特許 6166103 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】6166103

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19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 20060101AFI20170710BHJP

   B05B 7/06 20060101ALI20170710BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 B

   B05B7/06

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-118011(P2013-118011)

(22)【出願日】2013年6月4日

(65)【公開番号】特開2014-234793(P2014-234793A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2016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

(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

【審査官】 首藤 崇聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８０４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４１５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１９７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１０６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１９４０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１１−５０５１６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／０８

Ｂ０５Ｂ ７／００ − ７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二重管、空気ノズル、ナットを具備し、
前記二重管には、尿素水流路と気体流路とが構成され、前記二重管の尿素水と気体とが混合されて霧化され、前記空気ノズルの噴射口から噴射される尿素水噴射ノズルであって、
前記空気ノズルは、略円柱状の部材で、軸心上に噴射口を開口して形成され、
前記空気ノズルと二重管は、外周に螺装されるナットにより接続され、
前記空気ノズルとナットの接続部の間には、前記空気ノズルの外周表面に沿って、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、前記気体流路に連通した側面吐出口であるスリットが構成され、
前記空気ノズルのスリットの下流側の側面表面は、前記噴射口に近接するにつれて、距離が徐々に短くなる砲弾状の表面が形成され、
前記噴射口を囲むように、前記噴射口を中心とする直径の範囲内に、一定の傾斜角の斜面を有する略円錐台状の表面が形成される
ことを特徴とする尿素水噴射ノズル。

【請求項2】

前記空気ノズルの表面には、撥水コーティング層が形成され、前記撥水コーティング層は、セラミックコーティング層であることを特徴とする請求項１に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（ＤＣＲ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。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。

【0003】

このような排気浄化装置においては、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。そこで、尿素水噴射ノズルの先端に撥水コーティング層を形成して、尿素水噴射ノズルの表面に尿素水が付着し難くしたものが公知である。例えば特許文献１のごとくである。

【0004】

しかし、特許文献１に記載されているノズルは、尿素水をノズルの先端から積極的に除去するものではない。このため、ノズルの向きやノズルの形状によっては、尿素水がノズルの表面に残留して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った。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−４１５０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、係る課題を鑑みてなされたものであり、尿素水噴射ノズルにおける尿素の析出および成長を抑制することができ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】

【0007】

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。

【0008】

請求項１においては、二重管、空気ノズル、ナットを具備し、前記二重管には、尿素水流路と気体流路とが構成され、前記二重管の尿素水と気体とが混合されて霧化され、前記空気ノズルの噴射口から噴射される尿素水噴射ノズルであって、前記空気ノズルは、略円柱状の部材で、軸心上に噴射口を開口して形成され、前記空気ノズルと二重管は、外周に螺装されるナットにより接続され、前記空気ノズルとナットの接続部の間には、前記空気ノズルの外周表面に沿って、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、前記気体流路に連通した側面吐出口であるスリットが構成され、前記空気ノズルのスリットの下流側の側面表面は、前記噴射口に近接するにつれて、距離が徐々に短くなる砲弾状の表面が形成され、前記噴射口を囲むように、前記噴射口を中心とする直径の範囲内に、一定の傾斜角の斜面を有する略円錐台状の表面が形成されるものである。

【0009】

請求項２においては、前記空気ノズルの表面には、撥水コーティング層が形成され、前記撥水コーティング層は、セラミックコーティング層である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0011】

本願に係る発明によれば、ノズル先端の撥水効果と、ノズル表面にそって吐出される気体の吐出力を利用して、尿素水噴射ノズルの側面に付着した尿素水が容易に除去される。
これにより、尿素水噴射ノズルにおける尿素の析出および成長を抑制することができる。

【0012】

本願に係る発明によれば、尿素水噴射ノズルの噴射口近傍に斜面が形成されるので噴射口の近傍に付着した尿素水が、容易に除去される。
これにより、尿素水噴射ノズルにおける尿素の析出および成長を抑制することができる。

【0013】

本願に係る発明によれば、高温の排気中でも撥水効果が維持される。
これにより、尿素水噴射ノズルにおける尿素の析出および成長を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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】（ａ）図２における尿素水噴射ノズルの先端部を示す側面視拡大図（ｂ）図３（ａ）における尿素水噴射ノズルのＡ矢視図。

【図4】（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断面図（ｂ）図４（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】

【0015】

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舶用エンジンの排気浄化装置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。本実施形態において、一のエンジン（例えば、舶用エンジンにおける主機もしくは補機）に対して排気浄化装置１００を設ける構成としているがこれに限定されるものでない。複数のエンジン（例えば、舶用エンジンにおける補機）が設置されている場合において、複数のエンジンからの排気をまとめて一の排気浄化装置で浄化する構成や、エンジン毎に排気浄化装置を設ける構成でもよい。

