(57)【要約】【課題】本発明は内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気処理装置用の静的混合器）に関し、安価な構造であり、比較的流れ抵抗が小さいながら、比較的強力な混合効果及び／または蒸発効果が得られることを課題とする。【解決手段】静的混合器は、パイプ内の流れの方向を横切る方向に配置された壁構造（１０）を有し、流れの方向を横切る方向において積み重なって位置する襞形状のせき止め板材料（１２）からなる数個の層（１１）を有し、隣接する層（１１）の前記せき止め板材料（１２）の間には流れを流れの方向に通過させるセル（１３）が形成され、前記せき止め板材料（１２）は、いくつかの、あるいは全ての前記セル（１３）につき邪魔板（１４）を有しており、前記邪魔板（１４）は前記せき止め板材料（１２）に、前記セルの流出側に流れの方向及び流れを横切る方向に延びるよう配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システム（５）用の静的混合器であって、以下を特徴とするもの：
パイプ（３）内の流れの方向を横切る方向に配置された壁構造（１０）を有し、流れの方向を横切る方向において積み重なって位置する襞形状のせき止め板材料（１２）からなる数個の層（１１）を有し、
前記せき止め板材料（１２）の隣の、隣接する層（１１）の間には、流れを流れの方向に通過させるセル（１３）が形成され、
前記せき止め板材料（１２）は、いくつかの、あるいは全ての前記セル（１３）につき邪魔板（１４）を有しており、前記邪魔板（１４）は前記せき止め板材料（１２）に、前記セル（１３）の流出側に、且つ流れの方向を横切って延びるように配置されている。
【請求項２】
請求項１に記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記せき止め板材料（１２）は全ての層（１１）において同じ構造であり、同一波長（１６）で同一振幅（１７）の襞形状（１５）を有し、及び／または
隣接する層（１１）の前記せき止め板材料（１２）は、流れの方向を横切る方向に波長（１６）の半分だけずらして配置され、及び／または
前記せき止め板材料（１２）の襞形状（１５）は正弦波、あるいは矩形、あるいは台形である。
【請求項３】
請求項１または２に記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記せき止め板材料（１２）は、全部の、あるいは少なくとも隣接する２つの層（１１）に亘って、途切れることなく延び、横方向の端で、隣接する層（１１）の上に曲げられるか折り返されるかする層（１１）が少なくとも１つある。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記邪魔板（１４）が前記せき止め板材料（１２）に沿って規則的に配置され、及び／または
前記せき止め板材料（１２）に沿って並ぶ、隣接した前記邪魔板（１４）は、前記せき止め板材料（１２）から、流れの方向に関し反対の向きで突出し、及び／または
流れの方向に関し同じ向きで前記せき止め板材料（１２）から突出する前記邪魔板（１４）は前記せき止め板材料（１２）に沿い互いに波長（１６）の２倍の距離離れ、及び／または
流れの方向に関し反対の向きで前記せき止め板材料（１２）から突出する前記邪魔板（１４）は、一つの方向においては波長（１６）の半分の距離で配置され、他の方向においては波長（１６）の半分を３倍した距離で配置され、及び／または
隣接する層（１１）の隣接する前記セル（１３）の前記邪魔板（１４）は、流れの方向に関し反対の向きで前記せき止め板材料（１２）から突出し、及び／または
隣接する層（１１）の隣接する前記セル（１３）で、前記邪魔板（１４）は、流れの方向に関し同一の向きで前記せき止め板材料（１２）から突出し、及び／または
流れの方向に関し反対の向きで前記せき止め板材料１２から突出する前記邪魔板（１４）は、各層（１１）において、前記せき止め板材料（１２）に密着し、前記せき止め板材料（１２）に沿って配置され、及び／または
前記壁構造（１０）の中で、前記邪魔板（１４）のある層（１１）と前記邪魔板（１４）のない層（１１）が交互に互いに対向し、
