JP6073659B2 - 排ガス浄化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、排ガス流路において排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、大気汚染物質である窒素酸化物(NOx)が含まれている。こうした排ガスを浄化するための装置として、SCR(Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元)方式の触媒を排ガス流路に設け、その上流側の排ガス中に尿素水を噴射する構成の排ガス浄化装置が知られている。排ガス中に噴射された尿素水は、排ガスの熱により加水分解し、加水分解により生じたアンモニア(NH3)が排ガスとともに触媒へ供給される。排ガス中の窒素酸化物は、触媒においてアンモニアと反応し、還元浄化される。
また、この種の排ガス浄化装置としては、触媒による排ガス浄化効果を向上させるため、断面積の大きい触媒が用いられることが通常であり、触媒の上流側には、排ガス流路を拡径するための拡径流路が形成される。しかしながら、このような拡径流路が形成された構成では、拡径流路において排ガスの流れが偏りやすくなり、触媒に流入する排ガスの分布に偏りが生じやすくなってしまう。そこで、拡径流路の上流側に、排ガスを拡径流路へ拡散するための拡散部材を設けた構成が提案されている(特許文献1)。
特開2010−90808号公報
ところで、本発明者は、拡散部材に流入する排ガス中において還元剤(尿素水又は加水分解後のアンモニア)の分布が偏っていると、触媒に流入する排ガスにおいても還元剤の分布の偏りが解消されないという問題を見出した。すなわち、拡散部材は、拡径流路における排ガスの流れの偏りを抑制する機能を有するものの、排ガス中に偏って存在する還元剤を分散させる機能は有していないからである。特に、還元剤が排ガスと合流する合流位置において、還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なると、排ガスの流れに影響されて還元剤の流れが偏りやすくなってしまう。このようにして触媒に流入する還元剤の分布が偏ることは、触媒による排ガス浄化効果を低下させる要因となる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、触媒に流入する還元剤の分布の偏りを抑制する排ガス浄化装置を提供することを目的としている。
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、を備える。
このような構成によれば、拡散部材の上流側に誘導部材が設けられているため、誘導部材が設けられていない構成と比較して、拡散部材に流入する還元剤の分布の偏りを抑制することができる。したがって、触媒に流入する還元剤の分布の偏りを抑制することができる。
また、上記構成において、前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、前記導風部が、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐するようにしてもよい。このような構成によれば、簡素な構成により還元剤の流れを複数に分岐することができる。
また、上記構成において、第1の前記板部と、第2の前記板部と、を備え、前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられていてもよい。このような構成によれば、還元剤の流れを多数に分岐することができる。なお、この構成は、第1の板部と第2の板部とを少なくとも備えていればよく、例えば、第3の板部を更に備えてもよい。つまり、板部は2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
また、上記構成において、前記第1の板部は、前記第2の板部と比較して、前記排ガス流路における上流側に設けられ、前記第2の板部に形成された前記導風部は、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の幅が、前記第1の板部に形成された前記導風部と比較して、広く形成されていてもよい。このような構成によれば、排ガスの流れを第1の板部から第2の板部へ順に導くことで、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
また、上記構成において、前記第2の板部に形成された前記導風部は、前記第1の板部に形成された前記導風部に対し、前記拡散部材側の前記間隔が、前記合流位置側の前記間隔と比較して、広くなるように設けられていてもよい。このような構成によれば、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
また、上記構成において、前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成されていてもよい。このような構成によれば、還元剤が含まれた排ガスを、拡散部材における所望の位置へ導くことができる。
また、上記構成において、前記板部には、第1の前記羽根部と、前記第1の羽根部とは向きが異なる第2の前記羽根部と、が形成されていてもよい。このような構成によれば、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。なお、この構成は、第1の羽根部と第2の羽根部とを少なくとも備えていればよく、例えば、第3の羽根部を更に備えてもよい。つまり、羽根部は2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
また、上記構成において、前記板部には、前記導風部における、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の両側から、前記導風部における前記第1の面側へ延びるように受け部が形成されていてもよい。このような構成によれば、還元剤を含む排ガスが導風部へ集まりやすくすることができる。
また、上記構成において、前記板部には、前記導風部を貫通する貫通孔が形成されていてもよい。このような構成によれば、貫通孔を抜ける排ガスの流れを利用して、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
また、上記構成において、前記拡散部材は、流入した排ガスに旋回流を生じさせるものであってもよい。このような構成によれば、拡径流路から触媒に流入する排ガスの偏りを抑制することができる。
なお、本発明は、前述した排ガス浄化装置の他、排ガス浄化装置に用いられる誘導部材、触媒に流入する排ガスの偏りを抑制する方法など、種々の形態で実現することができる。
