(57)【要約】【課題】内燃機関の排ガス浄化装置に関し、排気管内において、凝縮水が飛散するのを抑制できる内燃機関の排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排ガス浄化装置１００は、排気管１と、排気管１内に設けられたＮＯｘ触媒２と、ＮＯｘ触媒２よりも下流側の位置に設けられた第１のセンサ３と、第１のセンサ３よりも上流側の位置に設けられた第１の吸水部材４と、を備え、排気管１は、ＮＯｘ触媒２を内設する第１の大径部１０と、第１の大径部１０よりも下流側に配置された第１の小径部１１と、第１の大径部１０よりも上流側に配置された第２の小径部１２と、を有し、第１の吸水部材４は、第１の大径部１０内の下面部においてＮＯｘ触媒２よりも下流側の端部および上流側の端部の少なくとも一方の位置に設けられる。【選択図】図１
2017227186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管と、
前記排気管内に設けられたＮＯｘ触媒と、
前記排気管における前記ＮＯｘ触媒よりも下流側の位置に設けられた第１のセンサと、
前記排気管内における前記第１のセンサよりも上流側の位置に設けられた第１の吸水部材と、を備え、
前記排気管は、
前記ＮＯｘ触媒を内設する第１の大径部と、
前記第１の大径部よりも下流側に配置され、前記第１の大径部よりも小径の第１の小径部と、
前記第１の大径部よりも上流側に配置され、前記第１の大径部よりも小径の第２の小径部と、を有し、
前記第１の吸水部材は、第１の大径部内の下面部において前記ＮＯｘ触媒よりも下流側の端部および上流側の端部の少なくとも一方の位置に設けられる
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記排気管は、前記第１の大径部の下流端から前記第１の小径部の上流端にかけて縮径して形成された第１の縮径テーパ部を有し、
前記第１の大径部の下流端は、前記第１の縮径テーパ部を介して前記第１の小径部の上流端に接続され、
前記第１の吸水部材は、前記第１の大径部内の下面部における前記ＮＯｘ触媒よりも下流側の端部の位置に設けられ、且つ、前記第１の縮径テーパ部の上流側の端部の位置に延在する
請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記排気管は、前記第２の小径部の下流端から前記第１の大径部の上流端にかけて拡径して形成された拡径テーパ部を有し、
前記第２の小径部の下流端は、前記拡径テーパ部を介して前記第１の大径部の上流端に接続され、
前記第１の吸水部材は、前記第１の大径部内の下面部における前記ＮＯｘ触媒よりも上流側の端部の位置に設けられ、且つ、前記拡径テーパ部の下流側の端部の位置に延在する
請求項１または２に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記排気管は、前記第２の小径部よりも上流側に配置され、前記第２の小径部よりも大径の第２の大径部を有し、
前記内燃機関の排ガス浄化装置は、
前記第２の大径部内に設けられ、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、
前記排気管における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間の位置に設けられた第２のセンサと、
前記第２の大径部内の下面部における前記フィルタよりも下流側の端部で、且つ、前記第２のセンサの上流側の位置に設けられた第２の吸水部材と、を更に備える
請求項１〜３の何れか一項に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記排気管は、前記第２の大径部の下流端から前記第２の小径部の上流端にかけて縮径して形成された第２の縮径テーパ部を有し、
前記第２の大径部の下流端は、前記第２の縮径テーパ部を介して前記第２の小径部の上流端に接続され、
前記第２の吸水部材は、第２の縮径テーパ部の上流側の端部の位置に延在して設けられる
請求項４に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記排気管は、前記第２の小径部よりも上流側に配置され、前記第２の小径部よりも大径の第２の大径部を有し、
