JP7654789B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気浄化装置に関する。

排気ガスの通過経路に尿素水を噴射して加熱分解することによりアンモニアを生成し、排気ガスと混合して窒素酸化物の還元を行うＳＣＲ（Selective catalytic reduction, 選択式触媒還元）システムが、従来技術として知られている（特許文献１）。

特許第６０７７６６５号公報

特許文献１に記載された装置においては、触媒やフィルタの軸方向に尿素水の噴射装置を配置し、さらにオーバーフロー管を上下に延ばす必要があり、設計上の制約が大きかった。

本発明は、一態様として、内燃機関から排出された排気ガスに還元剤を接触させる接触装置と、前記接触装置と接続され、第１方向に延びる軸を有するとともに前記排気ガスの窒素酸化物と前記還元剤との反応を促進させる触媒を有し、前記接触装置と接続する触媒装置と、を備え、前記接触装置は、前記排気ガスへ前記還元剤を噴射する噴射部と、前記噴射部と前記触媒装置とを接続し、前記第１方向と略平行に延びる管状の接続部と、を有する、排気浄化装置を提供する。

本発明によれば、設計上の制約が少ない排気浄化装置を提供することができる。

第１実施形態に係る浄化装置の概略図であり、（ａ）ＤＯＣ装置及びＤＰＦ装置を備えた構成と、（ｂ）ＤＯＣ装置及びＤＰＦ装置を省略した構成を示す。 第１実施形態に係る接触装置及びＤＰＦ装置の（ａ）斜視図と（ｂ）断面図である。 （ａ）図２のIII－III線による断面図と、（ｂ）ＳＣＲ触媒装置、ＤＰＦ装置、及びオーバーフロー管の配置を示す図である。 第１変形例に係る接触装置及びＤＰＦ装置の（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、及び（ｃ）ＩＶｃ線による断面図である。 図４のＶ－Ｖ線による断面図である。 第２変形例に係る接触装置及びＤＰＦ装置の（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）ＶＩｃ線による断面図、及び（ｄ）ＶＩｄ線による断面図である。 第３変形例に係る接触装置及びＤＰＦ装置の（ａ）斜視図及び（ｂ）断面図である。 第２実施形態に係る浄化装置の概略を示す（ａ）上面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）ＤＯＣ装置及びＤＰＦ装置を省略した構成を示す上面図である。 第２実施形態に係る接触装置及び触媒装置を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、及び（ｃ）ＩＸｃ－ＩＸｃ線による断面図である。 第２実施形態に係る接触装置及びＳＣＲ触媒装置を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、及び（ｃ）Ｘｃ－Ｘｃ線による断面図である。 第２実施形態に係る浄化装置の概略図である。 従来技術におけるＤＰＦとオーバーフロー管の配置を示す断面図である。

＜第１実施形態＞
排気浄化装置の第１実施形態である浄化装置１について、図１～図３を参照しつつ以下に説明する。浄化装置１は、選択式触媒による還元（ＳＣＲ）、すなわち尿素水を排気ガスに噴射し、還元剤であるアンモニアを用いて排気ガス中の窒素酸化物の還元を行う装置である。

浄化装置１は、ディーゼルエンジン１０１を備える車両１００に装着され、ディーゼルエンジン１０１の排気ガスを浄化する。なお以下の説明では、図１に示すように車両１００の方向に基づき、浄化装置１の前後、上下、左右の各方向を定義するものする。

浄化装置１は、酸化触媒(DOC: Diesel Oxidation Catalyst)を備えたＤＯＣ装置２、ＤＰＦ装置３、接触装置４、及び、ＳＣＲ触媒５１を有するＳＣＲ触媒装置５を主に備える。図１（ａ）に示すように、ＤＯＣ装置２及びＤＰＦ装置３は、車両１００の左右方向に並ぶように配置される。これらの装置は配管または筐体を介して接続され、内部の空間が繋がった状態（以下、連通ともいう）となっている。ディーゼルエンジン１０１の排気ガスは、ＤＯＣ装置２、ＤＰＦ装置３、接触装置４、ＳＣＲ触媒装置５の順に各装置を通過する。