第1実施形態の排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。 拡散部材の斜視図である。 拡散部材を排ガス流路における下流側から見た図である。 拡散部材の羽根部の形状を示す図である。 (A)は第1実施形態の誘導部材の平面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図である。 第1実施形態の誘導部材の斜視図である。 第1実施形態の誘導部材の展開図である。 比較例の排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。 (A)は比較例の排ガス浄化装置における還元剤の流れのシミュレーション結果を示す図、(B)は第1実施形態の排ガス浄化装置における還元剤の流れのシミュレーション結果を示す図である。 (A)は比較例の排ガス浄化装置の触媒端面における還元剤の分布のシミュレーション結果を示す図、(B)は第1実施形態の排ガス浄化装置の触媒端面における還元剤の分布のシミュレーション結果を示す図である。 (A)は第2実施形態の誘導部材の平面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図、(D)はその斜視図である。 (A)は第3実施形態の誘導部材の平面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図、(D)はその斜視図である。 (A)は第4実施形態の誘導部材の平面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図、(D)はその斜視図である。 (A)は第5実施形態の誘導部材の平面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図、(D)はその斜視図である。 (A)は変形例の誘導部材の平面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図、(D)はその斜視図である。 排ガス流路が直線状の排ガス浄化装置の構成を示す断面図である。
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
図1に示す排ガス浄化装置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り、流路部材2と、触媒3と、噴射装置4と、拡散部材9と、誘導部材10と、を備える。なお、以下の説明では、図1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、排ガス浄化装置1が設けられる向きは特に限定されない。
流路部材2は、内燃機関から排出された排ガスを自動車の外部へ導くための排ガス流路を形成する。具体的には、流路部材2は、排ガス流路における上流側から順に、第1の管部2Aと、第2の管部2Bと、第3の管部2Cと、第4の管部2Dと、第5の管部2Eと、を備える。なお、これら第1〜第5の管部2A〜2Eは、説明の便宜上、流路部材2を複数の部分に区分したものであり、流路部材2を構成する部品とは関係がない。流路部材2を構成する部品点数は、特に限定されない。
第1の管部2A及び第3の管部2Cは、内径が同じ円管部であって、それぞれ直線状に形成されている。ただし、第1の管部2Aと第3の管部2Cとは、排ガスの流れる方向が異なる。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、円弧状に湾曲した円管部である第2の管部2Bによって、なだらかに連結されている。なお、この例では、第1の管部2Aの中心軸線である第1の軸線C1と第3の管部2Cの中心軸線である第2の軸線C2とが、交差している。
第5の管部2Eは、第3の管部2Cと同軸の(第2の軸線C2を中心軸線とする)直線状の円管部である。ただし、第5の管部2Eは、第3の管部2Cの内径よりも外径が大きい触媒3を収容するために、第3の管部2Cよりも内径が大きく形成されている。このため、第3の管部2Cと第5の管部2Eとは、テーパ状に拡径した円管部である第4の管部2Dによって、なだらかに連結されている。
つまり、流路部材2は、触媒3へ至る排ガス流路において、湾曲流路と拡径流路とを形成する。
さらに、流路部材2は、噴射装置4から排ガス流路へ還元剤を噴射するための還元剤流路を形成する第6の管部2Fを備える。第6の管部2Fは、第3の管部2Cと同軸の(第2の軸線C2を中心軸線とする)円管部であり、この例では、排ガス流路へ向かって若干テーパ状に拡径している。第6の管部2Fは、第2の管部2Bに接続されており、第6の管部2Fを介して噴射された還元剤は、第2の管部2B内を流れる排ガスと合流する。
触媒3は、窒素酸化物(NOx)を還元する機能を有するSCR(Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元)方式の触媒であり、排ガス流路における拡径流路の下流側(具体的には第5の管部2E内)に設けられている。
噴射装置4は、液状の還元剤を噴射し、第6の管部2Fを介して、排ガス流路における拡散部材9よりも上流側(具体的には第2の管部2B内)へ還元剤を供給する供給装置として機能する。本実施形態では、還元剤として尿素水を噴射する。なお、厳密には、排ガス中に噴射された尿素水が、排ガスの熱により加水分解してアンモニア(NH3)が生じ、こうして生じたアンモニアが還元剤として機能するが、加水分解前の状態(尿素水)についても還元剤と称する。
拡散部材9は、上流側から流入した排ガスを拡径流路へ拡散するように流出させ、触媒3に流入する排ガスの偏りを抑制する(均一に近づける)ためのものであり、排ガス流路における拡径流路の上流側(第3の管部2C内)に設けられている。
ここで、一例としての拡散部材9の具体的な構成について、図2及び図3を用いて説明する。図2及び図3に示す拡散部材9は、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、本体部91と、複数の羽根部92と、複数の支持部93と、を備える。
支持部93は、排ガスの流れ方向Dに沿った上流側へ延びる突出片であり、階段状に折り曲げられることで、本体部91よりも径方向外側に張り出している。このため、拡散部材9を第3の管部2C内に取り付けた状態では、支持部93の外面が第3の管部2Cの内面と接触し、本体部91と第3の管部2Cの内面との間には隙間が生じる。そして、支持部93と第3の管部2Cとの接触部が溶接されることで、本体部91が支持部93により支持される。つまり、拡散部材9が第3の管部2Cに固定される。
複数の羽根部92は、排ガスの流れ方向Dに沿った下流側に形成された突出片である。各羽根部92は、先端が折り曲げられることにより、排ガスの流れ方向Dに対して傾斜しており、傾斜に応じた方向へ排ガスを誘導する。各羽根部92の傾斜方向及び排ガスを誘導する方向は、以下のように設定されている。
すなわち、図4に示すように各羽根部92が排ガスを誘導する方向のベクトルをベクトルEとすると、ベクトルEは、各羽根部92の根元から先端へ向かうベクトルとすることができる。そして、ベクトルEのうち、排ガスの流れ方向Dに直交する面内の成分をベクトルXとすると、拡散部材9を排ガスの流れ方向Dにおける下流側から見た場合に、各羽根部92のベクトルXは、全体として、図3に示すように一定の経路で一巡する。このため、拡散部材9を通過する排ガスは、各羽根部92においてベクトルXの方向へ誘導され、結果として、拡散部材9に流入した排ガスには、全体として、図3において反時計回りの旋回流が生じる。その結果、排ガスが拡径流路へ広がりやすくなり、触媒3に流入する排ガスの偏りが抑制される。
誘導部材10は、上流側から流入した還元剤の流れを複数に分岐して拡散部材9へ誘導し、拡散部材9に流入する還元剤の分布の偏りを抑制する(均一に近づける)ためのものである。このため、誘導部材10は、排ガス流路における還元剤が排ガスと合流する合流位置又は合流位置よりも下流側であって、拡散部材9よりも上流側に設けられている。この例では、後述する3つの導風部11A〜13Aの先端が還元剤の合流位置に位置するように(換言すれば、第1の軸線C1よりも噴射装置4寄りの位置に)設けられている。
