(57)【要約】【課題】触媒に流入する還元剤の分布の偏りを抑制する。【解決手段】排ガス浄化装置１は、排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒３と、排ガス流路における拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材９と、排ガス流路における拡散部材９よりも上流側へ還元剤を供給する噴射装置４と、排ガス流路における還元剤が排ガスと合流する合流位置又は合流位置よりも下流側であって、拡散部材９よりも上流側に設けられ、上流側から流入した還元剤の流れを複数に分岐して拡散部材９へ誘導する誘導部材１０と、を備える。【選択図】図１
2014100628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス浄化装置であって、
前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第１の面側と、前記第１の面の裏面である第２の面側と、に分岐する
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排ガス浄化装置であって、
第１の前記板部と、
第２の前記板部と、
を備え、
前記第１の板部及び前記第２の板部は、前記第１の板部における前記第２の面と、前記第２の板部における前記第１の面と、が間隔を空けて対向するように設けられている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排ガス浄化装置であって、
前記第１の板部は、前記第２の板部と比較して、前記排ガス流路における上流側に設けられ、
前記第２の板部に形成された前記導風部は、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の幅が、前記第１の板部に形成された前記導風部と比較して、広く形成されている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の排ガス浄化装置であって、
前記第２の板部に形成された前記導風部は、前記第１の板部に形成された前記導風部に対し、前記拡散部材側の前記間隔が、前記合流位置側の前記間隔と比較して、広くなるように設けられている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成されている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排ガス浄化装置であって、
前記板部には、第１の前記羽根部と、前記第１の羽根部とは向きが異なる第２の前記羽根部と、が形成されている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項８】
請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記板部には、前記導風部における、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の両側から、前記導風部における前記第１の面側へ延びるように受け部が形成されている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項９】
請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記板部には、前記導風部を貫通する貫通孔が形成されている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の排ガス浄化装置であって、
前記拡散部材は、流入した排ガスに旋回流を生じさせるものである
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス流路において排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、大気汚染物質である窒素酸化物（ＮＯx）が含まれている。こうした排ガスを浄化するための装置として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）方式の触媒を排ガス流路に設け、その上流側の排ガス中に尿素水を噴射する構成の排ガス浄化装置が知られている。排ガス中に噴射された尿素水は、排ガスの熱により加水分解し、加水分解により生じたアンモニア（ＮＨ3）が排ガスとともに触媒へ供給される。排ガス中の窒素酸化物は、触媒においてアンモニアと反応し、還元浄化される。
【０００３】
また、この種の排ガス浄化装置としては、触媒による排ガス浄化効果を向上させるため、断面積の大きい触媒が用いられることが通常であり、触媒の上流側には、排ガス流路を拡径するための拡径流路が形成される。しかしながら、このような拡径流路が形成された構成では、拡径流路において排ガスの流れが偏りやすくなり、触媒に流入する排ガスの分布に偏りが生じやすくなってしまう。そこで、拡径流路の上流側に、排ガスを拡径流路へ拡散するための拡散部材を設けた構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９０８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本発明者は、拡散部材に流入する排ガス中において還元剤（尿素水又は加水分解後のアンモニア）の分布が偏っていると、触媒に流入する排ガスにおいても還元剤の分布の偏りが解消されないという問題を見出した。すなわち、拡散部材は、拡径流路における排ガスの流れの偏りを抑制する機能を有するものの、排ガス中に偏って存在する還元剤を分散させる機能は有していないからである。特に、還元剤が排ガスと合流する合流位置において、還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なると、排ガスの流れに影響されて還元剤の流れが偏りやすくなってしまう。このようにして触媒に流入する還元剤の分布が偏ることは、触媒による排ガス浄化効果を低下させる要因となる。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、触媒に流入する還元剤の分布の偏りを抑制する排ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、を備える。
