JP6173597B2 - 流れを分流しかつ混合するガイドエレメントを備えた排ガス処理ユニット - Google Patents

Description

本発明は、好適にはエンジン近傍での使用のための、自動車用の排ガス処理ユニットに関する。

排ガス処理における要求増大に対応するためには、狭いスペースにおいて、できるだけ均質な排ガス混合物を発生させて、最適な排ガス処理が達成され得るようにすることが必要である。特にＳＣＲ排ガス処理体（選択触媒反応器）については、ＳＣＲ排ガス処理体の全（触媒有効）横断面にわたって、排ガスと、添加される還元剤、たとえば特に尿素水溶液との良好な混合を得ることが必要となる。

さらに、自動車製造において最新の内燃機関により発生される排ガスが比較的低温となり、これによって排ガス後処理の幾つかの変換反応のためには、排ガス処理体をエンジン近傍に収納することが有利であることが考慮されなければならない。

たとえば国際公開第２０１０／１４２６４７号には、エンジン近傍での使用のための、既に好適であることが判明している排ガス処理ユニットが記載されている。複数の排ガス処理ユニットを側方でオーバラップするように配置することにより、特にコンパクトな排ガス処理ユニットが達成され得る。

公知先行技術においては、種々の別のエンジン近傍コンセプトも知られているが、しかしこれらのエンジン近傍コンセプトは、その構成サイズ、流入する排ガスの均質性および／または排ガス処理体の横断面にわたる排ガス成分の分配の点で、まだ改善の余地があるように思われる。

このことを認識して、本発明の根底を成す課題は、公知先行技術に関して知られている不都合を少なくとも部分的に克服することである。特に、特にコンパクトな構成サイズを有するとともに、流入する排ガスの均質性の意図的な調節および／または排ガス処理体の横断面にわたる排ガス成分の意図的な分配を可能にするような、自動車用の排ガス処理ユニットが提供されることが望まれる。

この課題は、独立項形式の各請求項に記載の特徴により解決される。有利な改良形は、従属項形式の各請求項の対象である。

本発明によれば、排ガス処理ユニットであって、少なくとも以下に挙げる構成要素を備えている排ガス処理ユニットが提案される。すなわち、この排ガス処理ユニットは少なくとも：
−入口開口と出口開口とを備えた排ガス用の供給管路を備え；
−ハウジングを備え、該ハウジング内に前記供給管路の前記出口開口が突入するように延びており、前記ハウジングが、少なくとも前記供給管路を取り囲んで中間室を形成しており；
−前記ハウジング内に流出室を備え、該流出室が、前記供給管路に対して側方に配置されている。

さらに、前記中間室と前記流出室との間には、分流装置が設けられており、この分流装置は、前記中間室から到来した排ガスが少なくとも２つの部分流に分割されるように調整されており、前記部分流は、前記流出室に向かって、前記分流装置によって形成された少なくとも２つの開口を介して逆向きに前記流出室内に導入可能である。

つまり、排ガス処理ユニットは、小さな構成スペースにおいて、横断面全体にわたり（均一に）分配された均質な排ガス混合物を達成するように調整されている。排ガスはこの場合、排ガス用の供給管路を介して、（側方に形成された）中間室に導入される。この供給管路は、別個の構成部材であるか、または排ガス経路内の排ガス管路の１区分である。

ハウジングは供給管路から間隔を置いて配置されており、この場合、供給管路とハウジングとの間には、（少なくとも部分的に環状に延びる）中間室が形成されている。供給管路はこの場合、完全にハウジングによって取り囲まれているか、または外部からハウジング内に突入するように延びており、この場合、ハウジングに設けられた通過領域が供給管路に（ガス密に）結合可能となる。特に好適には、ハウジングが、供給管路の通過部の領域においてしか供給管路に結合されておらず、その他の個所では、ハウジング内に突入して延びている供給管路から間隔を置いて配置されている。中間室は好適には、ハウジングと供給管路との間の、流出室を除いたほぼ全周領域を取り囲んでいる。