前記第１の大径部の下流端は、前記第１の小径部の上流端に直接接続され、
前記第１の大径部の上流端は、前記第２の小径部の下流端に直接接続され、
前記第２の小径部の上流端は、前記第２の大径部の下流端に直接接続され、
前記内燃機関の排ガス浄化装置は、
前記第２の大径部内に設けられ、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、
前記排気管における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間の位置に設けられた第２のセンサと、
前記第２の大径部内の下面部における前記フィルタよりも下流側の端部で、且つ、前記第２のセンサの上流側の位置に設けられた第２の吸水部材と、を更に備える
請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排ガス浄化装置において、排気管内には、ＮＯｘ触媒が設けられる。また、排気管におけるＮＯｘ触媒よりも下流側の位置には、排ガス中のＮＯｘ濃度を検出するためのＮＯｘセンサ等、各種センサ類が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２６０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の排ガス浄化装置においては、内燃機関が運転停止後に冷却される過程で、排気管内に凝縮水が発生する。この凝縮水は、排気管内の下面部において上記の各種センサ類よりも上流側の位置に溜まる場合がある。
【０００５】
この場合、溜まった凝縮水が内燃機関の運転中に飛散すると、下流側に位置する各種センサ類に不具合が生じる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、排気管内において、凝縮水が飛散するのを抑制できる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置は、排気管と、前記排気管内に設けられたＮＯｘ触媒と、前記排気管における前記ＮＯｘ触媒よりも下流側の位置に設けられた第１のセンサと、前記排気管内における前記第１のセンサよりも上流側の位置に設けられた第１の吸水部材と、を備え、前記排気管は、前記ＮＯｘ触媒を内設する第１の大径部と、前記第１の大径部よりも下流側に配置され、前記第１の大径部よりも小径の第１の小径部と、前記第１の大径部よりも上流側に配置され、前記第１の大径部よりも小径の第２の小径部と、を有し、前記第１の吸水部材は、第１の大径部内の下面部において前記ＮＯｘ触媒よりも下流側の端部および上流側の端部の少なくとも一方の位置に設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、前記排気管は、前記第１の大径部の下流端から前記第１の小径部の上流端にかけて縮径して形成された第１の縮径テーパ部を有し、前記第１の大径部の下流端は、前記第１の縮径テーパ部を介して前記第１の小径部の上流端に接続され、前記第１の吸水部材は、前記第１の大径部内の下面部における前記ＮＯｘ触媒よりも下流側の端部の位置に設けられ、且つ、前記第１の縮径テーパ部の上流側の端部の位置に延在する。
【０００９】
また、前記排気管は、前記第２の小径部の下流端から前記第１の大径部の上流端にかけて拡径して形成された拡径テーパ部を有し、前記第２の小径部の下流端は、前記拡径テーパ部を介して前記第１の大径部の上流端に接続され、前記第１の吸水部材は、前記第１の大径部内の下面部における前記ＮＯｘ触媒よりも上流側の端部の位置に設けられ、且つ、前記拡径テーパ部の下流側の端部の位置に延在する。
【００１０】
また、前記排気管は、前記第２の小径部よりも上流側に配置され、前記第２の小径部よりも大径の第２の大径部を有し、前記内燃機関の排ガス浄化装置は、前記第２の大径部内に設けられ、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、前記排気管における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間の位置に設けられた第２のセンサと、前記第２の大径部内の下面部における前記フィルタよりも下流側の端部で、且つ、前記第２のセンサの上流側の位置に設けられた第２の吸水部材と、を更に備える。
