JP2022121974A - 排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気がより均一に浄化部に流入するようにする。【解決手段】排気浄化装置は、ケース部と、排気の入口と、複数の誘導部と、を備える。ケース部は、排気を浄化する浄化部が内部に配置されるよう構成されており、軸線に沿って延びる。入口は、浄化部の上流側に位置する上流側領域に対面するようにケース部の側部に設けられる。誘導部は、入口に対面し、上流側領域にて排気の旋回流を形成するように排気を誘導する。それぞれの誘導部は、軸線の方向において異なる位置に設けられ、且つ、入口までの距離が異なる。【選択図】図2
Description
本開示は、車両の排気を浄化する排気浄化装置に関する。
触媒等の浄化部により車両の排気を浄化する排気浄化装置が知られている。特許文献1の排気浄化装置は、浄化部が配置されるパイプ状のケース部の頂部に、該頂部の外縁に沿って突出部を形成することで、ケース部に流入した排気の流れを2つに分散させるよう構成されている。これにより、浄化部の上流側の領域で向きの異なる2つの旋回流が形成され、排気がより均一に浄化部に流入するようになり、その結果、浄化部をより有効に機能させることができる。
しかし、特許文献1の排気浄化装置を、複数のパイプから流入した排気が合流する集合ポート(例えば、排気マニホールド)に接続した場合、集合ポートから流入する排気の流れに偏りがあると、向きの異なる2つの旋回流が良好に形成されない恐れがある。その結果、浄化部の中央に排気が十分に流入しない可能性がある。
本開示の一態様においては、排気がより均一に浄化部に流入するようにするのが望ましい。
本開示の一態様は、車両の排気の流路に設けられる排気浄化装置であって、ケース部と、排気の入口と、複数の誘導部と、を備える。ケース部は、排気を浄化する浄化部が内部に配置されるよう構成されており、軸線に沿って延びる筒状である。入口は、浄化部が配置される配置領域に対し排気の流れ方向の上流側に位置する上流側領域に対面するようにケース部の側部に設けられる。複数の誘導部は、入口に対面し、上流側領域にて排気の旋回流を形成するよう、入口から流入した排気を誘導するよう構成される。それぞれの誘導部は、軸線の方向において異なる位置に設けられ、且つ、入口までの距離が異なる。
上記構成によれば、各誘導部の軸線の方向における位置が異なるため、入口を通過した排気が各誘導部に衝突し、複数の旋回流が形成される。また、各誘導部と入口との間の距離が異なるため、各旋回流は、上流側領域における軸線に直交する断面における異なる位置に形成される。このため、浄化部における上流側の端面における一部の領域への排気の流入量が、一部の旋回流の影響で減少する恐れがある場合であっても、別の旋回流により該領域への排気の流入を促すことが可能となる。したがって、排気をより均一に浄化部に流入させることができる。
本開示の一態様では、排気浄化装置は、2つの誘導部を備えてもよい。
上記構成によれば、排気浄化装置の構造を簡略化しつつ、排気をより均一に浄化部に流入させることができる。
上記構成によれば、排気浄化装置の構造を簡略化しつつ、排気をより均一に浄化部に流入させることができる。
本開示の一態様は、入口を介して、偏心方向に沿って排気をケース部の内部に流入させる流入部をさらに備えてもよい。偏心方向とは、入口の略中心を通過する排気が、ケース部における軸線に直交する断面の略中心に向かう方向とは異なる方向であってもよい。
上記構成によれば、偏心方向に沿って排気が流入することにより、ケース部内での排気の流れに偏りが生じ易くなる場合であっても、排気をより均一に浄化部に流入させることができる。
本開示の一態様では、複数の誘導部のうちの少なくとも1つは、ケース部の内部に配置されても良い。
上記構成によれば、誘導部の位置及び/又は向きをより柔軟に定めることができる。このため、旋回流の位置、大きさ等をより適切に定めることが可能となり、より一層、排気を均一に浄化部に流入させることができる。
上記構成によれば、誘導部の位置及び/又は向きをより柔軟に定めることができる。このため、旋回流の位置、大きさ等をより適切に定めることが可能となり、より一層、排気を均一に浄化部に流入させることができる。
本開示の一態様では、複数の誘導部のうちの少なくとも1つは、入口に対面し、且つ、軸線に沿って延びていてもよい。
上記構成によれば、入口から流入した排気と誘導部とをより良好に衝突させることができる。このため、より良好に旋回流を形成することが可能となり、より一層、排気を均一に浄化部に流入させることができる。
上記構成によれば、入口から流入した排気と誘導部とをより良好に衝突させることができる。このため、より良好に旋回流を形成することが可能となり、より一層、排気を均一に浄化部に流入させることができる。
以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
[第1実施形態]
[1.排気浄化装置の概要]
第1実施形態の排気浄化装置1は、車両に搭載され、エンジンからの排気の流路に設けられ、ケース部10と、第1及び第2浄化部30、40とを備える(図1参照)。
[1.排気浄化装置の概要]
第1実施形態の排気浄化装置1は、車両に搭載され、エンジンからの排気の流路に設けられ、ケース部10と、第1及び第2浄化部30、40とを備える(図1参照)。
ケース部10は、排気を流下させるパイプ状の部位であり、L字状に屈曲している。ケース部10の排気の流れ方向に直交する断面は、一例として略円形であるが、該断面の形状は、適宜定められる。また、ケース部10が屈曲する角度は、一例として略90°であるが、該角度は適宜定められ得る。また、ケース部10は、適宜定めることができ、ケース部10は、例えば、直線状であっても良い。
