(57)【要約】【課題】内燃機関を含むエンジンルーム内のレイアウトの自由度を向上しつつ、ハニカム担体の触媒の劣化の偏りを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供すること。【解決手段】排気浄化装置１は、ハニカム担体４２を有する触媒コンバータ４と、タービン出口２５及びバイパス出口２６から流出する排気をハニカム担体４２に導く排気管３と、を備える。ハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃに垂直な断面形状は、長手方向ＬＤ及び短手方向ＳＤが定義される非真円形状であり、中心軸線Ｏｃに沿った平面視において、ハニカム担体４２の輪郭Ｃ１に定められた２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２を端点とする線分のうち最も長い第１仮想線分Ｌ１は、タービン軸線Ｏｔに対し傾斜し、２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２のうちタービン出口２５及びバイパス出口２６から遠い方である仮想点Ｐ１は、バイパス出口２６よりもタービン出口２５に偏倚する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン軸線に沿った排気が流出するタービン出口及びタービンインペラを迂回した排気が流出するバイパス出口が並設された過給機と、
触媒が担持された柱状のハニカム担体を有する触媒コンバータと、
前記過給機と前記触媒コンバータとを接続し、前記タービン出口及び前記バイパス出口から流出する排気を前記ハニカム担体に導く接続部と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記ハニカム担体の中心軸線に垂直な断面形状は、長手方向及び短手方向が定義される非真円形状であり、
前記中心軸線に沿った平面視において、前記ハニカム担体の外周に定められた２つの仮想点を端点とする線分のうち最も長い触媒側仮想線分は、前記タービン軸線に対し傾斜し、前記２つの仮想点のうち前記タービン出口及び前記バイパス出口から遠い方は、前記バイパス出口よりも前記タービン出口に偏倚することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記中心軸線に沿った平面視における前記タービン軸線に対する前記触媒側仮想線分の傾きは、排気下流側から前記タービン軸線に沿って視た正面視における前記中心軸線に対する前記タービン出口と前記バイパス出口とを結ぶ過給機側仮想線分の傾きと等しいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記タービン軸線に対し垂直な軸線に沿って視た側面視において、前記ハニカム担体の流入側端面は、当該流入側端面と前記タービン軸線との間の中心軸線に沿った距離が、前記タービン出口側から離れるに従い遠くなるように前記タービン軸線に対し傾斜することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記中心軸線に沿った平面視において、前記ハニカム担体に対し、長軸が前記長手方向と平行でありかつ前記２つの仮想点を通過する仮想楕円を定義し、さらに当該仮想楕円の２つの焦点を中心とした２つの仮想円を定義した場合、前記ハニカム担体における単位体積当りの触媒担持量は、前記タービン出口に近い方の仮想円で区画される領域よりも前記タービン出口に遠い方の仮想円で区画される領域の方が多いことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。より詳しくは、過給機と非真円形状の触媒コンバータとを備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気を、触媒コンバータで浄化する技術は広く知られている。この触媒コンバータは、三元触媒、酸化触媒、ＮＯｘ浄化触媒等の排気浄化触媒が担持された柱状のハニカム担体と、このハニカム担体を収容するケースと、を備える。例えば特許文献１には、このようなハニカム担体として、断面形状がオーバル形状となるものが提案されている。車両のエンジンルームには、内燃機関や触媒コンバータの他、様々な装置が配置されることから、オーバル形状のハニカム担体を用いることにより、真円形状のハニカム担体を用いた場合よりもエンジンルーム内のレイアウトの自由度を向上できる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０４３６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、触媒コンバータの上流側には過給機のタービンを設ける場合があるが、特許文献１では触媒コンバータと過給機との接続構造については十分に検討されていない。