-
Hintergrund
der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dieselpartikelfiltervorrichtung.
-
Beschreibung der zugehörigen Technik
-
Herkömmlich gibt
es als eine Dieselpartikelfiltervorrichtung (nachstehend als eine „DPF- Vorrichtung" bezeichnet) eine
Vorrichtung, in der ein Dieselpartikelfilter (nachstehend als „DPF" bezeichnet) gehalten
wird, hergestellt aus Keramik, in einem Behälter, zu dem ein Abgas- Einlassrohr,
verbunden mit einem Abgaskanal eines Dieselmotors, und ein Abgas- Auslassrohr,
verbunden mit der stromabwärtigen
Seite, verbunden sind. Das Abgas, das in die Vorrichtung durch das
Abgas- Einlassrohr strömt,
wird durch einen DPF hindurchgeleitet und wird dann von dem Abgas-
Auslassrohr auf der stromabwärtigen
Seite abgegeben. In solch einer Vorrichtung hat der Behälter die
Funktionen das Abgas auszudehnen oder zusammenzuziehen und den DPF
zu halten.
-
In
solch einer DPF- Vorrichtung, wenn Ruß (Dieselpartikel) exzentrisch
in dem DPF gesammelt wird, wird die Sammelleistung vermindert.
-
In
einem Regenerationsverfahren, wenn das Gas gleichförmig strömt, ist
die DPF-Temperatur nicht
gleichmäßig und
daher gibt es einen Abschnitt, der fehlerhaft arbeitet, um die Regenerationstemperatur
zu erreichen.
-
Als
ein Aufbau, der dem Abgas gestattet, gleichmäßig zu strömen, gibt es einen Diffuser,
in dem der Verteilungsaufbau konisch ist, oder einen Aufbau, in
dem eine perforierte Platte mit kleinen Löchern, geöffnet in unregelmäßigen Abstanden,
in einer Diffusionskammer angeordnet ist. Solch ein Aufbau ist z.
B. in dem US- Patent 4851015 gezeigt.
-
12 zeigt
ein Beispiel eines Diffusers, in dem der Verteilungsaufbau konisch
ist.
-
In
der DPF- Vorrichtung 101 sind konische Diffuser 103 jeweils
vor und hinter einem Behälter 102 angeordnet.
-
Üblicherweise
wird gesagt, dass um eine gleichmäßige Strömungsverteilung zu erhalten,
die Diffuser 103 vorzugsweise um 6 Grad geneigt sind, so
dass eine Gasströmung
nicht von der Rohrwand abreißt.
-
Wie
in der 13 gezeigt, muss der Neigungswinkel
klein festgelegt werden, um eine gleichmäßige Strömung in dem Diffuser 103 zu
erhalten. Wenn das Ausdehnungsverhältnis des Durchmessers d1 eines
Abgas- Einlassrohres 104 und der Durchmesser d2 eines DPF 105 größer wird,
wird die Diffusionskammerlänge
L länger.
-
Wenn
die Diffuser 103 auf der Grundlage des Durchmessers d1
des Abgas- Einlassrohres 104 und des Durchmessers d2 der
DPF 105 geneigt werden, muss die Diffusionskammerlänge L ungefähr 1 m betragen.
Solch eine Länge
kann praktisch nicht erreicht werden.
-
Im
Vergleich dazu, wenn eine perforierte Platte 108, in der
kleine Löcher
in unregelmäßigen Abständen geöffnet sind,
in einer Diffusionskammer 107, wie in der 14 und 15 gezeigt,
angeordnet wird, kann die Länge
der Kammer verkürzt
werden.
-
In
der Konfiguration, wo nur die perforierte Platte 108 verwendet
wird, weil das die Abgasmenge des Motors in hohem Maße verändert, gibt
es ein Problem dadurch, dass um die Strömungsratenprofil über die
gesamte Fläche
(Gleichmäßigkeit
der Gasströmung
auch in einem Umfangsabschnitt) auszugleichen, die Gesamtöffnungsfläche reduziert
werden muss, um den Abgas- Strömungswiderstand
zu erhöhen.
-
Die
Gasströmung
können
auch durch einen dreidimensionalen Aufbau gleichmäßig verteilt
werden. Solch eine Auslegung erfordert jedoch eine komplizierte
Anordnung und kann daher nicht praktisch angewendet werden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
Erfindung ist ausgeführt
worden, um die Probleme der herkömmlichen
Technik zu lösen.
