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DE112014006547T5 - Abgasreinigungseinrichtung - Google Patents

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DE112014006547T5
DE112014006547T5 DE112014006547.1T DE112014006547T DE112014006547T5 DE 112014006547 T5 DE112014006547 T5 DE 112014006547T5 DE 112014006547 T DE112014006547 T DE 112014006547T DE 112014006547 T5 DE112014006547 T5 DE 112014006547T5
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DE
Germany
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exhaust gas
flow path
section
space
catalyst
Prior art date
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Ceased
Application number
DE112014006547.1T
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Nagata
Yuki Sakuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Futaba Industrial Co Ltd
Original Assignee
Futaba Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Futaba Industrial Co Ltd filed Critical Futaba Industrial Co Ltd
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Abstract

Bereitgestellt wird eine Abgasreinigungseinrichtung, die in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Die Abgasreinigungseinrichtung umfasst ein Gehäuse, in das ein Abgas strömt, und einen Katalysator, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, und der eine Reduktionsbehandlung des Abgases durch Verbrauchen eines Reduktionsmittels ausführt, das in dem Gehäuse zugeführt wird. Die Abgasreinigungseinrichtung umfasst innerhalb des Gehäuses ein einen Strömungspfad bildendes Element, das in einem Raum angeordnet ist, der sich von einer Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu einer Position, in dem der Katalysator angeordnet ist, erstreckt, und das einen Strömungspfad für das Abgas in dem Raum bildet.

Description

  • Zugehörige Anmeldungen
  • Diese Anmeldung ist eine Übersetzung der am 04.04.2014 eingereichten internationalen Patentanmeldung mit der internationalen Anmeldenummer PCT/JP2014/059997 , wobei die Offenbarung dieser genannt Anmeldung hier durch Rückbeziehung ausdrücklich aufgenommen wird.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung, die Abgas reinigt, das von einem Verbrennungsmotor abgegeben wird.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Als Einrichtung zum Reinigen von Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, wie einem Ottomotor und einem Dieselmotor abgegeben wird, sind eine Einrichtung zum Entfernen von Feststoffpartikeln im Abgas und eine Einrichtung zum Vermindern und Entfernen von Stickstoffoxiden (NOx) im Abgas bekannt.
  • Als Einrichtung zum Entfernen von Feststoffpartikeln ist eine Einrichtung umfassend ein Dieselpartikelfilter (Diesel Particulate Filter – DPF) entwickelt worden (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • Als Einrichtung zum Vermindern und Entfernen von NOx ist eine Einrichtung, umfassend einen selektiven Reduktionskatalysator (selektive katalytische Reduktion: Selective Catalytic Reduction – SCR) zum Vermindern von NOx entwickelt worden (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
  • Durch die strengeren Bestimmungen hinsichtlich Abgasen in den vergangenen Jahren ist auch eine Abgasreinigungseinrichtung, umfassend das Dieselpartikelfilter zum Entfernen von Feststoffpartikeln und die SCR zum Vermindern und Entfernen von NOx empfohlen worden (siehe beispielsweise Patentdokument 3).
  • DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2009-144672
    • Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2007-332797
    • Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2009-167806
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
  • In der Abgasreinigungseinrichtung, umfassend die SCR, wird ein flüssiges Reduktionsmittel dem Abgas hinzugegeben, wobei das flüssige Reduktionsmittel verdampft wird. Dann werden das Abgas und das flüssige Reduktionsmittel (verdampftes Reduktionsmittel) dazu gebracht, die SCR in einem gemischten Zustand zu erreichen. Zu dem Zeitpunkt ist es wünschenswert, dass das flüssige Reduktionsmittel gleichmäßig in dem Abgas dispergiert ist. Denn wenn das flüssige Reduktionsmittel nicht gleichmäßig in dem Abgas dispergiert ist, reagieren Bestandteile des Abgases und des flüssigen Reduktionsmittels nicht ausreichend, was zu einer verminderten Wirksamkeit des NOx-Abbaus führt.
  • In der Abgasreinigungseinrichtung, umfassend die SCR, soll daher ein Abstand von der Einspritzöffnung des flüssigen Reduktionsmittels zur SCR so groß wie möglich werden, so dass das flüssige Reduktionsmittel und das Abgas zuverlässiger und gleichmäßiger gemischt werden können.
  • Wenn der Abstand von der Einspritzöffnung des flüssigen Reduktionsmittels zur SCR so konstruiert ist, dass er so groß wie möglich ist, vergrößert sich die Länge der gesamten Einrichtung, insbesondere in der Abgasreinigungseinrichtung, umfassend sowohl das DPF, als auch die SCR. Dies führt dazu, dass die Gesamtheit der Einrichtung größer wird, und es können Probleme wie eine erschwerte Montage an Fahrzeugen auftreten.
  • Beispielsweise wird in Patentdokument 3 eine Ausgestaltung vorgeschlagen, in der ein Abstand von der Einspritzöffnung des flüssigen Reduktionsmittels zur SCR so groß wie möglich konstruiert ist, während verhindert wird, dass die Länge der Gesamtheit der Einrichtung vergrößert wird, indem ein erstes röhrenförmiges Gehäuse, das das DPF enthält, und ein zweites röhrenförmiges Gehäuse, das die SCR enthält, parallel zueinander angeordnet werden und indem sich ein Verbindungsrohr von einem Ende des ersten röhrenförmigen Gehäuses zu einem Ende des zweiten röhrenförmigen Gehäuses schräg erstreckt. Selbst eine solche Ausgestaltung erfordert allerdings noch immer einen langen Anschlussstutzen, was die Verkleinerung der Einrichtung behindert.
  • In Patentdokument 2, wird beispielsweise eine Ausgestaltung angenommen, in der eine Abschirmplatte in einem Abgaskanal vorgesehen ist, um dabei eine Wirbelströmung zu erzeugen, und das flüssige Reduktionsmittel wird an einem Abschnitt eingespritzt, an dem die Wirbelströmung erzeugt wird, so dass das flüssige Reduktionsmittel wirksam selbst bei einer kurzen Entfernung verdampft (dispergiert) wird. In diesem Fall muss die Einspritzöffnung des flüssigen Reduktionsmittels jedoch an dem Abschnitt vorgesehen sein, an dem die Wirbelströmung erzeugt werden soll. Das heißt, es kann eine andere Position der Einspritzöffnung erforderlich sein als herkömmlich. Dies kann Konstruktionsänderungen nicht nur der Abgasreinigungseinrichtung, sondern auch einer peripheren Ausgestaltung zum Einspritzen des flüssigen Reduktionsmittels notwendig machen.
  • Es ist wünschenswert, eine Abgasreinigungseinrichtung bereitzustellen, die ein höheres Maß sowohl der Montierbarkeit an Fahrzeugen, als auch der Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung erzielen kann.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABEN
  • Gemäß einem Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung eine Abgasreinigungseinrichtung, die in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Die Abgasreinigungseinrichtung umfasst ein Gehäuse, in das ein Abgas strömt, und einen Katalysator, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, und der die Reduktionsbehandlung des Abgases durch Verbrauchen eines Reduktionsmittels, das dem Gehäuse zugeführt wird, ausführt. Überdies umfasst die Abgasreinigungseinrichtung der vorliegenden Erfindung innerhalb des Gehäuses ein einen Strömungspfad bildendes Element, das in einem Raum angeordnet ist, der sich von einer Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu einer Position, in der der Katalysator angeordnet ist, erstreckt, und das einen Strömungspfad für das Abgas in dem Raum bildet. Das Reduktionsmittel kann ein flüssiges Reduktionsmittel sein.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung strömt das Abgas (insbesondere das Mischgas, welches das Abgas und das Reduktionsmittel enthält) in dem Raum, der sich von der Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, bis zu dem Katalysator erstreckt, nicht direkt von der Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu dem Katalysator, sondern strömt entlang dem Strömungspfad, der von dem den Strömungspfad bildenden Element gebildet wird, um den Katalysator zu erreichen. Verglichen mit einem Fall, in dem das den Strömungspfad bildende Element nicht vorgesehen ist, können in diesem Fall ein Zeitraum und eine Pfadlänge vergrößert werden, über die das Mischgas, das das Abgas und das Reduktionsmittel enthält, von der Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu dem Katalysator strömt. Folglich sind mehr Zeit und die längere Pfadlänge gewährleistet, um das Reduktionsmittel im Abgas zu dispergieren, und eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels kann weiter erleichtert werden.
  • Auf diese Weise ist eine längere Strömungspfadlänge (Pfadlänge) des Abgases gewährleistet, ohne dass der Strömungspfad für das Abgas beispielsweise durch Bereitstellen eines längeren Gehäuses verlängert wird, und somit kann eine gleichförmige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert werden, um somit schließlich eine Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung des Abgases durch den Katalysator zu verbessern.
  • Insbesondere kann gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das den Strömungspfad bildende Element ausgestaltet sein, in dem Raum einen Teil eines Pfades, der sich von der Position erstreckt, in dem das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu der Position, in dem der Katalysator angeordnet ist, zu blockieren.
  • Dies ermöglicht es, die Strömungspfadlänge des Abgases durch eine zusätzliche Länge zu vergrößern, verursacht dadurch, dass eine Strömung des Abgases an einem blockierten Abschnitt unterbrochen ist, und dadurch, dass das Abgas eine dahinterliegende Seite erreicht, nachdem es zu einem nicht blockierten Abschnitt geströmt ist.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das den Strömungspfad bildende Element einen hervorstehenden Abschnitt umfassen, der die Strömung des Abgases trennt.
  • Dies ermöglicht es, das Mischen des Abgases und des Reduktionsmittels weiter zu erleichtern, wenn die Strömung des Abgases separiert ist, verglichen mit einem Fall, in dem die Strömung des Abgases in eine Richtung erfolgt. Das heißt, die gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels wird weiter erleichtert, und die Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung des Abgases durch den Katalysator kann verbessert werden.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das den Strömungspfad bildende Element ausgestaltet sein, einen Verbindungsabschnitt zu bilden, an dem das Abgas, das separat geströmt ist, hinzukommt.
  • Mit einer solchen Ausgestaltung kommt das Abgas, das separat geströmt ist, an dem Verbindungsabschnitt hinzu und wird gemischt, und somit kann das Mischen des Abgases und des Reduktionsmittels weiter erleichtert werden. Auf diese Weise kann die gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels weiter erleichtert werden, um dadurch eine verbesserte Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung des Abgases durch den Katalysator zu ermöglichen, wie zuvor beschrieben.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung eine Abgasreinigungseinrichtung, die Folgendes umfasst: einen Katalysator; ein Gehäuse, das den Katalysator enthält und das einen Abgasströmungspfad bildet, um einem Abgas, das eingeströmt ist, zu ermöglichen, durch den Katalysator zu gelangen und dann abgegeben zu werden; und ein einen Strömungspfad bildendes Element, das dem Katalysator innerhalb des Gehäuses vorgeschaltet ist, und das einen Einströmraum, der ein Raum ist, in den das Abgas strömt, das dazu gebracht wird, durch den Katalysator zu gelangen, in einen vorgelagerten Raum und einen nachgelagerten Raum separiert. Das den Strömungspfad bildende Element umfasst: mindestens einen Öffnungsabschnitt, der die Kommunikation zwischen dem vorgelagerten Raum und dem nachgelagerten Raum erlaubt, und der einen Durchgang bildet, durch den das Abgas, das in den vorgelagerten Raum geströmt ist, zu dem nachgelagerten Raum strömt; und eine Führungsfläche, die das Abgas, das in den vorgelagerten Raum geströmt ist, zu dem Öffnungsabschnitt führt, derart, dass eine Strömungsrichtung des Abgases geändert wird.
  • Mit einer solchen Ausgestaltung wird das Abgas, das in den vorgelagerten Raum in den Einströmraum geströmt ist, zu dem Öffnungsabschnitt derart geführt, dass die Strömungsrichtung des Abgases geändert wird, und strömt von dem Öffnungsabschnitt des nachgelagerten Raums (und zu dem Katalysator). Das heißt, ein Freiheitsgrad des Pfads für das Abgas, das heißt, woher das Abgas in den Einströmraum zu dem Katalysator strömt, wird von dem Öffnungsabschnitt begrenzt und überdies wird das Abgas derart geführt, dass die Strömungsrichtung des Abgases während des Prozesses geändert wird, wodurch das Abgas in den Öffnungsabschnitt geführt wird. Somit können der Zeitraum und die Pfadlänge, über die das Abgas zu dem Katalysator strömt, weiter vergrößert werden. Zusätzlich wird die Dispersion des Abgases erleichtert. Dadurch können, beispielsweise wenn das gemischte Gas, welches das Abgas und das Reduktionsmittel enthält, in den Einströmraum strömt, eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert werden. Das Reduktionsmittel kann eines sein, das das Abgas durch Reaktion mit dem Katalysator reduziert.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt kann die Führungsfläche ausgestaltet sein, das Abgas, das in den vorgelagerten Raum geströmt ist, zu dem Öffnungsabschnitt zu führen, so dass das Abgas separiert und über eine Vielzahl von Wegen geführt wird. Dadurch, dass das Abgas separiert und über die Vielzahl von Wegen zu dem Öffnungsabschnitt geführt wird, wird die Dispersion des Abgases erleichtert. Somit kann beispielsweise, wenn das Mischgas, welches das Abgas und das Reduktionsmittel enthält, in den Einströmraum strömt, eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert werden. Entsprechend kann die Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung des Abgases durch den Katalysator verbessert werden.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die Führungsfläche ausgestaltet sein, das Abgas, das separiert worden ist, zu dem Öffnungsabschnitt als einzige Öffnung zu führen.
