JP2012047109A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気管の内部に噴射される尿素水の使用効率を向上することを実現した排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【解決手段】排気管２の内部には、略円筒形状を有する板状の防着部材２１が設けられている。噴射ノズル６から噴射される尿素水Ｆは、開口部２１ａを介して防着部材２１の内周側に導かれるようになっており、それにより、排気管２の内周面２ａに尿素水が付着することが抑制されている。また、防着部材２１の内部には、複数の貫通穴２２ａをそれぞれ有する５つの分散部材２２が設けられており、尿素水Ｆは、分散部材２２の貫通穴２２ａ内を流通することによって排気管２の内部で拡散される。防着部材２１及び分散部材２２は、排気管２の内周面から離れた部位、すなわち、排気管２の内部で高温となる部位に配置されている。
【選択図】図２

Description

この発明は排気ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する構成に関する。

ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気ガス浄化装置の一例として、尿素選択還元システム（尿素ＳＣＲシステム）が挙げられる。例えば特許文献１に記載されているように、尿素ＳＣＲシステムは、排気管に設けられたＳＣＲ触媒と、ＳＣＲ触媒の上流側で排気管の内部に尿素水を噴射する尿素水添加装置とを備えている。ＳＣＲ触媒は、排気ガスに添加された尿素水から生成されたアンモニア（ＮＨ_３）を還元剤として排気ガスに含まれるＮＯｘを反応させ、無害な窒素（Ｎ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）とに還元する。

特開２００３−３０１７３７号公報

一般に、特許文献１に記載されているような尿素ＳＣＲシステムでは、排気ガスの熱を利用して尿素水を加水分解することによってアンモニアを生成している。ここで、例えばエンジンの始動直後等における排気管の温度は、その外周面が外気で冷却されるため、排気ガスの温度に対して低温となっている。このような状態において、尿素水添加装置が噴射した尿素水が排気管の内周面に付着すると加水分解が起こらず、尿素水の水分が気化して尿素が残留し、残留した尿素が排気管の内周面に堆積することがある。このような場合、堆積した尿素はＳＣＲ触媒に届かないため、本来必要となる量のアンモニアがＳＣＲ触媒に供給されず、尿素水の添加量を増やすことが必要となる。

一方、エンジンの始動から所定の時間が経過して排気管の温度が高くなると、その熱により、排気管の内周面に堆積した尿素からアンモニアが生成される。このように生成されたアンモニアの大部分は余剰分となるため、アンモニアが未反応のままＳＣＲ触媒を通過する、いわゆるアンモニアスリップが発生する。すなわち、特許文献１に記載の尿素ＳＣＲシステムでは、排気ガスに添加した尿素水を効率よく用いることが困難であるという問題点を有していた。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、排気管の内部に噴射される尿素水の使用効率を向上することを実現した排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。

この発明に係る排気ガス浄化装置は、内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管と、排気管の内部に尿素水を噴射する尿素水添加手段と、尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する還元触媒とを備えた排気ガス浄化装置において、排気管の内部には、排気ガスが流通する方向に沿って延びる板状の防着部材と、排気ガスが流通する方向に沿って延びるとともに、尿素水添加手段によって噴射された尿素水が流通可能な複数の貫通穴が形成された板状の分散部材との少なくとも一方が設けられ、防着部材及び分散部材は、尿素水添加手段に対向し、且つ排気管の内部において高温となる部位に配置されることを特徴とするものである。

排気管の内部に防着部材を設けた場合、尿素水添加手段が噴射する尿素水が排気管の内周面に付着することが抑制される。また、排気管の内部に分散部材を設けた場合、分散部材の貫通穴を通過する際に尿素水が排気管の内部で拡散されるため、排気管の内周面への尿素水の付着が低減される。防着部材及び分散部材は、排気管の内部において高温となる部位に配置されるため、これらの部材に付着した尿素水からのアンモニアの生成が妨げられることはない。すなわち、排気管の内部に堆積する尿素の量が低減され、噴射された尿素水の大部分がＮＯｘの浄化に利用される。また、防着部材及び分散部材は、排気ガスが流通する方向に対して平行に延びる部材であるため、排気ガスの圧力損失を増大させることなくＮＯｘの浄化を行うことができる。したがって、排気管の内部に尿素水を噴射する排気ガス浄化装置において、尿素水の使用効率を向上させることが可能となる。