Es ist ein Ziel der Erfindung eine Dieselpartikelfiltervorrichtung
(DPF- Vorrichtung) zu schalten, in der Abgas ermöglicht wird, durch einen Dieselpartikelfilter
/DPF) zu strömen,
ohne die Länge
einer Diffusionskammer zu erhöhen
und die Gasströmungswiderstand
zu erhöhen.
-
Um
dieses Ziel zu erreichen, ist entsprechend eines Aspektes der Erfindung
eine Dieselpartikelfiltervorrichtung vorgesehen, die enthält: einen Behälter; ein
Abgas- Einlassrohr, eingesetzt in den Behälter und das Öffnungen
hat, die in einer Rohrwand desselben gebildet sind; einen Dieselpartikelfilter,
der innerhalb des Behälters
angeordnet ist; eine Mehrzahl von perforierten Stopfen, getrennt
innerhalb eines Endabschnittes des Abgas- Einlassrohres angeordnet;
eine Mehrzahl von Trennplatten, die eine oder mehrere Öffnungen
haben und die an der Rohrwand des Abgas- Einlassrohres angeordnet sind;
und eine Diffusionskammer, gebildet durch eine innere Wandfläche des
Behälters,
die perforierten Stopfen, die Trennplatten und die Rohrwand des
Abgas- Auslassrohres.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
oben vorgestellten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch das ausführliche
Beschreiben bevorzugter, beispielhafter Ausführungsbeispiele derselben in
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen deutlicher, wobei:
-
1 eine
Schnittdarstellung einer DPF- Vorrichtung eines ersten Ausführungsbeispieles
der Erfindung ist;
-
2 eine
Schnittdarstellung der DPF- Vorrichtung ist, genommen entlang der
Linie I – I
von 1 ist;
-
3 eine
Schnittdarstellung der DPF- Vorrichtung ist, genommen entlang der
Linie II – II
von 1;
-
4A ein
Diagramm ist, dass die DPF- Vorrichtung des Ausführungsbeispieles zeigt, und 4B ein
Diagramm ist, das Profile entsprechend des Ausführungsbeispieles zeigt;
-
5A ein
Diagramm ist, das eine Modifikation der DPF- Vorrichtung zeigt,
und
-
5B ein
Diagramm ist, das Profile entsprechend der Modifikation zeigt;
-
6A ein
Diagramm ist, das eine weitere Modifikation der DPF- Vorrichtung
ist, und 6b ein Diagramm ist, das Profile
entsprechend der Modifikation zeigt;
-
7 ein
Diagramm ist, das Abgasströmungen
in der in 1 gezeigten DPF-Vorrichtung zeigt;
-
8 ein
Diagramm ist, das eine DPF- Vorrichtung als ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
9 ein
Diagramm ist, das eine DPF- Vorrichtung als ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
10 ein
Diagramm ist, das eine DPF- Vorrichtung als ein viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
11 ein
Diagramm ist, das eine DPF- Vorrichtung als ein fünftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
12 eine
Ansicht ist, die eine herkömmliche
DPF- Vorrichtung zeigt;
-
13 eine
Ansicht ist, die Beziehungen zwischen dem Durchmesser eines Schalldämpfers und
die Länge
einer Ausdehnungskammer zeigt;
-
14 eine
Ansicht ist, die eine weitere herkömmliche DPF- Vorrichtung zeigt;
und
-
15 eine
Ansicht ist, die eine in der 14 gezeigte
perforierte Platte zeigt.
-
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
-
Nunmehr
wird in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung gezeigt.
-
Erstes Ausführungsbeispiel
-
Die 1 bis 5 zeigen
eine Dieselpartikelfiltervorrichtung 20 (nachstehend als
eine „DPF- Vorrichtung 20" bezeichnet) eines
ersten Ausführungsbeispieles
der Erfindung.
-
Die
DPF- Vorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispieles enthält einen
Behälter 40,
gebildet in einer rohrförmigen
Form, die einen rechteckigen Querschnitt hat, ein Abgas- Einlassrohr 30,
eingesetzt auf der stromaufwärtigen
Seite, ein Abgas- Auslassrohr 39, angeordnet auf der stromabwärtigen Seite,
eine Diffusionskammer 50, angeordnet auf der stromaufwärtigen Seite
in dem Behälter 40 und
entlang des Abgas- Einlassrohres 30, einen Dieselpartikelfilter 60 (nachstehend
als „DPF 60" bezeichnet), hergestellt
aus Keramik und in dem Behälter 40 stromab
der Diffusionskammer 50 angeordnet.
