JP2009062860A - エンジン用排気処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ディーゼルエンジンから排出されるＮＯｘの低減のために還元剤として尿素を供給する。尿素水噴霧にヒータ熱を効率よく供給し、気化したのちに加水分解促進を図り、生成されたアンモニアガスを脱硝触媒へ供給する排気処理装置を提供することを課題する。
【解決手段】
ヒータ４３熱を利用した伝熱管４２用いて還元剤である尿素水噴霧３５を効率的に気化促進し、アンモニアを生成するために、伝熱管４２内に反射部６１と開口部６２を有した遮蔽部材６０を複数段配設し、その下流に加水分解触媒４４を配設する。ここで、伝熱管４２内壁面温度と遮蔽部材６０温度は、尿素水噴霧３５が滴状気化する膜沸騰温度以上とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、排気処理装置に係り、特に還元剤として尿素水を用い、排気中の窒素酸化物を効率良く除去するための排気処理装置において、発熱体であるヒータ熱によって、尿素水を効率よく気化促進させる技術に関する。

ディーゼルエンジン等の排気に含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を除去する方法として、排気が流通する煙道内に、ＮＯｘを選択的に還元剤と反応させる選択還元触媒を配置し、この上流側の排気中に還元剤（例えば炭化水素，アンモニアまたはその前駆体）を添加し、還元剤を選択還元触媒上でＮＯｘと還元反応させて、ＮＯｘの排出濃度を低減させる技術が知られている。

この選択還元型触媒を用いるＮＯｘ低減手法をＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）と呼び、還元剤として尿素を用いるものを尿素ＳＣＲと呼ぶ。

この尿素ＳＣＲを車両に適用する例として、噴射ノズルから煙道内へ尿素水を噴射するとともに、排気熱を利用して尿素を加水分解し、生成されたアンモニアを用いて、ＮＯｘを低減する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

この場合、例えば、尿素水をタンクに貯蔵しておき、タンクから供給された尿素水と車両側から供給される圧縮空気とを混合室内で混合し、これを煙道内の噴射ノズルから排気中に噴射する。ここで、尿素水量は、電磁弁の駆動パルス幅を制御して調整し、圧縮空気量は電子制御により調圧する。

また、エンジンの排気煙道と排気煙道中に設けられた脱硝触媒反応器と、尿素水を噴射して供給する噴射弁とを備えた排気処理装置であって、排気ガスの分流手段を設け、分流した排気ガス中に尿素水を噴射する第１の噴射弁を有し、第１の噴射弁から噴射された尿素水を加熱して尿素蒸気とする気化器を配設するとともに、気化器の下流側に尿素水を噴射する第２の噴射弁を設置した構成のものがある。これは、比較的低い排気温度時には、第１の噴射弁から噴射した尿素水噴霧から生成された尿素蒸気を排気煙道に供給し、高い排気温度のときに第２の噴射弁から噴射した尿素水噴霧を排気煙道に供給するエンジン用排気処理装置である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１７００１３号公報 自動車技術Ｖｏｌ.５７，Ｎｏ.９（２００３）ｐｐ.９４〜９９

上述のようなＳＣＲ装置では、エンジンから排出されるＮＯｘに見合った所定量の尿素水を脱硝触媒へほぼ均一に添加させ、速やかに加水分解させアンモニアを生成し、脱硝触媒上でＮＯｘと反応できるようにすることが求められる。また、より効率的にＮＯｘ低減を行うためには、尿素水を脱硝触媒に到達する前にアンモニア化し、アンモニアを脱硝触媒にほぼ均一に分散させることが好ましい。

例えば、非特許文献１においては、圧縮空気と混合された尿素水は、煙道内に延在させて設けられた配管の先端の噴射ノズルを脱硝触媒上流側の煙道内中心部付近に配設することによって、脱硝触媒への尿素水の分散性を向上している。ここで、噴射された噴霧は、排気熱を利用して尿素水を加水分解させ、これにより生じるアンモニアによって、ＮＯｘを低減している。これは、高排気温度のときは、ＮＯｘ低減に関して、効果的であると言えるが、低排気温度の場合は、煙道内に噴射された尿素水の排気熱による加水分解が促進できないために、良好なＮＯｘ低減効果は望めないと懸念される。

また、特許文献１においては、低排気温度のときに第１の噴射弁から噴射した尿素水噴霧を気化器にて尿素蒸気を生成した後に排気煙道内に供給し、高排気温度のときに第２の噴射弁から噴射した尿素水噴霧を排気煙道内に直接供給するものである。これは、エンジンの低排気温度から高排気温度までのエンジンの全運転領域において、高い脱硝性能を得ることが可能である。気化器は、伝熱管とヒータで構成され、尿素水の気化促進のために伝熱管内に流入させた排気に旋回流を形成させた旋回流れ中に第１の噴射弁から噴射された尿素水噴霧を供給させている。これによって、尿素水噴霧中の尿素水液滴を伝熱管内壁面へ誘導し、伝熱管内壁面上に液滴を接触する時間を確保し気化促進を図っている。

しかし、第１の噴射弁から噴射される尿素水噴霧中の噴霧粒径には分布がある。分布を持った噴霧液滴は、微小液滴から粗大液滴まで存在するために、すべての噴霧液滴が伝熱管内を流れる旋回流に同伴して、伝熱管内壁面に接触して気化促進されるとは限らない。すなわち、第１の噴射弁から所定圧力にて噴射された噴霧中のたとえば粗大液滴（質量の重い液滴）は、所定流速にて噴射された場合に、前記旋回流に同伴せずに、噴射方向下流側にほぼ直線的に噴射され、伝熱管内壁面へ接触することなく気化器を通過することが懸念される。気化器の伝熱管内壁面に接触せずに伝熱管下流側の各通路内に直接到達した尿素水噴霧液滴は、各通路内で尿素析出することが懸念される。各通路内に尿素が析出した場合は、ＮＯｘ低減のためにエンジンから排出されたＮＯｘ排出量に見合った所定量の還元剤である尿素水噴霧が脱硝触媒へ効率的に供給することを妨げる。これは、結果的に尿素水の無駄につながる。また、上記技術で尿素水噴霧を完全に気化させよとした場合、伝熱管内での液滴の滞留時間を拡大する必要があるために、比較的大型な伝熱管が必要となることが懸念される。

本発明の目的は、エンジンの低排気温度から高排気温度を含む全運転領域にて、煙道内へ噴射供給される尿素水を効率よく加水分解させ、アンモニアを生成したのちに脱硝触媒へ供給することによって、高いＮＯｘ低減率（脱硝率）を確保する排気処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は主として次のような構成および動作を採用した。

