(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のエンジンの排気ライン（５）内の第１のクリーニングユニット（９）とＮＯｘトラップ（１０）との間に組込まれてエンジンの排気ガスを冷却する冷却装置であって、
円筒状金属ケーシング（２）、
円筒状金属ケーシング（２）内を複数の排気ガス分配手段（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）にわける複数の内側灰吹皿（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）、
円筒状金属ケーシング（２）内において円筒状金属ケーシングの軸方向に延び第１のガス流れ通路（１６）を形成する第１のパイプ、
円筒状金属ケーシング（２）内において円筒状金属ケーシングの軸方向に延び第２のガス流れ通路（１７）を形成する複数のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）、
排気ライン（５）の上流側部分（５′）に接続され、円筒状金属ケーシング（２）内へ排気ガスを導入する導入パイプ（４）、
排気ライン（５）の下流側部分（５″）に接続され排気ガスを排出する排出パイプ（６）、及び
エンジン（７）の排気ライン（５）の熱作動パラメータの関数として制御され、排気ガスを全体的に第１のガス流れ通路（１６）へ又は少なくとも主として第２のガス流れ通路（１７）へ導くための指向手段（１１、１２）、を有し、
前記複数の排気ガス分配手段（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が導入パイプ（４）を第１及び第２のガス流れ通路（１６、１７）の端吸気部分に接続し、排出パイプ（６）を第１及び第２のガス流れ通路（１６、１７）の端出口部分に接続し、
第２のガス流れ通路（１７）が第１のガス流れ通路（１６）よりも大きな長さを有し、
第１のガス流れ通路（１６）を形成する第１のパイプ及び第２のガス流れ通路（１７）を形成する複数のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）がそれらの外壁により冷却空気と接触し、
前記指向手段（１１、１２）が第１及び第２のガス流れ通路（１６、１７）の少なくとも一方の端吸気部分を開閉するように作動される少なくとも１つの弁（１１）を含むことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置であって、前記排気ガス分配手段（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が、円筒状金属ケーシング（２）の軸方向に対し横断方向に配置され円筒状金属ケーシング（２）の端部を閉じる２つの軸端灰吹皿即ち外側灰吹皿（１８、２０）、及び複数のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）を固定するための少なくとも１つの開口を各々貫通させる複数の内側灰吹皿（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）により、円筒状金属ケーシング（２）内に画定される複数の収集器によって構成され、複数のチューブの各々がその端部の１つにおいて第１の内側灰吹皿内に及びその他端において第２の内側灰吹皿内に固定され、導入パイプ（４）及び排出パイプ（６）がそれぞれの外側灰吹皿（１８、２０）を通って開く冷却装置。
【請求項３】
請求項２の冷却装置であって、複数のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が３つのチューブからなり、冷却装置が４つの収集器（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）を有し、第１の収集器（１５ａ）が第１の収集器（１５ａ）内へ開いた導入パイプ（４）を貫通させる第１の外側灰吹皿（１８）と第１の内側灰吹皿（１４ａ）との間で画定され、第２の収集器（１５ｂ）が第１の内側灰吹皿（１４ａ）と第２の内側灰吹皿（１４ｂ）との間で画定され、第３の収集器（１５ｃ）が第３の内側灰吹皿（１４ｃ）と第４の内側灰吹皿（１４ｄ）との間で画定され、第４の収集器（１５ｄ）が第