特許 6108427 尿素水噴射ノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6108427

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】尿素水噴射ノズル

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20170327BHJP

   B01D 53/56 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 BZAB

   B01D53/56

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-140013(P2012-140013)

(22)【出願日】2012年6月21日

(65)【公開番号】特開2014-5744(P2014-5744A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年5月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】595055162

【氏名又は名称】一般社団法人日本舶用工業会

(73)【特許権者】

【識別番号】591124293

【氏名又は名称】東海合金工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080621

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 寿一郎

(72)【発明者】

【氏名】井上 剛

(72)【発明者】

【氏名】村嶋 良二

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８０４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０８１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４１５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１９７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００ − ３／３８

Ｆ０２Ｍ ６１／００ − ６１／２０

Ｂ０１Ｄ ５３／５６、５３／７３、５３／８６−５３／９６

Ｂ０５Ｂ ７／００ − ７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

尿素水を供給する尿素水流路と、加圧空気を供給する気体流路とが構成され、尿素水と加圧空気とが混合されて、混合流路の下流側端部の噴射口から噴射される尿素水噴射ノズルであって、
前記尿素水噴射ノズルを構成する空気ノズルは、前記気体流路に連通する分岐流路と、前記分岐流路に連通する側面吐出口と、前記気体流路と尿素水流路とに連通する混合流路と、を有し、
前記側面吐出口は、前記尿素水噴射ノズルを構成する空気ノズルの外周側面に設けられており、
前記空気ノズルの下流側の側面は、噴射口から所定の範囲内において噴射口に近接するにつれて混合流路からの距離が短くなる砲弾状の曲面に形成され、
前記気体流路から供給されて側面吐出口から吐出された加圧空気は、前記側面吐出口から尿素水の噴射方向と同一の方向に吐出され、前記砲弾状に形成されている曲面に沿って、前記空気ノズルを包み込むように進んで混合流路の噴射口に到達し、前記混合流路から噴射される尿素水に混合される
ことを特徴とする尿素水噴射ノズル。

【請求項2】

前記尿素水噴射ノズルは、二重管と、空気ノズルと、ナットと、を有し、
前記空気ノズルは、前記ナットによって二重管に接続され、
前記二重管は、外管と、外管の内部に配置される内管とから構成され、
前記内管には、尿素水の流路である尿素水流路が構成され、
前記内管と外管との隙間には、加圧空気の流路である気体流路が構成され、
前記空気ノズルには、空気ノズルの気体流路孔に連通するように、側面から分岐流路が形成され、
前記空気ノズルとナットとの間には、前記側面吐出口が構成され、
前記側面吐出口は、前記空気ノズルの外周にて空気ノズルを囲むように構成される
ことを特徴とする請求項１記載の尿素水噴射ノズル。

【請求項3】

前記側面吐出口は、スリットにて構成される
ことを特徴とする請求項２記載の尿素水噴射ノズル。

【請求項4】

前記尿素水噴射ノズルは、前記空気ノズルを囲むように加圧空気が滞留する空間を有し、
前記気体流路と前記スリットとは、前記加圧空気が滞留する空間に連通される
ことを特徴とする請求項３記載の尿素水噴射ノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、尿素水噴射ノズルに関する。特に、船舶用の排気浄化装置における尿素水噴射ノズルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関から排出される排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるために、排気管の内部に選択還元型のＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を配設し、アンモニアを還元剤として、ＮＯｘを窒素と水とに還元する排気浄化装置が知られている。例えば特許文献１のごとくである。

【0003】

特許文献１に記載されている排気浄化装置は、排気管の内部に配置される尿素水噴射ノズルから尿素水を排気中に供給し、排気の熱によって尿素水からアンモニアを生成することでＮＯｘを窒素と水に還元するものである。しかし、尿素水噴射ノズルの表面に残留している尿素水の水分が排気の熱によって蒸発することで尿素が析出および成長し、排気管が閉塞されてしまう問題があった。