排気を排気煙道に設けられた脱硝触媒反応器に導入し、脱硝触媒の存在下で窒素酸化物を還元する排気処理装置であり、前記脱硝触媒の上流側に噴射弁を有し、前記噴射弁から噴射された尿素水を気化するためのヒータ付設の気化器を有し、前記気化器は、伝熱管外周部にヒータが配設されて構成され、伝熱管内には尿素水と排気ガスが通過し、前記気化器で気化した尿素水を煙道内に供給する排気処理装置において、前記伝熱管内に複数段の遮蔽部材を配設する。前記遮蔽部材は、伝熱管軸流方向垂直断面の通路断面積を縮小と拡大させる反射部と開口部を有する。また、伝熱管内に噴射された噴霧液滴を伝熱管内壁面上に誘導し、衝突させる反射部を有する。

さらに、遮蔽部材の表面温度を、噴霧液滴が衝突した際に、液滴を保持しながら気化する膜沸騰温度以上とする。ここで、反射部に衝突した噴霧は、反射部面で膜沸騰しながら気化促進するとともに、伝熱管内壁面上に噴霧を反射する機能を有している。

さらに、遮蔽部材の開口部および反射部は、伝熱管軸流方向垂直断面に対して所定角度傾斜して配設し、前記各遮蔽部材が伝熱管軸流方向の隣り合う遮蔽部材の開口部および反射部が前記伝熱管軸流方向で同一軸と一致しないように異なった位置に配設する。

さらに、前記各遮蔽部材は、伝熱管内壁面との接触面積を拡大するために伝熱管軸流方向に所定長さを有する平行部を有する。

さらに、遮蔽部材群の下流側の伝熱管内、またはその下流側に金属製の母材に触媒を担持した加水分解触媒を配設する。

本発明によれば、低排気温度時に気化器である伝熱管内を通過する尿素水噴霧液滴に効率的にヒータ熱および排気熱を供給することができ、尿素水噴霧の気化促進が図れる。よって、伝熱管内もしくはその下流に配設された加水分解触媒に尿素水蒸気を供給できるために、加水分解反応を促進できアンモニアを効率的に生成できる。さらに、生成されたアンモニアを脱硝触媒へ供給するため、低排気温度時において高い脱硝性能を確保することができる。よって、エンジンの低排気温度から高排気温度の全運転領域において高い脱硝率を確保できる。

本発明では、エンジンの低排気温度から高排気温度を含む全運転領域にて、煙道内へ噴射供給される尿素水を効率よく加水分解させ、アンモニアを生成したのちに脱硝触媒へ供給することによって、高いＮＯｘ低減率（脱硝率）を確保する排気処理装置を提供することを目的としている。そのためには、低排気温度時の効率的なＮＯｘ低減率の確保が重要である。低排気温度時の効率的なＮＯｘ低減率の確保には、還元剤である尿素水を煙道内内壁等へ尿素を析出させないこと、そして、加水分解反応によってアンモニアガスとした後に脱硝触媒へ供給することが重要である。

そのために、伝熱管内に供給される尿素水噴霧を効率的に気化促進し、伝熱管外へ煙道内の内壁等に尿素析出の原因となる尿素液滴を流出させないこと、そして、伝熱管内または、その下流に配設した加水分解触媒によって、尿素水噴霧および尿素蒸気を効率的に加水分解反応を促進させ、アンモニアガスとして、煙道内および脱硝触媒へ供給することを課題とする。

上記課題を解決することによって、尿素水噴霧液滴が伝熱管外へ流出することを抑制できる。また、煙道内内壁等への尿素析出を抑制できる。また、尿素水噴霧を気化させたのちに加水分解触媒を通過させることにより、加水分解反応の促進を図ることができ、効率的にアンモニアの生成が可能となる。よって、生成されたアンモニアを脱硝触媒へ供給が可能となり、ＮＯｘの高い脱硝性能を実現できる排気処理装置を提供することが可能となる。

具体的には、本発明によれば、伝熱管内に反射部と開口部と平行部を有する遮蔽部材を複数段配設し、遮蔽部材の表面温を噴霧液滴が衝突した際に、液滴を保持しながら気化する膜沸騰温度以上としたことを特徴とした気化器を有する排気処理装置であり、伝熱管内に噴射弁から噴射された尿素水噴霧を噴射することによって、下記に記載する効果が得られる。

（１）噴射弁から伝熱管内に噴射された噴霧液滴が、噴霧の膜沸騰温度以上に加熱された各段の遮蔽部材の反射部に衝突することによって、反射部面上で噴霧が液滴状で膜沸騰しながら気化促進を図ると同時に、反射して積極的に加熱面である伝熱管内壁面へ噴霧液滴を衝突させることが可能となり、伝熱面から液滴への熱の伝達を促進でき、液滴の気化促進が図れる。したがって、伝熱管内への尿素析出を抑制しながら、気化促進ができる。さらに、遮蔽部材を配設しない平滑管の伝熱管内の軸流方向に向かって噴霧を噴射した場合と比べて、噴霧液滴が完全に気化するまでの気化時間を大幅に短縮でき、伝熱管の小型化（伝熱管長の短縮）が実現できる。

（２）伝熱管内に遮蔽部材を複数段配設することにより、各遮蔽部材の反射部と開口部で形成される開口面積が伝熱管のみの場合の軸流方向垂直断面積と比べて、各遮蔽部材の段数に応じて、流れの縮流と拡大を繰り返す。また、伝熱管軸流方向に配設された複数段の遮蔽部材において、隣り合う遮蔽部材の反射部および開口部の取り付け位置を同一軸上で一致しないように異なった位置に配設する。これらによって、伝熱管内に遮蔽部材が配設されない場合に比べて、遮蔽部材を配設した場合は、伝熱管内を通過する排気流速に変化を与えることが実現できるとともに、旋回流れを形成できるために、伝熱管内を流れる排気流れに乱れ（乱流）を生じさせることが実現でき、伝熱管内で気化する液滴の蒸発層を薄く出来るために排気と液滴との熱伝達が促進でき液滴の気化促進が図られる。

（３）さらに、伝熱管内に遮蔽部材を配設する段数により、伝熱管内での排気流れおよび噴霧液滴流れの旋回流れ（回数）のコントロールが実現できる。よって、伝熱管内での旋回流れによる伝熱管内を通過する液滴の流跡（軌跡）長さを拡大できる。たとえば、同じ長さの伝熱管内において、遮蔽部材を複数段配設することにより液滴の流跡（軌跡）長さを拡大できるために、伝熱管内壁面および排気からの熱を噴霧液滴へ授受する時間が確保でき、気化促進が図れる。さらに、伝熱管の小型化（伝熱管長の短縮）が実現できる。

