混合／気化装置
【課題】排気ガス浄化装置の上流に投入される還元剤を十分に気化し、混合することができる混合／気化装置を提供する。
【解決手段】自動車用内燃機関の排気システム用の混合／気化装置１２は、前記混合／気化装置１２内の流路の、前記混合／気化装置１２の軸方向２０と交差して広がる断面を周方向に取り囲む支持体１９を備える。前記支持体１９は少なくとも１つのガイド羽根２５，２８を備え、該ガイド羽根２５，２８は前記軸方向２０と交差する方向に突出する。前記ガイド羽根２５の少なくとも１つを、屋根状の断面形状２９を有し、該断面形状２９が稜線３２または頂線において互いに接続された２つのガイド面３０，３１を有する構成とすることにより、効率を改善できる。
【解決手段】自動車用内燃機関の排気システム用の混合／気化装置１２は、前記混合／気化装置１２内の流路の、前記混合／気化装置１２の軸方向２０と交差して広がる断面を周方向に取り囲む支持体１９を備える。前記支持体１９は少なくとも１つのガイド羽根２５，２８を備え、該ガイド羽根２５，２８は前記軸方向２０と交差する方向に突出する。前記ガイド羽根２５の少なくとも１つを、屋根状の断面形状２９を有し、該断面形状２９が稜線３２または頂線において互いに接続された２つのガイド面３０，３１を有する構成とすることにより、効率を改善できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関、特に自動車の内燃機関、の排気システム用の混合／気化装置に関する。本発明はまたそのような装置を備えた排気システムおよびＳＣＲ触媒コンバーターに関する。
【０００２】
内燃機関の排気システムには通常、内燃機関が排出する排気ガスを浄化あるいは再処理するための装置が備えられる。このような装置においては、液体の処理剤を排気ガス流内に導入しそこで気化させて排気ガスと混合することが必要となることがある。例えば酸化触媒コンバーターの上流で燃料を排気ガスに投入して、酸化触媒コンバーター内での燃料の発熱反応により排気ガスを昇温するような場合である。昇温した排気ガス流は酸化触媒コンバーターの下流でさらなる排気ガス再処理装置、例えば別の触媒コンバーターや粒子フィルター、を動作温度あるいは再生温度まで昇温するのに用いられる。一方で選択触媒還元（ＳＣＲ）の原理で機能する、排気ガス中のＮＯxを吸収するＳＣＲ触媒コンバーター（選択還元触媒コンバーター）を備えたＳＣＲシステムが知られている。ＳＣＲ触媒コンバーターの上流で適切な還元剤、例えばアンモニアや尿素、好ましくは尿素の水溶液、を排気ガス流に投入する。するとＳＣＲ触媒コンバーター内でアンモニアにより含有窒素酸化物が窒素と水に分解される。
【０００３】
排気ガス流中に投入される処理剤の種類に拘わらず、満足な効果を得るためには、液相の処理剤の投入点とそれが消費される箇所との間で処理剤が十分に気化し、気相となった処理剤が排ガス流と十分に混ざる必要がある。この目的に用いられるのが冒頭で触れた混合／気化装置であり、これはしたがって排気ガスの経路中の、処理剤の投入点と消費点との間に設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は冒頭で触れたような混合／気化装置、そのような装置を備えたＳＣＲ触媒コンバーター、およびそのような装置を備えた排気システムの、改善された、あるいは少なくとも新たな、実施形態を提供することであり、この実施形態は簡素な、したがって費用効率の良い、構成を特徴としつつ、流れ抵抗の低減をも目指している。さらには断面内の排気の配分の改善も目指しており、これは背圧の低減につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、上記の目的は独立請求項に記載の構成により達せられる。より好ましい構成は従属請求項に記載のとおりである。
【０００６】
本発明の基本となる技術思想は次のとおりである。混合／気化装置に支持体を設け、この支持体を、混合／気化装置内の流路の、混合／気化装置の軸方向と交差して広がる断面を周方向に取り囲むように構成し、この支持体にガイド羽根を少なくとも１つ設ける。ガイド羽根は軸方向を横切る方向に突出し、そのようなガイド羽根の少なくとも１つに屋根状の断面形状を与える。このように屋根状の断面形状を有するガイド羽根を少なくとも１つ用いることにより、混合／気化装置内で排気ガス流に導入される液相の処理剤に対する衝突面積を増やして、処理剤が液滴のまま装置を通過してしまう可能性を抑えることができる。このようにして装置の気化効率がらみの効率を高めることができる。また、ガイド羽根の少なくとも１つに屋根状の断面形状を与えることで、そのガイド羽根により排気ガス流を両側に偏向させて十分な混合を実現することができる。さらに、ガイド羽根に当たった液相の処理剤に排気ガス流を吹き付けて処理剤をガイド羽根全体に行き渡らせるので、気化が促進される。
【０００７】
屋根状の断面形状を有するガイド羽根の屋根状の断面形状は、２つのガイド面からなり、これらが稜線または頂線において互いに接続されるように構成するとよい。断面形状は例えば切妻屋根状とし、角（かど）の付いた稜部によって２つの平らなガイド面同士が接続されるようにする。または断面形状を樽型屋根（丸屋根）状としてもよく、その場合２つの各々曲面からなる屋根面が丸みの付いた頂線を介して滑らかに接続される。これらを折衷して、例えば、２つの各々曲面から成るガイド面を角の付いた稜部を介して接続してもよい。
【０００８】
本発明による混合／気化装置の更なる特徴として、各ガイド羽根列は、流入側に設けられるか流出側に設けられるかに拘わらず、排気ガス流にほとんど乱流を生じさせない。言い換えれば、排気ガス流には、それがガイド羽根のまわりを通るときにも装置のガイド羽根列内を通るときにも乱流が生じない。このため装置は際立って低い流れ抵抗を有する。
【０００９】
特に好ましくは、稜線または頂線を流入側に配する。こうすると２つのガイド面が軸方向に関して反対方向に角度を持つことになる。特に、２つのガイド面に軸方向２０に対して同じ大きさの傾斜角度を与えれば、屋根状のガイド羽根において排気ガス流を対称に偏向あるいは分割することができる。
【００１０】
好ましくは、ガイド羽根は一方のガイド面を介してのみ支持体に接続される。これにより装置の構成を実現容易にすることができる。
【００１１】
好ましくは、他方のガイド面を支持体から自立して設ける。言い換えれば、他方のガイド面は支持体と接触せず、支持体には間接的に、すなわち一方のガイド面を介して、接続される。
【００１２】
好ましくは、ガイド羽根をその稜線の領域においても支持体から自立して設ける。これにより熱膨張の際に応力が生じない。
【００１３】
これに代えまたは加えて、ガイド羽根の２つガイド面を各々長方形として端部に４辺を有するよう構成し、２つのガイド面がそれぞれの１辺において互いに接して稜線をなし、ガイド羽根がそれらの辺の１つを介してのみ支持体に接続されるようにしてもよい。言い換えれば、ガイド羽根の周縁をなす外側の６つの辺のうち、１つのみが支持体に接続され、残りは支持体から離してあるいは自立して、すなわち支持体に接続せずに、設けられる。内側の２辺は互いに接して稜線をなす。
【００１４】
特にコンパクトな構成とするには、ガイド羽根を数個設けて、これらを、装置の軸方向と垂直な方向である第１の方向に突出させ、かつ軸方向と第１の方向との両方に垂直な方向である第２の方向に並べるとよい。
【００１５】
