(57)【要約】【課題】部品点数が最少で構造が簡単であって，コストの低減を可能にするエンジンの排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジンＥの排気通路１に配設される触媒コンバータ３と，この触媒コンバータ３より上流の排気通路１に還元剤ｒを噴射する還元剤供給装置５と，この還元剤供給装置５及び触媒コンバータ３間に配設され，還元剤ｒ及び排ガスｇを混合するミキサ６とよりなり，ミキサ６で混合された還元剤ｒ及び排ガスｇを触媒コンバータ３で反応させて排気浄化するようにした，エンジンの排気浄化装置において，排気通路１に接続される保持筒８にマット９を介して保持される筒状のセラミックス１０でミキサ６を構成し，前記セラミックス１０には，通過する還元剤ｒ及び排ガスｇに旋回流を付与する多数の螺旋状のミキシング孔１１を画成する螺旋状の格子状壁１２を形成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の排気通路（１）に配設される触媒コンバータ（３）と，この触媒コンバータ（３）より上流の排気通路（１）に還元剤（ｒ）を噴射する還元剤供給装置（５）と，この還元剤供給装置（５）及び前記触媒コンバータ（３）間に配設され，前記還元剤（ｒ）及び排ガス（ｇ）を混合するミキサ（６）とよりなり，前記ミキサ（６）で混合された前記還元剤（ｒ）及び排ガス（ｇ）を前記触媒コンバータ（３）で反応させて排気浄化するようにした，エンジンの排気浄化装置において，
排気通路（１）に接続される保持筒（８）にマット（９）を介して保持される筒状のセラミックス（１０）で前記ミキサ（６）を構成し，前記セラミックス（１０）には，通過する前記還元剤（ｒ）及び排ガス（ｇ）に旋回流を付与する多数の螺旋状のミキシング孔（１１）を形成したことを特徴とする，エンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの排気浄化装置において，
前記セラミックス（１０）の中心部には，排ガスの通過を阻止する閉塞手段（１４）を設けたことを特徴とする，エンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの排気浄化装置におけるミキサの製造方法において，
前記螺旋状のミキシング孔（１１）群に対応する螺旋状の中子（２８）群を有するダイス（２３）を回転しながら，該ダイス（２３）の一端から他端に向けて坏土（ｍ）を押出して，前記螺旋状のミキシング孔（１１）群を有するセラミックス半製品（１０′）を成形する成形工程と，このセラミックス半製品（１０′）を焼成して前記セラミックス（１０）を得る焼成工程とを含むことを特徴とする，ミキサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，エンジンの排気通路に配設される触媒コンバータと，この触媒コンバータより上流の排気通路に還元剤を噴射する還元剤供給装置と，この還元剤供給装置及び前記触媒コンバータ間に配設され，前記還元剤及び排ガスを混合するミキサとよりなり，前記ミキサで混合された前記還元剤及び排ガスを前記触媒コンバータで反応させて排気浄化するようにした，エンジンの排気浄化装置及びそれにおけるミキサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かゝるエンジンの排気浄化装置は，特許文献１に開示されるように，既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される排気浄化装置のミキサは，外側リングの内周面に複数の旋回翼を取り付けてなるもので，部品点数が多い上，製造に当たってはプレスと溶接を必要とすることで，製造工程が多く，コストの低減が困難である。また上記外側リング及び旋回翼は，金属製であることから，還元剤の付着により腐食する虞があり，経年劣化し易いという欠点もある。
【０００５】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，部品点数が最少で構造が簡単であって，コストの低減を可能にし，且つ経年劣化が少ない前記エンジンの排気浄化装置及びその製造方法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】
上記目的を達成するために，本発明は，エンジンの排気通路に配設される触媒コンバータと，この触媒コンバータより上流の排気通路に還元剤を噴射する還元剤供給装置と，この還元剤供給装置及び前記触媒コンバータ間に配設され，前記還元剤及び排ガスを混合するミキサとよりなり，前記ミキサで混合された前記還元剤及び排ガスを前記触媒コンバータで反応させて排気浄化するようにした，エンジンの排気浄化装置において，排気通路に接続される保持筒にマットを介して保持される筒状のセラミックスで前記ミキサを構成し，前記セラミックスには，通過する前記還元剤及び排ガスに旋回流を付与する多数の螺旋状のミキシング孔を形成したことを第１の特徴とする。尚，前記触媒コンバータは，後述する本発明の実施形態中の２次触媒コンバータ３に対応する。
【０００７】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記セラミックスの中心部には，排ガスの通過を阻止する閉塞手段を設けたことを第２の特徴とする。尚，前記閉塞手段は，後述する本発明の封孔材１４に対応する。