過給機のタービンには、タービンインペラを経由した排気が流出するタービン出口と、タービンインペラを迂回した排気が流出するバイパス出口とが並設されており、これら２つの出口からは異なる流速、流量で排気が流出する。また過給時にはタービン出口から排気が流出し、非過給時にはバイパス出口から排気が流出するため、これらタービン出口及びバイパス出口からは、異なったタイミングで排気が流出する。このため、上記のように非真円形状のハニカム担体を接続する場合、ハニカム担体に担持される排気浄化触媒の劣化に偏りが生じないように触媒コンバータを過給機に接続する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関を含むエンジンルーム内のレイアウトの自由度を向上しつつ、ハニカム担体の触媒の劣化の偏りを抑制できる内燃機関の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】
【０００６】
（１）本発明に係る内燃機関の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）は、タービン軸線（例えば、後述のタービン軸線Ｏｔ）に沿った排気が流出するタービン出口（例えば、後述のタービン出口２５）及びタービンインペラ（例えば、後述のタービンインペラ２２）を迂回した排気が流出するバイパス出口（例えば、後述のバイパス出口２６）が並設された過給機（例えば、後述の過給機２）と、触媒が担持された柱状のハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体４２）を有する触媒コンバータ（例えば、後述の触媒コンバータ４）と、前記過給機と前記触媒コンバータとを接続し、前記タービン出口及び前記バイパス出口から流出する排気を前記ハニカム担体に導く接続部（例えば、後述の排気管３）と、を備えるものであって、前記ハニカム担体の中心軸線（例えば、後述の中心軸線Ｏｃ）に垂直な断面形状は、長手方向（例えば、後述の長手方向ＬＤ）及び短手方向（例えば、後述の短手方向ＳＤ）が定義される非真円形状であり、前記中心軸線に沿った平面視において、前記ハニカム担体の外周に定められた２つの仮想点（例えば、後述の仮想点Ｐ１，Ｐ２）を端点とする線分のうち最も長い触媒側仮想線分（例えば、後述の第１仮想線分Ｌ１）は、前記タービン軸線に対し傾斜し、前記２つの仮想点のうち前記タービン出口及び前記バイパス出口から遠い方は、前記バイパス出口よりも前記タービン出口に偏倚することを特徴とする。
【０００７】
（２）この場合、前記中心軸線に沿った平面視における前記タービン軸線に対する前記触媒側仮想線分の傾き（例えば、後述のθ１）は、排気下流側から前記タービン軸線に沿って視た正面視における前記中心軸線に対する前記タービン出口と前記バイパス出口とを結ぶ過給機側仮想線分（例えば、後述の第２仮想線分Ｌ２）の傾き（例えば、後述のθ２）と等しいことが好ましい。
【０００８】
（３）この場合、前記タービン軸線に対し垂直な軸線に沿って視た側面視において、前記ハニカム担体の流入側端面は、当該流入側端面と前記タービン軸線との間の中心軸線に沿った距離が、前記タービン出口側から離れるに従い遠くなるように前記タービン軸線に対し傾斜することが好ましい。
【０００９】
（４）この場合、前記中心軸線に沿った平面視において、前記ハニカム担体に対し、長軸が前記長手方向と平行でありかつ前記２つの仮想点を通過する仮想楕円を定義し、さらに当該仮想楕円の２つの焦点（例えば、後述の焦点Ｑ１，Ｑ２）を中心とした２つの仮想円（例えば、後述の仮想円Ｏ１，Ｏ２）を定義した場合、前記ハニカム担体における単位体積当りの触媒担持量は、前記タービン出口に近い方の仮想円で区画される領域（例えば、後述の第２仮想円Ｏ２）よりも前記タービン出口に遠い方の仮想円（例えば、後述の第１仮想円Ｏ１）で区画される領域の方が多いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