第1及び第2浄化部30、40は、ケース部10の内部に配置されており、ケース部10を流下する排気を浄化する。第1及び第2浄化部30、40の形状は、一例として円柱状であるが、該形状はこれに限定されない。また、第1及び第2浄化部30、40は、一例として、触媒として構成されている。しかし、第1及び第2浄化部30、40として、例えば、触媒及びフィルタが用いられても良いし、触媒に替えてフィルタが用いられても良い。また、ケース部10の内部に配置される浄化部の数は、これに限らず、適宜定められる。
また、排気浄化装置1は、複数のパイプから流入した排気が合流する集合ポート6の下流側に接続されている。集合ポート6は、一例として排気マニホールドとして構成されており、集合ポート6から延びる第1~第8パイプは、車両のエンジンにおける複数の気筒に接続される。しかし、これに限らず、排気浄化装置1は、排気マニホールド以外の集合ポートに接続されていても良いし、集合ポートではないパイプの下流側に接続されていても良い。
[2.ケース部]
ケース部10は、入口部2と、第1本体部3と、第2本体部4とを備える(図1~3参照)。
ケース部10は、入口部2と、第1本体部3と、第2本体部4とを備える(図1~3参照)。
第1本体部3は、軸線11に沿って直線状に延びる略筒状(一例として、略円筒状)の部位である。なお、以後の説明では、軸線11に直交する断面を、単に断面と記載する。第1本体部3の断面は略円形であり、軸線11は、該断面の略中心を通過する。また、第1本体部3の内部には、第1浄化部30が配置される。なお、上述したように、第1浄化部30は円柱状であり、第1浄化部30における上流側の略円形の端面31は、軸線11に対し略直交し、第1本体部3の上流側の開口、又はその付近に位置する。また、軸線11は、端面31の略中心を通過する。なお、端面31が略多角形である場合、軸線11は、端面31の略重心を通過する。
一方、第2本体部4は、直線状に延びるパイプ状の部位である。第1本体部3の下流側の端部は、第2本体部4の側部における上流側の端部に接続されている。第2本体部4は、中央部41と、接続部42と、出口部43とを備える。
中央部41は、直線状に延びる筒状(一例として、円筒状)の部位であり、内部に第2浄化部40が配置される。
接続部42は、中央部41の上流側の端部に設けられており、接続部42と第1本体部3とを接続する。
接続部42は、中央部41の上流側の端部に設けられており、接続部42と第1本体部3とを接続する。
出口部43は、中央部41の下流側の端部に設けられる。出口部43にはパイプが接続され、排気浄化装置1を通過した排気はパイプに流入する。
なお、排気浄化装置1は、車載時には、一例として、第1本体部3が上下方向に延び、第2本体部4が横方向に延びる。しかし、車載時の排気浄化装置1の向きは、適宜定められ得る。
なお、排気浄化装置1は、車載時には、一例として、第1本体部3が上下方向に延び、第2本体部4が横方向に延びる。しかし、車載時の排気浄化装置1の向きは、適宜定められ得る。
[3.入口部]
入口部2は、第1本体部3の上流側の開口を覆う壁状の部位であり、側部21と、入口22と、流入部23と、第1及び第2頂部24、25と、第1及び第2段差部26、27とを備える(図1~3参照)。以後、入口部2の内側の空間を、上流側領域20と記載する。上流側領域20は、第1本体部3に配置された第1浄化部30の上流側に位置する。
入口部2は、第1本体部3の上流側の開口を覆う壁状の部位であり、側部21と、入口22と、流入部23と、第1及び第2頂部24、25と、第1及び第2段差部26、27とを備える(図1~3参照)。以後、入口部2の内側の空間を、上流側領域20と記載する。上流側領域20は、第1本体部3に配置された第1浄化部30の上流側に位置する。
[4.側部、入口、及び流入部]
側部21は、第1本体部3の上流側の端部から軸線11に沿って突出する略筒状(一例として、略円筒状)の部位であり、第1本体部3の上流側の開口を囲む(図1~3参照)。なお、軸線11は、側部21の断面の略中心を通過する。
側部21は、第1本体部3の上流側の端部から軸線11に沿って突出する略筒状(一例として、略円筒状)の部位であり、第1本体部3の上流側の開口を囲む(図1~3参照)。なお、軸線11は、側部21の断面の略中心を通過する。
入口22は、上流側領域20に対面するように側部21に設けられた開口(一例として、略円形)である。入口22は、側部21における第2頂部25に隣接する部分に形成されている。
流入部23は、入口22の縁部から上流側に直線状に突出する筒状(一例として、円筒状)の部位である。流入部23は、集合ポート6に接続されており、集合ポート6からの排気は、流入部23及び入口22を通過してケース部10の内部に流入する。
流入部23は、偏心方向14に直線状に延びており、入口22を通過する排気を偏心方向14に流下させる。偏心方向14とは、入口22の略中心12を通過する排気が、軸線11又はその付近に向かわない方向である。つまり、入口22の略中心12を通過して偏心方向14に延びる直線は、軸線11又はその付近を通過しない。第1実施形態では、一例として、流入部23の一部は、側部21の断面の接線に沿って延びる。また、偏心方向14は、第1浄化部30の端面31と略平行である。しかし、これに限らず、偏心方向14は、端面31に対し傾斜していても良い。
[5.頂部及び段差部]
第1及び第2頂部24、25の各々は、側部21の上流側の端部から広がる壁状の部位であり、軸線11に略直交するように平面状に広がる(図1~3参照)。第1及び第2頂部24、25の各々は、扇状であり、軸線11の付近にその中心が位置し、その円弧は側部21に繋がる。また、第1及び第2頂部24、25を軸線11に沿って視認すると、略円形となる。また、第1頂部24と第2頂部25との間には、第1及び第2段差部26、27が設けられており、第1頂部24は第2頂部25よりも下流側に位置する。
第1及び第2頂部24、25の各々は、側部21の上流側の端部から広がる壁状の部位であり、軸線11に略直交するように平面状に広がる(図1~3参照)。第1及び第2頂部24、25の各々は、扇状であり、軸線11の付近にその中心が位置し、その円弧は側部21に繋がる。また、第1及び第2頂部24、25を軸線11に沿って視認すると、略円形となる。また、第1頂部24と第2頂部25との間には、第1及び第2段差部26、27が設けられており、第1頂部24は第2頂部25よりも下流側に位置する。