  • Dadurch, dass das Abgas, das separat geströmt ist, zu dem Abschnitt mit einer einzigen Öffnung geführt wird, kann das Abgas an dem Öffnungsabschnitt gemischt werden. Dies kann das Mischen des Abgases und des Reduktionsmittels weiter erleichtern, beispielsweise wenn das Mischgas, welches das Abgas und das Reduktionsmittel enthält, in den Einströmraum strömt. Beispielsweise wird die gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert. Entsprechend kann die Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung des Abgases durch den Katalysator verbessert werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die Führungsfläche ausgestaltet sein, zu ermöglichen, dass das Abgas, das separiert worden ist, aus unterschiedlichen Richtungen hinzukommt.
  • Wenn das Abgas aus den unterschiedlichen Richtungen hinzukommt, treffen die Strömungen des Abgases an dem Verbindungsabschnitt aufeinander, und somit kann das Mischen des Abgases weiter erleichtert werden, verglichen mit einem Fall, in dem das Abgas aus der gleichen Richtung hinzukommt. Dadurch kann beispielsweise, wenn das Mischgas, welches das Abgas und das Reduktionsmittel enthält, in den Einströmraum strömt, das Mischen des Abgases und des Reduktionsmittels weiter erleichtert werden. Entsprechend kann die Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung des Abgases durch den Katalysator verbessert werden.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die Führungsfläche eine darin gebildete Nut aufweisen, die von einer Seite, an der das Abgas einströmt zu einer Seite, an der der Öffnungsabschnitt vorgesehen ist, durchgängig ist.
  • Überdies kann die Führungsfläche einen darauf gebildeten wulstförmigen Abschnitt aufweisen, der von der Führungsfläche lang und dünn von der Seite, an der das Abgas einströmt, zu der Seite, an der der Öffnungsabschnitt vorgesehen ist, hervorsteht und durchgängig ist.
  • Die Nut und der wulstförmige Abschnitt können beide an der Führungsfläche vorgesehen sein.
  • Dies ermöglicht, dass die Strömung des Abgases von der Nut und/oder dem wulstförmigen Abschnitt geführt werden. In diesem Fall kann das Abgas, das in den vorgelagerten Raum geströmt ist, reibungsloser zu dem nachgelagerten Raum strömen.
  • Die Formen der Pfade der Nut und des wulstförmigen Abschnitts können nach Bedarf gewählt werden, so dass die Strömung des Abgases ein gewünschtes Muster bildet. Abhängig von den Formen der Pfade der Nut und/oder des wulstförmigen Abschnitts, können der Zeitraum und die Pfadlänge, über die das Abgas zu dem Katalysator strömt, vergrößert werden, und somit kann eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels in dem Abgas erleichtert werden.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das den Strömungspfad bildende Element derart vorgesehen sein, dass ein Wandabschnitt, der den vorgelagerten Raum und den nachgelagerten Raum separiert, nicht auf einer Mittelachse des Katalysators positioniert ist.
  • Der Wandabschnitt, der den vorgelagerten Raum und den nachgelagerten Raum separiert, ist im Verhältnis zu dem sichergestellten vorgelagerten Raum näher an dem Katalysator positioniert. Das heißt, der nachgelagerte Raum ist kleiner. In einer Ausgestaltung, in der der Wandabschnitt auf der Mittelachse des Katalysators positioniert ist, ist somit der nachgelagerte Raum weniger einfach auf der Mittelachse des Katalysators sichergestellt. Andererseits ermöglicht die zuvor genannte Ausgestaltung, den nachgelagerten Raum auf der Mittelachse des Katalysators zu maximieren und den Pfad bereitzustellen (zu erzielen), durch den das Abgas zuverlässiger strömt.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann der nachgelagerte Raum so geformt sein, dass er zum Katalysator hin größer wird.
  • Mit einer solchen Ausgestaltung wird der nachgelagerte Raum, in den das Abgas strömen kann, größer, wenn das Abgas näher zum Katalysator kommt, und somit kann das Abgas den Katalysator reibungsloser erreichen.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das den Strömungspfad bildende Element einen ringförmigen Tellerabschnitt umfassen, der so angeordnet ist, dass er einem äußeren Umfangsabschnitt einer Einströmfläche des Katalysators zugewandt ist; und einen hervorstehenden Abschnitt zylindrischer Form, der von einer inneren Kante des ringförmigen Tellerabschnitts zu einer gegenüberliegenden Seite von dem Katalysator hervorsteht. Der Einströmraum kann durch den ringförmigen Tellerabschnitt und den hervorstehenden Abschnitt in den vorgelagerten Raum und den nachgelagerten Raum abgeteilt sein, und mindestens ein Teil einer äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts kann als Führungsfläche dienen. Der Öffnungsabschnitt kann in mindestens einem, dem ringförmigen Tellerabschnitt oder dem hervorstehenden Abschnitt, vorgesehen sein.
  • Wenn das Abgas in den vorgelagerten Raum strömt, der durch den ringförmigen Tellerabschnitt und den hervorstehenden Abschnitt abgeteilt ist, trifft das Abgas bei einer solchen Ausgestaltung auf den hervorstehenden Teil und wird entlang mindestens eines Teils der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts (d.h. der Führungsfläche) zu dem Öffnungsabschnitt geführt. Auf diese Weise wird der Pfad erzielt, durch den das Abgas strömt, und die Länge des Pfads, durch den das Abgas strömt, kann dadurch, dass der Einströmraum in den vorgelagerten Raum und den nachgelagerten Raum abgeteilt ist, vergrößert werden. Wenn beispielsweise das Mischgas, das das Abgas und das Reduktionsmittel enthält, in den Einströmraum strömt, können die Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert werden. Überdies kann solch eine ausgezeichnete Wirkung erzielt werden, indem das den Strömungspfad bildende Element eine einfache Form aufweist, umfassend den ringförmigen Tellerabschnitt und den hervorstehenden Abschnitt zylindrischer Form.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann der hervorstehende Abschnitt eine Form aufweisen, die zu einem Vorderende des hervorstehenden Abschnitts graduell schmaler wird.
  • Eine solche Ausgestaltung ermöglicht, dass der nachgelagerte Raum zum Katalysator hin größer wird. In diesem Fall kann das Abgas durch einen größeren Raum strömen, wenn das Abgas näher zum Katalysator gelangt. Mit dieser Ausgestaltung ist zu erwarten, dass das Abgas reibungsloser durch den nachgelagerten Raum zum Katalysator strömt. Zusätzlich kann einer ungleichmäßigen Strömung des Abgases in den Katalysator entgegengewirkt werden.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung können der ringförmige Tellerabschnitt und der hervorstehende Abschnitt des den Strömungspfad bildenden Elements einstückig gebildet sein.
  • Dies kann beispielsweise zu Vorteilen hinsichtlich Herstellungskosten führen. Dies ist auch hinsichtlich der Festigkeit vorteilhaft. Insbesondere kann eine Festigkeitsverringerung vermindert werden und eine ordnungsgemäße Festigkeit kann aufrechterhalten werden.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die Führungsfläche ausgestaltet sein, keine Ebene aufzuweisen, die senkrecht zu einer Einströmrichtung des Abgases in den vorgelagerten Raum ist. Hierbei bezieht sich die Ebene durchgängig auf eine flache Fläche, wobei eine gebogene Fläche und ein linearer Vorsprung nicht von der Fläche umfasst sind. Ein Hauptpunkt ist hierbei, dass die Führungsfläche ausgestaltet ist, keine flache Fläche aufzuweisen, die eine Fläche senkrecht zur Einströmrichtung ist, und die einen spezifizierten Bereich aufweist.
  • Andererseits ist es innerhalb des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung annehmbar, dass die Führungsfläche einen Abschnitt aufweist, der eine Linie senkrecht zur Einströmrichtung des Abgases (einen Vorsprung linearer Form) bildet. Beispielsweise ist es innerhalb des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung annehmbar, dass die Führungsfläche eine gebogene Fläche aufweist, von der nur ein oberer Abschnitt senkrecht zur Einströmrichtung des Abgases ist.
  • Mit der Ausgestaltung, in der die Führungsfläche nicht die Ebene senkrecht zur Einströmrichtung des Abgases in den vorgelagerten Raum aufweist, können unnötige Unterbrechungen der Strömung des Abgases in den vorgelagerten Raum durch die Führungsfläche unterbunden werden. Das heißt, das Abgas kann reibungsloser zu dem nachgelagerten Raum strömen.
  • Gemäß einem anderen Abschnitt der vorliegenden Erfindung kann die Führungsfläche eine gebogene Fläche sein. Dies ermöglicht es dem Abgas, reibungsloser zum nachgelagerten Raum zu strömen, weil das Abgas entlang der gebogenen Fläche geführt wird.
  • Überdies kann mindestens eine Nut oder ein wulstförmiger Abschnitt auf einer Fläche des ringförmigen Tellerabschnitts vorgesehen sein (auf der Fläche des ringförmigen Tellerabschnitts, die einer Fläche gegenüberliegt, die dem äußeren Umfangsabschnitt der Einströmfläche des Katalysators zugewandt ist).
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische grafische Darstellung einer Abgasreinigungseinrichtung einer vorliegenden Ausführungsform.
  • 2A bis 2D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
  • 3A bis 3C sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 1.
  • 4A bis 4D sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 2.
  • 5A bis 5D sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 3.
  • 6A bis 6D sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 4.
  • 7A bis 7D sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 5.
  • 8A bis 8D sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 6.
  • 9A bis 9D sind erklärende grafische Teildarstellungen einer Abgasreinigungseinrichtung des abgewandelten Beispiels 7.
  • 10 ist eine grafische Darstellung, die eine Funktion der Abgasreinigungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
  • 11 ist ein Diagramm, das eine Wirkung der Abgasreinigungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
  • 12A bis 12B sind grafische Darstellungen, die einen Strömungspfad bildende Elemente abgewandelter Beispiele zeigen.
  • 13A bis 13B sind grafische Darstellungen, die einen Strömungspfad bildende Elemente abgewandelter Beispiele zeigen.
  • 14 ist eine grafische Darstellung, die einen Strömungspfad bildendes Element eines modifizierten Beispiels zeigt.
  • ERKLÄRUNG DER BEZUGSZEICHEN
    • 1 ... Abgasreinigungseinrichtung, 2 ... DPF-Einheit, 4 ... SCR-Einheit, 6 ... DOC, 8 ... DPF, 10 ... Gehäuse, 12 ... Einlass, 14 ... Kommunikationsdurchgang, 16 ... SCR, 18 ... SLP, 20 ... Gehäuse, 22 ... Einströmkammer, 23 ... Endabschnitt, 24 ... Innere Umfangsfläche, 26 ... Einspritzdüse, 28 ... Abgasrohr, 30 ... Abgasbohrung, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220 ... Strömungspfad bildendes Element, 103, 123, 143, 203 ... hervorstehender Abschnitt, 108, 128, 148, 188, 208, 228 ... Ausschnittabschnitt.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Patentanmeldung, „Pfad“ und „Strömungspfad” in gleichem Sinne verwendet werden, und „Pfadlänge“ und „Strömungspfadlänge” ebenfalls in gleichem Sinne verwendet werden.
  • [Ausgestaltung der Abgasreinigungseinrichtung]
  • Eine Abgasreinigungseinrichtung 1, gezeigt in 1, die entlang einem Abgaskanal von Abgas angeordnet ist, das von einem Verbrennungsmotor abgegeben wird, wie einem Dieselmotor, der in ein Fahrzeug eingebaut ist, ist eine Einrichtung, die Abgas reinigt. In 1 ist eine Strömung des Abgases in der Abgasreinigungseinrichtung 1 (eine Strömung des Abgases von einem Einlass zu einem Auslass der Abgasreinigungseinrichtung 1) durch Pfeile gezeigt. Die durch die Pfeile gezeigte Strömung ist jedoch nur ein Beispiel. Ein Beispiel ist insbesondere eine Strömung, die von Pfeilen mit gestrichelten Linien von einem den Strömungspfad bildenden Element 100 zu einer SCR 16 gezeigt ist, die beide später beschrieben werden, wobei Strömungen in anderen Formen ebenfalls vorstellbar sind.
  • Die Abgasreinigungseinrichtung 1 umfasst eine DPF(Dieselpartikelfilter)-Einheit 2 und eine SCR (selektive katalytische Reduktions)-Einheit 4.
  • Die DPF-Einheit 2 und die SCR-Einheit 4 sind miteinander über einen Kommunikationsdurchgang 14 gekoppelt.
  • In der Abgasreinigungseinrichtung 1 strömt das Abgas, das von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, zuerst durch einen Einlass 12 in die DPF-Einheit 2. Dann werden in der DPF-Einheit 2 Feststoffpartikel in dem Abgas gebunden und entfernt (verbrannt). Danach strömt das Abgas über den Kommunikationsdurchgang 14 in die SCR-Einheit 4. In der SCR-Einheit 4 werden Stickstoffoxide (NOx) in dem Abgas in Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) abgebaut, die harmlose Bestandteile sind.
  • Die DPF-Einheit 2 umfasst ein Gehäuse 10 einer röhrenförmigen Form (insbesondere einer kreisrunden zylindrischen Form); einen Träger 6, der einen Oxidationskatalysator aufweist (Dieseloxidationskatalysator: Diesel Oxidation Catalyst – DOC) (nachfolgend als DOC 6 bezeichnet); und ein DPF 8. Der DOC 6 und das DPF 8 sind im Gehäuse 10 enthalten, und der DOC 6 ist vorgelagert dem DPF 8 in dem Abgaskanal angeordnet.
  • Der DOC 6 verursacht eine Oxidationsreaktion überschüssigen Kraftstoffs in dem Abgas. In einem Beispiel wird dieser überschüssige Kraftstoff durch Nacheinspritzung (zusätzliche Einspritzung nach einem Verbrennungsschritt) in dem Verbrennungsmotor bewirkt. Eine Temperatur in dem Abgaskanal kann durch Reaktionswärme erhöht sein, die durch die Oxidationsreaktion erzeugt wird.