【００１１】
また、前記排気管は、前記第２の大径部の下流端から前記第２の小径部の上流端にかけて縮径して形成された第２の縮径テーパ部を有し、前記第２の大径部の下流端は、前記第２の縮径テーパ部を介して前記第２の小径部の上流端に接続され、前記第２の吸水部材は、第２の縮径テーパ部の上流側の端部の位置に延在して設けられる。
【００１２】
また、前記排気管は、前記第２の小径部よりも上流側に配置され、前記第２の小径部よりも大径の第２の大径部を有し、前記第１の大径部の下流端は、前記第１の小径部の上流端に直接接続され、前記第１の大径部の上流端は、前記第２の小径部の下流端に直接接続され、前記第２の小径部の上流端は、前記第２の大径部の下流端に直接接続され、前記内燃機関の排ガス浄化装置は、前記第２の大径部内に設けられ、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、前記排気管における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間の位置に設けられた第２のセンサと、前記第２の大径部内の下面部における前記フィルタよりも下流側の端部で、且つ、前記第２のセンサの上流側の位置に設けられた第２の吸水部材と、を更に備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置によれば、排気管内において、凝縮水が飛散するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す左側面断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す後面断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す上面断面図である。
【図４】変形実施例に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す左側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。なお、下記の実施形態では、図中に示す上下前後左右の各方向は、図示しない車両の上下前後左右の各方向に一致する。但し、これらの方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。また、下記の実施形態において、「径」とは、「内径」を意味するものとする。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置について、図１に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る排ガス浄化装置１００の概略構成を示す左側面断面図である。なお、図１中、破線Ａ〜Ｃは、凝縮水が溜まり易い位置を示すものとする。また、矢印Ｇは、排ガスの流れ方向を示すものとする。
【００１７】
図１に示すように、内燃機関の排ガス浄化装置１００は、排気管１と、排気管１内に設けられたＮＯｘ触媒２と、排気管１におけるＮＯｘ触媒２よりも下流側の位置に設けられた第１のセンサ３と、を備える。また、排ガス浄化装置１００は、排気管１内における第１のセンサ３よりも上流側の位置に設けられた第１の吸水部材４を備える。
【００１８】
内燃機関は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。但し、内燃機関の用途、種類等は任意である。内燃機関には、各気筒から排出される排気を集合させる排気マニホールド（不図示）が設けられる。
【００１９】
排気管１は、内燃機関の排ガスが流通される管である。具体的には、排気管１は、ＮＯｘ触媒２を内設する第１の大径部１０と、第１の大径部１０よりも下流側に配置された第１の小径部１１と、第１の大径部１０よりも上流側に配置された第２の小径部１２と、を有する。第１の小径部１１および第２の小径部１２は、第１の大径部１０よりも小径に形成される。
【００２０】