前記邪魔板（１４）は流れの方向に対し約４５°傾いている。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記邪魔板（１４）は前記せき止め板材料（１２）に一体成形されている。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記邪魔板（１４）は、流れの方向に関し少なくとも８０％、または少なくとも８５％、または少なくとも９５％、前記セル（１３）に重なり、及び／または前記セル（１３）を遮蔽するように、寸法と流れの方向に関する向きが設定されている。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記セル（１３）各々の、流れの方向を横切る方向に計った直径（２６）は流れの方向に計った長さより大であり、及び／または
前記邪魔板（１４）は、各々の流出端（２３）に分離エッジ（２４）を有し、及び／または
流れの方向に計った各前記邪魔板（１４）の長手方向の広がり（２８）は、流れの方向に計った各前記セル（１３）の長さ（２７）にほぼ等しく、及び／または
各前記邪魔板（１４）の、流れの方向を横切る方向に計った横断方向の広がり（２９）は、流れの方向を横切る方向に計った各前記セル（１３）の直径（２６）にほぼ等しく、及び／または
前記邪魔板（１４）は各々流入側（３０、３３）が凸または凹の曲面、特に、鞍状の曲面となっている。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
円周方向において、前記せき止め板材料（１２）はリング（１９）に囲まれ、前記リング（１９）は搭載状態では前記パイプ（３）に挿入されるものであり、及び／または
前記せき止め板材料（１２）は前記リング（１９）と共に予備組立可能なユニット（２１）を構成し、搭載状態では前記パイプ（３）の内部に配置される。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の混合器であって、以下を特徴とするもの：
前記せき止め板材料（１２）は、全ての、またはいくつかの層（１１）の横方向の端で前記パイプ（３）または前記リング（１９）に取り付けられ、及び／または
前記せき止め板材料（１２）は、隣接する層（１１）の場合、横方向の端の間で緩く接触するように配置されている。
【請求項１０】
内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システム（５）用の排気処理装置であって、以下を特徴とするもの：
排気処理装置（１）の筒状体（３２）の中に配置された、少なくとも１個の排気処理インサート（４）を有し、
前記筒状体（３２）の中に、前記排気処理インサート（４）より上流側に配置された、請求項１から９のいずれかに記載の混合器（６）を有し、前記混合器のパイプ（３）は前記排気処理装置（１）の前記筒状体（３２）からなり、
前記混合器（６）より上流側に液体を導入するための射出装置（７）を備えている。
【請求項１１】
内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システムであって、以下を特徴とするもの：
前記排気システム（５）の排気管（３１）に連結された、少なくとも１個の排気処理装置（１）と、前記排気処理装置（１）の筒状体（３２）の内部に配置された、少なくとも１個の排気処理インサート（４）を有し、
前記排気処理装置（１）の上流側の、前記排気管（３１）の内部に配置された、請求項１から９のいずれかに記載の混合器（６）を有し、前記混合器のパイプ（３）は前記排気システム（５）の前記排気管（３１）からなり、
