(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを通過させて浄化する後処理装置を排気系に備え、この後処理装置に対し排気ガスを反転させて導入するレイアウトが採用された排気浄化装置において、後処理装置の入側端面を被包し且つ該後処理装置の軸心方向と略直交する向きから排気導入口を介して排気ガスを導き入れるガス分散室を備え、該ガス分散室の排気導入口に排気ガスを導く排気管路を前記後処理装置の軸心方向に延在せしめ且つ前記排気導入口の直前位置で該排気導入口から一旦離間する方向へ曲げてから前記後処理装置の軸心に向けて円弧状に曲げ戻して前記排気導入口に接続し、前記排気管路の前記後処理装置の軸心に向けて円弧状に曲げられた排気ガイド部分と協働して排気ガスの流れを前記後処理装置の軸心に向け円弧状に折り返し得るよう前記ガス分散室に導風構造を設け、前記排気ガイド部分は一様な流路断面形状を保たれながら曲げられたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
後処理装置の入側端面に対し離間する方向へ反り且つ排気導入口から排気ガスの導入方向へ離れるに従い後処理装置の入側端面に近接する窪み部により導風構造を形成したことを特徴とする請求項１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、排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
この場合、選択還元型触媒への尿素水の添加は、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てしまう。
【０００４】
このため、本発明と同じ出願人により図２に示す如きコンパクトな排気浄化装置（下記の特許文献１を参照）が既に提案されており、ここに図示している排気浄化装置では、エンジンからの排気ガス１が流通する排気管２の途中に、排気ガス１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３と、該パティキュレートフィルタ３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４とをケーシング５，６により夫々抱持して並列に配置し、パティキュレートフィルタ３の出側端部と選択還元型触媒４の入側端部との間をＳ字構造の連絡流路７により接続し、パティキュレートフィルタ３の出側端部から排出された排気ガス１が逆向きに折り返されて隣の選択還元型触媒４の入側端部に導入されるようになっている。
【０００５】
ここで、前記連絡流路７は、パティキュレートフィルタ３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１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７Ａと、該ガス集合室７Ａで集められた排気ガス１をパティキュレートフィルタ３の排気流れと逆向きに抜き出すミキシングパイプ７Ｂと、該ミキシングパイプ７Ｂにより導かれた排気ガス１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１を選択還元型触媒４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７ＣとによりＳ字構造を成すように構成されており、前記ミキシングパイプ７Ｂの入側端部の中心位置には、該ミキシングパイプ７Ｂ内に尿素水を添加するためのインジェクタ８が前記ミキシングパイプ７Ｂの出側端部側へ向けて装備されている。
【０００６】
尚、ここに図示している例では、パティキュレートフィルタ３が抱持されているケーシング５内の前段に、排気ガス１中の未燃燃料分を酸化処理する酸化触媒９が装備されており、また、選択還元型触媒４が抱持されているケーシング６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１０が装備されている。
【０００７】
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３により排気ガス１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７Ｂの途中でインジェクタ８から尿素水が排気ガス１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４上で排気ガス１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１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。
【０００８】
この際、パティキュレートフィルタ３の出側端部から排出された排気ガス１が連絡流路７により逆向きに折り返されてから隣の選択還元型触媒４の入側端部に導入されるようになっているので、尿素水の添加位置から選択還元型触媒４までの距離が長く確保され、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。
【０００９】
