(57)【要約】【課題】排気ガスの流路全体を従来よりも短縮化することができるほか、添加燃料の燃焼による燃焼ガスと尿素水との均一な混合を可能とする排気ガス処理装置の提供にある。【解決手段】内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気通路２２と、排気通路２２に設けられる選択還元触媒２３と、排気通路２２における内燃機関と選択還元触媒２３との間に設けられた混合室２７と、燃料を噴射する燃料噴射弁３１と、空気を噴射する空気噴射弁３２と、尿素水を噴射する尿素水噴射弁３３と、を備え、燃料噴射弁３１、空気噴射弁３２および尿素水噴射弁３３が混合室２７内へ向けて配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられる選択還元触媒と、
前記排気通路における前記内燃機関と前記選択還元触媒との間に設けられた混合室と、
燃料を噴射する燃料噴射弁と、
空気を噴射する空気噴射弁と、
尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、を備え、
前記燃料噴射弁、前記空気噴射弁および前記尿素水噴射弁が前記混合室内へ向けて配置されていることを特徴とする排気ガス処理装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁、前記空気噴射弁および前記尿素水噴射弁は互いに並列配置され、
前記空気噴射弁は前記燃料噴射弁と前記尿素水噴射弁との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理装置。
【請求項３】
前記燃料噴射弁、前記空気噴射弁および前記尿素水噴射弁は一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の排気ガス処理装置。
【請求項４】
前記混合室は、前記排気通路内に設けた隔壁部材により区画形成され、
前記隔壁部材は、排気ガスを前記混合室内へ通す通孔を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の排気ガス処理装置。
【請求項５】
前記選択還元触媒は、微粒状物質を捕集するパティキュレートフィルタと一体形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の排気ガス処理装置。
【請求項６】
前記燃料噴射弁および前記尿素水噴射弁の噴射動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記燃料と前記尿素水とを同時に噴射させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の排気ガス処理装置。
【請求項７】
前記燃料噴射弁および前記尿素水噴射弁の噴射動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記燃料噴射後に前記尿素水を噴射させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の排気ガス処理装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁の噴射動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記パティキュレートフィルタの再生時に燃料を噴射することを特徴とする請求項５〜７のいずれか記載の排気ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガス処理装置に関し、特に、排気ガス中に尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、選択的触媒還元方式の触媒（以下「選択還元触媒」と表記する）とを有する排気ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の排気ガス処理装置としては、例えば、特許文献１に記載されたＮＯｘ還元触媒を備えた内燃機関が存在する。
この装置は、内燃機関から排出される排気通路と、排気通路に設けたディーゼルパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」と表記する）と、排気通路のＤＰＦの下流側に設けた尿素ＳＣＲ触媒と、尿素ＳＣＲ触媒の下流側に設けたアンモニア酸化触媒とを有している。
