(57)【要約】【課題】尿素水から生成されたアンモニアを含む排ガスをＳＣＲ触媒の各部位に均一に供給でき、もって、ＮＯx浄化性能を向上できると共に、アンモニアスリップを未然に回避できるエンジンの排気浄化装置を提供する。【解決手段】連結パイプ９を屈曲させて下流側ケーシング３の外周面に設けられた入口パイプ１０と接続し、アンモニアを含む排ガスをケーシング３内のＳＣＲ触媒１１に供給する。連結パイプ９の屈曲箇所を通過することによりＳＣＲ触媒１１の各部位への排ガス供給量には格差を生じるが、入口パイプ１０の開口端に角度αで溶接した流路変更板２１により排ガスの流路を変更することで、この排ガス供給量の格差を縮小する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを還元剤としてエンジンからの排ガス中のＮＯxを選択還元するアンモニア選択還元型ＮＯx触媒を収容した筒状をなすケーシングと、
エンジンと上記ケーシングの外側面とを連結し、該エンジンからの排ガスを上記ケーシング内に案内する排気通路と、
上記排気通路内に尿素水を噴射する尿素水インジェクタと、
上記ケーシング内で上記排気通路の開口端に配設され、該開口端から上記ケーシング内に導入されて上記アンモニア選択還元型ＮＯx触媒に供給される排ガス流量の部位に応じた格差を縮小すべく、上記開口端から放出される排ガスの流路を排ガス流量の少ない側に変更する流路変更部材と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
上記排気通路は、上記ケーシングの軸線と略平行に延設されると共に、該ケーシング側に屈曲形成されて端部を該ケーシングの外側面に接続され、
上記流路変更部材は、上記連結パイプの開口端からの排ガスの流路をより上記ＮＯx触媒の上記開口端に接近した側に向かうように変更するものであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
上記排気通路は、上記ケーシングの軸線に対して略直交する方向に偏心した状態で該ケーシングの外側面に接続され、
上記流路変更部材は、上記連結パイプの開口端からの排ガスの流路をより該ケーシングの軸線側に向かうように変更するものであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排気浄化装置に係り、詳しくは尿素水インジェクタから排気通路内に尿素水を噴射し、尿素水から生成されたアンモニア（ＮＨ3）を還元剤として下流側のアンモニア選択還元型ＮＯx触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）に供給する排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気中に含まれる汚染物質の１つであるＮＯx（窒素酸化物）を浄化するための排気浄化装置として、エンジンの排気通路にＳＣＲ触媒を配設し、還元剤としてアンモニアをＳＣＲ触媒に供給することによりＮＯxを還元して排気を浄化するようにした排気浄化装置が知られている。
【０００３】
このような排気浄化装置ではアンモニアをＳＣＲ触媒に供給するために、アンモニアに比べて取り扱いが容易な尿素水を排気中に供給するのが一般的である。尿素水の供給には尿素水インジェクタが用いられており、ＳＣＲ触媒より上流側の排気通路に尿素水インジェクタを設置して尿素水タンクから加圧した尿素水を供給し、尿素水インジェクタに内蔵した電磁弁の開閉に応じて排気通路内に尿素水を噴射している。ＳＣＲ触媒に良好なＮＯx浄化性能を発揮させるには、ＳＣＲ触媒の各部位に均一にアンモニアを供給する必要があり、そのためには、尿素水インジェクタから噴射した尿素水を排ガスと十分に混合して排ガス中に均一に拡散・霧化させることが重要となる。
【０００４】
即ち、ＳＣＲ触媒の各部位に一部でもアンモニアの供給が不足する領域があれば、ＳＣＲ触媒のＮＯx浄化性能を最大限に発揮できないことになり、逆にＳＣＲ触媒の各部位に一部でもアンモニアの供給が過剰な領域があれば、ＮＯx還元に利用されなかった余剰アンモニアが排出される、所謂アンモニアスリップを引き起こしてしまう。