ここで、第1実施形態の誘導部材10の具体的な構成について、図5(A)〜(C)、図6及び図7を用いて説明する。なお、図5(A)は誘導部材10を上方から見た図(平面図)、図5(B)は誘導部材10を側方から見た図(側面図)であり、図5(A),(B)の左右方向は、図1の左右方向と一致する。また、図5(C)は、誘導部材10を第2の軸線C2に沿った下流側(拡散部材9側)から見た図(背面図)である。
誘導部材10は、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものである。具体的には、誘導部材10は、第1の板部11と、第2の板部12と、第3の板部13と、第4の板部14と、第5の板部15と、第6の板部16と、第7の板部17と、を備える。なお、これら第1〜第7の板部11〜17は、説明の便宜上、誘導部材10を複数の部分に区分したものである。
第1〜第7の板部11〜17は、第6の管部2Fを介して噴射された還元剤の流れが阻害されにくいように、第2の軸線C2に対して平行又は平行に近い角度で形成されている。
このうち、第1〜第3の板部11〜13は、それぞれ、第1の軸線C1及び第2の軸線C2と直交する線(図5(A)でいう上下方向の線。図5(C)でいう左右方向の線。)に対して平行な面を形成する。具体的には、第1〜第3の板部11〜13には、概略上方を向いた上面(第1の面)と、概略下方を向いた下面(第1の面の裏面である第2の面)と、が形成される。
そして、第1〜第3の板部11〜13は、第3の板部13における上面と第2の板部12における下面、及び、第2の板部12における上面と第1の板部11における下面、がそれぞれ間隔を空けて対向するように設けられている。具体的には、第1の板部11は、第2の板部12及び第3の板部13と比較して排ガス流路における上流側に設けられ、第1の管部2Aからの排ガスの流れに対して対向するように設けられている。また、第2の板部12は、第3の板部13と比較して排ガス流路における上流側に設けられ、第1の管部2Aからの排ガスの流れに対して、第1の板部11の背後(第1の板部11よりも下方)において対向するように設けられている。さらに、第3の板部13は、第1の管部2Aからの排ガスの流れに対して、第2の板部12の背後(第2の板部12よりも下方)において対向するように設けられている。
一方、第4の板部14は、第1の板部11の一端(図5(C)でいう右側端部)と第2の板部12の一端(図5(C)でいう右側端部)とを連結する。同様に、第5の板部15は、第2の板部12の他端(図5(C)でいう左側端部)と第3の板部13の一端(図5(C)でいう左側端部)とを連結する。
さらに、第1の板部11の他端(図5(C)でいう左側端部)には、第1の板部11を挟んで第4の板部14と概略対称形状の第6の板部16が連結されている。同様に、第3の板部13の他端(図5(C)でいう右側端部)には、第3の板部13を挟んで第5の板部15と概略対称形状の第7の板部17が連結されている。
つまり、第1〜第7の板部11〜17は、第2の軸線C2に沿った方向から見てS字状(詳細には、図5(C)に示すように、排ガス流路における上流側から見て左右逆向きのS字状)に形成されている。
第1の板部11には、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部11Aが形成されている。同様に、第2の板部12には、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部12Aが形成され、第3の板部13には、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部13Aが形成されている。つまり、誘導部材10は、3つの導風部11A〜13Aを備えた3段形状のものである。
また、導風部12Aは、還元剤が流れる方向(第2の軸線C2に沿った方向であり、図5(A)でいう左右方向)と直交する方向(図5(A)でいう上下方向)の幅が、導風部11Aと比較して広く形成されている。さらに、導風部13Aは、その幅が、導風部12Aと比較して広く形成されている。つまり、3つの導風部11A〜13Aは、上方から見て、段階的に幅が広くなるように形成されている(図5(A)参照)。
また、3つの導風部11A〜13Aは、互いに平行ではなく、合流位置側へ向かって間隔が狭まるように設けられている。すなわち、導風部12Aは、導風部11Aに対し、拡散部材9側の間隔が、合流位置側の間隔と比較して広くなるように設けられており、導風部13Aは、導風部12Aに対し、拡散部材9側の間隔が、合流位置側の間隔と比較して広くなるように設けられている。
このような形状の誘導部材10が設けられているため、噴射装置4により噴射された還元剤の流れは、3つの導風部11A〜13Aのそれぞれによってその上面側と下面側とに分岐され、上下方向において複数(この例では4つ)に分岐される。具体的には、第1の板部11よりも上方の第1の流路と、第1の板部11と第2の板部12との間に形成された第2の流路と、第2の板部12と第3の板部13との間に形成された第3の流路と、第3の板部13よりも下方の第4の流路と、に分岐される。
また、第1の板部11には、導風部11Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部11Bが形成されている。同様に、第2の板部12には、導風部12Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部12Bが形成されている。また、第3の板部13には、導風部13Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部13Bが形成されている。3つの羽根部11B〜13Bは、排ガスの下流側へ向かって斜め上方へ折り曲げられており、それぞれに対応する導風部11A〜13Aとは異なる角度に設けられている。このため、羽根部11B〜13Bの上面に沿って流れる排ガス(還元剤が含まれた排ガス)は、誘導部材10が設けられていない構成と比較して、排ガス流路における上部側へ誘導される。
また、第4の板部14には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部14Bが形成されている。そして、第5の板部15には、同様の突出片である支持部15Bが形成され、第6の板部16には、同様の突出片である支持部16Bが形成され、第7の板部17には、同様の突出片である支持部17Bが形成されている。4つの支持部14B〜17Bは、階段状に折り曲げられることで、径方向外側に張り出している。このため、誘導部材10を第3の管部2C内に取り付けた状態では、4つの支持部14B〜17Bのそれぞれの外面が第3の管部2Cの内面と接触する。そして、4つの支持部14B〜17Bのそれぞれと第3の管部2Cとの接触部が溶接されることで、誘導部材10が第3の管部2Cに固定される。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[A1]第1実施形態の排ガス浄化装置1は、拡散部材9の上流側に誘導部材10が設けられているため、誘導部材10が設けられていない構成と比較して、拡散部材9に流入する還元剤の分布の偏りを抑制することができる。したがって、触媒3に流入する排ガスの偏りを抑制することができる。
