(57)【要約】【課題】排気ガスの流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガスとの混合性を高め得るようにする。【解決手段】ＮＯxを還元浄化する選択還元型触媒１の上流側に還元剤として添加した尿素水３を排気ガス２と混合せしめるミキシング構造に関し、尿素水３を添加するための尿素水添加装置４を排気ガス２の流れに直接晒されないよう排気管５の外周部に装着して該排気管５内に臨ませ、この尿素水添加装置４による尿素水３の添加位置より上流側の排気管５内に排気ガス２の流れを部分的に遮る堰板７を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯxを還元浄化する選択還元型触媒の上流側に還元剤として添加した尿素水を排気ガスと混合せしめるミキシング構造であって、尿素水を添加するための尿素水添加装置を排気ガスの流れに直接晒されないよう排気管の外周部に装着して該排気管内に臨ませ、この尿素水添加装置による尿素水の添加位置より上流側の排気管内に排気ガスの流れを部分的に遮る堰板を設けたことを特徴とするミキシング構造。
【請求項２】
堰板の一部に排気ガスを通過せしめる貫通部を開口したことを特徴とする請求項１に記載のミキシング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯxを還元浄化するための選択還元型触媒の上流側に還元剤として添加した尿素水を排気ガスと混合させるためのミキシング構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）と還元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。
【０００３】
他方、プラント等における工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア（ＮＨ3）を用いてＮＯxを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、近年においては、毒性のない尿素水を還元剤として使用することが研究されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
即ち、尿素水を選択還元型触媒の上流側で排気ガス中に添加すれば、該排気ガス中で尿素水が次式によりアンモニアと炭酸ガスに熱分解され、選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
［化１］
（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2
【０００５】
そして、図３に示す如く、選択還元型触媒１の上流側で排気ガス２中に尿素水３を添加する従来技術としては、尿素水添加装置４のノズル部４ａを排気管５の軸心付近まで挿し入れて排気ガス２の流れの中心に尿素水３を添加するようにしたものが知られているが、これでは尿素水添加装置４のノズル部４ａが高温の排気ガス２の流れに直接晒されてしまうことになるため、尿素水添加装置４の耐久性が不安視されている。
【０００６】
このため、図４に示す如く、排気管５の外周部に上流側へ向け斜めに分岐するボス部６を設け、該ボス部６に対し尿素水添加装置４を排気管５の外側から装着して該排気管５内に臨ませ、この尿素水添加装置４を高温の排気ガス２の流れに直接的に晒さないように保護しながら尿素水３を添加することが検討された。
【特許文献１】特開２００５−２７３６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図５に示す如く、排気ガス２の流量が多くなった場合には、尿素水添加装置４から添加された尿素水３が、排気ガス２の流れの勢いに押されて排気管５の内壁に沿うような偏った流れを形成し、尿素水３の良好な分散を図ることができなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、排気ガスの流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガスとの混合性を高め得るようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＮＯxを還元浄化する選択還元型触媒の上流側に還元剤として添加した尿素水を排気ガスと混合せしめるミキシング構造であって、尿素水を添加するための尿素水添加装置を排気ガスの流れに直接晒されないよう排気管の外周部に装着して該排気管内に臨ませ、この尿素水添加装置による尿素水の添加位置より上流側の排気管内に排気ガスの流れを部分的に遮る堰板を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
而して、このようにすれば、排気ガスの流れを遮る堰板の下流側で圧力降下が起こり、ここに周囲から渦を巻いて排気ガスが流れ込むことで排気ガスの流れが乱流化するので、この乱流化された排気ガスに尿素水添加装置から尿素水が添加されて良好に分散され、しかも、この堰板による排気ガスの流れの乱流化は、排気ガスの流量が多くなるほど促進されるので、排気ガスの流量が多くなっても尿素水と排気ガスとの混合性は高く保たれる。
