JP2016525648A - 軸流噴霧化モジュール - Google Patents

Abstract

入り口および出口を有するハウジングを含む、エンジン排気ガスを処理するための排気ガス処理要素。混合装置は、ハウジング内で、入り口と出口との間に配置され、混合装置は、出口と連通するシェルと、第１および第２の端部を有する分解チューブと、第２の端部の近くに配置された流れ反転装置とを含む。第１の端部はシェルから延び、入り口から排気ガスを受け入れるように構成され、反応物排気ガス処理流体を受け入れるように構成される。第２の端部は、シェル内に配置される。流れ反転装置は、排気ガスと反応物排気ガス処理流体との混合物を所定の方向でシェル内に送るように構成され、流れ反転装置は、排気ガスの流れ方向を逆転させて、分解チューブの第１の端部の方に戻す。【選択図】図７

Description

本開示は、排気ガス混合装置を含む排気ガス後処理システムに関する。

このセクションでは、必ずしも先行技術ではない、本開示に関連する背景情報が提示される。

排気ガス後処理システムは、排気ガス流が、様々な排気ガス後処理要素を通り抜ける前に、反応物排気ガス処理流体を排気ガス流に注入することができる。例えば、尿素排気ガス処理流体は、排気ガスが選択的接触還元（ＳＣＲ）触媒を通り抜ける前に、排気ガス流に注入することができる。ただし、ＳＣＲ触媒は、排気ガスが、尿素排気ガス処理流体と十分に混合された場合に最も効果的である。

このセクションは、本開示の全体的な概要を提示しており、最大範囲の、またはすべての特徴部の包括的な開示ではない。

本開示は、入り口および出口を有するハウジングを含む、エンジン排気ガスを処理するための排気ガス処理要素を提示する。混合装置は、ハウジング内で、入り口と出口との間に配置され、混合装置は、出口と連通するシェルと、第１および第２の端部を有する分解チューブと、第２の端部の近くに配置された流れ反転装置とを含む。第１の端部はシェルから延び、入り口からの排気ガスを受け入れるように構成され、反応物排気ガス処理流体を受け入れるように構成される。第２の端部は、シェル内に配置される。流れ反転装置は、排気ガスと反応物排気ガス処理流体との混合物を所定の方向でシェル内に誘導するように構成され、流れ反転装置は、排気ガスの流れ方向を逆転させて、分解チューブの第１の端部の方に戻す。

本明細書に提示された説明から、さらなる適用可能分野が明らかになるであろう。この概要における説明および特定の例は、単に例示することを意図され、本開示の範囲を限定することを意図されたものではない。

本明細書で説明される図面は、選択された実施形態を例示することのみを目的とし、すべての可能な実施例ではなく、本開示の範囲を限定することを意図されていない。

本開示の原理に従った排気システムの概略図である。 本開示の原理に従った排気ガス処理要素の斜視図である。 図２に示す排気ガス処理要素の側部斜視図である。 図２に示す排気ガス処理要素の前部斜視図である。 図４の５−５線に沿った断面図である。 図４の６−６線に沿った断面図である。 本開示の第１の例示的な実施形態による混合アセンブリの斜視図である。 図７に示す混合アセンブリの分解斜視図である。 図７に示す混合アセンブリの断面図である。 本開示の第２の例示的な実施形態による混合アセンブリの斜視図である。 図１０に示す混合アセンブリの流れ反転装置および分散装置の斜視図である。 組み立てた状態の、図１１に示す分散装置の斜視図である。 未組立状態の、図１１に示す分散装置の別の斜視図である。 本開示の第３の例示的な実施形態による混合アセンブリの斜視図である。 図１４に示す混合アセンブリの流れ反転装置および分散装置の斜視図である。 図１５に示す分散装置の斜視図である。 本開示の第４の例示的な実施形態による混合アセンブリの斜視図である。 図１７に示す混合アセンブリの部分斜視図である。 図１７の断面斜視図である。 本開示の第５の例示的な実施形態による混合アセンブリの斜視図である。 図１０に示す混合アセンブリの分解斜視図である。 本開示の原理に従った排気ガス処理要素の斜視図である。 図２２に示す排気ガス処理要素の断面図である。 本開示の原理に従った排気ガス後処理システムの斜視図である。 図２４に示す排気ガス後処理システムの一部を形成する排気ガス処理要素の斜視図である。 図２５に示す排気ガス処理要素の別の斜視図である。 図２５に示す排気ガス処理要素の上部斜視図である。 図２５に示す排気ガス処理要素の側部斜視図である。 図２５に示す排気ガス処理要素の断面斜視図である。 図２５に示す排気ガス処理要素の断面図である。 本開示の原理に従った排気ガス処理要素の側部斜視図である。 図３１に示す排気ガス処理要素の断面図である。

同じ参照数字は、図面のいくつかの図全体にわたって同じ部分を示す。

添付図面を参照して、例示的な実施形態が以下にさらに完全に説明される。

図１は、本開示による排気システム１０を概略的に示している。排気システム１０は、燃料源（図示せず）と連通する少なくとも１つのエンジン１２を含むことができ、消費されると、エンジン１２は排気ガスを発生させ、この排気ガスは、排気ガス後処理システム１６を有する排気路１４に放出される。エンジン１２より下流には、１対の排気ガス処理要素１８、２０を配置することができ、排気ガス処理要素１８、２０は、触媒被覆基材またはフィルタ２２、２４を含むことができる。触媒被覆基材またはフィルタ２２、２４は、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、選択的接触還元（ＳＣＲ）要素、リーンＮＯｘ触媒、アンモニアスリップ触媒、または当業者に公知の、他の任意のタイプの処理装置の任意の組み合わせとすることができる。ＤＰＦが使用される場合、ＤＰＦを触媒被覆することができる。

本開示は必要としないが、排気ガス後処理システム１６は、排気路１４を通る排気ガスの温度を上げるために、熱的強化装置またはバーナ２６などの構成要素をさらに含むことができる。排気ガスの温度を上げることは、排気ガス処理基材２２、または排気ガス処理基材２４がＤＰＦの場合に、排気ガス処理要素１８の再生を開始するのに有利なだけでなく、寒冷気象条件の中でのエンジン１２の始動時に、排気ガス処理要素１８の触媒のライトオフを達成するのに有利である。

エンジン１２で発生した排出物の還元を補助するために、排気ガス後処理システム１６は、排気ガス処理流体を排気ガス流に定期的に注入する注入モジュール２８を含むことができる。図１に示すように、注入モジュール２８は、排気ガス処理要素１８の上流に配置することができ、排気ガス処理流体を排気ガス流に噴射するように動作する。この点について、注入モジュール２８は、ディーゼル燃料または尿素などの排気ガス処理流体を排気ガス処理要素１８、２０の上流の排気路１４に注入するために、導入管３４を介して反応物タンク３０およびポンプ３２と流体連通する。注入モジュール２８は、戻り管３６を介して反応物タンク３０と連通することもできる。戻り管３６は、排気ガス流に注入されなかった任意の排気ガス処理流体が、反応物タンク３０に戻されるのを可能にする。導入管３４、注入モジュール２８、および戻り管３６を通る排気ガス処理流体の流れは、注入モジュール２８が過熱しないように、注入モジュール２８を冷却する助けにもなる。図には示していないが、注入モジュール２８は、注入モジュール２８を冷却するために、冷却剤を注入モジュール２８のまわりに通す冷却ジャケットを含むように構成することができる。

