(57)【要約】【課題】還元剤を利用する触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関し、還元剤の拡散の良好化を図ることができるようにする。【解決手段】内燃機関の排気管３の途中に介装され、排気が導入される筒状の筺体１１と、筺体１１内に配設され、還元剤の添加によって排気中のＮＯｘを浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒４０と、選択還元型ＮＯｘ触媒４０の排気流路方向上流側に配置され、還元剤を添加する還元剤添加手段６０と、選択還元型ＮＯｘ触媒４０と還元剤添加手段６０との間に配置され、筺体１１の径方向の中央部分を閉塞する隔壁部７１，隔壁部７１の外周側に配置されたフィン部７２、及び、隔壁部７１から排気流路方向下流側に向かって先細り形状で突出する突出部７３を有し、還元剤の拡散を促進するミキサ７０とを備える。【選択図】図１
2008144644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管の途中に介装され、排気が導入される筒状の筺体と、
該筺体内に配設され、還元剤の添加によって排気中のＮＯｘを浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
該選択還元型ＮＯｘ触媒の排気流路方向上流側に配置され、該還元剤を添加する還元剤添加手段と、
該選択還元型ＮＯｘ触媒と該還元剤添加手段との間に配置され、該還元剤の拡散を促進するミキサとを備え、
該ミキサは、該筺体の径方向の中央部分を閉塞する隔壁部と、該隔壁部の外周側に該隔壁部の壁面に対して所定の角度で傾倒した状態で周方向に並んで配置された複数のフィンを有するフィン部と、該隔壁部から排気流路方向下流側に向かって先細り形状で突出する突出部とを有している
ことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
該突出部は、該排気流路方向から見た断面形状が円形に形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
該突出部は、円錐状に形成されている
ことを特徴とする、請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
該突出部は、該排気流路方向に直交する方向から見て、その外形線が流線型に形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
該突出部は、該隔壁部から該排気流路方向上流側に向かっても先細り形状で突出している
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
該筺体は、略同一径の筒状に形成されている
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
該フィン部の流路面積は、該排気管の流路面積よりも大きく形成されている
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
該筺体内には、該排気流路方向から見て、排気中のＮＯを酸化させてＮＯ2を生成する前段酸化触媒、排気中のパティキュレートマターを捕捉するパティキュレートフィルター、該還元剤添加手段、該ミキサ、該選択還元型ＮＯｘ触媒、及び、余剰ＮＨ3を酸化させてＮ2を生成する後段酸化触媒が順次配置されている
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項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、特にディーゼルエンジンに用いて好適の、還元剤により排出ガス中のＮＯｘを浄化させる触媒を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用エンジン、特にディーゼルエンジンの排出ガス（排気）中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減する技術の一つとして、ユリア（尿素）によって排気中のＮＯｘを選択還元する選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）が知られている。
詳述すると、ＳＣＲ触媒は、排気管の途中に介装された筺体の内部に配設されている。そして、ＳＣＲ触媒の排気流路上流側には、還元剤としてのユリア水（尿素水）を添加するノズルが配設されている。排出ガスにユリア水が添加されると、ユリアは加水分解してＮＨ3（アンモニア）に変化し、次いで、ＳＣＲ触媒内で、ＮＨ3と排出ガス中のＮＯｘとが結びついてＨ2Ｏ（水）とＮ2（窒素）とに分解され、ＮＯｘの浄化が行なわれる。
【０００３】