-
In
der Diffusionskammer 50 ist eine Mehrzahl von Öffnungen 32a und 32b in
einer Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30 angeordnet.
-
Zwei
perforierte Stopfen 34 und 35 sind innerhalb eines
Endabschnittes 33 des Abgas- Einlassrohres 30 getrennt
angeordnet. Die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 34a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34 auf der stromaufwärtigen Seite, ist
größer als
die Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35 auf der Seite des
DPF 60.
-
Der
Behälter 40 ist
durch ein rohrförmiges Gehäuse 41 konfiguriert
und ein Paar Endplatten 42 und 43, durch die die
beiden Enden des rohrförmigen Gehäuses 41 verschlossen
werden. Öffnungen 42a und 43a,
mit denen das Abgas- Einlassrohr 30 und das Abgas- Auslassrohr 39 verbunden
sind, sind jeweils in den Endplatten 42 und 43 geöffnet.
-
Die
Diffusionskammer 50 wird durch eine erste Verteilungskammer 50A und
eine zweite Verteilungskammer 50B aufgebaut.
-
Die
erste Verteilungskammer 50A wird durch das Gehäuse 41 des
Behälters 40,
die Endplatte 42 des Behälters 40, das Abgas-
Einlassrohr 30, das in den Behälter 40 eingesetzt
ist, und den perforierten Stopfen 34 gebildet.
-
Die
zweite Verteilungskammer 50B wild durch das Gehäuse 41 des
Behälters 40,
das Abgas- Einlassrohr 30, das in den Behälter 40 eingesetzt
ist, den perforierten Stopfen 35 und zwei Trennplatten 51 und 55,
die an dem Abgas- Einlassrohr 30 angeordnet sind und die Öffnungen 51a und 55a haben,
gebildet.
-
Die
zwei Trennplatten 51 und 55, die in dem Abgas-
Einlassrohr 30 angeordnet sind, und die Öffnungen 51a und 55a haben,
sind in den Positionen angeordnet, die jeweils den zwei perforierten
Stopfen 34 und 45 entsprechen. Eine Platte 51b,
die die Öffnungen 51a teilweise
verschließt,
ist mit der Trennplatte 51 verbunden.
-
Jede
der zwei Trennplatten 51 und 55, die die Öffnungen 51a und 55a hat,
ist durch eine perforierte Platte (Prallplatte) konfiguriert, die
sich zwischen dem Abgas- Einlassrohr 30 und dem Gehäuse 41 des
Behälters 40 erstreckt.
-
Die
Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 51a,
geöffnet
in der Trennplatte 51 auf der stromaufwärtigen Seite, ist zu jener
der Öffnungen 55a,
geöffnet
in der Trennplatte 55 auf der Seite des DPF 60, gleich.
Die Gesamtöffnungsfläche wird
durch teilweises Schließen
der Öffnungen 51a der
Trennplatte 51 durch die Seitenplatte 51b genau
eingestellt.
-
In
dem Abgas- Einlassrohr 30, in dem die Öffnungen 32a und 32b in
der Wand innerhalb der Diffusionskammer 50 geöffnet sind,
ist die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 32a,
die in einem Bereich zwischen der Endplatte 42 des Behälters 40 auf der
stromaufwärtigen
Seite und der Trennplatte 51 auf der stromaufwärtigen Seite
gebildet sind, größer als
jener der Öffnungen 32b,
die in einem Bereich zwischen der Trennplatte 51 auf der
stromaufwärtigen
Seite und der Trennplatte 55 auf der stromabwärtigen Seite
gebildet sind.
-
Als
nächstes
wird die Funktion des Ausführungsbeispieles
in Bezug auf die 4A bis 7 beschrieben.
-
Die 4A und 4B zeigen
die Diffusionskammer 50 in der DPF- Vorrichtung 20 des
ersten Ausführungsbeispiels
und Strömungsprofile
entsprechend des Aufbaus. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird es aus
den 4A und 4B deutlich, dass
eine gleichmäßige Strömung erhalten
werden kann, und auch dass, wenn die Diffusionskammerlänge ungefähr zwei
Drittel des Durchmessers der Diffusionskammer 50 ist, eine
gleichmäßige Strömung erhalten
werden kann.