【0016】

始めに、エンジン２０の排気管２１について説明する。図１に示すように、排気管２１は、エンジン２０からの排気を外部（大気）に排出するものである。排気管２１には、排気浄化装置１００が設けられている。また、排気管２１には、排気浄化装置１００の上流側に分岐管２１ａと排気の通過経路を切り替える排気切替弁２１ｂ・２１ｃとが設けられている。分岐管２１ａは、排気管２１に接続されている。排気切替弁２１ｂは、排気浄化装置１００の上流側であって分岐管２１ａの下流側の排気管２１の内部に配置されている。排気切替弁２１ｃは、分岐管２１ａの内部に配置されている。

【0017】

排気切替弁２１ｂ・２１ｃは、互いに連動して開閉可能に構成されている。具体的には、排気切替弁２１ｂ・２１ｃは、排気切替弁２１ｂが開状態のときに排気切替弁２１ｃを閉状態になり、排気切替弁２１ｂが閉状態のときに排気切替弁２１ｃを開状態になるように構成される。これにより、排気切替弁２１ｂが開状態かつ排気切替弁２１ｃが閉状態の場合、排気管２１は、排気が排気浄化装置１００に供給される経路を構成する（図１の状態）。一方、排気切替弁２１ｂが閉状態、かつ排気切替弁２１ｃが開状態の場合、排気管２１は、排気が排気浄化装置１００で浄化されずに分岐管２１ａを通じて外部（大気）に放出される経路を構成する。

【0018】

また、別実施形態として、分岐管２１ａの接続部分に排気管２１と分岐管２１ａとのいずれか一方を選択的に閉状態にする排気切替弁を分岐管２１ａの接続部分に設ける構成としてもよい。分岐管２１ａが閉状態の場合、排気管２１は、排気が排気浄化装置１００に供給される経路を構成する。一方、排気管２１が閉状態の場合、排気管２１は、排気が排気浄化装置１００で浄化されずに分岐管２１ａを通じて外部（大気）に放出される経路を構成する。

【0019】

次に、排気浄化装置１００について説明する。排気浄化装置１００は、エンジン２０からの排気を浄化するものである。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。

【0020】

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、排気管２１において排気切替弁２１ｂの下流側に設けられる。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）。

【0021】

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。

【0022】

加圧空気弁８は、加圧空気の流路を連通または遮断するものである。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、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は、スプールが位置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は、スプールが位置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。

【0023】

尿素水供給ポンプ９は、尿素水噴射ノズル１に尿素水を供給するものである。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。

【0024】

切替弁１１は、尿素水の流路を切り替えるものである。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。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、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。切替弁１１は、スプールが位置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。切替弁１１は、スプールが位置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。

【0025】

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。

【0026】

制御部１３は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８、排気切替弁２１ｂ・２１ｃ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、排気切替弁２１ｂ・２１ｃ等を制御するための種々のプログラムやデータおよび排気の規制海域マップＭ１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ＬＤＩ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。

【0027】

制御部１３は、ＥＣＵ２２、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１および排気切替弁２１ｂ・２１ｃにそれぞれ接続される。また、制御部１３は、ＧＰＳ（全地球測位システム）装置２３に接続される。

【0028】

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。制御部１３は、ＧＰＳ（全地球測位システム）装置２３に接続され、ＧＰＳ装置２３が検出した排気浄化装置１００の現在位置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、切替弁１１および排気切替弁２１ｂ・２１ｃをそれぞれ制御することが可能である。

【0029】

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、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。

【0030】

このように構成される排気浄化装置１００において、例えば船舶に搭載されている場合、制御装置１３は、ＧＰＳ装置２３が検出した現在位置を取得し、規制海域マップＭ１から現在位置が排気の規制海域であるか否か判断する。制御装置１３は、現在位置が排気の規制海域であると判断した場合、排気切替弁２１ｂを開状態かつ排気切替弁２１ｃを閉状態に制御する。すなわち、排気は、排気浄化装置１００によって浄化された後に外部へ排出される。制御装置１３は、現在位置が排気の規制海域でないと判断した場合、排気切替弁２１ｂを閉状態かつ排気切替弁２１ｃを開状態に制御する。すなわち、排気は、排気浄化装置で浄化されずに分岐管２１ａを通じて外部へ排出される。なお、制御装置１３は、手動による排気切替弁２１ｂ・２１ｃの開閉信号を取得し、開閉信号に従って排気切替弁２１ｂ・２１ｃを制御することも可能である。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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、下流側が排気管２１の内部に位置し、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。

【0034】

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。

【0035】

液ノズル３は、尿素水が噴射されるものである。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。下流側端部の中心部には、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。

【0036】

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。

【0037】

空気ノズル４は、霧化された尿素水が噴射されるものである。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、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４ｄ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４ｄの開口部である噴射口４ｆが形成される。

