(57)【要約】例示の一実施例において、車輌の排気稀釈分散装置は排気を受け取るように車輌の排気システムに連通することができる入口部を備える通常、細長いテールパイプを有する。更に、このテールパイプは排気を受け取るように入口部に連通する出口部を備えている。また、この出口部は下方に指向する排気偏向部と、排気を分散するようにこの装置の外部の周辺に連通する排気出口を備える。排気出口はテールパイプに沿って、縦方向に延在する通常、細長い排気分散開口を備えることができる。排気出口の少なくとも一部は下方に指向する排気偏向部と同一の広がりを有し、出口から分散する排気の主要部は横方向の成分を有することができる。
2009504986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）排気を受け取るように車輌の排気システムに連通することができる入口部と、
（ii ）排気を受け取るように前記入口部に連通する出口部と
を備える通常、細長いテールパイプから成る車輌の排気稀釈分散装置であって、
前記出口部は下方に指向する排気偏向部と、排気を分散するように前記装置の外部の周辺に連通する排気出口とを備え、前記排気出口は縦方向に延在する通常、細長い開口から成る車輌の排気稀釈分散装置において、
前記排気出口の少なくとも一部は前記下方に指向する排気偏向部と同一の広がりを有し、前記排気出口から分散する前記排気の主要部は横方向成分を有することを特徴とする車輌の排気稀釈分散装置。
【請求項２】
前記テールパイプは主要直径を有するほぼ円筒形の或る長さのパイプから成り、前記細長い開口は前記テールパイプの前記主要直径の少なくとも約７５％の幅を有する請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項３】
前記細長い開口の長さはこの細長い開口の高さの少なくとも約１．５倍である請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項４】
前記細長い開口の長さはこの細長い開口の幅の少なくとも約１．５倍である請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項５】
前記テールパイプは主要直径を有するほぼ円筒形の或る長さのパイプから成り、前記細長い開口の輪郭は前記テールパイプの前記主要直径の少なくとも約２５％の高さを有している請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項６】
前記細長い開口の周縁の多くの部分が前記テールパイプの中心軸線にほぼ平行に延在している請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項７】
前記細長い開口は通常、細長い逆Ｕ字状の側面の輪郭を有している請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項８】
前記テールパイプは入口部端と出口部端とを備え、前記出口部端に隣接する前記下方に指向する排気偏向部は前記テールパイプの中心軸線に対し約１３０°と約１５０°との間の角度を画成している請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項９】
前記下方に指向する排気偏向部は少なくとも１個の内方に突出する偏向板と、少なくとも１個の外方に突出する排気流案内とを有する分岐部を備える請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項１０】
前記分岐部は少なくとも１個の対称面を有する請求項９の排気稀釈分散装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１個の偏向板の内面はほぼ凸状であり、前記少なくとも１個の排気流案内の内面はほぼ凹状である請求項９の排気稀釈分散装置。
【請求項１２】
前記下方に指向する排気偏向部は排気の流れの方向に増大する内面の面積を有する少なくとも１個の内方に突出する偏向板と、前記排気の流れの方向に減少する横断面積を有する排気流路を画成する少なくとも１個の外方に突出する排気流案内とを備える請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項１３】
前記下方に指向する排気偏向部は少なくとも２個の外方に突出する排気流案内と、１個の内方に突出する偏向板とを備え、前記内方に突出する偏向板を前記少なくとも２個の外方に突出する排気流案内の間に配置している請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項１４】
車輌の排気システムに連結可能な第１入口端部と、この第１入口端部のほぼ反対側にある第２排気加速端部とを有するノズルを更に備え、前記第２排気加速端部は排気の流れる方向に減少する横断面積を備え、前記ノズルの外面と前記テールパイプの内面との間に周囲の空気の通路を画成するよう前記ノズルの前記第２排気加速端部を少なくとも一部、前記テールパイプの前記入口部内に配置し、前記空気の通路によって、周囲の空気が周辺から、前記テールパイプを通じて、排気の流れの中に通過するのを容易にする請求項１の排気稀釈分散装置。
【請求項１５】
前記テールパイプは全長を有し、前記排気出口は前記テールパイプの長さの少なくとも約５０％の長さを有する請求項１４の排気稀釈分散装置。
【請求項１６】
前記テールパイプの前記入口部は前記排気の流れる方向に増大する横断面積を有する拡散部を備える請求項１４の排気稀釈分散装置。
【請求項１７】
前記ノズルと前記テールパイプとを同軸に結合する複数個の連結構造を更に備え、前記連結構造は通常、細長く、前記ノズル、及び前記テールパイプの中心軸線にほぼ平行な方向に延在している請求項１４の排気稀釈分散装置。
【請求項１８】
前記ノズルと前記テールパイプとを互いに同軸に結合する複数個の連結構造を更に備え、前記連結構造の少なくとも１個が通常、細長く、しかも前記テールパイプの中心軸線に平行でない乱流誘起部を有している請求項１４の排気稀釈分散装置。
【請求項１９】
前記周囲の空気の通路がほぼ環状である請求項１４の排気稀釈分散装置。
【請求項２０】
排気を受け取るように車輌の排気システムに連通することができる排気入口を有するほぼ管状の第１入口部と、この第１入口部に結合された第２出口部とを備え、前記第２出口部は
（ｉ）排気の流れる方向に増大する内面の面積を持つ少なくとも１個の内方に突出する偏向板と、前記排気の流れる方向に減少する横断面積を持つ少なくとも１個の外方に突出する排気流案内とを有する下方に指向する排気偏向部と、
（ii ）排気を分散させるように周囲に連通する排気出口と
を備え、前記排気出口は前記テールパイプに沿って、縦方向に延びる通常、細長い開口を備え、前記開口を通じて分散する排気の少なくとも主要部が横方向の成分を有するように、前記下方に指向する排気偏向部に対して少なくとも一部、同一の広がりを有するように前記開口を構成したことを特徴とする車輌の排気冷却テールパイプ。
【請求項２１】
前記排気出口の前記開口の周縁の多くの部分が前記テールパイプの中心軸線にほぼ平行に延在している請求項２０の排気冷却テールパイプ。
【請求項２２】
前記内方に突出する偏向板の内面が前記テールパイプの中心軸線に対し約１３０°と約１５０°との間の角度を画成している請求項２０の排気冷却テールパイプ。
【請求項２３】
前記テールパイプは主要直径を有するほぼ円筒形の或る長さのパイプから成り、前記排気出口の前記開口は前記テールパイプの前記主要直径の少なくとも約７５％の幅を有する請求項２０の排気冷却テールパイプ。
【請求項２４】
前記細長い開口の長さはこの細長い開口の幅の少なくとも約１．５倍である請求項２０の排気冷却テールパイプ。
【請求項２５】
前記テールパイプは主要直径を有するほぼ円筒形の或る長さのパイプから成り、前記排気出口の前記開口の輪郭は前記テールパイプの前記主要直径の少なくとも約２５％の高さを有している請求項２０の排気冷却テールパイプ。
【請求項２６】
排気を受け取るように車輌に連通して取り付けられる形態を有し、排気の流れる方向に減少する横断面積を持つ排気加速通路を有する排気加速部と、
前記排気の流れる方向に増大する横断面積を持つ排気拡散通路を有し、排気を受け取るように前記排気加速部の前記排気加速通路に連通している排気拡散部と、
周囲の空気に連通する入口と、前記排気拡散部に連通する出口とを有する空気通路と、
排気を受け取るように前記排気拡散通路に連通している排気分散部であって、この排気分散部は排気を放出するように、取り囲む周囲に連通して、縦方向に延在する通常、細長い排気分散開口を有しており、前記排気分散部を経て流れる排気の少なくとも主要部を前記細長い排気分散開口が側方に分散させている排気分散部と
を備えることを特徴とする車輌の排気稀釈分散装置。
【請求項２７】
前記排気分散開口は通常、細長い弓形の側面の輪郭を有している請求項２６の排気稀釈分散装置。
【請求項２８】
前記排気加速通路を前記排気拡散部の前記排気拡散通路内に少なくとも一部、同軸に位置させ、前記空気通路は前記排気加速部と前記排気拡散部との間に形成されたほぼ環状の通路から成る請求項２６の排気稀釈分散装置。
【請求項２９】
前記排気加速部は複数個のガセットを介して、前記排気拡散部に結合されている請求項２８の排気稀釈分散装置。
【請求項３０】
前記排気加速部はほぼ管状の第１管状パイプから成り、前記排気拡散部はほぼ管状の第２管状パイプから成り、前記第１管状パイプは少なくとも一部、前記第２管状パイプ内に位置し、前記空気通路は前記第１パイプと前記第２パイプとの間に画成された空間から成る請求項２６の排気稀釈分散装置。
【請求項３１】
前記第１管状パイプは入口端と出口端とを有し、前記入口端は排気を受け取るように車輌の車輌排気システムに連通するよう設置されることができ、前記出口端は排気を放出するように前記第２管状パイプに連通している請求項３０の排気稀釈分散装置。
【請求項３２】
前記排気稀釈分散装置は更に前記排気拡散部と前記排気分散部との間に排気混合部を備え、前記排気混合部は前記排気の流れる方向にほぼ平行な側壁を持つ通路を有しており、前記混合部は排気を受け取るように前記排気拡散部に連通しており、更に排気を放出するように前記排気分散部に連通している請求項２６の排気稀釈分散装置。
【請求項３３】
車輌の排気システムから排気の流れを受け取り、
前記排気の流れの少なくとも一部を下方に偏向させ、
前記車輌から離れる前記排気の流れを分散させて、車輌からの排気を冷却する方法において、
前記排気の流れを分散させる際、前記排気の流れを下方に分散させると共に、前記排気の流れの少なくとも主要部を側方に分散させることを特徴とする車輌からの排気の冷却方法。
【請求項３４】
