(57)【要約】外側流部材を備える排気システム用排気分散装置を開示する。排気分散装置は、外側流部材内に配設することが可能な分散部材を有する。分散部材は軸線を規定し、上流端および下流端を有する。軸線と垂直な下流端の断面は、軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい。分散装置はまた、分散部材を貫通して延在する開口部を有する。開口部は軸線と同軸である。外側流部材を通る全排ガス流は、開口部を通る流と、外側流部材と分散部材との間を通る流とに分けられる。分散部材は、排ガス流を少なくとも部分的に外側流部材へ向けて転向するように機能し得る。
2009521639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側流部材を備える排気システム用排気分散装置であって、
外側流部材内に配設することが可能な分散部材であって、軸線を規定し、上流端および下流端を有し、軸線と垂直な下流端の断面が軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい分散部材と、
分散部材を貫通して延在する開口部であって、前記軸線と同軸であり、外側流部材を通る全排ガス流が、開口部を通る流と、外側流部材と分散部材との間を通る流とに分けられ、分散部材が排ガス流を転向させて少なくとも部分的に外側流部材へ向かわせるように機能し得る、開口部とを有することを特徴とする排気分散装置。
【請求項２】
分散部材に連結される吸気部材をさらに有し、開口部が吸気部材および分散部材を貫通して延在することを特徴とする請求項１記載の排気分散装置。
【請求項３】
前記軸線と垂直な吸気部材の断面が吸気部材の長さに沿っておおよそ一定であることを特徴とする請求項２記載の排気分散装置。
【請求項４】
分散部材が円錐台形状を有することを特徴とする請求項１記載の排気分散装置。
【請求項５】
分散部材が外側流部材に対して間隔をあけて配設されるように分散部材を外側流部材と連結させるように機能し得る少なくとも１つの支持部材をさらに有することを特徴とする請求項１記載の排気分散装置。
【請求項６】
少なくとも１つの支持部材は上流側面を有し、上流側面が前記軸線と垂直な平面に対して正の角度で配設されることを特徴とする請求項５記載の排気分散装置。
【請求項７】
外側流部材と、
外側流部材内に配設される排気分散装置であって、軸線を規定する分散部材を有し、分散部材が上流端および下流端を有し、軸線と垂直な下流端の断面が軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい排気分散装置と、
分散部材を貫通して延在する開口部であって、前記軸線と同軸であり、外側流部材を通る全排ガス流が、開口部を通る流と、外側流部材と分散部材との間を通る流とに分けられ、分散部材が排ガス流を転向させて少なくとも部分的に外側流部材へ向かわせるように機能し得る、開口部とを有することを特徴とする排気システム。
【請求項８】
分散部材に連結され、分散部材の上流側に配設される吸気部材をさらに有し、開口部が吸気部材および分散部材を貫通して延在することを特徴とする請求項７記載の排気システム。
【請求項９】
前記軸線と垂直な吸気部材の断面が吸気部材の長さに沿っておおよそ一定であることを特徴とする請求項８記載の排気システム。
【請求項１０】
分散部材が円錐台形状を有することを特徴とする請求項７記載の排気システム。
【請求項１１】
外側流部材が円錐台部材を有し、前記軸線と外側流部材の壁との間で計測される第１角度が、前記軸線と分散部材の壁との間で計測される第２角度と、最大限でも等しいことを特徴とする請求項１０記載の排気システム。
【請求項１２】
外側流部材は吸気部材および推移部にて吸気部材に連結される円錐台部材を有し、前記軸線と垂直な推移部をおおよそ通る断面が排気分散装置と交差することを特徴とする請求項７記載の排気システム。
【請求項１３】
排気分散装置は、分散部材が外側流部材に対して間隔をあけて配設されるように、かつ分散部材が外側流部材と同軸であるように、排気分散装置を外側流部材と連結させる少なくとも１つの支持部材をさらに有することを特徴とする請求項７記載の排気システム。
【請求項１４】
少なくとも１つの支持部材は上流側面を有し、上流側面が前記軸線と垂直な平面に対して正の角度で配設されることを特徴とする請求項１３記載の排気システム。
