(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）は、
対向する２つの長側壁（２１、２２）及び対向する２つの短側壁（２３、２４）を有する支持体（１９）と、
前記２つの長側壁（２１、２２）の少なくとも一方に、他方の長側壁に向けて突出して設けられる複数のガイド羽根（２５）と、
を備え、
前記２つの長側壁（２１、２２）は前記２つの短側壁（２３、２４）によって接続され、
前記２つの長側壁（２１、２２）の一方に設けられる前記複数のガイド羽根（２５）は、前記混合／気化装置（１２）内を流れる排ガスの流通方向を前記２つの短側壁（２３、２４）の一方に向けるために、前記２つの短側壁（２３、２４）の一方に向かって傾斜して設けられることを特徴とする気化／混合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は前記２つの長側壁（２１、２２）から略垂直に突出している。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の混合／気化装置において、
各前記ガイド羽根（２５）は先端が自由端である。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記支持体（１９）は前記支持体（１９）の軸方向（２０）と交差して広がる扁平な断面を周方向（３２）に取り囲み、
前記支持体（１９）はウェブ状の板材を変形して作製されるものであって、該ウェブ状の板材の長さ方向（３６）が前記周方向（３２）と一致するように前記側壁（２１，２２，２３，２４）を形成し、該ウェブ状の板材の幅方向を前記軸方向（２０）と平行にする。
【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）は前記ウェブ状の板材から一体に成形して曲げて形成する。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の混合／気化装置において、
前記扁平な断面の、前記軸方向（２０）と直交する一方向の第１直径が、前記軸方向（２０）と該一方向との両方と直交する第２直径の少なくとも２倍である。
【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、或いは、
前記ガイド羽根（２５）は前記長側壁（２１，２２）の両方の少なくとも一軸方向端（２６，２７）に設けられる。
【請求項８】
請求項７に記載の混合／気化装置において、
前記ガイド羽根（２５）は前記長側壁（２１，２２）の両方の少なくとも一軸方向端（２６，２７）に設けられ、各前記ガイド羽根（２５）は前記長側壁（２１，２２）間の中心面まで延びる。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の混合／気化装置において、
異なる前記軸方向端（２６，２７）に設けられた前記ガイド羽根（２５）は軸方向（２０）に対して互いに反対方向に角度が付けられている、かつ／または
同じ前記軸方向端（２６，２７）の対向する前記長側壁（２１，２２）に設けられた前記ガイド羽根（２５）は軸方向（２０）に対して互いに反対方向に角度が付けられている。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の混合／気化装置において、
同じ前記長側壁（２１，２２）および／または同じ前記軸方向端（２６，２７）に設けられる少なくとも２つの前記ガイド羽根（２５）が異なる羽根長または異なる羽根幅を有する。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の混合／気化装置において、
同じ前記長側壁（２１，２２）の同じ前記軸方向端（２６，２７）に設けられる少なくとも２つの前記ガイド羽根（２５）が軸方向（２０）に対して互いに異なる、または互いに反対方向に、角度が付けられている。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかに記載の混合／気化装置において、
前記軸方向端（２６，２７）において、前記長側壁（２１，２２）に沿って、前記軸方向（２０）と交差する方向に複数のガイド羽根座（２９）が規則的に配され、該ガイド羽根座（２９）に個別に設けられる前記ガイド羽根（２５）の数が該ガイド羽根座（２９）自体の数より少なく、その結果該ガイド羽根座（２９）の少なくとも１つに空隙（３０）が設けられる。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の混合／気化装置において、
全ての前記ガイド羽根（２５）がそれぞれに対応する前記長側壁（２１，２２）と一体に形成され、かつ／または
全ての前記側壁（２１，２２，２３，２４）が前記支持体（１９）と一体に形成され、かつ／または
全ての前記側壁（２１，２２，２３，２４）と全ての前記ガイド羽根（２５）が１つのウェブ状の板材を変形して形成される。
【請求項１４】