（１）本発明では、触媒コンバータのハニカム担体として、その中心軸線に垂直な断面形状が、長手方向及び短手方向が定義される非真円形状のものを用いる。これにより、真円形状のハニカム担体を用いた場合と比較して、エンジンルーム内のレイアウトの自由度を向上できる。また本発明では、ハニカム担体の中心軸線に沿った平面視において、ハニカム担体の外周に定められた２つの仮想点を端点とする線分のうち最も長い触媒側仮想線分は、タービン軸線に対し傾斜し、かつ２つの仮想点のうちタービン出口及びバイパス出口から遠い方は、バイパス出口よりもタービン出口に偏倚する。一般的に、タービン出口とバイパス出口が並設された過給機では、タービン出口からはバイパス出口よりも高温の排気が流出する。これに対し本発明では、ハニカム担体を過給機に対し上記のように設けることにより、タービン出口から流出する排気をハニカム担体のうち長手方向に沿って過給機から遠い方へ流入させ、バイパス出口から流出する排気をハニカム担体のうち長手方向に沿って過給機から近い方へ流入させることができる。これにより、過給機のタービン出口及びバイパス出口から流出する排気をハニカム担体にバランス良く流入させることができる。また本発明では、タービン出口から流出する排気は、バイパス出口から流出する排気よりも長い距離を経てハニカム担体に流入するため、その分だけタービン出口から流出しハニカム担体に流入する排気の温度を下げることができる。よって本発明によれば、ハニカム担体に担持された触媒の排気熱による劣化の偏りをも抑制できる。
【００１１】
（２）本発明では、ハニカム担体の中心軸線に沿った平面視におけるタービン軸線に対する触媒側仮想線分の傾きと、タービン軸線に沿って視た正面視における中心軸線に対するタービン出口とバイパス出口とを結ぶ過給機側仮想線分の傾きとを等しくする。これにより。ハニカム担体に担持された触媒の排気熱による劣化の偏りをさらに抑制できる。
【００１２】
（３）本発明では、タービン軸線に対し垂直な軸線に沿って視た側面視において、ハニカム担体の流入側端面は、この流入側端面とタービン軸線との間の中心軸線に沿った距離が、タービン出口から離れるに従い遠くなるようにタービン軸線に対し傾斜する。これにより、タービン出口から流出した排気がハニカム担体に流入するまでの距離をさらに長くできるので、その分だけタービン出口から流出しハニカム担体に流入する排気の温度をさらに下げることができる。よって本発明によれば、ハニカム担体に担持された触媒の排気熱による劣化の偏りをさらに抑制できる。
【００１３】
（４）本発明では、平面視におけるハニカム担体に対し、仮想楕円及びこの仮想楕円の２つの焦点を中心とする２つの仮想円を定義する。この場合、上記のようにタービン出口から流出する排気の多くは、これら２つの仮想円のうちタービン出口からの距離が遠い方に流入し、バイパス出口から流出する排気の多くは、タービン出口からの距離が近い方に流入する。これに対し本発明では、２つの仮想円のうちタービン出口からの距離が遠い方の仮想円で区画される領域における触媒担持量を、タービン出口からの距離が近い方の仮想円で区画される領域における触媒担持量よりも多くする。これにより、触媒の劣化の偏りをさらに抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す部分断面図である。
【図２】排気浄化装置の構成を示す部分断面図である。
【図３】排気浄化装置の構成を示す部分断面図である。
【図４】触媒コンバータの構成を示す斜視図である。
【図５】触媒コンバータの構成を示す断面図である。
【図６】排気浄化装置において実現される排気の流れを説明するための図である。
【図７】排気浄化装置において実現される排気の流れを説明するための図である。
【図８】ハニカム担体における触媒担持量の分布を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図３は、それぞれ内燃機関の排気浄化装置１の構成を示す部分断面図である。より具体的には、図１は、後述のタービン軸線Ｏｔに対し垂直な軸線に沿って視た側面図であり、図２は、排気上流側から後述のハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃに沿って視た平面図であり、図３は、排気下流側からタービン軸線Ｏｔに沿って視た正面図である。
【００１６】
排気浄化装置１は、図示しない内燃機関の排気のエネルギを用いて吸気を圧縮する過給機２と、過給機２を経た排気を浄化する触媒コンバータ４と、過給機２と触媒コンバータ４とを接続し、過給機２から流出する排気を触媒コンバータ４に導く排気管３と、を備える。なお図１〜図３では、内燃機関の排気通路に設けられる排気タービン２１と内燃機関の吸気通路に設けられる吸気コンプレッサとを組み合わせて構成される過給機２のうち、特に排気タービン２１のみを図示する。この排気浄化装置１は、例えば、排気タービン２１が触媒コンバータ４に対し鉛直方向上方側になるように、図示しないエンジンルームに搭載される（図１及び図３参照）。