【０００８】
このような構成によれば、拡散部材の上流側に誘導部材が設けられているため、誘導部材が設けられていない構成と比較して、拡散部材に流入する還元剤の分布の偏りを抑制することができる。したがって、触媒に流入する還元剤の分布の偏りを抑制することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、前記導風部が、前記還元剤の流れを、前記板部における第１の面側と、前記第１の面の裏面である第２の面側と、に分岐するようにしてもよい。このような構成によれば、簡素な構成により還元剤の流れを複数に分岐することができる。
【００１０】
また、上記構成において、第１の前記板部と、第２の前記板部と、を備え、前記第１の板部及び前記第２の板部は、前記第１の板部における前記第２の面と、前記第２の板部における前記第１の面と、が間隔を空けて対向するように設けられていてもよい。このような構成によれば、還元剤の流れを多数に分岐することができる。なお、この構成は、第１の板部と第２の板部とを少なくとも備えていればよく、例えば、第３の板部を更に備えてもよい。つまり、板部は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
【００１１】
また、上記構成において、前記第１の板部は、前記第２の板部と比較して、前記排ガス流路における上流側に設けられ、前記第２の板部に形成された前記導風部は、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の幅が、前記第１の板部に形成された前記導風部と比較して、広く形成されていてもよい。このような構成によれば、排ガスの流れを第１の板部から第２の板部へ順に導くことで、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記第２の板部に形成された前記導風部は、前記第１の板部に形成された前記導風部に対し、前記拡散部材側の前記間隔が、前記合流位置側の前記間隔と比較して、広くなるように設けられていてもよい。このような構成によれば、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成されていてもよい。このような構成によれば、還元剤が含まれた排ガスを、拡散部材における所望の位置へ導くことができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記板部には、第１の前記羽根部と、前記第１の羽根部とは向きが異なる第２の前記羽根部と、が形成されていてもよい。このような構成によれば、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。なお、この構成は、第１の羽根部と第２の羽根部とを少なくとも備えていればよく、例えば、第３の羽根部を更に備えてもよい。つまり、羽根部は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
【００１５】
また、上記構成において、前記板部には、前記導風部における、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の両側から、前記導風部における前記第１の面側へ延びるように受け部が形成されていてもよい。このような構成によれば、還元剤を含む排ガスが導風部へ集まりやすくすることができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記板部には、前記導風部を貫通する貫通孔が形成されていてもよい。このような構成によれば、貫通孔を抜ける排ガスの流れを利用して、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
【００１７】
また、上記構成において、前記拡散部材は、流入した排ガスに旋回流を生じさせるものであってもよい。このような構成によれば、拡径流路から触媒に流入する排ガスの偏りを抑制することができる。
【００１８】
なお、本発明は、前述した排ガス浄化装置の他、排ガス浄化装置に用いられる誘導部材、触媒に流入する排ガスの偏りを抑制する方法など、種々の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。
【図２】拡散部材の斜視図である。
【図３】拡散部材を排ガス流路における下流側から見た図である。
【図４】拡散部材の羽根部の形状を示す図である。
【図５】（Ａ）は第１実施形態の誘導部材の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図である。
【図６】第１実施形態の誘導部材の斜視図である。
【図７】第１実施形態の誘導部材の展開図である。
【図８】比較例の排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は比較例の排ガス浄化装置における還元剤の流れのシミュレーション結果を示す図、（Ｂ）は第１実施形態の排ガス浄化装置における還元剤の流れのシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】（Ａ）は比較例の排ガス浄化装置の触媒端面における還元剤の分布のシミュレーション結果を示す図、（Ｂ）は第１実施形態の排ガス浄化装置の触媒端面における還元剤の分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】（Ａ）は第２実施形態の誘導部材の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図、（Ｄ）はその斜視図である。