また、排気管１は、第１の大径部１０の下流端から第１の小径部１１の上流端にかけて縮径して形成された第１の縮径テーパ部１３と、第２の小径部１２の下流端から第１の大径部１０の上流端にかけて拡径して形成された拡径テーパ部１４と、を有する。
【００２１】
第１の大径部１０の下流端は、第１の縮径テーパ部１３を介して第１の小径部１１の上流端に接続され、第２の小径部１２の下流端は、拡径テーパ部１４を介して第１の大径部１０の上流端に接続される。
【００２２】
また、排気管１は、第２の小径部１２よりも上流側に配置され、第２の小径部１２よりも大径の第２の大径部１５と、第２の大径部１５の下流端から第２の小径部１２の上流端にかけて縮径して形成された第２の縮径テーパ部１６と、を有する。さらに、排気管１は、第２の大径部１５よりも上流側に配置された上流側小径部１７と、上流側小径部１７の下流端から第２の大径部１５の上流端にかけて拡径して形成された上流側拡径テーパ部１８と、を有する。
【００２３】
第２の大径部１５の下流端は、第２の縮径テーパ部１６を介して第２の小径部１２の上流端に接続され、第２の大径部１５の上流端は、上流側拡径テーパ部１８を介して上流側小径部１７の下流端に接続される。
【００２４】
また、排気管１は、その長手方向に分割された複数の管部材を連結して構成される。より詳しくは、排気管１は、第１の大径部１０の下流端の位置１ａ、第２の小径部１２における下流端近傍の位置１ｂ、第２の大径部１５の下流端の位置１ｃ、および、上流側小径部１７における下流端近傍の位置１ｄにて、分割され、互いに接続される。排気管１は、これらの位置１ａ〜１ｄにおいて、図示しないボルトおよびナットを用いて取り外し可能にフランジ接続される。但し、この接続方法は任意であり、例えば溶接による接続等であっても良い。また、分割位置も任意である。
【００２５】
本実施形態において、排気管１は、少なくとも上流側拡径テーパ部１８の上流端から第１の縮径テーパ部１３の下流端にかけて、前後方向に直線的に設けられ、且つ、水平方向に配置される。なお、「水平方向」とは、完全な水平方向のみならず、完全な水平方向に対し若干傾斜した方向をも含む用語である。従って「水平方向」とは実質的な水平方向と同義に解釈される。
【００２６】
ＮＯｘ触媒２は、排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを浄化するための触媒であり、第１の大径部１０内に、断熱緩衝材としてのマット部材Ｍ１を介して設けられる。
【００２７】
より詳しくは、ＮＯｘ触媒２は、選択還元型ＮＯｘ触媒からなる。選択還元型ＮＯｘ触媒は、尿素水から加水分解されて生成されたアンモニア（ＮＨ3）によって、ＮＯｘを連続的に還元し得る。本実施形態では、第２の小径部１２の上面部において、下流端と上流端との中間の位置に、斜め下方下流側に向かって尿素水を添加する添加弁Ｓ１が設けられる。
【００２８】
但し、ＮＯｘ触媒２は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であっても良い。ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気中の酸素濃度が低下すると吸蔵しているＮＯｘを放出して還元する。この場合、添加弁Ｓ１は不要である。
【００２９】
なお、上記のＮＯｘ触媒２には、ハニカム形状、板状、或いは格子形状の担体であって、両端部が開放された担体が用いられる。かかるＮＯｘ触媒２においては、後述する凝縮水が液体状態で通過可能である。
【００３０】
マット部材Ｍ１は、第１の大径部１０の内周面とＮＯｘ触媒２の外周面との間に敷設され、ＮＯｘ触媒２に過大な外部応力が付加されるのを抑制すると共に、ＮＯｘ触媒２を断熱しつつ保護する。また、マット部材Ｍ１の材料は任意であるが、例えば、耐熱性を備えた耐熱スポンジ等が用いられる。
【００３１】
ＮＯｘ触媒２およびマット部材Ｍ１は、排ガス流れ方向において、大径部１０の下流端および上流端から所定の間隔を空けて、第１の大径部１０内に配置される。
【００３２】
第１のセンサ３は、ＮＯｘ触媒２の下流側における排ガス中のＮＯｘ濃度を検出するための下流側ＮＯｘセンサ３ａである。但し、第１のセンサ３は、下流側ＮＯｘセンサ３ａではなく、排ガス中の酸素濃度を検出するためのラムダセンサ３ｂであっても良い。本実施形態では、第１の小径部１１の上面部において、その上流側端部の位置に、上流側から順に、下流側ＮＯｘセンサ３ａおよびラムダセンサ３ｂの両方が設けられている。