【0004】

一方、尿素水噴射ノズルのような２流体混合型のノズルにおいて、薬液（塗液）を霧状にするための圧縮気体をノズル先端に吐出しつつ、塗液と混合させることでノズル先端に塗液が付着して塊となる事態を防止するノズルが公知である。例えば特許文献２のごとくである。

【0005】

しかし、特許文献２に記載されているノズルは、塗液がノズルの先端に付着することを防止するものである。このため、船舶用の排気浄化装置における尿素水噴射ノズルのように上方に向けて尿素水を噴射する場合、ノズル全体に尿素水が付着するため、特許文献１に開示されている技術を適用しても尿素の析出および成長を効果的に防止できない点で不利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−３６０５７８号公報

【特許文献2】特開２００９−０４５５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する、尿素水噴射ノズルの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0009】

請求項１においては、尿素水を供給する尿素水流路と、加圧空気を供給する気体流路とが構成され、尿素水と加圧空気とが混合されて、混合流路の下流側端部の噴射口から噴射される尿素水噴射ノズルであって、前記尿素水噴射ノズルを構成する空気ノズルは、前記気体流路に連通する分岐流路と、前記分岐流路に連通する側面吐出口と、前記気体流路と尿素水流路とに連通する混合流路と、を有し、前記側面吐出口は、前記尿素水噴射ノズルを構成する空気ノズルの外周側面に設けられており、前記空気ノズルの下流側の側面は、噴射口から所定の範囲内において噴射口に近接するにつれて混合流路からの距離が短くなる砲弾状の曲面に形成され、前記気体流路から供給されて側面吐出口から吐出された加圧空気は、前記側面吐出口から尿素水の噴射方向と同一の方向に吐出され、前記砲弾状に形成されている曲面に沿って、前記空気ノズルを包み込むように進んで混合流路の噴射口に到達し、前記混合流路から噴射される尿素水に混合されるものである。

【0010】

請求項２においては、前記尿素水噴射ノズルは、二重管と、空気ノズルと、ナットと、を有し、前記空気ノズルは、前記ナットによって二重管に接続され、前記二重管は、外管と、外管の内部に配置される内管とから構成され、前記内管には、尿素水の流路である尿素水流路が構成され、前記内管と外管との隙間には、加圧空気の流路である気体流路が構成され、前記空気ノズルには、空気ノズルの気体流路孔に連通するように、側面から分岐流路が形成され、前記空気ノズルとナットとの間には、前記側面吐出口が構成され、前記側面吐出口は、前記空気ノズルの外周にて空気ノズルを囲むように構成されるものである。

【0011】

請求項３においては、前記側面吐出口は、スリットにて構成されるものである。

【0012】

請求項４においては、前記尿素水噴射ノズルは、前記空気ノズルを囲むように加圧空気が滞留する空間を有し、前記気体流路と前記スリットとは、前記加圧空気が滞留する空間に連通されるものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0014】

請求項１に係る発明によれば、尿素水噴射用の気体を利用して、尿素水噴射ノズルの側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【0015】

請求項２に係る発明によれば、尿素水噴射ノズルの側面吐出口から噴射口まで間の側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【0016】

請求項３に係る発明によれば、尿素水噴射ノズルの全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【0017】

請求項４に係る発明によれば、側面吐出口から吐出される気体の圧力が均一になり、むら無く尿素水噴射ノズルの全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す図。

【図2】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の尿素水噴射ノズルを示す一部断面図。

【図3】図２における尿素水噴射ノズルのＡ矢視図。

【図4】図２における尿素水噴射ノズルの別実施形態のＡ矢視図。

【図5】（ａ）本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の尿素水噴射ノズルから尿素水を排気管の内部に供給している状態を示す図（ｂ）図５（ａ）における尿素水噴射ノズルのＢ矢視図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図１および図２を用いて本発明の一実施形態に係る排気浄化装置１００について説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは、流体の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは流体の流れ方向における下流側を示す。

