(57)【要約】【課題】多くの付帯設備を要することなく、ＳＣＲ触媒の上流側排気温度をアンモニア生成温度まで昇温可能にする。【解決手段】ＳＣＲ触媒３６を内蔵した触媒コンバータ３４の上流側排気管１８に尿素水噴霧ノズル５８が設けられている。排気管１８の曲折部１８ｃに溜まった凝縮水ｃを凝縮水取出管４２から取り出し、凝縮水貯留タンク４６に貯留する。凝縮水貯留タンク４６には電熱ヒータ４８が設けられ、触媒コンバータ３４上流側の排気温度がアンモニア生成温度に達していない時、凝縮水ｃを電熱ヒータ４８で加熱して水蒸気ｓとし、この水蒸気ｓを水蒸気供給管５０を介し水蒸気噴霧ノズル６０から尿素水溶液供給部近傍の排気管１８に供給する。これによって、尿素水溶液供給部付近の排気温度をアンモニア生成温度まで昇温させる。【選択図】図１
2013124642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられたＮＯＸ選択還元触媒と、該ＮＯＸ選択還元触媒の上流側排気通路に還元剤溶液を供給する還元剤供給装置とを備え、還元剤を加水分解してＮＨ３を生成させ、ＮＯＸ選択還元触媒の触媒作用の元で排気中のＮＯＸをＮＨ３と反応させて無害化する内燃機関の排ガス浄化装置において、
排気通路の凝縮水貯留部に開口する凝縮水取出路と、
該凝縮水取出路に接続された凝縮水貯留タンクと、
入口側が該凝縮水貯留タンクに接続され、出口端が前記ＮＯＸ選択還元触媒より上流側の排気通路に接続された水蒸気供給路と、
前記凝縮水貯留タンクに貯留された凝縮水又は前記水蒸気供給路を流れる凝縮水を加熱して水蒸気にする加熱装置と、
該水蒸気供給路に設けられ、水蒸気を排気通路に向けて圧送するポンプとを備え、
前記水蒸気を前記ＮＯＸ選択還元触媒の上流側排気通路に供給するようにしたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
還元剤溶液の供給領域に流入する排気の温度を検出する温度センサーと、
前記水蒸気供給路に設けられた流量調整弁と、
前記温度センサーの検出値が入力され、該検出値に基づいて前記加熱装置の加熱量又は前記流量調整弁の開度を調整し、還元剤溶液の供給領域に流入する水蒸気の温度又は流量を調整して該領域の排気の温度を設定温度に制御する制御装置とを備えている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】
前記凝縮水取出路に凝縮水の逆流を防止する逆止弁を設けた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】
前記還元剤供給装置を構成し、排気通路の壁面から還元剤溶液を排気通路に噴霧する還元剤噴霧ノズルと、
水蒸気を排気通路に噴霧すると共に、前記還元剤噴霧ノズルに対して対向する壁面に配置され、ノズル開口が前記還元剤噴霧ノズルのノズル開口に対面するように配置された水蒸気噴霧ノズルとを備えていることを特徴とする請求項１〜３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、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中に存在するＮＯＸを浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス浄化方法として、尿素水溶液を用いたＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが実用化されている。ＳＣＲシステムは、排気に還元剤として尿素水溶液を噴射し、尿素水溶液中の尿素を排気の保有熱でアンモニアに分解する。尿素水溶液噴射部の下流側にＳＣＲ触媒が配設され、排気中のＮＯＸをＳＣＲ触媒に吸着し、アンモニアと反応させ、窒素と水に分解することで、ＮＯｘの排出濃度を低減している。
【０００３】
この反応過程は、次の３段階からなる。各ステップの反応に必要な温度は、排気の保有熱を利用する。
第１ステップ：ＣＯ（ＮＨ２）２ａｑ（尿素水溶液）→ＣＯ（ＮＨ２）２（固体尿素）
＜水の蒸発による固体尿素の生成；反応必要温度１００℃以上＞
第２ステップ：ＣＯ（ＮＨ２）２（固体尿素）→ＨＮＣＯ（イソシアン酸）＋ＮＨ３
＜固体尿素の熱分解；反応必要温度１３０〜２００℃＞
第３ステップ：ＨＮＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ３＋ＣＯ２
