the same direction as the exhaust flow of the particulate filter.

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Abstract

　本発明の課題は、排気ガスの流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガスとの混合性を高め得る排気浄化装置を提供することにある。ミキシングパイプの入側端部におけるパティキュレートフィルタの出側に近い位置に第一開口部を形成し且つ出側から遠い位置には第一開口部と直径方向に対峙する第二開口部を形成し、パティキュレートフィルタから出た全ての排気ガスがミキシングパイプの入側端部の周囲を一方向に旋回するように流れを誘導する第一仕切板と、該第一仕切板により誘導される排気ガスの流れを二分して旋回方向内側の流れを第一開口部に対し接線方向から導入せしめる第二仕切板と、残りの旋回方向外側の流れを第二開口部に対し接線方向から導入せしめる第三仕切板とをガス集合室の下流側端部内に設ける。

Description

排気浄化装置
　本発明は、排気浄化装置に関するものである。
　近年、排気管の途中に排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備えると共に、該パティキュレートフィルタの下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応させ得る選択還元型触媒を備え、該選択還元型触媒と前記パティキュレートフィルタとの間に還元剤として尿素水を添加してパティキュレートとＮＯxの同時低減を図ることが提案されている。
　このようにする場合、選択還元型触媒への尿素水の添加がパティキュレートフィルタと選択還元型触媒との間で行われることになるため、排気ガス中に添加された尿素水がアンモニアと炭酸ガスに熱分解されるまでの十分な反応時間を確保しようとすれば、尿素水の添加位置から選択還元型触媒までの距離を長くする必要があるが、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒とを十分な距離を隔てて離間配置させてしまうと、車両への搭載性が著しく損なわれるという不具合がある。
　そこで、本発明者は、図１及び図２に示す如きコンパクトな排気浄化装置を創案し、これを特願２００７－２９９２３として既に出願しており、この既出願における排気浄化装置では、ディーゼルエンジン１から排気マニホールド２を介して排出される排気ガス３が流通する排気管４の途中に、排気ガス３中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ５と、該パティキュレートフィルタ５の下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応させ得る性質を備えた選択還元型触媒６とをケーシング７，８により夫々抱持して並列に配置すると共に、パティキュレートフィルタ５の出側端部と選択還元型触媒６の入側端部との間をＳ字構造の連絡流路９により接続し、パティキュレートフィルタ５の出側端部から排出された排気ガス３が逆向きに折り返されて隣の選択還元型触媒６の入側端部に導入されるようにしている。
　図２に要部を拡大して示す如く、前記連絡流路９は、パティキュレートフィルタ５の出側端部を包囲し且つ該出側端部から出た直後の排気ガス３を略直角な向きに方向転換させつつ集合せしめるガス集合室９Ａと、該ガス集合室９Ａで集められた排気ガス３をパティキュレートフィルタ５の排気流れと逆向きに抜き出し且つその途中に尿素水添加用インジェクタ１１（尿素水添加手段）を備えたミキシングパイプ９Ｂと、該ミキシングパイプ９Ｂにより導かれた排気ガス３を略直角な向きに方向転換させつつ分散せしめ且つその分散された排気ガス３を選択還元型触媒６の入側端部に導入し得るよう該入側端部を包囲するガス分散室９ＣとによりＳ字構造を成すように構成されている。
　尚、パティキュレートフィルタ５が抱持されているケーシング７内の前段には、排気ガス３中の未燃燃料分を酸化処理する酸化触媒１４が装備されており、また、選択還元型触媒６が抱持されているケーシング８内の後段には、余剰のアンモニアを酸化処理するアンモニア低減触媒１５が装備されている。