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１〜１３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１５】
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１〜１３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。
【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扁平な断面を周方向に取り囲むように構成する。支持体がこのように円形ではなく、横長の、あるいは扁平な、断面を有しているので、支持体は対向する２つの長側壁と対向する２つの短側壁を有し、短側壁の各々により長側壁同士が接続されている。本発明におけるように支持体を断面扁平に構成することにより、支持体の長側壁の少なくとも一方の少なくとも一軸方向端に、他方の前記長側壁に向かって突出し、軸方向に対して角度が付けられた複数のガイド羽根を設けることができる。この構成では、ガイド羽根は軸方向と交差する方向に延び、かつ軸方向とガイド羽根自体の長さ方向との両方と交差する方向に並んでいる。ここで混合／気化装置の軸方向とは混合／気化装置を通る排気ガスの主流方向であり、乱流、横断流、逆流、渦流などは考慮に入れていない。
【０００７】
このようにして長側壁の軸方向端に一連のガイド羽根が並べて、特には互いに平行に、設けられ、各ガイド羽根が気流を短側壁の方へ向ける働きをする。ガイド羽根は一つには上流で排気ガス流に投入された液体の処理剤に対して広い衝突面積を提供することで液体がガイド羽根に当たって気化するのを助け、二つには気流の向きを急に変えることで気化した処理剤と排気ガスとの混合を促進する。
【０００８】
好ましくは、ガイド羽根を側壁から略直角に、すなわち９０°±１０°の角度で、突出させる。そうすればガイド羽根は支持体が取り囲む範囲からはみ出さない。
【０００９】
好ましくは、支持体をウェブ状（巻物状）の板材を変形して作製し、該ウェブ状の板材の長さ方向が上述の周方向と一致するように側壁を形成し、該ウェブ状の板材の幅方向を上述の軸方向と平行にする。そうすれば混合／気化装置が据え付けられた状態において、支持体は、その径方向外側の面が、排気ガスを導くラインの内側の面、つまり流路に臨む面、にびったりと沿う。
【００１０】
特に好ましくは、ガイド羽根をウェブ状の板材から一体に成形して曲げて形成する。そうすれば混合／気化装置を安価に製造することができる。
【００１１】
流路が上に述べたように「扁平」な断面を持つということはすなわち、この断面の、軸方向と直交する第１方向の直径が、軸方向と第１方向との両方と直交する第２方向の直径より大きいということである。特には、一方向の直径がもう一方向の直径の少なくとも２倍である。これら２方向の直径は断面の中心で交わる。よって円形の断面は扁平な断面から除外される一方、長円形あるいは楕円形の断面は扁平のうちに入る。「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周方向に長いというだけのことである。混合／気化装置内の流路の断面形状によっては、実際には長側壁が平面で短側壁が曲面であってもよい。
【００１２】
特に好ましくは、ガイド羽根を各ガイド羽根列内において、排気ガスが渦流を生じずに通れるように配置し、特にはそのような角度を付けて設ける。これにより排気ガス流はガイド羽根列を通るときに渦流を生じずガイド羽根によって単に向きが横に変えられるだけとなる。ガイド羽根列が複数設けられる場合、各ガイド羽根列を排気ガスが渦流を生じずに通れるように構成すればよい。
【００１３】
各ガイド羽根は平らに形成してよい。平らなガイド羽根は排気ガス流や軸方向に対する角度が自らの長さ方向に沿って一定となる。ガイド羽根の少なくとも１つあるいは全てに捻りを付けてもよい。このようなガイド羽根の角度は自らの長さ方向に沿って変化する。
【００１４】
好ましくは、ガイド羽根を長側壁の流入側のみ、または流出側のみ、または流入側と流出側の両方に設ける。これにより長側壁に流入側のガイド羽根列あるいは流出側のガイド羽根列が形成される。長側壁にガイド羽根列を２つ、つまり長側壁の両軸方向端に１つずつ、設けてもよい。
【００１５】
好ましくは、ガイド羽根を長側壁の両方の少なくとも一軸方向端に設ける。これにより両方の長側壁の流入側、または流出側、または流入側と流出側の両方にガイド羽根が、対向する長側壁に向かって突出して設けられる。このようにして例えば、各軸方向端で両長側壁のガイド羽根を共通のガイド羽根列内に交互に設けることができる。言い換えれば、両長側壁のガイド羽根が、ガイド羽根列の長さ方向に横に並べて設けられる。
【００１６】
あるいは、両長側壁各々のガイド羽根をその長さ方向に、両長側壁間の中心面まで延ばしてもよい。そうすると両長側壁各々のガイド羽根がその長さ方向の中心面の両側にガイド羽根列を１つずつ形成する。結果、各軸方向端において、互いに平行な２列のガイド羽根列が設けられる。
【００１７】