ここで、このような効果が得られる理由について、誘導部材10を備えない構成(比較例の排ガス浄化装置)と対比する形で説明する。
図8に示すように、誘導部材10を備えない比較例の排ガス浄化装置では、排ガス流路における湾曲流路において排ガスの流れが偏るため、合流した還元剤も排ガスに流されてしまい、排ガス流路における下部に偏ってしまう。このため、拡散部材9に流入する還元剤の分布が、この例では下方に大きく偏る。拡散部材9は、拡径流路における排ガスの偏りを抑制する機能を有するものの、偏って流入した還元剤を全体に広げる効果は少ないため、拡散部材9を通過した排ガスは、還元剤の分布が偏ったままの状態で触媒3へ流入しやすくなる。このような状態では、触媒3による排ガス浄化効果を十分に得ることができない。
これに対し、第1実施形態の排ガス浄化装置1では、図1に示すように、拡散部材9の手前であって還元剤が偏りやすい位置(この例では排ガス流路における下部)に、誘導部材10が設けられている。誘導部材10は、噴射装置4により噴射された還元剤の流れを、導風部11A〜13Aにより上下方向において複数に分岐し、羽根部11B〜13Bにより拡散部材9における複数の箇所へ誘導する。このため、拡散部材9に流入する還元剤の分布の偏りが抑制されるように還元剤の流れを調整することができる。
次に、シミュレーション結果について説明する。図9(A)に示すように、比較例の排ガス浄化装置では、湾曲流路において排ガスの流れが排ガス流路における下部に偏ることにより、還元剤の流れ(図中の流線)も排ガス流路の下部へ偏ってしまい、排ガス中における還元剤の分布が偏ってしまう。このため、図10(A)に示すように、触媒3の端面での還元剤(アンモニア)の分布(図中の点)の一様度は、偏ったものとなる。なお、図10(A)は、図9(A)のXA−XA断面図に相当する。
これに対し、図9(B)に示すように、第1実施形態の排ガス浄化装置1では、拡散部材9の手前に設けられた誘導部材10により、排ガス及び還元剤の流れを調整することができる。具体的には、誘導部材10により、導風部11A〜13Aの上面に沿った流れが生じ、また、導風部11A〜13Aの背面(下面)に形成される負圧部により、周囲を流れる排ガスが巻き込まれることで、還元剤の流れ(図中の流線)の偏りが抑制され、効果的に拡散部材9へ導かれる。そして、羽根部11B〜13Bにより、還元剤を拡散部材9における還元剤が流入しにくい位置(例えば上部)へ導くことで、還元剤の分布の偏りが抑制された状態の排ガスを拡散部材9へ流入させることができる。このため、図10(B)に示すように、触媒3の端面での還元剤(アンモニア)の分布(図中の点)の一様度は、比較例よりも偏りが抑制されたものとなる。なお、図10(B)は、図9(B)のXB−XB断面図に相当する。
[A2]また、図5(A)に示すように、誘導部材10に形成された3つの導風部11A〜13Aは、上方から見て、段階的に幅が広くなるように形成されている。このため、最上段の導風部11Aの上面に沿った流れ(矢印F1)において、幅方向外側の流れが2段目の導風部12Aに導かれ(矢印F2)、2段目の導風部12Aの上面に沿った流れにおいて、幅方向外側の流れが3段目の導風部13Aに導かれる(矢印F3)。このように、排ガスの流れを第1の板部11から第2の板部12へ、第2の板部12から第3の板部13へ、と順に導くことで、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
[A3]また、誘導部材10は、3つの導風部11A〜13Aの間に形成された流路が、拡散部材9側へ広くなるように設けられているため、還元剤を上下方向に広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
[A4]また、誘導部材10は、3つの導風部11A〜13Aの先端が還元剤の合流位置に位置するように(換言すれば、第1の軸線C1よりも噴射装置4寄りの位置に)設けられている。このため、排ガスの流速が変化しても還元剤の流入位置がばらつきにくくなり、安定した効果を得ることができる。
[A5]また、誘導部材10は、羽根部11B〜13Bを備えるため、還元剤が含まれた排ガスを、拡散部材9における所望の位置へ導くことができる。また、還元剤が羽根部11B〜13Bに衝突することで、加水分解を促進させることができる。
[A6]また、誘導部材10は、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成された簡素な構成のものであるため、低コストで実現することができる。
[2.第2実施形態]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、前述した誘導部材10に代えて、後述する誘導部材20が用いられている点が異なる。その他、第1実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
図11(A)〜(D)に示す第2実施形態の誘導部材20は、基本的には第1実施形態の誘導部材10と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第2実施形態の誘導部材20は、第1実施形態の誘導部材10と同様、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであるが、第1実施形態でいう第3の板部13及び第7の板部17を備えていない。つまり、第1実施形態の誘導部材10は、3つの導風部11A〜13Aを備えた3段形状のものであるのに対し、第2実施形態の誘導部材20は2段形状である点で相違する。具体的には、誘導部材20は、第1の板部21と、第2の板部22と、第4の板部24と、第5の板部25と、第6の板部26と、を備える。なお、各部の名称は、第1実施形態の名称に対応させている。
第1の板部21及び第2の板部22には、第1実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部21A,22Aがそれぞれ形成されている。このため、噴射装置4により噴射された還元剤の流れは、2つの導風部21A,22Aのそれぞれによってその上面側と下面側とに分岐され、上下方向において複数(この例では3つ)に分岐される。
また、第1の板部21及び第2の板部22には、第1実施形態と同様、導風部21A,22Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部21B,22Bが形成されている。
また、第4の板部24、第5の板部25及び第6の板部26には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部24B,25B,26Bがそれぞれ形成されている。そして、支持部24B,25B,26Bのそれぞれと第3の管部2Cとの接触部が溶接されることで、誘導部材20が第3の管部2Cに固定される。
以上詳述した第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第2実施形態によれば、導風部21A,22Aの背面(下面)に形成される負圧空間を広くすることができ、還元剤を効果的に拡散部材9へ導くことができる。
[3.第3実施形態]
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、前述した誘導部材10に代えて、後述する誘導部材30が用いられている点が異なる。その他、第1実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