ここで、上記のノズルを筺体の径よりも小径の配管内に配置した、図７に示すような排気浄化装置１００が知られている。排気浄化装置１００は、排気管１０１の途中に介装された筒状の筺体１０２を備えるとともに、筺体１０２の内部において、排気流路上流側から順に、前段酸化触媒１０３とＳＣＲ触媒１０４と後段酸化触媒１０５とを備えている。また、排気浄化装置１００は、前段酸化触媒１０３とＳＣＲ触媒１０４との間に、筺体１０２の径よりも小径の配管（小径部）１０６を介装し、小径部１０６にノズル１０７を配置している。
【０００４】
この小径部１０６においては、配管１０６の壁面付近までユリア水を到達・拡散させることが容易であるため、引き続きＳＣＲ触媒１０４の正面側における径が大きい部分の外周側に向けた拡散が容易になる。しかしながら、このような小径の配管１０６を設けると、排気浄化装置１００の全長が長くなって省スペース化が困難になるとの問題が生じる。
この問題の回避策としては、例えば、特許文献１に開示されているような、排気浄化装置を収容した筺体内にフィンを設置する構成を利用することが考えられる。
【特許文献１】特開平１０−２５９７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された技術は、ユリア水の拡散効果の向上を図るものではなく、また、特許文献１の技術では、筺体の流路面積（通路面積）の大きさに相当するフィンが設定されている。
したがって、仮に、特許文献１の技術に上述したノズル及びＳＣＲ触媒を筺体内に配設した排気浄化装置を組み合わせても、ユリア水は筺体の軸線方向に沿って積極的に進み、径方向の拡散は十分に促進されず、ユリア水と排気とが十分に混合されない状態でＳＣＲ触媒に導入され、所望のＮＯｘ浄化が得られ難いという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み案出されたもので、還元剤の拡散の良好化を図ることができる、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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気管の途中に介装され、排気が導入される筒状の筺体と、該筺体内に配設され、還元剤の添加によって排気中のＮＯｘを浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒と、該選択還元型ＮＯｘ触媒の排気流路方向上流側に配置され、該還元剤を添加する還元剤添加手段と、該選択還元型ＮＯｘ触媒と該還元剤添加手段との間に配置され、該還元剤の拡散を促進するミキサとを備え、該ミキサは、該筺体の径方向の中央部分を閉塞する隔壁部と、該隔壁部の外周側に該隔壁部の壁面に対して所定の角度で傾倒した状態で周方向に並んで配置された複数のフィンを有するフィン部と、該隔壁部から排気流路方向下流側に向かって先細り形状で突出する突出部とを有していることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、該突出部は、該排気流路方向から見た断面形状が円形に形成されている
ことを特徴としている。
請求項３記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置において、該突出部は、円錐状に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、該突出部は、該排気流路方向に直交する方向から見て、その外形線が流線型に形成されていることを特徴としている。
請求項５記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、該突出部は、該隔壁部から該排気流路方向上流側に向かっても先細り形状で突出していることを特徴としている。
【００１０】
請求項６記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、該筺体は、略同一径の筒状に形成されていることを特徴としている。
請求項７記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、該フィン部の流路面積は、該排気管の流路面積よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項８記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１〜７の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、該筺体内には、該排気流路方向から見て、排気中のＮＯを酸化させてＮＯ2を生成する前段酸化触媒、排気中のパティキュレートマターを捕捉するパティキュレートフィルター、該還元剤添加手段、該ミキサ、該選択還元型ＮＯｘ触媒、及び、余剰ＮＨ3を酸化させてＮ2を生成する後段酸化触媒が順次配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤添加手段によって添加された還元剤は、隔壁部の正面側に遮られ、径方向における拡散が図られながら径方向外側に向かって流れ、フィン部を通過する。フィン部では、還元剤は、周方向の旋回気流を付与され、周方向における拡散が図られる。次いで、フィン部を通過して筺体の径方向外側を流れる還元剤は、旋回しながら突出部の先細り形状に沿って流れ、拡散（ミキシング）が図られる。