＜イソシアン酸の加水分解；反応必要温度２００℃以上＞
【０００４】
ディーゼルエンジン搭載車には排気中の粒子状物質を除去するＤＰＦフィルタ装置（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）が設けられる。ＳＣＲ浄化装置は、車両の排気通路に設ける場合、触媒の耐熱性や配置スペースの観点から、一般的に、ＤＰＦフィルタ装置の下流側で、車両の床下に設けられている。そのため、触媒に到達する排気温度は低温となる。一方、前記反応を行うためには、一定温度以上のアンモニア生成温度（好ましくは２００℃以上）や触媒活性温度（例えば１５０℃以上）が必要であり、これらの温度は排気の保有熱を利用している。従って、特に、始動時や低速・低負荷走行時等のように、アンモニア生成温度以下の排気温度下では、噴射した尿素水溶液の分解反応が進み難く、尿素水溶液のまま触媒の下流側に排出されてしまう。
【０００５】
排気温度を上昇させるために、ポスト噴射のような早期昇温運転を行うことも知られているが、燃費と排気性状の悪化要因となる。前述のように、ＳＣＲ触媒の配置位置はエンジンから遠く、排気温度は大きく低下するため、ＳＣＲ触媒上流側の排気温度を上昇させることは容易ではない。
【０００６】
特許文献１には、ＳＣＲ触媒を用いた排気浄化装置において、排気中に含まれる凝縮水を集め、固体還元剤（例えば固体尿素）の貯蔵タンクに供給して還元剤水溶液をつくり、この還元剤水溶液を排気通路に注入する技術が開示されている。また、特許文献２にも、ＳＣＲ触媒を用いた排気浄化装置において、排気中に含まれる凝縮水を回収し、この回収水を高濃度尿素水溶液の希釈水として用い、高濃度尿素水溶液を凝縮水で希釈した尿素水溶液を排気通路に供給する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献３では、排気温度やＳＣＲ触媒の温度が低いとき、尿素水溶液から適切にアンモニアを生成することが困難である理由が、尿素水溶液が排気通路に噴射されたとき、尿素水溶液は排気通路に微細な液滴となって飛散するので、尿素の周りに反応に十分な量の水が存在できなくなることがその一因であることを見い出している。そのため、特許文献３では、ＳＣＲ触媒の上流側排気通路に補給用の水を噴射するか、あるいは水量を多く含有した尿素水溶液を排気通路に噴射し、これによって、尿素の周りに十分な水量を確保し、アンモニア生成環境を整えることで、前記問題を解消するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００２−５１０００６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０８５６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び特許文献２に開示された技術は、排気から生じた凝縮水を還元剤の希釈水として利用する利用方法に係るものである。そのため、ＳＣＲ触媒上流側の排気温度がアンモニア生成温度以下である場合の前記問題を解決するものではない。また、特許文献３に開示された技術も、排気温度をアンモニア生成温度に高める手段を提案するものではなく、外部から補給用の水を供給するものであり、そのため、水タンク等の余分な設備を必要とする。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ＳＣＲ触媒の上流側排気温度がアンモニア生成温度に達しない時、大掛かりな付帯設備を要することなく、排気温度をアンモニア生成温度まで昇温可能な手段を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明の内燃機関の排ガス浄化装置は、排気通路に設けられたＮＯＸ選択還元触媒と、該ＮＯＸ選択還元触媒の上流側排気通路に還元剤溶液を供給する還元剤供給装置とを備え、還元剤を加水分解してＮＨ３を生成させ、ＮＯＸ選択還元触媒の触媒作用の元で排気中のＮＯＸをＮＨ３と反応させて無害化する内燃機関の排ガス浄化装置において、排気通路の凝縮水貯留部に開口する凝縮水取出路と、凝縮水取出路に接続された凝縮水貯留タンクと、入口側が凝縮水貯留タンクに接続され、出口端がＳＣＲ触媒より上流側の排気通路に接続された水蒸気供給路と、凝縮水貯留タンクに貯留された凝縮水又は凝縮水供給路を流れる凝縮水を加熱して水蒸気にする加熱装置と、水蒸気供給路に設けられ、水蒸気を排気通路に向けて圧送するポンプとを備えている。
