JP2019039421A

JP2019039421A - Exhaust emission control system

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Publication number: JP2019039421A
Application number: JP2018095770A
Authority: JP
Inventors: 高伸青地; Takanobu Aochi; 暁琳郭; xiao lin Guo; 藤井　宏明; Hiroaki Fujii; 宏明藤井; 天野　典保; Noriyasu Amano; 典保天野; 徹齊藤; Toru Saito; 樋口　和弘; Kazuhiro Higuchi; 和弘樋口; 一男角南; Kazuo Sunami; 後藤　邦夫; Kunio Goto; 邦夫後藤
Original assignee: Denso Corp; Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-03-14

Abstract

To provide an exhaust emission control system capable of appropriately vaporizing spray fuel and supplying an air-fuel mixture in which fuel and oxygen are appropriately mixed to a reforming catalyst.SOLUTION: An exhaust emission control system 1 includes: a merging passage 31 merging with an exhaust passage 22; a fuel injection device 41 for injecting fuel F to the merging passage 31; an oxygen supply device 42 for supplying air A to the merging passage 31; a vaporization mixer 5 for vaporizing the fuel F to generate an air-fuel mixture M of the fuel F and the air A; a reforming catalyst 6 for reforming the air-fuel mixture M to generate a reducing agent K; and a heater 50 for heating the vaporization mixer 5. The fuel injection device 41 is disposed at a position where the fuel F injected from the fuel injection device 41 collides with the vaporization mixer 5. The fuel injection device 41 is disposed at a position where the fuel F is injected toward an open end 514 at which a plurality of vaporization cell holes are opened in the vaporization mixer 5.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排気浄化触媒に吸蔵された有害物質を還元するための還元剤を内燃機関の排気通路へ供給する排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust purification system that supplies a reducing agent for reducing harmful substances occluded in an exhaust purification catalyst to an exhaust passage of an internal combustion engine.

従来より、内燃機関の排気通路には、ＮＯｘ等の有害物質を一旦吸蔵し、有害物質を還元するための還元剤が供給されたときに、有害物質を無害なガスに浄化する排気浄化触媒を配置することが知られている。排気浄化触媒へ供給される還元剤は、内燃機関における空燃比を燃料リッチ側にした際に排気通路へ排気される未燃ガスとする場合、排気通路に設けられた燃料噴射装置から噴射される燃料を改質して生成する改質還元剤とする場合等がある。 Conventionally, an exhaust gas purification catalyst that temporarily stores harmful substances such as NOx in the exhaust passage of the internal combustion engine and purifies the harmful substances into harmless gas when supplied with a reducing agent for reducing the harmful substances. It is known to place. The reducing agent supplied to the exhaust purification catalyst is injected from a fuel injection device provided in the exhaust passage when the unburned gas exhausted to the exhaust passage when the air-fuel ratio in the internal combustion engine is set to the fuel rich side. In some cases, the reforming / reducing agent is produced by reforming the fuel.

改質還元剤を生成する装置としては、例えば、特許文献１に開示された高活性物質添加装置がある。高活性物質添加装置においては、電極の放電によって酸素ガスを電離させる放電リアクタと、液体の炭化水素を加熱して気化させる電気ヒータとを用い、電離された酸素ガスで炭化水素を酸化させて高活性物質としての改質還元剤を生成している。 As an apparatus for generating the modified reducing agent, for example, there is a highly active substance adding apparatus disclosed in Patent Document 1. In a highly active substance addition apparatus, a discharge reactor that ionizes oxygen gas by discharge of an electrode and an electric heater that heats and vaporizes liquid hydrocarbons are used to oxidize hydrocarbons with ionized oxygen gas and increase the pressure. A modified reducing agent as an active substance is generated.

特開２０１５−１０８３５１号公報JP-A-2015-108351

改質還元剤によって排気浄化触媒における有害物質の還元反応を促進するためには、排気通路に設けられた燃料噴射装置から噴射される燃料の噴霧液滴をいかに微粒化するかが重要になる。そして、微粒化された噴霧液滴を酸素とできるだけ均一に混合するためには、微粒化された噴霧液滴が適切に気化することが必要になる。 In order to promote the reduction reaction of harmful substances in the exhaust purification catalyst by the reforming reducing agent, it is important how to atomize the fuel spray droplets injected from the fuel injection device provided in the exhaust passage. In order to mix the atomized droplets with oxygen as uniformly as possible, it is necessary to vaporize the atomized droplets appropriately.

特許文献１において、燃料噴射装置から噴射される燃料の噴霧液滴は、電気ヒータにおける高温に加熱された壁面に衝突する際に分裂して微粒化される。しかし、壁面への噴霧液滴の衝突は１回程度生じるのみであり、噴霧液滴が分裂する回数が少なく、噴霧液滴を適切に気化させることが難しい。従って、噴霧液滴を適切に気化させるためには更なる工夫が必要とされる。 In Patent Document 1, fuel spray droplets injected from a fuel injection device are split and atomized when colliding with a wall surface heated to a high temperature in an electric heater. However, the collision of the spray droplet with the wall surface occurs only once, and the number of times the spray droplet breaks is small, and it is difficult to vaporize the spray droplet appropriately. Therefore, further ingenuity is required to properly vaporize the spray droplets.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、噴霧燃料を適切に気化させることができ、燃料と酸素とが適切に混合された混合気を改質触媒へ供給することができる排気浄化システムを提供しようとして得られたものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and is an exhaust purification system capable of appropriately vaporizing a fuel spray and supplying an air-fuel mixture in which fuel and oxygen are appropriately mixed to a reforming catalyst. It was obtained by trying to provide.

本発明の一態様は、内燃機関（２）の排気通路（２２）における、排気浄化触媒（２３）が配置された位置よりも、前記排気通路における排気ガス（Ｇ）の流れの上流側の位置において、前記排気通路に合流するように接続され、
前記排気浄化触媒に吸蔵された有害物質を還元するための還元剤（Ｋ）を、前記排気通路へ供給する排気浄化システム（１）であって、
前記排気通路に合流する合流通路（３１）と、
前記合流通路に燃料（Ｆ）を噴射する燃料噴射装置（４１）と、
前記合流通路に酸素又は酸素含有気体を供給する酸素供給装置（４２）と、
前記合流通路に配置された、複数の貫通した気化用孔（５１１，５１１Ｘ，５１１Ｙ）を有する気化用多孔体（５１，５１Ｘ，５１Ｙ）であって、前記燃料噴射装置から噴射される前記燃料を複数の前記気化用孔を通過させる際に気化させるとともに、気化された前記燃料を前記酸素供給装置から供給される酸素又は酸素含有気体と混合させて、混合気（Ｍ）を生成する気化混合器（５）と、
前記合流通路に配置された、複数の改質用孔（６１１）を有する改質用多孔体（６１）であって、前記混合気を、複数の前記改質用孔を通過させる際に改質して、前記還元剤を生成する改質触媒（６）と、
前記気化混合器を加熱する加熱装置（５０）と、を備え、
前記燃料噴射装置は、前記燃料噴射装置から噴射された前記燃料が前記気化混合器に衝突する位置に配置されている、排気浄化システムにある。 One aspect of the present invention is a position upstream of the flow of exhaust gas (G) in the exhaust passage from the position in the exhaust passage (22) of the internal combustion engine (2) where the exhaust purification catalyst (23) is disposed. And connected to the exhaust passage,
An exhaust purification system (1) for supplying a reducing agent (K) for reducing harmful substances stored in the exhaust purification catalyst to the exhaust passage,
A confluence passage (31) that merges with the exhaust passage;
A fuel injection device (41) for injecting fuel (F) into the merging passage;
An oxygen supply device (42) for supplying oxygen or an oxygen-containing gas to the merge passage;
A vaporizing porous body (51, 51X, 51Y) disposed in the merging passage and having a plurality of penetrating vaporizing holes (511, 511X, 511Y), the fuel injected from the fuel injection device A vaporization mixer that vaporizes when passing through the plurality of vaporization holes and mixes the vaporized fuel with oxygen or an oxygen-containing gas supplied from the oxygen supply device to generate a mixture (M) (5) and
A reforming porous body (61) disposed in the merging passage and having a plurality of reforming holes (611), wherein the air-fuel mixture is reformed when passing through the plurality of reforming holes. A reforming catalyst (6) for producing the reducing agent;
A heating device (50) for heating the vaporization mixer,
The fuel injection device is in an exhaust purification system, which is disposed at a position where the fuel injected from the fuel injection device collides with the vaporizer.

本発明の他の態様は、内燃機関（２）の排気通路（２２）における、排気浄化触媒（２３）が配置された位置よりも、前記排気通路における排気ガス（Ｇ）の流れの上流側の位置において、前記排気通路に合流するように接続され、
前記排気浄化触媒に吸蔵された有害物質を還元するための還元剤（Ｋ）を、前記排気通路へ供給する排気浄化システム（１）であって、
前記排気通路に合流する合流通路（３１）と、
前記合流通路に燃料（Ｆ）を噴射する燃料噴射装置（４１）と、
前記合流通路に酸素又は酸素含有気体を供給する酸素供給装置（４２）と、
前記合流通路に配置された、複数の気化用セル孔（５１１）を有する気化用ハニカム体（５１）であって、前記燃料噴射装置から噴射される燃料（Ｆ）を複数の前記気化用セル孔を通過させる際に気化させるとともに、気化された前記燃料を前記酸素供給装置から供給される酸素又は酸素含有気体と混合させて、混合気（Ｍ）を生成する気化混合器（５）と、
前記合流通路に配置された、複数の改質用孔（６１１）を有する改質用多孔体（６１）であって、前記混合気を、複数の前記改質用セル孔を通過させる際に改質して、前記還元剤を生成する改質触媒（６）と、
前記気化混合器を加熱する加熱装置（５０）と、を備え、
前記燃料噴射装置は、前記気化混合器における複数の前記気化用セル孔が開口する開口端（５１４）に向けて燃料を噴射する位置に配置されており、
前記燃料噴射装置による前記燃料の噴射中心軸線（Ｃ１）と、前記気化混合器における複数の前記気化用セル孔の形成方向（Ｅ）とは互いに傾斜している、排気浄化システムにある。 In another aspect of the present invention, the exhaust gas (G) in the exhaust passage is more upstream than the position in the exhaust passage (22) of the internal combustion engine (2) where the exhaust purification catalyst (23) is disposed. In position, connected to the exhaust passage,
An exhaust purification system (1) for supplying a reducing agent (K) for reducing harmful substances stored in the exhaust purification catalyst to the exhaust passage,
A confluence passage (31) that merges with the exhaust passage;
A fuel injection device (41) for injecting fuel (F) into the merging passage;
An oxygen supply device (42) for supplying oxygen or an oxygen-containing gas to the merge passage;
A vaporizing honeycomb body (51) having a plurality of vaporizing cell holes (511) disposed in the merging passage, wherein the fuel (F) injected from the fuel injection device is supplied to the plurality of vaporizing cell holes. A vaporization mixer (5) that vaporizes when passing the gas and mixes the vaporized fuel with oxygen or an oxygen-containing gas supplied from the oxygen supply device to generate a gas mixture (M);
A reforming porous body (61) disposed in the merging passage and having a plurality of reforming holes (611), wherein the air-fuel mixture is modified when passing through the plurality of reforming cell holes. Reforming catalyst (6) for producing the reducing agent,
A heating device (50) for heating the vaporization mixer,
The fuel injection device is disposed at a position for injecting fuel toward an opening end (514) where the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer are open,
The fuel injection center axis (C1) of the fuel injection device and the formation direction (E) of the plurality of vaporization cell holes in the vaporizer are in the exhaust purification system.

本発明のさらに他の態様は、内燃機関（２）の排気通路（２２）における、排気浄化触媒（２３）が配置された位置よりも、前記排気通路における排気ガス（Ｇ）の流れの上流側の位置において、前記排気通路に合流するように接続され、
前記排気浄化触媒に吸蔵された有害物質を還元するための還元剤（Ｋ）を、前記排気通路へ供給する排気浄化システム（１）であって、
前記排気通路に合流する合流通路（３１）と、
前記合流通路に燃料（Ｆ）を噴射する燃料噴射装置（４１）と、
前記合流通路に酸素又は酸素含有気体を供給する酸素供給装置（４２）と、
前記合流通路に配置された、複数の気化用セル孔（５１１）を有する気化用ハニカム体（５１）であって、前記燃料噴射装置から噴射される燃料（Ｆ）を複数の前記気化用セル孔を通過させる際に気化させるとともに、気化された前記燃料を前記酸素供給装置から供給される酸素又は酸素含有気体と混合させて、混合気（Ｍ）を生成する気化混合器（５）と、
前記合流通路に配置された、複数の改質用孔（６１１）を有する改質用多孔体（６１）であって、前記混合気を、複数の前記改質用セル孔を通過させる際に改質して、前記還元剤を生成する改質触媒（６）と、
前記気化混合器を加熱する加熱装置（５０）と、を備え、
前記燃料噴射装置は、前記気化混合器における複数の前記気化用セル孔が開口する開口端（５１４）に向けて燃料を噴射する位置に配置されており、
前記気化混合器は、前記合流通路における酸素又は酸素含有気体の流れ方向に並ぶ複数の前記気化用ハニカム体（５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ）によって構成されており、
互いに隣接する前記気化用ハニカム体において、前記流れ方向の上流側に位置する第１気化用ハニカム体の複数の前記気化用セル孔は、前記流れ方向の下流側に位置する第２気化用ハニカム体の複数の前記気化用セル孔を形成する隔壁（５１２）の端面（５１２Ａ）と前記流れ方向において対向している、排気浄化システムにある。 Still another aspect of the present invention is that the upstream side of the flow of the exhaust gas (G) in the exhaust passage from the position where the exhaust purification catalyst (23) is arranged in the exhaust passage (22) of the internal combustion engine (2). In the position of, is connected to join the exhaust passage,
An exhaust purification system (1) for supplying a reducing agent (K) for reducing harmful substances stored in the exhaust purification catalyst to the exhaust passage,
A confluence passage (31) that merges with the exhaust passage;
A fuel injection device (41) for injecting fuel (F) into the merging passage;
An oxygen supply device (42) for supplying oxygen or an oxygen-containing gas to the merge passage;
A vaporizing honeycomb body (51) having a plurality of vaporizing cell holes (511) disposed in the merging passage, wherein the fuel (F) injected from the fuel injection device is supplied to the plurality of vaporizing cell holes. A vaporization mixer (5) that vaporizes when passing the gas and mixes the vaporized fuel with oxygen or an oxygen-containing gas supplied from the oxygen supply device to generate a gas mixture (M);
A reforming porous body (61) disposed in the merging passage and having a plurality of reforming holes (611), wherein the air-fuel mixture is modified when passing through the plurality of reforming cell holes. Reforming catalyst (6) for producing the reducing agent,
A heating device (50) for heating the vaporization mixer,
The fuel injection device is disposed at a position for injecting fuel toward an opening end (514) where the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer are open,
The vaporizer is composed of a plurality of the vaporizing honeycomb bodies (51A, 51B, 51C) arranged in the flow direction of oxygen or oxygen-containing gas in the merge passage,
In the vaporization honeycomb bodies adjacent to each other, the plurality of vaporization cell holes of the first vaporization honeycomb body located on the upstream side in the flow direction are second vaporization honeycomb bodies located on the downstream side in the flow direction. The exhaust purification system is opposed to the end surface (512A) of the partition wall (512) forming the plurality of vaporization cell holes in the flow direction.

（一態様の排気浄化システム）
前記一態様の排気浄化システムにおいては、燃料噴射装置から噴射される燃料を気化させるために、複数の貫通した気化用孔を有する気化用多孔体から構成された気化混合器を用いる。この気化混合器は、加熱装置によって加熱される。また、燃料噴射装置は、燃料噴射装置から噴射された燃料が気化混合器に衝突する位置に配置されている。 (One aspect of exhaust purification system)
In the exhaust gas purification system of the one aspect, a vaporization mixer including a vaporization porous body having a plurality of vaporization holes penetrating is used to vaporize the fuel injected from the fuel injection device. This vaporizer is heated by a heating device. The fuel injection device is disposed at a position where the fuel injected from the fuel injection device collides with the vaporizer.

これらの構成により、燃料噴射装置から噴射されて多数に分散する燃料の噴霧液滴の多くが、貫通した気化用孔を形成する固形部への衝突を繰り返し、気化用孔を通過する。これにより、噴霧液滴を効果的に微粒化することができ、噴霧液滴を適切に気化させることができる。 With these configurations, many of the spray droplets of the fuel that are injected from the fuel injection device and dispersed in a large number of times repeatedly collide with the solid portion forming the through-holes for vaporization, and pass through the vaporization holes. Thereby, a spraying droplet can be atomized effectively and a spraying droplet can be vaporized appropriately.

また、噴霧液滴が固形部に衝突する機会が多くなることにより、噴霧液滴が気化用孔を通過する時間が長くなる。これにより、微粒化又は気化された燃料が、気化用孔において酸素又は酸素含有気体と混合されやすくすることができる。そのため、気化された燃料と酸素とが適切に混合された混合気を改質触媒へ供給することができ、改質触媒において、排気浄化触媒における有毒物質を還元する能力に優れた還元剤を生成することができる。 In addition, since the opportunity for the spray droplets to collide with the solid portion increases, the time for the spray droplets to pass through the vaporizing holes becomes longer. Thereby, the atomized or vaporized fuel can be easily mixed with oxygen or an oxygen-containing gas in the vaporization hole. Therefore, it is possible to supply an air-fuel mixture in which vaporized fuel and oxygen are appropriately mixed to the reforming catalyst, and in the reforming catalyst, a reducing agent having an excellent ability to reduce toxic substances in the exhaust purification catalyst is generated. can do.

それ故、前記他の態様の排気浄化システムによれば、噴霧燃料を適切に気化させることができ、燃料と酸素とが適切に混合された混合気を改質触媒へ供給することができる。 Therefore, according to the exhaust purification system of the other aspect, the fuel spray can be appropriately vaporized, and the air-fuel mixture in which the fuel and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst.

（他の態様の排気浄化システム）
前記他の態様の排気浄化システムにおいては、燃料噴射装置から噴射される燃料を気化させるために、複数の気化用セル孔を有する気化用ハニカム体から構成された気化混合器を用いる。この気化混合器は、加熱装置によって加熱される。また、燃料噴射装置は、気化混合器における複数の気化用セル孔の開口端に向けて燃料を噴射する位置に配置されており、燃料噴射装置による燃料の噴射中心軸線と、気化混合器における複数の気化用セル孔の形成方向とが互いに傾斜している。 (Exhaust purification system of another aspect)
In the exhaust purification system of the other aspect, in order to vaporize the fuel injected from the fuel injection device, a vaporization mixer including a vaporization honeycomb body having a plurality of vaporization cell holes is used. This vaporizer is heated by a heating device. The fuel injection device is disposed at a position for injecting fuel toward the open ends of the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer. The fuel injection center axis of the fuel injection device and the plurality of vaporization mixers The vaporization cell holes are inclined with respect to each other.

仮に、燃料噴射装置による燃料の噴射中心軸線と、気化混合器における複数の気化用セル孔の形成方向とが平行である場合には、燃料噴射装置から噴射されて多数に分散する燃料の噴霧液滴の多くが、気化用セル孔同士を隔てる隔壁に衝突する機会が少なく、気化用セル孔を通過する時間も短い。この場合には、噴霧液滴を微粒化する効果が得られにくく、また、噴霧液滴が気化用セル孔において酸素又は酸素含有気体と混合される効果も得られにくい。 If the fuel injection center axis of the fuel injection device and the formation direction of the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer are parallel, the fuel spray sprayed from the fuel injection device and dispersed in a large number There are few opportunities for many of the droplets to collide with the partition walls separating the vaporizing cell holes, and the time for passing through the vaporizing cell holes is also short. In this case, it is difficult to obtain the effect of atomizing the spray droplets, and it is difficult to obtain the effect of mixing the spray droplets with oxygen or the oxygen-containing gas in the vaporization cell holes.

これに対し、燃料噴射装置による燃料の噴射中心軸線と、気化混合器における複数の気化用セル孔の形成方向とが互いに傾斜していることにより、燃料噴射装置から噴射されて多数に分散する燃料の噴霧液滴の多くが、気化用セル孔同士を隔てる隔壁に衝突する機会が多くなる。これにより、噴霧液滴を効果的に微粒化することができ、噴霧液滴を適切に気化させることができる。 On the other hand, the fuel injection center axis of the fuel injection device and the formation direction of the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer are inclined to each other, so that the fuel that is injected from the fuel injection device and dispersed in a large number There are many opportunities for many of the spray droplets to collide with the partition walls separating the vaporizing cell holes. Thereby, a spraying droplet can be atomized effectively and a spraying droplet can be vaporized appropriately.

また、噴霧液滴が隔壁に衝突する機会が多くなることにより、噴霧液滴が気化用セル孔を通過する時間が長くなる。これにより、微粒化又は気化された燃料が、気化用セル孔において酸素又は酸素含有気体と混合されやすくすることができる。そのため、気化された燃料と酸素とが適切に混合された混合気を改質触媒へ供給することができ、改質触媒において、排気浄化触媒における有毒物質を還元する能力に優れた還元剤を生成することができる。 In addition, since the opportunity for the spray droplets to collide with the partition wall increases, the time for the spray droplets to pass through the vaporizing cell holes becomes longer. Thereby, the atomized or vaporized fuel can be easily mixed with oxygen or an oxygen-containing gas in the cell hole for vaporization. Therefore, it is possible to supply an air-fuel mixture in which vaporized fuel and oxygen are appropriately mixed to the reforming catalyst, and in the reforming catalyst, a reducing agent having an excellent ability to reduce toxic substances in the exhaust purification catalyst is generated. can do.

（さらに他の態様の排気浄化システム）
前記さらに他の態様の排気浄化システムにおいては、燃料噴射装置から噴射される燃料を気化させるために、複数の気化用ハニカム体から構成されるとともに加熱装置によって加熱される気化混合器を用いる。また、燃料噴射装置は、気化混合器における複数の気化用セル孔の開口端に向けて燃料を噴射する位置に配置されている。 (Exhaust purification system according to still another embodiment)
In the exhaust gas purification system according to still another aspect, a vaporization mixer that is composed of a plurality of vaporization honeycomb bodies and is heated by a heating device is used to vaporize the fuel injected from the fuel injection device. The fuel injection device is disposed at a position where fuel is injected toward the open ends of the plurality of vaporization cell holes in the vaporizer.

仮に、気化混合器が１つの気化用ハニカム体から構成され、燃料噴射装置による燃料の噴射中心軸線と、気化混合器における複数の気化用セル孔の形成方向とが平行である場合には、燃料噴射装置から噴射されて多数に分散する燃料の噴霧液滴の多くが、気化用セル孔同士を隔てる隔壁の端面に衝突する機会が少なく、気化用セル孔を通過する時間も短い。この場合には、噴霧液滴を微粒化する効果が得られにくく、また、噴霧液滴が気化用セル孔において酸素又は酸素含有気体と混合される効果も得られにくい。 If the vaporization mixer is composed of one vaporization honeycomb body, and the fuel injection center axis of the fuel injection device and the formation direction of the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer are parallel, the fuel Many of the spray droplets of the fuel that are injected from the injection device and dispersed in a large number are less likely to collide with the end faces of the partition walls separating the vaporizing cell holes, and the time for passing through the vaporizing cell holes is short. In this case, it is difficult to obtain the effect of atomizing the spray droplets, and it is difficult to obtain the effect of mixing the spray droplets with oxygen or the oxygen-containing gas in the vaporization cell holes.

これに対し、前記さらに他の態様の排気浄化システムにおいては、気化混合器が複数の気化用ハニカム体から構成されている。また、第１気化用ハニカム体の複数の気化用セル孔は、第１気化用ハニカム体に隣接する第２気化用ハニカム体の複数の気化用セル孔を形成する隔壁の端面と、酸素又は酸素含有気体の流れ方向において対向している。これにより、各気化用ハニカム体の複数の気化用セル孔における噴霧液滴の通過経路を互いにずらすことができる。 On the other hand, in the exhaust gas purification system according to still another aspect, the vaporizer is composed of a plurality of vaporization honeycomb bodies. The plurality of vaporization cell holes of the first vaporization honeycomb body include an end face of a partition wall that forms the plurality of vaporization cell holes of the second vaporization honeycomb body adjacent to the first vaporization honeycomb body, and oxygen or oxygen Opposing in the flow direction of the contained gas. Thereby, the passage paths of the spray droplets in the plurality of vaporization cell holes of each vaporization honeycomb body can be shifted from each other.

そして、燃料噴射装置から噴射されて第１気化用ハニカム体の気化用セル孔を通過する燃料の噴霧液滴の一部は、第２気化用ハニカム体の隔壁の端面に衝突する。このとき、隔壁の端面に衝突して分裂する噴霧液滴は、第１気化用ハニカム体における１つの気化用セル孔から、第２気化用ハニカム体における複数の気化用セル孔へと分散して通過する。これにより、噴霧液滴を効果的に微粒化することができ、噴霧液滴を適切に気化させることができる。 A part of the fuel spray droplets injected from the fuel injection device and passing through the vaporizing cell holes of the first vaporizing honeycomb body collide with the end faces of the partition walls of the second vaporizing honeycomb body. At this time, the spray droplets that collide with the end face of the partition wall and split are dispersed from one vaporization cell hole in the first vaporization honeycomb body to a plurality of vaporization cell holes in the second vaporization honeycomb body. pass. Thereby, a spraying droplet can be atomized effectively and a spraying droplet can be vaporized appropriately.

