JP6208192B2 - 排気ガス処理装置 - Google Patents

排気ガス処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6208192B2
JP6208192B2 JP2015199917A JP2015199917A JP6208192B2 JP 6208192 B2 JP6208192 B2 JP 6208192B2 JP 2015199917 A JP2015199917 A JP 2015199917A JP 2015199917 A JP2015199917 A JP 2015199917A JP 6208192 B2 JP6208192 B2 JP 6208192B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shell
housing
mixer
exhaust gas
strap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015199917A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016089823A (ja
Inventor
パリンカス マルク
パリンカス マルク
バレ アンドレアス
バレ アンドレアス
カルボ ツイコ シルビア
カルボ ツイコ シルビア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Original Assignee
Purem GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Purem GmbH filed Critical Purem GmbH
Publication of JP2016089823A publication Critical patent/JP2016089823A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6208192B2 publication Critical patent/JP6208192B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431974Support members, e.g. tubular collars, with projecting baffles fitted inside the mixing tube or adjacent to the inner wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

本発明は、例えば自動車に適用可能な、内燃機関の排気系統用の排気ガス処理装置に関する。
内燃機関の排気ガスの後処理では、液体の反応物質を排気ガス流に注入する必要がある。例えば、水や燃料を排気ガス流に注入することができる。しかし、いわゆるSCRシステム(SCRとは「選択的触媒還元」を指す)がさらに有用と考えられる。このSCRシステムを用いて、排気ガスに含まれる有害な窒素酸化物を、還元剤の作用によって無害な窒素に還元する試みがなされている。この場合に使用可能な還元剤としてアンモニアがある。アンモニアは通常尿素水の形で排気ガス流に注入される。尿素水から熱分解と加熱分解によって、アンモニアと二酸化炭素を効率的に混合できるので、SCR触媒コンバーターと組み合わせることにより窒素酸化物を窒素と水に変換することができる。これらの期待される反応をできるだけ効率的に起こさせるためには、注入された液体反応物質が充分に蒸発すること、および反応物質と排気ガス流との相互混合ができるだけ均一になされることが必要である。これらを実現するため、排気ガス処理装置のハウジング内に、具体的には還元剤を注入するインジェクターの下流側の排気ガス流に対応する位置に、固定型ミキサーを設置したものがある。
内燃機関の排気ガスは、稼働状態によっては相当な高温となるので、ミキサーはハウジング内に効率的に固定される必要がある。さらに、排気ガス処理装置は多数の工程を経て製造される製品である。そのため、排気ガス処理装置の構造はできるだけコスト効率を高くできるものでなくてはならない。
本発明は上記のタイプの排気ガス処理装置であって、特にコスト効率面で生産性の高い、改良された実施形態を提供するものである。同時に、ハウジング内にミキサーを効率的に、かつ耐久性を高くして固定する方法を提供する。
本発明によれば、上記の課題は独立項の主題により解決できる。従属項には有益な実施形態が述べられている。
本発明は概略、ミキサーに複数のストラップを備え、当該ストラップはミキサーの殻体から外部に向かって突出し、ミキサーを収容するハウジングのハウジング壁体に形成されたストラップ孔に係合しているという構成に基づくものである。排気ガス処理装置の製造工程において、ミキサー側から延びるストラップは対応するストラップ孔に確実に係合するので、ミキサーをハウジング内に容易に位置決めすることが可能である。これによりストラップ孔と係合したストラップによってミキサーをハウジングに少なくとも一時的に固定しておき、最終的な固定を後の工程で実行することができる。それまでは、ミキサーが挿入されたハウジングの取り扱い、具体的には排気ガス処理装置のそれ以降の製造工程が、より簡便となる。
