JP2023053910A - 内燃機関の排気ガス後処理装置及び排気ガス後処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の新たな排気ガス後処理装置及び排気ガス後処理システムを提供する。【解決手段】内燃機関の排気ガス後処理装置（４０、５３、５４、５５、５６）は、収容ハウジング（４１）と、この収容ハウジング（４１）内に配置された少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（４２）であって、触媒及び／又は微粒子フィルタとして機能するハニカム体（４３）と、このハニカム体（４３）を取り囲むハニカム体担体（４４）とを備え、このハニカム体担体（４４）は、ハニカム体（４３）の面端部を自由端としている、排気ガス後処理ユニット（４２）と、を備え、排気ガス後処理ユニット（４２）は、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）、及び各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素（４７）を介して、収容ハウジング（４１）に予圧されて収容されている。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス後処理装置（exhaust gas after-treatment device）に関する。また、本発明は、内燃機関の排気ガス後処理システム（exhaust gas after-treatment system）に関する。

本発明は、シリンダーが少なくとも１４０ｍｍ、特に少なくとも１７５ｍｍのピストン直径を有する、いわゆる大型内燃機関の分野に関する。このような大型内燃機関は、例えば大型舶用エンジンである。このような大型内燃機関は、ディーゼルエンジン、ガスエンジンまたは二元燃料エンジン（dual-fuel engine）として具体化することができる。二元燃料エンジンでは、液体燃料、特にディーゼル燃料を第１運転状態で燃焼させ、気体燃料、特に天然ガスを第２運転状態で燃焼させることができる。

排気ガス後処理は、大型内燃機関の分野においてもますます重要な役割を担っている。従って、大型内燃機関に使用することができるような排気ガス後処理システムは、特許文献１に記載されている。開示された排気ガス後処理システムは、反応器空間（reactor space）を備え、反応器空間にＳＣＲ触媒コンバータが配置されている。このようなＳＣＲ触媒コンバータは、平行に接続された排気ガスが流れる複数の排気ガス後処理ユニットを備え、各々の排気ガス後処理ユニットは、ハニカム体担体（honeycomb body carrier）によって保持されるハニカム体を備え、このハニカム体担体は収容ハウジング（receiving housing）内に配置されることが知られている。ハニカム体担体はキャニング（canning）とも呼ばれ、面端部（face-ends）は自由端とされる一方で、それぞれのハニカム体を外側で取り囲んでいる。

独国特許出願公開第１０２０１６２０５３２７号明細書

今日まで、排気ガス後処理ユニットを収容ハウジング内に配置することは困難を生じていた。これは、排気ガスがハニカム体を完全に流れ、ハニカム体担体と収容ハウジングとの間の間隙を通ってハニカム体を流れないようにすることが多大な努力によって保証されなければならなかったからである。

そこで、本発明は、内燃機関の新たな排気ガス後処理装置及び排気ガス後処理システムを提供することを目的としている。

この目的は、請求項１に記載の排気ガス後処理装置により解決される。本発明に係る排気ガス後処理装置において、該装置の少なくとも１つの排気ガス後処理ユニットは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（first preload elements）と、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素（second preload elements）とによって予圧された状態で、収容ハウジング内に収容されている。

各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向及び流れ方向に対して垂直に作用する予圧要素によって、排気ガスが少なくとも１つの排気ガス後処理ユニットの少なくとも１つのハニカムを通って導かれ、それぞれのハニカム体のハニカム体担体と収容ハウジングとの間の間隙を通ってハニカム体を通過しないようにすることができる。これは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に作用する第１の予圧要素と、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に対して垂直に作用する第２の予圧要素とによって、少ない労力で実現することができる。

