JP4353745B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に係り、詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられ、かつ内部に排気後処理装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and includes an exhaust aftertreatment device.
従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるパーティキュレートを捕集したり、NOx量を低減させるために、内燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を設けることが知られている。 Conventionally, it is known to provide an exhaust gas purification device in an exhaust passage of an internal combustion engine in order to collect particulates discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or to reduce the amount of NOx.
パーティキュレートを捕集するための排気ガス浄化装置としては、ディーゼルパーティキュレートフィルタ(以下、DPF(Diesel Particulate Filter)と称す)からなる排気後処理装置を備えたものが開発されている。 As an exhaust gas purifying device for collecting particulates, an exhaust gas purifying device comprising a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF (Diesel Particulate Filter)) has been developed.
NOx量を低減させるための排気ガス浄化装置としては、NOx還元触媒(DeNOx触媒)やNOx吸蔵還元触媒からなる排気後処理装置を備えたものが開発されている。 As an exhaust gas purification device for reducing the amount of NOx, an exhaust gas purification device having an exhaust aftertreatment device including a NOx reduction catalyst (DeNOx catalyst) and a NOx storage reduction catalyst has been developed.
これらの排気ガス浄化装置の排気後処理装置ではいずれの場合でも、コージュライトや炭化珪素等からなる例えば円柱状の担体(コア)が用いられている。つまり、DPFからなる排気後処理装置では、排気ガスが担体の一方の端面側から流入し、かつ他方の端面から流出することで、この担体がフィルターとして用いられる。また、NOx還元触媒やNOx吸蔵還元触媒からなる排気後処理装置では、その担体に各種触媒が担持され、担体内を流れる排気ガス中のNOxが還元される。そして、これらの排気後処理装置は、有底筒状のケース内に収容され、このケースと共に排気ガス浄化装置を構成している。 In any of the exhaust aftertreatment devices of these exhaust gas purification devices, for example, a columnar carrier (core) made of cordierite, silicon carbide or the like is used. That is, in the exhaust aftertreatment device made of DPF, the exhaust gas flows in from one end surface side of the carrier and flows out from the other end surface, so that the carrier is used as a filter. Further, in the exhaust aftertreatment device including the NOx reduction catalyst and the NOx storage reduction catalyst, various catalysts are supported on the carrier, and NOx in the exhaust gas flowing through the carrier is reduced. These exhaust aftertreatment devices are housed in a bottomed cylindrical case, and constitute an exhaust gas purification device together with this case.
そのような排気ガス浄化装置では、前記ケースの内部において、排気後処理装置の上流側(排気ガスの流れ方向の上流側)に排気ガスの入口室が設けられ、排気後処理装置の下流側(排気ガスの流れ方向の下流側)に排気ガスの出口室が設けられている。入口室とディーゼルエンジンの排気通路とは入口管によって連通し、出口室と外部とは出口管で連通している。 In such an exhaust gas purifying device, an exhaust gas inlet chamber is provided on the upstream side of the exhaust aftertreatment device (upstream side in the exhaust gas flow direction) inside the case, and on the downstream side of the exhaust aftertreatment device ( An exhaust gas outlet chamber is provided on the downstream side in the flow direction of the exhaust gas. The inlet chamber communicates with the exhaust passage of the diesel engine through an inlet pipe, and the outlet chamber communicates with the outside through an outlet pipe.
そして、一般に、入口管と出口管とが軸線上、つまり一直線に配置されていると、排気ガスの流れがスムーズであることから、そのような構成となった排気ガス浄化装置が知られている(例えば、特許文献1)。 In general, when the inlet pipe and the outlet pipe are arranged on the axis, that is, in a straight line, the flow of the exhaust gas is smooth. Therefore, an exhaust gas purification device having such a configuration is known. (For example, patent document 1).
