JP2015506437A - 全断熱排気処理装置 - Google Patents

Abstract

排気処理装置は内装シェルと外装シェルの間に配置された断熱材料を含む。内管は前記内装シェルにより規定されるキャビティに連通する端部を有する。エンジン排気を処理する基体は前記内装シェル内に配置されている。鋳造金属取付リングは、前記内装シェルと外装シェルの間に配置され、ファスナーを受ける取付備品を含む。

Description

関連出願のためのクロスリファレンス

本願は、2013年1月2日に出願された米国実用新案登録出願番号13/732,587と2012年1月4日に仮出願された米国仮出願番号61/582,929及び本願全体を参照してここに包含される内容に基づいて優先権を主張する。

本発明は、内燃機関から放出される望ましくない排気物を低減するための排気処理装置に関する。

本欄の記載は必ずしも先行技術に必要とされない本発明の開示に関連する背景技術情報を提供するものである。

公知の排気処理装置は、板金ハウジングに取り付けられる鋳物として作製される入口端を含んでいる。その鋳物は、排気処理装置のための取付備品を含んでいる。都合の悪いことに入口アッセンブリは全体が鋳造部品でつくられているため、排気処理装置の内部から入口アッセンブリ鋳物の外部表面に熱が迅速に伝達されてしまう。よって、十分な熱遮蔽をもつ改良された排気処理装置を提供することが有益である。

本欄は開示の一般的な要旨を提供するものであり、その全範囲又はその特徴の包括的な開示ではない。

本願開示は、内装シェル、外装シェル、および内装シェルと外装シェルとの間に配置された断熱材料を含む排気処理装置を提供する。排気処理装置は、軸が揃った入口アッセンブリ及び出口アッセンブリを含む。これらの入口アッセンブリ及び出口アッセンブリは、内装シェルと外装シェルの間に配置された断熱材料の部分を含む。また、排気処理装置は、エンジン排気を処理するために内装シェルのなかに配置された基体、および内装シェルと外装シェルの間に配置された金属取付リングを含む。金属取付リングは、ファスナーを受ける取付備品（マウンティング・プロビジョン）を含む。

本発明の適応性の更なる領域はここに提供された記載から明らかになるはずである。この概要の欄の記載と詳細実施例は、図示の目的のためのみに示されたものであり、本願の開示の範囲を限定するものではない。

ここに記載した図面は、選ばれた実施の形態を図示することのみを目的とするばかりではなく全ての可能性ある実施を含むものであり、本願の開示の範囲に限定されるものではない。関連する参照符号はいくつかの図面を通して関連する部分を示す。

図１は、本願開示の本質に係る模範的な排気処理装置を示す斜視図である。 図２は、図１の排気処理装置の全体にわたる断面図である。 図２Ａは、図２の取付リングの一部を拡大して示す拡大断面図である。 図３は、取付リング鋳物を示す斜視図である。

添付の図面を参照して本発明の実施の形態をここに十分に記述説明する。

図１〜図２に参照符号10を付した排気処理装置を示す。排気処理装置10はハウジング15内に第１及び第２の基体12,14を含み、ハウジング15内において第１の基体12は第２の基体14の上流に配置されている。第１の基体12をディーゼル用酸化触媒または選択接触還元装置のいずれかとし、一方、第２の基体14をディーゼル排気微粒子フィルタまたはスリップ触媒のいずれかとすることができる。しかし、第１の基体12及び第２の基体14の代わりに他のタイプの排気処理エレメントを用いることもできる。さらに、上述したものの他に、本願開示の範囲を逸脱しない限りにおいて異なる基体12,14の組合せを用いることができる。さらにまた、本願開示は、ハウジング15内に１つ又はそれ以上の基体を含む排気処理装置に関する。図示した２つの基体の配置は単にイラストレーションの目的のために示したものにすぎない。

ハウジング15は内装シェル16及び外装シェル17を含み、外装シェル17は内装シェル16の周囲を取り囲んでいる。内装シェル16は、互いに接合された金属型押しをいくつか含んでいる。例えば、内装シェル16は、第１の基体12及び第２の基体14を受ける内管18を含む。基体12,14は、第１の断熱マット28を第１の基体12と第２の基体14との間に圧縮するための詰め込み又は寸法合せプロセス（stuffing or sizing process）に用いる内管18のなかに収容するばかりでなく、第２の断熱マット30を第２の基体14と内管18との間に圧縮するものである。また、ハウジング15は、外管34が内管18に外接するように内部接合された型押しをいくつか含んでいる。断熱材料36は、内管18の外周を取り囲み、外管34と内管18との間に配置されている。断熱材料36は、本願発明の技術分野の当業者に公知のいずれかのタイプの断熱材料とすることができる。断熱材料36は、マットタイプの断熱材料とするか、又は内装ハウジング16と外装ハウジング17との間の間隙に入れられる複数のバラ詰め断熱粒子（loose-fill insulating particles）とすることができる。