好ましくは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に作用する第１の予圧要素と、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素とは、別々の予圧アセンブリによって形成され、それぞれの別々の予圧アセンブリは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に作用する第１の予圧要素と、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に垂直に作用する複数の第２の予圧要素とを含み、別々の予圧アセンブリは、排気ガス後処理ユニットの対向する軸方向端部の少なくとも一方、すなわち各々の排気ガス後処理ユニットのハニカム体担体上にプラグ接続されている（plugged）。特に、予圧要素が、各々の排気ガス後処理ユニットにプラグ接続された別個の予圧アセンブリによって形成されている場合には、予圧アセンブリは再使用することができ、特に、例えば、ハニカム体が詰まってしまい（clogged）、結果として排気ガス後処理ユニットを交換しなければならない場合には再使用することができる。

好ましくは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に作用する第１の予圧要素は、ベローズ型予圧要素（bellows-type preload elements）として形成されている。ベローズ型予圧要素によって、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向における各々の排気ガス後処理ユニットの予圧を容易に且つ有利に提供することができる。

好ましくは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に対して垂直に作用する第２の予圧要素は、爪状突起（pawl-like projections）として形成することができる。爪状突起により、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に対して垂直な各々の排気ガス後処理ユニットの予圧を容易且つ確実に与えることができる。

好ましくは、爪状突起は、流れ方向に対して９０°の角度を有している。特に、爪状突起が流れ方向に対して９０°の角度を有している場合には、各々の排気ガス後処理ユニットを予圧要素と共に収容ハウジング内に特に有利に配置することができる。

好ましくは、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に作用する第１の予圧要素上のシール面は、各々の排気ガス後処理ユニットを通る流れ方向に対して垂直に配向されている。これは、特に、収容ハウジングにおいて、複数の排気ガス後処理ユニットが直列接続の意味で互いに前後に配置されている場合に有利である。この場合、排気ガス後処理ユニットの領域における製造公差によって、シール面に対するシール効果が損なわれることはない。

本発明に係る排気ガス後処理システムは請求項１１に記載されている。

本発明による内燃機関の排気ガス後処理装置の第１の例示的な実施形態の断面図である。 図１の詳細を示す分解図である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理装置の第２の例示的な実施形態の断面図である。 図３の詳細を示す図である。 図４の詳細の代替である。 図３の更なる詳細図である。 図６の詳細の代替である。 図６の詳細の更なる代替例である。 図６の詳細の更なる代替例である。 図１または図３の更なる詳細図である。 図１０の詳細の代替例からの抜粋である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理装置の第３の例示的な実施形態の断面図である。 図１２の詳細を示す図である。 図１３の詳細の代替である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理装置の第４の例示的な実施形態の断面図である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理装置の第５の例示的な実施形態の断面図である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの第１の例示的な実施形態の断面図である。 図１７の詳細を示す分解図である。 アセンブリとしての図１８の詳細図である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの第２の例示的な実施形態の断面図である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの第３の例示的な実施形態の断面図である。 図２１の詳細を示す分解図である。 図２２の分解図である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの第４の例示的な実施形態の断面図である。 図２４のＡ－Ａ断面である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの第５の例示的な実施形態の断面図である。 図２６のＢ－Ｂ断面である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの第６の例示的な実施形態の断面図である。 図２８のＣ－Ｃ断面である。 本発明による内燃機関の排気ガス後処理システムの更なる例示的な実施形態の側面図である。

本発明の好ましい更なる発展は、特許請求の範囲及び以下の記載から得られる。以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明は、内燃機関、特に大型の内燃機関の排気ガス後処理装置及び排気ガス後処理システムに関する。大型内燃機関は、特に、ディーゼルエンジン、ガスエンジン又は二元燃料エンジンとして実施することができる船舶用エンジンである。大型内燃機関は、少なくとも１４０ｍｍ、特に少なくとも１７５ｍｍのピストン直径を有するシリンダーを備えている。

図１は、本発明に係る第１の排気ガス後処理装置４０の詳細を示す。排気ガス後処理装置４０は、収容ハウジング４１を備えており、本実施形態では、複数の排気ガス後処理ユニット４２が収容ハウジング４１内に配置されている。図１には、前後に直列に接続された２つの排気ガス後処理ユニット４２が示されており、これらはいずれも収容ハウジング４１内に配置されている。