【００１２】
本発明では、内燃機関の停止時などに排気通路に溜まった凝縮水を凝縮水取出管から取り出し、凝縮水貯留タンクに貯留しておく。そして、内燃機関の運転中に、例えば、始動直後又は低速・低負荷走行時など、ＳＣＲ触媒上流側の排気温度がアンモニア生成温度に達しない時、凝縮水貯留タンクに溜まった凝縮水を加熱装置で加熱し水蒸気とする。この水蒸気を水蒸気供給路から水ポンプでＳＣＲ触媒上流側の排気通路に圧送する。これによって、該排気通路の排気をアンモニア生成温度以上、好ましくは、２００℃以上とし、排気通路に供給された還元剤溶液からアンモニアを生成させ、ＳＣＲ触媒でのＮＯＸ還元反応を可能にする。
【００１３】
加熱装置は、凝縮水貯留タンクに設け、凝縮水貯留タンクに貯留された凝縮水を加熱して水蒸気にしてもよいし、あるいは水蒸気供給路に設け、水蒸気供給路で圧送中の凝縮水を加熱して水蒸気にしてもよい。
【００１４】
このように、排気に含まれる凝縮水を取り出し、凝縮水を排気通路に供給するようにしているので、外部から水を供給する必要がなく、外部水供給用の付帯設備を要しない。また、凝縮水を水蒸気としてポンプで圧送し、排気通路に噴射しているので、排気と凝縮水との混合撹拌を促進でき、排気の昇温を容易にする。さらに、ポスト噴射のような早期昇温運転に頼ることなく、排気温度を上昇できるので、燃費や排気性状が悪化しない。
【００１５】
本発明において、還元剤溶液の供給領域に流入する排気の温度を検出する温度センサーと、凝縮水供給路に設けられた流量調整弁と、温度センサーの検出値が入力され、該検出値に基づいて加熱装置の加熱量又は流量調整弁の開度を調整し、還元剤溶液の供給領域に流入する水蒸気の温度又は流量を調整して該領域の排気の温度を設定温度に制御する制御装置とを備えているとよい。これによって、還元剤溶液の供給領域の排気温度をアンモニア生成温度以上の設定温度に精度良く制御できる。そのため、凝縮水を過不足なく加熱できるので、省エネを達成できる。
【００１６】
本発明において、凝縮水取出路に凝縮水の逆流を防止する逆止弁を設けるとよい。凝縮水貯留タンク内の凝縮水又は水蒸気供給路を流れる凝縮水を加熱して水蒸気とすると、凝縮水貯留タンク内の圧力が上昇する。そのため、水蒸気が凝縮水取出管を経て排気通路に逆流するおそれがあり、凝縮水取出管に逆止弁を設けることで、これを防止できる。
【００１７】
本発明において、還元剤供給装置を構成し、排気通路の壁面から還元剤溶液を排気通路に噴霧する還元剤噴霧ノズルと、水蒸気を排気通路に噴霧すると共に、還元剤噴霧ノズルに対して対向する壁面に配置され、ノズル開口が還元剤噴霧ノズルのノズル開口に対面するように配置された水蒸気噴霧ノズルとを備えているとよい。これによって、還元剤溶液と水蒸気とが排気流を挟んで両側からぶつかり合うので、還元剤溶液と水蒸気とによって排気流が乱され、排気、還元剤溶液及び水蒸気の三相流の混合撹拌が促進する。そのため、三相流の混合撹拌効果と水蒸気の昇温効果との相乗効果で、アンモニアの生成が容易になる。なお、還元剤噴霧ノズルと水蒸気噴霧ノズルとを排気通路の壁面に設け、排気通路に突出しないようにすれば、排気流の流れを妨害せず、排気流の圧力損失を抑制できる。
【００１８】
なお、還元剤噴霧ノズルが水蒸気噴霧ノズルに対して排気流れ方向上流側に配置され、還元剤噴霧ノズル及び水蒸気噴霧ノズルのノズル開口の噴霧方向が互いに対面するように、かつ両ノズルが排気流に対して斜めに配置されているとよい。還元剤溶液及び水蒸気を排気流に対して斜めに噴霧することで、排気通路の横断面方向の噴霧領域を広げることができる。また、水蒸気噴霧ノズルを排気流の上流側へ向けることで、三相流の混合撹拌をさらに促進できる。
【００１９】
還元剤噴霧ノズルから噴霧される還元剤溶液の量は、水蒸気噴霧ノズルから噴霧される水蒸気の量より多い。そのため、還元剤噴霧ノズルのノズル開口を排気流上流側に向けると、排気の流れを妨害し、排気流の圧力損失が増加し、内燃機関の性能低下につながる。従って、還元剤噴霧ノズルを水蒸気噴霧ノズルより上流側に配置し、還元剤噴霧ノズルのノズル開口を下流側に向けることで、排気流の圧力損失を抑制し、内燃機関の性能低下をなくすことができる。
【００２０】