さらに、前記ミキサーは、前記殻体と、該殻体から突出するガイドブレードと、上記のストラップとを含む単体のシートメタルから形成された、成形シートメタルとして構成されるのが特に有用である。この場合は当然、成形に先立って切断と打ち抜き工程が行われる。このような単体成形シートメタル部材は特にコスト効率がよく、ハウジングへの挿入も容易である。この成形シートメタル部材にストラップを合体させることにより、前記ミキサーをハウジング内に固定するための固定手段を別途用意する必要がなくなる。
より詳細には、前記ミキサーは、排気ガスが流通するミキサー断面空間を収容する上記殻体を備えている。排気系統の稼働中、排気ガスは、排気ガス処理装置のハウジングを通って形成された排気ガス流路に沿って流れる。上記のガイドブレードは、殻体の内壁から、前記ミキサー断面空間の内部に向かって突出している。ガイドブレードはその幾何学形状と、排気ガス流に対するブレード角度とによって、排気ガス流を旋回流とすることができ、これによって反応物質と排気ガスとの相互混合が促進される。
有益な実施形態において、各々のストラップはハウジングに外部から溶接によって接合されてもよく、当該溶接工程において対応するストラップ孔を閉塞してもよい。ミキサーに間隔をあけて対向しているハウジング壁体の外表面に溶接を施すことにより、前述したミキサーのハウジングへの最終固定もハウジングを閉じた状態で実行でき、それによって排気ガス処理装置の製造工程が大きく簡素化される。溶接を行うことで、ストラップ孔の閉塞にも十分な気密性が確保でき、ストラップ孔周辺からの予期せぬ漏出を防止できる。
他の実施形態において、前記ミキサーはその殻体外表面において、ハウジングの内壁に形成された複数の支持部を介して径方向に支持されていてもよく、当該支持部はそれぞれ殻体の円周方向に配置され、たがいに離間していてもよい。これにより、ストラップと支持部の箇所を除いて、殻体外表面とハウジング内壁との間にミキサーとハウジングの間の断熱の役目を果たす空隙が形成される。円周方向に配置されたがいに離間している支持部により、ミキサーとハウジングとは、すなわちミキサー殻体とハウジング壁体とは、数カ所において局部的に接触するのみである。そのため、製造工程において公差をより大きくとれるとともに、ミキサーとハウジング間の熱伝導がわずかな狭い箇所でしか行われなくなる。それに対し空隙においては、熱伝達は熱放射によってのみ行われるので、効率的な断熱効果が得られる。この場合空隙の径方向の幅は、ミキサー殻体の肉厚および/またはハウジング壁体のミキサーに対向する部分の肉厚より小さくてもよい。
有益なさらなる展開において、複数の支持部は隆起部として、ハウジング壁体のみから成形加工により一体的に形成することができる。もしくは、複数の支持部を隆起部として、ミキサー殻体のみから成形加工により一体的に形成する実施形態としてもよい。また、複数の支持部を隆起部としてハウジング壁体とミキサー殻体のそれぞれから成形加工により一体的に形成する方法も考えられる。しかしながら、隆起部はハウジング壁体に一体的に形成されるのが好ましい。
この場合のさらなる展開として特に好ましいのは、各々の支持部をストラップの領域に形成することである。言い換えれば、各々のストラップとそれに対応するストラップ孔を上記の支持部に配置するのが好ましい。支持部をストラップとストラップ孔との差し込み接続部と同じ位置に形成することにより、ミキサー殻体とハウジング壁体との接触箇所の数を低減することができ、それによりミキサーからハウジングへの断熱効果を向上させることができる。
しかし、支持部とストラップが別々に形成され、かつミキサー殻体の円周方向たがいに離間しているようないかなる実施形態も考案可能である。
他の有益な実施形態において、ハウジングは少なくともミキサーを収容するハウジング断面において二段殻体構造を有し、殻体の外表面が第1の円周部において第1のハウジング殻体に沿って延伸するとともに、第2の円周部において第2のハウジング殻体に沿って延伸している。ハウジングを二段殻体構造とすることによって、ミキサーをハウジングに設置する作業が簡易化される。具体的には、ミキサーを一方のハウジング殻体に挿入し、その後他方のハウジング殻体を取り付ければよい。仮にミキサーが円周方向に閉じた形状の殻体で覆われている場合、径方向に外向きに突出しているストラップがあるために、ミキサーを閉じられたハウジングに軸方向に挿入するのは困難である。殻体を上記のように構成することで、ハウジングを、ミキサーを挿入できるよう開かれた構造とすることができる。さらに、二段殻体構造によって、従来の円筒形とは異なるハウジング形状を実現することが可能となる。
有益なさらなる展開において、少なくとも一つの支持部を、第1のハウジング殻体と第2のハウジング殻体の領域内にそれぞれ形成してもよい。この場合、ミキサーは第1のハウジング殻体と第2のハウジング殻体双方の支持部によって支持されることとなる。
またさらなる展開において、少なくとも一つのストラップ孔を、第1のハウジング殻体および第2のハウジング殻体にそれぞれ形成してもよい。このような構成により、ミキサーを第1のハウジング殻体と第2のハウジング殻体の双方に固定することが可能となる。
実際に、ミキサー断面を、ミキサーの幅がミキサーの高さより大きい扁平形状としてもよい。具体的には、ミキサーの幅を高さの少なくとも2倍としてもよい。この場合の幅および高さとは、長手方向に直角で、かつ互いに直角をなす方向に取った寸法を指し、また長手方向とはミキサー内の流路方向、または排気ガス流の進行方向に相当する。
