特開 2023-102691 排気浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023102691

(43)【公開日】2023-07-25

(54)【発明の名称】排気浄化装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20230718BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20230718BHJP

   F01N 5/04 20060101ALI20230718BHJP

   F01N 1/08 20060101ALI20230718BHJP

【ＦＩ】

F01N3/08 B

F01N3/24 N

F01N5/04 Z

F01N1/08 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022003353

(22)【出願日】2022-01-12

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】大菅 史貴

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智也

【テーマコード（参考）】

3G004

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G004BA06

3G004DA22

3G091AA18

3G091AB04

3G091BA14

3G091CA17

3G091FA01

3G091FB02

3G091FC07

3G091HA46

(57)【要約】

【課題】排気浄化装置において還元剤由来の白色析出物の析出を抑制するための技術を提供する。
【解決手段】内燃機関からの排気を浄化する排気浄化装置は、流路部材と、触媒と、噴射部と、貯留部材と、を備える。流路部材は、排気の流路を形成する。触媒は、排気の流路に設けられる。噴射部は、排気の流路における触媒よりも上流側に還元剤を噴射する。貯留部材は、排気の流路における噴射部による還元剤の噴射位置と触媒との間に設けられる。また、貯留部材は、貯留部と、案内部と、を有する。貯留部は、流路部材の内面から離間して配置され、液状の還元剤を貯留する。案内部は、流路部材の内面から貯留部まで液状の還元剤を案内する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関からの排気を浄化する排気浄化装置であって、
前記排気の流路を形成する流路部材と、
前記流路に設けられた触媒と、
前記流路における前記触媒よりも上流側に還元剤を噴射する噴射部と、
前記流路における前記噴射部による前記還元剤の噴射位置と前記触媒との間に設けられた貯留部材と、
を備え、
前記貯留部材は、
前記流路部材の内面から離間して配置され、液状の前記還元剤を貯留する貯留部と、
前記流路部材の内面から前記貯留部まで液状の前記還元剤を案内する案内部と、
を有する、排気浄化装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排気浄化装置であって、
前記貯留部は、前記流路の中心軸に沿って下流側に向かう方向から鉛直方向下向きの方向までの範囲における所定の方向に凹んでいる、排気浄化装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の排気浄化装置であって、
前記案内部は、前記流路の下流側へ延びた形状である、排気浄化装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の排気浄化装置であって、
前記案内部には、前記貯留部に向けて延びる、液状の前記還元剤を案内するための溝が形成されている、排気浄化装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の排気浄化装置であって、
前記案内部は、前記流路部材の内面における少なくとも鉛直方向下側の部分と、前記貯留部と、を繋ぐ部分である、排気浄化装置。

【請求項6】

請求項５に記載の排気浄化装置であって、
前記案内部は、前記流路部材の内面における前記流路の中心軸回りの全周と、前記貯留部と、を繋ぐ部分である、排気浄化装置。

【請求項7】

請求項６に記載の排気浄化装置であって、
前記流路における前記貯留部材よりも上流側に設けられ、前記排気に旋回流を生じさせる拡散部材を更に備える、排気浄化装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の排気浄化装置であって、
前記流路部材は、
前記流路の一部を形成する第１筒部と、
前記流路における、前記第１筒部により形成される部分よりも下流側且つ流路断面積が大きい部分を形成し、内部に前記触媒を収容する第２筒部と、
前記第１筒部と前記第２筒部との間において、前記流路における下流側に向かって流路断面積を拡大する部分を形成する連結部と、
を有し、
前記貯留部は、前記連結部の内部に配置される、排気浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関からの排気を浄化する排気浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気には、大気汚染物質である窒素酸化物（ＮＯ_X）が含まれている。このような排気を浄化する排気浄化装置では、特許文献１に記載のように、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）方式の触媒が用いられる場合がある。当該触媒よりも上流側の排気に例えば還元剤としての尿素水が噴射されると、尿素水は排気の熱により気化し、加水分解されてアンモニアになる。そして、このアンモニアが排気と共に触媒へ供給されると、触媒の作用により排気中の窒化酸化物がアンモニアと反応して還元浄化される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－９４５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような排気浄化装置では、例えば排気の温度が高くないときに、気化しきらなかった還元剤が液体の状態で排気管の内面や触媒等に付着して、還元剤由来の白色析出物（いわゆるデポジット）が析出することがあった。

【0005】

本開示の一局面は、排気浄化装置において還元剤由来の白色析出物の析出を抑制するための技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、内燃機関からの排気を浄化する排気浄化装置であって、流路部材と、触媒と、噴射部と、貯留部材と、を備える。流路部材は、排気の流路を形成する。触媒は、排気の流路に設けられる。噴射部は、排気の流路における触媒よりも上流側に還元剤を噴射する。貯留部材は、排気の流路における噴射部による還元剤の噴射位置と触媒との間に設けられる。また、貯留部材は、貯留部と、案内部と、を有する。貯留部は、流路部材の内面から離間して配置され、液状の還元剤を貯留する。案内部は、流路部材の内面から貯留部まで液状の還元剤を案内する。

【0007】

このような構成によれば、流路部材の内面から離間した、排気浄化装置の外気温の影響を受けにくい位置に、液状の還元剤が貯留されるため、還元剤由来の白色析出物の析出を抑制することができる。

【0008】

本開示の一態様では、貯留部は、排気の流路の中心軸に沿って下流側に向かう方向から鉛直方向下向きの方向までの範囲における所定の方向に凹んでいてもよい。
液状の還元剤は、排気の流れの影響及び重力の影響を受けて、貯留部における下流側及び鉛直方向下側の部分に集まりやすいため、上記のような構成によれば、液状の還元剤をより多く貯留部に貯留することができる。