この装置では、排気後処理装置の上流側に、排気ガスを均一にして排気後処理装置に流すための整流体が設けられている。この整流体は、波板の表裏面を平板で挟んだ構造であり、下流側に向かって拡開したコーン状となるように、渦巻き状に巻いて形成されている。
しかしながら、前記従来技術では、整流体を構成するために、波板と平板とを接合させたり、波板にスリットを設けるため、面倒な作業が必要となり、構成も複雑なものとなる。また、波板を所定形状に形成した後、平板で挟み込んだものを、コーン状となるように、かつ渦巻き状に巻いて整流体を形成しなければならず、さらに、その整流体をディフューザに固定しなければならず、製作も、取り付けも容易ではないという問題がある。 However, in the prior art, since the corrugated plate and the flat plate are joined or the corrugated plate is provided with a slit in order to configure the rectifying body, a troublesome work is required and the configuration becomes complicated. In addition, after the corrugated plate is formed into a predetermined shape, the sandwiched plate must be wound into a cone and spirally to form a rectifier, and the rectifier is used as a diffuser. There is a problem that it must be fixed, and it is not easy to manufacture and attach.
また、前記従来技術では、個々に前加工された円錐台形流路モジュール、または方形の流路モジュールで整流体を構成する例、および増大する開口角を備えて相互にはまり合い同心に配置された円錐台面で整流体を構成する例も開示されているが、製作も容易でない上に、排気ガスの流れが均一化しにくいという問題がある。 Further, in the above-described prior art, an example in which a rectifying body is constituted by an individually pre-processed truncated cone channel module or a rectangular channel module, and an increasing opening angle are arranged so as to be fitted and concentrically arranged. Although an example in which the rectifier is configured with a truncated cone surface is also disclosed, there is a problem in that it is not easy to manufacture and the flow of exhaust gas is difficult to equalize.
本発明の目的は、簡単な構成で排気後処理装置への排気ガスの流れを均一化できて、排気後処理装置の機能を向上させることができる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can make the flow of exhaust gas to the exhaust aftertreatment device uniform with a simple configuration and improve the function of the exhaust aftertreatment device. is there.
本発明の請求項1の内燃機関の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、かつ排気後処理装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化装置において、前記排気後処理装置を内蔵するケースと、前記ケースに対して排気ガスの流れ方向の上流に設けられた上流室と、前記上流室に設けられて排気ガスが流入するとともに、排気ガスの流れ方向の下流端が閉じられ、かつ外周に多数の小穴を有する入口管と、前記入口管の長手方向の途中位置の外周から排気ガスの流れ方向の下流側に向かって拡開する内部拡径管とを備え、前記内部拡径管の拡開部分を形成する内外周面の両側を同時に流れる排気ガスが前記排気後処理装置に流入することを特徴とする。
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention is an exhaust gas purification device for an internal combustion engine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and provided with an exhaust post-treatment device, and includes the exhaust post-treatment device. a case, an upstream chamber provided upstream of an exhaust gas flow direction relative to said casing, the together the exhaust gas flows is provided on the upstream chamber, the downstream end of the exhaust gas flow direction is closed, and comprising an inlet pipe having a large number of small holes in the outer periphery, and an inner diameter tube expanding toward the downstream side in the flow direction of the exhaust gas from the longitudinal outer periphery of the middle position of the inlet pipe, the inner diameter The exhaust gas flowing simultaneously on both sides of the inner and outer peripheral surfaces forming the expanded portion of the pipe flows into the exhaust aftertreatment device .
請求項2の内燃機関の排気ガス浄化装置は、前記ケースの上流室を形成する部分は、前記流れ方向の下流側に向かって拡開する外部拡径部となっており、この外部拡径部と前記内部拡径管との拡径角度がほぼ同一とされていることを特徴とする。 The exhaust gas purifying device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a portion forming the upstream chamber of the case is an external enlarged portion that expands toward the downstream side in the flow direction, and the external enlarged portion And the internal diameter expansion tube have substantially the same diameter expansion angle.
請求項3の内燃機関の排気ガス浄化装置は、請求項1に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置において、前記内部拡径管が複数設けられ、これらの内部拡径管の外径は前記流れ方向の下流側にあるほど小さいことを特徴とする。 An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a third aspect is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein a plurality of the inner diameter expansion pipes are provided, and an outer diameter of the inner diameter expansion pipes is the flow. It is characterized by being smaller as it is downstream in the direction.
請求項4の内燃機関の排気ガス浄化装置は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置において、前記入口管の前記流れ方向の下流端を閉じる蓋部材は、流れ方向の下流側に向かって突出した略半球形状ないし円錐形状とされていることを特徴とする。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 4 is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the lid member for closing the downstream end of the inlet pipe in the flow direction is provided. It is characterized by having a substantially hemispherical shape or conical shape protruding toward the downstream side in the flow direction.