【００３３】
第１の吸水部材４は、第１の大径部１０内の下面部において、ＮＯｘ触媒２よりも上流側の端部および下流側の端部に配置される。以下の記述では、下流側の端部に配置された第１の吸水部材４を下流側第１吸水部材４ａと称し、上流側の端部に配置された第１の吸水部材４を上流側第１吸水部材４ｂと称する。但し、第１の吸水部材４は、ＮＯｘ触媒２よりも上流側の端部および下流側の端部の一方の位置に設けられていても良いものとする。
【００３４】
下流側第１吸水部材４ａは、第１の縮径テーパ部１３の上流側端部の位置に延在する。また、上流側第１吸水部材４ｂは、拡径テーパ部１４の下流側端部の位置に延在する。
【００３５】
下流側第１吸水部材４ａおよび上流側第１吸水部材４ｂは、ガラス繊維、シリカ繊維、多孔質セラミック等、水を吸収しやすく且つ耐熱性の高い吸水材からなる。
【００３６】
より詳しくは、下流側第１吸水部材４ａは、リング状に形成され、第１の大径部１０の下流側端部から第１の縮径テーパ部１３の上流側端部にかけて、内周面の全周に敷設される。また、上流側第１吸水部材４ｂは、リング状に形成され、第１の大径部１０の上流側端部から拡径テーパ部１４の下流側端部にかけて、内周面の全周に敷設される。但し、これら第１吸水部材４は、少なくとも下面部に位置する内周面に敷設されていれば良く、内周面全周でなくても良い。例えば、下面部から側面部の位置にかけて敷設されていても良い。
【００３７】
更に、下流側第１吸水部材４ａおよび上流側第１吸水部材４ｂは、マット部材Ｍ１の内周面と略同一平面上になるように設けられる。
【００３８】
他方、第２の大径部１５内には、排気ガス中の微粒子（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate filter）５が設けられる。また、排気管１におけるＤＰＦ５とＮＯｘ触媒２との間の位置には、第２のセンサ６が設けられる。
【００３９】
本実施形態では、第２の大径部１５内の下面部において、ＤＰＦ５よりも下流側の端部で、且つ第２のセンサ６の上流側の位置に、第２の吸水部材７が設けられる。但し、第２の吸水部材７を設けるか否かは任意とする。
【００４０】
具体的には、第２の大径部１５には、下流側から順にＤＰＦ５及び酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）８が設けられる。
【００４１】
ＤＰＦ５は、本実施形態では、ハニカム形状の耐熱性基材の両端開口を互い違いに市松状に閉塞した所謂ウォールフロータイプのものが用いられる。但し、ＰＭを物理的に捕集するあらゆるタイプのフィルタをＤＰＦ５に用いることが可能である。また、本実施形態のＤＰＦ５は、Ｐｔ等の貴金属からなる酸化触媒を担持した自己再生式のものであり、捕集したＰＭを連続的に酸化除去する。ＤＰＦ５に堆積したＰＭは、ＤＰＦ５に流入する排ガスを昇温する昇温制御により燃焼除去される。
【００４２】
ＤＰＦ５は、ＮＯｘ触媒２に対するマット部材Ｍ１と同様に、断熱緩衝材としてのマット部材Ｍ２を介して、第２の大径部１５に内設される。ＤＰＦ５およびマット部材Ｍ２は、排ガス流れ方向において第２大径部１５の下流端から所定の間隔を空けて、第２の大径部１５内に配置される。
【００４３】
ＤＯＣ８は、Ｐｔ等の貴金属を含む触媒であり、排ガス中の未燃成分（炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯ）を酸化して浄化する。また、ＤＯＣ８は、ＨＣ，ＣＯの酸化時に生じた熱で排ガスを加熱、昇温する機能を有する。更に、ＤＯＣ８は、排ガス中のＮＯをＮＯ2に酸化し、排ガス中のＮＯ2濃度を高める機能をも有する。
【００４４】
ＤＯＣ８は、マット部材Ｍ１，Ｍ２と同様に、断熱緩衝材としてのマット部材Ｍ３を介して、第２の大径部１５に内設される。ＤＯＣ８およびマット部材Ｍ２は、排ガス流れ方向において第２大径部１５の上流端から所定の間隔を空けて、第２の大径部１５内に配置される。なお、本実施形態において、マット部材Ｍ１〜Ｍ３は、同じ材料からなるが、異なる材料からなっても良い。