さらに、還元剤噴霧ノズル及び水蒸気噴霧ノズルのノズル開口の軸線が同一線上にあるように配置するとよい。これによって、還元剤溶液と水蒸気とが排気流の両側から排気流を挟んで正面から衝突するので、三相流の混合撹拌がさらに促進される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、排気通路に溜まった凝縮水を凝縮水取出管を介して凝縮水貯留タンクに貯留させ、ＳＣＲ触媒上流側の排気温度がアンモニア生成温度に達していないとき、凝縮水貯留タンクに溜まった凝縮水を加熱し、水蒸気にして排気通路に供給するようにしているので、外部から水を供給する必要がなく、簡易かつ低コストな手段で、アンモニアを生成させ、排気中のＮＯＸを浄化できる。また、水蒸気をポンプで圧送し、排気通路に噴射しているので、排気と水蒸気との混合を促進でき、さらに、ポスト噴射のような早期昇温運転に頼ることなく、排気温度を上昇できるので、燃費や排気性状が悪化しない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】前記実施形態の尿素水溶液噴霧領域の排気通路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２４】
本発明装置を車載用ディーゼルエンジン１０に適用した一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１において、車載用ディーゼルエンジン１０のシリンダブロック１２の上部にシリンダヘッド１４が設けられ、シリンダヘッド１４に吸気管１６及び排気管１８が接続されている。排気管１８は、過給機２０の排気タービン２０ａに接続されている。排気タービン２０ａより下流側の排気管１８には、酸素濃度センサー２２が設けられている。酸素濃度センサー２２の下流側には、酸化触媒２４が設けられ、酸化触媒２４の下流側にＤＰＦフィルタ装置２６が設けられている。
【００２５】
排気タービン２０ａからＤＰＦフィルタ装置２６が設けられた排気管１８の領域は上下方向に配置され、垂直部１８ａの下流側では、曲折部１８ｃを経てほぼ水平方向に配置されている。曲折部１８ｃ付近の水平部１８ｂに、凝縮水が溜まりやすく、曲折部１８ｃ付近の水平部１８ｂの底面に凝縮水取出管４２の開口４２ａが開口している。開口４２ａ付近の凝縮水取出管４２に逆止弁４４が設けられ、曲折部１８ｃから凝縮水取出管４２に取り出した凝縮水ｃが、排気管１８側へ逆流するのを防止している。
【００２６】
水平部１８ｂには、排気流れ方向上流側から順に、排気温度を検出する温度センサー２８、排気中のＮＯＸ濃度を検出するＮＯＸセンサー３０、尿素水溶液を排気管１８に供給する尿素水供給装置３２、及び触媒コンバータ３４が設けられている。触媒コンバータ３４には、ＳＣＲ触媒３６が内蔵されている。尿素水供給装置３２により、排気中に尿素水溶液が噴霧され、噴霧された尿素水溶液の尿素は、排気がアンモニア生成温度以上である場合、排気温度によってアンモニアに分解する。ここで生成したアンモニアは、下流側のＳＣＲ触媒３６に吸着されたＮＯＸと反応し、窒素と水に分解する。
【００２７】
触媒コンバータ３４の下流側排気管１８には、触媒コンバータ通過後の排気中のＮＯＸ濃度を検出するＮＯＸセンサー３８が設けられ、ＮＯＸセンサー３８の下流側に、排気圧力を制御する圧力制御弁４０が設けられている。圧力制御弁４０は、その開閉度を調整することで排気圧力を高め、排気中に含まれる水蒸気の凝縮を促進する機能をもつ。
【００２８】
逆止弁４４の下流側凝縮水取出管４２に、凝縮水貯留タンク４６が設けられている。凝縮水貯留タンク４６の内周面には、凝縮水貯留タンク４６に貯留された凝縮水を加熱する電熱ヒータ４８が設けられ、また、加熱された凝縮水の温度を検出する温度センサー４９が設けられている。また、凝縮水貯留タンク４６には、水蒸気供給管５０が接続され、水蒸気供給管５０の他端は、尿素水溶液供給部の直ぐ下流側であって、かつ触媒コンバータ３４の上流側排気管１８に接続されている。水蒸気供給管５０には、凝縮水貯留タンク４６内の凝縮水を排気管１８に圧送するポンプ５２が設けられ、ポンプ５２の下流側に流量調整弁５４が設けられている。
【００２９】
前記各センサーの検出値は制御装置５６に入力される。制御装置５６は、これらの検出値に基づいて、電熱ヒータ４８の電源装置４８ａを制御し、電熱ヒータ４８の加熱量を調整したり、ポンプ５２の流量を制御したり、あるいは流量調整弁５４又は圧力制御弁４０の開度を調整する。
【００３０】