【００１７】
排気タービン２１は、吸気コンプレッサと連結されたタービンインペラ２２（図３参照）と、その内部にタービンインペラ２２をタービン軸線Ｏｔを中心として回転自在に収容するインペラ室（図示せず）が形成されたタービン本体２３と、を備える。
【００１８】
タービン本体２３には、内燃機関の排気通路に接続され、排気を上記インペラ室に導く排気導入部２４と、タービンインペラ２２を経た排気をタービン軸線Ｏｔに沿って流出させるタービン出口２５（図３参照）と、タービンインペラ２２を迂回するバイパス流路（図示せず）と、このバイパス流路を経た排気を流出させるバイパス出口２６（図３参照）と、バイパス出口２６に設けられた開閉弁２７と、この開閉弁２７を駆動するアクチュエータ２８と、が設けられている。
【００１９】
図３に示すように、開閉弁２７は、バイパス出口２６に設けられた円盤状の弁体２７ａと、この弁体２７ａに接続された回動軸２７ｂとを備える。弁体２７ａは、アクチュエータ２８を用いて回動軸２７ｂを正転又は逆転させることによってバイパス出口２６を開閉する。
【００２０】
また図３に示すように、排気下流側からタービン軸線Ｏｔに沿って視た正面視において、弁体２７ａに対し鉛直方向下方側に設けられた触媒コンバータ４側を第１方向Ｄ１と定義し、弁体２７ａに対し第１方向Ｄ１と反対側を第２方向Ｄ２と定義した場合、回動軸２７ｂは、弁体２７ａに対し第２方向Ｄ２側に設けられている。これにより、バイパス出口２６を開く際、弁体２７ａは回動軸２７ｂによって第２方向側、すなわち触媒コンバータ４側とは反対側へ変位するので、弁体２７ａによりバイパス出口２６から触媒コンバータ４への排気の流れが阻害されることもない。
【００２１】
また図３に示すように、タービン本体２３には、タービン出口２５とバイパス出口２６とが並設されている。また排気下流側からタービン軸線Ｏｔに沿って視た正面視において、タービン出口２５はバイパス出口２６に対し第２方向Ｄ２側に設けられている。換言すれば、上記正面視では、タービン出口２５から触媒コンバータ４までの距離は、バイパス出口２６から触媒コンバータ４までの距離よりも長い。また図３に示すように、上記上面視において、バイパス出口２６は、その少なくとも一部が触媒コンバータ４において規定されている後述の中心軸線Ｏｃと重なるように、タービン本体２３に形成されている。
【００２２】
図４は、触媒コンバータ４の構成を示す斜視図である。
触媒コンバータ４は、排気浄化触媒が担持された柱状のハニカム担体４２と、ハニカム担体４２を収容する筒状のケース部材４１と、ハニカム担体４２とケース部材４１との間において、ハニカム担体４２の外周を囲むように設けられたマット４３と、を備える。
【００２３】
ハニカム担体４２は、排気の流入側端面４２ａから排気の流出側端面４２ｂまで延び、排気の流路となる複数のセルと、これらセルを区画形成する多孔質の隔壁と、を有するフロースルー型である。またこのハニカム担体４２の隔壁に担持させる排気浄化触媒としては、酸化触媒、三元触媒、及びＮＯｘ吸蔵触媒等が用いられる。触媒コンバータ４は、過給機２から流出する排気をハニカム担体４２の各セルに通流させることにより、隔壁に担持された排気浄化触媒の作用下で排気を浄化する。ハニカム担体４２の材質としては、例えば、コーディエライト、アルミナチタネート、及びムライト等が用いられる。またマット４３には、耐熱、耐振性、シール機能及び振動吸収能力を有するアルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ガラス繊維等のセラミック繊維が用いられる。
【００２４】
図５は、触媒コンバータ４の構成を示す断面図である。より具体的には、図５は、柱状のハニカム担体４２において定義される中心軸線Ｏｃに対し垂直な面に沿った断面図である。
図５に示すように、ハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃに対し垂直な断面視における輪郭Ｃ１は、短手方向ＳＤ及び長手方向ＬＤが定義される長円形状（所謂、トラック形状）である。図５における下方に描かれた直交する矢線ＬＤ及びＳＤはこの非真円形状の長手方向及び短手方向を概念的に表したものである。
【００２５】
以下では、ハニカム担体４２の断面視における輪郭Ｃ１を長円形状とした場合について説明するが、本発明はこれに限らない。本発明は、ハニカム担体の断面視における輪郭の形状が、短手方向及び長手方向が定義される非真円形状であればどのような形状でも適用できる。ここで短手方向及び長手方向が定義される非真円形状とは、真円が短手方向に沿ってやや扁平した形状であり、より具体的には図５に示すような長円形状の他、楕円形状、角丸長方形状、及び卵形状等が挙げられる。
