WO2015093521A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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WO2015093521A1
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exhaust gas
exhaust
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邦治 戸部
浩史 頓宮
智之 鶴田
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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.
  • an apparatus described in Patent Document 1 is known as an exhaust purification device for purifying exhaust gas flowing through an exhaust passage of an engine.
  • An exhaust purification device described in Patent Document 1 includes a first casing in which DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and DPF (Diesel Particulate Filter) are housed, and an injection nozzle that injects urea water (reducing agent) into exhaust gas.
  • a second casing in which an SCR (Selective Catalytic Reduction) is accommodated, and the pipe extends in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the first casing. While being inserted in the casing, it is connected to the second casing. And NOx of exhaust gas is reduced and purified using ammonia generated by the injection of urea water.
  • one aspect of the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exhaust emission control device that can sufficiently diffuse a reducing agent by increasing the flow rate of exhaust gas flowing into a pipe. Is an issue.
  • An exhaust purification device is an exhaust purification device for purifying exhaust gas flowing in an exhaust passage of an engine, and is disposed on a downstream side of the casing and a casing, and the axis of the casing A pipe inserted into the casing so as to extend in a direction substantially perpendicular to the direction and formed with a through hole communicating with the casing, and an injection device for injecting the reducing agent into the pipe from the upstream end of the pipe , And a contraction flow path portion that narrows in the axial direction of the pipe from the upstream side toward the downstream side is formed in the exhaust flow path of the casing.
  • the through hole may be formed in a part of the portion inserted in the casing of the pipe in the axial direction of the pipe, and the contraction flow path portion may be narrowed toward the through hole.
  • the contraction channel portion may be formed by an inner wall surface of the casing.
  • At least a part of the contraction flow path portion may be formed by an air guide plate attached to the inner wall surface of the casing.
  • a swirl air guide plate that guides exhaust gas to the through hole so as to generate swirl flow in the pipe may be further provided.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, showing a main part of the exhaust gas purification apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2, showing a main part of the exhaust gas purification apparatus shown in FIG.
  • It is a schematic sectional drawing corresponding to FIG. 3 which shows the principal part of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 3 shows the principal part of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 3 shows the principal part of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 2 which shows the principal part of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 4th Embodiment. It is a schematic sectional drawing corresponding to FIG. 2 which shows the principal part of the exhaust gas purification device of a modification. It is a schematic sectional drawing corresponding to FIG. 3 which shows the principal part of the exhaust gas purification device of a modification. It is a schematic sectional drawing corresponding to FIG. 3 which shows the principal part of the exhaust gas purification device of a modification.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust emission control apparatus according to the first embodiment.
  • an exhaust emission control device 10 of this embodiment purifies exhaust gas (hereinafter simply referred to as “exhaust gas”) exhausted from an engine such as a diesel engine in a vehicle such as a truck.
  • This exhaust purification device 10 is mounted on an exhaust passage 1 through which exhaust gas flows, and includes a DOC 11, a DPF 12, an injection device 13, and an SCR 14.
  • the exhaust passage 1 is defined at least by a first casing 2, a pipe (wall portion) 3, and a second casing 4, and these are arranged in this order from the upstream side to the downstream side.
  • the first casing 2 and the second casing 4 are formed in a substantially cylindrical shape, and are juxtaposed so that the exhaust gas flows are substantially parallel to each other.
  • the pipe 3 connects the downstream side of the first casing 2 and the upstream side of the second casing 4.
  • the pipe 3 extends straightly in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the first casing 2, and then extends to bend toward the upstream side of the second casing 4.
  • the DOC 11 is for oxidizing the unburned fuel in the exhaust gas, and is disposed on the upstream side in the first casing 2.
  • the DPF 12 collects particulates (particulate matter) in the exhaust gas that has passed through the DOC 11.
  • the DPF 12 is disposed on the downstream side of the DOC 11 in the first casing 2.
  • the injection device 13 injects and adds a reducing agent to the exhaust gas immediately after passing through the DPF 12.
  • the injection device 13 here generates ammonia by injecting urea water as a reducing agent to cause a thermal decomposition reaction and a hydrolysis reaction shown in the following formula (1).
  • the SCR 14 purifies the exhaust gas by selectively reducing NOx in the exhaust gas using the added reducing agent.
  • the SCR 14 is disposed in the second casing 4.
  • the SCR 14 here causes the reduction reaction shown in the following formula (2) using the generated ammonia to selectively reduce and purify NOx.
  • an ammonia reduction catalyst (not shown) that oxidizes excess ammonia is provided at the rear stage of the second casing 4. 4NO + 4NH3 + O2 ⁇ 4N2 + 6H2O (Standard) 6NO2 + 8NH3 ⁇ 7N2 + 12H2O (Slow) (2) NO + NO2 + 2NH3 ⁇ 2N2 + 3H2O (Fast)
  • FIGS. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, showing a main part of the exhaust gas purification apparatus shown in FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2, showing the main part of the exhaust emission control device shown in FIG.
  • the upper side of FIG. 2 is referred to as the right side
  • the lower side of FIG. 2 is referred to as the left side
  • the upper side of FIG. 3 is referred to as the upper side
  • the upstream side of the pipe 3 is inserted into the downstream side of the DPF 12 in the first casing 2.
  • the upstream side of the pipe 3 inserted in the first casing 2 is in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the first casing 2 so that the flow of exhaust gas is substantially orthogonal to the first casing 2. It is extended. Further, the upstream open end of the pipe 3 is closed by the wall surface of the first casing 2.
  • the axial direction of the 1st casing 2 is the left-right direction in FIG.2 and FIG.3.
  • the injection device 13 is attached to the upstream end portion of the pipe 3 so that the reducing agent is injected from the upstream end portion of the pipe 3 along the axial direction of the pipe 3.
  • the axial direction of the pipe 3 is the vertical direction in FIG.
  • the injection device 13 injects a reducing agent into the pipe 3.
  • the pipe 3 contains the injection area A of the reducing agent injected from the injection device 13.
  • the nozzle 13 a is positioned on the central axis of the pipe 3. Then, the injection device 13 injects the reducing agent toward the downstream side with the central axis position of the pipe 3 as a base point.
  • a through hole 15 through which exhaust gas flows is formed on the upstream side of the pipe 3 inserted in the first casing 2.
  • the through hole 15 is a rectangular through hole that penetrates the inside and outside of the pipe 3.
  • the through hole 15 is formed on the left side of the pipe 3 (upper side in FIG. 2).
  • the first casing 2 is provided with a wind guide plate 16 a and a wind guide plate 16 b that cover the space between the first casing 2 and the pipe 3 and guide the exhaust gas to the through hole 15.