かかる構成において、車載用ディーゼルエンジン１０の運転によって、シリンダヘッド１４から排気ｅが排出され、排気管１８に排気された排気ｅは、過給機２０の排気タービン２０ａによって排気管１８の下流側に送られる。排気中のＮＯは酸化触媒２４でＮＯ２に転換され、ＤＰＦフィルタ装置２６に捕獲された粒子状物質は、ＮＯ２の酸化作用で燃焼除去される。ＤＰＦフィルタ装置２６の下流側に設けられた触媒コンバータ３４では、アンモニアによってＳＣＲ触媒３６に吸着されたＮＯＸが還元され、無害化される。
【００３１】
車載用ディーゼルエンジン１０の停止中、排気管１８の垂直部位１８ａから流下して曲折部１８ｃに貯留した凝縮水ｃは、曲折部１８ｃの下面に開口した開口４２ａから凝縮水取出管４２に取り出される。凝縮水取出管４２は、上下方向に配置されているので、凝縮水ｃは、重力の作用で凝縮水取出管４２を落下し、凝縮水貯留タンク４６に貯留される。車載用ディーゼルエンジン１０の始動時又は低速・低負荷走行時等に、触媒コンバータ３４の上流側排気がアンモニア生成温度に達しない場合がある。
【００３２】
そこで、温度センサー２８で排気温度を検出し、この検出値がアンモニア生成温度に達していない時、制御装置５６によって、電熱ヒータ４８をオンにし、凝縮水貯留タンク４６に貯留された凝縮水ｃを加熱し水蒸気にする。次に、制御装置５６によって流量調整弁５４を開動作させると共に、凝縮水ポンプ５２を稼働させる。これによって、水蒸気を水蒸気供給管５０から触媒コンバータ３４の上流側排気管１８に供給する。
【００３３】
図２により、尿素水供給装置３２付近の排気管１８の構成を説明する。尿素水供給装置３２は、排気管１８に設けられた尿素水噴霧ノズル５８を備え、尿素水噴霧ノズル５８によって排気中に尿素水溶液が噴霧される。尿素水噴霧ノズル５８のやや下流側排気管１８の壁部に、水蒸気噴霧ノズル６０が設けられ、水蒸気噴霧ノズル６０に水蒸気供給管５０が接続されている。水蒸気噴霧ノズル６０から水蒸気ｓが排気中に噴霧される。尿素水噴霧ノズル５８は、水平部１８ｂの上壁に装着され、排気下流側に向けて斜めに配置されている。一方、水蒸気噴霧ノズル６０は、水平部１８ｂの底壁に装着され、排気上流側に向けて斜めに配置されている。
【００３４】
即ち、尿素水噴霧ノズル５８と水蒸気噴霧ノズル６０とは、水平部１８ｂの上壁と底壁とに排気通路を挟んで、互いに対面している。また、両ノズルのノズル開口の軸線ｘが一致するように、両ノズル開口の位置及び方向が設定されている。そのため、排気中に噴霧された尿素水溶液と水蒸気とは、互いに両側から排気流を巻き込みながら正面衝突する。従って、排気、尿素水溶液及び水蒸気の三相流の混合撹拌が促進される。これによって、尿素水噴霧ノズル５８付近及びその下流側の排気は、急速昇温し、アンモニア生成温度に達する。
【００３５】
制御装置５６には、温度センサー２８及び温度センサー４９の検出値が入力される。制御装置５６は、温度センサー２８の検出値が２００℃以上の設定値となるように、凝縮水貯留タンク４６内の凝縮水の加熱量又は流量調整弁５４の開度を調整し、排気管１８に噴霧される水蒸気の温度又は流量を調整する。これによって、尿素水溶液供給部付近の排気温度が設定値に維持されるので、尿素からアンモニアが確実に生成される。そのため、触媒コンバータ５０でのＮＯＸの還元反応を促進して、ＮＯＸを無害化できる。
【００３６】
本実施形態によれば、排気に含まれる凝縮水を取り出し、この凝縮水を排気管１８に供給するようにしているので、外部から水を供給する必要がなく、外部水の供給設備を不要にできる。また、この凝縮水を加熱し水蒸気として、尿素水溶液供給部付近の排気管１８に供給しているので、排気をアンモニア生成温度に昇温できる。そのため、排気温度がアンモニア生成温度に達していない時でも、排気温度を上昇させてアンモニアを生成できる。これによって、車載用ディーゼルエンジン１０に運転中、アンモニアの生成を常に確実に行うことができる。さらに、ポスト噴射のような早期昇温運転に頼ることなく、排気温度を上昇できるので、燃費や排気性状が悪化しない。
【００３７】
また、温度センサー２８及び４９の検出値から、制御装置５６によって、排気管１８に噴霧される水蒸気の温度又は流量を調整し、尿素水溶液供給部付近の排気温度が２００℃以上の設定値となるように制御しているので、凝縮水を過不足なく加熱でき、省エネを達成できる。また、凝縮水貯留タンク４６の上流側で、凝縮水取出管４２に逆止弁４４を設けているので、水蒸気となった凝縮水が水平部１８ｂに逆流するおそれがなくなる。
【００３８】