【００２６】
輪郭Ｃ１において、短手方向ＳＤの対向する二辺を第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２といい、長手方向ＬＤの対向する二辺を第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２という。なお輪郭Ｃ１が長円形状である場合、図３に示すように、第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２は互いに略平行の略直線状となり、第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２は略半円状となる。
【００２７】
図１〜図３に戻り、排気管３の構成について説明する。
排気管３は、排気タービン２１のタービン本体２３と触媒コンバータ４のケース部材４１とを接続する管部材であり、排気タービン２１のタービン出口２５及びバイパス出口２６から流出する排気をハニカム担体４２の流入側端面４２ａに導く。
【００２８】
排気管３は、フランジ部３１と、このフランジ部３１から延出する管部３２と、を備える。フランジ部３１は、タービン本体２３においてタービン出口２５及びバイパス出口２６を囲繞するように形成されたタービンフランジ部２３ａに対し、締結機構３９によって締結されている。なおこの締結機構３９には、図２に示すような複数のボルト及びナットの他、Ｖクランプ等の既知のものが用いられる。
【００２９】
管部３２の一端側には、フランジ部３１を介して排気タービン２１に接続されている上流端部３３が形成され、管部３２の他端側には、触媒コンバータ４のケース部材４１の端部が接合される下流端部３４が形成されている。図１に示すように、管部３２は、断面視では略Ｌ字状である。すなわち、上流端部３３によって形成される開口の向きと下流端部３４によって形成される開口との向きは交差（本実施形態では、略直交）している。換言すれば、排気管３は、排気タービン２１から流出する排気の流れの向きを略９０°変化させて触媒コンバータ４へ導く。
【００３０】
本実施形態では以上のような排気管３を用いることにより、排気タービン２１と触媒コンバータ４とは、側面視ではタービン軸線Ｏｔとハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃとが交差（本実施形態では、略直交）するように接続される。
【００３１】
次に、図１〜図３を参照しながら、上記のように長手方向ＬＤ及び短手方向ＳＤが定義される非真円形状のハニカム担体４２と排気タービン２１との相対位置関係について詳細に説明する。
【００３２】
図２に示すように、ハニカム担体４２は、排気上流側からハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃに沿って視た平面視では、ハニカム担体４２の輪郭Ｃ１に対して定義される第１仮想線分Ｌ１は、タービン軸線Ｏｔに対し傾斜するように、排気管３によって排気タービン２１に接続される。ここで第１仮想線分Ｌ１とは、平面視において、ハニカム担体４２の輪郭Ｃ１に対して定められた２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２を端点とする線分のうち最も長いものである。換言すれば、この第１仮想線分Ｌ１とは、平面視において、長手方向ＬＤと平行でありかつ中心軸線Ｏｃを通過する軸線とハニカム担体４２の輪郭Ｃ１とが交差する２点を仮想点Ｐ１，Ｐ２とし、これら２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分であると定義される。これに加えてハニカム担体４２は、平面視において、上記２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２のうち、タービン出口２５及びバイパス出口２６（又はタービンフランジ部２３ａ）から遠い方の仮想点Ｐ１が、バイパス出口２６よりもタービン出口２５に偏倚するように、排気管３によって排気タービン２１に接続される。
【００３３】
また本実施形態では、ハニカム担体４２は、その中心軸線Ｏｃに沿った平面視におけるタービン軸線Ｏｔに対する第１仮想線分Ｌ１の傾きθ１（図２参照）が、タービン軸線Ｏｔに沿って視た正面視における中心軸線Ｏｃに対する第２仮想線分Ｌ２の傾きθ２（図３参照）と等しくなるように、排気管３によって排気タービン２１に接続される。ここで第２仮想線分Ｌ２とは、図３に示すように正面視において、環状のタービン出口２５の内部で定義される点と環状のバイパス出口２６の内部において定義される点とを結ぶ線分である。