-
Selbst
wenn die Strömungsgeschwindigkeit von
4 m3/min auf 8 m3/min
verändert
wurde, blieb das Strömungsprofil
gleichmäßig.
-
5A zeigt
ein Beispiel, in dem die Trennplatte 51 der DPF- Vorrichtung 20 des
ersten Ausführungsbeispieles
entfernt worden ist, und 5b zeigt Profile
entsprechend des in der 5a gezeigten Aufbaus.
-
In
dem so konfigurierten Fall wird es aus der 5B deutlich,
dass die Strömung
in der Mitte konzentriert ist.
-
Selbst
wenn die Strömungsgeschwindigkeit von
4 m3/min auf 8 m3/min
verändert
wurde, wurde das Strömungsprofil
nicht verändert.
-
6a zeigt
ein Beispiel, in dem der Durchmesser der Platte 51b, vorgesehen
an der Trennplatte 51 der DPF- Vorrichtung 20 des
ersten Ausführungsbeispieles,
erhöht
ist und den perforierte Stopfen 35 auf der stromabwärtigen Seite,
um nicht perforiert zu sein, modifiziert, und 6B zeigt
Strömungsprofile
entsprechend des in der 6A gezeigten
Aufbaus.
-
In
dem so konfigurierten Fall wird es aus der 6B deutlich,
dass die Strömung
in dem Umfangsabschnitt konzentriert ist.
-
Selbst
wenn die Strömungsgeschwindigkeit von
4 m3/min auf 8 m3/min
verändert
wurde, wurde das Strömungsprofil
nicht verändert.
-
Wie
oben beschrieben, wurde es in Erfahrung gebracht, dass das Folgende
erhalten werden kann. In der Diffusionskammer 50, wenn
die perforierten Stopfen 34 und 35, die die Öffnungen 34a und 35a haben,
in dem Abgas- Einlassrohr 30 getrennt angeordnet werden,
und die Trennplatten 51 und 55, die die Öffnungen 51a und 55a haben,
an dem Abgas- Einlassrohr 30 und in Positionen, die den
perforierten Stopfen 34 und 35 entsprechen, angeordnet sind,
kann eine gleichmäßige Strömung erhalten werden,
wie in der 4b gezeigt.
-
Überdies
wurde es auch in Erfahrung gebracht, dass das Strömungsprofil,
sofern erforderlich, abgestimmt werden kann.
-
5 ist
ein vergrößertes Diagramm
der Hauptabschnitte der DPF- Vorrichtung 20 des ersten in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispieles.
-
Das
Abgas, das aus dem Abgas- Einlassrohr 30 in die DPF- Vorrichtung 20 des
ersten Ausführungsbeispieles
strömt,
verzweigt sich zu den folgenden drei Wegen.
- (A)
Das Abgas, das eine erste Strömung
q1 hat, strömt
in die erste Verteilungskammer 50a der Diffusionskammer 50 durch
die Öffnungen 32a,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30,
das stromauf des perforierten Stopfens 34 platziert ist,
geht durch die Öffnungen 51a der Trennplatte 51 und
die Öffnungen
der Trennplatte 55 hindurch und strömt in den Umfangsabschnitt der
DPF 60.
- (B) Das Abgas, das eine zweite Strömung q2 hat, geht durch die Öffnungen 34a des
perforierten Stopfens 34 hindurch, strömt in die zweite Verteilungskammer 50B der
Diffusionskammer 50 durch die Öffnungen, gebildet in der Wand 31 des Abgas-
Einlassrohres 30, geht durch die Öffnungen 55a der Trennplatte 55 und
strömt
in einen Zwischenabschnitt zwischen dem Umfang und den Mittelabschnitten
der DPF 60.
- (C) Das Abgas, das eine dritte Strömung q3 hat, geht durch die Öffnungen 34a des
perforierten Stopfens 34 und die Öffnungen 35a des perforierten
Stopfens 35a hindurch, und strömt dann in den Mittelabschnitt
des DPF 60.