（４）伝熱管内に遮蔽部材を複数段配設することによって、伝熱管内に遮蔽部材の反射部を突出すことを実現できるために、反射部が放熱フィンとなり、伝熱管内を流れる排気を昇温することが可能となり、排気による噴霧液滴気化促進が図れる。さらに、排気の昇温により遮蔽部材下流に配設された金属製の母材に触媒を担持した加水分解触媒を早期に活性化温度まで昇温できる。

（５）また、遮蔽部材の反射部に噴霧液滴を衝突させることによって、伝熱管内壁面の加熱面もしくは反射部に衝突しない噴霧液滴を激減できるために、噴霧中のたとえば粗大液滴を伝熱管外へ流出することを抑制できる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明の実施形態に係る排気処理装置について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排気処理装置の全体構成とその周辺構成を示す図であり、図２は、図１中に示した排気処理装置のＡ部に示す尿素添加装置７０の外観斜視図を示す。図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ図２中に示した尿素添加装置７０の外観斜視図のＢ方向およびＣ方向矢視図である。図４は、図３（ｂ）中に示す尿添加装置７０のＥ−Ｅ断面図である。図５は、図３（ａ）中に示す尿素添加装置７０のＤ−Ｄ断面図である。図６は、図５中に示す尿素添加装置７０のＦ部拡大図と伝熱管内を流れる分流排気１４の代表的な流れの流線５５を示す。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ぞれぞれ、尿素添加装置７０の伝熱管４２内に配設される遮蔽部材６０、遮蔽部材６０が４段組み合わせた場合の遮蔽部材６０の組図、伝熱管旋回翼３０の各斜視図を示す。また、図８は、本発明の尿素添加装置７０を適用した場合の液滴蒸発時間の短縮した効果を示す図である。図１１は、尿素水質量濃度に対する加熱板上での尿素水噴霧液滴の沸騰形態を検討した結果を示す。

図１に図示のごとく、本実施形態の排気処理装置は、例えば、ディーゼルエンジン１から排出された排気１２が流れる煙道内に還元剤となる尿素水を供給するための尿素添加装置７０と、その上流に配設され、黒煙粒子等の微粒子を除去するための微粒子除去装置ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）１７と、尿素添加装置７０の下流側に配設され、排気中のＮＯｘを処理するための脱硝触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction：選択還元型ＮＯｘ触媒）１８を備えて構成される。

脱硝触媒１８は、還元剤である尿素水およびその蒸気や加水分解触媒反応により生成されたアンモニアによって、排気１２中のＮＯｘの還元反応を促進させＮＯｘの外気への排出量を低減する機能を備えた触媒である。なお、脱硝触媒１８の下流側には、図示しない煙道およびマフラー等が配設され、外気へと連通している。

図１から図６に図示のごとく、尿素添加装置７０には、その内部に形成された煙道１０内に尿素水４を供給するメイン噴射弁２６と、サブ噴射弁２７が２つ配設されている。メイン噴射弁２６は、煙道１０内に尿素水４を噴射する際に用いられ、サブ噴射弁２７は、後述する分流させた分流排気１４が通過する伝熱管４２内へ尿素水４を噴射する際に用いられる。

メイン噴射弁２６から噴射される噴霧３４は、煙道１０内に形成された比較的広い空間３６に噴射される。

また、尿素添加装置７０の煙道１０内には、空間３６の下流側において、通路断面積が一旦縮小された絞り２０が形成されている。この絞り２０部には、排気１３流れに旋回流を生じさせるための主流旋回翼１９が配設されている。また、絞り２０部の空間と、その上流側の煙道１０内の空間３６は、バイパスされた通路である分流通路４１で連通されている。この分流通路４１の他端は、絞り２０部の上流側にて煙道１０内を流れる軸流方向に沿った排気１３の流れに対して対向するように分流通路入口４０が開口している。分流通路入口４０は、分流通路４１を介して、その下流側に配設された旋回室３３と連通している。旋回室３３内には、伝熱管旋回翼３０が配設されている。伝熱管旋回翼３０の下流側には、伝熱管４２が配設され、伝熱管４２内部には、遮蔽部材６０が複数段（本実施例の場合は、４段）配設している。

なお、遮蔽部材６０は、伝熱管４２軸流方向垂直断面の通路断面積を縮小と拡大させる反射部６１と開口部６２を有する。また、伝熱管４２内に噴射された噴霧液滴を伝熱管内壁面上へ誘導し、衝突させる反射部６１を有する。さらに、遮蔽部材６０の反射部６１および開口部６２は、伝熱管４２軸流方向垂直断面に対して所定角度傾斜して配設され、各遮蔽部材６０が伝熱管４２軸流方向の隣り合う遮蔽部材６０の反射部６１および開口部６２が伝熱管軸流方向で同一軸に一致しないように異なった位置に配設している。さらに、各遮蔽板６０部材は、伝熱管４２内壁面との接触面積を拡大するために伝熱管４２軸流方向に所定長さを有する平行部６３を有している。

さらに、伝熱管４２内に配設された遮蔽部材６０群の下流側の伝熱管４２内部には、加水分解触媒４４が配設されている。伝熱管４２の外周部には、発熱体であるヒータ４３が配設され、ヒータ４３を加熱することにより伝熱管４２内壁面を加熱し、その内部を流れる噴霧３５を気化促進する。ヒータ４３の外周部には、外筒４７が配設され、ヒータ４３が外気と直接、接することが無い断熱構造としている。そして、ヒータ４３と外筒４７内壁の間には、空間である断熱層５３を形成する。この断熱層５３は、後述する外筒底部５０内と連通する構造としている。

伝熱管４２内部に配設された加水分解触媒４４の下流側には、外筒４７内部と連通した外筒底部５０が配設され、外筒底部５０の出口部には、加水分解触媒５１が配設されている。

加水分解触媒５１の出口部は、絞り２０の外壁部と壁２１の内壁部で形成される環状空間の整圧室４５と連通している。整圧室４５には、絞り２０部に穿かれたアンモニア噴出孔４６が複数穿かれ、アンモニア噴出孔４６を介して、整圧室４５と絞り２０部の内部が連通する構成である。よって、絞り２０上流側の煙道１０内の空間３６は、分流通路入口４０，分流通路４１内部，旋回室３３，伝熱管４２内部，外筒底部５０，整圧室４５，アンモニア噴出孔４６を介して、絞り２０内部と連通する構成である。ここで、絞り２０に穿かれたアンモニア噴出孔４６は、主流旋回翼１９の下流側に配設されている。