４の内側灰吹皿（１４ｄ）と排出パイプ（６）を貫通させる第２の外側灰吹皿（２０）との間で画定され、第２のガス流れ通路（１７）の第１のチューブ（１７ａ）が、その端部の１つにおいて第１の内側灰吹皿（１４ａ）及び第２の内側灰吹皿（１４ｂ）を貫通し、その他端において第３の内側灰吹皿（１４ｃ）を貫通して、その端部の１つにおいて第１の収集器（１５ａ）内へ開くと共にその他端において第３の収集器（１５ｃ）内へ開き、第２のガス流れ通路（１７）の第２のチューブ（１７ｂ）が、その軸方向端部の１つにおいて第２の内側灰吹皿（１４ｂ）を貫通し、その他方の軸方向端部において第３の内側灰吹皿（１４ｃ）を貫通して、その第１の端部において第２の収集器（１５ｂ）内へ開くと共にその第２の端部において第３の収集器（１５ｃ）内へ開き、第２のガス流れ通路（１７）の第３のチューブ（１７ｃ）が、その端部の１つにおいて第２の内側灰吹皿（１４ｂ）を貫通し、その他方の軸方向端部において第３の内側灰吹皿（１４ｃ）及び第４の内側灰吹皿（１４ｄ）を貫通して、その軸方向端部の１つにおいて第２の収集器（１５ｂ）内へ開くと共にその他方の軸方向端部において第４の収集器（１５ｄ）内へ開き、第１のガス流れ通路（１６）を構成する第１のパイプが、その軸方向端部の１つにおいて第１の内側灰吹皿（１４ａ）及び第２の内側灰吹皿（１４ｂ）を貫通し、その他方の軸方向端部において第３の内側灰吹皿（１４ｃ）及び第４の内側灰吹皿（１４ｄ）を貫通して、第１の軸方向端部により第１の収集器（１５ａ）内へ開くと共に第２の軸方向端部により第４の収集器（１５ｄ）内へ開くことを特徴とする請求項２の冷却装置。
【請求項４】
円筒状金属ケーシング（２）が第２及び第３の内側灰吹皿（１４ｂ、１４ｃ）間の横壁に開口（３）を有し、円筒状金属ケーシング（２）の第１及び第２の端区域に開口を有しない請求項３の冷却装置。
【請求項５】
請求項２の冷却装置であって、第２のガス流れ通路（１７）のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）は、ｎ個（ｎは１を除く奇数）のチューブと、円筒状金属ケーシング（２）の２つの軸端灰吹皿（１８、２０）及びｎ＋１個の内側灰吹皿（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）により画定されたｎ＋１個の収集器（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）とを有することを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項の冷却装置であって、円筒状金属ケーシング（２）の横断面並びに外側灰吹皿（１８、２０）及び内側灰吹皿（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が、自動車の床の下方へ装置を収容できるように、長円形状を有する冷却装置。
【請求項７】
請求項６の冷却装置であって、導入パイプ（４）及び排出パイプ（６）並びに第２のガス流れ通路のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が、円形又は長円形例えば楕円形の横断面を有し、外側灰吹皿（１８、２０）及び内側灰吹皿（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を貫通する開口が、開口内での導入パイプ（４）及び排出パイプ（６）並びに第２のガス流れ通路のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の実質上遊びの無い係合のために類似の形状を有する冷却装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項の冷却装置であって、第１のガス流れ通路（１６）を構成する第１のパイプが第２のガス流れ通路を形成する複数のチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の内側横断面よりも実質上小さな内側横断面を有する冷却装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項の冷却装置であって、第１のクリーニングユニット（９）が排気ガスからの一酸化炭素、不燃焼炭化