また、ＤＰＦと尿素ＳＣＲ触媒との間には、排気通路に尿素水を添加する尿素水噴射ノズルが備えられている。
さらに、排気通路のＤＰＦの上流側にはバーナーが設けられ、バーナーは尿素ＳＣＲ触媒の活性化を促進する。
この装置によれば、バーナーの燃焼熱を利用して冷機時始動後早期に尿素ＳＣＲ触媒を活性化させ早期にＮＯｘ還元作用が発揮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６８４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術は、バーナーと尿素水噴射ノズルとが互いに離れた位置に設けられていることから、バーナーの燃焼空間と、添加される尿素水を排気ガスに混合する混合空間とを排気通路内にそれぞれ設ける必要がある。
燃焼空間には添加される燃料と排気ガスとの均一な混合を促進する構造物や手段等を設けることが必要になる。
また、尿素水の混合空間には尿素水と排気ガスとの均一な混合のためのミキサー等を設置する必要がある。
このため、燃焼空間と混合空間とを排気通路内にそれぞれ設けると、排気ガスの流路全体が長くなり、排気ガス処理装置としての大型化を招くほか、排気ガスの流路における放熱による熱損失が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、排気ガスの流路全体を従来よりも短縮化することができるほか、添加燃料の燃焼による燃焼ガスと尿素水との均一な混合を可能とする排気ガス処理装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に設けられる選択還元触媒と、前記排気通路における前記内燃機関と前記選択還元触媒との間に設けられた混合室と、燃料を噴射する燃料噴射弁と、  空気を噴射する空気噴射弁と、尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、を備え、前記燃料噴射弁、前記空気噴射弁および前記尿素水噴射弁が前記混合室内へ向けて配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、混合室内に燃料、空気および尿素水が噴射されるから、混合室内では噴射された燃料が燃焼し、混合室内の燃焼ガスと噴射された尿素水とが混合される。
燃焼ガスに尿素水が混合されることから、熱による尿素水の加水分解が促進され、排気通路においてアンモニアが生成され易くなる。
本発明では、噴射された燃料が燃焼されるとともに、燃焼ガスに尿素水を混合する共有の空間を混合室として排気通路内に形成することができ、排気ガスの流路全体を従来よりも短縮化することができる。
【０００８】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記燃料噴射弁、前記空気噴射弁および前記尿素水噴射弁は互いに並列配置され、前記空気噴射弁は前記燃料噴射弁と前記尿素水噴射弁との間に配置されてもよい。
【０００９】
この場合、燃料噴射弁と尿素水噴射弁とは互いに隣接しないように配置され、尿素水噴射弁の過熱を抑制することができる。また、尿素水噴射弁に隣接して空気噴射弁が配置されることから、尿素水噴射弁を冷却することができる。
【００１０】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記燃料噴射弁、前記空気噴射弁および前記尿素水噴射弁は一体的に形成されてもよい。
【００１１】
この場合、一体化された燃料噴射弁、空気噴射弁および尿素水噴射弁を混合室へ向けて設置することができる。
【００１２】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記混合室は、前記排気通路内に設けた隔壁部材により区画形成され、前記隔壁部材は、排気ガスを前記混合室内へ通す通孔を備えてもよい。
【００１３】
この場合、混合室内に排気ガスが導入され、混合室内において噴射された燃料および空気と、導入された排気ガスとが混合されるから、排気ガスの熱により燃料および空気が加熱されて燃焼し易くなる。
【００１４】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記選択還元触媒は、微粒状物質を捕集するパティキュレートフィルタと一体形成されてもよい。
【００１５】
この場合、選択還元触媒とパティキュレートフィルタとが一体形成されることにより、排気ガスの流路の長さをさらに短縮化することができる。
