(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路内に設けられ還元剤を衝突させて該還元剤を排気中に分散させるための分散板において、
排気の流れる方向と前記分散板の板厚方向とが略直交し、
前記板厚よりも広い面積を持つ面を、排気通路の直径方向にずれ且つ排気通路の中心軸方向にずれた２つ以上の位置に配置し、
前記分散板は、１枚の板に複数の切れ目を排気の流れと直行する方向に入れ、夫々の切れ目の上流側と下流側とを板厚方向にずらすことにより、該分散板の面の位置をずらすことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記分散板の面は、排気の上流側から下流側へ行くに従い、排気通路の一方の壁面から、該一方の壁面と対向する他方の壁面に向けてずれて配置され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】
排気の流れに対して角度を持って還元剤を添加する還元剤添加弁を備え、
前記還元剤添加弁から添加された還元剤が衝突する位置に、前記分散板の面を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記分散板を排気の流れ方向に複数備え、
上流側の分散板に衝突しなかった還元剤の少なくとも一部が下流側の分散板に衝突するように前記分散板の面の位置を決定することを特徴とする請求項１から３の何れか１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、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に備わる触媒へ還元剤を添加することにより、ＮＯxを浄化したり
、触媒の温度を高めたり、フィルタの再生を行なったりする技術が知られている。そして、還元剤の添加弁よりも下流で且つ触媒よりも上流に、網目状の板を設置して、還元剤と排気とを混合させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００１−５１６６３５号公報
【特許文献２】特表２００３−５０３１７２号公報
【特許文献３】特開２００５−２１４１００号公報
【特許文献４】特開２００６−９６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、網目状の板を複数設置することにより、排気が通過するときの抵抗が大きくなるため、内燃機関の機能低下を招く虞がある。また、抵抗を小さくしようとして板の枚数を減らすと、還元剤の拡散が不十分となる虞がある。
【０００４】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、還元剤を拡散させつつ排気の抵抗を小さくすることができる技術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】
【０００５】
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、以下の手段を採用した。すなわち、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内に設けられ還元剤を衝突させて該還元剤を排気中に分散させるための分散板において、
排気の流れる方向と前記分散板の板厚方向とが略直交し、
前記板厚よりも広い面積を持つ面を、排気通路の直径方向にずれ且つ排気通路の中心軸方向にずれた２つ以上の位置に配置することを特徴とする。
【０００６】
すなわち、排気の流れる方向と、分散板の板厚方向とが略直交することにより、分散板の板厚部分に排気が衝突する。そして、分散板の面は排気の流れ方向と平行となるため、排気が通過するときの抵抗が小さくなる。
【０００７】
また、分散板の面を、排気通路の直径方向にずれ且つ排気通路の中心軸方向にずれた２つ以上の位置に配置することにより、より広い範囲で還元時を分散板に衝突させることができるため、より広い範囲に還元剤を分散させることができる。
【０００８】
本発明においては、前記分散板の面は、排気の上流側から下流側へ行くに従い、排気通路の一方の壁面から、該一方の壁面と対向する他方の壁面に向けてずれて配置されることができる。
【０００９】
つまり、分散板の面は、排気通路の一方の壁面側から他方の壁面側へ向けて階段状に設けられる。これにより、排気中に存在する還元剤が分散板に衝突する機会が多くなるため、還元剤の分散をより促進させることができる。
【００１０】
本発明においては、前記分散板は、１枚の板に複数の切れ目を排気の流れと直行する方向に入れ、夫々の切れ目の上流側と下流側とを板厚方向にずらすことにより、該分散板の面の位置をずらすことができる。
【００１１】
夫々の切れ目の上流側と下流側とを板厚方向にずらすときに、分散板の面が排気の流れ方向と直交する方向となるようにすれば、排気の流れ方向と分散板の面とが平行になる。これにより、排気の流れに対向するのは、分散板の板厚分のみとなるため、該分散板を排気が通過するときの抵抗を可及的に小さくすることができる。
【００１２】
本発明においては、排気の流れに対して角度を持って還元剤を添加する還元剤添加弁を備え、
前記還元剤添加弁から添加された還元剤が衝突する位置に、前記分散板の面を配置することができる。
【００１３】
排気の流れに対して角度を持っているということは、分散板の面と平行ではないということになる。つまり、排気の流れ方向と、還元剤の添加方向が異なることにより、分散板の面に還元剤がより衝突しやすくなる。なお、還元剤が衝突する位置とは、還元剤の噴霧領域としても良い。
【００１４】
本発明においては、前記分散板を排気の流れ方向に複数備え、
上流側の分散板に衝突しなかった還元剤の少なくとも一部が下流側の分散板に衝突するように前記分散板の面の位置を決定することができる。
【００１５】
つまり、還元剤が上流側の分散板に衝突せずにすり抜けても、下流側の分散板に衝突すれば、還元剤の分散を促進させることができる。つまり、分散板を複数備えることにより、還元剤が分散板に衝突する機会を増やすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤を拡散させつつ排気の抵抗を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００１９】