しかも、パティキュレートフィルタ３と選択還元型触媒４とが並列に配置され、これらパティキュレートフィルタ３と選択還元型触媒４との間に沿うように連絡流路７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。
【００１０】
ただし、図２に示す如き構造を採用することで選択還元型触媒４に対し排気ガス１を反転させて導入する形式を採らざるを得なくなり、より具体的には、連絡流路７の下流部分を成すガス分散室７Ｃを、選択還元型触媒４の軸心方向と略直交する向きから排気導入口１１を介して排気ガス１を導き入れるように形成すると共に、選択還元型触媒４の軸心方向に延びるミキシングパイプ７Ｂの出側端部を、略直角な向きに屈曲して前記排気導入口１１に接続するように形成している。
【００１１】
このように選択還元型触媒４に対し排気ガス１を反転させて導入する形式では、排気ガス１が反転する際に、その曲がり方向の外側に排気ガス１が偏って流れ易くなり、選択還元型触媒４に対し排気ガス１が不均一に導入されて、本来発揮されるべき触媒性能が十分に引き出されない懸念があるため、前記ガス分散室７Ｃには、選択還元型触媒４の入側端面に対し離間する方向へ反り且つ排気導入口１１から排気ガス１の導入方向へ離れるに従い選択還元型触媒４の入側端面に近接するようにした窪み部１２が形成されており、この窪み部１２により排気ガス１の流れが抑え込まれ、曲がり方向の外側に相対的に多くの排気ガス１が偏って流れてしまう傾向が是正されるようにしてある。
【００１２】
また、ミキシングパイプ７Ｂと排気導入口１１とが成す屈曲部分の直前位置に曲がり方向内側の排気ガス１の流れを外側に導く窪み部１３が形成されており、この窪み部１３により屈曲部分の直前位置で曲がり方向内側の部分を一旦外側に振ることで前記屈曲部分の曲率を小さくして曲がり具合を緩やかなものとし、排気ガス１の流れを極力円滑に曲げて排気導入口１１に導けるようにしてある。
【００１３】
尚、この種の排気浄化装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１９６３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、斯かる従来構造では、ミキシングパイプ７Ｂによりストレートに導いた排気ガス１の流れを略直角な向きに急激に曲げて排気導入口１１に到らせるようにしていたため、この排気導入口１１の直前位置におけるミキシングパイプ７Ｂの曲がりがきつくなり、しかも、排気導入口１１の直前で窪み部１３により流路断面形状が大きく変化するようにもなっていたため、特に高負荷域にて排気ガス１の流速や流量が高まった場合に排気ガスの流れが乱れ易くなり、窪み部１２だけで排気ガス１の流れの偏りを是正することが難しくなって選択還元型触媒４への排気ガス１の分散性が悪化する虞れがあった。
【００１６】
尚、選択還元型触媒４の入側端部から十分に離した位置で排気ガス１を反転させて選択還元型触媒４の軸心方向から導入させるようにすれば、前述の如き排気ガス１の流れの偏りを改善することが可能であるが、それでは搭載性の悪化を招くという本末転倒の結果を招きかねない。
【００１７】
また、選択還元型触媒４の入側に分散板を配置して流れの均一化を促すという手段も考えられなくはないが、ここに例示しているような尿素水を還元剤とする選択還元型触媒４の場合、尿素水の添加後に分散板のような抵抗体が流れを遮ってしまうと、まだ完全にアンモニア化していないミスト状の尿素水が衝突して尿素の析出が誘導されてしまう虞れもあり、できるだけ分散板を介在させたくないという事情もある。
【００１８】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、選択還元型触媒等の後処理装置に対し排気ガスを反転させて導入するにあたり、エンジンの運転状況に拘わらず良好な分散性を維持して排気ガスを後処理装置に導入し得るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、排気ガスを通過させて浄化する後処理装置を排気系に備え、この後処理装置に対し排気ガスを反転させて導入するレイアウトが採用された排気浄化装置において、後処理装置の入側端面を被包し且つ該後処理装置の軸心方向と略直交する向きから排気導入口を介して排気ガスを導き入れるガス分散室を備え、該ガス分散室の排気導入口に排気ガスを導く排気管路を前記後処理装置の軸心方向に延在せしめ且つ前記排気導入口の直前位置で該排気導入口から一旦離間する方向へ曲げてから前記後処理装置の軸心に向けて円弧状に曲げ戻して前記排気導入口に接続し、前記排気管路の前記後処理装置の軸心に向けて円弧状に曲げられた排気ガイド部分と協働して排気ガスの流れを前記後処理装置の軸心に向け円弧状に折り返し得るよう前記ガス分散室に導風構造を設け、前記排気ガイド部分は一様な流路断面形状を保たれながら曲げられていることを特徴とするものである。
【００２０】