  • the wind guide plate 16 a is a wind guide plate that guides the exhaust gas flowing from the left side of the first casing 2 to the right side of the pipe 3.
  • the wind guide plate 16 b is a turning wind guide plate that guides the exhaust gas flowing to the right side of the pipe 3 to the through hole 15 from the tangential direction of the pipe 3 so as to generate a swirling flow in the pipe 3.
  • the through hole 15 is formed in a part of the pipe 3 inserted in the first casing 2 in the axial direction of the pipe 3. More specifically, the through hole 15 is formed on the upstream side of the position where the injection region A of the reducing agent injected from the injection device 13 and the inner wall surface of the pipe 3 are combined. That is, the through hole 15 is formed only on the upstream side of the portion inserted into the first casing 2 of the pipe 3 and is not formed on the downstream side.
  • the injection region A is a silhouette having a substantially conical shape with the injection device 13 as a vertex. The injection region A can be obtained geometrically based on, for example, the injection angle of the reducing agent injected from the injection device 13.
  • the exhaust flow path 1 of the 1st casing 2 becomes narrow in the axial direction of the pipe 3 toward the downstream from the upstream side. 6 is formed.
  • the downstream end portion 5 is a portion on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3 in the first casing 2.
  • the upstream position of the downstream end portion 5 in the axial direction of the first casing 2 can be an arbitrary position between the DPF 12 and the pipe 3.
  • a position closer to the DPF 12 than an intermediate point between the DPF 12 and the pipe 3 can be used.
  • the downstream end portion 5 is formed in a deformed cylindrical shape in which the upper portion of the first casing 2 is crushed so as to follow a circular chord.
  • the downstream side end portion 5 has an arc wall portion 8 formed in an arc-shaped cross section having an opening on the upper side, a chord wall portion 9 formed in a chord-shaped cross section that closes the upper opening of the arc wall portion 8; It is formed by.
  • the chord wall portion 9 is inclined downward (downward in FIG. 3) toward the downstream side, and the downstream end of the chord wall portion 9 in the axial direction of the pipe 3 is located near the upper end of the through hole 15.
  • the vicinity of the upper end of the through hole 15 refers to a range from a position slightly lower than the through hole 15 to a position slightly higher than the through hole 15.
  • the downstream end of the string wall portion 9 is not necessarily located near the upper end of the through hole 15.
  • the chord wall portion 9 may extend linearly toward the downstream side, or may extend in a curved shape.
  • the contraction flow path portion 6 is formed by the inner wall surface 7 of the downstream side end portion 5 which is the first casing 2. For this reason, the contraction flow path portion 6 is formed on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3, and narrows in the axial direction of the pipe 3 from the upstream side to the downstream side.
  • the chord wall portion 9 is inclined downward toward the downstream side, and the downstream end thereof is positioned near the upper end of the through hole 15 in the axial direction of the pipe 3. It narrows from the side toward the through hole 15.
  • exhaust gas from the engine is oxidized by the DOC 11 in the first casing 2, and then the particulates in the exhaust gas are changed. It is collected by DPF12. As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust gas passes through the DPF 12, then flows into the contraction flow path portion 6, is guided by the air guide plates 16 a and 16 b, and flows into the pipe 3 from the through hole 15. To do.
  • the exhaust gas flowing on the left side of the first casing 2 is guided to the right side of the first casing 2 by the air guide plate 16a.
  • the exhaust gas flowing on the right side of the first casing 2 and the exhaust gas guided to the right side of the first casing 2 by the wind guide plate 16a are guided to the through hole 15 from the tangential direction of the pipe 3 by the wind guide plate 16b. .
  • the exhaust gas that has flowed into the pipe 3 through the through hole 15 turns clockwise as viewed in the injection direction of the injection device 13.
  • the contraction flow path portion 6 is narrowed in the axial direction of the pipe 3 from the upstream side toward the downstream side. For this reason, the exhaust gas that has passed through the DPF 12 is collected in the axial direction of the pipe 3 when flowing through the contraction flow path portion 6, and the flow velocity becomes high. Then, the exhaust gas increased in speed by passing through the contraction flow path portion 6 flows into the pipe 3 from the through hole 15. Thereby, in the pipe 3, the turning speed of the exhaust gas flowing in from the through hole 15 is increased.
  • a reducing agent is injected and added from the injection device 13 during the swirling flow of the exhaust gas, and ammonia is generated by a thermal decomposition reaction and a hydrolysis reaction. Thereafter, as shown in FIG. 1, the exhaust gas containing ammonia flows into the second casing 4, and NOx in the exhaust gas is selectively reduced and purified by the SCR 14. And it supplies to the ammonia reduction catalyst of a back
  • the exhaust gas flowing through the first casing 2 flows into the pipe 3 from the through hole 15 of the pipe 3.
  • the exhaust passage 1 is narrowed in the contraction passage portion 6.
  • the contraction flow path portion 6 narrows toward the through hole 15, so that the exhaust gas is smoothly guided to the through hole 15. be able to. Thereby, since the pressure loss of the exhaust gas is reduced, the flow rate of the exhaust gas flowing into the pipe 3 can be further increased.
  • the first casing 2 can be made smaller than when the contraction channel portion 6 is not provided. Thereby, the freedom degree of arrangement
  • the air guide plate 16a it is possible to generate a swirl flow in the exhaust gas flowing into the pipe 3. Moreover, a stronger swirling flow can be generated in the pipe 3 due to the exhaust gas acceleration effect by the contraction flow path section 6. For this reason, the diffusion efficiency of the reducing agent injected into the pipe 3 can be further increased.
  • the second embodiment is basically the same as the first embodiment, and only the shapes of the first casing and the pipe are different from the first embodiment. For this reason, in the following description, only matters different from the first embodiment will be described, and the same description as in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 3, showing the main part of the exhaust emission control device according to the second embodiment.
  • the exhaust emission control device 10 a according to the second embodiment includes a first casing 2 a instead of the first casing 2, and includes a pipe 3 a instead of the pipe 3.
  • the pipe 3a is basically the same as the pipe 3 of the first embodiment, and a through hole 15a corresponding to the through hole 15 of the first embodiment is formed.
  • the through-hole 15a is formed in a part in the axial direction of the pipe 3a in a portion inserted into the first casing 2a of the pipe 3a. More specifically, the through hole 15a is formed only in the central portion of the first casing 2a in the axial direction of the pipe 3a, and is not formed in the lower portion and the upper portion of the first casing 2a. .
  • the first casing 2a is basically the same as the first casing 2 of the first embodiment. However, instead of the downstream end 5 of the first embodiment, the downstream end 5a is formed in the first casing 2a. Further, the downstream end portion 5a is formed with a contraction flow path portion 6a in which the exhaust flow path 1 of the first casing 2a becomes narrower in the axial direction of the pipe 3a from the upstream side toward the downstream side.
