(57)【要約】【課題】内燃機関からの排気中に供給される添加剤の偏りを抑制して、添加剤をより均一に分散させる。【解決手段】内燃機関１の排気通路２に設けられる排気浄化触媒３と、排気浄化触媒３よりも上流の排気通路２に設けられ、排気浄化触媒３へ添加剤を供給する供給部４と、排気浄化触媒３と供給部４との間に設けられ、添加剤を分散させる分散部５と、を備える内燃機関の排気浄化装置において、分散部５は、排気通路２の下流側に向かって延びるフィン５１，５２を複数備え、フィン５１，５２は、排気の流速の速い箇所においては、遅い箇所よりも短くなるように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも上流の排気通路に設けられ、前記排気浄化触媒へ添加剤を供給する供給部と、
前記排気浄化触媒と前記供給部との間に設けられ、前記添加剤を分散させる分散部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記分散部は、前記排気通路の下流側に向かって延びるフィンを複数備え、
前記フィンは、排気の流速の速い箇所においては、遅い箇所よりも短くなるように形成される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、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
選択還元型ＮＯx触媒（以下、単に「ＮＯx触媒」ともいう。）と、その上流側に尿素水を噴射する噴射弁と、を備えたＳＣＲシステムにおいて、選択還元型ＮＯx触媒と、噴射
弁との間に、尿素水を分散させるための分散器を備える技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この分散器により排気及び尿素水が旋回するため、尿素水と排気との混合及び気化が促進される。
【０００３】
ところで、排気通路の形状によっては、分散器に対して排気が偏って流入するため、分散器を通過した後の排気が均一に分散するとは限らない。そして、分散器の下流側では、流量が少ないために淀みが生じる箇所や、流量が多い箇所が存在する場合もある。そうすると、還元剤が均一に分散しないために、還元剤がＮＯx触媒に偏って供給される。この
ため、ＮＯxの浄化が十分に行われる箇所と、不十分な箇所とが存在することになり、Ｎ
Ｏx浄化率が低くなる原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４４６４４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４４８５３号公報
【特許文献３】特開２００９−１０８７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、内燃機関からの排気中に供給される添加剤の偏りを抑制して、添加剤をより均一に分散させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも上流の排気通路に設けられ、前記排気浄化触媒へ添加剤を供給する供給部と、
前記排気浄化触媒と前記供給部との間に設けられ、前記添加剤を分散させる分散部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記分散部は、前記排気通路の下流側に向かって延びるフィンを複数備え、
前記フィンは、排気の流速の速い箇所においては、遅い箇所よりも短くなるように形成される。
【０００７】
供給部より添加剤が供給されると、添加剤は分散部に流入する。分散部では、たとえば排気の流れ方向を変えたり、排気の乱れを強くしたりしてもよい。フィンの少なくとも一部は、排気の流れ方向に対して傾斜しており、該フィンに衝突した排気は、流れの方向が変わり、フィンに沿って下流側へ流れる。
【０００８】
ここで、排気通路の形状によっては、分散部に流入する排気に偏りがあり、排気の流速の速い箇所（流量の多い箇所としてもよい）と、排気の流速の遅い箇所（流量の少ない箇所としてもよい）とが存在する。そして、排気の流速の遅い箇所において、排気が淀んで
しまうと、その下流の排気浄化触媒へ添加剤が届き難くなる。これに対し、排気の流速が遅い箇所に向かって延びるフィンを長くすると、このフィンに沿って排気がより長い距離を流れるので、排気が淀む虞のある箇所へ排気を導くことができる。これにより、添加剤をより均一に分散させることができる。一方、排気の流速が速い箇所においては、フィンが短くても、淀みが発生しないため、添加剤を下流側へ運ぶことができる。このようにして、排気浄化触媒の全体に、より均一に添加剤を供給することができる。また、排気の流速が速い箇所においてフィンを短くすることにより、流速の速い排気を分散させて、流速を低下させることができる。すなわち、分散部よりも下流において、排気の流速が速くなる虞のある箇所では排気の流速を遅くさせ、排気の流速が遅くなる虞のある箇所では排気の流速を速くさせることができるので、排気の流速の分布を均一に近付けることができる。これにより、添加剤の偏りを抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関からの排気中に供給される添加剤の偏りを抑制して、添加剤をより均一に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】フィンの長さが全て同じ分散器を備えている場合の内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図３】実施例２に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００１２】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ディーゼル機関であっても、また、ガソリン機関であってもよい。
【００１３】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。排気通路２の途中には、排気浄化触媒３（以下、単に「触媒３」という。）が設けられている。触媒３は、添加剤を供給することにより、温度が上昇したり、排気を浄化したり、または浄化能力が回復したりする触媒である。触媒３には、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選択還元型ＮＯx触媒、三元触媒、酸化触媒、加水分解触媒などを例示できる。また、触媒３は、酸化機能を有する触媒としてもよい。さらに、粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備え、該パティキュレートフィルタを触媒３の担体としてもよい。また、パティキュレートフィルタよりも上流に触媒３を配置してもよい。