【０００５】
ところで、一般にエンジンの排気通路は車両前方から後方へと配置され、排気通路上に設けられる排気浄化装置の各構成要素も単純に直列配置されている。例えば、上記ＳＣＲ触媒に加えて、その上流側に排気浄化装置として排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するためのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を備える場合には、フィルタを収容したケーシングとＳＣＲ触媒を収容したケーシングとを前後に配置してパイプで接続する構成を採用している。
【０００６】
しかしながら、例えばトラックなどの車両の中には、車体フレームや燃料タンクなどの床下装備との干渉を避けるために、上記直列配置のレイアウトを採用できず、変則的なレイアウトで排気浄化装置を設置する必要が生じることもある。このような排気浄化装置の設置レイアウトとして、例えば特許文献１の技術を挙げることができる。
【０００７】
当該特許文献１の技術では、上流側ケーシング内にＤＰＦを収容すると共に、その側方にＳＣＲ触媒を収容した下流側ケーシングを配設している。上流側ケーシングのＤＰＦ下流側の箇所には、連結パイプの上流側端部を側方より貫通させて尿素水インジェクタを配設し、ケーシング内で連結パイプの挿入部分に多数の孔を貫設している。
連結パイプの下流側端部はＳＣＲ触媒を収容した下流側ケーシングの外周面に連結し、エンジンからの排ガスを上流側ケーシング内から連結パイプの各孔を経て内部に導入させ、尿素水インジェクタから噴射された尿素水と混合させながら連結パイプ内を下流側ケーシングへと移送し、尿素水から生成されたアンモニアをＳＣＲ触媒に供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２７４８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の排気浄化装置では、ケーシングを直列配置せずに変則的なレイアウトを採っているため、尿素水から生成されたアンモニアを含む排ガスをＳＣＲ触媒の各部位に均一に供給する点では不利であった。
図８は特許文献１の排気浄化装置の連結パイプと下流側ケーシングとの連結箇所を示す平断面図、図９は同じく連結箇所を示す図８のIX−IX線断面図である。なお、特許文献１の排気浄化装置の全体的な構成は、図１に示す本願の実施形態のものと共通するため、図８は図１の部分拡大断面図と見なすことができる。
【００１０】
特許文献１の技術が抱える問題点は、連結パイプ９の下流側端部を下流側ケーシング３の外周面に連結するために連結パイプ９を屈曲させていること、及び連結パイプ９の下流側端部を下流側ケーシング３の外周面に対して上下方向に偏心させていることに起因するものである。
即ち、下流側ケーシング３が上流側ケーシング２（図１に示す）の側方に配設されているため、上流側ケーシング２から延設された連結パイプ９を下流側ケーシング３に向けて屈曲させて、その下流側端部を下流側ケーシング３の外周面に連結する必要がある。また、例えば車体フレームや床下装備との干渉を避けるために、往々にして連結パイプ９の軸線ｌを下流側ケーシング３の軸線Ｌに対して上下方向に偏心させる必要が生じる。
【００１１】
まず、連結パイプ９の屈曲に起因する弊害を述べる。
図８では排ガスの流量を矢印の密度で示しているが、連結パイプ９の屈曲箇所で排ガスは自己の慣性力に抗して移送方向を略直角に変更されるため、屈曲箇所の内周側に比して外周側で排ガス流量が多くなり、この偏りを保ったまま排ガスは連結パイプ９の開口端から下流側ケーシング３内に放出される。
結果として、連結パイプ９の開口端のＳＣＲ触媒１１側（下流側ケーシング３の軸線Ｌ方向においてＳＣＲ触媒１１に近接した側）から放出される排ガスは少なくなり、開口端の反ＳＣＲ触媒１１側（同じく軸線方向ＬにおいてＳＣＲ触媒１１から離間した側）から放出される排ガスは格段に多くなる。そして、このような排ガス流量の格差により、ＳＣＲ触媒１１の連結パイプ９側（下流側ケーシング３の径方向において連結パイプ９に近接した側）には排ガスがほとんど供給されず、これに対してＳＣＲ触媒１１の反連結パイプ９側（同じく径方向において連結パイプ９から離間した側）には多量の排ガスが供給されてしまう。