  • Das DPF 8 ist ein Filter, das die Feststoffpartikel im Abgas filtert, aus porösem keramischen Material besteht und eine gitterförmige Struktur mit vielen Poren aufweist. Bei den Poren handelt es sich um Poren, die sich an einer Endfläche an einer Einlassseite (vorgelagerte Seite) öffnen und die an der Endfläche an einer Auslassseite (nachgelagerte Seite) geschlossen sind, und um Poren, die an der Endfläche an der Einlassseite geschlossen sind und die sich an der Endfläche an der Auslassseite öffnen, wobei die Poren wechselweise vorgesehen sind.
  • Das Abgas strömt in das DPF 8 durch die Poren, die sich an der Endfläche an der Einlassseite des DPF 8 öffnen, dringt durch Begrenzungswände der Poren und strömt durch die Poren, die sich an der Endfläche an der Auslassseite (nachgelagerte Seite) öffnen, hinaus zu der nachgelagerten Seite. Während das Abgas durch die Begrenzungswände dringt, werden die Feststoffpartikel in dem Abgas gebunden und innerhalb des DPF 8 angesammelt.
  • In der DPF-Einheit 2 wird eine angesammelte Menge der Feststoffpartikel in der DPF 8 von einem nicht gezeigten Sensor erfasst. Die DPF-Einheit 2 ist derart ausgestaltet, dass, wenn auf der Grundlage eines Werts, der vom Sensor erfasst wurde, bestimmt wird, dass die angesammelte Menge der Feststoffpartikel eine vorgegebene Menge erreicht oder überschreitet, die Temperatur in dem Abgaskanal erhöht wird. Auf diese Weise werden die Feststoffpartikel verbrannt und entfernt.
  • Die SCR-Einheit 4 umfasst ein Gehäuse 20 einer röhrenförmigen Form (insbesondere einer kreisrunden zylindrischen Form); einen Träger 16, umfassend einen selektiven Reduktionskatalysator (Selective Catalytic Reduction – SCR) (nachfolgend als SCR 16 bezeichnet); und einen Träger 18, umfassend einen Oxidationskatalysator zum Abbauen von überschüssigem Ammoniak (Surplus Ammonia – SLP) (nachfolgend bezeichnet als SLP 18). Die SCR 16 und der SLP 18 sind in dem Gehäuse 20 enthalten, und die SCR 16 ist dem SLP 18 im Abgaskanal vorgelagert.
  • Der selektive Reduktionskatalysator (SCR) ist insbesondere ein Katalysator, der NOx, das im Abgas enthalten ist, in Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) abbaut, indem er eine Reduktionsreaktion mit Ammoniak (NH3) verursacht, das durch den Abbau eines flüssigen Reduktionsmittels (später beschrieben) erzeugt wird. Der Oxidationskatalysator zum Abbauen des überschüssigen Ammoniaks (SLP) ist insbesondere ein Oxidationskatalysator, der überschüssiges Ammoniak abbaut, das nicht in der SCR 16 verwendet wird.
  • An der nachgelagerten Seite der SCR-Einheit 4 ist ein Abgasrohr 28 vorgesehen. Das Abgasrohr 28 weist Abgaslöcher 30 auf, die in großer Anzahl gebildet sind. Das Abgas, das durch die SCR 16 und den SLP 18 gelangt ist, strömt durch die Abgaslöcher 30 in das Abgasrohr 28 und wird von dem Abgasrohr 28 abgegeben.
  • Eine Einströmkammer 22 ist an der vorgelagerten Seite der SCR-Einheit 4 vorgesehen (vorgelagert der SCR 16). Überdies ist die Abgasreinigungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass das den Strömungspfad bildende Element 100 in der Einströmkammer 22 angeordnet ist, wie später beschrieben wird.
  • Der Kommunikationsdurchgang 14 weist eine Einspritzdüse 26 auf, die angeordnet ist, das flüssige Reduktionsmittel in den Kommunikationsdurchgang 14 (beispielsweise in das Abgas) einzuspritzen. Beispielsweise kann eine Harnstofflösung als flüssiges Reduktionsmittel verwendet werden. Das flüssige Reduktionsmittel, das von der Einspritzdüse 26 eingespritzt wird, wird in dem Abgas dispergiert, verdampft und nach der Reaktion mit Bestandteilen des Abgases in Ammoniak (NH3) und so weiter abgebaut.
  • [Struktur des den Strömungspfad bildenden Elements]
  • Mit Bezug auf 2A bis 2D wird eine Erklärung hinsichtlich der Abgasreinigungseinrichtung 1 gegeben, in der das den Strömungspfad bildende Element 100 als ein Beispiel zur Anwendung kommt.
  • 2A ist eine grafische Darstellung eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4. 2B ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie IIB-IIB in 2A. 2C ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie IIC-IIC in 2A. 2D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 100.
  • Wie in 2A bis 2C gezeigt, ist das den Strömungspfad bildende Element 100 in der SCR-Einheit 4 vorgesehen. Insbesondere, wie in 2B gezeigt, ist das den Strömungspfad bildende Element 100 in der Einströmkammer 22 innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet. Die Einströmkammer 22 ist Teil eines Raums (eines Abgaspfads), der sich von einer Position erstreckt, in der das flüssige Reduktionsmittel in die SCR 16 eingespritzt wird. Die Einströmkammer 22 ist durch das den Strömungspfad bildende Element 100 in einen vorgelagerten Raum und einen nachgelagerten Raum abgeteilt.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 100 umfasst einen ringförmigen Tellerabschnitt 101, der in einer ringähnlichen Form gebildet ist; und einen hervorstehenden Abschnitt 103 einer ungefähr zylindrischen Form, der von einer inneren Kante des ringförmigen Tellerabschnitts 101 zu einem Endabschnitt 23 an der vorgelagerten Seite des Gehäuses 20 hervorsteht (beispielsweise zu einer gegenüberliegenden Seite von der SCR 16). Der ringförmige Tellerabschnitt 101 ist so angeordnet, dass er einem äußeren Umfangsabschnitt einer Einströmfläche der SCR 16 zugewandt ist.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 100 weist einen Ausschnittabschnitt 108 auf, der durch Ausschneiden eines Bereichs eines vorgegebenen Winkels α (siehe 2C) an einem Teilstück gebildet ist, das senkrecht zu einer axialen Richtung des Gehäuses 20 ist. Der Ausschnittabschnitt 108 wird ein Durchgang, durch den das Abgas, das in den vorgelagerten Raum geströmt ist, in den nachgelagerten Raum strömt.
  • Vorgesehen an einem äußeren Umfang des ringförmigen Tellerabschnitts 101 ist ein Kantenabschnitt 102, der über den gesamten äußeren Umfang gebildet ist. Der Kantenabschnitt 102 steht zu der gleichen Seite hervor, zu der der hervorstehende Abschnitt 103 hervorsteht.
  • Eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Tellerabschnitt 101 und dem Kantenabschnitt 102 (beispielsweise eine Ecke zwischen dem ringförmigen Kantenabschnitt 101 und dem Kantenabschnitt 102) ist abgerundet. Das heißt, die Verbindung weist eine gebogene Form auf.
  • Überdies ist der ringförmige Tellerabschnitt 101 gebogen, in einer Verbindung mit dem hervorstehenden Abschnitt 103, so dass er graduell zu dem hervorstehenden Abschnitt 103 ansteigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der ringförmige Tellerabschnitt 101 durchgängig mit dem hervorstehenden Abschnitt 103 (siehe beispielsweise Teilstücke 108a des Ausschnittabschnitts 108 in 2D).
  • Eine Kontur des hervorstehenden Abschnitts 103 ist so geformt, dass er sich graduell verjüngt (weist eine verjüngte Form auf). Beispielsweise weist der hervorstehenden Abschnitt 103 eine Form auf, die graduell zu einem Vorderende des hervorstehenden Teils 103 schmaler wird. Das heißt, der nachgelagerte Raum ist so geformt, dass er zum Katalysator hin größer wird. Der hervorstehende Abschnitt 103 weist einen oberen Abschnitt 105 einer kreisrunden Form auf, der an einem Ende einer hervorstehenden Seite des hervorstehenden Abschnitts 103 gebildet ist. Eine Fläche des oberen Abschnitts 105 weist eine flache Form auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Abschnitt 105 parallel zu einem flachen Abschnitt des ringförmigen Tellerabschnitts 101.
  • Da die Kontur des hervorstehenden Abschnitts 103 wie zuvor beschrieben die verjüngte Form aufweist, ist ein Durchmesser einer kreisrunden Kante 104, die eine Verbindung zwischen dem hervorstehenden Abschnitt 103 und dem ringförmigen Tellerabschnitt 101 ist, größer als der des oberen Abschnitts 105, wie in 2D gesehen werden kann.
  • Der obere Abschnitt 105 weist eine Bohrung 107 auf, die darin gebildet ist. Die Bohrung 107 ist durchgängig mit dem Ausschnittabschnitt 108.
  • Wie in der Schnittansicht entlang der Linie IIC-IIC von 2C zu sehen ist, ist der hervorstehende Abschnitt 103 in dem das Strömungspfad bildenden Element 100 nicht exzentrisch in Bezug auf den ringförmigen Tellerabschnitt 101, und der hervorstehende Abschnitt 103 und der ringförmige Tellerabschnitt 101 sind konzentrisch zueinander vorgesehen. Insbesondere sind die kreisrunde Kante 104, der obere Abschnitt 105 und die Bohrung 107 konzentrisch zu dem ringförmigen Tellerabschnitt 101 vorgesehen. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass sie auf strikte Weise konzentrisch zueinander vorgesehen sind. Beispielsweise können mindestens zwei, die kreisrunde Kante 104, der obere Abschnitt 105, die Bohrung 107 oder der ringförmige Tellerabschnitt 101 exzentrisch zueinander sein. Wahlweise können alle von ihnen exzentrisch zueinander sein.
  • Wie in 2C gezeigt, ist das den Strömungspfad bildende Element 100 innerhalb des Gehäuses 20 so angeordnet, dass eine Mitte O’ des den Strömungspfad bildenden Elements 100 (die Mitte O’ als eine Mitte der kreisrunden Form) und eine Mitte O des Gehäuses 20 (die Mitte O als ein Punkt, durch den eine längsseitige Mittelachse verläuft) miteinander zusammenfallen.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 100 ist derart gebildet, dass es innerhalb des Gehäuses 20 eingepasst ist, während es eine innere Fläche des Gehäuses 20 berührt, ohne dass ein Spalt zurückbleibt (siehe beispielsweise 2B und 2C). Insbesondere ist das den Strömungspfad bildende Element 100 derart angeordnet, dass der Kantenabschnitt 102 in dichtem Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 ist, und derart, dass der obere Abschnitt 105 in dichtem Kontakt mit dem Endabschnitt 23 der vorgelagerten Seite der Einströmkammer 22 ist. Das heißt, das den ein Strömungspfad bildende Element 100 ist so gebildet, dass ein Wandabschnitt, der den vorgelagerten Raum von dem nachgelagerten Raum trennt, sich nicht auf einer Mittelachse der SCR 16 befindet.
  • Überdies ist das den Strömungspfad bildende Element 100 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 108 in einer Umfangsrichtung der Einströmkammer 22 am weitesten von einem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt positioniert ist (siehe beispielsweise 2C). Beispielsweise ist das den Strömungspfad bildende Element 100 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 108 und der Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 um 180° in Umfangsrichtung über die Mitte O gegenüberliegend voneinander positioniert sind.
  • Auf diese Weise wird ein Raum (Strömungspfad) durch den das Abgas strömt, von dem ringförmigen Tellerabschnitt 101, dem Kantenabschnitt 102, dem hervorstehenden Abschnitt 103, dem oberen Abschnitt 105 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet.
  • In der Einströmkammer 22 strömt das Abgas von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 in die Einströmkammer 22 und strömt durch den Raum (Strömungspfad), der von dem ringförmigen Tellerabschnitt 101, dem Kantenabschnitt 102 und dem hervorstehenden Abschnitt 103 des den Strömungspfad bildenden Elements 100 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet wird, derart, dass es um den hervorstehenden Abschnitt 103 herum gelangt. Dann strömt das Abgas über den Ausschnittabschnitt 108 zur nachgelagerten Seite (zu der SCR 16).
  • Das den Strömungspfad bildende Element 100 wird beispielsweise durch Tiefziehen einer Metallplatte hergestellt. Beispielsweise werden der ringförmige Tellerabschnitt 101, der Kantenabschnitt 102, der hervorstehende Abschnitt 103 und der obere Abschnitt 105 einstückig gebildet.
  • Funktionen und Wirkungen der Abgasreinigungsanlage 1, umfassend das zuvor beschriebene den Strömungspfad bildende Element 100, werden später beschrieben.
  • In der vorliegenden Ausführungsform meint „Pfad“ (Strömungspfad) einen Pfad (Strömungspfad), durch den das Abgas strömt. Der „Pfad“ (Strömungspfad) von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 ist Teil des Raums oder der gesamte Raum, der von dem den Strömungspfad bildenden Element 100 und dem Gehäuse 20 gebildet wird. Insbesondere ist ein solcher Pfad (Strömungspfad) Teil des Raums oder der gesamte Raum, der von dem ringförmigen Tellerabschnitt 101, dem Kantenabschnitt 102, dem hervorstehenden Abschnitt 103 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet wird. Überdies ist ein solcher Pfad (Strömungspfad) insbesondere ein Bereich, in dem das Abgas in dem Raum strömen könnte. Überdies meint „Pfadlänge“ (Strömungspfadlänge) eine Länge des Pfads (Strömungspfads), durch den das Abgas strömt.