【００１４】
なお、触媒３よりも上流側の排気通路２の断面積は、触媒３よりも小さくなっている。このため、触媒３よりも上流側において排気通路２の断面積が下流側ほど大きくなる拡大部２１が設けられている。
【００１５】
拡大部２１よりも上流側の排気通路２には、排気中へ添加剤を噴射する噴射弁４が設けられている。添加剤は、たとえば還元剤または酸化剤とすることができる。添加剤には、例えば、燃料または尿素水、アンモニアを用いることができる。添加剤に何を用いるのかは、触媒３の種類に応じて決まる。なお、本実施例においては噴射弁４が、本発明における供給部に相当する。
【００１６】
そして、噴射弁４よりも下流で且つ拡大部２１よりも上流の排気通路には、添加剤を排
気中に分散させる分散器５が設けられている。なお、本実施例においては分散器５が、本発明における分散部に相当する。
【００１７】
分散器５は、排気通路２に嵌め込まれる固定部５０と、固定部５０から排気通路２の下流側へ延びる複数のフィン５１，５２とを備えて構成されている。
【００１８】
固定部５０は、上流側端面が排気通路２の中心軸と直交しており、例えば排気通路２の中心軸と平行に複数の孔が設けられている。固定部５０は、たとえば板などを格子状に形成してもよい。また、排気通路２の中心軸と直交する板に複数の孔を設けて固定部５０を構成してもよい。さらに、網を含んで固定部５０を構成してもよい。固定部５０の材料には、たとえば金属または樹脂を用いることができる。
【００１９】
複数のフィン５１，５２は、一端が固定部５０に固定されており、他端が固定部５０よりも下流側へ向かって延びている。なお、固定部５０の一部を変形させることでフィン５１，５２を形成してもよい。フィン５１，５２は、平面または曲面の金属または樹脂の板を含んで構成してもよい。複数のフィン５１，５２は、少なくとも２方向に延びており、延びる方向によって長さが異なる。たとえば、仮にフィンを備えていない場合に排気の流速が遅くなる箇所に向かって延びるフィンの長さをより長くする。なお、夫々のフィンの長さは、排気の流速が遅い箇所ほど、長くしてもよい。これは、排気の流速が遅くなる箇所に設けられているフィン５１は、下流側へ延びる長さが比較的長く、排気の流速が速くなる箇所において形成されるフィン５２は、下流側へ延びる長さが比較的短いとしてもよい。また、フィン５１，５２は、拡大部２１内を排気が均一に進むように、排気通路２の中心軸に対して傾斜して設けられている。
【００２０】
ここで、図１に示すように分散器５よりも上流側の排気通路２が曲がっていると、排気通路２の曲率中心に近い側よりも遠い側により多くの排気が流れるため、曲率中心から遠いフィン５２を通過する排気の流速は、曲率中心に近いフィン５１を通過する排気の流速よりも速くなる。
【００２１】
ここで、図２は、フィン５３，５４の長さが全て同じ分散器５００を備えている場合の内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。フィン５３，５４の長さ及び傾斜角度以外は、図１に示した分散器５と同じである。図２に示したフィン５３，５４の長さは、図１に示したフィン５１，５２と比較して短い。そして、図２に示した分散器５００では、曲率中心に近い側のフィン５３の下流側の拡大部２１において排気が淀む虞がある。
【００２２】
一方、図１に示すように、曲率中心に近い側のフィン５１を相対的に長くすることにより、図２において淀みが生じていた箇所に排気を導くことができる。これにより、淀みを解消することができるので、添加剤をより広い範囲に分散させることができる。
【００２３】
また、フィン５１，５２を取り付ける角度が、排気の流速に応じて異なっていても良い。この角度は、排気通路２の中心軸に対する角度としてもよく、固定部５０に対する角度としてもよい。フィン５１，５２の長さ及び傾斜角度は、排気通路２内の流速が均一となるように実験等により求めることができる。
【００２４】
このように、フィン５１，５２の長さ及び傾斜角度を排気の流線に合わせて非対称形状とすることで、排気の流速を均一化することができる。したがって、触媒３へ均一に添加剤を供給することができる。また、排気の流速を均一化することにより、添加剤が分散器５に付着して該分散器５に詰まりが発生することを抑制できる。
【００２５】
＜実施例２＞
図３は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。主に図１と異なる点について説明する。
【００２６】
図３に示した分散器５０１は、固定部５５が湾曲している。固定部５５は、排気通路２の中心軸付近で最も上流側に位置し、該排気通路２の中心軸付近から排気通路２の壁面へ近づくほど、下流側に位置する。すなわち、固定部５５は、上流側に向かって凸形状となっている。また、固定部５５は、排気通路２の曲率中心に近いほど、より下流側へ延びている。なお、少なくとも排気通路２の曲率中心に近い側において、固定部５５と、排気通路２の壁面と、に隙間を設けることにより、該隙間を排気が流通するよう形成している。
【００２７】
また、固定部５５にはフィン５６，５７が複数設けられている。そして、排気通路２の曲率中心から遠い側のフィン５７よりも、近い側のフィン５６のほうが長くなるように形成されている。
【００２８】
このように構成された分散器５０１では、排気の流れが固定部５５に到達すると、一部の排気は固定部５５に沿って排気通路２の壁面側に向かって流れ、残りの排気は固定部５５に設けられる孔を通過する。排気通路２の曲率中心に近い側の固定部５５に沿って排気通路２の壁面側に向かって流れた排気は、そのまま、排気通路２の壁面に沿って触媒３へ向かって進む。これにより、淀みを解消することができる。一方、排気通路２の曲率中心から遠い側の固定部５５では、固定部５５に沿って排気が進む距離が短いために、より広い範囲に排気が分散される。また、固定部５５に設けられる孔を通過した排気は、フィン５６，５７に沿って進むため、より広い範囲に分散される。なお、固定部５５及びフィン５６，５７の最適な形状は、実験等により求めることができる。このようにして、排気が偏ることを抑制し、触媒３へ添加剤を均一に供給することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１     内燃機関
２     排気通路
３     排気浄化触媒
４     噴射弁
５     分散器
２１   拡大部
５０   固定部
５１   フィン
５２   フィン
５３   フィン
５４   フィン
５５   固定部
５６   フィン
５７   フィン
５００ 分散器
５０１ 分散器
【図１】
2013024075.tif 000003
【図２】
2013024075.tif 000004
【図３】
2013024075.tif 000005