一実施形態において、ガイド羽根の断面形状を角度の付いた、またはアーチ状（弓状）のものとする。角度の付いた断面形状は前述の切妻屋根状の形状をなし、アーチ状の断面形状は前述の樽型屋根（丸屋根）状の形状をなす。好ましくは、屋根状の断面形状を有するガイド羽根を支持体の流入側に配し、支持体の流出側には少なくとも１つの他の、異なる断面形状を有するガイド羽根を配する。異なる断面形状とは例えば軸方向に対して角度が付いた直線状である。支持体は、断面形状が屋根状ではない従来型のガイド羽根を少なくとも１つ備えているとよい。
【００１６】
直線状の断面形状を有するガイド羽根、あるいは屋根状の断面形状を有するガイド羽根のガイド面、は平らに形成するとよい。平らなガイド羽根あるいはガイド面はその長さ方向に沿って、排気ガス流あるいは軸方向に対して一定の傾斜角度を有する。ガイド羽根あるいはガイド面の少なくとも１つまたは全てに捻りを加えてもよい。この場合、傾斜角度はガイド羽根の長さ方向に沿って変化する。
【００１７】
一実施形態において、流出側に配されるガイド羽根は、流入側に配される屋根状の断面形状を有するガイド羽根のガイド面の一方の流出端と軸方向に位置を揃えて設けられ、その流出端を軸方向と交差する方向に覆う。こうすると、流出側のガイド羽根の衝突面と流入側の屋根状のガイド羽根の流出端との位置が揃う。これにより流入側の屋根状のガイド羽根に当たった液体はガイド面上の流れの力によって向きを変えられてガイド面の流出端に達し、そこで液滴となって排気ガス流に吹き付けられて流出側のガイド羽根のガイド面に当たり、ここで再び排気ガス流と気化作用に曝される。よってこの構成により処理剤が液滴のまま装置を通過してしまう可能性を抑えることができる。ここで注目すべきは、屋根状の断面形状を有するガイド羽根が流入側に設けられることで、排気ガス流がその中に投入された処理剤とともに分割されることである。つまり排気ガス流と処理剤が半分ずつ流出側のガイド羽根に当たり、この流出側のガイド羽根の断面形状が屋根状でない場合には、処理剤の気化に寄与する面積が相対的に２倍になる。
【００１８】
特に好ましくは、混合／気化装置内の流路の断面形状を扁平とする。これは流路の断面形状の、軸方向と垂直な方向である第１方向の直径が、第１の方向と軸方向との両方に垂直な方向である第２方向の直径に比べて大きいことを意味する。つまり、混合／気化装置内の流路の断面形状は、それが円形である時とは大きく異なる。例えば、混合／気化装置内の流路の扁平な断面形状の直径を第１方向において、第２方向におけるに比べて少なくとも２倍とする。この構成により、混合／気化装置を薄型排気システムや、ＳＣＲ触媒コンバーターなどの排ガス処理装置の薄型筐体に容易に組み込むことができるようになる。その場合支持体を、対向する２つの長側壁と対向する２つの短側壁からなり、短側壁の各々により長側壁同士が接続される構成にするとよい。長側壁は平面でも曲面でもよく、短側壁は好ましくは曲面とする。したがって長円形あるいは楕円形の断面形状は基本的には扁平といえる。
【００１９】
「長」、「短」という字句は絶対表現ではなく相対表現と理解されるべきであり、したがって長側壁は単に短側壁より支持体の周方向に長いというだけのことである。
【００２０】
屋根状の断面形状を有するガイド羽根の少なくとも１つを長側壁の一方において、この側壁の、つまり支持体の、つまり混合／気化装置の少なくとも一軸方向端に設け、そのガイド羽根がその長側壁から対向する長側壁に向かって突出する構成にするとよい。この構成により、互いに平行に延びかつ軸方向と交差する方向に並んだ複数のガイド羽根を備えたガイド羽根列を支持体上に容易に形成することができる。ここで各ガイド羽根の延びる方向は軸方向と垂直で、かつそれらのガイド羽根がガイド羽根列内に並ぶ方向に垂直である。
【００２１】
ガイド羽根列を支持体の長側壁に設けるのに、様々な組み合わせが可能である。例えばガイド羽根列は、一方の長側壁のみの一軸方向端のみに設けてもよい。または両方の長側壁の一軸方向端のみに設けてもよく、この場合両長側壁から突出するガイド羽根が組み合って単一のガイド羽根列を形成してもよく、各両長側壁から突出するガイド羽根がそれぞれ別個のガイド羽根列を形成してもよい。各ガイド羽根は対応する長側壁から突出して、例えば、ガイド羽根の長さ方向のほぼ中心面、つまり両長側壁の中間に位置する面、まで延びる。あるいはガイド羽根列を両軸方向端に１つずつ設けてもよい。この場合ガイド羽根はそれぞれ同じ長側壁から突出させてもよく、異なる長側壁から突出させてもよい。
【００２２】
本発明に基づく排気システムは、少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターと、ＳＣＲ触媒コンバーターの上流において還元剤を排気ガス流に投入するためのインジェクターを少なくとも１つ備えた還元剤投入装置と、少なくとも１つの、上に述べたような混合／気化装置とを備える。混合／気化装置は少なくとも１つのインジェクターと少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターとの間に設けられる。
【００２３】
また、本発明に基づくＳＣＲ触媒コンバーターは、ＳＣＲ触媒コンバーターエレメントを少なくとも１つ設けたハウジングと、少なくとも１つの、上に述べたような混合／気化装置とを備える。混合／気化装置はハウジング内の、少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターエレメントの上流に設けられる。
【００２４】
本発明の他の重要な特徴や効果は、従属請求項、図面、および図面に基づいた本明細書内の記載の該当箇所から理解されるとおりである。
【００２５】
上に述べた、また下にこれから述べるいずれの特徴も、具体的に言及されている組み合わせ以外のどのような組み合わせでも、あるいは単独でも、本発明の範囲を逸脱しない限り実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】排気システムを備えた内燃機関を極めて単純化して示す回路図様の模式図
【図２】ＳＣＲ触媒コンバーターを極めて単純化して示す回路図様の図
【図３】それぞれ異なる実施形態Ａ，ＢにおけるＳＣＲ触媒コンバーターの、図２中の切断線III-IIIに沿った断面図
【図４】混合／気化装置を流入側から見た斜視図
【図５】図４の装置を流出側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。同一、類似、または機能上同等の部材は同一の参照符号で示す。
【００２８】
図面は全て模式図であり、各図の内容は以下のとおりである。図１は排気システムを備えた内燃機関を極めて単純化して示す回路図様の模式図である。図２はＳＣＲ触媒コンバーターを極めて単純化して示す回路図様の図である。図３Ａ、図３Ｂはそれぞれ異なる実施形態Ａ、ＢにおけるＳＣＲ触媒コンバーターの、図２中の切断線III-IIIに沿った断面図である。図４は混合／気化装置を流入側から見た斜視図である。図５は図４の装置を流出側から見た斜視図である。
【００２９】