また、混合室内にて発生させた燃焼ガスの熱をパティキュレートフィルタの再生に用いることができる。
【００１６】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記燃料噴射弁および前記尿素水噴射弁の噴射動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記燃料と前記尿素水とを同時に噴射させてもよい。
【００１７】
この場合、混合室内への燃料と尿素水の同時噴射により、燃料と尿素水とが均一に混合され易く、尿素水が燃料の燃焼と同時に燃焼ガスの熱を受けるから、熱による尿素水の加水分解が直ちに促進され、尿素水からアンモニアが生成され易くなる。
【００１８】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記燃料噴射弁および前記尿素水噴射弁の噴射動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記燃料噴射後に前記尿素水を噴射させてもよい。
【００１９】
この場合、燃料噴射弁から燃料が混合室内へ噴射され、この燃料の燃焼後に燃焼ガスに尿素水が混合される。このため、混合室内おいて燃料火炎を充分に形成することができ、この燃焼ガスの熱により尿素水の加水分解を一層促進することができる。
【００２０】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置において、前記燃料噴射弁の噴射動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記パティキュレートフィルタの再生時に燃料を噴射してもよい。
【００２１】
この場合、燃料噴射弁からの燃料噴射より混合室内において燃料を燃焼させ、燃料の燃焼ガスの熱によりパティキュレートフィルタの再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、排気ガスの流路全体を従来よりも短縮化することができるほか、添加燃料の燃焼ガスと尿素水との均一な混合を可能とする排気ガス処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排気ガス処理装置を示す系統図である。
【図２】第１の実施形態に係る排気ガス処理装置の要部を示す要部拡大図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】第２の実施形態に係る排気ガス処理装置の要部を示す要部拡大図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る排気ガス処理装置を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、内燃機関としてのディーゼルエンジンを搭載した車両に適用した例について説明する。
図１に示すエンジン１１は、内燃機関としての複数の気筒を備えた車両搭載用のディーゼルエンジン（以下「エンジン」と表記する。）１１である。
エンジン１１の各気筒１２内には燃料を噴射する燃料噴射弁１３が設けられ、各燃料噴射弁１３は加圧された燃料を貯溜するコモンレール１４と接続されている。
エンジンの運転状態は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）１５により制御される。
ＥＣＵ１５は、図示はしないが、演算処理を行うマイクロプロセッサと、各種データやプログラム等を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭと、接続される各機器を接続するためのインターフェース等を備えている。
【００２５】
エンジン１１の吸気マニホールド１６には吸気通路１７が接続されている。
吸気通路１７には、排気圧を利用して吸気圧を高める過給機１８のコンプレッサ部１９が設置されている。
エンジン１１の排気マニホールド２１には排気通路２２が接続されており、排気通路２２には過給機１８のタービン部２０が備えられている。
【００２６】
排気通路２２のタービン部２０の下流側は、エンジン１１から排出される排気ガスの流れ方向が直角に変更されるように屈曲されている。
ここでは、屈曲前の排気通路２２を前部排気通路２２Ａとし、屈曲後の排気通路２２を後部排気通路２２Ｂとしている。
