(57)【要約】【課題】排気ガスの流れ方向下流側での背圧上昇の抑制と、排気ガスの流れ方向下流側での流れの変流とを両立させることができる排気通路の添加剤分散板構造を提供する。【解決手段】噴射口31より尿素を選択型還元触媒21の排気ガス流れ方向上流側に供給する噴射ノズル3を、排気通路1周壁部の上方位置より排気通路内を横切るように排気ガスの斜め下流側に向けて配置する。噴射ノズル3の排気ガス流れ方向の直下流側に、排気通路1の中心部付近を略水平な状態で排気ガスの流れ方向に沿って延びるトレイ状の分散板4を設ける。分散板4は、その上流側に噴射口から噴射された尿素水を衝突させる衝突部41を設けるとともに、下流側に排気ガスの流れを変流させる変流部42を備える。【選択図】図１
2009138598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において上記排気通路内に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造であって、
上記添加剤を噴射する噴射口は、噴射された上記添加剤が上記排気通路を横切るように配置されており、
上記添加剤分散板は、
排気ガスの流れ方向に沿って延設され、上記噴射口から噴射された添加剤を衝突させる衝突部と、
この衝突部より排気ガスの流れ方向下流側に延設され、排気ガスの流れを変流させる変流部と
を備えていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
【請求項２】
請求項１に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
上記衝突部および上記変流部の少なくとも一部には、排気ガスの流れ方向に向かって上記噴射口側へ斜め方向に立ち上げられた噴射口側立ち上げ部が設けられており、
上記変流部の噴射口側立ち上げ部は、上記衝突部の噴射口側立ち上げ部よりも排気ガスの流れ方向に向かう斜め方向への立ち上げ量が大きく設定されていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
【請求項３】
請求項２に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
上記変流部には、上記噴射口とは反対側となる反噴射口側における排気ガスの流れ方向に向かって斜め方向に立ち上げられた反噴射口側立ち上げ部が設けられていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
【請求項４】
請求項１に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
上記変流部は、上記添加剤分散板上において排気ガスの流れ方向と直交する方向に連設された複数の通路部を備え、
上記各通路部のうちの少なくとも１つの通路部は、その排気ガスの流れ方向での通路断面積を排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸減または漸増させて変更する断面積変更部を備えていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
【請求項５】
請求項４に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
上記変流部は、上記断面積変更部よりも排気ガスの流れ方向下流側において開口する開口部までの通路断面積をその断面積変更部の漸減または漸増による通路断面積の変更とは逆に排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸増または漸減させて変更する開口側断面積変更部を備えていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の排気通路の添加剤分散板構造において、
上記各通路部は、
上記噴射口側に突出する凸部状の凸状通路と、
上記噴射口とは反対側となる反噴射口側に凹む凹部状の凹状通路とで構成されていることを特徴とする排気通路の添加剤分散板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において排気通路内に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジン、特にディーゼルエンジンの排気ガス中には、一酸化窒素などの燃焼によって生じる窒素酸化物（以下では、ＮＯｘという）などの有害物質が含まれており、大気の汚染を防ぐために、このような有害物質の排出量を低減させることが強く要請されている。また、燃焼室内に直接ガソリンを噴射する方式の、いわゆる筒内噴射ガソリン機関からも、運転条件によっては排気ガスとともにＮＯｘが排出される場合があり、同様の要請が存在する。
【０００３】
そのため、排気ガスとともに排出されるＮＯｘを浄化する上で、三元触媒を備えた排気ガス浄化装置を排気通路に設けることが行われている。
【０００４】
しかし、このような三元触媒を備えた排気ガス浄化装置では、エンジンの種類によって十分な効果が得られないことがある。例えば、希薄燃焼（リーンバーン）を行うディーゼルエンジンでは、排気ガスが酸素過剰雰囲気にあるため、燃料成分（ＨＣ）と酸素とが反応（燃焼）し易く、三元触媒によるＮＯｘの十分な浄化が困難となる。
【０００５】