　そして、このような構成を採用すれば、パティキュレートフィルタ５により排気ガス３中のパティキュレートが捕集されると共に、その下流側のミキシングパイプ９Ｂの途中で尿素水添加用インジェクタ１１から尿素水が排気ガス３中に添加されてアンモニアと炭酸ガスに熱分解され、選択還元型触媒６上で排気ガス３中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化される結果、排気ガス３中のパティキュレートとＮＯxの同時低減が図られることになる。
　この際、パティキュレートフィルタ５の出側端部から排出された排気ガス３が連絡流路９により逆向きに折り返されてから隣の選択還元型触媒６の入側端部に導入されるようになっているので、前記連絡流路９の途中にある尿素水の添加位置から選択還元型触媒６までの距離が長く確保されると共に、排気ガス３の流れが折り返されることで乱流化して尿素水と排気ガス３との混合促進が図られる結果、尿素水からアンモニアが生成されるのに十分な反応時間が確保される。
　しかも、パティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６とが並列に配置され、これらパティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６との間に沿うように連絡流路９が配置されているので、その全体構成がコンパクトなものとなって車両への搭載性が大幅に向上されることになる。
　尚、本発明と関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１等が既に存在している。
特開２００５－１５５４０４号公報
　しかしながら、前述の図１及び図２に例示しているように、選択還元型触媒６への尿素水の添加をパティキュレートフィルタ５と選択還元型触媒６との間で行う場合には、ミキシングパイプ９Ｂの途中に上流側へ向け斜めに分岐するボス部１０を設け、該ボス部１０に対し尿素水添加用インジェクタ１１をミキシングパイプ９Ｂの外側から挿し入れて装着し、この尿素水添加用インジェクタ１１を高温の排気ガス３の流れに直接的に晒さないように保護しながら尿素水を添加していたため、図３に示す如く、排気ガス３の流量が多くなった場合には、尿素水添加用インジェクタ１１から添加された尿素水が、排気ガス３の流れの勢いに押されてミキシングパイプ９Ｂの内壁に沿うような偏った流れを形成し、尿素水の良好な分散を図ることができなくなるという問題があった。
　本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、排気ガスの流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガスとの混合性を高め得る排気浄化装置を提供することを目的としている。
　本発明は、パティキュレートフィルタと、その下流側に備えられて酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応せしめる選択還元型触媒と、パティキュレートフィルタの出側から出た排気ガスを選択還元型触媒の入側に導く連絡流路と、該連絡流路の途中に尿素水を添加する尿素水添加手段とを備えた排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタの出側端部を包囲し且つ該出側端部から出た排気ガスを略直角な向きに方向転換させつつ集合せしめるガス集合室と、該ガス集合室で集められた排気ガスを再び略直角な向きに方向転換させて抜き出すミキシングパイプとにより前記連絡流路の上流部分を構成し、ミキシングパイプの入側端部の周囲を所要の空間を隔てて被包し且つ該入側端部の開口端面を閉塞するようにガス集合室の下流側端部をミキシングパイプの入側端部と接続し、該ミキシングパイプの入側端部におけるパティキュレートフィルタの出側に近い位置に第一開口部を形成し且つ出側から遠い位置には前記第一開口部と直径方向に対峙する第二開口部を形成し、パティキュレートフィルタの出側から出た全ての排気ガスが前記第一開口部を最上流部としてミキシングパイプの入側端部の周囲を一方向に旋回するように流れを誘導する第一仕切板と、該第一仕切板により誘導される排気ガスの流れを二分して旋回方向内側の流れを前記第一開口部に対し接線方向から導入せしめる第二仕切板と、残りの旋回方向外側の流れを前記第二開口部に対し接線方向から導入せしめる第三仕切板とを前記ガス集合室の下流側端部内に設けたことを特徴とするものである。
