JP2014114717A - 折り返し流路及びこれを備えた排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体が流される流路と該流路に対して折り返す方向へ流体が流される異径の流路とを接続する折り返し流路に対して、プレス加工による部品点数を抑えた折り返し流路を提供する。
【解決手段】流体が流される第１の流路７Ｂと前記第１の流路７Ｂに対して折り返す方向へ流体が流される第２の流路６とを接続する折り返し流路１１に関する。折り返し流路１１は、プレス加工によって浅底の容器状に成形された流路基部１２と、前記流路基部１２の開口を覆う板状部材１３と、を備えている。そして、前記板状部材１３は、前記第１の流路７Ｂが接続される第１の開口部と、前記第１の開口部よりも広口に形成された第２の開口部と、が形成されたことを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体が流される流路と該流路に対して折り返す方向へ流体が流される流路とを接続する折り返し流路と、これを備えた排気浄化装置に関するものである。

近年、排気管の途中に排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備えると共に、該パティキュレートフィルタの下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応させ得る選択還元型触媒を備え、該選択還元型触媒と前記パティキュレートフィルタとの間に還元剤として尿素水を添加してパティキュレートとＮＯxの同時低減を図ることが提案されている。

この場合、選択還元型触媒への尿素水の添加は、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒との間で行われることになるため、排気ガス中に添加された尿素水がアンモニアと炭酸ガスに熱分解されるまでの十分な反応時間を確保しようとすれば、尿素水の添加位置から選択還元型触媒までの距離を長くする必要があるが、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒とを十分な距離を隔てて離間配置させてしまうと、車両への搭載性が著しく損なわれてしまう。

このため、本発明と同じ出願人により図３に示す如きコンパクトな排気浄化装置（下記の特許文献１を参照）が既に提案されており、ここに図示している排気浄化装置では、エンジンからの排気ガス１が流通する排気管２の途中に、排気ガス１中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ３と、該パティキュレートフィルタ３の下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをアンモニアと反応させ得る性質を備えた選択還元型触媒４とをケーシング５，６により夫々抱持して並列に配置し、パティキュレートフィルタ３の出側端部と選択還元型触媒４の入側端部との間をＳ字構造の連絡流路７により接続し、パティキュレートフィルタ３の出側端部から排出された排気ガス１が逆向きに折り返されて隣の選択還元型触媒４の入側端部に導入されるようになっている。

ここで、前記連絡流路７は、パティキュレートフィルタ３の出側端部を包囲し且つ該出側端部から出た直後の排気ガス１を略直角な向きに方向転換させつつ集合せしめるガス集合室７Ａと、該ガス集合室７Ａで集められた排気ガス１をパティキュレートフィルタ３の排気流れと逆向きに抜き出すミキシングパイプ７Ｂと、該ミキシングパイプ７Ｂにより導かれた排気ガス１を略直角な向きに方向転換させつつ分散せしめ且つその分散された排気ガス１を選択還元型触媒４の入側端部に導入し得るよう該入側端部を包囲する折り返し流路７Ｃと、によりＳ字構造を成すように構成されており、前記ミキシングパイプ７Ｂの入側端部の中心位置には、該ミキシングパイプ７Ｂ内に尿素水を添加するためのインジェクタ８が前記ミキシングパイプ７Ｂの出側端部側へ向けて装備されている。

なお、ここに図示している例では、パティキュレートフィルタ３が抱持されているケーシング５内の前段に、排気ガス１中の未燃燃料分を酸化処理する酸化触媒９が装備されており、また、選択還元型触媒４が抱持されているケーシング６内の後段には、余剰のアンモニアを酸化処理するアンモニア低減触媒１０が装備されている。

そして、このような構成を採用すれば、パティキュレートフィルタ３により排気ガス１中のパティキュレートが捕集されると共に、その下流側のミキシングパイプ７Ｂの途中でインジェクタ８から尿素水が排気ガス１中に添加されてアンモニアと炭酸ガスに熱分解され、選択還元型触媒４上で排気ガス１中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化される結果、排気ガス１中のパティキュレートとＮＯxの同時低減が図られることになる。

この際、パティキュレートフィルタ３の出側端部から排出された排気ガス１が連絡流路７により逆向きに折り返されてから隣の選択還元型触媒４の入側端部に導入されるようになっているので、尿素水の添加位置から選択還元型触媒４までの距離が長く確保され、尿素水からアンモニアが生成されるのに十分な反応時間が確保される。

しかも、パティキュレートフィルタ３と選択還元型触媒４とが並列に配置され、これらパティキュレートフィルタ３と選択還元型触媒４との間に沿うように連絡流路７が配置されているので、その全体構成がコンパクトなものとなって車両への搭載性が大幅に向上されることになる。

図３に示す如き構造を採用することで、折り返し流路７Ｃは、ミキシングパイプ７Ｂから流れてきた排気ガス１を、逆向きに折り返して（Ｕターンさせて）選択還元型触媒４に対して流さなければならなくなる。