【0009】

本開示の一態様では、案内部は、排気の流路の下流側へ延びた形状であってもよい。
液状の還元剤は排気の流れの影響を受けて下流側へ移動するため、上記のような構成によれば、液状の還元剤を貯留部に集めやすくすることができる。

【0010】

本開示の一態様では、案内部には、貯留部に向けて延びる、液状の還元剤を案内するための溝が形成されていてもよい。
このような構成によれば、液状の還元剤が案内部の途中で案内部から零れてしまうことを抑制することができるため、液状の還元剤を貯留部に集めやすくすることができる。

【0011】

本開示の一態様では、案内部は、流路部材の内面における少なくとも鉛直方向下側の部分と、貯留部と、を繋ぐ部分であってもよい。
液状の還元剤は、液滴としての大きさが大きくなって重力の影響が相対的に大きくなると、流路部材の内面における鉛直方向下側に集まりやすくなる。このため、上記のような構成によれば、液状の還元剤を効率よく貯留部に集めることができる。

【0012】

本開示の一態様では、案内部は、流路部材の内面における流路の中心軸回りの全周と、貯留部と、を繋ぐ部分であってもよい。
このような構成によれば、流路部材の内面を伝ってきた液状の還元剤を漏れなく貯留部に集めることも可能になる。

【0013】

本開示の一態様は、流路における貯留部材よりも上流側に設けられ、排気に旋回流を生じさせる拡散部材を更に備えてもよい。

【0014】

本開示の一態様では、流路部材は、第１筒部と、第２筒部と、連結部と、を有してもよい。第１筒部は、流路の一部を形成する。第２筒部は、流路における、第１筒部により形成される部分よりも下流側且つ流路断面積が大きい部分を形成し、内部に触媒を収容する。連結部は、第１筒部と第２筒部との間において、流路における下流側に向かって流路断面積を拡大する部分を形成する。貯留部は、連結部の内部に配置されてもよい。
このような構成によれば、貯留部を排気の流路に設けることによる圧力損失を生じにくくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の排気浄化装置を示す断面図である。

【図2】第１実施形態の拡散部材を示す斜視図である。

【図3】第１実施形態の貯留部材を示す正面図である。

【図4】図３のIV－IV断面図である。

【図5】第１実施形態の貯留部材を示す斜視図である。

【図6】第２実施形態の排気浄化装置を示す断面図である。

【図7】第２実施形態の貯留部材を示す正面図である。

【図8】図７のVIII－VIII断面図である。

【図9】第２実施形態の貯留部材を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す排気浄化装置１は、内燃機関からの排気を浄化する装置である。本実施形態の排気浄化装置１は、内燃機関としてディーゼルエンジンを搭載する車両において用いられる。以下の説明及び図面における水平方向及び鉛直方向は、排気浄化装置１が車両に搭載された状態における水平方向及び鉛直方向を意味する。図面では、水平方向をＨ、鉛直方向をＶと表記している。

【0017】

排気浄化装置１は、流路部材２、触媒３、マット４、噴射部５、拡散部材６、及び貯留部材７を備える。流路部材２は、排気の流路を形成する。流路部材２は、筒状である。流路部材２は、金属製である。以下では、排気の流路の上流側を単に上流側、排気の流路の下流側を単に下流側ともいう。

【0018】

流路部材２は、第１筒部２１、第２筒部２２、及び連結部２３を有する。第１筒部２１、第２筒部２２及び連結部２３は、それぞれ、排気の流路の一部を形成する。本実施形態の第１筒部２１、第２筒部２２及び連結部２３は、同軸に配置され、排気の流路における水平方向に直線状に延びる部分を形成する。

【0019】

第２筒部２２は、排気の流路における、第１筒部２１により形成される部分よりも下流側且つ流路断面積が大きい部分を形成する。流路断面積とは、排気の流路の中心軸Ａと垂直な断面における当該流路の面積である。本実施形態では、第１筒部２１及び第２筒部２２は、径が一定の円筒状である。第２筒部２２の径は、第１筒部２１の径よりも大きい。

【0020】

連結部２３は、第１筒部２１と第２筒部２２との間において、排気の流路における下流側（つまり第２筒部２２側）に向かって流路断面積を拡大する部分を形成する。連結部２３は、第１筒部２１の下流端と第２筒部２２の上流端とを連結する。本実施形態では、連結部２３は、第２筒部２２側に向けて径を漸次拡大する円錐台状の筒状である。

【0021】

触媒３は、排気に含まれる窒化酸化物（ＮＯ_X）を還元剤の存在下で還元浄化するＳＣＲ方式の触媒である。ＳＣＲとは、Selective Catalytic Reductionの略であって、選択触媒還元を意味する。触媒３は、排気の流路に設けられる。本実施形態では、触媒３は、第２筒部２２の内部に収容される。

【0022】

マット４は、弾性変形可能な部材である。マット４は、所定の厚みを有する。マット４は、流路部材２（本実施形態では第２筒部２２）と触媒３との間に配置されている。具体的には、マット４は、触媒３の周方向に沿って触媒３の外面を覆うように配置されている。

【0023】

噴射部５は、排気の流路における触媒３よりも上流側に還元剤を噴射する。具体的には、噴射部５は、第１筒部２１の内部に還元剤としての尿素水を噴射する。噴射部５は、鉛直方向上方から第１筒部２１の内部に尿素水を噴射する。噴射部５により噴射された尿素水は排気の熱により気化し、加水分解されてアンモニアになる。そして、このアンモニアが排気と共に触媒３へ供給されると、触媒３の作用により排気中の窒化酸化物がアンモニアと反応し、窒素へ還元浄化される。