水素及び窒素酸化物の除去が可能な触媒を含む冷却装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項の冷却装置であって、円筒形状の外側ケーシング（２）は、スタンピング加工により、２つの半シェル即ち殻体を打ち抜いてこれらを組立てることにより、形成される請求項１の冷却装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項の冷却装置であって、チューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の熱膨張差を補償するために、少なくとも１つのベローズが少なくとも１つのチューブ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）に付加されることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、車両の排気ライン内の排気ガス通路内に取り付けられた、自動車のエンジン排気ガスを選択的に冷却する装置に関する。
自動車の排気ラインは、車両のエンジンから出る排気が内に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）のようなある汚染物質を除去するクリーニング装置の如きガス処理装置を有することができる。
【０００２】
汚染物質を除去するための排気ガスの処理は、処理装置内で、排気ガスを、汚染物質の触媒変換反応を行うか又は汚染物質を吸収するその能力について選択された異なる金属の混合物からなる活性素子と接触させる工程を含む。活性素子はクリーニング装置の金属シートケーシングの内側で固定された多孔性のセラミック支持体上の含浸層の形として配置される。多孔性のセラミック支持体はそれ自体、「洗浄コート」(wash-coat) と呼ばれる多孔性のアルミニウムを基礎とした層により覆われ、洗浄コートはガスと洗浄コート上に位置する活性素子との間の接触表面を顕著に増大させるためのものである。クリーニング装置の活性素子及び洗浄コートは排気ガスのある温度以上に抵抗できず、過剰な温度の排気ガスと接触したときに、取り消しできない損傷を受けてしまい、そのため、これらはそのクリーニング機能をもはや遂行できなくなってしまう。
【０００３】
例えば、直接射出型のガソリンエンジンの排気ガスから窒素酸化物を除去するクリーニング装置の場合、このようなクリーニング装置は一般に「ＮＯｘトラップ」と呼ばれ、排気ガスに接触するＮＯｘトラップの素子が耐えることのできる限界温度は現在では８５０℃程度である。
排気ライン内でクリーニング素子の位置を画定するこれら２つの条件はしばしば両立しない。
次いで、両立しないことのあるクリーニング装置における排気ガスの温度に関連する２つの条件を満たすためには、第１及び第２の冷却条件の下で選択的に作動できる排気ガス冷却装置を設ける必要がある。
【０００４】
この問題を解決するため、排気ガスを通過させる第１及び第２のチューブを備え、チューブの外壁が車両のエンジンの作動中に例えば大気のような冷却空気と接触する冷却装置が提案された。一層長い一方のチューブは、最大量のエネルギの除去を可能にし、一方、極めて短い長さの第２のチューブは極めて少量の熱エネルギのみの除去を可能にする。制御弁は、エンジン又は排気ラインの作動条件の関数として、排気ガスが一方のチューブ内又は他方のチューブ内へ入るのを許容する。所望の作動条件に従って２つのチューブの長さを適用することにより、エンジンのすべての作動条件の下で、排気ガスがクリーニング装置へ入る前に排気ガスの温度を調整することができる。
しかし、この解決策は車両内、特にエンジンブロック内又は副床領域内に容易に収容できない極めて長いチューブの使用を必要とすることがある。
【０００５】
それ故、本発明の目的は、車両の排気ラインにおいて排気ガスの通路内に組込まれる、自動車エンジンの排気ガスを冷却する装置であって、その外壁により冷却空気と接触する少なくとも１つの第１のパイプ内の第１のガス流れ通路と、第１の流れ通路の長さよりも大きな長さを有し、冷却空気と接触する外壁を有する少なくとも１つの第２のパイプにより構成される第２のガス流れ通路と、排気ガスを第１又は第２の流れ通路の方へ導き、排気ライン又はエンジンの作動パラメータの関数として制御される指向手段とを有する冷却装置を提供することであり、この冷却装置はエンジンの排気ライン内、例えば自動車の副床領域内に容易に設置できる。