第1及び第2段差部26、27は、それぞれ、軸線11に沿って平面状に広がる略矩形の壁状の部位であり、第1頂部24と第2頂部25とを繋ぐと共に、側部21に繋がる。また、第1段差部26と第2段差部27とは、軸線11の付近で繋がっている。
第1実施形態では、軸線11に沿って視認すると第1頂部24の中心角は略270°、第2頂部24の中心角は略90°であり、第1段差部26と第2段差部27との間の角度は、略90°である。
また、第1及び第2段差部26、27は、入口22に対面しており、第1段差部26は、偏心方向14と略直交し、第2段差部27は、偏心方向14に略平行に広がる。
なお、側部21、第1並びに第2頂部24、25、及び、第1並びに第2段差部26、27における境界には、Rが形成されている。
なお、側部21、第1並びに第2頂部24、25、及び、第1並びに第2段差部26、27における境界には、Rが形成されている。
[6.誘導部]
入口部2は、入口22に対面し、上流側領域20にて排気の旋回流を形成するよう、入口22から流入した排気を誘導する第1及び第2誘導部15、16を備える(図2、3参照)。具体的には、側部21の内周面における偏心方向14において入口22と対面する部分は、第1誘導部15を構成する。また、入口部2における第1段差部26の内周面は、第2誘導部16を構成する。より詳しくは、第1誘導部15は、入口22における下流側の略半円状の領域に対面し、第2誘導部16は、入口22における上流側の略半円状の領域に対面する。
入口部2は、入口22に対面し、上流側領域20にて排気の旋回流を形成するよう、入口22から流入した排気を誘導する第1及び第2誘導部15、16を備える(図2、3参照)。具体的には、側部21の内周面における偏心方向14において入口22と対面する部分は、第1誘導部15を構成する。また、入口部2における第1段差部26の内周面は、第2誘導部16を構成する。より詳しくは、第1誘導部15は、入口22における下流側の略半円状の領域に対面し、第2誘導部16は、入口22における上流側の略半円状の領域に対面する。
第1及び第2誘導部15、16は、軸線11の方向(換言すれば、排気の流れ方向)において異なる位置に設けられており、第1誘導部15は、第2誘導部16よりも下流側に位置する。また、第1及び第2誘導部15、16は、入口22までの距離が異なっており、第2誘導部16は、第1誘導部15よりも入口22に近い。
そして、偏心方向14に沿って入口22を通過し、上流側領域20に流入した排気は、第1及び第2誘導部15、16の各々に衝突する。
第1誘導部15に衝突した排気は、第1誘導部15により側部21に沿って流下するよう誘導され、第1旋回流17を形成する。第1旋回流17は、側部21、第1頂部24、入口22、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第1領域に形成される。第1領域の断面は略円形であり、第1旋回流17は、端面31の外縁に沿って形成される。
第1誘導部15に衝突した排気は、第1誘導部15により側部21に沿って流下するよう誘導され、第1旋回流17を形成する。第1旋回流17は、側部21、第1頂部24、入口22、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第1領域に形成される。第1領域の断面は略円形であり、第1旋回流17は、端面31の外縁に沿って形成される。
一方、第2誘導部16に衝突した排気は、第2誘導部16により第1及び第2段差部26、27に沿って流下するよう誘導され、第2旋回流18を形成する。第2旋回流18は、側部21、第1並びに第2段差部26、27、第2頂部25、及び入口22に隣接する第2領域に形成され、第1旋回流17と同方向に流れる。
第1旋回流17は、第2旋回流18の下流側に位置し、第2旋回流18よりも大きい。また、第1及び第2旋回流17、18は、それぞれ、上流側領域20の断面上において異なる位置に形成され、第2旋回流18は、該断面上において第1旋回流17の内側の領域を通過する。
[7.シミュレーション]
シミュレーションにより、集合ポート6に接続された第1実施形態の排気浄化装置1における第1浄化部30の端面31に排気が流入する際の流速一様度と、排気が排気浄化装置1を通過する際の圧損を計測した。なお、流速一様度とは、排気の流れが一定である程度を数値化したものである。
シミュレーションにより、集合ポート6に接続された第1実施形態の排気浄化装置1における第1浄化部30の端面31に排気が流入する際の流速一様度と、排気が排気浄化装置1を通過する際の圧損を計測した。なお、流速一様度とは、排気の流れが一定である程度を数値化したものである。
上述したように、集合ポート6には、エンジンの各気筒に接続される第1~第8ポートが設けられている。これらのポートは一列に並んでおり、第1及び第2ポート、第3及び第4ポート、第5及び第6ポート、第7及び第8ポートは、それぞれ、隣接している。そして、集合ポート6における第1及び第2パイプ60、61のみから排気が排気浄化装置1に流入するケースを、第1ケースとする。同様に、第3及び第4パイプ62、63、第5及び第6パイプ64、65、第7及び第8パイプ66、67のみから排気が排気浄化装置1に流入するケースを、それぞれ、第2~第4ケースとする。シミュレーションでは、第1~第4ケースにおける流速一様度と圧損とを計測した。
一方、第1実施形態の排気浄化装置1において、入口部2の第1及び第2段差部26、27を取り除いたものを、比較例の排気浄化装置とする。すなわち、比較例の排気浄化装置は、入口部2の上流側の端部が、段差を有さない平板状の部位で覆われている点において第1実施形態の排気浄化装置1と相違する。そして、集合ポート6に接続された比較例の排気浄化装置についても、同様にして第1~第4ケースでのシミュレーションを行い、流速一様度と圧損とを計測した。