排気ガス流を効果的に処理するのに必要とされる排気ガス処理流体の量は、負荷、エンジン回転数、排気ガス温度、排気ガス流量、エンジン燃料噴射タイミング、所望するＮＯｘ削減、大気圧、相対湿度、ＥＧＲ（排気ガス再循環）率、およびエンジン冷却剤温度によって変わり得る。ＮＯｘセンサまたはメータ３８は、排気ガス処理要素１８より下流に配置することができる。ＮＯｘセンサ３８は、排気ガスのＮＯｘ含有量を示す信号をエンジン制御ユニット４０に出力するように動作する。エンジン動作パラメータのすべて、または一部は、エンジン制御ユニット４０からエンジン／車両データバスを介して電子注入コントローラ４２に供給することができる。反応物電子注入コントローラ４２は、エンジン制御ユニット４０の一部として実装することもできる。排気ガス温度、排気ガス流量、および排気ガス背圧、ならびに他の車両動作パラメータは、図１に示すそれぞれのセンサで測定することができる。

排気ガス流を効果的に処理するのに必要とされる排気ガス処理流体の量は、エンジン１２の容量に依存することもあり得る。この点について、機関車、船舶用途、および固定物用途で使用される大型のディーゼルエンジンは、単一の注入モジュール２８の容量を超える排気ガス流量を有することができる。したがって、排気ガス処理流体の注入用に、単一の注入モジュール２８のみが図示されているが、当然のことながら、反応物噴射用の複数の注入モジュール２８が、本開示によって企図されている。

図２〜６を参照すると、排気ガス処理要素１８、２０の例示的な構成が示されている。図２に最もよく示すように、排気ガス処理要素１８、２０は、互いに平行に配置されている。しかし、当然のことながら、排気ガス処理要素１８、２０は、本開示の範囲から逸脱することなく、実質的に同軸上に配置することもできる。

排気ガス処理要素１８は、ハウジング４４、入り口４６、および出口４８を含むことができる。入り口４６は、排気路１４と連通することができ、出口４８は、排気ガス処理要素２０と連通することができる。出口４８は、排気ガス処理要素２０に直接接続されるとして示されているが、当然のことながら、別の導管（図示せず）を出口４８と排気ガス処理要素２０との間に配置することができる。別の導管は、導管を通る排気ガスの流れが、排気ガス処理要素２０に流入する前に、方向を転換しなければならないように非直線状とすることができる。ハウジング４４は、円筒状の形状とすることができ、ＤＯＣ５２を支持する第１の部分５０と、ＤＰＦ５６を支持する第２の部分５４とを含むことができる。ＤＯＣ５２は、ＤＰＦ５６の上流にあるとして図示されているが、当然のことながら、ＤＰＦ５６は、本開示の範囲から逸脱することなく、ＤＯＣ５２の上流に配置することができる。ハウジング４４の両端は、ハウジング４４を密閉する端部キャップ５８、６０を含むことができる。端部キャップ５８、６０は、それぞれ第１の部分５０および第２の部分５４に滑り嵌めして、溶接することができる。第１の部分５０および第２の部分５４は、クランプ６２によって固定することができる。クランプ６２を使用することで、これらの構成要素を保守、清浄、または交換するために、ＤＯＣ５２またはＤＰＦ５６を容易に取り外すことが可能になる。排気路１４からの排気ガスは、排気ガス処理要素２０に流入する前に、入り口４６から流入し、ＤＯＣ５２およびＤＰＦ５６を通り抜け、出口４８から出て行く。

排気ガス処理要素２０は、排気ガス処理要素１８と実質的に同様である。この点について、排気ガス処理要素２０は、ハウジング６４、入り口６６、および出口６８を含むことができる。入り口６６は、排気ガス処理要素１８の出口４８と連通し、出口６８は、排気路１４の下流部分と連通することができる。

ハウジング６４は、円筒状の形状とすることができ、ＳＣＲ７０およびアンモニアスリップ触媒７２を支持することができる。ＳＣＲは、アンモニアスリップ触媒７２の上流に配置されるのが好ましい。ハウジング６４の両端は、ハウジング６４を密閉する端部キャップ７４、７６を含むことができる。端部キャップ７４、７６は、ハウジング６４に滑り嵌めして溶接することができる。あるいは、端部キャップ７４、７６は、クランプ（図示せず）によって、ハウジング６４に固定することができる。排気ガス処理要素１８の出口４８からの排気ガスは、排気路１４の下流部分に流入する前に、入り口６６から流入し、ＳＣＲ７０およびアンモニアスリップ触媒７２を通り抜け、出口６８から出て行く。

注入モジュール２８は、入り口６６に近い位置で、端部キャップ７４に配置することができる。注入モジュール２８は、排気ガス流がＳＣＲ７０を通り抜ける前に、尿素排気ガス処理流体などの還元剤を排気ガス流に噴射するように動作する。排気ガスと排気ガス処理流体との混合物がＳＣＲ７０を通過している間の、排気ガス流からのＮＯｘの除去を最適化するために、排気ガスと排気ガス処理流体とを十分に混ぜ合わせなければならない。排気ガス流と尿素排気ガス処理流体との混合を補助するために、入り口６６の下流で、ＳＣＲ７０の上流に混合アセンブリ８０を配置することができる。混合アセンブリ８０は、注入モジュール２８が、尿素排気ガス処理流体を直接混合アセンブリ８０に注入できるように、注入モジュール２８の近くに配置され、尿素排気ガス処理流体は、混合アセンブリ８０において、排気ガス流と混ざり合うことができる。

図７〜９は、混合アセンブリ８０の第１の例示的な実施形態を示している。混合アセンブリ８０は、端部キャップ７４に固定することができる第１の端部部分８４と、ＳＣＲ７０の近くに配置された第２の端部部分８６とを有する分解チューブ８２を含む。分解チューブ８２は略円筒形とすることができ、半径方向に拡張した部分８８が、第１の端部部分８４と第２の端部部分８６との間に配置されている。半径方向に拡張した部分８８は、分解チューブ８２を拡張する円錐形拡張部分９０と、第１の端部部分８４および第２の端部部分８６の直径よりも大きい直径を有する、円錐形拡張部分９０より下流の円筒形部分９２と、分解チューブ８２を狭小化する円錐形狭小部分９４とを含む。当然のことながら、第１の端部部分８４および第２の端部部分８６は、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる直径を有することができる。同様に当然のことながら、本開示は、円錐形狭小部分９４を必要としない。すなわち、半径方向拡張部分８８は、第２の端部部分８６の全長にわたって延びることができる。

第１の端部部分８４は、複数の第１の穴９６を含むように穴をあけることができる。第１の穴９６は、第１の端部部分８４の周囲で大きさを変えることができ、排気ガス流が分解チューブ８２に流入したときに、乱流を発生させ、排気ガス流の速度を上げるのに寄与する。本開示は必要としないが、細長いスロット１００として形成された複数の第２の穴を含む有孔カラー９８を第１の端部部分８４を囲んで配置して、第１の端部部分８４に固定することができる。有孔カラー９８は、第１の端部部分８４の直径よりも大きい直径を有する円筒形部分１０２を含む。円筒形部分１０２は、軸方向に延びるフランジ１０４に向かって半径方向に狭まり、フランジ１０４は、半径方向拡張部分８８に近い位置で、溶接、ろう付け、または当業者に公知の他の任意の固定取付け方法により、分解チューブ８２に固定連結することができる。