浄化装置１は、図１（ｂ）に示すように、ＤＯＣ装置２及びＤＰＦ装置３を備えず、ディーゼルエンジン１０１とＳＣＲ触媒装置５が接触装置４を介して接続される構成とすることも可能である。ただし以下においては、特に記載が無い限りＤＯＣ装置２及びＤＰＦ装置３を備えた構成（図１（ａ））を前提として説明を行う。

ＤＰＦ装置３は、図２に示すように、ケース３１、シェル３３、ＤＰＦ３４（Diesel Particulate Filter）を備える。

ケース３１は、シェル３３、及びＤＰＦ３４を収容する筐体であり、左右方向に延びる軸を持つ略筒状の部材である。

シェル３３は、左右方向に延びる軸を有する略円筒形状に形成される。シェル３３は、ケース３１よりも小径の円筒部材であり、ケース３１の内部に収容される。シェル３３の右端部は、ＤＰＦ３４を通過した排気ガスを排出するための開口を持つ排出部３３Ａを形成する。

ＤＰＦ３４は、排気ガス中の微粒子成分を捕集して除去するためのフィルタであり、軸３４Ａを持つ円柱形状を有する。ＤＰＦ３４は、軸３４Ａが左右方向を向くように、シェル３３の内部に取り外し可能に収容される。

接触装置４は、ＤＰＦ装置３から排出された排気ガスと還元剤である尿素水とを接触させ、さらにＳＣＲ触媒装置５へ向けて排気ガスを案内する機能を有する。接触装置４は、図２に示すようにケース４１、噴射装置４２、及びオーバーフロー管４３、複数のバッフルプレート４４を備える。

ケース４１は、接触装置４の外殻をなす筐体であり、ケース４１は、ケース３１の右方を覆うように取り付けられる。ケース４１の内部は排気ガスを案内するため中空に形成される。詳細に述べると、ケース４１の内部には、下部チャンバ４１Ａ、その上方に設けられた中部チャンバ４１Ｂ、及び、中部チャンバ４１Ｂの上方の上部チャンバ４１Ｃが形成される。これらの各チャンバ４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃは互いに連通しており、図２に矢印で示すように、排出部３３Ａから排出された排気ガスを順次上方へ案内することができる。

下部チャンバ４１Ａは、排出部３３Ａから排出された排気ガスが最初に通過するチャンバであり、ケース３１の右方に形成されて排出部３３Ａと連通する。

上部チャンバ４１Ｃは、ケース４１の上部に形成されたチャンバである。上部チャンバ４１Ｃでは、排気ガスに対する尿素水の噴射が実行されるとともに、オーバーフロー管４３への排気ガスの誘導が行われる。

中部チャンバ４１Ｂは、下部チャンバ４１Ａと上部チャンバ４１Ｃとの間に形成され、排気ガスの流動方向を調節しつつ下部チャンバ４１Ａから上部チャンバ４１Ｃと案内する機能を有する。

噴射装置４２は、ケース４１の上端部に固定された装置であり、尿素水を上部チャンバ４１Ｃ内に向け、左方に噴射する機能を有する。噴射装置４２は、オーバーフロー管４３の上方に位置し、オーバーフロー管４３の上方に尿素水の噴射を行う。

オーバーフロー管４３は左右方向に延びる管状部材であり、図３に示すように上下につぶれた略楕円形の断面を有する。オーバーフロー管４３は、図２（ｂ）に示すように、ケース４１の上部から左方に延びるように設けられており、排気ガスをＳＣＲ触媒装置５へと案内する機能を有する。

オーバーフロー管４３の右端部は上部チャンバ４１Ｃの内部へ配置される。オーバーフロー管４３の右端部上面には開口４３Ｃが形成されており、オーバーフロー管４３の内部と上部チャンバ４１Ｃとは開口４３Ｃを介して連通する。図２（ｂ）に示すように、上部チャンバ４１Ｃ内において、オーバーフロー管４３の外周部と、ケース４１の内面との間には隙間が形成される。