防着部材を備え、防着部材は、略筒形状を形成する部材であって、尿素水添加手段が噴射した尿素水を防着部材の内周側に導く尿素水導入部を有してもよい。防着部材の内周側に尿素水が噴射されるため、排気管の内周面に尿素水が付着することをさらに抑制することができる。
尿素水添加手段は、排気ガスが流通する方向に対して略垂直な方向に略扁平となる扇状に、尿素水を噴射してもよい。排気管の内部を流通する排気ガスへの尿素水の添加を効率よく行うことができる。

排気ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を、還元触媒の上流側で検知するＮＯｘセンサをさらに備え、ＮＯｘセンサは、防着部材によって尿素水添加手段から隔てられる部位に配置されてもよい。一般に、ＮＯｘセンサは、尿素水が付着することに起因する破損を防止するため、尿素水添加手段の上流側に設けられるが、防着部材によって尿素水の付着が抑制されるため、尿素水添加手段の近傍に配置することが可能となる。尿素水添加手段の近傍にＮＯｘセンサが配置されるため、還元触媒の上流側の排気管が短くなって装置全体が小型化されるため、車両への搭載性が向上する。また、小型化によって排気温度の低下量が低減されるため、還元触媒によるＮＯｘの浄化効率も向上する。

防着部材と分散部材との両方を備え、分散部材は、尿素水添加手段と防着部材との間に配置されてもよい。分散部材によって尿素水が拡散されるとともに、防着部材によって尿素水の排気管への付着が抑制されるため、アンモニアの生成効率がさらに向上し、尿素水の使用効率も向上する。
分散部材を複数備えてもよい。尿素水の拡散効率が向上するため、アンモニアの生成効率がさらに向上する。

この発明によれば、排気管の内部に尿素水を噴射する排気ガス浄化装置において、尿素水の使用効率を向上することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。 実施の形態１に係る排気ガス浄化装置の構成を概略的に示す断面側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置の構成を概略的に示す断面側面図である。 この発明の実施の形態３に係る排気ガス浄化装置の構成を概略的に示す断面側面図である。 この発明の実施の形態４に係る排気ガス浄化装置の構成を概略的に示す断面側面図である。

以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係る排気ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成を概略的に示す。内燃機関であるディーゼルエンジン１には排気管２が接続されており、ディーゼルエンジン１から排気管２の内部に排出された排気ガスが、ディーゼルエンジン１側を上流側として矢印Ａで示される方向に流通する。排気管２の途中には、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）等を酸化する酸化触媒３が設けられている。酸化触媒３の下流側には、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ４が設けられている。また、フィルタ４の下流側には、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するための還元触媒であるＳＣＲ触媒５が設けられている。

ＳＣＲ触媒５は、排気ガスに添加される尿素水から生成されるアンモニア（ＮＨ_３）を還元剤としてＮＯｘを浄化する触媒であって、フィルタ４とＳＣＲ触媒５との間には、排気管２の内部に尿素水を噴射する尿素水添加手段としての噴射ノズル６が設けられている。噴射ノズル６には、接続管７を介して尿素水タンク８が接続されており、この尿素水タンク８の内部に尿素水が貯留されている。また、接続管７の途中には、尿素水タンク８内の尿素水を噴射ノズル６に供給する尿素水供給システム９が設けられている。尿素水供給システム９は、ディーゼルエンジン１及び排気ガス浄化装置の動作を制御するＥＣＵ１０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１０から尿素水供給システム９に出力される信号に基づいて、噴射ノズル６による尿素水の噴射量や噴射時期が制御される。