  • the downstream end 5a is a portion on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3a in the first casing 2a.
  • the upstream end of the downstream end portion 5a in the axial direction of the first casing 2a can be an arbitrary position between the DPF 12 and the pipe 3a.
  • a position closer to the DPF 12 than an intermediate point between the DPF 12 and the pipe 3a can be used.
  • the downstream end 5a is formed in a deformed cylindrical shape in which the upper portion and the lower portion of the first casing 2a are crushed so as to follow a circular chord.
  • the downstream end portion 5a is formed in a pair of arcuate wall portions (not shown) having openings on the upper side and the lower side, and a chordal cross section that closes the upper opening of the arcuate wall portion.
  • the lower chord wall portion 8a and the upper chord wall portion 9a formed in a chord-like cross section that closes the lower opening of the arc wall portion are formed.
  • the lower chord wall portion 8a is inclined upward (upward in FIG. 4) toward the downstream side, and the downstream end of the lower chord wall portion 8a in the axial direction of the pipe 3a is near the lower end of the through hole 15a. positioned.
  • the upper chord wall portion 9a is inclined downward (downward in FIG.
  • the downstream ends of the lower chord wall portion 8a and the upper chord wall portion 9a are not necessarily located near the lower end and the upper end of the through hole 15a.
  • the lower chord wall portion 8a and the upper chord wall portion 9a may extend linearly toward the downstream side, or may extend in a curved shape.
  • the contraction flow path part 6a is formed by the inner wall surface 7a of the downstream end part 5a which is the first casing 2a. For this reason, the contraction flow path portion 6a is formed on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3a, and narrows in the axial direction of the pipe 3a from the upstream side to the downstream side.
  • the lower chord wall portion 8a is inclined upward toward the downstream side.
  • the downstream end of the lower chord wall portion 8a is located near the lower end of the through hole 15a in the axial direction of the pipe 3a.
  • the upper chord wall portion 9a is inclined downward toward the downstream side.
  • the downstream end of the upper chord wall portion 9a is located near the upper end of the through hole 15a in the axial direction of the pipe 3a. Thereby, the contraction flow path part 6a is narrowed toward the through-hole 15a from the upstream side.
  • the contraction flow path becomes narrower in the axial direction of the pipe 3a from the upstream side toward the downstream side. Since the portion 6a is formed and the contraction flow path portion 6a becomes narrower toward the through hole 15a, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the third embodiment is basically the same as the first embodiment, and only the shapes of the first casing and the pipe are different from the first embodiment. For this reason, in the following description, only matters different from the first embodiment will be described, and the same description as in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 3, showing the main part of the exhaust emission control device according to the third embodiment.
  • the exhaust emission control device 10 b according to the third embodiment includes a first casing 2 b instead of the first casing 2, and includes a pipe 3 b instead of the pipe 3.
  • the pipe 3b is basically the same as the pipe 3 of the first embodiment, and a through hole 15b corresponding to the through hole 15 of the first embodiment is formed.
  • the through-hole 15b is formed in a part in the axial direction of the pipe 3b at a portion inserted into the first casing 2b of the pipe 3b. Specifically, the through hole 15b is formed only in the upper part of the first casing 2b in the axial direction of the pipe 3b, and is not formed in the lower part of the first casing 2b.
  • the first casing 2b is basically the same as the first casing 2 of the first embodiment. However, instead of the downstream end 5 of the first embodiment, the downstream end 5b is formed in the first casing 2b.
  • the downstream end portion 5b is formed with a contraction flow path portion 6b in which the exhaust flow path 1 of the first casing 2b becomes narrower in the axial direction of the pipe 3b from the upstream side toward the downstream side.
  • the downstream end 5b is a portion on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3b in the first casing 2b.
  • the upstream end of the downstream end portion 5b in the axial direction of the first casing 2b can be an arbitrary position between the DPF 12 and the pipe 3b.
  • a position closer to the DPF 12 than an intermediate point between the DPF 12 and the pipe 3b can be used.
  • the downstream end 5b is formed in a deformed cylindrical shape in which the lower portion of the first casing 2b is crushed so as to follow a circular chord.
  • the downstream side end portion 5b includes an arc wall portion 8b formed in an arcuate cross section having an opening on the lower side, and a lower chord wall formed in a chordal cross section closing the opening on the lower side of the arc wall portion 8b.
  • the lower chord wall portion 9b is inclined upward (upward in FIG. 5) toward the downstream side, and the downstream end of the lower chord wall portion 9b in the axial direction of the pipe 3b is near the lower end of the through hole 15b. positioned.
  • the downstream end of the lower chord wall portion 9b is not necessarily located near the lower end of the through hole 15b.
  • the lower chord wall portion 9b may extend linearly toward the downstream side or may extend in a curved shape.
  • the contraction flow path part 6b is formed by the inner wall surface 7b of the downstream end part 5b which is the first casing 2b. For this reason, the contraction flow path portion 6b is formed on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3b, and narrows in the axial direction of the pipe 3b from the upstream side to the downstream side.
  • the lower chord wall portion 9b is inclined upward toward the downstream side, and the downstream end thereof is positioned near the lower end of the through hole 15b in the axial direction of the pipe 3b. Thereby, the contraction flow path part 6b is narrowed toward the through-hole 15b from the upstream side.
  • the contraction flow path becomes narrower in the axial direction of the pipe 3b from the upstream side toward the downstream side. Since the portion 6b is formed and the contraction flow path portion 6b becomes narrower toward the through hole 15b, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the fourth embodiment is basically the same as the first embodiment, and only the first casing is different from the first embodiment. For this reason, in the following description, only matters different from the first embodiment will be described, and the same description as in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 3, showing the main part of the exhaust emission control device according to the fourth embodiment.
  • the exhaust emission control device 10 c according to the fourth embodiment includes a first casing 2 c instead of the first casing 2.
  • the first casing 2c is basically the same as the first casing 2 of the first embodiment. However, the first casing 2c is not formed with the downstream end 5 of the first embodiment, and the air guide plate 20 is attached to the inside of the first casing 2c.
  • the air guide plate 20 forms a contracted flow path portion 6c in the first casing 2c in which the exhaust flow path 1 of the first casing 2a becomes narrower in the axial direction of the pipe 3a from the upstream side toward the downstream side. is there.
  • the wind guide plate 20 is attached to the inner wall surface 7c of the first casing 2c.
  • the air guide plate 20 partitions the internal space of the first casing 2c up and down, and is inclined downward from the position between the DPF 12 and the pipe 3a toward the downstream side.