また、噴霧液滴が隔壁の端面に衝突することにより、噴霧液滴が気化用セル孔を通過する時間が長くなる。これにより、微粒化又は気化された燃料が、気化用セル孔において酸素又は酸素含有気体と混合されやすくすることができる。そのため、気化された燃料と酸素とが適切に混合された混合気を改質触媒へ供給することができ、改質触媒において、排気浄化触媒における有毒物質を還元する能力に優れた還元剤を生成することができる。 Moreover, the time for the spray droplets to pass through the vaporizing cell holes becomes longer due to the spray droplets colliding with the end face of the partition wall. Thereby, the atomized or vaporized fuel can be easily mixed with oxygen or an oxygen-containing gas in the cell hole for vaporization. Therefore, it is possible to supply an air-fuel mixture in which vaporized fuel and oxygen are appropriately mixed to the reforming catalyst, and in the reforming catalyst, a reducing agent having an excellent ability to reduce toxic substances in the exhaust purification catalyst is generated. can do.

それ故、前記さらに他の態様の排気浄化システムによっても、噴霧燃料を適切に気化させることができ、燃料と酸素とが適切に混合された混合気を改質触媒へ供給することができる。 Therefore, even with the exhaust purification system of the other aspect, the fuel spray can be appropriately vaporized, and the air-fuel mixture in which the fuel and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst.

なお、本発明の一態様、他の態様及びさらに他の態様の排気浄化システムにおいて示す各構成要素のカッコ書きの符号は、実施形態における図中の符号との対応関係を示すが、各構成要素を実施形態の内容のみに限定するものではない。 Note that the reference numerals in parentheses of the constituent elements shown in the exhaust purification system of one aspect, the other aspect, and still another aspect of the present invention indicate the correspondence with the reference numerals in the drawings in the embodiments. Is not limited to the content of the embodiment.

実施形態１にかかる、排気浄化システムを示す説明図。1 is an explanatory view showing an exhaust purification system according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 1. FIG. 実施形態１にかかる、気化混合器の一部を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part of vaporization mixer concerning Embodiment 1. FIG. 実施形態１にかかる、排気浄化触媒の温度と、排気浄化触媒におけるＮＯｘの吸蔵可能量との関係を示すグラフ。3 is a graph showing the relationship between the temperature of the exhaust purification catalyst and the NOx storable amount in the exhaust purification catalyst according to the first embodiment. 実施形態１にかかる、気化混合器における加熱面の温度と、燃料の噴霧液滴の蒸発時間との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the temperature of the heating surface in the vaporization mixer concerning Embodiment 1, and the evaporation time of the spray droplet of a fuel. 比較形態にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning a comparison form. 比較形態にかかる、気化混合器の気化用セル孔を燃料の噴霧液滴が通過する状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which the spraying droplet of a fuel passes the vaporization cell hole of the vaporization mixer concerning a comparison form. 実施形態１にかかる、気化混合器の気化用セル孔を燃料の噴霧液滴が通過する状態を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state where fuel spray droplets pass through the vaporization cell hole of the vaporization mixer according to the first embodiment. 実施形態２にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 2. FIG. 実施形態３にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 3. FIG. 実施形態３にかかる、３つの気化用ハニカム体から構成された気化混合器の気化用セル孔を燃料の噴霧液滴が通過する状態を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which spray droplets of fuel pass through vaporization cell holes of a vaporization mixer constituted by three vaporization honeycomb bodies according to a third embodiment. 実施形態３にかかる、３つの気化用ハニカム体から構成された気化混合器を示す斜視図。The perspective view which shows the vaporization mixer comprised from the honeycomb body for vaporization concerning Embodiment 3. FIG. 比較形態にかかる、１つの気化用ハニカム体から構成された気化混合器の気化用セル孔を燃料の噴霧液滴が通過する状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state through which the spray droplet of a fuel passes the vaporization cell hole of the vaporization mixer comprised from one vaporization honeycomb body concerning a comparison form. 実施形態４にかかる、３つの気化用ハニカム体から構成された気化混合器を示す斜視図。The perspective view which shows the vaporization mixer comprised from the honeycomb body for vaporization concerning Embodiment 4. FIG. 実施形態５にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 5. FIG. 実施形態６にかかる、３つの気化用ハニカム体から構成された気化混合器を示す斜視図。The perspective view which shows the vaporization mixer comprised from the honeycomb body for vaporization concerning Embodiment 6. FIG. 実施形態７にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置、気化混合器及び改質触媒の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus of an exhaust gas purification system, a vaporization mixer, and a reforming catalyst concerning Embodiment 7. FIG. 実施形態８にかかる、排気浄化システムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the exhaust gas purification system concerning Embodiment 8. FIG. 実施形態８にかかる、気化混合器の一部を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part of vaporization mixer concerning Embodiment 8. FIG. 実施形態８にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 8. FIG. 実施形態９にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 9. FIG. 実施形態９にかかる、気化混合器の一部を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part of vaporization mixer concerning Embodiment 9. FIG. 実施形態１０にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 10. FIG. 実施形態１１にかかる、排気浄化システムの一部を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part of exhaust purification system concerning Embodiment 11. FIG. 実施形態１１にかかる、気体加熱装置がない場合とある場合とについて、気化混合器の温度を目標温度にするために要する時間を示すグラフ。The graph which shows the time required in order to make the temperature of a vaporization mixer into target temperature with respect to the case where there is no gas heating apparatus concerning Embodiment 11, and there exists. 実施形態１１にかかる、気体加熱装置の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the gas heating apparatus concerning Embodiment 11. FIG. 実施形態１１にかかる、気体加熱装置を動作させるタイミングの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the timing which operates the gas heating apparatus concerning Embodiment 11. FIG. 実施形態１２にかかる、排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of an exhaust purification system concerning Embodiment 12. FIG. 実施形態１２にかかる、他の排気浄化システムの燃料噴射装置及び気化混合器の周辺を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the periphery of the fuel-injection apparatus and vaporizer of another exhaust gas purification system concerning Embodiment 12. FIG. 実施形態１３にかかる、排気浄化システムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the exhaust gas purification system concerning Embodiment 13. FIG. 実施形態１３にかかる、他の排気浄化システムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the other exhaust gas purification system concerning Embodiment 13. FIG. 実施形態１３にかかる、気化混合器に供給される空気の総流量と、気化混合器における燃料の気化率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the total flow volume of the air supplied to the vaporization mixer concerning Embodiment 13, and the vaporization rate of the fuel in a vaporization mixer. 実施形態１４にかかる、排気浄化システムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the exhaust gas purification system concerning Embodiment 14. FIG. 実施形態１５にかかる、排気浄化システムの一部を示す説明図。Explanatory drawing which shows a part of exhaust gas purification system concerning Embodiment 15. FIG. 実施形態１５にかかる、気化混合器における温度勾配、及び気化混合器に存在する燃料の量を、気化混合器の上流側端面から下流側端面までの範囲について示すグラフ。The graph which shows the temperature gradient in the vaporization mixer concerning Embodiment 15, and the quantity of the fuel which exists in a vaporization mixer about the range from the upstream end surface of a vaporization mixer to a downstream end surface. 実施形態１５にかかる、軽油が気化混合器によって蒸発する際の、気化混合器の壁面における温度と燃料の蒸発量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the temperature in the wall surface of a vaporization mixer, and the evaporation amount of a fuel when the light oil concerning Embodiment 15 evaporates with a vaporization mixer. 確認試験にかかる、実施形態３についての、空間速度の変化に対する気化混合器における気化率（％）の違いを示すグラフ。The graph which shows the difference of the vaporization rate (%) in the vaporization mixer with respect to the change of the space velocity about Embodiment 3 concerning a confirmation test. 確認試験にかかる、実施形態３についての、空間速度の変化に対する改質触媒の温度（℃）の違いを示すグラフ。The graph which shows the difference of the temperature (degreeC) of a reforming catalyst with respect to the change of the space velocity about Embodiment 3 concerning a confirmation test. 確認試験にかかる、比較形態についての、空間速度の変化に対する気化混合器における気化率（％）の違いを示すグラフ。The graph which shows the difference of the vaporization rate (%) in the vaporization mixer with respect to the change of the space velocity about the comparison form concerning a confirmation test. 確認試験にかかる、比較形態についての、空間速度の変化に対する改質触媒の温度（℃）の違いを示すグラフ。The graph which shows the difference of the temperature (degreeC) of the reforming catalyst with respect to the change of the space velocity about the comparison form concerning a confirmation test.

前述した排気浄化システムにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
本形態の排気浄化システム１は、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン２の排気通路２２へ、排気通路２２内の排気浄化触媒２３に吸蔵された有害物質としてのＮＯｘを還元するための還元剤Ｋを供給するものである。排気浄化システム１は、排気通路２２における、排気浄化触媒２３が配置された位置よりも、排気通路２２における排気ガスＧの流れの上流側の位置において、排気通路２２に合流するように接続されている。 A preferred embodiment of the above-described exhaust purification system will be described with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
As shown in FIG. 1, the exhaust purification system 1 of the present embodiment reduces NOx as a harmful substance occluded in the exhaust purification catalyst 23 in the exhaust passage 22 to the exhaust passage 22 of the engine 2 as an internal combustion engine. The reducing agent K is supplied. The exhaust purification system 1 is connected so as to join the exhaust passage 22 at a position upstream of the flow of the exhaust gas G in the exhaust passage 22 relative to the position in the exhaust passage 22 where the exhaust purification catalyst 23 is disposed. Yes.

排気浄化システム１は、合流通路３１、燃料噴射装置４１、酸素供給装置４２、気化混合器５、改質触媒６及び加熱装置５０を備える。合流通路３１は、排気通路２２に合流する状態で形成されている。燃料噴射装置４１は、合流通路３１に燃料Ｆを噴射するものである。酸素供給装置４２は、合流通路３１に、酸素を含有する空気Ａを供給するものである。 The exhaust purification system 1 includes a merging passage 31, a fuel injection device 41, an oxygen supply device 42, a vaporization mixer 5, a reforming catalyst 6, and a heating device 50. The merge passage 31 is formed so as to merge with the exhaust passage 22. The fuel injection device 41 is for injecting fuel F into the merging passage 31. The oxygen supply device 42 supplies the air A containing oxygen to the junction passage 31.

気化混合器５は、図２及び図３に示すように、合流通路３１に配置された、
複数の気化用孔としての気化用セル孔５１１を有する、気化用多孔体としての気化用ハニカム体５１によって構成されている。気化混合器５は、燃料噴射装置４１から噴射される燃料Ｆを、複数の気化用セル孔５１１を通過させる際に気化させるとともに、気化された燃料Ｆを、酸素供給装置４２から供給される空気Ａと混合させて、混合気Ｍを生成するものである。 The vaporizer 5 is disposed in the merging passage 31 as shown in FIGS.
The vaporizing honeycomb body 51 is a vaporizing porous body having a plurality of vaporizing cell holes 511 as vaporizing holes. The vaporizer 5 vaporizes the fuel F injected from the fuel injection device 41 when passing through the plurality of vaporization cell holes 511, and also supplies the vaporized fuel F from the oxygen supply device 42. A gas mixture M is produced by mixing with A.

改質触媒６は、合流通路３１に配置された、複数の改質用孔としての改質用セル孔６１１を有する、改質用多孔体としての改質用ハニカム体６１によって構成されている。改質触媒６は、混合気Ｍを、複数の改質用セル孔６１１を通過させる際に改質して、還元剤Ｋを生成するものである。加熱装置５０は、気化混合器５を加熱するものである。 The reforming catalyst 6 is constituted by a reforming honeycomb body 61 as a reforming porous body having a plurality of reforming cell holes 611 as reforming holes, which are arranged in the merge passage 31. The reforming catalyst 6 reforms the air-fuel mixture M when passing through the plurality of reforming cell holes 611 to generate the reducing agent K. The heating device 50 heats the vaporizer 5.

図２に示すように、燃料噴射装置４１は、燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆが気化混合器５に衝突する位置に配置されている。燃料噴射装置４１は、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１が開口する開口端５１４に向けて燃料Ｆを噴射する位置に配置されている。燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射中心軸線Ｃ１と、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとは互いに傾斜している。 As shown in FIG. 2, the fuel injection device 41 is disposed at a position where the fuel F injected from the fuel injection device 41 collides with the vaporizer 5. The fuel injection device 41 is disposed at a position where the fuel F is injected toward the opening end 514 where the plurality of vaporizing cell holes 511 in the vaporizing mixer 5 are opened. The fuel F injection center axis C1 of the fuel injection device 41 and the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporizer 5 are inclined with respect to each other.

以下に、本形態の排気浄化システム１について詳説する。
（排気浄化システム１）
図１に示すように、本形態の排気浄化システム１は、車両に搭載されるものであり、車両のエンジン２から排気される排気ガスＧの浄化を行うものである。排気浄化システム１は、エンジン２とは別に構成されており、エンジン２から排気される未燃ガスとは別の還元剤Ｋを用いて、排気浄化触媒２３に吸蔵されたＮＯｘを還元するものである。 Hereinafter, the exhaust purification system 1 of the present embodiment will be described in detail.
(Exhaust gas purification system 1)
As shown in FIG. 1, an exhaust purification system 1 of this embodiment is mounted on a vehicle and purifies exhaust gas G exhausted from an engine 2 of the vehicle. The exhaust purification system 1 is configured separately from the engine 2 and reduces NOx occluded in the exhaust purification catalyst 23 using a reducing agent K different from unburned gas exhausted from the engine 2. is there.

排気浄化触媒２３に吸蔵されたＮＯｘは、エンジン２における空燃比を、理論空燃比よりも燃料リッチ側にして、エンジン２における燃焼運転を行ったときに、エンジン２から排気通路２２に排気される排気ガスＧに含まれる未燃ガスによって還元し、浄化することができる。排気浄化システム１は、エンジン２から排気される未燃ガスによる排気浄化触媒２３中のＮＯｘの還元を補助する目的で使用することができる。 The NOx occluded in the exhaust purification catalyst 23 is exhausted from the engine 2 to the exhaust passage 22 when the combustion operation in the engine 2 is performed with the air-fuel ratio in the engine 2 set to a fuel rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. It can be reduced and purified by the unburned gas contained in the exhaust gas G. The exhaust purification system 1 can be used for the purpose of assisting the reduction of NOx in the exhaust purification catalyst 23 by the unburned gas exhausted from the engine 2.

未燃ガス中には、排気浄化触媒２３中のＮＯｘを還元する際の還元剤となる一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ₂）、炭化水素（ＨＣ）等が含まれる。また、改質触媒６においては、水素等が生成される。そして、未燃ガス、水素等が、有害物質であるＮＯｘと反応することにより、ＮＯｘが無害なＮ₂（窒素）に還元・浄化される。 The unburned gas contains carbon monoxide (CO), hydrogen (H ₂ ), hydrocarbon (HC), and the like that serve as a reducing agent when reducing NOx in the exhaust purification catalyst 23. In the reforming catalyst 6, hydrogen or the like is generated. And unburned gas, hydrogen, etc. react with NOx which is a harmful substance, and NOx is reduced and purified to harmless N ₂ (nitrogen).

本形態の排気浄化触媒２３は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒には、ＮＯｘ（窒素酸化物）が吸蔵される。ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、有害物質であるＮＯ、ＮＯ₂、Ｎ₂Ｏ等のＮＯｘを吸蔵し、ＮＯｘを無害なＮ₂（窒素）に還元して浄化するものである。 The exhaust purification catalyst 23 of this embodiment is a NOx storage reduction catalyst, and NOx (nitrogen oxide) is stored in the NOx storage reduction catalyst. The NOx storage reduction catalyst stores NOx such as NO, NO ₂ , and N ₂ O that are harmful substances, and reduces NOx to harmless N ₂ (nitrogen) for purification.

排気浄化触媒２３は、複数のセル孔を有するハニカム状等に形成されたセラミックス（金属酸化物）の担持体に、ＮＯｘの吸蔵を促進する物質、ＮＯｘの還元反応を促進する触媒としての貴金属、酸素を放出する機能を有する酸化セリウム（セリア、ＣｅＯ₂）等が担持されたものである。排気浄化触媒２３の複数のセル孔は、三角状、四角状、六角状等の種々の形状に形成することができる。排気浄化触媒２３は、排気通路２２内に配置された、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの有害物質を浄化する三元触媒と併用することができる。 The exhaust purification catalyst 23 is a ceramic (metal oxide) support formed in a honeycomb or the like having a plurality of cell holes, a substance that promotes NOx occlusion, a noble metal as a catalyst that promotes a NOx reduction reaction, It carries cerium oxide (ceria, CeO ₂ ) having a function of releasing oxygen. The plurality of cell holes of the exhaust purification catalyst 23 can be formed in various shapes such as a triangular shape, a square shape, and a hexagonal shape. The exhaust purification catalyst 23 can be used in combination with a three-way catalyst that is disposed in the exhaust passage 22 and purifies NOx, HC, and CO harmful substances.

本形態のエンジン２は、自然着火によって燃焼を行うディーゼルエンジンであり、ディーゼルエンジンにおいては、燃料弁から噴射された燃料Ｆとしての軽油が空気Ａと混合されて燃焼する。また、燃料噴射装置４１における燃料Ｆには、軽油等が用いられる。 The engine 2 of this embodiment is a diesel engine that performs combustion by spontaneous ignition. In the diesel engine, light oil as fuel F injected from a fuel valve is mixed with air A and burned. Further, light oil or the like is used as the fuel F in the fuel injection device 41.

エンジン２は、複数の気筒を有するレシプロエンジンの他、ロータリーエンジン等の種々のエンジンとすることができる。また、エンジン２は、点火コイルによって着火されて燃焼を行うガソリンエンジンとすることもできる。 The engine 2 can be various engines such as a rotary engine in addition to a reciprocating engine having a plurality of cylinders. The engine 2 may be a gasoline engine that is ignited by an ignition coil and burns.

改質触媒６においては、主に、以下に示す反応が行われて、燃料Ｆから還元剤Ｋとしての水素が生成される。まず、改質触媒６においては、燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆにおける炭化水素（ＨＣ）と酸素（Ｏ₂）とによって水が生成される。この水が生成される反応は、発熱を伴った酸化反応として、ＨＣ＋Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂（反応式１）として表される。 In the reforming catalyst 6, the following reaction is mainly performed, and hydrogen as the reducing agent K is generated from the fuel F. First, in the reforming catalyst 6, water is generated by the hydrocarbon (HC) and oxygen (O ₂ ) in the fuel F injected from the fuel injection device 41. This reaction for generating water is expressed as HC + O ₂ → H ₂ O + CO ₂ (Reaction Formula 1) as an oxidation reaction accompanied by heat generation.

次いで、主に、改質触媒６においては、燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆにおける炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）と水（Ｈ₂Ｏ）とによって水素（Ｈ₂）が生成される。この水素が生成される反応には、２通りの反応がある。その一つは、吸熱を伴った水蒸気改質反応として、ＨＣ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋Ｈ₂（反応式２）として表される。もう一つは、発熱を伴った水性ガスシフト反応として、ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂（反応式３）として表される。 Next, mainly in the reforming catalyst 6, hydrogen (H ₂ ) is generated by the hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and water (H ₂ O) in the fuel F injected from the fuel injection device 41. Generated. There are two types of reactions in which hydrogen is generated. One of them is expressed as HC + H ₂ O → CO + H ₂ (reaction formula 2) as a steam reforming reaction accompanied by endotherm. The other is expressed as CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂ (Scheme 3) as a water gas shift reaction accompanied by heat generation.

反応式１の酸化反応によって生成された水が、反応式２の水蒸気改質反応及び反応式３の水性ガスシフト反応に用いられる。また、水蒸気改質反応によって生成された一酸化炭素又は燃料Ｆに含まれる一酸化炭素が、水性ガスシフト反応に用いられる。 Water generated by the oxidation reaction of Reaction Formula 1 is used for the steam reforming reaction of Reaction Formula 2 and the water gas shift reaction of Reaction Formula 3. Further, carbon monoxide produced by the steam reforming reaction or carbon monoxide contained in the fuel F is used for the water gas shift reaction.

改質触媒６は、加熱装置５０によって加熱される気化混合器５から供給される混合気Ｍ、周囲からの熱伝達等によって加熱される。改質触媒６の温度が低い状態においては、主に反応式１の酸化反応が生じ、このときの発熱によって改質触媒６が加熱される。そして、改質触媒６の温度が６５０℃以上になると、反応式２の水蒸気改質反応及び反応式３の水性ガスシフト反応が生じる。還元剤Ｋは、燃料Ｆを改質したものであるので、改質還元剤ということもできる。 The reforming catalyst 6 is heated by the air-fuel mixture M supplied from the vaporization mixer 5 heated by the heating device 50, heat transfer from the surroundings, and the like. When the temperature of the reforming catalyst 6 is low, the oxidation reaction of the reaction formula 1 mainly occurs, and the reforming catalyst 6 is heated by the heat generated at this time. When the temperature of the reforming catalyst 6 reaches 650 ° C. or higher, the steam reforming reaction of the reaction formula 2 and the water gas shift reaction of the reaction formula 3 occur. Since the reducing agent K is obtained by reforming the fuel F, it can also be called a reforming reducing agent.

図１に示すように、改質触媒６を構成する改質用ハニカム体６１の複数の改質用セル孔６１１には、酸化触媒としてのＲｈ等が担持されている。気化混合器５において混合気Ｍを生成する際には、酸素供給装置４２による空気Ａの供給量に対する燃料噴射装置４１による燃料Ｆの供給量を多くして、意図的に燃料リッチな混合気Ｍを生成する。そして、酸化反応が行われた後においても、混合気Ｍ中に炭化水素が残存するようにし、水蒸気改質反応及び水性ガスシフト反応が行われる際の炭化水素を確保する。また、改質触媒６が熱によって損傷しないようにするため、改質触媒６の温度が９００℃未満になるように反応が制御される。 As shown in FIG. 1, Rh or the like as an oxidation catalyst is supported in the plurality of reforming cell holes 611 of the reforming honeycomb body 61 constituting the reforming catalyst 6. When the mixture M is generated in the vaporizer 5, the amount of fuel F supplied by the fuel injection device 41 is increased with respect to the amount of air A supplied by the oxygen supply device 42, thereby intentionally fuel-rich mixture M. Is generated. Even after the oxidation reaction is performed, hydrocarbons remain in the gas mixture M to secure hydrocarbons when the steam reforming reaction and the water gas shift reaction are performed. Further, in order to prevent the reforming catalyst 6 from being damaged by heat, the reaction is controlled so that the temperature of the reforming catalyst 6 is less than 900 ° C.

排気浄化システム１は、排気浄化触媒２３に吸蔵されたＮＯｘを還元する用途の他に、エンジン２の始動時に排気浄化触媒２３を暖気（加熱）する用途として使用することもできる。エンジン２の始動時においては、排気浄化触媒２３が排気ガスＧによって加熱されておらず、排気浄化触媒２３の温度が、例えば１５０℃未満の低温になっている。 The exhaust purification system 1 can be used not only for reducing NOx stored in the exhaust purification catalyst 23 but also for warming up (heating) the exhaust purification catalyst 23 when the engine 2 is started. When the engine 2 is started, the exhaust purification catalyst 23 is not heated by the exhaust gas G, and the temperature of the exhaust purification catalyst 23 is a low temperature, for example, less than 150 ° C.

排気浄化触媒２３の温度が２００℃未満程度に低い場合には、排気浄化触媒２３がＮＯｘを吸蔵する能力が低く、その性能を確保しにくい。そこで、エンジン２の始動時において、排気浄化システム１によって、排気浄化触媒２３へ改質触媒６によって生成された還元剤Ｋとしての水素を供給し、この水素と、排気通路２２を流れて排気浄化触媒２３中に存在する酸素とを反応させる。これにより、水素と酸素とが反応する際の熱によって、排気浄化触媒２３を昇温させることができる。 When the temperature of the exhaust purification catalyst 23 is as low as less than about 200 ° C., the ability of the exhaust purification catalyst 23 to store NOx is low, and it is difficult to ensure its performance. Therefore, when the engine 2 is started, the exhaust gas purification system 1 supplies hydrogen as the reducing agent K generated by the reforming catalyst 6 to the exhaust gas purification catalyst 23, and this hydrogen and the exhaust gas passage 22 flow to exhaust gas purification. The oxygen present in the catalyst 23 is reacted. Thereby, the temperature of the exhaust purification catalyst 23 can be raised by the heat generated when hydrogen and oxygen react.