請求項1の排気ガス浄化装置においては、内燃機関の排気通路から排気される排気ガスが、入口管の多数の小穴から上流室に流れ出るが、入口管の途中に内部拡径管が設けられているため、上流部に流出した排気ガスの一部は、内部拡径管の内外周面によって外側にガイドされて排気後処理装置の外周側に向かって流れ、残りは入口管に沿って排気後処理装置の中央に向かって流れる。 In the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, the exhaust gas exhausted from the exhaust passage of the internal combustion engine flows into the upstream chamber from a large number of small holes in the inlet pipe, and an internal enlarged pipe is provided in the middle of the inlet pipe. Therefore, a part of the exhaust gas that has flowed out to the upstream part is guided to the outside by the inner and outer peripheral surfaces of the inner diameter expansion pipe and flows toward the outer peripheral side of the exhaust aftertreatment device, and the rest is exhausted along the inlet pipe It flows toward the center of the processing device.
従って、排気ガスは排気後処理装置の流入側端に対して、中央から外周側にかけて満遍なく流れるので、入口管の途中に内部拡径管を設けるだけの簡単な構成で均一な流れ分布が得られ、その結果、排気後処理装置の機能を向上させることができる。 Accordingly, the exhaust gas flows evenly from the center to the outer peripheral side with respect to the inflow side end of the exhaust aftertreatment device, so that a uniform flow distribution can be obtained with a simple configuration in which an internal enlarged pipe is provided in the middle of the inlet pipe. As a result, the function of the exhaust aftertreatment device can be improved.
請求項2の排気ガス浄化装置では、外部拡径部と内部拡径管との拡径角度がほぼ同一とされているので、両者の間に同一間隔を保ったまま外側に拡がる流路が形成される。従って、排気ガスの流れがスムーズとなる。 In the exhaust gas purifying apparatus according to claim 2, since the expansion angle between the outer diameter expansion portion and the inner diameter expansion pipe is substantially the same, a flow path is formed that expands outward while maintaining the same distance therebetween. Is done. Therefore, the flow of exhaust gas becomes smooth.
請求項3の排気ガス浄化装置においては、入口管から流れる排気ガスが、複数設けた内部拡径管によりそれぞれ拡散されるので、流れ分布をより均一にすることができる。また、内部拡径管の外径を、流れ方向先端側にあるほど小さくしたので、一つの内部拡径管を経由して流れる排気ガスが他の内部拡径管により邪魔されることがなく、その結果、入口管の流れ方向の長さを短くでき、ひいては、外部拡径管を小さくすることができる。 In the exhaust gas purification device according to the third aspect, the exhaust gas flowing from the inlet pipe is diffused by the plurality of internal diameter expansion pipes, so that the flow distribution can be made more uniform. In addition, since the outer diameter of the inner diameter expansion pipe is reduced as it is closer to the front end in the flow direction, the exhaust gas flowing through one inner diameter expansion pipe is not obstructed by the other inner diameter expansion pipe, As a result, the length of the inlet pipe in the flow direction can be shortened, and as a result, the outer diameter-expanded pipe can be reduced.
請求項4の排気ガスの浄化装置では、入口管から流れた排気ガスが、一部は、内部拡径管によってガイドされて外周側に流れるようになる他、一部は、蓋部材の略半球または円錐形状に沿って流れるので、排気後処理装置の中心部側にも流れやすくなり、その結果、排気ガスの流れが一層均一となり、また、排気後処理装置の中心部側も充分に活用できる。 In the exhaust gas purifying apparatus according to claim 4, the exhaust gas flowing from the inlet pipe is partly guided by the inner diameter expanding pipe and flows to the outer peripheral side, and a part is substantially hemispherical of the lid member. Alternatively, since it flows along the conical shape, it easily flows to the center side of the exhaust aftertreatment device. As a result, the flow of the exhaust gas becomes more uniform, and the center side of the exhaust aftertreatment device can be fully utilized. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、第2実施形態以降において、次の第1実施形態で説明する構成部材と同様な構成部材、もしくは同様な機能を有する構成部材には同じ符号を付し、第2実施形態以降でのそれらの説明を簡略化または省略する。
〔第1実施形態〕
図1には本発明に係る排気ガス浄化装置1の第1実施形態が、図2には排気ガス浄化装置1の構成部材が、それぞれ示されている。
In the second and subsequent embodiments, the same reference numerals are given to the same or similar components as those described in the first embodiment, and those in the second and subsequent embodiments. The description of is simplified or omitted.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a first embodiment of an exhaust gas purification device 1 according to the present invention, and FIG. 2 shows components of the exhaust gas purification device 1.