実際には、ガイドブレードは互いに平行に、直線状に形成されてもよい。水平な断面で見た場合、ガイドブレードが互いに平行に形成されていると、ガス流に対する効率的な案内効果が得られる。殻体の扁平な断面で見た場合、直線状のガイドブレードが互いに平行に高さ方向に延伸している。ここで、少なくとも一列のガイドブレード列が殻体上に形成されており、その場合、ガイドブレードは殻体断面の幅方向に隣接して並設されている。
ガイドブレードがそれぞれ、一端側が殻体に固定され他端側が自由端となっている構成によって、ミキサーの形成工程が簡易化される。すなわち、ガイドブレードは殻体を起点としてミキサー断面空間内に突出した自立形状となっている。この場合、熱膨張が起こってもミキサー内のガイドブレードに何ら応力が生じることはない。ガイドブレードの殻体に対する相対的な変位も、雑音を生じることはない。
特に有益な実施形態として、流入側のまたは流出側のミキサー領域の殻体は、たがいに対向して配置された第1の円周部と第2の円周部とを有していてもよい。ミキサー断面が扁平に構成されている場合は特に有用である。互いに対向する円周部はそれぞれ幅方向に延伸し、高さ方向に対向するように配置されている。実際には第1の円周部は、該第1の円周部から第2の円周部に向かって突出する第1のガイドブレードを有していてもよい。すなわち、第1のガイドブレード列が第1の円周部に形成され、その場合には第1のガイドブレードは幅方向に互いに隣接して配置される。また、第2の円周部は、該第2の円周部から第1の円周部に向かって突出する第2のガイドブレードを有していてもよい。すなわち、第2の円周部は第2のガイドブレード列を有し、当該ガイドブレード列において第2のガイドブレードは幅方向に互いに隣接して配置されている。ここで特に有益な実施形態として、第1のガイドブレードは、排気ガス流の方向において第2のガイドブレードから位置をずらせて配置されていてもよい。そうすることで、排気系統の稼働中、一つのガイドブレード列のガイドブレードが、他のガイドブレード列のガイドブレードよりも早く、流入するガスに接することになる。特に、第1の円周部も第2の円周部も上記の目的に使用されるものであるため、各々のミキサー領域においてより多くの数のガイドブレードの形成が可能となる。さらに、第1のガイドブレードと第2のガイドブレードとを互いに異なるブレード角度で形成してもよい。具体的には、第1のガイドブレードを第2のガイドブレードとは逆の角度で形成してもよい。これにより、相互混合の効率が大きく向上する。さらに、上記のような構成とすることで、反応物質と排気ガス流との相互混合を最適化するべく、ミキサー領域の排気ガス流路内で形成される具体的な流れの幾何学形状を考慮することがより容易となる。この目的のため、第1のガイドブレードおよび/または第2のガイドブレードを、ミキサー断面の高さの一部のみを占めるよう形成してもよい。例えば、第1のガイドブレードをミキサー断面の高さの50%〜75%にわたって形成し、第2のガイドブレードをミキサー断面の高さの25%〜50%にわたって形成してもよい。すなわち、第1のガイドブレードを第2のガイドブレードよりも高く形成してもよい。同様に、ミキサーがその流入側領域および流出側領域の双方に、排気ガスの流れ方向において互いに位置をずらせて配置されたガイドブレード列を有する実施形態も採用可能である。
本発明のさらなる重要な特徴および利点は、従属項、添付の図面、および図面を参照してなされる形状に関連する説明により明らかとなるであろう。
上記の特徴および以下に説明する特徴は、記述される各々の組合せのみならず、他の組合せにより、またはそれ自体により本発明の範囲を逸脱することなく適用可能であることを理解されたい。
本発明の好適な例示的実施形態を図示するとともに、より詳細に説明する。同一または類似の構成要素、また機能的に同じ構成要素には同一の符号を付す。
以下の各図はすべて模式図である。
排気ガス処理装置の側面図である。 排気ガス処理装置を図1の矢印IIの方向から見た図である。 図2のIII−III線における排気ガス処理装置の断面図である。 図3のIVで示す部分を拡大した図である。 排気ガス処理装置を図1の矢印Vの方向から見た図である。 図5のVI−VI線における排気ガス処理装置の断面図である。 図6のVIIで示す部分を拡大した図である。 他の実施形態を示す、図2に相当する図である。 図8のIX−IX線における断面図である。 図9のXで示す部分を拡大した図である。 他の実施形態を示す、図5に相当する図である。 図11のXII−XII線における断面図である。 図12のXIIIで示す部分を拡大した図である。 ミキサーの正面図である。 ミキサーを図14の矢印XVの方向から見た側面図である。 ミキサーを図14の矢印XVIの方向から見た平面図である。 図16のXVII−XVII線におけるミキサーの断面図である。 図17のXVIIIで示す部分を拡大した図である。
図1には内燃機関の排気系統に適用される排気ガス処理装置1の一部が示されており、排気ガス処理装置1は、これも一部のみを示したハウジング2を備える。ハウジング2には点線矢印で示すように排気ガス流路3が形成されている。また排気ガス処理装置1はハウジング2に取り付けられたインジェクター4を備え、このインジェクター4によって、排気系統の稼働中に排気ガス流路3に沿って流れる排気ガスに反応物質が注入される。好適な実施形態において、排気ガス処理装置1はSCRシステムであり、インジェクター4の作用によって排気ガス流に対し尿素水を噴射するよう構成されている。ハウジング2内では、排気ガス流路3のインジェクター4の下流側にSCR触媒コンバーター5が配置され、これによってアンモニアと二酸化炭素を用いて窒素酸化物を窒素と水に還元することができる。またハウジング2内には、図3、図4、図6、図7、図9、図10、図12、図13の各断面図および図14〜図18から明らかなように、符号6で示された混合領域にスタティックミキサー7が配置されている。このミキサー7は、反応物質と排気ガス流とを充分に混合させるためのものである。この目的のため、ミキサー7は排気ガス流路3において、インジェクター4の下流側、かつSCR触媒コンバーター5の上流側に配置されている。