【００１２】
一方、下流側ケーシング３に対する連結パイプ９の偏心配置に起因する弊害を述べる。
連結パイプ９から下流側ケーシング３内に導入された排ガスは渦を形成しながらＳＣＲ触媒１１に導入されるが、例えば図９に示すように、下流側ケーシング３の軸線Ｌに対して連結パイプ９の軸線ｌが上方に距離Ａだけ偏心配置されていると、下流側ケーシング３内の上方の領域には多量の排ガスが導入されるのに対し、下方の領域に導入される排ガスはごく少量となる。そして、排ガスは、このような上下方向の不均一を保ったままＳＣＲ触媒１１に導入される。言うまでもなく、連結パイプ９を下方に偏心配置した場合でも、排ガス流量の偏りが逆になるだけで同様の不具合が生じる。
【００１３】
以上の２つの要因により、特許文献１の技術によれば、尿素水から生成されたアンモニアを含む排ガスをＳＣＲ触媒１１の各部位に均一に供給できず、ＮＯx浄化性能の低下やアンモニアスリップの発生などの不具合を生じ、この点で今ひとつ改善の余地があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、尿素水から生成されたアンモニアを含む排ガスをＳＣＲ触媒の各部位に均一に供給でき、もって、ＮＯx浄化性能を向上できると共に、アンモニアスリップを未然に回避することができるエンジンの排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、アンモニアを還元剤としてエンジンからの排ガス中のＮＯxを選択還元するアンモニア選択還元型ＮＯx触媒を収容した筒状をなすケーシングと、エンジンとケーシングの外側面とを連結し、エンジンからの排ガスをケーシング内に案内する排気通路と、排気通路内に尿素水を噴射する尿素水インジェクタと、ケーシング内で排気通路の開口端に配設され、開口端からケーシング内に導入されてアンモニア選択還元型ＮＯx触媒に供給される排ガス流量の部位に応じた格差を縮小すべく、開口端から放出される排ガスの流路を排ガス流量の少ない側に変更する流路変更部材とを備えたものである。
【００１５】
従って、エンジンの排ガスは尿素水インジェクタから噴射された尿素水と混合しながら排気通路を経てケーシングに導入され、移送中に尿素水から生成されるアンモニアがアンモニア選択還元型ＮＯx触媒のＮＯx浄化に利用される。
排気通路の屈曲形状やケーシングに対する排気通路の接続状態などの種々の要因により、ケーシング内で排気通路の開口端から放出されてアンモニア選択還元型ＮＯx触媒の各部位に供給される排ガス流量は格差を生じているが、排ガス流量の少ない側に流路変更部材により排ガスの流路が変更されることから、排ガス流量の格差は縮小する。結果として、排ガスと共に尿素水から生成されたアンモニアはアンモニア選択還元型ＮＯx触媒の各部位に均一に供給される。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１において、排気通路が、ケーシングの軸線と略平行に延設されると共に、ケーシング側に屈曲形成されて端部をケーシングの外側面に接続され、流路変更部材が、連結パイプの開口端からの排ガスの流路をよりＮＯx触媒の開口端に接近した側に向かうように変更するものである。
従って、排気通路内の屈曲箇所で排ガスの移送方向が変更されることにより、排気通路の開口端のＮＯx触媒側から放出される排ガスは少なくなり、開口端の反ＮＯx触媒側から放出される排ガスは多くなる。このため、ＮＯx触媒の入口において開口端に接近した側には排ガスがほとんど供給されず、ＮＯx触媒の入口において開口端から離間した側には多量の排ガスが供給されてしまうが、流路変更部材により排ガスの流路が変更されることにより、この排ガス流量の格差が縮小する。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２において、排気通路が、ケーシングの軸線に対して略直交する方向に偏心した状態でケーシングの外側面に接続され、流路変更部材が、連結パイプの開口端からの排ガスの流路をよりケーシングの軸線側に向かうように変更するものである。