【００３４】
また本実施形態では、ハニカム担体４２は、タービン軸線Ｏｔに対し垂直な軸線に沿って視た側面視において、図１に示すように、ハニカム担体４２の流入側端面４２ａは、タービン軸線Ｏｔに対し傾斜するように、排気管３によって排気タービン２１に接続される。ここで傾斜するとは、より具体的には、平面視では、この流入側端面４２ａとタービン軸線Ｏｔとの間の中心軸線Ｏｃに沿った距離が、タービン出口２５側から離れるに従い遠くなるようなっていることをいう。
【００３５】
次に、図６及び図７を参照して、排気浄化装置１において実現される排気の流れについて説明する。
図６及び図７は、排気浄化装置１において実現される排気の流れを説明するための図である。より具体的には、図６は、タービン軸線Ｏｔに対し垂直な軸線に沿って視た側面図であり、図７は、排気上流側から中心軸線Ｏｃに沿って視た平面図である。
【００３６】
図６では、タービン出口２５から流出する排気の主な流れを複数の実線の矢印で示し、バイパス出口２６から流出する排気の主な流れを複数の破線の矢印で示す。また図７では、ハニカム担体４２の流入側端面４２ａのうちタービン出口２５から流出する排気が主に流入する領域である第１領域Ｒ１を太実線で示し、バイパス出口２６から流出する排気が主に流入する領域である第２領域Ｒ２を太実線で示す。なお図６及び図７では、上記のように第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２が定義されるハニカム担体４２において、第２長径部ＬＤ２の方が第１長径部ＬＤ１よりもタービン出口２５に近くなるように設けた場合について説明する。
【００３７】
図６及び図７に示すように、タービン出口２５及びバイパス出口２６から流出する排気は、排気管３によってその向きを変えられながらハニカム担体４２の流入側端面４２ａに流入する。この際排気浄化装置１では、第１仮想線分Ｌ１がタービン軸線Ｏｔに傾斜しかつ仮想点Ｐ１がバイパス出口２６よりもタービン出口２５に偏倚するように、ハニカム担体４２を排気タービン２１に接続することにより、タービン出口２５から流出する排気をタービン出口２５から遠い第１長径部ＬＤ１側に定められた第１領域Ｒ１側に流入させ、バイパス出口２６から流出する排気をタービン出口２５から近い第２長径部ＬＤ２側に定められた第２領域Ｒ２側に流入させることができる。これにより、タービン出口２５から流出する排気とバイパス出口２６から流出する排気とを、ハニカム担体４２の流入側端面４２ａにむらなく流入させることができる。
【００３８】
なお、タービン出口２５から流出する排気は、タービンインペラ２２を通過することによってある程度温度が低下するものの、内燃機関の過給圧制御時においてバイパス出口２６から流出する排気よりも高温である。またタービン出口２５から流出する排気の流量は、バイパス出口２６から流出する排気の流量よりも多い。これに対し排気浄化装置１では、図６及び図７に示すように、タービン出口２５から流出する排気はバイパス出口２６から流出する排気よりも長い距離を経てハニカム担体４２の流入側端面４２ａに流入する。このため、タービン出口２５から流出する排気は、バイパス出口２６から流出する排気よりも長い時間を経て冷却されるため、ハニカム担体４２に担持されている排気浄化触媒の排気の熱による劣化の偏在を抑制できる。
【００３９】
なお本実施形態の排気浄化装置１によれば、上記のようにしてハニカム担体４２を排気タービン２１に接続することである程度、排気浄化触媒の劣化の偏在を抑制できるものの、十分でない場合がある。
【００４０】
そこで本実施形態では、さらに触媒劣化の偏在を抑制するため、ハニカム担体４２に担持させる排気浄化触媒の単位体積当りの担持量である触媒担持量には、図８に示すように領域ごとに差を設けることが好ましい。
【００４１】
図８は、ハニカム担体４２における触媒担持量の分布を説明するための図である。
ハニカム担体４２に対して定義される仮想楕円において、この仮想楕円における２つの焦点Ｑ１、Ｑ２を中心とした同半径の２つの仮想円Ｏ１，Ｏ２とを定義した場合、ハニカム担体４２における触媒担持量は、タービン出口２５から近い方の第２仮想円Ｏ２で区画される領域よりも、タービン出口２５から遠い方の第１仮想円Ｏ１で区画される領域の方が多く設定される。ここでハニカム担体４２に対して定義される仮想楕円とは、例えば、その長軸が非真円形状のハニカム担体４２の長手方向ＬＤと平行でありかつ上述の２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２を通過するものとして定義される。