【請求項１５】
外側流部材と、
外側流部材内の排ガスが基質に向けて流れ得るように外側流部材内に配設される基質と、
外側流部材内に配設される排気分散装置であって、軸線を規定する分散部材を有し、分散部材が上流端および下流端を有し、軸線と垂直な下流端の断面が軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい排気分散装置と、
分散部材を貫通して延在する開口部であって、前記軸線と同軸であり、外側流部材を通る全排ガス流が開口部を通って基質へ向かう流と、外側流部材と分散部材との間を通って基質へ向かう流とに分けられ、排ガスが基質へ向けて流れるにつれて、排気分散装置が排ガス流を転向させて少なくとも部分的に外側流部材へ向けかわせるように機能し得る、開口部とを有することを特徴とする車両用排気システム。
【請求項１６】
分散部材に連結され、分散部材の上流側に配設される吸気部材をさらに有し、開口部が吸気部材および分散部材を貫通して延在することを特徴とする請求項１５記載の排気システム。
【請求項１７】
前記軸線と垂直な吸気部材の断面が吸気部材の長さに沿っておおよそ一定であることを特徴とする請求項１６記載の排気システム。
【請求項１８】
外側流部材は吸気部材および推移部にて吸気部材に連結される円錐台部材を有し、排気分散部材の前記軸線と垂直な推移部をおおよそ通る断面が排気分散装置と交差することを特徴とする請求項１５記載の排気システム。
【請求項１９】
分散部材が円錐台形状を有し、外側流部材が円錐台部材を有し、前記軸線と外側流部材の壁との間で計測される第１角度が、前記軸線と分散部材の壁との間で計測される第２角度と、最大限でも等しいことを特徴とする請求項１５記載の排気システム。
【請求項２０】
排気分散装置は、分散部材が外側流部材に対して間隔をあけて配設されるように、かつ分散部材が外側流部材と同軸であるように、排気分散装置を外側流部材と連結させる少なくとも１つの支持部材をさらに有し、少なくとも１つの支持部材は上流側面を有し、上流側面が前記軸線と垂直な平面に対して正の角度で配設されることを特徴とする請求項１５記載の排気システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本開示は、一般に排気システムに関し、より具体的には排気システム用排気分散装置に関する。
【０００２】
背景
本項における記述は単に本開示に関する背景情報を与えるだけで、先行技術を構成しない。
【０００３】
種々の排気システムが車両および他の機械用に存在する。排気システムには、触媒コンバータ、ディーゼル微粒子フィルタ、ＮＯＸトラップ、または排気システムを貫流する排ガスを処理する１つ以上の基質を備える他の装置を有するものがある。
【０００４】
基質面を半径方向にわたって均一な排ガス流を維持することが所望される。これは、基質がより効率的に機能し得るからである。たとえば、ディーゼル微粒子フィルタにおいて、排ガス流が均一である場合、煤は基質に均一に分布する傾向がある。システム内での再生もより効率的に生じ得る。基質のより長い機能期間が期待できるので、均一流が所望される。たとえば、大幅な温度勾配が基質の半径方向に生じる場合、基質にひびが入り得る。しかし、排ガス流が基質面でより均一であれば、大幅な温度勾配が生じることはないだろう。
【０００５】
しかし、従来の排気システムにおいて、排ガス流は、基質面の半径方向外側の位置よりも、基質面の軸線中心で重い傾向がある。そのため、基質はあまり効果的に機能せず、基質は損傷を受けやすい。したがって、排ガスのより均一な流を基質面の端から端にわたって維持する排気システムが必要とされている。
【０００６】
本開示は、外側流部材を備える排気システム用排気分散装置に関する。排気分散装置は、外側流部材内に配設することが可能な分散部材を有する。分散部材は軸線を規定し、上流端および下流端を有する。軸線と垂直な下流端の断面は、軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい。分散装置はまた、分散部材を貫通して延在する開口部を有する。開口部は軸線と同軸である。外側流部材を通る全排ガス流は、開口部を通る流と、外側流部材と分散部材との間を通る流とに分けられる。分散部材は、排ガス流を転向させて少なくとも部分的に外側流部材へ向かわせるように機能し得る。
【０００７】
