JP2015172363A - 排気浄化装置のミキサ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が最少で，しかも製造が容易で，低コストな排気浄化装置のミキサを提供する。【解決手段】排気通路１に還元剤ｒを噴射する還元剤供給装置５と触媒コンバータ３との間に配設されて，還元剤ｒと排ガスｇとを混合させる，排気浄化装置のミキサにおいて，単一の板材製であって，排気通路１に取り付けられるリム１０と，このリム１０の中心部に配置される無孔のハブ１１と，それぞれスリット１２を挟んで隣接すると共に，リム１０及びハブ１１間を一体に接続するように放射状に延びる複数のブレード１３とよりなり，各ブレード１３の半径方向中間部に，該ブレード１３の半径線Ｌ周りで同一方向，同一角度θの捻りを付与して，各スリット１２を軸方向に広げた。【選択図】 図１

Description

本発明は，排気通路に還元剤を噴射する還元剤供給装置と，前記還元剤を排ガスと反応させて排ガスの浄化を行う触媒コンバータとの間に配設されて，前記還元剤と排ガスとを混合させる，排気浄化装置のミキサの改良に関する。

かゝるエンジンの排気浄化装置は，特許文献１に開示されるように，既に知られている。

特開２０１１−１１１９２７号公報

特許文献１に開示される排気浄化装置のミキサは，外側リングの内周面に複数の旋回翼を取り付けてなるもので，部品点数が多い上，製造に当たってはプレスと溶接を必要とすることで，製造工程が多く，コストの低減が困難である。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，部品点数が最少で，しかも製造が容易で，低コストな前記排気浄化装置のミキサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，排気通路に還元剤を噴射する還元剤供給装置と，前記還元剤を排ガスと反応させて排ガスの浄化を行う触媒コンバータとの間に配設されて，前記還元剤と排ガスとを混合させる，排気浄化装置のミキサにおいて，単一板材のプレス製であって，排気通路に取り付けられるリムと，このリムの中心部に配置されるハブと，それぞれスリットを挟んで隣接すると共に，前記リム及びハブ間を一体に接続するように放射状に延びる複数のブレードとよりなり，前記各ブレードの半径方向中間部に，該ブレードの半径線周りで同一方向，同一角度の捻りを付与して，前記各スリットを軸方向に広げたことを第１の特徴とする。尚，前記触媒コンバータは，後述する本発明の実施形態中の２次触媒コンバータ３に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記各ブレードのブレード幅を，前記リムに近づくにつれて増加させたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記ハブを，排気上流側に向かって凸となる円錐状に形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，リム，ハブ及び複数のブレードよりなるミキサは，単一の板材にプレス加工を施すのみで得ることができ，部品点数が最少で，製造が容易であり，安価に提供することができる。しかも各ブレードの中間部には，各ブレードの半径線周りで同一方向，同一角度の捻りが付与されているので，各ブレードは，進入してくる排ガス及び還元剤を誘導して旋回流を与えることで，排ガス及び還元剤の良好な混合気をつくることができ，したがって次段の触媒コンバータにおいて，排ガス中のＮＯｘを，還元剤とよく反応させて還元除去することができる。また隣接するブレード相互間のスリットは，各ブレードの捻りにより軸方向に開いているので，混合した排ガス及び還元剤を，各スリットにスムーズに通過させて，次段の触媒コンバータの各部に満遍なく吹きつけることができる。

本発明の第２の特徴によれば，各ブレードの上記捻り角度は，リムに近づくにつれて減少していくので，各ブレードの排ガス及び還元剤に及ぼす旋回作用は，リムに近づくにつれて減少することになるが，各ブレードのリムに近い部分では，ブレード幅が広いため，還元剤がブレードに効果的に衝突し，拡散，微粒化することで，旋回流となった排ガスと良好に混合することができ，そして，流路抵抗が少ないスリットの広い側へ流れ，触媒コンバータへと移行することができる。

本発明の第３の特徴によれば，ハブは，排気通路の上流側に向かって凸となる円錐状をなすので，このハブに向かう排ガス及び還元剤をブレードの中間部側へ誘導し，これにより排ガス及び還元剤に旋回流を付与して，これらを良好に混合させることができると共に，排ガス及び還元剤のハブでの停滞を防ぐことができる。

本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置の要部を縦断した平面図。 図１の２−２線拡大断面図。 図２の３−３線断面展開図。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず図１において，ディーゼルエンジンＥの排気通路１には，その上流側から１次触媒コンバータ２と２次触媒コンバータ３とが配設される。１次触媒コンバータ２では，通過する排ガス中のＣＯ，ＨＣを酸化除去し，２次触媒コンバータ３では，通過する排ガス中のＮＯ₂ を還元除去する。

また１次及び２次触媒コンバータ２，３間の排気通路１には，その上流側から還元剤供給装置５とミキサ６とが配設される。還元剤供給装置５は，尿素水等の還元剤ｒをミキサ６に向けて噴射し，ミキサ６は，還元剤供給装置５から噴射された還元剤ｒと，排気通路１を通過する排ガスｇとを混合して２次触媒コンバータ３の各部に満遍なく送るようになっている。

２次触媒コンバータ３は，ハニカム構造のセラミックスよりなっており，排気通路１の上流側と下流側に接続される保持筒８にマット９を介して支持される。

図１〜図３に示すように，ミキサ６は，一枚のステンレス鋼板をプレス加工してなるもので，断面Ｌ字状のリム１０と，このリム１０の中心部に配置される無孔のハブ１１と，それぞれスリット１２を挟んで隣接すると共に，リム１０及びハブ１１間を一体に接続するように放射状に延びる複数のブレード１３とよりなっており，リム１０は，前記保持筒８の，排気通路１に沿う上流側端部に形成された小径筒部８ａの外周に嵌合して溶接される。