バッフルプレート４４は、前後及び上下方向に延びる板状部材であり、ケース４１の上部に固定される。バッフルプレート４４は、開口４３Ｃの上方において、左右方向に並ぶように複数枚配置される。バッフルプレート４４の下端部は、オーバーフロー管４３の内部に位置するとともに、オーバーフロー管４３の内面との間に隙間を形成する（図３）。

ＳＣＲ触媒装置５は、オーバーフロー管４３と接続する。ＳＣＲ触媒装置５は、オーバーフロー管４３から排気ガスの供給を受け、アンモニアによる窒素酸化物の還元反応を、ＳＣＲ触媒５１によって促進させる機能を有する。ＳＣＲ触媒５１は、水平に延びる軸５１Ａを持つ円柱形状の部材（図３（ｂ））である。

上述のように、オーバーフロー管４３は、軸５１Ａ及び軸３４Ａと平行になるように配置される。ただし、以降の変形例及び実施形態を含め、オーバーフロー管４３の延びる方向は、軸５１Ａ及び軸３４Ａの少なくとも１つに対して±５度の角度範囲（図３（ｂ）、上側をプラスとしている）以内とすることができる。同様に、以降の変形例及び実施形態を含め、オーバーフロー管４３の延びる方向は、水平方向だけでなく、水平方向に対して±５度の角度範囲以内とすることができる。

なお、本明細書では、オーバーフロー管４３が軸５１Ａまたは軸３４Ａに対して形成する角度の絶対値が５度以下である場合、オーバーフロー管４３は軸５１Ａまたは軸３４Ａに対して「略平行」であると説明している。なお、オーバーフロー管４３は軸５１Ａまたは軸３４Ａに対して、例えば水平方向など、上下以外の方向にも交差角を形成し得る。また、オーバーフロー管４３の延びる方向が、水平方向に対して±５度の角度範囲以内である場合、「略水平」であると説明している。

（排気ガスの浄化）
浄化装置１における排気ガスの浄化について以下に説明する。ＤＯＣ装置２は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化させる。その後、排気ガスがＤＰＦ装置３を通過するが、その際にＤＰＦ３４が排気ガス中の微粒子成分を捕集して除去する。排気ガスは、ＤＰＦ３４の右端面から排出され、排出部３３Ａを通過して接触装置４へ入る。

接触装置４の内部に入った排気ガスは、下部チャンバ４１Ａ、中部チャンバ４１Ｂ、及び、上部チャンバ４１Ｃの順に通過する。上部チャンバ４１Ｃ内部では、排気ガスが、オーバーフロー管４３の外方を回り、開口４３Ｃを介してオーバーフロー管４３の内部へ入る。このとき排気ガスは、オーバーフロー管４３の外周に沿って流れることによって、旋回するような流れ（以下、「旋回流」とする）を２つ対称に作り、これらの旋回流を維持しながらオーバーフロー管４３内部をＳＣＲ触媒装置５へ向けて進む（図２（ｂ）、図３）。バッフルプレート４４及びオーバーフロー管４３は、移動する排気ガスによって管の内外から加熱される。

中部チャンバ４１Ｂが上部チャンバ４１Ｃ及びオーバーフロー管４３の下方に位置するため、中部チャンバ４１Ｂから移動する際、排気ガスはオーバーフロー管４３の延びる方向に対して交差する方向に移動する。このため排気ガスの流速が低下し難く、旋回流を効率よく起こすことができる。アンモニア及び尿素水と排気ガスとの混合及び攪拌が容易となる。

同時に、上部チャンバ４１Ｃでは噴射装置４２から尿素水の噴射が行われる。尿素水は、バッフルプレート４４に当たり、排気ガスと共に開口４３Ｃからオーバーフロー管４３の内部に入る。尿素水が含有する尿素はバッフルプレート４４またはオーバーフロー管４３によって加熱され、アンモニアを生成する。排気ガスの旋回流によって、アンモニアと排気ガスとの混合、攪拌が行われる。