【0038】

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の下流側は、噴射口４ｆを頂点とする略砲弾状に形成される。具体的には、図３に示すように、空気ノズル４の下流側の側面（表面）は、噴射口４ｆから側面視（空気ノズル４の軸線Ｃの側面方向）での所定の範囲Ｌ内において、噴射口４ｆに近接するにつれて混合流路４ｄからの距離が短くなる曲面からなる表面４ｂが形成される。さらに、空気ノズル４は、正面視（空気ノズル４の軸線Ｃ方向）での噴射口４ｆを中心とする所定の範囲Ｄ内において、表面４ｃが形成される。表面４ｃは、空気ノズル４の側面視での所定の範囲Ｄ内の輪郭線が軸線Ｃに対して一定の角度θになるように形成される。つまり、空気ノズル４の下流側は、噴射口４ｆを中心とした略円錐台状に形成される。これにより、空気ノズル４は、噴射口４ｆに隣接して囲むように一定の傾斜角θの斜面を有する。

【0039】

空気ノズル４の表面４ｂおよび表面４ｃには、撥水コーティング層４ｈが形成されている。撥水コーティング層４ｈは、液体である尿素水の付着を抑制するものである。撥水コーティング層４ｈは、３００℃から３５０℃程度の排気温度中でも使用可能なセラミックコーティング層から構成される。排気温度は、エンジン２０の負荷状態によって大きく変動する。従って、撥水コーティング層４ｈは、耐熱温度が２５０℃程度の一般的な耐熱性コーティングであるフッ素コーティングよりも耐熱性の高いセラミックコーティング層が適している。これにより、空気ノズル４は、容易に表面から尿素水を除去することができる。

【0040】

図２に示すように、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４ｅとして二重管２の気体流路２ｄと混合流路４ｄとに連通するように構成される。こうして、混合流路４ｄ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４ｅ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４ｆ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４ｇが形成される。つまり、分岐流路４ｇは、空気ノズル４の側面から気体流路４ｅに連通するように形成される。気体流路４ｅに加圧空気が供給されると分岐流路４ｇ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４ｇ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４ｇ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４ｇ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４ｇ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。

【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４ｅ、および混合流路４ｄ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４ｅ、および混合流路４ｄがそれぞれ構成されていればよい。

【0046】

以下では、図１、図２、および図４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。

【0047】

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４（ａ）に示すように、尿素水は、図４（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４ｄに噴射される。

【0048】

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４（ａ）に示すように、加圧空気は、図４（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４ｅを介して、空気ノズル４の混合流路４ｄ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４ｄ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４ｆから噴射される。

【0049】

空気ノズル４の気体流路４ｅに供給された加圧空気の一部は、分岐流路４ｇ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４ｆ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の側面である表面４ｂと表面４ｃとにそってその表面上を進むことで噴射口４ｆに到達する。これにより、噴射口４ｆから噴射された尿素水が空気ノズル４の表面４ｂと表面４ｃと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４ｂと表面４ｃとに付着した尿素水は、撥水コーティング層４ｈの効果により加圧空気によって容易に吹き飛ばされる。

【0050】

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。空気ノズル４は、スリット５ｄからの加圧空気が停止した後に尿素水がその表面に付着しても、表面４ｂと表面４ｃと形成された撥水コーティング層４ｈの効果によりその表面から流れ落ちて尿素水の付着が抑制される。

【0051】

また、空気ノズル４の噴射口４ｆが上方に向くように尿素水噴射ノズル１が配置されている場合、空気ノズル４は、噴射口４ｆの周囲に尿素水が付着しても、表面４ｂと表面４ｃと形成された撥水コーティング層４ｈの効果に加え、噴射口４ｆを囲むようにして形成された表面４ｃの傾斜によって下方に流れ落ちて尿素水の付着が抑制される。

【0052】

以上のごとく、空気ノズル４先端の撥水効果と空気ノズル４の表面４ｂと表面４ｃとにそって吐出される気体である加圧空気の吐出力を利用して、尿素水噴射ノズル１の側面（表面）に付着した尿素水が容易に除去される。これにより、空気ノズル４における尿素の析出および成長を抑制することができる。

【0053】

また、尿素水噴射ノズル１の噴射口４ｆの近傍に斜面を有する表面４ｃが形成されるので噴射口４ｆの近傍に付着した尿素水が容易に除去される。これにより、空気ノズル４における尿素の析出および成長を抑制することができる。

【0054】

また、高温の排気中に配置されても撥水効果を維持することが出来る。これにより、空気ノズル４における尿素の析出および成長を抑制することができる。

【符号の説明】

【0055】

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
４ｂ 表面
４ｃ 表面
４ｄ 混合流路
４ｅ 気体流路
４ｆ 噴射口
５ｄ スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】