排気ガス浄化装置1は、内燃機関としての図示しないディーゼルエンジンから排出される排気ガスを浄化するものであって、排気ガスが、入り口側から出口側まで一直線に流れるように構成されている。 The exhaust gas purification device 1 purifies exhaust gas discharged from a diesel engine (not shown) as an internal combustion engine, and is configured such that the exhaust gas flows in a straight line from the entrance side to the exit side.
排気ガス浄化装置1は、円柱状の排気後処理装置10を備えており、この排気後処理装置10は、ケース20に収容されている。
The exhaust gas purification device 1 includes a columnar
このケース20は板金製であり、筒状の本体部21と、この本体部21の上流側(排気ガスの流れ方向上流側;図1中左方)に、本体部21と一体的に設けられた外部拡径管22と、本体部21の下流側(排気ガスの流れ方向下流側;図1中右方)に、本体部21と一体的に設けられた外部縮径管23とを備えて構成されている。
The case 20 is made of sheet metal, and is provided integrally with the
外部拡径管22は、流れ方向の下流側に拡開しており、拡開した一端部にはフランジ部22Aが形成されている。この外部拡径管22のフランジ部22Aは、本体部21のフランジ部21Aと対向し、両者22A、21Aは、例えばボルト29によって結合されている。そして、ケース20内において外部拡径管22によって上流室24が形成されている。
The external
また、外部縮径管23は、外部拡径管22とほぼ同じ形状に形成されており、外部拡径管22と外部縮径管23との拡開部同士を対向させた状態で本体部21に一体的に設けられている。
Further, the outer diameter-reduced
外部縮径管23の下流側端部には、排気ガスを外部に排出する出口管28が取り付けられている。そして、ケース20内において外部縮径管23によって下流室25が形成されている。
An
外部拡径管22の上流側端部(図1中左側)には、入口管26の途中部が溶接等で固着されている。この入口管26は、ディーゼルエンジンの排気通路とケース20内の上流室24とを連通する管部材であり、その内部には排気ガスが流れるとともに、流れの下流側端部は蓋部材27で閉じられている。
An intermediate portion of the
入口管26は、外部拡径管22の内部に挿通され、外部拡径管22と本体部21との境界部近傍まで入り込んでいる。そして、このような入口管26の外周には多数の小穴26Aがあけられている。なお、小穴26Aの数、並び、穴径等は、排気後処理装置10の大きさ等に対応して、適宜設定されている。
The
入口管26の長手方向の途中位置には、内部拡径管であるガイドベーン30が設けられている。このガイドベーン30は、外部拡径管22に対して略同心上に位置しており、流れの下流側に拡開したコーン状に形成されている。そのため、入口管26から排気後処理装置10へ流入する排気ガスの流れ分布を均一化する機能を有している。
A
ガイドベーン30は、入口管26の軸線Cに対して拡径角度α2で取り付けられている。そして、このガイドベーン30の拡径角度α2は、前記外部縮径管23の拡径角度α1よりも、5〜10°大きい程度で、ほぼ同じになっている。すなわち、この程度の差は「ほぼ同じ」の範囲に含まれる。
The
なお、拡径角度α2と拡径角度α1とを完全に同じにしてもよいが、拡径角度α2を拡径角度α1よりわずか5〜10°程度大きくすることで、排気ガスの流路を外側に向かって拡げることができるので、ガイドベーン30の長さが長くなくてもよい。
The diameter expansion angle α2 and the diameter expansion angle α1 may be made completely the same, but by increasing the diameter expansion angle α2 by only about 5 to 10 ° from the diameter expansion angle α1, the exhaust gas flow path is set outside. Therefore, the
拡径角度α2が拡径角度α1よりも小さすぎると、排気ガスの拡散効果が薄れ、逆に大きすぎると、ガイドベーン30の長さ、取り付け位置によっては排気ガスの流れを阻害することになる。つまり、ガイドベーン30が上流室24の中央付近に設けられ、拡径角度α2と拡径角度α1との差が5〜10°の場合では、排気ガスの拡散効果およびスムーズな流れを考慮して、ガイドベーン30の外径寸法D1は、前記本体部21の内径寸法D2の0.5〜0.7倍の寸法に形成されることが好ましい。
If the expansion angle α2 is too smaller than the expansion angle α1, the exhaust gas diffusion effect is reduced. Conversely, if the expansion angle α2 is too large, the flow of the exhaust gas is hindered depending on the length of the
なお、図1、図2において、排気ガスの流れを実線の矢印で示してある。 In FIGS. 1 and 2, the flow of exhaust gas is indicated by solid arrows.