  • the upstream end of the inclined portion 20a of the air guide plate 20 in the axial direction of the first casing 2c can be set at an arbitrary position between the DPF 12 and the pipe 3, for example, reducing the pressure loss of the exhaust gas. From a viewpoint, it can be set as the position of the DPF 12 side rather than the intermediate point of the DPF 12 and the pipe 3.
  • the downstream end of the inclined portion 20 a of the air guide plate 20 in the axial direction of the pipe 3 is located near the upper end of the through hole 15. However, the position of the downstream end of the inclined portion 20 a of the air guide plate 20 is not necessarily located near the upper end of the through hole 15.
  • the contraction flow path portion 6c is formed by the inner wall surface 7c of the first casing 2c and the air guide plate 20. For this reason, the contraction flow path portion 6c is formed on the downstream side from the position between the DPF 12 and the pipe 3, and narrows in the axial direction of the pipe 3 from the upstream side to the downstream side.
  • the air guide plate 20 is inclined downward toward the downstream side, and the downstream end thereof is positioned near the upper end of the through hole 15 in the axial direction of the pipe 3. Thereby, the contraction flow path part 6c is narrowed toward the through-hole 15 from the upstream side.
  • the contraction channel portion 6c can have the same shape as the contraction channel portion 6 of the first embodiment.
  • the contracted flow path portion 6 c that narrows in the axial direction of the pipe 3 from the upstream side to the downstream side is formed, and the contracted flow path portion 6 c narrows toward the through hole 15.
  • the contracted flow path portion 6c can be formed by the air guide plate 20.
  • a swirl air guide plate for guiding the exhaust gas to the through hole is provided so as to generate a swirl flow in the pipe.
  • the exhaust purification device 10d shown in FIG. 7 is not provided with the wind guide plate for turning, but the flow rate of the exhaust gas is increased by the contraction flow path section 6. For this reason, even if the exhaust gas flows through the gap between the pipe 3 and the first casing 2, the flow rate of the exhaust gas flowing into the pipe 3 from the through hole 15 increases.
  • the pipe has only one through hole.
  • two or more through holes may be formed in the pipe.
  • two through holes, a through hole 15d and a through hole 15e are formed in the pipe 3e.
  • three air guide plates an air guide plate 16c for inducing exhaust gas in the through hole 15d, and an air guide plate 16d and an air guide plate 16e for inducing exhaust gas in the through hole 15e.
  • a plurality of small through holes 15f are formed at the positions of the through holes 15 of the first embodiment. These through holes 15f can be formed, for example, by punching the pipe 3f.
  • the contraction flow path portion is described as being formed by the inner wall surface of the first casing and the air guide plate.
  • the contraction channel portion may be formed only by the air guide plate attached to the inner wall surface of the first casing.
  • the air guide plate 20 may be disposed at the positions of the lower chord wall portion 8a and the upper chord wall portion 9a of the second embodiment, and the lower side of the third embodiment. You may arrange
  • a truck is exemplified as a vehicle, but a bus, a tractor, or another vehicle may be used, for example.