図４には、排気浄化触媒２３の、温度（℃）に対するＮＯｘ吸蔵可能量（ｇ／ｕｎｉｔ）の変化を示す。同図には、ＮＯｘの排出規制を強化するために、排気浄化触媒２３に必要とされるＮＯｘの吸蔵可能量を二点鎖線Ｘによって示す。同図に示すように、排気浄化触媒２３は、２５０〜３００℃において、ＮＯｘを吸蔵する能力が最も高くなると考えられる。そのため、排気浄化システム１を用いることにより、エンジン２の始動時において、排気浄化触媒２３を２５０〜３００℃に迅速に昇温することができる。 FIG. 4 shows the change in the NOx storable amount (g / unit) with respect to the temperature (° C.) of the exhaust purification catalyst 23. In the figure, the storable amount of NOx required for the exhaust purification catalyst 23 in order to strengthen the NOx emission regulation is indicated by a two-dot chain line X. As shown in the figure, the exhaust purification catalyst 23 is considered to have the highest ability to occlude NOx at 250 to 300 ° C. Therefore, by using the exhaust purification system 1, the temperature of the exhaust purification catalyst 23 can be quickly raised to 250 to 300 ° C. when the engine 2 is started.

また、排気浄化システム１は、エンジン２から排気通路２２へ排気される排気ガスＧ中の未燃ガスによって、排気浄化触媒２３中のＮＯｘを還元する際に、排気浄化触媒２３から排気通路２２における排気ガスＧの流れの下流側にしみ出されるＮＯｘを還元する用途として用いることもできる。エンジン２から排気通路２２へ排気された未燃ガスが排気浄化触媒２３に到達するときには、排気浄化触媒２３に担持された酸化セリウムが酸素を放出する。そして、この酸素と未燃ガスとが反応することにより、排気浄化触媒２３の温度が上昇し、排気浄化触媒２３に吸蔵されたＮＯｘが放出される。そして、このＮＯｘは、排気浄化触媒２３における貴金属を触媒として未燃ガスと反応して還元され、Ｎ₂等の無害な物質に浄化される。 Further, when the exhaust purification system 1 reduces NOx in the exhaust purification catalyst 23 by the unburned gas in the exhaust gas G exhausted from the engine 2 to the exhaust passage 22, the exhaust purification system 1 passes through the exhaust passage 22 from the exhaust purification catalyst 23. It can also be used for reducing NOx that has oozed out downstream of the flow of the exhaust gas G. When the unburned gas exhausted from the engine 2 to the exhaust passage 22 reaches the exhaust purification catalyst 23, the cerium oxide supported on the exhaust purification catalyst 23 releases oxygen. The oxygen and unburned gas react to increase the temperature of the exhaust purification catalyst 23, and NOx occluded in the exhaust purification catalyst 23 is released. The NOx is reduced by reacting with the unburned gas using the noble metal in the exhaust purification catalyst 23 as a catalyst, and purified to a harmless substance such as N ₂ .

しかし、炭化水素が多く含まれる未燃ガスによるＮＯｘの還元反応の反応速度はそれほど速くない。一方、排気浄化システム１から排気浄化触媒２３に供給される水素によるＮＯｘの還元反応の速度は、炭化水素による場合と比べて速い。そこで、エンジン２において燃料リッチな状態で燃焼を行った後の排気ガスＧに含まれる未燃ガスによって、排気浄化触媒２３からＮＯｘが放出されるタイミングに合わせて、排気浄化システム１から排気浄化触媒２３へ水素を供給する。これにより、排気浄化触媒２３から排気通路２２における排気ガスＧの流れの下流側へのＮＯｘのしみ出しをほとんどなくすことができる。 However, the reaction rate of NOx reduction reaction with unburned gas containing a large amount of hydrocarbons is not so fast. On the other hand, the rate of the reduction reaction of NOx by hydrogen supplied from the exhaust purification system 1 to the exhaust purification catalyst 23 is faster than the case of using hydrocarbons. Therefore, the exhaust purification catalyst 1 from the exhaust purification system 1 is synchronized with the timing at which NOx is released from the exhaust purification catalyst 23 by the unburned gas contained in the exhaust gas G after being burned in a fuel-rich state in the engine 2. 23 is supplied with hydrogen. Thereby, it is possible to eliminate almost NO exudation from the exhaust purification catalyst 23 to the downstream side of the flow of the exhaust gas G in the exhaust passage 22.

図１に示すように、エンジン２の排気通路２２は、エンジン２に接続された排気管２１内に形成されている。排気浄化システム１の合流通路３１は、排気管２１を構成する側壁の一部に設けられた開口部２４に接続された合流管３Ａ内に形成されている。本形態の合流管３Ａは、水平方向又は水平方向に近い状態に配置された排気管２１に対して、上方から接続されている。 As shown in FIG. 1, the exhaust passage 22 of the engine 2 is formed in an exhaust pipe 21 connected to the engine 2. The merging passage 31 of the exhaust purification system 1 is formed in the merging pipe 3 A connected to the opening 24 provided in a part of the side wall constituting the exhaust pipe 21. 3 A of merge pipes of this form are connected from the upper direction with respect to the exhaust pipe 21 arrange | positioned in the state near a horizontal direction or a horizontal direction.

図２に示すように、燃料噴射装置４１は、合流通路３１における、排気通路２２から離れた先端側Ｄ１の位置へ燃料Ｆを噴射するよう構成されている。ここで、本形態においては、合流通路３１の通路形成方向Ｄにおいて、合流通路３１が排気通路２２に接続される側を基端側Ｄ２といい、基端側Ｄ２と反対側を先端側Ｄ１という。 As shown in FIG. 2, the fuel injection device 41 is configured to inject fuel F to the position on the leading end side D 1 away from the exhaust passage 22 in the merging passage 31. Here, in this embodiment, in the passage formation direction D of the merging passage 31, the side where the merging passage 31 is connected to the exhaust passage 22 is referred to as a base end side D2, and the side opposite to the base end side D2 is referred to as a distal end side D1. .

合流管３Ａの先端部（本形態においては上端部）には、燃料噴射装置４１から噴射される燃料Ｆ、及び酸素供給装置４２から送られる空気Ａが通過する通過口３３が形成されている。ここで、合流管３Ａの先端部とは、合流管３Ａが排気管２１に接続された基端部とは反対側の端部のことをいう。また、合流管３Ａ内の合流通路３１は、気化混合器５及び改質触媒６を収容可能な十分な長さに形成されている。酸素供給装置４２は、ブロア（送風装置）、エアポンプ等によって形成される。 A passage port 33 through which the fuel F injected from the fuel injection device 41 and the air A sent from the oxygen supply device 42 pass is formed at the distal end portion (the upper end portion in the present embodiment) of the merge pipe 3A. Here, the distal end portion of the merging pipe 3 A refers to an end portion on the side opposite to the base end portion where the merging pipe 3 A is connected to the exhaust pipe 21. Further, the joining passage 31 in the joining pipe 3 A is formed with a sufficient length that can accommodate the vaporization mixer 5 and the reforming catalyst 6. The oxygen supply device 42 is formed by a blower (blower device), an air pump, or the like.

図１及び図２に示すように、合流通路３１の外周には、酸素供給装置４２から送られる空気Ａが通過する外周供給通路３２が形成されている。本形態においては、合流管３Ａは、外周供給通路３２を形成するための外管３Ｂ内に同軸状に挿通されている。外周供給通路３２は、合流管３Ａと外管３Ｂとの間において環状に形成されている。外周供給通路３２と合流通路３１とは、鉛直方向の上側の端部において接続されている。言い換えれば、合流管３Ａの先端側Ｄ１の端部と、外管３Ｂの先端側Ｄ１の端部との間には、外周供給通路３２から合流通路３１へ空気Ａを導くための端部空間３４が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, an outer periphery supply passage 32 through which the air A sent from the oxygen supply device 42 passes is formed on the outer periphery of the merge passage 31. In this embodiment, the merging pipe 3 A is coaxially inserted into the outer pipe 3 B for forming the outer peripheral supply passage 32. The outer periphery supply passage 32 is formed in an annular shape between the merging pipe 3A and the outer pipe 3B. The outer periphery supply passage 32 and the merge passage 31 are connected at the upper end in the vertical direction. In other words, the end space 34 for guiding the air A from the outer peripheral supply passage 32 to the confluence passage 31 between the end portion on the front end side D1 of the merge tube 3A and the end portion D1 of the outer tube 3B. Is formed.

酸素供給装置４２を構成する酸素ポンプは、外管３Ｂ（外周供給通路３２）の基端側Ｄ２の端部に接続されている。そして、酸素供給装置４２による空気Ａは、外管３Ｂ内の外周供給通路３２を基端側Ｄ２から先端側Ｄ１へ流れた後、燃料Ｆとの混合気Ｍとなって合流管３Ａ内の合流通路３１を先端側Ｄ１から基端側Ｄ２へ流れる。 The oxygen pump constituting the oxygen supply device 42 is connected to the end portion on the base end side D2 of the outer tube 3B (outer periphery supply passage 32). Then, the air A from the oxygen supply device 42 flows from the proximal end D2 to the distal end D1 through the outer peripheral supply passage 32 in the outer pipe 3B, and then becomes an air-fuel mixture M with the fuel F and joins in the merge pipe 3A. The passage 31 flows from the distal end side D1 to the proximal end side D2.

外周供給通路３２を流れる空気Ａは、合流通路３１を流れる混合気Ｍによって加熱されるよう構成されている。言い換えれば、気化混合器５、改質触媒６及び合流通路３１における混合気Ｍ等が有する熱は、合流管３Ａを介して外周供給通路３２を流れる空気Ａに伝達される。これにより、酸素供給装置４２から合流通路３１へ供給される空気Ａを予熱することができ、気化混合器５及び改質触媒６へ予熱された空気Ａを供給することができる。 The air A flowing through the outer peripheral supply passage 32 is configured to be heated by the air-fuel mixture M flowing through the merge passage 31. In other words, the heat of the gas mixture M, the reforming catalyst 6, and the air-fuel mixture M in the merging passage 31 is transmitted to the air A flowing through the outer peripheral supply passage 32 via the merging pipe 3A. Thereby, the air A supplied from the oxygen supply device 42 to the merging passage 31 can be preheated, and the preheated air A can be supplied to the vaporizer 5 and the reforming catalyst 6.

図１に示すように、燃料噴射装置４１は、合流通路３１へ燃料Ｆを噴射させる燃料弁として構成されている。燃料噴射装置４１へは、燃料ポンプ４１１によって燃料タンク４１２から燃料Ｆが送り出される。また、燃料噴射装置４１には、燃料Ｆを加熱するヒータが設けられている。燃料噴射装置４１は、外管３Ｂにおける先端側Ｄ１の端部に取り付けられており、端部空間３４に配置された噴射先端部４１３から合流管３Ａの通過口３３に向けて燃料Ｆを噴射するよう構成されている。 As shown in FIG. 1, the fuel injection device 41 is configured as a fuel valve that injects fuel F into the merging passage 31. Fuel F is sent from the fuel tank 412 to the fuel injection device 41 by the fuel pump 411. Further, the fuel injection device 41 is provided with a heater for heating the fuel F. The fuel injection device 41 is attached to the end portion D1 end of the outer tube 3B, and injects the fuel F from the injection tip portion 413 disposed in the end space 34 toward the passage port 33 of the merge tube 3A. It is configured as follows.

図２に示すように、合流管３Ａの先端側Ｄ１の端部及び外管３Ｂの先端側Ｄ１の端部は、合流通路３１及び外周供給通路３２の中心軸線Ｃ２に対して傾斜して形成されている。そして、外管３Ｂの先端側Ｄ１の端部に取り付けられた燃料噴射装置４１の噴射中心軸線Ｃ１は、合流通路３１及び外周供給通路３２の中心軸線Ｃ２に対して傾斜している。 As shown in FIG. 2, the end portion D1 end of the merge tube 3A and the end D1 end of the outer tube 3B are formed to be inclined with respect to the central axis C2 of the merge passage 31 and the outer periphery supply passage 32. ing. The injection center axis C1 of the fuel injection device 41 attached to the end portion D1 end of the outer pipe 3B is inclined with respect to the center axis C2 of the merge passage 31 and the outer periphery supply passage 32.

噴射中心軸線Ｃ１とは、燃料噴射装置４１から燃料Ｆが噴射される範囲の中心を通る線のことをいう。中心軸線Ｃ２とは、断面円形状等に形成された合流通路３１の中心を通る線、又は断面円形状等に形成された気化混合器５の中心を通る線のことをいう。中心軸線Ｃ２は、合流通路３１等が断面円形状を有していない場合であっても、断面における図心位置を通る線とする。 The injection center axis C1 refers to a line passing through the center of the range in which the fuel F is injected from the fuel injection device 41. The central axis C2 refers to a line passing through the center of the merging passage 31 formed in a circular cross section or the like, or a line passing through the center of the vaporizer 5 formed in a circular cross section or the like. The central axis C2 is a line that passes through the centroid position in the cross section even when the merge passage 31 or the like does not have a circular cross section.

気化混合器５は、合流通路３１の通路形成方向Ｄの一部を埋めるように、合流通路３１に配置されている。気化混合器５の複数の気化用セル孔５１１は、合流通路３１の中心軸線Ｃ２の方向に沿って配置されている。改質触媒６は、合流通路３１における、気化混合器５の配置位置よりも、混合気Ｍの流れの下流側の位置において、合流通路３１の通路形成方向Ｄの一部を埋めるように配置されている。改質触媒６の複数の改質用セル孔６１１は、合流通路３１の中心軸線Ｃ２の方向に沿って配置されている。本形態の合流管３Ａ及び合流通路３１は、鉛直方向に沿って形成されており、合流通路３１において、改質触媒６は、気化混合器５の下方に配置されている。 The vaporizer 5 is disposed in the merging passage 31 so as to fill part of the passage formation direction D of the merging passage 31. The plurality of vaporizing cell holes 511 of the vaporizing mixer 5 are arranged along the direction of the central axis C 2 of the merging passage 31. The reforming catalyst 6 is disposed so as to fill a part of the passage formation direction D of the merge passage 31 at a position downstream of the flow of the mixture M in the merge passage 31 with respect to the arrangement position of the vaporizer 5. ing. The plurality of reforming cell holes 611 of the reforming catalyst 6 are arranged along the direction of the central axis C 2 of the merge passage 31. The merge pipe 3 A and the merge passage 31 of this embodiment are formed along the vertical direction, and the reforming catalyst 6 is disposed below the vaporizer 5 in the merge path 31.

本形態においては、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅは、鉛直方向に向けられており、燃料噴射装置４１の噴射中心軸線Ｃ１は、鉛直方向に対して４５°以内の角度で傾斜している。燃料噴射装置４１の噴射中心軸線Ｃ１と、複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとしての中心軸線Ｃ２との間の傾斜角度は、０°を超えて４５°以下とすることができる。また、噴射中心軸線Ｃ１と中心軸線Ｃ２との間の傾斜角度は、好ましくは、１０°以上４５°以下とすることができる。 In this embodiment, the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5 is directed in the vertical direction, and the injection center axis C1 of the fuel injection device 41 is within 45 ° with respect to the vertical direction. Is inclined at an angle of The inclination angle between the injection center axis C1 of the fuel injection device 41 and the center axis C2 as the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 can be more than 0 ° and 45 ° or less. The inclination angle between the injection center axis C1 and the center axis C2 can be preferably 10 ° or more and 45 ° or less.

気化混合器５を構成する気化用ハニカム体５１は、金属、セラミックス等によって構成することができる。また、気化用ハニカム体５１には、耐熱性に優れた材料を用いることが好ましい。 The vaporizing honeycomb body 51 constituting the vaporizer 5 can be made of metal, ceramics, or the like. The vaporizing honeycomb body 51 is preferably made of a material having excellent heat resistance.

図２及び図３に示すように、燃料噴射装置４１から噴射される燃料Ｆは、合流管３Ａの通過口３３を通って気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１に傾斜して衝突する。燃料Ｆは、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３から円錐状に広がって噴射される。噴射中心軸線Ｃ１は、円錐状に広がって噴射される燃料Ｆの中心を通る軸線とする。そして、燃料噴射装置４１から気化混合器５の複数の気化用セル孔５１１に衝突する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の衝突角度は、気化混合器５の各部において異なっている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel F injected from the fuel injection device 41 inclines and collides with a plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5 through the passage port 33 of the merge pipe 3 A. . The fuel F spreads in a conical shape from the injection tip 413 of the fuel injection device 41 and is injected. The injection center axis C 1 is an axis that passes through the center of the fuel F injected in a conical shape. The collision angles of the spray droplets F 1 of the fuel F that collide with the plurality of vaporization cell holes 511 of the vaporization mixer 5 from the fuel injection device 41 are different in each part of the vaporization mixer 5.

噴射先端部４１３には、燃料Ｆを噴射するための噴射孔を１つ形成することができる。噴射孔は、噴射先端部４１３の中心位置に対して放射状に並ぶ状態で形成することもできる。また、この噴射孔は、噴射先端部４１３の中心位置に対する径方向の複数箇所に形成することもできる。 One injection hole for injecting the fuel F can be formed in the injection tip portion 413. The injection holes can also be formed in a state of being radially arranged with respect to the center position of the injection tip portion 413. The injection holes can also be formed at a plurality of radial positions with respect to the center position of the injection tip 413.

燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３と気化混合器５の上側の開口端５１４との間の距離は、噴射先端部４１３から円錐状に広がって噴射される燃料Ｆが開口端５１４の全体に衝突するように設定することができる。 The distance between the injection tip 413 of the fuel injection device 41 and the upper open end 514 of the vaporizer 5 is such that the fuel F that is injected conically from the injection tip 413 collides with the entire open end 514. Can be set to.

加熱装置５０は、気化混合器５を加熱する種々の構成とすることができる。加熱装置５０は、通電によって発熱する発熱体によって気化混合器５を加熱するものとすることができる。加熱装置５０は、合流管３Ａの内部又は合流管３Ａの壁面に設けることができる。また、加熱装置５０は、気化混合器５に設けることもできる。 The heating device 50 can have various configurations for heating the vaporizer 5. The heating device 50 can heat the vaporizer 5 with a heating element that generates heat when energized. The heating device 50 can be provided inside the joining pipe 3A or on the wall surface of the joining pipe 3A. The heating device 50 can also be provided in the vaporizer 5.

加熱装置５０によって気化混合器５を加熱する温度は、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が気化混合器５に接触した際に分裂（気化）しやすい温度とする。気化混合器５を加熱する温度は、燃料噴射装置４１から噴射される燃料Ｆが遷移沸騰する温度又は膜沸騰する温度とする。具体的には、気化混合器５を加熱する温度は、３５０℃以上とすることができる。 The temperature at which the vaporizing mixer 5 is heated by the heating device 50 is set to a temperature at which the spray droplets F1 of the fuel F are liable to be split (vaporized) when coming into contact with the vaporizing mixer 5. The temperature at which the vaporizer 5 is heated is the temperature at which the fuel F injected from the fuel injection device 41 undergoes transition boiling or film boiling. Specifically, the temperature at which the vaporizer 5 is heated can be 350 ° C. or higher.

図５には、燃料Ｆとしての軽油の噴霧液滴Ｆ１が加熱面に接触するときに、加熱面の温度（℃）と噴霧液滴Ｆ１の蒸発時間（ｓ）との関係を示す。加熱面の温度が３５０℃未満である場合には、噴霧液滴Ｆ１が核沸騰し、３５０℃に近づくに連れて蒸発時間が短くなる。また、噴霧液滴Ｆ１が核沸騰する際には、噴霧液滴Ｆ１は加熱面に付着する。 FIG. 5 shows the relationship between the temperature (° C.) of the heating surface and the evaporation time (s) of the spray droplet F1 when the spray droplet F1 of light oil as the fuel F contacts the heating surface. When the temperature of the heating surface is lower than 350 ° C., the spray droplet F1 nucleates and the evaporation time becomes shorter as it approaches 350 ° C. Further, when the spray droplet F1 nucleates, the spray droplet F1 adheres to the heating surface.

一方、加熱面の温度が３５０〜４８０℃の付近においては、噴霧液滴Ｆ１が遷移沸騰し、加熱面の温度が４８０℃を超えると、噴霧液滴Ｆ１が膜沸騰する。核沸騰とは、沸点に達した部分から蒸気泡が発生する状態の沸騰を示し、膜沸騰とは、加熱面（伝熱面）を、沸騰した蒸気が膜となって覆う状態の沸騰を示す。また、遷移沸騰とは、核沸騰と膜沸騰との間を遷移する状態の沸騰を示す。 On the other hand, when the temperature of the heating surface is in the vicinity of 350 to 480 ° C., the spray droplet F1 undergoes transition boiling, and when the temperature of the heating surface exceeds 480 ° C., the spray droplet F1 undergoes film boiling. Nucleate boiling refers to boiling in a state where vapor bubbles are generated from the portion that has reached the boiling point, and film boiling refers to boiling in a state where the heated steam (heat transfer surface) covers the boiling steam as a film. . In addition, transition boiling refers to boiling in a state of transition between nucleate boiling and film boiling.

また、遷移沸騰を行う際には、噴霧液滴Ｆ１と加熱面との間に薄い蒸気の膜が形成され、この蒸気の膜が噴霧液滴Ｆ１の蒸発を遅らせるライデンフロスト現象が生じる。そのため、遷移沸騰を行う温度域における蒸発時間は若干長くなる。ライデンフロスト現象によって噴霧液滴Ｆ１の気化を遅らせる影響を少なくしたければ、加熱装置５０によって気化混合器５を加熱する温度は４００℃前後にすることが考えられる。 Further, when performing transition boiling, a thin vapor film is formed between the spray droplet F1 and the heating surface, and a Leidenfrost phenomenon occurs in which the vapor film delays evaporation of the spray droplet F1. Therefore, the evaporation time in the temperature range where transition boiling is performed is slightly longer. If the effect of delaying the vaporization of the spray droplets F1 due to the Leidenfrost phenomenon is to be reduced, the temperature at which the vaporizer 5 is heated by the heating device 50 can be considered to be around 400 ° C.

ただし、加熱装置５０による気化混合器５の加熱温度には、部分的な偏りが生じるおそれがある。そして、局所的に３５０℃付近の核沸騰が生じることを防ぐためには、加熱装置５０による気化混合器５の加熱温度は膜沸騰が生じる５００℃以上とすることが好ましい。 However, the heating temperature of the vaporization mixer 5 by the heating device 50 may be partially biased. In order to prevent local nucleate boiling around 350 ° C., the heating temperature of the vaporizer 5 by the heating device 50 is preferably 500 ° C. or higher at which film boiling occurs.

図１に示すように、排気浄化システム１における燃料噴射装置４１、酸素供給装置４２及び加熱装置５０は、制御装置７に接続されている。燃料噴射装置４１、酸素供給装置４２及び加熱装置５０は、制御装置７からの指令を受けて動作する。制御装置７は、車両の、コンピュータを用いた電子制御装置（ＥＣＵ）によって構築されている。制御装置７は、エンジン２の電子制御装置に構築することができ、エンジン２の電子制御装置とは別の電子制御装置に構築することもできる。 As shown in FIG. 1, the fuel injection device 41, the oxygen supply device 42, and the heating device 50 in the exhaust purification system 1 are connected to the control device 7. The fuel injection device 41, the oxygen supply device 42, and the heating device 50 operate in response to a command from the control device 7. The control device 7 is constructed by an electronic control device (ECU) of a vehicle using a computer. The control device 7 can be constructed in an electronic control device of the engine 2, or can be constructed in an electronic control device different from the electronic control device of the engine 2.

（作用効果）
本形態の排気浄化システム１においては、燃料噴射装置４１から噴射される燃料Ｆを気化させるために、複数の貫通した気化用孔としての気化用セル孔５１１を有する気化用多孔体としての気化用ハニカム体５１から構成された気化混合器５を用いる。この気化混合器５は、加熱装置５０によって加熱される。また、燃料噴射装置４１は、燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆが気化混合器５に衝突する位置に配置されている。 (Function and effect)
In the exhaust purification system 1 of the present embodiment, in order to vaporize the fuel F injected from the fuel injection device 41, the vaporizing porous body having a plurality of vaporizing cell holes 511 as vaporizing holes penetrating therethrough is used. The vaporizer 5 composed of the honeycomb body 51 is used. The vaporizer 5 is heated by the heating device 50. Further, the fuel injection device 41 is arranged at a position where the fuel F injected from the fuel injection device 41 collides with the vaporizer 5.

これらの構成により、燃料噴射装置４１から噴射されて多数に分散する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くが、貫通した気化用セル孔５１１を形成する固形部への衝突を繰り返し、気化用セル孔５１１を通過する。これにより、噴霧液滴Ｆ１を効果的に微粒化することができ、噴霧液滴Ｆ１を適切に気化させることができる。 With these configurations, many of the sprayed droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 and dispersed in a large number of times repeatedly collide with the solid portion forming the penetrating vaporization cell hole 511, thereby vaporizing the cell hole. 511 is passed. Thereby, the spray droplet F1 can be atomized effectively, and the spray droplet F1 can be vaporized appropriately.