排気ガスがオーバーフロー管４３の周囲を移動するため、オーバーフロー管４３は加熱されやすく、尿素水の加熱によるアンモニアの生成が容易となる。すなわちオーバーフロー管４３の内側に付着した尿素水が効率よく加熱され、容易にアンモニアを発生させることが可能となる。また、尿素水がアンモニアを生成することなくオーバーフロー管４３の内部に滞留し、尿素結晶物を生じて固着させてしまう虞が低減される。

オーバーフロー管４３を通過した排気ガスは、ＳＣＲ触媒装置５に到達する。ＳＣＲ触媒装置５では、アンモニアによる排気ガス中の窒素酸化物の還元が、ＳＣＲ触媒５１により促進される。この結果、排気ガス中の窒素酸化物は窒素へと還元される。

＜第１変形例＞
なお中部チャンバの形状、寸法は、図２、図３に示したものに限定されず、様々なものとすることができる。第１変形例による接触装置１０４として図４に示す。なお、以下では第１実施形態と同様の構成を備える装置、部材等には第１実施形態と同じ参照番号を付し、説明を省略する。

接触装置１０４はケース１４１を備える。ケース１４１に形成された中部チャンバ１４１Ｂは、オーバーフロー管４３とケース３１との間に位置し、左右に延びるように形成される。中部チャンバ１４１Ｂの左右長さは、開口４３Ｃの左右長さとほぼ同じである。

中部チャンバ１４１Ｂが上部チャンバ４１Ｃ及びオーバーフロー管４３の下方に位置するため、図４、図５に矢印で示すように、排気ガスは、中部チャンバ１４１Ｂから上部チャンバ４１Ｃに移動する際、オーバーフロー管４３に対して略直交する方向、すなわち直上へ移動する。

広範囲に亘って排気ガスがオーバーフロー管４３の周囲を移動するため、オーバーフロー管４３は加熱されやすく、尿素水の加熱によるアンモニアの生成が容易となる。すなわちオーバーフロー管４３の内側に付着した尿素水が効率よく加熱され、容易にアンモニアを発生させることが可能となる。また、尿素水がアンモニアを生成することなくオーバーフロー管４３の内部に滞留し、尿素結晶物を生じて固着させてしまう虞が低減される。

排気ガスがオーバーフロー管４３に対して、交差する方向、好ましくは直交して移動するため、排気ガスの流速が低下し難く、旋回流を効率よく起こすことができる。アンモニア及び尿素水と排気ガスとの混合及び攪拌が容易となる。

＜第２変形例＞
第２変形例による接触装置２０４を図６に示す。接触装置２０４のケース２４１には、下部チャンバ４１Ａ、中部チャンバ２４１Ｂ、上部チャンバ４１Ｃに加えて、ケース３１の径方向外方に設けられた流路２４１Ｄが形成される。

中部チャンバ２４１Ｂは、左右方向に延びるように形成された空間であり、ケース３１に対して前側または後側など、上方以外に位置する。また、中部チャンバ２４１Ｂは、軸３４Ａよりも下方に形成される。中部チャンバ２４１Ｂがケース３１の上方に配置されないので、接触装置２０４の高さ寸法を、第１変形例の接触装置１０４よりも小さくすることができる。

流路２４１Ｄは、ケース３１の外周面とケース２４１の内周面との間に形成された空間であり、中部チャンバ２４１Ｂと上部チャンバ４１Ｃとを接続する。

排気ガスは、図６（ｂ）、（ｃ）に矢印で示すように、下部チャンバ４１Ａから斜め下方に移動し、中部チャンバ２４１Ｂへ入る。さらに排気ガスは、２つの流れに分かれて流路２４１Ｄを通り、上方への流れを作りながら上部チャンバ４１Ｃへと流れ込む（図６（ｄ））。排気ガスは、上部チャンバ４１Ｃにおいて旋回流を作りながらオーバーフロー管４３に流入する。

上部チャンバ４１Ｃ内部における排気ガスの動き、及び尿素水の噴射は、第１実施形態と同様である。すなわち、このような構成においても装置の高さを抑えつつ、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