細長いスロット１００は、第１の穴９６よりも大きくすることができる。細長いスロット１００は、分解チューブ８２の軸と平行な方向と、分解チューブ８２の軸に垂直に配置された方向とを含む様々な方向に向けることができる。しかし、当然のことながら、各細長いスロット１００は、本開示の範囲から逸脱することなく、同じ方向に向けることもできる。第１の穴９６と同様に、細長いスロット１００は、排気ガス流が分解チューブ８２に流入するときに、乱流を発生させ、排気ガス流の速度を上げるのに寄与する。

混合アセンブリ８０は、第２の端部部分８６に流れ反転装置１０６を含む。流れ反転装置１０６は、第２の端部部分８６に固定するか、またはバッフル（図示せず）で支持することができ、バッフルは、第２の端部部分８６の終端１０８に近い位置で、流れ反転装置１０６を端部キャップ７４に固定する。流れ反転装置１０６は、中央***１１２が形成された略カップ形状の部材１１０である。流れ反転装置１０６は、分解チューブ８２の第２の端部部分８６の直径よりも大きい直径を有するので、排気ガス流がカップ形状部材１１０に流入すると、排気ガス流は、反対方向に流れることを強いられて、ハウジング６４の入り口６６の方に戻る。排気ガス流を反転させることは、排気ガス流がＳＣＲ７０に達する前に、反応物排気ガス処理流体と排気ガス流とが混ざり合う助けとなる。

流れ反転装置１０６は、反応物排気ガス処理流体と排気ガス流とを混ぜ合わせるさらなる助けとなる複数のそらせ部材１１４を含むことができる。そらせ部材１１４は、流れ反転装置１０６の外壁１１８の内側面１１６から半径方向内側に延びる複数のベーンとして形成することができる。ベーン１１４は、半径方向内側に延びるのに加えて、排気ガス流が流れ反転装置１０６から出るときに、排気ガス流をさらに誘導するために、分解チューブ８２の軸に対して角度を付けることもできる。ベーン１１４は、平面状部材であってよいし、または若干湾曲してもよい。ベーン１１４は、流れ反転装置１０６の内側面１１６に固定されるとして図示されているが、当然のことながら、ベーン１１４は、分解チューブ８２の第２の端部部分８６に固定することもできる。

図６に示すように、混合アセンブリ８０は、入り口６６の軸に垂直な方向に配置することができる。したがって、排気ガス流は、ＳＣＲ７０の方に向けられる前に、混合アセンブリ８０に垂直に流入する。排気ガス流が、分解チューブ８２の第１の端部８４に流入すると、排気ガス流の速度は上がり、排気ガス流の流れは、第１の穴９６および第２の穴１００のために蛇行するようになる。排気ガスが、半径方向拡張部分８８に流入すると、流れは、分解チューブ８２の軸に沿って滞留する傾向をもつことができる。排気ガス流の速度は落ちるが、その速度は、排気ガスと反応物排気ガス処理流体との満足のいく混合を保証する最小限の範囲まで落ちるだけである。この点について、半径方向拡張部分８８は、穴９６、１００によって発生した、排気ガス流内の乱流を拡散し、これは、見込まれる速度低下を最小限にする助けとなる。下記の表１は、排気ガス処理要素２０内の様々な領域での排気ガス流のピーク速度をまとめたものである。

表１および図６に示すように、排気ガス流が入り口６６から流入したときに、排気ガスは、８４ｍ／ｓのピーク速度を有することができる（領域Ａ）。排気ガスが、カラー９８および分解チューブ８２の第１の端部部分８４を通って混合アセンブリ８０に流入すると、速度は速くなることができる（領域Ｂ）。領域Ｂでの速度の上昇により、注入モジュール２８によって噴射された排気ガス処理流体の速度と、穴９６、１００を通り抜けた排気ガスとの間に大きな速度差が生まれる。混ざった排気ガス流の速度差により、排気ガス処理流体の表面張力特性よりも大きい空気力が生じ、これは、排気ガス処理流体の液滴の分解および噴霧化をもたらす。

次いで、排気ガスが半径方向拡張部分８８に流入すると、排気ガスは若干減速する（領域Ｃ、Ｄ）。排気ガスが半径方向拡張部分を出て、流れ反転装置１０６に流入すると、このとき、速度は速くなることができる（領域Ｅ、Ｆ）。排気ガスがＳＣＲ７０に達すると、このとき、速度は落ちることができる（領域Ｇ）。排気ガス速度は、排気ガス処理流体が排気ガス流に注入される位置（領域Ｂ）で速くなり、排気ガス流が、流れ反転装置１０６を出るときに速くなるので、排気ガスおよび排気ガス処理流体は、排気ガス処理流体の満足のいく噴霧化を保証するように、十分に混ざり合うことができる。

それでも、排気ガス流が半径方向拡張部分８８にある（領域Ｄ）間、低速流の領域１２０が、分解チューブ８２の内壁１２２に隣接して存在する（図９）。これらの領域１２０は、排気ガス流が半径方向拡張部分８８を通るときに、排気ガス流を囲み、内壁１２２が反応物排気ガス処理流体で濡れるのを防止するのに寄与する。内壁１２２が濡れるのを防止することで、内壁１２２への固体尿素堆積物の蓄積が防止される、または少なくとも実質的に最小限になる。

排気ガス流が、分解チューブ８２の第２の端部部分８６に流入すると、排気ガス流の速度は再度速くなり、排気ガス流が流れ反転装置１０６に流入し、そこから出るときも増速したままである。流れ反転装置１０６への流入時に、排気ガス流の流れ方向は、入り口６６の方に戻るように反転する。排気ガス流が、流れ反転装置１０６を出るときに、排気ガスは、ベーン１１４によって誘導され、これは、排気ガスと反応物排気ガス処理流体とのさらなる混合に寄与する。さらに、排気ガス流は、分解チューブ８２の円錐形狭小部分９４に衝突することができ、これは、排気ガス流を混合アセンブリ８０から遠ざけるさらなる助けとなる。次いで、排気ガス流は、ＳＣＲ７０に向かって自由に流れることができる。

ここで図１０〜１３を参照して、第２の例示的な混合アセンブリ２００が説明される。混合アセンブリ２００は、図７〜９に示す混合アセンブリ８０と同様である。したがって、明快にするために、各アセンブリに共通の構成要素についての説明はここでは省略する。混合アセンブリ２００は、複数のそらせ部材２０４を有するそらせ装置２０２を含む。図１３に最もよく示すように、そらせ装置２０２は、アルミニウム、鋼、チタン、または当業者に公知の他の任意の材料などの金属からなる細長いストリップ２０６から形成することができる。そらせ部材２０４は、細長いストリップ２０６と一体（すなわち、単体）であり、細長いストリップ２０６から半径方向外側に曲げられた平面状タブとして、細長いストリップ２０６に形成された複数の切り抜き部２０８から形成されている。