図12(A)〜(D)に示す第3実施形態の誘導部材30は、基本的には第1実施形態の誘導部材10と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第3実施形態の誘導部材30は、第1実施形態の誘導部材10と同様、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、第1の板部31と、第2の板部32と、第3の板部33と、第4の板部34と、第5の板部35と、第6の板部36と、第7の板部37と、を備える。なお、各部の名称は、第1実施形態の名称に対応させている。
第1〜第3の板部31〜33には、第1実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部31A〜33Aがそれぞれ形成されている。そして、第3実施形態では、導風部33Aにおける、還元剤が流れる方向と直交する方向(幅方向)の両側から、導風部33Aにおける上面側(この例では斜め上方)へ延びるように受け部33C,33Dが形成されている点で、第1実施形態と相違する。
なお、第1〜第3の板部31〜33には、第1実施形態と同様、導風部31A〜33Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部31B〜33Bが形成されている。また、第4〜第7の板部34〜37には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部34B〜37Bがそれぞれ形成されている。
以上詳述した第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第3実施形態によれば、最下段の第3の板部33を、斜め上方へ延びる受け部33C,33Dを有する受け形状にすることで、還元剤を含む排ガスが導風部33Aへ集まりやすくなり、より多くの排ガスを羽根部31B〜33Bへ誘導することができる。
[4.第4実施形態]
第4実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、前述した誘導部材10に代えて、後述する誘導部材40が用いられている点が異なる。その他、第1実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
図13(A)〜(D)に示す第4実施形態の誘導部材40は、基本的には第1実施形態の誘導部材10と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第4実施形態の誘導部材40は、第1実施形態の誘導部材10と同様、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、第1の板部41と、第2の板部42と、第3の板部43と、第4の板部44と、第5の板部45と、第6の板部46と、第7の板部47と、を備える。なお、各部の名称は、第1実施形態の名称に対応させている。
第1〜第3の板部41〜43には、第1実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部41A〜43Aがそれぞれ形成されている。また、第1〜第3の板部41〜43には、第1実施形態と同様、導風部41A〜43Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部41B〜43Bが形成されている。
そして、第4実施形態では、導風部41A〜43A及び羽根部41B〜43Bに複数の円形の貫通孔40Hが形成されている点で、第1実施形態と相違する。
なお、第4〜第7の板部44〜47には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部44B〜47Bがそれぞれ形成されている。
以上詳述した第4実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第4実施形態によれば、導風部41A〜43A及び羽根部41B〜43Bに複数の貫通孔40Hが形成されているため、貫通孔40Hを抜ける排ガスの流れを利用して還元剤の加水分解を促進しつつ、排ガスの流れを広範囲に導くことができる。
[5.第5実施形態]
第5実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、前述した誘導部材10に代えて、後述する誘導部材50が用いられている点が異なる。その他、第1実施形態と共通する構成については、同一符号を用いて説明を省略する。
図14(A)〜(D)に示す第5実施形態の誘導部材50は、基本的には第1実施形態の誘導部材10と同様の構成であるため、相違点を中心に説明する。
第5実施形態の誘導部材50は、第1実施形態の誘導部材10と同様、1枚の金属製の板材を折り曲げて形成されたものであり、第1の板部51と、第2の板部52と、第3の板部53と、第4の板部54と、第5の板部55と、第6の板部56と、第7の板部57と、を備える。なお、各部の名称は、第1実施形態の名称に対応させている。
第1〜第3の板部51〜53には、第1実施形態と同様、還元剤の合流位置側へ延びる突出片である導風部51A〜53Aがそれぞれ形成されている。また、第1の板部51には、第1実施形態と同様、導風部51Aが形成された側とは反対側に、拡散部材9側へ延びる突出片である羽根部51Bが形成されている。
そして、第5実施形態では、第2の板部52に、第1実施形態でいう羽根部12Bに代えて、2つの羽根部52E,52Fが設けられ、第3の板部53に、第1実施形態でいう羽根部13Bに代えて、2つの羽根部53E,53Fが設けられている点で、第1実施形態と相違する。
第2の板部52に形成された羽根部52E,52Fは、図14(C)でいう右側の羽根部52Eが斜め上方へ折り曲げられているのに対し、図14(C)でいう左側の羽根部52Fは斜め下方へ折り曲げられている。また、第3の板部53に形成された羽根部53E,53Fは、図14(C)でいう右側の羽根部53Eが斜め下方へ折り曲げられているのに対し、図14(C)でいう左側の羽根部53Fは斜め上方へ折り曲げられている。つまり、第2の板部52及び第3の板部53のそれぞれに、互いに向きが異なる複数の羽根部(この例では第1の羽根部及び第2の羽根部の2つの羽根部)が形成されている。
なお、第4〜第7の板部54〜57には、排ガス流路における下流側へ延びる突出片である支持部54B〜57Bがそれぞれ形成されている。
以上詳述した第5実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第5実施形態によれば、第2の板部52及び第3の板部53のそれぞれに複数(この例では2つ)の羽根部52E,52F,53E,53Fが形成されているため、還元剤を広範囲に分散させて偏りを抑制することができる。
[6.他の実施形態]
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。
[B1]上記実施形態では、複数の板部を備える誘導部材を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図15(A)〜(D)に示す誘導部材60は、1枚の金属製の板をW字状に湾曲して形成されたものである。このような簡素な構成であっても、第1実施形態と同様、噴射装置4により噴射された還元剤の流れを、上下方向において複数(この例では2つ)に分岐し、拡散部材9における複数の箇所へ誘導することができる。したがって、拡散部材9に流入する還元剤の分布の偏りが抑制されるように還元剤の流れを調整することができる。
