(57)【要約】      （修正有）【課題】消音器を利用して燃焼機関からの放出物を処理するように構成される排ガス後処理システムを提供する。【解決手段】排ガス後処理システム１０は、出口２８を有する第１の触媒アセンブリ２２を含む。また、排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリから流体を受けて、この流体中のアンモニア（ＮＨ3）を窒素（Ｎ2）へ変換するように構成されるアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリ２３も含み、ＡＳＣアセンブリが入口３８を有する。排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリの出口とＡＳＣアセンブリの入口との間に配置される消音器１３を更に含み、消音器は、ＮＨ3をＮ2へ変換するＡＳＣアセンブリ内の触媒活性を可能にするのに十分な酸素をＡＳＣアセンブリの入口へ流入する流体中に与えるように、流体と混合するための酸化剤と流体とを受けるように構成され、消音器が流体と酸化剤とを混合させるように構成される。【選択図】図１
2016098833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（１２）からの放出物を処理するように構成される排ガス後処理システム（１０）を備えるシステムであって、前記排ガス後処理システム（１０）は、
出口（２８）を有する第１の触媒アセンブリ（２２）と、
前記第１の触媒アセンブリ（２２）から流体を受けて、前記流体中のアンモニア（ＮＨ3）を窒素（Ｎ2）へ変換するように構成され、入口（３８）を有するアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリ（２４）と、
前記第１の触媒アセンブリ（２２）と前記ＡＳＣアセンブリ（２４）との間に配置されるとともに、前記第１の触媒アセンブリ（２２）から前記ＡＳＣアセンブリ（２４）へと前記流体を送るように構成される流体管路（４４）と、
ＮＨ3をＮ2へ変換する前記ＡＳＣアセンブリ（２４）内の触媒活性を可能にするのに十分な酸素を前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の入口（３８）へ流入する前記流体中に与えるように、前記流体と混合するための酸化剤を供給するように構成される酸化剤注入システム（５０）と、
前記第１の触媒アセンブリ（２２）の出口（２８）と前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の前記入口（３８）との間に前記流体管路（４４）に沿って配置される消音器（１３）であって、前記流体と前記酸化剤の両方を受けて混合させるように構成される消音器（１３）と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記消音器（１３）のみが前記排ガス後処理システム（１０）内の前記流体と前記酸化剤とを混合させるように構成される請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記消音器（１３）は、前記流体及び前記酸化剤の実質的な部分を混合させるように構成される請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記流体が前記燃焼機関（１２）の処理済み排ガスを備える請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の触媒アセンブリ（２２）が三方向触媒アセンブリを備える請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記排ガス後処理システム（１０）に結合される前記燃焼機関（１２）を備える請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記酸化剤注入システム（５０）は、前記流体管路（４４）に結合されるとともに、前記消音器（１３）の上流の前記流体管路（４４）内へ酸化剤を注入するように構成される請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記流体管路（４４）は、前記流体を流すように構成される第１の管路（６８）と、前記酸化剤を流すように構成される第２の管路（７０）とを備え、前記第１及び第２の管路（６８、７０）が前記消音器（１３）の消音器入口（３２）に結合される請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記流体管路（４４）は、前記酸化剤の注入ポイントで、及びその下流で前記流体管路（４４）に沿って前記流体及び前記酸化剤を流すように構成される単一の管路（６２）を備え、前記単一の管路（６２）が前記消音器（１３）の消音器入口（３２）に結合される請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