【図１２】（Ａ）は第３実施形態の誘導部材の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図、（Ｄ）はその斜視図である。
【図１３】（Ａ）は第４実施形態の誘導部材の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図、（Ｄ）はその斜視図である。
【図１４】（Ａ）は第５実施形態の誘導部材の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図、（Ｄ）はその斜視図である。
【図１５】（Ａ）は変形例の誘導部材の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図、（Ｄ）はその斜視図である。
【図１６】排ガス流路が直線状の排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
図１に示す排ガス浄化装置１は、自動車の内燃機関（例えばディーゼルエンジン）から排出された排ガスを浄化するためのものであり、流路部材２と、触媒３と、噴射装置４と、拡散部材９と、誘導部材１０と、を備える。なお、以下の説明では、図１を基準に上下左右方向（鉛直方向及び水平方向）を表現するが、あくまでも説明の便宜上の表現であり、排ガス浄化装置１が設けられる向きは特に限定されない。
【００２１】
流路部材２は、内燃機関から排出された排ガスを自動車の外部へ導くための排ガス流路を形成する。具体的には、流路部材２は、排ガス流路における上流側から順に、第１の管部２Ａと、第２の管部２Ｂと、第３の管部２Ｃと、第４の管部２Ｄと、第５の管部２Ｅと、を備える。なお、これら第１〜第５の管部２Ａ〜２Ｅは、説明の便宜上、流路部材２を複数の部分に区分したものであり、流路部材２を構成する部品とは関係がない。流路部材２を構成する部品点数は、特に限定されない。
【００２２】
第１の管部２Ａ及び第３の管部２Ｃは、内径が同じ円管部であって、それぞれ直線状に形成されている。ただし、第１の管部２Ａと第３の管部２Ｃとは、排ガスの流れる方向が異なる。具体的には、第１の管部２Ａは、排ガスが斜め下方へ流れる流路を形成し、第３の管部２Ｃは、排ガスが水平方向へ流れる流路を形成する。このため、第１の管部２Ａと第３の管部２Ｃとは、円弧状に湾曲した円管部である第２の管部２Ｂによって、なだらかに連結されている。なお、この例では、第１の管部２Ａの中心軸線である第１の軸線Ｃ１と第３の管部２Ｃの中心軸線である第２の軸線Ｃ２とが、交差している。
【００２３】
第５の管部２Ｅは、第３の管部２Ｃと同軸の（第２の軸線Ｃ２を中心軸線とする）直線状の円管部である。ただし、第５の管部２Ｅは、第３の管部２Ｃの内径よりも外径が大きい触媒３を収容するために、第３の管部２Ｃよりも内径が大きく形成されている。このため、第３の管部２Ｃと第５の管部２Ｅとは、テーパ状に拡径した円管部である第４の管部２Ｄによって、なだらかに連結されている。
【００２４】
つまり、流路部材２は、触媒３へ至る排ガス流路において、湾曲流路と拡径流路とを形成する。
さらに、流路部材２は、噴射装置４から排ガス流路へ還元剤を噴射するための還元剤流路を形成する第６の管部２Ｆを備える。第６の管部２Ｆは、第３の管部２Ｃと同軸の（第２の軸線Ｃ２を中心軸線とする）円管部であり、この例では、排ガス流路へ向かって若干テーパ状に拡径している。第６の管部２Ｆは、第２の管部２Ｂに接続されており、第６の管部２Ｆを介して噴射された還元剤は、第２の管部２Ｂ内を流れる排ガスと合流する。
【００２５】
触媒３は、窒素酸化物（ＮＯx）を還元する機能を有するＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）方式の触媒であり、排ガス流路における拡径流路の下流側（具体的には第５の管部２Ｅ内）に設けられている。
【００２６】
噴射装置４は、液状の還元剤を噴射し、第６の管部２Ｆを介して、排ガス流路における拡散部材９よりも上流側（具体的には第２の管部２Ｂ内）へ還元剤を供給する供給装置として機能する。本実施形態では、還元剤として尿素水を噴射する。なお、厳密には、排ガス中に噴射された尿素水が、排ガスの熱により加水分解してアンモニア（ＮＨ3）が生じ、こうして生じたアンモニアが還元剤として機能するが、加水分解前の状態（尿素水）についても還元剤と称する。
【００２７】
拡散部材９は、上流側から流入した排ガスを拡径流路へ拡散するように流出させ、触媒３に流入する排ガスの偏りを抑制する（均一に近づける）ためのものであり、排ガス流路における拡径流路の上流側（第３の管部２Ｃ内）に設けられている。
【００２８】
ここで、一例としての拡散部材９の具体的な構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３に示す拡散部材９は、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、本体部９１と、複数の羽根部９２と、複数の支持部９３と、を備える。
【００２９】
支持部９３は、排ガスの流れ方向Ｄに沿った上流側へ延びる突出片であり、階段状に折り曲げられることで、本体部９１よりも径方向外側に張り出している。このため、拡散部材９を第３の管部２Ｃ内に取り付けた状態では、支持部９３の外面が第３の管部２Ｃの内面と接触し、本体部９１と第３の管部２Ｃの内面との間には隙間が生じる。そして、支持部９３と第３の管部２Ｃとの接触部が溶接されることで、本体部９１が支持部９３により支持される。つまり、拡散部材９が第３の管部２Ｃに固定される。