　而して、このようにすれば、パティキュレートフィルタの出側端部から出た排気ガスがガス集合室により略直角な向きに方向転換されつつ集められるが、この際に、第一仕切板によりミキシングパイプの入側端部の周囲を一方向に旋回するような流れが誘導され、しかも、その流れを二分する第二仕切板による整流作用も相俟って排気ガスの整流化が早い段階から図られることになり、前記第二仕切板により二分された旋回方向内側の流れが第一開口部に対し接線方向から導入される一方、旋回方向外側の流れが第二開口部に対し第三仕切板により接線方向から導入される。
　この結果、ミキシングパイプの入側端部にて直径方向に対峙している第一開口部及び第二開口部に対し、整流化された排気ガスが夫々逆向きの接線方向から流れ込み、これら第一開口部及び第二開口部から流れ込む排気ガスによりミキシングパイプ内に効率良く旋回流が形成されるので、この旋回流によりミキシングパイプ内における尿素水の分散が促進されて排気ガスとの混合性が著しく向上されることになり、しかも、この排気ガスの旋回流は排気ガスの流量が多くなるほど形成され易くなるので、排気ガスの流量が多くなっても尿素水と排気ガスとの混合性は高く保たれることになる。
　また、パティキュレートフィルタの出側端部から出た排気ガスをガス集合室により略直角な向きに方向転換させつつ集めるに際し、排気ガスを整流化しながら二つの大きな流れに分けて第一開口部及び第二開口部の二箇所から導入するようにしているので、排気ガスの流れが乱されたり流路断面積が極端に絞り込まれたりするような事態が未然に回避され、排気ガスがパティキュレートフィルタの出側端部からミキシングパイプの入側端部へと円滑に導かれる結果、排気抵抗の上昇が抑制されて圧力損失の低減化が図られることになる。
　尚、尿素水の添加は、排気ガスの旋回流が形成される位置より上流側又は下流側の何れで行われても良く、何れで尿素水が添加された場合でも排気ガスの旋回流により尿素水の分散が促されることになる。
　また、本発明においては、ミキシングパイプの入側端部と、該ミキシングパイプの入側端部周囲を取り巻くガス集合室の下流側端部との間の空間を、前記ミキシングパイプの入側端部の周囲に誘導される排気ガスの流れに対応したスクロール形状を付して形成することが好ましい。
　このようにすれば、ミキシングパイプの入側端部の周囲を一方向に旋回するような排気ガスの流れがスクロール形状により更に誘導され、第一開口部及び第二開口部からミキシングパイプ内に導入される排気ガスが旋回流を形成し易くなるので、ミキシングパイプ内における尿素水と排気ガスとの混合性がより一層高められる。
　上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
　（Ｉ）ミキシングパイプ内に効率良く旋回流を形成して尿素水を良好に分散させることができるので、排気ガスの流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガスとの混合性を高めることができ、選択還元型触媒に到るまでに尿素水のミスト粒子を効率良く微細化して早期にアンモニアと炭酸ガスに熱分解させることができる。
　（ＩＩ）排気ガスの流れを乱したり流路断面積を極端に絞り込んだりするような事態を招くことなく、排気ガスをパティキュレートフィルタの出側端部からミキシングパイプの入側端部へと円滑に導くことができるので、排気抵抗の上昇を抑制して圧力損失の低減化を図ることができる。
　（ＩＩＩ）ミキシングパイプの入側端部と、該ミキシングパイプの入側端部周囲を取り巻くガス集合室の下流側端部との間の空間を、前記ミキシングパイプの入側端部の周囲に誘導される排気ガスの流れに対応したスクロール形状を付して形成した場合には、ミキシングパイプの入側端部の周囲を一方向に旋回するような排気ガスの流れをスクロール形状により誘導することができるので、排気ガスの旋回流を更に形成し易くすることができ、ミキシングパイプ内における尿素水と排気ガスとの混合性をより一層高めることができる。
従来例を示す概略図である。 図１の要部を拡大して示す斜視図である。 従来の尿素水添加の問題を説明する断面図である。 本発明を実施する形態の一例を一部を切り欠いて示す斜視図である。 図４をミキシングパイプの入側端部と対峙する向きから見た断面図である。
符号の説明
　　３  排気ガス
　　４  排気管
　　５  パティキュレートフィルタ