更に、前記排気の流れの少なくとも一部を分岐させる請求項３３の方法。
【請求項３５】
更に、前記排気システムから受け取った前記排気の流れを加速し、前記排気を分散させる前に、前記排気の流れに周囲の空気を混合する請求項３３の方法。
【請求項３６】
更に、前記排気の流れに周囲の空気を混合した後、前記排気の流れを減速する請求項３５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輌の排気システムに関するものであり、また特に車輌の排気稀釈分散装置に関するものである。
【０００２】
この出願は２００５年８月１６日に出願した米国仮特許出願第６０／７０９０３９号、２００６年２月３日に出願した米国仮特許出願第６０／７６５２３８号、及び２００６年５月２６日に出願した米国特許出願第１１／４４２３６５号の全てを援用し、言及して、その利益を請求するものである。
【背景技術】
【０００３】
車輌のテールパイプの出口から分散する排気ガスの、出口から或る距離における温度は幾つかの産業安全規準を満たすものでなければならない。
【０００４】
ジーゼルエンジンのように、車輌に使用される若干の現代の内燃機関は排気ガス中の粒子を燃焼して、大気汚染を減少させる装置を備えつつある。そのような装置を使用すると、それを使用しないで作動している機関よりも、排気ガスが一層高温になることが起り得る。しかし、そのような燃焼装置を使用しなくとも、若干の現代の機関は一層古い機関よりも一層高温の排気ガスを発生して作動する可能性がある。例えば、或る機関は約６４９°Ｃ（１２００°Ｆ）、又はそれ以上高温の排気ガスを発生し得るし、又は発生し得ることは確実である。既知のあまり効果がない排気ガスシステムは産業規準を満たすだけ十分に、排気ガスの温度を低下させることができないであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここに開示するものは全て新たな、自明でない要旨を目指すものであり、またここに開示する単独での方法操作、及び新規な自明でない相互の組合せ、及び下位の相互の組合せにおける方法操作を目指すものである。この開示はここに開示された利点の全てを発揮する構造、又は構成部分に限定されない。ここに述べる実施例は望ましい構造の例を提供するものであり、開示の広さを限定するものと解すべきでない。
【０００６】
ここに記載するのは車輌の排気システムの後処理素子として、使用する車輌の排気稀釈分散装置の実施例である。この排気稀釈分散装置は従来の排気システムに比較し、排気システムから、大気に分散する排気の温度を一層迅速に低下させるのを、容易にする。この排気稀釈分散装置は温度低下特性を有するので、この排気稀釈分散装置を排気冷却装置と称することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示の一実施例において、車輌用の排気稀釈分散装置は排気を受け取るように車両の排気システムに連通することができる入口部を備える通常、細長いテールパイプを有することができる。このテールパイプは更に、排気を受け取るように入口部に連通する出口部を備える。また、出口部は下方に指向する排気偏向部と、排気を分散させるように装置の外部の周辺に連通する排気出口とを備えることができる。排気出口はテールパイプに沿って縦方向に延在する通常、細長い排気分散開口を備えることができる。排気出口の少なくとも一部は下方に指向する排気偏向部と同一の広がりを有することができ、出口から分散する排気の主要部は横方向の成分を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
若干の具体例において、テールパイプは主要直径を有するほぼ円筒形の或る長さのパイプから成り、細長い開口は例えばテールパイプの主要直径の少なくとも約７５％の幅を有することができる。若干の具体例では、この細長い開口は側面の輪郭で、テールパイプの主要直径の少なくとも約２５％の高さを有することができる。或る具体例では、細長い開口はテールパイプの長さの少なくとも約５０％の長さを有することができる。また、若干の具体例では、細長い開口の周辺の相当の部分がテールパイプの中心軸線にほぼ平行に延在することができる。或る具体例では細長い開口は通常、細長い逆Ｕ字状の輪郭を有することができる。
【０００９】
若干の具体例において、テールパイプの一端の下方に指向する排気偏向部はテールパイプの中心軸線に対し、約１３０°と約１５０°との間の角度を画成することができる。
【００１０】
若干の具体例において、下方に指向する排気偏向部は例えば、少なくとも１個の内方に突出する偏向板と、少なくとも１個の外方に突出する排気流案内とを有する分岐部を備えることができる。特定の具体例では少なくとも１個の偏向板の内面をほぼ凸状にし、少なくとも１個の排気流案内の内面をほぼ凹状にすることができる。若干の具体例において、下方に指向する排気偏向部は少なくとも２個の外方に突出する排気流案内と、１個の内方に突出する偏向板とを備えることができ、この場合、内方に突出する偏向板を少なくとも２個の外方に突出する排気流案内の間に配置する。或る具体例では分岐部は少なくとも１個の対称面を有する。
【００１１】
若干の具体例において、下方に指向する排気偏向部は排気の流れる方向に内面の面積を増大する少なくとも１個の内方に突出する偏向板と、排気の流れる方向に減少する横断面積を有する排気流路を画成する少なくとも１個の外方に突出する排気流案内とを備えることができる。
【００１２】
若干の具体例において、排気稀釈分散装置は車輌の排気システムに連結することができる第１排気入口端部と、排気の流れの方向に減少する横断面積を有し第１排気入口端部の反対側の第２排気加速端部とを有するノズルを備えることができる。ノズルの第２排気加速端部はテールパイプの第１端部内に少なくとも一部配置され、ノズルの外面と、テールパイプの内面との間に周囲の空気の通路を画成する。この周囲の空気の通路によって、周囲の空気が周辺から、テールパイプに流れる排気中に通るのを容易にすることができる。特定の具体例では、この周囲の空気の通路は例えばほぼ環状である。
【００１３】
特定の具体例において、テールパイプはノズルの第２排気加速端部と、排気分散開口との間に拡散部を備えることができる。この拡散部は排気の流れの方向に増大する横断面積を有する。
【００１４】
特定の具体例において、排気稀釈分散装置はノズルとテールパイプとを互いに同軸に結合するガセットのような複数個の連結構造を有することができる。この連結構造は通常、細長く、ノズルの中心軸線にほぼ平行な方向に延在している。更に、若干の具体例では、この連結構造はテールパイプの中心軸線に平行でない乱流誘起部を有することができる。
【００１５】
他の例示の実施例において、車輌の排気冷却テールパイプは排気を受け取るように車輌の排気システムに連通することができる排気入口を有するほぼ管状の第１管状入口部と、この第１管状入口部に結合された第２出口部とを備えることができる。第２出口部は分岐部を有する下方に指向する排気偏向部を備えることができる。分岐部は排気の流れの方向に増大する内面の面積を持つ少なくとも１個の内方に突出する偏向板と、排気の流れの方向に増大する横断面積を持つ少なくとも１個の外方に突出する排気流案内とを有することができる。偏向板は少なくとも１個の排気流案内と同一の広がりを有することができる。また、第２出口部は排気を分散させるように周囲に連通する排気出口を備えることができる。排気出口は通常、細長い開口を備えることができ、この細長い開口はテールパイプに沿って縦方向に延びており、下方に指向する排気偏向部と同一の広がりを有しており、これにより、この開口を通して、テールパイプの横方向に、排気の少なくとも主要部を分散させる。
【００１６】
例示の一実施例において、車輌用の排気稀釈分散装置は排気を受け取るように車輌に連通して取り付ける排気加速部を有することができる。この排気加速部はそこを通る排気を加速するよう、横断面積が減少する排気加速通路を有することができる。この排気加速通路は、例えば、排気の流れの方向に狭くなる側壁を持つ通路を有する排気加速部分を備えることができる。
【００１７】
また、排気稀釈分散装置は排気を受け取るように、排気加速部の排気加速通路に連通する排気拡散部を有することができる。この排気拡散部は増大する横断面積の膨張部を有することができる。また、排気拡散部は例えば、排気の膨張を容易にするため、増大する横断面積の排気拡散通路を備えることができる。
【００１８】
更に、排気稀釈分散装置は周囲の空気に連通するか、又は周囲の空気に露出する第１部と、周囲の空気（排気稀釈分散装置の外側の空気）を排気拡散部に導入するよう、排気拡散部に連通するか、又は排気拡散部に露出する第２部とを有する空気通路を含むことができる。
【００１９】
また、排気稀釈分散装置は排気を受け取るよう排気拡散通路に連通する排気分散部を含むことができ、この排気分散部は排気を放出するよう、取り囲む周囲に連通していて、縦方向に延在する通常、細長い排気分散開口を有する。この排気分散開口は排気の少なくとも主要部を側方に分散させるように構成されている。
【００２０】
特定の具体例において、排気分散開口は通常、細長い弓形の輪郭を有することができる。
【００２１】
或る具体例において、排気加速通路は排気拡散部の排気拡散通路に同軸に、この排気拡散通路内に少なくとも一部位置していることができる。これ等の具体例では、空気通路は、例えば、排気加速部と排気拡散部との間に形成されたほぼ環状の通路を含むことができる。
【００２２】
若干の具体例において、排気加速部は、特定の一例では複数個のガセットである結合構造、又は支持体を介するようにして、排気拡散部に結合することができる。特定の具体例では、複数個のガセットのおのおのは排気加速通路、及び排気拡散通路の中心軸線にほぼ平行に、この中心軸線とほぼ同一方向に延在することができる。他の特定の具体例では、複数個のガセットのうち少なくとも１個は排気加速通路、及び排気拡散通路の中心軸線に対し、或る角度で、又はそうでなければ中心軸線に平行でなく延在することができる。
【００２３】
若干の具体例において、排気加速部はほぼ管状の第１管状パイプを含むことができ、排気拡散部はほぼ管状の第２管状パイプを含むことができる。第１管状パイプは少なくとも一部、第２管状パイプ内に位置することができ、空気通路は第１管状パイプと第２管状パイプとの間に画成された空間を含むことができる。或る具体例では、第１管状パイプは入口端と出口端とを有することができ、入口端は排気を受け取るように車輌の車輌排気システムに連通して取り付けられるように構成され、出口端は排気を放出するよう第２管状パイプに連通している。
【００２４】