従って、ケーシングに対して排気通路が偏心配置されることにより、ケーシング内において排気通路の偏心側の領域には多量の排ガスが導入されるのに対し、排気通路の反偏心側の領域に導入される排ガスは少量となる。このため、ＮＯx触媒における排気通路の偏心側には多量の排ガスが供給され、ＮＯx触媒における排気通路の反偏心側にはほとんど排ガスが供給されなくなるが、流路変更部材により排ガスの流路が変更されることにより、この排ガス流量の格差が縮小する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、ケーシング内で排気通路の開口端から放出される排ガスの流路を流路変更部材により排ガス流量の少ない側に変更するようにしたため、排ガスと共に尿素水から生成されたアンモニアをアンモニア選択還元型ＮＯx触媒の各部位に均一に供給でき、もって、ＮＯx浄化性能を向上できると共に、アンモニアスリップを未然に回避することができる。
【００１９】
請求項２の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、流路変更部材で排ガスの流路を変更することにより、排気通路の屈曲に起因するアンモニア選択還元型ＮＯx触媒の各部位への排ガス供給量の格差を縮小することができる。
請求項３の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、流路変更部材で排ガスの流路を変更することにより、ケーシングに対する排気通路の偏心配置に起因するアンモニア選択還元型ＮＯx触媒の各部位への排ガス供給量の格差を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態のディーゼルエンジンの排気浄化装置を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態の連結パイプと下流側ケーシングとの接続部分を示す部分拡大断面図である。
【図３】同じく接続部分を示す図２のIII−III線断面図である。
【図４】同じく接続部分を示す図２のIV−IV線断面図である。
【図５】第１実施形態の別例を示す図２に対応する部分拡大断面図である。
【図６】第２実施形態の連結パイプと下流側ケーシングとの接続部分を示す部分拡大断面図である。
【図７】第２実施形態の別例を示す図６に対応する部分拡大断面図である。
【図８】特許文献１の排気浄化装置の連結パイプと下流側ケーシングとの連結箇所を示す平断面図である。
【図９】同じく連結箇所を示す図８のIX−IX線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化したディーゼルエンジンの排気浄化装置の第１実施形態を説明する。本実施形態は、［発明が解決しようとする課題］で述べたＳＣＲ触媒の各部位に供給される排ガスが不均一になる２つの要因の内、連結パイプの屈曲に起因する弊害を解消するための対策を講じたものである。
【００２２】
図１は本実施形態のディーゼルエンジンの排気浄化装置を示す全体構成図である。
本実施形態の排気浄化装置１はトラックの荷台の床下に搭載されており、図１の左方が車両前側に相当し、右方が車両後側に相当する。以下、車両の前後及び左右方向を基準として説明する。全体として排気浄化装置１は、上流側ケーシング２と下流側ケーシング３とを連結パイプ４により連結して構成され、上流側ケーシング２の右側方に下流側ケーシング３を配設している。このような排気浄化装置１の変則的なレイアウトは、車体フレームや燃料タンクなどの床下装備との干渉を回避するために設定されたものである。
【００２３】
上流側ケーシング２は前後方向に沿った円筒状をなし、その前部には車両に搭載された図示しないエンジンからの排気管が接続され、エンジンの排ガスが排気管を経て上流側ケーシング２内に導入されるようになっている。上流側ケーシング２内の前側には前段酸化触媒４が配置され、後側には排ガス中のＰＭ（パティキュレート・マター）を捕集するためのウォールフロー式のＤＰＦ（ディーセルパティキュレートフィルタ）５が設置され、さらにＤＰＦの後側には混合室６が形成されている。