前記混合器（６）より上流側に液体を導入するための射出装置（７）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関、特に動力車両用のものの排気システムに用いられる静的混合器に関する。また本発明は、内燃機関、特に動力車両用のものの排気システムに用いられる排気処理装置であって、かかる混合器を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、排気に気体または液体が混合される場合には、例えば排気システムに上記タイプの混合器が用いられる。可能なかぎり均質な混合気を得るため、及び／または、導入された液体を効果的に蒸発させ、蒸発した液体を排気に混合するため、特別に強力な混合がなされねばならない。同時に混合器は、排気システムの圧力を過度に増大させるものであってはならない。静的混合器の動作は流れの偏向を伴うものであり、ある程度の圧力の増大は避けられない。従って、比較的流れ抵抗の小さい、効果的な混合器が求められていた。さらに、動力車両に応用するにあたっては、かかる混合器のために排気システムに割くことのできる設置スペースは通常小さなものでしかないという点も考慮に入れねばならない。
【０００３】
特許文献１には、排気システムの排気路に混合エレメントを配置し、その助けによって、下流のＳＣＲ触媒コンバーターでの触媒による窒素酸化物の選択的除去に用いられる反応体が排気に混合されることが記載されている。混合エレメントは邪魔板（baffle）エレメントとして設計されている。
【０００４】
特許文献２には、エクスパンデッドメタルの網を排気浄化システムの排気路における静的混合器として用い、長さの極めて短い混合ゾーンを得ることが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、例えば排気システムの脱窒素酸化物触媒よりも上流で用いられる静的混合器が開示されている。その混合器は、排気システムの排気通過路に配置された枠構造を備え、流れの方向を横切って延びる数個のキャリア―流れの方向を横切るように突き出す平らな台形の邪魔板からなる―を有している。
【０００６】
特許文献４には、気流に反応体を導入する装置であって、気流と反対の向きに反応体が現れる複数の出口を備えたものが開示されている。各出口は混合エレメントに流出側で対応し、反応体と排気流とに乱流を生じさせる。
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第1 371 824号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第197 41 199号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第43 13 393号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第41 09 305号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、本明細書の導入部で定義したタイプの混合器の改良形態を提供するという課題に関わるものである。また、本明細書の導入部で定義したタイプの排気処理装置であって、安価な構造であり、比較的流れ抵抗が小さいながら、比較的強力な混合効果及び／または蒸発効果が得られる改良形態を提供するという課題に関わるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題は、本発明の独立請求項の主題によって解決される。有利な実施形態は従属請求項の主題となっている。
【００１０】
本発明の基本概念は、襞形状（corrugated）のせき止め板（sheeting）材料を流れの方向を横切る形で数層積み重ねることにより、隣接層間に、流れの方向に流れが通過できるセルが複数個形成された混合器が実現されるというものである。せき止め板材料は、いくつかのセル、望ましくは全セルの流出端に、流れの方向に対し傾斜して配置された邪魔板を備えている。襞形状のせき止め板材料は特に安価に製造可能である。同時に、混合器の設計はシンプルであり、混合器を安価に実現できる。加えて、所定様式で割り当てられた邪魔板を備えた各セルにより、標的を絞り強力化した蒸発効果及び／または混合効果を得ることができる。同時に、この混合器を通る流れの圧力低下は、流れ通過セルの構造のため、比較的小さく維持される。最後に、この混合器は、流れの方向において比較的短く構成できる。
【００１１】
有利な実施形態では、せき止め板材料の襞形状は均一にされる。そのように形成された襞形状は同一波長、同一振幅のものとなる。これにより、せき止め板材料を簡単に、安価に製造することができる。
【００１２】
