JP2014214742A - 排気攪拌装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、排気流路における排ガスの流れの偏りを抑制しつつ、排気流路を流れる排ガスを旋回するように案内する排気攪拌装置を提供することを目的としている。
[1.構成]
図1(A)、図1(B)及び図2(A)に示す排気浄化システム1は、自動車の内燃機関(例えばディーゼルエンジン)から排出された排ガスを浄化するためのものである。排気浄化システム1は、第1の流路部材2と、第2の流路部材3と、触媒4と、噴射装置5と、拡散板10と、を備える。なお、以下の説明では、図2(A)を基準に上下左右方向(鉛直方向及び水平方向)を表現するが、あくまでも説明の便宜上の表現であり、排気浄化システム1が設けられる向きは特に限定されない。
第3の管部2Cは、第1の管部2Aと内径が同じ直線状の円管部である。ただし、第3の管部2Cは、排ガスの流れる方向が第1の管部2Aと異なる。具体的には、第1の管部2Aは、排ガスが斜め下方へ流れる流路を形成し、第3の管部2Cは、排ガスが水平方向へ流れる流路を形成する。このため、第1の管部2Aと第3の管部2Cとは、側面視において円弧状に湾曲した形状の第2の管部2Bによって、なだらかに連結されている。
次に、排気浄化システム1の作用について説明する。内燃機関から排出された排ガスは、排気流路によって拡散板10へ導かれ、拡散板10を通過した後に触媒4へ導かれる。一方、噴射装置5から噴射された還元剤は、還元剤流路によって排気流路の中心部まで導かれてから排ガスと合流する。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[3A]拡散板10は、開口部123が、第2の軸線C2に沿った方向から見て、第2の軸線C2を中心とする円周方向に沿った幅の合計値が、第2の軸線C2から離れるにつれて増大した後に減少する形状である。したがって、拡散板10によれば、排気流路における排ガスの流れの偏りを抑制しつつ、排気流路を流れる排ガスを旋回するように案内することができる。
次に、CFD(Computational Fluid Dynamics)解析(数値流体力学解析)によるシミュレーション結果について説明する。なお、以下に説明する圧力損失及び一様性の検出箇所は、図7(A)に示す解析モデルのとおりであり、圧力損失は拡散板10Aに対して上流側と下流側との差圧ΔPを表し、一様性は触媒4の上流側端面(D−D断面)における排ガスの分布を表す。なお、図7(A)に示す拡散板10Aとは、前述した特許文献1に記載の拡散板(以下「比較例の拡散板」という。)又は本実施形態の拡散板10を意味する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[5J]本体部11の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば楕円状や多角形状などとしてもよい。
Claims (7)
- 排気流路を流れる排ガスを旋回するように案内する排気攪拌装置であって、
排気流路を形成する流路部材の内面に固定される筒状の本体部と、
前記本体部から、当該本体部の中心軸へ近づく方向であって排気流路の下流側へ向かう方向へ延びる複数の羽根が形成された案内部と、
を備え、
前記複数の羽根には、第1種の羽根と、前記第1種の羽根とは形状の異なる第2種の羽根と、が含まれ、
前記案内部には、前記中心軸に沿った方向から見て前記羽根が存在しない部分である開口部が形成され、
前記開口部は、前記中心軸に沿った方向から見て、前記中心軸を中心とする円周方向に沿った幅の合計値が、前記中心軸から離れるにつれて増大した後に減少する形状を含む
ことを特徴とする排気攪拌装置。 - 請求項1に記載の排気攪拌装置であって、
前記複数の羽根は、前記中心軸に沿った方向から見て互いに重なり合わないように形成されている
ことを特徴とする排気攪拌装置。 - 請求項2に記載の排気攪拌装置であって、
前記本体部及び前記案内部は、単一の金属板から形成されている
ことを特徴とする排気攪拌装置。 - 請求項2に記載の排気攪拌装置であって、
前記本体部及び前記案内部は、複数の金属板から形成されている
ことを特徴とする排気攪拌装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の排気攪拌装置であって、
前記案内部には、M枚(Mは1以上の整数)の前記第1種の羽根と、前記第1種の羽根よりも短いN枚(Nは1以上の整数)の前記第2種の羽根と、が交互に配置されている
ことを特徴とする排気攪拌装置。 - 請求項5に記載の排気攪拌装置であって、
前記中心軸に沿った方向から見て、前記中心軸から半径Rの位置での前記第1種の羽根及び前記第2種の羽根の円周方向に沿った幅をそれぞれW1(R),W2(R)とし、W2(R)が0となるRの最大値をRtとし、前記中心軸から半径Rの位置での前記合計値をWc(R)とした場合、R1≦R≦R2の範囲(R1<Rt,Rt<R2)におけるWc(R)は、
R1≦R≦Rtにおいては、Wc(R)=2×π×R−W1(R)×Nと表され、Rの増加に伴い増加し、
Rt<R≦R2においては、Wc(R)=2×π×R−(W1(R)+W2(R))×Nと表され、Rの増加に伴い減少する
ことを特徴とする排気攪拌装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の排気攪拌装置であって、
前記第1種の羽根の先端同士が接合されている
ことを特徴とする排気攪拌装置。
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