特に図14〜図18から明らかなように、ミキサー7は、排気ガスが流通できるミキサー断面空間10を円周方向9に囲む殻体8を備える。また、ミキサー7は殻体8の殻体内壁12からミキサー断面空間10内部に向かって突出する複数のガイドブレード11を備える。特に図4、図7、図10、図13、図18の各拡大図から明らかなように、ミキサー7はさらに、殻体8の殻体外表面14からそれぞれ外部に突出する複数のストラップ13を備えている。ハウジング2のハウジング壁体15には、ストラップ13に対応するように、ストラップ孔16が形成されており、各々のストラップ13は対応するストラップ孔16に挿入されている。なお、別々のストラップ孔16が各々のストラップ13に対応して設けられている。ストラップ13がストラップ孔16に係合することにより、ミキサー7がハウジング2内に固定される。この場合の固定には、積極的な接合手段が用いられる。この場合、ミキサー7のハウジング2への最終的な固定は溶接部17によってなされ、ストラップ13はそれぞれハウジング壁体15のハウジング外表面18に固定される。すなわち、実際の工程においては対応するストラップ孔16も同時に閉塞される。具体的には、溶接部17はストラップ13の周囲に沿ってストラップ孔16を閉塞する溶接シームとして形成される。溶接シームで囲む代わりに、各々のストラップ孔16を覆いかつストラップ孔16からはみ出して形成されるペンデュラムシームとしてもよい。
特に図14〜図17から明らかなように、好ましくはミキサー7は殻体8と、ガイドブレード11と、ストラップ13とを含む単体シートメタル片20から形成される成形シートメタル部材19として構成される。加工前の段階ではシートメタル片20は扁平である。ガイドブレード11およびストラップ13は、例えば打ち抜きまたは切断により切り抜かれる。その後、ガイドブレード11とストラップ13はシートメタル片20の他の部分に対し角度がつけられる。シートメタル片20の他の部分はこのようにして殻体8となり、これを円周方向9に、長手方向の端部がジョイント21に達するまで折り曲げる。
実際には、ミキサー7の殻体外表面14は、ハウジング壁体15の内壁23に設けられた支持部22により径方向に支持されている。このような支持部22は複数設けられ、殻体8の円周方向9にたがいに離間して配置されている。支持部22の作用によって、ミキサー7はハウジング2の支持部22を介して局部的にのみ支持されている。このような構造により、ミキサー7はこれらの支持部22、およびストラップ13が対応するストラップ孔16に挿入されて形成された差し込み接続部を除いて、ハウジング2との物理的な接触がない。したがって、ストラップ13および支持部22の箇所を除いて、殻体外表面14と内壁23の間に径方向の空隙24が形成されている。この空隙24により、ミキサー7とハウジング2の間の断熱作用が得られる。
複数の支持部22は隆起部25として形成されており、図示された実施形態において隆起部25はハウジング壁体15から成形加工により一体的に形成されている。隆起部25はハウジング2から、すなわちハウジング壁体15からミキサー7内部に向かって突出している。図1〜図7に示す実施形態では、支持部22はストラップ13から円周方向9に離間しており、図2においては一つの支持部22が円周方向9において、隣接する二つのストラップ13の間に配置されている。これに対し図5においては、一つのストラップ13が円周方向9において、隣接する二つの支持部22の間に配置されている。
上記と異なり、図8〜図13に示す実施形態では、支持部22はそれぞれ、ストラップ13に対応する位置に形成されている。この場合、各々のストラップ孔16は対応する支持部22内に位置している。すなわち、各々のストラップ13もまた、対応する支持部22内に位置していることになる。図8から明らかなように、二つの支持部22のそれぞれにおいて、ストラップ13とストラップ孔16との係合が中央部でなされている。これに対し図11では、ストラップ13が対応するストラップ孔16と係合している支持部22が一つのみ示されている。
特に図3、図6、図9、図12から明らかなように、各図面におけるハウジング断面26において、ミキサー7を収容するハウジング2は第1の殻体27と第2の殻体28からなる二段殻体構造を有し、一方が他方に挿入されるか、または互いに結合された構成となっている。図示の例では、全体的に平坦面をなす接合区画29が設けられ、これを介してハウジング殻体27、28がたがいに結合されている。
二段殻体構造のハウジング断面26において、ミキサー7はその殻体8の第1の円周部30が第1のハウジング殻体27に沿って延伸し、殻体8の第2の円周部31が第2のハウジング殻体28に沿って延伸している。図示の例では、第1の円周部30に二つのストラップ13が配置され、それらに対応する二つのストラップ孔16が第1のハウジング殻体27に設けられている。これに対し、第2の円周部31にはストラップ13が一つのみ設けられている。それに係合するストラップ孔16が、第2のハウジング殻体28に設けられている。第1のハウジング殻体27と第2のハウジング殻体28の双方において、混合領域6内の隆起部25は、支持部22を形成すべく打ち抜き加工などで成形される。