別の有利な実施形態では、せき止め板材料は、各層における流れの方向を横切る方向に、次の隣接する層のせき止め板材料と波長の半分だけずらして配置してある。従って、一つの層における襞形状の山は隣接する層の襞形状の谷と接触し、これらの接触点の間にセルが形成される。この構成では、セルの流れ方向の断面積は最大になり、流れ抵抗を小さくする上で有利である。
【００１３】
せき止め板材料の襞形状は正弦波形状であるのが望ましい。これにより、１層ずつ重ねられたせき止め板材料は、流れを横切る方向に特に高い柔軟性を備えることとなる。これには適切に柔軟な材料の使用が前提となる。排気システムに応用するにあたっては、鉄鋼、特にステンレス鋼が使用できる。同様に、せき止め板材料の襞形状を矩形に設計することも基本的に可能であり、これにより、矩形断面のセルを実現することができる。同様に、台形波形状とすることも考えられ、これによりセルは、六角及び／またはハニカム断面を有することとなる。
【００１４】
せき止め板材料が、少なくとも隣接２層に亘って、望ましくは全層に亘って、途切れることなく延びるという実施形態は特に有利である。せき止め板材料は各層の横方向の端で隣接層の上に折り曲げられる。層状に重なったせき止め板材料によって形成される壁構造は、このように単一の部材から製造することができ、この壁構造、ひいては混合器をきわめて安価に製造できる。特に、壁構造を囲むパイプまたはリングにせき止め板材料を取り付けるにあたり、各層毎に個別に円周方向に取り付けることは必要でなくなる。
【００１５】
他の有利な実施形態では、せき止め板材料に形成、特に一体形成される邪魔板は、流れの方向に関して寸法決めと方向付けがなされ、流れの方向において、少なくとも８０％、または９０％、または９５％、または１００％、完全な遮光様式でセルを遮蔽し、及び／またはセルに重なる。この設計により、強力な混合及び／または完全な蒸発を達成できる。このことは、例えば、混合器の上流側より散布された液滴が高い確率で邪魔板に当たり、混合器を素通りして流れることはできないということを確実にする。液体は、邪魔板に付着するや否や排気流にさらされ、蒸発する。
【００１６】
本発明のこれ以外の重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面、及び図面に基づく個々の形象の説明より明らかとなる。
【００１７】
前述の、あるいは後述する特徴は、ここに示された特定の組み合わせでのみ用いられるのではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、他の組み合わせでも、あるいは単独でも、用いられることは自明である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、安価な構造であり、比較的流れ抵抗が小さいながら、比較的強力な混合効果及び／または蒸発効果が得られる静的混合器及びそれを備えた排気処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の望ましい実施形態は、図面に描写され、以後の記述で一層詳細に説明される。同一の符号は同一または同様、または機能的に同一の部材を引用するのに用いられる。
【００２０】
図面は以下の模式的な図を示す。
【００２１】
図１Ａは、排気処理装置の極めて簡略化した基本的断面図である。
【００２２】
図１Ｂは、排気システムの極めて簡略化した基本的断面図である。
【００２３】
図２は、図１Ａ及び／または図１Ｂの断面ラインIIで切断した、排気処理装置及び／または排気システムの断面図である。
【００２４】
図３は、流れの流入側から混合器を見た、拡大詳細斜視図である。
【００２５】
図４は、流れの流入側から混合器を見た、拡大詳細図である。
【００２６】
図５は、流れの流出側から混合器を見た、拡大詳細斜視図である。
【００２７】
図６は、流れを横切る方向における混合器の詳細構造を示す拡大図である。
【００２８】
図７は、他の実施形態を示す、図２と同様の断面図である。
【００２９】
図８は、図７の実施形態を示す、図５と同様の斜視図である。
【００３０】
図９は、図８の混合器の長手方向断面図である。
【００３１】