【０００８】
さらに本発明は，第１の特徴のエンジンの排気浄化装置におけるミキサの製造方法において，前記螺旋状のミキシング孔群に対応する螺旋状の中子群を有するダイスを回転しながら，該ダイスの一端から他端に向けて坏土を押出して，前記螺旋状のミキシング孔群を有するセラミックス半製品を成形する成形工程と，このセラミックス半製品を焼成して前記セラミックスを得る焼成工程とを含むことを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の特徴によれば，ミキサは，単一のセラミックスで構成されることから，部品点数が最少で，構造が簡単であるので，これを安価に提供することができる。しかも，ミキサは，多数の螺旋状のミキシング孔を有するので，還元剤供給装置から噴射された還元剤は，螺旋状のミキシング孔群を通過する間に，螺旋状のミキシング孔の内壁に幾度となく衝突することで拡散して，周囲の排ガスと良好な混合状態を呈することができ，したがって次段の触媒コンバータにおいて排ガス中のＮＯｘを，還元剤とよく反応させて還元除去することが可能となる。またミキサは，セラミックス製であることから，還元剤の付着によるも腐食の心配がなく，経年劣化が極めて少ない。しかもミキサは，マットを介して保持筒に支持されるので，その耐衝撃性及び耐振動性を確保することもできる。
【００１０】
本発明の第２の特徴によれば，セラミックスの中心部には，排ガスの通過を阻止する閉塞手段を設けたので，螺旋状のミキシング孔群の中心部では，閉塞手段により還元剤及び排ガスの素通りを回避することができる。
【００１１】
本発明の第３の特徴によれば，ダイスを回転するという簡単な手法で，螺旋状のミキシング孔を有するセラミックス，即ちミキサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置の要部を縦断した平面図。
【図２】図１の２−２線拡大断面。
【図３】上記排気浄化装置中のミキサの製造設備及び製造方法を示す側面図。
【図４】図３の４−４線断面図。
【図５】図３の５−５線断面図。
【図６】前記ミキサの別の製造設備及び製造方法を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
【００１４】
先ず図１において，ディーゼルエンジンＥの排気通路１には，その上流側から１次触媒コンバータ２と２次触媒コンバータ３とが配設される。１次触媒コンバータ２では，通過する排ガス中のＣＯ，ＨＣを酸化除去し，２次触媒コンバータ３では，通過する排ガス中のＮＯ2 を還元除去する。
【００１５】
また１次及び２次触媒コンバータ２，３間の排気通路１には，その上流側から還元剤供給装置５とミキサ６とが配設される。還元剤供給装置５は，尿素水等の還元剤ｒをミキサ６に向けて噴射し，ミキサ６は，還元剤供給装置５から噴射された還元剤ｒと，排気通路１を通過する排ガスｇとを混合して２次触媒コンバータ３に送るようになっている。
【００１６】
ミキサ６は，排気通路１に両端部を接続される保持筒８にマット９を介して保持される円筒状のセラミックス１０で構成される。図１及び図２に示すように，このセラミックス１０には，通過する排ガスｇ及び還元剤ｒに旋回流を付与する多数の螺旋状のミキシング孔１１を画成する螺旋状の格子状壁１２が形成される。
【００１７】
またセラミックス１０の中心部の所定領域では，排ガスｇ及び還元剤ｒの通過を阻止すべく，ミキシング孔１１の上流側にセラミックス１０と同質の封孔材１４が詰められる。
【００１８】
図示例では，２次触媒コンバータ３もセラミックス１０で構成され，ミキサ６と共通の保持筒８にマット１５を介して支持される。
【００１９】
次に，この実施形態の作用について説明する。
【００２０】
１次触媒コンバータ２においてＣＯ，ＨＣを酸化除去されたエンジンＥの排ガスｇは，１次触媒コンバータ２を出ると，還元剤供給装置５から噴射された還元剤ｒと共にミキサ６へと移行する。ミキサ６は，セラミックス１０よりなっていて，多数の螺旋状のミキシング孔１１を有するので，特に比重の重い還元剤ｒは，螺旋状のミキシング孔１１群を通過する間に，螺旋状のミキシング孔１１の内壁に幾度となく衝突することで拡散して，周囲の排ガスｇと良好な混合状態を呈することができる。
【００２１】
ところで，螺旋状のミキシング孔１１群の中心部では，ミキシング孔１１が直線状に近づくため，排ガスｇ及び還元剤ｒが素通りする傾向があるが，セラミックス１０の中心部の所定領域において，ミキシング孔１１の上流側が封孔材１４により閉塞されているので，螺旋状のミキシング孔１１の中心部の所定領域では，排ガスｇ及び還元剤ｒの通過はない。したがってミキサ６では，排ガスｇ及び還元剤ｒの素通りは生じない。
【００２２】
良好な混合状態となった排ガスｇ及び還元剤ｒは，ミキサ６を出て，２次触媒コンバータ３へと移行し，排ガスｇ中のＮＯｘは，還元剤ｒとよく反応して還元除去される。こうして排ガスｇは無害化されて大気中に放出される。
【００２３】
上記のように，ミキサ６は，単一のセラミックス１０で構成されることから，部品点数が最少で，構造が簡単であるので，安価に提供することができる。またミキサ６は，セラミックス製であることから，還元剤ｒの付着によるも腐食の心配がなく，経年劣化が極めて少ない。しかもミキサ６は，マット９を介して保持筒８に支持されるので，その耐衝撃性及び耐振動性を確保することもできる。