後部排気通路２２Ｂの下流側には、パティキュレートフィルタとしてのＤＰＦが一体形成された選択還元触媒２３が設けられている。
選択還元触媒２３はケーシング２４に内蔵したフィルタ体２５を備えており、フィルタ体２５は、ＤＰＦとして機能し、通過する排気中の微粒状物質（以後「ＰＭ」と表記する）を捕集する。
また、フィルタ体２５には、還元剤としてのアンモニアと排気ガス中のＮＯｘとの選択的な還元反応を促す触媒成分が担持されており、ＮＯｘを除去する。
【００２７】
前部排気通路２２Ａおよび後部排気通路２２Ｂは円筒状に形成され、後部排気通路２２Ｂの上流側端部は平面状の端部壁面２２Ｃにて塞ぐように形成されている。
前部排気通路２２Ａは後部排気通路２２Ｂの端部壁面２２Ｃの近傍において後部排気通路２２Ｂの円筒状壁面に対して垂直方向に接続されている。
後部排気通路２２Ｂには後部排気通路２２Ｂより小径の円筒状の隔壁部材２６が後部排気通路２２Ｂ内に同心状に設置されている。
隔壁部材２６の一端は後部排気通路２２Ｂの端部壁面２２Ｃに接合され、隔壁部材２６の他端は開口されており、隔壁部材２６内には混合室２７が区画形成されている。
図２に示すように、隔壁部材２６には多数の通孔２８が形成されており、通孔２８は排気ガスの混合室２７内への流通を可能としている。
後部排気通路２２Ｂにおける隔壁部材２６の周囲には、後部排気通路２２Ｂの内壁面との間に排気ガスが通る空間部が形成されており、後部排気通路２２Ｂに導入される排気ガスは空間部および通孔２８を通って混合室２７内へ注入される。
隔壁部材２６の下流側には邪魔板２９が設置されており、邪魔板２９には複数の通孔３０が形成されている。
邪魔板２９は、混合室２７の下流側の燃焼ガスを含む排気ガスを均一化するために設けられている。
【００２８】
後部排気通路２２Ｂの端部壁面２２Ｃには、燃料噴射弁３１、空気噴射弁３２および尿素水噴射弁３３が混合室内へ向けて並列配置され、空気噴射弁３２は燃料噴射弁３１と尿素水噴射弁３３との間に配置されている。
なお、燃料噴射弁３１、空気噴射弁３２および尿素水噴射弁３３の噴射方向が、後部排気通路２２Ｂにおける排気ガスの流れ方向（図１、図２では左右方向）と一致するように、燃料噴射弁３１、空気噴射弁３２および尿素水噴射弁３３は配置されている。
また、図３に示すように、燃料噴射弁３１、空気噴射弁３２および尿素水噴射弁３３の各弁先端部３１Ａ、３２Ａ、３３Ａが上下方向において直線状に配設されている。
【００２９】
燃料噴射弁３１は、図１に示すように、燃料配管３４を通じて燃料タンク３６に接続されており、燃料配管３４には燃料の噴射量を制御する燃料ポンプ３５が設けられている。
燃料タンク３６に貯溜された燃料は、燃料ポンプ３５の作動により燃料配管３４を通じて燃料噴射弁３１に供給され、燃料は燃料噴射弁３１から混合室２７内へ向けてミスト状に噴射される。
燃料ポンプ３５はＥＣＵ１５と接続されており、ＥＣＵ１５の指示に基づき燃料噴射弁３１の噴射動作が制御される。
なお、燃料噴射弁３１から噴射される燃料はエンジン１１を駆動する燃料と同じ軽油である。
【００３０】
空気噴射弁３２は、図１に示すように、空気配管３７を介して空気ポンプ３８に接続されており、空気ポンプ３８の作動により空気は空気ポンプ３８から空気噴射弁３２へ供給され、供給された空気は空気噴射弁３２から混合室２７内へ向けて噴射される。
空気ポンプ３８はＥＣＵ１５と接続されており、ＥＣＵ１５の指示に基づき空気噴射弁３２の噴射動作が制御される。
なお、空気噴射弁３２と燃料噴射弁３１とは同時に噴射されるように設定されている。
【００３１】
尿素水噴射弁３３は、図１に示すように、尿素水配管３９を通じて尿素水タンク４１に接続されており、尿素水配管３９には尿素水の噴射量を制御する尿素水ポンプ４０が設けられている。
尿素水タンク４１に貯溜された尿素水は、尿素水ポンプ４０の作動により尿素水配管３９を通じて尿素水噴射弁３３に供給され、尿素水は尿素水噴射弁３３から混合室２７内へ向けてミスト状に噴射される。
尿素水ポンプ４０はＥＣＵ１５と接続されており、ＥＣＵ１５の指示に基づき尿素水噴射弁３３の噴射動作が制御される。
【００３２】
混合室２７の下流側寄りには、混合室２７内に噴射された燃料に着火させる点火器４２が設けられている。
点火器４２はＥＣＵ１５と接続されており、ＥＣＵ１５の指示に基づき制御される。
点火器４２の作動により燃料が着火すると混合室２７内にて火炎が形成され、燃料噴射が継続される場合には火炎が持続して形成される。
【００３３】