つぎに、尿素水４の各部への供給経路につき説明する。尿素水タンク３内に予め貯蔵された尿素水４は、フィルター５を介してポンプ６にて吸引されたのち、ポンプ６から吐出された尿素水４がメイン噴射弁２６とサブ噴射弁２７に所定圧力にて供給される。ここで、メイン噴射弁２６とサブ噴射弁２７への調圧は、ポンプ６下流側のタンク３とを連通する流路途中で分岐された流路に配設された圧力調整弁７にて調圧される。

本実施例の尿素添加装置７０は、エンジンの始動時などの低排気温度，少排気量の低負荷領域から、高排気温度，多排気量の高負荷領域までの比較的広い運転領域において、還元剤である尿素水を速やかに所定量、脱硝触媒１８へ供給可能とするために、尿素添加装置７０から煙道１０内へ供給する尿素水の供給形態を変更することを可能としている。

以下にその詳細を説明する。

高排気温度時に主として用いるメイン噴射弁２６から供給される尿素水の噴霧３４の脱硝触媒１８への供給について説明する。

本実施例の排気処理装置において、ＤＰＦ１７を通過した排気１３は、尿素添加装置７０の煙道１０内の比較的広い空間３６に供給される。ここで、メイン噴射弁２６から煙道１０内の空間３６中に噴射された尿素水噴霧３４は、排気１３の熱の授受により、噴霧３４中の液滴の蒸発とともに加水分解が促進されてアンモニアの生成が促進される。

さらに、空間３６の下流側の煙道１０は、通路断面積の絞られた絞り２０に連通しており、絞り２０部には、主流旋回翼１９が配設されている。よって、排気１３の気流に同伴して絞り２０部を通過することによって、排気１３の流速が増加するとともに、主流旋回翼１９を通過することによる絞り２０部での旋回流れの生成による流れの乱れが生じ、排気１３と噴霧３４の混合促進と気化促進を図っている。

以上の排気１３流れと絞り２０と主流旋回翼１９の効果によって、メイン噴射弁２６から噴射された噴霧３４は、高温の排気１３と排気中に含まれる水分によって、加水分解反応が促進されアンモニア化が促進されながら、脱硝触媒１８へほぼ均一に尿素の噴霧液滴と蒸気およびアンモニアを供給可能となり、高い脱硝性能を得ることができる。

次に、低排気温度時に主として用いるサブ噴射弁２７から供給される尿素水の噴霧３４の脱硝触媒１８への供給について説明する。

分流通路入口４０から分流通路４１内に流入した排気１２の一部である分流排気１４は、分流通路４１を介して旋回室３３に流入する。旋回室３３内には、伝熱管旋回翼３０が配設されている。伝熱管旋回翼３０は、円筒状のリング３８部の端面に複数の翼３７形状の突起が形成された構造である（図７（ｃ）参照）。旋回室３３内壁面と伝熱管旋回翼３０の間には空間が形成され、その空間に分流通路４１から流入した分流排気１４が流入する。前記空間に流入した分流排気１４は、伝熱管旋回翼３０を通過する際に旋回流を形成しながら、伝熱管４２内に流入する。なお、伝熱管旋回翼３０を介して、伝熱管４２内に流入する分流排気１４は、伝熱管旋回翼３０に形成された各翼３７間をほぼ均一流量で通過するように各翼３７間の間隔を調整して配設されている。したがって、伝熱管４２内に流入する分流排気１４は、伝熱管旋回翼３０を介することによって、伝熱管４２入口部の周方向から、ほぼ均一流量で流入する。これは、噴霧３５を伝熱管４２内壁面の周方向に均一に供給するとともに、伝熱管４２内で効率よく旋回させるために重要である。

また、旋回室３３内に配設された伝熱管旋回翼３０のリング３８内側を介して、伝熱管４２内に向けて、サブ噴射弁２７から尿素水の噴霧３５が噴射される。

ここで、分流排気１４が伝熱管旋回翼３０を通過することによって、伝熱管４２内にて旋回流れを形成しながら流入するため、流れが直角曲り管内を通過する場合に比べて、分流排気１４流れの偏流を抑制できるために通路圧損が低減でき、効率良く分流排気１４を伝熱管内へ流入させることが可能となる。さらに、伝熱管４２内で効率よく旋回流れを形成でき、伝熱管４２内に噴射された噴霧３５が旋回流れに同伴することが実現でき、噴霧３５を伝熱管４２内壁面へ強制的に接触させることが可能となる。よって、噴霧３５中の液滴が伝熱管４２内壁面へ接触させる時間が拡大することができる。すなわち、伝熱管４２内にて噴霧３５液滴が流れる流跡（流路）長さが拡大できるために、効率よく噴霧３５を気化促進することが実現できる。

さらに、伝熱管４２内部には、伝熱管４２軸流方向に沿って、複数個の遮蔽部材６０が配設されている。本実施例の場合は、遮蔽部材６０を４段配設しているが、その段数に限定するものではなく、サブ噴射弁２７から噴射される尿素水噴霧３５量およびヒータの消費電力量等により、遮蔽部材６０の段数を調整するものである。遮蔽部材６０の段数等の調整により、伝熱管４２内で旋回する分流排気１４と噴霧３５液滴の旋回流れの回数をコントロールできる。たとえば、本実施例の遮蔽部材６０を４段配設した場合では、伝熱管４２内での分流排気１４の旋回流れは、図６中の太点線で示す流線５５のごとくなる。発明者らの検討によれば、伝熱管旋回翼３０付設の場合において、遮蔽部材６０を配設しない図示しない伝熱管に比べて、伝熱管４２内での旋回々数が格段に向上できることを確認した。

遮蔽部材６０の構造は、伝熱管４２軸流方向垂直断面の通路断面積を縮小と拡大させる反射部６１および開口部６２を有する。

さらに、遮蔽部材６０の反射部６１および開口部６２は、伝熱管４２軸流方向垂直断面に対して所定角度傾斜を有して形成されるとともに、前記各遮蔽部材６０が伝熱管４２軸流方向の隣り合う遮蔽部材６０の反射部６１および開口部６２とが伝熱管４２軸流方向で同一軸に一致しないように異なった位置に配設している。さらに、各遮蔽部材６０は、伝熱管４２内壁面との接触面積を拡大するために伝熱管軸流方向に所定長さを有する平行部６３を有して形成されている。