また、噴霧液滴Ｆ１が固形部に衝突する機会が多くなることにより、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１を通過する時間が長くなる。これにより、微粒化又は気化された燃料Ｆが、気化用セル孔５１１において空気Ａと混合されやすくすることができる。そのため、気化された燃料Ｆと酸素とが適切に混合された混合気Ｍを改質触媒６へ供給することができ、改質触媒６において、排気浄化触媒２３における有毒物質を還元する能力に優れた還元剤Ｋを生成することができる。 Further, since the opportunity for the spray droplet F1 to collide with the solid portion increases, the time for the spray droplet F1 to pass through the vaporizing cell hole 511 becomes longer. Thereby, the atomized or vaporized fuel F can be easily mixed with the air A in the vaporization cell hole 511. Therefore, the air-fuel mixture M in which the vaporized fuel F and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst 6, and the reforming catalyst 6 has an excellent ability to reduce toxic substances in the exhaust purification catalyst 23. Reducing agent K can be produced.

また、燃料噴射装置４１は、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の開口端５１４に向けて燃料Ｆを噴射する位置に配置されており、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射中心軸線Ｃ１と、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとが互いに傾斜している。 The fuel injection device 41 is disposed at a position where fuel F is injected toward the opening ends 514 of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5, and the fuel F injection center axis of the fuel injection device 41 C1 and the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporizer 5 are inclined with respect to each other.

仮に、図６に示すように、比較形態として、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射中心軸線Ｃ１と、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとが平行である場合には、図７に示すように、燃料噴射装置４１から噴射されて多数に分散する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くが、気化用セル孔５１１同士を隔てる隔壁５１２に衝突する機会が少なく、気化用セル孔５１１を通過する時間も短い。この場合においても、燃料噴射装置４１から円錐状に広がるように燃料Ｆが噴射されれば、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くが気化用セル孔５１１同士を隔てる隔壁５１２に傾斜して衝突する。しかし、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が隔壁５１２に衝突する角度が緩く、噴霧液滴Ｆ１を微粒化する効果が得られにくい。また、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１において空気Ａと混合される効果も得られにくい。 As shown in FIG. 6, as a comparative form, the fuel injection center 41 injection center axis C 1 and the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5 are parallel. As shown in FIG. 7, many of the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 and dispersed in a large number have few chances to collide with the partition walls 512 that separate the vaporization cell holes 511, and the vaporization occurs. The time for passing through the cell hole 511 is also short. Also in this case, if the fuel F is injected from the fuel injection device 41 so as to spread in a conical shape, many of the spray droplets F1 of the fuel F collide with the partition wall 512 that separates the vaporization cell holes 511 from each other. . However, the angle at which the spray droplets F1 of the fuel F collide with the partition walls 512 is gentle, and it is difficult to obtain the effect of atomizing the spray droplets F1. Further, it is difficult to obtain the effect that the spray droplet F1 is mixed with the air A in the vaporization cell hole 511.

これに対し、本形態の排気浄化システム１においては、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射中心軸線Ｃ１と、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとが互いに傾斜している。そして、図８に示すように、燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が、隔壁５１２に衝突する角度を急にすることができる。言い換えれば、噴霧液滴Ｆ１が隔壁５１２にできるだけ垂直に衝突するようにすることができる。これにより、燃料噴射装置４１から噴射されて多数に分散する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くが、気化用セル孔５１１同士を隔てる隔壁５１２に衝突する機会が多くなる。これにより、噴霧液滴Ｆ１を効果的に微粒化することができ、噴霧液滴Ｆ１を適切に気化させることができる。 On the other hand, in the exhaust purification system 1 of the present embodiment, the injection center axis C1 of the fuel F by the fuel injection device 41 and the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5 are inclined with respect to each other. Yes. As shown in FIG. 8, the angle at which the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 collide with the partition walls 512 can be made steep. In other words, the spray droplet F1 can collide with the partition wall 512 as vertically as possible. Thereby, many of the spray droplets F1 of the fuel F that are injected from the fuel injection device 41 and dispersed in large numbers collide with the partition walls 512 that separate the vaporization cell holes 511 from each other. Thereby, the spray droplet F1 can be atomized effectively, and the spray droplet F1 can be vaporized appropriately.

また、噴霧液滴Ｆ１が隔壁５１２に衝突する機会が多くなることにより、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１を通過する時間も長くなる。これにより、微粒化又は気化された燃料Ｆが、気化用セル孔５１１において空気Ａ中の酸素と混合されやすくすることができる。そのため、微粒化又は気化された燃料Ｆと酸素とが適切に混合された混合気Ｍを改質触媒６へ供給することができる。その結果、改質触媒６において、排気浄化触媒２３における有毒物質を還元する能力に優れた還元剤Ｋを生成することができる。具体的には、改質触媒６において、水素と酸素とが適切に混合された、改質された還元剤Ｋを生成することができる。 In addition, since the opportunity for the spray droplet F1 to collide with the partition wall 512 increases, the time for the spray droplet F1 to pass through the vaporizing cell hole 511 is also increased. Thereby, the atomized or vaporized fuel F can be easily mixed with oxygen in the air A in the vaporization cell hole 511. Therefore, the gas mixture M in which the atomized or vaporized fuel F and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst 6. As a result, in the reforming catalyst 6, it is possible to generate the reducing agent K that is excellent in the ability to reduce toxic substances in the exhaust purification catalyst 23. Specifically, the reforming catalyst 6 can produce a reformed reducing agent K in which hydrogen and oxygen are appropriately mixed.

それ故、本形態の排気浄化システム１によれば、噴霧燃料Ｆを適切に気化させることができ、燃料Ｆと酸素とが適切に混合された混合気Ｍを改質触媒６へ供給することができる。 Therefore, according to the exhaust purification system 1 of the present embodiment, the atomized fuel F can be appropriately vaporized, and the mixture M in which the fuel F and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst 6. it can.

＜実施形態２＞
本形態は、図９に示すように、気化混合器５の上側の開口端５１４に、複数の気化用セル孔５１１の開口部が傾斜する傾斜開口面５１５が形成された場合について示す。
上側の開口端５１４とは、気化混合器５が燃料噴射装置４１に対向する側の開口端５１４のことをいう。本形態の傾斜開口面５１５は、気化混合器５の上側の開口端５１４の全体に形成されている。傾斜開口面５１５は、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅに平行な中心軸線Ｃ２に対して傾斜している。なお、上側の開口端５１４の一部には、傾斜開口面５１５ではなく、中心軸線Ｃ２に対して垂直な開口面が形成されていてもよい。また、気化混合器５の下側の開口端は、中心軸線Ｃ２に対して垂直な開口面として形成されている。 <Embodiment 2>
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, a case where an inclined opening surface 515 in which the openings of the plurality of vaporizing cell holes 511 are inclined is formed at the upper opening end 514 of the vaporizing mixer 5 is shown.
The upper open end 514 refers to the open end 514 on the side where the vaporizer 5 faces the fuel injection device 41. The inclined opening surface 515 of this embodiment is formed on the entire upper opening end 514 of the vaporizer 5. The inclined opening surface 515 is inclined with respect to the central axis C2 parallel to the formation direction E of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the vaporizer 5. Note that an opening surface perpendicular to the central axis C2 may be formed in part of the upper opening end 514 instead of the inclined opening surface 515. Further, the lower open end of the vaporizer 5 is formed as an open face perpendicular to the central axis C2.

本形態の燃料噴射装置４１は、合流管３Ａの外周側に位置する外管３Ｂに取り付けられている。そして、燃料噴射装置４１から合流通路３１へは、合流通路３１の外周側から燃料Ｆが噴射される。一方、酸素供給装置４２から送られる空気Ａは、合流管３Ａの先端側Ｄ１の端部に設けられた通過口３３から合流通路３１へ供給される。 The fuel injection device 41 of this embodiment is attached to the outer tube 3B located on the outer peripheral side of the merge tube 3A. Then, the fuel F is injected from the fuel injection device 41 into the merging passage 31 from the outer peripheral side of the merging passage 31. On the other hand, the air A sent from the oxygen supply device 42 is supplied to the merging passage 31 from the passage port 33 provided at the end portion D1 of the merging pipe 3A.

図９に示すように、気化混合器５の傾斜開口面５１５は、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３及び通過口３３に対して斜めに対向している。そして、本形態の燃料噴射装置４１の噴射中心軸線Ｃ１は、傾斜開口面５１５に対して傾斜しているとともに、複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅに対して垂直である。なお、噴射中心軸線Ｃ１は、傾斜開口面５１５に対して垂直であってもよく、複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅに対して傾斜していてもよい。 As shown in FIG. 9, the inclined opening surface 515 of the vaporizer 5 is diagonally opposed to the injection tip 413 and the passage port 33 of the fuel injection device 41. The injection center axis C1 of the fuel injection device 41 of the present embodiment is inclined with respect to the inclined opening surface 515 and is perpendicular to the formation direction E of the plurality of vaporizing cell holes 511. The injection center axis C1 may be perpendicular to the inclined opening surface 515, or may be inclined with respect to the formation direction E of the plurality of vaporizing cell holes 511.

本形態においては、燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くは、気化混合器５の複数の隔壁５１２に対して垂直又は垂直に近い状態で衝突する。これにより、燃料噴射装置４１から噴射されて多数に分散する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くが、気化用セル孔５１１同士を隔てる隔壁５１２に衝突する機会をより多くすることができる。そのため、噴霧液滴Ｆ１をより効果的に微粒化することができ、噴霧液滴Ｆ１をより適切に気化することができる。 In the present embodiment, many of the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 collide with the plurality of partition walls 512 of the vaporizer 5 in a vertical or nearly vertical state. Accordingly, it is possible to increase the chance that many of the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 and dispersed in large numbers collide with the partition walls 512 that separate the vaporizing cell holes 511 from each other. Therefore, the spray droplet F1 can be atomized more effectively, and the spray droplet F1 can be vaporized more appropriately.

本形態の排気浄化システム１におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。 Other configurations, operational effects, and the like in the exhaust purification system 1 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment. Also in this embodiment, the components indicated by the same reference numerals as those shown in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.

＜実施形態３＞
本形態は、図１０に示すように、気化混合器５が、合流通路３１における空気Ａの流れ方向に並ぶ複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃによって構成された場合について示す。空気Ａの流れ方向は、気化混合器５の複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅ、及び気化混合器５の中心軸線Ｃ２に沿った方向である。 <Embodiment 3>
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the vaporization mixer 5 is configured by a plurality of vaporization honeycomb bodies 51 A, 51 B, 51 C arranged in the flow direction of the air A in the merge passage 31. The flow direction of the air A is a direction along the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 of the vaporizer 5 and the central axis C2 of the vaporizer 5.

本形態の気化混合器５は、３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃによって構成されている。３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、最も上側に位置するものを上側気化用ハニカム体５１Ａといい、最も下側に位置するものを下側気化用ハニカム体５１Ｃといい、上側気化用ハニカム体５１Ａと下側気化用ハニカム体５１Ｃとの間に位置するものを中間気化用ハニカム体５１Ｂという。 The vaporization mixer 5 of this embodiment is constituted by three vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C. Of the three vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C, the uppermost one is referred to as an upper vaporizing honeycomb body 51A, and the lowermost one is referred to as a lower vaporizing honeycomb body 51C. An intermediate vaporization honeycomb body 51B is located between the honeycomb body 51A and the lower vaporization honeycomb body 51C.

中間気化用ハニカム体５１Ｂは、合流通路３１に上側気化用ハニカム体５１Ａが配置された位置に対して、合流通路３１における空気Ａの流れの下流側の位置に配置されている。下側気化用ハニカム体５１Ｃは、合流通路３１に中間気化用ハニカム体５１Ｂが配置された位置に対して、合流通路３１における空気Ａの流れの下流側の位置に配置されている。 The intermediate vaporizing honeycomb body 51 B is arranged at a position downstream of the flow of the air A in the merging passage 31 with respect to the position where the upper vaporizing honeycomb body 51 A is arranged in the merging passage 31. The lower vaporization honeycomb body 51 C is disposed at a position downstream of the flow of the air A in the merge passage 31 with respect to the position where the intermediate vaporization honeycomb body 51 B is disposed in the merge passage 31.

図１１に示すように、上側の２つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂにおいて、第１気化用ハニカム体としての上側気化用ハニカム体５１Ａの複数の気化用セル孔５１１は、第２気化用ハニカム体としての中間気化用ハニカム体５１Ｂの複数の気化用セル孔５１１を形成する隔壁５１２の端面５１２Ａと通路形成方向（流れ方向）Ｄにおいて対向している。また、下側の２つの気化用ハニカム体５１Ｂ，５１Ｃにおいて、第１気化用ハニカム体としての中間気化用ハニカム体５１Ｂの複数の気化用セル孔５１１は、第２気化用ハニカム体としての下側気化用ハニカム体５１Ｃの複数の気化用セル孔５１１を形成する隔壁５１２の端面５１２Ａと通路形成方向（流れ方向）Ｄにおいて対向している。 As shown in FIG. 11, in the upper two vaporizing honeycomb bodies 51A and 51B, the plurality of vaporizing cell holes 511 of the upper vaporizing honeycomb body 51A as the first vaporizing honeycomb body 51A are the second vaporizing honeycomb bodies. The intermediate vaporizing honeycomb body 51B is opposed to the end face 512A of the partition wall 512 forming the plurality of vaporizing cell holes 511 in the passage forming direction (flow direction) D. Further, in the two lower vaporizing honeycomb bodies 51B and 51C, the plurality of vaporizing cell holes 511 of the intermediate vaporizing honeycomb body 51B as the first vaporizing honeycomb body are the lower side as the second vaporizing honeycomb body. The end face 512A of the partition wall 512 forming the plurality of vaporization cell holes 511 of the vaporization honeycomb body 51C is opposed to the passage formation direction (flow direction) D.

言い換えれば、上側の２つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂにおいて、上側気化用ハニカム体５１Ａの複数の気化用セル孔５１１が中心軸線Ｃ２の方向に対する垂直方向Ｗに配置された箇所と、中間気化用ハニカム体５１Ｂの複数の気化用セル孔５１１が垂直方向Ｗに配置された箇所とは、互いに異なっている。また、下側の２つの気化用ハニカム体５１Ｂ，５１Ｃにおいて、中間気化用ハニカム体５１Ｂの複数の気化用セル孔５１１が中心軸線Ｃ２の方向に対する垂直方向Ｗに配置された箇所と、下側気化用ハニカム体５１Ｃの複数の気化用セル孔５１１が垂直方向Ｗに配置された箇所とは、互いに異なっている。 In other words, in the upper two vaporizing honeycomb bodies 51A and 51B, a portion where the plurality of vaporizing cell holes 511 of the upper vaporizing honeycomb body 51A are arranged in the direction W perpendicular to the direction of the central axis C2, and the intermediate vaporizing body The location where the plurality of vaporizing cell holes 511 of the honeycomb body 51B are arranged in the vertical direction W is different from each other. Further, in the lower two vaporization honeycomb bodies 51B and 51C, a plurality of vaporization cell holes 511 of the intermediate vaporization honeycomb body 51B are disposed in a direction W perpendicular to the direction of the central axis C2, and lower vaporization The location of the plurality of vaporizing cell holes 511 of the honeycomb body 51C for the honeycomb body 51C is different from that of the vertical direction W.

気化混合器５をその中心軸線Ｃ２の方向から見たときには、３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおける隔壁５１２が互いにずれており、各気化用セル孔５１１の向こう側には、隔壁５１２の端面５１２Ａが見えるようになっている。図１２に示すように、本形態の３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、垂直方向Ｗに切断した断面において同じ形状を有するものである。各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、円筒状の外側隔壁５１３と、外側隔壁５１３の内部に配置された格子状の内側隔壁５１２とを有する。外側隔壁５１３に隣接する位置を除く残りの位置にある気化用セル孔５１１の形状は、四角形状である。各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおける内側隔壁５１２が形成された間隔は同じである。 When the vaporization mixer 5 is viewed from the direction of the central axis C2, the partition walls 512 of the three vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C are displaced from each other, and the partition walls 512 are located beyond the respective vaporization cell holes 511. The end face 512A of the slab is visible. As shown in FIG. 12, the three vaporizing honeycomb bodies 51 A, 51 B, and 51 C of the present embodiment have the same shape in the cross section cut in the vertical direction W. Each of the vaporizing honeycomb bodies 51 A, 51 B, 51 C has a cylindrical outer partition wall 513 and a lattice-shaped inner partition wall 512 disposed inside the outer partition wall 513. The shape of the vaporizing cell hole 511 in the remaining positions excluding the position adjacent to the outer partition 513 is a quadrangular shape. The intervals at which the inner partition walls 512 are formed in the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C are the same.

実施形態１，２においては、内側隔壁５１２のことを単に隔壁５１２として示した。なお、噴霧液滴Ｆ１の中には、外側隔壁５１３に衝突して微粒化されるものもある。 In the first and second embodiments, the inner partition 512 is simply shown as the partition 512. Some spray droplets F1 collide with the outer partition 513 to be atomized.

図１２に示すように、本形態においては、上側の２つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂにおいて、上側気化用ハニカム体５１Ａにおける複数の気化用セル孔５１１の配列状態の、中心軸線Ｃ２を中心とする周方向Ｒの基準位置Ｐと、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の配列状態の、周方向Ｒの基準位置Ｐとが、周方向Ｒに互いに異なっている。また、下側の２つの気化用ハニカム体５１Ｂ，５１Ｃにおいて、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の配列状態の、中心軸線Ｃ２を中心とする周方向Ｒの基準位置Ｐと、下側気化用ハニカム体５１Ｃにおける複数の気化用セル孔５１１の配列状態の、周方向Ｒの基準位置Ｐとが、周方向Ｒに互いに異なっている。同図においては、中心軸線Ｃ２を省略して示す。 As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the upper two vaporizing honeycomb bodies 51A and 51B are centered on the central axis C2 of the arrangement state of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the upper vaporizing honeycomb body 51A. The reference position P in the circumferential direction R and the reference position P in the circumferential direction R of the arrangement state of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the intermediate vaporizing honeycomb body 51B are different from each other in the circumferential direction R. Further, in the two lower vaporizing honeycomb bodies 51B and 51C, the reference position P in the circumferential direction R around the central axis C2 in the arrangement state of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the intermediate vaporizing honeycomb body 51B The reference position P in the circumferential direction R of the array state of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the lower vaporizing honeycomb body 51C is different from each other in the circumferential direction R. In the figure, the central axis C2 is omitted.

言い換えれば、各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの、複数の内側隔壁５１２が平行及び垂直になる周方向Ｒの４つの基準位置Ｐが、周方向Ｒに互いにずれている。つまり、気化用ハニカム体５１においては、同一断面形状を有する３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃが、中心軸線Ｃ２の周りに９０°ではない所定の角度ずつ回転することによって、３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの回転基準位置Ｐが互いにずれている。 In other words, the four reference positions P in the circumferential direction R where the plurality of inner partition walls 512 are parallel and perpendicular to each of the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C are shifted from each other in the circumferential direction R. That is, in the vaporizing honeycomb body 51, the three vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C having the same cross-sectional shape are rotated by a predetermined angle that is not 90 ° around the central axis C2, thereby three vaporization bodies. The rotation reference positions P of the honeycomb bodies 51A, 51B, 51C for use are shifted from each other.

なお、上側気化用ハニカム体５１Ａの周方向Ｒの基準位置Ｐと下側気化用ハニカム体５１Ｃの周方向Ｒの基準位置Ｐとを同じにし、これらの基準位置Ｐに対して、中間気化用ハニカム体５１Ｂの周方向Ｒの基準位置Ｐを異ならせることもできる。 The reference position P in the circumferential direction R of the upper vaporizing honeycomb body 51A and the reference position P in the circumferential direction R of the lower vaporizing honeycomb body 51C are the same, and the intermediate vaporizing honeycomb with respect to these reference positions P The reference position P in the circumferential direction R of the body 51B can be varied.

本形態における各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、合流通路３１の通路形成方向Ｄに向けて重ねる状態で配置されている。一方、各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ同士の間には、通路形成方向Ｄに向けた隙間が適宜形成されていてもよい。この場合には、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が、上側気化用ハニカム体５１Ａと中間気化用ハニカム体５１Ｂとの隙間、又は中間気化用ハニカム体５１Ｂと下側気化用ハニカム体５１Ｃとの隙間において、中心軸線Ｃ２の方向に対する垂直方向Ｗへ広がって、噴霧液滴Ｆ１に生じる組成、粒径、通過速度等の分布ができるだけ均一になると考えられる。 The vaporizing honeycomb bodies 51 A, 51 B, 51 C in the present embodiment are arranged in a state of being overlapped in the passage formation direction D of the merge passage 31. On the other hand, a gap toward the passage formation direction D may be appropriately formed between the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C. In this case, the spray droplets F1 of the fuel F are in the gap between the upper vaporizing honeycomb body 51A and the intermediate vaporizing honeycomb body 51B, or in the gap between the intermediate vaporizing honeycomb body 51B and the lower vaporizing honeycomb body 51C. It is considered that the distribution of the composition, particle size, passage speed, etc. generated in the spray droplet F1 becomes as uniform as possible by spreading in the direction W perpendicular to the direction of the central axis C2.

（作用効果）
仮に、図６に示したように、比較形態として、気化混合器５が１つの気化用ハニカム体５１から構成され、かつ、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射中心軸線Ｃ１と、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとが平行である場合には、燃料噴射装置４１から噴射されて多数に分散する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の多くが、気化混合器５の隔壁５１２の端面に衝突する機会が少なく、気化用セル孔５１１を通過する時間も短い。この場合には、噴霧液滴Ｆ１を微粒化する効果が得られにくく、また、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１において空気Ａと混合される効果も得られにくい。 (Function and effect)
As shown in FIG. 6, as a comparative form, the vaporization mixer 5 is composed of one vaporization honeycomb body 51, and the fuel F injection center axis C 1 by the fuel injection device 41 and the vaporization mixer 5. When the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 is parallel to each other, most of the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 and dispersed in a large number are separated from the partition wall of the vaporization mixer 5. There is little opportunity to collide with the end face of 512, and the time for passing through the vaporizing cell hole 511 is also short. In this case, the effect of atomizing the spray droplet F1 is difficult to obtain, and the effect of mixing the spray droplet F1 with the air A in the vaporization cell hole 511 is difficult to obtain.

これに対し、本形態の排気浄化システム１においては、図１１に示すように、気化混合器５を複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃから構成することにより、各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの複数の気化用セル孔５１１における噴霧液滴Ｆ１の通過経路を互いにずらすことができる。そして、燃料噴射装置４１から噴射されて上側気化用ハニカム体５１Ａの気化用セル孔５１１を通過する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の一部は、中間気化用ハニカム体５１Ｂの隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突する。このとき、隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突して分裂する噴霧液滴Ｆ１は、上側気化用ハニカム体５１Ａにおける１つの気化用セル孔５１１から、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１へ分散して導かれる。 On the other hand, in the exhaust purification system 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the vaporization mixer 5 is composed of a plurality of vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C, whereby each vaporization honeycomb body 51A, The passage paths of the spray droplets F1 in the plurality of vaporizing cell holes 511 of 51B and 51C can be shifted from each other. Then, a part of the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 and passing through the vaporization cell holes 511 of the upper vaporization honeycomb body 51A is the upper end face of the partition wall 512 of the intermediate vaporization honeycomb body 51B. Collide with 512A. At this time, the spray droplet F1 that collides with the upper end face 512A of the partition wall 512 and splits from the one vaporization cell hole 511 in the upper vaporization honeycomb body 51A, and a plurality of vaporization cells in the intermediate vaporization honeycomb body 51B. It is distributed and guided to the holes 511.

また、中間気化用ハニカム体５１Ｂの気化用セル孔５１１を通過する燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の一部は、下側気化用ハニカム体５１Ｃの隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突する。このとき、隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突して分裂する噴霧液滴Ｆ１は、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける１つの気化用セル孔５１１から、下側気化用ハニカム体５１Ｃにおける複数の気化用セル孔５１１へ分散して導かれる。これにより、噴霧液滴Ｆ１を効果的に微粒化することができ、噴霧液滴Ｆ１を適切に気化させることができる。 Further, a part of the spray droplets F1 of the fuel F passing through the vaporizing cell holes 511 of the intermediate vaporizing honeycomb body 51B collides with the upper end surface 512A of the partition wall 512 of the lower vaporizing honeycomb body 51C. At this time, the spray droplet F1 that collides with the upper end face 512A of the partition wall 512 and splits from a single vaporization cell hole 511 in the intermediate vaporization honeycomb body 51B, and a plurality of vaporization gas in the lower vaporization honeycomb body 51C. It is distributed and guided to the cell holes 511. Thereby, the spray droplet F1 can be atomized effectively, and the spray droplet F1 can be vaporized appropriately.