【０００６】
この目的のため、本発明に係る冷却装置は、実質上円筒形状でその横壁を開口が貫通する外側ケーシング内に、円筒状ケーシングの軸方向に延びるチューブにより構成された第１のパイプと、円筒状ケーシングの軸方向における、実質上平行な配列で保持手段により固定された複数のチューブにより構成された第２の流れ通路と、排気ラインの上流部分に接続され、円筒状ケーシング内へ排気ガスを導入するパイプと、排気ラインの下流部分に接続された排気ガス排出パイプと、円筒状ケーシングの内部に配置され、第１及び第２の流れ通路を介して導入パイプから排出パイプへ排気ガスを送る排気ガス分配手段と、を有し、指向手段が流れ通路の少なくとも一方を開閉する少なくとも１つの制御弁により構成される。
本発明の良好な理解の目的で、添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の実施の形態を一例として説明する。
【０００７】
図１は符号１で全体を示す本発明に係る冷却装置をその中に組込んだ自動車の排気ラインの一部を示す。
全体を符号５で示す排気ラインは（二点鎖線の平行六面体の形として普通の方法で示す）エンジン７の排気ガス出口パイプ８に接続された上流側部分５′を有する。排気ラインの上流側部分５′は、特に、３方向機能を有する、即ち排気ガスからの一酸化炭素ＣＯ、不燃焼炭化水素及び窒素酸化物の除去を可能にする触媒により構成された第１のクリーニングユニット９を有し、触媒は排気ラインの第１の区分５′のパイプに接続された金属ケーシング内に配置される。排気ラインの上流側部分はまた非干渉素子２１を有し、この素子はエンジン７から非干渉素子２１の下流に位置する排気ラインの部分への振動の伝達を回避できるようにする。
【０００８】
排気ラインは、下流側部分５″を有し、この中には、ＮＯｘトラップの形をしたクリーニング装置、即ち排気ガスからの窒素酸化物の除去を可能にする装置が組込まれる。
本発明に係る選択的な冷却装置１は円筒形状の金属シートの外側ケーシング２を有し、開口３がその横壁を、少なくともその中央部分において、貫通する。
ケーシング２はその軸方向の両端で閉じ、排気ガス導入パイプ４により排気ラインの上流側部分５′に接続し、冷却された排気ガスの排出のためのパイプ６によりＮＯｘトラップ１０を含む排気ラインの下流側部分５″に接続する。
【０００９】
それ故、本発明に係る選択的な冷却装置１は排気ラインの上流側部分５′と下流側部分５″との間に組込まれ、ＮＯｘトラップ１０のすぐ上流に配置される。
後に説明するが、冷却装置１は、金属シートケーシング２の内部に、導入パイプ４を介して円筒状ケーシング２の上流側部分へ入り、排出パイプ６を介して円筒状ケーシングの下流側部分から出る排気ガスのための２つの流れ通路を有する。排気ガスは導き装置により円筒状ケーシング２の内部の流れ通路の一方又は他方へ導かれ、この導き装置は一方の排気ガス流れ通路の端部を開くか又は閉じるための弁１１と、電気モータ、或いは、液圧式又は低圧空気式の装置とすることのできる、弁を作動させる装置１２と、作動装置１２のための制御ユニット１３とを有し、このユニットは第１のクリーニングユニット９の出口又はエンジン７の排気部分のレベルに配置された温度測定センサから測定信号を受け取る。
【００１０】
特に図４Ａないし図４Ｆに示すように、円筒形状の金属ケーシング２は長円形状、例えば楕円形状で、円筒体の軸線に垂直な横断面を有する。この場合、装置のケーシングは自動車の床の下方に装置を収容できるようにするために一層複雑な形状を有することができる。
特に図２Ａ、２Ｂ及び図３に示すように、ケーシング２の内部で、第１のガス流れ通路は円筒状ケーシングの軸線に実質上平行な配列となってケーシング内に配置された単一の直線的なチューブ１６により構成され、第２の流れ通路は円筒状ケーシング２の軸線に実質上平行な配列となってケーシング２内で固定された３つの直線的なチューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃにより構成される。
【００１１】
冷却装置１内の第２のガス流れ通路が弁１１の開放により作動されたときに、排気ガスはチューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内で軸方向に連続して循環する。