また、凝縮水の水蒸気をポンプ５２で水蒸気噴霧ノズル６０に圧送しているので、水蒸気噴霧ノズル６０から高圧で水蒸気を噴霧でき、排気ｅ及び尿素水溶液との混合撹拌を促進できる。また、尿素水噴霧ノズル５８のノズル開口と水蒸気噴霧ノズル６０のノズル開口とは、排気流を挟んで互いに対面するように配置され、かつ両ノズル開口の軸線ｘが一致しているので、尿素水溶液と水蒸気とは排気流を挟んで正面衝突する。これによって、排気、尿素水溶液及び水蒸気の三相流の混合撹拌が促進される。
【００３９】
また、尿素水噴霧ノズル５８及び水蒸気噴霧ノズル６０が排気通路の壁面に配置されて排気通路に突出せず、かつ噴霧量が多い尿素水溶液を排気流の下流側に向かって噴霧しているので、排気の流れを大きく乱さなくて済む。これによって、排気流の圧力損失を抑制できる。また、尿素水溶液及び水蒸気ｓを排気流に対して斜め方向に噴霧しているので、これらの排気中での噴霧領域を広げることができ、さらに水蒸気噴霧ノズル６０を排気流の上流側に向けているので、三相の混合撹拌効果を向上できる。この混合撹拌効果と水蒸気の噴霧による排気の昇温との相乗効果によって、尿素水溶液噴霧域及びその下流側の排気を急速に２００℃以上に昇温できる。従って、アンモニアの生成とＳＣＲ触媒３６でのＮＯＸ浄化を確実に行うことができる。
【００４０】
さらに、触媒コンバータ３４の下流側排気管１８に圧力制御弁４０を設けているので、曲折部１８ｃに溜まった凝縮水が少量のとき、圧力制御弁４０の開度を調整して排気管１８ないの圧力を高めることで、排気中水蒸気の凝縮を促進し、凝縮水を増加できる。これによって、排気管１８に送る凝縮水量を確保できる。
【００４１】
なお、本実施形態において、凝縮水貯留タンク４６に電熱ヒータ４８を設ける代わりに、水蒸気供給管５０に電熱ヒータ４８、あるいは他の加熱装置を設け、水蒸気供給管５０を流れる凝縮水を加熱して水蒸気にするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、ＳＣＲ浄化装置を備えた内燃機関において、ＳＣＲ触媒上流側の排気温度が低いときでも、余分な付帯設備を不要として、排気温度をアンモニア生成温度まで上昇でき、ＳＣＲ触媒によるＮＯＸ浄化反応を維持できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０                        車載用ディーゼルエンジン
１２                        シリンダブロック
１４                        シリンダヘッド
１６                        吸気管
１８                        排気管
２０                        過給機
２０ａ                    排気タービン
２２                        酸素濃度センサー
２４                        酸化触媒
２６                        ＤＰＦ装置
２８、４９                  温度センサー
３０，３８                  ＮＯＸセンサー
３２                        尿素水供給装置
３４                        触媒コンバータ
３６                        ＳＣＲ触媒
４０                        圧力制御弁
４２                        凝縮水取出管
４２ａ                    開口
４４                        逆止弁
４６                        凝縮水貯留タンク
４８                        電熱ヒータ
４８ａ                    電源装置
５０                        水蒸気供給管
５２                        ポンプ
５４                        流量調整弁
５６                        制御装置
５８                        尿素水噴霧ノズル
６０                        水蒸気噴霧ノズル
ｃ                          凝縮水
ｅ                          排気
【図１】
2013124642.tif 000003
【図２】
2013124642.tif 000004