別の態様において、本開示は、外側流部材および外側流部材内に配設される排気分散装置を有する排気システムに関する。排気分散装置は、軸線を規定する分散部材を有する。分散部材は上流端および下流端を有する。軸線と垂直な下流端の断面は、軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい。排気分散装置はまた、分散部材を貫通して延在する開口部を有する。開口部は軸線と同軸である。外側流部材を通る全排ガス流は、開口部を通る流と、外側流部材と分散部材との間を通る流とに分けられる。分散部材は、排ガス流を転向させて少なくとも部分的に外側流部材へ向かわせるように機能し得る。
【０００８】
さらに別の態様において、本開示は、外側流部材と、外側流部材内の排ガスが基質に向けて流れ得るように外側流部材内に配設される基質とを有する車両用排気システムに関する。排気システムはまた、外側流部材内に配設される排気分散装置を有する。排気分散装置は軸線を規定する分散部材を有する。分散部材は上流端および下流端を有する。軸線と垂直な下流端の断面は、軸線と垂直な上流端の断面よりも大きい。排気分散装置はまた、分散部材を貫通して延在する開口部を有する。開口部は軸線と同軸である。外側流部材を通る全排ガス流は、開口部を通って基質へ向かう流と、外側流部材と分散部材との間を通って基質へ向かう流とに分けられる。分散部材は、排ガスが基質へ向けて流れるにつれて、排ガス流を転向させて少なくとも部分的に外側流部材へ向かわせるように機能し得る。
【０００９】
さらなる応用領域は、ここで与えられる記載から明らかとなるであろう。当然のことながら、記載および具体例は、例示の目的にのみ向けられてり、本開示の範囲を限定することを目的としていない。
【００１０】
ここで記載される図面も、例示のためだけであり、決して本開示の範囲を限定することを目的とはしていない。
【００１１】
以下の記載は本質的に単なる例に過ぎず、本開示、適用または使用を限定することを意図していない。当然のことながら、全ての図面を通して、対応する参照符号は類似のまたは対応する部分および特徴を示す。
【００１２】
図１および図２を参照して、車両１０の一部、特に排気システム１２の一部を示す。当然のことながら、排気システム１２は車両１０の他に、本開示の範囲から逸脱することなく他のあらゆる機械に含まれ得る。
【００１３】
排気システム１２は外側流部材１４を有する。外側流部材１４は、触媒コンバータ、ディーゼル微粒子フィルタ、ＮＯＸトラップなどの、および／または本開示の範囲から逸脱しないすべての適した装置の、排気後処理装置の一部であり得る。
【００１４】
排気システム１２は基質１６をも有する（図１）。基質１６は外側流部材１４内に配設される。基質１６は、排気システム１２を貫流する排ガスから物質を除去するように機能し得る。より具体的には、排気システム１２はエンジンと流体連通しており（不図示）、エンジン由来の排ガスは基質１６に向けて外側流部材１４を貫流する。排ガスは基質１６を貫流し、基質１６は煤、一酸化炭素、未燃炭化水素、粒子状物質などの物質を除去する。
【００１５】
排気システム１２は参照符号１８で示す排気分散装置をも有する。後に説明するように、排気分散装置１８は、排ガスのより均一な流を基質１６の上流側面２０の端から端にわたって生じさせるように機能し得る。
【００１６】
示した実施形態においては、外側流部材１４は吸気部材１１および円錐台部材１３を有する。円錐台部材１３は推移部１５にて吸気部材１１に連結される。推移部１５はあらゆる適した半径を有し得る。１つの実施形態において、吸気部材１１は溶接によって円錐台部材１３に連結される。別の実施形態においては、吸気部材１１および円錐台部材１３は一体化して取着される。示した実施形態において、吸気部材１１は円形断面を有し、円錐部材１３と同軸である。しかし、当然のことながら、外側流部材１４は本開示の範囲から逸脱しないあらゆる適した形状であり得る。
【００１７】
円錐部材１３のより小さな一方端は吸気部材１１に、外側流部材１４の断面領域が吸気部材１１から離れるに従って増大するように連結される。また、示した実施形態において、基質１６は、外側流部材１４の最大断面領域にて、外側流部材１４内に配設される。
【００１８】