燃料噴射装置４１から噴射された燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の組成、粒径、噴射速度等は、円錐状に広がって噴射された噴霧液滴Ｆ１の全体において必ずしも均一でなく、所定の分布を有していると考えられる。図１３は、気化混合器５が１つの気化用ハニカム体５１から構成された場合を示す。同図に示すように、気化用ハニカム体５１の気化用セル孔５１１に入った噴霧液滴Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃが、同じ気化用セル孔５１１のみを通過する場合には、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２に直交する平面における各部の気化用セル孔５１１を通過する噴霧液滴Ｆ１の組成、粒径、通過速度等にばらつき（偏り）が生じるおそれがある。 The composition, particle size, injection speed, and the like of the spray droplets F1 of the fuel F injected from the fuel injection device 41 are not necessarily uniform over the entire spray droplets F1 that are sprayed in a conical shape, and have a predetermined distribution. It is thought to have. FIG. 13 shows a case where the vaporization mixer 5 is composed of one vaporization honeycomb body 51. As shown in the figure, when the spray droplets F1a, F1b, F1c that have entered the vaporizing cell hole 511 of the vaporizing honeycomb body 51 pass only through the same vaporizing cell hole 511, the vaporizing honeycomb body 51 is used. There is a risk that variations (bias) may occur in the composition, particle size, passage speed, and the like of the spray droplets F1 that pass through the vaporizing cell holes 511 in each part on a plane orthogonal to the central axis C2.

同図は、各気化用セル孔５１１に入る噴霧液滴Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃが同じ気化用セル孔５１１のみを通過することを示す。噴霧液滴Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃは、互いに混ざり合うことなく気化用セル孔５１１を通過し、この通過の際に空気Ａと接触して混合気Ｍを形成する。 The figure shows that the spray droplets F1a, F1b, F1c entering each vaporization cell hole 511 pass only through the same vaporization cell hole 511. The spray droplets F1a, F1b, and F1c pass through the vaporizing cell hole 511 without being mixed with each other, and come into contact with the air A during the passage to form the air-fuel mixture M.

これに対し、本形態の排気浄化システム１においては、図１１に示すように、各気化用セル孔５１１へ入った噴霧液滴Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃが、複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを通過する際に、他の気化用セル孔５１１へそれぞれ分散することにより、複数の気化用セル孔５１１を通過する噴霧液滴Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃが互いに混合される。これにより、燃料噴射装置４１から噴射された噴霧液滴Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃの全体に生じた、組成、粒径、噴射速度等のばらつきが、複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを通過する際に緩和される。そして、下側気化用ハニカム体５１Ｃから下方に出される噴霧液滴Ｆ１の組成、粒径、通過速度等ができるだけ均一になる。そのため、下側気化用ハニカム体５１Ｃから改質触媒６へ入る混合気Ｍにより、改質触媒６による混合気Ｍから還元剤Ｋの生成を効率的に行うことができる。 On the other hand, in the exhaust purification system 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the spray droplets F1a, F1b, F1c that enter the respective vaporization cell holes 511 include a plurality of vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, When passing through 51C, the spray droplets F1a, F1b, F1c passing through the plurality of vaporizing cell holes 511 are mixed with each other by being dispersed into the other vaporizing cell holes 511. As a result, variations in the composition, particle size, injection speed, and the like generated in the entire spray droplets F1a, F1b, F1c injected from the fuel injection device 41 pass through the plurality of vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C. To be relaxed. Then, the composition, particle size, passage speed, and the like of the spray droplets F1 discharged downward from the lower vaporizing honeycomb body 51C are made as uniform as possible. Therefore, the reducing agent K can be efficiently generated from the mixture M by the reforming catalyst 6 by the mixture M entering the reforming catalyst 6 from the lower vaporization honeycomb body 51C.

また、図１１に示すように、上側気化用ハニカム体５１Ａの気化用セル孔５１１を通過する噴霧液滴Ｆ１の一部は、中間気化用ハニカム体５１Ｂの隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突した後、中間気化用ハニカム体５１Ｂの気化用セル孔５１１を通過する。また、中間気化用ハニカム体５１Ｂの気化用セル孔５１１を通過する噴霧液滴Ｆ１の一部は、下側気化用ハニカム体５１Ｃの隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突した後、下側気化用ハニカム体５１Ｃの気化用セル孔５１１を通過する。そのため、噴霧液滴Ｆ１が隔壁５１２の上側の端面５１２Ａに衝突する頻度に応じて、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１を通過する時間が長くなる。 Further, as shown in FIG. 11, a part of the spray droplets F1 passing through the vaporizing cell holes 511 of the upper vaporizing honeycomb body 51A collide with the upper end surface 512A of the partition wall 512 of the intermediate vaporizing honeycomb body 51B. Thereafter, the gas passes through the vaporizing cell holes 511 of the intermediate vaporizing honeycomb body 51B. Further, a part of the spray droplets F1 passing through the vaporizing cell holes 511 of the intermediate vaporizing honeycomb body 51B collides with the upper end surface 512A of the partition wall 512 of the lower vaporizing honeycomb body 51C, and then the lower vaporizing gas. It passes through the vaporizing cell holes 511 of the honeycomb body 51C. Therefore, the time for the spray droplet F1 to pass through the vaporizing cell hole 511 becomes longer depending on the frequency with which the spray droplet F1 collides with the upper end surface 512A of the partition wall 512.

これにより、微粒化又は気化された燃料Ｆが、気化用セル孔５１１において空気Ａ中の酸素と混合されやすくすることができる。そのため、気化された燃料Ｆと酸素とが適切に混合された混合気Ｍを改質触媒６へ供給することができ、改質触媒６において、排気浄化触媒２３における有毒物質を還元する能力に優れた還元剤Ｋを生成することができる。 Thereby, the atomized or vaporized fuel F can be easily mixed with oxygen in the air A in the vaporization cell hole 511. Therefore, the air-fuel mixture M in which the vaporized fuel F and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst 6, and the reforming catalyst 6 has an excellent ability to reduce toxic substances in the exhaust purification catalyst 23. Reducing agent K can be produced.

それ故、本形態の排気浄化システム１によっても、噴霧燃料Ｆを適切に気化させることができ、燃料Ｆと酸素とが適切に混合された混合気Ｍを改質触媒６へ供給することができる。また、本形態の排気浄化システム１によれば、改質触媒６による混合気Ｍから還元剤Ｋの生成を効率的に行うことができる。 Therefore, also with the exhaust purification system 1 of the present embodiment, the atomized fuel F can be appropriately vaporized, and the mixture M in which the fuel F and oxygen are appropriately mixed can be supplied to the reforming catalyst 6. . Further, according to the exhaust purification system 1 of the present embodiment, the reducing agent K can be efficiently generated from the mixture M by the reforming catalyst 6.

＜実施形態４＞
本形態は、複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃによる気化混合器５の他の構成を示す。
図１４に示すように、本形態の上側の２つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂにおいては、上側気化用ハニカム体５１Ａにおける複数の気化用セル孔５１１の形状と、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の形状とが、互いに異なっている。また、下側の２つの気化用ハニカム体５１Ｂ，５１Ｃにおいては、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の形状と、下側気化用ハニカム体５１Ｃにおける複数の気化用セル孔５１１の形状とが、互いに異なっている。同図においては、気化用セル孔５１１を適宜省略して示す。 <Embodiment 4>
The present embodiment shows another configuration of the vaporization mixer 5 including a plurality of vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C.
As shown in FIG. 14, in the upper two vaporization honeycomb bodies 51A and 51B of the present embodiment, the shape of the plurality of vaporization cell holes 511 in the upper vaporization honeycomb body 51A and the plurality in the intermediate vaporization honeycomb body 51B. The shape of the vaporization cell hole 511 is different from each other. Further, in the two lower vaporization honeycomb bodies 51B and 51C, the shape of the plurality of vaporization cell holes 511 in the intermediate vaporization honeycomb body 51B and the plurality of vaporization cell holes 511 in the lower vaporization honeycomb body 51C. Are different from each other. In the figure, the vaporizing cell hole 511 is omitted as appropriate.

各気化用セル孔５１１の形状は、格子状（四角状）の他に、六角状、三角状、その他の多角状とすることができる。本形態においては、上側気化用ハニカム体５１Ａの気化用セル孔５１１の形状を格子状にし、中間気化用ハニカム体５１Ｂの気化用セル孔５１１の形状を三角状にし、下側気化用ハニカム体５１Ｃの気化用セル孔５１１の形状を六角状にしている。この形状の組み合わせは一例であり、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの気化用セル孔５１１の形状は、互いに異なる種々の形状にすることができる。 The shape of each vaporizing cell hole 511 can be a hexagonal shape, a triangular shape, or other polygonal shapes in addition to a lattice shape (square shape). In the present embodiment, the shape of the vaporization cell holes 511 of the upper vaporization honeycomb body 51A is a lattice shape, the shape of the vaporization cell holes 511 of the intermediate vaporization honeycomb body 51B is a triangular shape, and the lower vaporization honeycomb body 51C. The vaporization cell hole 511 has a hexagonal shape. This combination of shapes is an example, and the shape of the vaporization cell holes 511 of the vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other can be various different shapes.

また、上側気化用ハニカム体５１Ａと下側気化用ハニカム体５１Ｃとにおける気化用セル孔５１１の形状を同じにし、これらの形状に対して、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける気化用セル孔５１１の形状を異ならせることもできる。 In addition, the shape of the vaporization cell hole 511 in the upper vaporization honeycomb body 51A and the lower vaporization honeycomb body 51C is made the same, and the shape of the vaporization cell hole 511 in the intermediate vaporization honeycomb body 51B with respect to these shapes. Can be different.

本形態においては、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの気化用セル孔５１１の形状を互いに異ならせている。これにより、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおいて、鉛直方向の上側又は空気Ａの流れ方向の上流側に位置する気化用ハニカム体の複数の気化用セル孔５１１が、鉛直方向の下側又は空気Ａの流れ方向の下流側に位置する気化用ハニカム体の隔壁５１２の端面５１２Ａと通路形成方向（流れ方向）Ｄにおいて対向する状態を形成することができる。 In this embodiment, the shape of the vaporization cell holes 511 of the vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other is different from each other. Thus, in the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other, the plurality of vaporizing cell holes 511 of the vaporizing honeycomb body located on the upper side in the vertical direction or the upstream side in the flow direction of the air A are A state of facing the end face 512A of the partition wall 512 of the vaporizing honeycomb body located on the lower side or the downstream side in the flow direction of the air A in the passage formation direction (flow direction) D can be formed.

本形態の排気浄化システム１におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１，３の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１，３に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１，３の場合と同様である。 Other configurations, operational effects, and the like in the exhaust purification system 1 of the present embodiment are the same as those of the first and third embodiments. Also in this embodiment, the components indicated by the same reference numerals as those shown in the first and third embodiments are the same as those in the first and third embodiments.

＜実施形態５＞
本形態も、複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃによる気化混合器５の他の構成を示す。
本形態においては、図１５に示すように、上側気化用ハニカム体５１Ａにおける複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅと、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとは、互いに異なっている。また、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅと、下側気化用ハニカム体５１Ｃにおける複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとは、互いに異なっている。 <Embodiment 5>
This embodiment also shows another configuration of the vaporization mixer 5 including a plurality of vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, and 51C.
In this embodiment, as shown in FIG. 15, the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the upper vaporization honeycomb body 51A and the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the intermediate vaporization honeycomb body 51B. Are different from each other. The formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the intermediate vaporization honeycomb body 51B is different from the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the lower vaporization honeycomb body 51C.

具体的には、いずれかの気化用ハニカム体における気化用セル孔５１１の形成方向Ｅを、中心軸線Ｃ２の方向に対して傾斜させ、残りの気化用ハニカム体における気化用セル孔５１１の形成方向Ｅを、中心軸線Ｃ２の方向に平行にすることができる。本形態においては、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける気化用セル孔５１１の形成方向Ｅを中心軸線Ｃ２の方向に対して傾斜させ、上側気化用ハニカム体５１Ａ及び下側気化用ハニカム体５１Ｃにおける気化用セル孔５１１の形成方向Ｅを中心軸線Ｃ２の方向に平行にしている。この形成方向Ｅの組み合わせは一例であり、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの気化用セル孔５１１の形成方向Ｅは、互いに異なる種々の形成方向Ｅにすることができる。 Specifically, the formation direction E of the vaporization cell holes 511 in any of the vaporization honeycomb bodies is inclined with respect to the direction of the central axis C2, and the formation direction of the vaporization cell holes 511 in the remaining vaporization honeycomb bodies. E can be parallel to the direction of the central axis C2. In this embodiment, the formation direction E of the vaporization cell hole 511 in the intermediate vaporization honeycomb body 51B is inclined with respect to the direction of the central axis C2, and the vaporization in the upper vaporization honeycomb body 51A and the lower vaporization honeycomb body 51C. The formation direction E of the cell hole 511 is made parallel to the direction of the central axis C2. This combination of the formation directions E is an example, and the formation directions E of the vaporization cell holes 511 of the vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other can be different from each other.

本形態においては、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの気化用セル孔５１１の形成方向Ｅを互いに異ならせている。これにより、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおいて、鉛直方向の上側又は空気Ａの流れ方向の上流側に位置する気化用ハニカム体の複数の気化用セル孔５１１が、鉛直方向の下側又は空気Ａの流れ方向の下流側に位置する気化用ハニカム体の隔壁５１２の端面５１２Ａと通路形成方向（流れ方向）Ｄにおいて対向する状態を形成することができる。 In this embodiment, the formation directions E of the vaporizing cell holes 511 of the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other are different from each other. Thus, in the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other, the plurality of vaporizing cell holes 511 of the vaporizing honeycomb body located on the upper side in the vertical direction or the upstream side in the flow direction of the air A are A state of facing the end face 512A of the partition wall 512 of the vaporizing honeycomb body located on the lower side or the downstream side in the flow direction of the air A in the passage formation direction (flow direction) D can be formed.

＜実施形態６＞
本形態も、複数の気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃによる気化混合器５の他の構成を示す。
本形態においては、図１６に示すように、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおける気化用セル孔５１１の断面積Ｂを互いに異ならせている。具体的には、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の断面積Ｂは、上側気化用ハニカム体５１Ａにおける複数の気化用セル孔５１１の断面積Ｂよりも小さい。また、下側気化用ハニカム体５１Ｃにおける複数の気化用セル孔５１１の断面積Ｂは、中間気化用ハニカム体５１Ｂにおける複数の気化用セル孔５１１の断面積Ｂよりも小さい。 <Embodiment 6>
This embodiment also shows another configuration of the vaporization mixer 5 including a plurality of vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, and 51C.
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the cross-sectional areas B of the vaporizing cell holes 511 in the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other are different from each other. Specifically, the cross-sectional area B of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the intermediate vaporizing honeycomb body 51B is smaller than the cross-sectional area B of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the upper vaporizing honeycomb body 51A. The cross-sectional area B of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the lower vaporizing honeycomb body 51C is smaller than the cross-sectional area B of the plurality of vaporizing cell holes 511 in the intermediate vaporizing honeycomb body 51B.

気化用セル孔５１１の断面積Ｂとは、気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの中心軸線Ｃ２に直交する断面における気化用セル孔５１１の断面積Ｂのことをいう。また、この弾面積は、各気化用セル孔５１１の通路面積を示す。本形態の各気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおける複数の気化用セル孔５１１の形状は格子状である。この形状は、格子状以外にも、三角状、六角状等の種々の形状にすることができる。 The cross-sectional area B of the vaporizing cell hole 511 refers to the cross-sectional area B of the vaporizing cell hole 511 in a cross section orthogonal to the central axis C2 of the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C. The bullet area indicates the passage area of each vaporizing cell hole 511. The shape of the plurality of vaporizing cell holes 511 in each of the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C of this embodiment is a lattice shape. In addition to the lattice shape, the shape can be various shapes such as a triangular shape and a hexagonal shape.

本形態においては、鉛直方向の下側又は空気Ａの流れの下流側に位置する気化用ハニカム体ほど、気化用セル孔５１１の断面積Ｂが小さくなるようにしている。これにより、互いに隣接する気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにおいて、鉛直方向の上側又は空気Ａの流れ方向の上流側に位置する気化用ハニカム体の複数の気化用セル孔５１１が、鉛直方向の下側又は空気Ａの流れ方向の下流側に位置する気化用ハニカム体の隔壁５１２の端面５１２Ａと通路形成方向（流れ方向）Ｄにおいて対向する状態を形成することができる。 In the present embodiment, the vaporization honeycomb body positioned on the lower side in the vertical direction or on the downstream side of the air A flow has a smaller cross-sectional area B of the vaporization cell hole 511. Thus, in the vaporizing honeycomb bodies 51A, 51B, 51C adjacent to each other, the plurality of vaporizing cell holes 511 of the vaporizing honeycomb body located on the upper side in the vertical direction or the upstream side in the flow direction of the air A are A state of facing the end face 512A of the partition wall 512 of the vaporizing honeycomb body located on the lower side or the downstream side in the flow direction of the air A in the passage formation direction (flow direction) D can be formed.

＜実施形態７＞
本形態は、排気浄化システム１が採り得るその他の構成について示す。
気化混合器５による燃料Ｆの気化が不十分である場合には、図１７に示すように、合流通路３１における、気化混合器５の下流側位置から気化混合器５の上流側位置へ、燃料Ｆと空気Ａとの混合気Ｍを還流させることができる。この還流を行う際には、合流通路３１における、気化混合器５の下流側位置と気化混合器５の上流側位置との間に還流通路３１１を設け、還流通路３１１には、下流側から上流側へ混合気Ｍを送風する送風機３１２を配置することができる。また、合流通路３１に還流通路３１１が開口する位置には、混合気Ｍを集めるための収集部材３１３を配置することができる。 <Embodiment 7>
The present embodiment shows other configurations that the exhaust purification system 1 can take.
When the vaporization of the fuel F by the vaporizer 5 is insufficient, the fuel is moved from the downstream position of the vaporizer 5 to the upstream position of the vaporizer 5 in the merging passage 31 as shown in FIG. The mixture M of F and air A can be refluxed. When this reflux is performed, a reflux passage 311 is provided in the merging passage 31 between the downstream position of the vaporizer 5 and the upstream position of the vaporizer 5, and the reflux passage 311 has an upstream from the downstream side. A blower 312 for blowing the air-fuel mixture M to the side can be disposed. Further, a collecting member 313 for collecting the air-fuel mixture M can be disposed at a position where the reflux passage 311 opens in the merging passage 31.

また、図１７に示すように、合流通路３１における、気化混合器５と改質触媒６との間の位置には、混合気Ｍの流れを分散させるための分散板３１４を配置することもできる。分散板３１４は、混合気Ｍの流れを拡散するために、混合気Ｍの流れ方向に対して傾斜する状態で複数個配置することができる。そして、分散板３１４によって、混合気Ｍの流れにカルマン渦を生じさせることにより、気化混合器５から改質触媒６へ供給される混合気Ｍをより均一に混合することができる。 In addition, as shown in FIG. 17, a dispersion plate 314 for dispersing the flow of the air-fuel mixture M can be disposed at a position between the vaporization mixer 5 and the reforming catalyst 6 in the merge passage 31. . In order to diffuse the flow of the air-fuel mixture M, a plurality of the dispersion plates 314 can be arranged in a state of being inclined with respect to the flow direction of the air-fuel mixture M. Then, by generating a Karman vortex in the flow of the air-fuel mixture M by the dispersion plate 314, the air-fuel mixture M supplied from the vaporization mixer 5 to the reforming catalyst 6 can be mixed more uniformly.

また、改質触媒６の中心軸線に直交する平面内において、還元剤Ｋの生成濃度にばらつきがある場合には、この平面内の各部における、改質触媒６の中心軸線Ｃ２の方向の長さを異ならせることができる。例えば、改質触媒６の上側の端面を中心軸線Ｃ２に対して傾斜させてもよい。この場合には、平面内の各部における、還元剤Ｋの生成濃度が最も低い箇所に、改質触媒６の中心軸線Ｃ２の方向の長さが最も長い部位を配置することができる。 Further, when there is a variation in the production concentration of the reducing agent K in a plane orthogonal to the central axis of the reforming catalyst 6, the length in the direction of the central axis C2 of the reforming catalyst 6 at each part in the plane. Can be different. For example, the upper end surface of the reforming catalyst 6 may be inclined with respect to the central axis C2. In this case, the site | part with the longest length of the direction of the central axis C2 of the reforming catalyst 6 can be arrange | positioned in the location where the production | generation density | concentration of the reducing agent K is the lowest in each part in a plane.

また、改質触媒６の平面内の各部における触媒の担持量を異ならせることもできる。この場合には、平面内の各部における、還元剤Ｋの生成濃度が最も低い箇所に、改質触媒６における、触媒の担持量が最も多い部位を配置することができる。また、改質触媒６における触媒の担持量は、中心軸線Ｃ２の方向の各部において異ならせることもできる。 Further, the amount of the catalyst supported in each part in the plane of the reforming catalyst 6 can be varied. In this case, a portion of the reforming catalyst 6 having the largest amount of catalyst supported can be disposed at a portion where the production concentration of the reducing agent K is the lowest in each portion in the plane. Further, the amount of the catalyst supported on the reforming catalyst 6 can be varied in each part in the direction of the central axis C2.

また、実施形態２〜６においては、気化混合器５が３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃによって構成された場合について示した。これ以外にも、気化混合器５は、例えば、２つ又は４つの気化用ハニカム体によって構成されていてもよい。 Moreover, in Embodiment 2-6, it showed about the case where the vaporization mixer 5 was comprised by three honeycomb bodies 51A, 51B, 51C for vaporization. In addition to this, the vaporization mixer 5 may be constituted by, for example, two or four vaporization honeycomb bodies.

また、実施形態３においては、燃料噴射装置４１による燃料噴射方向Ｃ１と、気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとが傾斜する場合について示した。これ以外にも、燃料噴射装置４１による燃料噴射方向Ｃ１は、実施形態３の気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅと平行であってもよい。 In the third embodiment, the fuel injection direction C1 by the fuel injection device 41 and the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporizer 5 are shown as being inclined. In addition to this, the fuel injection direction C 1 by the fuel injection device 41 may be parallel to the formation direction E of the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5 of the third embodiment.

また、実施形態１〜６における気化混合器５の構成は、同じ気化混合器５に対して互いに組み合わせて採用することもできる。 Moreover, the structure of the vaporization mixer 5 in Embodiment 1-6 can also be employ | adopted combining with each other with respect to the same vaporization mixer 5. FIG.

＜実施形態８＞
本形態は、図１８及び図１９に示すように、気化混合器５を構成する気化用ハニカム体５１における複数の気化用セル孔５１１が、気化混合器５の中心軸線Ｃ２に対して複数の傾斜角度を有するよう屈曲して形成された場合について示す。
本形態の各気化用セル孔５１１は、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２の方向の全長において、複数回繰り返し屈曲して形成されている。複数の気化用セル孔５１１は、全体が関連して互いに同じ形状に屈曲して形成されている。 <Eighth embodiment>
In this embodiment, as shown in FIGS. 18 and 19, the plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization honeycomb body 51 constituting the vaporization mixer 5 are inclined with respect to the central axis C 2 of the vaporization mixer 5. The case where it is bent to have an angle will be described.
Each vaporization cell hole 511 of the present embodiment is formed by being repeatedly bent a plurality of times along the entire length of the vaporization honeycomb body 51 in the direction of the central axis C2. The plurality of vaporizing cell holes 511 are formed so as to be bent in the same shape with respect to each other.

また、気化混合器５の中心軸線Ｃ２の方向に平行な断面において、各気化用セル孔５１１は、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２の方向に対して傾斜する傾斜部位５１６が、一方側と他方側とに傾斜する向きを変えてジグザグ状に形成されている。なお、ジグザグ状とは、Ｚ字状に直線が複数回折れ曲がった状態のことをいう。また、中心軸線Ｃ２の方向における互いに隣接する傾斜部位５１６同士は、互いに異なる方向に傾斜して形成されている。 Further, in the cross section parallel to the direction of the central axis C2 of the vaporization mixer 5, each of the vaporization cell holes 511 has an inclined portion 516 inclined with respect to the direction of the central axis C2 of the vaporization honeycomb body 51 on one side. It is formed in a zigzag shape by changing the direction of inclination to the other side. The zigzag shape means a state where a plurality of straight lines are bent in a Z shape. Further, the inclined portions 516 adjacent to each other in the direction of the central axis C2 are formed to be inclined in different directions.

図１９には、気化混合器５の中心軸線Ｃ２の方向に平行な縦断面における気化用セル孔５１１の一部を図示する。同図において、縦断面における気化用セル孔５１１の幅をＤ［ｍｍ］、傾斜部位５１６の中心軸線Ｃ２の方向における長さ成分をＬ［ｍｍ］、中心軸線Ｃ２に直交する方向に対する傾斜部位５１６の傾斜角度をθ［°］とする。また、傾斜部位５１６の中心軸線Ｃ２に直交する方向における長さ成分をａ［ｍｍ］としたとき、長さ成分ａは、ａ＝Ｌ／ｔａｎθによって表される。なお、気化用セル孔５１１の幅Ｄは、気化用セル孔５１１の全長において一定であるとする。また、気化用セル孔５１１の幅Ｄとは、隔壁５１２同士の間の幅のことをいう。 FIG. 19 illustrates a part of the vaporization cell hole 511 in a longitudinal section parallel to the direction of the central axis C2 of the vaporizer 5. In the figure, the width of the vaporizing cell hole 511 in the longitudinal section is D [mm], the length component in the direction of the central axis C2 of the inclined portion 516 is L [mm], and the inclined portion 516 with respect to the direction orthogonal to the central axis C2. An inclination angle of θ is defined as θ [°]. When the length component in the direction orthogonal to the central axis C2 of the inclined portion 516 is a [mm], the length component a is represented by a = L / tan θ. It is assumed that the width D of the vaporizing cell hole 511 is constant over the entire length of the vaporizing cell hole 511. The width D of the vaporizing cell hole 511 refers to the width between the partition walls 512.