【００１３】
したがって、ミキサによって、筺体の径方向及び周方向における還元剤の拡散の良好化を図ることができる。そして、還元剤が良好に拡散されることにより、選択還元型ＮＯｘ触媒における排気中のＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
また、還元剤は、隔壁部によって径方向外側に流された後、フィン部によって旋回しながら、突出部によって径方向内側に流されるので、筺体の軸方向長さよりも長い移動経路が確保されて、還元剤をより良好に拡散させることができるとともに、還元剤を排気と十分に混合させることができる。
【００１４】
ところで、ミキサに突出部を設けずに、ミキサを単に隔壁部とフィン部とから構成した場合には、隔壁部の下流側で負圧が生じ逆流が発生すると考えられる。この場合、ユリア水の噴霧に起因する固体状の中間生成物が逆流の中に滞留して大粒に成長し隔壁部に衝突するため、隔壁部に磨耗痕が発生し、ひいては排気浄化装置の耐久性を損なうおそれがある。
【００１５】
これに対し、請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、隔壁部から排気流路下流側に向かって先細り形状で突出する突出部を設けているので、この突出部の整流効果によって逆流を防止することができる。具体的には、コアンダ効果により突出部の形状に沿う向きの流れが形成されるとともに、突出部が存在することにより、隔壁部の下流側での逆流を防止することができる。そして、これにより、逆流の中で中間生成物が成長して隔壁部に衝突する事態を回避でき、耐久性及び信頼性を大幅に向上させることができる。
【００１６】
請求項２記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、突出部は、排気流路方向から見た断面形状が円形に形成されているので、突出部によって乱流が生じることを抑制し、還元剤を径方向及び周方向において略均一に拡散させることができる。
請求項３記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、突出部は円錐状に形成されているので、突出部の構成を簡素且つ安価にすることができる。
【００１７】
請求項４記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、突出部は、排気流路方向に直交する方向から見て、その外形線が流線型に形成されているので、突出部によって乱流が生じることがなく、還元剤を径方向及び周方向において略均一に拡散させることができる。
請求項５記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、突出部は隔壁部から上流側に向かっても先細り形状で突出しているので、還元剤添加手段によって添加された還元剤を、フィン部に到達するまでに、径方向において良好に拡散するように案内することができる。
【００１８】
請求項６記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、筺体は略同一径の筒状に形成されているので、例えば、筺体よりも小径の配管を設け、小径の配管内で還元剤を拡散させる従来技術に比べて、排気浄化装置の全長を短くすることができ、省スペース化に貢献することができる。また、装置の全長の短縮により、筺体内の保温性が向上し、選択還元型ＮＯｘ触媒の活性が促進されて、ＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００１９】
請求項７記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、フィン部の流路面積が排気管の流路面積よりも大きく形成されているので、圧力損失を低減し、内燃機関の燃費を低減することができる。
請求項８記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、特に内燃機関がディーゼルエンジンの場合、排出ガス中に含まれる有害なＮＯｘ，ＰＭを良好に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［一実施形態］
