(57)【要約】【課題】エンジンの排ガスを還元剤により浄化する排気浄化装置において、添加弁３への排ガスの直撃を回避する。【解決手段】排気浄化装置において、噴孔が開口する添加弁３の先端部１３を、管壁部１０の内周面よりも外周側に存在するように配して排気管２の内部に臨ませる。これにより、添加弁３の先端部１３は、排気管２の内部に突出しない状態で排気管２の内部に臨むことができる。このため、添加弁３は、排ガスの直撃を回避しつつ、排気管２の内部に還元剤を噴射することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが通る排気管と、この排気管の内部に還元剤を噴射する添加弁とを備え、
噴孔の開口部を有する前記添加弁の先端部が、前記排気管の内周面よりも外周側に配された状態で前記排気管の内部に臨むことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記排気管の内部で還元剤の噴射方向と交差する位置に配され、噴射された還元剤の衝突を受けるとともに衝突した還元剤を排ガス中に分散させる衝突分散機構を備えることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気浄化装置において、
前記添加弁は、前記排気管の管壁部と一体の装着部に装着されることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の排気浄化装置において、
前記添加弁は、前記排気管の軸方向に対して垂直に還元剤を噴射するように配され、
前記衝突分散機構は、前記噴孔の開口部の直下に設けられていることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４の内のいずれか１つに記載の排気浄化装置において、
前記衝突分散機構は、排ガスの流れを旋回流に変換することを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排ガスを還元剤により浄化する排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤により還元して浄化する排気浄化装置が公知である。この還元剤は、例えば、尿素水であり、尿素の分解により発生するアンモニア（ＮＨ３）が、触媒によりＮＯｘと反応して無害な窒素（Ｎ２）や水（Ｈ２Ｏ）を生成することで、ＮＯｘが浄化される。
【０００３】
ところで、この排気浄化装置には、還元剤を噴射する添加弁と、噴射された還元剤を衝突により分散させる衝突分散機構とを備え、添加弁を排気管に直接装着するものがある（例えば、特許文献１参照）。この排気浄化装置によれば、添加弁の先端部は排気管の内部に突出し、還元剤は、この先端部に開口する噴孔から、直接、排気管の内部に噴射され、衝突分散機構により排ガス中に分散した後に触媒に導かれる。
このため、添加弁の先端部は、排ガスの直撃を受けて高温に加熱されるので、熱劣化したりデポジットが付着したりする虞がある。
【特許文献１】特開２００６−２０７３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの排ガスを還元剤により浄化する排気浄化装置において、添加弁への排ガスの直撃を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の排気浄化装置は、排ガスが通る排気管と、排気管の内部に還元剤を噴射する添加弁とを備え、噴孔の開口部を有する添加弁の先端部が、排気管の内周面よりも外周側に配された状態で排気管の内部に臨む。
これにより、添加弁の先端部は、排気管の内部に突出しない状態で排気管の内部に臨むことができる。このため、添加弁は、排ガスの直撃を回避しつつ、排気管の内部に還元剤を噴射することができる。
【０００６】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の排気浄化装置は、排気管の内部で還元剤の噴射方向と交差する位置に配され、噴射された還元剤の衝突を受けるとともに衝突した還元剤を排ガス中に分散させる衝突分散機構を備える。
これにより、還元剤噴霧の微粒化を促進することができるので、還元剤を排ガス中に効率的に分散させることができる。
【０００７】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の排気浄化装置によれば、添加弁は、排気管の管壁部と一体の装着部に装着される。
これにより、排気管の一部に添加弁および衝突分散機構を装備して、１つのモジュールを構成することができる。このため、添加弁および衝突分散機構の配置の自由度を高めることができる。
【０００８】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の排気浄化装置によれば、添加弁は、排気管の軸方向に対して垂直に還元剤を噴射するように配され、衝突分散機構は、噴孔の開口部の直下に設けられている。
これにより、噴射された還元剤を確実に衝突分散機構に衝突させて分散効率を高めることができる。
【０００９】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の排気浄化装置によれば、衝突分散機構は、排ガスの流れを旋回流に変換する。
これにより、還元剤の排ガス中への分散が、さらに効率的になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
最良の形態１の排気浄化装置は、排ガスが通る排気管と、排気管の内部に還元剤を噴射する添加弁とを備え、噴孔の開口部を有する添加弁の先端部が、排気管の内周面よりも外周側に配された状態で排気管の内部に臨む。
また、この排気浄化装置は、排気管の内部で還元剤の噴射方向と交差する位置に配され、噴射された還元剤の衝突を受けるとともに衝突した還元剤を排ガス中に分散させる衝突分散機構を備える。
【００１１】
そして、この排気浄化装置によれば、添加弁は、排気管の管壁部と一体の装着部に装着される。また、添加弁は、排気管の軸方向に対して垂直に還元剤を噴射するように配され、衝突分散機構は、噴孔の開口部の直下に設けられている。さらに、衝突分散機構は、排ガスの流れを旋回流に変換する。
【実施例１】
【００１２】
〔実施例１の構成〕
実施例１の排気浄化装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