[B2]上記実施形態では、誘導部材を合流位置付近に設けた構成を例示したが、これに限定されるものではなく、合流位置から離れた位置に配置してもよい。例えば、図1に示す構成において、誘導部材10が、第1の軸線C1よりも拡散部材9寄りの位置に設けられていてもよい。このようにしても、偏って分布した還元剤が流入する位置に誘導部材が設けられていれば、同様の効果が得られる。
[B3]上記実施形態では、湾曲流路が形成された排ガス流路を前提としているが、これに限定されるものではなく、例えば、図16に示すように、直線状の排ガス流路に適用してもよい。すなわち、図16に示す構成においても、還元剤が排ガスと合流する合流位置において、還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なるため、還元剤が排ガスの流れに影響されて部分的に(この例では上方に)偏りやすくなってしまう。このため、誘導部材10を設けることで、噴射装置4により噴射された還元剤の流れを、下方へ誘導することができる。
[B4]上記実施形態の流路部材、拡散部材、誘導部材などの構成は、あくまでも一例であり、上記実施形態とは異なる構造や固定方法を採用してもよい。例えば、誘導部材において、導風部は1つでもよく、複数(例えば4つ以上)としてもよい。また、例えば、羽根部を備えていない構成の誘導部材としてもよい。また、例えば、第1の管部2A及び第3の管部2Cは、円管部以外の管形状としてもよく、また、曲線状としてもよい。また、第1の管部2A及び第3の管部2Cは、内径が異なっていてもよい。また、第3の管部2C及び第5の管部2Eは、同軸でなくてもよい。また、上記複数の実施形態の特徴部を組み合わせた構成としてもよい。
[B5]還元剤は、尿素水に限定されるものではなく、触媒における排ガスの浄化に寄与するものであればよい。
[B6]本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
1…排ガス浄化装置、2…流路部材、3…触媒、4…噴射装置、9…拡散部材、10,20,30,40,50,60…誘導部材、11…第1の板部、11A…導風部、11B…羽根部、12…第2の板部、12A…導風部、12B…羽根部、13…第3の板部、13A…導風部、13B…羽根部

Claims (20)

  1. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記排ガス流路を形成する流路部材は、前記拡散部材が内部に設けられた直線状の円管部と、前記触媒が内部に設けられた直線状の円管部と、が前記拡径流路を形成する円管部によって連結され、
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐することを特徴とする排ガス浄化装置。
  2. 請求項1に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐する
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  3. 請求項2に記載の排ガス浄化装置であって、
    第1の前記板部と、
    第2の前記板部と、
    を備え、
    前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  4. 請求項3に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記第1の板部は、前記第2の板部と比較して、前記排ガス流路における上流側に設けられ、
    前記第2の板部に形成された前記導風部は、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の幅が、前記第1の板部に形成された前記導風部と比較して、広く形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  5. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐し、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐し、
    前記誘導部材は、第1の前記板部と、第2の前記板部と、を備え、
    前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられ、
    前記第1の板部は、前記第2の板部と比較して、前記排ガス流路における上流側に設けられ、
    前記第2の板部に形成された前記導風部は、前記還元剤が流れる方向と直交する方向の幅が、前記第1の板部に形成された前記導風部と比較して、広く形成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
  6. 請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記第2の板部に形成された前記導風部は、前記第1の板部に形成された前記導風部に対し、前記拡散部材側の前記間隔が、前記合流位置側の前記間隔と比較して、広くなるように設けられている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  7. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐し、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐し、
    前記誘導部材は、第1の前記板部と、第2の前記板部と、を備え、
    前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられ、
    前記第2の板部に形成された前記導風部は、前記第1の板部に形成された前記導風部に対し、前記拡散部材側の前記間隔が、前記合流位置側の前記間隔と比較して、広くなるように設けられていることを特徴とする排ガス浄化装置。
  8. 請求項2から請求項までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  9. 請求項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記板部には、第1の前記羽根部と、前記第1の羽根部とは向きが異なる第2の前記羽根部と、が形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  10. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐し、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐し、
    前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成され、
    前記板部には、第1の前記羽根部と、前記第1の羽根部とは向きが異なる第2の前記羽根部と、が形成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