さらに、ハウジングは、供給管路に対して側方に配置されている流出室を（も）形成している。「側方に配置されている」とは、流出室が少なくとも部分的に供給管路によって覆われているか、もしくは流出室が外部で供給管路の周壁表面の領域に位置決めされていることを意味する。この場合、特に、供給管路の出口開口から流出室への直線的な流路が形成されているのではなく、排ガスが供給管路から流出室に流入し得るようにするためには、少なくとも１回（１回または複数回）の流れ反転が行われなければならないことが実現されている。たとえば、供給管路は（管として）、排ガスの平均流れ方向に相当する軸線を中心とした、ほぼ真っ直ぐな延在長さを有する。ハウジングは供給管路の少なくとも一部にわたり外方へずらされてこの供給管路に対して間隔を置いて配置されていて、出口開口の手前にキャップを形成しており、このキャップが、供給管路から排ガスが引き続き流れ方向に直線状に流れることを阻止する。ハウジングは、供給管路に対して側方に向けられた流出部しか形成しない。すなわち、ハウジングは、特にハウジングの、供給管路に対して（平行に）外方へずらされて配置されている壁に流出部を形成しており、したがって特にキャップに流出部を形成しているのではない。流出部の手前には、流出室が位置しており、この流出室は好適には供給管路と流出部との間に延びている。

流出室は、中間室から分流装置によって分離されていてよい。この場合、ガス密な分離部が設けられていることが考えられているわけではなく、分流装置によって変向された流れが流出室に導入され、この場合、流出室はハウジングに設けられた流出部に対向して形成される。すなわち、流出室は分流装置によって画定され、この場合、開口部の開口面は、同じく流出室の輪郭を画定する（仮想）画定部を形成する。すなわち、言い換えれば、特に、排ガスは出口開口からまず中間室に流入し、そして前記少なくとも１回の流れ反転によって、方向付けられていない複雑な排ガス流、好適には乱流状の排ガス流が形成されるわけである。この排ガス流は分流装置により前記開口を用いて、所定の意図を持って流出室に導入されるか、もしくは移行時に排ガス流が少なくとも２つの部分流に分割され、これらの部分流が方向付けられていて、しかも（それぞれ２つの部分流が）互いに逆向きに方向付けられるように流出室に導入される。このことは特に、分流装置が部分的にハウジングと供給管路との間の中間室を閉鎖していて、別の領域においては１つの開口を形成することにより達成される。

前記部分流を（特に流出室の横断面で見て）互いに逆向きに導入することにより、これらの部分流は、大きな混合室を必要とすることなしに特に良好に互いに混合される。これにより、構成サイズが全体的に大幅に減じられると同時に、排ガスの高い均質性が達成される。さらに、排ガスは互いに逆向きの部分流に基づき、最大に提供されている通流可能な横断面にわたって（半径方向に）膨張するので、流出室は排ガスによって均質に充填される。同じく、背圧も特に高くはならない。なぜならば、前記部分流は方向付けられ、したがって渦流が少なく、かつ（ほぼ）流陰ゾーン（流れの陰となるゾーン）なしにハウジングもしくは流出室内で混合されるからである。

提案された排ガス処理ユニットの排ガスは、部分流の形で、好適には供給管路とハウジングとの間の中間室に形成される周壁容積内に位置する方向、たとえば周方向で、互いに逆向きである。

好適には、供給管路内に、第１の排ガス処理体、たとえばディーゼル酸化触媒が位置している。この第１の排ガス処理体に基づいて、排ガスは、好適には層流で、供給管路の軸方向に方向付けられて中間室に流入する。このためには、ハニカム体が使用され得る。さらに、好適には、還元剤、たとえば尿素水溶液またはアンモニアのための調量ユニット（ドージングユニット）が、中間室および／または流出室に開口しており、この場合、還元剤は、ガス状および／または滴状に装入されて、本発明により提案された排ガス処理ユニットにおける流れ案内に基づいて、排ガスと均質に混合される。

好適な実施態様では、ガス状のアンモニアのための調量ユニットまたは（噴霧される）液状の還元剤添加のための調量ユニットが設けられている。この場合、後者の調量ユニットは、スプレイコーンを形成し、このスプレイコーンは排ガス流において、少なくともエンジンから周辺環境への排出方向における排ガス流において、第１の排ガス処理体へ向かう方向成分を有しない。この場合には、第１の排ガス処理体は、有利には純然たるディーゼル酸化触媒である。