本実施形態では、収容ハウジング４１は筒状（tube-like）に形成されている。収容ハウジング４１または収容ハウジング４１内に配置された排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向は、収容ハウジング４１の軸方向に延びている。特に、筒状の収容ハウジング４１及び収容ハウジング４１内に配置された排気ガス後処理ユニット４２が断面円形に形成されている場合には、収容ハウジング４１又は収容ハウジング４１内に配置された排気ガス後処理ユニット４２の径方向は、それを通る流れ方向に対して垂直に延びている。収容ハウジング４１及び排気ガス後処理ユニット４２の断面は、矩形、正方形、楕円形等であっても良い。

各々の排気ガス後処理ユニット４２は、触媒及び／又は微粒子フィルタ（particulate filter）として機能しているハニカム体４３と、ハニカム体４３を外側に取り囲むハニカム体担体４４とを備えており、ハニカム体担体４４はハニカム体４３の面端部を自由端としている。ハニカム体担体４４は、キャニング（canning）とも呼ばれる。図１及び図２によれば、そこに示された排気ガス後処理ユニット４２のハニカム体４３とハニカム体担体４４との間に繊維マット（fibre mat）４５が配置されている。繊維マット４５はまた、それぞれのハニカム体４３の自由な面端部を残し、それらは排気ガスのための入口側及び出口側を画定している。

各々の排気ガス後処理ユニット４３は、予圧要素によって予圧されて収容ハウジング４１内に収容されている。

従って、各々の排気ガス後処理ユニット４２は、排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素４６及び各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素４７の両方により予圧された状態で収容ハウジング４１内に配置されている。予圧要素４６、４７は、収容ハウジング４１内の各々の排気ガス後処理ユニット４２を流れ方向に且つ流れ方向に対して垂直に弾性的に予圧している。

図１及び図２に示す好ましい例示的な実施形態では、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る／または軸方向の流れ方向に作用する第１の予圧要素４６と、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る／または径方向の流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素４７とは、別個の予圧アセンブリ４８によって形成されている。

これらの別個の予圧アセンブリ４８は、特に図２の分解図から把握することができる。それぞれの別個の予圧アセンブリ４８は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素４６と、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に垂直に作用する複数の第２の予圧要素４７とを含む。

図１及び図２において、別個の予圧アセンブリ４８は、各々の排気ガス後処理ユニット４２の軸方向両端において各々の排気ガス後処理ユニット４２上に、すなわち各々の排気ガス後処理ユニット４２のハニカム体担体４４上に、再び、それぞれのハニカム体４３の面端部を自由端とした状態でプラグ接続されている。この面端部は、それぞれのハニカム体４３、従って浄化される排気ガスのための各々の排気ガス後処理ユニット４２の入口側及び出口側として作用している。

特に、収容ハウジング４１が流れ方向から見て断面が円形に形成されている場合には、排気ガス後処理ユニット４２及び別個の予圧アセンブリ４８も断面が円形に形成されている。この場合、複数の第２の予圧要素４７は、半径方向に予圧するために作用し、予圧要素４８の円周上に分散されている。

収容ハウジング４１及び排気ガス後処理ユニット４２の断面輪郭は、長方形、正方形、楕円形等とすることもできる。

図１及び図２に示す好ましい例示的な実施形態では、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素４６は、ベローズ型予圧要素として形成されている。

各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に対して垂直に作用する第２の予圧要素４７は、それぞれの予圧アセンブリ４８から半径方向外側に曲げられた爪状突起として形成されている。これらの第２の予圧要素４７は、爪状突起として優先的に形成され、収容ハウジング４１の内壁４９に支持されている。