  • Da es eine unbegrenzte Anzahl von Mustern der Pfade, durch die das Abgas strömt, geben kann, könnte es in diesem Sinne auch eine unbegrenzte Anzahl von Werten der Pfadlängen geben. Beispielhaft kann somit das kürzeste der Muster von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 als der „Pfad“ (Strömungspfad) von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 definiert werden.
  • Wahlweise kann in der Schnittansicht entlang der Linie IIC-IIC von 2C ein Weg, der durch Verbinden von Mittelabschnitten zwischen dem Kantenabschnitt 102 und dem hervorstehenden Abschnitt 103 des den Strömungspfad bildenden Elements 100 in einem Bereich, der sich von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 erstreckt, als der „Pfad“ (Strömungspfad) definiert werden.
  • Wahlweise kann ein Weg, in dem das Abgas am wahrscheinlichsten strömt, der durch Simulation oder Ähnliches bestimmt wird, in dem Bereich, der sich von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 erstreckt, als der „Pfad“ (Strömungspfad) definiert werden.
  • In dieser Hinsicht kann die „Pfadlänge” (Strömungspfad) als die Länge des wie oben definierten „Pfads” (Strömungspfad) definiert werden.
  • (Abgewandeltes Beispiel 1)
  • 3A bis 3C sind grafische Darstellungen, die ein abgewandeltes Beispiel hinsichtlich einer Anordnungsform des den Strömungspfad bildenden Elements 100 zeigen.
  • 3A ist eine grafische Darstellung, die einen Teil eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4 zeigt. 3B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB in 3A. 3C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IIIC-IIIC in 3A.
  • Es wird vorausgesetzt, dass ein den Strömungspfad bildendes Element verwendet wird, welches das gleiche ist, wie das den Strömungspfad bildende Element 100 in den 2A bis 2D. Andererseits ist in dem Beispiel in 3A bis 3C die Anordnungsform des den Strömungspfad bildenden Elements 100 unterschiedlich von der in dem Beispiel in 2A bis 2D.
  • Insbesondere ist in dem Beispiel in 3A bis 3C eine Positionsbeziehung zwischen dem Kommunikationsdurchgang 14 und dem Ausschnittabschnitt 108 unterschiedlich von der in dem Beispiel in 2A bis 2D. Insbesondere ist in dem Beispiel in 2A bis 2D das den Strömungspfad bildende Element 100 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 108 am weitesten von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt ist, wie zuvor beschrieben. Andererseits ist in dem Beispiel in 3A bis 3C das den Strömungspfad bildende Element 100 in solch einem Zustand angeordnet, dass es verglichen mit dem Beispiel in 2A bis 2D um die Mitten O und O’ gedreht ist (siehe beispielsweise 3C). Insbesondere ist in der Schnittansicht entlang der Linie IIIC-IIIC von 3C das den Strömungspfad bildende Element 100 in dem Gehäuse 20 im Uhrzeigersinn um 45° gedreht angebracht. Hinsichtlich der Pfadlänge von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 sind aufgrund einer solchen Anordnung ein Wert für eine Pfadlänge R1 und ein Wert für eine Pfadlänge R2 unterschiedlich voneinander. In diesem Fall trifft R1 < R2 zu.
  • (Abgewandeltes Beispiel 2)
  • 4A bis 4D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung 1, in der ein einen Strömungspfad bildendes Element 120 eines abgewandelten Beispiels zur Anwendung kommt.
  • 4A ist eine grafische Darstellung des Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4. 4B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IVB-IVB in 4A. 4C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IVC-IVC in 4A. 4D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 120.
  • Nachfolgend werden hauptsächlich bedeutendere Abschnitte des den Strömungspfad bildenden Elements 120 erklärt, wobei eine Erklärung einer Struktur, die der Struktur des den Strömungspfad bildenden Elements 100 ähnlich ist, gegebenenfalls ausgelassen wird. Abschnitte des den Strömungspfad bildenden Elements 120, die nicht insbesondere ausführlich erklärt sind, können ähnlich dem den Strömungspfad bildenden Element 100 ausgestaltet sein.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 120 umfasst einen ringförmigen Tellerabschnitt 121 und einen hervorstehenden Abschnitt 123, der von dem ringförmigen Tellerabschnitt 121 zu dem Endabschnitt 23 an der vorgelagerten Seite des Gehäuses 20 hervorsteht.
  • Vorgesehen an einem äußeren Umfang des ringförmigen Tellerabschnitts 121 ist ein Kantenabschnitt 122, der über den gesamten äußeren Umfang gebildet ist. Der Kantenabschnitt 122 steht zu der gleichen Seite hervor, zu der der hervorstehende Abschnitt 123 hervorsteht.
  • Wie in 4C und 4D gezeigt, ist der hervorstehende Abschnitt 123 derart geformt, dass eine Form einer äußeren Kante, die von einer Seitenwand 129 gebildet ist, eine dreieckige Form ist. In der Schnittansicht entlang der Linie IVC-IVC von 4C ist der Schwerpunkt der dreieckigen Form, die den hervorstehenden Abschnitt 123 bildet, durch ein Symbol G gekennzeichnet.
  • Vorgesehen an einem Ende des hervorstehenden Teils 123 an einer hervorstehenden Seite davon ist ein oberer Abschnitt 125 einer dreieckigen Form entsprechend der dreieckigen Form, die den hervorstehenden Abschnitt 123 bildet. Eine Fläche des oberen Abschnitts 125 weist eine flache Form auf, so dass sie in der Lage ist, in engem Kontakt mit dem Endabschnitt 23 an der vorgelagerten Seite des Gehäuses 20 zu sein.
  • Eine Verbindung zwischen der Seitenwand 129 des hervorstehenden Abschnitts 123 und des oberen Abschnitts 125 ist abgerundet, um dadurch einen gebogenen Abschnitt 126 zu bilden. Beispielsweise sind die Seitenwand 129 des hervorstehenden Abschnitts 123 und des oberen Abschnitts 125 auf gebogene Weise über den gebogenen Abschnitt 126 durchgängig miteinander.
  • Der obere Abschnitt 125 weist eine Bohrung 127 einer darin gebildeten dreieckigen Form 125 auf. Die Bohrung 127 ist mit einem Ausschnittabschnitt 128 durchgängig, der später beschrieben wird.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 120 weist den Ausschnittabschnitt 128 auf, der darin gebildet ist. Der Ausschnittabschnitt 128 ist derart geformt, dass eine Breite eines Ausschnitts vom Schwerpunkt G der dreieckigen Form, die den hervorstehenden Abschnitt 123 bildet nach außen größer wird (siehe beispielsweise 4C). Insbesondere ist der Ausschnittabschnitt 128 derart geformt, dass Teilstücke 128a des Ausschnittabschnitts 128 graduell von dem oberen Abschnitt 125 zu dem Kantenabschnitt 122, der außerhalb des oberen Abschnitts 125 liegt, weiter voneinander entfernt sind.
  • In dem vorliegenden Beispiel ist das den Strömungspfad bildende Element 120 innerhalb des Gehäuses 20 derart angeordnet, dass der Schwerpunkt G der dreieckigen Form, die den hervorstehenden Abschnitt 123 bildet, mit der Mitte O des Gehäuses 20 (und der Mitte O‘ der kreisrunden Form, die das den Strömungspfad bildende Element 100 bildet) zusammenfällt (siehe beispielsweise 4C).
  • Überdies ist das den Strömungspfad bildende Element 120 in der Einströmkammer 22 so angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 128 am weitesten von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt positioniert ist (siehe beispielsweise 4C). Beispielsweise ist das den Strömungspfad bildende Element 120 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 128 und der Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 um 180° in einer Umfangsrichtung über die Mitte O gegenüber voneinander positioniert sind.
  • Auf diese Weise wird durch den ringförmigen Tellerabschnitt 121, den Kantenabschnitt 122, den hervorstehenden Abschnitt 123, den oberen Abschnitt 125 und den Endabschnitt 23 und die innere Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 ein Raum (Strömungspfad) gebildet, durch den das Abgas strömt.
  • Das Abgas strömt durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20, strömt zum Ausschnittabschnitt 128 derart, dass es um den hervorstehenden Abschnitt 123 herum gelangt und strömt dann zur nachgelagerten Seite (zur SCR 16).
  • (Abgewandeltes Beispiel 3)
  • 5A bis 5D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung 1, in der ein den Strömungspfad bildendes Element 140 eines abgewandelten Beispiels zur Anwendung kommt.
  • 5A ist eine grafische Darstellung, die einen Teil eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4 zeigt. 5B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VB-VB in 5A. 5C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VC-VC in 5A. 5D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 140.
  • Nachfolgend werden hauptsächlich bedeutendere Abschnitte des den Strömungspfad bildenden Elements 140 erklärt, wobei eine Erklärung einer Struktur, die der Struktur des den Strömungspfad bildenden Elements 100 ähnlich ist, gegebenenfalls ausgelassen wird. Abschnitte des den Strömungspfad bildenden Elements 140, die nicht insbesondere ausführlich erklärt sind, können ähnlich dem den Strömungspfad bildenden Element 100 ausgestaltet sein.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 140 umfasst einen ringförmigen Tellerabschnitt 141 und einen hervorstehenden Abschnitt 143, der von dem ringförmigen Tellerabschnitt 141 zu dem Endabschnitt 23 an der vorgelagerten Seite des Gehäuses 20 hervorsteht.
  • Vorgesehen an einem äußeren Umfang des ringförmigen Tellerabschnitts 141 ist ein Kantenabschnitt 142, der über den gesamten äußeren Umfang gebildet ist. Der Kantenabschnitt 142 steht zur gleichen Seite hervor, zu der der hervorstehende Abschnitt 143 hervorsteht.
  • Wie in 5D gezeigt, weist der hervorstehende Abschnitt 143 eine ungefähr zylindrische Form auf, deren Einzelheiten nachfolgend dargelegt sind.
  • Der hervorstehende Abschnitt 143 weist einen oberen Abschnitt 145 kreisrunder Form auf, und der obere Abschnitt 145 weist eine Bohrung 147 einer kreisrunden Form auf, die darin gebildet ist. Die Bohrung 147 ist durchgängig mit einem Ausschnittabschnitt 148, der später beschrieben wird. In dem den Strömungspfad bildenden Element 140 ist der hervorstehende Abschnitt 143 derart gebildet, dass, in einer Pfeilansicht entlang der Linie VC-VC (in der Schnittansicht entlang der Linie VC-VC von 5C) die Mitte O1 der kreisrunden Form, die die Bohrung 147 bildet, exzentrisch in Bezug auf die Mitte O‘ der kreisrunden Form ist, die das den Strömungspfad bildende Element 140 bildet (die Mitte O‘ der kreisrunden Form, die beispielsweise den ringförmigen Tellerabschnitt 141 bildet).
  • Eine Verbindung zwischen einer Seitenwand 149 des hervorstehenden Abschnitts 143 und des oberen Abschnitts 145 ist abgerundet, um dabei einen gebogenen Abschnitt 146 zu bilden. Beispielsweise sind die Seitenwand 149 des hervorstehenden Abschnitts 143 und der obere Abschnitt 145 über den gebogenen Abschnitt 146 auf gebogene Weise durchgängig miteinander.
  • In der Seitenwand 149 des hervorstehenden Abschnitts 143 sind ein Abschnitt, der sich an einer Seite des Ausschnittabschnitts 148 befindet, und der durch ein Symbol S2 (nachfolgend beschrieben als Seitenwandabschnitt S2) gezeigt ist, und ein Abschnitt, der sich um ungefähr 180° in einer Umfangsrichtung an der gegenüberliegenden Seite des Ausschnittabschnitts 148 befindet und der durch ein Symbol S1 gezeigt ist (nachfolgend beschrieben als ein Seitenwandabschnitt S1) in zueinander verschiedenen Winkeln in Bezug zu dem ringförmigen Tellerabschnitt 141 geneigt. Somit sind der Seitenwandabschnitt S1 und der Seitenwandabschnitt S2 voneinander unterschiedlich in der Länge.
  • Der Seitenwandabschnitt S1 weist einen ungefähr senkrechten Winkel in Bezug auf den ringförmigen Tellerabschnitt 141 auf. Andererseits weist der Seitenwandabschnitt S2 einen flacheren Winkel in Bezug zu dem ringförmigen Tellerabschnitt 141 auf als der Seitenwandabschnitt S1. Somit ist eine Länge des Seitenwandabschnitts S1 kürzer als die des Seitenwandabschnitts S2. Umgekehrt ist die Länge des Seitenwandabschnitts S2 länger als die des Seitenwandabschnitts S1.
  • Ein Abstand L1 zwischen dem Seitenwandabschnitt S1 und dem Kantenabschnitt 142 und ein Abstand L2 zwischen dem Seitenwandabschnitt S2 und dem Kantenabschnitt 142 sind ungefähr gleich.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 140 weist den Ausschnittabschnitt 148 auf, der darin gebildet ist. Der Ausschnittabschnitt 148 ist derart geformt, dass eine Breite eines Ausschnitts von der Mitte O‘ der kreisrunden Form, die das den Strömungspfad bildende Element 140 bildet, nach außen größer wird (siehe beispielsweise 5C). Insbesondere ist der Ausschnittabschnitt 148 so geformt, dass Teilstücke 148a des Ausschnittabschnitts 148 graduell von dem oberen Abschnitt 145 zu dem Kantenabschnitt 142, der außerhalb des oberen Abschnitts 145 liegt, weiter voneinander entfernt sind.
  • In dem vorliegenden Beispiel ist das den Strömungspfad bildende Element 140 in der Einströmkammer 22 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 148 am weitesten von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt positioniert ist (siehe beispielsweise 5C). Beispielsweise ist das den Strömungspfad bildende Element 140 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 148 und der Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 um 180° in der Umfangsrichtung über die Mitte O‘ gegenüberliegend voneinander positioniert sind.