別の実施態様では、液状の（噴霧される）還元剤は、少なくとも部分的に、第１の排ガス処理体から流出した排ガスの主流れ方向とは反対の方向に添加される。このときに、還元剤は良好に分配されて供給管路の出口開口へ塗布され、ひいては第１の排ガス処理体の出口側に塗布され得る。出口開口の領域では、第１の排ガス処理体が、好適には加水分解コーティングを有しており、このコーティングは還元剤をアンモニアと溶剤とに分解することを助成する。極めて特に好適には、第１の排ガス処理体が、この場合には、出口側に隣接した領域においてその全長の約１０％にわたって加水分解コーティングを施されていて、残りの領域（全体）にわたってはディーゼル酸化触媒で被覆されている。この実施態様では、提供されている混合室が小さいにもかかわらず、必要とされる還元剤量の貯蔵もしくは緩衝が可能となり、調量ユニットは特に小さな排ガス量の場合に保護される。

両事例において、還元剤は極めて早期に、すなわち遅くとも排出方向で見て第１の排ガス処理体の出口開口のすぐ背後で、添加される。こうして、第１の排ガス処理体の出口開口と第２の排ガス処理体の流入開口との間の全区間が、混合のために利用可能となる。

排ガス処理ユニットの別の有利な実施態様では、前記流出室に、第２の排ガス処理体の流入開口が続いている。

この好適な実施例では、流出室が排ガスのための混合チャンバ全体を形成している。流出室は分流装置により、流入開口によって直接に流出室に続いている第２の排ガス処理体において処理されるようにするために排ガスが十分に混合されかつ均質化されるように調整されている。特に好適な変化形では、ハウジングが管横断面を形成しており、この管横断面は、供給管路の横断面に対して平行に、好適には同心的に、間隔を置いて配置されており、この場合、第２の排ガス処理体の流入開口は、中間部材なしに直接にハウジング壁に続いている。念のため付言しておくと、この流入開口は排ガス処理体の入口を画定していて、この流入開口を越えると、既に排ガスの（触媒）処理が行われる。たとえば、排ガスは直接に流出室に隣接して、触媒コーティングを施されたハニカム体、好ましくは金属シートまたはセラミック押出し物から形成されたハニカム体に衝突する。

特に好適には、第２の排ガス処理体の流入開口が、ハウジングの軸方向の向きに対して斜めにもしくは直交する方向に配置されているので、流入開口と流出室との間の移行部には、たとえば純然たる円形の横断面とは異なる横断面が設けられている。これによって、第２の排ガス処理体の、好適には平坦な流入開口が、ガス密な接続部を形成し得る。この実施態様の注目すべき点は、別の中間エレメントが設けられていないことにある。その場合、流出室は、中間室と流出室とから成る混合チャンバの少なくとも端領域を形成する。こうして、大きな空間的広がりや過剰の背圧を発生させることなしに、良好な混合が達成され得る。特に好適には、流出室の軸方向の延在長さ、すなわち流入開口に対する供給管路の開口および／または周壁面の間隔が、１００ｍｍ（ミリメートル）よりも小さく、好適には６５ｍｍよりも小さいか、またはそれどころか５０ｍｍよりも小さい。還元剤の調量供給形式および／または排ガス処理体の相互配置形式を考慮して、軸方向の延在長さは、最小の軸方向の延在長さ、たとえば２０ｍｍ（ミリメートル）または３５ｍｍをも有していることが望ましい。

第２の排ガス処理体は、たとえばＳＣＲ触媒（選択触媒還元）である。中間室および／または流出室における還元剤装入と相まって、排ガス中での還元剤の特に均質な分配および第２の排ガス処理体の入口面への排ガスの流入前における混合物の最大の半径方向拡幅量が達成される。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、分流装置が、少なくとも１つの第１のガイドエレメントと第２のガイドエレメントとを有し、第１のガイドエレメントが、別個の第１の金属薄板エレメントにより形成されており、第２のガイドエレメントが、別個の第２の金属薄板エレメントにより形成されており、前記第１および第２の金属薄板エレメントが、互いに間隔を置いて配置されている。