第１の予圧要素４６は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に作用し、優先的にベローズとして形成され、特に、別の排気ガス後処理ユニット４２が一の排気ガス後処理ユニット４２に続く場合には、隣接する排気ガス後処理ユニット４２の隣接する第１の予圧要素４６上でそれ自体を支持している。あるいは、ベローズ状に形成されたこれら第１の予圧要素４６は、内側に半径方向に延びる収容ハウジング４１の突出部５０に支持されている。

図２から明らかなように、別個の予圧アセンブリ４８には、径方向外側に設定された第２の予圧要素４７だけでなく、径方向内側に設定された第３の予圧要素５１も形成されている。半径方向内側に設定されたこれら第３の予圧要素５１は、別個の予圧アセンブリ４８内の排気ガス後処理ユニット４２を予圧された状態で受け入れる役割を果たす。半径方向内側にセットされたこれらの予圧要素５１は、それに応じて、各々の排気ガス後処理ユニット４２のハニカム体担体４４に弾性的に支持されている。

図１によれば、流れ方向に作用する第１の予圧要素４６上のシール面５２は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に対して垂直に延びている。これは、排気ガス後処理ユニット４２の領域における製造公差が、隣接する排気ガス後処理ユニット４２の隣接する第１の予圧要素４６間のシール効果に悪影響を及ぼすことを回避するために有利である。

図３は、その基本構造に関して図１の排気ガス後処理装置４０に対応する本発明による第２の排気ガス後処理装置５３の断面図を抜粋して示す。このため、同じアセンブリには同じ参照番号が使用され、図３の排気ガス後処理装置５３と図１の排気ガス後処理ユニット４０とが異なる詳細については、図３を参照して以下に説明する。図１の例示的な実施形態では、第１の予圧要素４６及び第２の予圧要素４７は両方とも別個の予圧アセンブリ４８によって提供されるが、図３の例示的な実施形態では、第１の予圧要素４６及び第２の予圧要素４７もハニカム体担体４４従ってキャニングの一体部分として形成されている。従って、個々のアセンブリの数は減少するが、予圧要素４６、４７は、排気ガス後処理ユニット４２を交換する際に再利用することはできない。

隣接する排気ガス後処理ユニット４２の隣接する第１の予圧要素４６の領域における図３の詳細を示す図４から、第１の予圧要素４６のシール面５２が排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に対して垂直に延びていることが明らかである。

これに対し図５は、図４の詳細に対する変形例を示しており、隣接する排気ガス後処理ユニット４２の隣接する第１の予圧要素４６のシール面５２は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に対して垂直には延びておらず、むしろ流れ方向に垂直に延びる半径方向に対して斜めに設定されている。

図６～図１１は、第２の予圧要素４７の詳細及び可能な実施形態を示す。従って、図６に示す第２の予圧要素４７は、ハニカム体担体４４すなわちキャニングの一体部分であり、ハニカム体担体４４及び爪状突起として形成された第２の予圧要素４７の両方がそれぞれ単一壁で形成されていることが分かる。これに対し図７は、ハニカム体担体４４が複数壁すなわち２壁で形成され、爪状突起として形成された第２の予圧要素４７が単一壁に形成された本発明の構成を示している。更なる変形例を示す図８では、ハニカム体担体４４及び図示された第２の予圧要素４７の両方が、それぞれ複数壁で形成されている。図６、図７及び図８に示す変形例のうち、図７の変形例は、繊維マット４５がその軸方向範囲全体にわたってハニカム収容体（honeycomb receiving body）４４によって支持され、その上に第２の予圧要素４７を容易に形成できるという利点を有している。

図６、図７及び図８は、ハニカム体担体４４の一体部分として形成された第２の予圧要素４７に関するが、図６、図７及び図８の変形例は、図１の排気ガス後処理装置４０と共に使用することもできることが指摘される。ここで、単一壁または複数壁の特徴は、ハニカム体担体４４に関連するのではなく、むしろ予圧要素４６及び４７を提供する別個の予圧アセンブリ４６に関連する。