【００４５】
第２のセンサ６は、排ガス中のＰＭ濃度を検出するためのＰＭセンサ６ａである。但し、第２のセンサ６は、ＰＭセンサ６ａではなく、ＮＯｘ触媒２の上流側における排ガス中のＮＯｘ濃度を検出するための上流側ＮＯｘセンサ６ｂであっても良い。本実施形態では、第２の小径部１２の上面部において、その上流側端部の位置にＰＭセンサ６ａが設けられ、下流端近傍の位置に上流側ＮＯｘセンサ６ｂが設けられている。
【００４６】
第２の吸水部材７は、第２の縮径テーパ部１６の上流側端部の位置に延在する。第２の吸水部材７の材料は、第１吸水部材４と同様に、ガラス繊維、シリカ繊維、多孔質セラミック等からなる。
【００４７】
より詳しくは、第２の吸水部材７は、リング状に形成され、第２の大径部１５の下流側端部から第２の縮径テーパ部１６の上流側端部にかけて、内周面の全周に敷設される。但し、第２の吸水部材７は、第１吸水部材４と同様、少なくとも下面部に位置する内周面に敷設されていれば良い。
【００４８】
また、第２の吸水部材７は、マット部材Ｍ２の内周面と略同一平面上になるように設けられる。更に、第２の吸水部材７は、排ガス流れ方向において、ＤＰＦ５およびマット部材Ｍ２との間に隙間を設けて配置される。
【００４９】
次に、図１に基づいて、本実施形態に係る排ガス浄化装置１００の作用効果を説明する。
【００５０】
内燃機関の運転中、排気マニホールドから排出された排ガスは、排気管１を通じて大気へと放出される。このとき、排ガス浄化装置１００では、添加弁Ｓ１から添加された尿素水が、排ガスと混合されて蒸発しつつ、加水分解されてアンモニアを生成する。そして、排ガスがＮＯｘ触媒２を通過する際に、この生成されたアンモニアにより排ガス中のＮＯｘが還元される。また、内燃機関の運転中、ＤＯＣ８に供給された排ガス中のＨＣが触媒作用で酸化、燃焼することで、ＤＰＦ５に堆積したＰＭが燃焼除去される。
【００５１】
このような排ガス浄化装置１００においては、内燃機関が運転停止後に冷却される過程で、排気管１の内周面に凝縮水が発生する。この凝縮水は、図中の位置Ａに示すような、第１の大径部１０の下流端と第１の縮径テーパ部１３の上流端との接続部付近の下面部や、位置Ｂに示すような、第１の大径部１０の上流端と第２の縮径テーパ部１６の下流端との接続部付近の下面部に溜まり易い。また、凝縮水は、位置Ｃに示すような、第２の大径部１５の下流端と第２の縮径テーパ部１６の上流端との接続部付近の下面部にも溜まり易い。
【００５２】
ここで、仮に、本実施形態において、第１の吸水部材４ａ，４ｂおよび第２の吸水部材７を設けない場合を想定する。この場合、内燃機関の運転中、特に、急激に負荷が上昇した時に、位置Ａ〜Ｃに溜まった凝縮水が、排ガスによって下流側へ飛散することがある。そのため、位置Ａから飛散した凝縮水は、直下流に位置する下流側ＮＯｘセンサ３ａ或いはラムダセンサ３ｂに付着する可能性が高い。また、位置Ｂから飛散した凝縮水も、ＮＯｘ触媒２を通過して、下流側ＮＯｘセンサ３ａ或いはラムダセンサ３ｂに付着する可能性がある。また、位置Ｃから飛散した凝縮水は、その下流に位置するＰＭセンサ６ａ或いは上流側ＮＯｘセンサ６ｂに付着する可能性が高い。これら各種センサ類に凝縮水が付着すると、凝縮水に含まれる被毒成分によりセンサ素子が被毒して、検出性能が低下する虞がある。また、内燃機関の運転中、センサ素子は高温状態になっているため、センサ素子が凝縮水で急激に冷却されることで、熱衝撃によりセンサ素子が破損する等の不具合が生じる虞がある。
【００５３】
これに対して、本実施形態に係る排ガス浄化装置１００では、第１の吸水部材４ａ，４ｂおよび第２の吸水部材７を設けることで、位置Ａ〜Ｃから凝縮水が飛散するのを抑制することができる。すなわち、位置Ａ〜Ｃに溜まる凝縮水を、吸水部材４ａ，４ｂ，７に吸収させることで、水滴の形で下流側へ飛散するのを抑制し、代わりに、排ガス温度の上昇に伴って凝縮水を蒸発させて、水蒸気の形で排ガスと共に各種センサ類を通過させることができる。
【００５４】
特に、本実施形態では、位置Ａに溜まる凝縮水を下流側第１吸水部材４ａに吸収させることで、直下流に位置する上記第１のセンサ３ａ，３ｂに凝縮水が付着するのを最も効果的に抑制することができる。