ＳＣＲ触媒５の下流側には、例えば排気ガスに含まれるＮＯｘの量に対してアンモニアの量が過剰となった場合等に、未反応のままＳＣＲ触媒５を通過したアンモニアを除去するためのスリップ触媒１１が設けられている。スリップ触媒１１の下流側には図示しないマフラが接続されており、スリップ触媒１１を通過した排気ガスは、マフラの内部で排気音を低減されてから大気中に放出される。また、ＳＣＲ触媒５の上流側及び下流側には、上流側ＮＯｘセンサ１２及び下流側ＮＯｘセンサ１３がそれぞれ設けられている。上流側ＮＯｘセンサ１２及び下流側ＮＯｘセンサ１３は、排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度を検知するセンサであり、ＥＣＵ１０に電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、これらのＮＯｘセンサが検知したＮＯｘの量に基づいて、噴射ノズル６による尿素水の噴射量を制御する。

ここで、噴射ノズル６周辺の構成について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明の便宜上、排気ガス浄化装置における上下方向を図２及び図３に示す各矢印によって規定する。図２に示すように、噴射ノズル６は、矢印Ａで示される排気ガスの流通方向に対して略垂直となる方向における下方側に、一点鎖線で示される尿素水Ｆを噴射するようになっている。排気管２の内部において、噴射ノズル６に対向する部位、すなわち噴射ノズル６によって尿素水Ｆが噴射される部位には、排気ガスの流通方向に沿って伸びる略円筒状の部材である防着部材２１と、排気ガスの流通方向に沿って延びる平板状の部材である５つの分散部材２２とが設けられている。

図３に示すように、防着部材２１は、板状の部材を排気管２の内周面２ａに沿って湾曲させることによって略円筒状に形成されており、軸方向に沿って延びる開口部２１ａを噴射ノズル６に対向する側に有している。噴射ノズル６から噴射された尿素水Ｆは、この開口部２１ａを介して防着部材２１の内周側に導かれるようになっており、それにより、尿素水Ｆが排気管２の内周面２ａに付着することが抑制される。ここで、開口部２１ａは、防着部材２１における尿素水導入部を構成するものである。尚、噴射ノズル６は、矢印Ａで示される排気ガスの流通方向に対して垂直な方向に略扁平となる扇状に尿素水Ｆを噴射するものである。同量の尿素水を円錐状に噴射する場合と比較すると、狭い範囲内により多くの尿素水を拡散されるため、尿素水を効率よく排気ガスに添加することが可能となっている。

防着部材２１は、その外径が排気管２の内径より小さくなるように形成されており、防着部材２１の外周面２１ｂが排気管２の内周面２ａから離れるように配置されている。したがって、排気管２の内部を流通する排気ガスは、防着部材２１の外周側及び内周側を通過するようになっている。ここで、排気管２は、その内部を流通する排気ガスによって加熱されるが、排気管２の外周面２ｂは外気で冷却されるため、例えばディーゼルエンジン１（図１参照）の始動直後等における排気管２の温度は、排気ガスの温度に対して低温となっている。防着部材２１は、排気管２の内部で高温となる部位、すなわち排気管２の内周面２ａから離れた部位に配置されているため、その外周側及び内周側を通過する排気ガスにより、排気管２の温度に左右されることなく速やかに加熱されるようになっている。また、防着部材２１は、排気管２に比較して排気ガスの流通方向に対して短いので、熱容量が少なく、排気ガスにより加熱されやすくなっている。尚、排気管２の内周面２ａからは複数の突起部２ｃが突出しており、防着部材２１は、これらの突起部２ｃに軸方向における両端部を溶接等で固定されることにより、排気管２の内部に保持されている。

５つの分散部材２２は、防着部材２１の内部に上下方向に沿って並べられた平板状の部材であり、上下方向に対して垂直となるように、且つ互いに隣り合う分散部材２２同士の間に隙間Ｓが形成されるように配置されている。上述したように、防着部材２１は、排気管２の内部において高温となる部位、すなわち排気管２の内周面２ａから離れた部位に配置されているため、防着部材２１の内部に設けられた各分散部材２２も、排気管２の内部において高温となる部位に配置された状態となっている。また、この部位は排気管２の中心近傍であり、さらに高温となる部位である。したがって、各分散部材２２は、排気管２の温度に左右されることなく、その上面側及び下面側を通過する排気ガスによって速やかに加熱される。また、各分散部材２２は、上下方向に貫通する複数の貫通穴２２ａをそれぞれ有している。分散部材２２の上面側に到達した尿素水Ｆの一部は、分散部材２２に衝突することによって堰き止められ、残りの一部が貫通穴２２ａ内を流通する。したがって、各分散部材２２が、貫通穴２２ａを通過する尿素水Ｆの量を例えば２０％ずつ低減させることにより、尿素水Ｆが排気管２の内部で拡散されるため、排気ガスに対して尿素水を均等に添加することが可能となっている。