前記酸化剤注入システム（５０）は、前記消音器（１３）に結合されるとともに、前記酸化剤を前記消音器（１３）内へ注入するように構成される請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
燃焼機関（１２）からの放出物を処理するように構成される排ガス後処理システム（１０）を備えるシステムであって、前記排ガス後処理システム（１０）は、
出口（２８）を有する第１の触媒アセンブリ（２２）と、
前記第１の触媒アセンブリ（２２）から流体を受けて、前記流体中のアンモニア（ＮＨ3）を窒素（Ｎ2）へ変換するように構成され、入口（３８）を有するアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリ（２４）と、
前記第１の触媒アセンブリ（２２）の出口（２８）と前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の前記入口（３８）との間に配置される消音器（１３）とを備え、
前記消音器（１３）は、ＮＨ3をＮ2へ変換する前記ＡＳＣアセンブリ（２４）内の触媒活性を可能にするのに十分な酸素を前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の入口（３８）へ流入する前記流体中に与えるように、前記流体と混合するための酸化剤と前記流体とを受けるように構成され、前記消音器（１３）が前記流体と前記酸化剤とを混合させるように構成される、システム。
【請求項１２】
前記消音器（１３）のみが前記排ガス後処理システム（１０）内の前記流体と前記酸化剤とを混合させるように構成される請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記流体が前記燃焼機関（１２）の処理済み排ガスを備える請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の触媒アセンブリ（２２）が三方向触媒アセンブリを備える請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記排ガス後処理システム（１０）に結合される前記燃焼機関（１２）を備える請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の触媒アセンブリ（２２）と前記ＡＳＣアセンブリ（２４）との間に配置されるとともに、前記第１の触媒アセンブリ（２２）から前記ＡＳＣアセンブリ（２４）へと前記流体を送るように構成される流体管路（４４）を備え、前記消音器（１３）は、前記第１の触媒アセンブリ（２２）の第１の出口（２８）と前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の前記入口（３８）との間に前記流体管路（４４）に沿って配置される請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
前記管路は、前記第１の触媒アセンブリ（２２）の下流且つ前記消音器（１３）の上流のポイントで前記酸化剤を受けるように構成される請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
燃焼機関（１２）からの放出物を処理するために排ガス後処理システム（１０）におけるアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリ（２４）内の触媒活性を促進させるための方法であって、
第１の触媒アセンブリ（２２）の出口（２８）から前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の入口（３８）へと流体を流すステップと、
前記ＡＳＣアセンブリ（２４）の前記入口（３８）へ流入する前記流体中に十分な酸素を与えるように前記流体中に酸化剤を注入するステップと、
前記第１の触媒アセンブリ（２２）と前記ＡＳＣアセンブリ（２４）との間に配置される消音器（１３）内で前記流体と前記酸化剤とを混合させるステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