特に図14〜図17から明らかなように、ミキサー断面空間10は、ミキサー7の幅32がミキサー7の高さ33より大きいことから、実質的に扁平な形状である。なお、幅と高さの内部寸法の取り方は図14に示されている。外部寸法についても同様である。図示の例では、幅32は高さ33の少なくとも2倍である。
さらに、ここではガイドブレード11はすべて直線状に形成されており、高さ方向において平行な向きとなっている。すなわち、ガイドブレード11は互いに平行に配置されている。さらに、ガイドブレード11はそれぞれ、ミキサー断面空間10内に向かって自立的に突出している。言い換えれば、ガイドブレード11は殻体8と接触のない自由端を有している。
本実施形態のミキサー7には、第1のガイドブレード列341、第2のガイドブレード列342、第3のガイドブレード列343、第4のガイドブレード列344の計4列のガイドブレード列34が形成されている。図15において、排気ガス流の流れ方向35が矢印で示されている。流入側のミキサー領域36および流出側のミキサー領域37において、殻体8は扁平なミキサー断面空間10内で対向し合う第1の円周部30と第2の円周部31とを有している。流入側のミキサー領域36の一部でもある第1の円周部30は、該第1の円周部30から第2の円周部31に向かって突出し本例では第4のガイドブレード列344を構成するガイドブレード11を有している。流入領域36または導入領域36とも言える流入側のミキサー領域36では、第2の円周部31は該第2の円周部31から第1の円周部30に向かって突出するガイドブレード11を有している。本例におけるこれらのガイドブレード11は第3のガイドブレード列343を構成する。流出領域37または排出領域37とも言える流出側のミキサー領域37では、第1の円周部30は、該第1の円周部30から第2の円周部31に向かって突出し本例では第2のガイドブレード列342を構成するガイドブレード11を有している。最後に、流出側のミキサー領域37の第2の円周部31では、殻体8は、第2の円周部31から第1の円周部30に向かって突出し本例では第1のガイドブレード列341を構成するガイドブレード11を有している。
ミキサー領域36、37のそれぞれにおいて、第1の円周部30のガイドブレード11は流れ方向35において第2の円周部31のガイドブレード11からずらせて配置されている。したがって、排気ガスは図示した四つのガイドブレード列34に接触しつつかつ通り抜けつつ連続して流れることになる。流入側のミキサー領域36の二つのガイドブレード列343、344は、ミキサー7の全高33にわたって形成されている。また、第3のガイドブレード列343のガイドブレード11と第4のガイドブレード列344のガイドブレード11は、排気ガス流とは逆の角度で形成されている。
流出側のミキサー領域37におけるガイドブレード列341、342においても、ブレード角度は逆に形成されている。加えて、第1のガイドブレード列341および第2のガイドブレード列342のガイドブレードは大きさが異なっている。具体的には、第1のガイドブレード列341および第2のガイドブレード列342のガイドブレード11はミキサー7の全高33にわたって形成されていないことが明らかである。これに対し図14および図17から、第1のガイドブレード列341の各々のガイドブレード11および第2のガイドブレード列342の各々のガイドブレード11は、ともにミキサー7の高さ33に達していることが明らかである。具体的には、二つの円周部30、31の間に示された分離平面38から、上記のことが明らかである。第1のガイドブレード列341のガイドブレード11は、第2の円周部31から分離平面38にしか達していない。また、第2のガイドブレード列342のガイドブレード11は、第1の円周部30から分離平面38にしか達していない。

Claims (10)

  1. 内燃機関の排気系統用の排気ガス処理装置であって、
    排気ガス流路(3)が形成されたハウジング(2)と、
    前記排気ガス流路(3)に沿って流れる排気ガス流に還元剤を注入するために前記ハウジング(2)に設けられたインジェクター(4)と、
    反応物質と前記排気ガス流を相互混合するため前記ハウジング(2)に設けられたミキサー(7)とを備え、
    前記ミキサー(7)は、前記排気ガス流が流れるミキサー断面空間(10)を囲む殻体(8)を備え、
    前記ミキサー(7)は、前記殻体(8)の殻体内壁(12)から前記ミキサー断面空間(10)内部に向かって突出する複数のガイドブレード(11)を備え、
    前記ミキサー(7)は、前記殻体(8)の殻体外表面(14)からそれぞれ外部に突出し、前記ハウジング(2)に形成されたストラップ孔(16)に挿通されてハウジング壁体(15)を貫通する複数のストラップ(13)を備え、
    前記ミキサー(7)は、前記殻体(8)と、前記ガイドブレード(11)と、前記ストラップ(13)とを含む単体シートメタル片(20)から形成される成形シートメタル部材(19)として構成され、
    前記ミキサー(7)はその殻体外表面(14)において、前記ハウジング壁体(15)の内壁(23)に形成された複数の支持部(22)を介して径方向に支持され、