折り返し流路７Ｃは、排気ガス１を逆向きに折り返す為に下記のような構造となっている。図３、図４を参照して、折り返し流路７Ｃの構造を説明する。折り返し流路７Ｃは、ミキシングパイプ７Ｂとミキシングパイプ７Ｂよりも大径のケーシング６に接続される。すなわち、折り返し流路７Ｃの流路断面は、異径断面となっている。このような折り返し流路７Ｃは、プレス加工によって成形された複数の部品によって構成される。折り返し流路７Ｃは、４つのプレス成形部品７Ｃ１，７Ｃ２，７Ｃ３，７Ｃ４と、配管７Ｃ５と、を溶接接合した構造となっている。

プレス成形部品７Ｃ３，７Ｃ４は、溶接接合され管路を形成すると、流体を略直交する方向へ導くように折れ曲がっている。また、プレス成形部品７Ｃ１，７Ｃ２は、溶接接合され管路を形成すると、流体を略直交する方向へ導くように折れ曲がっている。そして、プレス成形部品７Ｃ３，７Ｃ４は、入側が排管７Ｃ５に接続され、出側がプレス成形部品７Ｃ１，７Ｃ２の入側に接続される。プレス成形部品７Ｃ１，７Ｃ２の出側は、ケーシング６に接続される。

折り返し流路７Ｃは、上述した構造となっていることによって、ミキシングパイプ７Ｂから流れてきた排気ガス１をプレス成形部品７Ｃ３，７Ｃ４の部分で、ミキシングパイプ７Ｂの軸心方向に対して略直交する方向へ導くようになっている。そして、折り返し流路７Ｃのプレス成形部品７Ｃ１，７Ｃ２の部分は、排気ガス１を更に略直交させて導き、ケーシング６へと導くようになっている。
なお、この種の排気浄化装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１がある。

特願２０１１−２５０２８９号公報

しかしながら、斯かる従来構造では、プレス構造による部品点数が多く溶接回数も増え折り返し流路の精度を高めるのが困難であった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、流体が流される流路と該流路に対して折り返す方向へ流体が流される異径の流路とを接続する折り返し流路に対して、プレス加工による部品点数を抑えた折り返し流路を提供することを目的とする。

本発明は、流体が流される第１の流路と前記第１の流路に対して折り返す方向へ流体が流される第２の流路とを接続する折り返し流路に関する。折り返し流路は、プレス加工によって浅底の容器状に成形された流路基部と、前記流路基部の開口を覆う板状部材と、を備えている。そして、前記板状部材は、前記第１の流路が接続される第１の開口部と、前記第１の開口部よりも大きく形成された第２の開口部と、が形成されたことを特徴とするものである。

前記板状部材は、前記流路基部の開口よりも大きく、前記流路基部の開口を覆った際にフランジを形成する。そして、前記フランジは、流路を他部材に吊るための吊り具を支持するマウント面、流路を他部材に吊る為の吊り掛け穴の形成面、銘板を貼り付ける為の貼り付け面、のいずれかひとつ以上の面となるように構成することができる。

尿素水が添加されるミキシングパイプと、選択還元型触媒を包持するケーシングと、を備えた排気浄化装置において、前記折り返し流路は、前記第１の流路が前記ミキシングパイプに連結され、前記第２の流路が前記ケーシングとすることができる。

上記した本発明の折り返し流路によれば、プレス成形部品の部品点数を抑えることができる。これによって、本発明の折り返し流路は、プレス成形部品の溶接回数を減らせるとともに高精度な流路を提供することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明に係る折り返し流路を備えた排気浄化装置を示した模式図である。 図１の折り返し流路をＩＩ‐ＩＩ方向から視た矢視図である。 従来例に係る折り返し流路を備えた排気浄化装置を示した模式図である。 図３の折り返し流路をＩＶ‐ＩＶ方向から視た矢視図である。

以下本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１、図２は発明を実施する形態の一例であって、図中、図３、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３、図４に示す従来のものと同様である。本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、折り返し流路１１がプレス加工によって浅底の容器状に成形された流路基部１２と、流路基部１２の開口を覆う板状部材１３と、配管７Ｃ５と、を備えた点にある。

流路基部１２は、折り返し流路１１の一部を構成する部材である。そして、流路基部１２は、プレス加工によって、開口が広口、且つ、底が浅底の容器形状に成形される。流路基部１２は、開口側から視ると、卵のような楕円形となっている。

板状部材１３は、折り返し流路１１の一部を構成する部材である。板状部材１３は、板状の部材であり、厚み方向と直交する面に配管７Ｃ５（第１の流路）が接続される第１の開口部１３ａと、ケース６（第２の流路）が接続される第２の開口部１３ｂと、が形成されている。第２の開口部１３ｂは、第１の開口部１３ａと比較して開口が大きくなっている。板状部材１３は、厚み方向から視ると、流路基部１２の開口よりも大きな部材である。そして、板状部材１３は、卵のような楕円形から山形の出っ張り部１３ｃ，１３ｄが出っ張った形状となっている。