前記第１の触媒アセンブリ（２２）の下流で且つ前記消音器（１３）の上流で前記酸化剤を注入するステップを備える請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記消音器（１３）内に前記酸化剤を注入するステップを備える請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示される主題は、内燃機関のための排ガス後処理システムに関し、より詳細には、後処理システムと共に消音器を利用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（例えば、往復エンジン又はガスタービンなどの内燃機関）は、燃料と空気との混合物を燃焼させて、（例えば、ピストンを移動させる、又はタービンを駆動するように）エンジンの構成要素に駆動力を印加する燃焼ガスを発生させる。その後、燃焼ガスは排ガスとしてエンジンから退出し、排ガスは、窒素酸化物（ＮＯx）、炭化水素（ＨＣ）、及び、一酸化炭素（ＣＯ）の放出を減らすために、１つ以上の触媒変換器（例えば、三方向触媒（ＴＷＣ）アセンブリ、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリ等）を含む後処理システムにかけられる場合がある。しかしながら、後処理システムの設置面積（すなわち、サイズ及び形状）がいくつかのエンジン部位と適合しない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０２３２９５５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
出願時に特許請求された発明に範囲が等しいいくつかの実施形態について以下に要約される。これらの実施形態は、特許請求される発明の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は、発明の想定し得る形態で概要を提供するものにすぎない。実際には、発明は、以下に記載される実施形態に類似し或いは実施形態とは異なってもよい様々な形態を包含し得る。
【０００５】
第１の実施形態によれば、システムは、燃焼機関からの放出物を処理するように構成される排ガス後処理システムを含む。排ガス後処理システムは、出口を有する第１の触媒アセンブリを含む。排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリから流体を受けて、この流体中のアンモニア（ＮＨ3）を窒素（Ｎ2）へ変換するように構成されるアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリも含み、ＡＳＣアセンブリが入口を有する。排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリとＡＳＣアセンブリとの間に配置されるとともに、第１の触媒アセンブリからＡＳＣアセンブリへと流体を送るように構成される流体管路を更に含む。更にまた、排ガス後処理システムは、ＮＨ3をＮ2へ変換するＡＳＣアセンブリ内の触媒活性を可能にするのに十分な酸素をＡＳＣアセンブリの入口へ流入する流体中に与えるように、流体と混合するための酸化剤を供給するように構成される酸化剤注入システムを含む。排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリの出口とＡＳＣアセンブリの入口との間に流体管路に沿って配置される消音器を更に含み、消音器が流体と酸化剤の両方を受けて混合させるように構成される。
【０００６】
第２の実施形態によれば、システムは、燃焼機関からの放出物を処理するように構成される排ガス後処理システムを含む。排ガス後処理システムは、出口を有する第１の触媒アセンブリを含む。また、排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリから流体を受けて、この流体中のアンモニア（ＮＨ3）を窒素（Ｎ2）へ変換するように構成されるアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリも含み、ＡＳＣアセンブリが入口を有する。排ガス後処理システムは、第１の触媒アセンブリの出口とＡＳＣアセンブリの入口との間に配置される消音器を更に含み、消音器は、ＮＨ3をＮ2へ変換するＡＳＣアセンブリ内の触媒活性を可能にするのに十分な酸素をＡＳＣアセンブリの入口へ流入する流体中に与えるように、流体と混合するための酸化剤と流体とを受けるように構成され、消音器が流体と酸化剤とを混合させるように構成される。
【０００７】
