(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路内に排気浄化触媒が配設されており、前記排気浄化触媒の上流側の前記排気通路に導入管を介して添加剤噴射弁が取り付けられているとともに、前記添加剤噴射弁から噴射された添加剤の噴霧が衝突する位置に混合器が設けられている排気浄化装置において、
排気ガス流の下流方向に拡大する形状の拡大テーパ部が前記排気浄化触媒の上流側の前記排気通路に形成されており、前記拡大テーパ部に前記導入管が接続されており、
前記導入管は、前記添加剤噴射弁が接続された一端から他端に向かって拡大するテーパ形状を有し、
前記排気ガス流の下流方向に縮小する形状の縮小テーパ部が前記排気浄化触媒と前記混合器との間の前記排気通路に形成されており、
前記排気通路の中心軸と前記添加剤噴射弁の先端部の頂点とを含む断面において、前記導入管と前記拡大テーパ部との接点のうち、上流側の接点をＡとし、下流側の接点をＢとしたときに、前記添加剤噴射弁から噴射された添加剤の噴霧の中心軸と前記接点Ａ及びＢを通る直線ＡＢとが直交することを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気通路の中心軸と前記添加剤噴射弁の先端部の頂点とを含む断面において、
前記添加剤噴射弁から噴射された添加剤の噴霧の中心軸が前記排気通路の中心軸に対して成す角の角度をα とし、前記排気ガス流の中心軸に対する前記縮小テーパ部の傾斜角度をγ としたときに、γ＝α±３０°であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記拡大テーパ部の下流側の前記排気通路に前記混合器が配設されているとともに、前記混合器の排気ガス通過部分の断面積が前記拡大テーパ部の上流側の前記排気通路の断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化触媒と添加剤を用いて内燃機関の排気ガスを浄化するための排気浄化装置に関するものである。特に、導入管を介して排気通路に添加剤噴射弁が取り付けられているとともに、添加剤噴射弁から噴射された添加剤と排気ガスとの混合器が排気通路に設けられている排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等に搭載された内燃機関の排気ガス中にはＮＯX（窒素酸化物）やPM（微粒子状物質）等が含まれている。ＮＯXを浄化するための排気浄化装置の一つとして、内燃機関の排気通路内に排気浄化触媒の一種であるＳＣＲ触媒（ＮＯX選択還元触媒）を配設するとともに、ＳＣＲ触媒の上流側から添加剤として尿素水（尿素水溶液）を添加することにより、ＮＯXを浄化する尿素ＳＣＲシステムがある。また、ＮＳＣ触媒（ＮＯX吸蔵還元触媒）を排気通路内に配設し、添加剤として燃料を用いてＮＯXを浄化するＮＳＣシステムなどもある。
【０００３】
ＰＭを浄化するための排気浄化装置としては、酸化触媒を付したパティキュレートフィルタを内燃機関の排気通路内に配設した排気浄化装置などがある。この排気浄化装置では、ＰＭを一旦パティキュレートフィルタによって捕獲した後、酸化触媒に燃料などを添加して酸化触媒で発生した酸化熱によってＰＭを燃焼させて浄化する。また、酸化触媒をパティキュレートフィルタの上流側の排気通路に配設して、酸化触媒で生じた酸化熱をパティキュレートフィルタに捕らえられたＰＭの浄化に利用するものもある。この場合においても酸化触媒に対して燃料の添加が成される。
【０００４】
上述のような各排気浄化システムにおいては、夫々の触媒の上流側で添加された尿素水や燃料などの添加剤が排気ガスの浄化に利用されずに触媒を通過してしまうことを防止するために、排気浄化触媒の上流側の排気通路に混合器が設けられることがある。混合器によって添加剤と排気ガスは混合されつつ排気通路の前面全体に渡って広く均一に分散させられる。
【０００５】
また、添加剤を噴射するための添加剤噴射弁は電磁ソレノイドや樹脂カバー、ノズルプレート等を備えており、これらは他の構成部材と比較して耐熱性が低いので、添加剤噴射弁に排気熱の多くが直接伝わることを低減するために、添加剤噴射弁は導入管を介して排気通路に取り付けられることがある。また、噴射された添加剤の噴霧の中心軸と排気ガス流の中心軸との交差角をなるべく小さくすることで、噴射された添加剤の噴霧を排気通路の壁面等に付着させることなく排気ガスと良好に混合させるためにも、導入管を介して排気通路に添加剤噴射弁が取り付けられることがある（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４１３７０号公報  （図２等）