また、ＳＣＲ触媒５の上流側にある上流側ＮＯｘセンサ１２は、防着部材２１の外周側となる部位に設けられており、防着部材２１によって噴射ノズル６から隔てられた状態、すなわち噴射ノズル６から噴射された尿素水Ｆが上流側ＮＯｘセンサ１２に付着することが抑制された状態となっている。ここで、一般に、排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度を検知するＮＯｘセンサは、ジルコニア等のファインセラミックスを材料として含んでいる。また、ＮＯｘセンサは、排気管２の内部を流通する排気ガスに晒されるため、例えば６００℃〜１０００℃といった高温下で動作するようになっている。このような高温下で動作しているＮＯｘセンサに尿素水が付着すると、急激な温度変化が生じる、いわゆる熱衝撃が加わることとなるため、割れ等の破損が生じることがある。

以上のような破損を防止するため、通常、ＮＯｘセンサは、尿素水Ｆが付着することがないよう、噴射ノズル６の上流側に所定の距離を隔てて設けることが一般的となっている。しかしながら、本発明における上流側ＮＯｘセンサ１２は、防着部材２１によって噴射ノズル６から隔てられているため、尿素水Ｆが付着することに起因して破損することがなく、噴射ノズル６の近傍に配置することが可能となっている。したがって、フィルタ４とＳＣＲ触媒５（図１参照）との間の距離を短くして装置を小型化することが可能になるとともに、排気ガスがＳＣＲ触媒５に到達するまでの排気温度の低下も抑制されるため、ＳＣＲ触媒５によるＮＯｘの浄化を効率よく行えるようになっている。

次に、この発明の実施の形態１に係る排気ガス浄化装置の動作について説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン１の運転が開始されると、排気管２の内部に排出された排気ガスが矢印Ａで示される方向に流通して酸化触媒３及びフィルタ４を順次通過する。排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）等は、酸化触媒３通過する際に酸化され、排気ガスに含まれる粒子状物質は、フィルタ４を通過する際に除去される。また、ディーゼルエンジン１の運転が開始されると、ＥＣＵ１０は、尿素水供給システム９に信号を出力して噴射ノズル６による尿素水の噴射を開始させ、フィルタ４を通過した排気ガスに尿素水が添加される。添加された尿素水が排気ガスの熱によって加水分解されることにより、アンモニアが生成される。

ここで、図２に示すように、噴射ノズル６に対向する部位には、略円筒状の防着部材２１と５つの分散部材２２とが設けられており、噴射ノズル６が噴射した尿素水Ｆは、防着部材２１の開口部２１ａを介して防着部材２１の内周側に導かれるようになっている。したがって、尿素水Ｆが排気管２の内周面２ａに付着することが、防着部材２１によって抑制されている状態となっている。また、防着部材２１は、その外周面２１ｂが排気管２の内周面２ａから離れる部位に、すなわち排気管２の内部において高温となる部位に配置されているため、排気管２の温度に左右されることなく、排気ガスによって加熱されるようになっている。したがって、ディーゼルエンジン１の始動直後等において排気管２の温度が排気ガスの温度より低温であったとしても、防着部材２１に付着した尿素水の加水分解が阻害されることはなく、排気ガスに添加された尿素水の大部分からアンモニアが生成されるようになっている。