排気後処理装置10は、図2にも示すように、流入側端面11から排気側端面12側に向けて連通した断面四角状、あるいは断面六角形状(本実施形態では断面六角形状)の多数の流路13を有する担体14からなり、ケース20内に適宜な支持部材を介して配置されている。この担体14は、背景技術でも説明したが、コージュライトや炭化珪素からなるセラミックス製であり、用途によってはステンレス製とされる場合もある。
As shown in FIG. 2, the
排気後処理装置10がDPFである場合には、担体14の流路13は、排気側端面12側が目封じされた流入側流路と、流入側端面11側が目封じされた排気側流路とに分けられ、これらの流路が千鳥状に配置される。そして、各流路の境界壁部分はランダムな多穴質状とされ、流入側流路から流入した排気ガス中のパーティキュレート(例えば煤など)は、その境界壁部分で捕集されて流入側流路内に蓄積し、パーティキュレートが除かれたクリーンな排気ガスが排気側流路を通って排出される。
When the
一方、排気後処理装置10で触媒を用いる場合には、浸漬による含浸、ウォッシュコート、イオン交換などの既知の方法により、担体14にNOx還元触媒やNOx吸蔵還元触媒が担持される。そして、排気ガスが流路13を通り抜ける間に、触媒の作用によって排気ガス中のNOxがN2に還元され、排気ガスが浄化されてクリーンになる。
On the other hand, when a catalyst is used in the
以上のガイドベーン30を設けた構成では、入口管26を流れてきた排気ガスが多数の小穴26Aから上流室24に流れるが、ガイドベーン30より上流側の小穴26Aから流れた排気ガスは、ガイドベーン30の外周面によってガイドされて排気後処理装置10の外周に向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
In the configuration provided with the
一方、入口管26のガイドベーン30より下流側の小穴26Aから流れた排気ガスは、一部がガイドベーン30の内周面によってガイドされて排気後処理装置10の中央部寄りに向かって流れる。
On the other hand, a part of the exhaust gas flowing from the
さらに、入口管26の下流端に近い位置から流出した排気ガスは、入口管26の軸線に沿って排気後処理装置10の中央部側に向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
Further, the exhaust gas flowing out from a position near the downstream end of the
以上のように、排気ガスは上流室24の外周、中央部寄り、および中央部から流れるため、流れ分布がより均一化され、この均一化された状態で排気後処理装置10へ流入する。
As described above, since the exhaust gas flows from the outer periphery, the central portion, and the central portion of the
そして、排気後処理装置10内を通過した排気ガスは、排気後処理装置10で浄化され、下流室25を経て出口管28から外部に排出される。
Then, the exhaust gas that has passed through the
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)内燃機関の排気通路から排気される排気ガスが、入口管26の多数の小穴26Aから上流室24に流れるが、入口管26の途中にガイドベーン30が設けられているため、上流室24に流れた排気ガスの一部は、ガイドベーン30の外周面によってガイドされて排気後処理装置10の外周に向かって流れ、一部は入口管26に沿って排気後処理装置10の中央部に向かって流れる。従って、排気ガスは上流室24内を排気後処理装置10に向かって満遍なく流れるので、入口管26の途中にガイドベーン30を設けるだけの簡単な構成で均一な流れ分布が得られ、その結果、排気後処理装置10の機能を向上させることができる。
(2)入口管26の多数の小穴26Aから流れた排気ガスは、ほとんどが排気後処理装置10に向かって流れるので、圧力損失を低減できる。
(3)外部拡径管22の拡径角度α1に対して、ガイドベーン30の拡径角度α2が、5〜10°程度のわずかな差で大きくなっており、ほぼ同じとなっているので、排気ガスの流れがスムーズとなる。また、拡径角度α2を拡径角度α1よりわずか5〜10°程度大きくすることで、排気ガスの流路を外側に向かって拡げることができるので、ガイドベーン30の長さが長くなくてもよい。
〔第2実施形態〕
図3には、本発明の第2実施形態が示されている。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Exhaust gas exhausted from the exhaust passage of the internal combustion engine flows into the
(2) Since most of the exhaust gas flowing from the many
(3) The expansion angle α2 of the
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
本実施形態の排気ガス浄化装置1Aは、前記入口管26の途中に複数のガイドベーン40,41,42を設けたものである。