【0024】

拡散部材６は、排気の流路における、噴射部５による還元剤の噴射位置から触媒３の手前までの範囲内に設けられる。本実施形態では、拡散部材６は、排気の流路における噴射部５による還元剤の噴射位置に設けられる。拡散部材６は、噴射部５により噴射された還元剤を排気中に拡散しやすくするための部材である。拡散部材６は、排気の流路の中心軸Ａに沿って（具体的には当該中心軸Ａと平行に）延びる平板状である。拡散部材６は、金属製である。図２に示すように、拡散部材６は、第１筒部２１の軸方向に沿って見て、第１筒部２１の内部を上下に両分するように設けられている。第１筒部２１の軸方向に沿って見たときの拡散部材６の両端面の少なくとも一方（本実施形態では両方）は、第１筒部２１の内面に溶接等により接合されている。図１に示すように、拡散部材６における第１筒部２１の軸方向に沿って延びる面に向けて、鉛直方向上方から噴射部５により還元剤が噴射される。なお、拡散部材の形状は、本実施形態のような平板状に限定されず、例えば、円弧状に湾曲した形状であってもよい。

【0025】

貯留部材７は、還元剤が液体の状態のまま触媒３に到達してしまうことを抑制するための部材である。貯留部材７は、排気の流路における、噴射部５による還元剤の噴射位置と、触媒３と、の間に設けられる。本実施形態では、貯留部材７は、第１筒部２１の内部における連結部２３側の端部から連結部２３の内部にまたがって配置される。貯留部材７は、貯留部７１と、案内部７２と、を有する。貯留部７１は、流路部材２の内面から離間して配置され、液状の還元剤を貯留する部分である。案内部７２は、流路部材２の内面から貯留部７１まで液状の還元剤を案内する部分である。なお、貯留部７１及び案内部７２は、一体の部品として形成されてもよいし別個の部品として形成されてもよい。

【0026】

図１，図３～図５に示すように、貯留部材７は、第１板部７ａと、第２板部７ｂと、を有する。第１板部７ａは、鉛直方向下向きに湾曲しつつ下流側へ帯状に延びる部分である。本実施形態の第１板部７ａは、排気の流路の中心軸Ａに沿って（より詳細には当該中心軸Ａと平行に）下流側へ延びている。第１板部７ａの延伸方向と垂直な断面形状は、鉛直方向上側が開口したＣ字状である。第１板部７ａは、このようなＣ字状の断面が下流側へ連なっている形状である。つまり、第１板部７ａには、溝が形成されている。本実施形態では、第１板部７ａの延伸方向と垂直な断面形状は、第１筒部２１よりも一回り小さい円弧状であり、第１板部７ａの延伸方向に一定である。また、第１板部７ａの少なくとも一部の外面の形状は、第１筒部２１の内面における鉛直方向下側の部分の形状と同一である。本実施形態では、第１板部７ａの外面の曲率は、第１筒部２１の内面の曲率と同一である。

【0027】

第１板部７ａは、上流側の端部が流路部材２の内面に接すると共に、上流側の端部以外の部分が流路部材２の内面から離間するように、流路部材２の内部に配置される。第１板部７ａの上流側の端部は、流路部材２の内面に溶接等により接合されている。本実施形態では、第１板部７ａの上流側の端部は、第１筒部２１における鉛直方向下側の部分に接合されている。第１板部７ａにおける下流側の端部は、連結部２３の内部に位置している。

【0028】

第２板部７ｂは、第１板部７ａにおける下流側の端部に、排気の流路の中心軸Ａと交わる向きで設けられた、板状の部分である。本実施形態では、第２板部７ｂは、排気の流路の中心軸Ａと垂直に設けられている。言い換えれば、第２板部７ｂは、第１板部７ａと垂直に設けられている。第２板部７ｂは、平板状である。第２板部７ｂは、第１板部７ａのＣ字状の端部を閉塞している。第１板部７ａにおける下流側の端部が連結部２３の内部に位置していることから、第２板部７ｂもまた連結部２３の内部に位置している。

【0029】

噴射部５により噴射された還元剤が気化しきらなかった場合には、この気化しきらなかった還元剤が液体の状態で拡散部材６の表面や流路部材２の内面に付着する。そして、この液状の還元剤は、排気の流れの影響及び重力の影響を受けて、流路部材２における第１筒部２１の内面を下流側及び鉛直方向下側へ伝いやすい。液状の還元剤は、貯留部材７に達すると、貯留部材７の第１板部７ａにおける鉛直方向上側の面を下流側へ更に伝い、第２板部７ｂまで至る。

【0030】

すなわち、貯留部材７における、第１板部７ａの最も下流側且つ最も鉛直方向下側の部分を少なくとも含み、流路部材２の内面から離間した部分が、前述した貯留部７１に該当する。言い換えれば、貯留部材７における、第１板部７ａと第２板部７ｂとにより形成された角部における最も鉛直方向下側の部分を少なくとも含み、流路部材２の内面から離間した部分が、貯留部７１に該当する。流路部材２の内面から離間していることとは、流路部材２の内面に直接的には連続していないこと、言い換えれば流路部材２の内面に直接的に連続している部分を有しないことを意味する。