    前記支持部(22)はそれぞれ前記殻体(8)の円周方向にたがいに離間して配置され、
    前記ストラップ(13)が前記ストラップ孔(16)に挿通されて形成された差し込み接続部と前記支持部(22)の箇所では、前記殻体外表面(14)と前記ハウジング内壁(23)とが接触し、当該箇所を除いて、径方向における前記殻体外表面(14)と前記ハウジング内壁(23)との間に空隙(24)が形成され
    前記支持部(22)はそれぞれ、前記ストラップ(13)の領域において、前記ハウジング壁体(15)から突出させた隆起部(25)として形成され、前記ストラップ(13)及び前記ストラップ孔(16)が前記支持部(22)内に位置し、前記支持部(22)の中央部において前記ストラップ(13)と前記ストラップ孔(16)とが係合している排気ガス処理装置。
  2. 前記ストラップ(13)はそれぞれ、前記ハウジング(2)に外部から溶接部(17)によって接合され、当該溶接部(17)はそれぞれ対応する前記ストラップ孔(16)を閉塞する請求項1に記載の排気ガス処理装置。
  3. 前記支持部(22)は隆起部(25)として、前記ハウジング壁体(15)のみまたは前記殻体(8)のみから、もしくは前記ハウジング壁体(15)と前記殻体(8)の双方から成形加工により一体的に形成される請求項1又は請求項2に記載の排気ガス処理装置。
  4. 前記ハウジング(2)は少なくとも前記ミキサー(7)を収容するハウジング断面(26)において二段殻体構造を有し、前記殻体外表面(14)が第1の円周部(30)において第1のハウジング殻体(27)に沿って延伸するとともに、第2の円周部(31)において第2のハウジング殻体(28)に沿って延伸している請求項1から請求項のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
  5. 前記支持部(22)はそれぞれ、前記第1のハウジング殻体(27)の領域と前記第2のハウジング殻体(28)の領域とに形成されている請求項に記載の排気ガス処理装置。
  6. 少なくとも一つのストラップ孔(16)が、前記第1のハウジング殻体(27)および前記第2のハウジング殻体(28)にそれぞれ形成されている請求項または請求項に記載の排気ガス処理装置。
  7. 前記ミキサー(7)はその幅(32)がその高さ(33)より大きく形成され、前記ミキサー断面空間(10)が扁平形状とされている請求項1から請求項のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
  8. 前記ガイドブレード(11)は直線状にかつ互いに平行に形成されている請求項1から請求項のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
  9. 前記ガイドブレード(11)はそれぞれ、一端側が前記殻体(8)に固定され他端側が自立した形状となっている請求項1から請求項のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
  10. 流入側のミキサー領域(36)および/または流出側のミキサー領域(37)の前記殻体(8)は、たがいに対向して配置された第1の円周部(30)と第2の円周部(31)とを備え、
    前記第1の円周部(30)は、該第1の円周部(30)から前記第2の円周部(31)に向かって突出する複数のガイドブレード(11)を備え、
    前記第2の円周部(31)は、該第2の円周部(31)から前記第1の円周部(30)に向かって突出する複数のガイドブレード(11)を備え、
    前記第1の円周部(30)の前記ガイドブレード(11)は、前記排気ガス流の流れ方向(35)において前記第2の円周部(31)の前記ガイドブレード(11)から位置をずらして配置されている請求項1から請求項のいずれか1項に記載の排気ガス処理装置。
JP2015199917A 2014-10-31 2015-10-08 排気ガス処理装置 Active JP6208192B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014222296.6A DE102014222296A1 (de) 2014-10-31 2014-10-31 Abgasbehandlungseinrichtung
DE102014222296.6 2014-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016089823A JP2016089823A (ja) 2016-05-23
JP6208192B2 true JP6208192B2 (ja) 2017-10-04

Family

ID=54360301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015199917A Active JP6208192B2 (ja) 2014-10-31 2015-10-08 排気ガス処理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9765679B2 (ja)
EP (1) EP3015672B1 (ja)
JP (1) JP6208192B2 (ja)
CN (1) CN105569785B (ja)