図１Ａによれば、排気処理装置１は筒状体３２でジャケットを構成したハウジング２を有する。筒状体３２の中には少なくとも１個の排気処理インサート４が配置されている。排気処理装置１は内燃機関―好ましくは動力車両に搭載されたもの―（図示せず）の排気システム５に組み込まれている。排気処理装置１は、マフラー、粒子フィルター、触媒コンバーター、あるいはそれらのいかなる結合でもあり得る。従って排気処理インサート４は、例えば、触媒コンバーターエレメントあるいは粒子フィルターエレメントである。同様に、それはマフラー装置である。
【００３２】
筒状体３２の、排気処理インサート４より上流の箇所には、静的混合器６が配置されている。以下、図２−９を参照しつつ静的混合器６について詳細に説明する。混合器６の上流側に配置された噴霧ノズル７により、矢印８で表される液体は、矢印９で表される排気流に、混合器６の上流で噴霧される。ＳＣＲ触媒コンバーターでは、排気に噴霧される液体８はアンモニアまたは尿素の水溶液である。酸化触媒コンバーターを一体化した、または上流に酸化触媒コンバーターが配置された粒子フィルターでは、排気に噴霧される液体は液状燃料である。
【００３３】
排気システム５及び／または排気処理装置１の混合器６は、装置中に噴霧された液８をできる限り広範に亘って蒸発させ、それをできる限り完全に排気と混合して、混合器６の下流に、液体蒸気と排気とのできる限り均質な混合物を生成する役割を担う。同時に混合器６は、排気処理装置１及び／または排気システム５への組み込みを容易にするため、できる限りコンパクトな設計にすべきである。加えて混合器６は、排気システム５における排気の背圧を最小にするため、可能な限り流れ抵抗が小さいことが望ましい。
【００３４】
排気システム５は排気管３１を有し、これに排気処理装置１が連結される。図１Ｂに示す実施形態では、混合器６は排気管３１の中、すなわち排気処理装置１よりも上流の位置に配置される。噴霧装置７は混合器６よりもさらに上流側で排気管３１に装着されている。この実施形態では、上流の排気管３１の中で混合器６により品質改善された混合気が生成されているので、排気処理装置１としては従来のものをそのまま使用できる。
【００３５】
図２によれば、静的混合器６は、筒状体３２（図１Ａ）及び／または排気管３１（図１Ｂ）の中に、流れの方向を横切る形で配置された壁構造１０を有する。混合器６のために、及び／または、壁構造１０のために、筒状体３２及び／または排気管３１は、それぞれ壁構造１０が挿入されるパイプ３を形成している。以下、パイプ３につき述べるときは、それは、図１Ａの筒状体３２ばかりでなく、図１Ｂの排気管３１にも言及しているものである。パイプ３、すなわち筒状体３２及び／または排気管３１は、個々の設置状況に応じて、基本的に異なる断面を有する。例えば、円形、楕円形、矩形といった断面が可能である。
【００３６】
壁構造１０はパイプ３の断面をほぼ塞ぐ寸法になっている。壁構造１０は襞形状のせき止め板材料１２を数個の層１１としたものからなる。個々の層１１は流れの方向を横切って延び、流れの方向及び自身の長手方向を横切る方向において、互いの上に積み重なる。ここでは、せき止め板材料１２は、個々の層１１において、せき止め板材料１２に隣り合う層１１の間に複数のセル１３が生じるように配置される。各セルは流れの方向に流れを通す。
【００３７】
図３から図８によれば、せき止め板材料１２の複数のセル１３は、望ましくは全部のセル１３は、１個ずつの邪魔板１４を有している。これらの邪魔板１４はせき止め板材料１２、中でも上記セル１３の流出側に配置されている。邪魔板１４は流れの方向に延び、また流れの方向を横切って延びている。すなわち流れ板１４は、流れの方向と対向するように配置されている。
【００３８】
せき止め板材料１２は、好ましくは個々の襞形状１５（図４参照）を備える形に製造される。個々の襞形状１５は、全ての層１１に亘って均一に、とりわけ波長１６（図４参照）と振幅１７（図４参照）が同じになるように、設けられる。従って、全ての層１１を製造するのに同一のせき止め板材料１２が用いられる。加えて、壁構造１０は、せき止め板材料１２を、流れの方向を横切るように隣接する層１１から波長１６の半分だけずれるように配置することにより、簡便に製造することができる。従って、せき止め板材料１２の隣接する層１１同士の襞形状の山と谷は接触点１８で接触することになる（図３、４、７参照）。このことは、壁構造１０の中にセル１３が、均一な配置、とりわけ、対称配置で配置されるという結果をもたらす。ここに示した実施形態では、せき止め板材料１２は正弦波形状に設計され、正弦波形状の襞形状が形成されている。従って個々のセル１３は、基本的に円形の断面形状を有する。他の実施形態としては、例えば、せき止め板材料１２の襞形状１５を矩形または台形にして、個々のセル１３の断面形状を矩形及び／または六角形あるいはハニカム形状にすることができる。