【0020】

図１に示すように、排気浄化装置１００は、エンジン２０から排出される排気を浄化するものである。排気浄化装置１００は、エンジン２０の排気管２１に設けられる。排気浄化装置１００は、尿素水噴射ノズル１、加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）６、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、ＮＯｘ検出部１２、制御部１３、第一供給流路１４、第二供給流路１５、ＮＯｘ触媒１８等を具備する。

【0021】

尿素水噴射ノズル１は、尿素水を排気管２１の内部に供給するものである。尿素水噴射ノズル１は、管状部材から構成され、その一側（下流側）を排気管２１の外部から内部へ挿通するようにして設けられる。この尿素水噴射ノズル１は、二重管２、液ノズル３、空気ノズル４、ナット５等を具備する（図２参照）。

【0022】

加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）６は、加圧空気をエアタンク７に供給するものである。加圧空気供給ポンプ６は、空気を加圧（圧縮）して供給する。加圧空気供給ポンプ６は、エアタンク７の圧力が所定の圧力を下回った場合、空気をエアタンク７に供給し、エアタンク７の圧力が所定の圧力に達すると停止する。なお、加圧空気供給ポンプ６は、本実施形態において、特に限定するものではなく、エアタンク７の圧力を維持できるものであればよい。

【0023】

加圧空気弁８は、加圧空気の流路を連通または遮断する。加圧空気弁８は、第二供給流路１５に設けられる。加圧空気弁８は、電磁弁で構成され、ソレノイドが制御部１３と接続される。加圧空気弁８は、スプールを摺動させることにより位置Ｖおよび位置Ｗに切り換えることが可能である。加圧空気弁８が位置Ｖの状態にある場合、第二供給流路１５は遮断される。従って、尿素水噴射ノズル１には、加圧空気が供給されない。加圧空気弁８が位置Ｗの状態にある場合、第二供給流路１５は連通される。従って、尿素水噴射ノズル１には、加圧空気が供給される。なお、加圧空気弁８は、電磁弁で構成されるが、特に限定するものではなく、駆動モータ等によって位置Ｖ、または位置Ｗに保持する構成でもよい。

【0024】

尿素水供給ポンプ９は、尿素水を供給する。尿素水供給ポンプ９は、第一供給流路１４に設けられる。尿素水供給ポンプ９は、尿素水タンク１０内の尿素水を所定の流量で第一供給流路１４を介して、尿素水噴射ノズル１に供給する。なお、尿素水供給ポンプ９は、本実施形態において、特に限定するものではなく、尿素水を所定の流量で供給できるものであればよい。

【0025】

切替弁１１は、尿素水の流路を切り替える。切替弁１１は、第一供給流路１４の尿素水供給ポンプ９の下流側に設けられる。また、切替弁１１には、ドレンポット１６が流路１５ａを介して接続されている。切替弁１１は、電磁弁で構成されソレノイドが制御部１３と接続される。切替弁１１は、スプールを摺動させることにより位置Ｘおよび位置Ｙに切り換えることが可能である。

【0026】

切替弁１１が位置Ｘの状態にある場合、第一供給流路１４は遮断され、尿素水噴射ノズル１とドレンポット１６とが連通される。従って、尿素水噴射ノズル１には、尿素水が供給されず、切替弁１１よりも下流側の第一供給流路１４内および尿素水噴射ノズル１内の尿素水給水がドレンポット１６に排出される。切替弁１１が位置Ｙの状態にある場合、第一供給流路１４は連通される。従って、尿素水噴射ノズル１には、尿素水が供給される。