【００２４】
混合室６内には右方より上流側ケーシング２の外周面を貫通して噴霧パイプ７が挿入され、噴霧パイプ７の左端は混合室６内を横切って上流側ケーシング２の平面状をなす対向壁２ａに接続されている。対向壁２ａの外側には尿素水インジェクタ８が固定され、この尿素水インジェクタ８は図示しないタンクから圧送される尿素水を噴霧パイプ７内に噴射可能に構成されている。
【００２５】
図示はしないが、混合室６内において噴霧パイプ７の外周面には多数の孔が貫設され、これらの孔を経て混合室６内の排ガスが噴霧パイプ７内に導入されるようになっている。本実施形態では、混合室６内に露出した上流側端部全体に同一径の孔を均一に分散配置すると共に、各孔の総開口面積を上記排気管の通路断面積よりも若干大きく設定している。但し、これに限ることはなく、噴霧パイプ７の外周面の領域に応じて各孔の密度や径を相違させてもよいし、各孔を流通する際の圧損が許容できる範囲内なら総開口面積を排気管の通路断面積より小さく設定してもよい。
【００２６】
噴霧パイプ７の右端は上流側ケーシング２の外周面から右方に突出してフランジ７ａが形成され、このフランジ７ａには連結パイプ９の左端に形成されたフランジ９ａが図示しないボルトで連結されている。連結パイプ９は噴霧パイプ７と同一径の管状をなし、下流側ケーシング３の後側において該ケーシング３の軸線Ｌと平行に右方に向けて延設されている。さらに連結パイプ９は下流側ケーシング３の近接位置で所定曲率をもって前方、即ち下流側ケーシング３側に向けて略直角に屈曲形成され、その端部にはフランジ９ｂが形成されている。
【００２７】
下流側ケーシング３は左右方向に沿った円筒状をなし、下流側ケーシング３の右側部の外周面には後方に向けて突出するように直管状の入口パイプ１０が溶接されている。入口パイプ１０に形成されたフランジ１０ａには上記連結パイプ９のフランジ９ｂが図示しないボルトで連結され、噴霧パイプ７内の排ガスが連結パイプ９内を経て入口パイプ１０の開口端から下流側ケーシング３内に導入されるようになっている。
【００２８】
下流側ケーシング３内の右側にはアンモニア（ＮＨ3）の供給により排ガス中のＮＯxを還元するＳＣＲ触媒１１（選択還元型ＮＯx触媒）が配置され、左側には後段酸化触媒１２が設置されている。下流側ケーシング３の左側部の外周面には前方に突出するように直管状の出口パイプ１３が溶接され、この出口パイプ１３に形成されたフランジ１３ａには図示しない排出パイプが連結され、下流側ケーシング３内の排ガスは出口パイプ１３から排出パイプを経て車両の側方に排出されるようになっている。
【００２９】
エンジンの運転中において、エンジンから排出された排ガスは排気管を経て上流側ケーシング２内に導入され、前段酸化触媒４及びＤＰＦ５を通過した後に混合室６内に移送され、噴霧パイプ７の各孔を経て内部に導入されて連結パイプ９を経て入口パイプ１０の開口端から下流側ケーシング３内に導入される。下流側ケーシング３内において排ガスはＳＣＲ触媒１１及び後段酸化触媒１２を通過し、その後に出口パイプ１３から排出パイプを経て車両側方の大気中に排出される。このとき、ＤＰＦ５では排ガス中のＰＭが捕集され、ＳＣＲ触媒１１では排ガス中のＮＯxが還元され、これらの作用により大気中への有害成分の排出が防止される。
【００３０】
このようなＤＰＦ５及びＳＣＲ触媒１１の浄化作用は、図示しないコントローラにより制御される。
即ち、ＰＭの捕集に伴ってＤＰＦ５のＰＭ捕集量は次第に増加し、エンジンの排ガス温度が比較的高い運転状態では、前段酸化触媒４上での酸化反応により排ガス中のＮＯから生成されたＮＯ2 を酸化剤として捕集されたＰＭが連続的に焼却除される。そして、このような連続再生作用が得られない排ガスが低い運転状態が継続したときには、ＰＭ捕集量がＤＰＦ５の許容量を越える以前にコントローラによりポスト噴射などを利用して排気管内に未燃燃料が供給され、その燃焼熱によりＤＰＦ５上のＰＭを強制的に焼却除去する強制再生が実施される。