＜第３変形例＞
第３変形例によるＤＰＦ装置３０３及び接触装置３０４を図７に示す。ＤＰＦ装置３０３は、ケース３１、シェル１３３、ＤＰＦ３４及びガスケット１３５を有する。シェル１３３の外周面とケース３１の内周面との隙間はガスケット１３５によって塞がれ、排気ガスの漏れが防止されている。また、接触装置３０４はケース３４１を有する。

シェル１３３は略円筒形の部材であり、シェル１３３の右端面はケース３４１と接触する。排出部１３３Ａには、シェル１３３の側壁を貫通する複数の開口１３３Ｂが周方向に並んで形成される。排気ガスは、複数の開口１３３Ｂを通過してシェル１３３の径方向外方へ流れることができる。

シェル１３３の径方向外方には、シェル１３３外周面とケース３４１の内周面とによって画定された下部チャンバ３４１Ａが形成される。下部チャンバ３４１Ａは、第１実施形態の下部チャンバ４１Ａと異なり、左右方向視で環状となるように形成される。下部チャンバ３４１Ａは、その上部において中部チャンバ４１Ｂと連通する。

排出部１３３Ａから排出された排気ガスは、下部チャンバ３４１Ａ、中部チャンバ４１Ｂ、及び、上部チャンバ４１Ｃへと案内され、上方に移動する。その後、第１実施形態及び第１変形例と同様に、上方に移動した排気ガスは、上部チャンバ４１Ｃにおいて旋回流を作りながらオーバーフロー管４３に流入する。

このような構成としても、ＤＰＦ装置３０３及び接触装置４の左右方向長さを短くし、コンパクトな構成とすることができる。特に、シェル１３３の右端部をケース３４１と接触させることができるため、ケース３４１の左右方向の寸法を小さくすることができる。

第１実施形態において、オーバーフロー管４３は、延びる方向がＤＰＦ３４の軸方向と略平行となるように配置されるが、以下の第２実施形態に示すように、ＳＣＲ触媒５１の延びる方向または軸方向と略平行となるように配置されてもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態による浄化装置４０１を、以下に説明する。なお、以下では第１実施形態と同様の構成を備える装置、部材等には第１実施形態と同じ参照番号を付し、説明を省略する。

浄化装置４０１は、図８に示すように、ＤＯＣ装置２、ＤＰＦ装置３、接触装置４０４、及び、ＳＣＲ触媒５１を有するＳＣＲ触媒装置５を主に備える。

なお、浄化装置４０１は、図８（ｃ）に示すように、ＤＯＣ装置２及びＤＰＦ装置３を備えず、ディーゼルエンジン１０１とＳＣＲ触媒装置５とが接触装置４を介して接続される構成とすることも可能である。ただし以下においては、特に記載が無い限りＤＯＣ装置２及びＤＰＦ装置３を備えた構成（図８（ａ）、（ｂ））を前提として説明を行う。 ＤＰＦ装置３と接触装置４０４とは、前後方向に間隔を取って配置される。

ＳＣＲ触媒装置５は車両１００の車台に固定される。ＳＣＲ触媒装置５のＳＣＲ触媒５１は円柱形状に形成され、ＳＣＲ触媒５１は軸心５１Ａを持ち、軸心５１Ａは前後方向に、かつ水平又は略水平に延びる（図８、図９）。ＳＣＲ触媒装置５は、接触装置４０４から排気ガスの供給を受け、窒素酸化物の還元反応をＳＣＲ触媒５１によって促進させる。

接触装置４０４は、図９に示すように、ケース４４１、噴射装置４４２、及びオーバーフロー管４４３、複数のバッフルプレート４４４、及び配管４４５を備える。

ケース４４１は、前後に延びる略筒状の部材であり、排出部３３Ａと接続されて排気ガスの供給を受ける。ケース４４１は、第１実施形態などの上部チャンバ４１Ｃと同様、その内部において排気ガスを尿素水と接触させる機能を有する。