【0027】

ＮＯｘ検出部１２は、エンジン２０の排気に含まれるＮＯｘ排出量を検出するものである。ＮＯｘ検出部１２は、ＮＯｘセンサ等から構成され、排気管２１の途中部であってＮＯｘ触媒１８よりも上流側に配置される。なお、ＮＯｘセンサを配置する位置やＮＯｘセンサの数は、本実施形態において、特に限定するものではなく、ＮＯｘ排出量を適宜検出できる構成であればよい。

【0028】

制御部１３は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８等を制御する。制御部１３には、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８等を制御するための種々のプログラムやデータが格納される。制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。また、制御部１３は、エンジン２０を制御するＥＣＵ２２と一体的に構成することも可能である。

【0029】

制御部１３は、ＥＣＵ２２、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、および切替弁１１にそれぞれ接続される。

【0030】

制御部１３は、ＥＣＵ２２からエンジン２０に関する各種情報をそれぞれ取得することが可能である。制御部１３は、ＮＯｘ検出部１２と接続され、ＮＯｘ検出部１２が検出するＮＯｘ排出量を取得することが可能である。また、制御部１３は、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、および切替弁１１をそれぞれ制御することが可能である。

【0031】

ＮＯｘ触媒１８は、ＮＯｘの還元反応を促進させるものである。ＮＯｘ触媒１８は排気管２１の内部であって、尿素水噴射ノズル１よりも下流側に配置される。ＮＯｘ触媒１８はハニカム状に構成され、尿素水が熱・加水分解されて生成されるアンモニアが排気に含まれるＮＯｘを窒素と水とに還元する反応を促進させる。

【0032】

次に、図２および図３を用いて、内部混合式の尿素水噴射ノズル１について具体的に説明する。なお、尿素水噴射ノズル１の方式は、本実施形態に限定されるものではなく、外部混合式の尿素噴射ノズルでもよい。

【0033】

図２に示すように、尿素水噴射ノズル１は、二重管２、液ノズル３、空気ノズル４、ナット５を具備する。

【0034】

二重管２は、尿素水噴射ノズル１の主たる構成部材であり、尿素水の流路と加圧空気の流路とを構成する。二重管２は、一側が排気管２１の内部に位置し、他側（上流側）が排気管２１の外部に位置するように配置される。二重管２の下流側端部は、排気管２１の内部に配置されるＮＯｘ触媒１８の上流側に配置される。

【0035】

二重管２は、外管２ｂと、外管２ｂの内部に配置される内管２ａとから構成される。内管２ａには、尿素水の流路である尿素水流路２ｃが構成される。内管２ａと外管２ｂとの隙間には、加圧空気の流路である気体流路２ｄが構成される。外管２ｂの外側の途中部には、排気管２１と水密的に接続可能な図示しない接続部が構成される。内管２ａの下流側端部および外管２ｂの下流側端部には、雌ネジ部２ｅおよび雄ネジ部２ｆが形成される。二重管２の上流側端部には、尿素水流路２ｃと連通される尿素水供給ポート２ｇと、気体流路２ｄと連通される気体供給ポート２ｈとが構成される。

【0036】

液ノズル３は、尿素水が噴射される。液ノズル３は、略円筒状の部材から形成され、二重管２の下流側に配置される。液ノズル３の一側（下流側）端部は軸心部を中心として略円錐状に形成される。この端部の中心部には、略円柱状の凸部３ａが軸方向に突出して形成される。液ノズル３の他側（上流側）端部には、雄ネジ部３ｂが軸方向に突出するように形成される。さらに、液ノズル３の軸心部には、尿素水流路３ｃが雄ネジ部３ｂから凸部３ａまで液ノズル３全体を軸方向に貫通するように形成される。この尿素水流路３ｃは、途中部で下流側に向けて縮径され、尿素水流路３ｃの下流側端部の内径が尿素水流路３ｃの上流側端部の内径より小さくなるように形成される。