図１に示すように、内燃機関１は一般にエンジンブロック（シリンダーブロック）２を備え、エンジンブロック２は複数のシリンダー３を備える。吸気系４からエンジンブロック２のシリンダー３に外気が供給される。外気の流れを矢印１１で示す。内燃機関１の動作時には、排気システム５により燃焼排気ガスがエンジンブロック２のシリンダー３から排出される。排気システム５はまた排気ガス浄化あるいは排気ガス再処理をも行う。この目的のため排気システム５は少なくとも１つのＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction、選択触媒還元）触媒コンバーター（選択還元触媒コンバーター）６を備える。触媒コンバーター６は排気システム５の排気ガスライン７に適切な態様で組み込まれている。排気システム５はさらに還元剤投入装置８を備える。還元剤投入装置８は少なくとも１つのインジェクター９を備え、インジェクター９の働きにより還元剤を排気ガス流１０中に投入することができる。排気ガス流１０は内燃機関１の動作時に排気ガスライン７を通り、その流れを矢印で示す。液状の還元剤の排気ガス流１０への投入はＳＣＲ触媒コンバーター６の上流において行われる。
【００３０】
排気システム５はさらに少なくとも１つの混合／気化装置１２を備える。混合／気化装置１２は排気ガスライン７内の、インジェクター９とＳＣＲ触媒コンバーター６の間に設けられるので、排気ガスとそれに投入された還元剤はＳＣＲ触媒コンバーター６に達する以前にまず混合／気化装置１２を通ることになる。
【００３１】
混合／気化装置１２が設けられている領域１３において、排気ガスライン７は例えば扁平な流路断面形状を有する。一方、インジェクター９の上流の領域１４において、排気ガスライン７は例えば円形の流路断面形状を有する。両領域１３，１４における流路断面積は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
図１に示す実施形態において、混合／気化装置１２は排気ガスライン７内のＳＣＲ触媒コンバーター６の上流に、したがってそれとは別に設けられている。特に、混合／気化装置１２はＳＣＲ触媒コンバーター６のハウジング１５外に設けられている。
【００３３】
上記とは異なる実施形態を図２に示す。ここではＳＣＲ触媒コンバーター６と混合／気化装置１２とが一体となっている。その実現のため、少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６がＳＣＲ触媒コンバーター６のハウジング１５内に設けられており、ハウジング１５内のＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６の上流に混合／気化装置１２が追加して設けられている。このように混合／気化装置１２とＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６が共通のハウジング１５内に収められている。図２の例において、ハウジング１５は入口側テーパー部１７と出口側テーパー部１８を有し、混合／気化装置１２とＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６はそれら２つのテーパー部１７，１８の間に配されている。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ハウジング１５は例えば少なくとも混合／気化装置１２が配される領域において扁平な断面形状を有し、この形状に合うように混合／気化装置１２が構成される。図３（Ａ）に示す実施形態においては、ハウジング１５内の流路の断面を１つの混合／気化装置１２でカバーしている。図３（Ｂ）に示す実施形態においては、ハウジング１５内の流路の断面を２つの混合／気化装置１２を並置してカバーしている。同様に、混合／気化装置１２を排気ガスライン７に配する場合にも、少なくとも２つの混合／気化装置１２を領域１３に並置して排気ガスライン７内の流路の断面積をカバーしてもよい。
【００３５】
図４，図５に示すように、各混合／気化装置１２は支持体１９を備える。支持体１９は、図１，図２，図４，図５において両矢印で示す軸方向２０まわりに、混合／気化装置１２内の流路の断面を、その周方向に取り囲む形状を有している。これらの実施形態において、混合／気化装置１２内の流路の断面形状は扁平とされているので、支持体１９の形状も扁平となっている。結果、支持体１９は対向する２つの長側壁２１，２２と対向する２つの短側壁２３，２４を有し、２つの長側壁２１，２２は２つの短側壁２３，２４によって接続されている。混合／気化装置１２、よって支持体１９、は２つの軸方向端２６，２７を有し、そこが側壁２１，２２，２３，２４の軸方向端となっている。図４，図５に矢印で示す排気ガス流１０の向きによって、各軸方向端２６，２７の一方が流入側、他方が流出側となるが、以下では流入側に番号２６を充て、流出側に番号２７を充てる。
【００３６】
図４，図５に示す例にいおて、支持体１９は流入側２６と流出側２７のそれぞれに複数のガイド羽根２５，２８を備える。ガイド羽根２５，２８は各々一方の長側壁２１から突出してもう一方の長側壁２２に向かって延びている。図示の例では、ガイド羽根２５，２８は全て同じ長側壁２１から突出しており、対向する長側壁２２から突出しているものはない。
【００３７】
ガイド羽根２５，２８のうち、ここでは２５で示す少なくとも１つは屋根状の断面形状２９を有し、各々２つのガイド面３０，３１と稜線３２または頂線３２を有する。稜線３２において２つのガイド面３０，３１同士が接続される。図示の例では、切妻屋根状の、角度のついた断面形状２９が採用されており、これにより角（かど）のついた稜線３２と平らなガイド面３０，３１が形成される。これに代えてアーチ状（弓状）または樽型屋根（丸屋根）状の断面形状２９を採用してもよい。その場合ガイド面３０，３１は丸みを付けられるかアーチ状にされて、頂線３２を介してなめらかに接続される。
【００３８】
図示の例では、流入側２６において、複数のガイド羽根２５，２８が各々の長さ方向と交差する方向に並べられ、一方の長側壁２１からもう一方の長側壁２２に向かって延びている。これにより流入側にガイド羽根列３３が形成される。流入側のガイド羽根列３３は例えばガイド羽根２５，２８を３つ、すなわち断面形状２９が屋根状のガイド羽根２５を２つと断面形状が直線状の従来型のガイド羽根２８を１つ、備えている。同様に、流出側２７において、ガイド羽根２８が各々の長さ方向と交差する方向に並べられ、これにより流出側にガイド羽根列３４が形成される。流出側のガイド羽根列３４は例えば断面形状２９が屋根状ではなく、好ましくは直線状の、同一タイプの従来型のガイド羽根２８を４つ備える。
【００３９】
各ガイド羽根列３３，３４内において、ガイド羽根２５，２８は互いに平行に、かつ軸方向２０と垂直に延びる。ガイド羽根２５，２８はさらに軸方向２０と垂直に並べられる。
【００４０】
図示の例では、稜線３２を有する屋根状のガイド羽根２５が流入側に配されているので、排気ガス流１０はまず稜線３２に当たって分割される。稜線３２で接続される２つのガイド面３０，３１は軸方向２０に関して反対方向に角度が付けられている。対称に構成した場合、ガイド面３０，３１は軸方向２０に対して同じ大きさの傾斜角度を有する。
【００４１】
流入側のガイド羽根列３３において、従来型のガイド羽根２８も軸方向２０に対して屋根状のガイド羽根２５のガイド面３０，３１と同じ大きさの傾斜角度を有する。
【００４２】
これに対して、流出側のガイド羽根列３４においては、従来型のガイド羽根２８の２つが軸方向２０に関して一方向に角度が付けられている一方で、あとの２つが軸方向２０に関して反対方向に角度が付けられている。各ガイド羽根２８のガイド面３０，３１の傾斜角度は大きさが同じで、例えば約４５度である。
【００４３】