入口アッセンブリ37は外管34及び内管18に固定されている。入口アッセンブリ37は、第１のエンドキャップ44に固定されたフランジ40を持つリング被覆板38（図２Ａ）を含む。内側入口または内側キャップ41は、内管18に固定されたリップ43を含む。内側キャップ41は内装シェル16の一部を形成すると同時に、エンドキャップ44は外装シェル17の一部を形成する。

取付リング54は第１のエンドキャップ44とリング被覆板38との間に配置されている。取付リング54は、ワンピースの一体物部品として高含有量のシリコン及びモリブデンを有するダクタイル鋳鉄を鋳造して製造される。この材料は非常に優れた構造物理的性質を備えており、排気処理装置の高温環境に耐え得るものである。鋳造の代わりに鍛造、スタンピングまたは機械加工のような方法を用いて取付リングを形成するようにしてもよい。

取付リング54は、端面壁64により相互接続された内壁60及び外壁62で規定される一般的なカップ形状中空断面を含んでいる。複数の中実取付ボス66が互いに離間して円周上に振り分け配置されている。各ボス66は、排気処理装置10を車両に取り付けるためにファスナー（図示せず）がねじ込まれるネジ穴68を含んでいる。排気処理装置10の取付けを強固で頑丈な構造とするために、第１のエンドキャップ44の内面70は取付リング54の外面72に招来されるポケットのような形状となっている。複数の開口76がネジ穴68のところに揃うように第１のエンドキャップ44を貫通している。ここで、取付リング54はカップ形状の部分を必ずしも含む必要がないこと、また取付リング54はさらに一貫して中実断面を持つ形状にしてもよいということ、を認識しておくべきである。

入口管アッセンブリ82の組み込みを考慮して、取付リング54はそのなかに入口管アッセンブリ82がぴったり嵌め込まれるような中央開口55を含んでいる。また、入口管アッセンブリ82はシールド86に固定された管84を含んでいる。断熱材料88は管84とシールド86との間に配置されている。管84は、第１の基体12の上流に形成されたキャビティ92に連通する内装ハウジング16と外装ハウジング17の両方を貫通してなかに延び込む第１端90を含む。入口94は、内燃機関から排気を受け入れるために入口管アッセンブリ82の第２の対向端に形成されている。なお、図示したものは真直ぐであるが、本願開示の範囲から逸脱することなく管84を湾曲したエルボー形状にもできるということを理解しておくべきである。

気流分配板96は、管84の第１端90より下流の位置で内側入口41に固定されている。気流分配板96は、第１の基体12を通流する排気ガスを実質的に均一にさせるために異なる大きさをもつ複数の離間開口98を含む。

出口アッセンブリ100は、いくつか同じものを用いて構成するか、または入口アッセンブリ37の作製に用いた少なくとも極めて類似した部品を用いて構成することができる。出口アッセンブリ100は、第２のエンドキャップ44a、断熱材料77a、内側出口41a、管84a、シールド86a、および出口94aを含む。その他の出口アッセンブリ100の特徴は、入口アッセンブリ37を作製する部品の特徴と実質的に類似する。このような事情から、これらの要素には下付き“ａ”接尾辞を付して識別するようにしている。図２に示すように、入口アッセンブリ37と出口アッセンブリ100は軸が揃っている。しかしながら、入口アッセンブリ37と出口アッセンブリ100とは必ずしも軸が揃っている必要がないということを理解しておくべきである。例えば、米国特許出願番号13/268,124（ここでは参照することによりその全部が本願に包含される）は、その入口と出口で軸が揃っていない排気処理装置を教示している。

出口アッセンブリ100を作製するための部品の相互接続は、図中の出口アッセンブリ100のなかに存在しない取付リング54を除いて、入口アッセンブリ37と実質的に同じである。出口アッセンブリ100は、第２の取付リング54の代わりに、貫通孔104を含む一対の取付タブ102を含んでいる。貫通孔104は、ファスナー（図示せず）またはフック（図示せず）のいずれかを用いて取付タブ102が車両に取り付けられるようにするものである。図面には排気処理装置10が取付タブ102を有するように示しているが、排気処理装置の取付けに関しては柔軟性が要求されるものであり、出口アッセンブリ100は取付リング54に実質的に類似する取付け用のリングを含んでいてもよい。さらに他の変形例では、取付リング54が無くても入口アッセンブリ37を構成することができ、また出口アッセンブリ100は第２のエンドキャップ44aとリング被覆板38aとの間に挟まれた取付リングを含むことができる。

上述のように、排気処理装置10は入口アッセンブリ37から出口アッセンブリ100までを通して十分に断熱されている。断熱材料88,36,77aにより排気処理装置の全断熱がなされている。断熱材料88,36,77aを用いることにより、排気システムを通して発生する熱が排気処理装置10の使用環境に伝達されるのを防止する熱遮蔽性能が増大した。