また、防着部材２１の内部に設けられている各分散部材２２は、噴射された尿素水Ｆの一部を堰き止めながら、残りの一部を下方側の分散部材２２に流通させる。すなわち、各分散部材２２により、尿素水Ｆは排気管２の内部で均等に拡散されるため、ＳＣＲ触媒５（図１参照）に対して、尿素水Ｆから生成されたアンモニアが均等に供給される。尚、各分散部材２２は、防着部材２１の内部に設けられており、防着部材２１と同様に排気ガスによって加熱されるため、分散部材２２に付着した尿素水の加水分解が阻害されることがなく、尿素水の大部分からアンモニアが生成される。したがって、防着部材２１及び各分散部材２２に付着した尿素水の水分が蒸発して尿素が残留することがなく、噴射ノズル６によって噴射された尿素水Ｆの使用効率が向上される。

以上のように尿素水Ｆから生成されたアンモニアが供給されると、ＳＣＲ触媒５は、アンモニアを還元剤として排気ガスに含まれるＮＯｘを無害な窒素（Ｎ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）とに還元する。ＳＣＲ触媒５を通過した排気ガスに、余剰分となるアンモニアが含まれている場合、アンモニアはスリップ触媒１１によって除去される。スリップ触媒１１を通過した排気ガスは、図示しないマフラの内部で騒音を低減され、大気中に放出される。また、上流側ＮＯｘセンサ１２及び下流側ＮＯｘセンサは、ＳＣＲ触媒５の上流側及び下流側におけるＮＯｘの濃度を随時検知しており、ＥＣＵ１０は、これらのＮＯｘセンサが検知したＮＯｘの濃度に基づいて、噴射ノズル６による尿素水Ｆの噴射量を制御している。

以上のように、噴射ノズル６に対向する部位に、防着部材２１及び分散部材２２を設けたので、排気管２の内周面に尿素水Ｆが付着することが抑制される。防着部材２１及び分散部材２２は、排気管２の内部において高温となる部位、すなわち排気管２の内周面２ａから離れた部位に配置されるため、これらの部材に付着した尿素水からのアンモニアの生成が妨げられることはない。すなわち、排気管２の内部に堆積する尿素の量が低減され、噴射された尿素水の大部分がＮＯｘの浄化に利用される。また、防着部材２１及び分散部材２２は、排気ガスが流通する方向に対して平行に延びる部材であるため、排気ガスの圧力損失を増大させることなくＮＯｘの浄化を行うことができる。したがって、排気管２の内部に尿素水を噴射する排気ガス浄化装置において、尿素水の使用効率を向上させることが可能となる。

また、防着部材２１を、開口部２１ａを有する略円筒形状とし、尿素水Ｆが開口部２１ａを介して防着部材２１の内周側に導かれるようにしたので、排気管２の内周面２ａに尿素水が付着することをさらに抑制することができる。
さらに、噴射ノズル６は、排気ガスが流通する方向に対して略垂直な方向に略扁平となる扇状に尿素水を噴射するため、排気管２の内部を流通する排気ガスへの尿素水の添加を効率よく行うことができる。また、排気ガスの流通方向に対して装置を小型化することが可能になる。

上流側ＮＯｘセンサ１２を、防着部材２１によって噴射ノズル６から隔てられる部位に配置したので、上流側ＮＯｘセンサ１２を噴射ノズル６の近傍に配置することが可能となり、ＳＣＲ触媒５の上流側の排気管２が短くなって装置全体が小型化される。したがって、車両への搭載性が向上するとともに、ＳＣＲ触媒５に到達するまでの排気温度の低下量が低減されるため、ＳＣＲ触媒５によるＮＯｘの浄化効率も向上する。
また、排気ガス浄化装置が防着部材２１と複数の分散部材２２とを備えるように構成したので、分散部材２２によって尿素水が拡散されるとともに、防着部材によって尿素水の排気管２への付着が抑制される。したがって、アンモニアの生成効率が向上するため、尿素水の使用効率がさらに向上する。
また、分散部材２２は防着部材２１に保持されているので、分散部材２２が排気管２の内周面２ａに直接保持される構成に比較して、排気管２の温度の影響を受けにくく、排気ガスにより加熱されやすい。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置について説明する。
この実施の形態２に係る排気ガス浄化装置は、実施の形態１に係る排気ガス浄化装置が略円筒形状を有する防着部材と平板状の分散部材とを備えていたのに対して、平板状の防着部材のみを備えるように構成したものである。尚、以下に説明する各実施の形態において、図１〜４の参照符号と同一の符号は同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。