若干の具体例において、排気稀釈分散装置は排気拡散部と、排気分散部との間に混合部を含むことができる。混合部は排気の流れる方向にほぼ平行な側壁を持つ通路を有する。更に、混合部は排気を受け取るように拡散部に連通し、排気を放出するように排気分散部に連通することができる。
【００２５】
若干の具体例において、拡散部はほぼ継目なしに分散部に連結することができる。
【００２６】
例示の一実施例において、車輌からの排気を冷却する方法は車輌の排気システムから排気の流れを受け取り、この排気の流れの少なくとも一部を下方に偏向させ、車輌から離れる排気の流れを分散させる。排気の流れを分散させるには排気の流れを下方に分散させ、排気の流れの少なくとも主要部を側方に分散させる。
【００２７】
若干の具体例において、この方法は更に、排気の流れの少なくとも一部を分岐させる。
【００２８】
若干の具体例において、この方法は排気システムから受け取った排気の流れを加速し、排気を分散させる前に、排気の流れに周囲の空気を混合する。特定の具体例では、この方法は更に、排気の流れに周囲の空気を混合した後、排気の流れを減速させることを含むことができる。
【００２９】
次に、添付図面を参照して本発明を詳細に説明し、上述の要旨、及びその他の要旨、及び本発明の利点を一層明らかにする。
【００３０】
本願には色彩を施した少なくとも１枚の図面を含むが、この出願、又はその特許の色彩の図面を含む刊行された複写はそれを請求し、必要な料金を支払うことによって、当局から提供される。
【実施例】
【００３１】
次の詳細な説明、及び特許請求の範囲において、「水平」、「垂直」、「上」、「下」、「下方」、「上方」のような空間の方向を示す語が使用されているが、特別な但し書きが無い限り、これ等の語は図面に関する記述上の便宜のためのものであって、それ自身、空間内における所定の構成部分の方向を必ずしも限定するものでない。
【００３２】
車輌の排気システムからの排気ガスを稀釈し分散させるための、排気稀釈分散装置、例えば排気冷却装置をここに説明する。一層、詳細に説明するように、この装置は装置から排出された排気ガスの、装置出口から特定の距離における最高温度を低下させることができる。この排気稀釈分散装置は例えば、通常、細長い下方に向く開口と、この開口を出る排気を広く多方向に分散させるため、下方に指向する偏向部とを備えることができる。若干の具体例では、この装置のこの開口は排気の少なくとも主要部を装置から側方に分散させる。この開口は例えば、排気ガスを一層、多方向に分散させることができること、機関背圧を一層軽減できること、及びテールパイプの重量を減少させることができることのような多くの利点を提供することができる。
【００３３】
図１ａにおいて、例示的な一具体例によれば、排気稀釈分散装置は車輌の排気システムに、その排気システム内の、又は排気システムに沿う種々の任意の位置に結合することができる。この分野で既知の車輌の例としてのトラック２は排気システム４を有し、排気システム４はマフラ６のような後処理装置、排気管８のような排気導管を有しており、この排気管８は後処理装置と、車輌の機関（図示せず）を結合している。車輌の機関からの排気は排気導管を経て、マフラに流入し、大気に分散する。図１ａに示すように、排気システム４のマフラ６に結合された排気稀釈分散装置１０のような装置を見えるようにするため、車輌の一部を除去している。このようにして、装置１０のような排気稀釈分散装置は以下に一層詳細に説明するように、マフラから排気を受け取って、それを稀釈し、分散させることができる。
【００３４】
図示の車輌はセミトレーラ型のトラック２であるが、以下に一層詳細に説明する排気稀釈分散装置は、乗用車、客車、トラクタ、飛行機、及びレクリエーション用車輌を含む他の型式の車輌における排気システムに結合させることができるが、これ等の車輌に限定さるものでない。また、ここに開示する排気稀釈分散装置は、これに限定されないがジーゼル発動機のような排気システムを有する燃焼機関を持つ設備にも使用することができる。
【００３５】
この排気稀釈分散装置は車輌、又は設備に種々の方向に取り付けることができる。例えば、図１ａに示すように、排気稀釈分散装置１０のような排気稀釈分散装置は地面に対し、水平に取り付けることができる。他の具体例では、排気稀釈分散装置は地面に対し垂直に、又は地面に対し、任意の他の角度に取り付けることができる。また、この排気稀釈分散装置は装置の出口が任意の種々の方向に向くように、装置の軸線の周りに、任意の種々の方位に取り付けることができる。
【００３６】
この排気稀釈分散装置は車輌、又は設備における任意の種々の位置に取り付けることができる。例えば、図１ａに示すような或る具体例では、車輌に取り付ける時、車輌の長さ方向に沿って、ほぼ中ほどの位置に、車輌のフレームの下方に設置することができる。また、或る具体例では、この排気稀釈分散装置を車輌のフレームの上方に、車輌の頂部に近く配置することができる。また、排気稀釈分散装置を車内の位置に、例えば車輌の内部に取り付けることができ、車外の位置に、例えば車輌の外部に取り付けることができる。また、この排気ガス稀釈分散装置は図示のように車輌の全長に沿う中ほどに位置させる必要はなく、車輌の前部、又は後部の付近に配置することができ、又は前部と後部との間のどこにでも配置することができる。
【００３７】
図１ｂにおいて、排気稀釈分散装置１０は排気入口部、又は排気入口部分１３と、この排気入口部に結合された排気出口部、又は排気出口部分１８とを有するテールパイプ、即ちテールパイプ部１２を備える。排気入口部１３はほぼ円形の横断面を有する円筒管のような或る長さの管と、テールパイプ１２の第１端１４の排気入口開口３５とを備える。排気入口部１３は溶接、又は通常の緊締具、又は管継手を使用する既知の結合技術により、車輌の排気システムの一部に結合することができ、これにより排気入口開口３５は排気を受け取るように、車輌の排気システムに連通する。若干の具体例では、テールパイプ１２を車輌の排気システムに結合するのを容易にするため、排気入口部１３には第１端１４に隣接して、フランジ付き部分（図示せず）、又は他の部分、又はアタッチメントを設けることができる。
【００３８】
排気出口部１８は排気入口部１３に結合されたネック部２６と、このネック部に結合された分岐端部、又は偏向部、又は邪魔板部１９とを備える。図４に明示するように、ネック部２６はほぼ半円形の横断面を有する或る長さの管から成る。若干の具体例では、ネック部２６はテールパイプの入口部１３に継目なく連結されており、このネック部の半円形の横断面は入口部の横断面と同一の広がりを有する。また特に、テールパイプの入口部１３と、ネック部２６を含むテールパイプの出口部１８とは単一の管から形成することができ、一部片から成る一体構造にすることができる。図３に明示するように、分岐端部１９はネック部２６の外周縁から離れて側方に延びる張出し側部２４を備えることができる。
【００３９】
例示の実施例において、分岐端部１９は例えば１対の排気流案内２０と、この排気流案内２０の間に配置され、この排気流案内を分離する排気流案内分割部２２とを有する形成された端部を備える。排気流案内２０、及び排気流案内分割部２２はテールパイプ１２の上部から、テールパイプの第２端１６に向け下方に延びている。排気流案内分割部２２の最内面２８は排気の流れの方向に、即ちテールパイプ１２の第１端１４から、第２端１６に向け延びる方向に下方に指向しており、その角度はテールパイプ１２の中心軸線Ａ、即ちテールパイプ入口部１０（図７参照）に同心の軸線に対しβの角度である。若干の実施例では、角度βは約９０°と約１８０°との間にすることができる。一層特定の具体例では、角度βを約１３０°と１５０°との間の角度 にするのが好適である。
【００４０】
例示の実施例において、図５、及び図６に明示するように、排気流案内２０と、排気流案内分割部２２とを継目なしに連結し、ほぼ「Ｍ字状」の、即ち山形の横断面を有する一片から或る構造を形成する。各排気流案内２０は例えば外方に指向する隆起部、即ち突起を備えることができ、排気流案内分割部２２は例えば内方に指向する窪み、又は突起、又は隆起部を備えることができる。ここに定義するように、「外方に」とは中心軸線Ａから、又は代りに排気の流れの通路から、一般に、離れる方向を意味し、「内方に」とは一般に、中心軸線Ａに向け、又は代りに排気の流れの通路内に延びる方向を意味する。
【００４１】
各排気流案内２０の内面は排気流路３０を画成しており、テールパイプ１２を通って流れる排気の一部はこの排気流路３０を経て流れる。排気流案内２０の内面、及びそれぞれの排気流路３０は例えばほぼ凹形にすることができる。特定の具体例では、排気流路３０は排気の流れの方向に減少する横断面積を有することができる。排気流案内分割部２２の内面は例えばほぼ凸形にすることができ、排気流案内２０のそれぞれの排気流路３０を分割している。図示のように、排気流案内分割部２２は排気の流れの方向に進むにつれて、例えば、増大する側方主要寸法、即ち増大する幅、例えば増大する内面の面積を有することができる。排気流案内２０、及び排気流案内分割部２２の内面はそれぞれ凹形、及び凸形であるが、これ等の内面を凹形、及び凸形以外のものにすることができる。例えば、これ等の内面を三角形、長方形、又は多角形にすることができる。
【００４２】
それぞれの排気流路３０を有する２個の排気流案内２０と、１個の分割部２２とを示したが、若干の具体例では、２個より多いか、又は少ない排気流案内２０を使用し、１個の分割部２２より多い分割部２２を使用することができる。例えば、この分岐端部はほぼ「はまぐり」の形状、又は扇形の形状を有し、複数個の排気流案内と、それぞれ対をなすこれ等複数個の排気流案内の間にそれぞれ配置された複数個の分割部を有することができる。
【００４３】
図示の分岐端部１９は少なくとも１個の対称面を有する。即ち、対称面とはこの平面の一側の点が鏡面で反射するようにこの平面の反対側の点に合致するように開口を分割する平面である。例えば、図示の実施例では、分岐端部１９の対称面は軸線Ａを通り、軸線Ａに平行に延在する垂直平面である。好適な実施例では、分岐端部は対称面を有しているが、若干の実施例では分岐端部は対称面を有する必要が無い。例えば、装置の一側への排気の分散が他側への排気の分散よりも一層多いことが望ましい或る適用例では、分岐端部は例えばこの分岐端部の第１側に１個の排気流案内２０を設け、分岐端部の第２側に２個、又はそれ以上の個数の排気流案内２０を設けるか、又は軸線Ａに対して、ずらして排気流案内分割部２２を設けることができる。
【００４４】
装置１０の排気出口部１８には、テールパイプのネック部１６から第２端１６まで縦方向に延びる細長い排気分散開口４３を設ける。好適には、排気分散開口の少なくとも一部は分岐端部１９と同一の広がりを有するようにするか、又は分岐端部１９に隣接させる。ここで使用する「同一の広がり」とは密接しているか、又は境界線、端縁、又はスペースを共有することを一般に意味するものと定義することができる。また、ここで使用する「同一の広がり」とは隣接している、又は隣接することを意味するが、直接接触するとまでは限定しない。