チューブ１６、１７ａ、１７ｂ、１７ｃは灰吹皿（cupels）１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより冷却装置１のケーシング２内に維持される。図４Ｃないし図４Ｆから分かるように、灰吹皿１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは冷却装置の金属ケーシング２の横断面の内部の長円形状、例えば楕円形状を有する。ある場合は、車両の床の下方で利用できる空間に応じて、ケーシングの横断面及び灰吹皿のために一層複雑な形状を提供することができる。金属シートで作られた各灰吹皿は灰吹皿の面に関して９０゜の角度で屈曲した縁部を有し、この縁部を介して、クリンプ及び溶接により、灰吹皿が冷却装置１の金属ケーシング２の内部で固定される。灰吹皿１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは内側灰吹皿として参照する。
【００１２】
更に、金属ケーシング２の上流側軸方向端部は上流側の外側灰吹皿１８により閉じられ、ケーシング２の下流側軸方向端部は下流側の外側灰吹皿２０により閉じられる。内側灰吹皿の形状に類似した形状を有し、図４Ａ、４Ｂにそれぞれ示された外側灰吹皿１８、２０はその外側縁部に沿ってクリンプにより金属ケーシング２のそれぞれ上流側及び下流側端縁に固定される。
第１の内側灰吹皿１４ａ及び第２の内側灰吹皿１４ｂは、金属ケーシングの上流区域で、即ち上流側の外側灰吹皿１８により閉じられた上流側端部の近傍で、金属ケーシング２の内部で固定される。
【００１３】
第３の内側灰吹皿１４ｃ及び第４の内側灰吹皿１４ｄは、下流端区域で、即ち下流側の外側灰吹皿２０により閉じられた金属ケーシングの上流側端部の近傍で、金属ケーシング２の内部で固定される。
外側灰吹皿及び内側灰吹皿は、横断方向の配列となって、即ち円筒状ケーシング２の軸線に垂直に、ケーシング２に固定され、従って、すべての灰吹皿は互いに平行となる。
【００１４】
外側灰吹皿１８、２０及び内側灰吹皿１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、これらの間に、排気ガスの分配のための収集器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを画定する。
第１の収集器１５ａは上流側の外側灰吹皿１８と第１の内側灰吹皿１４ａとの間で画定される。
第２の収集器１５ｂは第１の内側灰吹皿１４ａと第２の内側灰吹皿１４ｂとの間で画定される。
第３の収集器１５ｃは第３の内側灰吹皿１４ｃと第４の内側灰吹皿１４ｄとの間で画定される。
最後に、第４の収集器１５ｄは第４の内側灰吹皿１４ｄと冷却装置の下流側の外側灰吹皿２０との間で画定される。
【００１５】
図４Ａから分かるように、円形又は随意には長円形状、例えば楕円形状とすることのできる開口１９は上流側の外側灰吹皿１８を貫通し、クリンプにより、この開口１９内に、第１の収集器１５ａ内へ開いた排気ガス導入パイプ４の端部を、係合及び固定させる。制御弁の弁フラップ１１のロッドを通過させる開口２１も上流側の外側灰吹皿１８を貫通する。
第４の収集器１５ｄ内へ開く排気ガス排出パイプ６の端部に係合し、クリンプによりこの端部を固定するための開口１９′は第２の外側灰吹皿即ち下流側の灰吹皿２０を貫通する。
【００１６】
排気ガス導入チューブ４及び排気ガス排出チューブ６の双方は、開口１９又は１９′内でそれ自体を完全に調整するような、円形又は随意には長円形例えば楕円形とすることのできる横断面を有する。
一般に、冷却装置のケーシング２の内部の排気ガス流れ通路を構成するチューブ１６及びチューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃも、円形形状又は随意には長円形状例えば楕円形状であり、灰吹皿の開口内でクリンプされる。
冷却装置の排気ガス流れ通路を構成するチューブの端部分の固定のために、その端部分によりチューブと係合するようになった開口は内側灰吹皿１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを貫通する。