【0031】

また、第１板部７ａにおける、貯留部７１に該当する部分よりも上流側の部分が、前述した案内部７２に該当する。前述したように、第１板部７ａにおける上流側の端部は、流路部材２（具体的には、第１筒部２１）の内面に接合されている。つまり、案内部７２は、流路部材２の内面に直接的に連続している部分を有する。案内部７２は、流路部材２と貯留部７１とを繋ぐ部分である。本実施形態では、案内部７２は、第１筒部２１の内面における鉛直方向下側の部分と、貯留部７１と、を繋いでいる。

【0032】

貯留部７１は、排気の流路の中心軸Ａに沿って下流側に向かう方向から鉛直方向下向きの方向までの範囲における所定の方向に凹んでいる。所定の方向に凹んでいる形状とは、図４に示すように、当該所定の方向Ｂと垂直な仮想平面Ｃによって閉塞された場合に、仮想平面Ｃとの間に密閉空間Ｄが形成される形状を意味する。密閉空間Ｄは、貯留部７１と仮想平面Ｃとにより閉じられた空間である。例えば、排気の流路の中心軸Ａに沿って下流側に向かう方向に凹んでいる形状の場合、貯留部７１は、排気の流れの影響を受けて下流側へ移動する液状の還元剤を貯留しやすくなる。また例えば、鉛直方向下向きの方向に凹んでいる形状の場合、貯留部７１は、重力の影響を受けて鉛直方向下側へ移動する液状の還元剤を貯留しやすくなる。実際には、液状の還元剤は、排気の流れと重力との双方の影響を受け、下流側且つ鉛直方向下側へ移動し得ることから、本実施形態の貯留部７１は、排気の流路の中心軸Ａに沿って下流側に向かう方向と鉛直方向下向きの方向との間の方向に凹んでいる。貯留部７１は、前述したように流路部材２の内面から離間して配置された部分であるため、仮想平面Ｃにより形成される密閉空間Ｄも流路部材２の内面から離間している。

【0033】

［１－２．作用］
噴射部５により排気の流路に還元剤としての尿素水が噴射されると、前述したように、噴射された尿素水は、排気の熱により気化され加水分解によりアンモニアとなり、排気の流れに乗って触媒３へ供給される。そして、触媒３において、アンモニアとの反応により排気中の窒化酸化物が窒素へ還元浄化される。

【0034】

ただし、例えば、内燃機関の始動直後など排気の温度が高くないときには、噴射された還元剤が気化しきらない場合もある。気化しきらなかった還元剤は、前述したように液体の状態で拡散部材６の表面や流路部材２の内面に付着する。そして、この液状の還元剤は、排気の流れの影響及び重力の影響を受けて、流路部材２における第１筒部２１の内面を下流側及び鉛直方向下側へ伝いやすい。液状の還元剤が第１筒部２１の内面を伝う方向は、排気の流れの影響と重力の影響との兼ね合いで異なり得るが、例えば第１筒部２１の内面を伝っている間に他の液滴と合体して液滴としての大きさが大きくなると、液状の還元剤は重力の影響を受けやすくなり、第１筒部２１の内面における鉛直方向下側の部分に集まりやすくなる。このような液状の還元剤が、第１筒部２１の内面における鉛直方向下側の部分から案内部７２における鉛直方向上側の面を伝って貯留部７１まで案内され、貯留部７１に貯留される。

【0035】

ここで、液状の還元剤からは、還元剤由来の白色析出物（いわゆるデポジット）が析出することがある。この白色析出物は、温度が低い環境で析出しやすく、反対に温度が高い環境では析出しにくい。本実施形態では、上記のとおり貯留部７１に液状の還元剤が貯留される。貯留部７１は流路部材２の内面から離間しているため、貯留部７１に液状の還元剤が貯留されることで、排気浄化装置１の外気温の影響を受けにくく、液状の還元剤が冷やされにくい状態を実現することができる。つまり、還元剤由来の白色析出物が析出しにくい状態を実現することができる。

【0036】

そして、例えば排気が十分に高温になると、貯留部７１に貯留された液状の還元剤も気化し、加水分解によりアンモニアとなって排気と共に触媒３へ供給され、排気中の窒化酸化物の還元浄化に寄与する。

【0037】

［１－３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）排気浄化装置１では、排気の流路における噴射部５による還元剤の噴射位置と、触媒３と、の間に、貯留部材７が設けられる。貯留部材７は、貯留部７１と案内部７２とを有する。貯留部７１は、流路部材２の内面から離間して配置され、液状の還元剤を貯留する。案内部７２は、流路部材２の内面から貯留部７１まで液状の還元剤を案内する。

【0038】

このような構成によれば、噴射部５により排気の流路に噴射された還元剤が気化しきらなかった場合に、気化しきらなかった還元剤の少なくとも一部が液体の状態で貯留部７１まで案内され、貯留部７１に貯留される。つまり、液状の還元剤は、流路部材２の内面から離間した、排気浄化装置１の外気温の影響を受けにくい位置に貯留される。したがって、還元剤由来の白色析出物の析出を抑制することができる。

【0039】

（１ｂ）貯留部７１は、排気の流路の中心軸Ａに沿って下流側に向かう方向から鉛直方向下向きの方向までの所定の方向に凹んでいる。
気化しきらなかった液状の還元剤は、流路部材２（本実施形態では第１筒部２１）の内面及び案内部７２の鉛直方向上側の面を伝って貯留部７１に案内される。このとき、液状の還元剤は、排気の流れの影響及び重力の影響を受けて、下流側及び鉛直方向下側へ移動する。つまり、液状の還元剤は、貯留部７１における下流側及び鉛直方向下側の部分に集まりやすい。このため、上記のような構成によれば、液状の還元剤をより多く貯留部７１に貯留することができる。