第1実施形態の排気浄化装置1と比較例の排気浄化装置とにおける上記シミュレーションの結果を比較すると、第1ケースでは、第1実施形態の排気浄化装置1は、流速一様度が6.8%向上し、圧損が17.9%低減した。また、第2ケースにおいては、第1実施形態の排気浄化装置1は、流速一様度が15.8%向上し、圧損が33.2%低減した。また、第3ケースにおいては、第1実施形態の排気浄化装置1は、流速一様度が12.2%向上し、圧損が28.2%低減した。また、第4ケースにおいては、第1実施形態の排気浄化装置1は、流速一様度が1.4%向上し、圧損が2.3%増加した。
[第2実施形態]
[8.概要]
第2実施形態の排気浄化装置1は、第1実施形態と同様の構成を有するが、入口部2において第1実施形態と相違する(図4、5参照)。具体的には、第2実施形態の入口部2は、第1及び第2頂部24、25と第1及び第2段差部26、27とにおいて、第1実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[8.概要]
第2実施形態の排気浄化装置1は、第1実施形態と同様の構成を有するが、入口部2において第1実施形態と相違する(図4、5参照)。具体的には、第2実施形態の入口部2は、第1及び第2頂部24、25と第1及び第2段差部26、27とにおいて、第1実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
第2実施形態では、第1及び第2頂部24、25の中心角が第1実施形態と異なっている。具体的には、第2実施形態では、第1頂部24の中心角は略225°、第2頂部24の中心角は略135°であり、第1及び第2段差部26、27の角度は、略135°である。
[9.誘導部]
第2実施形態においても、第1実施形態と同様、側部21の内周面における偏心方向14において入口22と対面する部分が、第1誘導部15として機能し、第1段差部26の内周面が第2誘導部16として機能する(図4、5参照)。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様、側部21の内周面における偏心方向14において入口22と対面する部分が、第1誘導部15として機能し、第1段差部26の内周面が第2誘導部16として機能する(図4、5参照)。
そして、第1誘導部15に衝突した排気は、第1実施形態と同様にして第1旋回流17を形成する。
一方、第2誘導部16に衝突した排気もまた、第2誘導部16により第1及び第2段差部26、27に沿って流下するよう誘導され、第2旋回流18を形成する。しかし、第2実施形態では、第2頂部25の中心角が第1実施形態よりも大きい。このため、第2実施形態の第2旋回流18は、第1実施形態よりも大きい。また、第2実施形態においても、第2旋回流18は、上流側領域20の断面上において第1旋回流17の内側の領域を通過する。
一方、第2誘導部16に衝突した排気もまた、第2誘導部16により第1及び第2段差部26、27に沿って流下するよう誘導され、第2旋回流18を形成する。しかし、第2実施形態では、第2頂部25の中心角が第1実施形態よりも大きい。このため、第2実施形態の第2旋回流18は、第1実施形態よりも大きい。また、第2実施形態においても、第2旋回流18は、上流側領域20の断面上において第1旋回流17の内側の領域を通過する。
[第3実施形態]
[10.概要]
第3実施形態の排気浄化装置1は、第1実施形態と同様の構成を有するが、入口部2において第1実施形態と相違する(図6、7参照)。具体的には、第3実施形態の入口部2は、流入部23と、第1及び第2頂部24、25と、第3段差部28とにおいて、第1実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[10.概要]
第3実施形態の排気浄化装置1は、第1実施形態と同様の構成を有するが、入口部2において第1実施形態と相違する(図6、7参照)。具体的には、第3実施形態の入口部2は、流入部23と、第1及び第2頂部24、25と、第3段差部28とにおいて、第1実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[11.流入部]
第3実施形態では、流入部23は、中心方向19に直線状に延びており、入口22を通過する排気を中心方向19に流下させる(図6、7参照)。中心方向19とは、入口22の略中心12を通過する排気が、軸線11又はその付近に向かう方向である。つまり、入口22の略中心12を中心方向19に延びる直線は、軸線11又はその付近を通過する。また、中心方向19は、第1浄化部30の端面31と略平行である。しかし、これに限らず、中心方向19は、端面31に対し傾斜していても良い。
第3実施形態では、流入部23は、中心方向19に直線状に延びており、入口22を通過する排気を中心方向19に流下させる(図6、7参照)。中心方向19とは、入口22の略中心12を通過する排気が、軸線11又はその付近に向かう方向である。つまり、入口22の略中心12を中心方向19に延びる直線は、軸線11又はその付近を通過する。また、中心方向19は、第1浄化部30の端面31と略平行である。しかし、これに限らず、中心方向19は、端面31に対し傾斜していても良い。
[12.頂部及び段差部]
第3実施形態では、第1及び第2頂部24、25の中心角が第1実施形態と異なっている(図6、7参照)。具体的には、第3実施形態では、第1及び第2頂部24、25の中心角は略180°である。つまり、第1及び第2頂部24、25は、半円状であり、第1頂部24と第2頂部25との間には、第1及び第2段差部26、27に替えて、軸線11に略直交する向きに平面状に延びる第3段差部28が設けられる。第3段差部28は、側部21に繋がると共に、軸線11の付近を通過する。