　　６  選択還元型触媒
　　９  連絡流路
　　９Ａ  ガス集合室
　　９ａ  下流側端部
　　９Ｂ  ミキシングパイプ
　１１  尿素水添加用インジェクタ（尿素水添加手段）
　１２  第一開口部
　１３  第二開口部
　１６  第一仕切板
　１７  第二仕切板
　１８  第三仕切板
　以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
　図４及び図５は本発明の一実施例を示すもので、本実施例においては、前述した図１及び図２のものと略同様に構成した排気浄化装置に関し、連絡流路９の上流部分を構成しているガス集合室９Ａとミキシングパイプ９Ｂとを以下のように変更している。
　即ち、ここに図示している例では、ミキシングパイプ９Ｂの入側端部の周囲を所要の空間を隔てて被包し且つ該入側端部の開口端面を閉塞するようにガス集合室９Ａの下流側端部９ａが前記ミキシングパイプ９Ｂの入側端部と接続されており、しかも、このミキシングパイプ９Ｂの入側端部と、該ミキシングパイプ９Ｂの入側端部周囲を取り巻くガス集合室９Ａの下流側端部９ａとの間の空間には、後述の第一仕切板１６によりミキシングパイプ９Ｂの入側端部の周囲を一方向に旋回するように誘導される排気ガス３の流れ（図４中における鎖線の矢印を参照）に対応したスクロール形状が付されている。
　また、ミキシングパイプ９Ｂの入側端部におけるパティキュレートフィルタ５の出側に近い位置（図示例ではミキシングパイプ９Ｂの下端部）に第一開口部１２が形成されていると共に、パティキュレートフィルタ５の出側から遠い位置（図示例ではミキシングパイプ９Ｂの上端部）には前記第一開口部１２と直径方向に対峙する第二開口部１３が形成されている。
　そして、前記ガス集合室９Ａの下流側端部内には、パティキュレートフィルタ５の出側から出た全ての排気ガス３が前記第一開口部１２を最上流部としてミキシングパイプ９Ｂの入側端部の周囲を一方向に旋回するように流れを誘導する第一仕切板１６と、該第一仕切板１６により誘導される排気ガス３の流れを二分して旋回方向内側の流れを前記第一開口部１２に対し接線方向から導入せしめる第二仕切板１７と、残りの旋回方向外側の流れを前記第二開口部１３に対し接線方向から導入せしめる第三仕切板１８とが夫々設けられている。
　また、前記ガス集合室９Ａの下流側端部９ａにより閉塞されたミキシングパイプ９Ｂの入側端部の開口端面には、尿素水添加手段を成す尿素水添加用インジェクタ１１が同心状に装着されており、該尿素水添加用インジェクタ１１により前記ミキシングパイプ９Ｂの入側端部中心位置に尿素水が添加されるようになっている。
　このように構成すれば、パティキュレートフィルタ５の出側端部から出た排気ガス３がガス集合室９Ａにより略直角な向きに方向転換されつつ集められるが、この際、第一仕切板１６によりミキシングパイプ９Ｂの入側端部の周囲を一方向に旋回するような流れが誘導されることになり、しかも、その流れを二分する第二仕切板１７による整流作用も相俟って排気ガス３の整流化が早い段階から図られる。
　そして、前記第二仕切板１７により二分された旋回方向内側の流れが第一開口部１２に対し接線方向から導入される一方、旋回方向外側の流れが第二開口部１３に対し第三仕切板１８により接線方向から導入されるので、ミキシングパイプ９Ｂの入側端部にて直径方向に対峙している第一開口部１２及び第二開口部１３に対し、整流化された排気ガス３が夫々逆向きの接線方向から流れ込むことになる。
　この結果、これら第一開口部１２及び第二開口部１３から流れ込む排気ガス３によりミキシングパイプ９Ｂ内に効率良く旋回流が形成され、この旋回流が最も勢い良く生じているミキシングパイプ９Ｂの入側端部中心位置に尿素水添加用インジェクタ１１から尿素水が添加され、その添加された尿素水が旋回流により排気ガス３中に良好に分散されて排気ガス３との混合性が著しく向上される。
　ここで、ミキシングパイプ９Ｂ内における排気ガス３の旋回流は、排気ガス３の流量が多くなるほど形成され易くなるので、排気ガス３の流量が多くなっても尿素水と排気ガス３との混合性は高く保たれることになる。
　また、パティキュレートフィルタ５の出側端部から出た排気ガス３をガス集合室９Ａにより略直角な向きに方向転換させつつ集めるに際し、排気ガス３を整流化しながら二つの大きな流れに分けて第一開口部１２及び第二開口部１３の二箇所から導入するようにしているので、排気ガス３の流れが乱されたり流路断面積が極端に絞り込まれたりするような事態が未然に回避され、排気ガス３がパティキュレートフィルタ５の出側端部からミキシングパイプ９Ｂの入側端部へと円滑に導かれ、これにより排気抵抗の上昇が抑制されて圧力損失の低減化が図られることになる。