【0040】

（１ｃ）案内部７２は、排気の流路の下流側へ延びた形状である。
液状の還元剤は排気の流れの影響を受けて下流側へ移動する。このため、上記のような構成によれば、案内部７２に至った液状の還元剤は、排気の流れにより下流側、つまり貯留部７１側へ案内されやすい。したがって、液状の還元剤を貯留部７１に集めやすくすることができる。

【0041】

（１ｄ）案内部７２には、貯留部７１に向けて延びる、液状の還元剤を案内するための溝が形成されている。具体的には、案内部７２は、鉛直方向下向きに湾曲しつつ貯留部７１に向けて帯状に延びている。

【0042】

このような構成によれば、第１筒部２１の内面から伝ってきた液状の還元剤が案内部７２の途中で案内部７２から零れてしまうことを抑制することができる。したがって、第１筒部２１の内面から案内部７２に至った液状の還元剤を案内部７２から漏らしにくい状態で貯留部７１に集めることも可能になる。

【0043】

（１ｅ）案内部７２は、流路部材２（具体的には第１筒部２１）の内面における鉛直方向下側の部分と、貯留部７１と、を繋ぐ部分である。
例えば、第１筒部２１の内面にて他の液滴と合体する等して液滴としての大きさが大きくなると、液状の還元剤は重力の影響を受けやすくなり、第１筒部２１における鉛直方向下側の部分に集まりやすくなる。上記のような構成によれば、案内部７２が第１筒部２１の内面における鉛直方向下側の部分から貯留部７１に繋がっているため、液状の還元剤を効率よく貯留部７１に集めることができる。

【0044】

（１ｆ）流路部材２は、第１筒部２１、第２筒部２２及び連結部２３を有する。連結部２３は、第１筒部２１と第２筒部２２との間において、排気の流路の下流側に向かって流路断面積を拡大する部分である。貯留部材７における少なくとも貯留部７１は、連結部２３の内側に配置される。
このような構成によれば、貯留部７１を排気の流路に設けることによる圧力損失を生じにくくすることができる。

【0045】

（１ｇ）また、上記のような構成によれば、本実施形態のように、案内部７２を排気の流路の中心軸Ａと平行に配置し、且つ、貯留部７１を流路部材２の内面から離間して配置することも可能になる。案内部７２を排気の流路の中心軸Ａと平行に配置することにより、排気の流れを活かしやすい方向且つ重力に逆らわない方向に液状の還元剤を案内することになるため、よりスムースに液状の還元剤を移動させることができる。このため、液状の還元剤を貯留部７１に集めやすくすることができる。

【0046】

［２．第２実施形態］
［２－１．構成］
第２実施形態は、第１実施形態と基本的な構成は同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同一の符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0047】

図６に示すように、第２実施形態の排気浄化装置１０は、前述した流路部材２、拡散部材６及び貯留部材７のそれぞれに代えて、流路部材２０、拡散部材８及び貯留部材９を備える。

【0048】

流路部材２０は、基本的には、前述した流路部材２と同様の構成である。ただし、流路部材２０は、前述した第１筒部２１に代えて第１筒部２４を有する。第１筒部２４は、直筒部２４ａと、曲筒部２４ｂと、を有する。

【0049】

直筒部２４ａは、前述した第１筒部２１と同様の構成である。すなわち、直筒部２４ａは、排気の流路における水平方向に直線状に延びる部分を形成する。また、直筒部２４ａの下流端は、連結部２３の上流端に連結されている。

【0050】

曲筒部２４ｂは、直筒部２４ａの上流側において、排気の流路におけるＳ字状に湾曲する部分を形成する。曲筒部２４ｂは、中心軸がＳ字状に湾曲した円筒状である。曲筒部２４ｂの径は一定である。第１実施形態では、第１筒部２１の内部に鉛直方向上方から還元剤が噴射されるのに対して、第２実施形態では、曲筒部２４ｂの内部に水平方向に沿って下流側へ還元剤が噴射される。

【0051】

拡散部材８は、前述した拡散部材６と同様に、噴射部５により噴射された還元剤を排気中に拡散しやすくするための部材である。拡散部材８も、排気の流路における、噴射部５による還元剤の噴射位置から触媒３の手前までの範囲内に設けられる。本実施形態では、拡散部材８は、排気の流路における噴射部５による還元剤の噴射位置の直後、より詳細には直筒部２４ａの内部に設けられる。拡散部材８は、金属製である。拡散部材８は、下流側へ延びる複数の羽根８１を有する。複数の羽根８１は、例えば周方向に向かって折れるように配置されている。これにより、拡散部材８は、排気に旋回流を生じさせる。すなわち、拡散部材８を通過する排気は、排気の流路において流路部材２０の内面付近の圧力（つまり排気の密度）が高くなっている。

【0052】

貯留部材９は、前述した貯留部材７と同様に、還元剤が液体の状態のまま触媒３に到達してしまうことを抑制するための部材である。貯留部材９も、排気の流路における、噴射部５による還元剤の噴射位置と、触媒３と、の間に設けられる。本実施形態では、貯留部材９は、排気の流路における拡散部材８と触媒３との間、より詳細には連結部２３の内部に設けられる。貯留部材９は、金属製である。貯留部材９は、貯留部９１と、案内部９２と、を有する。貯留部９１及び案内部９２は、前述した貯留部７１及び案内部７２とそれぞれ同様の機能を有する。