特に好ましくは、各ガイド羽根の先端を自由端とする。これにより各ガイド羽根はその基端側である長側壁とは反対側が自由端となる。よってガイド羽根は対向する長側壁と接触せず、非接触に留まり、かつ同じ長側壁のガイド羽根とも対向する長側壁のガイド羽根とも非接触に留まる。
【００１８】
各ガイド羽根列において、ガイド羽根には軸方向に対して同じ角度を付けるとよい。同じ長側壁あるいは対向する長側壁の異なる軸方向端に設けられたガイド羽根列において、ガイド羽根には軸方向に対して互いに反対方向に角度を付けるとよい。そうすると排気ガス流は最初に通過するガイド羽根列にてそのガイド羽根によって一様に向きを一方向に変えられ、そのあとで通過するガイド羽根列にてそのガイド羽根によって一様に向きを他方向、つまり反対方向、に変えらる。これにより気化した処理剤が排ガス流に十分に混合される。
【００１９】
さらには、同じ軸方向端の対向する長側壁に設けられたガイド羽根列において、ガイド羽根に軸方向に関して互いに反対方向に角度を付けてよい。こうしても十分な混合が可能である。
【００２０】
好ましくは、同じ長側壁の同じ軸方向端に設けられる少なくとも２つのガイド羽根の羽根長および／または羽根幅を異ならせる。羽根長とはガイド羽根の、対応する長側壁からの突出の寸法である。羽根幅とはガイド羽根の、その長さ方向と交差する方向の寸法である。言い換えれば、各ガイド羽根列においてガイド羽根の各々の長さおよび／または幅が異なっていてよい。そうすると、一つに、長側壁を軸方向と交差する方向に曲面とすることができる。二つに、ガイド羽根の長さおよび／または幅を変化させることにより、混合／気化装置において所望の低流れ抵抗を実現することができる。
【００２１】
好ましくは、同じ長側壁の同じ軸方向端に設けられる少なくとも２つのガイド羽根に軸方向に関して互いに異なる、または互いに反対方向の、角度を付ける。この場合、各ガイド羽根列内のガイド羽根に同一ではない、軸方向に関して異なる角度が付けられる。これにより、混合／気化装置の位置で生じる、排気ガス経路の断面内の速度あるいは流量の不均一性を考慮して、均一な排気ガス流を比較的低い流れ抵抗で実現することができる。例えば、混合／気化装置を排気ガス経路の直線でない、曲がった箇所に設置すると、その曲がった箇所を通過する排気ガス流の速度は半径方向内側より外側の方が速い。
【００２２】
好ましくは、軸方向端において、長側壁に沿って、軸方向と交差する方向に複数のガイド羽根座を規則的に並べて配し、ガイド羽根座に個別に設けられるガイド羽根の数をガイド羽根座自体の数より少なくし、その結果ガイド羽根座の少なくとも１つに空隙が残るようにするとよい。言い換えれば、各ガイド羽根列において、ガイド羽根座がガイド羽根の配置位置を決め、ガイド羽根座がガイド羽根の規則的、等間隔な配置を可能にする。ガイド羽根を少なくとも1つ省くことにより、当該ガイド羽根座に空隙が残る。空隙のあるところは流れ抵抗が下がるので、これにより混合／気化装置の流れ抵抗の調節が可能になる。あるいは、そのようにガイド羽根座によりガイド羽根と空隙を規則的に配置するのではなく、隣接するガイド羽根をそれらの各ガイド羽根列内における間隔に関して任意の位置に配置して間隔を変化させてもよい。
【００２３】
好ましくは、全てのガイド羽根をそれぞれに対応する長側壁と一体に形成してもよい。これにより混合／気化装置を容易に、したがって費用効率よく製作することができる。特に効率の良い実施形態においては、全ての側壁を支持体と一体に形成する。これにより簡素で、費用効率の良い構成が得られる。特にこの構成をウェブ状の板材を成型して作製される板金成形部材とするとよい。これは一枚の板金材料またはウェブ状の板材から、打抜きと成型によって作製される。好ましくは混合／気化装置の各部品は金属で作製する。長尺の板金片を出発材料とし、そこからガイド羽根を切り離して曲げて起こし、それから板金を折り曲げて、長側壁と短側壁を有する支持体を形成する。さらに支持体が周方向に閉じるように、一方の短側壁において元の板金片の長さ方向の両端を突き合わせるか重ね合わせるかして継ぎ合わせる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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】
【００２８】
【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模式図
【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】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第１の斜視図
【図５】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第２の斜視図
【図６】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第３の斜視図
【図７】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第４の斜視図