第3実施形態では、第1及び第2頂部24、25の中心角が第1実施形態と異なっている(図6、7参照)。具体的には、第3実施形態では、第1及び第2頂部24、25の中心角は略180°である。つまり、第1及び第2頂部24、25は、半円状であり、第1頂部24と第2頂部25との間には、第1及び第2段差部26、27に替えて、軸線11に略直交する向きに平面状に延びる第3段差部28が設けられる。第3段差部28は、側部21に繋がると共に、軸線11の付近を通過する。
[13.誘導部]
第3実施形態では、側部21の内周面において、中心方向19に入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する(図6、7参照)。第1誘導部15は、軸線11を挟んで入口22と対面する。また、第3段差部28の内周面において、中心方向19に入口22と対面する部分が、第2誘導部16を構成する。第2誘導部16は、第3段差部28の中央に位置し、軸線11の付近に位置する。
第3実施形態では、側部21の内周面において、中心方向19に入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する(図6、7参照)。第1誘導部15は、軸線11を挟んで入口22と対面する。また、第3段差部28の内周面において、中心方向19に入口22と対面する部分が、第2誘導部16を構成する。第2誘導部16は、第3段差部28の中央に位置し、軸線11の付近に位置する。
そして、正面方向19に沿って入口22を通過し、上流側領域20に流入した排気は、第1及び第2誘導部15、16の各々に衝突する。ここで、側部21に繋がる第3段差部28の一方の端部が位置する側を右側とし、他方の端部が位置する側を左側とする。
第1誘導部15に衝突した排気は、右側と左側とに向かう2つの流れに分かれ、反対方向に流れる2つの第1旋回流17A、17Bが、第1実施形態と同様の第1領域に形成される。第1旋回流17Aは、第1領域における右側の半円状の部分に形成され、第1旋回流17Bは、第1領域における左側の半円状の部分に形成される。
一方、第2誘導部16に衝突した排気もまた、右側と左側とに向かう2つの流れに分かれ、反対方向に流れる2つの第2旋回流18A、18Bを形成する。これらの第2旋回流18A、18Bは、側部21、第3段差部26、第2頂部25、及び入口22に隣接する第2領域に形成される。そして、第2旋回流18Aは、第2領域における右側の部分に形成され、第2旋回流18Bは、第2領域における左側の部分に形成される。
第1旋回流17A、17Bは、第2旋回流18A、18Bの下流側に位置する。また、第1及び第2旋回流17A、17B、18A、18Bは、それぞれ、上流側領域20の断面上において異なる位置に形成され、第2旋回流18A、18Bの各々は、該断面上において第1旋回流17A又は17Bの内側の領域を通過する。また、第1旋回流17A、17Bの各々は、第2旋回流18A、18Bよりも大きい。
[第4実施形態]
[14.概要]
第4実施形態の排気浄化装置1は、第3実施形態と同様の構成を有するが、入口部2及び第1本体部3において第1実施形態と相違する(図8、9参照)。具体的には、第4実施形態では、入口部2及び第1本体部3の断面の形状が略楕円形となっている。また、第1本体部3に配置される第1浄化部30の断面もまた、第1本体部3の断面と同様の略楕円形となっている。なお、第4実施形態においても、軸線11は、略楕円形の断面の略中心を通過する。また、第4実施形態では、第1及び第2頂部24、25と、第1及び第2段差部26、27との位置及び形状等が第3実施形態と相違する。以下では、第4実施形態におけるこれらの相違点について説明する。
[14.概要]
第4実施形態の排気浄化装置1は、第3実施形態と同様の構成を有するが、入口部2及び第1本体部3において第1実施形態と相違する(図8、9参照)。具体的には、第4実施形態では、入口部2及び第1本体部3の断面の形状が略楕円形となっている。また、第1本体部3に配置される第1浄化部30の断面もまた、第1本体部3の断面と同様の略楕円形となっている。なお、第4実施形態においても、軸線11は、略楕円形の断面の略中心を通過する。また、第4実施形態では、第1及び第2頂部24、25と、第1及び第2段差部26、27との位置及び形状等が第3実施形態と相違する。以下では、第4実施形態におけるこれらの相違点について説明する。
[15.流入部]
第4実施形態では、流入部23は、入口部2の断面の長軸方向に直線状に延びており、第3実施形態と同様、入口22を通過する排気を中心方向19(換言すれば、長軸方向)に流下させる。
第4実施形態では、流入部23は、入口部2の断面の長軸方向に直線状に延びており、第3実施形態と同様、入口22を通過する排気を中心方向19(換言すれば、長軸方向)に流下させる。
[16.頂部及び段差部]
第4実施形態では、第3段差部28は、入口部2の断面の短軸方向に延び、該断面の中心よりも入口22側に位置する。また、第2頂部25は、第3実施形態と同様に略半円状であり、第1及び第2頂部24、25を軸線11に沿って視認すると、入口部2の断面と同様の略楕円形となる。
第4実施形態では、第3段差部28は、入口部2の断面の短軸方向に延び、該断面の中心よりも入口22側に位置する。また、第2頂部25は、第3実施形態と同様に略半円状であり、第1及び第2頂部24、25を軸線11に沿って視認すると、入口部2の断面と同様の略楕円形となる。
[17.誘導部]
第4実施形態においても、第3実施形態と同様、側部21の内周面における中心方向19において入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する。また、第3実施形態と同様、第3段差部28の入口22と対面する部分が、第2誘導部16を構成する。
第4実施形態においても、第3実施形態と同様、側部21の内周面における中心方向19において入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する。また、第3実施形態と同様、第3段差部28の入口22と対面する部分が、第2誘導部16を構成する。