【００３０】
複数の羽根部９２は、排ガスの流れ方向Ｄに沿った下流側に形成された突出片である。各羽根部９２は、先端が折り曲げられることにより、排ガスの流れ方向Ｄに対して傾斜しており、傾斜に応じた方向へ排ガスを誘導する。各羽根部９２の傾斜方向及び排ガスを誘導する方向は、以下のように設定されている。
【００３１】
すなわち、図４に示すように各羽根部９２が排ガスを誘導する方向のベクトルをベクトルＥとすると、ベクトルＥは、各羽根部９２の根元から先端へ向かうベクトルとすることができる。そして、ベクトルＥのうち、排ガスの流れ方向Ｄに直交する面内の成分をベクトルＸとすると、拡散部材９を排ガスの流れ方向Ｄにおける下流側から見た場合に、各羽根部９２のベクトルＸは、全体として、図３に示すように一定の経路で一巡する。このため、拡散部材９を通過する排ガスは、各羽根部９２においてベクトルＸの方向へ誘導され、結果として、拡散部材９に流入した排ガスには、全体として、図３において反時計回りの旋回流が生じる。その結果、排ガスが拡径流路へ広がりやすくなり、触媒３に流入する排ガスの偏りが抑制される。
【００３２】
誘導部材１０は、上流側から流入した還元剤の流れを複数に分岐して拡散部材９へ誘導し、拡散部材９に流入する還元剤の分布の偏りを抑制する（均一に近づける）ためのものである。このため、誘導部材１０は、排ガス流路における還元剤が排ガスと合流する合流位置又は合流位置よりも下流側であって、拡散部材９よりも上流側に設けられている。この例では、後述する３つの導風部１１Ａ〜１３Ａの先端が還元剤の合流位置に位置するように（換言すれば、第１の軸線Ｃ１よりも噴射装置４寄りの位置に）設けられている。
【００３３】
ここで、第１実施形態の誘導部材１０の具体的な構成について、図５（Ａ）〜（Ｃ）、図６及び図７を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は誘導部材１０を上方から見た図（平面図）、図５（Ｂ）は誘導部材１０を側方から見た図（側面図）であり、図５（Ａ），（Ｂ）の左右方向は、図１の左右方向と一致する。また、図５（Ｃ）は、誘導部材１０を第２の軸線Ｃ２に沿った下流側（拡散部材９側）から見た図（背面図）である。
【００３４】
誘導部材１０は、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものである。具体的には、誘導部材１０は、第１の板部１１と、第２の板部１２と、第３の板部１３と、第４の板部１４と、第５の板部１５と、第６の板部１６と、第７の板部１７と、を備える。なお、これら第１〜第７の板部１１〜１７は、説明の便宜上、誘導部材１０を複数の部分に区分したものである。
【００３５】
第１〜第７の板部１１〜１７は、第６の管部２Ｆを介して噴射された還元剤の流れが阻害されにくいように、第２の軸線Ｃ２に対して平行又は平行に近い角度で形成されている。
【００３６】
このうち、第１〜第３の板部１１〜１３は、それぞれ、第１の軸線Ｃ１及び第２の軸線Ｃ２と直交する線（図５（Ａ）でいう上下方向の線。図５（Ｃ）でいう左右方向の線。）に対して平行な面を形成する。具体的には、第１〜第３の板部１１〜１３には、概略上方を向いた上面（第１の面）と、概略下方を向いた下面（第１の面の裏面である第２の面）と、が形成される。
【００３７】
そして、第１〜第３の板部１１〜１３は、第３の板部１３における上面と第２の板部１２における下面、及び、第２の板部１２における上面と第１の板部１１における下面、がそれぞれ間隔を空けて対向するように設けられている。具体的には、第１の板部１１は、第２の板部１２及び第３の板部１３と比較して排ガス流路における上流側に設けられ、第１の管部２Ａからの排ガスの流れに対して対向するように設けられている。また、第２の板部１２は、第３の板部１３と比較して排ガス流路における上流側に設けられ、第１の管部２Ａからの排ガスの流れに対して、第１の板部１１の背後（第１の板部１１よりも下方）において対向するように設けられている。さらに、第３の板部１３は、第１の管部２Ａからの排ガスの流れに対して、第２の板部１２の背後（第２の板部１２よりも下方）において対向するように設けられている。
【００３８】
一方、第４の板部１４は、第１の板部１１の一端（図５（Ｃ）でいう右側端部）と第２の板部１２の一端（図５（Ｃ）でいう右側端部）とを連結する。同様に、第５の板部１５は、第２の板部１２の他端（図５（Ｃ）でいう左側端部）と第３の板部１３の一端（図５（Ｃ）でいう左側端部）とを連結する。
【００３９】
さらに、第１の板部１１の他端（図５（Ｃ）でいう左側端部）には、第１の板部１１を挟んで第４の板部１４と概略対称形状の第６の板部１６が連結されている。同様に、第３の板部１３の他端（図５（Ｃ）でいう右側端部）には、第３の板部１３を挟んで第５の板部１５と概略対称形状の第７の板部１７が連結されている。
【００４０】
つまり、第１〜第７の板部１１〜１７は、第２の軸線Ｃ２に沿った方向から見てＳ字状（詳細には、図５（Ｃ）に示すように、排ガス流路における上流側から見て左右逆向きのＳ字状）に形成されている。
【００４１】
第１の板部１１には、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部１１Ａが形成されている。同様に、第２の板部１２には、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部１２Ａが形成され、第３の板部１３には、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部１３Ａが形成されている。つまり、誘導部材１０は、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａを備えた３段形状のものである。