【００１７】
図４Ｃないし４Ｆから分かるように、４つの内側灰吹皿１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの各々は第１の流れ通路内のガスを通過させるパイプのみを構成するチューブ１６に係合し、これを固定するための開口を有する。
第１、第２及び第３の内側灰吹皿１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各々は第２の流れ通路１７のチューブ１７ａを通過させ、これを固定するための開口を有する。
第２の内側灰吹皿１４ｂ及び第３の内側灰吹皿１４ｃの各々は第２の流れ通路１７のチューブ１７ｂを通過させ、これを固定するための開口を有する。
第２の排気ガス流れ通路１７の第３のチューブ１７ｃの端部分を通過させ、これを固定するための開口は第２、第３及び第４の内側灰吹皿１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの各々を貫通する。
【００１８】
冷却装置の金属シートケーシング２の横壁を貫通する開口３はすべて、灰吹皿１４ｂ及び１４ｃ間で、即ち第２の収集器１５ｂと第３の収集器１５ｃとの間で、横壁の中央区域内に位置し、中央区域の軸方向の長さは、収集器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが小さな軸方向長さを有するという事実のため、金属ケーシング２の全長よりも僅かに小さい。
金属ケーシング２の横壁の上流側及び下流側の端部分（これに外側灰吹皿が取り付けられ、固定され、かつ、この中で内側灰吹皿が固定される）はいかなる開口をも有しない。更に、灰吹皿のクリンプ又は溶接及びクリンプによる流れ通路のチューブの固定は、流れ通路のチューブのみを介して連通する収集器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの全体的な機密閉鎖を許容する。
【００１９】
図３及び図４Ｃないし４Ｆから分かるように、第１の流れ通路のパイプのみを構成するチューブ１６は第２の排気ガス流れ通路１７のチューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの横断面よりも実質上小さい横断面を有する。
第１の流れ通路のチューブ１６はその端部の１つにおいて第１の収集器１５ａ内へ開き、その他端において第４の収集器１５ｄ内へ開く。
第２の排気ガス流れ通路の第１のチューブ１７ａはその端部の１つにおいて第１の収集器１５ａ内へ開き、その他端において第３の収集器１５ｃ内へ開く。
第２の流れ通路の第２のチューブ１７ｂはその端部の１つにおいて第２の収集器１５ｂ内へ開き、その他端において第３の収集器１５ｃ内へ開く。
第２の流れ通路の第３のチューブ１７ｃはその端部の１つにおいて第２の収集器１５ｂ内へ開き、その他端において第４の収集器１５ｄ内へ開く。
【００２０】
排気ライン５の作動中、好ましくは第１のクリーニングユニット９の出口において又はエンジン７の分配収集器内で、排気ガスの温度が測定される。測定された温度は電子処理ユニット１３により基準値と比較される。
測定された温度が基準値よりも大きい場合、例えば、エンジンが極めて高い温度での排気ガスの流出を伴う高負荷で作動している場合、処理ユニット１３により弁１１の作動装置１２が作動されて、弁を開き、すなわち、図２Ａに示すように、灰吹皿を貫通するロッドと一体の弁フラップが第２のガス流れ通路の第１のチューブ１７ａの吸入端から取り外される。
【００２１】
流れを矢印２２で示す排気ガスは排気ガス導入パイプ４を介して第１の収集器１５ａ内へ導入される。
チューブ１７ａ及び１６間の横断面の差のため、主要な排気ガスの流れ２２は第２の流れ通路の第１のチューブ１７ａへ入り、その中を軸方向に流れる。排気ガスのほんの極めて少量の実質上無視できる流れ２２′は第１の流れ通路のチューブ１６へ入り、第４の収集器１５ｄ内へ開いた出口を有するチューブ１６内で軸方向に流れる。
【００２２】