DE (1) DE102014222296A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10179315B2 (en) 2015-06-12 2019-01-15 Donaldson Company, Inc. Exhaust treatment device
CN107461239A (zh) * 2016-06-03 2017-12-12 天纳克(苏州)排放系统有限公司 混合腔组件
EP3379046B1 (en) * 2017-03-24 2020-09-09 Volvo Car Corporation Exhaust gas aftertreatment system
DE102018104599B4 (de) 2018-02-28 2021-06-10 Tenneco Gmbh Niederdruck EGR-System mit Turbo-Bypass
DE102019103780B4 (de) * 2019-02-14 2024-01-25 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Mischer
CN109931133A (zh) * 2019-02-19 2019-06-25 北汽福田汽车股份有限公司 混合腔组件、尾气后处理装置和车辆
DE102019109983A1 (de) * 2019-04-16 2020-10-22 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Mischer
BR112022000146A2 (pt) 2019-07-11 2022-02-22 Donaldson Co Inc Disposições de conduto de dosagem para sistema de pós-tratamento de escape
DE112019007549T5 (de) * 2019-07-15 2022-04-07 Cummins Emission Solutions Inc. Systeme und Verfahren zum Bereitstellen eines gleichförmigen Abgasflusses gegenüber einer Nachbehandlungskomponente
EP3792462A1 (en) 2019-09-13 2021-03-17 Donaldson Company, Inc. Dosing and mixing assemblies for exhaust aftertreatment system
DE102019128193A1 (de) * 2019-10-18 2021-04-22 Eberspächer Exhaust Technology GmbH Mischeranordnung

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3934805B2 (ja) * 1998-11-18 2007-06-20 株式会社ユタカ技研 二通路排気管
GB0113226D0 (en) * 2001-06-01 2001-07-25 Nelson Burgess Ltd Catalytic converter
JP2005155404A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Komatsu Ltd 内燃機関の排気ガス浄化装置
DE102007021598B4 (de) * 2007-05-08 2022-10-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Verteilen von fließfähigen Zusatzstoffen in Abgasanlagen
DE102007048558A1 (de) * 2007-10-09 2009-04-16 Audi Ag Statischer Mischer für eine Abgasanlage eines brennkraftmaschinenbetriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
EP2098697B2 (en) * 2008-02-12 2015-05-20 Magneti Marelli S.p.A. Exhaust system of an internal combustion engine
DE102008028626B4 (de) * 2008-04-21 2011-05-19 Heinrich Gillet Gmbh Mischer
US8939638B2 (en) * 2008-04-21 2015-01-27 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Method for mixing an exhaust gas flow
DE102008054268B4 (de) * 2008-10-31 2016-02-25 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
DE102009014433A1 (de) * 2009-03-26 2010-09-30 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasbehandlungseinrichtung
JP2011099359A (ja) * 2009-11-04 2011-05-19 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化装置用フィン装置