【００４５】
排気分散開口４３はほぼ下方に面することができ、多くの形状のうち一つを画成する側面プロファイル、即ち側面から見た輪郭を有する。好適には、排気分散開口４３は少なくとも１個の対称面に関して対称である。例えば、図示の実施例では、開口４３は軸線Ａに通り、軸線Ａに平行に延在する対称面を有する。例えば図２に明示するように、排気分散開口４３は慨して細長い弓形の、又は細長い逆Ｕ字状の側面プロファイル、即ち側面から見た輪郭を有する。排気分散開口４３を画成する対称端縁はネック部２６の最も下の表面に隣接する第１位置３２から、排気の流れの方向に行くにつれ、第１位置３２から離れるように第２位置３４に向け、上方に、軸線Ａに対して角度をなして延びている。
【００４６】
この端縁は次に軸線Ａにほぼ平行に、ネック部２６、及び拡開側部２４の下部境界線に沿って、第２位置３４から、第３位置３６まで、排気の流れの方向に延在する。好適には、第１位置３２から、第２位置３４まで延在する角度をなす端縁と、第２位置３４、及び第３位置３６から延在する端縁との間の接合部を滑らかに湾曲させて、応力を減少させると共に、テールパイプに発生する応力破損を防止する。
【００４７】
これ等の端縁は第３位置３６から、テールパイプ１２の第２端１６に隣接する第４位置３８まで、排気の流れの方向に進むにつれ、軸線Ａに対し相対的に、角度をなす。第３位置３６から、第４位置３８まで延びるこれ等の端縁の少なくとも一部はそれぞれの排気流案内２０に隣接している。図示の実施例に示すように、開口４３の角度をなす端縁と、軸線Ａにほぼ平行に延びる開口４３の端縁との間の隣接する交差点においては、これ等の端縁は滑らかに湾曲し、カーブしている。
【００４８】
或る実施例では、第２位置３４と第３位置３６との間で、軸線Ａにほぼ平行に延びる２個のほぼ対称な端縁のおのおのは開口４３の周縁の相当な部分を構成しており、即ち、各端縁は開口４３の全長LOの少なくとも約１５％の長さを有する。開口４３の全長LOは第１位置３２と第４位置３８との間の距離であって、開口４３に沿って軸線方向に延びている距離として定義される。或る特定の具体例では、第２位置３４から第３位置３６まで延びる各端縁は開口４３の全長LOの少なくとも約５０％の長さを有する。
【００４９】
好適な実施例において、ここに説明する排気稀釈分散装置の排気出口開口、例えばテールパイプ１２の開口４３は対称であり、即ち、少なくとも１個の対称面を有しているが、或る実施例では、排気出口開口は対称でなく、即ち、対称面を有していない。
【００５０】
テールパイプ１２の第２端１６における排気流案内２０と、排気流案内分割部２２との端縁は、例えば、第２端の下端縁４０を画成している（図２参照）。好適な実施例では、排気流案内２０、及び排気流案内分割部２２は或る距離だけ下方に延び、第２端１６の下端縁４０は第１位置３２よりも一層下方にあり、例えばネック部２６の最下面よりも下方にある。特定の一具体例では、第２端１６の下端縁４０はネック部の内径の約１０％に等しい距離だけ、ネック部の最下面より一層低く突出している。或る具体例ではテールパイプ１２の第２端１６の下端縁４０はほぼ水平に配置され、例えば軸線Ａに平行に配置される。
【００５１】
或る具体例において、第２位置３４、及び第３位置３６はそれぞれ軸線Ａの高さにほぼ等しい高さにある。従って、この例では、第２位置３４と、第３位置３６との間で、排気分散開口４３を画成している端縁は軸線Ａの高さにほぼ等しい高さに延在することができる。言い換えれば、開口４３の高さＨを入口部１３の直径Ｄの半分にほぼ等しい高さにすることができる（図２参照）。開口４３の高さＨは一層低い第１位置３２、及び第４位置３８と、一層高い第２位置３４、及び第３位置３６との間の垂直距離として定義することができる。
【００５２】
或る具体例では、排気分散開口４３を画成する端縁は軸線Ａの高さの下方の高さまで及んでいる。例えば、開口４３の高さＨを入口部の直径Ｄの半分より低くすることができる。好適には、この高さＨは直径Ｄの少なくとも約25％である。他の或る具体例では、排気分散開口４３を画成する端縁は軸線Ａの高さにおける上方の高さまで及んでいる。例えば、開口４３の高さＨは入口部１３の直径Ｄの半分以上にすることができる。好適には、開口４３の高さＨは入口部の直径Ｄの７５％を越えないようにする。
【００５３】
或る具体例において、開口４３の長さLOは開口の高さＨの少なくとも約１．５倍にすることができる。特定の例示の一具体例では、開口４３の長さLOを開口の高さＨの約５倍にすることができる。
【００５４】
排気分散開口４３を画成するテールパイプ１２の端縁の主要部は軸線Ａにほぼ平行に延在しているが、或る実施例ではこの端縁の主要部が軸線Ａに平行である必要はない。例えば、排気分散開口４３は他の形状の中でも、ほぼ逆Ｖ字状、又は半円形状のプロファイル、即ち輪郭を有することができる。
【００５５】
或る具体例において、排気分散開口４３は入口部１３の直径Ｄの少なくとも約５０％の最小幅Ｗと、この直径Ｄの少なくとも約１００％の最大幅を有することができる（図８参照）。特定の具体例では、最小幅Ｗを入口部１３の直径Ｄの約７５％にすることができ、最大幅を直径Ｄの約１２５％にすることができる。図示のように、開口４３の幅Ｗは開口を画成するテールパイプの端縁に隣接するテールパイプの対向側部間の側方距離、即ち横方向の距離として定義することができる。
【００５６】
或る具体例において、排気分散開口４３の長さLOは開口の幅Ｗの少なくとも約１．５倍にすることができる。特定の例示の具体例では、開口４３の長さLOを開口の幅Ｗの少なくとも約２．５倍にすることができる。
【００５７】
装置１０の作動を図７〜図９に線図的に示す。矢印６０によってほぼ示す機関からの排気、例えば排気ガスは車輌、又は設備の排気システムを通じて、テールパイプ１２のテールパイプ排気入口開口３５を経て、装置１０内に流入する。図７において、概略を言えば、テールパイプ１２を経て流れる排気ガスは方向を示す矢印６７、６９、７１によって、ほぼ示す下部、中央部、及び上部からそれぞれ成る。排気の下部６７は第２位置３４と第３位置３６との間に排気分散開口４３を画成する上端縁に、及びその上端縁の下方に、最初配置され、排気の中央部６９はこの上端縁の上方に配置され、排気の上部７１は排気入口部１３の上部内面と、排気の中央部６９の一部との間に配置される。
【００５８】
排気の下部６７はテールパイプ排気入口部１３から流れて、テールパイプ排気出口部１８に流入するので、この排気は排気分散開口４３から、下方に、及び側方に、迅速に分散する。
【００５９】
排気の中央部６９はテールパイプ排気入口部１３から、テールパイプ排気出口部１８に流入するので、この排気の若干は排気分散開口４３を通じて、迅速に分散する。排気の中央部６９における残りの排気は排気分散開口４３の上方を流動し続け、ネック部２６、及び張出し側部２４の軸線方向の長さに沿って、排気分散開口を通じて、増大しながら放出される。排気の中央部６９の若干は排気流案内分割部２２の凸形の表面によって、向きを変えられるまで、排気出口部１８を通じて流れる。排気流案内分割部２２は排気の中央部６９の一部の若干を軸線Ａに対し、或る角度で下方に向きを変えさせ、排気の中央部６９の一部の若干を下方、及び側方に向きを変えさせる。
【００６０】
図９において、排気の流れ、例えば排気の中央部６９における流れの方向は側方成分、即ち横方向の成分と、下向きの成分とを有するベクトル量として、ここでは定義される。排気の流れ、例えば排気の中央部６９における流れの方向のベクトルとしての側方成分、例えば側方成分６９ａはテールパイプの中心軸線、例えば軸線Ａにほぼ垂直な方向であって、しかも排気稀釈分散装置を車輌に取り付けた時、この排気稀釈分散装置に対し平行に、この装置の下方にある地面に対し平行な方向に延びている。排気の流れ、例えば排気の中央部６９における流れの方向に関するベクトルの、下向き成分、例えば下向き成分６９ｂはテールパイプの中心軸線に対し、及び地面に対しほぼ垂直な方向に延びている。従って、排気における流れの方向のベクトルが零より大きい側方成分を有していれば、排気の流れは側方に、横向きに、外方に、即ち横方向に流れるとして記述することができる。同様に、排気における流れの方向のベクトルが零より大きい下向き成分を有していれば、排気の流れは下向きに流れるとして記述することができる。
【００６１】
排気の上部７１が排気案内流路３０内で少なくとも一部、この流路３０によって下方に案内されるまで、排気の上部７１はテールパイプ出口部１８を通じて流れる。排気流案内分割部２２が増大する内面の面積を有し、排気流路が減少する横断面を有しており、排気の上部７１がこの排気流路３０を通じて流れるので、排気の上部７１の一部は排気流案内分割部によって、増大する衝撃を受け、排気７１のこれ等の部分は方向を変え、分割部から離れる方向に外方に流れ、排気分散開口４３から、側方に放出される。排気の上部７１の或る部分は排気流案内分割部によって衝撃を受けず、この排気の上部７１の部分はテールパイプ１２の第２端１６で、排気分散開口４３から分散するまで、流路３０内を流動し続ける。
【００６２】
装置１０の細長い排気分散開口４３、及び分岐端部１９はテールパイプ１２からの排気ガスの広い多方向への分散を促進し、排気システム内での背圧を減らすことができる。また特に、排気分散開口４３の通常、細長い弓形のプロファイル、即ち輪郭、及び排気流案内２０、及び排気流案内分割部２２は排気分散開口の全長の殆どに沿って、例えば、この全長の少なくともほぼ９０％に沿って、排気ガスの相当の部分を排気分散開口４３から側方に放出させるのを容易にする。或る実施例では、排気ガスの主要部（例えば１／３以上）を側方に分散させる。図９において、或る具体例では、排気分散開口４３から、角度γによって画成される軸線Ａの周りの範囲内の多方向に排気を分散させることができる。或る具体例では、角度γを約１８０°又はそれ以下にすることができる。例示の特定の具体例では角度γを約９０°にすることができる。
【００６３】
上述したように、ここに記載する排気稀釈分散装置によって容易になった排気ガスの側方への分散によって、テールパイプを出る排気ガスの迅速な分散化を推進し、従って、この装置のテールパイプから離れた位置における分散された排気の温度を従来のテールパイプの形態よりも一層迅速に低下させることになる。
【００６４】