上述した種々の実施の形態は図示及び記載の目的のために便宜上提供されたものであり、本願開示を余すところなく示すものではなく、また限定するものでもない。個々の実施形態の個々の要素又は特徴は、一般にその個々の実施形態を限定するものではないが、たとえ図示されていないか又は記載されていないとしても、置き換え可能なものには適用可能である。同じことは多くの方法や手段に変えてもよい。そのような変更は本願開示から離れるものとはみなされず、あらゆる変形が本願開示の範囲内に含まれるものと意図されている。

10…排気処理装置、12,14…基体、15…ハウジング、16…内装シェル（内装ハウジング）、17…外装シェル（外装ハウジング）、18…内管、28,30…断熱マット、34…外管、36,77a,88…断熱材料、
37…入口アッセンブリ、38…リング被覆板、40…フランジ、41,41a…内側キャップ（内側入口）、43…リップ、44,44a…エンドキャップ、
54…取付リング、60…内壁、62…外壁、64…端面壁、66…ボス、68…ネジ穴、76…開口、82…入口管アッセンブリ、86,86a…シールド、96…気流分配板、100…出口アッセンブリ、102…取付タブ。

Claims (20)

1. 内装シェルおよび外装シェルを含むハウジングと、
   前記内装シェルと前記外装シェルとの間に配置された断熱材料と、
   前記ハウジング内にある排気ガスを処理する少なくとも１つの基体と、
   前記基体と前記内装シェルとの間に設けられた断熱マットと、
   を有することを特徴とする排気処理装置。
2. 前記基体と同軸に揃い、前記ハウジング内に位置する第２の基体をさらに有することを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
3. 前記基体と前記内装シェルとの間に第２の断熱マットが設けられていることを特徴とする請求項２記載の排気処理装置。
4. 前記ハウジングに接続され、前記内装シェルに取り付けられた内側入口を含み、かつ前記内側入口から離間したところで前記外装シェルに取り付けられた入口端キャップを含む入口アッセンブリをさらに有することを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
5. 前記内側入口と前記入口端キャップとの間に設けられた前記断熱材料をさらに有することを特徴とする請求項４記載の排気処理装置。
6. 前記ハウジングに接続され、前記内装シェルに取り付けられた内側出口を含み、かつ前記内側出口から離間したところで前記外装シェルに取り付けられた出口端キャップを含む出口アッセンブリをさらに有することを特徴とする請求項４記載の排気処理装置。
7. 前記内側出口と前記出口端キャップとの間に設けられた前記断熱材料をさらに有することを特徴とする請求項６記載の排気処理装置。
8. 前記入口アッセンブリ内の前記基体の上流に気流分配装置をさらに有することを特徴とする請求項４記載の排気処理装置。
9. 前記入口アッセンブリは、シールドから離間した管を含み、該管と前記シールドとの間に設けられた前記断熱材料を備える入口管アッセンブリをさらに有することを特徴とする請求項４記載の排気処理装置。
10. 前記入口アッセンブリと前記出口アッセンブリは軸が揃っていることを特徴とする請求項６記載の排気処理装置。
11. 前記出口アッセンブリは、出口シールドから離間した出口管を含み、該出口管と前記出口シールドとの間に設けられた前記断熱材料を具備する出口管アッセンブリをさらに有することを特徴とする請求項６記載の排気処理装置。
12. 前記入口アッセンブリおよび前記出口アッセンブリの１つに設けられた取付リングをさらに有することを特徴とする請求項６記載の排気処理装置。
13. 第１の間隙により離間された内装シェルと外装シェルを含むハウジングと、
    第２の間隙により離間された第１の内側キャップと第１の外側キャップを含む入口アッセンブリと、
    第３の間隙により離間された第２の内側キャップと第２の外側キャップを含む出口アッセンブリと、
    前記ハウジング内に配置され、前記入口アッセンブリと前記出口アッセンブリとの間に設けられた少なくとも１つの排気処理基体と、
    前記排気処理基体と前記内装シェルとの間に設けられた断熱マットと、
    を具備し、
    前記第１、第２、及び第３の間隙の各々は互いに連通し、断熱材料が充填されていることを特徴とする排気処理装置。
14. 前記前記排気処理基体の上流に配置された気流分配板をさらに有することを特徴とする請求項１３記載の排気処理装置。
15. 前記排気処理基体は、酸化触媒、選択接触還元触媒、微粒子フィルタ、及びスリップ触媒からなる群より選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１３記載の排気処理装置。
16. 前記入口アッセンブリ及び前記出口アッセンブリの１つに配置された取付リングをさらに有することを特徴とする請求項１３記載の排気処理装置。
17. 前記断熱材料がバラ詰め断熱材料であることを特徴とする請求項１３記載の排気処理装置。
18. 前記取付リングはダクタイル鋳鉄合金で形成されていることを特徴とする請求項１６記載の排気処理装置。
19. 前記取付リングが前記外装シェルに固定されていることを特徴とする請求項１６記載の排気処理装置。
20. 前記気流分配板は、前記排気処理基体に入る前に排気が通過するように複数の開口を有することを特徴とする請求項１４記載の排気処理装置。

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