【００３９】
基本的には、せき止め板材料１２が層１１毎に分離されていても構わない。しかしながら、せき止め板材料１２が、少なくとも隣接２層に亘って、途切れることなく延びるという実施形態の方が望ましい；その場合、せき止め板材料１２は、少なくとも１つの層１１の横方向の端で各々隣接する層１１の上に折り曲げられる。せき止め材料１２は途切れることなく延びるのが望ましい。すなわち、例えば図２と図７に見られるように、全ての層１１に亘ってひとつながりになっているのが望ましい。各層１１の横方向の端で、せき止め板材料１２は隣接層の上に曲げ及び／または折り返される。
【００４０】
図２の実施形態では、せき止め板材料１２及び／または壁構造１０は円周方向にリング１９で囲まれている。せき止め板材料１２はこのリング１９に取り付けられている。例えば、ここには個々の固着点２０が溶接点によって形成される。固着点（溶接点）２０は、せき止め板材料１２が全ての層１１で、少なくとも各層１１の横方向の一端でリング１９に結合されることになるよう配分されるのが望ましい。せき止め板材料１２がひとつながりのものである場合は、隣接層１１同士において、一端と他端で交互に固着点２０を設けて行くのが便利である。固着点２０はろう付け点で形成してもよい。
【００４１】
壁構造１０すなわちせき止め板材料１２は、リング１９と共にユニットを構成し、それは完全に予備組立することができ、予備組立状態でパイプ３に挿入することができる。このユニット２１のパイプ３への挿入を簡単にするため、リング１９には例えば２２のところで切れ目を入れてある。パイプ３に挿入するときは、リング１９を圧縮できる。同時に、リング１９にはせき止め板材料１２より半径方向の圧力がもたらされ、この圧力はリング１９を広げようとする。これによりリング１９とユニット２１は、製造上の寸法誤差を吸収することが可能になる。搭載状態では、リング１９はパイプ３及び／または排気処理装置１の筒状体３に適宜手段で、例えば軸線方向に干渉する段部、及び／または溶接点あるいはろう付け点などの手段で、固定される。
【００４２】
加えて、図７によれば、壁構造１０及び／またはせき止め板材料１２をリング１９なしで直接パイプ３に挿入することも可能である。せき止め板材料１２は直接パイプ３に固定されることになる。リング１９が用いられる場合と同様に、固着点２０は適切に配置される。せき止め板材料１２も、例えば、溶接点やろう付け点でパイプ３に装着される。
【００４３】
壁構造１０の全ての層１１を形成するのに、ひとつながりに連続したせき止め板材料１２を用い、そのせき止め板材料１２に邪魔板１４が一体成形されている場合は、完全形状の混合器６が、極端な場合１個の部品、すなわちせき止め板材料１２から製造され得る。リング１９も用いられるときは、ユニット２１はこれら２個の部品のみからなることになる。これにより、混合器６の製造は比較的安価なものとなる。
【００４４】
ある実施形態では、せき止め板材料１２は、個々の層１１の、横方向の端の間で、隣接する層１１に緩く接触し、２個の層１１のせき止め板材料１２は互いに、及び／またはパイプ３に、及び／またはリング１９に、装着される。言葉を変えると、せき止め板材料１２の個々の層１１の間には、接触点１８のところの固着関係がない。この構造により、隣接層１１のせき止め板材料１２の間で相対運動が特に可能になり、壁構造１０は、特に、温度変化に対し、はては熱衝撃に対してさえも、応力と無縁の反応が可能になる。それでいて、共振は摩擦で減衰する。
【００４５】
図３から図５と、図７から図９によれば、そこに図示された有利な実施形態では、邪魔板１４はせき止め板材料１２に沿って規則的に配置されている。すなわちせき止め板材料１２に繰り返し構造が形成される。ここで採用された典型的形態では、個々の邪魔板１４は流れの方向に対し互いに反対向きに突出しつつせき止め板材料に沿って連続して並ぶ。