図４に示すように、排気管２の内部には、排気ガスが流通する方向に沿って延びる平板状の防着部材３１が設けられており、溶接等によって排気管２の内周面２ａに固定されている。防着部材３１は、排気管２の内部において噴射ノズル６に対向する部位、すなわち噴射ノズル６によって尿素水Ｆが噴射される部位に、排気管２の中心部を通るように配置されている。したがって、噴射ノズル６から噴射された尿素水Ｆは、防着部材３１に衝突するようになっている。また、防着部材３１は、その上面３１ａ及び下面３１ｂが排気管２の内周面２ａから離れていることにより、排気管２の内部において高温となる部位に配置された状態となっている。その他の構成については、実施の形態１と同様である。

以上のように、平板状の防着部材３１のみを用いるように構成しても、尿素水Ｆが排気管２の内周面２ａに付着することが抑制されるため、実施の形態１と同様に、排気管２の内周面２ａに尿素が堆積することを抑制することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る排気ガス浄化装置について説明する。
この実施の形態３に係る排気ガス浄化装置は、実施の形態２に係る排気ガス浄化装置に対して、実施の形態１における平板状の分散部材をさらに備えるように構成したものである。図５に示すように、排気管２の内部において噴射ノズル６に対向する部位には、共に平板状の部材である防着部材４１と、５つの分散部材４２とが設けられている。分散部材４２は、実施の形態１における分散部材２２の貫通穴２２ａと同様の、複数の貫通穴４２ａを有しており、噴射ノズル６から噴射された尿素水Ｆを、上方側から下方側に向かって順次通過させる。また、防着部材４１は分散部材４２の下方に設けられており、最も下方に位置する分散部材４２を通過した尿素水Ｆが、排気管２の内周面２ａに付着することを抑制している。その他の構成については実施の形態１と同様である。

以上のように、共に平板状である防着部材４１及び分散部材４２を用いるように構成しても、実施の形態１と同様に、尿素水Ｆが排気管２の内周面２ａに付着することが抑制されるとともに、分散部材４２によって尿素水Ｆが拡散されるため、尿素水の使用効率を向上することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る排気ガス浄化装置について説明する。
この実施の形態４に係る排気ガス浄化装置は、実施の形態１に係る排気ガス浄化装置における防着部材が直線状の排気管２の内部に配置されていたのに対して、以下に説明する屈曲部を有する排気管の内部に配置するように構成したものである。図６に示すように、この実施の形態４に係る排気ガス浄化装置の排気管５２は、実施の形態１におけるフィルタ４（図１参照）に接続される上流側直進部５２ａと、ＳＣＲ触媒５（図１参照）に接続される下流側直進部５２ｂとを有しており、上流側直進部５２ａと下流側直進部５２ｂとが、屈曲部５２ｃを介して接続されている。したがって、排気管５２の内部において、矢印Ｂ１で示されるように上流側直進部５２ａを直進してきた排気ガスは、矢印Ｂ２で示されるように屈曲部５２ｃで屈曲し、次いで、下流側直進部を矢印Ｂ３で示される方向に直進する。

このように構成される排気管５２の内部において、矢印Ｂ１で示される方向の延長上に位置する部位、すなわち、上流側直進部５２ａを流れる排気ガスの流線の延長上に位置する部位には、屈曲部５２ｃと同様の曲率で屈曲した板状の防着部材５１が設けられている。また、屈曲部５２ｃの内周側において、防着部材５１に対向する部位には噴射ノズル６が設けられており、噴射ノズル６から噴射された尿素水Ｆが、防着部材５１に衝突するようになっている。ここで、防着部材５１は、排気管５２の内周面５２ｄから離れるように設けられており、排気管５２の屈曲部５２ｃを流れる排気ガスは、防着部材５１の表面５１ａ側及び裏面５１ｂ側を流通するようになっている。