そこで、排気通路に選択還元型のＮＯｘ触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において、排気ガス中に尿素を添加することによって、排気ガス中のＮＯｘを効率よく浄化することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、排気ガス中へ添加される尿素等の添加剤は、排気ガス浄化装置によるＮＯｘの浄化性能を高める上で、排気ガス中に効率よく分散させる必要がある。
【０００７】
そのため、従来より、排気通路内における添加剤（尿素）の添加位置と排気ガス浄化装置との間に、排気通路内に噴射された添加剤を表面に衝突させる添加剤分散板を排気通路内を横切るように配置し、この添加剤分散板によって表面に衝突させた添加剤を排気ガス中に効率よく分散させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１３６８８号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記従来のものでは、添加剤分散板が排気通路内を横切るように配置されているため、排気通路内における排気ガスの流路面積（排気通路の断面積）が添加剤分散板によって大きく減少し、よって、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧が著しく上昇する。
【０００９】
そこで、添加剤分散板を排気ガスの流れ方向に沿って延設し、この添加剤分散板に対し噴射口から排気通路を横切るように噴射された添加剤を衝突させて分散させることで、排気通路内での添加剤分散板による排気ガスの流路面積の減少を可及的に小さく抑えて、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を抑制することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、排気ガスの流れ方向に沿って延設された添加剤分散板は、排気ガスの流れを乱さないように配置されたものであるため、添加剤分散板との衝突により分散された添加剤は、排気通路内における添加剤分散板の設置位置付近に集まり、排気ガス浄化装置に対し満遍なく導かれずに偏った部位にのみ導かれることになる。
【００１１】
その場合、添加剤分散板よりも排気ガスの流れ方向下流側に、排気ガスの流れを変流させるように螺旋状に形成された一対のベーンなどの変流部を設け、この変流部により排気ガスの流れを変流、例えば乱流させて添加剤を拡散し、その拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対し満遍なく導かれるようにできればよいのであるが、このような変流部を新たに排気通路に設けると、部品点数が増加し、コストの面で不利なものとなる。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気ガスの流れ方向下流側での背圧上昇の抑制と、排気ガスの流れ方向下流側での流れの変流とを両立させることができる排気通路の添加剤分散板構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において上記排気通路内に噴射された添加剤を分散する添加剤分散板の構造を前提とし、上記添加剤を噴射する噴射口を、噴射された上記添加剤が上記排気通路を横切るように配置している。そして、上記添加剤分散板に、排気ガスの流れ方向に沿って延設され、上記噴射口から噴射された添加剤を衝突させる衝突部と、この衝突部より排気ガスの流れ方向下流側に延設され、排気ガスの流れを変流させる変流部とを設けている。
【００１４】
この特定事項により、添加剤分散板は、排気ガスの流れ方向に沿って延設されているので、排気通路における排気ガスの流路面積（排気通路の断面積）が添加剤分散板によって大きく減少することがなく、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることが可能となる。しかも、添加剤分散板が排気ガスの流れ方向に沿って延設されたものであることから、添加剤分散板自体が非常に簡単な構成となり、添加剤分散板を非常に安価に提供することが可能となる。更に、噴射口からの添加剤は、排気通路を横切るように噴射され、添加剤分散板の衝突部に衝突するので、添加剤が添加剤分散板の衝突部との衝突によるエネルギーを利用して微粒化され、排気ガス中に添加剤を効率よく分散させることが可能となる。
【００１５】
そして、添加剤分散板にその衝突部より排気ガスの流れ方向下流側に変流部が延設され、この変流部によって変流された排気ガスの流れがその他の排気ガスの流れに合流すると、排気ガス全体の流れに乱流が生じることになる。このため、添加剤分散板の衝突部との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された添加剤は、変流部により変流された排気ガスが合流した際の排気ガス全体の流れに生じる乱流によって拡散され、その拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対し満遍なく導かれる。これにより、排気ガス浄化装置の浄化性能を向上させることが可能となる。
【００１６】
しかも、添加剤分散板の衝突部より排気ガスの流れ方向下流側に延設した変流部によって排気ガスの流れを変流させていることにより、変流部を新たに排気通路に設ける必要がなく、部品点数が削減されてコストの低廉化を図ることも可能となる。