排気浄化装置１は、エンジンの排ガスに還元剤を噴射供給して排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して浄化するものである。還元剤は、例えば、尿素水であり、尿素の分解により発生するアンモニア（ＮＨ３）が、触媒によりＮＯｘと反応して無害な窒素（Ｎ２）や水（Ｈ２Ｏ）を生成することで、ＮＯｘが浄化される。
【００１３】
排気浄化装置１は、排ガスが通る排気管２と、排気管２の内部に還元剤を噴射する添加弁３と、所定のタンク４から還元剤を吸引して添加弁３の方に吐出する供給ポンプ５と、噴射された還元剤を衝突により排ガス中に分散させる衝突分散機構６と、添加弁３や供給ポンプ５等の作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７とを備える。
なお、ＥＣＵ７は、制御機能および演算機能を有するＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置ならびに出力装置等により構成される周知のマイクロコンピュータである。  
【００１４】
排気管２は、触媒よりも上流側の排ガス流路の一部を形成する。また、排気管２は、軸方向の長さが１０ｃｍ程度となるように管壁部１０が設けられ、さらに、管壁部１０の両端に他の排ガス流路部材との接続部をなすフランジ１１が設けられている。そして、排気管２に添加弁３が装着されるとともに衝突分散機構６が設けられることで、排気管２、添加弁３および衝突分散機構６は１つのモジュールを構成する。
【００１５】
ここで、添加弁３が装着される装着部１２は、管壁部１０と一体に設けられて、排気管２の軸方向に垂直かつ図２の図示上方に突出する筒状をなす。そして、装着部１２の内部は、排気管２の内部に連通しており、添加弁３は、装着部１２の内部に先端部１３が挿入された状態で排気管２に装着される。
【００１６】
添加弁３は、供給ポンプ５から吐出された還元剤を内部に受け入れるとともに、受け入れた還元剤を先端部１３に導いて先端に開口する噴孔（図示せず）から噴射する。ここで、添加弁３は、排気管２の軸方向に対して垂直に還元剤を噴射するように装着部１２に装着されている。また、添加弁３の先端部１３は、上記のように装着部１２の内部に収容され、管壁部１０の内周面よりも外周側に存在するように配されて排気管２の内部に臨む。
【００１７】
なお、添加弁３は、例えば、ソレノイドコイル（図示せず）への通電により生じる磁気吸引力により弁体（図示せず）を駆動して噴孔を開放する電磁ソレノイド弁である。また、添加弁３の内部に供給された還元剤の内で噴射されなかった還元剤は、タンク４に戻される。
【００１８】
衝突分散機構６は、噴孔の開口部の直下、すなわち排気管２の内部で還元剤の噴射方向と交差する位置に設けられ、例えば、９０度の中心角を有する略同一径の４つの扇形板状のフィン１６、１７、１８、１９からなる。
【００１９】
４つのフィン１６、１７、１８、１９は、図２（ａ）に示す排気管２の円状の内部断面を４等分した左上、右上、右下、左下の各々の領域に配されている。そして、左上、右下のフィン１６、１８は、各々の扇形の２辺の内で左右方向に平行な１辺を回転中心として下流側に回転傾斜するように設けられ、右上、左下のフィン１７、１９は、各々、上下方向に平行な１辺を回転中心として下流側に回転傾斜するように設けられている。このため、排ガスの流れは、衝突分散機構６を通過することにより、排気管２の軸方向に直進する直線流から周方向に旋回する旋回流に変換される。
【００２０】
ここで、装着部１２は、図２（ａ）の図示右側に偏在するように設けられており、還元剤の噴射方向は主に右下のフィン１８と交差する。このため、噴射された還元剤は、フィン１８に衝突し、添加弁３の直下に向かう方向から排気管２の軸方向を下流側に向かう方向に進行方向を変える。そして、下流側に向かう還元剤は、排ガスの旋回流に乗り排ガス中に分散しながら触媒に導かれる。
【００２１】
〔実施例１の効果〕
実施例１の排気浄化装置１は、排ガスが通る排気管２と、排気管２の内部に還元剤を噴射する添加弁３とを備え、噴孔が開口する添加弁３の先端部１３は、管壁部１０の内周面よりも外周側に存在するように配されて排気管２の内部に臨む。
これにより、添加弁３の先端部１３は、排気管２の内部に突出しない状態で排気管２の内部に臨むことができる。このため、添加弁３は、排ガスの直撃を回避しつつ、排気管２の内部に還元剤を噴射することができる。
【００２２】
また、排気浄化装置１は、噴射された還元剤の衝突を受けるとともに衝突した還元剤を排ガス中に分散させる衝突分散機構６を備え、衝突分散機構６は、排気管２の内部で還元剤の噴射方向と交差する位置に配される。
これにより、還元剤噴霧の微粒化を促進することができるので、還元剤を排ガス中に効率的に分散させることができる。
【００２３】
また、排気管２に添加弁３が装着されるとともに衝突分散機構６が設けられることで、排気管２、添加弁３および衝突分散機構６は１つのモジュールを構成する。
これにより、添加弁３および衝突分散機構６の配置の自由度を高めることができる。
【００２４】
また、添加弁３は、排気管２の軸方向に対して垂直に還元剤を噴射するように配され、衝突分散機構６は、噴孔の開口部の直下に設けられている。
これにより、噴射された還元剤を確実に衝突分散機構６に衝突させて分散効率を高めることができる。
さらに、衝突分散機構６は、排ガスの流れを旋回流に変換するため、還元剤の排ガス中への分散がより効率的になる。
【００２５】
〔変形例〕
実施例１の排気浄化装置１は、衝突分散機構６により還元剤噴霧の微粒化を促進するものであったが、排気浄化装置１に衝突分散機構６を装備しなくてもよい。
また、添加弁３は、排気管２の軸方向に対して垂直に還元剤を噴射するものであったが、軸方向に対して垂直以外の傾斜角を有する方向から噴射できるように添加弁３を配してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】排気浄化装置の構成図である。
【図２】（ａ）はモジュールを上流側から視た正面図であり、（ｂ）は（ａ）の右側からモジュールの内部を視た側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  排気浄化装置
２  排気管
３  添加弁
６  衝突分散機構
１０  管壁部
１２  装着部
１３  先端部
【図１】
2008267288.tif 000003
【図２】
2008267288.tif 000004