第３の実施形態によれば、システムは、燃焼機関からの放出物を処理するために排ガス後処理システムにおけるアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）アセンブリ内の触媒活性を促進させるための方法を含む。方法は、第１の触媒アセンブリの出口からＡＳＣアセンブリの入口へと流体を流すステップと、ＡＳＣアセンブリの入口へ流入する流体中に十分な酸素を与えるように流体中に酸化剤を注入するステップと、第１の触媒アセンブリとＡＳＣアセンブリとの間に配置される消音器内で流体と酸化剤とを混合させるステップとを含む。
【０００８】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに、利点は、図面の全体にわたって同様の文字が同様の部分を表わす添付図面と関連して以下の詳細な説明が読まれるときに更に良く理解されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】消音器（例えば、消音器の上流で酸化剤注入を伴う）を有するエンジンに結合される後処理（例えば、排気処理）システムの一実施形態の概略図である。
【図２】消音器（例えば、消音器で酸化剤注入を伴う）を有するエンジンに結合される後処理（例えば、排気処理）システムの一実施形態の概略図である。
【図３】消音器に結合される流体管路（例えば、単一の管路）の概略図である。
【図４】消音器に結合される流体管路（例えば、２つの管路）の概略図である。
【図５】消音器に結合される流体管路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の１又は複数の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を与える目的で、実際の実施の全ての特徴が明細書中に記載されない場合がある。任意のそのような実際の実施の開発では、任意の工業技術又は設計プロジェクトの場合と同様、実施ごとに異なる場合があるシステム関連及びビジネス関連の制約の順守などの開発者の特定の目標を達成するために数多くの実施固有の決定がなされなければならないことが理解されるべきである。また、そのような開発労力は、複雑且つ時間がかかるが、それにもかかわらず、この開示の利益を有する当業者にとって決まりきった設計、製作、及び、製造の取り組みであることが理解されるべきである。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する際、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び、「前記」は、その要素の１つ以上が存在することを意味しようとするものである。用語「備える」、「含む」、及び、「有する」は、包含的なものであり、挙げられた要素以外の更なる要素が存在してもよいことを意味しようとするものである。
【００１２】
本開示は、消音器（例えば、マフラー）を用いて酸化剤（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）と流体（例えば、エンジン排ガス又は処理済みエンジン排ガス）とを混合させるためのシステム及び方法を対象とする。特に、本開示の実施形態は、燃焼機関（例えば、往復内燃機関又はガスタービンエンジン）に結合して内燃機関からの（例えば、エンジン排ガス中の）放出物（例えば、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等）を処理するように構成される後処理システムを含む。開示された実施形態は、第１の触媒アセンブリ（例えば、三方向触媒（ＴＷＣ）アセンブリ）とＡＳＣアセンブリとの間に配置される消音器を含んでもよく、ＡＳＣアセンブリは、第１の触媒アセンブリから流体（例えば、処理済み排ガス流）を受けて、ＮＨ3を窒素分子（Ｎ2）へ変換するとともに、ＣＯを二酸化炭素（ＣＯ2）と水とに変換する。流体管路は、第１の触媒アセンブリとＡＳＣアセンブリとの間に配置されるとともに、流体を第１の触媒アセンブリからＡＳＣアセンブリへ送る（例えば、流れを可能にする）。消音器（例えば、マフラー）は、第１の触媒アセンブリとＡＳＣアセンブリとの間の流路管路に沿って配置され或いは前記流体管路に結合される。いくつかの実施形態において、酸化剤注入システム（例えば、ミッドベッド酸化剤注入システム）は、流体管路に結合されるとともに、酸化剤（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）を流体管路内に注入して、ＡＳＣアセンブリの入口へと流れる流体の温度を調整し、ＮＨ3をＮ2へ変換するＡＳＣアセンブリ内の触媒活性を調整する。