【００４２】
また、導風部１２Ａは、還元剤が流れる方向（第２の軸線Ｃ２に沿った方向であり、図５（Ａ）でいう左右方向）と直交する方向（図５（Ａ）でいう上下方向）の幅が、導風部１１Ａと比較して広く形成されている。さらに、導風部１３Ａは、その幅が、導風部１２Ａと比較して広く形成されている。つまり、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａは、上方から見て、段階的に幅が広くなるように形成されている（図５（Ａ）参照）。
【００４３】
また、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａは、互いに平行ではなく、合流位置側へ向かって間隔が狭まるように設けられている。すなわち、導風部１２Ａは、導風部１１Ａに対し、拡散部材９側の間隔が、合流位置側の間隔と比較して広くなるように設けられており、導風部１３Ａは、導風部１２Ａに対し、拡散部材９側の間隔が、合流位置側の間隔と比較して広くなるように設けられている。
【００４４】
このような形状の誘導部材１０が設けられているため、噴射装置４により噴射された還元剤の流れは、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａのそれぞれによってその上面側と下面側とに分岐され、上下方向において複数（この例では４つ）に分岐される。具体的には、第１の板部１１よりも上方の第１の流路と、第１の板部１１と第２の板部１２との間に形成された第２の流路と、第２の板部１２と第３の板部１３との間に形成された第３の流路と、第３の板部１３よりも下方の第４の流路と、に分岐される。
【００４５】
また、第１の板部１１には、導風部１１Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部１１Ｂが形成されている。同様に、第２の板部１２には、導風部１２Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部１２Ｂが形成されている。また、第３の板部１３には、導風部１３Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部１３Ｂが形成されている。３つの羽根部１１Ｂ〜１３Ｂは、排ガスの下流側へ向かって斜め上方へ折り曲げられており、それぞれに対応する導風部１１Ａ〜１３Ａとは異なる角度に設けられている。このため、羽根部１１Ｂ〜１３Ｂの上面に沿って流れる排ガス（還元剤が含まれた排ガス）は、誘導部材１０が設けられていない構成と比較して、排ガス流路における上部側へ誘導される。
【００４６】
また、第４の板部１４には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部１４Ｂが形成されている。そして、第５の板部１５には、同様の突出片である支持部１５Ｂが形成され、第６の板部１６には、同様の突出片である支持部１６Ｂが形成され、第７の板部１７には、同様の突出片である支持部１７Ｂが形成されている。４つの支持部１４Ｂ〜１７Ｂは、階段状に折り曲げられることで、径方向外側に張り出している。このため、誘導部材１０を第３の管部２Ｃ内に取り付けた状態では、４つの支持部１４Ｂ〜１７Ｂのそれぞれの外面が第３の管部２Ｃの内面と接触する。そして、４つの支持部１４Ｂ〜１７Ｂのそれぞれと第３の管部２Ｃとの接触部が溶接されることで、誘導部材１０が第３の管部２Ｃに固定される。
【００４７】
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
［Ａ１］第１実施形態の排ガス浄化装置１は、拡散部材９の上流側に誘導部材１０が設けられているため、誘導部材１０が設けられていない構成と比較して、拡散部材９に流入する還元剤の分布の偏りを抑制することができる。したがって、触媒３に流入する排ガスの偏りを抑制することができる。
【００４８】
ここで、このような効果が得られる理由について、誘導部材１０を備えない構成（比較例の排ガス浄化装置）と対比する形で説明する。
図８に示すように、誘導部材１０を備えない比較例の排ガス浄化装置では、排ガス流路における湾曲流路において排ガスの流れが偏るため、合流した還元剤も排ガスに流されてしまい、排ガス流路における下部に偏ってしまう。このため、拡散部材９に流入する還元剤の分布が、この例では下方に大きく偏る。拡散部材９は、拡径流路における排ガスの偏りを抑制する機能を有するものの、偏って流入した還元剤を全体に広げる効果は少ないため、拡散部材９を通過した排ガスは、還元剤の分布が偏ったままの状態で触媒３へ流入しやすくなる。このような状態では、触媒３による排ガス浄化効果を十分に得ることができない。
【００４９】
これに対し、第１実施形態の排ガス浄化装置１では、図１に示すように、拡散部材９の手前であって還元剤が偏りやすい位置（この例では排ガス流路における下部）に、誘導部材１０が設けられている。誘導部材１０は、噴射装置４により噴射された還元剤の流れを、導風部１１Ａ〜１３Ａにより上下方向において複数に分岐し、羽根部１１Ｂ〜１３Ｂにより拡散部材９における複数の箇所へ誘導する。このため、拡散部材９に流入する還元剤の分布の偏りが抑制されるように還元剤の流れを調整することができる。
【００５０】
次に、シミュレーション結果について説明する。図９（Ａ）に示すように、比較例の排ガス浄化装置では、湾曲流路において排ガスの流れが排ガス流路における下部に偏ることにより、還元剤の流れ（図中の流線）も排ガス流路の下部へ偏ってしまい、排ガス中における還元剤の分布が偏ってしまう。このため、図１０（Ａ）に示すように、触媒３の端面での還元剤（アンモニア）の分布（図中の点）の一様度は、偏ったものとなる。なお、図１０（Ａ）は、図９（Ａ）のXA−XA断面図に相当する。