そらせ部材２０４は、ベーン１１４と同様の態様で機能するように設計することができる。この点について、排気ガス流が流れ反転装置１０６を出るときに、排気ガスは、そらせ部材２０４によって誘導され、これは、排気ガスと反応物排気ガス処理流体とのさらなる混合に寄与する。図１２および図１３に最もよく示すように、切り抜き部２０８は、細長いストリップ２０６の長さ方向に対して傾斜している。そらせ部材２０４が、細長いストリップ２０６から外側に曲げられると、そらせ部材２０４は、混合アセンブリ２００の軸に対しても傾斜し、流れ反転装置１０６を出るときに、排気ガス流を所定の方向に誘導するために使用することができる。

そらせ部材２０４は、分解チューブ８２の第２の端部部分８６と流れ反転装置１０６の外壁１１８との間の距離に実質的に等しい長さを有することができる。あるいは、そらせ部材２０４は、第２の端部部分８６と外壁１１８との間の距離よりも短い長さを有することができる。別の代替案では、そらせ部材２０４は、それぞれ終端突起２１０を有することができ、この終端突起２１０は、第２の端部部分８６と外壁１１８との間の距離よりも長い長さをそらせ部材２０４に付与する。この場合に、終端突起２１０は、流れ反転装置１０６の外壁１１８の終端２１２に当接することができ、これは、流れ反転装置１０６に対して、そらせ装置２０２を位置合わせする助けとなる。終端突起２１０はまた、所望する場合に、各タブを流れ反転装置１０６に溶接する、ろう付けする、または固定するための位置を提供することで、そらせ装置２０２を流れ反転装置１０６に固定する助けとなることもできる。

ここで図１４〜１６を参照すると、第３の例示的な混合アセンブリ３００が示されている。混合アセンブリ３００は、図７〜９に示す混合アセンブリ８０と実質的に同様である。したがって、明快にするために、各アセンブリに共通の構成要素についての説明はここでは省略する。カラー９８が図１４に示されていないが、当然のことながら、混合アセンブリ３００は、カラー９８を含むこともできる。混合アセンブリ３００は、複数のそらせ部材３０４を有するそらせ装置３０２を含む。図１５に最もよく示すように、そらせ装置３０２は、アルミニウム、鋼、チタン、または当業者に公知の他の任意の材料などの金属からなる環状リング３０６から形成することができる。そらせ部材３０４は、環状リング３０６と一体（すなわち、単体）であり、環状リングから半径方向外側に曲げることができる平面状タブとして、環状リング３０６に形成された複数の切り抜き部３０８から形成されている。そらせ部材３０４は、流れ反転装置１０６の内部３１０に向かう方向に曲げられるとして図示されているが、当然のことながら、そらせ部材３０４は、内部３１０から離れる方向に曲げることもできる。

そらせ部材３０４は、ベーン１１４と同様の態様で機能するように設計することができる。この点について、排気ガス流が流れ反転装置１０６を出るときに、排気ガスは、そらせ部材３０４によって誘導され、これは、排気ガスと反応物排気ガス処理流体とのさらなる混合に寄与する。そらせ部材３０４はまた、混合アセンブリ３００の軸に対して傾斜することができ、流れ反転装置１０６を出るときに、排気ガス流を所定の方向に誘導するために使用することができる。

そらせ部材３０４が、所望の向きに曲げられると、そらせ装置の内側リング３１２および外側リング３１４が画定される。内側リング３１２は、溶接、ろう付け、または当業者に公知の態様の他の任意で公知の固定方法で、そらせ装置３０２を分解チューブ８２の第２の端部部分８６に固定するために使用することができる。そらせ装置３０２はまた、外側リング３１４から外側に延びる軸方向伸長フランジ３１６を含むことができる。軸方向伸長フランジ３１６は、流れ反転装置１０６の終端２１２（図１１）に対応することができ、溶接、ろう付け、または他の任意で公知の取付け方法で、流れ反転装置１０６に固定することができるように終端２１２に重なることができる。

ここで図１７〜１９を参照すると、第４の例示的な実施形態が示されている。混合アセンブリ４００は、図７〜９に示す混合アセンブリ８０と同様である。したがって、明快にするために、各アセンブリに共通の構成要素についての説明はここでは省略する。混合アセンブリ４００は、第２の端部部分８６に流れ反転装置１０６を含み、この流れ反転装置１０６は、中央***部が形成された略カップ形状の部材である。上記のそらせ部材２０４、３０４とは対照的に、混合アセンブリ４００は、流れ反転装置１０６と分解チューブ８２との間に連結された流れ分散キャップ４０２を含むことができる。

流れ分散キャップ４０２は、流れ分散キャップ４０２を流れ反転装置１０６に連結する第１の軸方向伸長リップ４０４と、流れ分散キャップ４０２を分解チューブ８２に連結する第２の軸方向伸長リップ４０６とを含む。軸方向伸長リップ４０４、４０６間には、複数の貫通穴４１０を有する円錐形形状の有孔リング４０８がある。第１の穴９６および第２の穴１００と同様に、貫通穴４１０は、排気ガス流が流れ反転装置１０６から出るときに、乱流を発生させ、排気ガス流の速度を上げるのに寄与する。貫通穴４１０は、任意の所望する態様の大きさおよび形状とすることができる。この点について、貫通穴４１０は、円形であるとして図示されているが、当然のことながら、貫通穴は、正方形、長方形、三角形、および長円形などを含む任意の形状とすることができる。円錐形形状のリング４０８は、第１の軸方向伸長リップ４０４に隣接した第１の部分４１２と、第２の軸方向伸長リップ４０６に隣接した第２の部分４１４とを含むことができる。

ダイバータリング４１６は、第２の部分４１４と分解チューブ８２との間に配置することができる。図１９に最もよく示すように、ダイバータリング４１６は、分解チューブ８２に連結された円筒形部分４１８と、分解チューブ８２と円錐形形状のリング４０８との間で、円筒形部分４１８から延びる傾斜フランジ４２０とを含む。傾斜フランジ４２０は、混合アセンブリ４００から出る流れの進路を変えるのにさらに寄与するために望ましい任意の角度で配置することができる。この点について、傾斜フランジは、円筒形部分４１８に対して、２５〜７５°の範囲で、好ましくは３５〜６５°の範囲で、最も好ましくは所定の角度で傾斜することができる。

流れ反転装置１０６への流入時に、排気ガス流の流れ方向は、入り口６６の方に戻るように反転する。排気ガス流が流れ反転装置１０６を出るときに、排気ガスは、ダイバータリング４１６によって誘導されて貫通穴４１０から外に出て行き、これは、排気ガスと反応物排気ガス処理流体とのさらなる混合に寄与する。次いで、排気ガス流は、ＳＣＲ７０に向かって自由に流れることができる。

