特許 6596437 注入および混合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6596437

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】注入および混合装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/24 20060101AFI20191010BHJP

   F01N 3/36 20060101ALI20191010BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20191010BHJP

   F01N 3/025 20060101ALI20191010BHJP

   B01F 3/04 20060101ALI20191010BHJP

   B01F 5/00 20060101ALI20191010BHJP

   B01F 5/06 20060101ALI20191010BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20191010BHJP

   B01D 53/86 20060101ALN20191010BHJP

   B01D 53/90 20060101ALN20191010BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/24 NZAB

   F01N3/24 P

   F01N3/36 C

   F01N3/08 B

   F01N3/08 A

   F01N3/025 101

   B01F3/04 Z

   B01F5/00 G

   B01F5/06

   B01F15/02 A

   !B01D53/86 222

   !B01D53/90

【請求項の数】9

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-549303(P2016-549303)

(86)(22)【出願日】2015年1月30日

(65)【公表番号】特表2017-511856(P2017-511856A)

(43)【公表日】2017年4月27日

(86)【国際出願番号】US2015013860

(87)【国際公開番号】WO2015116979

(87)【国際公開日】20150806

【審査請求日】2018年1月29日

(31)【優先権主張番号】61/980,441

(32)【優先日】2014年4月16日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/934,489

(32)【優先日】2014年1月31日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/069,579

(32)【優先日】2014年10月28日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591163214

【氏名又は名称】ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(72)【発明者】

【氏名】ブランドル， マーク， トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ホッペンステット， ブルース， ベルナルド

(72)【発明者】

【氏名】シラー， スティーブン， ロナルド

(72)【発明者】

【氏名】ホワイトゥン， マシュー， エス．

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２４５６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０３７９２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１１３７５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１３３７７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００− ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００−１１／００

Ｂ０１Ｄ ５３／８６

Ｂ０１Ｄ ５３／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸を画定する排気管と、
前記排気管内に配置され、上流端から下流端まで前記中心軸に沿って延びる混合管と、
前記混合管の前記上流端に配置された、反応物を分散させるための分散装置と、
排気ガスが前記混合管の前記上流端を迂回して、前記分散装置より下流の前記混合管に流入するのを可能にするバイパスと、
を含む注入および混合装置であって、
前記混合管の内部には、前記分散装置の上流面と長手方向に整列する構造物がなく、
前記分散装置は、第１の領域と、前記第１の領域よりも制限性が低い第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記混合管の前記上流端にまたがって広がり、前記第２の領域は、前記パイパスへの進入を少なくとも部分的に制限する、注入および混合装置。

【請求項2】

前記分散装置はメッシュを含む、請求項１に記載の注入および混合装置。

【請求項3】

前記混合管は、前記分散装置より下流の位置で、前記混合管を貫通する複数の開孔を画定し、前記開孔は、排気ガスが、前記混合管の前記上流端を迂回するのを可能にするように構成される、請求項１に記載の注入および混合装置。

【請求項4】

前記複数の開孔には、前記混合管に沿った第１の軸方向位置にある第１の開孔セットが含まれ、
前記第１の開孔セットは、前記混合管の底部において、前記反応物の滴を前記混合管の内面から離れる方向に搬送するために、少なくとも一部の排気ガスを前記バイパスから前記混合管に送る、請求項３に記載の注入および混合装置。

【請求項5】

中心軸を画定する排気管と、
前記排気管内に配置され、上流端から下流端まで前記中心軸に沿って延びる混合管と、
前記混合管の前記上流端に配置された、反応物を分散させるための分散装置と、
排気ガスが前記混合管の前記上流端を迂回して、前記分散装置より下流の前記混合管に流入するのを可能にするバイパスと、
を含む注入および混合装置であって、
前記混合管の内部には、前記分散装置の上流面と長手方向に整列する構造物がなく、
前記混合管は、前記分散装置より下流の位置で、前記バイパスを形成するために前記混合管を貫通する複数の開孔を画定し、前記開孔は、排気ガスが、前記混合管の前記上流端を迂回するのを可能にするように構成され、
前記複数の開孔には、前記混合管に沿った第１の軸方向位置にある第１の開孔セットと、前記第１の軸方向位置より下流の第２の軸方向位置にある第２の開孔セットとが含まれ、
前記第１の開孔セットは、前記混合管の周長未満にわたって広がり、前記第２の開孔セットは、前記混合管の円周にわたって広がる、注入および混合装置。