噴射装置４４２はケース４４１の上部前端部に固定される。噴射装置４４２は、尿素水をケース４４１の内部へ向けて後方へ噴射する機能を有する。噴射装置４４２は、オーバーフロー管４４３の上側に位置し、オーバーフロー管４４３の上方に尿素水の噴射を行う。

オーバーフロー管４４３は、ケース４４１とＳＣＲ触媒装置５とを繋ぐ、前後に延びる略水平の管であり、図９（ｃ）に示すように、断面視で略楕円形に形成される。オーバーフロー管４３の軸心は、軸心５１Ａと一致する。

オーバーフロー管４３の前端部はケース４４１の内部に配置される。オーバーフロー管４４３の前端部の上面には開口４４３Ｃが形成されており、オーバーフロー管４４３とケース４４１とは開口４４３Ｃを介して連通する。図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、ケース４４１内において、オーバーフロー管４４３の外周面と、ケース４４１の内面との間には隙間が形成される。

バッフルプレート４４４は、左右及び上下方向に延びる板状部材であり、ケース４４１の内部上面に固定される。バッフルプレート４４４は、開口４４３Ｃの上方において、前後に並ぶように複数枚配置される。バッフルプレート４４４の下端部は、オーバーフロー管４４３の内部に位置するとともに、オーバーフロー管４４３の内面との間に隙間を形成する（図９（ｃ））。

配管４４５は、ケース４４１と排出部３３Ａとを繋ぎ、排気ガスを排出部３３Ａからケース４４１へ案内する機能を有する。換言すれば、オーバーフロー管４４３の延びる方向と交差する方向に、望ましくは直角に、配管４４５の後端部は延びる。

なお、配管４４５とケース４４１との接続方向は、様々な方向とすることができる。例えば図９に示すように、配管４４５の後端部を上方へ屈曲させ、ケース４４１と接続させることができる。この場合、排気ガスは、上方に移動しながらオーバーフロー管４４３の外方を回り、開口４４３Ｃを介してオーバーフロー管４３の内部へ移動する。

また、図１０に示すように、配管４４５の後端部を左右方向に延ばし、ケース４４１と接続させることができる。このような接続方法を採用する場合、例えば図１１のように、軸心５１Ａが左右方向に延びるようにＳＣＲ触媒５１を設置することも可能となる。

この場合、配管４４５とケース４４１の内周面に設けられる隙間の長さは、配管４４５と接続されている側の長さ（図１０（ｃ）、Ｌ２）をその反対側の長さ（Ｌ３）よりも狭くすることが好ましい。経路長の違いによる圧力損失を調整し、排気ガスの流量、流速、または旋回流の大きさを対称に近づけるためである。排気ガスは、水平に移動してオーバーフロー管４４３の外方を回り、開口４４３Ｃを介してオーバーフロー管４３の内部へ移動する。

配管４４５はオーバーフロー管４３の延びる方向と交差するように接続されることが望ましいが、設計上の制約がある場合、配管４４５の後端部は、オーバーフロー管４４３と交差する方向に延ばさなくともよい。オーバーフロー管４４３と同じ方向に配管４４５の後端部が延び、ケース４４１と接続された構成とすることも可能である。

（排気ガスの浄化）
浄化装置４０１における排気ガスの浄化の原理は実施形態１の浄化装置１と同様である。すなわち、ＤＯＣ装置２は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化し、その後排気ガスがＤＰＦ装置３を通過する。その際にＤＰＦ３４が排気ガス中の微粒子成分を捕集して除去する。排気ガスは、ＤＰＦ３４から排出され、接触装置４の配管４４５へ流入する。

排気ガスは、配管４４５からケース４４１へ移動するとき、配管４４５の後端部の方向に沿って移動する。すなわち、図９の例において排気ガスは上方に移動し、図１０の例においては略水平に移動する。ケース４４１の内部では、排気ガスがオーバーフロー管４４３の外方を回り、開口４４３Ｃを介してオーバーフロー管４４３の内部へ入る。このとき排気ガスは、オーバーフロー管４４３の外周に沿って回り込むことによって２つの旋回流を作り、この旋回流を維持しながらオーバーフロー管４４３内部をＳＣＲ触媒装置５へ向けて進む（図９（ｂ）、図１０（ｂ））。バッフルプレート４４４及びオーバーフロー管４４３は、排気ガスによって加熱される。