ここで図２０および図２１を参照すると、第５の例示的な実施形態が示されている。混合アセンブリ５００は、図７〜９に示す混合アセンブリ８０と実質的に同様である。したがって、明快にするために、各アセンブリに共通の構成要素についての説明はここでは省略する。混合アセンブリ５００は、分解チューブ８２の第２の端部部分８６に流れ反転装置５０２を含み、この流れ反転装置５０２は、中央***部５０３が形成された略カップ形状の部材である。流れ反転装置５０２は、その外壁５０６に形成された複数の流れそらせ部材５０４を含むことができる。そらせ部材５０４は、流れ反転装置５０２と一体（すなわち、単体）であり、外壁５０６から半径方向外側に曲げられた平面状タブとして、外壁５０６に形成された複数の切り抜き部５０８から形成されている。そらせ部材５０４は、ベーン１１４と同様の態様で機能するように設計することができる。この点について、排気ガス流が、切り抜き部５０８を通って流れ反転装置５０２を出るときに、排気ガス流は、そらせ部材５０４によって乱流となって曲がり、これは、排気ガスと反応物排気ガス処理流体とのさらなる混合に寄与する。

混合アセンブリ５００は、流れ反転装置５０２の終端５１２と分解チューブ８２との間に配置された分散リング５１０をさらに含むことができる。分散リング５１０は、アルミニウム、鋼、チタン、または当業者に公知の他の任意の材料などの金属からなる環状リング５１４から形成することができる。円筒形フランジ５１６は、環状リング５１４から軸方向に延びることができる。円筒形フランジ５１６は、分解チューブ８２に溶接するか、ろう付けするか、または任意で公知の態様で固定することができる。環状リング５１４には、複数のスカラップ形状の凹部５１８が形成されている。凹部５１８は、排気ガス流が、混合アセンブリ５００から出るのを可能にする出口ポートとして機能する。したがって、排気ガス流は、切り抜き部５０８から出ることができるし、または凹部５１８から出ることもできる。隣接する凹部５１８は、環状リング５１４のランド部分５２０によって分離することができる。円筒形フランジ５１６の反対側に配置された、各ランド部分５２０の末端５２２は、当接面を形成するように軸方向に曲げることができ、この当接面により、分散リング５１０が分解チューブ８２に固定される前に、流れ反転装置５０２に対して、分散リング５１０の位置を合わせることができる。

流れ反転装置５０２への流入時に、排気ガス流の流れ方向は、入り口６６の方に戻るように反転する。排気ガス流が、流れ反転装置５０２を出るときに、排気ガスは、切り抜き部５０８から出ることができ、そらし部材５０４によって、所望の方向に曲がることができるし、または排気ガス流は、分散リング５１０に形成された凹部５１８から出ることもできる。排気ガス流が混合アセンブリ５００を出る位置に関係なく、排気ガス流は、ＳＣＲ７０に向かって流れる前に、反応物排気ガス処理流体とさらに混ぜ合わされる。

各混合アセンブリが、単一のＳＣＲ７０を含む排気ガス処理要素２０での使用に関連して説明されたが、本開示はそれに限定されるものではない。図２２および図２３に最もよく示すように、混合アセンブリは、１対のＳＣＲ７０を有する排気ガス処理要素２０で使用することができる。図２２は、平行に配置された１対の排気ガス処理要素１８、２０を示している。排気ガス処理要素１８は、すでに説明した実施形態と同様であり、そのため、排気ガス処理要素１８についての説明は省略する。

図２３に最もよく示すように、排気ガス処理要素２０は、注入モジュール２８によって、排気ガス流中に注入された排気ガス処理流体を混ぜ合わすための混合アセンブリ８０（または上記の他の任意の混合アセンブリ）を含む。排気ガス処理要素２０は、１対の端部キャップ６０２、６０４と連通した１対のハウジング６００を含む。端部キャップ６０２、６０４は、溶接によってハウジング６００に固定されてよいし、またはクランプ（図示せず）によってハウジング６００に固定されてもよい。混合アセンブリ８０および注入モジュール２８は、排気ガス処理要素１８と排気ガス処理要素２０との間を接続する導管６０６内に固定されている。導管６０６は、溶接またはクランプ（図示せず）によって固定することができるフランジ６１２、６１４をそれぞれ含む第１の部分６０８および第２の部分６１０を含むことができる。各ハウジング６００は、排気ガスと排気ガス処理流体との混合物を処理するためのＳＣＲ、アンモニアスリップ触媒、およびフィルタの組み合わせとすることができる複数の排気ガス処理要素基材６１８を支持している。

排気ガスが混合アセンブリ８０に流入するときに、尿素排気ガス処理流体は、注入モジュール２８によって、混合アセンブリ８０に直接注入することができる。排気ガスと排気ガス処理流体との混合物は、分解チューブ８２および流れ反転装置１０６を通るので、排気ガス処理流体および排気ガス流は、排気ガス処理要素基材６１８を通過する前に十分に混じり合う。混合アセンブリ８０は、排気ガスと排気ガス処理流体とを混ぜ合わせるのに寄与するそらせ部材またはベーン１１４を含むことができる。それぞれが排気ガス処理要素基材６１８を含む１対のハウジング６００が、例示的実施形態で使用されているので、ベーン１１４は、実質的に等しい量の排気ガス流が、各ハウジング６００に送られることを保証するように、流れ反転装置１０６内に配置することができる。すなわち、当然のことながら、そらせ部材１１４（および各例示的な実施形態のそらせ部材）は、排気ガスを所望の方向に誘導するように、向きを合わせて配置することができる。このようにして、排気ガス処理要素基材６１８により、排気ガスを適切に処理することができる。

ここで、図２４〜３０を参照すると、排気ガス処理要素７０２、７０４を含む例示的な排気ガス処理アセンブリ７００が示されている。図２４に最もよく示すように、排気ガス処理要素７０２、７０４は、互いに平行に配置されている。しかし、当然のことながら、排気ガス処理要素７０２、７０４は、本開示の範囲から逸脱することなく、実質的に同軸上に配置することもできる。

排気ガス処理要素７０２は、ハウジング７０６、入り口７０８、および出口７１０を含むことができる。入り口７０８は、排気路１４と連通することができ、出口７１０は、排気ガス処理要素７０４と連通することができる。出口７１０は、排気ガス処理要素７０４に直接接続されるとして示されているが、当然のことながら、別の導管（図示せず）を出口７１０と排気ガス処理要素７０４との間に配置することができる。別の導管は、導管を通る排気ガスの流れが、排気ガス処理要素７０４に流入する前に、方向を転換しなければならないように非直線状とすることができる。

ハウジング７０６は、円筒形形状とすることができ、ＤＯＣ７１４を支持する第１の部分７１２と、混合アセンブリ７１８を支持する第２の部分７１６とを含むことができる（図２９および図３０）。ＤＯＣ７１４は、本開示の範囲から逸脱することなく、例えば、ＤＰＦまたは触媒被覆ＤＰＦで置き換えることができる。ハウジング７０６の両端は、ハウジング７０６を密閉する端部キャップ７２０、７２２を含むことができる。端部キャップ７２０、７２２は、それぞれ第１の部分７１２および第２の部分７１６に滑り嵌めして溶接することができる。第１の部分７１２および第２の部分７１６は、クランプ７２４によって固定することができる。あるいは、第１の部分７１２および第２の部分７１６は、本開示の範囲から逸脱することなく、滑り嵌めまたは溶接することができる。クランプ７２４を使用することで、これらの構成要素を保守、清浄、または交換するために、ＤＯＣ７１４または混合アセンブリ７１８を容易に取り外すことが可能になる。有孔バッフル７２５は、入り口７０８よりすぐ下流で、ＤＯＣ７１４の上流に配置することができる。排気路１４からの排気ガスは、排気ガス処理要素７０４に流入する前に、入り口７０８に流入し、有孔バッフル７２５、ＤＯＣ７１４、および混合アセンブリ７１８を通り、出口７１０から出る。