【００３１】
また、エンジンの運転状態や尿素水インジェクタ８近傍に設置された図示しない温度センサの検出値などに基づき、コントローラにより尿素水インジェクタ８からの尿素水の噴射量が制御される。噴射された尿素水は排ガスと共に噴霧パイプ７内を移送され、その過程で排気熱及び排ガス中の水蒸気により加水分解されてアンモニアを生成して下流側のＳＣＲ触媒１１上に移送され、このアンモニアを利用して排ガス中のＮＯxが無害なＮ2に還元される。
図２は連結パイプ９と下流側ケーシング３との接続部分を示す部分拡大断面図、図３は同じく接続部分を示す図２のIII−III線断面図、図４は同じく接続部分を示す図２のIV−IV線断面図である。これらの図に基づき連結パイプ９と下流側ケーシング３との接続部分について説明を続ける。
【００３２】
図２，３に示すように、入口パイプ１０は下流側ケーシング３の外周面を貫通して内部に突出して開口し、その開口端には流路変更板２１（流路変更部材）の基端が溶接されている。流路変更板２１は入口パイプ１０の開口端の右側（反ＳＣＲ触媒１１側）に溶接され、その断面形状は環状をなす入口パイプ１０の曲率に倣った円弧状をなし、全体としては長方形状をなしている。流路変更板２１は入口パイプ１０の開口端から下流側ケーシング３内の中心方向に延設されると共に、先端側ほどＳＣＲ触媒１１に接近するように入口パイプ１０に対して角度αをなして傾斜配置されている。この角度αは、後述するように入口パイプ１０の開口端から放出される排ガスの流路を変更して、ＳＣＲ触媒１１の各部位に均等に排ガスを供給するために好適な値として設定されたものである。
【００３３】
一方、図４に示すように、本実施形態では上下方向において入口パイプ１０の軸線ｌを下流側ケーシング３の軸線Ｌと一致させており、必然的に連結パイプ９も偏心配置されていない。このため、［発明が解決しようとする課題］で述べた連結パイプ９の偏心配置に起因する弊害に関しては元々発生しない。
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジンの排気浄化装置１の作用、特に連結パイプ９を経た排ガスの下流側ケーシング３内への導入状態に関して説明する。
【００３４】
図２では排ガスの流量を矢印の密度で示しているが、連結パイプ９内の屈曲箇所で移送方向を直角に変更されることで、入口パイプ１０の開口端のＳＣＲ触媒１１側（下流側ケーシング３の軸線Ｌ方向においてＳＣＲ触媒１１に近接した側）から放出される排ガスは少なく、開口端の反ＳＣＲ触媒１１側（同じく軸線Ｌ方向においてＳＣＲ触媒１１から離間した側）から放出される排ガスは格段に多い。この排ガス流量の偏りが、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、ＳＣＲ触媒１１の入口パイプ１０側（下流側ケーシング３の径方向において入口パイプ１０に近接した側）と反入口パイプ１０側（同じく径方向において入口パイプ１０から離間した側）との排ガス供給量に格差が生じる要因となる。
【００３５】
本実施形態では、入口パイプ１０の開口端に流路変更板２１を配設することにより、ＳＣＲ触媒１１への排ガス供給量の格差を大幅に縮小している。即ち、角度αで傾斜した流路変更板２１の案内により、入口パイプ１０の開口端からの排ガスの流路はよりＳＣＲ触媒１１の入口パイプ１０側（排ガス流量が少ない側）に向かうように変更される。この流路変更は、ＳＣＲ触媒１１の入口パイプ１０側に供給される排ガスに対しては増加方向に作用し、ＳＣＲ触媒１１の反入口パイプ１０側に供給される排ガスに対しては減少方向に作用する。
【００３６】
このため、ＳＣＲ触媒１１の入口パイプ１０側と反入口パイプ１０側との排ガス供給量の格差が縮小され、排ガスと共に尿素水から生成されたアンモニアをＳＣＲ触媒１１の各部位に均一に供給でき、もって、ＮＯx浄化性能を向上できると共に、アンモニアスリップを未然に回避することができる。
ところで、本実施形態では入口パイプ１０の開口端からの排ガスの放出方向を変更するために板状の流路変更板２１を利用したが、本発明の流路変更部材はこれに限ることはなく、以下に述べるように入口パイプ１０の開口端の形状を変更してもよい。