【００５１】
これに対し、図９（Ｂ）に示すように、第１実施形態の排ガス浄化装置１では、拡散部材９の手前に設けられた誘導部材１０により、排ガス及び還元剤の流れを調整することができる。具体的には、誘導部材１０により、導風部１１Ａ〜１３Ａの上面に沿った流れが生じ、また、導風部１１Ａ〜１３Ａの背面（下面）に形成される負圧部により、周囲を流れる排ガスが巻き込まれることで、還元剤の流れ（図中の流線）の偏りが抑制され、効果的に拡散部材９へ導かれる。そして、羽根部１１Ｂ〜１３Ｂにより、還元剤を拡散部材９における還元剤が流入しにくい位置（例えば上部）へ導くことで、還元剤の分布の偏りが抑制された状態の排ガスを拡散部材９へ流入させることができる。このため、図１０（Ｂ）に示すように、触媒３の端面での還元剤（アンモニア）の分布（図中の点）の一様度は、比較例よりも偏りが抑制されたものとなる。なお、図１０（Ｂ）は、図９（Ｂ）のXB−XB断面図に相当する。
【００５２】
［Ａ２］また、図５（Ａ）に示すように、誘導部材１０に形成された３つの導風部１１Ａ〜１３Ａは、上方から見て、段階的に幅が広くなるように形成されている。このため、最上段の導風部１１Ａの上面に沿った流れ（矢印Ｆ１）において、幅方向外側の流れが２段目の導風部１２Ａに導かれ（矢印Ｆ２）、２段目の導風部１２Ａの上面に沿った流れにおいて、幅方向外側の流れが３段目の導風部１３Ａに導かれる（矢印Ｆ３）。このように、排ガスの流れを第１の板部１１から第２の板部１２へ、第２の板部１２から第３の板部１３へ、と順に導くことで、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
【００５３】
［Ａ３］また、誘導部材１０は、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａの間に形成された流路が、拡散部材９側へ広くなるように設けられているため、還元剤を上下方向に広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
【００５４】
［Ａ４］また、誘導部材１０は、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａの先端が還元剤の合流位置に位置するように（換言すれば、第１の軸線Ｃ１よりも噴射装置４寄りの位置に）設けられている。このため、排ガスの流速が変化しても還元剤の流入位置がばらつきにくくなり、安定した効果を得ることができる。
【００５５】
［Ａ５］また、誘導部材１０は、羽根部１１Ｂ〜１３Ｂを備えるため、還元剤が含まれた排ガスを、拡散部材９における所望の位置へ導くことができる。また、還元剤が羽根部１１Ｂ〜１３Ｂに衝突することで、加水分解を促進させることができる。
【００５６】
［Ａ６］また、誘導部材１０は、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成された簡素な構成のものであるため、低コストで実現することができる。
［２．第２実施形態］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、前述した誘導部材１０に代えて、後述する誘導部材２０が用いられている点が異なる。その他、第１実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
【００５７】
図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示す第２実施形態の誘導部材２０は、基本的には第１実施形態の誘導部材１０と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第２実施形態の誘導部材２０は、第１実施形態の誘導部材１０と同様、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであるが、第１実施形態でいう第３の板部１３及び第７の板部１７を備えていない。つまり、第１実施形態の誘導部材１０は、３つの導風部１１Ａ〜１３Ａを備えた３段形状のものであるのに対し、第２実施形態の誘導部材２０は２段形状である点で相違する。具体的には、誘導部材２０は、第１の板部２１と、第２の板部２２と、第４の板部２４と、第５の板部２５と、第６の板部２６と、を備える。なお、各部の名称は、第１実施形態の名称に対応させている。
【００５８】
第１の板部２１及び第２の板部２２には、第１実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部２１Ａ，２２Ａがそれぞれ形成されている。このため、噴射装置４により噴射された還元剤の流れは、２つの導風部２１Ａ，２２Ａのそれぞれによってその上面側と下面側とに分岐され、上下方向において複数（この例では３つ）に分岐される。
【００５９】
また、第１の板部２１及び第２の板部２２には、第１実施形態と同様、導風部２１Ａ，２２Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部２１Ｂ，２２Ｂが形成されている。
【００６０】
また、第４の板部２４、第５の板部２５及び第６の板部２６には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂがそれぞれ形成されている。そして、支持部２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂのそれぞれと第３の管部２Ｃとの接触部が溶接されることで、誘導部材２０が第３の管部２Ｃに固定される。
【００６１】
以上詳述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第２実施形態によれば、導風部２１Ａ，２２Ａの背面（下面）に形成される負圧空間を広くすることができ、還元剤を効果的に拡散部材９へ導くことができる。