排気ガス処理要素７０４は、排気ガス処理要素７０２と実質的に同じである。この点について、排気ガス処理要素７０４は、ハウジング７２６、入り口７２８、および出口７３０を含むことができる。入り口７２８は、排気ガス処理要素７０２の出口７１０と連通し、出口７３０は、排気路１４の下流部分と連通することができる。

ハウジング７２６は、円筒形形状とすることができ、ＳＣＲ７３２およびアンモニアスリップ触媒７３４を支持することができる。ＳＣＲ７３２は、アンモニアスリップ触媒７３４の上流に配置されるのが好ましい。ハウジング７２６の両端は、ハウジング７２６を密閉する端部キャップ７３６、７３８を含むことができる。端部キャップ７３６、７３８は、ハウジング７２６に滑り嵌めして溶接することができる。あるいは、端部キャップ７３６、７３８は、クランプ（図示せず）によって、ハウジング７２６に固定することができる。排気ガス処理要素７０２の出口７１０からの排気ガスは、排気路１４の下流部分に流入する前に、入り口７２８に流入し、ＳＣＲ７３２およびアンモニアスリップ触媒７３４を通り抜け、出口７３０から出る。

注入モジュール２８は、出口７１０に近い位置で、端部キャップ７２２に配置することができる。すでに説明した実施形態と同様に、注入モジュール２８は、排気ガス流がＳＣＲ７３２を通り抜ける前に、尿素排気ガス処理流体などの還元剤を排気ガス流に噴射するように動作する。排気ガスと排気ガス処理流体の混合物がＳＣＲ７３２を通り抜ける前に、排気ガス流からのＮＯｘの除去を最適化するために、排気ガスと排気ガス処理流体とを十分に混合しなければならない。排気ガス流と尿素排気ガス処理流体との混合を補助するために、混合アセンブリ７１８をＤＯＣ７１４より下流で、ＳＣＲ７３２の上流に配置することができる。混合アセンブリ７１８は、注入モジュール２８が、尿素排気ガス処理流体を直接混合アセンブリ７１８に注入できるように、注入モジュール２８の近くに配置され、尿素排気ガス処理流体は、混合アセンブリ７１８において、排気ガス流と混ざり合うことができる。

図２９および図３０は、混合アセンブリ７１８を最もよく示している。すでに説明した実施形態と同様に、混合アセンブリ７１８は、端部キャップ７２２に固定することができる第１の端部部分８４と、ＤＯＣ７１４の近くに配置された第２の端部部分８６とを有する分解チューブ８２を含む。分解チューブ８２は略円筒形とすることができ、半径方向拡張部分８８が、第１の端部部分８４と第２の端部部分８６との間に配置されている。流れ反転装置７４０は第２の端部部分８６にある。混合アセンブリ７１８は、分解チューブ８２が端部キャップ７２２に固定されているのに加えて、有孔支持プレート７４２によって、ハウジング７０６内に支持することができる。

支持プレート７４２は、分解チューブ８２に固定された軸方向伸長フランジ７４８によって画定される開孔７４６を囲む環状中央部分７４４を含む。支持プレート７４２の環状外側部分７５０は、排気ガスが環状外側部分７５０を流れるのを可能にする複数の貫通穴７５２を含む。外側部分７５０はまた、支持プレート７４２をハウジング７０６に固定するための軸方向伸長フランジ７５４を含む。軸方向伸長ショルダ部分７５６は、環状中央部分７４４と環状外側部分７５０との間に配置することができる。ショルダ部分７５６は、混合アセンブリ７１８の円筒形シェル７５８用の取付面を形成している。シェル７５８は、ショルダ部分７５６に固定された基端７６０と、流れ反転装置７４０に固定された先端７６２とを含む。半径方向に延びる取付けフランジ７６４は、出口７１０の端部７６６を受けている。

図３０に最もよく示すように、排気ガス流は入り口７０８に流入し、有孔バッフル７２５を通り抜け、ＤＯＣ７１４に流入する。排気ガスがＤＯＣ７１４を出た後、排気ガスは混合アセンブリ７１８に接近する。本開示は必要としないが、混合アセンブリ７１８は、流れ反転装置７４０の外側面７７０に固定されたカップ形状のノーズ７６８とすることができる。カップ形状のノーズ７６８は、排気ガスが接触したときに、排気ガスを混合アセンブリ７１８のまわりに誘導する、円錐形、半球形、または楕円形の外側面７７２を含むことができる。カップ形状のノーズ７６８はまた、排気ガスの誘導に関連する凹面を有することもできる。さらに、カップ形状のノーズ７６８は、外側面７７２に形成された、高くなった、または窪んだ特徴部（例えば、***またはディンプル、図示せず）を有することができる。カップ形状のノーズ７６８が、流れ反転装置７４０に固定されるとして図示されているが、当然のことながら、カップ形状のノーズ７６８は、流れ反転装置７４０に近い位置で、支持プレート（図示せず）により支持することができる。例えば、排気ガス流を考慮した貫通穴７５２を有する支持プレート７４２と同様の支持プレートを、環状中央部分７４４が、開孔７４６ではなくて、カップ形状のノーズを画定する形で使用することができる。

混合アセンブリ７１８のまわりを通過後、排気ガスは、支持プレート７４２の貫通穴７５２を通り抜ける。支持プレート７４２を通り抜けた後、排気ガスは、穴９６、１００から混合アセンブリ７１８に流入することができる。排気ガスを混合アセンブリ７１８に送り込む助けとするために、端部キャップ７２２は、排気ガスを混合アセンブリ７１８に誘導する湾曲面（すなわち、流れ反転装置７４０と同様、図示せず）を画定することができる。分解チューブ８２に流入した後、排気ガス流は、注入モジュール２８によって混合アセンブリ７１８に注入された排気ガス処理流体（例えば、尿素）にさらされる。排気ガスが分解チューブ８２を流れるときに、排気ガスは、流れ反転装置７４０により、逆方向に向けられて、シェル７５８に流入する。次いで、排気ガスは、出口７１０からシェル７５８を出て行き、ＳＣＲ７３２およびアンモニアスリップ触媒７３４が配置された排気ガス処理要素７０４に流入する。

上記の構成によれば、排気ガス流は、排気ガス処理要素７０２内で方向を２回反転させられる。すなわち、排気ガス流は、最初に、混合アセンブリ７１８に流入するときに方向を反転し、排気ガスは、２番目に、流れ反転装置７４０との接触により方向を反転する。排気ガス流が、排気ガス処理要素７０２を通り抜けるときに、排気ガス流が方向を２回反転するために、排気ガス流は蛇行性になり、これは、排気ガスがＳＣＲ７３２に流入する前に、排気ガス処理流体を排気ガスと混ぜ合わせる能力を高める。排気ガス処理流体と排気ガスとの混合を強化することにより、排気ガスからＮＯｘを除去する際のＳＣＲ７３２の有効性を高めることができる。