上述のごとく、伝熱管４２内に反射部６１と開口部６２と平行部６３を有する遮蔽部材６０を複数段配設することによって、伝熱管４２軸流方向垂直断面の通路断面積をその段数に応じて複数回縮小と拡大ができ、さらに、隣り合う遮蔽部材６０の反射部６１と開口部６２が伝熱管４２軸流方向で同一軸上に一致しないように異なった位置に配設したために、伝熱管４２内を流れる分流排気１４とサブ噴射弁２７から噴射された噴霧３５液滴の伝熱管４２内通過流速を変化（高速）することができる。すなわち、各遮蔽部材６０の段数に応じて、伝熱管４２内の流れの縮流と拡大を繰り返すことができる。また、分流排気１４と噴霧３５液滴に旋回流れを付与することができるとともに、遮蔽部材６０の段数に応じて伝熱管４２内での旋回流れ（回数）をコントロールできる。これらの作用によって、伝熱管４２内を流れる分流排気１４流れに乱れを生じさせることができ、伝熱管４２内に噴射された噴霧３５液滴が蒸発する際に形成される噴霧３５液滴周りの蒸発層を薄くでき、分流排気１４と噴霧３５液滴の熱伝達が促進でき、噴霧３５液滴の気化促進が図れる。

さらに、伝熱管４２内において尿素水噴霧３５の液滴と分流排気１４に旋回流を形成することにより、噴霧３５液滴の流跡（流路）を拡大させることができ、噴霧３５の液滴に分流排気１４およびヒータ４３熱を授受する時間が拡大でき、気化促進を図ることを実現できる。

さらに、伝熱管４２軸流方向垂直断面に対して所定角度傾斜を有して遮蔽部材６０の反射部６１が形成されているために、噴霧３５液滴は、反射部６１に衝突することによって気化促進されながら、反射して高温壁である加熱面の伝熱管４２内壁面上に積極的に誘導され衝突する。高温壁である加熱面の伝熱管４２壁面上に噴霧３５液滴が積極的に衝突することによって、伝熱管４２内壁面を介して、ヒータ４３熱を積極的に授受することが出来るために気化促進が図られ、噴霧３５液滴の蒸発時間の大幅な短縮化が実現できる。

さらに、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を複数段配設することにより、遮蔽部材６０の反射部６１の１段目で反射された噴霧３５液滴は、伝熱管４２内壁面に衝突し、その後、２段目，３段目，４段目の反射部６１にそれぞれ衝突し、その都度、伝熱管４２内壁面側へ反射することによって、伝熱管４２内壁面に複数回衝突しながら、各遮蔽部材６０の開口部６２を介して、伝熱管４２内の下流方向に移動する。よって、加熱面である伝熱管４２内壁面に複数回噴霧３５を積極的に衝突させることが可能となり、伝熱管４２外壁面に配設されたヒータ４３の発熱を伝熱管４２内壁面を介して、伝熱管４２内壁面に衝突した噴霧３５液滴に効果的に熱伝達できるために、ヒータ４３熱による噴霧３５の気化促進が実現できる。また、気流にのらない噴霧３５中の粗大液滴が伝熱管４２外へ流出することを抑制できる。

なお、本実施例では、伝熱管４２入口に伝熱管旋回翼３０配設し、伝熱管４２入口部で分流排気１４に旋回流れを形成させている。これは、伝熱管４２内でより効果的に旋回流れを形成するために配設したものであるが、本実施例では、伝熱管旋回翼３０を配設しない場合でも十分に分流排気１４および噴霧３５液滴を伝熱管４２内で旋回流れおよび伝熱管４２内壁面への噴霧３５液滴の誘導等が実現でき、噴霧３５液滴の気化促進が図れる。よって、伝熱管旋回翼３０は、本実施例において必須構成ではない。

ここで、遮蔽部材６０の反射部６１は、サブ噴射弁２７より噴射された噴霧３５が比較的集中して衝突する。また、発熱体であるヒータ４３で直接加熱される伝熱管４２に比べ、伝熱管４２内壁から熱伝導により熱量が供給される反射部６１では、噴霧３５が衝突した時に、伝熱管４２内壁面に比べ、反射部６１表面温度が低下する傾向にある。反射部６１表面温度が著しく低下することは、反射部６１表面上で尿素水噴霧３５液滴が液流となり、その下流の加水分解触媒４４もしくはその下流に流出することが懸念される。ここで、反射部６１や加水分解触媒４４もしくは、その下流において、液流となった尿素水は、尿素水中の水分だけが気化し、尿素が析出する恐れがある。これによって、各部の通路等で尿素析出を生じたり、尿素析出によるつまりが生じたりするために、本来供給すべき還元剤であるアンモニアガスおよびその蒸気を脱硝触媒１８に円滑に供給できなくなることが懸念される。そのために、考慮すべき点は、伝熱管４２内に配設された遮蔽部材６０（特に反射部６１）において、噴霧３５液滴の沸騰形態が核沸騰形態ではなく、膜沸騰形態とする点である。遮蔽部材６０にヒータ４３から所定熱量を供給するとともに、遮蔽部材６０の反射部６１における噴霧３５液滴を円滑に搬送するように遮蔽部材６０の反射部６１および開口部６２の伝熱管４２軸流方向垂直断面に対する取付け角度と、反射部６１と開口部６２の開口割合と、各遮蔽部材６０の取付け間隔と、遮蔽部材６０に伝熱管４２内壁面との接触面積を拡大し、ヒータ４３から遮蔽部材６０へ供給される熱の伝達を促進するために伝熱管４２軸流方向に伝熱管４２内壁面に沿う所定長さを有する平行部６３等を適正化することによって実現している。ここで、噴霧３５液滴を伝熱管３５内壁面上および遮蔽部材６０の反射部６１面上等で核沸騰させた場合、伝熱管４２管内壁面と尿素水との間の熱伝達が促進され、伝熱管４２内壁面温度が急激に低下し、その内壁面上で尿素が析出する。しかし、噴霧３５液滴の伝熱管４２内壁面および遮蔽部材６０面上での沸騰形態を膜沸騰形態とすれば、核沸騰形態にした場合に比べて、ヒータ４３からの熱伝達率は低下し気化促進が損なわれるが、噴霧３５液滴が伝熱管４２内で、液滴状のまま気化されることによって尿素析出が防止できる。

ここで、図１１に尿素水質量濃度に対する加熱板上での尿素水噴霧液滴の沸騰形態を検討した結果を示す。本図は、発明者が本発明を実施するにあたり検討したものである。検討方法は、加熱板（ステンレス製）の温度を任意に調整可能とし、所定温度の加熱板に液滴（尿素水）を滴下し、液滴の蒸発形態の観察を実施した。目的は、伝熱管４２内壁面温度および遮蔽部材６０の反射部６１等の設定温度における尿素水噴霧３５の蒸発形態を把握することによって、尿素析出を防止する適正温度を見出すためである。横軸に尿素水質量濃度（ｗｔ％）を示し、縦軸に加熱板温度（℃）を示す。図１１中点線の加熱板温度以上の領域（図中点線上側の領域）は、加熱板に滴下した尿素水液滴が液滴の状態で気化する膜沸騰（液滴状気化）領域を示す。そして、点線の加熱面温度以下の領域（図中点線下側の領域）は、加熱板に滴下した尿素水液滴が液滴の状態が瞬時に破壊され、加熱板に液膜となって、気化促進する核沸騰領域を示す。加熱板温度の高い膜沸騰領域（図中点線上側の領域）においては、液滴と加熱板の間に気層が存在し、滴状の状態で気化促進されるために蒸発時間は、比較的長くなる傾向にある。しかし、蒸発後の加熱板の表面は非常にきれいであり、尿素の析出がほとんどない。