【００６２】
［３．第３実施形態］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、前述した誘導部材１０に代えて、後述する誘導部材３０が用いられている点が異なる。その他、第１実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
【００６３】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す第３実施形態の誘導部材３０は、基本的には第１実施形態の誘導部材１０と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第３実施形態の誘導部材３０は、第１実施形態の誘導部材１０と同様、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、第１の板部３１と、第２の板部３２と、第３の板部３３と、第４の板部３４と、第５の板部３５と、第６の板部３６と、第７の板部３７と、を備える。なお、各部の名称は、第１実施形態の名称に対応させている。
【００６４】
第１〜第３の板部３１〜３３には、第１実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部３１Ａ〜３３Ａがそれぞれ形成されている。そして、第３実施形態では、導風部３３Ａにおける、還元剤が流れる方向と直交する方向（幅方向）の両側から、導風部３３Ａにおける上面側（この例では斜め上方）へ延びるように受け部３３Ｃ，３３Ｄが形成されている点で、第１実施形態と相違する。
【００６５】
なお、第１〜第３の板部３１〜３３には、第１実施形態と同様、導風部３１Ａ〜３３Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部３１Ｂ〜３３Ｂが形成されている。また、第４〜第７の板部３４〜３７には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部３４Ｂ〜３７Ｂがそれぞれ形成されている。
【００６６】
以上詳述した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第３実施形態によれば、最下段の第３の板部３３を、斜め上方へ延びる受け部３３Ｃ，３３Ｄを有する受け形状にすることで、還元剤を含む排ガスが導風部３３Ａへ集まりやすくなり、より多くの排ガスを羽根部３１Ｂ〜３３Ｂへ誘導することができる。
【００６７】
［４．第４実施形態］
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、前述した誘導部材１０に代えて、後述する誘導部材４０が用いられている点が異なる。その他、第１実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
【００６８】
図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示す第４実施形態の誘導部材４０は、基本的には第１実施形態の誘導部材１０と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第４実施形態の誘導部材４０は、第１実施形態の誘導部材１０と同様、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、第１の板部４１と、第２の板部４２と、第３の板部４３と、第４の板部４４と、第５の板部４５と、第６の板部４６と、第７の板部４７と、を備える。なお、各部の名称は、第１実施形態の名称に対応させている。
【００６９】
第１〜第３の板部４１〜４３には、第１実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部４１Ａ〜４３Ａがそれぞれ形成されている。また、第１〜第３の板部４１〜４３には、第１実施形態と同様、導風部４１Ａ〜４３Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部４１Ｂ〜４３Ｂが形成されている。
【００７０】
そして、第４実施形態では、導風部４１Ａ〜４３Ａ及び羽根部４１Ｂ〜４３Ｂに複数の円形の貫通孔４０Ｈが形成されている点で、第１実施形態と相違する。
なお、第４〜第７の板部４４〜４７には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部４４Ｂ〜４７Ｂがそれぞれ形成されている。
【００７１】
以上詳述した第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第４実施形態によれば、導風部４１Ａ〜４３Ａ及び羽根部４１Ｂ〜４３Ｂに複数の貫通孔４０Ｈが形成されているため、貫通孔４０Ｈを抜ける排ガスの流れを利用して還元剤の加水分解を促進しつつ、排ガスの流れを広範囲に導くことができる。
【００７２】
［５．第５実施形態］
第５実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、前述した誘導部材１０に代えて、後述する誘導部材５０が用いられている点が異なる。その他、第１実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
【００７３】
図１４（Ａ）〜（Ｄ）に示す第５実施形態の誘導部材５０は、基本的には第１実施形態の誘導部材１０と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第５実施形態の誘導部材５０は、第１実施形態の誘導部材１０と同様、１枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、第１の板部５１と、第２の板部５２と、第３の板部５３と、第４の板部５４と、第５の板部５５と、第６の板部５６と、第７の板部５７と、を備える。なお、各部の名称は、第１実施形態の名称に対応させている。