【図８】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第５の斜視図
【図９】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第６の斜視図
【図１０】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第７の斜視図
【図１１】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第８の斜視図
【図１２】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第９の斜視図
【図１３】それぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の第１０の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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模式図である。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〜図１３はそれぞれ異なる実施形態における混合／気化装置の斜視図である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。ここで流路の断面形状が「扁平」であるというのは、図３（Ａ）、（Ｂ）の紙面に直交する混合／気化装置１２の軸方向（流路沿い方向）に各々直交しかつ互いに直交する２方向をそれぞれ第１方向、第２方向としたときに、その断面形状の第１方向直径３３が第２方向直径３４より大きいことを指す。特に第１方向直径３３が第２方向直径３４の少なくとも２倍あってもよい。ここで、これら２方向の直径３３，３４は該断面形状の中心で交わる。
【００３７】
図４〜図１３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４〜１３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内の流路の扁平な断面を、その周方向に取り囲む形状を有している。軸方向２０は排気システム５の動作時に混合／気化装置１２を通る流路の主流方向にあたる。混合／気化装置１２内の流路の断面形状が扁平であるので、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を有する。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。
【００３８】
混合／気化装置１２はまた複数のガイド羽根２５を備える。各ガイド羽根２５は長側壁２１，２２の一方から他方に向かって突出しつつ、混合／気化装置１２の、すなわち支持体１９の、すなわち長側壁２１、２２の、軸方向端２６あるいは２７からは離れている。排気ガスが矢印１０の方向に流れている場合、気流が先に通過する軸方向端２６が流入側であり、これにも以下では番号２６を充てる。また、気流が後で通過する軸方向端２７が流出側であり、これにも以下では番号２７を充てる。
【００３９】
各ガイド羽根２５は真っ直ぐ、互いに平行に延びる。また、各図に示す実施形態において、ガイド羽根２５は平らに形成されている。ガイド羽根２５はさらに軸方向２０に関して角度を付けて設けられてる。各図の例において、ガイド羽根２５の軸方向２０に対する角度は４５度±通常の製造誤差範囲内である。
【００４０】
ガイド羽根２５は軸方向２０と交差する方向に延びる。またガイド羽根２５はそれ自身の長さ方向と軸方向２０との両方と交差する方向に一列に並べて配されている。このような列を以下において羽根列２８とも言う。
【００４１】
図４に示す実施形態においては、ガイド羽根２５が一方の長側壁２１のみに設けられている。ガイド羽根２５はこの長側壁２１の流入側２６と流出側２７の両側に設けられており、もう一方の長側壁２２に向かって延びている。つまりここでは羽根列２８が２列――流入側に１列と流出側に１列――設けられている。
【００４２】
一方図５に示す実施形態においては、羽根列２８が１列だけ設けられる。そのガイド羽根２５は一方の長側壁２２の流入側に設けられ、もう一方の長側壁２１に向かって延びている。
【００４３】
対して図６〜図１３に示す実施形態においては、両長側壁２１，２２の各々の、両軸方向端２６，２７の少なくとも一方にガイド羽根２５が設けられ、対向する長側壁２２，２１に向かって延びている。結果、これらの実施形態において、両軸方向端２６，２７、すなわち流入側２６と流出側２７、の両方において、羽根列２８が２列、平行に並べて設けられる。例えば、対向するガイド羽根２５同士は、各自側の長側壁２１，２２から各自の長さ方向に両長側壁間２１，２２の中心面まで延びるような寸法に形成される。あるいは両長側壁２１，２２から延びるガイド羽根２５は、対向する長側壁２２，２１に向かって、一方の長側壁２１から延びるガイド羽根２５が他方の長側壁２２の隣り合うガイド羽根２５間の間隙に入り込むように形成される。この場合結局は共通の羽根列２８が１列、両長側壁２１，２２のガイド羽根２５によって形成され、この羽根列２８内に両長側壁２１，２２のガイド羽根２５が交互に配される。