  11. 請求項10に記載の排ガス浄化装置であって、
    第1の前記板部と、
    第2の前記板部と、
    を備え、
    前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  12. 請求項2から請求項11までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記導風部は、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とのいずれにも直交する直交方向に延びる直線に対して平行な面を有し、
    前記板部には、前記導風部における前記直交方向の両側から、前記導風部における前記第1の面側へ延びるように受け部が形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  13. 請求項2から請求項12までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記板部には、前記導風部を貫通する貫通孔が形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  14. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐し、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐し、
    前記導風部は、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とのいずれにも直交する直交方向に延びる直線に対して平行な面を有し、
    前記板部には、前記導風部における前記直交方向の両側から、前記導風部における前記第1の面側へ延びるように受け部が形成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
  15. 請求項14に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記板部には、前記導風部を貫通する貫通孔が形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  16. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐し、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐し、
    前記板部には、前記導風部を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
  17. 請求項14から請求項16までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    第1の前記板部と、
    第2の前記板部と、
    を備え、
    前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  18. 請求項14から請求項17までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成されている
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  19. 排ガス流路における拡径流路の下流側に設けられた触媒と、
    前記排ガス流路における前記拡径流路の上流側に設けられ、上流側から流入した排ガスを前記拡径流路へ拡散するように流出させる拡散部材と、
    前記排ガス流路における前記拡散部材よりも上流側へ還元剤を供給する供給装置と、
    前記排ガス流路における前記還元剤が排ガスと合流する合流位置又は前記合流位置よりも下流側であって、前記拡散部材よりも上流側に設けられ、上流側から流入した前記還元剤の流れを複数に分岐して前記拡散部材へ誘導する誘導部材と、
    を備え
    前記誘導部材は、前記還元剤の流れを、前記合流位置において前記還元剤が供給される方向と排ガスの流れる方向とが異なることによる前記還元剤の偏りを抑制する方向において複数に分岐し、
    前記誘導部材は、前記合流位置側へ延びる導風部が形成された板部を備え、
    前記導風部は、前記還元剤の流れを、前記板部における第1の面側と、前記第1の面の裏面である第2の面側と、に分岐し、
    前記誘導部材は、第1の前記板部と、第2の前記板部と、を備え、
    前記第1の板部及び前記第2の板部は、前記第1の板部における前記第2の面と、前記第2の板部における前記第1の面と、が間隔を空けて対向するように設けられ、
    前記板部には、前記導風部が形成された側とは反対側に、前記拡散部材側へ延びる羽根部が形成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
  20. 請求項1から請求項19までのいずれか1項に記載の排ガス浄化装置であって、
    前記拡散部材は、流入した排ガスに旋回流を生じさせるものである
    ことを特徴とする排ガス浄化装置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008001547U1 (de) 2007-07-24 2008-04-10 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Baugruppe zur Einbringung eines Reduktionsmittels in die Abgasleitung einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
EP3152419B1 (en) 2014-06-03 2020-03-04 Faurecia Emissions Control Technologies, USA, LLC Doser cone assembly
US9726064B2 (en) 2015-04-30 2017-08-08 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for use in a vehicle exhaust system
WO2016176078A1 (en) 2015-04-30 2016-11-03 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer with integrated doser cone
US9828897B2 (en) 2015-04-30 2017-11-28 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Mixer for a vehicle exhaust system
US9719397B2 (en) 2015-04-30 2017-08-01 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Mixer with integrated doser cone
WO2018075061A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Reducing agent mixer