【特許文献２】特開２００９−１３８５９８号公報  （図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１及び特許文献２のように添加剤噴射弁が導入管を介して排気通路に取り付けられている排気浄化装置においては、添加剤が噴射される際に導入管内の排気ガスが排気通路へ押し出されることに伴って、導入管内や排気通路内に大きな渦流が発生する。噴射された添加剤の噴霧の一部は、この渦流に巻き込まれて導入管内で滞留し、導入管の壁面や添加剤噴射弁の噴孔周辺に付着する。付着した添加剤は固着や結晶化して添加剤噴射弁の噴孔を塞いだり、導入管内の添加剤の通路を狭めたりして、添加剤の正常な噴霧形成を阻害する。その結果、排気浄化触媒へ添加剤の供給が正常になされず、排気ガスが十分に浄化されないおそれがある。
【０００８】
また、添加剤噴射弁には熱害を低減するための冷却装置などが設けられており、冷却装置と排気通路との接触を避けつつ、噴射された添加剤の噴霧の中心軸と排気ガス流の中心軸との交差角を小さくしようとすると導入管が長くなって、添加剤の噴霧が導入管の壁面に付着し易くなる。導入管の壁面に添加剤が付着してしまって混合器に到達しなかったり、添加剤が排気ガスと十分に混合および拡散されず、排気浄化触媒全体へ均一に添加剤の供給がなされなかったりすると、添加剤が十分に供給されなかった部分の排気浄化触媒において排気ガスが十分に浄化されないおそれもある。
【０００９】
導入管内での大きな渦流の発生や、導入管の壁面への添加剤の付着を防ぐために導入管を単に短くすると、添加剤噴射弁と排気通路や排気ガス流との距離が近くなって添加剤噴射弁に排気熱が伝わり易くなるため、添加剤噴射弁の熱による損傷の可能性が高まる。
【００１０】
本発明は上述のような排気浄化装置において、添加剤噴射弁からの添加剤の噴射に伴う大きな渦流の発生を低減することによって、添加剤噴射弁の噴孔周辺や導入管の内部での添加剤の固着や結晶化を防止することができ、かつ、添加剤噴射弁への熱害を低減しつつ、添加剤の噴霧全体を混合器に直接衝突させることを容易にすることができ、排気浄化触媒へ添加剤を均等に供給することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の排気通路内に排気浄化触媒が配設されており、排気浄化触媒の上流側の排気通路に導入管を介して添加剤噴射弁が取り付けられているとともに、添加剤噴射弁から噴射された添加剤の噴霧が衝突する位置に混合器が設けられている排気浄化装置において、排気ガス流の下流方向に拡大する形状の拡大テーパ部が排気浄化触媒の上流側の排気通路に形成されており、拡大テーパ部に導入管が接続されており、導入管は、添加剤噴射弁が接続された一端から他端に向かって拡大するテーパ形状を有し、排気ガス流の下流方向に縮小する形状の縮小テーパ部が排気浄化触媒と混合器との間の排気通路に形成されており、排気通路の中心軸と添加剤噴射弁の先端部の頂点とを含む断面において、導入管と拡大テーパ部との接点のうち、上流側の接点をＡとし、下流側の接点をＢとしたときに、添加剤噴射弁から噴射された添加剤の噴霧の中心軸と前記接点Ａ及びＢを通る直線ＡＢとが直交することを特徴とする排気浄化装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００１４】
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、排気通路の中心軸と添加剤噴射弁の先端部の頂点とを含む断面において、添加剤噴射弁から噴射された添加剤の噴霧の中心軸が排気通路の中心軸に対して成す角の角度をα
とし、排気ガス流の中心軸に対する縮小テーパ部の傾斜角度をγ としたときに、γ＝α±３０°であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、拡大テーパ部の下流側の排気通路に混合器が配設されているとともに、混合器の排気ガス通過部分の断面積が拡大テーパ部の上流側の排気通路の断面積よりも大きく形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に係る排気浄化装置によれば、導入管を排気通路の拡大テーパ部に接続することによって、添加剤噴射弁への熱の影響を低減しつつ、添加剤噴射弁と混合器との距離を一定とした場合において導入管の体積を小さくすることができる。これにより、添加剤噴射弁からの添加剤の噴射に伴って導入管から排気通路へ押し出される排気ガスの量が低減されるため、大きな渦流の発生が抑制される。この結果、添加剤の噴霧が渦流に巻き込まれて導入管内に滞留し、導入管の壁面や添加剤噴射弁の噴孔周辺に付着して固着したり結晶化したりすることが防止される。