また、第4実施形態においても、第3実施形態と同様にして、第1及び第2旋回流17A、17B、18A、18Bが形成される。すなわち、入口22を通過して上流側領域20に流入した排気は、第1及び第2誘導部15、16の各々に衝突する。また、第1誘導部15に衝突した排気は、第1領域にて右側と左側とに向かう2つの流れに分かれ、反対方向に流れる2つの第1旋回流17A、17Bを形成する。第1領域の断面は略楕円形であり、第1旋回流17Aは第1領域の右側の部分に、第1旋回流17Bは第1領域の左側の部分にそれぞれ形成される。
一方、第2誘導部16に衝突した排気は、第3実施形態と同様にして、反対方向に流れる2つの第2旋回流18A、18Bを形成する。
第1及び第2旋回流17A、17B、18A、18Bは、それぞれ、上流側領域20の断面上において異なる位置に形成される。
第1及び第2旋回流17A、17B、18A、18Bは、それぞれ、上流側領域20の断面上において異なる位置に形成される。
[第5実施形態]
[18.概要]
第5実施形態の排気浄化装置1は、第1実施形態と同様の構成を有するが、入口部2において第1実施形態と相違する(図10、11参照)。具体的には、第5実施形態の入口部2は、第1及び第2頂部24、25に替えて第3頂部50が設けられていると共に、第1及び第2段差部26、27に替えて、第1及び第2壁部51、52が設けられている点において、第1実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[18.概要]
第5実施形態の排気浄化装置1は、第1実施形態と同様の構成を有するが、入口部2において第1実施形態と相違する(図10、11参照)。具体的には、第5実施形態の入口部2は、第1及び第2頂部24、25に替えて第3頂部50が設けられていると共に、第1及び第2段差部26、27に替えて、第1及び第2壁部51、52が設けられている点において、第1実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[19.頂部及び壁部]
第5実施形態では、第3頂部50は、側部21の上流側の端部から広がる略円形の壁状の部位であり、軸線11に略直交するように平面状に広がり、段差が形成されていない(図10、11参照)。
第5実施形態では、第3頂部50は、側部21の上流側の端部から広がる略円形の壁状の部位であり、軸線11に略直交するように平面状に広がり、段差が形成されていない(図10、11参照)。
また、第3頂部50の内周面には、軸線11に沿って下流側に突出する板状の第1及び第2壁部51、52が設けられている。第1及び第2壁部51、52の各々は、側部21の断面における略径方向に平面状に延び、第1壁部51の第1端は、軸線11の付近で第2壁部52の第1端に繋がる。なお、第1及び第2壁部51、52は、略90°の角度を形成する。また、第1及び第2壁部51、52の各々の第2端は、側部21の内周面に繋がる。
また、第1及び第2壁部51、52は、入口22に対面しており、第1壁部51は、偏心方向14と略直交する向きに広がり、第2壁部52は、偏心方向14に沿った向きに広がる。
なお、側部21及び第3頂部50における境界には、Rが形成されている。
[20.誘導部]
第5実施形態においても、第1実施形態と同様、側部21の内周面における偏心方向14において入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する(図10、11参照)。また、第1壁部51における入口22に対面する面が、第2誘導部16を構成する。第1誘導部15は、入口22における下流側に位置する略半円状の領域に対面し、第2誘導部16は、入口22における上流側に位置する略半円状の領域に対面する。
[20.誘導部]
第5実施形態においても、第1実施形態と同様、側部21の内周面における偏心方向14において入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する(図10、11参照)。また、第1壁部51における入口22に対面する面が、第2誘導部16を構成する。第1誘導部15は、入口22における下流側に位置する略半円状の領域に対面し、第2誘導部16は、入口22における上流側に位置する略半円状の領域に対面する。
このため、第5実施形態においても、第1及び第2誘導部15、16は、軸線11の方向において異なる位置に設けられており、第1誘導部15は、第2誘導部16よりも下流側に位置する。また、第2誘導部16は、第1誘導部15よりも入口22に近い。
そして、偏心方向14に沿って入口22を通過し、上流側領域20に流入した排気は、第1及び第2誘導部15、16の各々に衝突する。
第1誘導部15に衝突した排気は、第1実施形態と同様にして第1旋回流17を形成する。第1旋回流17は、側部21、入口22、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第1領域に形成される。第1領域は、第1及び第2壁部51、52の下流側に位置する。また、第1領域の断面は略円形であり、第1旋回流17は、端面31の外縁に沿って形成される。
第1誘導部15に衝突した排気は、第1実施形態と同様にして第1旋回流17を形成する。第1旋回流17は、側部21、入口22、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第1領域に形成される。第1領域は、第1及び第2壁部51、52の下流側に位置する。また、第1領域の断面は略円形であり、第1旋回流17は、端面31の外縁に沿って形成される。
一方、第2誘導部16に衝突した排気は、第2誘導部16により第1及び第2壁部51、52に沿って流下するよう誘導され、第2旋回流18を形成する。第2旋回流18は、側部21、第1並びに第2壁部51、52、第3頂部50、及び、入口22に隣接する第2領域に形成され、第1旋回流17と同方向に流れる。