  • the term “abbreviated” allows manufacturing and design errors.
  • DOC 12 ... DPF, 13 ... injection device, 13a ... Nozzle, 14 ... SCR, 15 (15a, 15b, 15d, 15e, 15f) ... Through hole, 16a, 16c, 16d, 16e ... Wind guide plate (wind guide plate for turning), 16b ... Wind guide plate, 20 ... Wind guide plate, 20a ... inclined portion, A ... injection region.

Abstract

　エンジンの排気流路を流れる排気ガスを浄化するための排気浄化装置であって、筒状のケーシングと、ケーシングの下流側に配置され、ケーシングの軸線方向に対して略垂直な方向に延びるようにケーシングに内挿され、ケーシングと連通される貫通孔が形成されたパイプと、パイプの上流側端部からパイプ内に還元剤を噴射する噴射装置と、を備え、ケーシングの排気流路に、上流側から下流側に向けてパイプの軸線方向において狭くなる収縮流路部が形成されている。

Description

排気浄化装置
　本発明は、排気浄化装置に関する。
　従来、エンジンの排気流路を流れる排気ガスを浄化するための排気浄化装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載された排気浄化装置は、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）及びＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）が収容された第一ケーシングと、排気ガス中に尿素水（還元剤）を噴射する噴射ノズル（噴射装置）を取り付けたパイプと、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）が収容される第二ケーシングと、を備え、パイプを、第一ケーシングの軸線方向に対して略垂直な方向に延びるように第一ケーシングに内挿するとともに、第二ケーシングに連結している。そして、尿素水の噴射によって生成されたアンモニアを利用して排気ガスのＮＯｘを還元し浄化している。
特開２００９－２２８４８４号公報
　ところで、還元剤の噴射量を増やすことで排気ガスの浄化効率を高くすることができるが、還元剤の噴射量を増やすと、ランニングコストが高くなるという問題がある。そこで、還元剤の噴射量を増やすことなく排気ガスの浄化効率を高くするために、パイプに噴射された還元剤の拡散効率を高くすることが考えられる。
　パイプに噴射された還元剤の拡散効率を高くする手段の一つとして、パイプに流入する排気ガスの流速を高くすることが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載された排気浄化装置では、第一ケーシングが上流側から下流側にかけて同一径となっているため、パイプに流入する排気ガスの流速を高くするには限界がある。
　そこで、本発明の一側面は、上記実情に鑑みてなされたものであり、パイプに流入する排気ガスの流速を高くして還元剤の拡散を十分に行うことができる排気浄化装置を提供することを課題とする。
　本発明の一側面に係る排気浄化装置は、エンジンの排気流路を流れる排気ガスを浄化するための排気浄化装置であって、筒状のケーシングと、ケーシングの下流側に配置され、ケーシングの軸線方向に対して略垂直な方向に延びるようにケーシングに内挿され、ケーシングと連通される貫通孔が形成されたパイプと、パイプの上流側端部からパイプ内に還元剤を噴射する噴射装置と、を備え、ケーシングの排気流路に、上流側から下流側に向けてパイプの軸線方向において狭くなる収縮流路部が形成されている。
　一実施形態として、貫通孔は、パイプのケーシングに内挿された部分の、パイプの軸線方向における一部に形成されており、収縮流路部は、貫通孔に向けて狭くしてもよい。
　また、一実施形態として、収縮流路部は、ケーシングの内壁面により形成してもよい。
　また、一実施形態として、収縮流路部の少なくとも一部は、ケーシングの内壁面に取り付けられた導風板により形成してもよい。
　また、一実施形態として、パイプ内に旋回流を発生させるように排気ガスを貫通孔に案内する旋回用導風板を更に備えてもよい。
　本発明の一側面によれば、パイプに流入する排気ガスの流速が高くなることで還元剤の拡散を十分に行うことが可能となる。
第１の実施形態に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。 図１に示す排気浄化装置の要部を示す、図１のＩＩ－ＩＩ線における概略断面図である。 図１に示す排気浄化装置の要部を示す、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における概略断面図である。 第２の実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。 第３の実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。 第４の実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す、図２に対応する概略断面図である。 変形例の排気浄化装置の要部を示す、図２に対応する概略断面図である。 変形例の排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。 変形例の排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。
　以下、実施形態に係る排気浄化装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］
　図１は、第１の実施形態に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の排気浄化装置１０は、例えばトラック等の車両においてディーゼルエンジン等のエンジンから排気される排気ガス（以下、単に「排気ガス」という）を浄化するものである。この排気浄化装置１０は、排気ガスが流通する排気流路１に搭載されており、ＤＯＣ１１、ＤＰＦ１２、噴射装置１３、及びＳＣＲ１４を備えている。
　排気流路１は、第一ケーシング２、パイプ（壁部）３及び第二ケーシング４により少なくとも画成され、これらが上流側から下流側にこの順で配置されている。第一ケーシング２及び第二ケーシング４は、略筒状に形成されており、排気ガスの流れが互いに略平行になるように並置されている。パイプ３は、第一ケーシング２の下流側と第二ケーシング４の上流側とを連結する。このパイプ３は、第一ケーシング２の長手方向に対し略直交する方向に真っ直ぐ延びた後、第二ケーシング４の上流側へ曲がるように延びている。
　ＤＯＣ１１は、排気ガス中の未燃燃料分を酸化処理するものであり、第一ケーシング２内の上流側に配設されている。ＤＰＦ１２は、ＤＯＣ１１を通過した排気ガス中のパティキュレート（粒子状物質）を捕集するものである。ＤＰＦ１２は、第一ケーシング２内においてＤＯＣ１１の下流側に配設されている。
　噴射装置１３は、ＤＰＦ１２を通過した直後の排気ガスに対し、還元剤を噴射して添加するものである。ここでの噴射装置１３は、尿素水を還元剤として噴射することにより、下式（１）に示す熱分解反応及び加水分解反応を生じさせ、アンモニアを生成する。
　　　　　　　　(NH2)2CO　→　NH3+HNCO　（熱分解反応）
　　　　　　　　HNCO+H2O　→　NH3+CO2　（加水分解反応）　…（１）
　ＳＣＲ１４は、添加された還元剤を利用して排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元反応させ、排気ガスを浄化するものである。このＳＣＲ１４は、第二ケーシング４内に配設されている。ここでのＳＣＲ１４は、生成したアンモニアを用いて下式（２）に示す還元反応を生じさせ、ＮＯｘを選択的に還元浄化する。なお、第二ケーシング４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（不図示）が設けられている。