この実施形態の排気ガス処理装置１０は、主に、排気通路２２と、フィルタ体２５と一体形成された選択還元触媒２３と、隔壁部材２６と、邪魔板２９と、燃料噴射弁３１と、空気噴射弁３２と、尿素水噴射弁３３とにより構成されるほか、ＥＣＵ１５と点火器４２とを備えている。
【００３４】
次に、この実施形態に係る排気ガス処理装置１０による排気ガスの処理について説明する。
エンジン１１の気筒１２内における燃焼より発生する排気ガスは、排気マニホールド２１を通じて排気通路２２を通る。
排気通路２２の排気は過給機１８のタービン部２０を通過し、前部排気通路２２Ａと後部排気通路２２Ｂとの接続部分にて垂直方向に向きを変えて選択還元触媒２３へ向かい、選択還元触媒２３を通過する。
【００３５】
混合室２７内に火炎を形成する場合、ＥＣＵ１５は燃料ポンプ３５、空気ポンプ３８、尿素水ポンプ４０および点火器４２を制御し、燃料、空気および尿素水を混合室２７内へ向けて各噴射弁３１〜３３から同時に噴射するとともに、点火器４２により噴射された燃料に着火する。
混合室２７内においては、噴射された燃料、空気および尿素水が混合されるほか、隔壁部材２６の通孔２８を通り混合室２７内に導入された排気ガスが燃料、空気および尿素水と混合され、燃料、空気および尿素水は排気ガスの熱により加熱される。
燃料および空気が排気ガスの熱により加熱されるため、点火器４２による燃料への着火が容易となる。
燃料への着火により混合室２７内には火炎が形成されるが、燃料噴射が継続される場合には火炎が持続して形成される
【００３６】
ＥＣＵ１５の制御により燃料の噴射時に尿素水が同時に噴射される場合、着火直後から火炎を形成する燃焼ガスの熱と排気ガス中の水蒸気とにより尿素水の加水分解が進行し、アンモニアが生成される。
なお、噴射燃料の燃焼を継続する場合、空気噴射弁３２による空気の噴射も継続される。
燃料噴射弁３１と離れた位置であって、空気噴射弁３２に隣接している尿素水噴射弁３３では、空気の噴射流を介在させることにより燃料噴射弁３１の下流側に形成される火炎等からの直接の受熱が妨げられ、混合室２７における噴射燃料の燃焼が継続されても尿素水噴射弁３３の過熱は防止される。
【００３７】
混合室２７内の下流側では、混合室２７における燃料の燃焼による尿素水を含む燃焼ガスと、混合室２７の外を通った排気ガスとが邪魔板２９を通過する。
燃焼ガスと排気ガスとが邪魔板２９を通過することにより、燃焼ガスと排気ガスとが均一に混合され、混合された排気ガス（以下「混合後排気ガス」と表記する）は選択還元触媒２３を通る。
【００３８】
選択還元触媒２３では、通過する混合後排気ガスからの受熱により選択還元触媒２３（フィルタ体２５に担持された触媒）が触媒活性温度に達し、混合後排気ガスに含まれるＮＯｘとアンモニアとが触媒成分の反応領域において選択的な還元反応により除去される。
また、排気ガス中のＰＭも選択還元触媒２３を通過するときにフィルタ体２５により捕集される。
このように、選択還元触媒２３におけるアンモニアとＮＯｘとの還元反応によるＮＯｘの除去とＰＭの捕集とにより排気ガスの浄化処理が行われる。
【００３９】
本実施形態では、燃料と尿素水とを同時に混合室２７内へ噴射するようにしたが、燃料噴射後に尿素水を噴射してもよい。
この場合、燃料と空気と排気ガスとが混合されて、排気ガスの熱により燃料と空気とが加熱されるから、点火器４２により点火されると、燃料の燃焼による火炎が確実に形成され易い。
噴射された燃料が充分に燃焼された後に、尿素水を噴射すれば火炎を形成する燃焼ガスの熱により尿素水が加熱され、排気ガスの水蒸気とにより尿素水の加水分解が行われる。
なお、火炎形成後に時間をおいて尿素水が噴射されても、高温により活性化した選択還元触媒２３では触媒成分に吸着されているアンモニアとＮＯｘとの還元反応が行われるため、直ちにＮＯｘが除去されずに選択還元触媒２３を通過することはない。
【００４０】
ところで、この実施形態では、選択還元触媒２３に一体形成されたフィルタ体２５がＤＰＦとして機能する。
フィルタ体２５に捕集されるＰＭが蓄積され過ぎると、フィルタ体２５の目詰まりを生じるから、所定量のＰＭが蓄積された時点でフィルタ体２５の再生を行う。
所定量のＰＭが蓄積されたか否かは、例えば、選択還元触媒２３の出入口における排気ガスの差圧の多寡により判断することが可能である。
ＥＣＵ１５がフィルタ体２５を再生する必要があると判断した場合、燃料および空気を混合室２７内へ噴射し、点火器４２の作動により混合室２７内に火炎を形成する。