第1及び第2旋回流17、18は、それぞれ、上流側領域20の断面上において異なる位置に形成され、第2旋回流18は、該断面上において第1旋回流17の内側の領域を通過する。また、第1旋回流17は、第2旋回流18よりも大きい。
[第6実施形態]
[21.概要]
第6実施形態の排気浄化装置1は、第5実施形態と同様の構成を有するが、流入部23及び入口部2において第5実施形態と相違する(図12、13参照)。具体的には、第6実施形態の入口部2は、第1及び第2壁部51、52に替えて第3壁部53が設けられている点において、第5実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[21.概要]
第6実施形態の排気浄化装置1は、第5実施形態と同様の構成を有するが、流入部23及び入口部2において第5実施形態と相違する(図12、13参照)。具体的には、第6実施形態の入口部2は、第1及び第2壁部51、52に替えて第3壁部53が設けられている点において、第5実施形態と相違する。以下では、該相違点について説明する。
[22.流入部]
第6実施形態の流入部23は、第3実施形態の流入部23と同様に構成されており、入口22を通過する排気を中心方向19に流下させる(図12、13参照)。
第6実施形態の流入部23は、第3実施形態の流入部23と同様に構成されており、入口22を通過する排気を中心方向19に流下させる(図12、13参照)。
[23.第3壁部]
第6実施形態の第3壁部53は、軸線11に沿って平面状に広がる略矩形の板状の部位であり、側部21の断面における略径方向に延びる(図12、13参照)。第3壁部53の両端は、側部21の内周面に繋がっており、第3壁部53の中央部は軸線11の付近に位置する。また、第3壁部53の上流側の端部は第3頂部50の内周面との間には、空間が形成されている。第3壁部53は、入口22に対面しており、中心方向19と略直交する向きに広がる。
第6実施形態の第3壁部53は、軸線11に沿って平面状に広がる略矩形の板状の部位であり、側部21の断面における略径方向に延びる(図12、13参照)。第3壁部53の両端は、側部21の内周面に繋がっており、第3壁部53の中央部は軸線11の付近に位置する。また、第3壁部53の上流側の端部は第3頂部50の内周面との間には、空間が形成されている。第3壁部53は、入口22に対面しており、中心方向19と略直交する向きに広がる。
[24.誘導部]
第6実施形態においても、側部21の内周面における中心方向19において入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する(図12、13参照)。第6実施形態では、第1誘導部15は、第3壁部53と第3頂部50との間の空間を介して入口22と対面する。また、第3壁部53における入口22に対面する面が、第2誘導部16を構成する。
第6実施形態においても、側部21の内周面における中心方向19において入口22と対面する部分が、第1誘導部15を構成する(図12、13参照)。第6実施形態では、第1誘導部15は、第3壁部53と第3頂部50との間の空間を介して入口22と対面する。また、第3壁部53における入口22に対面する面が、第2誘導部16を構成する。
このため、第6実施形態においても、第1及び第2誘導部15、16は、軸線11の方向において異なる位置に設けられているが、第1誘導部15は、第2誘導部16よりも上流側に位置する。また、第2誘導部16は、第1誘導部15よりも入口22に近い。
そして、中心方向19に沿って入口22を通過し、上流側領域20に流入した排気は、第1及び第2誘導部15、16の各々に衝突する。
第1誘導部15に衝突した排気は、第3頂部50に略平行な軸を中心に旋回する第1旋回流17を形成する。第1旋回流17は、側部21、第3頂部50、第3壁部53、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第1領域に形成される。
第1誘導部15に衝突した排気は、第3頂部50に略平行な軸を中心に旋回する第1旋回流17を形成する。第1旋回流17は、側部21、第3頂部50、第3壁部53、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第1領域に形成される。
一方、第2誘導部16に衝突した排気は、第1旋回流17と同様、第3頂部50に略平行な軸を中心に旋回する第2旋回流18を形成する。第2旋回流18は、側部21、入口22、第3壁部53、及び、第1浄化部30の端面31に隣接する第2領域に形成され、第1旋回流17と同方向に流れる。
なお、第1及び第2領域は、それぞれ、入口部2の断面において第3壁部53により仕切られる略半円の領域であり、第2領域は入口22と第3壁部53との間に位置し、第1領域は入口22の反対側に位置する。
また、第1、第2旋回流17、18が旋回する際の軸は、軸線11に略直交する。また、第1及び第2旋回流17、18は、それぞれ、上流側領域20の断面上において異なる位置に形成される。
[25.効果]
(1)上記実施形態によれば、第1及び第2誘導部15、16の軸線11の方向の位置が異なるため、入口22を通過した排気により第1及び第2旋回流17、18が形成される。また、各誘導部15、16と入口22との間の距離が異なるため、各旋回流17、18は、上流側領域20の断面における異なる位置に形成される。このため、第1浄化部30の端面31における一部の領域への排気の流入量が、一部の旋回流の影響で減少する恐れがある場合であっても、別の旋回流により該領域への排気の流入を促すことが可能となる。したがって、排気をより均一に浄化部に流入させることができる。
(1)上記実施形態によれば、第1及び第2誘導部15、16の軸線11の方向の位置が異なるため、入口22を通過した排気により第1及び第2旋回流17、18が形成される。また、各誘導部15、16と入口22との間の距離が異なるため、各旋回流17、18は、上流側領域20の断面における異なる位置に形成される。このため、第1浄化部30の端面31における一部の領域への排気の流入量が、一部の旋回流の影響で減少する恐れがある場合であっても、別の旋回流により該領域への排気の流入を促すことが可能となる。したがって、排気をより均一に浄化部に流入させることができる。
