JP5975218B2 - 排気管の継手構造 - Google Patents
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Description
このため、近時では、尿素水溶液を噴射するインジェクタと選択還元型NOx触媒との間で確保されるストレート部分(尿素水溶液と排気ガスとを混合させる領域)に、球面継手を設けることが進められている。
そこで、本発明の目的は、添加された添加剤や生成された還元剤から、シール部材やフランジを保護することができる排気管の継手構造を提供することにある。
好ましくは、第1管体は、エンジンからの排気ガス中に添加剤を添加する添加剤添加部を備えることとした。
したがって、排気ガス中に添加される添加剤や、生成される還元剤は、シール部材やフランジに触れにくくなり、添加剤や還元剤から、シール部材やフランジを保護することができ、常に円滑な継手の動き(相対角度変位)が確保できる。
しかも、排気ガス流変更体の先端部を第2管体の端内に差し込ませることで、軸心に集まる流れが第2管体へ流入されやすくなり、効果的に添加剤や還元剤からシール部材やフランジが保護できる。
図1は、ディーゼルエンジンの排気系を示している。同排気系を説明すると、図中1は、車体のエンジンルーム内(いずれも図示しない)に据付けられるディーゼルエンジン、3はターボ過給機(過給機)を示す。
ディーゼルエンジン1は、ピストン5を往復動可能に収めたシリンダ7、同シリンダ7の頭部に開口する吸・排気ポート9,11、同吸・排ポート9,11を開閉する吸・排気バルブ9a,11a、吸・排気ポート9,11とつながる吸・排気マニホルド12,15、シリンダ7の頭部へ燃料を噴射する燃料噴射弁17などを有して構成される。
ターボ過給機3から延びる排気管13には、排気ガス浄化装置27が設けられる。排気ガス浄化装置27は、ターボ過給機3近くの上流排気管部分に設けた、HC,COやPM(パティキュレートマター)などを浄化するフィルタユニット29と、その下流側の排気管部分に設けたNOxを浄化する浄化機器31とを有して構成される。フィルタユニット29は、ケーシング16内に酸化触媒35やディーゼルパティキュレートフィルタ37などを収めて構成され、排気ガス中のPM(パティキュレートマター:粒子状物質)の捕集、排気ガス中に含まれるHC,COなど酸化を行う。
ところが、球面継手43は、尿素水溶液からアンモニアを生成するのに必要とされるストレート部aの途中、すなわち尿素水溶液と排気ガスとを混合させる流路の途中に配置されるため、アルカリ性の強いアンモニアの付着により、シール部材47やフランジ45a,45bを腐食させたり、還元剤を生成する尿素水溶液がシール部材47やシール部材47周辺の段部に付着してデポジットを生じさせたりして、球面継手43の機能を損なわせるおそれがある。
これは、上流側の排気管部分13aから流出される排気ガスの直線状の流れ(主流)を、下流側の排気管部分13bの軸心に寄せて、同軸心へ集まる流れに変更し、排気ガスに添加された尿素水溶液や、生成されたアンモニアが球面継手43の継ぎ目(シール部材47、フランジ45a,45b)と触れるのを防ぐものである。
収束フィン体59は、例えば図2,3に示されるように細径な芯部61(図3に一部しか図示せず)の外周面に、複数のプレートフィン63(本願のフィンに相当)を放射状に設けた短柱形部品が用いられる。
この流入部67が排気管部分13a(上流側)の端部内に取着、ここでは嵌挿(あるいは圧入)される。排気管部分13a端から突き出た流出側の先端部は、排気管部分13b(下流側)の端内へ差し込まれる。これで、排気管部材13aから流出する排気ガスの直線状の流れ(主流)が、複数のプレートフィン63間を通過する間に、旋回ならびに排気管部分13bの軸心部へ集まりながら前方へ進む流線(流れ)に変更される。
このとき、収束フィン体59を通過する排気ガスは、収束フィン体59のプレートフィン63により、当初の直線状の流れ(主流)が、旋回方向の流れ(プレートフィン63の傾きによる)、排気管部分13b(下流側)の軸心(中央部)へ向かう流れ(流れ変更部65の曲成による)に変更される。つまり、排気ガスは、旋回流、さらには図2中の矢印aに示されるような軸心へ集まる流れ(収束流)を伴いながら、排気管部分13b端内へ流入する(主流)。
これにより、排気ガス中の尿素水(添加剤)やアンモニア(還元剤)が、球面継手43の継ぎ目部をなすシール部材47やフランジ45a,45bと触れるのを防ぐ。それ故、シール部材47やフランジ45a,45bを腐食させたり、シール部材47やシール部材47周辺の段部などにデポジットが生成されたりするのを防ぐことができる。
そのうえ、収束フィン体59の先端部を下流側の排気管部分13bの端内に差し込ませたことで、軸心に集まる流れが排気管部分13b内へ流入されやすく、効果的に尿素水溶液やアンモニアからシール部材4やフランジ45a,45bを保護することができる。
図4は、本発明とは別の実施形態を示す。
本実施形態は、排気管部分13a(上流側)の端部に、当該排気管部分13a開口を縮めるテーパ形状の絞り部71を形成し、同絞り部71の先端部を排気管部分13b(下流側)の端へ差し込んだものである。ちなみに絞り部71は、排気管部分13aと一体でなく、別体であっても構わない。
13 排気管
13a 上流側の排気管部分(第1管体)
13b 下流側の排気管部分(第2管体)
39 選択還元型NOx触媒(還元型触媒)
41 インジェクタ(添加剤添加部)
43 球面継手(継手)
45a、45b フランジ
47 シール部材
59 収束フィン体(排気ガス変更体)
63 プレートフィン(フィン)
Claims (4)
- エンジンからの排気ガス及び添加剤が流入される第1管体と、同第1管体と互いに開口が向き合うように配置され、前記第1管体からの排気ガスを受け入れるとともに、前記添加剤の添加により排気ガスを還元する還元型触媒を有する第2管体とを有し、
前記第1及び第2管体の向き合う各端部を、各端部に設けたフランジ、当該フランジ間に設けたシール部材を介して相対角度変位可能に連結する排気管の継手構造であって、
前記第1管体の端部に、当該第1管体から流出する排気ガスの流れを前記第2管体の軸心へ集める流れに変更する排気ガス流変更体が設けられ、
前記排気ガス流変更体は、前記第1管体からの排気ガス流を前記第2管体の軸心に集めるように曲成した複数のフィンを放射状に配置して構成される収束フィン体から構成される
ことを特徴とする排気管の継手構造。 - 前記排気ガス流変更体の先端部を前記第2管体の端内に差し込ませてなることを特徴とする請求項1に記載の排気管の継手構造。
- 前記第1管体は、前記エンジンからの排気ガス中に添加剤を添加する添加剤添加部を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の排気管の継手構造。
- 前記還元剤は尿素水溶液であり、
前記還元型触媒は、前記尿素水溶液の噴射により生成されるアンモニアを用いて排気ガス中に含まれるNOxを還元する選択還元型触媒であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の排気管の継手構造。
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