【００３７】
図５は第１実施形態の別例を示す図２に対応する部分拡大断面図である。この別例では、入口パイプ１０の下流側ケーシング３内に突出した部分が別部材で構成され、この部分を流路変更部３１（流路変更部材）と称する。流路変更部３１は入口パイプ１０と同一径の直管状をなし、入口パイプ１０から下流側ケーシング３内に向けて連続するように溶接されると共に、先端側ほどＳＣＲ触媒１１に接近するように入口パイプ１０に対して角度α'をなしている。この角度α'は、排ガスの流路を変更してＳＣＲ触媒１１の各部位に均等に供給するために好適な値として設定されたものであり、上記流路変更板２１と同一の角度αであってもよいし、他の角度であってもよい。
【００３８】
このように構成された別例においても、上記実施形態と同様の作用を奏し、重複する説明はしないが、ＳＣＲ触媒１１の入口パイプ１０側と反入口パイプ１０側との排ガス供給量の格差を軽減することにより、排ガスと共に尿素水から生成されたアンモニアをＳＣＲ触媒１１の各部位に均一に供給することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、本発明を具体化したディーゼルエンジンの排気浄化装置の第２実施形態を説明する。本実施形態は、［発明が解決しようとする課題］で述べたＳＣＲ触媒１１の各部位に供給される排ガスが不均一になる２つの要因の内、下流側ケーシング３に対する連結パイプ９の偏心配置に起因する弊害を解消するための対策を講じたものである。
【００４０】
本実施形態では、その対策のために入口パイプ１０の開口端に流路変更板４１を設けているが、その全体的な構成は図１に示す第１実施形態と相違ない。そこで、第１実施形態と同一構成の箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に述べる。
図６は連結パイプ９と下流側ケーシング３との接続部分を示す部分拡大断面図であり、第１実施形態の図４と対応している。この図に示すように、本実施形態では、下流側ケーシング３の軸線Ｌに対して連結パイプ９と共に入口パイプ１０の軸線ｌが距離Ａだけ上方に偏心配置されている。
【００４１】
下流側ケーシング３内での入口パイプ１０の開口端には流路変更板４１（流路変更部材）の基端が溶接されている。流路変更板４１は第１実施形態の流路変更板２１と同じく、全体として長方形状をなすと共に、入口パイプ１０の曲率に倣った断面円弧状をなしている。流路変更板４１の配設状態は第１実施形態とは相違し、入口パイプ１０の開口端の上側（下流側ケーシング３に対する入口パイプ１０の偏心側）に溶接されている。
【００４２】
また、流路変更板４１は、先端側を下流側ケーシング３の軸線Ｌに指向させるように入口パイプ１０に対して角度βをなして傾斜配置されている。この角度βは、後述するように入口パイプ１０の開口端から放出される排ガスの流路を変更して、ＳＣＲ触媒１１の各部位に均等に排ガスを供給するために好適な値として設定されたものである。
なお、図６では、流路変更板４１の向きが下流側ケーシング３の軸線Ｌと完全に一致するように角度βが設定されているが、最適な角度βは、下流側ケーシング３と入口パイプ１０との内径の比率、或いは入口パイプ１０の偏心量である距離Ａなどの諸条件に応じて相違することから、これらの要件を考慮した上で角度βを任意に増減可能である。
【００４３】
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジンの排気浄化装置１の作用、特に連結パイプ９を経た排ガスの下流側ケーシング３内への導入状態に関して説明する。
図９に基づき［発明が解決しようとする課題］で述べたように、入口パイプ１０と共に連結パイプ９を上方に偏心配置すると、下流側ケーシング３内の上方の領域には多量の排ガスが導入されるのに対し、下方の領域に導入される排ガスはごく少量となり、ＳＣＲ触媒１１に導入される排ガス流量に格差が生じる。
【００４４】