同時に、上部チャンバ４４１Ｃでは噴射装置４４２から尿素水の噴射が行われる。尿素水は、バッフルプレート４４４に当たり、排気ガスと共に開口４４３Ｃからオーバーフロー管４４３の内部に送り込まれる。尿素水が含有する尿素はバッフルプレート４４４またはオーバーフロー管４４３によって加熱され、アンモニアを生成する。排気ガスの旋回流によって、アンモニアと排気ガス中との混合、攪拌が行われる。

排気ガスは、配管４４５の延びる方向にしたがって進み、オーバーフロー管４４３に対して交差する方向に流れる。このため排気ガスの流速が低下し難く、旋回流を効率よく起こすことができる。アンモニア及び尿素水と排気ガスとの混合及び攪拌が容易となる。

オーバーフロー管４４３を通過した排気ガスは、ＳＣＲ触媒装置５に到達し、排気ガス中の窒素酸化物は窒素へと還元される。

＜効果＞
上記の各実施形態、変形例において、浄化装置１、４０１は、ディーゼルエンジン１０１（内燃機関に相当）から排出された排気ガス中の微粒子成分を捕集するＤＰＦ３４、及び、ＤＰＦ３４を通過した排気ガスを排出する排出部３３Ａ、１３３Ａを有するＤＰＦ装置３、３０３（フィルタ装置に相当）を有する。また浄化装置１、４０１は、排出部３３Ａ、１３３Ａと接続、連通し、尿素を含有する還元剤と排気ガスと接触させる接触装置４、１０４、２０４、３０４、４０４を有する。また、浄化装置１、４０１は、接触装置４、１０４、２０４、３０４、４０４と接続、連通し、前記排気ガスの窒素酸化物と前記還元剤との反応を促進させるＳＣＲ触媒を有する触媒装置５を備える。接触装置４は、排気ガスへ還元剤を噴射する噴射部（噴射装置４２、４４２及び上部チャンバ４１Ｃ、４４１Ｃ）と、噴射部と触媒装置５とを接続し、軸３４Ａ及び軸心５１Ａの少なくとも１つと平行または略平行に延びるオーバーフロー管４３、４４３（接続部に相当）と、を有する。

上記構成においては、接触装置４、１０４、２０４、４０４は、必ずしもＤＰＦ３４と同軸に並べる必要が無い。例えば、接触装置４、１０４、２０４、３０４をＤＰＦ３４と略平行に配列したり、接触装置４０４をＤＰＦ３４の下方に配置、または触媒装置５と略平行に配置したりすることが可能となる。そのため、装置を設計する上での制約が少ない。図１などに明らかなように車両１００の車幅や車台の大きさの影響を受け、浄化装置１、４０１を配置可能な領域の大きさは限られている。上記構成では排気ガスの浄化性能を維持しつつ、装置寸法を抑えることができる。

特に、接触装置４、１０４、２０４、３０４において、ケース３１端部からの水平方向への張り出し寸法（図２にＬ１として示す）を抑え、水平方向への寸法を小さくできる。そのため、車幅の小さな車両１００に対しても設置可能となる（図１など）。

一方、従来技術においては、図１２に示すようにオーバーフロー管ＯＦをＤＰＦの軸方向に並べ、さらに直交するように延ばす必要があるなど、設計上多くの制約があった。上記構成では、このような制約を受けることなく、浄化装置１、４０１の設計を行うことができる。

また、上記の各実施形態、変形例において、オーバーフロー管４３、４４３は水平又は略水平に延びている。従来技術のようにオーバーフロー管を上下に延ばす必要が無いため、浄化装置１、４０１の設計上の制約が少ない。