【００５５】
また、位置Ｂに溜まる凝縮水を上流側第１吸水部材４ｂで吸収させることで、凝縮水がＮＯｘ触媒２を通過して第１のセンサ３ａ，３ｂに付着するのを効果的に抑制することができる。
【００５６】
更に、位置Ｃに溜まる凝縮水を第２の吸水部材７で吸収させることで、その下流に位置する上記第２のセンサ６ａ，６ｂに凝縮水が付着するのを効果的に抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態において、上記の吸水部材４ａ，４ｂ，７は、排気管１における位置Ａ〜Ｃの内周面全周に敷設される。そのため、位置Ａ〜Ｃに溜まる凝縮水は、吸収部材の下面部から側面部、上面部へと吸収される。これにより、吸水部材４ａ，４ｂ，７では、排気管１の下面部のみに吸水部材を設けるよりも多くの吸水容量を確保することができる。
【００５８】
また、吸水部材４ａ，４ｂ，７は、大径部１０，１５の端部だけでなく、テーパ部１３，１４，１６における大径部１０，１５側端部の位置にも延在している。そのため、これらの位置に溜まる凝縮水をも確実に吸収することが可能である。また、この延在している分だけ、凝縮水の吸水容量を増加させることができる。
【００５９】
ところで、仮に、上流側第１吸水部材４ｂを設けないとすると、添加弁Ｓ１から添加された尿素水が、マット部材Ｍ１に吸収される場合がある。この場合、マット部材Ｍ１内で尿素水が結晶化し、マット部材Ｍ１が膨張することで、ＮＯｘ触媒２を破損させる可能性がある。本実施形態では、上流側第１吸水部材４ｂを設けることで、マット部材Ｍ１に尿素水が吸収されるのを防ぐことができるので、このような不具合を防ぐことができる。
【００６０】
また、第１の吸水部材４ａおよび４ｂは、マット部材Ｍ１の内周面と略同一平面上になるように設けられ、第２の吸水部材７は、マット部材Ｍ２の内周面と略同一平面上になるように形成される。そのため、大径部１０，１５およびテーパ部１３，１４，１６を通過する排ガスが、吸収部材４ａ，４ｂ，７で妨げられることなく、円滑に流れるようにすることができる。
【００６１】
加えて、ＤＰＦ５は、吸水性が高いことで知られる所謂ウォールフロータイプのものであるため、仮に、ＤＰＦ５と第２の吸水部材７とが接触して配置されていると、ＤＰＦ５が第２の吸水部材７の凝縮水を吸収してしまう。この場合、凝縮水によって、ＤＰＦ５に悪影響を生じさせる可能性がある。これに対して、第２の吸水部材７は、排ガス流れ方向において、ＤＰＦ５およびマット部材Ｍ２との間に隙間を設けて配置されるため、このような問題を回避することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る排ガス浄化装置２００について、図２に基づいて説明する。図２は、排ガス浄化装置２００の概略構成を示す後面断面図である。
【００６３】
本実施形態の排気管２０１は、第１実施形態の排気管１に対して、第２の小径部１２の形状を変更した構成である。そのため、第２実施形態では、第２の小径部の符号を２１２とする。一方、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
【００６４】
図２に示すように、第２の小径部２１２は、拡径テーパ部１４の上流端の位置から上方に折曲されてＵ字状に折り返された形状を有する。また、第２の小径部２１２の上流端よりも上流側に位置する排気管２０１の部分は、第１実施形態に対して、排ガス流れ方向が反対向きに変わっている。なお、添加弁Ｓ２は、第２の小径部２１２において、上流端と下流端との中間に位置する左側面部にて、斜め下方下流側に向かって尿素水を添加するように配置される。但し、添加弁Ｓ２の位置および向きは任意であり、変更可能とする。
【００６５】
かかる構成において、凝縮水は、第１実施形態と同様に、排気管２０１内の位置Ａ〜Ｃに溜まる傾向にある。
【００６６】
また特に、排気管２０１の形状では、内燃機関の運転停止後に、第２の小径部２１２の例えば、図２中の破線Ｘで示す領域の内周面に凝縮水が発生し易くなることが判明している。そして、この凝縮水は、第２の小径部２１２の内壁を伝って下方に流れて、位置Ｂに溜まる。
【００６７】