図９は、図６の変形例を示しており、ここに示す第２の予圧要素４７は、単一壁でブリッジ状に形成されている。これもまた、ハニカム体担体４４の一体部分である。図７及び図８の複数壁の特徴は、図９にも用いることができる。第２の予圧要素４７もまた、図１の例示的な実施形態においてブリッジ形態で実施することができる。

図１０は、別個の予圧アセンブリ４８または第２の予圧要素４７の領域におけるハニカム体担体４４の展開を示す。図１０では、単に第２の予圧要素４７が示されており、これらは半径方向外側にセットされ、設置された状態で収容ハウジング４１の内面４９に対して位置している。これらの第２の予圧要素４７は、既に説明したように、好ましくは爪状突起であり、これらの爪状突起は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に対して角度αまたは角度βを有している。各々の排気ガス後処理ユニット４２の入口側端部の領域において、第２の予圧要素４７は、角度αを含み、出口側端部の領域において、第２の予圧要素４７は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に対して角度βを含み、図１０による爪状突起は、優先的に互いに反対であるか、または互いに１８０°だけずれている。角度α及び角度βは同じ大きさであっても良いが、大きさが異なっていても良い。

特に好ましい態様は、角度α及び角度βの両方がそれぞれ９０°である態様である。この場合、第２の予圧要素４７はまた、有利な方法で、排気ガス後処理ユニット４７の収容ハウジング４１への導入斜面（introduction ramps）を形成している。

図１２は、本発明による排気ガス後処理装置５４の第３の例示的な実施形態を示す。図１の例示的な実施形態と同じ参照番号が、図１２の例示的な実施形態の同じアセンブリにも使用されている。図１２の例示的な実施形態では、第２のクランプ要素４７は、爪状突起として形成され、収容ハウジング４１の壁４９に当接するようになっており、ハニカム体担体４４、従ってキャニングとの一体部分である。ここで、図１２の例示的な実施形態は、図３の例示的な実施形態に対応している。しかしながら、排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素４６は、図１と同様に、図１２においても別個のアセンブリとして具体化されているが、図１とは対照的に、別個の第１の予圧要素４６は、各々の排気ガス後処理ユニット４２の軸方向両端にプラグ接続されるのではなく、単に同ユニットの軸方向一端にプラグ接続されているに過ぎない。

図１３は、２つの隣接する排気ガス後処理ユニット４２の領域における図６の詳細を示す。ここで、図１３によれば、図１３に示す第１の予圧要素４６と、隣接する排気ガス後処理ユニット４２のハニカム体担体４４の隣接部分との間のシール面５２は、流れ方向と直交する半径方向に対して斜めに設定されている。図１３の詳細の変形例を示す図１４も、シール面５２のこのような傾斜位置を示しているが、図１３とは対照的に、シール面５２は隣接する排気ガス後処理ユニット４２の方向に傾斜しており、図１３に示すようにシール面５２から離れる方向には傾斜していない。

図１５及び図１６は、排気ガス後処理装置５５及び５６の更なる例示的な実施形態を示す。図１５及び図１６の排気ガス後処理ユニット５５及び５６は、基本的に、図３の排気ガス後処理ユニット５３に対応し、図１５及び図１６では、第１の予圧要素４６及び第２の予圧要素４７も、従って、ハニカム体担体４４、従ってそれぞれのキャニングの一体部分として形成されている。

しかしながら、図１５及び図１６の例示的な実施形態は、各々の排気ガス後処理ユニット４２を通る流れ方向に有効な第１の予圧要素４６がベローズ状に形成されるのではなく、むしろハニカム体担体４４の対応する壁厚によって形成されるという点で、図３の例示的な実施形態と異なる。

図１５及び図１６の例示的な実施形態は、図１６において、隣接する排気ガス後処理ユニット４２が第１の予圧要素４６の領域において互いに直接シールしておらず、むしろ内側に半径方向に突出する収容ハウジング４１の突出部５０に対してシールしている点で、図１５及び図１６の例示的な実施形態と異なる。