【００１８】
また、請求項１の発明に係る排気浄化装置によれば、導入管が、添加剤噴射弁が接続された一端から他端に向かって拡大するテーパ形状を有し、添加剤噴射弁と拡大テーパ部とが所定の配置構成となるように構成することにより、導入管の壁面に添加剤の噴霧が付着することがなく、排気通路内に余分な空間が生じることなく、かつ排気通路を複雑な形状とすることなく、添加剤噴射弁と混合器との距離を一定とした場合において導入管の体積を小さくすることができる。
【００１９】
また、請求項１の発明に係る排気浄化装置によれば、排気ガス流の下流方向に縮小する形状の縮小テーパ部を、排気浄化触媒と混合器との間の排気通路に設けることによって、混合器で発生させた乱流を整流化させつつ、排気ガスと添加剤の混合を一層促進させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る排気浄化装置において、添加剤噴射弁と縮小テーパ部とが所定の配置構成となるように構成することにより、排気浄化装置の全長を過大に延ばすことなく、混合器で発生させた乱流を整流化させつつ、排気ガスと添加剤の混合を一層促進させることができる。
【００２２】
また、本発明に係る排気浄化装置において、拡大テーパ部の上流側の排気通路の断面積よりも混合器の排気ガス通過部分の断面積が大きく構成されるため、排気通路内での排気抵抗や圧力損失の増大を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における排気浄化装置の基本構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態における添加剤噴射弁取付部周辺を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態における添加剤噴射弁取付部周辺の排気ガス流の速度分布シミュレーション結果を示す図である。
【図４】従来技術おける添加剤噴射弁取付部周辺の排気ガス流の速度分布シミュレーション結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における添加剤噴射弁取付部の変形例１を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態における添加剤噴射弁取付部の変形例２を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態における添加剤噴射弁取付部の変形例３を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る排気浄化装置を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同符号を付してあるものは同じ部材を示しており、説明を適宜省略している。但し、本実施の形態の排気浄化装置は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではない。例えば、ＳＣＲ触媒をＮＳＣ触媒や酸化触媒に置き換えて、あるいは、尿素水に代えて燃料等を添加剤として用いるなど、実施の形態の各構成を本発明の範囲で任意に変更することが可能である。
【００２５】
１．排気浄化装置の構成
本実施の形態における排気浄化装置10の構成を図１に示す。排気浄化装置10は、車両に搭載されたディーゼルエンジン等の内燃機関5から排出された排気ガス中のＮＯXを浄化するための装置であり、尿素ＳＣＲシステムとして構成されている。
【００２６】
排気浄化装置10は、内燃機関5の排気系に配置された種々のセンサとＳＣＲ触媒13、混合器18、尿素水噴射装置20、制御装置25等から構築されている。種々のセンサや尿素水噴射装置20、制御装置25等は、ＣＡＮ（Controller Area Network）28に接続されており、ＣＡＮ28上に存在する情報の取得やＣＡＮ28上へ情報の出力ができるようになっている。また、このＣＡＮ28は内燃機関5の運転状態を制御するための装置（図示せず。以下、「ＥＣＵ：Engine Control Unit」と称する。）との通信が可能となっており、燃料噴射量や噴射タイミング、内燃機関回転数等の内燃機関5の運転状態に関する情報が読み取り可能となっている。