　　　　　　　　4NO+4NH3+O2　→　4N2+6H2O　（Standard）
　　　　　　　　6NO2+8NH3　→　7N2+12H2O　（Slow）　　　…（２）
　　　　　　　　NO+NO2+2NH3　→　2N2+3H2O　（Fast）
　次に、上述した排気浄化装置１０の要部について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、図１に示す排気浄化装置の要部を示す、図１のＩＩ－ＩＩ線における概略断面図である。図３は、図１に示す排気浄化装置の要部を示す、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における概略断面図である。なお、便宜上、図２の上側を右側といい、図２の下側を左側といい、図３の上側を上側といい、図３の下側を下側という。
　図２及び図３に示すように、パイプ３は、その上流側が第一ケーシング２におけるＤＰＦ１２の下流側に内挿されている。第一ケーシング２に内挿されているパイプ３の上流側は、第一ケーシング２に対して排気ガスの流れが略直交するように、第一ケーシング２の軸線方向に対して略垂直な方向に延在している。また、パイプ３の上流側の開口端は、第一ケーシング２の壁面により閉塞されている。なお、第一ケーシング２の軸線方向とは、図２及び図３における左右方向である。
　パイプ３の上流側端部には、当該パイプ３の上流側端部からパイプ３の軸線方向に沿って還元剤が噴射されるように上記噴射装置１３が取り付けられている。なお、パイプ３の軸線方向とは、図３における上下方向である。噴射装置１３は、パイプ３内に還元剤を噴射する。換言すると、パイプ３は、噴射装置１３から噴射される還元剤の噴射領域Ａを内包する。ここでの噴射装置１３は、そのノズル１３ａがパイプ３の中心軸上に位置されている。そして、噴射装置１３は、パイプ３の中心軸位置を基点に下流側に向かって還元剤を噴射する。
　第一ケーシング２に内挿されているパイプ３の上流側には、排気ガスを内部に流入させる貫通孔１５が形成されている。貫通孔１５は、パイプ３の内外を貫通する矩形状の貫通孔である。
　図２に示すように、貫通孔１５は、パイプ３の左側（図２における上側）に形成されている。そして、第一ケーシング２には、第一ケーシング２とパイプ３との間を覆って、貫通孔１５に排気ガスを案内する導風板１６ａ及び導風板１６ｂが取り付けられている。導風板１６ａは、第一ケーシング２の左側から流れてきた排気ガスをパイプ３の右側に案内する導風板である。導風板１６ｂは、パイプ３内に旋回流を発生させるようにパイプ３の右側に流れてきた排気ガスをパイプ３の接線方向から貫通孔１５に案内する旋回用導風板である。
　図３に示すように、貫通孔１５は、パイプ３の第一ケーシング２に内挿された部分の、パイプ３の軸線方向における一部に形成されている。具体的に説明すると、貫通孔１５は、噴射装置１３から噴射される還元剤の噴射領域Ａとパイプ３の内壁面とが合わさる位置よりも上流側に形成されている。つまり、貫通孔１５は、パイプ３の第一ケーシング２に内挿された部分の、上流側にのみ形成されており、下流側には形成されていない。なお、噴射領域Ａは、噴射装置１３を頂点とした略円錐形状を有するシルエットである。この噴射領域Ａは、例えば、噴射装置１３から噴射する還元剤の噴射角等に基づいて幾何学的に求めることができる。
　そして、第一ケーシング２の下流側部分である下流側端部５には、第一ケーシング２の排気流路１が上流側から下流側に向けてパイプ３の軸線方向において狭くなる収縮流路部６が形成されている。
　下流側端部５は、第一ケーシング２における、ＤＰＦ１２とパイプ３との間の位置から下流側の部分である。第一ケーシング２の軸線方向における下流側端部５の上流側の位置は、ＤＰＦ１２とパイプ３との間の任意の位置とすることができ、例えば、排気ガスの圧力損失を低減する観点から、ＤＰＦ１２とパイプ３との中間地点よりもＤＰＦ１２側の位置とすることができる。下流側端部５は、第一ケーシング２の上側部分が円の弦に沿うように潰された変形筒状に形成されている。つまり、下流側端部５は、上側に開口を有する円弧状断面に形成された円弧壁部８と、円弧壁部８の上側の開口を塞ぐ弦状断面に形成された弦壁部９と、により形成されている。弦壁部９は、下流側に向かって下側（図３における下側）に傾斜しており、パイプ３の軸線方向における弦壁部９の下流端が、貫通孔１５の上端付近に位置している。貫通孔１５の上端付近とは、貫通孔１５よりも少し低い位置から貫通孔１５よりも少し高い位置までの範囲をいう。但し、弦壁部９の下流端は、必ずしも貫通孔１５の上端付近に位置する必要はない。なお、弦壁部９は、下流側に向かって直線状に延びるものであってもよく、曲線状に延びるものであってもよい。
　収縮流路部６は、第一ケーシング２である下流側端部５の内壁面７により形成されている。このため、収縮流路部６は、ＤＰＦ１２とパイプ３との間の位置から下流側に形成されており、上流側から下流側に向けてパイプ３の軸線方向において狭くなっている。そして、弦壁部９が、下流側に向かって下側に傾斜するとともに、その下流端がパイプ３の軸線方向における貫通孔１５の上端付近に位置することで、収縮流路部６は、上流側から貫通孔１５に向けて狭くなっている。
　以上のように構成された排気浄化装置１０では、図１に示すように、まず、第一ケーシング２内において、エンジンからの排気ガスがＤＯＣ１１により酸化処理された後、排気ガス中のパティキュレートがＤＰＦ１２により捕集される。そして、図２及び図３に示すように、排気ガスは、ＤＰＦ１２を通過した後、収縮流路部６に流れ込み、導風板１６ａ及び１６ｂによりガイドされて、貫通孔１５からパイプ３内に流入する。
　詳しく説明すると、図２に示すように、第一ケーシング２の左側を流れる排気ガスは、導風板１６ａにより第一ケーシング２の右側に案内される。そして、第一ケーシング２の右側を流れる排気ガス及び導風板１６ａにより第一ケーシング２の右側に案内された排気ガスは、導風板１６ｂによりパイプ３の接線方向から貫通孔１５に案内される。これにより、貫通孔１５を通ってパイプ３内に流入した排気ガスは、噴射装置１３の噴射方向視において右回りに旋回する。
　また、図３に示すように、収縮流路部６は、上流側から下流側に向けて、パイプ３の軸線方向において狭くなっている。このため、ＤＰＦ１２を通過した排気ガスは、収縮流路部６を流れる際に、パイプ３の軸線方向において集約されて、流速が高くなる。そして、収縮流路部６の通過により増速された排気ガスが、貫通孔１５からパイプ３内に流入する。これにより、パイプ３内では、貫通孔１５から流入した排気ガスの旋回速度が高くなる。
　パイプ３内では、排気ガスの旋回流中に還元剤が噴射装置１３から噴射されて添加され、熱分解反応及び加水分解反応によりアンモニアが生成される。その後、アンモニアを含む排気ガスは、図１に示すように、第二ケーシング４へ流入され、排気ガス中のＮＯｘがＳＣＲ１４により選択的に還元されて浄化される。そして、後段のアンモニア低減触媒へと供給される。
　以上、本実施形態によれば、第一ケーシング２を流れる排気ガスは、パイプ３の貫通孔１５からパイプ３の内部に流入する。このとき、排気流路１は収縮流路部６において狭められる。このため、第一ケーシング２を流れる排気ガスは、上流側から下流側に向けて流れていくに従い、パイプ３の軸線方向において集約されて、流速が高くなっていく。これにより、パイプ３内に流入する排気ガスの流速が高くなるため、パイプ３内に噴射された還元剤の拡散効率を高くすることができる。これにより、還元剤の噴射量を増やすことなく排気ガスの浄化効率を高くすることができる。
　また、貫通孔１５がパイプ３の軸線方向における一部に形成されていることから、収縮流路部６が貫通孔１５に向けて狭くなることで、排気ガスを円滑に貫通孔１５に案内することができる。これにより、排気ガスの圧力損失が小さくなるため、パイプ３内に流入する排気ガスの流速を更に高くすることができる。