第１のガイドエレメントにより、特に出口開口と、流出室内の流出部との間の排ガスのための直接的な流路もしくは最短の流路が妨害されるので、この場合、既に排ガスの混合が助成される。特に、ハウジング内での排ガスの、望ましくないほど短い排ガス流路もしくは望ましくないほど短い排ガス滞留時間が第１のガイドエレメントによって阻止される。第２のガイドエレメントは、特に、第１のガイドエレメントによって変向された排ガス流を少なくとも２つの部分流に分割し、かつこれらの部分流の少なくとも１つの部分流を別の開口に供給するために形成されている。この場合、第１のガイドエレメントと第２のガイドエレメントとは、少なくとも２つの部分流が互いに逆向きで開口に通されるように互いに相対的に配置されている。

特に簡単な製作および自在な組立てのためには、前記ガイドエレメントを別個の金属薄板エレメントにより形成することが提案される。しかし、金属薄板エレメントは、簡単な加工という利点の他にさらに、小さな材料厚さにおいて良好な安定性を有し、ひいては小さな構成スペースを過剰に狭めない、という利点をも有する。好適には、金属薄板エレメントが、適当な丸みおよび曲線により、流れ剥離が回避され、ひいては流陰ゾーンが回避されるように成形されている。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、分流装置が、少なくとも１つの第１のガイドエレメントと第２のガイドエレメントとを有し、前記第１および第２のガイドエレメントが、前記流出室の両側に配置されている。この場合に好適には、第１のガイドエレメントおよび第２のガイドエレメントが、少なくとも部分的に互いに平行にかつ／または出口開口に対して平行に配置されている。

第１のガイドエレメントと第２のガイドエレメントとを介して、前記少なくとも２つの部分流は分流装置によって流出室内へ方向付けられて案内されるので、前記少なくとも２つの部分流は互いに逆向きに互いに向かって方向付けられている。この場合、第１のガイドエレメントと第２のガイドエレメントとは、必ずしも、部分流の最終的な方向付けを決定するために調整されている必要はなく、流れを部分流へ穏やかに変向させて、開口に供給すれば十分となり得る。このためには、前記両ガイドエレメントのうちの少なくともいずれか一方のガイドエレメントを供給管路の出口開口に対して平行に配置することが特に有利である。これにより、部分流の、背圧の少ない変向が可能となる。特に、９０°の変向、すなわち出口開口から流出した排ガスの流れ方向が垂直に向けられている平面への変向が行われる。既にこれにより、有利な予混合が行われ得る。ただしこの場合、まだ十分な均質性は得られない。

流出室の両側にガイドエレメントを配置することにより、排ガスが的確に開口へ案内されることが確保されている。互いに対して部分的に平行な配置、好適には開口を通る排ガスの流入方向に対して直交方向でのガイドエレメントの配置により、排ガスが（ほぼ）同じ流れ特性を持って流出室に導入されるので、特に均質な混合が促進されることが確保される。すなわち、ガイドエレメントが、各開口への移行部の領域において、互いに平行に向けられていて、かつ開口も互いに平行に向けられていることが特に好適である。このような流れ変向を用いて、特に流れ剥離が回避され、ひいては流陰ゾーンの発生も回避され得る。流陰ゾーンは混合に寄与せずに、提供されている混合室を狭め、これによって潜在的に背圧を高める。極めて特に好適には、変向部は、層流状の流れが流入する際に層流状の流れ状態が妨げられないように、つまり層流状の流れ状態が維持されるように、調整されている。もちろん、排ガスは中間室内および流出室内では好適には乱流状に流れる。なぜならば、この場合には、拡散混合と共に動力学的な混合も行われるからである。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、分流装置が、少なくとも１つの第１のガイドエレメントと第２のガイドエレメントとを有し、該第２のガイドエレメントが、供給管路の側方で出口開口に対して傾けられて中間室内に延びているガイド区分を有する。

このガイド区分を用いて、供給管路の壁を介して流入する排ガスが２つの部分流に分割されることが達成される。この場合、出口開口に関してガイド区分を傾斜させることにより、排ガス流の、案内された変向が達成される。この好適な実施態様では、第１の金属薄板エレメントによって排ガスは、排ガス流の少なくとも大部分が中間室内で供給管路の外周を巡って案内されて、前記ガイド区分に衝突するように変向され、これによって２つの部分流が分割される。これにより、特に小さな背圧しか発生させないと同時に、排ガス流を、互いに逆向きの複数の部分流に分割することが可能となる。