図１〜図４は本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を示すもので、図１はその筺体の内部を説明する断面図、図２はそのミキサによる気流を説明する模式図、図３はそのミキサを排気流路上流側から見た正面図、図４はその内燃機関の排気浄化装置の全体構成を説明する模式図である。
【００２１】
＜構成＞
本実施形態では、ディーゼルエンジン（内燃機関。単にエンジンともいう）の排気浄化装置について説明する。
図４に示すように、ディーゼルエンジン１は、その排気通路として、排気マニホールド２と、排気マニホールド２に接続された排気管３と、排気管３に接続されたマフラ（図示略）とを備えている。排気管３の途中には、排出ガスを浄化する排気浄化装置１０が介装されている。
【００２２】
排気浄化装置１０は、略同一径の円筒状に形成された筺体（ケーシング）１１を備えており、筺体１１の前方側（排気流路上流側）の端壁１１ａには、エンジン１に連結する排気管（配管）３が接続され、筺体１１の後方側（排気流路下流側）の端壁１１ｂには、マフラに連結する排気管３が接続されている。
【００２３】
筺体１１の内部には、図１に示すように、エンジン１からの排気流路方向でみて、前段酸化触媒２０，ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３０，ＳＣＲ触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒）４０及び後段酸化触媒５０が順次配設されている。また、ＤＰＦ３０とＳＣＲ触媒４０との間には、ノズル（還元剤添加手段）６０が配設されている
前段酸化触媒２０は、例えばＰｔ（白金）などの酸化触媒であり、ここでは、化学式（１）のように、排出ガス中のＮＯを酸化させてＮＯ2を生成するようになっている。
【００２４】
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2・・・（１）
これは、ディーゼルエンジン１の排出ガス中のＮＯｘはＮＯが大半であるが、ＮＯとＮＯ2とが１：１で存在する場合に最もＮＯｘ浄化速度が大きくなるという反応の特性を利用すべく、ＮＯ2の比率を高めるためである。また、このＮＯ2を酸化剤として、ＤＰＦ３０に供給するようになっている。
【００２５】
ＤＰＦ３０は、排出ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を物理的に捕集するフィルタである。また、ここでは、捕集したＰＭを、前段酸化触媒２０から供給されたＮＯ2との反応によって燃焼させて除去し、フィルタの再生を図るようになっている。
ＳＣＲ触媒４０は、還元剤の添加によって、排出ガス中のＮＯｘを浄化する触媒である。
【００２６】
ここで、ＳＣＲ触媒４０の上流に配置されたノズル６０は、ＳＣＲ触媒４０のために、還元剤としてのユリア水を排出ガスに添加するようになっている。具体的には、ノズル６０は、図４に示すように、ユリア水を貯留したユリア水タンク５及び圧縮エアを閉じ込めたエアタンク６に接続され、図１に示すように、先端部が筺体１１の周壁１１ｃの適宜の位置を貫通し筺体１１内に挿通されている。
【００２７】
ノズル６０の先端部には、複数の噴射口が形成されている。これらの噴射口は、筺体１１の軸部（径方向中心部）に位置するように配置されているとともに、径方向外側に向かって開口されている。そして、途中で圧縮エアを混合されたユリア水がノズル６０の噴射口から噴射され、筺体１１中の排出ガスに向かって供給されるようになっている。
ノズル６０から噴射されたユリア水（以下、ユリア噴霧という）は、化学式（２）のように、排出ガス中のＨ2Ｏと反応して、ＮＨ3に加水分解される。
【００２８】
（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2・・・（２）
ＳＣＲ触媒４０は、このＮＨ3を吸着する。そして、化学式（３）〜（５）のように、ＮＨ3を還元剤として排出ガス中のＮＯｘを無害なＮ2に還元し、浄化するようになっている。
ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ・・・（３）
４ＮＯ＋Ｏ2＋４ＮＨ3→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（４）
２ＮＯ2＋Ｏ2＋４ＮＨ3→３Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（５）
後段酸化触媒５０は、例えばＰｔなどの酸化触媒であって、ここでは、ＳＣＲ触媒４０においてＮＨ3が余剰になった場合には、ＮＨ3がそのまま大気中に排出されてしまうことを防ぐために、化学式（６）のように、ＮＨ3を酸化させてＮ2を生成するようになっている。