【００２７】
内燃機関5の排気系は内燃機関5に排気通路11が接続されるとともに、その排気通路11にはＳＣＲ触媒13が配設されて構成されている。内燃機関5とＳＣＲ触媒13との間には、添加剤噴射弁取付部14が設けられており、尿素水噴射装置20の添加剤噴射弁21が設置されている。また、ＳＣＲ触媒13と添加剤噴射弁21との間の排気通路11には混合器18が配設されている。混合器18は公知の構造のものを適宜用いることができ、添加剤噴射弁21から噴射された尿素水の噴霧が直接衝突する位置に配設される。
【００２８】
排気通路11に配設されたＳＣＲ触媒13は、排気通路11内に噴射された尿素水とともに排気ガス中のＮＯXを接触させることで排気ガス中のＮＯXをＮ2（窒素）等に還元して無害化するＮＯX選択還元触媒であり、公知のものを適宜用いることができる。用いられるＳＣＲ触媒によってはアンモニアスリップを防止するためのアンモニア酸化触媒がＳＣＲ触媒13の下流側に配設される場合がある。
【００２９】
ＳＣＲ触媒13の下流側にはＮＯXセンサ26が、上流側には温度センサ27がそれぞれ設けられており、これらのセンサは排気通路11内部のＮＯX濃度情報や温度情報を検出して制御装置25やＥＣＵ等に送信する。ＥＣＵについての詳細な説明はここでは省略するが、自動車等で用いられている一般的な内燃機関の制御装置で構わない。
【００３０】
尿素水噴射装置20は、尿素水タンク22内に貯えられた添加剤としての尿素水をＳＣＲ触媒13に供給するための装置である。この尿素水噴射装置20は添加剤噴射弁21、尿素水タンク22、尿素水ポンプ23、尿素水供給管24、制御装置25によって構築される。添加剤噴射弁21はＳＣＲ触媒13の上流側の排気通路に設けられた添加剤噴射弁取付部14に取り付けられており、尿素水供給管24等を介して尿素水タンク22内の尿素水が逐次供給されるようになっている。具体的には、尿素水タンク22は尿素水供給管24を介して添加剤噴射弁21が接続されており、尿素水供給管24の途中には尿素水ポンプ23が設けられている。例えば、制御装置25からの駆動信号により回転駆動される電動式ポンプ等が尿素水ポンプ２３として用いられ、その出力は尿素水供給管24内の尿素水の圧力値が所定値となるようにフィードバック制御される。
【００３１】
尿素水噴射装置20の始動に伴い尿素水ポンプ23が回転駆動されると、尿素水タンク22から尿素水が汲み上げられ尿素水供給管24を通じて添加剤噴射弁21に供給される。そして、内燃機関5の運転状態やＳＣＲ触媒13の温度状態などに応じて添加剤噴射弁21の開閉制御がなされることにより、適切なタイミングで適正量の尿素水が排気通路11内へ噴射される。すると、排気通路11内において尿素水が加水分解されてＮＨ3を生じるとともに、排気ガスとともにＳＣＲ触媒13に供給され、ＳＣＲ触媒13においてＮＯXの還元反応が行われることによって排気ガスが浄化される。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、尿素水噴射装置20の各アクチュエータの制御は制御装置25によって行うが、ＥＣＵにおける一機能としてＥＣＵによって行わせることも適宜可能である。
【００３３】
２.添加剤噴射弁取付部
本実施の形態における添加剤噴射弁取付部14の構造を図２（ａ）〜（ｂ）に示す。図２（ｂ）は図２（ａ）の添加剤噴射弁取付部14を矢印X方向から見た図に相当する。本実施形態における添加剤噴射弁取付部とは排気通路11に設けられた上流側拡大テーパ部16と下流側拡大テーパ部17、及び上流側拡大テーパ部16及び下流側拡大テーパ部17の間の排気通路を合わせた部分をいう。また、拡大テーパ部とは、排気通路11において排気ガス流の下流側に向かって断面積が徐々に拡大するように形成された部分であって、その断面形状は円形状や角形状などに適宜形成することができる。
【００３４】
上流側拡大テーパ部16には添加剤噴射弁21から添加された尿素水の噴霧を排気通路11へ導くための導入管19が接続されており、上流側拡大テーパ部16と下流側拡大テーパ部17の間の排気通路11内には混合器18が配設されている。
【００３５】
導入管19は円筒状に形成されており、その一端には添加剤噴射弁21が接続され、他端は排気通路11の上流側拡大テーパ部16と接続される。また、導入管19の壁面に尿素水の噴霧が付着することを防ぐために、導入管19は添加剤噴射弁21が接続された一端から他端に向けて拡大するテーパ形状に形成されている。なお、尿素水の噴霧形状に応じて導入管19のテーパ形状、径および長さ等は適宜決められる。