前記ガイド区分が真っ直ぐな傾斜を有するのではなく、少なくとも１つの部分流を、傾けられた角度へ変向させるような実施態様も可能である。このためには、前記ガイド区分が、たとえば第１の流入領域において流入方向に対して平行に向けられていてよく、引き続き開口にまで、少なくとも１つの曲率半径、好適には互いに逆向きの２つの曲率半径を持って湾曲させられていてよい。すなわち、前記ガイド区分が、たとえば出口開口に対して平行に向けられている領域をも有することが排除されていない。重要となるのは、穏やかな変向もしくは穏やかな分流が可能となるように前記ガイド区分が調整されていることである。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、前記開口の少なくとも一部を形成する分流装置が、ハウジングから一体に成形されている。

この特に好適な実施態様では、付加的な構成エレメントが設けられておらず、ハウジング自体が分流装置を形成する。この場合、分流装置のガイド面は、ハウジングに設けられた凹部および凸部により形成されている。このことは、特に大量生産のために適している特に簡単な製作を可能にする。なぜならば、分流装置は付加的な接合過程なしに、たとえば成形工具を用いて成形され得るからである。特にこの実施態様では、供給管路を簡単にハウジング内に形状接続的に、すなわち係合に基づいた嵌合により、導入することが可能である。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、前記開口が、互いに逆向きに方向付けられている。好適には前記開口は、互いに対してずらされても配置されている。

前記開口を互い逆向きに配置することにより、小さなスペースにおける特に良好な均質化が達成される。特に、前記開口を互いに対してずらして配置することにより、渦流を発生させることができる。渦流は、特に小さな背圧作用しか有しない均質化を可能にする。極めて特に好適には、３つまたは４つの部分流が設定されている。この場合、２つの部分流は互いに（直径方向で）逆向きに方向付けられていて、少なくとも１つの別の部分流は、前記互いに逆向きの部分流に対して直交する方向に向けられている。極めて特に好適には、２つの部分流だけが、互いに逆向きに方向付けられて、（僅かに）横断面狭隘部によって加速されるので、別の部分流を穏やかに混入させる負圧が生じる。特に、互いに逆向きの２つの部分流はこの場合、より小さな容量分率しか有することができるので、加速に基づいた背圧は小さなままとなり、それにもかかわらず負圧効果により、部分流の卓越した（動力学的な）混合が得られる。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、少なくとも１つの開口の領域に少なくとも１つのガイド面、好適には金属薄板、が設けられており、この場合、このガイド面は、好適には少なくとも部分的に前記開口の流出方向に対して傾けられて配置されている。

前記少なくとも１つのガイド面は、流れ方向で前記開口の手前および／または背後に配置されていてよい。前記開口の手前にガイド面が配置されていると、これにより、所望の流れ方向で前記流出室への特に意図された移行が行われ、これにより、よどみ流およびこれに類するものが回避される。前記開口の背後にガイド面が配置されていると、これによって流出室内の流れはさらに変向され得るか、または前記開口の背後においてはじめて所望の流れ方向へ変向され得る。後者の配置は、特に極めて小さな配置形式において、これによりスペース理由に基づいて排ガス部分流の一層穏やかな変向が可能となる場合に有利になり得る。

ガイドエレメントもしくはガイド面が１つまたは複数の金属薄板から形成される、好適な変化形により、特に簡単な製作が可能となる。この場合、金属薄板は別個のエレメントとして設けられているか、または分流装置を形成する１つの金属薄板と一体に形成されていてよいか、またはハウジングと一体に形成されていてよい。この場合、金属薄板は中間室にハウジングから供給管路にまで跨がることができるか、あるいは片側から中間室内へ突入することができる。

排ガス処理ユニットのさらに別の有利な実施態様では、分流装置が、少なくとも１つのガイド面を含み、該ガイド面は、部分流が、互いに正面衝突するように、または所定の角度を成して互いに衝突するように方向付けられている。

部分流が互いに正面衝突するように変向されると、これによって特に強力な混合が達成される。この混合の結果、極めて小さなスペースにおいて特に良好な均質化が得られる。部分流が互いに所定の角度を成して衝突するように変向されると、これによって部分流の交差が存在し、このような交差は特に穏やかな混合を達成する。この場合、それにもかかわらず、多数の小さな乱流状の渦が形成され、これらの渦は排ガスの良好な（動力学的な）混合および均質化を生ぜしめる。