それに対して、加熱板温度の低い核沸騰領域（図中点線下側の領域）において、核沸騰領域の比較的高い温度の場合は、加熱板に尿素液滴を滴下した場合、比較的速い時間で液滴が消滅し、蒸発時間は非常に短いことが判明した。また、核沸騰領域の比較的低い温度の場合は、加熱板に滴下した液滴が加熱板上で液膜を形成し、液膜内で気泡が生成し、比較的長い時間で蒸発し、蒸発時間は長いことが判明した。ここで、加熱板上での核沸騰領域（図中点線下側の領域）では、いずれの場合も加熱板の表面に尿素が析出することが判明した。また、還元剤である尿素水質量濃度によって膜沸騰および核沸騰温度が図中のごとく変化することを解明した。

これらの検討結果を踏まえ、加熱板を伝熱管４２内壁面および遮蔽部材６０に置き換えて考慮し、本発明の伝熱管４２内壁面およびその内部に配設した遮蔽部材６０に尿素析出を生じさせないためには、それらの表面温度は、図１１中に示す膜沸騰（滴状気化）領域に存在させることが必要である。例えば、一般的な尿素ＳＣＲに用いられている尿素水質量濃度である尿素水質量濃度３２.５ｗｔ％の場合、伝熱管４２内壁面およびその内部に配設した遮蔽部材６０の表面温度を約２３５℃以上とすることが好ましい。

そして、本発明の伝熱管４２に適用した結果、伝熱管内壁面および遮蔽部材表面への尿素析出は防止でき、尿素水噴霧３５の気化を実現できる伝熱管４２を開発した。

遮蔽部材６０は、伝熱管４２内壁面に沿うように平行部６３が形成されているため、伝熱管４２内壁面と平行部６３との接触面積が拡大させた構造となり、ヒータ４３の熱が遮蔽部材６０の反射部６１に入熱しやすい構造となり、反射部６１での噴霧３５液滴の気化による温度低下を抑制している。

さらに、伝熱管４２内部の遮蔽部材６０最下流には、伝熱管４２内壁面に沿った円筒形状であり、円筒垂直断面が格子状の加水分解触媒４４が配設されている。この加水分解触媒４４は、ヒータ４３の熱を授受しやすくするために母材が金属製のものに加水分解触媒を担持したものが好ましい。加水分解触媒４４の配設により、その上流に配設された遮蔽部材６０で気化しきれなかった噴霧３５液滴が存在した場合でも、気化促進が図れる。そして、気化促進された尿素蒸気および尿素液滴を加水分解し、アンモニア生成することが可能となる。また、伝熱管４２外周にヒータ４３を配設した伝熱管４２内に加水分解触媒４４を配設したことにより、ヒータ４３熱にて直接的に加水分解触媒４４の活性化温度に昇温することができ、排気１２，１４の温度が加水分解触媒４４の活性化温度以下であってもヒータ４３熱によって、伝熱管４２内に配設された加水分解触媒４４を活性化温度にまで昇温可能であり、アンモニアガス１５を効率的に生成できる。

さらに、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を複数段配設することによって、伝熱管４２内に遮蔽部材６０の反射部６１が突出ているために、反射部６１が放熱フィンとなり、伝熱管４２内を流れる分流排気１４を昇温でき、排気熱による噴霧３５液滴気化促進が図れる。さらに、分流排気１４の昇温により遮蔽部材６０下流に配設された加水分解触媒を早期に活性化温度まで昇温できる。

さらに、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を複数段配設したことによって、伝熱管４２内での尿素水噴霧３５の気化促進が図れるために伝熱管４２を小型化できる。伝熱管４２を小型化できることによって、外部（外気）への放熱面積を小さくできるために、ヒータ４３から外気への放熱損失量を低減できる。

本実施例では、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を配設する際に、平行部６３軸流方向の長さによって、伝熱管４２内軸流方向での配設位置を決定している。すなわち、遮蔽部材６０の平行部６３の軸流方向下流側の端部が、それぞれ、遮蔽部材６０の軸流方向上流側の端部と接触して、伝熱管４２内でのそれぞれの軸流方向の位置が決定している。また、最下流に位置する遮蔽部材６０の平行部６３下流側端部は、加水分解触媒４４と接触することにより、伝熱管内で固定されている。ここで、加水分解触媒４４は、伝熱管４２と接触固定されている。

伝熱管４２内で気化促進された尿素の蒸気は、分流排気１４の熱と、発熱体であるヒータ４３から伝熱管４２内へ供給される熱により加水分解反応が促進される。さらに、伝熱管４２内部に配設された複数段の遮蔽部材６０の下流側に配設された加水分解触媒４４，５１を通過することにより、加水分解反応が一層促進され尿素水のアンモニアガス化を図ることが出来る。噴霧３５のアンモニアガス化を促進したアンモニアガス１５は、加水分解触媒５１下流に配設された整圧室４５に流入し、絞り２０に穿たれた複数のアンモニア噴出孔４６から、主流排気１３に誘引されて絞り２０内へ供給される。これは、主流排気１３の通過する絞り２０により、伝熱管４２の圧力損失が高くなる分、絞り２０側の整圧が下がり、伝熱管４２の分流排気１４の流量が確保されるためである。

絞り２０内を通過することによって、排気１２の流速と比べて主流排気１３は、流速が早くなる。また、配設された主流旋回翼１９を通過することで、主流旋回翼１９の下流側の主流排気１３流れは、局所的に乱れ、旋回流を形成してアンモニアガス１５と混合促進が図られた混合ガス１６として、脱硝触媒１８へ供給することによって、高い脱硝性能を得ることができる。

このように本実施形態では、エンジンの運転状態に応じて、尿素添加装置７０から煙道１０および絞り２０内へ供給する尿素水の供給形態を変更することによって、エンジンの全運転領域において、高い脱硝性能を確保できる。