The exhaust gas purifying apparatus 1 </ b> A of the present embodiment is provided with a plurality of guide vanes 40, 41, 42 in the middle of the
図3に示すように、前記入口管26の途中には、第1ガイドベーン40、第2ガイドベーン41、および第3ガイドベーン42が、入口管26の軸方向にほぼ等間隔で固着されている。これらの第1、第2、第3ガイドベーン40,41,42は、それぞれの外形寸法D1,D3,D4が、排気ガスの流れ方向の下流にあるほど小さいものとなっている。
As shown in FIG. 3, a first guide vane 40, a second guide vane 41, and a third guide vane 42 are fixed at substantially equal intervals in the axial direction of the
すなわち、入口管26の最も上流側に配置された第1ガイドベーン40の外形寸法D1が最も大きく形成され、入口管26の最も下流側に配置された第3ガイドベーン30の外形寸法D4が最も小さく形成され、第1、第3ガイドベーン40,42の間に配置される第2ガイドベーン41の外形寸法D3が中間の大きさに形成されている。
That is, the outer dimension D1 of the first guide vane 40 arranged on the most upstream side of the
そして、第1ガイドベーン40の外形寸法D1は、前記第1実施形態のガイドベーン30とほぼ同じ大きさであり、また、第1ガイドベーン40の拡径角度α2も第1実施形態のガイドベーン30と同じとなっている。さらに、第2、第3ガイドベーン41,42も第1ガイドベーン40の拡径角度α2とほぼ同じ拡径角度となっている。
The outer dimension D1 of the first guide vane 40 is substantially the same as the
このような構成では、入口管26を流れてきた排気ガスが多数の小穴26Aから上流室24に流れるが、第1ガイドベーン40より上流側の小穴26Aから流れた排気ガスは、当該第1ガイドベーン40の外周面によってガイドされて、排気後処理装置10の外周に向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
In such a configuration, the exhaust gas flowing through the
入口管26の第1ガイドベーン40と第2ガイドベーン41との間の小穴26Aから流れた排気ガスは、第1、第2ガイドベーン40,41の内外周面によってガイドされて、これら第1、第2ガイドベーン40,41の間を通り、排気後処理装置10の幾分中央部寄りに向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
The exhaust gas flowing from the
入口管26の第3ガイドベーン42と第2ガイドベーン41との間の小穴26Aから流れた排気ガスは、第2、第3ガイドベーン41,42の内外周面によってガイドされて、これら第2、第3ガイドベーン42,41との間を通り、排気後処理装置10の中央部寄りに向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
The exhaust gas flowing from the
また、入口管26の第3ガイドベーン42よりも下流側の小穴26Aから流れた排気ガスは、第3ガイドベーン42の内周面に沿い、かつ、入口管26に沿って流れて排気後処理装置10の中央部に向かい、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
Further, the exhaust gas flowing from the
このように、入口管26の小穴26Aから流れた排気ガスは、上流室24の外周側、中央部およびその中間部から流れるため、流れ分布がより均一化され、この均一化された状態で排気後処理装置10へ流入する。
As described above, the exhaust gas flowing from the
そして、排気後処理装置10内を通過した排気ガスは、排気後処理装置10で浄化され、下流室25を経て出口管28から外部に排出される。
Then, the exhaust gas that has passed through the
このような本実施形態においては、前記(1)〜(3)と同様の効果を得ることができる他、以下の効果がある。
(4)入口管26から流れる排気ガスが、第1、第2、第3ガイドベーン40,41,42によりそれぞれガイドされて流れるので、流れ分布をより均一にすることができる。
(5)第1、第2、第3ガイドベーン40,41,42の外径が、流れ方向の下流にあるほど小さいものとしたので、一つのガイドベーン40等を経由して流れる排気ガスが、他のガイドベーン41等により邪魔されることがなく、その結果、入口管26の長さを短くでき、ひいては、外部拡径管22を小さくすることができる。
〔第3実施形態〕
図4には、本発明の第3実施形態が示されている。
In this embodiment, in addition to the same effects as the above (1) to (3), there are the following effects.