図４において、屋根状のガイド羽根２５は各々その一方のガイド面３０を介してのみ支持体１９、すなわちその長側壁２１、に接続されている。これを実現するため、各ガイド羽根２５は対応する長側壁２１から接続線３５に沿って曲げて形成するとよい。そうすると接続線３５に沿って一方の、すなわち第１の、ガイド面３０が長側壁２１に接続される。もう一方の、すなわち第２の、ガイド面３１は稜線３２を介してガイド面３０に接続されており、したがって長側壁２１には間接的にのみ接続される。よって第２のガイド面３１は支持体１９から自立している、すなわち支持体１９とは非接触に設けられている。このように第２のガイド面３１は各々対応する長側壁２１にもその反対側の長側壁２２にも接触しない。またガイド羽根２５，２８は全て、対応する突出元の長側壁２１から遠い側の端部を反対側の長側壁２２から離して設けられる。これによってもガイド羽根２５，２８は反対側の長側壁２２とは接触しない。
【００４４】
流入側に設けた屋根状のガイド羽根２５の、両ガイド面３１，３２が交わる稜線が流入端となる。また、ガイド面３０，３１それぞれの、稜線３２から遠い端部が流出端３６となる。流出側のガイド羽根２８の位置決めは、それらを流出端３６と軸方向に位置を揃えて流出端３６を軸方向２０と交差する方向に覆うようにするとよい。そうしておくと、流出端３６から軸方向２０と平行に落ちた液滴が流出側のガイド羽根２８のいずれかに当たる。
【００４５】
混合／気化装置１２は一枚の板金材料を成型して製作するとよい。そうするとガイド羽根２５，２８は対応する長側壁２１と一体に形成でき、側壁２１，２２，２３，２４も支持体１９と一体に形成できる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 内燃機関
２ エンジンブロック
３ シリンダー
４ 吸気系
５ 排気システム
６ 触媒コンバーター
７ 排気ガスライン
８ 還元剤投入装置
９ インジェクター
１０ 排気ガス流
１１ 外気の流れ
１２ 混合／気化装置
１３，１４ 領域
１５ ハウジング
１６ ＳＣＲ触媒コンバーターエレメント
１７ 入口側テーパー部
１８ 出口側テーパー部
１９ 支持体
２０ 軸方向
２１，２２ 長側壁
２３，２４ 短側壁
２５ ガイド羽根
２６，２７ 軸方向端
２８ ガイド羽根
２９ 断面形状
３０，３１ ガイド面
３２ 頂線
３３ ガイド羽根列
３４ ガイド羽根列
３５ 接続線
３６ 流出端
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関、特に自動車の内燃機関、の排気システム用の混合／気化装置に関する。本発明はまたそのような装置を備えた排気システムおよびＳＣＲ触媒コンバーターに関する。
【０００２】
内燃機関の排気システムには通常、内燃機関が排出する排気ガスを浄化あるいは再処理するための装置が備えられる。このような装置においては、液体の処理剤を排気ガス流内に導入しそこで気化させて排気ガスと混合することが必要となることがある。例えば酸化触媒コンバーターの上流で燃料を排気ガスに投入して、酸化触媒コンバーター内での燃料の発熱反応により排気ガスを昇温するような場合である。昇温した排気ガス流は酸化触媒コンバーターの下流でさらなる排気ガス再処理装置、例えば別の触媒コンバーターや粒子フィルター、を動作温度あるいは再生温度まで昇温するのに用いられる。一方で選択触媒還元（ＳＣＲ）の原理で機能する、排気ガス中のＮＯxを吸収するＳＣＲ触媒コンバーター（選択還元触媒コンバーター）を備えたＳＣＲシステムが知られている。ＳＣＲ触媒コンバーターの上流で適切な還元剤、例えばアンモニアや尿素、好ましくは尿素の水溶液、を排気ガス流に投入する。するとＳＣＲ触媒コンバーター内でアンモニアにより含有窒素酸化物が窒素と水に分解される。
【０００３】
排気ガス流中に投入される処理剤の種類に拘わらず、満足な効果を得るためには、液相の処理剤の投入点とそれが消費される箇所との間で処理剤が十分に気化し、気相となった処理剤が排ガス流と十分に混ざる必要がある。この目的に用いられるのが冒頭で触れた混合／気化装置であり、これはしたがって排気ガスの経路中の、処理剤の投入点と消費点との間に設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は冒頭で触れたような混合／気化装置、そのような装置を備えたＳＣＲ触媒コンバーター、およびそのような装置を備えた排気システムの、改善された、あるいは少なくとも新たな、実施形態を提供することであり、この実施形態は簡素な、したがって費用効率の良い、構成を特徴としつつ、流れ抵抗の低減をも目指している。さらには断面内の排気の配分の改善も目指しており、これは背圧の低減につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、上記の目的は独立請求項に記載の構成により達せられる。より好ましい構成は従属請求項に記載のとおりである。
【０００６】
本発明の基本となる技術思想は次のとおりである。混合／気化装置に支持体を設け、この支持体を、混合／気化装置内の流路の、混合／気化装置の軸方向と交差して広がる断面を周方向に取り囲むように構成し、この支持体にガイド羽根を少なくとも１つ設ける。ガイド羽根は軸方向を横切る方向に突出し、そのようなガイド羽根の少なくとも１つに屋根状の断面形状を与える。このように屋根状の断面形状を有するガイド羽根を少なくとも１つ用いることにより、混合／気化装置内で排気ガス流に導入される液相の処理剤に対する衝突面積を増やして、処理剤が液滴のまま装置を通過してしまう可能性を抑えることができる。このようにして装置の気化効率がらみの効率を高めることができる。また、ガイド羽根の少なくとも１つに屋根状の断面形状を与えることで、そのガイド羽根により排気ガス流を両側に偏向させて十分な混合を実現することができる。さらに、ガイド羽根に当たった液相の処理剤に排気ガス流を吹き付けて処理剤をガイド羽根全体に行き渡らせるので、気化が促進される。
【０００７】
屋根状の断面形状を有するガイド羽根の屋根状の断面形状は、２つのガイド面からなり、これらが稜線または頂線において互いに接続されるように構成するとよい。断面形状は例えば切妻屋根状とし、角（かど）の付いた稜部によって２つの平らなガイド面同士が接続されるようにする。または断面形状を樽型屋根（丸屋根）状としてもよく、その場合２つの各々曲面からなる屋根面が丸みの付いた頂線を介して滑らかに接続される。これらを折衷して、例えば、２つの各々曲面から成るガイド面を角の付いた稜部を介して接続してもよい。
【０００８】
本発明による混合／気化装置の更なる特徴として、各ガイド羽根列は、流入側に設けられるか流出側に設けられるかに拘わらず、排気ガス流にほとんど乱流を生じさせない。言い換えれば、排気ガス流には、それがガイド羽根のまわりを通るときにも装置のガイド羽根列内を通るときにも乱流が生じない。このため装置は際立って低い流れ抵抗を有する。
【０００９】
特に好ましくは、稜線または頂線を流入側に配する。こうすると２つのガイド面が軸方向に関して反対方向に角度を持つことになる。特に、２つのガイド面に軸方向２０に対して同じ大きさの傾斜角度を与えれば、屋根状のガイド羽根において排気ガス流を対称に偏向あるいは分割することができる。
【００１０】
好ましくは、ガイド羽根は一方のガイド面を介してのみ支持体に接続される。これにより装置の構成を実現容易にすることができる。
【００１１】
好ましくは、他方のガイド面を支持体から自立して設ける。言い換えれば、他方のガイド面は支持体と接触せず、支持体には間接的に、すなわち一方のガイド面を介して、接続される。
【００１２】
好ましくは、ガイド羽根をその稜線の領域においても支持体から自立して設ける。これにより熱膨張の際に応力が生じない。