【0037】

液ノズル３は、雄ネジ部３ｂが二重管２の雌ネジ部２ｅに螺合される。これにより、二重管２と液ノズル３とが接続されて、尿素水流路３ｃと二重管２の尿素水流路２ｃとが連通される。こうして、尿素水流路３ｃに、二重管２の尿素水流路２ｃから尿素水が供給可能に構成される。

【0038】

空気ノズル４は、霧化された尿素水が噴射される。空気ノズル４は略円柱状の部材から形成される。空気ノズル４は、他側（上流側）端が二重管２の下流側端部に当接するようにして液ノズル３の下流側に配置される。空気ノズル４の軸心部には、途中部で一側（下流側）に向かって縮径する略円錐状の縮径部を有する孔が、上流側端から下流側端に向けて、貫通するように形成される。孔の上流側端部は、液ノズル３の下流側端部を挿入しても圧縮空気が通過可能な空間が構成される程度の内径に形成される。縮径部の縮径側端の軸心部には、尿素水の混合流路４ｃが形成される。そして、空気ノズル４の下流側端部には、混合流路４ｃの開口部である噴射口４ｅが形成される。

【0039】

空気ノズル４の上流側端部の側面には、つば部４ａが形成される。空気ノズル４の下流側の側面は、噴射口４ｅを頂点とする砲弾状に形成される。つまり、空気ノズル４の下流側の側面は、噴射口４ｅから所定の範囲内において噴射口４ｅに近接するにつれて混合流路４ｃからの距離が短くなる曲面４ｂが形成される。なお、本実施形態において、空気ノズル４の下流側の側面を砲弾状としたがこれに限定されるものではなく、円錐状や円錐台形状としてもよい。

【0040】

空気ノズル４は、ナット５により二重管２に接続される。空気ノズル４の上流側の孔には、液ノズル３の下流側端部が挿入される。この際、空気ノズル４の孔と液ノズル３との間に隙間が形成される。当該隙間は、気体流路４ｄとして二重管２の気体流路２ｄと混合流路４ｃとに連通するように構成される。こうして、混合流路４ｃには、液ノズル３の尿素水流路３ｃから尿素水が供給され、気体流路４ｄから加圧空気が供給される。つまり、空気ノズル４は、二重管２に螺合されることで、噴射口４ｅから尿素水が噴射可能に構成される。

【0041】

空気ノズル４には、その側面から空気ノズル４の孔に連通するように一以上の分岐流路４ｆが形成される。つまり、分岐流路４ｆは、空気ノズル４の側面から気体流路４ｄに連通するように形成される。気体流路４ｄに加圧空気が供給されると分岐流路４ｆを介して空気ノズル４の側面に加圧空気の一部が吐出される。分岐流路４ｆは、空気ノズル４の側面に吐出させる加圧空気の量に応じて、分岐流路４ｆの数や、流路内径が決定される。

【0042】

ナット５は、二重管２と空気ノズル４とを締結する。ナット５の内径には、空気ノズル４のつば部４ａに係合される段付部５ａが形成される。段付部５ａの上流側は、二重管２の雄ネジ部２ｆに螺合される雌ネジ部５ｂが形成される。段付部５ａの下流側は、空気ノズル４が隙間無く挿入可能な程度の内径に形成される。また、段付部５ａの下流側であって、空気ノズル４の分岐流路４ｆに対向する部分に拡径部が形成される。当該拡径部の下流側は、空気ノズル４の外径よりもわずかに大きい内径に形成される。

【0043】

ナット５は、空気ノズル４のつば部４ａに段付部５ａが係合するようにして二重管２の雄ネジ部２ｆに雌ネジ部５ｂを螺合して固定される。これにより、空気ノズル４の上流側端部が二重管２の下流側端部に密接して固定される。この際、ナット５の拡径部と空気ノズル４の側面とから気体が滞留する空間５ｃが構成される。これにより、空間５ｃは、空気ノズル４の分岐流路４ｆを介して加圧空気が供給可能に構成される。