気化用セル孔５１１の幅Ｄが長さ成分ａの幅以上の大きさになると、気化用セル孔５１１内を通過する、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１の隔壁５１２に衝突する頻度が減少し、気化用セル孔５１１の傾斜部位５１６同士の間をすり抜ける場合が発生しやすくなる。この場合を、隔壁５１２と二点鎖線で示す隔壁５１２Ｘとの間の気化用セル孔５１１の幅Ｄ１によって示す。従って、気化用セル孔５１１がＤ＜Ｌ／ｔａｎθの関係を有することにより、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１の隔壁５１２に衝突しやすくすることができる。 When the width D of the vaporizing cell hole 511 is larger than the width of the length component a, the spray droplet F1 of the fuel F passing through the vaporizing cell hole 511 collides with the partition wall 512 of the vaporizing cell hole 511. The frequency which performs is reduced, and the case where it passes through between the inclination parts 516 of the cell hole 511 for vaporization becomes easy to generate | occur | produce. This case is indicated by the width D1 of the vaporizing cell hole 511 between the partition wall 512 and the partition wall 512X indicated by a two-dot chain line. Therefore, when the vaporizing cell hole 511 has a relationship of D <L / tan θ, the spray droplet F1 of the fuel F can easily collide with the partition wall 512 of the vaporizing cell hole 511.

図１８に示すように、本形態の酸素供給装置４２は、合流通路３１における、気化混合器５の上流側の位置に、供給通路３５によって接続されている。「上流側」とは、気化混合器５に燃料Ｆが噴射される側のことをいう。供給通路３５を形成する供給配管３５０は、合流通路３１を形成する合流管３に接続されている。また、燃料噴射装置４１は、気化混合器５の上流側端面５２１に、気化混合器５の中心軸線Ｃ２に対して傾斜する方向から燃料Ｆを噴射するよう構成されている。燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３は、供給通路３５の側方において、合流通路３１内に配置されている。 As shown in FIG. 18, the oxygen supply device 42 of this embodiment is connected to a position on the upstream side of the vaporizer 5 in the merging passage 31 by a supply passage 35. “Upstream side” refers to the side on which the fuel F is injected into the vaporizer 5. The supply pipe 350 that forms the supply passage 35 is connected to the merge pipe 3 that forms the merge path 31. Further, the fuel injection device 41 is configured to inject the fuel F onto the upstream end surface 521 of the vaporizer 5 from a direction inclined with respect to the central axis C 2 of the vaporizer 5. The injection tip portion 413 of the fuel injection device 41 is disposed in the merging passage 31 on the side of the supply passage 35.

なお、図２０に示すように、複数の気化用セル孔５１１は、気化混合器５の中心軸線Ｃ２に対して複数の傾斜角度を有するよう湾曲して形成されていてもよい。この場合、各気化用セル孔５１１は、曲面状の隔壁５１２の間において蛇行して、あるいは波型状に形成することができる。 As shown in FIG. 20, the plurality of vaporization cell holes 511 may be formed to be curved so as to have a plurality of inclination angles with respect to the central axis C 2 of the vaporization mixer 5. In this case, each of the vaporizing cell holes 511 can meander between the curved partition walls 512 or be formed in a corrugated shape.

本形態においては、複数の気化用セル孔５１１が屈曲又は湾曲していることにより、気化用セル孔５１１内を通過する、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が、気化用セル孔５１１の隔壁５１２に衝突しやすくすることができる。また、気化用セル孔５１１が繰り返し屈曲していることにより、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１の隔壁５１２に繰り返し衝突し、噴霧液滴Ｆ１をより効果的に気化させることができる。 In this embodiment, the plurality of vaporizing cell holes 511 are bent or curved, so that the spray droplets F1 of the fuel F that pass through the vaporizing cell holes 511 enter the partition walls 512 of the vaporizing cell holes 511. It can make it easy to collide. Further, since the vaporization cell hole 511 is repeatedly bent, the spray droplet F1 of the fuel F repeatedly collides with the partition wall 512 of the vaporization cell hole 511, and the spray droplet F1 can be vaporized more effectively. it can.

なお、実施形態５の図１５に示したように、気化用ハニカム体５１は、複数の気化用セル孔５１１が中心軸線Ｃ２に対して傾斜して形成された複数の気化用ハニカム体５１を重ねることにより、複数の気化用セル孔５１１が複数の方向に屈曲する形状に形成することもできる。 As shown in FIG. 15 of the fifth embodiment, the vaporizing honeycomb body 51 includes a plurality of vaporizing honeycomb bodies 51 in which a plurality of vaporizing cell holes 511 are formed to be inclined with respect to the central axis C2. Accordingly, the plurality of vaporizing cell holes 511 can be formed in a shape that bends in a plurality of directions.

本形態の排気浄化システム１における、その他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。 Other configurations, operational effects, and the like in the exhaust purification system 1 of the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Also in this embodiment, the components indicated by the same reference numerals as those shown in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.

＜実施形態９＞
本形態は、図２１に示すように、気化混合器５を構成する気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２の方向における長さが、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２に直交する方向における各部位において異なる場合について示す。 <Ninth Embodiment>
In this embodiment, as shown in FIG. 21, the length in the direction of the central axis C2 of the vaporizing honeycomb body 51 constituting the vaporizing mixer 5 is each part in the direction orthogonal to the central axis C2 of the vaporizing honeycomb body 51. In FIG.

燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３から合流通路３１内へは、燃料Ｆが円錐状に広がって噴射される。また、燃料噴射装置４１は、気化混合器５の上流側端面５２１に、気化混合器５の中心軸線Ｃ２に対して傾斜する方向から燃料Ｆを噴射するよう構成されている。そして、図２２に示すように、複数の気化用セル孔５１１においては、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３から噴射される燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１の隔壁５１２に衝突する際の鋭角状の衝突角度αが、互いに異なっている。なお、複数の気化用セル孔５１１のうちの一部の気化用セル孔５１１においては、衝突角度αが同じであるものが含まれていてもよい。 From the injection tip portion 413 of the fuel injection device 41, the fuel F is injected in a conical shape in a conical manner. Further, the fuel injection device 41 is configured to inject the fuel F onto the upstream end surface 521 of the vaporizer 5 from a direction inclined with respect to the central axis C 2 of the vaporizer 5. As shown in FIG. 22, in the plurality of vaporization cell holes 511, the spray droplets F 1 of the fuel F injected from the injection tip portion 413 of the fuel injection device 41 collide with the partition walls 512 of the vaporization cell holes 511. In this case, acute collision angles α are different from each other. Note that some of the vaporizing cell holes 511 among the plurality of vaporizing cell holes 511 may include those having the same collision angle α.

図２１に示すように、燃料噴射装置４１から噴射される燃料Ｆは、円錐状に広がって各気化用セル孔５１１に衝突する。このとき、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が、気化用セル孔５１１の隔壁５１２に衝突する鋭角状の衝突角度αは、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２に直交する方向の各部における気化用セル孔５１１によって適宜異なる。特に、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３との間の距離が近い気化用セル孔５１１の隔壁５１２と燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１との衝突角度αは、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３との間の距離が遠い気化用セル孔５１１の隔壁５１２と燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１との衝突角度αよりも小さい。この関係は、燃料噴射装置４１の噴射中心軸線Ｃ１が、気化混合器５の中心軸線Ｃ２と平行である場合にも同様である。 As shown in FIG. 21, the fuel F injected from the fuel injection device 41 spreads in a conical shape and collides with each of the vaporizing cell holes 511. At this time, the acute collision angle α at which the spray droplets F1 of the fuel F collide with the partition walls 512 of the vaporization cell holes 511 is the vaporization cell in each part in the direction orthogonal to the central axis C2 of the vaporization honeycomb body 51. It depends on the hole 511 as appropriate. In particular, the collision angle α between the partition wall 512 of the vaporizing cell hole 511 and the spray droplet F1 of the fuel F, which is close to the injection tip portion 413 of the fuel injection device 41, is determined by the injection tip portion 413 of the fuel injection device 41. Is smaller than the collision angle α between the partition wall 512 of the vaporizing cell hole 511 and the spray droplet F1 of the fuel F. This relationship is the same when the injection center axis C1 of the fuel injection device 41 is parallel to the center axis C2 of the vaporizer 5.

本形態の気化用ハニカム体５１の下流側端面５２２は、中心軸線Ｃ２に直交する方向に対して傾斜する状態で形成されている。中心軸線Ｃ２に直交する方向において、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３が配置された接近側に位置する気化用ハニカム体５１の部分の中心軸線Ｃ２の方向における長さは、接近側と反対側の隔離側に位置する気化用ハニカム体５１の部分の中心軸線Ｃ２の方向における長さよりも長い。 The downstream end face 522 of the vaporizing honeycomb body 51 of this embodiment is formed in a state of being inclined with respect to the direction orthogonal to the central axis C2. In the direction orthogonal to the central axis C2, the length in the direction of the central axis C2 of the portion of the vaporizing honeycomb body 51 located on the approaching side where the injection tip 413 of the fuel injection device 41 is disposed is opposite to the approaching side. This is longer than the length in the direction of the central axis C2 of the portion of the vaporizing honeycomb body 51 located on the isolation side.

また、複数の気化用セル孔５１１のうちの衝突角度αが最も小さい気化用セル孔５１１の中心軸線Ｃ２の方向における形成長さは、複数の気化用セル孔５１１のうちの衝突角度αが最も大きい気化用セル孔５１１の中心軸線Ｃ２の方向における形成長さよりも長い。また、気化用ハニカム体５１の下流側端面５２２は、衝突角度αが最も小さい気化用セル孔５１１の下流側端部と、衝突角度αが最も大きい気化用セル孔５１１の下流側端部とを通過する平面によって、傾斜状の端面に形成されている。 The formation length in the direction of the central axis C2 of the vaporization cell hole 511 having the smallest collision angle α among the plurality of vaporization cell holes 511 has the largest collision angle α among the plurality of vaporization cell holes 511. It is longer than the formation length of the large vaporizing cell hole 511 in the direction of the central axis C2. Further, the downstream end surface 522 of the vaporizing honeycomb body 51 includes a downstream end portion of the vaporizing cell hole 511 having the smallest collision angle α and a downstream end portion of the vaporizing cell hole 511 having the largest collision angle α. An inclined end surface is formed by a plane passing therethrough.

燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の衝突角度αが０°に近い場合には、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１の隔壁５１２に対して平行に近い状態で、この隔壁５１２に衝突することになる。そのため、噴霧液滴Ｆ１が隔壁５１２に衝突する回数が極めて少なくなる。一方、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の衝突角度αが９０°に近くなるほど、噴霧液滴Ｆ１が気化用セル孔５１１の隔壁５１２に対して垂直に近い状態で、この隔壁５１２に衝突することになる。そのため、噴霧液滴Ｆ１が隔壁５１２に衝突する回数が多くなる。 When the collision angle α of the spray droplet F1 of the fuel F is close to 0 °, the spray droplet F1 collides with the partition wall 512 in a state of being almost parallel to the partition wall 512 of the vaporization cell hole 511. Become. Therefore, the number of times that the spray droplet F1 collides with the partition wall 512 is extremely reduced. On the other hand, as the collision angle α of the spray droplets F1 of the fuel F becomes closer to 90 °, the spray droplets F1 collide with the partition walls 512 in a state of being nearly perpendicular to the partition walls 512 of the vaporization cell holes 511. Become. Therefore, the number of times that the spray droplet F1 collides with the partition wall 512 increases.

隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数が少なくなる気化用セル孔５１１においては、この気化用セル孔５１１の長さを長くすることにより、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数を増やすことが可能になる。一方、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数が多くなる気化用セル孔５１１においては、この気化用セル孔５１１の長さを短くすることにより、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数を減らすことが可能になる。 In the vaporization cell hole 511 in which the number of collisions of the spray droplet F1 with the partition wall 512 is reduced, the number of collisions of the spray droplet F1 with the partition wall 512 is increased by increasing the length of the vaporization cell hole 511. It becomes possible. On the other hand, in the vaporization cell hole 511 in which the number of times the spray droplet F1 collides with the partition wall 512 increases, the number of times the spray droplet F1 collides with the partition wall 512 by shortening the length of the vaporization cell hole 511. Can be reduced.

こうして、各気化用セル孔５１１の長さを変化させることにより、気化用セル孔５１１の全体における隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数のばらつきを緩和させることができる。これにより、気化用ハニカム体５１における、燃料Ｆの気化率を向上させることができる。 Thus, by varying the length of each vaporizing cell hole 511, variation in the number of collisions of the spray droplets F1 with the partition wall 512 in the entire vaporizing cell hole 511 can be reduced. Thereby, the vaporization rate of the fuel F in the vaporization honeycomb body 51 can be improved.

なお、気化用ハニカム体５１の下流側端面５２２は、凸状又は凹状の曲面状に傾斜する端面として形成されていてもよい。また、気化用ハニカム体５１の上流側端面５２１が、傾斜状又は曲面状に傾斜する端面として形成されていてもよい。 The downstream end surface 522 of the vaporizing honeycomb body 51 may be formed as an end surface that is inclined in a convex or concave curved shape. Further, the upstream end face 521 of the vaporizing honeycomb body 51 may be formed as an end face that is inclined or curved.

＜実施形態１０＞
本形態は、図２３に示すように、気化混合器５を構成する気化用ハニカム体５１の複数の気化用セル孔５１１の断面積Ｂ（図２２参照）を適宜異ならせた場合について示す。 <Embodiment 10>
In this embodiment, as shown in FIG. 23, a case where the cross-sectional areas B (see FIG. 22) of the plurality of vaporizing cell holes 511 of the vaporizing honeycomb body 51 constituting the vaporizing mixer 5 are appropriately changed will be described.

本形態においても、燃料噴射装置４１は、気化混合器５の上流側端面５２１に、気化混合器５の中心軸線Ｃ２に対して傾斜する方向から燃料Ｆを噴射するよう構成されている。複数の気化用セル孔５１１における衝突角度αの構成は実施形態９の場合と同様である。 Also in this embodiment, the fuel injection device 41 is configured to inject the fuel F onto the upstream end surface 521 of the vaporizer 5 from the direction inclined with respect to the central axis C 2 of the vaporizer 5. The configuration of the collision angle α in the plurality of vaporizing cell holes 511 is the same as that in the ninth embodiment.

本形態においては、複数の気化用セル孔５１１のうちの衝突角度αが最も小さい気化用セル孔５１１の断面積Ｂは、複数の気化用セル孔５１１のうちの衝突角度αが最も大きい気化用セル孔５１１の断面積Ｂよりも小さい。また、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２に直交する方向において、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３に近い接近側に位置する気化用ハニカム体５１の部分の断面積Ｂは、噴射先端部４１３から遠い隔離側に位置する気化用ハニカム体５１の部分の断面積Ｂよりも小さい。 In this embodiment, the cross-sectional area B of the vaporizing cell hole 511 having the smallest collision angle α among the plurality of vaporizing cell holes 511 is equal to the vaporizing cell having the largest collision angle α among the plurality of vaporizing cell holes 511. It is smaller than the cross-sectional area B of the cell hole 511. Further, the cross-sectional area B of the portion of the vaporizing honeycomb body 51 located on the close side near the injection tip portion 413 of the fuel injection device 41 in the direction perpendicular to the central axis C2 of the vaporization honeycomb body 51 is the injection tip portion 413. Is smaller than the cross-sectional area B of the portion of the vaporizing honeycomb body 51 located on the isolation side far from the center.

本形態の気化用ハニカム体５１においては、気化用ハニカム体５１の中心軸線Ｃ２に直交する方向における接近側から離隔側に向かうに連れて、気化用セル孔５１１の断面積Ｂが段階的に大きくなるよう変化している。また、中心軸線Ｃ２に平行な縦断面においては、接近側から離隔側に向かうに連れて、気化用セル孔５１１の幅が段階的に大きくなるよう変化している。 In the vaporization honeycomb body 51 of the present embodiment, the cross-sectional area B of the vaporization cell hole 511 increases stepwise from the approaching side to the separation side in the direction orthogonal to the central axis C2 of the vaporization honeycomb body 51. It has changed to become. Further, in the longitudinal section parallel to the central axis C2, the width of the vaporizing cell hole 511 changes in a stepwise manner from the approaching side to the separation side.

本形態においては、燃料噴射装置４１の噴射先端部４１３に近い接近側に位置し、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数が少なくなる気化用セル孔５１１においては、この気化用セル孔５１１の断面積Ｂを小さくすることにより、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数を増やすことが可能になる。一方、離隔側に位置し、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数が多くなる気化用セル孔５１１においては、この気化用セル孔５１１の断面積Ｂを大きくすることにより、隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数を減らすことが可能になる。 In this embodiment, the vaporizing cell hole 511 is located in the approaching side near the injection tip portion 413 of the fuel injection device 41 and the vaporizing cell hole 511 in which the number of collisions of the spray droplet F1 with the partition wall 512 is reduced. It is possible to increase the number of times the spray droplet F1 collides with the partition wall 512 by reducing the cross-sectional area B. On the other hand, in the vaporization cell hole 511 which is located on the remote side and in which the number of times the spray droplets F1 collide with the partition wall 512 increases, the cross-sectional area B of the vaporization cell hole 511 is increased to increase the cross-sectional area B. It is possible to reduce the number of collisions of the spray droplet F1.

こうして、各気化用セル孔５１１の断面積Ｂを変化させることにより、気化用セル孔５１１の全体における隔壁５１２への噴霧液滴Ｆ１の衝突回数のばらつきを緩和させることができる。これにより、気化用ハニカム体５１における、燃料Ｆの気化率を向上させることができる。 Thus, by changing the cross-sectional area B of each vaporizing cell hole 511, variation in the number of collisions of the spray droplets F1 with the partition wall 512 in the entire vaporizing cell hole 511 can be reduced. Thereby, the vaporization rate of the fuel F in the vaporization honeycomb body 51 can be improved.

＜実施形態１１＞
本形態は、図２４に示すように、酸素供給装置４２の供給通路３５に、合流通路３１に供給する空気Ａを加熱する気体加熱装置４３を設けた場合について示す。 <Embodiment 11>
In this embodiment, as shown in FIG. 24, a gas heating device 43 that heats the air A supplied to the merge passage 31 is provided in the supply passage 35 of the oxygen supply device 42.

気体加熱装置４３によって、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１と混合される空気Ａを加熱することにより、空気Ａから噴霧液滴Ｆ１へ熱を与えることができ、噴霧液滴Ｆ１の気化を促進することができる。図２５は、気体加熱装置４３がない場合とある場合とについて、気化混合器５の温度を目標温度にするために要する時間ｔを比較したものである。気体加熱装置４３がない場合に比べて気体加熱装置４３がある場合には、気化混合器５の温度を目標温度にするための時間ｔを短縮できることが分かる。 By heating the air A mixed with the spray droplets F1 of the fuel F by the gas heating device 43, heat can be applied from the air A to the spray droplets F1, and vaporization of the spray droplets F1 is promoted. Can do. FIG. 25 compares the time t required to bring the temperature of the vaporizer 5 to the target temperature when there is no gas heating device 43 and when there is no gas heating device 43. It can be seen that when the gas heating device 43 is present as compared with the case where the gas heating device 43 is absent, the time t for setting the temperature of the vaporization mixer 5 to the target temperature can be shortened.

気体加熱装置４３は、図２４に示すように、酸素供給装置４２の供給通路３５の外周に設けることができる。気体加熱装置４３は、通電によって発熱する発熱体によって、供給通路３５を形成する供給配管３５０を加熱する構成とすることができる。また、気体加熱装置４３は、図２６に示すように、供給配管３５０の内周（供給通路３５内）に設けることもできる。この場合には、供給通路３５内に、空気Ａと接触する表面積を大きくするための加熱コイルを配置することができる。また、気体加熱装置４３は、供給通路３５内に配置した、複数のセル孔を有するハニカム体を加熱する構成とすることもできる。この場合には、気体加熱装置４３と空気Ａとの接触面積を大きくすることができ、複数のセル孔を通過する空気Ａを効果的に加熱することができる。なお、同図においては、気体加熱装置４３を供給配管３５０の外周及び内周に設けた場合について示す。 The gas heating device 43 can be provided on the outer periphery of the supply passage 35 of the oxygen supply device 42 as shown in FIG. The gas heating device 43 can be configured to heat the supply pipe 350 that forms the supply passage 35 with a heating element that generates heat when energized. Moreover, the gas heating device 43 can also be provided in the inner periphery (inside the supply passage 35) of the supply pipe 350 as shown in FIG. In this case, a heating coil for increasing the surface area in contact with the air A can be disposed in the supply passage 35. In addition, the gas heating device 43 can be configured to heat a honeycomb body having a plurality of cell holes disposed in the supply passage 35. In this case, the contact area between the gas heating device 43 and the air A can be increased, and the air A passing through the plurality of cell holes can be effectively heated. In the figure, a case where the gas heating device 43 is provided on the outer periphery and the inner periphery of the supply pipe 350 is shown.

次に、排気浄化システム１の制御を行う際に、気体加熱装置４３を動作させるタイミングの一例を、図２７のフローチャートを参照して示す。
排気浄化システム１を運転する際には、制御装置７は、エンジン２の運転状況を監視し（図２７のステップＳ０１）、排気浄化触媒２３に吸蔵されたと考えられるＮＯｘの予測吸蔵量を求める（ステップＳ０２）。そして、制御装置７は、排気浄化触媒２３に必要とされる還元剤Ｋの量を算出し（ステップＳ０３）、この還元剤Ｋを生成するために必要な燃料Ｆの噴射量、及び燃料Ｆの噴射量に見合った空気Ａの供給量を決定する（ステップＳ０４）。そして、燃料噴射装置４１から気化混合器５へ、決定された噴射量の燃料Ｆを噴射し、酸素供給装置４２から供給通路３５へ、決定された供給量の空気Ａを供給する（ステップＳ０５）。 Next, an example of timing for operating the gas heating device 43 when controlling the exhaust purification system 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the exhaust purification system 1 is operated, the control device 7 monitors the operation state of the engine 2 (step S01 in FIG. 27) and obtains a predicted storage amount of NOx that is considered to be stored in the exhaust purification catalyst 23 ( Step S02). Then, the control device 7 calculates the amount of the reducing agent K required for the exhaust purification catalyst 23 (step S03), the injection amount of the fuel F necessary for generating the reducing agent K, and the fuel F A supply amount of air A corresponding to the injection amount is determined (step S04). Then, the determined amount of fuel F is injected from the fuel injection device 41 to the vaporizer 5, and the determined supply amount of air A is supplied from the oxygen supply device 42 to the supply passage 35 (step S05). .

エンジン２の運転を行う際には、運転状況が時々刻々と変化し、ＮＯｘがより多く発生するタイミングがある。このとき、排気浄化触媒２３には、より多くのＮＯｘが吸蔵されることになる。この場合には、還元剤Ｋの生成量を増加させるために、制御装置７は、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射量を増量し、酸素供給装置４２による空気Ａの供給量も増量する。換言すれば、燃料Ｆの噴射量を増加させる必要があるかが監視され（ステップＳ０６）、燃料Ｆの噴射量を増加させる必要がある場合には、制御装置７は、燃料Ｆの噴射量及び空気Ａの供給量を増加させる（ステップＳ０７）。 When the engine 2 is operated, the operating state changes from moment to moment, and there is a timing at which more NOx is generated. At this time, the exhaust purification catalyst 23 stores more NOx. In this case, in order to increase the production amount of the reducing agent K, the control device 7 increases the fuel F injection amount by the fuel injection device 41 and also increases the air A supply amount by the oxygen supply device 42. In other words, it is monitored whether the injection amount of the fuel F needs to be increased (step S06), and when the injection amount of the fuel F needs to be increased, the control device 7 The supply amount of air A is increased (step S07).

このとき、還元剤Ｋの生成を促進するために、気体加熱装置４３によって空気Ａを加熱する（ステップＳ０８）。これにより、加熱された空気Ａによって燃料Ｆの気化が促進され、排気浄化触媒２３へ供給する還元剤Ｋを迅速に増加させることができる。なお、ステップＳ０１〜Ｓ０８を繰り返し実行し、エンジンの停止に従って、排気浄化システム１の制御を終了することができる。 At this time, in order to promote the production | generation of the reducing agent K, the air A is heated with the gas heating apparatus 43 (step S08). Thereby, vaporization of the fuel F is promoted by the heated air A, and the reducing agent K supplied to the exhaust purification catalyst 23 can be rapidly increased. It should be noted that steps S01 to S08 are repeatedly executed, and the control of the exhaust purification system 1 can be terminated as the engine is stopped.