図１７は、図３による２つの排気ガス後処理装置５３を含む、本発明による排気ガス後処理システム５７の第１の例示的な実施形態を示す。２つの排気ガス後処理装置５３は、それぞれ収容ハウジング４１と、収容ハウジング４１内に配置された２つの排気ガス後処理ユニット４２とを備えている。

２つの排気ガス後処理装置５３は、直列に接続されている。従って、図１７の排気ガス後処理部５７を流れる排気ガスは、全ての排気ガス後処理部４２を流れる。図１７の排気ガス後処理システム５７は、シングルフロー型である。

図１７によれば、ハウジング５８が２つの排気ガス後処理装置５３間に接続されており、この装置は、例えば温度センサまたは圧力センサ等のセンサを受け入れる役割を果たしている。代替的又は追加的に、ハウジング５８は、例えば、還元剤を排気ガス流に導入するための装置を受け入れることができる。ハウジング５８は、煤ブロワ（soot blower）を受け入れることもできる。

互いに反対側に面した２つの排気ガス後処理装置５３の端部には蓋５９が続き、蓋５９を介して排気ガス後処理システム５７を排気ライン（図示せず）に接続することができる。

図１８及び図１９は、図１７に示す排気ガス後処理装置５３の１つの収容ハウジング４１と蓋５９の１つとの接続の詳細を示す。蓋５９（図１８参照）が取り外されると、対応する排気ガス後処理ユニット４２の対応する端部は、所定の予圧ストロークＶＨで流れ方向に収容ハウジング４１から突出している。

装着された蓋５９（図１９参照）では、流れ方向に有効な収容ハウジング４１内に配置された排気ガス後処理ユニット４２の予圧要素４６は、蓋５９のフランジ６０が収容ハウジング４１のフランジ６１に当接し、次いで蓋５９と収容ハウジング４１とを例えばネジ結合によって互いに接続するように圧縮されている。

図２０は、単に単一の排気ガス後処理装置５３を含む第２の排気ガス後処理システム６２の断面図であり、蓋５９がその両側に直接続いている。

図２０において、中間ディスク６３は、収容ハウジング４１のフランジ６１と蓋５９のフランジ６０との間で排気ガス後処理装置５３の左端に使用され、蓋５９を収容ハウジング４１に接続し、第１の予圧要素４６を圧縮している。中間ディスク５３によって、流れ方向の予圧力を調節することができる。

図２１、図２２及び図２３は、図１２による排気ガス後処理装置５４を備えた第３の排気ガス後処理システム６４の詳細を示す。しかしながら、残りの全ての詳細に関しては、図２１、図２２及び図２３の例示的な実施形態は、図２０の例示的な実施形態に対応し、収容ハウジング４１への蓋５９の接続に関しては、図１８及び図１９の例示的な実施形態の詳細に対応するので、同じ参照番号が同じアセンブリに対して使用され、上述の説明を参照することができる。

図１７～図２３において、図１及び図２の排気ガス後処理装置４０は、図１５及び図１６の排気ガス後処理装置５５、５６と同様に、排気ガス後処理システムに設置することもできることが指摘される。

図１７～図２３はそれぞれシングルフロー排気ガス後処理システム５７、６２、６４を示し、図２４及び図２５、図２６及び図２７、図２８及び図２９並びに図３０はそれぞれ、マルチフロー排気ガス後処理システム６５、６６、６７及び６８の異なる図を示す。図２４及び図２５は、図１に従って並列に接続された５つの排気ガス後処理装置４０を全体として含むマルチフロー排気ガス後処理システム６５の例示的な実施形態を示すが、図２４及び図２５では、３つの排気ガス後処理ユニット４２がそれぞれの収容ハウジング内で互いに直列に接続されており、図１及び図２のように単に２つの排気ガス後処理ユニット４２ではない点が異なる。