  • Auf diese Weise wird ein Raum (Strömungspfad), durch den das Abgas strömt, von dem ringförmigen Tellerabschnitt 141, dem Kantenabschnitt 142, dem hervorstehenden Abschnitt 143, dem oberen Abschnitt 145 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet.
  • Das Abgas strömt durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20, strömt zum Ausschnittabschnitt 148 derart, dass es um den hervorstehenden Abschnitt 143 herum gelangt, und strömt dann zur nachgelagerten Seite (zu der SCR 16).
  • (Abgewandeltes Beispiel 4)
  • 6A bis 6D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung 1, in der ein den Strömungspfad bildendes Element 160 eines abgewandelten Beispiels zur Anwendung kommt.
  • 6A ist eine grafische Darstellung, die einen Teil eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4 zeigt. 6B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIB-VIB in 6A. 6C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIC-VIC in 6A. 6D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 160.
  • In 6A bis 6D sind den gleichen Elementen, wie denen des den Strömungspfad bildenden Elements 100, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen. Nachfolgend wird das den Strömungspfad bildende Element 160 erklärt, wobei der Schwerpunkt auf Unterschieden zu dem den Strömungspfad bildenden Element 100 liegt.
  • Wie in 6D gezeigt, weist das den Strömungspfad bildende Element 160 einen Durchstoßabschnitt 161 auf, umfassend eine Vielzahl kleiner Löcher 162, die neben dem Ausschnittabschnitt 108 an jeder Seite des Ausschnittabschnitts 108 vorgesehen sind.
  • Der Durchstoßabschnitt 161 kann auch nur an einer Seite des Ausschnittabschnitts 108 vorgesehen sein.
  • In dem vorliegenden Beispiel umfassen die zwei Durchstoßabschnitte 161 jeweils acht kleine Löcher 162; die Anzahl der kleinen Löcher 162, eine Stelle, an der die kleinen Löcher 162 vorgesehen sind, eine Größe (Durchmesser) der kleinen Löcher 162 und ein Abstand von dem Ausschnittabschnitt 108 zu den kleinen Löchern 162 sind nicht beschränkt.
  • In dem vorliegenden Beispiel ist das den Strömungspfad bildende Element 160 in der Einströmkammer 22 so angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 108 am weitesten von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt positioniert ist (siehe beispielsweise 6C). Beispielsweise ist das den Strömungspfad bildende Element 160 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 108 und der Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 um 180° in einer Umfangsrichtung über die Mitte O gegenüberliegend voneinander positioniert sind.
  • Wie zuvor beschrieben, wird ein Raum (Strömungspfad), durch den das Abgas strömt, von dem ringförmigen Tellerabschnitt 101, dem Kantenabschnitt 102, dem hervorstehenden Abschnitt 103, dem oberen Abschnitt 105 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet. Andererseits strömt das Abgas nicht nur über den Ausschnittabschnitt 108, sondern auch über die kleinen Löcher 162 des Durchstoßabschnitts 161 zur nachgelagerten Seite (zu der SCR 16).
  • (Abgewandeltes Beispiel 5)
  • 7A bis 7D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung 1, in der ein den Strömungspfad bildendes Element 180 eines abgewandelten Beispiels zur Anwendung kommt.
  • 7A ist eine grafische Darstellung, die einen Teil eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4 zeigt. 7B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIIB-VIIB in 7A. 7C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIIC-VIIC in 7A. 7D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 180.
  • In 7A bis 7D sind den gleichen Elementen wie denen des den Strömungspfad bildenden Elements 100 die gleichen Bezugszeichen zugewiesen. Nachfolgend wird das den Strömungspfad bildende Element 180 erklärt, wobei der Schwerpunkt auf Unterschieden zu dem den Strömungspfad bildenden Element 100 liegt.
  • Wie in 7C und 7D gezeigt, weist das den Strömungspfad bildende Element 180 einen Ausschnittabschnitt 188 auf, der breiter gebildet ist als der Ausschnittabschnitt 108. Insbesondere wird, wie in 7C gezeigt, der Ausschnittabschnitt 188 durch Ausschneiden eines Bereichs eines vorgegebenen Winkels β (β > α) gebildet.
  • Teilstücke 188a des Ausschnittabschnitts 188 sind von dem oberen Abschnitt 105 zu dem Kantenabschnitt 102, der außerhalb des oberen Abschnitts 105 liegt, graduell weiter voneinander beanstandet.
  • In dem vorliegenden Beispiel ist das den Strömungspfad bildende Element 180 in der Einströmkammer 22 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 188 am weitesten von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt positioniert ist (siehe beispielsweise 6C). Beispielsweise ist das den Strömungspfad bildende Element 180 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 188 und der Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 um 180° in Umfangsrichtung über die Mitte O gegenüberliegend voneinander positioniert sind.
  • Auf diese Weise wird durch den ringförmigen Tellerabschnitt 101, den Kantenabschnitt 102, den hervorstehenden Abschnitt 103, den oberen Abschnitt 105 und den Endabschnitt 23 und die innere Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 ein Raum (Strömungspfad) gebildet, durch den das Abgas strömt. Insbesondere strömt das Abgas durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20, strömt zu dem Ausschnittabschnitt 188 derart, dass es um den hervorstehenden Abschnitt 103 herum gelangt und strömt dann zu der nachgelagerten Seite (zu der SCR 16).
  • (Abgewandeltes Beispiel 6)
  • 8A bis 8D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung 1, in der ein den Strömungspfad bildendes Element 200 eines abgewandelten Beispiels zur Anwendung kommt.
  • 8A ist eine grafische Darstellung, die einen Teil eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4 zeigt. 8B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIIIB-VIIIB in 8A. 8C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIIIC-VIIIC in 8A. 8D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 200.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 200 umfasst einen ringförmigen Tellerabschnitt 201 und einen hervorstehenden Abschnitt 203, der von dem ringförmigen Tellerabschnitt 201 zu dem Endabschnitt 23 an der vorgelagerten Seite des Gehäuses 20 hervorsteht.
  • Vorgesehen an einem äußeren Umfang des ringförmigen Tellerabschnitts 201 ist ein Kantenabschnitt 202, der über den gesamten äußeren Umfang als ein Abschnitt gebildet ist, der etwas von dem ringförmigen Tellerabschnitt 201 erhaben ist. Ein äußerster Umfang des Kantenabschnitts 102 kann in engem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 sein.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 200 weist eine Verlängerungswand 210 auf, die derart gebildet ist, dass sie mit dem hervorstehenden Abschnitt 203 durchgängig ist (so, dass sie mit einer Seitenwand 209 des hervorstehenden Abschnitts 203 durchgängig ist). Die Verlängerungswand 210 weist die gleiche Höhe auf wie der hervorstehende Abschnitt 203 und ist so vorgesehen, dass sie auf dem ringförmigen Tellerabschnitt 201 zwischen dem hervorstehenden Abschnitt 203 und dem Kantenabschnitt 202 steht.
  • Der hervorstehende Abschnitt 203 weist einen oberen Abschnitt 205 einer kreisrunden Form auf, der an einem Ende der hervorstehenden Seite des hervorstehenden Abschnitts 203 gebildet ist, und der obere Abschnitt 205 weist eine darin gebildete Bohrung 207 einer kreisrunden Form auf. Die Bohrung 207 ist durchgängig mit einem Ausschnittabschnitt 208, der später beschrieben wird. Eine Fläche, die den oberen Abschnitt 205 bildet, erstreckt sich zu der Verlängerungswand 210. Hier kann der obere Abschnitt 205 so ausgelegt werden, dass er einen oberen Abschnitt der Verlängerungswand 210 umfasst.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 200 weist den darin gebildeten Ausschnittabschnitt 208 auf. In diesem den Strömungspfad bildenden Element 200 wird eine Seite des Ausschnittabschnitts 208 von der Verlängerungswand 210 bestimmt. Beispielsweise ist ein Abschnitt zwischen der Verlängerungswand 210 und einem Teilstück 208a als der Ausschnittabschnitt 208 gebildet.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 200 ist innerhalb des Gehäuses 20 derart angebracht, dass das Abgas, das durch den Kommunikationsdurchgang 14 geströmt ist, direkt auf die Verlängerungswand 210 oder auf die Nachbarschaft der Verlängerungswand 210 trifft (siehe 8C). In einem solchen Zustand ist der obere Abschnitt 205 in engem Kontakt mit dem Endabschnitt 23 der vorgelagerten Seite des Gehäuses 20, und ein äußerer Umfang des Kantenabschnitts 202 ist in engem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20.
  • Auf diese Weise wird von dem ringförmigen Tellerabschnitt 201, dem Kantenabschnitt 202, dem hervorstehenden Abschnitt 203, dem oberen Abschnitt 205, der Verlängerungswand 210 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 ein Raum (Strömungspfad) gebildet, durch den das Abgas strömt. Insbesondere strömt das Abgas durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20 und strömt zu dem Ausschnittabschnitt 208 derart, dass es durch Regulierung der Strömung in eine Richtung durch die Verlängerungswand 210 fast eine Umdrehung um den hervorstehenden Abschnitt 203 macht. Dann strömt das Abgas zu der nachgelagerten Seite (zu der SCR 16).
  • (Abgewandeltes Beispiel 7)
  • 9A bis 9D sind erklärende grafische Teildarstellungen der Abgasreinigungseinrichtung 1, in der ein den Strömungspfad bildendes Element 220 eines abgewandelten Beispiels zur Anwendung kommt.
  • 9A ist eine grafische Darstellung, die einen Teil eines Erscheinungsbilds der SCR-Einheit 4 zeigt. 9B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IXB-IXB in 9A. 9C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IXC-IXC in 9A. 9D ist eine perspektivische Ansicht des den Strömungspfad bildenden Elements 220.
  • Das den Strömungspfad bildende Element 220 ist ring-förmig geformt, so dass es eine Nut 221 in U-Form aufweist, die zur Mitte der kreisrunden Form konkav gebogen ist. Das den Strömungspfad bildende Element 220 weist an einer äußeren Kante davon einen Kantenabschnitt 222 auf, der sich nach außen aufrichtend über die gesamte Kante gebildet ist.
  • Überdies ist ein Teil des den Strömungspfad bildenden Elements 220 mit einer vorgegebenen Breite ausgeschnitten, um einen Ausschnittabschnitt 228 zu bilden.
  • Das somit ausgestaltete den Strömungspfad bildende Element 220 ist in der Einströmkammer 22 so angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 228 am weitesten von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 entfernt positioniert ist (siehe beispielsweise 9C). Beispielsweise ist das den Strömungspfad bildende Element 220 derart angeordnet, dass der Ausschnittabschnitt 228 und der Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 um 180° in einer Umfangsrichtung über die Mitte O gegenüberliegend voneinander positioniert sind. Beispielsweise ist der Kantenabschnitt 222 in engem Kontakt der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20.
  • Auf diese Weise wird von der Nut 221 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 ein Raum (Strömungspfad) gebildet, durch den das Abgas strömt. Insbesondere strömt das Abgas durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20, strömt durch einen Bereich des konkav gebogenen Abschnitts der Nut 221 zu dem Ausschnittabschnitt 228 und strömt dann zu der nachgelagerten Seite (zu der SCR 16).
  • [Funktionen und Wirkungen der vorliegenden Erfindung]
  • Nachfolgend werden Funktionen und Wirkungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 10 und 11 erklärt.
  • 10 ist eine erklärende grafische Darstellung, die eine Funktion der Abgasreinigungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier wird eine Erklärung zu dem Beispiel des den Strömungspfad bildenden Elements 100 gegeben.
  • 10 zeigt einen Zustand, in dem das den Strömungspfad bildende Element 100 innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet ist. Der Kommunikationsdurchgang 14 ist mit dem Gehäuse 20 verbunden, und die Einspritzdüse 26 zum Einspritzen des flüssigen Reduktionsmittels wird dem Kommunikationsdurchgang 14 bereitgestellt. 10 zeigt auch durch Pfeile eine Strömung des flüssigen Reduktionsmittels (verdampften Reduktionsmittels), das von der Einspritzdüse 26 eingespritzt wird.
  • Die nachfolgende Erklärung in diesem Dokument konzentriert sich auf die Strömung des verdampften Reduktionsmittels (nachfolgend auch einfach als das Reduktionsmittel beschrieben). Es ist unnötig zu erwähnen, dass die Erklärung sich nicht von dem Fall, in dem der Strom des Abgases, das Reduktionsmittel enthält, unterscheidet.
  • Das von der Einspritzdüse 26 eingespritzte Reduktionsmittel strömt zuerst über den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20. Dann strömt das Reduktionsmittel, das in das Gehäuse 20 geströmt ist, durch einen Strömungspfad, der durch das den Strömungspfad bildende Element 100 gebildet wird (der Strömungspfad, der von dem den Strömungspfad bildenden Element 100 und dem Gehäuse 20 gebildet wird) in die Abgasreinigungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung. Insbesondere strömt das Reduktionsmittel durch den Raum, der von dem ringförmigen Tellerabschnitt 101, dem Kantenabschnitt 102, dem hervorstehenden Abschnitt 103 und dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet wird, wie zuvor beschrieben.