【請求項6】

第１の複数のルーバが、前記第１の開孔セットに配置され、第２の複数のルーバが、前記第２の開孔セットに配置され、前記第２の複数のルーバは、前記第１の複数のルーバとは異なる周方向成分を有する、請求項５に記載の注入および混合装置。

【請求項7】

前記第２の領域は、前記第１の領域の円周と前記排気管の内面との間に広がる環状開口に少なくとも部分的にまたがって広がり、
前記第２の領域は、前記バイパスへの進入を全面で制限する、請求項１に記載の注入および混合装置。

【請求項8】

前記第１の領域は、第１のメッシュを含み、前記第２の領域は、第２のメッシュを含み、前記第２のメッシュは、前記第１のメッシュよりも流れに対する制限性が低く、前記第２のメッシュは、前記第１の領域の円周と、前記排気管の内面との間に広がる環状開口に少なくとも部分的にまたがって広がる、請求項１に記載の注入および混合装置。

【請求項9】

前記第２のメッシュは、前記第１の領域にまたがり、かつ前記環状開口に完全にまたがって広がる、請求項８に記載の注入および混合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１５年１月３０日に出願されており、２０１４年１月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／９３４，４８９号、２０１４年４月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／９８０，４４１号、および２０１４年１０月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／０６９，５７９号に対する優先権を主張するものであり、これらの特許の内容は、参照により、その全体を援用される。

【背景技術】

【0002】

内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）を装備した車両は、通常、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）などの望ましくないガスの量を減らすために、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒装置、リーンＮＯｘ触媒装置、またはＮＯｘ吸蔵触媒装置などの後処理構成要素を有する排気システムを含む。インジェクタは、これらのタイプの後処理装置を適切に機能させるために、反応物（例えば、尿素、アンモニア、または炭化水素などの還元剤）を排気ガス中に噴射する。排気ガスおよび反応物が後処理装置を流れると、排気ガスおよび反応物は、ＮＯｘなどの望ましくないガスを窒素および酸素などのより許容できるガスに変換する。しかし、後処理装置の効率は、反応物がどれほどよく蒸発するか、および反応物が排気ガスとどれほど均一に混合されるかによって決まる。したがって、排気ガスおよび反応物を蒸発させ、混合する流動装置が望ましい。

【0003】

ＳＣＲ排気ガス処理装置は、窒素酸化物の削減に重点を置いている。ＳＣＲシステムでは、還元剤（例えば、尿素水溶液）が排気ガス流に注入される。還元剤は、ＳＣＲ触媒を通過しながら、窒素酸化物と反応して、窒素酸化物を窒素と水とに還元する。尿素水が還元剤として使用される場合、尿素水は、アンモニアに変わり、次に、アンモニアは窒素酸化物と反応して、窒素酸化物を窒素と酸素とに変える。尿素水溶液の注入、混合、および蒸発は、尿素と、尿素からアンモニアへの反応による副生成物とが、後処理装置の面に堆積物を形成することがあるために問題になることがある。そのような堆積物は、時間とともに蓄積し、後処理装置を通る効果的な排気ガス流を部分的に遮る、あるいは妨害することがある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の態様は、中心軸を画定する排気管と、排気管内に配置され、上流端から下流端まで中心軸に沿って延びる混合管と、混合管の上流端に配置された、反応物を分散させるための分散装置と、排気ガスが混合管の上流端を迂回して、分散装置より下流で混合管に流入するのを可能にするバイパスとを含む注入および混合装置に関する。混合管の内部には、混合管の上流面と長手方向に整列する構造物がない。