本実施形態では、特に、この位置Ｂに上流側第１吸水部材４ｂを設けることで、位置Ｂから凝縮水が飛散して、下流側ＮＯｘセンサ３ａ或いはラムダセンサ３ｂに付着するのを確実に抑制することができる。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る排ガス浄化装置３００について、図３に基づいて説明する。図３は、排ガス浄化装置３００の概略構成を示す上面断面図である。
【００６９】
本実施形態の排気管３０１は、第２実施形態の排気管２０１を横に倒した構成である。第３実施形態では、第２の小径部の符号を３１２とする。
【００７０】
図３に示すように、排気管３０１において、第２の小径部３１２は、水平方向にて、拡径テーパ部１４の上流端の位置から前方に折曲されてＵ字状に折り返された形状を有する。これにより、排気管３０１は、少なくとも上流側拡径テーパ部１８の上流端から第１の縮径テーパ部１３の下流端にかけて、水平方向に配置される。なお、添加弁Ｓ３は、第２の小径部３１２において、上流端と下流端との中間に位置する上面部にて、斜め下方下流側に向かって尿素水を添加するように配置される。但し、添加弁Ｓ３の位置および向きは任意であり、変更可能とする。
【００７１】
かかる構成において、凝縮水は、上記の第１および第２実施形態と同様に、排気管３０１内の位置Ａ〜Ｃに溜まる傾向にある。
【００７２】
特に、この排気管３０１の形状では、内燃機関の運転停止後に、第２の小径部３１２の例えば、図３中の破線Ｙで示す領域の内周面に凝縮水が発生し易くなることが判明している。そして、この凝縮水は、第２の小径部３１２の下面部に溜まると共に、排ガスの勢いに押されて下流側に流されて、位置Ｂに溜まる。
【００７３】
本実施形態では、特に、この位置Ｂに上流側第１吸水部材４ｂを設けることで、位置Ｂから凝縮水が飛散して、下流側ＮＯｘセンサ３ａ或いはラムダセンサ３ｂに付着するのを確実に抑制することができる。
【００７４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００７５】
例えば、本発明における排気管は、上述の実施形態に述べたものに限らず、任意の形状、構造、向き、配置等を有するものであってよい。その一例を下記に示す。
【００７６】
（変形実施例）
図４は、第１実施形態の変形実施例に係る排ガス浄化装置１００’の概略構成を示す左側面断面図である。上記各実施形態の排気管は、大径部と小径部との間にテーパ部を有しているが、排ガス浄化装置１００’の排気管１’のように、大径部と小径部との間にテーパ部を設けない構造であっても良い。
【００７７】
具体的には、排ガス浄化装置１００’では、第１の大径部１０’の下流端が第１の小径部１１’の上流端に直接接続され、第１の大径部１０’の上流端が第２の小径部１２’の下流端に直接接続される。また、第２の小径部１２’の上流端が第２の大径部１５’の下流端に直接接続され、第２の大径部１５’の上流端が上流側小径部１７’の下流端に直接接続される。
【００７８】
また、大径部１０’，１５’は、小径部１１’，１２’，１７’に対して偏心して設けられる。この変形実施例では、特に下方に偏心して設けられている。
【００７９】
かかる構成において、吸収部材４ａ、４ｂおよび７を設けない場合、凝縮水は、第１の大径部１０’の下流側端部の位置Ａ’、第１の大径部１０’の上流側端部の位置Ｂ’、および第２の大径部１５’の下流側端部の位置Ｃ’に溜まり易くなる。この変形実施例では、これらの位置Ａ’、Ｂ’、およびＣ’に吸収部材４ａ’、４ｂ’および７’を設けることで、かかる凝縮水の飛散を防止できる。なお、第２および第３実施形態において、このようにテーパ部を設けない構成や、大径部を小径部に対して偏心させる構成としても良い。
【００８０】
このように、本発明は、車両のレイアウト等に応じて様々な形態を有する様々な排気管に対し、適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  排気管
２  ＮＯｘ触媒
３  第１のセンサ
４  第１の吸水部材
１００  排ガス浄化装置
【図１】
2017227186.tif 000003
【図２】
2017227186.tif 000004
【図３】
2017227186.tif 000005
【図４】
2017227186.tif 000006