【0044】

図２および図３に示すように、空間５ｃよりも下流側のナット５と空気ノズル４との間には、スリット５ｄが構成される。つまり、スリット５ｄは、空気ノズル４を囲むようにして側面に沿って構成される。さらに、スリット５ｄは、空間５ｃに連通されている。すなわち、空間５ｃに供給される加圧空気は、スリット５ｄから空気ノズル４の側面にそって尿素水の噴射方向と同一の方向である空間５ｃの下流側にむけて加圧空気が吐出可能に構成される。このようにして、空気ノズル４の側面には、加圧空気が吐出される側面吐出口であるスリット５ｄが構成される。なお、本実施形態において、側面吐出口をスリット５ｄから構成したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、複数の孔５ｅ・５ｅ・・から構成してもよい。

【0045】

以上より、尿素水噴射ノズル１は、一側（下流側）端部に尿素水を噴射する液ノズル３、および空気ノズル４を具備し、ＮＯｘ触媒１８に向けて尿素水を噴射するように構成される。なお、尿素水噴射ノズル１の構成は、本実施形態において、液ノズル３と空気ノズル４とから尿素水流路３ｃ、気体流路４ｄ、および混合流路４ｃを構成しているが、特に限定するものではなく、尿素水流路３ｃ、気体流路４ｄ、および混合流路４ｃがそれぞれ構成されていればよい。

【0046】

以下では、図１を用いて、加圧空気弁８と切替弁１１との動作態様について説明する。

【0047】

図１に示すように、エアタンク７は、加圧空気弁８を介して第二供給流路１５によって尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに接続される。

【0048】

上述の通り、通常、加圧空気弁８は、位置Ｖに保持される。この場合、第二供給流路１５が閉塞されているので、加圧空気は尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに供給されない。

【0049】

制御部１３が加圧空気弁８のソレノイドに通電した場合、加圧空気弁８は、位置Ｖから位置Ｗに切り替えられる。この場合、第二供給流路１５が連通されるので、加圧空気は尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに供給される。

【0050】

制御部１３が加圧空気弁８のソレノイドへの通電を停止した場合、加圧空気弁８は、位置Ｖに切り替えられる。この場合、第二供給流路１５が閉塞されるので、加圧空気は尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに供給されない。

【0051】

図１に示すように、尿素水タンク１０は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１を介して第一供給流路１４によって尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに接続される。

【0052】

上述の通り、通常、切替弁１１は、位置Ｘに保持される。この場合、第一供給流路１４が閉塞されているので、尿素水は尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに供給されない。また、尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇが流路１５ａを介してドレンポット１６内で大気開放されている。

【0053】

制御部１３が切替弁１１のソレノイドに通電した場合、切替弁１１は位置Ｙに切り替えられる。この場合、第一供給流路１４が連通されるので、尿素水は尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに供給される。また、ドレンポット１６との連通が遮断され、尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇは大気開放されない。

【0054】

制御部１３が切替弁１１のソレノイドへの通電を停止した場合、切替弁１１は位置Ｘに切り替えられる。この場合、第一供給流路１４が閉塞されるので、尿素水は尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに供給されない。また、ドレンポット１６に連通されるので、尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇがドレンポット１６内で大気開放される。

【0055】

以下では、図１、図２、および図５を用いて、尿素水噴射ノズル１の動作態様について説明する。

【0056】

図１に示すように、排気管２１の内部に尿素水の供給（噴射）が開始される場合、制御部１３が切替弁１１を位置Ｙとすることによって、尿素水が尿素水噴射ノズル１（二重管２）の尿素水供給ポート２ｇに供給される。図２、および図５（ａ）に示すように、尿素水は、図５（ａ）における黒塗り矢印の如く、所定の圧力で二重管２の尿素水流路２ｃ、および液ノズル３の尿素水流路３ｃを介して、液ノズル３の凸部３ａから空気ノズル４の混合流路４ｃに噴射される。