ここで、エンジン１からの排気１２は、エンジン１負荷によって温度変化し、排気１２の温度が高いときは、尿素水を直接噴射しても、排気１２から得られる熱によって尿素水の気化と加水分解反応が速やかに進み、還元剤となるアンモニアガスが脱硝触媒１８に必要量供給されるが、排気１２の温度が低いときは、尿素水の加水分解反応が促進されないためにアンモニアガス化が進まず、脱硝触媒１８での還元反応も十分には進まなくなる。このため、一般に排気１２の温度が低いときには、ＮＯｘの低減率（脱硝率）が悪化する。

次に、本実施例を適用した場合の伝熱管４２内における液滴蒸発時間の短縮した効果を検討した結果を図８に示す。

横軸に時間を示し、縦軸に液滴蒸発率を示す。図８中の太点線で示した「従来例」の仕様は、直管の伝熱管４２内に噴霧３５を所定量噴射した場合であり、太実線で示した「本発明」の仕様は、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を４段配設したものである。縦軸の液滴蒸発率は、伝熱管４２出口部での噴霧３５中液滴の蒸発割合を示している。図８中の細点線（完全気化）は、噴霧３５中液滴が完全に気化した場合を示す。

図８から、液滴の蒸発率を向上（たとえば完全気化）させるための一手段として、伝熱管４２内での噴霧３５液滴の滞留する時間を拡大することが挙げられる。噴霧３５液滴の滞留する時間の拡大により、ヒータ４３が発熱する熱量および分流排気１４のもつ熱量から、噴霧３５液滴に授受される熱量が拡大でき、蒸発を促進でき完全気化が実現される（図８中の「従来例」太点線上Ｃ点）。しかし、従来例のような、直管の伝熱管４２内に噴射された尿素水噴霧を完全に気化する場合は、伝熱管４２内を通過する噴霧３５液滴の飛翔速度と伝熱面温度および分流排気温度の関係から、実機搭載性を考慮した場合に非現実的な伝熱管長を必要とすることが推定される。

また、実機搭載性を考慮し、所定寸法（伝熱管長さ）にした場合（図８中の「従来例」の太点線上Ｂ点）では、噴霧３５液滴の蒸発率が非常に低く伝熱管４２外へ気化されない噴霧液滴として多量に流出することが懸念され、本尿素添加装置７０が所望する高い脱硝性能を得ることは難しいと推定される。

一方、「本発明」の仕様の場合は、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を４段配設したことにより、伝熱管４２内を通過する分流排気１４および噴霧３５液滴流れに旋回流を形成することが実現でき、噴霧３５液滴の流跡（流路）長さを直管の場合に比べて数倍拡大できるために、分流排気１４および伝熱管４２内壁面からの熱の授受する時間を拡大できるために気化促進が図られる。また、伝熱管４２内に遮蔽部材６０を複数段配設したことにより旋回流を生成でき、遮蔽部材６０の反射部６１および開口部６２によって、伝熱管４２軸流方向垂直断面を複数回縮小と拡大がすることを実現でき、分流排気１４および噴霧３５液滴の伝熱管内の通過速度を高速化できるために、流れに乱れを形成でき、噴霧３５液滴周りの蒸発層を薄く出来るために、噴霧３５液滴の気化促進が図れる。さらに、遮蔽部材６０の反射部６１が伝熱管４２軸流方向垂直断面に対して所定角度傾斜して配設されているために、反射部６１に衝突した噴霧３５液滴を伝熱管４２外周部に配設されたヒータで加熱された伝熱管４２内壁面に積極的に誘導し、衝突させたために噴霧３５液滴と伝熱管４２内壁面での気化促進が図れる。さらに、遮蔽部材６０の反射部６１に噴射弁２７から噴射される噴霧３５中の気流にのらない粗大液滴をも衝突させるために、粗大液滴を気化促進でき、伝熱管４２外への噴霧３５液滴の流出を抑制できる。

以上の効果によって、伝熱管４２内に噴射される尿素水噴霧３５を伝熱管４２内で完全に気化できるとともに、液滴の蒸発時間を短縮できるために、十分に車載に対応した小型の伝熱管４２を実現できる。さらに、尿素水噴霧３５を完全に気化できるために、加水分解触媒４４，５１上で加水分解反応を促進できるためにアンモニアガスを効率的に生成できる。よって、脱硝触媒１８へアンモニアガスを供給できるために高い脱硝性能を維持できる。

次に、第２の実施例につき説明する。図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施例の伝熱管内に配設された遮蔽部材６４と遮蔽部材６４の組図の斜視図を示す。

第１の実施例との差異は、遮蔽部材６４の形状の違いにあり、その他の形状，構成および作用効果に関しては、第１の実施例とほぼ同様であるために説明を割愛する。

第１の実施例と第２の実施例との差異は、遮蔽部材の反射部および開口部の取り付け位置である。

すなわち、第１の実施例の遮蔽部材６０は、反射部６１および開口部６２が伝熱管４２軸流方向垂直断面に対して所定角度を有し、配設されている（遮蔽部材６０で表現すると、遮蔽部材６０の平行部６３に対して、反射部６１および平行部６２が所定角度の傾斜を有している）。また、その傾斜方向に平行に反射部６１および開口部６２の共有する端部が形成されている。これに対して、第２の実施例の遮蔽部材６２は、平行部６７に対して、反射部６５および開口部６６が所定角度で傾斜され、その傾斜方向に対して直行するごとく反射部６５および開口部６６の共有する端部が形成されている。そして、伝熱管４２内に配設された場合に、隣り合う遮蔽部材６４の反射部６５および開口部６６の共有する端部が直行するように配設されている。

上記構成の遮蔽部材６４を適用することによって、第１の実施例同様の作用，効果を得ることができる。

なお、遮蔽部材６４の開口部６６形状および取り付け位置は、これに限定するものではなく、開口部６６形状が半円形状のみならず開口を有したものであれば良い。また、伝熱管内に配設された複数段の遮蔽部材の開口部が隣り合う遮蔽部材の開口部と伝熱管軸流方向で一致しないように配設されていれば良い。

次に、第３の実施例につき説明する。図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施例の伝熱管内に配設された遮蔽部材７２と遮蔽部材７２の組図の斜視図を示す。

第１の実施例との差異は、遮蔽部材７２の形状の違いにあり、その他の形状，構成および作用効果に関しては、第１の実施例とほぼ同様であるために説明を割愛する。

第１の実施例と第３の実施例との差異は、遮蔽部材の反射部および開口部の取り付け位置である。

すなわち、第１の実施例の遮蔽部材６０は、反射部６１および開口部６２が伝熱管４２軸流方向垂直断面に対して所定角度を有し配設されている（遮蔽部材６０のみで表現すると、遮蔽部材６０の平行部６３に対して、反射部６１および平行部６２が所定角度の傾斜を有している）。これに対して、第３の実施例の遮蔽部材７２は、平行部７５に対して、反射部７３および開口部７４が垂直に形成されている。そして、伝熱管４２内に配設された場合に、隣り合う遮蔽部材７２の反射部７３および開口部７４が共有する端部がそれぞれ直行するように配設されている。