他の実施形態において、酸化剤注入システムは、消音器に結合されて、酸化剤を消音器内へ注入する。消音器内の乱流は、ＡＳＣアセンブリの入口へと流れる酸化剤と流体が混合される前に、消音器内での酸化剤と流体との混合を可能にする。いくつかの実施形態では、専ら消音器のみが酸化剤と流体とを混合させてもよい。他の実施形態において、消音器は、酸化剤と流体との混合の実質的な部分（例えば、約８０〜１００％）に関与し得る。第１の触媒アセンブリとＡＳＣアセンブリとの間の消音器の配置は（下流の触媒反応を高めるために酸化剤と流体との混合を促進させる以外に）、後処理システムの設置面積を減少させる（例えば、占有空間を減らす）とともに、後処理システム内の構成要素の数を減少させる（例えば、消音器がＡＳＣアセンブリの下流にあった場合には、別個の混合セクションの必要性を排除する）。後処理システムの設置面積を減らすことにより、エンジン及び後処理システムがより多くのエンジン部位と共に用いるのに適合できる。
【００１３】
ここで、図面を見て図１を参照すると、エンジン１２に結合される後処理システム１０の概略図が示される。以下で詳しく説明するように、開示される後処理システム１０は、ＡＳＣアセンブリ２４の上流に配置される消音器１３を含む。エンジン１２は、往復エンジン（例えば、２ストロークエンジン、４ストロークエンジン、６ストロークエンジンなどのマルチストロークエンジン）又はガスタービンエンジンなどの内燃機関を含んでもよい。エンジン１２は、様々な燃料（例えば、天然ガス、ディーゼル、合成ガス、ガソリン等）で動作してもよい。エンジン１２は、リーンバーンエンジン又はリッチバーンエンジンとして動作してもよい。エンジン１２は、エンジン１２の動作を制御して監視するエンジン制御ユニット（例えばコントローラ）１４に結合されてもよい。エンジン制御ユニット１４は、処理回路（例えば、プロセッサ１６）とメモリ回路（例えば、メモリ１８）とを含む。プロセッサ１６は、エンジン１２の動作を行なうための命令を実行してもよい。これらの命令は、メモリ１８などの有形の持続性コンピュータ可読媒体（例えば、光ディスク、固体デバイス、チップ、ファームウェア）に記憶されるプログラム又はコードの状態でエンコードされてもよい。
【００１４】
動作中、エンジン１２は、エンジン１２の構成要素（例えば、１つ以上のピストン又はタービン）に駆動力を印加するために使用される燃焼ガス２０を発生させる。燃焼ガス２０は、その後、様々な放出物（例えば、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等）を含む排ガス２０としてエンジン１２から出る。後処理システム１０は、これらの放出物を処理して、より刺激の少ない放出物（二酸化炭素（ＣＯ2）、水等）を発生させる。図示のように、後処理システム１０は、ＴＷＣアセンブリ２２（例えば、第１の触媒アセンブリ）及びＡＳＣアセンブリ２４などの触媒変換器を含む。ＴＷＣアセンブリ２２及びＡＳＣアセンブリ２４を含む実施形態において、エンジン１２は、ＴＷＣアセンブリ２２及びＡＳＣアセンブリ２４の両方における触媒活性を最大にするためにリッチバーンエンジンとして動作してもよい。ＴＷＣアセンブリ２２は、その触媒活性により、複数の反応を介してＮＯｘを還元する。例えば、ＮＯｘは、Ｎ2及びＣＯ2を発生させるためにＣＯにより還元されてもよく、また、ＮＯｘは、ＮＨ3及び水を発生させるためにＨ2により還元されてもよく、また、ＮＯｘは、Ｎ2、ＣＯ2、及び、水を発生させるために、炭化水素（例えばＣ3Ｈ6）により還元されてもよい。また、ＴＷＣアセンブリ２２は、ＣＯをＣＯ2へと酸化させるとともに、未燃ＨＣをＣＯ2及び水へと酸化させる。ＴＷＣアセンブリ内のＮＯｘの還元の副生成物は、ＮＨ3の放出物となり得る。いくつかの実施形態では、ＴＷＣアセンブリ２２の代わりに、ＮＯｘを還元する任意の触媒変換器が利用されてもよい。ＡＳＣアセンブリ２４は、その触媒活性により、ＮＨ3をＮ2へ還元する。いくつかの実施形態では、ＡＳＣアセンブリ２４がＣＯをＣＯ2へ酸化させることも行なう。いくつかの実施形態では、ＴＷＣアセンブリ２２の代わりに、消音器１３の上流でＳＣＲアセンブリが利用されてもよい。
【００１５】