【００１７】
特に、衝突部および変流部を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記衝突部および上記変流部の少なくとも一部に、排気ガスの流れ方向に向かって上記噴射口側へ斜め方向に立ち上げられた噴射口側立ち上げ部を設ける。そして、上記変流部の噴射口側立ち上げ部の立ち上げ量、つまり排気ガスの流れ方向に向かう斜め方向への立ち上げ量を、上記衝突部の噴射口側立ち上げ部の立ち上げ量よりも大きく設定している。
【００１８】
この特定事項により、噴射口から排気通路を横切るように噴射された添加剤は、添加剤分散板の衝突部の噴射口側立ち上げ部に対しほぼ対向する方向から衝突し、添加剤に大きなエネルギーが付与される。これにより、噴射口側立ち上げ部との衝突による大きなエネルギーを利用して添加剤がより微粒化され、排気ガス中に添加剤をより効率よく分散させることが可能となる。
【００１９】
しかも、変流部の噴射口側立ち上げ部の立ち上げ量が衝突部の噴射口側立ち上げ部の立ち上げ量よりも大きく設定されているので、変流部の噴射口側立ち上げ部により変流される排気ガスの流れの量が増大することになり、この変流により増大した排気ガスの流れがその他の排気ガスの流れに合流すると、排気ガス全体の流れに大きな乱流が生じることになる。このため、衝突部の噴射口側立ち上げ部との衝突による大きなエネルギーを利用してより微粒化された添加剤は、排気ガス全体の流れに生じた大きな乱流によって広範囲に拡散され、その広範囲に拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対しより満遍なく導かれる。これにより、排気ガス浄化装置の浄化性能をより向上させることが可能となる。
【００２０】
また、上記変流部に、上記噴射口とは反対側となる反噴射口側における排気ガスの流れ方向に向かって斜め方向に立ち上げられた反噴射口側立ち上げ部を設けている場合には、添加剤分散板の変流部の反噴射口側における排気ガスの流れ方向に向かって斜め方向に立ち上げられた反噴射口側立ち上げ部によって添加剤分散板の反噴射口側における排気ガスの流れが変流され、この反噴射口側立ち上げ部により変流された排気ガスの流れが添加剤分散板の反噴射口側における排気ガスの流れに合流すると、添加剤分散板の反噴射口側における排気ガスの流れにも乱流が生じ、排気ガス全体の流れにさらに大きな乱流が生じることになる。このため、衝突によるエネルギーを利用してより微粒化された添加剤は、添加剤分散板の反噴射口側における排気ガスの流れにも生じた乱流と相俟ってさらに広範囲に拡散され、その広範囲に拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対しさらに満遍なく導かれる。これにより、排気ガス浄化装置の浄化性能をさらに向上させることが可能となる。
【００２１】
特に、変流部を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記変流部に、上記添加剤分散板上において排気ガスの流れ方向と直交する方向に連設された複数の通路部を設ける。そして、上記各通路部のうちの少なくとも１つの通路部に、その排気ガスの流れ方向での通路断面積を排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸減または漸増させて変更する断面積変更部を設けている。
【００２２】
この特定事項により、変流部の各通路部のうちの少なくとも１つの通路部において排気ガスの流れ方向での通路断面積を排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸減（または漸増）させて変更する断面積変更部により流速が減速（または増速）されて変流されることによって、この変流された排気ガスの流れが他の通路部からの排気ガスの流れに合流すると、添加剤分散板上における排気ガスの流れ方向と直交する方向での排気ガスの流れに乱流が生じることになる。このため、添加剤分散板の衝突部との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された添加剤は、乱流が生じた排気ガスの流れに乗って添加剤分散板上における排気ガスの流れ方向と直交する方向にも広範囲に拡散され、その広範囲に拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対し満遍なく導かれる。これにより、排気ガス浄化装置の浄化性能を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、上記変流部に、上記断面積変更部よりも排気ガスの流れ方向下流側において開口する開口部までの通路断面積をその断面積変更部の漸減または漸増による通路断面積の変更とは逆に排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸増または漸減させて変更する開口側断面積変更部を設けている場合には、断面積変更部により流速が減速（または増速）されて変流された排気ガスの流速が開口側断面積変更部によって流速が逆に増速（または減速）されることによってさらに変流され、この変流された排気ガスの流れが他の通路部からの排気ガスの流れに合流すると、添加剤分散板上における排気ガスの流れ方向と直交する方向でより大きな乱流が生じることになる。このため、添加剤分散板の衝突部との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された添加剤は、大きな乱流が生じた排気ガスの流れに乗って添加剤分散板上における排気ガスの流れ方向と直交する方向にもより広範囲に拡散され、そのより広範囲に拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対しより満遍なく導かれる。これにより、排気ガス浄化装置の浄化性能をより向上させることが可能となる。