　また、第一ケーシング２の内壁面７により収縮流路部６を形成することで、収縮流路部６が無い場合に比べて、第一ケーシング２を小さくすることができる。これにより、配置の自由度が高まる。
　また、導風板１６ａを備えることで、パイプ３内に流入した排気ガスに旋回流を発生させることができる。しかも、収縮流路部６による排気ガスの増速効果により、パイプ３内においてより強い旋回流を発生させることができる。このため、パイプ３内に噴射された還元剤の拡散効率を更に高くすることができる。
［第２の実施形態］
　次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であり、第一ケーシング及びパイプの形状のみ第１の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項のみを説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。
　図４は第２の実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。図４に示すように、第２の実施形態に係る排気浄化装置１０ａは、第一ケーシング２の代わりに第一ケーシング２ａを備えており、パイプ３の代わりにパイプ３ａを備えている。
　パイプ３ａは、基本的に第１の実施形態のパイプ３と同様であり、第１の実施形態の貫通孔１５に対応する貫通孔１５ａが形成されている。
　貫通孔１５ａは、パイプ３ａの第一ケーシング２ａに内挿された部分の、パイプ３ａの軸線方向における一部に形成されている。具体的に説明すると、貫通孔１５ａは、パイプ３ａの軸線方向において、第一ケーシング２ａの中央部分にのみ形成されており、第一ケーシング２ａの下側部分と上側部分とには形成されていない。
　第一ケーシング２ａは、基本的に第１の実施形態の第一ケーシング２と同様である。しかしながら、第一ケーシング２ａには、第１の実施形態の下流側端部５の代わりに、下流側端部５ａが形成されている。また、下流側端部５ａには、第一ケーシング２ａの排気流路１が上流側から下流側に向けてパイプ３ａの軸線方向において狭くなる収縮流路部６ａが形成されている。
　下流側端部５ａは、第一ケーシング２ａにおける、ＤＰＦ１２とパイプ３ａの間の位置から下流側の部分である。第一ケーシング２ａの軸線方向における下流側端部５ａの上流側の先端は、ＤＰＦ１２とパイプ３ａとの間の任意の位置とすることができ、例えば、排気ガスの圧力損失を低減する観点から、ＤＰＦ１２とパイプ３ａとの中間地点よりもＤＰＦ１２側の位置とすることができる。下流側端部５ａは、第一ケーシング２ａの上側部分と下側部分とが円の弦に沿うように潰された変形筒状に形成されている。つまり、下流側端部５ａは、上側と下側とに開口を有する一対の円弧状断面に形成された円弧壁部（不図示）と、円弧壁部の上側の開口を塞ぐ弦状断面に形成された下側弦壁部８ａと、円弧壁部の下側の開口を塞ぐ弦状断面に形成された上側弦壁部９ａと、により形成されている。下側弦壁部８ａは、下流側に向かって上側（図４における上側）に傾斜しており、パイプ３ａの軸線方向における下側弦壁部８ａの下流端が、貫通孔１５ａの下端付近に位置している。上側弦壁部９ａは、下流側に向かって下側（図４における下側）に傾斜しており、パイプ３ａの軸線方向における上側弦壁部９ａの下流端が、貫通孔１５ａの上端付近に位置している。但し、下側弦壁部８ａ及び上側弦壁部９ａの下流端は、必ずしも貫通孔１５ａの下端付近及び上端付近に位置する必要はない。なお、下側弦壁部８ａ及び上側弦壁部９ａは、下流側に向かって直線状に延びるものであってもよく、曲線状に延びるものであってもよい。
　収縮流路部６ａは、第一ケーシング２ａである下流側端部５ａの内壁面７ａにより形成されている。このため、収縮流路部６ａは、ＤＰＦ１２とパイプ３ａの間の位置から下流側に形成されており、上流側から下流側に向けてパイプ３ａの軸線方向において狭くなっている。そして、下側弦壁部８ａは、下流側に向かって上側に傾斜する。下側弦壁部８ａの下流端は、パイプ３ａの軸線方向における貫通孔１５ａの下端付近に位置する。また、上側弦壁部９ａは、下流側に向かって下側に傾斜する。上側弦壁部９ａの下流端は、パイプ３ａの軸線方向における貫通孔１５ａの上端付近に位置する。これにより、収縮流路部６ａは、上流側から貫通孔１５ａに向けて狭くなっている。
　このように、貫通孔１５ａが、パイプ３ａの軸線方向において、第一ケーシング２ａの中央部分にのみ形成されていても、上流側から下流側に向けてパイプ３ａの軸線方向において狭くなる収縮流路部６ａが形成され、また、収縮流路部６ａが貫通孔１５ａに向けて狭くなることで、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
［第３の実施形態］
　次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であり、第一ケーシング及びパイプの形状のみ第１の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項のみを説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。
　図５は第３の実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。図５に示すように、第３の実施形態に係る排気浄化装置１０ｂは、第一ケーシング２の代わりに第一ケーシング２ｂを備えており、パイプ３の代わりにパイプ３ｂを備えている。
　パイプ３ｂは、基本的に第１の実施形態のパイプ３と同様であり、第１の実施形態の貫通孔１５に対応する貫通孔１５ｂが形成されている。
　貫通孔１５ｂは、パイプ３ｂの第一ケーシング２ｂに内挿された部分の、パイプ３ｂの軸線方向における一部に形成されている。具体的に説明すると、貫通孔１５ｂは、パイプ３ｂの軸線方向において、第一ケーシング２ｂの上側部分にのみ形成されており、第一ケーシング２ｂの下側部分には形成されていない。
　第一ケーシング２ｂは、基本的に第１の実施形態の第一ケーシング２と同様である。しかしながら、第一ケーシング２ｂには、第１の実施形態の下流側端部５の代わりに、下流側端部５ｂが形成されている。また、下流側端部５ｂには、第一ケーシング２ｂの排気流路１が上流側から下流側に向けてパイプ３ｂの軸線方向において狭くなる収縮流路部６ｂが形成されている。
　下流側端部５ｂは、第一ケーシング２ｂにおける、ＤＰＦ１２とパイプ３ｂの間の位置から下流側の部分である。第一ケーシング２ｂの軸線方向における下流側端部５ｂの上流側の先端は、ＤＰＦ１２とパイプ３ｂとの間の任意の位置とすることができ、例えば、排気ガスの圧力損失を低減する観点から、ＤＰＦ１２とパイプ３ｂとの中間地点よりもＤＰＦ１２側の位置とすることができる。下流側端部５ｂは、第一ケーシング２ｂの下側部分が円の弦に沿うように潰された変形筒状に形成されている。つまり、下流側端部５ｂは、下側に開口を有する円弧状断面に形成された円弧壁部８ｂと、円弧壁部８ｂの下側の開口を塞ぐ弦状断面に形成された下側弦壁部９ｂと、により形成されている。下側弦壁部９ｂは、下流側に向かって上側（図５における上側）に傾斜しており、パイプ３ｂの軸線方向における下側弦壁部９ｂの下流端が、貫通孔１５ｂの下端付近に位置している。但し、下側弦壁部９ｂの下流端は、必ずしも貫通孔１５ｂの下端付近に位置する必要はない。なお、下側弦壁部９ｂは、下流側に向かって直線状に延びるものであってもよく、曲線状に延びるものであってもよい。
　収縮流路部６ｂは、第一ケーシング２ｂである下流側端部５ｂの内壁面７ｂにより形成されている。このため、収縮流路部６ｂは、ＤＰＦ１２とパイプ３ｂの間の位置から下流側に形成されており、上流側から下流側に向けてパイプ３ｂの軸線方向において狭くなっている。そして、下側弦壁部９ｂが、下流側に向かって上側に傾斜するとともに、その下流端がパイプ３ｂの軸線方向における貫通孔１５ｂの下端付近に位置する。これにより、収縮流路部６ｂは、上流側から貫通孔１５ｂに向けて狭くなっている。