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、還元剤を必要とする触媒３が備えられている。触媒３には、例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選択還元
型ＮＯx触媒、酸化触媒等を挙げることができる。また、触媒を担持したパティキュレー
トフィルタ、または触媒を上流側に有するパティキュレートフィルタであっても良い。
【００２０】
また、触媒３よりも上流の排気通路２には、排気中に還元剤を添加する還元剤添加弁４が取り付けられている。還元剤は、例えば、燃料または尿素を用いることができる。
【００２１】
そして、還元剤添加弁４よりも下流の排気通路２であって、該還元剤添加弁４から添加
される還元剤の進路上には、該還元剤を排気中に広く分散させるための分散板５が設けられている。
【００２２】
図２は、分散板５が設けられている箇所の排気通路２の断面図である。図２は、排気通路２の中心軸と、還元剤添加弁４の中心軸とを含む面で切断した図である。また、図３は、還元剤添加弁４から分散板５を見た図である。さらに、図４は、排気の流れの上流側から分散板５を見た図である。
【００２３】
分散板５は、金属を材料とし、以下のようにして形成される。まず、分散板５の板厚方向が排気の流れと直交するように該分散板５を排気通路２へ取り付けたときに、排気の流れ方向と平行になる面に排気の流れと直行する方向に切れ目をいれる。そして、排気の流れと直行する方向に同じ形状の切れ目を等間隔に複数入れる。さらに、排気の流れと平行な方向にも同じ形状の切れ目を等間隔に複数入れている。また、隣接する４つの切れ目の中心にも、同じ形状の切れ目を同方向に入れている。この切れ目では、分散板５が上流側と下流側とに分けられる。
【００２４】
そして、夫々の切れ目において、その上流側と下流側とを板厚方向に引き離す。すなわち、上流側と下流側とで逆方向に移動させる。このときに、上流側の移動方向及び下流側の移動方向は、全ての切れ目において同じ方向とする。また、一の切れ目の下流側と、該一の切れ目の下流側に備わる他の切れ目の上流側とを結ぶ線は、排気の流れと平行になるようにする。これにより、切れ目は広げられて穴５１となる。この穴５１は、分散板５の面５２と平行方向に開口している。
【００２５】
このようにして、分散板５には、波状の凹凸を有する面５２が形成される。これを順次繰り返すことにより、分散板５は、上流側から下流側に行くに従い還元剤添加弁４側の壁面に近づく階段状に形成される。この階段状の分散板５は、排気の流れの上流側から見ると、図４に示すように板厚の分しか見ることができない。また、排気通路２の中心軸と直交し、且つ穴５１を形成する前の分散板５の面５２の垂直方向から見ると、穴５１は見えなくなる。このようにして、排気通路２の直径方向にずれ且つ排気通路２の中心軸方向にずれた２つ以上の位置に面５２を配置している。
【００２６】
そして、還元剤添加弁４から見ると、図３に示すように面５２が見える。つまり、還元剤添加弁４から還元剤を添加すると、分散板５の面５２に多くの還元剤が衝突する。これにより、還元剤の分散や拡散を促進させることができる。
【００２７】
また、図４に示すように、分散板５の面５２は、排気通路２の中心軸と平行となっているため、排気が通過するときの抵抗を小さくすることができる。そのため、圧力損失を低減させることができるので、内燃機関１の機能低下を抑制することができる。
【００２８】
ここで、図５は、本実施例に係る分散板５を備えない場合の還元剤の分散領域を示しており、図６は、本実施例に係る分散板５を備えている場合の還元剤の分散領域を示している。
【００２９】
図５に示すように、分散板５を備えていない場合には、還元剤添加弁４から添加された還元剤の多くは、排気通路２の壁面に衝突する。その後、還元剤が排気中に拡散して、下流へと流れる。
【００３０】
一方、図６に示すように、分散板５を備えている場合には、排気通路２の径方向の広い範囲に存在する分散板５の面５２に還元剤が衝突する。その後、夫々の面５２から排気中に還元剤が拡散する。そのため、排気通路２の断面方向の様々な箇所から還元剤が拡散さ
れるため、還元剤の拡散が速やかに完了する。
【実施例２】
【００３１】
本実施例においては、分散板５を排気の流れ方向に直列に２つ設けている。そして、下流側の分散板５の面５２の位置を、上流側の分散板５の穴５１をすり抜けた還元剤が衝突する位置としている。
【００３２】
図７は、分散板５を複数設けたときの還元剤の噴霧領域を示した図である。還元剤は、図７のＡからＨで示される範囲に噴射される。Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｈで示される範囲に噴射された還元剤は、上流側の分散板５に衝突する。また、Ｂ、Ｄ、Ｆで示される範囲に噴射された還元剤は、上流側の分散板５の穴５１を通過して、下流側の分散板５に衝突する。そして、Ｇで示される範囲に噴射された還元剤は、上流側及び下流側の分散板５の穴５１を通過する。そのため、Ｇで示される範囲に噴射された還元剤が衝突する位置に、さらに分散板５を設けても良い。すなわち、本実施例では２つの分散板５を備えているが、３つ以上の分散板５を備えていてもよい。
【００３３】
このように、複数の分散板５を備えることにより、還元剤をより広い範囲に衝突させることができるため、還元時の拡散及び分散をより促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】分散板が設けられている箇所の排気通路の断面図である。
【図３】還元剤添加弁から分散板を見た図である。
【図４】排気の流れの上流側から分散板を見た図である。
【図５】実施例に係る分散板を備えない場合の還元剤の分散領域を示した図である。
【図６】実施例に係る分散板を備えている場合の還元剤の分散領域を示した図である。
【図７】分散板を複数設けたときの還元剤の噴霧領域を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１     内燃機関
２     排気通路
３     触媒
４     還元剤添加弁
５     分散板
５１   穴
５２   面
【図１】
0004957466.tif 000002
【図２】
0004957466.tif 000003
【図３】
0004957466.tif 000004
【図４】
0004957466.tif 000005
【図５】
0004957466.tif 000006
【図６】
0004957466.tif 000007
【図７】
0004957466.tif 000008