【００４６】
図３から図５の実施形態では、せき止め板材料１２から邪魔板１４が、せき止め板材料に沿って正確に波長１６の２個分の距離ずつ互いに離れて、流れの方向に対し同じ向きとなるように突出する。これと対照的に、流れの方向に対し反対の向きでせき止め板材料１２から突出する邪魔板１４は、せき止め板材料１２に沿って、流れの方向を横切るせき止め板材料１２の広がりの方向においては波長１６の半分の距離ずつ離れ、広がりの反対の方向においては波長１６の半分の３個分の距離ずつ離れる形で配置されている。層１１の中で、せき止め板材料１２が標的を絞って配置されていることにより、図３から図５に示す構造を得ることが可能になる。図３から図５では、邪魔板１４は、隣接層１１間に形成された隣接セル１３の流れの方向に対し反対の向きをなすようせき止め板材料１２から突出している。ここで採用された邪魔板１４の配置により、強力な混合効果がもたらされる。
【００４７】
図７から図９の実施形態では、せき止め板材料１２から邪魔板１４が、せき止め板材料１２に沿って正確に波長１６の１個分の距離ずつ互いに離れて、流れの方向に対し同じ向きとなるように突出する。これと対照的に、流れの方向に対し反対の向きでせき止め板材料１２から突出する邪魔板１４は、せき止め板材料１２に沿って、流れの方向を横切るせき止め板材料１２の広がりの方向において次から次へと続く、すなわち互いに波長１６の半分の距離ずつ離れる形で配置されている。
【００４８】
図３から図５に示す実施形態では、せき止め板材料１２には各層１１毎に邪魔板１４が設けられている。図７、８に示す実施形態では、壁構造１０は邪魔板１４のある層１１と邪魔板１４のない層１１が交互に並ぶ形になる。
【００４９】
図７から図９の実施形態では、邪魔板１４は壁構造１０の中に、隣接層１１の隣接セル１３が、せき止め板材料１２から流れの方向に対し同じ向きでせき止め板材料１２から突出する邪魔板１４を備えることになるよう配置される。図７は、同じ方向に向く邪魔板１４を備えたセル１３が垂直方向に整列している状況を示す。
【００５０】
これと対照的に、図３から図５の実施形態では、壁構造中で、邪魔板１４は、隣接層１１の隣接セル１３で、せき止め板材料１２から、流れの方向に関し反対の向きになるようにせき止め板材料１２から突き出している。これにより、同じ向きで突出する邪魔板１４を備えたセル１３が対角線方向に連なった構造が得られる。
【００５１】
混合器６の混合効果と蒸発効果を強化するため、邪魔板１４は、集合的に、あるいは個別に、次の特徴を備える。邪魔板１４は流れの方向に対し約４５°の角度をつけられるものであり、それは、上記のように、一方への向きと他方への向きが交互に並ぶものであることが望ましい。これは図３、５、７、８に明示されている。
【００５２】
図４と図７から、邪魔板１４は、流れの方向―それは図４と図７の視線方向に一致する―に対し、次の寸法と向きにすることが好適であることが見てとれる。すなわち、個々のセル３は多かれ少なかれ邪魔板と流れの方向において重なり合い、そのため、多かれ少なかれ、遮光様式で遮蔽される。例えば邪魔板１４は、少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％、流れの方向における流出部の端で、セル１３に重なる。これにより壁構造１０の全体が、流れの方向において、少なくとも８０％、または９０％、または９５％、遮光状態となる。
【００５３】
蒸発効果を改善するため、図６に示すように、邪魔板１４には、各々の流出端２３に分離エッジ２４を持たせる、あるいは同等の設計としておくのがよい。
【００５４】
混合器６を可能な限りコンパクトな構造とするため、せき止め板材料１２の寸法は、個々のセル１３の、流れの方向を横切る方向に計った直径２６が、流れの方向に計った長さ２７より大であるようにするのがよい。セル１３の長さ２７はせき止め板材料１２の幅２５に一致する。加えて、あるいはそれに代えて、図６によれば、流れの方向に計った各邪魔板１４の長手方向の広がり２８は、流れの方向に計った各セル１３の長さ２７にほぼ等しい。加えて、邪魔板１４は各々、流れの方向を横切る方向に延びる、横方向の広がり２９を有し、それは、流れの方向を横切る方向に計った各セル１３の直径２６にほぼ等しい。基本的に、前記横方向の広がり２９は、各邪魔板１４に、特に、波長１６の半分に一致するものである。