本発明の別の観点によれば、排ガス管路を有する内燃機関を備えた自動車において、前記排ガス管路が、有利であると記載された本発明による排ガス処理ユニットを含んでいることを特徴とする自動車が提案される。

「自動車」とは、特に貨物自動車および乗用車を意味するが、この場合、船舶、機関車および航空機も自動車であるとみなされる。内燃機関はディーゼルエンジンまたはオットエンジンであってよく、この場合、排ガス処理ユニットは特に、リーン燃焼型の内燃機関のために適している。排ガス管路は、直接に燃焼室、つまり一般にシリンダまたは行程室に接続されていて、いわゆる排気マニホルドを含む。排ガス管路内では、排ガスが（触媒）処理され、音響が減衰され、排ガスが冷却され、こうして排ガス規格に適合した状態で周辺環境へ放出される。このプロセスにおいては、できるだけ小さな背圧しか形成されないことが望ましい。これによって、内燃機関はできるだけ高い出力を得ることができる。この場合に提案された排ガス処理ユニットは、特に小さな構成スペースにおける使用のために適しており、極めて好適には排気マニホルドの領域における使用のために適している。他ならぬ、リーン燃焼型の内燃機関においては、低い排ガス温度に基づき排ガス処理が困難にされているので、できるだけエンジン近傍での配置が望まれている。この場合に提案された排ガス処理ユニットを用いると、空間的にエンジンルーム内の別のコンポーネントと競合することなしに、燃焼室の流出部に対して極めて近傍に、かつ特に燃焼室の流出部に対して５０ｃｍの間隔、特に好適には２０ｃｍの間隔をおいて、排ガス処理体が配置され得る。なぜならば、排ガス処理ユニットの寸法は、排気マニホルドの寸法よりもあまり大きくないからである。特に好適には、燃焼室の流出部と排ガス処理ユニットとの間に、ターボチャージャが配置されているのではなく、必要とされるターボチャージャが、排気方向で排ガス処理ユニットに後置されている、つまり排ガス処理ユニットの下流側に配置されている。このターボチャージャこそが、著しい排ガス冷却を生ぜしめる原因であり、したがって特に窒素酸化物の変換のためには、燃焼室の近傍における配置が特に有効となる。それと同時に、この場合に提案された排ガス処理ユニットは、特にリーン燃焼に基づいて排ガス中の窒素酸化物を減少させるための選択触媒反応のための還元剤の噴射に際して、特に低い背圧しか生ぜしめないと同時に、良好な混合および均質化を生ぜしめる。

特許請求の範囲に個別に記載されている特徴は、任意に、かつ技術的に好都合に互いに組み合わせ可能であり、かつ明細書および図面からの記載により補填され得る。この場合、本発明の別の変化形が挙げられる。

以下に、本発明ならびにその周辺技術を図面につき詳しく説明する。図面には、本発明の特に好適な実施形態が示されているが、しかし本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。特に念のため付言しておくと、図面およびとりわけ図面に描かれているサイズ比は、概略的なものであるに過ぎない。

２つの金属薄板エレメントを備えた排ガス処理ユニットを示す概略図である。 分流装置を備えた供給管路を示す概略図である。 排ガス処理ユニットと、接続された後続の排ガス処理体とを示す概略図である。 排ガス処理ユニットの分流装置がハウジングと一体に形成されている構成を示す概略図である。 図４に示したハウジングを別の角度から見た図である。 内燃機関と排ガス管路とを備えた自動車を示す概略図である。

図１には、排ガス処理ユニット１が示されている。この排ガス処理ユニット１では、分流装置８が第１のガイドエレメント１６と第２のガイドエレメント１７とから形成されている。第１のガイドエレメント１６と第２のガイドエレメント１７とは、排ガス処理ユニット１のハウジング５内で別個の金属薄板部品として供給管路２に配置されている。供給管路２内には、第１の排ガス処理体１４が位置している。この第１の排ガス処理体１４からは、入口開口３（図面で見て右側）を通じて排ガスが流入し、そして出口開口４（図面で見て左側）から排ガスは再び流出する。流出した排ガスは、第１のガイドエレメント１６により、出口開口４から直接に流出室７に流入することができず、部分的に供給管路２を介して案内されて、第１の開口１１と第２の開口１２とを通って第１の部分流９および第２の部分流１０として流出室７内へ導かれる。第１の部分流９および第２の部分流１０を方向付けるためには、さらに、第１の開口１１に第１のガイド面１９が、第２の開口１２に第２のガイド面２０が、それぞれ設けられている。流出室７には、流入開口１３が直接に続いている。