(4) Since the exhaust gas flowing from the
(5) Since the outer diameters of the first, second, and third guide vanes 40, 41, and 42 are made smaller as they are downstream in the flow direction, the exhaust gas flowing through one guide vane 40 and the like As a result, the length of the
[Third Embodiment]
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
この実施形態の排気ガス浄化装置1Bは、入口管(26)の流れ方向の下流端を閉じる蓋部材47を、流れ方向の下流側に向かって突出した略半球形状としたものである。
In the exhaust gas purification apparatus 1B of this embodiment, the
このような構成では、入口管26を流れてきた排気ガスが多数の小穴26Aから上流室24に流れるが、ガイドベーン30より上流側の小穴26Aから流れた排気ガスは、当該ガイドベーン30の外周面にガイドされて排気後処理装置10の外周に向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
In such a configuration, the exhaust gas flowing through the
一方、入口管26のガイドベーン30より下流側の小穴26Aから流れた排気ガスは、一部がガイドベーン30の内周面に沿い、一部は入口管26から蓋部材47の表面に沿って排気後処理装置10の中央部に向かって流れ、排気後処理装置10の流入側端面11に達する。
On the other hand, a part of the exhaust gas flowing from the
このような本実施形態においては、前記(1)〜(3)と同様の効果を得ることができる他、以下の効果がある。
(6)入口管26から流れた排気ガスが、一部が、ガイドベーン30の外周面にガイドされて排気後処理装置10の外周に向かって流れるとともに、一部は、略半球形状に形成された蓋部材47の半球部の表面に沿って排気後処理装置10の中央部に向かって流れるので、排気ガスが均一化され、また、排気後処理装置10の中央部も充分に活用できて、より浄化効率が向上する。
In this embodiment, in addition to the same effects as the above (1) to (3), there are the following effects.
(6) A part of the exhaust gas flowing from the
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other configurations that can achieve the object of the present invention, and includes the following modifications and the like.
すなわち、前記第2実施形態では、第1ガイドベーン40、第2ガイドベーン41、および第3ガイドベーン42を設けた入口管26の蓋部材27は板状に形成されているが、この板状の蓋部材27に替えて、前記第3実施形態の略半球形状の蓋部材47を用いてもよい。
That is, in the second embodiment, the
このようにすれば、第1、第2、第3ガイドベーン40,41,42によって排気ガスが均一化されて流れる他、半球形状の蓋部材47の表面に沿って流れ、排気ガスが排気後処理装置10の中央部に向いて流れるので、排気ガスがより均一に流れるようになる。
In this way, the exhaust gas is made to flow uniformly by the first, second, and third guide vanes 40, 41, and 42, and flows along the surface of the
また、前記第3実施形態では、入口管26の蓋部材47を略半球形状に形成したものを使用したが、これに限らず、例えば、円錐形状に形成してもよい。
Moreover, in the said 3rd Embodiment, what formed the
そして、このようにしても、前記第3実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 And even if it does in this way, the effect similar to the effect of the said 3rd Embodiment can be acquired.
その他、排気後処理装置10を構成する担体14の全体形状や、ケース20、外部拡径管22および外部縮径管23の全体形状、あるいは入口管26の形状、さらには、それらの材質などは、その実施にあたって適宜に変更可能であり、前記各実施形態のものに限定されない。
In addition, the overall shape of the
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に利用できる他、排気後処理装置の適用が見込まれるあらゆる内燃機関の排気ガス浄化装置として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an exhaust gas purifying device for diesel engines, and as an exhaust gas purifying device for any internal combustion engine in which an exhaust aftertreatment device is expected to be applied.