【００５５】
図５に示すように、邪魔板１４は各々流入側３０が凸の曲面となっている。さらに言えば、前記流入側３０は鞍状の曲面となっている。これと対照的に、図８に示す実施形態の邪魔板１４は、流入側３３が凹の曲面となっている。さらに言えば、これら流入側３３も鞍状の曲面となっている。
【００５６】
図８は、各パイプ３に挿入される、リング１９を装備した予備組立ユニット２１を示すものである。図８では、前記パイプ３の詳細、すなわち排気処理装置１及び／または排気システム５の詳細は省略した。
【００５７】
せき止め板材料１２の材料としては、またリング１９が使用されるときのリング１９の材料としては、鉄鋼または鋼板、好ましくはステンレス鋼、すなわちステンレス鋼板が適切である。また合金鋼も、例えば次の欧州規格の合金が、使用可能である：１．４５０９、１．４４３５、１．４５１２、１．４４３８、１．４５１３、１．４５４１、１．４５２２、１．４５７１、１．４３０１、１．４８２８。
【００５８】
図９によれば、邪魔板１４は、流れの方向を横切る方向において、次第に向きが変わって行く形状とするのがよい。従って邪魔板１４は、可能な限り大きな半径で、丸い、緩やかな方向変換を行う。これは、流れの偏向による背圧の増大が可能な限り小さなものになるという結果をもたらす。同時に、壁構造１０の電圧ピークは低くなり、熱衝撃応力によるねじれ、欠け、ひび割れなどが回避される。ブレード状の邪魔板１４の場合、壁構造１０及び／またはせき止め板材料１２に直接結合され、流入排気流９と平行に直線的に延びる流入側部分３４があり、流入側にあって、壁構造１０及び／またはせき止め板材料１２に直接結合され、流入排気流９と平行に直線的に延びる部分３４として区別でき、流出側の部分で、排気流９の流出方向を規定し、直線的に延びる部分３５があり、二つの直線部分をスムーズに方向変換して結びつける、湾曲した中央部３６がある。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１Ａ】は、排気処理装置の極めて簡略化した基本的断面図である。
【図１Ｂ】は、排気システムの極めて簡略化した基本的断面図である。
【図２】は、図１Ａ及び／または図１Ｂの断面ラインIIで切断した、排気処理装置及び／または排気システムの断面図である。
【図３】は、流れの流入側から混合器を見た、拡大詳細斜視図である。
【図４】は、流れの流入側から混合器を見た、拡大詳細図である。
【図５】は、流れの流出側から混合器を見た、拡大詳細斜視図である。
【図６】は、流れを横切る方向における混合器の詳細構造を示す拡大図である。
【図７】は、他の実施形態を示す、図２と同様の断面図である。
【図８】は、図７の実施形態を示す、図５と同様の斜視図である。
【図９】は、図８の混合器の長手方向断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    排気処理装置
２    ハウジング
３    パイプ
４    排気処理インサート
５    排気システム
６    混合器
７    射出装置
８    矢印、液体
９    矢印、排気流
１０    壁構造
１１    層
１２    せき止め板材料
１３    セル
１４    邪魔板
１５    襞形状
１６    波長
１７    振幅
１８    接触点
１９    リング
２０    固着点
２１    ユニット
２２    切れ目を入れてある箇所
２３    流出端
２４    分離エッヂ
２５    幅
２６    直径
２７    長さ
２８    長手方向の広がり
２９    横断方向の広がり
３０    流入側
３１    排気管
３２    筒状体
３３    流入側
３４    流入側部分
３５    直線的に延びる部分
３６    中央部
【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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