　従って、上記実施例によれば、ミキシングパイプ９Ｂ内に効率良く旋回流を形成して尿素水を良好に分散させることができるので、排気ガス３の流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガス３との混合性を高めることができ、選択還元型触媒６（図２参照）に到るまでに尿素水のミスト粒子を効率良く微細化して早期にアンモニアと炭酸ガスに熱分解させることができる。
　また、排気ガス３の流れを乱したり流路断面積を極端に絞り込んだりするような事態を招くことなく、排気ガス３をパティキュレートフィルタ５の出側端部からミキシングパイプ９Ｂの入側端部へと円滑に導くことができるので、排気抵抗の上昇を抑制して圧力損失の低減化を図ることができる。
　更に、特に本実施例においては、ミキシングパイプ９Ｂの入側端部と、該ミキシングパイプ９Ｂの入側端部周囲を取り巻くガス集合室９Ａの下流側端部との間の空間を、前記ミキシングパイプ９Ｂの入側端部の周囲に誘導される排気ガス３の流れに対応したスクロール形状を付して形成しているので、ミキシングパイプ９Ｂの入側端部の周囲を一方向に旋回するような排気ガス３の流れをスクロール形状により誘導して排気ガス３の旋回流を更に形成し易くすることができ、ミキシングパイプ９Ｂ内における尿素水と排気ガス３との混合性をより一層高めることができる。
　尚、本発明の排気浄化装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、尿素水の添加位置は必ずしも図示例に限定されないこと、また、図示例ではガス集合室で集められた排気ガスをミキシングパイプによりパティキュレートフィルタの排気流れと逆向きに抜き出す場合を例示しているが、ガス集合室で集められた排気ガスをミキシングパイプによりパティキュレートフィルタの排気流れと同じ向きに抜き出す構造にも同様に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

Claims (2)

  1. 　パティキュレートフィルタと、その下流側に備えられて酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応せしめる選択還元型触媒と、パティキュレートフィルタの出側から出た排気ガスを選択還元型触媒の入側に導く連絡流路と、該連絡流路の途中に尿素水を添加する尿素水添加手段とを備えた排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタの出側端部を包囲し且つ該出側端部から出た排気ガスを略直角な向きに方向転換させつつ集合せしめるガス集合室と、該ガス集合室で集められた排気ガスを再び略直角な向きに方向転換させて抜き出すミキシングパイプとにより前記連絡流路の上流部分を構成し、ミキシングパイプの入側端部の周囲を所要の空間を隔てて被包し且つ該入側端部の開口端面を閉塞するようにガス集合室の下流側端部をミキシングパイプの入側端部と接続し、該ミキシングパイプの入側端部におけるパティキュレートフィルタの出側に近い位置に第一開口部を形成し且つ出側から遠い位置には前記第一開口部と直径方向に対峙する第二開口部を形成し、パティキュレートフィルタの出側から出た全ての排気ガスが前記第一開口部を最上流部としてミキシングパイプの入側端部の周囲を一方向に旋回するように流れを誘導する第一仕切板と、該第一仕切板により誘導される排気ガスの流れを二分して旋回方向内側の流れを前記第一開口部に対し接線方向から導入せしめる第二仕切板と、残りの旋回方向外側の流れを前記第二開口部に対し接線方向から導入せしめる第三仕切板とを前記ガス集合室の下流側端部内に設けたことからなる排気浄化装置。
  2. 　ミキシングパイプの入側端部と、該ミキシングパイプの入側端部周囲を取り巻くガス集合室の下流側端部との間の空間を、前記ミキシングパイプの入側端部の周囲に誘導される排気ガスの流れに対応したスクロール形状を付して形成したことからなる請求項１に記載の排気浄化装置。
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