例示の実施例の排気稀釈分散装置をこの分野で既知の従来のテールパイプに比較してテストを行ったところ、本発明装置の一層強化された温度低下特性が示された。上述した排気稀釈分散装置の特定の例示の実施例、及びその他の特定の例示の実施例に対するコンピュータでシミュレートされたテスト、及び物理的テストの結果、及びテスト条件を以下に記載すると共に、従来のテールパイプを図１２ａ、及び図１２ｂに示す。図１２ａは例示の本発明装置、及び従来のテールパイプの排気出口から離れた種々の平面における排気温度を同一のテスト条件でシミュレートするため、計算流体力学（ＣＦＤ）の研究方法を使用したテスト結果を示す。図１２ｂはサーモカップルを設けた板を使用して、排気出口から離れた種々の平面における実際の排気温度を物理的に測定したテスト結果を示す。図１２ｃは計算流体力学（ＣＦＤ）モデルでテストをした結果を確認するため、上記の物理的テストにおけるのとほぼ同一のテスト条件で、排気温度をシミュレートするため、計算流体力学（ＣＦＤ）の研究方法を使用したテスト結果を示す。
【００６５】
全てのテストにおいて、風の無い実際の環境で、又はシミュレートされた環境で、本発明装置、及び従来のテールパイプをターボジーゼルエンジンに連結して作動中に、本発明排気稀釈分散装置、及び従来のテールパイプをテストした。テストした装置の仕様を含む他のテスト条件はテストした本発明の特定の装置、又はテールパイプに関して、図１２ａ〜図１２ｃに示されており、また、以下に一層詳細に説明する。
【００６６】
図１２ａ〜図１２ｃにおいて、図１〜図９に示す非常に特定の例示の具体化した本発明装置１０に相当する装置Ｉの排気温度低下特性を、図１０、及び図１１に示すテールパイプ１２のような従来のテールパイプの排気温度低下特性と比較してテストしたものを示す。
【００６７】
装置Ｉは全長約４３２ｍｍ（１７インチ）で、パイプ径が約１２７ｍｍ（５インチ）のテールパイプ排気入口部１３を有していた。この例では、装置Ｉの第２端１６の下端縁４０は排気入口部１３の最下面より下方に、約１２．７ｍｍ（１／２インチ）突出していた。軸線Ａに対する排気流案内分割部２２の角度βは約１４３°であった。装置Ｉは４３９アルミナイジング不銹鋼で造られており、この不銹鋼で造られたようにシミュレートされた。
【００６８】
テストされた従来のテールパイプは直径１２７ｍｍ（５インチ）の円形断面のパイプから成り、下方に指向する端部４４には円形排気出口４６を有する。この従来のテールパイプは全長約３３０ｍｍ（１３インチ）で、Ａ７８７アルミナイジング鋼で造られていた。
【００６９】
図１２ａはシミュレートされた装置Ｉのモデルと、シミュレートされた従来のテールパイプのモデルとについて行った第１組のテストのテスト条件を示す。装置ＤＩ、及びテールパイプに入る排気の入口温度は６５０°Ｃに設定され、装置ＤＩ、及びテールパイプに通る排気の流速は７０ｍ／秒に設定され、外気の温度は２５°Ｃに設定された。
【００７０】
装置Ｉ、及び従来のテールパイプの出口の最下点から離れて、即ち最下点の下方、１４０ｍｍ（５．５インチ）にある水平面での排気温度を色分けして熱の状態をプロットした形で、装置Ｉ、及び従来のテールパイプのシミュレートされたモデルについて実施されたテストの画像的結果をそれぞれ図１３ａ、及び図１３ｂに示す。ここに示されたように、また図１２ａで報告したように、装置Ｉから放出される排気（図１３ａ参照）は従来のテールパイプから放出される排気（図１３ｂ参照）よりも一層広く分散されている。排気がこのように一層広く分散している結果、１４０ｍｍ（５．５インチ）平面における排気の最高温度は約３０５°Ｃになっている。これに対し、従来のテールパイプの排気の分散状態はもっと集中していて、その結果、１４０ｍｍ（５．５インチ）平面における排気の最高温度は約５２５°Ｃであった。従って、同一の条件の許で、従来のテールパイプによって生成された最高排気温度よりも、約４２％低い最高温度の排気が装置Ｉによって生成された。更に、排気入口部から１４０ｍｍ（５．５インチ）までの間に、通常のテールパイプが排気ガスの温度を１９％しか低下させていないのに対し、装置Ｉは排気ガスの温度を約５３％低下させるのを容易にしていた。
【００７１】
図１４ａ、及び図１４ｂは水平板を出口の最下点の下方、３００ｍｍ（１１．８インチ）に設置して、上述の実施したテストと同一のテストを行った間に得られたシミュレートされた装置Ｉ、及び従来のテールパイプにおける排気温度の熱の状態をプロットしたものを示す。ここに示すように、また図１２ａで報告したように、３００ｍｍ（１１．８インチ）下方の平面での装置Ｉから放出された排気の最高温度は約２３３°Ｃ（図１４ａ参照）であり、一方、同一平面での従来のテールパイプから放出された排気の最高温度は約４６７°Ｃ（図１４ｂ参照）であった。言い換えれば、同一の条件下で、装置Ｉによって生成する排気を一層広く分散させることにより、従来のテールパイプによって生成する排気の最高排気温度より、装置Ｉは最高排気温度を約５０％低下させた。更に、排気入口部から、３００ｍｍ（１１．８インチ）離れた水平板までの排気温度の低下は従来のテールパイプは僅か３８％の温度低下であるのに、装置Ｉは約６４％の温度低下を容易に行なった。
【００７２】
図１２ａにおけるシミュレートされたテストの数値的な結果、及び図１３ａ、図１３ｂ、図１４ａ、及び図１４ｂに示す画像的結果から認められるように、図１〜図９に関連して説明した細長い排気分散開口、及び分岐端部を有する本発明排気稀釈分散装置によって、生成された排気ガスの広い多方向の分散により、装置から離れた或る距離における排気の最高温度の降下は従来のテールパイプから同一距離離れた排気の最高温度の降下と比較した時、著しい温度降下となる。
【００７３】
図１２ｂは上述の装置Ｉと、従来のテールパイプとに近似する物理的な実現された装置について行われたテストの最終結果を含むテスト条件を示す。装置Ｉ、及びテールパイプに入る排気の実際の入口温度はそれぞれ約５５０°Ｃ、及び６００°Ｃであり、装置Ｉ、及びテールパイプに通る実際の排気の流速は約１８ｍ／秒であり、実際の周囲の大気温度は約１０°Ｃであった。
【００７４】
装置Ｉ、及び従来のテールパイプの出口の下方１５２ｍｍ（６インチ）にある水平平面での測定された排気温度を色分けして熱の状態をプロットした形で、装置Ｉ、及び従来のテールパイプの物理的な実現された装置について行われたテストの画像的結果を図１５ａ、及び図１５ｂにそれぞれ示す。図示のように、また図１２ｂで報告したように、１５２ｍｍ（６インチ）平面で、装置Ｉから放出された排気の実際の最高温度は約１９８°Ｃ（３８８°Ｆ）と測定され（図１５ａ参照）、一方、従来のテールパイプから放出された排気の１５２ｍｍ（６インチ）平面での実際の最高温度は約４３０°Ｃ（８０６°Ｆ）（図１５ｂ参照）と測定された。従って、同一の条件下で、同一の平面における従来のテールパイプによって生じた最高排気温度よりも、装置Ｉの物理的な実現された装置は５４％低い最高排気温度を生じた。更に、従来のテールパイプは排気入口部から１５２ｍｍ（６インチ）平面までに、排気温度を僅か２８％低下させたのに対し、装置Ｉの物理的な実現された装置は排気入口から１５２ｍｍ（６インチ）平面までに、排気温度を約６４％ 低下させるのを容易にした。
【００７５】
図１６ａ、及び図１６ｂは図１５ａ、及び図１５ｂと同様に、装置Ｉの物理的な実現された装置について排気温度の熱の状態をプロットしたものをそれぞれ示しているが、例えば出口の最下点から、約４０６ｍｍ（１６インチ）下方にある水平面である地面において測定したものである。ここに図示したように、また図１２ｂで報告したように、物理的装置Ｉから放出された排気の４０６ｍｍ（１６インチ）平面における最高温度は約４２°Ｃ（１０８°Ｆ）と測定されており、一方、従来のテールパイプから放出された排気の同一平面での最高温度は約２０３°Ｃ（３９７°Ｆ）であった。従って、従来のテールパイプの物理的な実現された装置に比較し、装置Ｉの物理的な実現された装置は４０６ｍｍ（１６インチ）平面において、約７９％も大きく最高排気温度を低下させている。更に、従来のテールパイプが排気入口部から、４０６ｍｍ（１６インチ）平面までの間に、排気温度を６６％しか低下させるに過ぎないのに対し、装置Ｉは排気入口から、４０６ｍｍ（１６インチ）までの間に排気温度を約９２％低下させるのを容易にした。
【００７６】
計算流体力学（ＣＦＤ）の研究方法を使用する第２組のテストは上述の物理的テストにおいて、使用された物理的な実現された装置Ｉと同一の特性を有するように設計された装置Ｉのシミュレートされたモデルについて行われた。この計算流体力学（ＣＦＤ）によるテストは物理的テストにおいて見出される実際のテスト条件をシミュレートするようにモデル化されたものである。この第２組のテストの結果は図１３ａ、及び図１４ａに関連して、上に説明したシミュレートされたモデルの精度を確認するため、測定された結果に比較することができる。
【００７７】
図１２ｃは最終結果を含むテスト条件を示し、図１７ａ、及び図１７ｂは計算流体力学（ＣＦＤ）の研究方法を使用する第２組のテストについて、色分けして熱の状態をプロットした形で、画像的に結果を示す。図１２ｃ、図１７ａ、及び図１７ｂにおいて、装置Ｉについての第２組のテストにおけるシミュレートされた最高排気温度は１５２ｍｍ（６インチ）の平面で約２５８°Ｃ（５３１Ｋ）（図１７ａ参照）、４０６ｍｍ（１６インチ）の平面で約１５５°Ｃ（４２８Ｋ）（図１７ｂ参照）であった。これ等の結果を実際に測定された温度と比較すると、シミュレートされた最高排気温度は１５２ｍｍ（６インチ）の平面で、実際に測定された温度より約２３％高く（入口排気温度に対して約５３％の低下）、４０６ｍｍ（１６インチ）の平面で、実際に測定された温度より、約７３％高い（入口排気温度に対して約７２％の低下）。従って、図１２ａのシミュレートされた数値結果、及び図１３ａ、及び１４ａの画像結果は装置Ｉの実際の性能の慎重な推定値として確認された。
【００７８】
ここで、図１８〜図２２において、排気稀釈分散装置から分散する排気ガスの最高温度を減少させるための排気稀釈分散装置の他の例示の実施例を示す。図１８において、例示の排気稀釈分散装置１１０はテールパイプ、又はテールパイプ部１１３を備え、このテールパイプ部は車輌の機関から排気ガスを受け取るため、車輌の機関の排気システムに結合することができる。
【００７９】
図１〜図９に関して上に説明したように、装置１１０は車輌の排気システム内に、又は排気システムに沿って、種々の位置のうち任意な位置において、車輌の排気システム又は設備の一部に結合することができる。また、装置１１０は上述したように種々の方向に、車輌に、又は設備の一部に取り付けることができる。
【００８０】
テールパイプ１１３は第１端１９３から延びる排気入口部分、即ち排気入口部１３４を備え、この排気入口端１３４は第１端１９３の反対端である第２端１９５から延びる排気出口部分、即ち排気出口部１５０に対し、排気を受け取るように連通している。
【００８１】