本形態においては、酸素供給装置４２から気化混合器５へ送られる空気Ａを気体加熱装置４３によって加熱することにより、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射量が増量されたときであっても、この増量された燃料Ｆを迅速に気化させることができる。これにより、排気浄化触媒２３に必要とされる還元剤Ｋの供給量の変化に迅速に対応することができる。 In this embodiment, even when the amount of fuel F injected by the fuel injection device 41 is increased by heating the air A sent from the oxygen supply device 42 to the vaporization mixer 5 by the gas heating device 43, This increased amount of fuel F can be quickly vaporized. Thereby, it is possible to quickly cope with a change in the supply amount of the reducing agent K required for the exhaust purification catalyst 23.

＜実施形態１２＞
本形態は、図２８に示すように、気化混合器５を構成する気化用多孔体に、繊維材５１０Ｘによって形成された気化用繊維質体５１Ｘを用いる場合について示す。 <Twelfth embodiment>
In the present embodiment, as shown in FIG. 28, a case where a vaporizing fibrous body 51 X formed of a fiber material 510 X is used for the vaporizing porous body constituting the vaporizing mixer 5 will be described.

気化用繊維質体５１Ｘは、規則的又は不規則に配置された繊維材５１０Ｘによって網目状に形成されたものである。気化用繊維質体５１Ｘは、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１及び空気Ａを通過させる迷路形状を形成するものである。気化用繊維質体５１Ｘにおける繊維材５１０Ｘの間には、複数の気化用孔としての隙間５１１Ｘが形成されている。隙間５１１Ｘは、気化用繊維質体５１Ｘを貫通するよう、気化用繊維質体５１Ｘにおいて連続して形成されている。 The vaporizing fibrous body 51X is formed in a mesh shape by the fiber materials 510X arranged regularly or irregularly. The vaporizing fibrous body 51X forms a maze shape that allows the spray droplets F1 of the fuel F and the air A to pass therethrough. A plurality of gaps 511X as vaporization holes are formed between the fibrous materials 510X in the vaporizing fibrous body 51X. The gap 511X is continuously formed in the vaporizing fibrous body 51X so as to penetrate the vaporizing fibrous body 51X.

気化用繊維質体５１Ｘは、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１をトラップ（捕獲）し、このトラップした噴霧液滴Ｆ１を蒸発（気化）させるものである。気化用繊維質体５１Ｘは、噴霧液滴Ｆ１が停滞しすぎないようにするために、気化用ハニカム体５１に比べて薄く形成することができる。燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１は、繊維材５１０Ｘに衝突して微粒化され、また、隙間５１１Ｘにおいてトラップされながら蒸発する。 The vaporizing fibrous body 51X traps (captures) the spray droplets F1 of the fuel F and evaporates (vaporizes) the trapped spray droplets F1. The vaporizing fibrous body 51X can be formed thinner than the vaporizing honeycomb body 51 in order to prevent the spray droplets F1 from stagnating too much. The spray droplets F1 of the fuel F collide with the fiber material 510X to be atomized and evaporate while being trapped in the gap 511X.

繊維材５１０Ｘは、耐熱性に優れる種々の材料から構成することができる。具体的には、繊維材５１０Ｘは、金属、セラミックス等から構成することができる。また、繊維材５１０Ｘは、メタルウール（メタルファイバー）、セラミックウール（セラミックファイバー）等によって構成することができる。また、繊維材５１０Ｘは、断面が円形状の繊維によって形成する他に、断面が線状又は角状の帯状繊維（帯状板）によって形成することもできる。 The fiber material 510X can be composed of various materials having excellent heat resistance. Specifically, the fiber material 510X can be made of metal, ceramics, or the like. Further, the fiber material 510X can be composed of metal wool (metal fiber), ceramic wool (ceramic fiber), or the like. Further, the fiber material 510X can be formed by a strip-like fiber (band-like plate) having a linear or square cross section in addition to the fiber having a circular cross section.

気化用繊維質体５１Ｘは、繊維材５１０Ｘが不規則に屈曲されて形成されたものとすることができる。また、気化用繊維質体５１Ｘは、繊維材５１０Ｘが規則的に並ぶネット状、メッシュ状等に形成されたものとすることもできる。ネット状、メッシュ状等に形成された気化用繊維質体５１Ｘは、複数段に重ねて用いることができる。また、気化用繊維質体５１Ｘは、合流通路３１の断面形状に倣った形状に形成することができる。 The vaporizing fibrous body 51X may be formed by irregularly bending the fiber material 510X. The vaporizing fibrous body 51X may be formed in a net shape, a mesh shape, or the like in which the fiber materials 510X are regularly arranged. The fibrous body 51X for vaporization formed in a net shape, a mesh shape, or the like can be used in a plurality of stages. Further, the vaporizing fibrous body 51 X can be formed in a shape that follows the cross-sectional shape of the merging passage 31.

図２８に示すように、気化用繊維質体５１Ｘは、合流通路３１内に保持される保持部材５３に配置することができる。保持部材５３は、気化用繊維質体５１Ｘを保持する一方、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の通過をできるだけ制限しない形状に形成することができる。また、保持部材５３は、ハニカム体等によって構成することもできる。 As shown in FIG. 28, the vaporizing fibrous body 51 X can be disposed on the holding member 53 held in the merging passage 31. The holding member 53 can be formed in a shape that holds the vaporizing fibrous body 51X and that does not limit the passage of the spray droplets F1 of the fuel F as much as possible. Further, the holding member 53 can also be configured by a honeycomb body or the like.

気化用繊維質体５１Ｘによる気化混合器５の外周には、加熱装置５０が配置されている。加熱装置５０から気化混合器５への熱伝導性は、気化混合器５に気化用ハニカム体５１を用いる場合に比べて、気化混合器５に気化用繊維質体５１Ｘを用いる場合の方が悪くなることも想定される。本形態の酸素供給装置４２の供給通路３５には、空気Ａを加熱するための気体加熱装置４３を配置することができる。そして、気体加熱装置４３を用いて空気Ａを加熱することによって、空気Ａによって気化混合器５を加熱することもでき、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が微粒化しやすくすることができる。 A heating device 50 is disposed on the outer periphery of the vaporizer 5 by the vaporizing fibrous body 51X. The thermal conductivity from the heating device 50 to the vaporization mixer 5 is worse when the vaporization fibrous body 51X is used for the vaporization mixer 5 than when the vaporization honeycomb body 51 is used for the vaporization mixer 5. It is also assumed that A gas heating device 43 for heating the air A can be disposed in the supply passage 35 of the oxygen supply device 42 of the present embodiment. And by heating the air A using the gas heating apparatus 43, the vaporization mixer 5 can also be heated by the air A, and the spray droplet F1 of the fuel F can be easily atomized.

また、図２９に示すように、気化混合器５を構成する気化用多孔体は、複数の気化用孔としての複数の気孔５１１Ｙを有する気化用多孔質体５１Ｙによって構成することもできる。気化用多孔質体５１Ｙは、耐熱性に優れた金属、セラミックス等によって構成することができる。複数の気孔５１１Ｙは、気化用多孔質体５１Ｙを貫通するよう、気化用多孔質体５１Ｙにおいて互いに繋がって形成されている。複数の気孔５１１Ｙの中には、互いに繋がっていない気孔５１１Ｙが含まれていてもよい。 As shown in FIG. 29, the vaporizing porous body constituting the vaporizing mixer 5 can also be constituted by a vaporizing porous body 51Y having a plurality of pores 511Y as a plurality of vaporizing holes. The vaporizing porous body 51Y can be made of a metal, ceramics, or the like having excellent heat resistance. The plurality of pores 511Y are connected to each other in the vaporizing porous body 51Y so as to penetrate the vaporizing porous body 51Y. The plurality of pores 511Y may include pores 511Y that are not connected to each other.

気化用多孔質体５１Ｙは、気孔５１１Ｙがスポンジ状に形成されたものとすることができ、複数の気孔５１１Ｙによる迷路形状を有するものとすることができる。気化用多孔質体５１Ｙは、大きさが適宜異なる複数の気孔５１１Ｙが不規則に形成されたものとすることができる。また、気化用多孔質体５１Ｙは、複数の気孔５１１Ｙが規則的に並んで形成されたものとすることもできる。 The vaporizing porous body 51Y can have the pores 511Y formed in a sponge shape, and can have a maze shape with a plurality of pores 511Y. The vaporizing porous body 51Y may have a plurality of pores 511Y having different sizes as appropriate. Moreover, the porous body 51Y for vaporization may be formed by regularly arranging a plurality of pores 511Y.

気化用多孔質体５１Ｙも、気化用繊維質体５１Ｘと同様に、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１をトラップ（捕獲）し、このトラップした噴霧液滴Ｆ１を蒸発（気化）させるものである。気化用多孔質体５１Ｙは、噴霧液滴Ｆ１が停滞しすぎないようにするために、気化用ハニカム体５１に比べて薄く形成することができる。燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１は、気化用多孔質体５１Ｙに衝突して微粒化され、また、気孔５１１Ｙにおいてトラップされながら蒸発する。 Similarly to the vaporizing fibrous body 51X, the vaporizing porous body 51Y traps (captures) the spray droplets F1 of the fuel F and evaporates (vaporizes) the trapped spray droplets F1. The vaporizing porous body 51Y can be formed thinner than the vaporizing honeycomb body 51 in order to prevent the spray droplets F1 from stagnating too much. The spray droplets F1 of the fuel F collide with the vaporizing porous body 51Y and are atomized, and evaporate while being trapped in the pores 511Y.

本形態に示したように、気化用多孔体は、気化用ハニカム体５１として形成する以外にも、気化用繊維質体５１Ｘ又は気化用多孔質体５１Ｙとして形成することができる。気化用繊維質体５１Ｘ又は気化用多孔質体５１Ｙによれば、気化用ハニカム体５１に比べて、製造を容易にすることができる。また、気化用繊維質体５１Ｘ及び気化用多孔質体５１Ｙは、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１をトラップする機能を有するため、燃料Ｆの噴射量に応じた還元剤Ｋの生成量は、気化用ハニカム体５１の場合に比べて少なくなる。排気浄化触媒２３への還元剤Ｋの必要供給量を加味して、気化混合器５に、気化用ハニカム体５１を用いるか、気化用繊維質体５１Ｘもしくは気化用多孔質体５１Ｙを用いるかを決定することができる。 As shown in the present embodiment, the vaporizing porous body can be formed as the vaporizing fibrous body 51X or the vaporizing porous body 51Y in addition to being formed as the vaporizing honeycomb body 51. According to the vaporizing fibrous body 51 X or the vaporizing porous body 51 Y, manufacturing can be facilitated as compared with the vaporizing honeycomb body 51. Further, since the vaporizing fibrous body 51X and the vaporizing porous body 51Y have a function of trapping the spray droplets F1 of the fuel F, the amount of the reducing agent K generated according to the injection amount of the fuel F is determined for vaporization. Compared to the case of the honeycomb body 51, the number is reduced. Considering the required supply amount of the reducing agent K to the exhaust purification catalyst 23, whether the vaporizing honeycomb body 51, the vaporizing fibrous body 51X or the vaporizing porous body 51Y is used in the vaporizing mixer 5 Can be determined.

＜実施形態１３＞
本形態は、図３０に示すように、酸素供給装置４２から気化混合器５へ供給する空気Ａの一部を、気化混合器５を迂回して改質触媒６へ供給するよう構成した場合について示す。 <Embodiment 13>
In the present embodiment, as shown in FIG. 30, a part of the air A supplied from the oxygen supply device 42 to the vaporization mixer 5 is supplied to the reforming catalyst 6 by bypassing the vaporization mixer 5. Show.

本形態の酸素供給装置４２は、合流通路３１における、気化混合器５の上流側の位置に、供給通路３５によって接続されている。供給通路３５と、合流通路３１における、気化混合器５と改質触媒６との間の位置とには、迂回通路３６が接続（連通）されている。迂回通路３６を形成する迂回配管３６０は、供給通路３５を形成する供給配管３５０の側面と合流通路３１を形成する合流管３の側面とに開口する状態で接続されている。 The oxygen supply device 42 of the present embodiment is connected to a position on the upstream side of the vaporizer 5 in the merging passage 31 by a supply passage 35. A bypass passage 36 is connected (communication) between the supply passage 35 and the position of the merging passage 31 between the vaporizer 5 and the reforming catalyst 6. The bypass pipe 360 that forms the bypass path 36 is connected to the side surface of the supply pipe 350 that forms the supply path 35 and the side surface of the junction pipe 3 that forms the junction path 31.

迂回通路３６の入口部３６１には、合流通路３１から迂回通路３６へ分岐する空気Ａの流量を調整するための流量調整弁３７が配置されている。流量調整弁３７は、迂回通路３６の入口部３６１の開口面積を調整するよう構成されている。本形態の排気浄化システム１は、酸素供給装置４２から合流通路３１へ送られる空気Ａの一部を、迂回通路３６を通過させて改質触媒６へ供給するよう構成されている。 A flow rate adjustment valve 37 for adjusting the flow rate of the air A branched from the merging passage 31 to the bypass passage 36 is disposed at the inlet 361 of the bypass passage 36. The flow rate adjustment valve 37 is configured to adjust the opening area of the inlet portion 361 of the bypass passage 36. The exhaust purification system 1 of this embodiment is configured to supply a part of the air A sent from the oxygen supply device 42 to the merging passage 31 through the bypass passage 36 to the reforming catalyst 6.

また、本形態の流量調整弁３７は、合流通路３１へ流れる空気Ａの流量と、迂回通路３６へ流れる空気Ａの流量との比率を変更するよう構成されている。流量調整弁３７は、迂回通路３６内に配置することもできる。流量調整弁３７は、図３１に示すように、供給通路３５内及び迂回通路３６内のそれぞれに配置することもできる。この場合には、供給通路３５へ流れる空気Ａの流量と、迂回通路３６へ流れる空気Ａの流量とを別々に調整することができる。 Further, the flow rate adjusting valve 37 of the present embodiment is configured to change the ratio between the flow rate of the air A flowing into the merge passage 31 and the flow rate of the air A flowing into the bypass passage 36. The flow regulating valve 37 can also be disposed in the bypass passage 36. As shown in FIG. 31, the flow rate adjusting valve 37 can also be disposed in each of the supply passage 35 and the bypass passage 36. In this case, the flow rate of the air A flowing to the supply passage 35 and the flow rate of the air A flowing to the bypass passage 36 can be adjusted separately.

流量調整弁３７を駆動するアクチュエータは、制御装置７に電気接続されている。流量調整弁３７は、制御装置７からの指令を受けて動作する。制御装置７は、燃料噴射装置４１による燃料Ｆの噴射量と、酸素供給装置４２による空気Ａの供給量とを決定する際に、流量調整弁３７の開度を決定して、迂回通路３６へ迂回させる空気Ａの流量を決定することができる。 The actuator that drives the flow rate adjustment valve 37 is electrically connected to the control device 7. The flow rate adjustment valve 37 operates in response to a command from the control device 7. When the control device 7 determines the fuel F injection amount by the fuel injection device 41 and the air A supply amount by the oxygen supply device 42, the control device 7 determines the opening degree of the flow rate adjustment valve 37 and enters the bypass passage 36. The flow rate of the air A to be bypassed can be determined.

迂回通路３６は、気化混合器５へ供給される空気Ａの流量を絞ることによって、気化混合器５における、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１の滞留時間を長くし、燃料Ｆの気化率を向上させるために使用することができる。迂回通路３６の形成により、気化混合器５において燃料Ｆと気化混合させるための空気Ａの供給量を絞る一方、改質触媒６へ供給される混合気Ｍにおける燃料Ｆ（又は炭化水素）と空気Ａ（又は酸素）の比率を変化させないことができる。 The bypass passage 36 extends the residence time of the spray droplets F1 of the fuel F in the vaporization mixer 5 by reducing the flow rate of the air A supplied to the vaporization mixer 5, and improves the vaporization rate of the fuel F. Can be used for. By forming the bypass passage 36, the supply amount of the air A for vaporizing and mixing with the fuel F in the vaporizing mixer 5 is reduced, while the fuel F (or hydrocarbon) and air in the mixed gas M supplied to the reforming catalyst 6 are reduced. The ratio of A (or oxygen) can not be changed.

図３２には、空気Ａのすべてを合流通路３１へ流して迂回通路３６へ流さない場合について、気化混合器５に供給される空気Ａの総流量と、気化混合器５における燃料Ｆの気化率との関係を示す。気化混合器５に供給される空気Ａの総流量が０．５［ｇ／ｓ］である付近から、空気Ａの流量が増加するに連れて燃料Ｆの気化率が減少していることが分かる。 FIG. 32 shows the total flow rate of the air A supplied to the vaporization mixer 5 and the vaporization rate of the fuel F in the vaporization mixer 5 in the case where all of the air A flows to the merge passage 31 and does not flow to the bypass passage 36. Shows the relationship. From the vicinity where the total flow rate of the air A supplied to the vaporizer 5 is 0.5 [g / s], it can be seen that the vaporization rate of the fuel F decreases as the flow rate of the air A increases. .

また、同図には、空気Ａの流量が１［ｇ／ｓ］であるときに、酸素供給装置４２から供給通路３５へ供給される空気Ａの総流量のうち、合流通路３１へ流れる空気Ａの流量Ｑ１と迂回通路３６へ流れる空気Ａの流量Ｑ２との比率であるＱ１：Ｑ２を、０．７５：０．２５とした場合、及び０．５：０．５とした場合についても示す。迂回通路３６へ空気Ａを多く迂回させるほど、気化混合器５へ供給される空気Ａの流量が少なくなり、気化混合器５における燃料Ｆの気化率が上昇することが分かった。なお、空気Ａのすべてを合流通路３１へ流して迂回通路３６へ流さない場合は、Ｑ１：Ｑ２＝１：０として示す。 Further, in the figure, when the flow rate of the air A is 1 [g / s], the air A flowing into the merging passage 31 out of the total flow rate of the air A supplied from the oxygen supply device 42 to the supply passage 35. This also shows the case where Q1: Q2, which is the ratio of the flow rate Q1 of the air and the flow rate Q2 of the air A flowing into the bypass passage 36, is set to 0.75: 0.25 and 0.5: 0.5. It has been found that the more the air A is diverted to the bypass passage 36, the smaller the flow rate of the air A supplied to the vaporizer 5, and the higher the vaporization rate of the fuel F in the vaporizer 5. In addition, when all of the air A flows to the merging passage 31 and does not flow to the bypass passage 36, Q1: Q2 = 1: 0.

図３１に示すように、迂回通路３６を形成する迂回配管３６０の出口部３６０Ａは、合流通路３１内に突出して配置することができる。迂回配管３６０の出口部３６０Ａの先端には、迂回通路３６の出口部３６２が形成されている。この場合には、迂回通路３６から合流通路３１内の混合気Ｍに合流させる空気Ａが、合流通路３１内の混合気Ｍに混ざりやすくすることができる。そして、改質触媒６に供給される混合気Ｍの組成をできるだけ均一にすることができる。なお、迂回配管３６０の出口部３６０Ａの先端（迂回通路３６の出口部３６２）は、合流通路３１における、通路形成方向に直交する断面の中心部に配置することができる。 As shown in FIG. 31, the outlet portion 360 A of the bypass pipe 360 that forms the bypass passage 36 can be disposed so as to protrude into the merge passage 31. An outlet portion 362 of the bypass passage 36 is formed at the tip of the outlet portion 360A of the bypass pipe 360. In this case, the air A joined from the bypass passage 36 to the mixture M in the merge passage 31 can be easily mixed into the mixture M in the merge passage 31. The composition of the air-fuel mixture M supplied to the reforming catalyst 6 can be made as uniform as possible. Note that the tip of the outlet portion 360A of the bypass pipe 360 (the outlet portion 362 of the bypass passage 36) can be arranged at the center of the cross section in the junction passage 31 perpendicular to the passage formation direction.

また、同図に示すように、合流通路３１における、迂回通路３６の出口部３６２と改質触媒６との間の位置には、気化混合器５を通過した混合気Ｍと、迂回通路３６を通過した空気Ａとの混合を促進するための混合部材３８を配置することができる。混合部材３８は、混合気Ｍと空気Ａとの流れを乱すことによってこれらを混合する種々の部材とすることができる。混合部材３８によれば、合流通路３１内の混合気Ｍに対して、迂回通路３６から合流する空気Ａが、より均一に混合されるようにすることができる。 Further, as shown in the figure, at the position between the outlet portion 362 of the bypass passage 36 and the reforming catalyst 6 in the merge passage 31, the mixture M that has passed through the vaporizer 5 and the bypass passage 36 are provided. A mixing member 38 for accelerating mixing with the air A that has passed can be arranged. The mixing member 38 can be a variety of members that mix the mixture M and air A by disturbing the flow of the mixture M and air A. According to the mixing member 38, the air A that merges from the bypass passage 36 can be more uniformly mixed with the air-fuel mixture M in the merge passage 31.

混合部材３８は、例えば、複数の気孔が形成された多孔質部材、複数の羽根形状部が形成された羽根部材、複数の開口孔が形成された網目状部材等によって形成することができる。また、これらの部材は、複数段に重ねて用いることができる。混合部材３８は、合流通路３１内に固定した状態で設けることができる。また、混合部材３８は、駆動源によって回転させる構成、又は混合気Ｍの流れを受けて回転する構成とすることもできる。 The mixing member 38 can be formed by, for example, a porous member in which a plurality of pores are formed, a blade member in which a plurality of blade-shaped portions are formed, a mesh member in which a plurality of opening holes are formed, or the like. Further, these members can be used in a plurality of stages. The mixing member 38 can be provided in a fixed state in the merge passage 31. Further, the mixing member 38 may be configured to be rotated by a driving source, or to be rotated by receiving a flow of the air-fuel mixture M.

＜実施形態１４＞
本形態は、図３３に示すように、合流通路３１に対して、気化混合器５へ空気Ａを供給する第１酸素供給装置４２Ａと、改質触媒６へ空気Ａを供給する第２酸素供給装置４２Ｂとを別々に設けた場合について示す。 <Embodiment 14>
In the present embodiment, as shown in FIG. 33, a first oxygen supply device 42 A that supplies air A to the vaporization mixer 5 and a second oxygen supply that supplies air A to the reforming catalyst 6 with respect to the merge passage 31. A case where the device 42B is provided separately will be described.

本形態の酸素供給装置４２は、合流通路３１における、気化混合器５の上流側の位置に、第１供給通路３５Ａによって接続された第１酸素供給装置４２Ａと、合流通路３１における、気化混合器５と改質触媒６との間の位置に、第２供給通路３５Ｂによって接続された第２酸素供給装置４２Ｂとによって構成されている。第１酸素供給装置４２Ａ及び第２酸素供給装置４２Ｂは、それぞれブロア（送風装置）、エアポンプ等によって形成される。 The oxygen supply device 42 of this embodiment includes a first oxygen supply device 42A connected to the upstream side of the vaporization mixer 5 in the merge passage 31 by the first supply passage 35A, and the vaporization mixer in the merge passage 31. 5 and the reforming catalyst 6 are configured by a second oxygen supply device 42B connected by a second supply passage 35B. The first oxygen supply device 42A and the second oxygen supply device 42B are formed by a blower (blower), an air pump, or the like, respectively.

第１酸素供給装置４２Ａ及び第２酸素供給装置４２Ｂは、制御装置７からの指令を受けて動作する。制御装置７は、第１酸素供給装置４２Ａによる空気Ａの流量と、第２酸素供給装置４２Ｂによる空気Ａの流量とを調整可能である。この構成により、第１酸素供給装置４２Ａによって、気化混合器５へ供給する空気Ａの流量を燃料Ｆの気化率を高く維持するために適切な流量にするとともに、第２酸素供給装置４２Ｂによって、改質触媒６における燃料Ｆと空気Ａの比率を、混合気Ｍの改質を行うために適切な比率にすることができる。 The first oxygen supply device 42A and the second oxygen supply device 42B operate in response to a command from the control device 7. The control device 7 can adjust the flow rate of the air A by the first oxygen supply device 42A and the flow rate of the air A by the second oxygen supply device 42B. With this configuration, the flow rate of the air A supplied to the vaporization mixer 5 by the first oxygen supply device 42A is set to an appropriate flow rate in order to keep the vaporization rate of the fuel F high, and the second oxygen supply device 42B The ratio of the fuel F and the air A in the reforming catalyst 6 can be set to an appropriate ratio for reforming the mixture M.

本形態においては、迂回通路３６を形成せずに、気化混合器５へ供給する空気Ａの流量と、混合気Ｍに混合させる空気Ａの流量とをそれぞれ独立して調整することにより、気化混合器５へ供給する空気Ａの流量をより柔軟に調整することができる。 In this embodiment, without forming the bypass passage 36, the flow rate of the air A supplied to the vaporizer 5 and the flow rate of the air A mixed with the air-fuel mixture M are adjusted independently, thereby vaporizing and mixing. The flow rate of the air A supplied to the vessel 5 can be adjusted more flexibly.

＜実施形態１５＞
本形態は、図３４に示すように、気化混合器５の温度を、燃料Ｆが適切に蒸発する温度に制御する場合について示す。 <Embodiment 15>
In this embodiment, as shown in FIG. 34, the temperature of the vaporizer 5 is controlled to a temperature at which the fuel F is appropriately evaporated.