【００２４】
次に，図３を参照して，上記ミキサ６の製造方法について説明する。
【００２５】
先ず，その製造方法に使用する設備について説明する。坏土誘導管２０の上流には，坏土ｍを圧送する坏土供給装置２１が設けられる。坏土誘導管２０の下流端部は，テーパ状の狭窄部２０ａになっており，この狭窄部２０ａにシール装置２２を介して円筒状のダイス２３が回転可能に接続される。
【００２６】
シール装置２２は，狭窄部２０ａの下流端に付設される断面Ｌ字状の第１フランジ２４と，ダイス２３の上流端に付設されて第１フランジ２４に回転可能に支承される第２フランジ２５と，これら第１及び第２フランジ２４，２５間に介装されるシール部材２６とよりなっている。
【００２７】
図３及び図４に示すように，ダイス２３には，ミキサ６における螺旋状のミキシング孔１１群に対応する中子２８群と，螺旋状の格子状壁１２に対応する螺旋状の格子状溝２９とが形成されており，中子２８群は，軸方向中間部で四方に延びる連結部３０（図５参照）を介して相互に連結される。上記連結部３０は，坏土ｍの流れを阻害しないように細く形成されている。
【００２８】
またダイス２３の外周面には，電動モータ３５より減速装置３６を介して駆動されるローラ３４が摩擦係合しており，ダイス２３を緩徐に回転し得るようになっている。ダイス２３の下流端出口側には，コンベア３２が配設される。
【００２９】
而して，坏土供給装置２１から坏土ｍを坏土誘導管２０に圧送すると，坏土ｍは狭窄部２０ａで絞られ，密度を高めてダイス２３に圧送される。このような坏土ｍの送りに応じて，電動モータ３５により減速装置３６を介してローラ３４を駆動して，ダイス２３をその中心軸線周りに緩徐に回転する。坏土ｍは，ダイス２３を通過し，押し出されることで，螺旋状の格子状壁１２及び螺旋状のミキシング孔１１群を有するセラミックス半成品１０′に成形される。そして，ダイス２３は，ローラ３４により回転を継続されるため，コンベア３２で搬送されるセラミックス半成品１０′では，格子状壁１２及びミキシング孔１１の螺旋形状が維持される。
【００３０】
コンベア３２に載ったセラミックス半成品１０′は，切断ラインへと搬送されて所定長さに切断され，次いでこの所定長さに切断されたセラミックス半成品１０′は，その一端側の所定の中心部領域において，ミキシング孔１１に坏土ｍを詰めて封孔した後，焼成炉に移送され，セラミックス１０に焼成される。こうして，螺旋状の格子状壁１２及び螺旋状のミキシング孔１１群を有すると共に中心部が封孔されたセラミックス１０，即ちミキサ６を製造することができる。
【００３１】
また上記方法によれば，ダイス２３の回転速度を制御することにより，螺旋状のミキシング孔１１のリード角を調節することができる。例えばダイス２３の回転速度を比較的大きく制御すれば，螺旋状のミキシング孔１１のリード角を比較的小さく調節できて，ミキシング孔１１のミキシング機能を高めることができ，これによりミキサ６の長さの短縮，延いてはそのコンパクト化を図ることができると共に，２次触媒コンバータ３のレイアウトに自由度を持たせることができる。
【００３２】
次に，ミキサ６の別の製造設備について，図６により説明する。
【００３３】
別の製造設備は，ダイス２３の各中子２８が直線状に形成される点を除けば，前記製造設備と同様構成であり，図６中，前記製造設備に対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。
【００３４】
而して，ダイス２３内では，セラミックス半成品１０′に直線状の格子状壁１２及びミキシング孔１１が形成されるが，ダイス２３から押し出されてコンベア３２に載ったセラミックス半成品１０′に対してダイス２３が回転することにより，コンベア３２に載ったセラミックス半成品１０′に順次捻りが付与され，その結果，コンベア３２に載ったセラミックス半成品１０′の格子状壁１２及びミキシング孔１１は螺旋状に形成されることになる。その後の工程は，前記製造方法の場合と同様である。
【００３５】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，セラミックス１０の中心部の両端に封孔材１４を詰めて，ミキサ６の排気通路１への誤組みを防ぐようにすることもできる。またセラミックス１０の中心部を中空部となり，それを封孔材で閉鎖することができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｅ・・・・・・エンジン
ｇ・・・・・・排ガス
ｍ・・・・・・坏土
ｒ・・・・・・還元剤
１・・・・・・排気通路
３・・・・・・触媒コンバータ（２次触媒コンバータ）
５・・・・・・還元剤供給装置
６・・・・・・ミキサ
８・・・・・・保持筒
９・・・・・・マット
１０・・・・・セラミックス
１０′・・・・セラミックス半成品
１１・・・・・ミキシング孔
１２・・・・・格子状壁
１４・・・・・閉塞手段（封孔材）
２３・・・・・ダイス
２９・・・・・格子状溝
【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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