【００２９】
４ＮＨ3＋３Ｏ2→２Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（６）
さらに、ＤＰＦ３０においてＰＭの燃焼に伴ってＣＯが生じた場合には、化学式（７）のように、これを酸化させて、ＣＯ2を生成するようになっている。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2・・・（７）
ここで、本発明の大きな特徴として、ノズル６０とＳＣＲ触媒４０との間には、ユリア噴霧の拡散を促進するためのミキサ７０が配設されている。
【００３０】
ミキサ７０は、図２に示すように、筺体１１の径方向の中央部分を閉塞する隔壁部７１と、隔壁部７１の外周側に配置され、その外周縁が筺体１１の周壁１１ｃの内側に当接されたフィン部７２と、隔壁部７１から排気流路方向下流側に向かって先細り形状で突出する突出部（整流部）７３とを備えている。ここで、図１に示すように、隔壁部７１とフィン部７２とは、ＤＰＦ３０とＳＣＲ触媒４０との間に形成される、ユリア噴霧が拡散する空間を、上流側の第一拡散室Ｓ1と下流側の第二拡散室Ｓ2とに区画している。
【００３１】
隔壁部７１は、図２に示すように、筺体の径方向に壁状に拡がっており、ユリア噴霧が筺体１１の軸線方向に沿う直線的な移動を阻み、筺体１１の径方向におけるユリア噴霧の拡散を図るようになっている。具体的には、隔壁部７１の正面側（上流側）ではユリア噴霧を筺体１１の周壁１１ｃの近傍に到達させ、噴射直後のユリア噴霧が軸線方向に沿って流されることによる拡散不十分な状態を回避するようになっている。
【００３２】
なお、図３に示すように、ミキサ７０の全体の径をＤとすると、隔壁部７１の径ｄは０．５Ｄ以上（ｄ≧０．５Ｄ）に設定されている。
フィン部７２は、隔壁部７１の外周側に配置された、複数のフィン（羽根）で構成されている。詳しくは、複数のフィンは、隔壁部７１の壁面に対して所定の角度で傾倒した状態で、隔壁部７１の外周縁に周方向に並んで取り付けられている。
【００３３】
そして、フィン部７２は、ユリア噴霧の筺体１１の軸線方向に沿う直線的な移動を阻み、筺体１１の周方向におけるユリア噴霧の拡散を図るようになっている。詳しくは、フィン部７２は旋回流を形成するようになっている。そして、この旋回流を利用することによって、フィン部７２からＳＣＲ触媒４０に至るまでのユリア噴霧の移動軌跡が、筺体１１の軸線方向長さよりも長くなるようになっている。また、フィン部７２の流路面積は、排気管３の流路面積よりも大きく形成され、さらに、隔壁部７１の面積も、排気管３の流路面積よりも大きく形成されている。
【００３４】
突出部７３は、ここでは、円錐状に形成され、隔壁部７１から排気流路方向下流側に向かって突出している。
【００３５】
＜作用・効果＞
本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置は上述のように構成されているので、以下のような作用・効果がある。
【００３６】
エンジン１の排出ガスは、排気マニホールド２，排気管３を順に通って、排気浄化装置１０に到達する。
排気浄化装置１０の筺体１１内では、まず、前段酸化触媒２０において、化学式（１）のように、排出ガス中のＮＯが酸化されＮＯ2が生成される。続いて、ＤＰＦ３０において、排出ガス中のＰＭが捕集されるとともに、前段酸化触媒２０で生成されたＮＯ2との反応によって、捕集したＰＭが燃焼される。ＤＰＦ３０は、捕集したＰＭが燃焼されることによって再生が図られ、目詰まりを起こして機能が低下することなく連続して利用することができる。
【００３７】
次に、ノズル６０によって、ユリア水が圧縮エアとともに排出ガスに向かって噴射され、噴霧状態となる。ユリア噴霧は、化学式（２）のように、排出ガス中の水と反応して、ＮＨ3に加水分解され、ＳＣＲ触媒４０へと供給される。
ここで、ノズル６０の下流側には、ミキサ７０が配設されているので、ノズル６０からＳＣＲ触媒４０に向かうユリア噴霧（詳しくは、ユリア噴霧及びユリア噴霧が添加された排出ガス）の流れが拡散される。
【００３８】
ユリア噴霧は、ノズル６０の噴射口が筺体１１の径方向に向かって開口しているので、噴射された時点では、径方向への流れを有しつつ、排気流路下流側に向かって流れる。そして、ミキサ７０に到達した時点では、ユリア噴霧の筺体１１の径方向中央部分の流れは、隔壁部７１によって阻まれる。つまり、ユリア噴霧は、径方向中央部分においては、軸線方向に沿う直線的な移動を阻まれる。したがって、ユリア噴霧は、隔壁部７１の正面側で、筺体１１の周壁１１ｃ近傍のフィン部７２へと到達するように、径方向外側へ流れる。
【００３９】
フィン部７２を通過するユリア噴霧は、フィン部７２によって旋回流れを方向付けられて、隔壁部７１の裏面側（下流側）の第二拡散室Ｓ2に流れる。