-
Diese
Strömungen
verzweigen in den folgenden Weisen:
- (1) das
Gas verzweigt in q1 : (q2 + q3),
- (2) das Gas verzweigt in q2 : q3, und
- (3) das Gas verzweigt in (q1 + q2) : q3.
-
Wenn
die Einflüsse
der stromabwärtigen
Seite vernachlässigt
werden, kann das Verzweigen der oben aufgelisteten Strömungen wie
folgt interpretiert werden.
- (1) (Die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 32a,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30)
: (Die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 34a,
gebildet durch den perforierten Stopfen 34)
- (2) (Die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 32a,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30)
: (Die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 35a,
gebildet durch den perforierten Stopfen 35)
-
Das
Verhältnis
von q1 und q2 wird durch die Trennplatte 51 und die daran
angrenzende Platte 51b in Übereinstimmung mit der gesamten
Querschnittsfläche
gebildet.
-
Das
Verzweigungsverhältnis
der Strömungen
wird durch die Öffnungsverhältnisse
der Öffnungen 32a und 32b,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30,
der Öffnungen 34a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34, den Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35, den Öffnungen 51a,
gebildet in der Trennplatte 51, und den Öffnungen 55a,
gebildet in der Trennplatte 55, eingestellt.
-
Durch
Veränderungen
der Verhältnisse
der Verzweigungsströmungen
kann die Strömungsverteilung
gebildet werden.
-
Die
Verhältnisse
der Verzweigungsströmungen
werden in der folgenden Weise bestimmt:
- (1) „q1 : q2
+ q3" wird durch
die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 51a,
gebildet in der Trennplatte 51, und durch die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 34a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34, bestimmt; und
- (2) „q2
: q3" wird durch
die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 55a,
gebildet in der Trennplatte 55, und durch die Gesamtöffnungsfläche der Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35, bestimmt.
-
Um
die erste Strömung
q1 zu veranlassen, in dem Umfangsabschnitt der DPF 60 verteilt
zu werden, wird die Platte 51b an den inneren Umfangsabschnitt
der Trennplatte 51 nebeneinander gestellt, um eine nicht-
perforierte Fläche
einzurichten.
-
Die
Verzweigungsverhältnisse
der Strömungen
q1, q2 und q3 werden durch das Querschnittsflächenverhältnis der Öffnungen 32a und 32b,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30,
den Öffnungen 34a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34, den (Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35, den Öffnungen 51a,
gebildet in der Trennplatte 51, den Öffnungen 55a, gebildet
in der Trennplatte 55 und der Platte 51b bestimmt.
-
Die
angenommenen Durchgangsflächen
von q1 (Umfangsströmung
= (Querschnittsfläche
des Prallbleches/2), q2 (Zwischenströmung = (Querschnittsfläche des
Prallbleches)/2), und q3 (Mittelströmung = Querschnittsströmung des
Rohres) werden durch die Querschnittsfläche des DPF 60 bestimmt.
-
In
diesem Fall wird der Mittelströmung
festgelegt, um dem inneren Durchmesser des Abgas- Einlassrohres 30 zu
entsprechen, und der verbleibende Bereich wird im Verhältnis zu
dem Zwischenströmung
und dem Umfangsströmung
entsprechend des Durchmessers verteilt.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird das Querschnittsflächenverhältnis wie
folgt festgelegt: q1 : q2 : q3 = 6 : 3 : 1.
-
Als
nächstes
werden die perforierten Stopfen 34 und 35 so platziert,
dass das Kapazitätsverhältnis der
ersten Verteilungskammer 50A und der zweiten Verteilungskammer 50B ungefähr gleich
ist (Umfangsströmung
: (Zwischenströmung
+ Mittelströmung).
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird das Verhältnis
wie folgt festgelegt: 6 : (3 + 1) = 1.5 : 1.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel,
wie in der 7 gezeigt, ist der perforierte
Stopfen 34 an einer Position platziert, an der ein rechtwinkliger
Abstand von der Endplatte 42 L1 ist, und der perforierte Stopfen 35 an
einer Position positioniert ist, an der der rechtwinklige Abstand
von dem perforierten Stopfen 34 L2 ist.