【0053】

図６～図９に示すように、貯留部材９は、全体的に環状の部材である。貯留部材９は、中央部９ａ、外周部９ｂ、及び複数の脚部９ｃを有する。なお、本実施形態の貯留部材９は一体成形品であり、中央部９ａ、外周部９ｂ及び複数の脚部９ｃは、１つの板材から成形される。

【0054】

中央部９ａは、排気の流路における中央部分、すなわち排気の流路の中心軸Ｅと重なる部分に配置された板状の部分である。中央部９ａは、回転対称の形状である。本実施形態の中央部９ａは、その対称軸に沿って見て円形状である。また、本実施形態の中央部９ａは、その対称軸が排気の流路の中心軸Ｅと平行になるように（より詳細には一致するように）配置されている。中央部９ａは、連結部２３の内部に収まる大きさである。中央部９ａは、連結部２３の内面から離間している。

【0055】

外周部９ｂは、中央部９ａよりも上流側において、流路部材２（具体的には連結部２３）の内面に全周にわたって接合された筒状の部分である。本実施形態の外周部９ｂは、円筒状である。外周部９ｂは、例えば溶接により連結部２３の内面に接合される。外周部９ｂの中心軸は、排気の流路の中心軸Ｅと一致している。すなわち、本実施形態では、外周部９ｂの中心軸は、中央部９ａの対称軸とも一致している。外周部９ｂの軸方向に沿って見たとき、中央部９ａは外周部９ｂの内側に収まる大きさである。なお、図６では、流路部材２と貯留部材９との位置関係を模式的に示しているが、実際には、外周部９ｂが連結部２３の内面に接合されることにより、流路部材２に対する貯留部材９の位置が固定される。

【0056】

複数の脚部９ｃは、外周部９ｂの下流端から中央部９ａに向けてそれぞれ延びる板状の部分である。複数の脚部９ｃのそれぞれは、外周部９ｂの下流端から内側へ傾斜して延び、中央部９ａに達している。本実施形態では、複数の脚部９ｃのそれぞれは、外周部９ｂの下流端から中央部９ａまで径方向内側へ直線状に延びている。複数の脚部９ｃのそれぞれは、外周部９ｂと中央部９ａとを繋いでいる。脚部９ｃの数は特に限定されないが、本実施形態の脚部９ｃは、計８本である。この８本の脚部９ｃは、いずれも同一の形状及び大きさである。また、外周部９ｂの中心軸回りにおける複数の脚部９ｃの配置も特に限定されないが、本実施形態の８本の脚部９ｃは、外周部９ｂの中心軸回りに均等な角度間隔で配置されている。

【0057】

貯留部材９には、隣り合う脚部９ｃと外周部９ｂと中央部９ａとにより囲まれた部分に、開口部９ｄが形成されている。貯留部材９の上流側の面における開口部９ｄを囲む部分には、突条が形成されている。すなわち、外周部９ｂの内面における開口部９ｄに面する部分（言い換えれば、脚部９ｃに連続する部分同士の間の部分）に、突条が形成されている。また、脚部９ｃの上流側の面、すなわち排気の流路の中心軸Ｅ側に面する面における、開口部９ｄに面する部分（言い換えれば、外周部９ｂから中央部９ａに向けて延びる両縁）にも、突条が形成されている。さらに、中央部９ａの上流側の面における開口部９ｄに面する部分（言い換えれば、脚部９ｃから連続している部分同士の間）にも、突条が形成されている。このように、開口部９ｄが突条で囲まれている。したがって、流路部材２０の内面から外周部９ｂの内面まで液状の還元剤が伝ってきたときに、この液状の還元剤は開口部９ｄから零れずに更に下流側の脚部９ｃ及び中央部９ａへ伝っていくことが可能になる。

【0058】

具体的には、外周部９ｂの内面を伝ってきた液状の還元剤は、開口部９ｄの手前の突条に沿って脚部９ｃに案内される。脚部９ｃにおける排気の流路の中心軸Ｅに面する面には、前述したように、外周部９ｂから中央部９ａに向けて延びる両縁に突条が形成されている。反対に言えば、脚部９ｃにおける排気の流路の中心軸Ｅに面する面は、突条に挟まれた部分が相対的に凹んでいる。脚部９ｃはこのような凹みが下流側に連なっている形状であることから、脚部９ｃには、排気の流路の中心軸Ｅに面する面に、外周部９ｂから中央部９ａに向けて延びる溝が形成されているとも言い換えられる。この溝は、外周部９ｂの内面から段差なく続いている。これにより、液状の還元剤は、外周部９ｂから脚部９ｃにおける溝に導かれ、この溝を通って中央部９ａまで案内される。脚部９ｃにおける両縁の突条、言い換えれば溝の両側壁は、液状の還元剤を中央部９ａまで案内するガイドとして機能する。脚部９ｃにおける溝は、中央部９ａの上流側の面に段差なく続いている。これにより、脚部９ｃの溝を通ってきた液状の還元剤が中央部９ａに達する。

【0059】

このように、気化しきらなかった還元剤は、液体の状態で流路部材２０（具体的には、第１筒部２４及び連結部２３）の内面を下流側へ伝いやすい。この液状の還元剤は、貯留部材９に至ると、外周部９ｂの内面を下流側へ更に伝う。そして、液状の還元剤は、開口部９ｄを囲む突条に沿って複数の脚部９ｃに導かれ、各脚部９ｃにおける排気の流路の中心軸Ｅに面する面を下流側へ更に伝って、中央部９ａまで至る。