【００２４】
更に、上記各通路部を、上記噴射口側に突出する凸部状の凸状通路と、上記噴射口とは反対側となる反噴射口側に凹む凹部状の凹状通路とで構成している場合には、添加剤分散板上における排気ガスの流れ方向と直交する方向で乱流が生じた排気ガスの流れが、添加剤分散板の噴射口側に突出する凸状通路に沿って噴射口側に導かれる一方、添加剤分散板の反噴射口側に凹む凹部状の凹状通路に沿って反噴射口側に導かれることになる。このため、添加剤分散板の衝突部との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された添加剤は、乱流が生じた排気ガスの流れに乗って添加剤分散板の噴射口側および反噴射口側にも拡散され、その添加剤分散板の噴射口側および反噴射口側にも拡散された添加剤が排気ガス浄化装置に対しさらに満遍なく導かれる。これにより、排気ガス浄化装置の浄化性能をさらに向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
以上、要するに、添加剤分散板を排気ガスの流れ方向に沿って延設することで、添加剤分散板による排気通路内での排気ガスの流路面積の減少を小さくし、添加剤分散板における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることができるとともに、添加剤分散板自体を非常に簡単な構成にして添加剤分散板を非常に安価に提供することができる。しかも、添加剤分散板の衝突部より排気ガスの流れ方向下流側に延設した変流部を設けることで、変流部により変流した排気ガスの流れがその他の排気ガスの流れと合流した際に排気ガス全体の流れに生じる乱流によって添加剤を拡散させ、その拡散した添加剤を排気ガス浄化装置に対し満遍なく導いて、排気ガス浄化装置の浄化性能を向上させることができる。更に、添加剤分散板の衝突部より排気ガスの流れ方向下流側の変流部によって排気ガスの流れを変流させることで、新たな変流部を不要とし、部品点数を削減してコストの低廉化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明の実施例１に係る添加剤分散板構造を用いた車両用ディーゼルエンジンの排気通路を示している。この図１において、排気通路１の途中には、排気ガス浄化装置２が設けられている。この排気ガス浄化装置２は、酸素共存下でも選択的に排気ガス中のＮＯｘを還元剤（添加剤）と反応させる性質を備えた選択還元型触媒２１を装備している。この選択還元型触媒２１は、排気通路１の径が拡径された拡径部１１にマット１２を介して設けられている。そして、拡径部１１は、排気通路１に対し、排気通路１の半径方向内方向きにラッパ状に反る反り部１３によって連結されている。この場合、排気通路１を流れる排気ガスは、反り部１３の排気ガス流れ方向上流側において該反り部１３に沿って拡径方向に案内されるとともに、反り部１３の排気ガス流れ方向下流側において該反り部１３から剥離し、マット１２側（拡径部１１の半径方向外方側）への排気ガスの流れが反り部１３によって効果的に偏向されるようにしている。
【００２８】
また、選択還元型触媒２１は、排気通路１内を流れる排気ガス中のＮＯｘを還元剤により還元浄化するもので、セラミックのコーディライトやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱鋼から成るハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの触媒担体に、例えばゼオライト系の活性成分が担持されている。そして、上記触媒担体に担持された活性成分は、還元剤の供給を受けて活性化し、ＮＯｘを効果的に無害物質に浄化させる。この場合、選択還元型触媒２１を使ったＮＯｘ低減手法をＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）と呼び、還元剤として尿素を使うものは特に尿素ＳＣＲと呼ばれている。
【００２９】
排気ガス浄化装置２（選択還元型触媒２１）の排気ガス流れ方向の上流側には、還元剤としての尿素水（添加剤）を噴射する噴射ノズル３が配設されている。この噴射ノズル３は、排気通路１の周壁部の上方位置に設けられ、その噴射口３１より尿素を選択型還元触媒２１の排気ガス流れ方向上流側に供給している。また、噴射ノズルには、尿素水と共に圧縮空気が供給され、該尿素水を霧化して噴射口３１より噴射供給するようになっている。そして、噴射ノズル３の噴射口３１は、噴射された尿素水が排気通路１を横切るように、排気通路１周壁部の上方位置より排気ガスの流れ方向に対し斜め下流側に向けて配置、つまり排気通路１の軸線ｍに対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に斜めに傾斜して配置されている。この場合、尿素水は、貯蔵タンクに貯留され、合成樹脂製の供給管を介して噴射ノズル３に供給される。なお、図１中における破線矢印は、微粒化された尿素水が排気ガス中に分散された状態での排気ガスの流れを示し、実線矢印は、尿素水が分散される前の排気ガスの流れを示している。