【００１３】
これに代えまたは加えて、ガイド羽根の２つガイド面を各々長方形として端部に４辺を有するよう構成し、２つのガイド面がそれぞれの１辺において互いに接して稜線をなし、ガイド羽根がそれらの辺の１つを介してのみ支持体に接続されるようにしてもよい。言い換えれば、ガイド羽根の周縁をなす外側の６つの辺のうち、１つのみが支持体に接続され、残りは支持体から離してあるいは自立して、すなわち支持体に接続せずに、設けられる。内側の２辺は互いに接して稜線をなす。
【００１４】
特にコンパクトな構成とするには、ガイド羽根を数個設けて、これらを、装置の軸方向と垂直な方向である第１の方向に突出させ、かつ軸方向と第１の方向との両方に垂直な方向である第２の方向に並べるとよい。
【００１５】
一実施形態において、ガイド羽根の断面形状を角度の付いた、またはアーチ状（弓状）のものとする。角度の付いた断面形状は前述の切妻屋根状の形状をなし、アーチ状の断面形状は前述の樽型屋根（丸屋根）状の形状をなす。好ましくは、屋根状の断面形状を有するガイド羽根を支持体の流入側に配し、支持体の流出側には少なくとも１つの他の、異なる断面形状を有するガイド羽根を配する。異なる断面形状とは例えば軸方向に対して角度が付いた直線状である。支持体は、断面形状が屋根状ではない従来型のガイド羽根を少なくとも１つ備えているとよい。
【００１６】
直線状の断面形状を有するガイド羽根、あるいは屋根状の断面形状を有するガイド羽根のガイド面、は平らに形成するとよい。平らなガイド羽根あるいはガイド面はその長さ方向に沿って、排気ガス流あるいは軸方向に対して一定の傾斜角度を有する。ガイド羽根あるいはガイド面の少なくとも１つまたは全てに捻りを加えてもよい。この場合、傾斜角度はガイド羽根の長さ方向に沿って変化する。
【００１７】
一実施形態において、流出側に配されるガイド羽根は、流入側に配される屋根状の断面形状を有するガイド羽根のガイド面の一方の流出端と軸方向に位置を揃えて設けられ、その流出端を軸方向と交差する方向に覆う。こうすると、流出側のガイド羽根の衝突面と流入側の屋根状のガイド羽根の流出端との位置が揃う。これにより流入側の屋根状のガイド羽根に当たった液体はガイド面上の流れの力によって向きを変えられてガイド面の流出端に達し、そこで液滴となって排気ガス流に吹き付けられて流出側のガイド羽根のガイド面に当たり、ここで再び排気ガス流と気化作用に曝される。よってこの構成により処理剤が液滴のまま装置を通過してしまう可能性を抑えることができる。ここで注目すべきは、屋根状の断面形状を有するガイド羽根が流入側に設けられることで、排気ガス流がその中に投入された処理剤とともに分割されることである。つまり排気ガス流と処理剤が半分ずつ流出側のガイド羽根に当たり、この流出側のガイド羽根の断面形状が屋根状でない場合には、処理剤の気化に寄与する面積が相対的に２倍になる。
【００１８】
特に好ましくは、混合／気化装置内の流路の断面形状を扁平とする。これは流路の断面形状の、軸方向と垂直な方向である第１方向の直径が、第１の方向と軸方向との両方に垂直な方向である第２方向の直径に比べて大きいことを意味する。つまり、混合／気化装置内の流路の断面形状は、それが円形である時とは大きく異なる。例えば、混合／気化装置内の流路の扁平な断面形状の直径を第１方向において、第２方向におけるに比べて少なくとも２倍とする。この構成により、混合／気化装置を薄型排気システムや、ＳＣＲ触媒コンバーターなどの排ガス処理装置の薄型筐体に容易に組み込むことができるようになる。その場合支持体を、対向する２つの長側壁と対向する２つの短側壁からなり、短側壁の各々により長側壁同士が接続される構成にするとよい。長側壁は平面でも曲面でもよく、短側壁は好ましくは曲面とする。したがって長円形あるいは楕円形の断面形状は基本的には扁平といえる。
【００１９】
「長」、「短」という字句は絶対表現ではなく相対表現と理解されるべきであり、したがって長側壁は単に短側壁より支持体の周方向に長いというだけのことである。
【００２０】
屋根状の断面形状を有するガイド羽根の少なくとも１つを長側壁の一方において、この側壁の、つまり支持体の、つまり混合／気化装置の少なくとも一軸方向端に設け、そのガイド羽根がその長側壁から対向する長側壁に向かって突出する構成にするとよい。この構成により、互いに平行に延びかつ軸方向と交差する方向に並んだ複数のガイド羽根を備えたガイド羽根列を支持体上に容易に形成することができる。ここで各ガイド羽根の延びる方向は軸方向と垂直で、かつそれらのガイド羽根がガイド羽根列内に並ぶ方向に垂直である。
【００２１】
ガイド羽根列を支持体の長側壁に設けるのに、様々な組み合わせが可能である。例えばガイド羽根列は、一方の長側壁のみの一軸方向端のみに設けてもよい。または両方の長側壁の一軸方向端のみに設けてもよく、この場合両長側壁から突出するガイド羽根が組み合って単一のガイド羽根列を形成してもよく、各両長側壁から突出するガイド羽根がそれぞれ別個のガイド羽根列を形成してもよい。各ガイド羽根は対応する長側壁から突出して、例えば、ガイド羽根の長さ方向のほぼ中心面、つまり両長側壁の中間に位置する面、まで延びる。あるいはガイド羽根列を両軸方向端に１つずつ設けてもよい。この場合ガイド羽根はそれぞれ同じ長側壁から突出させてもよく、異なる長側壁から突出させてもよい。
【００２２】
本発明に基づく排気システムは、少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターと、ＳＣＲ触媒コンバーターの上流において還元剤を排気ガス流に投入するためのインジェクターを少なくとも１つ備えた還元剤投入装置と、少なくとも１つの、上に述べたような混合／気化装置とを備える。混合／気化装置は少なくとも１つのインジェクターと少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターとの間に設けられる。
【００２３】
また、本発明に基づくＳＣＲ触媒コンバーターは、ＳＣＲ触媒コンバーターエレメントを少なくとも１つ設けたハウジングと、少なくとも１つの、上に述べたような混合／気化装置とを備える。混合／気化装置はハウジング内の、少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターエレメントの上流に設けられる。
【００２４】
本発明の他の重要な特徴や効果は、従属請求項、図面、および図面に基づいた本明細書内の記載の該当箇所から理解されるとおりである。
【００２５】
上に述べた、また下にこれから述べるいずれの特徴も、具体的に言及されている組み合わせ以外のどのような組み合わせでも、あるいは単独でも、本発明の範囲を逸脱しない限り実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】排気システムを備えた内燃機関を極めて単純化して示す回路図様の模式図
【図２】ＳＣＲ触媒コンバーターを極めて単純化して示す回路図様の図
【図３】それぞれ異なる実施形態Ａ，ＢにおけるＳＣＲ触媒コンバーターの、図２中の切断線III-IIIに沿った断面図
【図４】混合／気化装置を流入側から見た斜視図
【図５】図４の装置を流出側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。同一、類似、または機能上同等の部材は同一の参照符号で示す。
【００２８】