【0060】

すなわち、貯留部材９における中央部９ａが、前述した貯留部９１に該当する。貯留部９１は、流路部材２０の内面から離間している。また、貯留部材９における外周部９ｂ及び複数の脚部９ｃが、前述した案内部９２に該当する。外周部９ｂは、流路部材２０（具体的には、連結部２３）の内面に接合されている。つまり、案内部９２は、流路部材２０の内面と直接的に連続している部分を有する。案内部９２は、流路部材２０の内面と貯留部９１とを繋ぐ部分である。本実施形態では、案内部９２は、連結部２３の内面における排気の流路の中心軸Ｅ回りの全周と、貯留部９１と、を繋いでいる。

【0061】

貯留部９１も、前述した貯留部７１と同様に、排気の流路の中心軸Ｅに沿って下流側に向かう方向から鉛直方向下向きの方向までの範囲における所定の方向に凹んでいる。本実施形態の貯留部９１は、図８に示すように、排気の流路の中心軸Ｅに沿って下流側に向かう方向（より詳細には当該中心軸Ｅと平行方向）に凹んでいる。すなわち、本実施形態の貯留部９１は、排気の流路の中心軸Ｅと垂直な仮想平面Ｆにより密閉空間Ｇが形成される形状である。貯留部９１が流路部材２０の内面から離間して配置されていることから、仮想平面Ｆにより形成される密閉空間Ｇもまた流路部材２０の内面から離間している。

【0062】

［２－２．作用］
噴射部５により排気の流路に還元剤としての尿素水が噴射されると、噴射された尿素水は、排気の熱により気化され加水分解によりアンモニアとなり、排気の流れに乗って、拡散部材８における複数の羽根８１の間及び貯留部材９の開口部９ｄを通り、触媒３へ供給される。そして、触媒３において、アンモニアとの反応により排気中の窒化酸化物が窒素へ還元浄化される。

【0063】

ただし、噴射された還元剤が気化しきらなかった場合には、気化しきらなかった還元剤が液体の状態で拡散部材８の表面や流路部材２０の内面に付着する。そして、この液状の還元剤は、排気の流れの影響を受けて、流路部材２０（具体的には第１筒部２４の直筒部２４ａ及び連結部２３）の内面を下流側へ伝いやすい。このとき、液状の還元剤は、排気の流れの影響に加えて重力の影響も受け得るが、本実施形態では、拡散部材８が排気に旋回流を生じさせるため、排気の流れの影響が相対的に大きくなりやすい。また、排気の流路において、流路部材２０の内面近くに排気が流れやすい。したがって、液状の還元剤は、流路部材２０の内面における鉛直方向下側の部分に必ずしも集まらずに、排気の流れに押されて下流側へ移動していく。そして、液状の還元剤は、流路部材２０（具体的には連結部２３）の内面から貯留部材９の案内部９２を伝って貯留部９１に案内され、貯留部９１に貯留される。より詳細には、液状の還元剤は、案内部９２を構成する外周部９ｂの内面を下流側へ伝い、開口部９ｄの手前に位置する突条により、案内部９２を構成する複数の脚部９ｃに案内される。そして、液状の還元剤は、複数の脚部９ｃにおける溝を通って、貯留部９１を構成する中央部９ａまで案内され、中央部９ａに貯留される。

【0064】

第１実施形態で述べたように、液状の還元剤からは還元剤由来の白色析出物が析出することがあるが、本実施形態では、上記のとおり貯留部９１に液状の還元剤が貯留される。貯留部９１は流路部材２０の内面から離間しているため、貯留部９１に液状の還元剤が貯留されることで、排気浄化装置１０の外気温の影響を受けにくく、液状の還元剤が冷やされにくい状態を実現することができる。つまり、還元剤由来の白色析出物が析出しにくい状態を実現することができる。

【0065】

なお、中央部９ａにおいて他の液滴と合体する等して液滴としての大きさが大きくなった場合には、液状の還元剤に対する重力の影響が相対的に大きくなる。これにより、液状の還元剤が、中央部９ａから、中央部９ａの鉛直方向下側に繋がっている脚部９ｃを経由して、外周部９ｂの内面における鉛直方向下側の部分に至ることも有り得る。このような場合でも、例えば流路部材２０の内面に液状の還元剤が付着している状態と比較すると、液状の還元剤が排気浄化装置１０の外気温の影響を受けにくい状態を実現することができる。

【0066】

第１実施形態と同様に、例えば排気が十分に高温になると、貯留部９１に貯留された液状の還元剤も気化し、加水分解によりアンモニアとなって排気と共に触媒３へ供給され、排気中の窒化酸化物の還元浄化に寄与する。

【0067】

［２－３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、第１実施形態の効果のうち上記（１ａ）～（１ｆ）と同様の効果を奏し、更に以下の効果を奏する。

【0068】

（２ａ）案内部９２は、流路部材２０（具体的には連結部２３）の内面における排気の流路の中心軸Ｅ回りの全周と、貯留部９１と、を繋ぐ部分である。
このような構成によれば、流路部材２０の内面を伝ってきた液状の還元剤を漏れなく貯留部９１に集めることも可能になる。

【0069】

（２ｂ）特に本実施形態のように、排気の流路における貯留部材９よりも上流側に、排気に旋回流を生じさせる拡散部材８が設けられている場合には、拡散部材８により生じた旋回流の影響により、流路部材２０において液状の還元剤が特定の部分に集まりにくい。このため、上記のような構成が一層有用である。