  • Zu dem Zeitpunkt trifft das Reduktionsmittel auf den hervorstehenden Abschnitt 103 des den Strömungspfad bildenden Elements 100 und wird derart separiert (verteilt), dass es um den hervorstehenden Abschnitt 103 herum gelangt, wodurch dem Reduktionsmittel ermöglicht wird, entlang einer Seitenwand 109 um den hervorstehenden Abschnitt 103 zu strömen. Dann erreicht das Reduktionsmittel schließlich den Ausschnittabschnitt 108. Das heißt, das Reduktionsmittel wird zu dem Ausschnittabschnitt 108 (einer einzelnen Öffnung) derart geführt, dass eine Strömungsrichtung des Reduktionsmittels von einer äußeren Umfangsfläche (gebogenen Fläche) des hervorstehenden Abschnitts 103 geändert wird, und derart, dass das Reduktionsmittel von anderen Richtungen hinzukommt, nachdem es separiert und über eine Vielzahl von (in diesem Beispiel zwei) Wegen geführt wird.
  • Das Reduktionsmittel, das auf solche Weise geströmt ist, dass es um den hervorstehenden Abschnitt 103 herum gelangt, erreicht einen Abschnitt und trifft auf ihn, an dem der Ausschnittabschnitt 108 angeordnet ist, und strömt gleichzeitig durch den Ausschnittabschnitt 108 zu der nachgelagerten Seite, d.h. zu der SCR 16.
  • Insbesondere strömt das Reduktionsmittel, das auf den Abschnitt getroffen ist, an dem der Ausschnittabschnitt 108 angeordnet ist, über verschiedene Wege zu der SCR 16. Beispielsweise tritt ein Teil des Reduktionsmittels in ein Inneres des hervorstehenden Abschnitts 103 ein (siehe auch 1) und strömt von einem Mittelabschnitt des hervorstehenden Teils 103 (Mittelabschnitt des den Strömungspfad bildenden Elements 100) zu der SCR 16. Beispielsweise strömt das Reduktionsmittel, das zunächst durch den Kommunikationsdurchgang 14 in die Einströmkammer 22 geströmt ist, zurück zu dem Kommunikationsdurchgang 14 und strömt dann zu der SCR 16. Ein anderer Teil des Reduktionsmittels strömt beispielsweise von einem breitesten Teil des Ausschnittabschnitts 108 direkt zu der SCR 16.
  • Aufgrund der Ausgestaltung, in der der hervorstehende Abschnitt 103 eine ungefähr zylindrische Form aufweist (d.h. die Innenseite des hervorstehenden Abschnitts 103 hat eine hohlraumähnliche Form) und die Bohrung 107 und der Ausschnittabschnitt 108 durchgängig miteinander sind, wird das Reduktionsmittel, das auf den Abschnitt getroffen ist, an dem der Ausschnittabschnitt 108 angeordnet ist, in die Lage versetzt, nicht nur in den nachgelagerten Raum des Ausschnittabschnitts 108 zu strömen, sondern auch in das Innere des hervorstehenden Abschnitts 103. Das heißt, es muss ein größerer Raum gewährleistet sein, in dem das Reduktionsmittel dispergiert werden kann. Folglich werden Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels wirksam erleichtert.
  • Der Ausschnittabschnitt 108 entspricht einem Beispiel eines Verbindungsabschnitts der vorliegenden Erfindung. Der Ausschnittabschnitt 108 entspricht auch einem Beispiel eines Öffnungsabschnitts.
  • Wie zuvor beschrieben wird in der vorliegenden Erfindung eine Pfadlänge von einem Abschnitt, in dem das Reduktionsmittel von der Einspritzdüse 26 eingespritzt wird, zu der SCR 16 um eine Länge länger, um die das Reduktionsmittel auf solche Weise strömt, dass es um den hervorstehenden Abschnitt 103 herum gelangt. Insbesondere erreicht das Reduktionsmittel die SCR 16 nicht direkt, nachdem es von der Einspritzdüse 26 eingespritzt worden und in das Gehäuse 20 geströmt ist, sondern das Reduktionsmittel erreicht die SCR 16 über den Ausschnittabschnitt 108 des den Strömungspfad bildenden Elements 100, nachdem es durch den Raum (Strömungspfad) strömt, der durch das den Strömungspfad bildende Element 100 und das Gehäuse 20 gebildet wird. Beispielsweise sind aufgrund des Raums (Strömungspfads), der durch das den Strömungspfad bildende Element 100 und das Gehäuse 20 gebildet wird, mehr Zeit und die längere Pfadlänge gewährleistet, in denen das Abgas die SCR 16 erreicht.
  • Auf diese Weise sind die ausreichende Zeit und Pfadlänge für die Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels gewährleistet. Daher kann das Reduktionsmittel gleichmäßiger in dem Abgas dispergiert werden, und eine Abbaufunktion wird erleichtert. Dies ermöglicht der SCR 16, eine wirksamere Reduktionsbehandlung des NOx in dem Abgas auszuführen.
  • Alles was zu tun ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere, das den Strömungspfad bildende Element 100 innerhalb der Einströmkammer 22 anzuordnen, und somit können die zuvor erwähnten Wirkungen erhalten werden, ohne dass eine andere Struktur der Abgasreinigungseinrichtung 1 geändert wird.
  • Entsprechend kann die Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung von NOx in dem Abgas verbessert werden, ohne dass die Größe der Abgasreinigungseinrichtung 1 geändert wird (ohne dass die Größe der Abgasreinigungseinrichtung 1 vergrößert wird).
  • 11 ist eine grafische Darstellung, die Wirkungen der Abgasreinigungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. 11 ist eine grafische Darstellung, die Ergebnisse des Vergleichs der Wirkungen zwischen einem Beispiel (Beispiel (1)), in dem das den Strömungspfad bildende Element 100 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, und herkömmlichen Beispielen (Beispiele (2) bis (5)), in denen das den Strömungspfad bildende Element der vorliegenden Erfindung nicht vorgesehen ist. Insbesondere ist 11 eine grafische Darstellung, die Ergebnisse des Vergleichs von Massen des verdampften Ammoniaks (Massen gasförmigen Ammoniaks) in dem Fall zeigt, in dem das Reduktionsmittel von der Einspritzdüse 26 eingespritzt wird. Eine Einspritzmenge des Reduktionsmittels ist in allen Beispielen (1) bis (5) die gleiche.
  • In 11 ist die Zeit (Sek.) auf der Abszissenachse aufgetragen und eine Menge Ammoniak (die Masse verdampften Ammoniaks) ist auf der Ordinatenachse aufgetragen. Die Zeit 0 bezieht sich auf eine Zeitgebung des Beginns des Einspritzens des Reduktionsmittels.
  • Beispiele (1) bis (5) sind jeweils angegeben als „420 mm“, „310 mm“, „300 mm“, „290 mm“ und „280 mm“, von denen jedes die Pfadlänge von der Position zeigt, an der das Reduktionsmittel eingespritzt wird, bis zu der SCR 16 (Länge eines Strömungspfads, durch den das Abgas strömt). Hierbei ist der Pfad in jedem der Beispiele (1) bis (5) unter einer allgemeinen Regel definiert, und die Länge des definierten Pfads ist als die Pfadlänge definiert.
  • In Beispiel (1) ist die Pfadlänge 420 mm, was ein größerer Wert ist als in den anderen Beispielen (2) bis (5). Der Grund dafür ist, dass die Pfadlänge um eine Länge erhöht ist, um die das Abgas durch den Raum strömt (Strömungspfad), der von dem den Strömungspfad bildenden Element 100 und dem Gehäuse 20 gebildet wird.
  • Mit Bezug auf 11 wird zunächst befunden, dass in allen Beispielen (1) bis (5) die Masse des gasförmigen Ammoniaks unverzüglich erhöht wird, nachdem das Reduktionsmittel eingespritzt worden ist. Das heißt, nach dem Einspritzen des Reduktionsmittels wird das Reduktionsmittel dispergiert und verdampft, um das gasförmige Ammoniak zu erzeugen.
  • Insbesondere in den Beispielen (3) bis (5) ist jedoch die Masse des gasförmigen Ammoniaks kleiner im Wert als in Beispiel (1) (und Beispiel (2)). Dies deutet darauf hin, dass insbesondere in den Beispielen (3) bis (5) die Masse (Erzeugungsmenge) des gasförmigen Ammoniaks kleiner ist als in Beispiel (1). Überdies wird angenommen, dass die Dispersion des Reduktionsmittels nicht ausreichend ist. Alternativ wird angenommen, dass das Reduktionsmittel (Mischgas aus dem Abgas und dem Reduktionsmittel) die SCR 16 erreicht, bevor das Reduktionsmittel ausreichend dispergiert und vaporisiert ist, um dadurch eine nicht ausreichende Erzeugung des gasförmigen Ammoniaks zu verursachen.
  • In Beispiel (2), ist die Masse (Erzeugungsmenge) des gasförmigen Ammoniaks größer als in den Beispielen (3) bis (5), aber sie ist noch immer kleiner als in Beispiel (1). Außerdem ist nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums eine Abnahme der Masse (Erzeugungsmenge) des gasförmigen Ammoniaks zu beobachten. Dies führt auch in Beispiel (2) zu der Annahme, dass die Dispersion des Reduktionsmittels nicht ausreichend ist, oder zu der Annahme, dass das Reduktionsmittel (Mischgas oder das Abgas und das Reduktionsmittel) die SCR 16 erreicht, bevor das Reduktionsmittel ausreichend dispergiert und verdampft ist, um dadurch eine nicht ausreichende Erzeugung des gasförmigen Ammoniaks zu verursachen.
  • Andererseits ist in Beispiel (1) die Masse (Erzeugungsmenge) des gasförmigen Ammoniaks größer und stabiler als in den Beispielen (2) bis (5). Dies führt zu der Annahme, dass, wenn das den Strömungspfad bildende Element 100 verwendet wird, das Reduktionsmittel in dem Abgas ausreichend dispergiert wird, um dadurch die Stabilisierung der Erzeugung des gasförmigen Ammoniaks zu ermöglichen. Somit wird vermutet, dass die Wirksamkeit der Reduktionsbehandlung in der SCR 16 verbessert (oder erhalten) werden kann.
  • [Funktionen und Wirkungen abgewandelter Beispiele]
  • Abhängig von einer Positionsbeziehung der Abgasreinigungseinrichtung 1 in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) kann es einige Richtungen geben, in denen das Abgas weniger einfach um den hervorstehenden Abschnitt 103 des den Strömungspfad bildenden Elements 100 herum gelangt, und es kann andere Richtungen geben, in denen das Abgas einfach um den hervorstehenden Abschnitt 103 herum gelangt. In diesem Fall, in dem Beispiel von 2A bis 2D, wenn das Abgas, das durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20 geströmt ist, um den hervorstehenden Abschnitt 103 zu dem Ausschnittabschnitt 108 strömt, kann ein Zeitunterschied bis das Abgas den Ausschnittabschnitt 108 erreicht, abhängig von den entlang geströmten Richtungen, auftreten.
  • Wenn eine Position des Ausschnittabschnitts 108 in Bezug auf den Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 wie in dem abgewandelten Beispiel 1 (3A bis 3C) unter Berücksichtigung des zuvor genannten Punkts ordnungsgemäß geändert wird, kann das Auftreten des zuvor erwähnten Zeitunterschieds verhindert werden und die Angleichung der Dispersion des Reduktionsmittels kann angestrebt werden. Insbesondere, wenn der Zeitunterschied in Betracht gezogen wird und die Pfadlänge R1 und die Pfadlänge R2 voneinander durch eine Länge unterschieden werden, die dem Zeitunterschied entspricht, kann ein Zeitraum, für den das Abgas von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt 108 strömt, ungefähr konstant sein, ungeachtet des Pfads, durch den das Abgas strömt. In diesem Fall kann die Wirkung des Auftreffens des Abgases auf den Ausschnittabschnitt 108 gleichmäßig sein, und das Mischen des Abgases und des Reduktionsmittels (gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels) kann ausgeführt werden, ohne behindert zu werden.
  • Im abgewandelten Beispiel 2 (4A bis 4D) kann, da der hervorstehende Abschnitt 123 eine dreieckige Form aufweist, die Länge des Pfads, durch den das Abgas derart strömt, so dass es um den hervorstehenden Abschnitt 123 herum gelangt, länger ausgeführt werden als die im Beispiel von 2A bis 2D, in denen der hervorstehende Abschnitt 103 eine kreisrunde Form aufweist. Indem beispielsweise ermöglicht wird, dass die Muster des Pfads (Strömungspfads), durch den das Abgas strömt, komplizierter sind, wird angenommen, dass eine große Anzahl Pfadlängen gewährleistet ist. Somit kann eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels weiter erleichtert werden.
  • Im abgewandelten Beispiel 3 (5A bis 5D), wird angenommen, dass das Abgas, das durch den Kommunikationsdurchgang 14 geströmt ist, einfacher nach rechts und links separiert (verteilt) wird, wenn es auf den Seitenwandabschnitt S1 trifft, insbesondere, weil der Seitenwandabschnitt S1, der ein Abschnitt ist, auf den das Abgas trifft, das durch den Kommunikationsdurchgang 14 geströmt ist, einen ungefähr senkrechten Winkel in Bezug auf den ringförmigen Tellerabschnitt 141 aufweist. Somit wird auch der Strom des Reduktionsmittels auf verteilte Weise erleichtert, und es ist zu erwarten, dass das Reduktionsmittel gleichmäßiger dispergiert und verdampft wird.
  • Im abgewandelten Beispiel 4 (6A bis 6D) kann, da der Durchstoßabschnitt 161 bereitgestellt ist, insbesondere erwartet werden, dass das Abgas über den Durchstoßabschnitt 161 einfacher zur nachgelagerten Seite (zu der SCR 16) strömt. In diesem Fall kann es möglich werden, ein einfacheres Strömen des Abgases zur nachgelagerten Seite (zu der SCR 16) zu gewährleisten, während eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels durch Erhöhen der Pfadlänge des Abgases wie zuvor beschrieben mit dem hervorstehenden Abschnitt 103 usw. erleichtert wird.