本実施形態では、入口パイプ１０の開口端に流路変更板４１を配設することにより、ＳＣＲ触媒１１への排ガス供給量の格差を大幅に縮小している。即ち、角度βに傾斜した流路変更板４１の案内により、入口パイプ１０の開口端からの排ガスの流路はより下流側ケーシング３の軸線側（排ガス流量が少ない側）に向かうように変更される。図６では排ガスの流量を矢印の密度で示しているが、この流路変更は、入口パイプ１０から放出後に下流側ケーシング３内の上方の領域に移送されて渦を巻く排ガスに対しては減少方向に作用し、下流側ケーシング３内の下方の領域に移送されて渦を巻く排ガスに対しては増加方向に作用する。
【００４５】
このため、ＳＣＲ触媒１１の上下方向の排ガス供給量の格差が縮小され、排ガスと共に尿素水から生成されたアンモニアをＳＣＲ触媒１１の各部位に均一に供給でき、もって、ＮＯx浄化性能を向上できると共に、アンモニアスリップを未然に回避することができる。
なお、言うまでもないが、連結パイプ９を下方に偏心配置した場合には、流路変更板４１の配置状態を上下逆転させればよい。
【００４６】
また、図１の全体構成からも明らかなように、本実施形態では第１実施形態と同様に連結パイプ９を屈曲させているため、連結パイプ９の偏心配置に起因する弊害に加えて連結パイプ９の屈曲に起因する弊害も発生しているが、この全体構成に限ることはない。例えば上流側ケーシング２に対して下流側ケーシング３の位置を変更することにより、両ケーシング２，３を連結する連結パイプ９に屈曲箇所が形成されないようにした上で、本実施形態の連結パイプ９の偏心配置への対策を実施してもよい。
ところで、本実施形態においても第１実施形態と同様の発想の別例を実施可能である。
【００４７】
図７は第２実施形態の別例を示す図６に対応する部分拡大断面図であり、下流側ケーシング３に対する連結パイプ９の偏心状態は上記第２実施形態と同様である。下流側ケーシング３内において入口パイプ１０の開口端には、この入口パイプ１０の一部として直管状の流路変更部５１が溶接されている。流路変更部５１は入口パイプ１０に対し角度β'をなして傾斜配置され、その先端を下流側ケーシング３の軸線Ｌに指向させている。この角度β'は、排ガスの流路を変更してＳＣＲ触媒１１の各部位に均等に供給するために好適な値として設定されたものであり、上記流路変更板４１と同一の角度βであってもよいし、他の角度であってもよい。
【００４８】
このように構成された別例においても、上記実施形態と同様の作用を奏し、重複する説明はしないが、ＳＣＲ触媒１１における入口パイプ１０の偏心側と反偏心側との排ガス供給量の格差を軽減することにより、排ガスと共に尿素水から生成されたアンモニアをＳＣＲ触媒１１の各部位に均一に供給することができる。
【００４９】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ＳＣＲ触媒１１を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置１に具体化したが、適用対象はこれに限ることはない。例えばガソリンエンジンでも希薄燃焼運転を想定してＳＣＲ触媒１１を備える場合があるため、このようなガソリンエンジンに適用してもよい。
また、上記実施形態では、下流側ケーシング３の上流側に前段酸化触媒４及びＤＰＦ５を収容した上流側ケーシング２を備えたが、排気浄化装置１のレイアウトはこれに限ることはなく任意に変更可能であり、例えば上流側ケーシング２を省略してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
３          下流側ケーシング（ケーシング）
８          尿素水インジェクタ
９          連結パイプ
１１        ＳＣＲ触媒（アンモニア選択還元型ＮＯx触媒）
２１，４１  流路変更板（流路変更部材）
３１，５１  流路変更部（流路変更部材）
Ｌ          軸線
【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９】
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