主要な排気ガスの流れ２２は第３の収集器１５ｃ内へ開いた出口を有するチューブ１７ａの軸方向に流れる。第３の収集器１５ｃは第１のチューブ１７ａから来る排気ガスを第２のチューブ１７ｂ内へ送る役目を果たし、次いで、排気ガスは、チューブ１７ａ内の流れの方向とは反対方向に即ち装置内で下流から上流に、チューブの軸方向において第２のチューブ１７ｂ内を流れる。排気ガスはその上流側の端部を介して第２のチューブ１７ｂを去り、第２のチューブ１７ｂから来る排気ガスを第２の流れ通路１７の第３のチューブ１７ｃ内へ分配する役目を果たす第２の収集器１５ｂ内へ至る。ガスは軸方向及び上流から下流への方向において第３のチューブ１７ｃ内を流れ、第３のチューブ１７ｃの下流側端部で第４の収集器１５ｄ内へ流入する。主要な流れ２２及び補助の流れ２２′の排気ガスは排出パイプ６を介して排気ラインの下流部分の及びＮＯｘトラップ１０の方向に排出される。
【００２３】
開口３を通過し、金属ケーシング内のチューブとの接触での対流によって循環される空気により冷却された外壁を有するチューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの内部で、第２の流れ通路へ主として流入してしまった排気ガスは、第２の流れ通路内のガスのかなりの長さの通路のために、強力な冷却を受ける。この長さは冷却装置の金属シートケーシング２の長さの３倍よりも僅かに小さくなっており、そのため、チューブと接触して循環する冷却空気により除去される熱パワーは、上述の特性を有するエンジンの場合は例えば１５ｋＷ程度に、大きくなることができる。
【００２４】
エンジン排気ガス温度センサにより測定された温度が基準値よりも低い場合、処理ユニット１３は閉鎖コマンドを弁１１の作動装置１２に伝達し、その結果、作動装置１２は、図２Ｂに示すような、第２の流れ通路の第１のパイプ１７ａの吸入端部が閉鎖されるような位置へ弁１１の弁フラップを位置決めする。この場合、第１の分配収集器１５ａへ入った排気ガスは第１の流れ通路のパイプのみを構成するチューブ１６内にのみ流れることができる。チューブ１６の内部をその軸方向に流れ、チューブ１６の下流側出口端部での排気ガスは、第４の分配収集器１５ｄへ入る。次いで、排気ガスは、排出パイプ６を介して、ＮＯｘトラップ１０からなる排気ラインの下流側部分５″の方へ排出される。チューブ１６の内部の小さな長さのその通路（チューブ１６の長さはケーシング２の長さよりも僅かに小さい）中、排気ガスはチューブ１６の外表面に接触して循環する冷却空気により僅かだけ冷却される。
【００２５】
チューブ１６上の冷却効果を更に減少させるため、その外表面上に熱絶縁層を設けることができる。
それ故、本発明に係る冷却装置は、大量の熱パワーを除去する排気ガスの強力な冷却又は少量の熱パワーを除去する僅かな冷却を行うために、自動的に作動することができる。
それ故、本発明に係る冷却装置は、エンジンの作動条件がいかなる場合でも、ＮＯｘトラップを極めて良好な状態の下で作動させることができる。
【００２６】
本発明に係る選択的な冷却装置を使用することにより得られる利点は次の通りである。
−  排気ライン内のガスの処理に関して、本発明に係る装置は、冷却装置が上流側に位置するクリーニング装置の有効範囲内に装置を維持させ、また、クリーニング装置の素子を熱による損傷から保護することができる。
−  装置の設置に関して、装置は小型であり、自動車の副床領域に容易に設置できる。
−  装置の製造の容易性及び信頼性に関して、使用される技術は排気ラインのための素子の一連の製造において普通のものである。特に、チューブ及び灰吹皿の使用、並びに、クリンプの如き工程によるその組立ては、良好な機械的抵抗、特に内部及び外部腐食に対する良好な抵抗を有する排気ラインの素子の製造のための完全に熟達し証明された技術である。
【００２７】
本発明に係る冷却装置の種々の素子、即ちチューブ、灰吹皿及び金属シートケーシングは、容易に形状づけでき組立てでき、排気ガス及び冷却空気による高温での腐食に対して良好な抵抗を有する任意の材料から製造することができる。このような材料は、例えば、アルミニウムを被せたスチール、ステンレススチール又はクロムを含むニッケル合金とすることができる。
本発明は上述した実施の形態に厳密に限定されない。
【００２８】