【0070】

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0071】

（３ａ）上記実施形態では、案内部７２，９２は、流路部材２，２０の内面における少なくとも鉛直方向下側の部分と、貯留部７１，９１と、を繋いでいる。具体的には、上記第１実施形態の案内部７２は、流路部材２の内面における鉛直方向下側の部分と、貯留部７１と、を繋いでいる。上記第２実施形態の案内部９２は、流路部材２０の内面における排気の流路の中心軸Ｅ回りの全周と、貯留部９１と、を繋いでいる。

【0072】

案内部により貯留部と繋がれる、流路部材の内面における部分は、必ずしも鉛直方向下側の部分でなくてもよい。すなわち、案内部は、流路部材の内面における、鉛直方向下側の部分以外の部分、例えば鉛直方向に対して横側、斜め上又は下側、あるいは上側の部分と、貯留部と、を繋いでもよい。

【0073】

また例えば、案内部は、流路部材の内面における排気の流路の中心軸回りの単一の部分ではなく複数の部分と、貯留部と、を繋ぐ部分であってもよい。具体例として、第１実施形態の貯留部材７を、第１実施形態のように１つのみではなく複数設けることにより、このような構成を実現してもよい。また、第２実施形態の貯留部材９において、複数の脚部９ｃのそれぞれを流路部材２０に直接接合することにより、このような構成を実現してもよい。

【0074】

案内部が、流路部材の内面における排気の流路の中心軸回りの複数の部分と、貯留部と、を繋ぐ部分である場合、排気の流路の中心軸回りにおける当該複数の部分の配置は、一様であってもよいし偏りがあってもよい。例えば、上記のように第１実施形態の貯留部材７を複数設ける構成の場合、この複数の貯留部材７が、排気の流路の中心軸回りに均等な角度間隔で配置されてもよいし、不均等な角度間隔で配置されもよい。

【0075】

（３ｂ）上記第１実施形態では、案内部７２は、排気の流路の中心軸Ａと平行に配置されている。すなわち、案内部７２は、排気の流路の中心軸Ａと平行に延びる部分であるが、案内部７２の延伸方向は特に限定されない。例えば、上記第１実施形態において、案内部７２が鉛直方向下側に斜めに延びるように配置されてもよい。このような構成によれば、重力に従う方向に液状の還元剤を案内することになるため、貯留部７１に液状の還元剤を一層集めやすくすることができる。

【0076】

（３ｃ）上記実施形態では、案内部７２，９２に、貯留部７１，９１に向けて延びる、液状の還元剤を案内するための溝が形成されている。このように案内部に溝が形成される場合、溝の形状（例えば長さ）や数は、特に限定されない。また、案内部には、必ずしもこのような溝が形成されなくてもよい。

【0077】

（３ｄ）上記実施形態では、貯留部材７，９は、流路部材２，２０と別体として成形されて流路部材２，２０に接合されるが、流路部材２，２０の少なくとも一部の部分と一体に成形されてもよい。例えば、上記第１実施形態の貯留部材７は、流路部材２における第１筒部２１と一体に成形されてもよい。このような構成によれば、貯留部材７における案内部７２を第１筒部２１と面一にすることができるため、よりスムースに液状の還元剤を移動させることができる。

【0078】

（３ｅ）上記実施形態では、貯留部７１，９１は、排気の流路の中心軸Ａ，Ｅに沿って下流側に向かう方向から鉛直方向下向きの方向までの範囲における所定の方向に凹んでいる。しかし、貯留部は、必ずしも当該所定の方向に凹んだ形状でなくてもよい。この場合、貯留部に、例えば複数の小径の孔が形成されてもよい。具体例として、貯留部に複数の小径のパンチング孔が形成されてもよいし、貯留部の少なくとも一部がワイヤメッシュ等のメッシュ材により構成されてもよい。このような構成によれば、表面張力により貯留部に液状の還元剤を貯留しやすくすることができる。

【0079】

（３ｆ）上記実施形態のように排気浄化装置に拡散部材が設けられる場合、この拡散部材は、上記第１実施形態の拡散部材６のような排気に旋回流を生じさせないものであってもよいし、上記第２実施形態の拡散部材８のような排気に旋回流を生じさせるものであってもよい。例えば、上記第１実施形態において、拡散部材６を上記第２実施形態の拡散部材８に代えてもよいし、上記第２実施形態において、拡散部材８を上記第１実施形態の拡散部材６に代えてもよい。

【0080】

（３ｇ）上記実施形態では、貯留部材７，９の少なくとも一部が連結部２３の内部に配置されている。しかし、貯留部材は、連結部２３のような排気の流路における下流側に向かって流路断面積を拡大する部分を形成する部材内に配置されなくてもよく、例えば、排気の流路における流路断面積が一定の部分を形成する部材内に配置されてもよい。

【0081】

（３ｈ）例えば、貯留部と流路部材の内面との間に、金属よりも伝熱しにくい部材を設けてもよい。
（３ｉ）上記実施形態では、流路部材２，２０の形状として軸方向と垂直な断面形状が円形状の筒状を例示したが、流路部材の形状は特に限定されない。例えば、上記第１実施形態において、第１筒部２１及び第２筒部２２が、円筒状ではなく角筒状であってもよい。また例えば、連結部２３が、径を漸次拡大する円錐台状の筒状ではなく、流路断面積を階段状に拡大する円筒状や角筒状であってもよい。

【0082】

（３ｊ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

【符号の説明】

【0083】

１，１０…排気浄化装置、２，２０…流路部材、２１，２４…第１筒部、２２…第２筒部、２３…連結部、３…触媒、４…マット、５…噴射部、６，８…拡散部材、７，９…貯留部材、７１，９１…貯留部、７２，９２…案内部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】