(2)また、排気浄化装置1は、集合ポート6の下流側に接続される。このため、集合ポート6の影響でケース部10内での排気の流れが複雑になる場合であっても、排気をより均一に第1浄化部30に流入させることができる。
(3)また、第1、第2、第5実施形態によれば、排気は、偏心方向14に沿って入口22を通過するため、上流側領域20での排気の流れに偏りが生じ易くなる。これに対し、上記実施形態によれば、このような場合であっても、排気をより均一に第1浄化部30に流入させることができる。
(4)また、第1~第4実施形態によれば、入口部2の内周面により誘導部が形成される。これにより、入口部2の形状を調整することで誘導部を形成でき、部品点数を抑制できる。このため、排気浄化装置1の製造が容易になり、コストの抑制が可能となる。
(5)また、第5、第6実施形態によれば、上流側領域20に配置された第1~第3壁部51~53により、誘導部が形成される。これにより、誘導部の位置及び/又は向きをより柔軟に定めることができ、その結果、旋回流の位置、大きさ等をより適切に定めることが可能となり、より一層、排気を均一に浄化部に流入させることができる。
(6)また、上記実施形態における第1及び第2誘導部15、16は、軸線11に沿って広がる。これにより、入口22から流入した排気と第1及び第2誘導部15、16とをより良好に衝突させることができる。このため、より良好に旋回流を形成することが可能となり、より一層、排気を均一に浄化部に流入させることができる。
なお、第1及び第2誘導部15、16は、軸線11に交差するように構成されても良く、また、階段状に形成されても良い。これにより、排気が第1及び第2誘導部15、16に衝突することで、小さい旋回流を多数形成することができる。
[26.他の実施形態]
(1)上記実施形態の排気浄化装置1では、入口部2には2つの誘導部15、16が設けられている。しかしながら、排気浄化装置には、3つ以上の誘導部が設けられていても良い。無論、第1~第6実施形態と同様、これらの誘導部は、それぞれ、軸線11の方向において異なる位置に設けられ、各誘導部と入口22との間の距離は異なる。このような構成を有する場合であっても、同様の効果が得られる。
(1)上記実施形態の排気浄化装置1では、入口部2には2つの誘導部15、16が設けられている。しかしながら、排気浄化装置には、3つ以上の誘導部が設けられていても良い。無論、第1~第6実施形態と同様、これらの誘導部は、それぞれ、軸線11の方向において異なる位置に設けられ、各誘導部と入口22との間の距離は異なる。このような構成を有する場合であっても、同様の効果が得られる。
(2)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
1…排気浄化装置、10…ケース部、11…軸線、12…中心、14…偏心方向、15…第1誘導部、16…第2誘導部、17…第1旋回流、18…第2旋回流、2…入口部、20…上流側領域、21…側部、22…入口、23…流入部、3…第1本体部、30…第1浄化部、31…端面、6…集合ポート。
Claims (5)
- 車両の排気の流路に設けられる排気浄化装置であって、
排気を浄化する浄化部が内部に配置されるよう構成されており、軸線に沿って延びる筒状のケース部と、
前記浄化部が配置される配置領域に対し排気の流れ方向の上流側に位置する上流側領域に対面するように、前記ケース部の側部に設けられた排気の入口と、
前記入口に対面し、前記上流側領域にて排気の旋回流を形成するよう、前記入口から流入した排気を誘導するよう構成される複数の誘導部と、を備え、
それぞれの前記誘導部は、前記軸線の方向において異なる位置に設けられ、且つ、前記入口までの距離が異なる
排気浄化装置。 - 請求項1に記載された排気浄化装置において、
前記排気浄化装置は、2つの前記誘導部を備える
排気浄化装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された排気浄化装置において、
前記入口を介して、偏心方向に沿って排気を前記ケース部の内部に流入させる流入部をさらに備え、
前記偏心方向とは、前記入口の略中心を通過する排気が、前記ケース部における前記軸線に直交する断面の略中心に向かう方向とは異なる方向である
排気浄化装置。 - 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載された排気浄化装置において、
前記複数の誘導部のうちの少なくとも1つは、前記ケース部の内部に配置される
排気浄化装置。 - 請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載された排気浄化装置において、
前記複数の誘導部のうちの少なくとも1つは、前記入口に対面し、且つ、前記軸線に沿って延びている
排気浄化装置。
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JP2021018994A Pending JP2022121974A (ja) | 2021-02-09 | 2021-02-09 | 排気浄化装置 |
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JP (1) | JP2022121974A (ja) |
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2021
- 2021-02-09 JP JP2021018994A patent/JP2022121974A/ja active Pending
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