従って、冷却装置内の第２の排気ガス流れ通路は円筒状の金属シートケーシング内で平行に配置された任意の数のチューブから製造することができる。排気ガス通路の長さの増大を許容するチューブの数に対する唯一の制限は、ケーシングの内部で固定されるチューブの最大数により与えられ、チューブの横断面は冷却装置を自動車の床の下側に収容できるように制限される。排気ガス通路を構成するチューブは最小横断面を有しなければならず、また、その横壁の開口を通って金属シートケーシングへ入り、チューブとの接触による金属ケーシング内部での対流により循環する空気の循環を許容するように、金属ケーシングの横断面内で間隔を保たねばならない。装置の冷却能力は、チューブのまわりでの空気の対流により循環を強める効果を有するケーシング内の穴の数及び直径を増大させることにより増大させることができる。
【００２９】
ｎ個のチューブにより構成される第２のガス流れ通路を有する冷却装置の場合、ｎは好ましくは、付加的なガス帰還素子を設けることなく、ガスが冷却装置の上流側から入り、下流側から去るのを保証するために、奇数となるように選択される。この場合、冷却装置の金属ケーシングの内部でのガスの分配は金属ケーシングの内部にｎ＋１個の収集器を形成することにより行うことができ、収集器は金属ケーシングの２つの外端灰吹皿及びｎ＋１個の内側灰吹皿により画定される。
【００３０】
一般に、第１の流れ通路は外側熱絶縁層で被覆することのできる単一の直線チューブによって形成された単一のパイプにより構成される。
ガスの流れの方向において１つのチューブから次のチューブへ排気ガスを送るためには、異なる灰吹皿の壁により画定される上述した灰吹皿とは異なる形状を有する灰吹皿を使用することができる。上述のように、灰吹皿の使用は自動車の排気ラインのための素子を普通の製造範囲内に保つことを可能にする。また、例えば装置の機械的強度を改善するために、付加的な灰吹皿を設けることができ、特に、付加的な灰吹皿は吸入及び出口パイプの良好なメンテナンスを提供するために使用することができる。また、チューブの異なる熱膨張を補償するために、１又はそれ以上のベローズを１又はそれ以上のチューブに付加する使用も可能である。随意には、ケーシングの内部のチューブの端部を結合する湾曲収集器又はデフレクタ、或いは、任意の他の形状の収集器又は排気ガス逸らせ装置を使用することができる。
【００３１】
装置の外側ケーシングは、スタンピングにより、特に２つの半シェル即ち殻体を打ち抜き、次いでこれらを組立てることによって形成することにより、製造することができる。
一方の流れ通路又は他方の流れ通路内へガスを導く装置は、冷却装置の上流の排気ガスの温度の如き熱パラメータの関数として、上述のものとは異なる形を有することができる。電気モータ、或いは、空気式又は液圧式の装置により作動される弁を使用する場合、弁のフラップを設けて、流れ通路の少なくとも任意の一部を閉じることができる。導き装置はまた、冷却装置の１又はそれ以上の収集器内に配置された１又はそれ以上のフラップにより構成することができ、排気ガスを一方の流れ通路又は他方の流れ通路の方へ導くことができる。
【００３２】
本発明に係る冷却装置は好ましくはクリーニング装置の如き排気ガス処理装置のすぐ上流に配置される。
もちろん、本発明は、ＮＯｘトラップの上流のガスの冷却に限定されないが、熱衝撃又は高温から保護しなければならない素子を有するか、又は正確な排気ガス温度範囲で制御しなければならない作動条件を有する任意のクリーニング装置の上流側で使用することができる。
本発明はクリーニング装置の如き排気ガス処理装置を有する任意の型式の自動車に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る選択的な冷却装置を含む自動車の排気ラインの一部の概略斜視図である。
【図２】  図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ高エネルギ損失の作動相及び低エネルギ損失の作動相における本発明に係る冷却装置の斜視図である。
【図３】  本発明に係る冷却装置の概略軸方向破断図である。
【図４】  図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅ及び図４Ｆは、図３のそれぞれ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ及び４Ｆ線における断面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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