1,1A,1B…排気ガス浄化装置、10…排気後処理装置、20…ケース、22…上流室を形成する外部拡径管部、24…上流室、26…入口管、26A…多数の小穴、27,47…蓋部材、30…内部拡径管であるガイドベーン、α1…外部拡径管部の拡径角度、α2…ガイドベーンの拡径角度。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Exhaust gas purification apparatus, 10 ... Exhaust after-treatment apparatus, 20 ... Case, 22 ... External diameter expansion pipe part which forms upstream chamber, 24 ... Upstream chamber, 26 ... Inlet pipe, 26A ... Many small holes , 27, 47 ... lid member, 30 ... guide vane which is an inner diameter-expanded pipe, [alpha] 1 ... diameter-expansion angle of the outer diameter-expanded pipe section, [alpha] 2 ... diameter-expansion angle of the guide vane
Claims (4)
前記排気後処理装置(10)を内蔵するケース(20)と、
前記ケース(20)に対して排気ガスの流れ方向の上流に設けられた上流室(24)と、
前記上流室(24)に設けられて排気ガスが流入するとともに、排気ガスの流れ方向の下流端が閉じられ、かつ外周に多数の小穴を有する入口管(26)と、
前記入口管(26)の長手方向の途中位置の外周から排気ガスの流れ方向の下流側に向かって拡開する内部拡径管(30)とを備え、
前記内部拡径管(30)の拡開部分を形成する内外周面の両側を同時に流れる排気ガスが前記排気後処理装置(10)に流入する
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置(1)。
In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and provided with an exhaust aftertreatment device,
A case (20) containing the exhaust aftertreatment device (10);
Said case (20) upstream chamber provided upstream of an exhaust gas flow direction with respect to the (24),
To together the exhaust gas provided in the upstream chamber (24) flows, is closed downstream end of the flow direction of the exhaust gas, and an inlet pipe having a large number of small holes on the outer periphery (26),
An inner diameter expansion pipe (30) that expands from the outer periphery of the midway position in the longitudinal direction of the inlet pipe (26) toward the downstream side in the exhaust gas flow direction ;
An exhaust gas purifying device for an internal combustion engine, wherein exhaust gas flowing simultaneously on both sides of the inner and outer peripheral surfaces forming the expanded portion of the inner expanded pipe (30) flows into the exhaust aftertreatment device (10). 1).
前記ケース(20)の上流室(24)を形成する部分は、前記流れ方向の下流側に向かって拡開する外部拡径部となっており、
この外部拡径部(22)と前記内部拡径管(30)との拡径角度がほぼ同一とされている
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置(1)。 The exhaust gas purification device (1) for an internal combustion engine according to claim 1,
The portion forming the upstream chamber (24) of the case (20) is an external diameter-expanded portion that expands toward the downstream side in the flow direction,
An exhaust gas purifying device (1) for an internal combustion engine, characterized in that an expansion angle between the external expansion portion (22) and the internal expansion tube (30) is substantially the same.
前記内部拡径管(40),(41),(42)が複数設けられ、これらの内部拡径管(40),(41),(42)の外径は前記流れ方向の下流側にあるほど小さい
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置(1A)。 The exhaust gas purification device (1) for an internal combustion engine according to claim 1,
A plurality of the inner diameter-expanded tubes (40), (41), (42) are provided, and the outer diameters of these inner diameter-expanded tubes (40), (41), (42) are on the downstream side in the flow direction. An exhaust gas purification device (1A) for an internal combustion engine, characterized by being so small.
前記入口管(26)の前記流れ方向の下流端を閉じる蓋部材(47)は、流れ方向の下流側に向かって突出した略半球形状ないし円錐形状とされている
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置(1B)。 The exhaust gas purification device (1) for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The lid member (47) for closing the downstream end in the flow direction of the inlet pipe (26) has a substantially hemispherical shape or a conical shape protruding toward the downstream side in the flow direction. Exhaust gas purification device (1B).
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