【００３０】
また、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射供給された尿素水は、排気通路１内の排気熱により加水分解してアンモニアを容易に発生する。得られたアンモニアは、選択還元型触媒２１において排気中のＮＯｘと反応し、水および無害なガスに浄化される。尿素水は、固体もしくは粉体の尿素の水溶液で、貯蔵タンクに貯留されており、供給管を通じて噴射ノズル３に供給されるようになっている。なお、噴射ノズル３で噴射供給する還元剤（添加剤）としては、尿素水の他に、アンモニア水溶液や炭化水素水溶液などが適用されていてもよい。
【００３１】
そして、噴射ノズル３の排気ガス流れ方向の直下流側（選択還元型触媒２１よりも排気ガス流れ方向上流側）には、噴射ノズル３より排気通路１内に噴射された尿素水を排気ガス中に分散する添加剤分散板としての分散板４が設けられている。この分散板４は、図２ないし図４に示すように、排気通路１の中心部付近を略水平な状態で排気ガスの流れ方向に沿って延設されている。分散板４は、その上流端および下流端がそれぞれ底壁４ｅより上向きに立ち上げられた上流端壁４ａと、左右両側端がそれぞれ底壁４ｅより上向きに立ち上げられた左側端壁４ｃおよび右側端壁４ｄとを備えて、略トレイ状に形成されている。そして、分散板４は、排気通路１の内径とほぼ一致する幅（左右方向の長さ）を有し、その左右両端の左側端壁４ｃおよび右側端壁４ｄを排気通路１の内周壁に取り付けている。
【００３２】
また、図１に示すように、分散板４は、排気ガスの流れ方向上流側に設けられ、噴射口３１から噴射された尿素水を衝突させる衝突部４１と、この衝突部４１より排気ガスの流れ方向下流側に延設され、排気ガスの流れを変流させる変流部４２とを備えている。
【００３３】
衝突部４１には、排気ガスの流れ方向下流側に向かって噴射口３１側となる上方へ斜め方向に立ち上げられた噴射口側立ち上げ部としての複数の衝突片４１１，４１１，…が設けられている。また、衝突部４１には、各衝突片４１１の背後（排気ガスの流れ方向下流側）に開設された複数の通路部４１２，４１２，…が設けられ、この各通路部４１２によって、各衝突片４１１に衝突した尿素水の一部が分散板４の裏面側（図では下面側）に導かれるようになっている。そして、各衝突片４１１は、分散板４の底壁４ｅより切り起こして形成されている一方、各通路部４１２は、それぞれ切り起こされた衝突片４１１，４１１同士の間において下方に開口して形成されてなる。この場合、各通路部４１２は、噴射口３１から噴射される尿素水の噴射方向から見て各衝突片４１１に遮られて陰になっており、噴射口３１から噴射された尿素水が各通路部４１２を介して分散板４の裏面側に素通りしないようにしている。また、分散板４の底壁４ｅより切り起こした各衝突片４１１の先端（上端）は、分散板４の上流端壁４ａ、下流端壁４ｂ、左側端壁４ｃおよび右側端壁４ｄの先端（上端）とほぼ同じ高さに位置し、各衝突片４１１を切り起こしたことによる排気ガスの流れ方向への影響を可及的に抑制している。
【００３４】
そして、図２に示すように、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射された尿素水は、エンジンの回転数により排気ガスの流速の変化に応じて噴射範囲Ａ，Ｂが排気ガスの流れ方向にそれぞれ異なっている。この尿素水の噴射範囲Ａ，Ｂのうち、噴射範囲Ａ（図２に破線で示す範囲）は、エンジン回転数が低回転であるときの尿素水の噴射範囲であり、噴射範囲Ｂ（図２に二点差線で示す範囲）は、エンジン回転数が高回転であるときの尿素水の噴射範囲である。そして、分散板４の衝突部４１は、排気ガスの流速の変化に応じて異なるそれぞれの添加剤の噴射範囲Ａ，Ｂの全領域に亘って配置されるように、排気ガスの流れ方向の長さが設定されている。この場合、分散板４は、排気ガスの流速が遅い場合に排気ガスの流速が速い場合よりも流れ方向上流側となる尿素水の噴射範囲Ａ、および排気ガスの流速が速い場合に排気ガスの流速が遅い場合よりも流れ方向下流側となる尿素水の噴射範囲Ｂのいずれにも位置することになり、噴射口３１から噴射された尿素水を排気ガスの流速に関係なく分散板４および各衝突片４１１に確実に衝突させて微粒化し、排気ガス中に尿素水を確実に分散させて、尿素水の分散性能を図るようにしている。
【００３５】
また、図１に示すように、分散板４の排気ガス流れ方向最上流側には、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射された尿素水の一部を貯留する貯留部４１３が設けられている。この貯留部４１３は、その排気ガスの流れ方向上流側の上流端壁４ａと、排気ガスの流れ方向最上流側位置の衝突片４１１とによって排気ガス流れ方向に仕切られ、左右両側端壁４ｃ，４ｄの上流端側部分とによって周囲が区画されている。この場合、貯留部４１３内に排気ガスの流れが侵入すると、その流速が周囲の上流端壁４ａ、最上流側位置の衝突片４１１、および左右両側端壁４ｃ，４ｄの上流端側部分によって囲まれて低下し、その流速が低下した排気ガスによって、貯留部４１３内に貯留されている尿素水が蒸発しながらゆっくりと吸い出され、排気ガス中への尿素水の分散を効果的に行えるようにしている。
【００３６】