排気入口部１３４はテールパイプ１１３の第１端に、ほぼ円形の入口開口１３５を有する。例示の一具体例では、排気入口部１３４は入口開口１３５と同一の広がりを持つ張出し部１３９を備える。入口部１３４は下流の方向に、即ち排気の流れの方向に、第１端１９３から、第２端１９５に向け延びる拡散部１１４と、混合部１１６とを有する。
【００８２】
排気出口部１５０は排気偏向部１５１と、排気分散開口１４３とを有する。好適には、排気分散開口１４３の少なくとも一部を排気偏向部１５１と同一の広がりを有するようにする。排気偏向部１５１はテールパイプ１１３の中心軸線Ｂに対し角度θで、下方に指向させることができる。また特に、排気出口部１５０の角度θ は排気出口部１５０の外面にほぼ接線方向にある線１９１のような線と、中心軸線Ｂ（図２０参照）との間に画成される角度として一般に記載することができる。
【００８３】
望ましくは、排気入口部１３４と、排気出口部１５０とを継目なしに連結して、一体型の一片から成る構造を形成する。しかし、或る具体例では、それぞれ、排気入口部１３４、及び排気出口部１５０の１個、又はそれ以上の個数の部分を溶接によるなどして、互いに結合された管のようなそれぞれ個々の部分で構成する。
【００８４】
図１９に示すように、排気分散開口１４３は通常、細長い形状で、ほぼ下方に向いている。排気分散開口１４３は排気出口部１５０の上流境界から、又は排気出口部１５０の端部から、縦方向に延在することができる。
【００８５】
排気分散開口１４３は多くの代案的な形状のうち一つの形状を有することができる。しかし、望ましい形状として、排気分散開口１４３の一部は通常、細長い弓形、又は細長い逆Ｕ字状の側面のプロファイル、即ち側面の輪郭を有する。例えば、図１６において、図示の排気分散開口１４３を画成しているテールパイプ１１３の対向するほぼ対称な端縁は排気出口部１５０の下面に隣接する第１位置１２５から、排気出口部の下面から離れた第２位置１２７に向け、軸線Ｂに対し、或る角度で、上方に、下流の方向に延びている。次に、この対称な端縁は第２位置１２７から、第３位置１２９まで、下流の方向に、軸線Ｂにほぼ平行に延びている。また、これ等の端縁は第３位置１２９から、端部１９５に向け、第４位置１３３まで、軸線Ｂに対し、或る角度で下方に湾曲する。これ等の端縁は第４位置１３３から、テールパイプ１１３の第２端１９５に隣接する。
【００８６】
或る実施例において、第２位置１２７と、第３位置１２９との間で、軸線Ｂにほぼ平行に延びる２個のほぼ対称な端縁のおのおのは開口１４３の周縁における相当の部分を構成しており、即ち、各端縁は開口１４３の全長LOの少なくとも約１５％の長さを有する。特定の具体例では、第２位置１２７と第３位置１２９との間の各端縁は開口１４３の全長LOの少なくとも約２５％の長さを有することができる。開口４３の全長LOとはテールパイプ１１３の第１位置１２５と、端部１９５に隣接する開口の端部との間で、開口１４３に沿い、軸線方向に延びる距離として定義することができる。
【００８７】
或る具体例において、それぞれ第２位置１２７、及び第３位置１２９は軸線Ｂの高さにほぼ等しい高さにある。従って、この例では第２位置１２７と、第３位置１２９との間で排気分散開口１４３を画成している両端縁は軸線Ｂの高さにほぼ等しい高さに延在することができる。言い換えれば、排気分散開口１４３はテールパイプ１１３の主直径Ｄ、例えば混合部１１６（図１９参照）の直径Ｄの半分にほぼ等しい高さＨを有することができる。
【００８８】
或る具体例において、排気分散開口１４３を画成するテールパイプ１１３の端縁は軸線Ｂの高さより下方の高さに延在する。例えば、開口１４３の高さＨはテールパイプ１１３の直径Ｄの半分よりも低い高さにすることができる。好適には高さＨは直径Ｄの少なくとも約２５％である。
【００８９】
或る他の具体例において、排気分散開口１４３の端縁は軸線Ｂの高さの上方の高さに延在する。例えば、開口１４３の高さＨはテールパイプ１１３の直径Ｄの半分より大きい値にすることができる。好適には、開口１４３の高さＨはテールパイプの直径Ｄの７５％を越えないようにする。
【００９０】
或る具体例において、開口１４３の長さLOは開口の高さＨの少なくとも約１．５倍にすることができる。特定の例示の一具体例では、開口１４３の長さLOは開口の高さＨの約５倍にすることができる。
【００９１】
或る具体例において、排気分散開口１４３はテールパイプ１１３の直径Ｄの少なくとも約７５％の幅Ｗを有することができる（図２２参照）。特定の具体例では幅Ｗをテールパイプ１１３の直径Ｄの少なくとも約１００％にすることができる。
【００９２】
或る具体例において、排気分散開口１４３の長さLOを開口の幅Ｗの少なくとも約１．５倍にすることができる。特定の例示の具体例では、開口１４３の長さLOを開口の幅Ｗの少なくとも約２．５倍にすることができる。
【００９３】
排気開口１４３を画成する端縁の主要部は軸線Ｂにほぼ平行に延在するのが好適であるが、或る実施例では、開口を画成する端縁の主要部は軸線Ｂに平行である必要がない。例えば、排気分散開口１４３は他の形状の中でも、ほぼ逆Ｖ字状の輪郭、又は半円形の輪郭にすることができる。
【００９４】
図２０において、テールパイプ１１３の入口部１３４の拡散部１１４は、例えば、ほぼ截頭円錐形にすることができ、これにより、下流方向に、即ち図２０で右から左に移動するにつれて、広くなる側壁を有する通路を画成する。言い換えれば、望ましくは、拡散部の通路は拡大していて、下流方向になるにつれて、通路の面積はその軸線に沿って増大する。或る実施例では、広くなる側壁は軸線Ｂに対し約５°と１５°との間の角度で延在する。特定の実施例では、この角度は軸線Ｂに対し、約１０°である。
【００９５】
混合部１１６はほぼ円筒形であって、排気稀釈分散装置１１０の中心軸線Ｂにほぼ平行に延びる側壁を有する通路を画成している。言い換えれば、混合部１１６の軸線に沿う任意所定の位置での横断面積はほぼ同一である。
【００９６】
図２０に線図的に示すように、作動中、機関からの矢印１６０によって示す排気、例えば排気ガスはテールパイプ１１３を通じて流れる。この排気はまず、拡散部１１４に流入する。矢印１６７、１６９、１７１によって示す排気が拡散部１１４に流れる際、拡散部１１４の通路の広くなる側壁はこれ等の排気を拡散させ、即ち膨張させる。排気が拡散し、即ち膨張する結果、排気の流速は減少し、それにより、排気の温度を低下させる。排気は拡散部１１４から混合部１１６に流入する。
【００９７】
排気は混合部１１６から、排気出口部１５０に流入し、排気分散開口１４３を経て、最終的に放出される。図２０、及び図２１において、排気が排気出口部１５０に入ると、排気分散開口１４３を画成している上端縁、例えば、図示の実施例で、軸線Ｂにほぼ平行に延びる開口を画成している端縁の下方における排気の若干、例えば排気の一部は方向を示す矢印１６７によって示すように、排気分散開口１４３を通る。排気の若干、例えば、排気分散開口１４３の上端縁の上方における排気の一部は排気出口部１５０に入る際、放出されず、排気分散開口の上方の出口部を経て流れ続けると共に、矢印１６９によって示すように、出口部の軸線方向に沿って、排気分散開口から、徐々に増加して放出される。しかし、排気の若干は排気分散開口１４３の長さLOの大部分の上方の出口部１５０を経て、流れ、方向を示す矢印１７１によって示すように、テールパイプ１１３の端部１９５に近い開口から放出される。
【００９８】
図２２に示すように、排気分散開口１４３の形態は軸線に沿って、排気分散開口から、矢印１７３によって示される排気を側方に分散させるのを容易にする。排気の側方への分散とは軸線Ｂに平行な方向から離れる外方に分散させることを意味する。混合部１１６に通って流れる排気は装置１１０の軸線Ｂにほぼ平行な方向に移動する。排気分散開口１４０の上端縁の下方における排気の一部、例えば図２０、及び図２１の矢印１６７によって示される流れは出口部１５０に流入し、排気分散開口１４３の先端縁をまさに通過するが、この流れはテールパイプ１１３の側壁によって側方に対し束縛されることはなく、従って、開口の軸線に沿い、テールパイプから離れて、側方に、外方に流れる。更に、排気分散開口１４３の上端縁の上方を流れる混合気の少なくとも若干、例えば図２０、及び図２１に矢印１６９によって示される流れは開口から側方に分散する。排気ガスの主要部（例えば１／３以上）は排気分散開口１４３から側方に分散するのが望ましい。
【００９９】
認められるように、排気分散開口１４３の形態、及び形状は周囲の空気内への排気の広い分散を推進し、背圧を減少させる。例えば、或る実施例では、排気を軸線Ｂの周りにおける約１８０°の角度範囲内の複数の方向に、排気分散開口１４３から分散させることができる。特定の例示の具体例では、この角度範囲は約９０°である。
【０１００】
排気のこの強化された分散は、加熱された排気ガスの濃度を従来のテールパイプよりも、一層迅速に、一層有効に稀釈するように作用する。排気ガスの濃度が一層広く分散し、一層迅速に稀釈されるため、装置１１０を出ると、排気の周囲空気との一層有効な混合が行われ、その結果、排気ガスが装置を離れて移動すると、排気ガスの温度の一層迅速な温度低下が行われる。従って、排気分散開口１４３から離れた特定の距離における排気ガスの温度は一層有効に低下し、産業安全規準に適合し、又は規準より良好になる。
【０１０１】
戻って、図１８を参照し、車輌の排気システムから受け取った排気の温度を更に低下させるのを助けるため、装置１１０は周囲空気同伴システム１９８を具え、周囲の空気を排気の流れの中に引き込み、排気の流れを冷却する。例えば、周囲空気同伴システム１９８はガセット１２０のような構造連結装置を介して、テールパイプ１１３に連結されたノズル１１２から成ることができる。
【０１０２】
図示の例示の具体例において、ノズル１１２はほぼ円形横断面を有する或る長さの管状パイプから成る。ノズル１１２は入口部１３０を有し、この入口部は排気入口開口１３１を有しており、更に入口部１３０はトラックのジーゼルエンジンの排気管、又はマフラのような車輌機関、又は設備機関の排気システムの一部に、溶接により、又は緊締具により、又は管継手により結合される。入口部１３０はノズル１１２を排気システムに結合する際に好都合なため、張出し部を有する。
【０１０３】
好適には、周囲空気同伴システム１９８を有する装置１１０の若干の具体例では、開口１４３の長さLO（図１９参照）をテールパイプ１１３の長さLTの少なくとも約５０％にする。しかし、或る具体例では、開口１４３の長さLOをテールパイプ１１３の長さLTの５０％以下にすることができる。
【０１０４】