図示のように、消音器１３（例えば、マフラー）は、ＴＷＣアセンブリ２２とＡＳＣアセンブリ２４との間に描かれている。消音器１３は、任意のタイプの消音器又はマフラー（例えば、ベクトルマフラー、螺旋バッフルマフラー等）であってもよい。排ガスからノイズを減少させる以外に、消音器１３は、ＴＷＣアセンブリ２２（又は他の触媒変換器）からの流体（例えば、処理済み排ガス）と注入された酸化剤（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）とを受けるとともに、消音器１３内の乱流を利用して、処理済み排ガスと注入された酸化剤とを混合させ、（例えば、ＡＳＣアセンブリ２４内での）下流の触媒反応を促進させるように構成される。ＴＷＣアセンブリ２２とＡＳＣアセンブリ２４との間に消音器１３を配置することにより、後処理システム１０の設置面積が減少する（例えば、占有空間が減る）とともに、後処理システム１０内の構成要素の数が減少する（例えば、消音器がＡＳＣアセンブリ２４の下流にあった場合には、別個の混合セクションの必要性を排除する）。後処理システム１０の設置面積を減らすことにより、エンジン１２及び後処理システム１０がより多くのエンジン部位と共に用いるのに適合し得る。いくつかの実施形態において、消音器１３は、ＴＷＣアセンブリ２２から受けられる処理済み排ガスと注入酸化剤との混合の全体に関して利用されてもよい。他の実施形態において、消音器１３は、ＴＷＣアセンブリ２２から受けられる処理済み排ガスと注入された酸化剤との混合の実質的な部分（例えば、約８０〜１００％）に関与してもよい。例えば、消音器１３は、処理済み排ガスと注入酸化剤との混合の約８０、８５、９０、９５又は１００パーセントに関与してもよい。いくつかの実施形態において、処理済み排ガス及び注入酸化剤の一部は、処理済み排ガス流中への酸化剤の注入に起因して、消音器１３の上流で混合されてもよい。ＴＷＣアセンブリ２２から受けられる処理済み排ガスと注入酸化剤とを消音器１３の上流で混合させる（例えば、能動的に混合させる）ために更なる装置は利用されない。
【００１６】
ＴＷＣアセンブリ２２は、エンジン１２から排ガス２０を受けるための入口２６と、流体３０（例えば、処理済みエンジン排ガス）を排出するための出口２８とを含む。消音器１３は、ＴＷＣアセンブリ２２からの流体３０（例えば、処理済みエンジン排ガス）と注入酸化剤（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）とを受けるための入口３２と、混合流体３６（すなわち、ＴＷＣアセンブリ２２からの処理済み流体３０と注入酸化剤との混合物）を排出するための出口３４とを含む。いくつかの実施形態において、消音器１３は、複数の入口３２（例えば、流体３０及び注入酸化剤のための別個の入口）を含んでもよい。ＡＳＣアセンブリ２４は、流体３６（例えば、処理済みエンジン排ガス及び／又は注入酸化剤（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）の混合物を含む）を受けるための入口３８と、更に処理された流体４２を排出するための出口４０とを含む。ＴＷＳアセンブリ２２とＡＳＣアセンブリ２４との間に流体管路４４が配置される。流体管路４４の第１の部分４６は、ＴＷＣアセンブリ２２と消音器１３との間に配置されてこれらに結合されることにより、これらの間の流体連通を可能にする。流体管路４４の第２の部分４８は、消音器１３とＡＳＣアセンブリ２４との間に配置されてこれらに結合されることにより、これらの間の流体連通を可能にする。流体管路４４は、ＴＷＣアセンブリ２２からＡＳＣアセンブリ２４への流体３０、３６の流れ又は移送を可能にする。いくつかの実施形態において、ＴＷＣアセンブリ２２、消音器１３、及び、ＡＳＣアセンブリ２４は、単一のハウジング（例えば、流体管路４４を伴う或いは伴わない）内に組み込まれてもよい。実施形態では、流体管路４４を伴うことなく、酸化剤が消音器１３内へ直接に注入されてもよい。
【００１７】
図示のように、酸化剤注入システム５０（例えば、ミッドベッド空気注入システム）は流体管路４４に結合される。図示のように、酸化剤注入システム５０は、ＴＷＣアセンブリ２２の出口２８の下流且つＡＳＣアセンブリ２４の入口３８の上流にあるポイント又は位置５１で酸化剤（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）を流体管路４４内（例えば、部分４６内）の流体３０中へ注入する。いくつかの実施形態において、酸化剤は、流体管路４４内の流体３０中へ直接に注入されてもよく、流体管路４４は、流体３０と酸化剤との幾らか（例えば、０〜２０パーセント未満）の混合をもたらしてもよい。他の実施形態において、流体管路４４は、消音器１３に結合される流体３０及び酸化剤の両方のための別個の管路を含んでもよい。いくつかの実施形態において、酸化剤注入システム５０による酸化剤注入は、ポンプ又は注入器を介して能動的に推し進められてもよい。他の実施形態では、酸化剤注入システム５０が受動的環境によって行なわれてもよい。