排気分散装置１８は、吸気部材２２および吸気部材２２に連結される分散部材２４を有する。示した実施形態において、吸気部材２２は円形断面を有し、軸方向に真直であるので、軸線Ａと垂直な吸気部材２２の断面領域は、吸気部材２２の長さに沿っておおよそ一定である。他方、分散部材２４は円錐台形状を有し、上流端２６および下流端２８を有する（図１）。分散部材２４の上流端２６は吸気部材２２に連結される。したがって、軸線Ａと垂直な下流端２８の断面は、軸線Ａと垂直な上流端２６の断面よりも大きい。当然のことながら、吸気部材２２および分散部材２４は、本開示の範囲から逸脱しないあらゆる適した形状であり得る。
【００１９】
排気分散装置１８はまた、吸気部材２２および分散部材２４を貫通して延在する開口部３０（図２）を有する。開口部３０は軸線Ａと同軸である。示した実施形態においては、吸気部材２２および分散部材２４の壁厚は排気分散装置１８の長さにわたって一定のままであるので、開口部３０の断面領域は、吸気部材２２を通じて概して一定のままであり、吸気部材２２から離れるに従って分散部材２４の長さにわたって増大する。したがって、全排ガス流（図１において破線矢印で表わされる）は、開口部３０を通って基質１６へ向かう流と、外側流部材１４と排気分散装置１８との間を通って基質１６へ向かう流とに分けられる。
【００２０】
排気分散装置１８は少なくとも１つの支持部材３２をさらに有する。示した実施形態においては、排気分散装置１８は、軸線Ａ周りで相互に等しく間隔をあけられた複数の支持部材３２を有する。各支持部材３２は一方端にて吸気部材２２に連結され、他方端にて外側流部材１４にも連結される。示した実施形態において、各支持部材３２は一方端に外側流部材１４との接続を容易にするためのタブ３４を有する。１つの実施形態において、排気分散装置１８は外側流部材１４の吸気部材１１に連結され、その後、円錐台部材１３が吸気部材１１に連結される。
【００２１】
したがって、支持部材３２は、吸気部材２２が分散部材２４の上流側に配設されるように、排気分散装置１８を外側流部材１４と連結させる。支持部材３２はまた、分散部材２４が外側流部材１４に対して間隔をあけて配設されるように、排気分散装置１８を外側流部材１４と連結させる。示した実施形態においては、分散部材２４および吸気部材２２は外側流部材１４と同軸である。しかし、分散部材２４および吸気部材２２は、本開示の範囲から逸脱しない限り、外側流部材１４と正しく整列せずともよい。
【００２２】
さらに、排気分散装置１８は、軸線Ａと垂直な推移部１５をおおよそ通る断面が排気分散装置１８と交差するように、外側流部材１４内に配設される。さらに、軸線Ａと外側流部材１４の周壁との間で計測される第１角度θは、軸線Ａと分散部材２４の周壁との間で計測される第２角度θ’と、最大でも等しい。本実施形態においては、第１角度θは第２角度θ’未満である。
【００２３】
図１の破線矢印で表わされるように、排気分散装置１８は、排ガス流を半径方向外向きに外側流部材１４へ向けさせる。したがって、排ガス流は基質１６の上流側面２０の端から端にわたってより等しく分布する。そのため、基質１６はより効率的に機能し得、基質１６の機能期間は長くなる。
【００２４】
次に図３および図４を参照して、分散装置１１８の別の実施形態を示し、１００ずつ増加した参照符号は図１および図２の実施形態に関する特徴と同様である。示すように、分散装置１１８は分散部材１２４および複数の支持部材１３２を有する。分散装置１１８はまた、下流端１２８から上流端１２６へ延在するレリーフ１３３を有する。各支持部材１３２の各側にレリーフ１３３が存在する。
【００２５】
さらに、各支持部材１３２は上流側面１３５を有する。図４に示すように、上流側面１３５は、軸線Ａと垂直な平面に対して正の角度θ”で配設される。したがって、排ガス流は少なくとも部分的に分散部材１２４によって外側流部材へ向けて転向され、各支持部材１３２の上流側面１３５はさらに、基質の上流側面の端から端にわたるより均一な流分布のために、排ガス流を転向させる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】排気分散装置を備える車両の排気システムの一部の断面図である。
【図２】図１の排気システムの等角図である。
【図３】排気分散装置の別の実施形態の等角図である。
【図４】図３の排気分散装置の端面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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