図２４及び図２５において、共通蓋５９はそれぞれ、並列に接続された５つの排気ガス後処理装置４０のそれぞれの端部に隣接している。ここで、図２４及び図２５において、左蓋５９のフランジ６０と収容ハウジング４１のフランジ６１との間には、並列接続された全ての排気ガス後処理装置４０の全ての収容ハウジング４１に共通の締付蓋（clamping lid）６９が採用されており、図２０の中間ディスク６３の機能も兼ねている。

これに対して、図２８及び図２９は、排気ガス後処理システム６７を示しており、左蓋５９と排気ガス後処理装置４０の収容ハウジング４１との間に、各々の排気ガス後処理装置４０毎に個別の締付蓋６９が設けられている。

図２４及び図２５並びに図２８及び図２９の各々の排気ガス後処理システム６５及び６７において、流入側及び流出側は、各々の排気ガス後処理システム６５、６７の対向する端部に配置されている。これに対し、図２６及び図２７は、排気ガス後処理システム２６の流入側及び流出側が排気ガス後処理システム６６と同じ端部又は同じ側に形成された排気ガス後処理システム６６を示している。

図２６及び図２７では、４つの排気ガス後処理装置４０が並列に、すなわち蓋５９間に接続されている。図２４及び図２５において、一方の蓋５９が各々の排気ガス後処理システムの入口側を形成し、反対側の蓋５９が出口側を形成しているが、図２６及び図２７の例示的な実施形態における入口側及び出口側は、それぞれ図６の右の蓋５９に設けられている。反対側の蓋５９では、排気ガスの流れの反転が行われる。排気ガスのこのような流れの反転は、特許文献１から既に知られている。図２６及び図２７の排気ガス後処理システム６６を通る排気ガス流は、図２６に矢印によって示されている。

図３０は、排気ガス後処理システム６８を示しており、このシステムでは、２つの排気ガス後処理装置４０が互いに直列に並んで配置され、複数のこのような直列接続が２つの蓋５９の間に互いに平行に配置されている。ここで、センサシステムを受け入れるため、または煤ブロワを受け入れるため、または還元剤の導入装置を受け入れるためのハウジング５８は、図１７に一致して、直列に接続された２つの排気ガス後処理装置４０の間に配置することができる。図３０において、排気ガスの流れ伝導は、図２４及び図２５若しくは図２６及び図２７のいずれかのように実施することができる。

特に、収容ハウジング４１内に複数の排気ガス後処理ユニット４２が配置されている場合、及び／又は特に複数の排気ガス後処理装置が直列に接続されている場合には、直列に接続された排気ガス後処理ユニット４２は、同一のようにも異なるようにも実施することができる。従って、例えば図１７の例示的な実施形態において、２つの左排気ガス後処理ユニット４２が微粒子フィルタとして実施され、２つの右排気ガス後処理ユニット４２がＳＣＲ触媒コンバータ又はＮＯｘ貯蔵触媒コンバータとして実施されることが可能である。また、排気ガス後処理ユニット４２の位置を自由にして、そこに空間ホルダを配置するだけで、排気ガス後処理機能を発揮しないようにしても良い。

予圧要素４６、４７に対する予圧力は、特に、材料の選択によって、及び／又は壁厚によって、及び／又は幾何学的形状によって、及び／又は予圧要素４６、４７の壁の数によって調整することができる。先に説明したように、予圧要素４６、４７は、単一壁または複数壁で実施することができる。

ベローズ型予圧要素４６では、ベローズ又は波形（corrugation）の数を変えることができる。爪状の予圧要素４７では、爪の数を変えることができる。

上述した収容ハウジング４１、排気ガス後処理ユニット４２、ハウジング５８及び蓋５９の構成要素から、排気ガス後処理システムを必要に応じて拡張することができる。収容ハウジング４１及び排気ガス後処理ユニット４２は、粗い公差で実施することができる。予圧要素２６、２７は、このような公差を補償している。予圧要素２６、２７は更に、振動減衰機能を提供し、排気システム内の振動を低減している。