【００４４】
各図に示す実施形態において、各ガイド羽根２５はその基端側の長側壁２１，２２から所定の距離延びて先端が自由端として終わるような寸法に形成される。したがってガイド羽根２５は、特に図４，図５に示す実施形態においては反対側の長側壁２１，２２と接触せず、また特に図６〜図１３に示す実施形態においては反対側から延びるガイド羽根２５と接触しない。
【００４５】
図４，図６，図８，図１０，図１２から明らかなように、ガイド羽根２５が両軸方向端２６，２７に設けられる場合、それらを軸方向２０に関して反対に角度を付けて設けるのがよい。そうすると、流入側の羽根列２８のガイド羽根２５が軸方向２０に関してある方向に角度を持つのに対して、流出側の羽根列２８のガイド羽根２５が軸方向２０に関してそれと逆の角度を持つ、つまり両者が軸方向２０に関して反対に角度を持つ。
【００４６】
図６，図８，図１０，図１２に示す実施形態において、同じ軸方向端２６，２７の別の長側壁２１，２２に設けられる、つまり２列の羽根列２８に配される、ガイド羽根２５は、すべて軸方向２０に関して同じ角度を付けて設けられる。これに対して、図７，図９，図１１，図１３に示す実施形態において、同じ軸方向端２６，２７の対向する長側壁２１，２２に設けられるガイド羽根２５は、すべて軸方向２０に関して反対に角度を付けて設けられる。言い換えれば、流入側２６および／または流出側２７において、一方の長側壁２１に設けられる、一方の羽根列２８のガイド羽根２５の軸方向２０に対する角度が、もう一方の長側壁２１に設けられる、もう一方の羽根列２８のガイド羽根２５の軸方向２０に対する角度と反対である。
【００４７】
少なくとも図５〜図１３に示す実施形態において、少なくとも１列の羽根列２８内で、一部のガイド羽根２５ａが他のガイド羽根２５よりも短く形成されている。
【００４８】
図１１に示す実施形態において、羽根列２８のうちの１列において、１つのガイド羽根２５ｂが同じ羽根列２８の他のガイド羽根２５と軸方向２０に関して反対の方向に角度が付けられている。
【００４９】
図１２，図１３に示す実施形態において、一方の羽根列２８の羽根幅が他方の羽根列２８の羽根幅と異なっている。例えば、図１３において流入側の一方の長側壁２１に配されるガイド羽根２５ｃの幅は他方の長側壁２２に配されるガイド羽根２５のほぼ２倍になっている。
【００５０】
図８〜図１３に示す構成においては、両軸方向端２６，２７それぞれの両長側壁２１，２２それぞれに沿って、軸方向２０と交差する方向に、複数のガイド羽根座２９が規則的に、つまり等間隔に並んでいる。図４〜図７に示す実施形態においてはガイド羽根座２９の数がガイド羽根２５の数と一致し、ガイド羽根座２９の各々にガイド羽根２５が１つ配される。対して図８〜図１３に示す実施形態においてはガイド羽根２５の数が少なくとも１つ足りず、よってガイド羽根座２９のうちの少なくとも１つにおいて空隙３０が残る。
【００５１】
以上図４〜図１３に示す各実施形態に基づいてに説明した本発明の様々な特徴は、矛盾がない限り適宜組み合わせて実施してよい。
【００５２】
例えば、支持体１９はウェブ状の板金を成型した部材であり、４つの側壁２１，２２，２３，２４が一体に形成されている。さらにガイド羽根２５も長側壁２１，２２と一体に形成されるので、結果として混合／気化装置１２全体が一枚の板金成形部材からなる。その製造には長尺の板状あるいはウェブ状の板金を用い、まずガイド羽根２５の形状にくり抜く。次にガイド羽根２５を曲げて起こす。最後に板状あるいはウェブ状の板金を混合／気化装置１２内の流路の扁平な断面形状に合わせて曲げることにより、支持体１９の長短の側壁２１，２２，２３，２４を形成する。板金の長さ方向の両端は一方の短側壁２３において継ぎ目３１で継ぎ合わせる。曲げたあとの板金において、元の長さ方向３６は周方向に相当し、元の幅方向３７は軸方向２０と平行になる。
【符号の説明】
【００５３】
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   外気の流れを矢印
１２   混合／気化装置
１３   領域
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   羽根列
２９   ガイド羽根座
３０   空隙
３１   継ぎ目
３２   周方向
３３   第１方向直径
３４   第２方向直径
【図１】
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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１２】
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【図１３】
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