一方、図３ないし図５に示すように、変流部４２には、排気ガスの流れ方向下流側に向かって噴射口３１側となる上方へ斜め方向に立ち上げられた噴射口側立ち上げ部としての単一の上側立ち上げ片４２１が設けられている。この上側立ち上げ片４２１は、左側端壁４ｃ、右側端壁４ｄおよび底壁４ｅの排気ガス流れ方向下流側部分を立ち上げるように湾曲させて形成され、上記衝突部４１の各衝突片４１１が排気通路の軸線ｍ付近に上端が位置しているのに対し、この各衝突片４１１よりも排気ガスの流れ方向に向かう斜め方向への立ち上げ量が大きく設定されている。この場合、排気ガスの流れは、上側立ち上げ片４２１によって斜め上向きに変流される。
【００３７】
また、変流部４２の底壁４ｅの排気ガス流れ方向下流側の中央部には、排気ガスの流れ方向下流側に向かって反噴射口３１側となる下方へ斜め方向に立ち上げられた反噴射口側立ち上げ部としての単一の下側立ち上げ片４２２が設けられている。また、下側立ち上げ片４２２の排気ガス流れ方向下流側には、上側立ち上げ片４２１により案内された排気ガスを下側立ち上げ片４２２に沿って下向きに排気ガス流れ方向下流側に導く開口部４２３が設けられている。そして、下側立ち上げ片４２２は、上側立ち上げ片４２１の底壁４ｅ（分散板４の底壁４ｅの排気ガス流れ方向下流側部分）より切り起こして形成されている一方、開口部４２３は、下側立ち上げ片４２２を切り起こすことにより下方に開口して形成されてなる。この場合、排気ガスの流れは、下側立ち上げ片４２２によって斜め下向きに変流される。
【００３８】
したがって、上記実施例１では、分散板４は、トレイ状を呈し、排気通路１の中心部付近を略水平な状態で排気ガスの流れ方向に沿って延設されているので、排気通路１における排気ガスの流路面積（排気通路１の断面積）が分散板４によって大きく減少することがなく、分散板４における排気ガスの流れ方向下流側での背圧の上昇を十分に抑えることができる。また、分散板４が略水平な状態で排気ガスの流れ方向に沿って延設されたものであることから、分散板４自体が非常に簡単な構成となり、分散板４を非常に安価に提供することができる。
【００３９】
また、噴射口３１からの尿素水は、排気通路１を横切るように噴射され、分散板４と衝突するとともに、尿素水の噴射方向とそれぞれ対向するように排気ガスの流れ方向から順に立ち上げた衝突片４１１，４１１，…に確実に衝突するので、尿素水が分散板４および各衝突片４１１との衝突によるエネルギーを利用して微粒化され、その衝突した尿素水の一部が、各通路部４１２を介して分散板４の裏面側にも導かれる。このとき、各通路部４１２は、尿素水の噴射方向から見て各衝突片４１１の背後に開設されているので、排気ガス内に噴射された尿素水が衝突せずに各通路部４１２を素通りして分散板４の裏面側に導かれることがない。これにより、尿素水が分散板４および各衝突片４１１との衝突によるエネルギーを利用して円滑に微粒化され、排気ガス中に分散板４の表面側および各通路部４１２を介して裏面側からも尿素水を効率よく分散させることができ、尿素水の分散性能を高めることができる。
【００４０】
そして、排気ガスの流れは、分散板４にその衝突部４１より排気ガスの流れ方向下流側に延設された変流部４２によって変流、つまり、左側端壁４ｃ、右側端壁４ｄおよび底壁４ｅの排気ガス流れ方向下流側部分を各衝突片４１１よりも立ち上げ量の大きな上側立ち上げ片４２１によって斜め上向きに変流されたり、下側立ち上げ片４２２によって斜め下向きに変流されている。このように斜め上向きおよび斜め下向きに変流された排気ガスの流れが排気通路１内を流れるその他の排気ガスの流れに合流すると、排気ガス全体の流れに乱流が生じることになる。このため、分散板４の衝突部４１および各衝突片４１１との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された尿素水は、変流部４２の上側立ち上げ片４２１および下側立ち上げ片４２２により変流された排気ガスが合流した際の排気ガス全体の流れに生じる乱流によって広範囲に拡散され、その拡散された尿素水が排気ガス浄化装置２の選択還元型触媒２１に対し満遍なく導かれる。これにより、選択還元型触媒２１の浄化性能を向上させることができる。
【００４１】
しかも、分散板４の衝突部４１より排気ガスの流れ方向下流側に延設した変流部４２によって排気ガスの流れを変流させていることにより、変流部４２を新たに排気通路１に設ける必要がなく、部品点数が削減されてコストの低廉化を図ることもできる。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２を図６ないし図１０に基づいて説明する。
【００４３】
この実施例では、変流部の構成を変更している。なお、変流部を除くその他の構成は上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
すなわち、本実施例２では、図６ないし図１０に示すように、変流部４２の排気ガス流れ方向下流端に、ほぼ真っ直ぐ上方に起立する起立片４２４を設けている。この起立片４２４は、上側立ち上げ片４２１の底壁４ｅの排気ガス流れ方向下流端より起立され、その左右両端が上側立ち上げ片４２１の左右両側端壁４ｃ，４ｄの排気ガス流れ方向下流端に連結されている。そして、起立片４２４の中央部には、左右方向に長い略トラック形状の連通孔４２５が設けられている。
【００４５】