混合室２７内の高温の燃焼ガスが選択還元触媒２３のフィルタ体２５を通過することにより、ＰＭが焼失されてフィルタ体２５は再生される。
【００４１】
なお、エンジンの冷機時始動（コールドスタート）では、燃料および空気を混合室２７に噴射し、混合室２７において火炎を形成させるが、尿素水を直ちに噴射する必要はない。
冷機始動直後の排気ガスは温度が低く、冷機始動直後の排気ガス中にはＮＯｘが発生していないためである。
冷機始動後は徐々に排気ガスの温度が上昇するから、排気ガスの温度が所定の温度（例えば、ＮＯｘが発生し始める温度）に達したときに、尿素水を噴射する。
ただし、冷機始動時から尿素水の噴射を行うようにしてもよく、この場合、選択還元触媒２３は低温において、発生したアンモニアは選択還元触媒２３の触媒成分に吸着される。
【００４２】
この実施形態では以下の作用効果を奏する。
（１）混合室２７内に燃料、空気および尿素水が噴射されるから、混合室２７内では噴射された燃料が燃焼し、燃料の燃焼による火炎が形成されるとともに、混合室２７内の火炎の燃焼ガスと噴射された尿素水とが混合される。火炎の燃焼ガスに尿素水が混合されることから、熱による尿素水の加水分解が促進され、排気通路２２においてアンモニアが生成され易くなる。噴射された燃料が燃焼されるとともに、燃焼ガスに尿素水を混合する共有の空間を排気通路２２内に混合室２７として形成することができ、排気ガスの流路全体を従来よりも短縮化することができる。また、燃料の燃焼ガスと尿素水との均一な混合が可能である。
（２）燃料噴射弁３１と尿素水噴射弁３３とは互いに直接並設しないように空気噴射弁３２を間に介して配置され、尿素水噴射弁３３の過熱を抑制することができる。また、尿素水噴射弁３３に隣接して空気噴射弁３２が配置されることから、尿素水噴射弁３３を冷却することができる。
（３）混合室２７内に排気ガスが導入され、混合室２７内において噴射された燃料および空気と、導入された排気ガスとが混合されるから、排気ガスの熱により燃料および空気が加熱されて燃焼し易くなる。
【００４３】
（４）選択還元触媒２３とＤＰＦ（フィルタ体２５）とが一体形成されることにより、排気ガスの流路の長さをさらに短縮化することができる。また、混合室２７内にて発生させた燃焼ガスの熱をフィルタ体２５の再生に用いることができる。
（５）燃料と尿素水とを同時に噴射する場合、燃料と尿素水とが均一に混合され易く、尿素水が燃料の燃焼と同時に燃焼ガスの熱を受けるから、熱による尿素水の加水分解が促進され、尿素水からアンモニアが生成され易くなる。一方、噴射された燃料の燃焼後に燃焼ガスに尿素水が混合される場合、燃料を充分に燃焼させることができ、この燃焼ガスの熱による尿素水の加水分解を一層促進することができる。
（６）燃料の燃焼により混合室２７内に火炎を形成し、混合室２７内の燃焼ガスの熱によりフィルタ体２５の再生を行うことができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る排気ガス処理装置について説明する。
図４に示す第２の実施形態に係る排気ガス処理装置の構成のうち、第１の実施形態の排気ガス処理装置と同一の要素については第１の実施形態の説明を援用して共通の符号を用いる。
【００４５】
この実施形態の排気ガス処理装置５０は、図４に示すように、燃料噴射弁、空気噴射弁および尿素水噴射弁が一体化された複合噴射弁５１を有する。
複合噴射弁５１の中心には燃料導通路５２が形成されており、燃料導通路５２の一方の端部は混合室２７に向けて開口して燃料噴射弁を形成している。
燃料導通路５２の他方の端部は、図示はしないが燃料配管３４を介して燃料ポンプ３５と接続されている。
【００４６】
図５に示すように、燃料導通路５２の外周側には燃料導通路５２と同軸状となる環状の空気導通路５３が形成されている。
空気導通路５３の一方の端部は混合室２７に向けて開口して空気噴射弁を形成している。
空気導通路５３の他方の端部は、図示はしないが空気配管３７を通じて空気ポンプ３８に接続されている。
【００４７】
図５に示すように、空気導通路５３の外周側には、燃料導通路５２と同軸状となる環状の尿素水導通路５４が形成されている。
尿素水導通路５４の一方の端部は混合室２７に向けて開口して尿素水噴射弁を形成している。
尿素水導通路５４の他方の端部は、図示はしないが尿素水配管３９を介して尿素水ポンプ４０と接続され、さらに、尿素水ポンプ４０は尿素水配管３９を介して尿素水タンク４１と接続されている。
【００４８】
複合噴射弁５１は、燃料、空気および尿素水が混合室２７内に噴射されるように後部排気通路２２Ｂの端部壁面２２Ｃに設置されている。