図２には、第１のガイドエレメント１６と第２のガイドエレメント１７とを備えた供給管路２が単独で、図１とは異なる方向から見た図で図示されている。図２から判るように、排ガスは入口開口３を通じて供給管路２に流入し、そして出口開口４から流出方向２１で中間室６（ハウジング５が図示されていないことに基づき、外周輪郭が画定されていない）内に流入する。第１のガイドエレメント１６によって、排ガスの少なくとも一部が供給管路２を巡るように変向され、そして到来した排ガスは次いで第２のガイドエレメント１７のガイド区分１８によって別の部分流に分割される。この場合、ガイド区分１８は出口開口４に対して約４５°傾けられて位置している。流出室７（やはり明確には外周輪郭が画定されていない）内には、第１のガイドエレメント１６と第２のガイドエレメント１７とを介して、特にガイド区分１８を介して、（軽度に）加速された第１の部分流９（図面で見て右側）が供給され、（軽度に）加速された第２の部分流１０（図面で見て左側）が、第１の開口１１と第２の開口１２とを介して、かつ第１のガイド面１９もしくは第２のガイド面２０を介してガイドされて供給される。さらに、第３の部分流２６（図面で見て下側）および第４の部分流２７（図面で見て上側）が、加速された第１の部分流９および第２の部分流１０によって（直交する方向で）吸い込まれる。

図３には、図１に図示したような排ガス処理ユニット１の構造が示されている。この場合、流出室７には、流入開口１３を備えた第２の排ガス処理体１５が続いている。図３から良く判るように、中間室６はハウジング５と供給管路２との間に形成されており、それに対して、流出室７は分流装置８と流入開口１３とによって画定される。

図４には、排ガス処理ユニット１が図示されており、この場合、供給管路２は、入口開口３および出口開口４の破線によってのみ示されている。排ガス処理ユニット１のハウジング５は、分流装置８を一体に形成しており、この場合、第１の開口１１と第２の開口１２との形で流出室７を画定する複数の通路が形成されている。

図５には、図４に図示したような排ガス処理ユニット１を別の角度から見た斜視図が示されている。この場合、ハウジング５に設けられた第１の開口１１と第２の開口１２とが良く判る。この変化形では、第１の部分流９と第２の部分流１０とが、互いに逆向きで供給管路の周方向に向けられている。

図６には、自動車２２が概略的に図示されている。自動車２２は、内燃機関２３を有し、この内燃機関２３には、排ガス管路２４が接続されている。排ガス管路２４は、たとえば前記図面に図示したような排ガス処理ユニット１を含んでいる。この好適な実施形態では、排ガス処理ユニット１が直接に排ガスマニホルド２８に接続されていて、エンジンルーム２５内に位置している。これにより、エンジンルーム２５内では、温度が特に高いので、リーン運転型の内燃機関２３においても、特に窒素酸化物の良好な反応が可能となる。この効果は、排気方向で見て排ガス処理ユニット１の背後（下流側）にターボチャージャ２９が配置されていて、これによって排ガス管路２４内でターボチャージャ２９の背後でしか温度が（著しく）降下しないことにより助成される。

念のため付言しておくと、本発明は、図面に示した、技術的な特徴の組合せに限定されるものではない。すなわち、１つの図面の技術的な特徴を、別の図面および／または明細書に記載の別の技術的な特徴と組み合わせることができる。ただし、特徴の組合せの有効性が明示的に証明された場合および／または当該組合せ以外では装置の基本機能がもはや満たされ得なくなることが当業者にとって明らかである場合には、必ずしもこの限りではない。

この場合に提案された排ガス処理ユニットを用いると、過剰な動圧（よどみ圧）が形成されることなしに、特に還元剤が噴射される場合に、小さな構成スペースにおいて排ガスの良好な混合および均質化を達成することが可能となる。