  • Eine ähnliche Diskussion gilt für das abgewandelte Beispiel 5 (7A bis 7D). Im abgewandelten Beispiel 5 ist der Ausschnittabschnitt 188 breiter als der Ausschnittabschnitt 108 gebildet. Es ist somit zu erwarten, dass das Abgas leichter zur nachgelagerten Seite (zu der SCR 16) strömt. Insbesondere kann es möglich werden, ein einfacheres Strömen des Abgases zu der nachgelagerten Seite (zu der SCR 16) zu gewährleisten, während eine gleichmäßige Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert wird, indem die Pfadlänge des Abgases wie zuvor beschrieben mit dem hervorstehenden Abschnitt 103 usw. erhöht wird.
  • Im abgewandelten Beispiel 6 (8A bis 8D) ist die Strömung des Abgases durch die Verlängerungswand 210 auf nur eine Richtung begrenzt. Insbesondere wird das Abgas, das durch den Kommunikationsdurchgang 14 in das Gehäuse 20 geströmt ist, von der Verlängerungswand 210 daran gehindert, zu einer Seite zu strömen, an der die Verlängerungswand 210 vorgesehen ist, und ihm nur ermöglicht, zu einer Seite zu strömen, an der die Verlängerungswand 210 nicht vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Pfadlänge des Abgases maximiert werden, und es ist zu erwarten, dass das Reduktionsmittel gleichmäßiger dispergiert und verdampft wird.
  • Im abgewandelten Beispiel 7 (9A bis 9D) strömt das Abgas in die Nut 221 der U-Form und erreicht den Ausschnittabschnitt 228. Wenn das Abgas in eine solche U-förmige Nut strömt, ist zu erwarten, dass der Widerstand geringer ist als in dem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird die Strömung des Abgases durch die U-förmige Nut einfach geregelt. Beispielsweise wird die Strömung des Abgases in Bezug auf die Direktionalität der Strömung aufgrund der U-förmigen Nut stabil, was dazu führt, dass das Abgas einfach zu dem Ausschnittabschnitt 228 geführt wird. Somit ist zu erwarten, dass das Abgas reibungsloser strömt (die SCR 16 reibungsloser erreicht).
  • [Andere Ausführungsformen]
  • Obgleich die Abgasreinigungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben worden ist, ist die vorliegenden Erfindung nicht auf die zuvor erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Formen innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung annehmen.
  • In dem zuvor erwähnten abgewandelten Beispiel 2 ist der hervorstehende Abschnitt 123 beispielsweise derart geformt, dass seine äußere Kante eine dreieckige Form aufweist; die Form der äußeren Kante ist jedoch nicht auf die dreieckige Form beschränkt, sondern kann verschiedene polygonale Formen haben.
  • In dem zuvor erwähnten abgewandelten Beispiel 3 kann eine Ausgestaltung angenommen werden, in der die Position der Mitte O1 exzentrisch ist, so dass sie sich über die Mitte O’ an einer gegenüberliegenden Seite von dem Kommunikationsdurchgang 14 befindet. In welcher Richtung die Position der Mitte O1 exzentrisch ist, ist nicht begrenzt. Die Richtung der Exzentrizität kann andere Richtungen annehmen.
  • In den zuvor erwähnten abgewandelten Beispielen 2 bis 7 kann jedes den Strömungspfad bildende Element auf ähnliche Weise wie im abgewandelten Beispiel 1 gedreht angeordnet sein. Insbesondere das den Strömungspfad bildende Element kann derart angeordnet sein, dass die Länge des Pfads von dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zu dem Ausschnittabschnitt entlang einem Umfang des hervorstehenden Abschnitts des den Strömungspfad bildenden Elements abhängig von der Umströmungsrichtung in Bezug auf den hervorstehenden Abschnitt variiert.
  • In der zuvor erwähnten Ausführungsform und den jeweiligen abgewandelten Beispielen ist ein Teil des den Strömungspfad bildenden Elements durch einen Bereich eines vorgegebenen Winkels zum Bilden des Ausschnittabschnitts ausgeschnitten. Eine Mittelposition als Referenz des Winkels ist nicht begrenzt auf die Mittelposition O’ des den Strömungspfad bildenden Elements und kann auf eine andere Position festgelegt werden. Wahlweise kann der Ausschnittabschnitt durch Ausschneiden auf parallele Weise eines Teils des den Strömungspfad bildenden Elements gebildet werden. Wahlweise kann der Ausschnittabschnitt derart gebildet werden, dass er nach außen hin graduell schmaler wird.
  • Anstelle des Ausschnittabschnitts (ohne den Ausschnittabschnitt) können Löcher wie die kleinen Löcher 162 angeordnet werden. Solche Löcher können als ein Beispiel des Öffnungsabschnitts der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.
  • In der zuvor erwähnten Ausführungsform kann eine Fläche des den Strömungspfad bildenden Elements so gebildet sein, dass sie glatt ist. Beispielsweise kann die Fläche poliert oder beschichtet sein. In diesem Fall kann eine Ausgestaltung angenommen werden, in der mindestens Abschnitte, die den Strömungspfad für das Abgas (Flächen des ringförmigen Tellerabschnitts 101, des Kantenabschnitt 102 und des hervorstehenden Abschnitts 103) bilden, so gebildet sind, dass sie durch Polieren, Beschichten oder Ähnliches glatt sind. Es wird angenommen, dass eine solche Ausgestaltung dem Abgas ermöglicht, reibungslos zu strömen.
  • Wahlweise kann die Fläche des den Strömungspfad bildenden Elements rau sein. Insbesondere kann das den Strömungspfad bildende Element beispielsweise Vorsprünge und Vertiefungen aufweisen, die auf seiner Oberfläche gebildet sind. In diesem Fall ist es denkbar, dass mindestens die Abschnitte, die den Strömungspfad für das Abgas bilden (die Flächen des ringförmigen Tellerabschnitts 101, des Kantenabschnitts 102 und des hervorstehenden Abschnitts 103) rau sind. Das heißt, es ist denkbar, das Vorsprünge und Vertiefungen auf den Abschnitten gebildet sind, die den Strömungspfad des Abgases bilden (die Flächen des ringförmigen Tellerabschnitts 101, des Kantenabschnitts 102 und des hervorstehenden Abschnitts 103). Mit einer solchen Ausgestaltung wird angenommen, dass eine Wirbelströmung auf solchen rauen Oberflächen gebildet wird, und dadurch Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels erleichtert werden.
  • Wie beispielsweise in 12A gezeigt, kann der ringförmige Tellerabschnitt 101 eine Nut 301a einer linearen Form aufweisen, die auf seiner Oberfläche entlang einer Strömungsrichtung des Abgases gebildet ist (sodass sie in diesem Beispiel ungefähr parallel zu dem Kantenabschnitt 102 ist).
  • Der hervorstehende Abschnitt 103 kann eine Nut 303a einer linearen Form aufweisen, die an seiner Umfangsfläche (ein Beispiel einer Führungsfläche) entlang der Strömungsrichtung gebildet ist (entlang dem äußeren Umfang des hervorstehenden Abschnitts 103 und so, dass sie in diesem Beispiel ungefähr parallel zu der kreisrunden Kante 104 ist).
  • Die Nut 301a und die Nut 303a können jeweils eine sein oder können mehrere sein (drei in dem Beispiel von 12A). In einem Beispiel können die Nut 301a und die Nut 303a auf der Oberfläche des ringförmigen Tellerabschnitts 101 und an der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts 103 jeweils durch Pressformen gebildet sein.
  • Mit dem Beispiel von 12A ist zu erwarten, dass das Abgas durch die Nut 301a und die Nut 303a reibungsloser geführt werden kann (die SCR 16 reibungsloser erreichen kann). Ein Pfad jeweils der Nut 301a und der Nut 303a kann in einer beliebigen Form gebildet sein, so dass die Strömung des Abgases ein gewünschtes Muster bildet. Beispielsweise kann die Nut 303a auf meanderförmige Weise in einer Höhenrichtung des hervorstehenden Abschnitts vorgesehen sein, so dass eine meanderförmige Strömung des Abgases in der Höhenrichtung des hervorstehenden Abschnitts 103 mindestens in der Nachbarschaft der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts 103 erleichtert wird. Überdies kann die Nut 301a auf meanderförmige Weise vorgesehen sein, so dass eine meanderförmige Strömung des Abgases mindestens in der Nachbarschaft der Fläche des ringförmigen Tellerabschnitts 101 erleichtert wird. Eine solche Nut kann auch nur auf einer der beiden Flächen, dem ringförmigen Tellerabschnitt 101 oder der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts 103, vorgesehen sein.
  • Eine solche Nut kann in der Abgasreinigungseinrichtung der zuvor erwähnten Ausführungsform oder in einer beliebigen Abgasreinigungseinrichtung der abgewandelten Beispiele 1 bis 7 zur Anwendung kommen.
  • Wahlweise kann, wie beispielsweise in 12B gezeigt, der ringförmige Tellerabschnitt 101 einen wulstförmigen Abschnitt 301b linearer Form aufweisen, der auf seiner Fläche entlang der Strömungsrichtung des Abgases gebildet ist (sodass er in diesem Beispiel ungefähr parallel zu dem Kantenabschnitt 102 ist). Der wulstförmige Abschnitt 301b weist eine Form auf, in der Abschnitte, die hügelartig von der Oberfläche des ringförmigen Tellerabschnitts 101 hervorstehen, durchgängig miteinander sind, so dass sie lang und dünn sind.
  • Der hervorstehende Abschnitt 103 kann einen wulstförmigen Abschnitt 303b einer linearen Form aufweisen, der an seiner äußeren Umfangsfläche entlang der Strömungsrichtung gebildet ist (entlang dem äußeren Umfang des hervorstehenden Abschnitts 103 und so, dass er in diesem Beispiel ungefähr parallel zu der kreisrunden Kante 104 ist).
  • Der wulstförmige Abschnitt 301b und der wulstförmige Abschnitt 303b können jeweils einer sein oder können mehr als einer sein (drei in dem Beispiel von 12B).
  • In einem Beispiel können der wulstförmige Abschnitt 301b und der wulstförmige Abschnitt 303b an der Oberfläche des ringförmigen Tellerabschnitts 101 und an der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts 103 jeweils durch Pressformen gebildet sein.
  • Mit dem Beispiel von 12B ist zu erwarten, dass das Abgas von dem wulstförmigen Abschnitt 301b und dem wulstförmigen Abschnitt 303b reibungsloser geführt werden kann (die SCR 16 reibungsloser erreichen kann).
  • Ein Strömungspfad sowohl des wulstförmigen Abschnitts 301b als auch des wulstförmigen Abschnitts 303b kann in einer beliebigen Form gebildet sein, so dass die Strömung des Abgases ein gewünschtes Muster bildet. Überdies kann der wulstförmige Abschnitt auch nur an einer der Flächen, der des ringförmigen Tellerabschnitts 101 oder der äußeren peripheren Fläche des hervorstehenden Abschnitts 103 gebildet sein.
  • Ein solcher wulstförmiger Abschnitt kann in der Abgasreinigungseinrichtung der zuvor erwähnten Ausführungsform oder in einer beliebigen der Abgasreinigungseinrichtungen der abgewandelten Beispiele 1 bis 7 zur Anwendung kommen.
  • Wahlweise, wie beispielsweise in 13A gezeigt, kann der ringförmige Tellerabschnitt 101 die Nut 301a linearer Form und den wulstförmigen Abschnitt 301b linearer Form aufweisen, die an seiner Fläche entlang der Strömungsrichtung des Abgases gebildet sind (sodass sie in diesem Beispiel ungefähr parallel zu dem Kantenabschnitt 102 sind). Vorzugsweise sind die Nut 301a und der wulstförmige Abschnitt 301b so vorgesehen, dass sie ungefähr parallel zueinander sind. Überdies können die Nut 301 a und der wulstförmige Abschnitt 301b abwechselnd miteinander vorgesehen sein.
  • Der hervorstehende Abschnitt 103 kann die Nut 303a linearer Form und den wulstförmigen Abschnitt 303b linearer Form aufweisen, die an seiner äußeren Umfangsfläche entlang der Strömungsrichtung gebildet sind (entlang dem äußeren Umfang des hervorstehenden Abschnitts 103 und so, dass sie ungefähr parallel zu der unten Kante 104 in diesem Beispiel sind). Vorzugsweise sind die Nut 303a und der wulstförmige Abschnitt 303b so vorgesehen, dass sie ungefähr parallel zueinander sind. Überdies können die Nut 303a und der wulstförmige Abschnitt 303b abwechselnd miteinander vorgesehen sein.
  • In einem Beispiel können die Nuten 301a und 303a und die wulstförmigen Abschnitte 301b und 303b an der Fläche des ringförmigen Tellerabschnitts 101 und der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts 103 jeweils durch Pressformen gebildet sein.
  • Mit dem Beispiel von 13A ist zu erwarten, dass das Abgas reibungsloser von der Nut 301a und dem wulstförmigen Abschnitt 301b; und der Nut 303a und dem wulstförmigen Abschnitt 303b geführt werden kann (die SCR 16 reibungsloser erreichen kann).
  • Der Pfad sowohl der Nut 301a, als auch des wulstförmigen Abschnitts 301b; und der Nut 303a und des wulstförmigen Abschnitts 303b können in einer beliebigen Form gebildet sein, so dass die Strömung des Abgases ein gewünschtes Muster bildet. Überdies können die Nut und der wulstförmige Abschnitt auch nur an einer, der Fläche des ringförmigen Tellerabschnitts 101 oder der äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts 103 gebildet sein.
  • Eine solche Nut und ein wulstförmiger Abschnitt können in der Abgasreinigungseinrichtung der zuvor erwähnten Ausführungsform oder in einer beliebigen der Abgasreinigungseinrichtungen der abgewandelten Beispiele 1 bis 7 zur Anwendung kommen.