JP2011111927A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
KR101664494B1 (ko) * 2010-07-08 2016-10-13 두산인프라코어 주식회사 요소 수용액과 엔진 배기가스의 혼합을 위한 정적 혼합기
DE102011077645A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Bosch Emission Systems Gmbh & Co. Kg Statischer Mischer
DE102011083636B4 (de) * 2011-09-28 2016-11-10 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
WO2014025538A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Method for mixing an exhaust gas flow
DE102012016423B3 (de) * 2012-08-21 2014-02-27 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasanlage mit Misch- und oder Verdampfungseinrichtung
DE202012011764U1 (de) 2012-12-07 2013-01-30 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Mischer zur Nachbehandlung von Abgasen

Also Published As

Publication number Publication date
CN105569785A (zh) 2016-05-11
US20160123212A1 (en) 2016-05-05
CN105569785B (zh) 2018-06-22
EP3015672B1 (de) 2017-08-09
JP2016089823A (ja) 2016-05-23
EP3015672A1 (de) 2016-05-04
DE102014222296A1 (de) 2016-05-04
US9765679B2 (en) 2017-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6208192B2 (ja) 排気ガス処理装置
US8991160B2 (en) Reductant aqueous solution mixing device and exhaust aftertreatment device provided with the same
US9062589B2 (en) Reductant aqueous solution mixing device and exhaust aftertreatment device provided with the same
JP5349715B1 (ja) 還元剤水溶液ミキシング装置およびこれを備えた排気ガス後処理装置
CN101821486B (zh) 用于对稀燃发动机的排气进行后处理的系统
JP5675028B2 (ja) 還元剤混合チューブを備えた3方向流れ型排気処理装置
CN106194343B (zh) 还原剂喷射器用垫片以及废气后处理装置
US20070245718A1 (en) Exhaust aftertreatment mixer with stamped muffler flange
CN111691960A (zh) 内燃机的排气系统
JP2013002446A (ja) スタティックミキサ
US10030560B2 (en) Exhaust purification device
EP3438426A1 (en) Exhaust purification system
CN115075919B (zh) 排气/反应剂混合布置结构
US11384670B2 (en) Mixer assembly unit
JP6166468B2 (ja) 排気攪拌装置
KR102145332B1 (ko) 환원제 도징 모듈 및 이를 이용하는 선택적 촉매 환원 시스템
KR101173898B1 (ko) 듀얼 머플러용 분지관 및 그 제조방법
CN111263849B (zh) 内燃机的排气净化装置
CN106894870B (zh) 发动机排气后处理装置
WO2019208449A1 (ja) 排気浄化装置
CN110056418B (zh) 箱体式发动机排气后处理装置
CN109563759A (zh) 还原剂配量单元的紧凑侧面喂给进入端口
JP2019218924A (ja) 排気浄化装置
JP2023012148A (ja) 排気ガス浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170620

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170906

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6208192

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250