上記の各実施形態、変形例において、噴射装置４２、４４２は、オーバーフロー管４３、４４３の開口４３Ｃ、４４３Ｃの上方に配置される。

噴射装置４２、４４２が略水平なオーバーフロー管４３、４４３の上方に位置するため、従来技術のようにオーバーフロー管と噴射装置を横に並べた構成とする必要がない。また、噴射装置４２が開口４３Ｃ、４４３Ｃの上方に配置されて、上部チャンバ４１Ｃ内部に還元剤を噴射する構成とするため、還元剤が円滑にオーバーフロー管４３、４４３の内部に流れ込み、排気ガスと良く混合される。

上記の各実施形態、変形例において、オーバーフロー管４３はＤＰＦ３４の上方に位置する。

オーバーフロー管４３をＤＰＦ３４の上方に配置することにより、接触装置４、１０４、２０４における、ケース３１端部からの水平方向への張り出し寸法を抑えることができる。

接触装置４は、排出部３３Ａからの排気ガスを案内する案内部（中部チャンバ４１Ｂ、１４１Ｂ、２４１Ｂ、流路２４１Ｄ、配管４４５）を備える。この案内部は、オーバーフロー管４３と交差する方向に、好ましくは直交するように排気ガスを案内する。

このような構成とすることで、排気ガスの流速が低下し難く、旋回流を効率よく起こすことができる。アンモニア及び尿素水と排気ガスとの混合及び攪拌が容易となる。

ＤＰＦ３４を収容する筒状のシェル１３３は、排出部１３３Ａを有する。排出部１３３Ａには、シェル１３３の側壁を貫通する開口１３３Ｂが形成される。排気ガスは、開口１３３Ｂを通過してシェル１３３の径方向外方へ流れることができる。

このような構成とすることにより、接触装置４の張り出し寸法を短くし、コンパクトな構成とすることができる。

１、４０１ 浄化装置
３、３０３ ＤＰＦ装置
４、１０４、２０４、３０４ 接触装置
５ ＳＣＲ触媒装置
４１、１４１、２４１、３４１ ケース
４１Ａ、３４１Ａ 下部チャンバ
４１Ｂ、１４１Ｂ、２４１Ｂ 中部チャンバ
２４１Ｄ 流路
４１Ｃ、４４１Ｃ 上部チャンバ
４２、４４２ 噴射装置
４３、４４３ オーバーフロー管
４４ バッフルプレート

Claims (5)

1. 内燃機関から排出された排気ガスに還元剤を接触させる接触装置と、
   水平な第１方向に延びる軸を有するとともに前記排気ガスの窒素酸化物と前記還元剤との反応を促進させる触媒を有する、前記接触装置と接続される触媒装置と、を備え、
   前記接触装置は、
   前記排気ガスへ前記還元剤を噴射する噴射部と、
   前記噴射部と前記触媒装置とを接続し、前記第１方向と略平行に延びる連続した管状部材である接続部と、を有し、
   前記噴射部は、前記排気ガスが通過する噴射室と、前記噴射室へ前記還元剤を噴射する噴射装置と、を有し
   前記接続部は、上部に開口が形成された端部を有し、
   前記噴射装置は前記開口の上方に前記還元剤を噴射する、
   排気浄化装置。
2. 前記排気ガス中の微粒子成分を捕集する、第２方向に延びる軸を有するフィルタ、及び、前記フィルタを通過した前記排気ガスを前記接続部へ排出する排出部、を有するフィルタ装置をさらに備え、
   前記接続部は、前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも１つと略平行に延びる、請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記接続部は前記フィルタの上方に位置する、請求項２に記載の排気浄化装置。
4. 前記接触装置は、前記排出部からの前記排気ガスを、前記接続部の延びる方向と交差する方向に案内する案内部をさらに有する、請求項２または３に記載の排気浄化装置。
5. 前記フィルタ装置は、前記フィルタを収容する、前記排出部を持った筒状部材をさらに有し、
   前記排出部には、前記筒状部材の側壁を貫通する開口が形成される、請求項２から４のいずれか１項に記載の排気浄化装置。

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