【００１１】
また、本発明においては、堰板の一部に排気ガスを通過せしめる貫通部を開口することが好ましく、このようにすれば、貫通部を通過する排気ガスにより更に複雑な乱流化が促されて尿素水と排気ガスとの混合性がより一層高められ、排気ガスの流れを遮る面積が少なくなることにより圧力損失が低減される。
【発明の効果】
【００１２】
上記した本発明のミキシング構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１３】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、堰板により排気ガスの流れを乱流化させて尿素水を良好に分散させることができるので、排気ガスの流量が多くなっても尿素水を良好に分散させて排気ガスとの混合性を高めることができ、選択還元型触媒に到るまでに尿素水のミスト粒子を効率良く微細化して早期にアンモニアと炭酸ガスに熱分解させることができる。
【００１４】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、貫通部を通過する排気ガスにより更に複雑な乱流化を促して排気管内における尿素水と排気ガスとの混合性を更に効果的に高めることができ、しかも、排気ガスの流れを遮る面積を少なくして圧力損失を低減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、ここに図示している本形態例のミキシング構造では、前述の図４及び図５に示す従来例の場合と同様に、排気管５の外周部に上流側へ向け斜めに分岐するボス部６を設け、該ボス部６に対し尿素水添加装置４を排気管５の外側から装着して該排気管５内に臨ませ、この尿素水添加装置４を高温の排気ガス２の流れに直接的に晒さないように保護しながら尿素水３を添加するようにしてあるが、これに加えて、前記尿素水添加装置４による尿素水３の添加位置を成すボス部６の直前（上流側）に、排気管５内の排気ガス２の流れを部分的に遮る堰板７を設けており、しかも、この堰板７の一部には、排気ガス２を通過せしめる貫通部８を開口してある。
【００１７】
而して、このようにミキシング構造を構成すれば、排気ガス２の流れを遮る堰板７の下流側で圧力降下が起こり、ここに周囲から渦を巻いて排気ガス２が流れ込むことで排気ガス２の流れが乱流化するので、この乱流化された排気ガス２に尿素水添加装置４から尿素水３が添加されて良好に分散され、しかも、この堰板７による排気ガス２の流れの乱流化は、排気ガス２の流量が多くなるほど促進されるので、排気ガス２の流量が多くなっても尿素水３と排気ガス２との混合性は高く保たれる。
【００１８】
また、堰板７の一部に排気ガス２を通過せしめる貫通部８を開口しているので、貫通部８を通過する排気ガス２により更に複雑な乱流化が促されて尿素水３と排気ガス２との混合性がより一層高められ、しかも、排気ガス２の流れを遮る面積が少なくなることにより圧力損失が低減される。
【００１９】
従って、上記形態例によれば、堰板７により排気ガス２の流れを乱流化させて尿素水３を良好に分散させることができるので、排気ガス２の流量が多くなっても尿素水３を良好に分散させて排気ガス２との混合性を高めることができ、選択還元型触媒１に到るまでに尿素水３のミスト粒子を効率良く微細化して早期にアンモニアと炭酸ガスに熱分解させることができる。
【００２０】
また、堰板７の一部に排気ガス２を通過せしめる貫通部８を開口したことによって、より複雑な排気ガス２の乱流化を促して排気管５内における尿素水３と排気ガス２との混合性を効果的に高めることができるので、尿素水３からアンモニアと炭酸ガスへの熱分解を更に促進させることができ、しかも、排気ガス２の流れを遮る面積が少なくなることで圧力損失を低減することができるので、エンジン性能に及ぼす影響を何ら問題のない極めて軽微なレベルに抑制することができる。
【００２１】
尚、本発明のミキシング構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、堰板の一部に開口される貫通部の形状は図示例に限定されないこと、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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【図４】別の従来例を示す断面図である。
【図５】図４の従来における排気ガスの流量が多くなった場合を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  選択還元型触媒
２  排気ガス
３  尿素水
４  尿素水添加装置
５  排気管
７  堰板
８  貫通部
【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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