したがって、上記実施例２では、排気ガスの流れは、左側端壁４ｃ、右側端壁４ｄおよび底壁４ｅの排気ガス流れ方向下流側部分を各衝突片４１１よりも立ち上げ量の大きな上側立ち上げ片４２１によって斜め上向きに変流されたまま連通孔４２５から導かれたり、上側立ち上げ片４２１によって斜め上向きに変流された流れが起立片４２４に阻まれてさらに上向きに変流されたり、下側立ち上げ片４２２によって斜め下向きに変流されたりしている。このように斜め下向き、斜め上向きおよびさらに上向きに変流された排気ガスの流れが排気通路１内を流れるその他の排気ガスの流れに合流すると、排気ガス全体の流れに大きな乱流が生じることになる。このため、分散板４の衝突部４１および各衝突片４１１との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された尿素水は、変流部４２の上側立ち上げ片４２１、下側立ち上げ片４２２および起立片４２４により変流された排気ガスが合流した際の排気ガス全体の流れに生じる大きな乱流によってより広範囲に拡散され、その拡散された尿素水が選択還元型触媒２１に対し満遍なく導かれる。これにより、選択還元型触媒２１の浄化性能をより向上させることができる。
【実施例３】
【００４６】
次に、本発明の実施例３を図１１ないし図１５に基づいて説明する。
【００４７】
この実施例では、変流部の構成を変更している。なお、変流部を除くその他の構成は上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
すなわち、本実施例３では、図１１ないし図１５に示すように、変流部４４は、排気ガス流れ方向と直交する左右方向に連設された２つの通路部としての凸状通路４４１および凹状通路４４２を備えている。凸状通路４４１は、変流部４４の底壁４ｅの右側部より噴射口３１側となる上方側に凸部状に突出して形成されている一方、凹状通路４４２は、変流部４４の底壁４ｅの左側部より反噴射口３１側となる下方側に凹部状に凹んで形成されている。
【００４９】
そして、凸状通路４４１は、変流部４４の底壁４ｅの右側部を上方に突出させた底面４４１ａと、この底面４４１ａの上方への突出により起立する左右両側面４４１ｂ，４４１ｃとで３方向から区画され、下方に開口している。一方、凹状通路４４２は、変流部４４の底壁４ｅの左側部を下方に凹ませた底面４４２ａと、この底面４４２ａの下方への凹ませにより起立する左右両側面４４２ｂ，４４２ｃとで３方向から区画され、上方に開口している。そして、凸状通路４４１および凹状通路４４２は、排気ガスの流れ方向での断面積を変更する断面積変更部４４３，４４３を備えている。この各断面積変更部４４３は、凸状通路４４１および凹状通路４４２の排気ガス流れ方向での断面積を下流側に行くに従い漸増させて変更している。具体的には、凸状通路４４１の断面積変更部４４３は、その底面４４１ａを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い上方に位置するように傾斜させるとともに、左右両側面４４１ｂ，４４１ｃを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い左右方向外方に位置するように傾斜させることによって、凸状通路４４１の排気ガス流れ方向での断面積を下流側に行くに従い漸増させている。一方、凹状通路４４２の断面積変更部４４３は、その底面４４２ａを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い下方に位置するように傾斜させるとともに、左右両側面４４２ｂ，４４２ｃを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い左右方向外方に位置するように傾斜させることによって、凹状通路４４２の排気ガス流れ方向での断面積を下流側に行くに従い漸増させている。
【００５０】
また、凸状通路４４１および凹状通路４４２は、各断面積変更部４４３よりも排気ガスの流れ方向下流側において開口する開口部４４１ｄ，４４２ｄ付近の通路断面積をそれぞれ変更する開口側断面積変更部４４４，４４４を備えている。この各開口側断面積変更部４４４は、凸状通路４４１および凹状通路４４２の各断面積変更部４４３の排気ガス流れ方向下流端と開口部４４１ｄ，４４２ｄとの間に亘って設けられ、その各断面積変更部４４３の漸増による断面積の変更とは逆に断面積を排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸減させて変更している。具体的には、凸状通路４４１の開口側断面積変更部４４４は、その底面４４１ａを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い傾斜させることなく略水平の保持するとともに、左右両側面４４１ｂ，４４１ｃを排気ガス流れ方向下流側に行くに従いそれぞれ左右方向内方に位置するように傾斜させることによって、凸状通路４４１の排気ガス流れ方向での断面積を下流側に行くに従い漸減させている。一方、凹状通路４４２の開口側断面積変更部４４４は、その底面４４２ａを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い傾斜させることなく略水平に保持するとともに、左右両側面４４２ｂ，４４２ｃを排気ガス流れ方向下流側に行くに従い左右方向内方に位置するように傾斜させることによって、凹状通路４４２の排気ガス流れ方向での断面積を下流側に行くに従い漸減させている。
【００５１】