図示した例示の形状において、各ガセット、即ち連結装置１２０はテールパイプ取付け部１２１とノズル取付け部１２３との間に切欠１３７を有する通常、細長いフィン状の或る長さの部材で構成する。図示のテールパイプ取付け部１２１は取付け面を有しており、ガセット１２０をテールパイプに取り付けた時、この取付け面はテールパイプ入口部１３４の外面と同一の広がりを有する。図示のノズル取付け部１２３の取付け面は、ガセット１２０をノズルに取り付けた時、ノズル１１３の外面と同一の広がりを有し、テールパイプ取付け部１２１の取付け面に対しては半径方向にずれ、例えば同一平面にない。
【０１０５】
ガセット１２０のテールパイプ取付け部１２１をテールパイプ１１３の外面に溶接し、ガセット１２０の切欠１３７をテールパイプ入口部１３４の張出し部１３９に溶接し、ガセット１２０のノズル取付け部１２３をノズル１１２の外面に溶接することにより、ガセット１２０はノズル１１２とテールパイプ１１３とを共に結合する。図示の実施例では、ガセット１２０は排気稀釈分散装置１１０の軸線Ｂに平行に延在する。
【０１０６】
図示の実施例では、３個のガセット１２０を示したが、３個より一層少ない、又は一層多いガセットを使用することができることは明らかである。ガセット以外に、通常の緊締具のような代案の結合構造を使用することもできることは明らかである。
【０１０７】
図２０に示すように、ノズル１１２をテールパイプ１１３内に一部配置する。ノズル１１２は入口部１３０の反対側に、排気加速出口部１３２を有する。この例では、排気加速出口部１３２は排気の流れの方向に狭くなる側壁を有するほぼ截頭円錐形である。或る実施例では、加速出口部１３２の狭くなる側壁は軸線Ｂに対して、約０°と１５°との間の角度に延びる。特定の実施例では、この角度は軸線Ｂに対して約５°の角度である。
【０１０８】
この例では、テールパイプ１１３の、張り出して、拡大している入口部１３４もほぼ截頭円錐形で、その側壁は排気の流れの方向に狭くなっている。テールパイプ１１３の拡大する入口部１３４の側壁は横断面の寸法が減少する通路を画成するのが望ましく、例えば、排気の流れの方向に移動するにつれて、軸線に沿って、直径が減少する円形横断面積を有するようにするのが望ましい。
【０１０９】
テールパイプの入口部における通路の最も小さい直径がノズル１１２の出口部１３２の最も大きい外径より一層大きいのが望ましい。このようにして、ガセット１２０によって、ノズル１１２をテールパイプ１１３内に、同軸に、挿入して取り付けることができ、このようにして、環状の周囲空気通路、又は周囲空気開口１３６をテールパイプ入口部１３４の通路の内面と、ノズル１１２出口部１３２の外面との間に画成する。通路１３６の上流端は空気を受け取るように、取り囲む周囲の空気（装置１１０の外側の空気）に連通しており、この通路の下流端は空気を放出するように、テールパイプ１１３の内部に連通している。代案の実施例では、この空気の通路は環状の形態以外の形態を有する。
【０１１０】
図２０に線図的に示すように、作動中、機関からの排気は矢印１６０によって示すように、第１速度で、排気システム（図示せず）を通って、ノズル１１２に流入する。排気の流速は、排気がノズル１１２の排気加速出口部１３２内に流入するまで、ほぼ同一の速度であり、排気加速出口部において、この出口部の側壁が狭くなっているため、出口部に流れる排気は圧縮されるので、排気の流速は増大する。矢印１６２によって示すように、出口部１３２を出る加速された排気はテールパイプ１１３に流入し、包囲する周囲の空気との圧力差を生ずる。この圧力差によって真空作用を生じ、矢印１６４によって示すように、周囲の空気の通路である周囲空気通路１３６を通じて、周囲の空気を引き入れる。周囲の空気は少なくとも一部がノズル１１２から流出する排気に混合する。周囲の空気の温度は排気ガスの温度より低いので、排気の全体の温度を低下させるように作用する。
【０１１１】
或る実施例において、１個、又はそれ以上の個数の乱流エンハンサを利用し、装置に流れる排気、及び空気中の乱流を促進し、空気と排気との混合を増大することができる。若干の実施例では、ガセットを曲げたり、湾曲させたり、角度をつけたガセットのように、変更したガセットを乱流エンハンサとして使用することができる。例えば、図２３に示すように、装置１１０に類似する要旨を有する排気稀釈分散装置１８０の中心軸線Ｃに対し角度をつけて、又はそれ以外に平行でないように、変更したガセット１８２を位置させる。ガセット１８２の一部はテールパイプの側壁に貫入し、周囲の空気通路の下流におけるテールパイプの内部に、排気の流れの中に突き出ることができる。排気の流れにおけるガセット１８２の一部は排気と、同伴する空気との流れを妨害するように作用し、テールパイプを通って流れる排気、及び空気内に乱流を生ぜしめる。
【０１１２】
若干の実施例において、変更したガセットとは別に、又はガセットに加えて、排気稀釈分散装置の内部に、乱流増大羽根、突起、又は邪魔板を取り付けて、テールパイプに流れる排気、及び空気を妨害するように位置させる。
【０１１３】
通路１３６に引き入れた周囲の空気と混合した後、排気、及び空気はそれぞれ拡散部１１４、及び混合部１１６に流入し、通過し、上述したのと同様に排気分散開口１４３から分散する。また、特に、周囲の空気を引き入れるための空気同伴システムに結合されたテールパイプに付随するものとして、排気と空気との混合気が拡散部１１４に流れる際、この混合気が拡散し、即ち膨張するため、混合気の速度が減少する結果、周囲の空気が排気に混合するのを一層、容易にし、排気の有効温度を更に低下させる。
【０１１４】
混合部は排気と空気との混合気を一定速度で流すので、拡散部を出る排気と空気との混合気を安定化するのを助ける。排気と空気との混合気を安定化することによって、膨張部内の負圧、即ち背圧を減少させ、排気と空気との混合気の好ましくない分離を制限し、周囲の大気内に混合気が分散する前に、排気と空気とが更に混合するのを促進する。
【０１１５】
図１２ａ〜図１２ｃに戻り、装置Ｉについて行ったテストに類似するテストを装置IIについて行った。即ち、装置IIは図１８〜図２２に示す装置１１０の非常に特定の例示の具体例である。装置IIは全長約７６２ｍｍ（３０インチ）で、入口部１３４のパイプ径は約１５２ｍｍ（６インチ）であった。また、装置IIは４３９アルミナイジング不銹鋼から形成され、またアルミナイジング不銹鋼で造られたようにシミュレートされた。
【０１１６】
図１２ａに示すように、装置Ｉの第１組のシミュレートされたテストに使用されたのと同一のテスト条件を使用して、装置IIのシミュレートされたモデルをテストした。１４０ｍｍ（５．５インチ）平面、及び３００ｍｍ（１１．８インチ）平面における排気温度を色分けして、熱の状態をプロットした形で、装置IIのシミュレートされたテストの第１組の画像結果をそれぞれ図２４ａ、及び図２４ｂに示す。図２４ａ、及び図２４ｂに示し、図１２ａで報告したように、１４０ｍｍ（５．５インチ）平面、及び３００ｍｍ（１１．８インチ）平面における装置IIから放出された排気の最高温度はそれぞれ、約４６７°Ｃ、及び約３４６°Ｃであった。従って、装置IIは排気入口から１４０ｍｍ（５．５インチ）平面、及び３００ｍｍ（１１．８インチ）平面までの間に排気温度のそれぞれ約３８％、及び約４７％の低下を容易にした。
【０１１７】
図１３ｂ、及び１４ｂに示し、また図１２ａで報告したように、シミュレートされた従来のテールパイプをテストした結果に比較した時、図１８〜図２２に関連して上に説明した排気稀釈分散装置、例えば装置IIは従来のテールパイプに比較し、装置の出口から離れた距離における排気の温度を非常に大きく低下させることができる。例えば、装置IIは１４０ｍｍ（５．５インチ）平面、及び３００ｍｍ（１１．８インチ）平面における排気の温度をそれぞれ約１１％、及び２６％大きく低下させることができた。
【０１１８】
図１２ｂは装置IIに類似する物理的な実現された装置について行ったテストの最終結果を含むテスト条件を示す。装置IIに入る排気の実際の入口温度は約５２０°Ｃであり、装置IIに通る実際の排気の流速は約４０ｍ／秒であり、実際の周囲の空気温度は約１８°Ｃであった。
【０１１９】
１５２ｍｍ（６インチ）平面、及び３９４ｍｍ（１５．５インチ）平面における測定された排気温度の色分けして熱の状態をプロットした形での、装置IIの物理的な実現された装置について行ったテストの画像的な結果をそれぞれ、図２５ａ、及び図２５ｂに示す。図面に示すように、また図１２ｂで報告したように、１５２ｍｍ（６インチ）平面における装置IIから放出された排気の実際の最高温度は約３１０°Ｃ（５９０°Ｆ）（図２５ａ参照）と測定され、３９４ｍｍ（１５．５インチ）平面における実際の最高温度は約１８６°Ｃ（３６７°Ｆ）（図２５ｂ参照）に測定された。従って、同一の条件下で、それぞれほぼ同一の平面での従来のテールパイプにより生じた最高排気温度よりも、装置IIの物理的な実現された装置は約２８％、及び約８％低い最高排気温度を生じた。更に、装置IIの物理的な実現された装置は排気入口から１５２ｍｍ（６インチ）平面まで、及び排気入口から３９４ｍｍ（１５．５インチ）平面までの排気温度の低下は約４０％、及び６４％をそれぞれ容易にした。
【０１２０】
上述の物理的テストに使用された装置IIの物理的な実現された装置と同一の特性を有するように設計された装置IIのシミュレートされたモデルについて、計算流体力学（ＣＦＤ）の研究方法を使用する第２組のテストを行った。物理的テストにおいて見られた実際のテスト条件をシミュレートするように、この計算流体力学によるテストはモデル化された。次に、この第２組のテストの結果を、測定された結果に比較し、図２４ａ、及び図２４ｂに関連して、上に説明したシミュレートされたモデルの精度を確認することができた。
【０１２１】
図１２Ｃは最終結果を含むテスト条件を示しており、図２６ａ、及び図２６ｂは計算流体力学（ＣＦＤ）の研究方法を使用する第２組のテストについて色分けして熱の状態をプロットした形の画像による結果を示す。図１２ｃ、図２６ａ、及び図２６ｂにおいて、装置IIに対する第２組のテストにおけるシミュレートされた最高排気温度は１５２ｍｍ（６インチ）平面で、約３６９°Ｃ（６４２Ｋ）（図２６ａ参照）であり、４０６ｍｍ（１６インチ）平面で、約２４２°Ｃ（５１５Ｋ）（図２６ｂ参照）であった。これ等の結果を実際の測定温度に比較すると、シミュレートされた最高排気温度は実際に測定された排気温度よりも、１５２ｍｍ（６インチ）平面で約１６％高く（入口部の排気温度に対して約２９％低下している）、４０６ｍm（１６インチ）平面で約２３％高い（入口部の排気温度に対して約５４％低下している）。従って、図１２ａでのシミュレートされた数値結果、及び図２４ａ、及び図２４ｂでの画像結果は装置IIの実際の性能の慎重な評価として、確認されたのである。
【０１２２】