各ブレード１３は，そのブレード幅ｗが半径方向外方に向かって，即ちリム１０に近づくにつれて広く形成される。また各ブレード１３の半径方向中間部には，そのブレード１３の半径線Ｌ周りで同一方向，同一角度θの捻りが付与され，それによって各スリット１２は軸方向に広げられる。各ブレード１３の上記捻り角度θは，リム１０及びハブ１１に近づくにつれて減少していく。

またハブ１１は，排気通路１の上流側に向かって凸となる円錐状に形成される。

次に，この実施形態の作用について説明する。

１次触媒コンバータ２においてＣＯ，ＨＣを酸化除去されたエンジンＥの排ガスｇは，１次触媒コンバータ２を出ると，還元剤供給装置５から噴射された還元剤ｒと共にミキサ６へと移行する。ミキサ６は，リム１０及びハブ１１間を一体に接続するように放射状に延びる複数のブレード１３を備え，これらブレード１３の中間部には，各ブレード１３の半径線Ｌ周りで同一方向，同一角度θの捻りが付与されているので，上記排ガスｇ及び還元剤ｒは，これらブレード１３に誘導されて旋回流を生じながら互いに良好に混合し，排ガスｇ及び還元剤ｒの良好な混合気をつくることができる。しかも隣接するブレード１３相互間のスリット１２は，各ブレード１３の捻りにより軸方向に開いているので，上記混合気は，各スリット１２をスムーズに通過して，２次触媒コンバータ３の各部に満遍なく吹きつけられることになる。

ところで，リム１０，ハブ１１及び複数のブレード１３よりなるミキサ６は，単一の板材にプレス加工を施すのみで得ることができ，部品点数が最少で，製造が容易であり，安価に提供することができる。また各ブレード１３の上記捻り角度θは，リム１０に近づくにつれて減少していくので，各ブレード１３の排ガスｇ及び還元剤ｒに及ぼす旋回作用は，リム１０に近づくにつれて減少することになるが，各ブレード１３のリム１０に近い部分では，ブレード幅ｗが広いため，還元剤ｒはブレード１３に効果的に衝突し，拡散，微粒化することで，旋回流となった排ガスｇと良好に混合することができ，そして流路抵抗が少ないスリット１２の広い側へ流れて，２次触媒コンバータ３へと移行することになる。

また無孔のハブ１１は，排気通路１の上流側に向かって凸となる円錐状をなしているので，このハブ１１に向かう排ガスｇ及び還元剤ｒをブレード１３の中間部側へ誘導し，これにより排ガスｇ及び還元剤ｒは，上記と同様の作用により旋回し，混合しながら２次触媒コンバータ３へと移行することになる。したがって，排ガスｇ及び還元剤ｒのハブ１１での停滞を防ぐことができる。

而して，２次触媒コンバータ３では，排ガスｇ中のＮＯｘを，還元剤ｒとよく反応させて還元除去し，無害化された排ガスｇは大気中に放出される。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，リム１０の開放端を排気上流側に屈曲させて，そのリム１０を保持筒８の上流側端部内周面に嵌合，溶接することもでき，この場合，リム１０の内周面に上流側の排気管を嵌合すると，１回の溶接により，リム１０，保持筒８及び排気管の３者を溶接することができる。またリム１０は，上流側の排気管に溶接により取り付けることもできる。

Ｌ・・・・・・半径線
ｇ・・・・・・排ガス
ｒ・・・・・・還元剤
ｗ・・・・・・ブレード幅 θ・・・・・・捻り角度
１・・・・・・排気通路１
３・・・・・・触媒コンバータ（２次触媒コンバータ）
５・・・・・・還元剤供給装置
６・・・・・・ミキサ
１０・・・・・リム
１１・・・・・ハブ
１２・・・・・スリット
１３・・・・・ブレード

Claims (3)

1. 排気通路（１）に還元剤（ｒ）を噴射する還元剤供給装置（５）と，前記還元剤（ｒ）を排ガス（ｇ）と反応させて排ガス（ｇ）の浄化を行う触媒コンバータ（３）との間に配設されて，前記還元剤（ｒ）と排ガス（ｇ）とを混合させる，排気浄化装置のミキサにおいて，
   単一板材のプレス製であって，排気通路（１）に取り付けられるリム（１０）と，このリム（１０）の中心部に配置されるハブ（１１）と，それぞれスリット（１２）を挟んで隣接すると共に，前記リム（１０）及びハブ（１１）間を一体に接続するように放射状に延びる複数のブレード（１３）とよりなり，前記各ブレード（１３）の半径方向中間部に，該ブレード（１３）の半径線（Ｌ）周りで同一方向，同一角度（θ）の捻りを付与して，前記各スリット（１２）を軸方向に広げたことを特徴とする，排気浄化装置のミキサ。
2. 請求項１記載の排気浄化装置のミキサにおいて，
   前記各ブレード（１３）のブレード幅（ｗ）を，前記リム（１０）に近づくにつれて増加させたことを特徴とする，排気浄化装置のミキサ。
3. 請求項１記載の排気浄化装置のミキサにおいて，
   前記ハブ（１１）を，排気上流側に向かって凸となる円錐状に形成したことを特徴とする，排気浄化装置のミキサ。

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