１ 排ガス処理ユニット
２ 供給管路
３ 入口開口
４ 出口開口
５ ハウジング
６ 中間室
７ 流出室
８ 分流装置
９ 第１の部分流
１０ 第２の部分流
１１ 第１の開口
１２ 第２の開口
１３ 流入開口
１４ 第１の排ガス処理体
１５ 第２の排ガス処理体
１６ 第１のガイドエレメント
１７ 第２のガイドエレメント
１８ ガイド区分
１９ 第１のガイド面
２０ 第２のガイド面
２１ 流出方向
２２ 自動車
２３ 内燃機関
２４ 排ガス管路
２５ エンジンルーム
２６ 第３の部分流
２７ 第４の部分流
２８ 排ガスマニホルド
２９ ターボチャージャ

Claims (9)

1. 排ガス処理ユニット（１）であって、少なくとも：
   −入口開口（３）と出口開口（４）とを備えた排ガス用の供給管路（２）を備え；
   −ハウジング（５）を備え、該ハウジング（５）内に前記供給管路（２）の前記出口開口（４）が突入するように延びており、前記ハウジング（５）が、少なくとも前記供給管路（２）を取り囲んで中間室（６）を形成しており；
   −前記ハウジング（５）内に流出室（７）を備え、該流出室（７）が、前記供給管路（２）に対して側方に配置されており、
   さらに、前記中間室（６）と前記流出室（７）との間に分流装置（８）が設けられており、該分流装置（８）は、前記中間室（６）から到来した排ガスが少なくとも２つの部分流（９，１０）に分割されるように調整されており、前記部分流（９，１０）は、前記流出室（７）に向かって、前記分流装置（８）によって形成された少なくとも２つの開口（１１，１２）を介して逆向きに前記流出室（７）内に導入可能であり、前記分流装置（８）が、少なくとも１つの第１のガイドエレメント（１６）と第２のガイドエレメント（１７）とを有し、前記第１のガイドエレメント（１６）が、第１の金属薄板エレメントにより形成されており、前記第２のガイドエレメント（１７）が、第２の金属薄板エレメントにより形成されており、前記第１および第２の金属薄板エレメントが、互いに間隔を置いて配置されており、前記第１のガイドエレメント（１６）は、前記出口開口（４）と前記流出室（７）との間の排ガスのための直接的な流路もしくは最短の流路を妨害するものであり、前記第２のガイドエレメント（１７）は、前記第１のガイドエレメント（１６）によって変向された排ガス流を、少なくとも２つの部分流に分割するものであることを特徴とする、排ガス処理ユニット（１）。
2. 前記流出室（７）に、第２の排ガス処理体（１５）の流入開口（１３）が続いている、請求項１記載の排ガス処理ユニット（１）。
3. 前記分流装置（８）が、少なくとも１つの第１のガイドエレメント（１６）と第２のガイドエレメント（１７）とを有し、前記第１および第２のガイドエレメント（１６，１７）が、前記流出室（７）の両側に配置されている、請求項１または２記載の排ガス処理ユニット（１）。
4. 前記分流装置（８）が、少なくとも１つの第１のガイドエレメント（１６）と第２のガイドエレメント（１７）とを有し、該第２のガイドエレメント（１７）が、前記供給管路（２）の側方で前記出口開口（４）に対して傾けられて前記中間室（６）内に延びているガイド区分（１８）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の排ガス処理ユニット（１）。
5. 前記開口（１１，１２）の少なくとも一部を形成する前記分流装置（８）が、前記ハウジング（５）から一体に成形されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の排ガス処理ユニット（１）。
6. 前記開口（１１，１２）が、互いに逆向きに方向付けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の排ガス処理ユニット（１）。
7. 少なくとも１つの開口（１１，１２）の領域に少なくとも１つのガイド面（１９，２０）が設けられており、該ガイド面（１９，２０）が、少なくとも部分的に前記開口（１１，１２）の流出方向に対して傾けられて配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の排ガス処理ユニット（１）。
8. 前記分流装置（８）が、少なくとも１つのガイド面（１９，２０）を含み、該ガイド面（１９，２０）は、部分流（９，１０）が、互いに正面衝突するように、または所定の角度を成して互いに衝突するように方向付けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の排ガス処理ユニット（１）。
9. 排ガス管路（２４）を有する内燃機関（２３）を備えた自動車（２２）において、前記排ガス管路（２４）が、請求項１から８までのいずれか１項記載の排ガス処理ユニット（１）を含んでいることを特徴とする自動車（２２）。

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