図２７において、例示の一実施例によれば、排気稀釈分散装置１０は図１８〜図２２の排気稀釈分散装置１１０用の上に記載したものと類似の周囲空気同伴システム５０を備えることができ、これにより装置１０の温度低下能力を強化する。装置１１０の空気同伴システム１９８と同じように、図２７に示す装置の周囲空気同伴システム５０はガセット２０のような構造連結装置を介してテールパイプ１３に連結されたノズル１２を備える。更に、装置１０のテールパイプ１３は装置１１０のテールパイプ１１２に関連して上に述べたように拡散部、及び混合部を示していないが、若干の具体例では、テールパイプ１２は拡散部、及び混合部を有することができ、これにより、排気の冷却を容易にし、及び／又は空気同伴システム５０を通じてテールパイプ内に引き入れた周囲の空気をテールパイプに流れる排気と混合するのを容易にする。また、特に図示しないが、図２７に示す装置１０の実施例は図２３に関連して上に説明した乱流強化ガセットのような乱流エンハンサを有することができる。
【０１２３】
周囲空気同伴システム５０を有する排気稀釈分散装置１０の若干の実施例においては、開口４３はテールパイプ１３の長さLTの少なくとも約５０％が好適な長さLOを有する（図２参照）。しかし、若干の具体例では、開口４３の長さLOをテールパイプ１３の長さLTの５０％以下にすることができる。
【０１２４】
ノズル１２はほぼ円形横断面を有する或る長さの管状パイプで構成することができる。装置１１０のノズル１１２と同様に、ノズル１２は入口部３０を有し、この入口部３０は排気入口開口３１を有すると共に、車輌の排気システムの排気管、マフラ、又は他の部分に、又は設備の部片に結合される。図示はしないが、入口部３０はノズル１２を排気システムに結合する際の便宜のため、張出し部を有することができる。ノズル１２はガセット２０によってテールパイプ内に一部配置することができ、ノズル１２はテールパイプ入口部１３に相互に作用し、上述したような周囲空気通路又は周囲空気開口を画成する。排気の流れは真空作用を生じ、空気通路を通じて、周囲の空気を引き込む。必ずしも必要でないが、若干の具体例では、排気を加速するため、ノズルの入口部３０の反対端側に排気加速出口部を設けることができる。排気の加速は真空作用を助長することができ、この真空作用は周囲空気通路を通じて周囲の空気を引き込むのを助ける。図１８〜図２２の装置１１０に関連して上に記載したのと同じように、周囲空気通路を通じて、引き込まれた空気は排気と混合し、排気を冷却させる。
【０１２５】
上に述べたように、開口から排気ガスを広い多方向に分散させるため、装置に細長い排気分散開口を設けることによって、車輌の排気システム内の背圧を低下させるのを助けることができる。例えば、図２８に示すように、図１８〜図２０に示す例示の実施例に類似する排気稀釈分散装置のため、及び図１０、及び図１１に示す従来のテールパイプのため、ターボジーゼルエンジンの作動中、種々の時間間隔で、背圧を測定した。エンジン作動時間の大部分の間、従来のテールパイプを使用した排気システムの背圧よりも、排気稀釈分散装置を採用する排気システムの背圧は一層、軽減された状態に留まった。従って、上述の細長い排気分散開口を設けることによって、装置から放出される排気の、装置から或る距離における最高温度が低下するだけでなく、車輌の排気システム内の背圧を低下させるのを容易にするのを助けることができる。
【０１２６】
或る具体例では、車輌の後方に、垂直に堆積するように、装置１０、１１０、及び１８０のような多数の排気稀釈分散装置を車輌の機関排気システムに結合することができる。
【０１２７】
ここに説明した排気稀釈分散装置の構成部分はアルミナイジング鋼のような鋼合金で造ることができ、又は特に高温の排気ガスに適用する用途ではアルミナイジング不銹鋼にする。他の適切な耐熱材料も使用することができる。
【０１２８】
ここに説明した排気稀釈分散装置を製造するには、例えば、打抜き加工、液圧成形法、鋳造、機械加工、鍛造、成形法のような種々の製造技術を使用することができる。排気稀釈分散装置を製造する若干の例示の方法ではテールパイプを或る長さの管から形成することができる。排気分散開口は管の一部を切り、即ち除去して形成することができると共に、排気偏向部は手工具、及び／又は機械を使用して、希望する形状に曲げることができる。
【０１２９】
説明した原理を適用する多くの可能な実施例を考慮すれば、図示の実施例は単に好適な例に過ぎず、これ等の実施例に本願の発明の範囲を限定すべきでないことは明らかである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められる。従って、本発明は全てこれ等特許請求の範囲の精神、及び範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１ａ】車輌の排気システムに結合された排気稀釈分散装置の例示的な実施例の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａの排気稀釈分散装置の斜視図である。
【図２】図１ａの装置の側面図である。
【図３】図１ａの装置の平面図である。
【図４】図２の４‐４線に沿う図１ａの装置の横断面図である。
【図５】図２の５‐５線に沿う図１ａの装置の横断面図である。
【図６】図２の６‐６線に沿う図１ａの装置の横断面図である。
【図７】排気の流れの方向を矢印で示した図３の７‐７線に沿う図１ａの装置の横断面側面図である。
【図８】排気の流れの方向を矢印で示した図１ａの装置の底面図である。
【図９】排気の流れの方向を矢印で示し、図１ａの装置を後方から見た図面である。
【図１０】下方に湾曲した出口を有する既知の排気テールパイプの斜視図である。
【図１１】図１０のテールパイプの側面図である。
【図１２ａ】実施例に記載する装置の種々のシミュレートされたテストのテスト条件、及び結果の表である。
【図１２ｂ】実施例に記載する装置の物理的に測定されたテストのテスト条件、及び結果の表である。
【図１２ｃ】シミュレートされたテスト結果を評価するため、図１２ｂのテスト条件と同一の条件で排気温度をシミュレートした場合のテスト条件、及び結果の表である。
【図１３ａ】図１ａの排気稀釈分散装置について、装置の出口から１４０ｍｍ（５．５インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１３ｂ】図１０の従来のテールパイプについて、テールパイプの出口から１４０ｍｍ（５．５インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１４ａ】図１ａの排気稀釈分散装置について、装置の出口から３０５ｍｍ（１２インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１４ｂ】図１０の従来のテールパイプについて、テールパイプの出口から３０５ｍｍ（１２インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１５ａ】図１ａの排気稀釈分散装置について、装置の出口から１５２ｍｍ（６インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１５ｂ】図１０の従来のテールパイプについて、テールパイプの出口から１５２ｍｍ（６インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１６ａ】図１ａの排気稀釈分散装置について、地面の高さ、即ち装置の出口から４０６ｍｍ（１６インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１６ｂ】図１０の従来のテールパイプについて、地面の高さ、即ちテールパイプの出口から４０６ｍｍ（１６インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットした画像である。
【図１７ａ】図１ａの排気稀釈分散装置について、装置の出口から約１５２ｍｍ（６インチ）の平面における熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図１７ｂ】図１ａの排気稀釈分散装置について、地面の高さ、即ち装置の出口から４０６ｍｍ（１６インチ）の平面における熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図１８】細長い排気分散開口、及び空気同伴機構を有し、車輌の排気システムのための排気稀釈分散装置の例示的な実施例の斜視図である。
【図１９】図１８の装置の側面図である。
【図２０】図１８の２０‐２０線に沿う図１８の装置の横断面側面図である。
【図２１】空気、及び排気の流れる方向を矢印によって示し、ガセットを取り外した状態で示す図１８の装置の分解図である。
【図２２】排気の流れる方向を矢印によって示す図１８の装置の平面図である。
【図２３】角度を有する乱流強化ガセットを有し、車輌の排気システムのための排気稀釈分散装置の平面図である。
【図２４ａ】図１８の排気稀釈分散装置の出口から約１４０ｍｍ（５．５インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図２４ｂ】図１８の排気稀釈分散装置の出口から約３０５ｍ（１２インチ）の距離における熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図２５ａ】図１８の排気稀釈分散装置について、装置の出口から約１５２ｍｍ（６インチ）の距離における物理的に測定された熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図２５ｂ】図１８の排気稀釈分散装置について、地面の高さ、即ち装置の出口から４０６ｍｍ（１６インチ）の距離における物理的に測定された熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図２６ａ】図１８の排気稀釈分散装置について、装置の出口から約１５２ｍｍ（６インチ）の距離におけるシミュレートされ、測定された熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図２６ｂ】図１８の排気稀釈分散装置について、地面の高さ、即ち装置の出口から４０６ｍｍ（１６インチ）の距離におけるシミュレートされ、測定された熱の状態を色分けしてプロットしたものである。
【図２７】細長い排気分散開口、分岐端部、及び空気同伴機構を有し、車輌の排気システムのための排気稀釈分散装置の例示的な実施例の斜視図である。
【図２８】排気稀釈分散装置を採用する機関排気システム内の背圧と、従来のテールパイプを採用する機関排気システム内の背圧の比較を時間の経過に関して示すグラフである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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