図面は全て模式図であり、各図の内容は以下のとおりである。図１は排気システムを備えた内燃機関を極めて単純化して示す回路図様の模式図である。図２はＳＣＲ触媒コンバーターを極めて単純化して示す回路図様の図である。図３Ａ、図３Ｂはそれぞれ異なる実施形態Ａ、ＢにおけるＳＣＲ触媒コンバーターの、図２中の切断線III-IIIに沿った断面図である。図４は混合／気化装置を流入側から見た斜視図である。図５は図４の装置を流出側から見た斜視図である。
【００２９】
図１に示すように、内燃機関１は一般にエンジンブロック（シリンダーブロック）２を備え、エンジンブロック２は複数のシリンダー３を備える。吸気系４からエンジンブロック２のシリンダー３に外気が供給される。外気の流れを矢印１１で示す。内燃機関１の動作時には、排気システム５により燃焼排気ガスがエンジンブロック２のシリンダー３から排出される。排気システム５はまた排気ガス浄化あるいは排気ガス再処理をも行う。この目的のため排気システム５は少なくとも１つのＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction、選択触媒還元）触媒コンバーター（選択還元触媒コンバーター）６を備える。触媒コンバーター６は排気システム５の排気ガスライン７に適切な態様で組み込まれている。排気システム５はさらに還元剤投入装置８を備える。還元剤投入装置８は少なくとも１つのインジェクター９を備え、インジェクター９の働きにより還元剤を排気ガス流１０中に投入することができる。排気ガス流１０は内燃機関１の動作時に排気ガスライン７を通り、その流れを矢印で示す。液状の還元剤の排気ガス流１０への投入はＳＣＲ触媒コンバーター６の上流において行われる。
【００３０】
排気システム５はさらに少なくとも１つの混合／気化装置１２を備える。混合／気化装置１２は排気ガスライン７内の、インジェクター９とＳＣＲ触媒コンバーター６の間に設けられるので、排気ガスとそれに投入された還元剤はＳＣＲ触媒コンバーター６に達する以前にまず混合／気化装置１２を通ることになる。
【００３１】
混合／気化装置１２が設けられている領域１３において、排気ガスライン７は例えば扁平な流路断面形状を有する。一方、インジェクター９の上流の領域１４において、排気ガスライン７は例えば円形の流路断面形状を有する。両領域１３，１４における流路断面積は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
図１に示す実施形態において、混合／気化装置１２は排気ガスライン７内のＳＣＲ触媒コンバーター６の上流に、したがってそれとは別に設けられている。特に、混合／気化装置１２はＳＣＲ触媒コンバーター６のハウジング１５外に設けられている。
【００３３】
上記とは異なる実施形態を図２に示す。ここではＳＣＲ触媒コンバーター６と混合／気化装置１２とが一体となっている。その実現のため、少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６がＳＣＲ触媒コンバーター６のハウジング１５内に設けられており、ハウジング１５内のＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６の上流に混合／気化装置１２が追加して設けられている。このように混合／気化装置１２とＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６が共通のハウジング１５内に収められている。図２の例において、ハウジング１５は入口側テーパー部１７と出口側テーパー部１８を有し、混合／気化装置１２とＳＣＲ触媒コンバーターエレメント１６はそれら２つのテーパー部１７，１８の間に配されている。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ハウジング１５は例えば少なくとも混合／気化装置１２が配される領域において扁平な断面形状を有し、この形状に合うように混合／気化装置１２が構成される。図３（Ａ）に示す実施形態においては、ハウジング１５内の流路の断面を１つの混合／気化装置１２でカバーしている。図３（Ｂ）に示す実施形態においては、ハウジング１５内の流路の断面を２つの混合／気化装置１２を並置してカバーしている。同様に、混合／気化装置１２を排気ガスライン７に配する場合にも、少なくとも２つの混合／気化装置１２を領域１３に並置して排気ガスライン７内の流路の断面積をカバーしてもよい。
【００３５】
図４，図５に示すように、各混合／気化装置１２は支持体１９を備える。支持体１９は、図１，図２，図４，図５において両矢印で示す軸方向２０まわりに、混合／気化装置１２内の流路の断面を、その周方向に取り囲む形状を有している。これらの実施形態において、混合／気化装置１２内の流路の断面形状は扁平とされているので、支持体１９の形状も扁平となっている。結果、支持体１９は対向する２つの長側壁２１，２２と対向する２つの短側壁２３，２４を有し、２つの長側壁２１，２２は２つの短側壁２３，２４によって接続されている。混合／気化装置１２、よって支持体１９、は２つの軸方向端２６，２７を有し、そこが側壁２１，２２，２３，２４の軸方向端となっている。図４，図５に矢印で示す排気ガス流１０の向きによって、各軸方向端２６，２７の一方が流入側、他方が流出側となるが、以下では流入側に番号２６を充て、流出側に番号２７を充てる。
【００３６】
図４，図５に示す例にいおて、支持体１９は流入側２６と流出側２７のそれぞれに複数のガイド羽根２５，２８を備える。ガイド羽根２５，２８は各々一方の長側壁２１から突出してもう一方の長側壁２２に向かって延びている。図示の例では、ガイド羽根２５，２８は全て同じ長側壁２１から突出しており、対向する長側壁２２から突出しているものはない。
【００３７】
ガイド羽根２５，２８のうち、ここでは２５で示す少なくとも１つは屋根状の断面形状２９を有し、各々２つのガイド面３０，３１と稜線３２または頂線３２を有する。稜線３２において２つのガイド面３０，３１同士が接続される。図示の例では、切妻屋根状の、角度のついた断面形状２９が採用されており、これにより角（かど）のついた稜線３２と平らなガイド面３０，３１が形成される。これに代えてアーチ状（弓状）または樽型屋根（丸屋根）状の断面形状２９を採用してもよい。その場合ガイド面３０，３１は丸みを付けられるかアーチ状にされて、頂線３２を介してなめらかに接続される。
【００３８】
図示の例では、流入側２６において、複数のガイド羽根２５，２８が各々の長さ方向と交差する方向に並べられ、一方の長側壁２１からもう一方の長側壁２２に向かって延びている。これにより流入側にガイド羽根列３３が形成される。流入側のガイド羽根列３３は例えばガイド羽根２５，２８を３つ、すなわち断面形状２９が屋根状のガイド羽根２５を２つと断面形状が直線状の従来型のガイド羽根２８を１つ、備えている。同様に、流出側２７において、ガイド羽根２８が各々の長さ方向と交差する方向に並べられ、これにより流出側にガイド羽根列３４が形成される。流出側のガイド羽根列３４は例えば断面形状２９が屋根状ではなく、好ましくは直線状の、同一タイプの従来型のガイド羽根２８を４つ備える。
【００３９】
各ガイド羽根列３３，３４内において、ガイド羽根２５，２８は互いに平行に、かつ軸方向２０と垂直に延びる。ガイド羽根２５，２８はさらに軸方向２０と垂直に並べられる。
【００４０】
図示の例では、稜線３２を有する屋根状のガイド羽根２５が流入側に配されているので、排気ガス流１０はまず稜線３２に当たって分割される。稜線３２で接続される２つのガイド面３０，３１は軸方向２０に関して反対方向に角度が付けられている。対称に構成した場合、ガイド面３０，３１は軸方向２０に対して同じ大きさの傾斜角度を有する。