この場合、凸状通路４４１により変流された排気ガスの流れは、分散板４の排気ガス流れ方向下流側における右側方より下向きに導かれる一方、凹状通路４４２により変流された排気ガスの流れは、分散板４の排気ガス流れ方向下流側における左側方より上向きに導かれる。
【００５２】
したがって、上記実施例３では、変流部４４の凸状通路４４１および凹状通路４４２において排気ガス流れ方向での通路断面積を排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い漸増させて変更する断面積変更部４４３により流速が増速されて変流される上、この各断面積変更部４４３により流速が増速されて変流された排気ガスの流速が開口側断面積変更部４４４，４４４によって流速が逆に減速されることによってさらに変流される。そして、このように幾度も変流された凸状通路４４１からの右側方より下向きに導かれる排気ガスの流れと、凹状通路４４２からの左側方より上向きに導かれる排気ガスの流れとがその他の排気ガスの流れに合流すると、分散板４上における排気ガスの流れ方向と直交する左右方向のみならず上下方向においても大きな乱流が生じることになる。このため、分散板４の衝突部４１との衝突によるエネルギーを利用して微粒化された尿素水は、乱流が生じた排気ガスの流れに乗って分散板４上における排気ガスの流れ方向と直交する左右方向のみならず上下方向にも広範囲に拡散され、その広範囲に拡散された尿素水が選択還元型触媒２１に対し満遍なく導かれる。これにより、選択還元型触媒２１の浄化性能を向上させることができる。
【００５３】
しかも、この実施例においても、分散板４の衝突部４１より排気ガスの流れ方向下流側に延設した変流部４４によって排気ガスの流れを変流させていることにより、変流部４４を新たに排気通路１に設ける必要がなく、部品点数が削減されてコストの低廉化を図ることもできる。
【００５４】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、選択還元型触媒２１を備えた排気ガス浄化装置２の上流側において噴射ノズル３の噴射口３１から排気ガス中に噴射される尿素水を衝突させる分散板４について述べたが、排気通路にゼオライト系触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において噴射ノズルの噴射口から排気ガス中に噴射される燃料成分（ＨＣ成分）を衝突させる分散板であってもよいのはもちろんである。
【００５５】
また、上記実施例３では、変流部４４の凸状通路４４１および凹状通路４４２に断面積変更部４４３および開口側断面積変更部４４４をそれぞれ設けたが、断面積変更部および開口側断面積変更部のいずれか一方のみが設けられていたり、いずれか一方の通路のみに少なくとも一方の変更部が設けられていればよい。
【００５６】
更に、上記各実施例では、ディーゼルエンジンの排気通路に添加剤分散板構造を適用した場合について述べたが、運転条件によっては排気ガスとともにＮＯｘが排出される筒内噴射ガソリンエンジンの排気通路に添加剤分散板構造が適用されていてもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１に係る分散板付近の排気通路を側方から見た断面図である。
【図２】同じく分散板を上方から見た平面図である。
【図３】同じく分散板を側方から見た側面図である。
【図４】同じく噴射ノズルおよび分散板付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向上流側から見た断面図である。
【図５】同じく変流部付近の斜視図である。
【図６】本発明の実施例２に係る分散板付近の排気通路を側方から見た断面図である。
【図７】同じく分散板を上方から見た平面図である。
【図８】同じく分散板を側方から見た側面図である。
【図９】同じく噴射ノズルおよび分散板付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向上流側から見た断面図である。
【図１０】同じく変流部付近の斜視図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る分散板付近の排気通路を側方から見た断面図である。
【図１２】同じく分散板を上方から見た平面図である。
【図１３】同じく分散板を側方から見た側面図である。
【図１４】同じく噴射ノズルおよび分散板付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向上流側から見た断面図である。
【図１５】同じく変流部付近の斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１          排気通路
２          排気ガス浄化装置
３１        噴射口
４          分散板（添加剤分散板）
４１        衝突部
４１１      衝突片（噴射口側立ち上げ部）
４２        変流部
４２１      上側立ち上げ片（噴射口側立ち上げ部）
４２２      下側立ち上げ片（反噴射口側立ち上げ部）
４４        変流部
４４１      凸状通路（通路）
４４２      凹状通路（通路）
４４３      断面積変更部
４４４      開口側断面積変更部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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