-
Die Öffnungsverhältnisse
der Öffnungen 32a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34, die Öffnungen 32b,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30,
und die Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35, werden festgelegt,
um dem Querschnittsflächenverhältnis des
jeweiligen Strömungsbereiches
zu entsprechen.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
werden die folgenden Verhältnisse
erhalten: (das Öffnungsverhältnis der Öffnungen 32a,
gebildet in der Wand des Abgas- Einlassrohres 30) : ( das Öffnungsverhältnis der Öffnungen 34a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34) = 1,5 : 1, und
(das Öffnungsverhältnis der Öffnungen 32b,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30)
: (dem Öffnungsverhältnis der Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35) = 3 : 1.
-
Die
Strömungen
tendieren, um entlang der axialen Richtung des Behälters 40 gerichtet
zu werden. Demzufolge muss die Anzahl der Öffnungen 32a und 32b,
gebildet in der Wand des Abgas- Einlassrohres 30, im Verhältnis größer als
das der Öffnungen 34a und 35a,
gebildet in den perforierten Stopfen 34 und 35,
sein. Entsprechend der Ausführungsbeispiele
wurden befriedigende Ergebnisse erhalten, wenn (die Anzahl der Öffnungen 32a,
gebildet in der Wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30)
: (Anzahl der Öffnungen 34a ,
gebildet in dem perforierten Stopfen 34) ≈ 1,9 : 1,
und (die Anzahl der Öffnungen 32b,
gebildet in der wand 31 des Abgas- Einlassrohres 30) :
(der Anzahl der Öffnungen 35a,
gebildet in dem perforierten Stopfen 35) ≈ 12 : 1 ist.
-
Es
hat den Anschein, dass die Anzahl der Öffnungen 35a, gebildet
in dem perforierten Stopfen 35, einen relativ kleinen Wert
hat, weil die Strömung, die
durch den perforierten Stopfen 35 hindurchgeht, hauptsächlich aus
Strömungskomponenten
parallel zu der axialen Richtung des Behälters 40 besteht.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
werden die kleinen Löcher
in den perforierten Stopfen 34 und 35 gebildet,
um einen Durchmesser von 4,0 mm zu haben. Um den Gasströmungswiderstand,
die Miniaturisierung und die Verteilungsleistung auszugleichen,
wird die gesamte Länge
der Diffusionskammer 50 vorzugsweise gewählt, um
in einem Bereich von ½ ± 20% des
Außendurchmessers
des DPF 60 zu sein.
-
Wie
oben beschrieben ist die Diffusionskammer 50 auf der stromaufwärtigen Seite
des DPF 60 montiert, um die Abgasströmung, die durch das Abgas-
Einlassrohr 30 zu einem Abschnitt der DPF 60 strömt, gleichmäßig zu verteilen,
wodurch Ruß gleichmäßig durch
die gesamte Fläche
des DPF 60 gleichmäßig gesammelt
werden kann. Als ein Ergebnis kann die Sammelleistung verbessert
werden.
-
Überdies
wird in dem ersten Ausführungsbeispiel
die Wärme
des Abgases gleichmäßig auf
die gesamte Fläche
des DPF 60 übertragen.
Demzufolge kann die Temperaturverteilung in dem DPF 60 gleichmäßig verteilt
werden und die Menge von unverbranntem Ruß in dem Re- Zirkulationsverfahren kann
reduziert werden. Da ein Dreipunkt- Lageraufbau gebildet ist, in
den das Abgas- Einlassrohr 30 in den Behälter 40 eingesetzt
ist und durch die Bohrung 42a der Endplatte 42 und
die zwei Trennplatten 51 und 55 gelagert wird,
werden Spannungen, verursacht durch Eingangsschwingungen auf diese
Lagerungspunkte verteilt. Demzufolge kann die Vorrichtung am Beschädigtwerden
durch eine Spannungskonzentration auf einem Abschnitt, der das Abgas- Einlassrohr 30 lagert,
gehindert werden.
-
In
einem Abschnitt, in dem der Querschnitt plötzlich verändert wird, z. B. in jenem,
wo das Abgas- Einlassrohr 30 mit dem Behälter 40 verbunden ist,
reißt
eine Strömung
in der Nähe
der Wandfläche, nachdem
der Querschnitt verändert
wird, davon ab und Wirbel werden wiederholt erzeugt oder vernichtet.
Wegen der Erzeugung oder Vernichtung von Wirbeln wird ein zweites
Geräusch,
das Strömungsgeräusch genannt
wird, erzeugt.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Abgas- Einlassrohr 30 in die Diffusionskammer 50 eingesetzt
und die Öffnungen 32a und 32b werden
in dem eingesetzten Bereich geöffnet.