４０ 排気ガス後処理装置
４１ 収容ハウジング
４２ 排気ガス後処理装置
４３ ハニカム体
４４ ハニカム体担体
４５ 繊維マット
４６ 第１の予圧要素
４７ 第２の予圧要素
４８ 予圧アセンブリ
４９ 内面
５０ 突出部
５１ 第３の予圧要素
５２ シール面
５３ 排気ガス後処理装置
５４ 排気ガス後処理装置
５５ 排気ガス後処理装置
５６ 排気ガス後処理装置
５７ 排気ガス後処理システム
５８ ハウジング
５９ 蓋
６０ フランジ
６１ フランジ
６２ 排気ガス後処理システム
６３ 中間ディスク
６４ 排気ガス後処理システム
６５ 排気ガス後処理システム
６６ 排気ガス後処理システム
６７ 排気ガス後処理システム
６８ 排気ガス後処理システム
６９ 締付蓋

Claims (13)

1. 収容ハウジング（４１）と、
   該収容ハウジング（４１）内に配置された少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（４２）であって、触媒及び／又は微粒子フィルタとして機能するハニカム体（４３）と、該ハニカム体（４３）を取り囲むハニカム体担体（４４）とを備え、該ハニカム体担体（４４）は、前記ハニカム体（４３）の面端部を自由端としている、排気ガス後処理ユニット（４２）と、
   を備えた内燃機関の排気ガス後処理装置（４０、５３、５４、５５、５６）において、
   前記少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（４２）は、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）、及び各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素（４７）を介して、前記収容ハウジング（４１）に予圧されて収容されている、
   ことを特徴とする、排気ガス後処理装置。
2. 各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）と、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に対して垂直に作用する第２の予圧要素（４７）とが、別個の予圧アセンブリ（４８）によって形成され、
   別個の予圧アセンブリ（４８）の各々は、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）と、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に垂直に作用する複数の第２の予圧要素（４７）とを含み、
   別個の予圧アセンブリ（４８）は、排気ガス後処理ユニット（４２）の軸方向の少なくとも一方の反対側端部、すなわち、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）の前記ハニカム体担体（４４）上にプラグ接続されている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の排気ガス後処理装置。
3. 前記別個の予圧アセンブリ（４８）は単一壁または複数壁であることを特徴とする、ことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス後処理装置。
4. 各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）及び／又は各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素（４７）は、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）の前記ハニカム体担体（４４）の一体部分として形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス後処理装置。
5. 各々の排気ガス後処理ユニット（４２）の前記ハニカム体担体（４４）は、単一壁または複数壁である、ことを特徴とする請求項４に記載の排気ガス後処理装置。
6. 各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）は、ベローズ型予圧要素として形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
7. 各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に垂直に作用する第２の予圧要素（４７）が爪状突起として形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
8. 前記爪状突起は、流れ方向に対して９０°の角度（α，β）を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の排気ガス後処理装置。
9. 前記爪状突起は、単一壁または複数壁である、ことを特徴とする請求項７または８に記載の排気ガス後処理装置。
10. 各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に作用する第１の予圧要素（４６）上のシール面（５２）が、各々の排気ガス後処理ユニット（４２）を通る流れ方向に対して垂直に配向されている、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置。
11. 内燃機関の排気ガス後処理システム（５７、６２、６４、６５、６６、６７、６８）であって、
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの排気ガス後処理装置（４０、５３、５４、５５、５６）を有し、
    前記排気ガス後処理システム（５７、６２、６４、６５、６６、６７、６８）を排気ラインに接続するための蓋（５９）を有している、ことを特徴とする排気ガス後処理システム。
12. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置（４０、５３、５４、５５、５６）の複数が直列接続されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の排気ガス後処理システム。
13. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の排気ガス後処理装置（４０、５３、５４、５５、５６）の複数が並列接続されている、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の排気ガス後処理システム。

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