実施形態１においては、加熱装置５０によって気化混合器５を３５０℃以上に加熱する構成を採用した。本形態においては、実施形態１に示したライデンフロスト現象が生じないようにするために、気化混合器５の温度が、燃料Ｆの９０％留出温度Ｔｍの許容変動範囲内になるようにする。９０％留出温度Ｔｍは、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法（常圧法）」に準拠して測定され、燃料Ｆの種類によって決まる温度である。 In Embodiment 1, the structure which heats the vaporization mixer 5 to 350 degreeC or more with the heating apparatus 50 was employ | adopted. In this embodiment, in order to prevent the Leidenfrost phenomenon shown in the first embodiment from occurring, the temperature of the vaporizer 5 is set within the allowable fluctuation range of the 90% distillation temperature Tm of the fuel F. . The 90% distillation temperature Tm is a temperature determined according to JIS K 2254 “Petroleum products-distillation test method (normal pressure method)” and is determined by the type of fuel F.

本形態の排気浄化システム１は、気化混合器５の温度を測定し、この温度を制御装置７にフィードバックして、気化混合器５の温度をより正確に調整する。具体的には、本形態の排気浄化システム１は、気化混合器５又は気化混合器５の周囲の温度を測定する温度計４４を備える。本形態の制御装置７は、温度計４４によって測定される温度が燃料Ｆの９０％留出温度Ｔｍの許容変動範囲内になるよう、加熱装置５０による気化混合器５の加熱量を調整するよう構成されている。 The exhaust purification system 1 of this embodiment measures the temperature of the vaporizer 5 and feeds back this temperature to the control device 7 to adjust the temperature of the vaporizer 5 more accurately. Specifically, the exhaust purification system 1 of the present embodiment includes a vaporizer 5 or a thermometer 44 that measures the temperature around the vaporizer 5. The control device 7 of the present embodiment adjusts the heating amount of the vaporization mixer 5 by the heating device 50 so that the temperature measured by the thermometer 44 is within the allowable fluctuation range of the 90% distillation temperature Tm of the fuel F. It is configured.

許容変動範囲は、９０％留出温度Ｔｍに対して温度が高い範囲とし、例えば、９０％留出温度Ｔｍに、９０％留出温度Ｔｍの±１０％の温度を加算した範囲とすることができる。許容変動範囲は、燃料Ｆの気化潜熱を気化混合器５の熱容量によって除算した値に基づいて決定することができる。 The allowable fluctuation range is a range where the temperature is higher than the 90% distillation temperature Tm, for example, a range obtained by adding a temperature of ± 10% of the 90% distillation temperature Tm to the 90% distillation temperature Tm. it can. The allowable variation range can be determined based on a value obtained by dividing the latent heat of vaporization of the fuel F by the heat capacity of the vaporizer 5.

本形態の燃料Ｆは軽油であり、軽油の９０％留出温度Ｔｍは約３００℃であるとする。また、気化混合器５の上流側端面５２１は、燃料Ｆの噴霧液滴Ｆ１が接触する際に気化熱によって冷却される。そのため、気化混合器５においては、上流側から下流側に向けて温度が低下する温度勾配が形成される。 The fuel F in this embodiment is light oil, and the 90% distillation temperature Tm of the light oil is about 300 ° C. Further, the upstream end surface 521 of the vaporizer 5 is cooled by the vaporization heat when the spray droplets F1 of the fuel F come into contact. Therefore, in the vaporizer 5, a temperature gradient is formed in which the temperature decreases from the upstream side toward the downstream side.

図３５には、気化混合器５における温度勾配、及び気化混合器５に存在する燃料Ｆの量を、気化混合器５の上流側端面５２１から下流側端面５２２までの範囲について示す。温度勾配及び燃料Ｆの量は、それぞれ気化混合器５の下流側端面５２２に近くなるほど低下する。 FIG. 35 shows the temperature gradient in the vaporizer 5 and the amount of fuel F present in the vaporizer 5 in the range from the upstream end surface 521 to the downstream end surface 522 of the vaporizer 5. The temperature gradient and the amount of fuel F decrease as they approach the downstream end face 522 of the vaporizer 5.

図３６には、軽油が気化混合器５によって蒸発する際の、気化混合器５の壁面（隔壁５１２）における温度と燃料Ｆの蒸発量との関係を示す。燃料Ｆの蒸発量は、９０％留出温度Ｔｍである３００℃において最も多くなり、ライデンフロスト現象が生じる温度Ｔｌにおいて最も少なくなる。このことより、本形態においては、気化混合器５の全体の温度が、燃料Ｆの蒸発量が最も多くなる９０％留出温度Ｔｍにできるだけ近い温度になるようにする。なお、９０％留出温度Ｔｍ及びライデンフロスト現象が生じる温度Ｔｌは、いずれも気化混合器５の壁面における温度として示す。 FIG. 36 shows the relationship between the temperature at the wall surface (partition 512) of the vaporization mixer 5 and the evaporation amount of the fuel F when light oil is evaporated by the vaporization mixer 5. The amount of evaporation of the fuel F is the largest at 300 ° C., which is the 90% distillation temperature Tm, and the smallest at the temperature Tl at which the Leidenfrost phenomenon occurs. Thus, in this embodiment, the entire temperature of the vaporizer 5 is set as close as possible to the 90% distillation temperature Tm at which the amount of evaporation of the fuel F is the largest. The 90% distillation temperature Tm and the temperature Tl at which the Leidenfrost phenomenon occurs are both shown as the temperature at the wall surface of the vaporizer 5.

本形態の温度計４４の温度検知部は、気化混合器５の上流側端面５２１付近の温度を測定する位置に配置されている。そして、制御装置７は、温度計４４によって測定される温度が、９０％留出温度Ｔｍ＋２０℃になるように加熱装置５０による加熱量をフィードバック制御する。 The temperature detector of the thermometer 44 of this embodiment is arranged at a position for measuring the temperature near the upstream end face 521 of the vaporizer 5. And the control apparatus 7 feedback-controls the heating amount by the heating apparatus 50 so that the temperature measured by the thermometer 44 may become 90% distillation temperature Tm + 20 degreeC.

温度計４４の温度検知部は、気化混合器５の下流側端面５２２付近の温度を測定する位置に配置してもよい。この場合には、制御装置７は、温度計４４によって測定される温度が、９０％留出温度Ｔｍになるように加熱装置５０による加熱量をフィードバック制御することができる。 The temperature detector of the thermometer 44 may be arranged at a position for measuring the temperature near the downstream end face 522 of the vaporizer 5. In this case, the control device 7 can feedback control the amount of heating by the heating device 50 so that the temperature measured by the thermometer 44 becomes 90% distillation temperature Tm.

なお、温度計４４の温度検知部は、気化混合器５の中心軸線Ｃ２の方向における中間位置、気化混合器５を支持する、合流通路３１の壁面に配置してもよい。 Note that the temperature detection unit of the thermometer 44 may be disposed at an intermediate position in the direction of the central axis C 2 of the vaporization mixer 5, on the wall surface of the merging passage 31 that supports the vaporization mixer 5.

本形態の気化混合器５においては、ライデンフロスト現象が生じにくくし、燃料Ｆを効果的に蒸発（気化）させることができる。 In the vaporization mixer 5 of this embodiment, the Leidenfrost phenomenon is less likely to occur, and the fuel F can be effectively evaporated (vaporized).

また、本形態においては、気化混合器５を加熱する温度を制御する構成についての効果を確認した。気化混合器５を加熱する温度を、従来の２７０℃、本形態の３２０℃、比較形態の４５０℃にそれぞれ設定して、改質触媒６において生成した還元剤Ｋを排気浄化触媒２３へ供給したときに、排気浄化触媒２３におけるＮＯｘを浄化（還元）する性能について比較した。なお、４５０℃は、ライデンフロスト現象が発生する温度である。 Moreover, in this form, the effect about the structure which controls the temperature which heats the vaporization mixer 5 was confirmed. The temperature at which the vaporizer 5 is heated is set to 270 ° C., 320 ° C. in the present embodiment, and 450 ° C. in the comparative embodiment, and the reducing agent K generated in the reforming catalyst 6 is supplied to the exhaust purification catalyst 23. Occasionally, the performance of purifying (reducing) NOx in the exhaust purification catalyst 23 was compared. Note that 450 ° C. is a temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs.

気化混合器５を従来の２７０℃にした場合の浄化性能を１００％としたときには、気化混合器５を本形態の３２０℃にした場合の浄化性能は約１１９％となり、気化混合器５における燃料Ｆの気化を促進したことによる効果が確認された。一方、気化混合器５を比較形態の４５０℃にした場合の浄化性能は約１０７％となり、本形態の３２０℃の場合に比べて浄化性能が劣ることが確認された。 When the purification performance when the vaporization mixer 5 is set to 270 ° C. is assumed to be 100%, the purification performance when the vaporization mixer 5 is set to 320 ° C. of this embodiment is about 119%, and the fuel in the vaporization mixer 5 is obtained. The effect by promoting the vaporization of F was confirmed. On the other hand, the purification performance when the vaporizing mixer 5 is set to 450 ° C. of the comparative form is about 107%, and it was confirmed that the purification performance is inferior to that of 320 ° C. of the present form.

＜確認試験＞
本試験においては、実施形態３（図１０〜図１２）に示した気化混合器５による気化性能及び混合性能を確認した。
この気化性能の確認においては、気化混合器５における空間速度ＳＶを９×１０³（／Ｈ）、１７×１０³（／Ｈ）、２６×１０³（／Ｈ）、３４×１０³（／Ｈ）と変化させたときの、気化混合器５における気化率（％）を測定した。混合性能の確認においては、改質触媒６における空間速度ＳＶを８．５×１０³（／Ｈ）、１７×１０³（／Ｈ）、２５．５×１０³（／Ｈ）、３４×１０³（／Ｈ）と変化させたときの、改質触媒６の温度（℃）を測定した。 <Confirmation test>
In this test, the vaporization performance and mixing performance of the vaporization mixer 5 shown in Embodiment 3 (FIGS. 10 to 12) were confirmed.
In the confirmation of the vaporization performance, the space velocity SV in the vaporizer 5 is set to 9 × 10 ³ (/ H), 17 × 10 ³ (/ H), 26 × 10 ³ (/ H), 34 × 10 ³ (/ The vaporization rate (%) in the vaporizer 5 when changed to H) was measured. In confirmation of the mixing performance, the space velocity SV 8.5 × 10 ³ in the reforming catalyst 6 (/ H), 17 × 10 3 (/H),25.5×10 3 (/ H), 34 × 10 ³ The temperature (° C.) of the reforming catalyst 6 when changed to (/ H) was measured.

加熱装置５０によって加熱する気化混合器５の目標加熱温度は５００℃とした。また、改質触媒６の温度が７５０℃になるように、燃料Ｆの供給量と酸素（空気Ａ）の供給量とを調整した。 The target heating temperature of the vaporizer 5 heated by the heating device 50 was 500 ° C. Further, the supply amount of the fuel F and the supply amount of oxygen (air A) were adjusted so that the temperature of the reforming catalyst 6 was 750 ° C.

気化率は、気化混合器５に噴射された燃料Ｆの炭化水素中の炭素の数をＡ１、気化混合器５を通過した後の混合気Ｍ中の炭素の数をＡ２としたとき、Ａ２／Ａ１×１００％として求めた。改質触媒６の温度は、改質触媒６の上側の端面付近における垂直方向Ｗの断面の５ヵ所の測定位置について測定した。５カ所の測定位置は、改質触媒６の断面における中央位置、及び改質触媒６の周方向Ｃの９０°ずつ異なる位置である４つの外側位置１〜４とした。 The vaporization rate is A2 / when the number of carbons in the hydrocarbon of the fuel F injected into the vaporizer 5 is A1, and the number of carbons in the mixture M after passing through the vaporizer 5 is A2. It calculated | required as A1 * 100%. The temperature of the reforming catalyst 6 was measured at five measurement positions on the cross section in the vertical direction W near the upper end face of the reforming catalyst 6. The five measurement positions were the center position in the cross section of the reforming catalyst 6 and four outer positions 1 to 4 that are positions that differ by 90 ° in the circumferential direction C of the reforming catalyst 6.

また、比較のために、図６に示した、気化混合器５が１つの気化用ハニカム体５１から構成され、かつ燃料Ｆの噴射中心軸線Ｃ１と気化混合器５における複数の気化用セル孔５１１の形成方向Ｅとが平行である、比較形態の場合についても同様に、気化混合器５における気化率及び改質触媒６の温度を測定した。 For comparison, the vaporization mixer 5 shown in FIG. 6 is composed of one vaporization honeycomb body 51, and the injection center axis C1 of the fuel F and a plurality of vaporization cell holes 511 in the vaporization mixer 5 are provided. Similarly, the vaporization rate in the vaporization mixer 5 and the temperature of the reforming catalyst 6 were also measured in the case of the comparative example in which the formation direction E is parallel.

実施形態３に示した気化混合器５における気化率（％）は、図３７に示すように、いずれの空間速度においても１００％に近い結果となった。そのため、この３つの気化用ハニカム体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを用いた気化混合器５による燃料Ｆの気化性能が良好であることが確認された。また、実施形態３に示した改質触媒６の温度（℃）は、図３８に示すように、いずれの空間速度及び測定位置においても、７２５℃以上であって各測定位置における温度のばらつきが少ない結果となった。そのため、気化混合器５による燃料Ｆと空気Ａとの混合性能が良好であることが確認された。なお、改質触媒６の各測定位置における温度のばらつきが少ない理由は、気化混合器５の各部位における燃料Ｆと空気Ａとの混合のばらつきが少ないためであると考える。 As shown in FIG. 37, the vaporization rate (%) in the vaporizer 5 shown in the third embodiment was close to 100% at any space velocity. Therefore, it was confirmed that the vaporization performance of the fuel F by the vaporization mixer 5 using the three vaporization honeycomb bodies 51A, 51B, 51C is good. Further, as shown in FIG. 38, the temperature (° C.) of the reforming catalyst 6 shown in the third embodiment is 725 ° C. or higher at any space velocity and measurement position, and the temperature variation at each measurement position varies. There were few results. Therefore, it was confirmed that the mixing performance of the fuel F and the air A by the vaporizer 5 was good. The reason why the variation in temperature at each measurement position of the reforming catalyst 6 is small is considered to be because there is little variation in mixing of the fuel F and the air A in each part of the vaporizer 5.

一方、図６に示した場合の気化混合器５の気化率（％）は、図３９に示すように、６０％付近と低く、この気化混合器５による燃料Ｆの気化性能は悪いことが確認された。また、図４０に示すように、図６に示した場合の改質触媒６の各測定位置における温度のばらつきは大きく、この気化混合器５による燃料Ｆと空気Ａとの混合性能は悪いことが確認された。
以上の確認試験より、実施形態３に示した気化混合器５による気化性能及び混合性能は共に良好であることが分かった。 On the other hand, the vaporization rate (%) of the vaporizer 5 in the case shown in FIG. 6 is as low as around 60% as shown in FIG. 39, and it is confirmed that the vaporization performance of the fuel F by this vaporizer 5 is poor. It was done. Further, as shown in FIG. 40, the variation in temperature at each measurement position of the reforming catalyst 6 in the case shown in FIG. 6 is large, and the mixing performance of the fuel F and the air A by the vaporizer 5 is poor. confirmed.
From the above confirmation test, it was found that both the vaporization performance and the mixing performance by the vaporization mixer 5 shown in the third embodiment are good.

本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。 The present invention is not limited only to each embodiment, and further different embodiments can be configured without departing from the scope of the invention. Further, the present invention includes various modifications, modifications within an equivalent range, and the like.

実施形態９〜１５に示す構成は、それぞれ実施形態１〜８に示す構成に組み合わせることができる。また、各実施形態に記載された細部の構成は、他の実施形態における構成に採用することができる。 The configurations shown in Embodiments 9 to 15 can be combined with the configurations shown in Embodiments 1 to 8, respectively. In addition, the detailed configuration described in each embodiment can be adopted as a configuration in another embodiment.

１排気浄化システム
２エンジン（内燃機関）
２２排気通路
２３排気浄化触媒
３１合流通路
４１燃料噴射装置
４２酸素供給装置
５気化混合器
５０加熱装置
６改質触媒 1 Exhaust purification system 2 Engine (internal combustion engine)
22 Exhaust passage 23 Exhaust purification catalyst 31 Merge passage 41 Fuel injection device 42 Oxygen supply device 5 Vaporizer 50 Heating device 6 Reforming catalyst

Claims

The exhaust passage (22) of the internal combustion engine (2) joins the exhaust passage at a position upstream of the flow of the exhaust gas (G) in the exhaust passage from the position where the exhaust purification catalyst (23) is disposed. Connected to
An exhaust purification system (1) for supplying a reducing agent (K) for reducing harmful substances stored in the exhaust purification catalyst to the exhaust passage,
A confluence passage (31) that merges with the exhaust passage;
A fuel injection device (41) for injecting fuel (F) into the merging passage;
An oxygen supply device (42) for supplying oxygen or an oxygen-containing gas to the merge passage;
A vaporizing porous body (51, 51X, 51Y) disposed in the merging passage and having a plurality of penetrating vaporizing holes (511, 511X, 511Y), the fuel injected from the fuel injection device A vaporization mixer that vaporizes when passing through the plurality of vaporization holes and mixes the vaporized fuel with oxygen or an oxygen-containing gas supplied from the oxygen supply device to generate a mixture (M) (5) and
A reforming porous body (61) disposed in the merging passage and having a plurality of reforming holes (611), wherein the air-fuel mixture is reformed when passing through the plurality of reforming holes. A reforming catalyst (6) for producing the reducing agent;
A heating device (50) for heating the vaporization mixer,
The exhaust gas purification system, wherein the fuel injection device is disposed at a position where the fuel injected from the fuel injection device collides with the vaporizer.

The vaporizing porous body includes a vaporizing honeycomb body (51) having a plurality of vaporizing cell holes (511) as the plurality of vaporizing holes,
The exhaust purification system according to claim 1, wherein the reforming porous body is constituted by a reforming honeycomb body having a plurality of reforming cell holes as the plurality of reforming holes.

The fuel injection device is disposed at a position for injecting fuel toward an opening end (514) where the plurality of vaporization cell holes in the vaporization mixer are open,
The exhaust gas purification according to claim 2, wherein the fuel injection center axis (C1) by the fuel injection device and the formation direction (E) of the plurality of vaporization cell holes in the vaporizer are inclined with respect to each other. system.

The opening end of the vaporizer is formed with an inclined opening surface (515) in which the openings of the plurality of vaporizing cell holes are inclined,
The injection center axis of the fuel injection device is perpendicular to or inclined with respect to the inclined opening surface, and is perpendicular to or inclined with respect to the formation direction of the plurality of vaporizing cell holes. The exhaust purification system according to claim 3.

The vaporizer is composed of a plurality of the vaporizing honeycomb bodies (51A, 51B, 51C) arranged in the flow direction of oxygen or oxygen-containing gas in the merge passage,
In the vaporization honeycomb bodies adjacent to each other, the plurality of vaporization cell holes of the first vaporization honeycomb body located on the upstream side in the flow direction are second vaporization honeycomb bodies located on the downstream side in the flow direction. 5. The exhaust gas purification system according to claim 2, wherein the exhaust gas purification system faces an end face (512 A) of a partition wall (512) forming the plurality of vaporization cell holes in the flow direction.

A reference position (P) in a circumferential direction (R) centering on a central axis (C2) of the vaporization mixer in an arrangement state of the plurality of vaporization cell holes in the first vaporization honeycomb body, and the second The exhaust purification system according to claim 5, wherein the reference position in the circumferential direction of the arrangement state of the plurality of vaporizing cell holes in the vaporizing honeycomb body is different from each other in the circumferential direction.

The shape of the plurality of vaporization cell holes in the first vaporization honeycomb body and the shape of the plurality of vaporization cell holes in the second vaporization honeycomb body are different from each other. The described exhaust purification system.

The formation direction of the plurality of vaporization cell holes in the first vaporization honeycomb body and the formation direction of the plurality of vaporization cell holes in the second vaporization honeycomb body are different from each other. 8. The exhaust gas purification system according to any one of 7 above.

9. The cross-sectional area of the plurality of vaporizing cell holes in the second vaporizing honeycomb body is smaller than the cross-sectional area of the plurality of vaporizing cell holes in the first vaporizing honeycomb body. The exhaust gas purification system according to item 1.

10. At least some of the plurality of vaporizing cell holes are bent or curved so as to have a plurality of inclination angles with respect to the central axis (C2) of the vaporizing mixer. The exhaust gas purification system according to claim 1.

In a cross section parallel to the direction of the central axis of the vaporizer, inclined portions (516) adjacent to each other in the direction of the central axis of at least some of the plurality of cell holes for vaporization are inclined in different directions. Is formed,
The width of the vaporizing cell hole in the cross section is D [mm], the length component in the direction of the central axis of the inclined portion is L [mm], and the inclination angle of the inclined portion with respect to the direction orthogonal to the central axis is θ When [°]
The exhaust purification system according to claim 10, wherein D <L / tan θ.

In the plurality of vaporizing cell holes, acute collision angles (α) when the fuel injected from the fuel injection device collides with the partition walls (512) of the vaporizing cell holes are different from each other. ,
The formation length of the vaporization cell hole having the smallest collision angle among the plurality of vaporization cell holes in the direction of the central axis is for vaporization having the largest collision angle among the plurality of vaporization cell holes. The exhaust gas purification system according to any one of claims 2 to 9, wherein the length of the cell hole is longer than the formation length in the direction of the central axis.

In the plurality of vaporizing cell holes, acute collision angles (α) when the fuel injected from the fuel injection device collides with the partition walls (512) of the vaporizing cell holes are different from each other. ,
The cross-sectional area (B) of the vaporizing cell hole with the smallest collision angle among the plurality of vaporizing cell holes is the cut-off area of the vaporizing cell hole with the largest collision angle among the plurality of vaporizing cell holes. The exhaust purification system according to any one of claims 2 to 9 or 12, wherein the exhaust purification system is smaller than the area (B).

The vaporizing porous body is
A fibrous body (51X) for vaporization having a plurality of gaps (511X) as the vaporization holes formed between the fibrous materials, or a plurality of pores (511Y) as the plurality of vaporization holes. The exhaust gas purification system according to claim 1, comprising a vaporizing porous body (51 Y).

The oxygen supply device is connected to a position upstream of the vaporization mixer in the merging passage by a supply passage (35),
A bypass passage (36) is connected to the supply passage and a position in the merging passage between the vaporizer and the reforming catalyst.
In the bypass passage, a flow rate adjustment valve (37) for adjusting the flow rate of oxygen or oxygen-containing gas branched from the junction passage to the bypass passage is disposed,
The oxygen or a part of the oxygen-containing gas sent from the oxygen supply device to the merge passage is configured to pass through the bypass passage and be supplied to the reforming catalyst. The exhaust gas purification system according to item.

The exhaust purification system according to claim 15, wherein an outlet portion (360A) of the bypass pipe (360) constituting the bypass passage is disposed so as to protrude into the merge passage.

In the mixing passage, between the outlet portion (362) of the bypass passage and the reforming catalyst, the mixture that has passed through the vaporizer and oxygen or oxygen-containing gas that has passed through the bypass passage The exhaust purification system according to claim 15 or 16, wherein a mixing member (38) for facilitating mixing with the exhaust gas is disposed.

The oxygen supply device includes a first oxygen supply device (42A) connected by a first supply passage (35A) at a position upstream of the vaporization mixer in the confluence passage, and the vaporization in the confluence passage. A second oxygen supply device (42B) connected by a second supply passage (35B) at a position between the mixer and the reforming catalyst;
The exhaust purification system further includes a control device (7) capable of adjusting the flow rate of oxygen or oxygen-containing gas by the first oxygen supply device and the flow rate of oxygen or oxygen-containing gas by the second oxygen supply device. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 14.

The oxygen supply device is connected to a position upstream of the vaporization mixer in the merging passage by a supply passage (35),
The exhaust purification system according to any one of claims 1 to 18, wherein the supply passage is provided with a gas heating device (43) for heating oxygen or an oxygen-containing gas supplied to the merge passage.

An outer periphery supply passage (32) through which oxygen or an oxygen-containing gas sent from the oxygen supply device passes is formed on the outer periphery of the merge passage,
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 14, wherein oxygen or an oxygen-containing gas flowing through the outer peripheral supply passage is configured to be heated by the air-fuel mixture flowing through the merge passage.

The oxygen supply device is connected to a position on the base end side (D2) which is the exhaust passage side in the outer peripheral supply passage,
21. The exhaust purification system according to claim 20, wherein the fuel injection device is configured to inject fuel to a position on a distal end side (D1) opposite to the proximal end side in the merging passage.

The exhaust gas according to any one of claims 1 to 21, wherein the temperature at which the vaporizer is heated by the heating device is a temperature at which the fuel injected from the fuel injection device undergoes transition boiling or film boiling. Purification system.

The exhaust purification system includes:
A thermometer (44) for measuring the vaporizer or the ambient temperature of the vaporizer;
And a control device (7) for adjusting the heating amount of the vaporization mixer by the heating device so that the temperature measured by the thermometer is within an allowable fluctuation range of a 90% distillation temperature of the fuel. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 21.