【００７４】
第１〜第３の板部５１〜５３には、第１実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部５１Ａ〜５３Ａがそれぞれ形成されている。また、第１の板部５１には、第１実施形態と同様、導風部５１Ａが形成された側とは反対側に、拡散部材９側へ延びる突出片である羽根部５１Ｂが形成されている。
【００７５】
そして、第５実施形態では、第２の板部５２に、第１実施形態でいう羽根部１２Ｂに代えて、２つの羽根部５２Ｅ，５２Ｆが設けられ、第３の板部５３に、第１実施形態でいう羽根部１３Ｂに代えて、２つの羽根部５３Ｅ，５３Ｆが設けられている点で、第１実施形態と相違する。
【００７６】
第２の板部５２に形成された羽根部５２Ｅ，５２Ｆは、図１４（Ｃ）でいう右側の羽根部５２Ｅが斜め上方へ折り曲げられているのに対し、図１４（Ｃ）でいう左側の羽根部５２Ｆは斜め下方へ折り曲げられている。また、第３の板部５３に形成された羽根部５３Ｅ，５３Ｆは、図１４（Ｃ）でいう右側の羽根部５３Ｅが斜め下方へ折り曲げられているのに対し、図１４（Ｃ）でいう左側の羽根部５３Ｆは斜め上方へ折り曲げられている。つまり、第２の板部５２及び第３の板部５３のそれぞれに、互いに向きが異なる複数の羽根部（この例では第１の羽根部及び第２の羽根部の２つの羽根部）が形成されている。
【００７７】
なお、第４〜第７の板部５４〜５７には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部５４Ｂ〜５７Ｂがそれぞれ形成されている。
以上詳述した第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第５実施形態によれば、第２の板部５２及び第３の板部５３のそれぞれに複数（この例では２つ）の羽根部５２Ｅ，５２Ｆ，５３Ｅ，５３Ｆが形成されているため、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
【００７８】
［６．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００７９】
［Ｂ１］上記実施形態では、複数の板部を備える誘導部材を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す誘導部材６０は、１枚の金属製の板をＷ字状に湾曲して形成されたものである。このような簡素な構成であっても、第１実施形態と同様、噴射装置４により噴射された還元剤の流れを、上下方向において複数（この例では２つ）に分岐し、拡散部材９における複数の箇所へ誘導することができる。したがって、拡散部材９に流入する還元剤の分布の偏りが抑制されるように還元剤の流れを調整することができる。
【００８０】
［Ｂ２］上記実施形態では、誘導部材を合流位置付近に設けた構成を例示したが、これに限定されるものではなく、合流位置から離れた位置に配置してもよい。例えば、図１に示す構成において、誘導部材１０が、第１の軸線Ｃ１よりも拡散部材９寄りの位置に設けられていてもよい。このようにしても、偏って分布した還元剤が流入する位置に誘導部材が設けられていれば、同様の効果が得られる。
【００８１】
［Ｂ３］上記実施形態では、湾曲流路が形成された排ガス流路を前提としているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１６に示すように、直線状の排ガス流路に適用してもよい。すなわち、図１６に示す構成においても、還元剤が排ガスと合流する合流位置において、還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なるため、還元剤が排ガスの流れに影響されて部分的に（この例では上方に）偏りやすくなってしまう。このため、誘導部材１０を設けることで、噴射装置４により噴射された還元剤の流れを、下方へ誘導することができる。
【００８２】
［Ｂ４］上記実施形態の流路部材、拡散部材、誘導部材などの構成は、あくまでも一例であり、上記実施形態とは異なる構造や固定方法を採用してもよい。例えば、誘導部材において、導風部は１つでもよく、複数（例えば４つ以上）としてもよい。また、例えば、羽根部を備えていない構成の誘導部材としてもよい。また、例えば、第１の管部２Ａ及び第３の管部２Ｃは、円管部以外の管形状としてもよく、また、曲線状としてもよい。また、第１の管部２Ａ及び第３の管部２Ｃは、内径が異なっていてもよい。また、第３の管部２Ｃ及び第５の管部２Ｅは、同軸でなくてもよい。また、上記複数の実施形態の特徴部を組み合わせた構成としてもよい。
【００８３】
［Ｂ５］還元剤は、尿素水に限定されるものではなく、触媒における排ガスの浄化に寄与するものであればよい。
［Ｂ６］本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１…排ガス浄化装置、２…流路部材、３…触媒、４…噴射装置、９…拡散部材、１０，２０，３０，４０，５０，６０…誘導部材、１１…第１の板部、１１Ａ…導風部、１１Ｂ…羽根部、１２…第２の板部、１２Ａ…導風部、１２Ｂ…羽根部、１３…第３の板部、１３Ａ…導風部、１３Ｂ…羽根部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図９】
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【図１０】
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