燃料、空気および尿素水の噴射方向は後部排気通路２２Ｂにおける排気ガスの流れ方向と一致している。
【００４９】
この実施形態によれば、燃料噴射弁、空気噴射弁および尿素水噴射弁が複合噴射弁５１として一体形成されているから、部品点数が少なく、複合噴射弁５１の設置により燃料噴射弁、空気噴射弁および尿素水噴射弁を一度に混合室２７へ向けて設置することができる。
尿素水導通路５４は、燃料導通路５２と隣接せず空気導通路５３を介在して燃料導通路５２の外側に位置するため、空気噴射により、燃料導通路５２からの尿素水導通路５４への直接の受熱が妨げられ、尿素水導通路５４が過熱することはない。
【００５０】
なお、上記の第１、第２の実施形態に係る排気ガス処理装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○  上記の第１、第２の実施形態では、排気通路における選択還元触媒の下流側について言及しなかったが、例えば、排気通路における選択還元触媒の下流側にアンモニアを除去するアンモニア除去用酸化触媒を設けるようにしてもよい。この場合、尿素水から生成されたアンモニアの過剰分や選択還元触媒から放出されたアンモニアは、アンモニア除去用酸化触媒において除去される。
○  上記の第１、第２の実施形態では、選択還元触媒におけるフィルタ体が触媒機能を有するほか、ＰＭを捕集するパティキュレートフィルタとして機能したが、選択還元触媒とパティキュレートフィルタとを別に設けてもよい。
○  上記の第１、第２の実施形態の混合室は通孔を有する筒状の隔壁部材により区画形成されたが、混合室は燃料、空気、尿素水および排気ガスの混合を可能とする空間であればよく、混合室を区画形成する部材は特に限定されない。また、隔壁部材は排気ガスを混合室へ通すための円形の通孔を備えたが、通孔は円形に限らずスリット状やメッシュ状であってもよい。
○  上記の第１、第２の実施形態では、隔壁部材と邪魔板とを別々に設けたが、例えば、隔壁部材と邪魔板を一体化してもよい。また、邪魔板を設けずに混合室の下流側の燃焼ガスを含む排気ガスを均一化することができる場合、邪魔板を省略してもよい。邪魔板の形状および構造については、排気ガスの均一化を図ることができる範囲内であれば特に限定されない。
○  上記の第１、第２の実施形態では、燃料、空気および尿素水の同時噴射と、燃料および空気のみの同時噴射と、燃料および空気の同時噴射後の尿素水の噴射とについて説明したが、エンジンの運転状況等の条件によっては、例えば、尿素水のみの噴射を行うようにしてもよい。
○  上記の第１の実施形態では、各噴射弁の弁先端部が上下方向において直線状となるように、各噴射弁を並列に配置したが、弁先端部は上下方向以外に直線状であってもよく、各噴射弁の並び順も自由である。
○  上記の第２の実施形態では、燃料、空気および尿素水の各導通路が互いに同軸とした複合噴射弁としたが、燃料噴射弁、空気噴射弁および尿素水噴射弁を一体形成した複合噴射弁は、第２の実施形態における複合噴射弁の構成に限定されない。例えば、燃料、空気および尿素水の各導通路が複合噴射弁の中心から等距離であって、各導通路が互いに等間隔を保つ位置であってもよい。また、第１の実施形態の燃料噴射弁、空気噴射弁および尿素水噴射弁を単にまとめることにより一体的に形成した複合噴射弁としてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０、５０  排気ガス処理装置
１１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
１５  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：制御手段）
１７  吸気通路
１８  過給機
２２  排気通路
２２Ａ  前部排気通路
２２Ｂ  後部排気通路
２３  選択還元触媒
２５  フィルタ体（パティキュレートフィルタ）
２６  隔壁部材
２７  混合室
２８  通孔
２９  邪魔板
３１  燃料噴射弁
３２  空気噴射弁
３３  尿素水噴射弁
４２  点火器
５１  複合噴射弁
５２  燃料導通路
５３  空気導通路
５４  尿素水導通路
【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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