いくつかの実施形態では、酸化剤注入システム５０の代わりに、酸化剤が空気分離ユニットから供給され及び／又はタービンコンプレッサからコンプレッサブリード空気を介して供給されてもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、ＡＳＣアセンブリ２４の触媒活性を可能にするのに十分な酸素をＡＳＣアセンブリ２４の入口３８へ流入する前に流体３０、３６中に供給するために、酸化剤注入制御ユニット５２（例えば、プロセッサに基づくコントローラ）が酸化剤注入システム５０により注入される酸化剤（例えばＯ2）の量を制御する。酸化剤注入制御ユニット５２は、処理回路（例えば、プロセッサ５４）とメモリ回路（例えば、メモリ５６）とを含む。プロセッサ５４は、システムパラメータ（温度、放出レベル（例えばＮＯｘ）等）を監視して流体３０、３６中の酸化剤の量をＡＳＣアセンブリ２４の入口３８に入る前に制御するための命令を実行してもよい。これらの命令は、メモリ５６などの有形の持続性コンピュータ可読媒体（例えば、光ディスク、固体デバイス、チップ、ファームウェア）に記憶されるプログラム又はコードの状態でエンコードされてもよい。いくつかの実施形態において、酸化剤注入は、（例えば、制御ユニット５２による）能動的な制御を伴うことなく受動態様で行なわれてもよい。いくつかの実施形態において、後処理システム１０は、システムパラメータ（例えば、温度、放出濃度（例えばＮＯｘ）等）を測定して酸化剤注入制御ユニット５２へフィードバックを（例えば、システムパラメータを表わす信号を介して）与えるためにシステム１０の全体（例えば、エンジン１２の下流、ＴＷＣアセンブリ２２の上流及び／又は下流、消音器１３の上流又は下流、及び／又は、ＡＳＣアセンブリ２４の上流及び／又は下流）にわたって配置される複数のトランスデューサ又はセンサ５８を含んでもよい。センサ５８は、流体３０、３６に供給される酸化剤の量をＡＳＣアセンブリ２４の入口３８に入る前に制御できるようにしてＡＳＣアセンブリ内の反応を制御するために酸化剤注入制御ユニット５２にフィードバックを与える。図示のように、酸化剤注入制御ユニット５２がエンジン制御ユニット１４に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、酸化剤注入制御ユニット５２及びエンジン制御ユニット１４が単一の制御ユニットを形成してもよい。
【００１９】
図２は、消音器１３を有するエンジン１２に結合される後処理（例えば、排ガス処理）システム１０の他の実施形態の概略図である。エンジン１２及び後処理は、一般に、酸化剤の注入が流体管路４４ではなく消音器１３内へ向かっていることを除き、図１に描かれる通りになっている。例えば、流体３０（例えば、処理済み排ガス）が入口３２を介して消音器１３内へ流れてもよく、一方、酸化剤が消音器１３の入口３２又は他の入口６０へ別々に注入されてもよい。酸化剤が消音器１３内へ直接に注入されるため、消音器１３は、流体３０と酸化剤との混合に全体的に責任を負う。
【００２０】
図３は、消音器１３に結合される流体管路４４（例えば、単一の管路を有する）の概略図である。図３に描かれるように、流体管路４４は、流体３０（例えば、ＴＷＣアセンブリ２２からの処理済み排ガス）及び注入酸化剤６４の両方のための単一の管路６２を有する。酸化剤は、消音器１３の上流のポイント５１で流体管路４４（例えば、管路６２）内へ注入される。酸化剤６４及び流体３０は入口３２を介して消音器１３内へ流入する。消音器１３（例えば、消音器１３内の乱流に起因して）は、参照数字６６により示されるように酸化剤６４と流体３０との間の混合の実質的な部分（例えば、約８０〜１００パーセント）に責任を負い、混合流体３６を生成する。いくつかの実施形態では、消音器１３内のバッフルが酸化剤６４と流体３０との混合に積極的に役立ってもよい。酸化剤６４の注入に起因して、消音器１３に達する前に幾らかの混合が酸化剤６４と流体３０との間で起こってもよい。例えば、酸化剤６４と流体３０との約０〜２０パーセント未満の混合が管路６２内で起こってもよい。混合流体３６は、出口３４を介して消音器１３から出て流体管路４４内へ入る。ＴＷＣアセンブリ２２から受けられる処理済み排ガスと消音器１３の上流の注入酸化物とを混合させる（例えば、能動的に混合させる）ために更なる装置が利用されない。
【００２１】