【００４２】
本実施形態に係る排気浄化装置１によれば、以下の効果を奏する。
（１）排気浄化装置１では、触媒コンバータ４のハニカム担体４２として、その中心軸線Ｏｃに垂直な断面形状が、長手方向ＬＤ及び短手方向ＳＤが定義される非真円形状のものを用いる。これにより、真円形状のハニカム担体を用いた場合と比較して、エンジンルーム内のレイアウトの自由度を向上できる。また排気浄化装置１では、ハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃに沿った平面視において、ハニカム担体４２の輪郭Ｃ１に定められた２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２を端点とする線分のうち最も長い第１仮想線分Ｌ１は、タービン軸線Ｏｔに対し傾斜し、かつ２つの仮想点Ｐ１，Ｐ２のうちタービン出口２５及びバイパス出口２６から遠い方の仮想点Ｐ１は、バイパス出口２６よりもタービン出口２５に偏倚する。このように排気浄化装置１では、ハニカム担体４２を排気タービン２１に対し上記のように設けることにより、タービン出口２５から流出する排気をハニカム担体４２のうち長手方向ＬＤに沿って排気タービン２１から遠い方へ流入させ、バイパス出口２６から流出する排気をハニカム担体４２のうち長手方向ＬＤに沿って排気タービン２１から近い方へ流入させることができる。これにより、タービン出口２５及びバイパス出口２６から流出する排気をハニカム担体４２にバランス良く流入させることができる。また排気浄化装置１では、タービン出口２５から流出する排気は、バイパス出口２６から流出する排気よりも長い距離を経てハニカム担体４２に流入するため、その分だけタービン出口２５から流出しハニカム担体４２に流入する排気の温度を下げることができる。よって排気浄化装置１によれば、ハニカム担体４２に担持された排気浄化触媒の排気熱による劣化の偏りをも抑制できる。
【００４３】
（２）排気浄化装置１では、ハニカム担体４２の中心軸線Ｏｃに沿った平面視におけるタービン軸線Ｏｔに対する第１仮想線分Ｌ１の傾きθ１と、タービン軸線Ｏｔに沿って視た正面視における中心軸線Ｏｃに対するタービン出口２５とバイパス出口２６とを結ぶ第２仮想線分Ｌ２の傾きθ２とを等しくする。これにより。ハニカム担体４２に担持された排気浄化触媒の排気熱による劣化の偏りをさらに抑制できる。
【００４４】
（３）排気浄化装置１では、タービン軸線Ｏｔに対し垂直な軸線に沿って視た側面視において、ハニカム担体４２の流入側端面４２ａは、この流入側端面４２ａとタービン軸線Ｏｔとの間の中心軸線Ｏｃに沿った距離が、タービン出口２５から離れるに従い遠くなるようにタービン軸線Ｏｔに対し傾斜する。これにより、タービン出口２５から流出した排気がハニカム担体４２に流入するまでの距離をさらに長くできるので、その分だけタービン出口２５から流出しハニカム担体４２に流入する排気の温度をさらに下げることができる。よって排気浄化装置１によれば、ハニカム担体４２に担持された排気浄化触媒の排気熱による劣化の偏りをさらに抑制できる。
【００４５】
（４）排気浄化装置１では、平面視におけるハニカム担体４２に対し、仮想楕円Ｏ１及びこの仮想楕円Ｏ１の２つの焦点Ｑ１，Ｑ２を中心とする２つの仮想円Ｏ１，Ｏ２を定義する。この場合、上記のようにタービン出口２５から流出する排気の多くは、これら２つの仮想円Ｏ１，Ｏ２のうちタービン出口２５からの距離が遠い方の第１仮想円Ｏ１側に流入し、バイパス出口２６から流出する排気の多くは、タービン出口２５からの距離が近い方の第２仮想円Ｏ２側に流入する。これに対し排気浄化装置１では、２つの仮想円Ｏ１，Ｏ２のうちタービン出口２５からの距離が遠い方の第１仮想円Ｏ１で区画される領域における触媒担持量を、タービン出口２５からの距離が近い方の第２仮想円Ｏ２で区画される領域における触媒担持量よりも多くする。これにより、排気浄化触媒の劣化の偏りをさらに抑制できる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
１…排気浄化装置
２…過給機
２１…排気タービン
２５…タービン出口
２６…バイパス出口
２７…開閉弁
２７ａ…弁体
２７ｂ…回動軸
３…排気管（接続部）
４…触媒コンバータ
４２…ハニカム担体
Ｏｔ…タービン軸線
Ｏｃ…中心軸線
Ｌ１…第１仮想線分
Ｌ２…第２仮想線分
Ｑ１，Ｑ２…焦点
Ｏ１，Ｏ２…仮想円
【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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