また、排気管５２の屈曲部５２ｃにおける外周側の部位、すなわち防着部材５１が設けられた部位は、排気管５２の上流側直進部５２ａを流れてきた排気ガスが衝突する部位であるため、排気管５２の内部において、排気ガスに加熱されて高温となる部位となっている。したがって、防着部材５１は、排気ガスによって加熱されるようになっており、噴射ノズル６から噴射された尿素水は、防着部材５１によって排気管５２の内周面５２ｄに付着することが抑制されるとともに、排気ガスによって防着部材５１が加熱されることにより、加水分解を阻害されることなくアンモニアを生成するようになっている。

以上のように、排気管５２の屈曲部５２ｃにおいて、上流側直進部５２ａを流れてきた排気ガスの流線の延長上に位置する部位も高温となる部位となるため、このような部位に防着部材５１を配置しても、尿素水の使用効率を向上することが可能となる。

実施の形態１において、防着部材を略円筒形状を有する部材としたが、防着部材の形状を限定するものではない。噴射ノズルが噴射した尿素水が排気管の内周面に付着することを抑制することが可能であれば、例えば多角形の断面を有する筒状の部材等、他の形状とすることも可能である。また、実施の形態１において、防着部材の軸方向に沿って延びる開口部を尿素水導入部としたが、例えば、防着部材を完全な円筒形状を有する部材とするとともに、噴射ノズルに対向する部位に矩形や円形等の穴を形成し、この穴を尿素水導入部とすることも可能である。

実施の形態３において、噴射ノズル、防着部材、分散部材及びＮＯｘセンサは排気管に設けられたが、これらが配置される場所を限定するものではない。例えば図１に示されるように、ＳＣＲ触媒５は、排気管２に接続される中空のテーパ状に形成されたコーン５ａを有していることが一般的であり、このコーン５ａに噴射ノズル、防着部材、分散部材及び上流側ＮＯｘセンサを設けることも可能である。
また、上記各実施の形態において、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘセンサ１２、１３が検知したＮＯｘの量に基づいて、噴射ノズル６による尿素水の噴射量を制御するが、ＮＯｘ量をエンジン条件から推定し、尿素水添加量を制御してもよい。
また、実施の形態１の分散部材２２や実施の形態２、３の防着部材及び分散部材はいずれも平面形状であるが、筒形状や波板形状などでもよい。

１ 内燃機関、２，５２ 排気管、５ ＳＣＲ触媒（還元触媒）、６ 噴射ノズル（尿素水添加手段）、１２ 上流側ＮＯｘセンサ（ＮＯｘセンサ）、２１，３１，４１，５１ 防着部材、２１ａ 開口部（尿素水導入部）、２２，４２ 分散部材、２２ａ，４２ａ 貫通穴。

Claims (6)

1. 内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管と、
   前記排気管の内部に尿素水を噴射する尿素水添加手段と、
   前記尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として前記排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する還元触媒と
   を備えた排気ガス浄化装置において、
   前記排気管の内部には、
   前記排気ガスが流通する方向に沿って延びる板状の防着部材と、
   前記排気ガスが流通する方向に沿って延びるとともに、前記尿素水添加手段によって噴射された前記尿素水が流通可能な複数の貫通穴が形成された板状の分散部材と
   の少なくとも一方が設けられ、
   前記防着部材及び前記分散部材は、前記尿素水添加手段に対向し、且つ前記排気管の内部において高温となる部位に配置されることを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 前記防着部材を備え、
   前記防着部材は、略筒形状を形成する部材であって、
   前記尿素水添加手段が噴射した前記尿素水を前記防着部材の内周側に導く尿素水導入部を有する請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
3. 前記尿素水添加手段は、前記排気ガスが流通する方向に対して略垂直な方向に略扁平となる扇状に、前記尿素水を噴射する請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
4. 前記排気ガスに含まれる前記窒素酸化物の濃度を、前記還元触媒の上流側で検知するＮＯｘセンサをさらに備え、
   前記ＮＯｘセンサは、前記防着部材によって前記尿素水添加手段から隔てられる部位に配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
5. 前記防着部材と前記分散部材との両方を備え、
   前記分散部材は、前記尿素水添加手段と前記防着部材との間に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
6. 前記分散部材を複数備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。

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