図４は、消音器１３に結合される流体管路４４（例えば、２つの管路を有する）の概略図である。図４に描かれるように、流体管路４４は、流体３０（例えば、ＴＷＣアセンブリ２２からの処理済み排ガス）のための管路６８と、注入酸化剤６４のための管路７０とを有する。管路６８、７０は並んで描かれるが、管路６８、７０は、管路の一方が他方の管路内に配置された状態の同心的な配置を成して設けられてもよい。酸化剤は、消音器１３の上流のポイント５１で流体管路４４（例えば、管路７０）内へ注入される。流体３０及び酸化剤６４は、それらのそれぞれの管路６８、７０を通じて、入口３２を介して消音器１３内へ流入する。消音器１３（例えば、消音器１３内の乱流に起因して）は、参照数字６６により示されるように酸化剤６４と流体３０との間の混合の全てに責任を負い、混合流体３６を生成する。混合流体３６は、出口３４を介して消音器１３から出て流体管路４４内へ入る。ＴＷＣアセンブリ２２から受けられる処理済み排ガスと消音器１３の上流の注入酸化物とを混合させる（例えば、能動的に混合させる）ために更なる装置が利用されない。
【００２２】
図５は、消音器１３に結合される流体管路４４の概略図である。図５に描かれるように、流体管路４４は、流体３０（例えば、ＴＷＣアセンブリ２２からの処理済み排ガス）のための単一の管路７２を有する。流体３０及び酸化剤６４は、管路７２を通じて入口３２を介して消音器１３内へ流入する。酸化剤は、入口３２或いは他の入口で消音器１３内へ直接に注入される。消音器１３（例えば、消音器１３内の乱流に起因して）は、参照数字６６により示されるように酸化剤６４と流体３０との間の混合の全てに責任を負い、混合流体３６を生成する。混合流体３６は、出口３４を介して消音器１３から出て流体管路４４内へ入る。ＴＷＣアセンブリ２２から受けられる処理済み排ガスと消音器１３の上流の注入酸化物とを混合させる（例えば、能動的に混合させる）ために更なる装置が利用されない。
【００２３】
開示された実施形態の技術的結果は、消音器１３（例えばマフラー）を用いて酸化剤６４（例えば、空気、Ｏ2、酸素を多く含む空気、又は、酸素が少ない空気）と流体３０（例えば、エンジン排ガス又は処理済みエンジン排ガス）とを混合させるためのシステム及び方法を含む。特に、本開示の実施形態は、触媒アセンブリ（例えばＴＷＣアセンブリ２２）の下流且つＡＳＣアセンブリ２４の上流に配置される消音器１３を含む後処理システム１０を含む。消音器１３は、消音器１３内の乱流によりＡＳＣアセンブリ２４の上流で流体３０と酸化剤６４との混合の全て或いは少なくとも実質的な部分に責任を負う。触媒アセンブリとＡＳＣアセンブリ２４との間の消音器１３の配置は（下流の触媒反応を高めるために酸化剤６４と流体３０との混合を促進させる以外に）、後処理システム１０の設置面積を減少させる（例えば、占有空間を減らす）とともに、後処理システム１０内の構成要素の数を減少させる（例えば、消音器１３がＡＳＣアセンブリ２４の下流にあった場合には、別個の混合セクションの必要性を排除する）。後処理システム１０の設置面積を減らすことにより、エンジン１２及び後処理システムがより多くのエンジン部位と共に用いるのに適合できる。
【００２４】
この書かれた説明は、実施例を使用して、最良の態様を含む発明を開示するとともに、任意の装置又はシステムを形成して使用すること、及び、任意の組み入れられた方法を実行することを含めて、任意の当業者が発明を実施できるようにする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、また、当業者が想起する他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、それらが特許請求項の文字通りの言葉とは異ならない構造的要素を有する場合には、或いは、それらが特許請求項の文字通りの言葉と実質的に異ならない等価な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲内に入るべく意図される。
【符号の説明】
【００２５】
１０  後処理システム
１２  エンジン
１３  消音器
１４  エンジン制御ユニット
１６  プロセッサ
１８  メモリ
２０  燃焼ガス
２２  ＴＷＣアセンブリ
２４  ＡＳＣアセンブリ
２６  入口
３０  流体
３２  入口
３４  出口
３６  流体
３８  入口
４０  出口
４４  流体管路
４６  流体管路の第１の部分
４８  流体管路の第２の部分
５０  酸化剤注入システム
５２  酸化剤注入制御ユニット
５４  プロセッサ
５６  メモリ
５８  センサ
６０  入口
６２  管路
６４  酸化剤
６８、７０、７２  管路
【図１】
2016098833.tif 000003
【図２】
2016098833.tif 000004
【図３】
2016098833.tif 000005
【図４】
2016098833.tif 000006
【図５】
2016098833.tif 000007
【外国語明細書】
2016098833000001.pdf