　このように、貫通孔１５ｂが、パイプ３ｂの軸線方向において、第一ケーシング２ｂの上側部分にのみ形成されていても、上流側から下流側に向けてパイプ３ｂの軸線方向において狭くなる収縮流路部６ｂが形成され、また、収縮流路部６ｂが貫通孔１５ｂに向けて狭くなることで、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
［第４の実施形態］
　次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であり、第一ケーシングのみ第１の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項のみを説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。
　図６は第４の実施形態に係る排気浄化装置の要部を示す、図３に対応する概略断面図である。図６に示すように、第４の実施形態に係る排気浄化装置１０ｃは、第一ケーシング２の代わりに第一ケーシング２ｃを備えている。
　第一ケーシング２ｃは、基本的に第１の実施形態の第一ケーシング２と同様である。しかしながら、第一ケーシング２ｃには、第１の実施形態の下流側端部５が形成されずに、第一ケーシング２ｃの内部に、導風板２０が取り付けられている。
　導風板２０は、第一ケーシング２ｃの内部に、第一ケーシング２ａの排気流路１が上流側から下流側に向けてパイプ３ａの軸線方向において狭くなる収縮流路部６ｃを形成するものである。
　導風板２０は、第一ケーシング２ｃの内壁面７ｃに取り付けられている。導風板２０は、第一ケーシング２ｃの内部空間を上下に仕切っており、ＤＰＦ１２とパイプ３ａの間の位置から下流側に向かって下方に傾斜している。第一ケーシング２ｃの軸線方向における導風板２０の傾斜部分２０ａの上流側の先端は、ＤＰＦ１２とパイプ３との間の任意の位置とすることができ、例えば、排気ガスの圧力損失を低減する観点から、ＤＰＦ１２とパイプ３との中間地点よりもＤＰＦ１２側の位置とすることができる。パイプ３の軸線方向における導風板２０の傾斜部分２０ａの下流側の先端は、貫通孔１５の上端付近に位置している。但し、導風板２０の傾斜部分２０ａの下流端の位置は、必ずしも貫通孔１５の上端付近に位置する必要はない。
　収縮流路部６ｃは、第一ケーシング２ｃの内壁面７ｃと導風板２０とにより形成されている。このため、収縮流路部６ｃは、ＤＰＦ１２とパイプ３の間の位置から下流側に形成されており、上流側から下流側に向けてパイプ３の軸線方向において狭くなっている。そして、導風板２０が、下流側に向かって下側に傾斜するとともに、その下流端がパイプ３の軸線方向における貫通孔１５の上端付近に位置する。これにより、収縮流路部６ｃは、上流側から貫通孔１５に向けて狭くなっている。
　このように、収縮流路部６ｃの一部を導風板２０により形成しても、収縮流路部６ｃを第１の実施形態の収縮流路部６と同形状とすることができる。このため、第３の実施形態でも、上流側から下流側に向けてパイプ３の軸線方向において狭くなる収縮流路部６ｃが形成され、また、収縮流路部６ｃが貫通孔１５に向けて狭くなることで、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
　しかも、第一ケーシング２ｃの形状にかかわらず、導風板２０により収縮流路部６ｃを形成することができる。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
　例えば、上記実施形態では、パイプ内に旋回流を発生させるように排気ガスを貫通孔に案内する旋回用導風板を設けるものとして説明した。しかしながら、図７に示す排気浄化装置１０ｄのように、旋回用導風板を設けなくてもよい。図７に示す排気浄化装置１０ｄは、旋回用導風板が設けられていないが、収縮流路部６により排気ガスの流速が高くなる。このため、パイプ３と第一ケーシング２との間の隙間に排気ガスが流れて行っても、貫通孔１５からパイプ３内部に流入する排気ガスの流速が高くなる。
　また、上記実施形態では、パイプの貫通孔が一つのみであるものとして説明した。しかしながら、パイプには２以上の貫通孔が形成されていてもよい。例えば、図８に示す排気浄化装置１０ｅは、パイプ３ｅに、貫通孔１５ｄと貫通孔１５ｅの二つの貫通孔が形成されている。この場合、例えば、貫通孔１５ｄに排気ガスを誘導する導風板１６ｃと、貫通孔１５ｅに排気ガスを誘導する導風板１６ｄ及び導風板１６ｅと、の三つの導風板を設けることができる。また、例えば、図９に示す排気浄化装置１０ｆは、第１の実施形態の貫通孔１５の位置に、複数の小さい貫通孔１５ｆが形成されている。これらの貫通孔１５ｆは、例えば、パイプ３ｆをパンチング加工することにより形成することができる。
　また、第４の実施形態では、収縮流路部が第一ケーシングの内壁面と導風板とにより形成されるものとして説明した。しかしながら、収縮流路部が第一ケーシングの内壁面に取り付けられた導風板のみによって形成されてもよい。
　また、上記実施形態は、それぞれ互いに組み合わせることができる。例えば、第４の実施形態において、導風板２０を、第２の実施形態の下側弦壁部８ａ及び上側弦壁部９ａの位置に配置してもよく、第３の実施形態の下側弦壁部９ｂの位置に配置してもよい。
　また、上記実施形態では、車両としてトラックを例示しているが、例えばバス、トラクタ又はその他の車両でもよい。なお、上記において、「略」の語は、製造上や設計上の誤差を許容するものである。
　１…排気流路、２（２ａ，２ｂ，２ｃ）…第一ケーシング、３（３ａ，３ｂ，３ｅ，３ｆ）…パイプ、４…第二ケーシング、５（５ａ，５ｂ）…下流側端部、６（６ａ，６ｂ，６ｃ）…収縮流路部、７（７ａ，７ｂ，７ｃ）…内壁面、８…円弧壁部、８ａ…下側弦壁部、８ｂ…円弧壁部、９…弦壁部、９ａ…上側弦壁部、９ｂ…下側弦壁部、１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ）…排気浄化装置、１１…ＤＯＣ、１２…ＤＰＦ、１３…噴射装置、１３ａ…ノズル、１４…ＳＣＲ、１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ）…貫通孔、１６ａ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ…導風板（旋回用導風板）、１６ｂ…導風板、２０…導風板、２０ａ…傾斜部分、Ａ…噴射領域。

Claims (5)

  1. 　エンジンの排気流路を流れる排気ガスを浄化するための排気浄化装置であって、
    　筒状のケーシングと、
    　前記ケーシングの下流側に配置され、前記ケーシングの軸線方向に対して略垂直な方向に延びるように前記ケーシングに内挿され、前記ケーシングと連通される貫通孔が形成されたパイプと、
    　前記パイプの上流側端部から前記パイプ内に還元剤を噴射する噴射装置と、を備え、
    　前記ケーシングの前記排気流路に、上流側から下流側に向けて前記パイプの軸線方向において狭くなる収縮流路部が形成されている、
    排気浄化装置。
  2. 　前記貫通孔は、前記パイプの前記ケーシングに内挿された部分の、前記パイプの軸線方向における一部に形成されており、
    　前記収縮流路部は、前記貫通孔に向けて狭くなっている、
    請求項１に記載の排気浄化装置。
  3. 　前記収縮流路部は、前記ケーシングの内壁面により形成されている、
    請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
  4. 　前記収縮流路部の少なくとも一部は、前記ケーシングの内壁面に取り付けられた導風板により形成されている、
    請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
  5. 　前記パイプ内に旋回流を発生させるように排気ガスを前記貫通孔に案内する旋回用導風板を更に備える、
    請求項１～４の何れか一項に記載の排気浄化装置。
     
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