【0057】

この状態で、図１に示すように、制御部１３が加圧空気弁８を位置Ｗとすることによって、加圧空気が尿素水噴射ノズル１（二重管２）の気体供給ポート２ｈに供給される。図２、および図５（ａ）に示すように、加圧空気は、図５（ａ）における白抜き矢印の如く、所定の圧力で二重管２の気体流路２ｄ、空気ノズル４の気体流路４ｄを介して、空気ノズル４の混合流路４ｃに噴射される。この結果、尿素水は、空気ノズル４の混合流路４ｃの内部で加圧空気と衝突して霧化され、空気ノズル４の噴射口４ｅから噴射される。

【0058】

空気ノズル４の気体流路４ｄに供給された加圧空気の一部は、分岐流路４ｆを介して空間５ｃに供給される。空間５ｃに供給された加圧空気は、均一な圧力でスリット５ｄから空気ノズル４の下流側（噴射口４ｅ側）に向けて吐出される。スリット５ｄから吐出された加圧空気は、その粘性によって空気ノズル４の側面にそって空気ノズル４を包み込むように進む。加圧空気は、砲弾状に形成されている空気ノズル４の側面である曲面４ｂにそって進むことで噴射口４ｅに到達する。これにより、噴射口４ｅから噴射された尿素水が空気ノズル４の側面に近づいてきても加圧空気によって吹き飛ばされる。また、空気ノズル４の表面に付着している尿素水は、加圧空気によって順次吹き飛ばされる。

【0059】

図１に示すように、排気管２１の内部への尿素水の供給（噴射）が停止される場合、制御部１３が切替弁１１のポジションを位置Ｘとすることによって、尿素水噴射ノズル１（二重管２）の尿素水供給ポート２ｇへの尿素水の供給が停止される。これに伴い、二重管２の尿素水供給ポート２ｇは、第一供給流路１４、切替弁１１、を介して大気開放される。

【0060】

以上のごとく、本実施形態に係る尿素水噴射ノズル１は、尿素水流路２ｃ・３ｃと気体流路２ｄ・４ｄとが構成され、尿素水と気体とが混合されて噴射口４ｅから噴射される尿素水噴射ノズル１であって、尿素水噴射ノズル１の側面の曲面４ｂに沿って尿素水の噴射方向と同一の方向に気体が吐出されるように側面吐出口であるスリット５ｄが構成され、スリット５ｄと気体流路４ｄとが分岐流路４ｆによって連通されるものである。このように構成することにより、尿素水噴射用の気体を利用して、尿素水噴射ノズル１の側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズル１の表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【0061】

また、側面の曲面４ｂは、噴射口４ｅから所定の範囲内において噴射口４ｅに近接するにつれて気体と尿素水との流路である混合流路４ｃからの距離が短くなるように形成されるものである。このように構成することにより、尿素水噴射ノズル１の側面吐出口であるスリット５ｄから噴射口４ｅまで間の側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズル１の表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【0062】

また、前記側面吐出口は、側面の曲面４ｂに沿って尿素水噴射ノズル１を囲むように構成されるスリット５ｄから構成されるものである。このように構成することにより、尿素水噴射ノズル１の全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズル１の表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【0063】

また、尿素水噴射ノズル１を囲むように気体が滞留する空間５ｃが更に構成され、分岐流路４ｆと側面吐出口であるスリット５ｄとが気体が滞留する空間５ｃに連通されるものである。このように構成することにより、側面吐出口であるスリット５ｄから吐出される気体の圧力が均一になり、むら無く尿素水噴射ノズル１の全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことができる。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する。

【符号の説明】

【0064】

１ 尿素水噴射ノズル
２ｃ 尿素水流路
３ｃ 尿素水流路
２ｄ 気体流路
４ｄ 気体流路
４ｅ 噴射口
４ｆ 分岐流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】