  • Wie in 13B gezeigt, kann das den Strömungspfad bildende Element 100 Flügelabschnitte 310 und 311 aufweisen, die das Abgas verteilen. In diesem Fall ist bevorzugt, dass das den Strömungspfad bildende Element 100 derart angeordnet ist, dass die Flügelabschnitte 310 und 311 dem Auslass des Kommunikationsdurchgangs 14 zugewandt sind.
  • Die Flügelabschnitte 310 und 311 sind durchgängig mit dem Kantenabschnitt 102 an den durchgängigen Abschnitten 310a bzw. 311a, während sie an den Begrenzungsenden 310b beziehungsweise 311b von dem Kantenabschnitt 102 beabstandet sind.
  • Die Begrenzungsenden 310b und 311b sind jeweils dadurch gebildet, dass ein Ausschnitt zwischen dem Kantenabschnitt 102 und den Flügelabschnitten 310 bzw. 311 gebildet ist. Der Flügelabschnitt 310 und der Flügelabschnitt 311 sind jeweils näher an den Führungsenden 310c bzw. 311c leicht gebogen, so dass sie sich in Bezug zu dem Kantenabschnitt 102 nach innen erstrecken. Auf diese Weise sind zwischen dem Kantenabschnitt 102 und den Begrenzungsenden 310b, beziehungsweise 311b Spalte 310d und 311d angeordnet.
  • Überdies ist ein Spalt 312 zwischen dem Flügelabschnitt 310 und dem Flügelabschnitt 311 angeordnet. Das heißt, der Flügelabschnitt 310 und der Flügelabschnitt 311 sind voneinander mit dem dazwischenliegenden Spalt 312 beabstandet.
  • Mit dem so ausgestalteten den Strömungspfad bildenden Element 100 gelangt mindestens ein Teil des Abgases, das durch den Kommunikationsdurchgang 14 in den Raum innerhalb der vorgelagerten Kammer 22 (Einströmraum) geströmt ist, durch den Spalt 312 und strömt in den vorgelagerten Raum. Das Abgas wird dann entlang der äußeren Umfangsfläche (Führungsfläche) des hervorstehenden Abschnitts 103 geführt. Der Rest des Abgases trifft auf die Flügelabschnitte 310 und 311 und kann in den vorgelagerten Raum entlang der äußeren Flächen der Flügelabschnitte 310 und 311 strömen.
  • In einem solchen Beispiel kann das Abgas in den vorgelagerten Raum strömen, nachdem es von den Flügelabschnitten 310 und 311 separiert worden ist. Somit kann die Dispersion des Abgases erleichtert und schließlich die Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels weiter erleichtert werden. Da die Flügelabschnitte 310 und 311 wie zuvor beschrieben leicht gebogen sind, kann das Abgas, das auf die Flügelabschnitte 310 und 311 trifft, überdies reibungslos entlang den gebogenen äußeren Flächen geführt werden. Dies kann die Hemmung der Strömung des Abgases an den Flügelabschnitten 310 und 311 vermindern.
  • Der Flügelabschnitt 310 kann zweimal oder mehrfach vorhanden sein, und der Flügelabschnitt 311 kann auch zweimal oder mehrfach vorhanden sein. Wahlweise kann nur einer, der Flügelabschnitt 310 oder der Flügelabschnitt 311 vorgesehen sein. Solche Flügelabschnitte können in der Abgasreinigungseinrichtung der zuvor erwähnten Ausführungsform oder in einer beliebigen der Abgasreinigungseinrichtungen der abgewandelten Beispiele 1 bis 7 zur Anwendung kommen.
  • Wie in 14 gezeigt, kann an einer äußeren Fläche des Kantenabschnitts 102 ein eingeschobenes Element 302a vorgesehen sein, das ein Element ist, das zwischen der äußeren Fläche und der inneren Fläche 24 eingeschoben ist. Überdies kann an der Fläche (oberen Fläche) des oberen Abschnitts 105 ein eingeschobenes Element 305 a vorgesehen sein, das ein Element ist, das zwischen der Fläche (oberen Fläche) und dem Endabschnitt 23 eingeschoben ist. In der vorliegenden Erfindung weisen die eingeschobenen Elemente 302a und 305a jeweils eine ringförmige Form auf.
  • In einem Zustand, in dem das den Strömungspfad bildende Element 100 in der Einströmkammer 22 angeordnet ist, kann das eingeschobene Element 302a in dichtem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 24 sein, und das eingeschobene Element 305a kann in dichtem Kontakt mit dem Endabschnitt 23 sein. Dies ermöglicht, dass der vorgelagerten Raum und der nachgelagerte Raum zuverlässiger voneinander separiert werden können. Insbesondere kann verhindert werden, dass das Abgas zwischen dem Kantenabschnitt 102 und der inneren Umfangsfläche 24 oder zwischen dem oberen Abschnitt 105 und dem Endabschnitt 23 herausleckt, um dabei in den nachgelagerten Raum zu strömen. Das heißt, dies macht es sicherer, dass das Abgas den nachgelagerten Raum erreicht, nachdem es durch den vorgelagerten Raum strömt, und somit können Wirkungen der Dispersion des Abgases (und schließlich die Dispersion und Verdampfung des Reduktionsmittels in dem Abgas) verstärkt werden.
  • Die eingeschobenen Elemente 302a und 305a können jeweils eines sein oder können zwei sein, wie in 14 gezeigt.
  • Insbesondere können die eingeschobenen Elemente 302a, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, an der äußeren Fläche des Kantenabschnitts 102 vorgesehen sein. Überdies können die eingeschobenen Elemente 305a, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, an der Fläche (oberen Fläche) des oberen Abschnitts 105 vorgesehen sein.
  • Die eingeschobene Elemente 302a und 305a können jeweils drei oder mehr sein. Dies kann die Dichtungswirkung weiter verbessern.
  • Die eingeschobenen Elemente 302a und 305a können beispielsweise aus Metall bestehen. Die eingeschobenen Elemente 302a und 305a können beispielsweise aus einem maschenförmigen Metallmaterial gebildet sein.
  • Eine solche Ausgestaltung, in der das eingeschobene Element vorgesehen ist, kann in der Abgasreinigungseinrichtung der zuvor erwähnten Ausführungsform oder in einer beliebigen der Abgasreinigungseinrichtungen der abgewandelten Beispiele 1 bis 7 zur Anwendung kommen.
  • Hierbei kann das den Strömungspfad bildende Element in der Einströmkammer 22 durch Schweißen (Aufschweißen) fixiert werden. Ein Schweißverfahren (Aufschweißen) kann Punktschweißen sein. In diesem Fall kann das eingeschobene Element vorgesehen sein, solange Schweißen (Aufschweißen) ordnungsgemäß ausgeführt wird. Im Gegensatz dazu kann eine Ausgestaltung, in der das eingeschobene Element nicht vorgesehen ist, gegebenenfalls angenommen werden.
  • Die Ausgestaltung der 12A, 12B oder 13A und die Ausgestaltung der 13B oder 14 können miteinander kombiniert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Raum innerhalb der Einströmkammer 22 einem Beispiel eines Einströmraums der vorliegenden Erfindung. Die jeweiligen Räume, gebildet von den ringförmigen Tellerabschnitten 101, 121, 141 und 201; den Kantenabschnitten 102, 122, 142 und 202; den hervorstehenden Abschnitten 103, 123, 143 und 203; den oberen Abschnitten 105, 125, 145 bzw. 205; dem Endabschnitt 23 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20, entsprechen einem Beispiel eines vorgelagerten Raums der vorliegenden Erfindung. Der Raum, der von der Nut 221 und der inneren Umfangsfläche 24 des Gehäuses 20 gebildet wird, entspricht einem Beispiel des vorgelagerten Raums. Jeder Raum innerhalb der hervorstehenden Abschnitte 103, 123, 143 und 203 entspricht einem Beispiel des nachgelagerten Raums. Der Raum in dem Mittelabschnitt des den Strömungspfad bildenden Elements 220 entspricht einem Beispiel des nachgelagerten Raums. Die Ausschnittabschnitte 108, 128, 148, 188, 208 und 228 entsprechen einem Beispiel eines Öffnungsabschnitts der vorliegenden Erfindung. Die kleinen Löcher 162 (oder der Durchstoßabschnitt 160) entsprechen einem Beispiel des Öffnungsabschnitts der vorliegenden Erfindung. Jede äußere Umfangsfläche der hervorstehenden Abschnitte 103, 123, 143 und 203 und die Fläche der Nut 221 entsprechen einem Beispiel einer Führungsfläche.

Claims (15)

  1. Abgasreinigungseinrichtung, die in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, wobei die Einrichtung Folgendes umfasst: ein Gehäuse, in das ein Abgas strömt; und einen Katalysator, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Katalysator eine Reduktionsbehandlung des Abgases durch Verbrauchen eines Reduktionsmittels ausführt, das dem Gehäuse zugeführt wird, wobei die Abgasreinigungseinrichtung innerhalb des Gehäuses ein einen Strömungspfad bildendes Element umfasst, das in einem Raum angeordnet ist, der sich von einer Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu einer Position, in der der Katalysator angeordnet ist, erstreckt, wobei das den Strömungspfad bildende Element einen Strömungspfad für das Abgas in dem Raum bildet.
  2. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das den Strömungspfad bildende Element ausgestaltet ist, in dem Raum einen Teil eines Pfads zu blockieren, der sich von der Position, in der das Reduktionsmittel zugeführt wird, zu der Position, in der der Katalysator angeordnet ist, erstreckt.
  3. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das den Strömungspfad bildende Element einen hervorstehenden Abschnitt umfasst, der eine Strömung des Abgases separiert.
  4. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei das den Strömungspfad bildende Element ausgestaltet ist, einen Verbindungsabschnitt zu bilden, an denen das Abgas, das separat geströmt ist, hinzukommt.
  5. Abgasreinigungseinrichtung, umfassend: einen Katalysator; ein Gehäuse, das den Katalysator umfasst, wobei das Gehäuse einen Ausströmungspfad bildet, um einem Abgas, das eingeströmt ist, zu erlauben, durch den Katalysator zu gelangen und dann abgegeben zu werden; und ein einen Strömungspfad bildendes Element, das einen Einströmraum in einen vorgelagerten Raum und einen nachgelagerten Raum separiert, wobei der Einströmraum ein Raum ist, der vorgelagert dem Katalysator innerhalb des Gehäuses gebildet ist, und in den das Abgas, dazu gebracht werden soll, durch den Katalysator zu gelangen, strömt, wobei das den Strömungspfad bildende Element Folgendes umfasst: mindestens einen Öffnungsabschnitt, der die Kommunikation zwischen dem vorgelagerten Raum und dem nachgelagerten Raum erlaubt, wobei der mindestens eine Öffnungsabschnitt einen Kanal bildet, durch den das Abgas, das in den vorgelagerten Raum geströmt ist, zu dem nachgelagerten Raum strömt; und eine Führungsfläche, die das Abgas führt, dass in den vorgelagerten Raum zu dem Öffnungsabschnitt geströmt ist, derart, dass eine Strömungsrichtung des Abgases geändert wird.
  6. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Führungsfläche das Abgas führt, das in den vorgelagerten Raum zu dem Öffnungsabschnitt geströmt ist, so dass das Abgas separiert und über eine Vielzahl Wege geführt wird.
  7. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Führungsfläche das Abgas, das separiert worden ist, zu dem Öffnungsabschnitt als eine einzelne Öffnung führt.
  8. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Führungsfläche dem Abgas, das separiert worden ist, erlaubt, aus unterschiedlichen Richtungen hinzukommen.
  9. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Führungsfläche eine darauf gebildete Nut aufweist, die von einer Seite, an der das Abgas einströmt, zu einer Seite, an der der Öffnungsabschnitt vorgesehen ist, durchgängig ist.
  10. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Führungsfläche einen wulstförmigen Abschnitt aufweist, der auf ihr gebildet ist, der von der Führungsfläche hervorsteht, wobei der wulstförmige Abschnitt lang und dünn von der Seite durchgängig ist, an der das Abgas einströmt, zu der Seite, an der der Öffnungsabschnitt vorgesehen ist.
  11. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei das den Strömungspfad bildende Element derart vorgesehen ist, dass ein Wandabschnitt, der den vorgelagerten Raum und den nachgelagerten Raum separiert, nicht auf einer Mittelachse des Katalysators positioniert ist.
  12. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei der nachgelagerte Raum so geformt ist, dass er zum Katalysator hin größer ist.
  13. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei das den Strömungspfad bildende Element Folgendes umfasst: einen ringförmigen Tellerabschnitt, der so angeordnet ist, dass er einem äußeren Umfangsabschnitt einer Einströmfläche des Katalysators zugewandt ist; und einen hervorstehenden Abschnitt zylindrischer Form, der von einer inneren Kante des ringförmigen Tellerabschnitts zu einer gegenüberliegenden Seite von dem Katalysator hervorsteht, wobei der Einströmraum durch den ringförmigen Tellerabschnitt und den hervorstehenden Abschnitt in den vorgelagerten Raum und den nachgelagerten Raum geteilt ist, wobei mindestens ein Teil einer äußeren Umfangsfläche des hervorstehenden Abschnitts als Führungsfläche dient, und wobei der Öffnungsabschnitt in mindestens einem, dem ringförmigen Tellerabschnitt oder dem hervorstehenden Abschnitt, vorgesehen ist.
  14. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 13, wobei der hervorstehende Abschnitt eine Form aufweist, die zu einem Vorderende des hervorstehenden Abschnitts graduell schmaler wird.
  15. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der ringförmige Tellerabschnitt und der hervorstehende Abschnitt des den Strömungspfad bildenden Elements einstückig gebildet sind.
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