【００３６】
導入管19が上流側拡大テーパ部16に接続されることによって、直管状の排気通路に導入管19を直接接続した場合に比べて、導入管19の体積を小さくすることができる。この結果、添加剤噴射弁21からの尿素水の噴射に伴って導入管19内から排気通路11へ押し出される排気ガスの量が低減されるため、導入管19内や導入管19出口付近での大きな渦流の発生が抑制される。そして、尿素水の噴霧が渦流に巻き込まれて導入管19内に滞留し、導入管19の壁面や添加剤噴射弁21の噴孔周辺に付着して固着や結晶化することが防止される。
【００３７】
導入管19を上流側拡大テーパ部16に接続することによって排気通路11と導入管19の接触面積が低減されるため、添加剤噴射弁21が熱により損傷する可能性を低減できる。また、排気ガス通過部分の断面積の大きい混合器18を利用することによって排気通路11内での圧力損失が減少して排気ガス流の直進性が向上するため、添加剤噴射弁21が排気ガスから受ける熱量が減少し、添加剤噴射弁21が熱により損傷する可能性をさらに低減できる。
【００３８】
添加剤噴射弁取付部14における上流側拡大テーパ部16は、添加剤噴射弁21から噴射された添加剤の噴霧の中心軸が排気通路11の中心軸に対して成す角の角度をαとし、導入管19と上流側拡大テーパ部16との上流側の接点Ａと導入管19と上流側拡大テーパ部16との下流側の接点Ｂを通る直線ＡＢと、排気通路11の中心軸とが成す角度（排気ガス流の中心軸に対する上流側拡大テーパ部16の傾斜角度）をβとしたときに、βが９０°−α以下となるように形成される。βを９０°−αより大きくした場合に比べて排気通路11内に余分な空間を生じさせることなく、且つ、排気通路11を複雑な形状とすることなく、尿素水の噴射に伴う渦流の発生を効果的に抑制できる。
【００３９】
特に、排気通路11の中心軸と添加剤噴射弁21の先端部の頂点とを含む断面において、導入管19と上流側拡大テーパ部16との上流側の接点Ａと導入管19と上流側拡大テーパ部16との下流側の接点Ｂを通る直線ＡＢが、添加剤噴射弁21から噴射された添加剤の噴霧の中心軸と直交するように形成されることが好ましい。添加剤の噴霧の中心軸と直線ＡＢとが直交するように形成されていることにより、添加剤噴射弁21と混合器18との距離を一定とした場合において導入管19の体積をより小さくすることができる。
【００４０】
上流側拡大テーパ部16と下流側拡大テーパ部17間の排気通路11は、上流側拡大テーパ部16の上流側の排気通路11に比べて断面積が大きく形成されており、その排気通路11内には尿素水の噴霧と排気ガスを効率的に混合および拡散するための混合器18が配設されている。混合器18の配設によって生じる排気抵抗や圧力損失を低減するために、混合器18における排気ガスの通過部分の断面積は上流側拡大テーパ部16よりも上流側の排気通路11の断面積よりも大きく形成されている。
【００４１】
下流側拡大テーパ部17は混合器18下流側に形成されており、ＳＣＲ触媒13に向けて排気ガス流の下流方向に拡大する形状に形成されている。混合器18で発生させた乱流を下流側拡大テーパ部17によって拡大させつつＳＣＲ触媒13に導くことで、ＳＣＲ触媒13の上流側の前面全体に均一に添加剤を供給することができる。
【００４２】
つづいて、本実施の形態における添加剤噴射弁取付部14の効果について説明する。上述のように上流側拡大テーパ部16に導入管19を介して添加剤噴射弁21を取り付けた場合おいて、添加剤噴射弁取付部14周辺における排気ガス流の速度分布のシミュレーション結果を図３に示す。また、従来技術との比較のために、直管状の排気通路に導入管を接続した場合における添加剤噴射弁周辺の排気ガス流の速度分布のシミュレーション結果を図４に示す。
【００４３】
まず、図４において導入管19’内の流れに着目すると、導入管19’の開口部下流側の領域Ｐから添加剤噴射弁21’の噴孔付近の領域Ｑに向かった後に、領域Ｑから排気通路11’に対する導入管19’ の開口部上流側の領域Ｒに向かい、さらに領域Ｒから領域Ｐに向かう大きな渦流の存在がみてとれる。添加剤噴射弁21’から噴射された噴霧の一部が、この渦に巻き込まれることにより、渦の流れに乗って添加剤噴射弁21’の噴孔周辺に至って添加剤噴射弁21’に付着したり、導入管19’内で滞留している間に導入管19’の壁面に付着したりする可能性が非常に高くなることが考えられる。壁面等に付着した尿素水は水分の蒸発や熱による変質によって結晶化してしまって、導入管19’内の空間や噴射孔を閉塞してしまう恐れがある。