JP2019011684A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム
CN108119211A (zh) * 2017-12-23 2018-06-05 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种满足欧六排放标准的紧凑式混合装置
JP2019157826A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置及びその装置に適用される管部材
US10787946B2 (en) 2018-09-19 2020-09-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Heated dosing mixer
CN109289573B (zh) * 2018-10-16 2024-04-05 中国华电科工集团有限公司 一种应用于脱硝系统的气体混合装置及方法
JP7437156B2 (ja) 2019-12-27 2024-02-22 株式会社豊田自動織機 排気浄化システム
US11441460B2 (en) 2020-10-26 2022-09-13 Caterpillar Inc. Vane mixer in engine exhaust system

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06248940A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Tokyo Gas Co Ltd 三元触媒容器装置
DE19934413A1 (de) * 1999-07-22 2001-01-25 Siemens Ag Vorrichtung zum Einbringen eines Zuschlagstoffes in ein Abgas
US7533520B2 (en) * 2006-04-24 2009-05-19 Fleetguard, Inc. Exhaust aftertreatment mixer with stamped muffler flange
DE102006058402A1 (de) * 2006-12-12 2008-06-19 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zum Zumischen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine
US8371114B2 (en) * 2007-03-12 2013-02-12 Bosch Corporation Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
EP1982756A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-22 Magneti Marelli Sistemi di Scarico S.p.a. An exhaust system of an internal combustion engine
DE102007020812B4 (de) * 2007-05-04 2010-01-14 Audi Ag Vorrichtung und Verfahren zur Zudosierung von fluiden schadstoffreduzierenden Medien in einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine
US7814745B2 (en) * 2007-07-17 2010-10-19 Ford Global Technologies, Llc Approach for delivering a liquid reductant into an exhaust flow of a fuel burning engine
JP4375465B2 (ja) * 2007-09-14 2009-12-02 トヨタ自動車株式会社 排気通路の添加剤分散板構造
JP4286887B2 (ja) * 2007-09-28 2009-07-01 日産ディーゼル工業株式会社 排気浄化装置
JP4600457B2 (ja) * 2007-10-02 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 排気通路の添加剤分散板構造
DE102008008786A1 (de) * 2008-02-12 2009-08-13 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Verminderung von Dibenzo-Dioxin- und Dibenzo-Furan-Emissionen aus übergangsmetallhaltigen Katalysatoren
EP2111916B1 (en) * 2008-04-21 2012-10-24 Swenox AB Gas treatment apparatus, vehicle equipped with it and method for treatment of an exhaust gas
US8272777B2 (en) * 2008-04-21 2012-09-25 Heinrich Gillet Gmbh (Tenneco) Method for mixing an exhaust gas flow
JP4834041B2 (ja) * 2008-08-04 2011-12-07 本田技研工業株式会社 排ガス浄化装置
JP2010090808A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Toyota Motor Corp 排気浄化装置および内燃機関の排気浄化装置
WO2010053033A1 (ja) * 2008-11-05 2010-05-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9429058B2 (en) * 2008-12-01 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Mixing devices for selective catalytic reduction systems
JP2012127311A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Ud Trucks Corp 還元剤の拡散器
JP2013002334A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Toyota Industries Corp 排気ガス後処理装置
JP2011252498A (ja) * 2011-07-24 2011-12-15 Bosch Corp 内燃機関の排気浄化装置、ミキサープレート、及びミキサーユニット、並びにミキサープレート用プレス成型装置
US8800276B2 (en) * 2012-03-14 2014-08-12 Ford Global Technologies, Llc Mixing system

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