第二拡散室Ｓ2では、ユリア噴霧は、コアンダ効果により、突出部７３の表面に沿って流れる。したがって、一旦、隔壁部７１とフィン部７２とによって径方向の外側部分で周壁１１ｃに沿って流れるように方向づけられたユリア噴霧は、突出部７３の先細り形状に沿って、ＳＣＲ触媒４０の中央部にも流れるように整流される。
【００４０】
つまり、ユリア噴霧は、隔壁部７１の正面側に遮られ、径方向における拡散が図られながら径方向外側に向かって流れ、フィン部７２を通過する。フィン部７２では、ユリア噴霧は、周方向の旋回気流を付与され、周方向における拡散が図られる。次いで、フィン部７２を通過して筺体１１の径方向外側を流れるユリア噴霧は、突出部７３の先細り形状に沿って径方向内側に向かう気流の向きが付与され、ユリア噴霧の排出ガスとの混合が図られる。
【００４１】
したがって、ミキサ７０によって、筺体１１の径方向及び周方向におけるユリア噴霧の拡散の良好化を図ることができる。
また、ユリア噴霧は、隔壁部７１によって径方向外側に流された後、フィン部７２によって旋回しながら、突出部７３によって径方向内側に流されるので、筺体１１の軸方向長さよりも長い移動経路が確保されて、ユリア噴霧をより良好に拡散させることができる。
【００４２】
ここで、例えば、図５に示すように、ミキサ７０に突出部７３がなければ、第二拡散室Ｓ2に導入されたユリア噴霧は、隔壁部７１の裏面側に負圧が生じることで逆流してしまうことが考えられる。そして、ユリア噴霧に由来する固体状の中間生成物が、逆流の中に滞留して大粒に成長し、隔壁部７１の裏面に衝突し、隔壁部７１に磨耗痕をつけてしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、突出部７３のコアンダ効果によって、ユリア噴霧の流れが整流され、逆流を抑制することができるので、このような磨耗を防止することができる。
【００４３】
ユリア噴霧は、このように、ミキサ７０により長い移動経路で良好に拡散された状態で、つまり、長い移動経路中で排出ガスと十分に混合されるとともに、ＳＣＲ触媒４０の全面にわたって略均一に拡散された状態で、ＳＣＲ触媒４０に到達するので、化学式（３）〜（５）のように、ユリア噴霧が排気ガスと十分に混合して生成される十分量のＮＨ3が、ＳＣＲ触媒４０の全面で排出ガス中のＮＯｘと反応し、ＳＣＲ触媒４０における排出ガス中のＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００４４】
また、ＳＣＲ触媒４０において余剰となったＮＨ3は、次いで、後段酸化触媒５０で、化学式（６）のように酸化されてＮ2となるので、ＮＨ3が大気中にそのまま排出されてしまうことを防止することができる。さらに、後段酸化触媒５０では、ＤＰＦ３０の再生のためにＣＯが生じた場合には、化学式（７）のようにＣＯを酸化させてＣＯ2を生成するので、大気中に有害なＣＯが排出されてしまうことを防止することができる。
【００４５】
また、筺体１１は略同一径の筒状に形成されているので、例えば、筺体１１よりも小径の配管を設け、小径の配管内で還元剤を拡散させる従来技術（図７参照）に比べて、排気浄化装置１０の全長を短くすることができ、省スペース化に貢献することができる。また、装置１０の全長の短縮により、筺体１１内の保温性が向上し、ＳＣＲ触媒４０の活性が促進されて、ＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００４６】
また、筺体１１は略同一径の筒状に形成されているので、ノズル６０の噴射位置から筺体１１の内周壁１１ｃまでの距離が、従来技術の小径の配管に比べると遠いけれども、ミキサ７０によってユリア噴霧が十分に径方向にも拡散されるので、ノズル６０から噴射されるユリア水の勢力としての圧縮エアの圧力を、それほど高める必要がないという利点がある。
【００４７】
また、フィン部７２の流路面積が排気管３の流路面積よりも大きく形成されているので、圧力損失を低減し、エンジン１の燃費を低減することができる。
【００４８】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、突出部７３は、簡素且つ安価な構成の円錐状に形成されているが、突出部７３の形状はこれに限定されず、少なくとも、隔壁部７１から排気流路方向下流側に向かって先細りの形状であれば良く、例えば、円錐形状でなくても、排気流路方向から見た断面形状が円形に形成された形状を適用することができる。突出部７３が排気流路方向から見た断面形状が円形に形成されていれば、突出部７３によって乱流が生じることを抑制し、ユリア噴霧を径方向及び周方向において略均一に拡散することができる。または、突出部７３は、排気流路方向に直交する方向から見て、その外形線が流線型に形成されているのが好ましい。