図２９および図３０には示していないが、当然のことながら、流れ反転装置７４０は、ベーン１１４などのそらせ部材を含むことができる。あるいは、混合アセンブリ２００、３００、４００、５００のいずれも、本開示の範囲から逸脱することなく、排気ガス処理要素７０２で使用することができる。

ここで、図３１および図３２を参照すると、排気ガス処理要素８００が示されている。排気ガス処理要素８００は、ハウジング８０２、入り口８０４、および出口８０６を含む。ハウジング８０２は、内側シェル８０７および外側シェル８０８を含むことができる。断熱材料８１０は、内側シェル８０６と外側シェル８０８との間に配置することができる。入り口８０４は、排気路１４に接続することができ、内側円錐部８１２および外側円錐部８１４を含む。断熱材料８１０は、内側円錐部８１２と外側円錐部８１４との間に配置することができる。内側円錐部８１２は、内側シェル８０７に固定することができ、外側円錐部８１４は、外側シェル８０８に固定することができる。最初に、内側円錐部８１２を外側円錐部８１４に固定することができ、次いで、入り口８０４を内側シェル８０７および外側シェル８０８に固定することができる。出口８０６は、外側シェル８０８に固定された外側スリーブ８１６と内側スリーブ８１８とを含むことができる。内側スリーブ８１８は、密閉された１つまたは複数の部分から構築することができる。断熱材料８１０は、内側スリーブ８１８と外側スリーブ８１６との間に配置することができる。出口８０６は、ハウジング８０２から半径方向外側に延びることができ、一方、入り口８０４は、ハウジング８０２と同軸とすることができる。

端部キャップ８２０は、入り口８０４とは反対側のハウジング８０２の端部でハウジング８０２に連結することができる。注入モジュール２８は、出口８０６に近い位置で、端部キャップ８２０（またはさらなるフランジ（図示せず）に配置することができる。すでに説明した実施形態と同様に、注入モジュール２８は、排気ガス流がＳＣＲ（図示せず）を通り抜ける前に、尿素排気ガス処理流体などの還元剤を排気ガス流に噴射するように動作する。排気ガスと排気ガス処理流体との混合物がＳＣＲを通り抜ける前に、排気ガス流からのＮＯｘの除去を最適化するために、排気ガスと排気ガス処理流体とを十分に混合しなければならない。排気ガス流と尿素排気ガス処理流体との混合を補助するために、混合アセンブリ７１８を入り口８０４と出口８０６との間に配置することができる。混合アセンブリ７１８は、注入モジュール２８が、排気ガス処理流体を直接混合アセンブリ７１８に注入できるように、注入モジュール２８の近くに配置され、排気ガス処理流体は、混合アセンブリ７１８において、排気ガス流と混ざり合うことができる。

図３２は、排気ガス処理要素８００内の混合アセンブリ７１８を最もよく示している。混合アセンブリ７１８は、端部キャップ８２０に固定することができる第１の端部部分８４と、入り口８０４の近くに配置された第２の端部部分８６とを有する分解チューブ８２を含む。排気ガス流は、入り口８０４に流入し、混合アセンブリ７１８に接近する。本開示は必要としないが、混合アセンブリ７１８は、流れ反転装置７４０の外側面７７０に固定されたカップ形状のノーズ７６８を含むことができる。カップ形状のノーズ７６８は、排気ガスが接触したときに、排気ガスを混合アセンブリ７１８のまわりに誘導する、円錐形、半球形、または楕円形の外側面７７２を含むことができる。カップ形状のノーズ７６８はまた、排気ガスの誘導に関連する凹面を有することもできる。さらに、カップ形状のノーズ７６８は、外側面７７２に形成された、高くなった、または窪んだ特徴部（例えば、***またはディンプル、図示せず）を有することができる。混合アセンブリ７１８のまわりを通過後、排気ガスは、支持プレート７４２の貫通穴７５２を通り抜ける。支持プレート７４２を通り抜けた後、排気ガスは、穴９６から混合アセンブリ７１８に流入することができる。混合アセンブリ７１８は、有孔カラー９８を含まないとして図３２に示されているが、当然のことながら、示した実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、有孔カラー９８を含むことができる。

分解チューブ８２に流入した後、排気ガス流は、注入モジュール２８によって混合アセンブリ７１８に注入された排気ガス処理流体（例えば、尿素）にさらされる。排気ガスが分解チューブ８２を流れるときに、排気ガスは、流れ反転装置７４０により、逆方向に向けられて、シェル７５８に流入する。次いで、排気ガスは、出口８０６からシェル７５８を出て、ＳＣＲを配置することができる別の排気ガス処理要素（例えば、図２４に示す排気ガス処理要素）に流入することができる。

図３２には示していないが、当然のことながら、流れ反転装置７４０は、ベーン１１４などのそらせ部材を含むことができる。あるいは、混合アセンブリ２００、３００、４００、５００のいずれも、本開示の範囲から逸脱することなく、廃棄処理要素８００で使用することができる。

上記の構成によれば、排気ガス流は、排気ガス処理要素８００内で方向を２回反転させられる。すなわち、排気ガス流は、最初に、混合アセンブリ７１８に流入するときに方向を反転し、排気ガスは、２番目に、流れ反転装置７４０との接触により方向を反転する。排気ガス流が排気ガス処理要素８００を通るときに、排気ガス流が方向を２回反転するために、排気ガス流は蛇行性になり、これは、排気ガスがＳＣＲに流入する前に、排気ガス処理流体を排気ガスと混ぜ合わせる能力を高める。排気ガス処理流体と排気ガスとの混合を強化することにより、排気ガスからＮＯｘを除去する際のＳＣＲの有効性を高めることができる。

さらに、当然のことながら、排気ガス処理要素８００は、ＤＯＣも、ＤＰＦも、ＳＣＲも、他の何らかのタイプの排気ガス処理基材も含まない。これらの装置のいずれもない場合、要素８００をコンパクトにすることができる。そのような設計により、排気ガスと尿素排気ガス処理流体との混合を強化する助けとするために、ＳＣＲを含む既存の排気ガス後処理システムに要素８００を後から取り付けることが可能になる。

当然のことながら、上記の各構成は、要望通りに修正することができる。例えば、図２４に示す入り口７０８は、９０°の湾曲部を有するとして示されているが、本開示は、図３１に示す入り口のような同軸の入り口（すなわち、入り口８０４）または入り口７２８のような半径方向に配置された入り口も企図している。同様に、出口７１０は、（同軸入り口８０４と同様の）同軸出口、または（入り口７０８と同様の）９０°の湾曲部を有する出口で置き換えることができる。構成要素８００において、本開示から逸脱することなく、同様の修正を行うことができる。

実施形態の前述の説明は、例示および説明するために提示された。実施形態は、それに尽きることを意図されていないし、本開示を限定することも意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴部は、通常、その特定の実施形態に限定されるのではなくて、具体的に図示または説明されていなくても、適用可能な場合に、選択された実施形態において交換可能であり、使用することができる。上記の個々の要素または特徴部は、様々な方法で変更することもできる。そのような変更は、本開示からの逸脱とみなすべきではなく、そのような修正のすべては、本開示の範囲内に含まれることを意図されている。

Claims (29)