而して、このように排気管路そのものを排気導入口の直前位置で該排気導入口から一旦離間する方向へ曲げてから後処理装置の軸心に向けて円弧状に曲げ戻して前記排気導入口に接続するようにすれば、排気管路によりストレートに導いた排気ガスの流れを略直角な向きに急激に曲げるレイアウトを採用した場合よりも、排気導入口の直前位置における排気管路の排気ガイド部分が緩やかに曲がり、しかも、従来の如き窪み部の無い一様な流路断面形状が保たれながら曲がることになるため、排気ガスの流れを乱れの少ない整流状態で円滑に曲げて排気導入口に導くことが可能となり、ガス分散室の導風構造により無理なく前記後処理装置の軸心に向けて円弧状に折り返させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明においては、後処理装置の入側端面に対し離間する方向へ反り且つ排気導入口から排気ガスの導入方向へ離れるに従い後処理装置の入側端面に近接する窪み部により導風構造を形成することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、選択還元型触媒等の後処理装置に対し排気ガスを反転させて導入するにあたり、排気ガスの流れを乱れの少ない整流状態で円滑に曲げて排気導入口に導くことができ、ガス分散室の導風構造により無理なく前記後処理装置の軸心に向けて円弧状に折り返させ、エンジンの運転状況に拘わらず良好な分散性を維持して排気ガスを前記後処理装置に導入することができるので、前記後処理装置の全容積が効率良く利用されて本来発揮されるべき排気浄化性能を十分に引き出すことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す一部を切り欠いた概略図である。
【図２】従来例を示す一部を切り欠いた概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、前述した図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７の下流部分を成すガス分散室７Ｃが、選択還元型触媒４（後処理装置）の入側端面を被包し且つ該選択還元型触媒４の軸心方向と略直交する向きから排気導入口１１を介して排気ガス１を導き入れるように構成されており、このガス分散室７Ｃの排気導入口１１に排気ガス１を導くミキシングパイプ７Ｂ（排気管路）が、前記選択還元型触媒４の軸心方向に延在し且つ前記排気導入口１１の直前位置で該排気導入口１１から一旦離間する方向へ曲げられてから前記選択還元型触媒４の軸心に向けて円弧状に曲げ戻されて前記排気導入口１１に接続されるようになっている。
【００２６】
ここで、前記ガス分散室７Ｃには、前記ミキシングパイプ７Ｂの前記選択還元型触媒４の軸心に向けて円弧状に曲げられた排気ガイド部分１４と協働して排気ガス１の流れを前記選択還元型触媒４の軸心に向け円弧状に折り返し得るよう前記ガス分散室７Ｃに窪み部１５が導風構造として形成されており、より具体的には、前記選択還元型触媒４の入側端面に対し離間する方向へ反り且つ排気導入口１１から排気ガス１の導入方向へ離れるに従い選択還元型触媒４の入側端面に近接するように窪み部１５が形成されている。
【００２７】
而して、このようにミキシングパイプ７Ｂそのものを排気導入口１１の直前位置で該排気導入口１１から一旦離間する方向へ曲げてから選択還元型触媒４の軸心に向けて円弧状に曲げ戻して前記排気導入口１１に接続するようにすれば、ミキシングパイプ７Ｂによりストレートに導いた排気ガス１の流れを略直角な向きに急激に曲げるレイアウトを採用した場合よりも、排気導入口１１の直前位置におけるミキシングパイプ７Ｂの排気ガイド部分１４が緩やかに曲がり、しかも、従来の如き窪み部１３（図２参照）の無い一様な流路断面形状が保たれながら曲がることになるため、排気ガス１の流れを乱れの少ない整流状態で円滑に曲げて排気導入口１１に導くことが可能となり、ガス分散室７Ｃの窪み部１５により無理なく前記選択還元型触媒４の軸心に向けて円弧状に折り返させることが可能となる。
【００２８】
従って、上記形態例によれば、選択還元型触媒４に対し排気ガス１を反転させて導入するにあたり、エンジンの運転状況に拘わらず良好な分散性を維持して排気ガス１を選択還元型触媒４に導入することができるので、該選択還元型触媒４の全容積が効率良く利用されて本来発揮されるべき排気浄化性能を十分に引き出すことができる。
【００２９】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、図示ではパティキュレートフィルタと選択還元型触媒とを並列に配置した場合における選択還元型触媒の入側に適用した場合を例示しているが、選択還元型触媒以外の後処理装置にも同様に適用することが可能であり、また、後処理装置に対し排気ガスを反転させて導入するレイアウトが採用された様々な形式の排気浄化装置について適用することが可能であること、更に、導風構造は必ずしも窪み部により形成しなくても良く、排気ガスの流れを案内できる形状の部材をガス分散室内に付設して設けても良いこと、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。
【符号の説明】
【００３０】
１  排気ガス
４  選択還元型触媒（後処理装置）
７Ｂ  ミキシングパイプ（排気管路）
７Ｃ  ガス分散室
１１  排気導入口
１４  排気ガイド部分
１５  窪み部（導風構造）
【図１】
0005855430.tif 000002
【図２】
0005855430.tif 000003