【００４１】
流入側のガイド羽根列３３において、従来型のガイド羽根２８も軸方向２０に対して屋根状のガイド羽根２５のガイド面３０，３１と同じ大きさの傾斜角度を有する。
【００４２】
これに対して、流出側のガイド羽根列３４においては、従来型のガイド羽根２８の２つが軸方向２０に関して一方向に角度が付けられている一方で、あとの２つが軸方向２０に関して反対方向に角度が付けられている。各ガイド羽根２８のガイド面３０，３１の傾斜角度は大きさが同じで、例えば約４５度である。
【００４３】
図４において、屋根状のガイド羽根２５は各々その一方のガイド面３０を介してのみ支持体１９、すなわちその長側壁２１、に接続されている。これを実現するため、各ガイド羽根２５は対応する長側壁２１から接続線３５に沿って曲げて形成するとよい。そうすると接続線３５に沿って一方の、すなわち第１の、ガイド面３０が長側壁２１に接続される。もう一方の、すなわち第２の、ガイド面３１は稜線３２を介してガイド面３０に接続されており、したがって長側壁２１には間接的にのみ接続される。よって第２のガイド面３１は支持体１９から自立している、すなわち支持体１９とは非接触に設けられている。このように第２のガイド面３１は各々対応する長側壁２１にもその反対側の長側壁２２にも接触しない。またガイド羽根２５，２８は全て、対応する突出元の長側壁２１から遠い側の端部を反対側の長側壁２２から離して設けられる。これによってもガイド羽根２５，２８は反対側の長側壁２２とは接触しない。
【００４４】
流入側に設けた屋根状のガイド羽根２５の、両ガイド面３１，３２が交わる稜線が流入端となる。また、ガイド面３０，３１それぞれの、稜線３２から遠い端部が流出端３６となる。流出側のガイド羽根２８の位置決めは、それらを流出端３６と軸方向に位置を揃えて流出端３６を軸方向２０と交差する方向に覆うようにするとよい。そうしておくと、流出端３６から軸方向２０と平行に落ちた液滴が流出側のガイド羽根２８のいずれかに当たる。
【００４５】
混合／気化装置１２は一枚の板金材料を成型して製作するとよい。そうするとガイド羽根２５，２８は対応する長側壁２１と一体に形成でき、側壁２１，２２，２３，２４も支持体１９と一体に形成できる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 内燃機関
２ エンジンブロック
３ シリンダー
４ 吸気系
５ 排気システム
６ 触媒コンバーター
７ 排気ガスライン
８ 還元剤投入装置
９ インジェクター
１０ 排気ガス流
１１ 外気の流れ
１２ 混合／気化装置
１３，１４ 領域
１５ ハウジング
１６ ＳＣＲ触媒コンバーターエレメント
１７ 入口側テーパー部
１８ 出口側テーパー部
１９ 支持体
２０ 軸方向
２１，２２ 長側壁
２３，２４ 短側壁
２５ ガイド羽根
２６，２７ 軸方向端
２８ ガイド羽根
２９ 断面形状
３０，３１ ガイド面
３２ 頂線
３３ ガイド羽根列
３４ ガイド羽根列
３５ 接続線
３６ 流出端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）、特に自動車の内燃機関、の排気システム（５）用の混合／気化装置（１２）であって、
前記混合／気化装置（１２）内の流路の、前記混合／気化装置（１２）の軸方向（２０）と交差して広がる断面を周方向に取り囲む支持体（１９）を備え、
前記支持体（１９）は少なくとも１つのガイド羽根（２５，２８）を備え、該ガイド羽根（２５，２８）は前記軸方向（２０）と交差する方向に突出し、
前記ガイド羽根（２５）の少なくとも１つが屋根状の断面形状（２９）を有し、該断面形状（２９）は稜線（３２）または頂線において互いに接続された２つのガイド面（３０，３１）を有することを特徴とする混合／気化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の混合／気化装置において、
前記稜線（３２）または頂線は流入側に配され、前記２つのガイド面（３０，３１）は前記軸方向（２０）に関して互いに反対の方向に向けられている。
【請求項３】
請求項１または２に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は一方の前記ガイド面（３０）を介してのみ前記支持体（１９）に接続されている。
【請求項４】
請求項３に記載の混合／気化装置において、
他方の前記ガイド面（３１）は前記支持体（１９）から自立して設けられている。
【請求項５】
請求項４に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は前記稜線（３２）の領域においても前記支持体（１９）から自立して設けられている。
【請求項６】
請求項４または５に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）の前記２つのガイド面（３０，３１）は各々が長方形で端部に４辺を有し、前記２つのガイド面（３０，３１）はそれぞれの１辺において互いに接して前記稜線（３２）をなし、前記ガイド羽根（２５）は該辺の１つを介してのみ前記支持体（１９）に接続されている。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は複数設けられ、これらは前記支持体（１９）から、前記混合／気化装置（１２）の前記軸方向（２０）に垂直な方向である第１の方向に突出し、かつ前記軸方向（２０）と前記第１の方向との両方に垂直な方向である第２の方向に並べられている。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）の前記断面形状（２９）は角を付けて、またはアーチ状に形成される。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記屋根状の断面形状（２９）を有する前記ガイド羽根（２５）は前記支持体（１９）の流入側に配され、前記支持体（１９）の流出側には少なくとも１つの他の前記ガイド羽根（２８）が配され、該ガイド羽根（２８）は前記ガイド羽根（２５）とは異なる断面形状を有する。
【請求項１０】
請求項９に記載の混合／気化装置において、
流出側に配される前記ガイド羽根（２８）は、流入側に配される前記屋根状の断面形状（２９）を有する前記ガイド羽根（２５）の前記ガイド面（３０，３１）の一方の流出端（３６）と軸方向に位置を揃えて設けられ、該流出端（３６）を前記軸方向（２０）と交差する方向に覆っている。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記混合／気化装置（１２）内の流路の断面形状が扁平であり、
前記支持体１９は対向する２つの長側壁（２１，２２）と対向する２つの短側壁（２３，２４）を有し、
前記短側壁（２３，２４）の各々により前記長側壁（２１，２２）同士が接続され、
前記屋根状の断面形状２９を有する前記ガイド羽根２５の少なくとも１つが前記長側壁（２１，２２）の一方の少なくとも一軸方向端（２６，２７）に設けられ、前記長側壁（２１，２２）の他方に向かって突出している。
【請求項１２】
内燃機関（１）、特に自動車の内燃機関、の排気システムであって、
少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーター（６）と、
前記ＳＣＲ触媒コンバーター（６）の上流において還元剤を排気ガス流（１０）に投入するためのインジェクター（９）を少なくとも１つ備えた還元剤投入装置（８）と、