上記構成の遮蔽部材７２を適用することによって、第１の実施例と比べて、反射部７３が伝熱管４２軸流方向垂直断面と平行に配設されているために、反射部７３面上で噴霧３５液滴が反射し、伝熱管４２内壁面への衝突させる効果が低減するものの、反射部７３での噴霧３５液滴の捕集効果は、高まるために尿素水噴霧３５の気化性能はさほど変わらず、第１の実施例同様の効果を得ることが可能である。

本発明に係る第１の実施例のエンジン用排気処理装置の全体構成を示す図である。 図１中に示した排気処理装置の尿素添加装置の外観斜視図である。 図２中に示した外観斜視図のＢ方向矢視図とＣ方向矢視図である。 図３中Ｅ−Ｅ断面図を示す図である。 図３中Ｄ−Ｄ断面図を示す図である。 図５中Ｆ部拡大図を示す図である。 本発明の第１の実施例の伝熱管内に配設された「遮蔽部材」と「遮蔽部材の組図」の斜視図、および伝熱管上流段部に配設された「旋回翼」の斜視図である。 本発明に係る排気処理装置の液滴蒸発時間の短縮した効果を示す図である。 本発明の第２の実施例の伝熱管内に配設された「遮蔽部材」と「遮蔽部材の組図」の斜視図である。 本発明の第３の実施例の伝熱管内に配設された「遮蔽部材」と「遮蔽部材の組図」の斜視図である。 尿素水質量濃度に対する加熱板上での尿素水噴霧液滴の沸騰形態を検討した結果を示す図である。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン
３ 尿素水タンク
４ 尿素水
５ フィルター
６ ポンプ
７ 圧力調整弁
１２，１３，１６ 排気
１４ 分流排気
１５ アンモニアガス
１７ ＤＰＦ
１８ 脱硝触媒
１９ 主流旋回翼
２６ メイン噴射弁
２７ サブ噴射弁
３０ 伝熱管旋回翼
４０ 分流通路入口
４１ 分流通路
４２ 伝熱管
４３ ヒータ
４４ 上流加水分解触媒
４５ 整圧室
４６ アンモニアガス噴出孔
５１ 加水分解触媒
６０，６４，７２ 遮蔽部材
６１，６５，７３ 反射部
６２，６６，７４ 開口部
６３，６７，７５ 平行部
７０ 尿素供給装置

Claims (6)

1. 排気中の窒素酸化物を還元するための排気処理装置であり、排気中に尿素水を噴射するための噴射弁を有し、前記噴射弁から噴射された尿素水噴霧を気化促進するためのヒータ付設の気化器を有し、前記気化器は伝熱管外周部にヒータが配設されて構成され、伝熱管内には尿素水噴霧と排気ガスが通過し、前記気化器で気化した尿素水噴霧を煙道内に供給するエンジン用排気処理装置において、
   前記伝熱管内部に、伝熱管内に供給される噴霧液滴の伝熱管内軸流方向速度成分を伝熱管内壁面に向かって複数回変換させ、噴霧液滴を伝熱管内壁面へ衝突させる装置を有し、前記伝熱管内壁面および前記伝熱管内壁面へ衝突させる装置を、噴霧液滴が膜沸騰する温度以上とすることを特徴とするエンジン用排気処理装置。
2. 排気中の窒素酸化物を還元するための排気処理装置であり、排気中に尿素水を噴射するための噴射弁を有し、前記噴射弁から噴射された尿素水噴霧を気化促進するためのヒータ付設の気化器を有し、前記気化器は伝熱管外周部にヒータが配設されて構成され、伝熱管内には尿素水噴霧と排気ガスが通過し、前記気化器で気化した尿素水噴霧を煙道内に供給するエンジン用排気処理装置において、
   伝熱管内に反射部と開口部を有する遮蔽部材を複数段配設し、伝熱管内壁面と遮蔽部材を尿素水噴霧液滴が膜沸騰する温度以上とし、
   遮蔽部材は、伝熱管軸流方向垂直断面の通路断面積を縮小と拡大をさせ、伝熱管内に供給される噴霧液滴群の一部を各段の遮蔽部材の反射部に衝突させ気化するとともに反射させ、伝熱管内を通過する気流にのらない噴霧液滴が必ず伝熱管内壁面もしくは、遮蔽部材の反射部に衝突することを特徴とするエンジン用排気処理装置。
3. 排気中の窒素酸化物を還元するための排気処理装置であり、排気中に尿素水を噴射するための噴射弁を有し、前記噴射弁から噴射された尿素水噴霧を気化促進するためのヒータ付設の気化器を有し、前記気化器は伝熱管外周部にヒータが配設されて構成され、伝熱管内には尿素水噴霧と排気ガスが通過し、前記気化器で気化した尿素水噴霧を煙道内に供給するエンジン用排気処理装置において、
   伝熱管内に反射部と開口部を有する遮蔽部材を複数段配設し、伝熱管内壁面と遮蔽部材を尿素水噴霧液滴が膜沸騰する温度以上とし、
   前記遮蔽部材の反射部と開口部によって、伝熱管軸流方向垂直断面の通路断面積を縮小と拡大させるとともに、伝熱管軸流方向垂直断面に対して、所定角度傾斜する反射部と開口部を有し、
   前記各遮蔽部材が伝熱管軸流方向の隣り合う遮蔽部材の反射部と開口部が前記伝熱管軸流方向で同一軸と一致しない異なった位置に配設し、前記遮蔽部材により伝熱管内を通過する排気ガスに旋回流を形成させるとともに、噴霧液滴を反射部で反射し、伝熱管内壁面に衝突させることを可能としたことを特徴とするエンジン用排気処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン用排気処理装置において、
   前記伝熱管内壁面と遮蔽部材の表面温度を２３５℃以上としたことを特徴とするエンジン用排気処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジン用排気処理装置において、
   前記遮蔽部材は、伝熱管内壁面と接触するごとく伝熱管軸流方向に所定長さを有する平行部を有し、前記平行部によって、前記遮蔽部材を伝熱管内に固定するとともに、伝熱管内壁面と前記遮蔽部材との接触面積を拡大したことを特徴とするエンジン用排気処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエンジン用排気処理装置において、
   前記遮蔽部材の下流の前記伝熱管内、またはその下流側に金属製の母材に触媒を担持した加水分解触媒を配設したことを特徴とするエンジン用排気処理装置。

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