1. エンジン排気ガスを処理する排気ガス処理要素であって、
   入り口および出口を含むハウジングと、
   前記ハウジング内で、前記入り口と前記出口との間に配置された混合装置と、
   を含み、前記混合装置は、
   前記出口と連通するシェルと、
   第１の端部および第２の端部を有する分解チューブであって、前記第１の端部は、前記シェルから延び、前記入り口から前記排気ガスを受け入れるように構成され、さらに、反応物排気ガス処理流体を受け入れるように構成され、前記第２の端部は、前記シェル内に配置される、分解チューブと、
   前記第２の端部の近くに配置され、前記排気ガスと前記反応物排気ガス処理流体との混合物を所定の方向で前記シェル内に誘導するように構成された流れ反転装置と、
   を含み、
   前記流れ反転装置は、前記排気ガスの流れ方向を反転させて、前記分解チューブの前記第１の端部の方に戻す、排気ガス処理要素。
2. 前記分解チューブの前記第１の端部より上流で、前記ハウジングの内側面に固定された支持プレートをさらに含み、前記支持プレートは、前記分解チューブを受け入れる開孔と、前記排気ガスが、前記分解チューブの前記第１の端部に流入する前に、前記支持プレートを通り抜けるのを可能にする複数の貫通穴とを画定する、請求項１に記載の排気ガス処理要素。
3. 前記排気ガス流の方向は、前記分解チューブの前記第１の端部に流入した後に反転する、請求項２に記載の排気ガス処理要素。
4. 前記流れ反転装置の外側面に固定されたカップ形状のノーズをさらに含む、請求項１に記載の排気ガス処理要素。
5. 前記第１の端部のまわりに配置されたカラーをさらに含み、前記カラーは、前記排気ガスを受け入れる複数の第２の穴を含む、請求項４に記載の排気ガス処理要素。
6. 流れ反転装置は、前記排気ガスと反応物排気ガス処理流体とを混ぜ合わせるための複数のそらせ部材を含む、請求項１に記載の排気ガス処理要素。
7. 前記そらせ部材は、複数のベーンとして形成され、前記ベーンは、前記流れ反転装置の内側面に固定される、請求項６に記載の排気ガス処理要素。
8. そらせ部材は、前記流れ反転装置の周囲に形成された複数の切り抜き部から突出した複数のタブから形成される、請求項６に記載の排気ガス処理要素。
9. 前記分解チューブの前記第２の端部と前記流れ反転装置との間に固定された、複数のスカラップ形状の凹部を有する分散リングをさらに含む、請求項８に記載の排気ガス処理要素。
10. 前記そらせ部材は、前記分解チューブの前記第２の端部に固定された円筒形リングのまわりに形成される、請求項６に記載の排気ガス処理要素。
11. 前記そらせ部材は、前記分解チューブの前記第２の端部と前記流れ反転装置との間に固定された環状リングのまわりに形成される、請求項６に記載の排気ガス処理要素。
12. 前記そらせ部材は、前記分解チューブの前記第２の端部に固定されたダイバータリングからなる、請求項６に記載の排気ガス処理要素。
13. 前記分解チューブの前記第２の端部と前記流れ反転装置との間に固定された流れ分散キャップをさらに含み、前記流れ分散キャップには、複数の貫通穴が形成される、請求項１２に記載の排気ガス処理要素。
14. 前記分解チューブは、前記第１および第２の端部間で半径方向に拡張された部分を含む、請求項１に記載の排気ガス処理要素。
15. エンジンで生成された排気ガスを処理するための排気ガス処理要素であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置された排気ガス処理要素基材と、
    反応物排気ガス処理流体を前記排気ガス中に注入する注入モジュールであって、前記ハウジングに固定され、前記第１の排気ガス処理要素基材の下流に配置された注入モジュールと、
    前記ハウジング内に配置され、前記注入モジュールより下流に配置された混合装置と、
    を含み、前記混合装置は、
    シェルと、
    前記シェルから延び、前記注入モジュールと直接連通する第１の端部と、前記シェル内に配置された第２の端部とを有する分解チューブと、
    前記第２の端部の近くに配置され、前記排気ガスと前記反応物排気ガス処理流体とを所定の方向で前記シェル内に誘導する流れ反転装置と、
    前記分解チューブの前記第１の端部より上流で、前記ハウジングの内側面に固定された支持プレートと、
    を含み、前記支持プレートは、前記分解チューブを受け入れる開孔と、前記排気ガスが、前記分解チューブの前記第１の端部に流入する前に、前記支持プレートを通り抜けるのを可能にする複数の貫通穴とを画定し、
    前記排気ガス流の方向は、最初に、前記分解チューブの前記第１の端部に流入した後に反転し、
    前記流れ反転装置は、２番目に、前記排気ガス流の方向を反転させて、前記分解チューブの前記第１端部の方に戻す、排気ガス処理要素。
16. 前記流れ反転装置の外側面に固定されたカップ形状のノーズをさらに含む、請求項１５に記載の排気ガス処理要素。
17. 前記第１の端部のまわりに配置されたカラーをさらに含み、前記カラーは、前記排気ガスを受け入れる複数の第２の穴を含む、請求項１６に記載の排気ガス処理要素。
18. 流れ反転装置は、前記排気ガスと反応物排気ガス処理流体とを混ぜ合わせるための複数のそらせ部材を含む、請求項１５に記載の排気ガス処理要素。
19. 前記そらせ部材は、複数のベーンとして形成され、前記ベーンは、前記流れ反転装置の内側面に固定される、請求項１８に記載の排気ガス処理要素。
20. そらせ部材は、前記流れ反転装置の周囲に形成された複数の切り抜き部から突出する複数のタブから形成される、請求項１８に記載の排気ガス処理要素。
21. 前記分解チューブの前記第２の端部と前記流れ反転装置との間に固定された、複数のスカラップ形状の凹部を有する分散リングをさらに含む、請求項２０に記載の排気ガス処理要素。
22. 前記そらせ部材は、前記分解チューブの前記第２の端部に固定された円筒形リングのまわりに形成される、請求項１８に記載の排気ガス処理要素。
23. 前記そらせ部材は、前記分解チューブの前記第２の端部と前記流れ反転装置との間に固定された環状リングのまわりに形成される、請求項１８に記載の排気ガス処理要素。
24. 前記そらせ部材は、前記分解チューブの前記第２の端部に固定されたダイバータリングからなる、請求項１８に記載の排気ガス処理要素。
25. 前記分解チューブの前記第２の端部と前記流れ反転装置との間に固定された流れ分散キャップをさらに含み、前記流れ分散キャップには、複数の貫通穴が形成される、請求項２４に記載の排気ガス処理要素。
26. 前記分解チューブは、前記第１および第２の端部間で半径方向に拡張された部分を含む、請求項１５に記載の排気ガス処理要素。
27. 前記第１の排気ガス処理要素基材は酸化触媒基材である、請求項１５に記載の排気ガス処理。
28. 前記ハウジングより下流で、前記第１の排気ガス処理要素と平行に配置された第２の排気ガス処理要素をさらに含む、請求項２７に記載の排気ガス処理要素。
29. 前記第２の排気ガス処理要素は、ＳＣＲ触媒基材である、請求項２８に記載の排気ガス処理要素。

Images