特に、突出部７３が流線型に形成されている場合には、突出部７３によって気流に渦が発生することを抑え、第二拡散室Ｓ2における気流分布を良好に整流することができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、突出部７３は、隔壁部７１から下流側に向かってのみ突出するように構成したが、隔壁部７１から上流側に向かっても先細り形状で突出するようにしても良い。つまり、この場合には、例えば、図６に示すように、突出部７３は、隔壁部７１から下流側に向かって突出する第一突出部７３ａと、隔壁部７１から上流側に突出する第二突出部７３ｂとを備えるように構成する。第一突出部７３ａと第二突出部７３ｂとは、それぞれ別体に形成されて、隔壁部７１に適宜の手段で固着されても良いし、隔壁部７１と一体に形成されていても良い。なお、突出部７３ａ，７３ｂの形状は、図６では円錐状に形成されているが、上述のように、これに限定されない。このように、突出部７３が隔壁部７１から上流側に向かっても先細り形状で突出するように形成されていれば、第一拡散室Ｓ1のユリア噴霧の流れも、コアンダ効果によって、フィン部７２に向かうように案内することができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、ユリアタンク５からのユリア水をエアタンク６からの圧縮エアで付勢してノズルから噴射するようにしたが、特にユリア水を圧縮エアで付勢することなく噴射しても良い。この場合、例えば、筺体１１の周壁１１ｃの適宜の位置に小孔を形成し、この小孔からユリア水を排出ガスに添加しても良い。そして、このとき、ミキサ７０を、筺体１１の小孔近傍の部分も閉塞するように隔壁部７１を延長して構成すれば、上記実施形態のように、ユリア噴霧の長い移動経路を確保できて好ましい。
【００５２】
また、上記実施形態では、排気浄化装置１０として、筺体１１内に前段酸化触媒２０やＤＰＦ３０や後段酸化触媒５０を備えたが、排気浄化装置１０として備える触媒等はこれらの種類や数に限られず、排出ガス中に含まれる有害なＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ，ＰＭ等を良好に低減することができれば、適宜増減したり変更したりしてももちろん良い。
また、上記実施形態では、本発明の内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気浄化装置に適用した場合について説明したが、ガソリンエンジンの排気浄化装置に適宜変形して適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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筺体の内部を説明する断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置のミキサによる気流を説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置のミキサを排気流路上流側から見た正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の全体構成を説明する模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置と比較するための比較例を示す図であって、ミキサによる気流を説明する模式図である。
【図６】本発明のその他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置のミキサの突出部を説明する模式図である。
【図７】従来技術に係る内燃機関の排気浄化装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  エンジン
２  排気マニホールド
３  排気管
５  ユリア水タンク
６  エアタンク
１０  排気浄化装置
１１  筺体
２０  前段酸化触媒
３０  ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）
４０  ＳＣＲ触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒）
５０  後段酸化触媒
６０  ノズル（還元剤添加手段）
７０  ミキサ
７１  隔壁部
７２  フィン部
７３  突出部
１００  排気浄化装置
１０１  排気管
１０２  筺体
１０３  前段酸化触媒
１０４  ＳＣＲ触媒
１０５  後段酸化触媒
１０６  小径の配管（小径部）
１０７  ノズル
Ｓ1  第一拡散室
Ｓ2  第二拡散室
【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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