Wegen der Querschnittsänderung
infolge des Ausströmens durch
die Öffnungen 32a und 32b werden
keine Wirbel durch das Abreißen
von der Wandfläche
erzeugt und daher kann die Erzeugung von einem Strömungsgeräusch unterdrückt werden.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die Trennplatte 51 mit der Trennplatte 55 identisch
und die Gesamtöffnungsfläche wird
durch die Platte 51b eingestellt. Alternativ kann eine
diskrete Trennplatte 51, in der die Öffnungen 51a nicht
gebildet sind in dem Bereich, der der Platte 51b entspricht,
verwendet werden.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
8 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
-
Das
zweite Ausführungsbeispiel
ist von dem ersten Ausführungsbeispiel
dadurch verschieden, dass die Trennplatte 51 weggelassen
ist, aber die Platte 51b verbleibt, um verwendet zu werden.
-
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist zwischen der Platte 51b und dem Gehäuse 41 des Behälters 40 eine Öffnung gebildet,
und die Gesamtöffnungsfläche der Öffnung 53 ist
größer als
jene der in der Trennplatte 55 auf der stromabwärtigen Seite
gebildeten Öffnung 55a.
-
Demzufolge
kann das zweite Ausführungsbeispiel
dieselben Wirkungen wie jene des ersten Ausführungsbeispieles erzielen.
-
Drittes Ausführungsbeispiel
-
9 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
-
Das
Ausführungsbeispiel
ist von dem ersten Ausführungsbeispiel
dadurch verschieden, dass jeweils Verstärkungswülste 51b und 55b auf
den Trennplatten 51 und 55 gebildet sind.
-
Entsprechend
des dritten Ausführungsbeispieles
kann die mechanische Festigkeit, z. B. die Steifigkeit der Trennplatten 51 und 55 gesteigert
werden.
-
Viertes Ausführungsbeispiel
-
10 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
-
Das
vierte Ausführungsbeispiel
ist von dem ersten Ausführungsbeispiel
dadurch verschieden, dass jeweils Verstärkungswülste 51c und 55c auf den
Trennplatten 51 und 55 gebildet sind.
-
Entsprechend
des vierten Ausführungsbeispieles
kann die mechanische Festigkeit, z. B. die Steifigkeit der Trennplatten 51 und 55 gesteigert
werden.
-
Fünftes Ausführungsbeispiel
-
9 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
-
Das
fünfte
Ausführungsbeispiel
ist von dem ersten Ausführungsbeispiel
dadurch verschieden, dass die Endplatte 42 des Behälters 40 auf
der stromaufwärtigen
Seite gebildet ist, um eine gekrümmte
Oberfläche
zu haben.
-
Entsprechend
des fünften
Ausführungsbeispieles
wird der tote Raum, der in der Nähe
der Endplatte 42 auf der stromaufwärtigen Seite gebildet ist, eliminiert
und das Abgas kann glatt durch die erste Verteilungskammer 50a strömen.
-
Da
die Endplatte 42 auf der stromaufwärtigen Seite eine gekrümmte Oberfläche hat,
kann die mechanische Festigkeit, z. B. die Steifigkeit der Endplatte 42 gesteigert
werden.
-
Entsprechend
der Erfindung wird dem Abgas ermöglicht,
gleichmäßig durch
einen DPF zu strömen,
ohne die Länge
einer Diffusionskammer zu erhöhen
und ohne den Gasströmungswiderstand
zu erhöhen.
-
Überdies
kann, wenn mit dem herkömmlichen
Diffuseraufbau verglichen wird, die Länge einer Diffusionskammer
verkürzt
werden.
-
Darüber hinaus
können
die Strömungsmengen
in dem Umfangsabschnitt und in den Mittelabschnitten beim Festlegen
einer gleichmäßigen Verteilung
als die Basis leicht erhöht
werden.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung in Bezug auf besondere, bevorzugte Ausführungsbeispiele
gezeigt und beschrieben worden ist, werden hierin aus der Lehre
für den
Fachmann auf dem Gebiet der Technik verschiedenes Veränderungen
und Modifikationen deutlich. Solche Veränderungen und Modifikationen,
wie sie offensichtlich sind, werden erachtet, in dem Umfang der
Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert,
aufzutreten.