【００４４】
一方、図３において導入管19内の流れに着目すると、図４においてみられた大きな渦流が小さくなっていることがみてとれる。導入管19内の渦流の勢いが図４に比べて低下しているので、添加剤噴射弁21から噴射された噴霧の一部が、渦流に巻き込まれる可能性が低減され、添加剤噴射弁21の噴孔周辺や導入管19の壁面に付着する可能性が大幅に低下する。その結果、添加剤噴射弁21の噴孔周辺や導入管19内で尿素水が結晶化してしまって、尿素水の噴霧形成が阻害されてしまったり、ＳＣＲ触媒13への添加剤の適切な供給が阻害されてしまったりすることが防止される。
【００４５】
３.添加剤噴射弁取付部の変形例
添加剤噴射弁取付部14の変形例として、図２（ａ）における下流側拡大テーパ部17を縮小テーパ部17’として形成した場合の変形例１を図５（ａ）〜（ｂ）に示す。図５（ｂ）は図５（ａ）の添加剤噴射弁取付部14を矢印Y方向から見た図に相当する。
【００４６】
変形例１では、縮小テーパ部17’は混合器18の下流側に形成されており、排気ガス流の下流方向に向かって縮小する形状に形成されている。排気通路11の中心軸と添加剤噴射弁21の先端部の頂点とを含む断面において、添加剤噴射弁21から噴射された尿素水の噴霧の中心軸が排気通路11の中心軸に対して成す角の角度をαとしたときに、排気通路11の中心軸に対する上流側拡大テーパ部16の傾斜角度β、および排気通路11の中心軸に対する縮小テーパ部17’の傾斜角度γがそれぞれαとなっている。このように混合器18の下流側に縮小テーパ部17’を設けることによって、混合器18で発生させた乱流を整流させつつ、排気ガスと尿素水との混合をより一層促進させることができる。
【００４７】
また、縮小テーパ部17’は、その傾斜角度が小さいほど排気ガス流の整流効果が高まるものの全長が長くなってしまうため、排気通路11内の排気ガス流の中心軸に対する縮小テーパ部17’の傾斜角度γをα±３０°程度とすることが好ましい。これにより排気浄化装置10の全長を過大に延ばすことなく、排気ガスと添加剤との混合を促進させることができる。
【００４８】
次に、導入管19をより短くするために、上流側拡大テーパ部16''の傾斜角度を大きく設定した場合の変形例２を図６（ａ）〜（ｂ）に示す。図６（ｂ）は図６（ａ）の添加剤噴射弁取付部14を矢印Y方向から見た図に相当する。排気通路11の中心軸に対する上流側拡大テーパ部16''の傾斜角度βを９０°−αとすることで、導入管19''を最短形状として尿素噴射弁21を排気通路11に取り付けることができる。この傾斜角度βを９０°−α以上に大きな角度とすると、排気通路11内に余計な空間を過大に形成することになり、かつ排気管の形状が複雑に成なってしまうため好ましくない。
【００４９】
また、この変形例２においては、上述したように、排気通路11の中心軸と添加剤噴射弁21の先端部の頂点とを含む断面において、導入管19と上流側拡大テーパ部16との上流側の接点Ａと導入管19と上流側拡大テーパ部16との下流側の接点Ｂを通る直線ＡＢが、添加剤噴射弁21から噴射された添加剤の噴霧の中心軸と直交するように形成されている。そのため、添加剤噴射弁21と混合器18との距離を一定とした場合において導入管19の体積がより小さくされている。
【００５０】
なお、この変形例２では上流側拡大テーパ部16''と縮小テーパ部17’との間の排気通路11の径が非常に大きくなってしまうが、図７（ａ）〜（ｂ）に示す変形例３のように片側テーパとすることでその大きさを低減できる。
【符号の説明】
【００５１】
5：内燃機関、10：排気浄化装置、11：排気通路、13：ＳＣＲ触媒、14：添加剤噴射弁取付部、16：上流側拡大テーパ部、17：下流側拡大テーパ部、18：混合器、19：導入管、20：尿素水噴射装置、21：添加剤噴射弁、22：尿素水タンク、23：尿素水供給ポンプ、24：尿素水供給管、25：制御装置、26：ＮＯXセンサ、27：温度センサ、28：ＣＡＮ
【図１】
0005500909.tif 000002
【図２】
0005500909.tif 000003
【図３】
0005500909.tif 000004
【図４】
0005500909.tif 000005
【図５】
0005500909.tif 000006
【図６】
0005500909.tif 000007
【図７】
0005500909.tif 000008