折り返し流路１１は、流路基部１２の開口を板状部材１３で覆うように溶接され、板状部材１３の第１の開口部１３ａに配管７Ｃ５を溶接されることによって製造される。折り返し流路１１は、流路基部１２の開口部を板状部材１３で覆うと、板状部材１３の外縁が流路基部１２の開口縁からはみ出してフランジ１４を形成する。このフランジ１４は、先に述べたふたつの出っ張り部１３ｃ，１３ｄが形成されている。

出っ張り部１３ｃは、排気浄化装置（流路）を車両のフレーム（他部材）に吊る為のブラケット（吊り具）１５を支持するマウント面となる。また、出っ張り部１３ｄは、排気浄化装置（流路）を車両のフレーム（他部材）に吊る為の吊り掛け穴１６が形成される部分として用いることができる。以上に説明した出っ張り部１３ｃ，１３ｄは、省略しても良いし増やしても良い。例えば、製造者や車両・エンジン型式、車体番号、カラーコード等の情報が打刻された銘鈑を貼り付ける為の貼り付け面として使用する出っ張り部を形成しても良い。なお、ひとつの出っ張り部でマウント部、吊り掛け穴１６、銘鈑の貼り付け面を共用しても良い。

本発明の異径流路を折り返す折り返し流路１１によれば、プレス加工によって成形された部品点数を流路基部１２のひとつにすることができ、プレス加工による成形部品の溶接回数を減らせるとともに高精度な流路を提供することができる。また、本発明の折り返し流路１１は、複数のプレス加工によって成形された部品からなる流路と比較し、剛性を高めることができる。

また、本発明の折り返し流路１１は、折り返し流路１１のフランジ１４の出っ張り部１３ｃ，１３ｄを、ブラケット１５を支持する為のマウント部や吊り掛け穴１６の形成部とすることができる。また、出っ張り部１３ｃ，１３ｄは、銘鈑を貼り付ける為の貼り付け面として使用することができる。出っ張り部１３ｃ，１３ｄは、高温な排気ガスが流れる流路と離れている為、シール貼り付けが可能である。

従来の折り返し流路７Ｃは、図３で示す距離Ａで排気ガス１を折り返す。折り返し流路１１は、排気ガス１を折り返す為に、ミキシングパイプ７Ｂ又はケーシング６等と接続される直線流路部分とこの直線流路に対して略直角に曲がる屈曲流路部分とを有する。すわわち、従来の折り返し流路７Ｃは、直線流路部分を有する。そして、この直線流路部分は、距離ａでミキシングパイプ７Ｂ又はケーシング６等と屈曲流路部分と、を繋げている。

これに対し、本発明の折り返し流路１１は、流路基部１２と、板状部材１３とで構成され、図１で示す距離Ｂで排気ガス１を折り返す。すなわち、本発明の折り返し流路１１は、従来の折り返し流路７Ｃにおける直線流路部分の距離ａをとらなくて済む。このため、本発明に係る折り返し流路１１の折り返す為に必要な距離Ｂは、従来の折り返し流路７Ｃの折り返す為に必要な距離Ａと比較し、短くすることができる。従って、排気浄化装置をよりコンパクトなものとし車両への搭載性を向上させることができる。

なお、本実施例において、折り返し流路１１は、ミキシングパイプ７Ｂと選択還元型触媒４等が配されたケーシング６とを折り返すように配置されたが、パティキュレートフィルタ３等が配されたケーシング５とミキシングパイプ７Ｂとを折り返すガス集合室７Ａに変えて配置しても良い。この場合、流路基部１２には、インジェクタ８を通す穴が別途形成される。

なお、本発明の折り返し流路及びこれを備えた排気浄化装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

６ ケーシング（第２の流路）
７Ｂ ミキシングパイプ（第１の流路）
１１ 折り返し流路
１２ 流路基部
１３ 板状部材
１３ａ 第１の開口部
１３ｂ 第２の開口部
１４ フランジ
１５ ブラケット（支持具）
１６ 吊り掛け穴

Claims (3)

1. 流体が流される第１の流路と前記第１の流路に対して折り返す方向へ流体が流される第２の流路とを接続する折り返し流路であって、
   プレス加工によって浅底の容器状に成形された流路基部と、
   前記流路基部の開口を覆う板状部材と、を備え、
   前記板状部材は、前記第１の流路が接続される第１の開口部と、前記第１の開口部よりも大きく形成された第２の開口部と、が形成されたことを特徴とする折り返し流路。
2. 前記板状部材は、前記流路基部の開口よりも大きく、前記流路基部の開口を覆った際にフランジを形成し、
   前記フランジは、流路を他部材に吊るための吊り具を支持するマウント面、流路を他部材に吊る為の吊り掛け穴の形成面、銘板を貼り付ける為の貼り付け面、のいずれかひとつ以上の面となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の折り返し流路。
3. 尿素水が添加されるミキシングパイプと、
   選択還元型触媒を包持するケーシングと、を備えた排気浄化装置であって、
   請求項１又は２に記載の折り返し流路は、前記第１の流路が前記ミキシングパイプに連結され、前記第２の流路が前記ケーシングであることを特徴とした排気浄化装置。

Images