少なくとも１つの、請求項１〜１１のいずれかに記載の混合／気化装置（１２）と
を備え、
前記混合／気化装置（１２）が前記少なくとも１つのインジェクター（９）と前記少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーター（６）との間に設けられることを特徴とする排気システム。
【請求項１３】
内燃機関（１）、特に自動車の内燃機関、の排気システム（５）用のＳＣＲ触媒コンバーターであって、
ＳＣＲ触媒コンバーターエレメント（１６）を少なくとも１つ設けたハウジング（１５）と、
少なくとも１つの、請求項１〜１１のいずれかに記載の混合／気化装置（１２）と
を備え、
前記混合／気化装置（１２）がハウジング（１５）内の、前記少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターエレメント（１６）の上流に設けられることを特徴とするＳＣＲ触媒コンバーター。
【請求項１】
内燃機関（１）、特に自動車の内燃機関、の排気システム（５）用の混合／気化装置（１２）であって、
前記混合／気化装置（１２）内の流路の、前記混合／気化装置（１２）の軸方向（２０）と交差して広がる断面を周方向に取り囲む支持体（１９）を備え、
前記支持体（１９）は少なくとも１つのガイド羽根（２５，２８）を備え、該ガイド羽根（２５，２８）は前記軸方向（２０）と交差する方向に突出し、
前記ガイド羽根（２５）の少なくとも１つが屋根状の断面形状（２９）を有し、該断面形状（２９）は稜線（３２）または頂線において互いに接続された２つのガイド面（３０，３１）を有することを特徴とする混合／気化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の混合／気化装置において、
前記稜線（３２）または頂線は流入側に配され、前記２つのガイド面（３０，３１）は前記軸方向（２０）に関して互いに反対の方向に向けられている。
【請求項３】
請求項１または２に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は一方の前記ガイド面（３０）を介してのみ前記支持体（１９）に接続されている。
【請求項４】
請求項３に記載の混合／気化装置において、
他方の前記ガイド面（３１）は前記支持体（１９）から自立して設けられている。
【請求項５】
請求項４に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は前記稜線（３２）の領域においても前記支持体（１９）から自立して設けられている。
【請求項６】
請求項４または５に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）の前記２つのガイド面（３０，３１）は各々が長方形で端部に４辺を有し、前記２つのガイド面（３０，３１）はそれぞれの１辺において互いに接して前記稜線（３２）をなし、前記ガイド羽根（２５）は該辺の１つを介してのみ前記支持体（１９）に接続されている。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は複数設けられ、これらは前記支持体（１９）から、前記混合／気化装置（１２）の前記軸方向（２０）に垂直な方向である第１の方向に突出し、かつ前記軸方向（２０）と前記第１の方向との両方に垂直な方向である第２の方向に並べられている。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）の前記断面形状（２９）は角を付けて、またはアーチ状に形成される。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記屋根状の断面形状（２９）を有する前記ガイド羽根（２５）は前記支持体（１９）の流入側に配され、前記支持体（１９）の流出側には少なくとも１つの他の前記ガイド羽根（２８）が配され、該ガイド羽根（２８）は前記ガイド羽根（２５）とは異なる断面形状を有する。
【請求項１０】
請求項９に記載の混合／気化装置において、
流出側に配される前記ガイド羽根（２８）は、流入側に配される前記屋根状の断面形状（２９）を有する前記ガイド羽根（２５）の前記ガイド面（３０，３１）の一方の流出端（３６）と軸方向に位置を揃えて設けられ、該流出端（３６）を前記軸方向（２０）と交差する方向に覆っている。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記混合／気化装置（１２）内の流路の断面形状が扁平であり、
前記支持体１９は対向する２つの長側壁（２１，２２）と対向する２つの短側壁（２３，２４）を有し、
前記短側壁（２３，２４）の各々により前記長側壁（２１，２２）同士が接続され、
前記屋根状の断面形状２９を有する前記ガイド羽根２５の少なくとも１つが前記長側壁（２１，２２）の一方の少なくとも一軸方向端（２６，２７）に設けられ、前記長側壁（２１，２２）の他方に向かって突出している。
【請求項１２】
内燃機関（１）、特に自動車の内燃機関、の排気システムであって、
少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーター（６）と、
前記ＳＣＲ触媒コンバーター（６）の上流において還元剤を排気ガス流（１０）に投入するためのインジェクター（９）を少なくとも１つ備えた還元剤投入装置（８）と、
少なくとも１つの、請求項１〜１１のいずれかに記載の混合／気化装置（１２）と
を備え、
前記混合／気化装置（１２）が前記少なくとも１つのインジェクター（９）と前記少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーター（６）との間に設けられることを特徴とする排気システム。
【請求項１３】
内燃機関（１）、特に自動車の内燃機関、の排気システム（５）用のＳＣＲ触媒コンバーターであって、
ＳＣＲ触媒コンバーターエレメント（１６）を少なくとも１つ設けたハウジング（１５）と、
少なくとも１つの、請求項１〜１１のいずれかに記載の混合／気化装置（１２）と
を備え、
前記混合／気化装置（１２）がハウジング（１５）内の、前記少なくとも１つのＳＣＲ触媒コンバーターエレメント（１６）の上流に設けられることを特徴とするＳＣＲ触媒コンバーター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７２４３７（Ｐ２０１３−７２４３７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２１４１２４（Ｐ２０１２−２１４１２４）
【出願日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【出願人】（５０５２６１６１２）ヨット・エーバーシュペッヒャー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１４１２４（Ｐ２０１２−２１４１２４）
【出願日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【出願人】（５０５２６１６１２）ヨット・エーバーシュペッヒャー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー (53)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]