【0005】

一部の実施形態では、分散装置は、１つまたは複数のワイヤからなるメッシュを含む。なお、「ワイヤ」という用語の使用は、金属ワイヤの特定の最小横幅寸法（例えば、厚さ、または直径）を示唆することを意図されていない。特定の例では、メッシュは、０．０１インチ以下の直径を有する１つまたは複数のワイヤを含む。特定の例では、メッシュは、０．００８インチ以下の直径を有する１つまたは複数のワイヤを含む。特定の例では、メッシュは、０．００６インチ以下の直径を有する１つまたは複数のワイヤを含む。様々な実施形態では、メッシュのワイヤは、混合管の上流端の直径の１／１００、１／１０００、１／１００００、または１／１０００００以下という直径を有する。

【0006】

一部の実施形態では、バイパスは、混合管と排気管との間に画定される。一例では、バイパスは環状路を含む。

【0007】

一部の実施形態では、混合管は、環状バイパスから混合管に流れ込む排気ガスを回転させる構造体を含む。特定の例では、構造体には、混合管から突出するルーバが含まれる。

【0008】

一部の実施形態では、混合管は、分散装置より下流の位置に、混合管を貫通する複数の開孔を画定する。開孔は、排気ガスが、混合管の上流端を迂回するのを可能にするように構成される。特定の例では、開孔には、混合管に沿った第１の軸方向位置にある第１の開孔セットが含まれる。一例では、第１の開孔セットは、混合管の底部において、反応物の滴を混合管の内面から離れる方向に搬送するために、少なくとも一部の排気ガスをバイパスから混合管に送る。特定の例では、開孔には、第１の軸方向位置より下流の第２の軸方向位置にある第２の開孔セットも含まれる。一例では、第１の開孔セットは、混合管の周長未満にわたって広がり、第２の開孔セットは、混合管の円周にわたって広がる。

【0009】

一部の実施形態では、分散装置は、第１の領域と、第１の領域よりも薄い第２の領域とを含む。第１の領域は、混合管の上流端にまたがって広がり、第２の領域はバイパスへの進入を制限する。

【0010】

特定の例では、第２の領域は、第１の領域の円周と排気管の内面との間に広がる開口に少なくとも部分的にまたがって広がる。一例では、第２の領域は、バイパスへの進入を全面で制限する。一例では、第２の領域は、開口を通るバイパスへの進入を制限しないように、開口の一部分のみにわたって広がる。一例では、少なくとも１つの開口は、第１の領域の円周と、第２の領域の少なくとも１つの縁部と、排気管の内面との間に画定される。特定の例では、分散装置は、バイパスへの進入を制限しない複数の開口を画定する。特定の例では、第２の領域は、第１の領域に少なくとも部分的にまたがって広がり、第１の領域の円周と排気管の内面との間に広がる開口に少なくとも部分的にまたがって広がる第２のメッシュを含む。一例では、第２のメッシュ材は、第１の領域に完全にまたがり、開口に完全にまたがって広がる。特定の例では、第２の領域は有孔プレートを含む。

【0011】

特定の例では、混合管の上流端によって画定される平面は、排気管の長手軸に対して垂直ではない。特定の例では、分散装置の上流面によって画定される平面は、排気管の長手軸に対して垂直ではない。

【0012】

本開示の他の態様は、中心軸を画定する排気管と、中心軸と同軸または平行であるように排気管内に配置された混合管と、排気管に連結され、反応物を分散装置に向かって、排気管に送出するように構成されたインジェクタと、混合管の上流端に配置された分散装置とを含む注入および混合装置に関する。混合管のどの部分も、混合管の上流面によって画定される円周を越えて内側に延びることはない。混合管は、上流端に近い縮小直径部分と、下流端に近い拡大直径部分とを含む。縮小直径部分は、排気管から半径方向内側に離間した側壁を有する。拡大直径部分は、排気ガスが混合管に流入するのを可能にする排気ガス進入領域を形成する開孔を画定する。拡大直径部分の一部分は、排気管に接触する。

【0013】

特定の実施形態では、ルーバが開孔に設けられる。

【0014】

特定の実施形態では、縮小直径部分は、別の排気ガス進入領域を形成する複数の開孔を画定する。排気ガス進入領域は、互いから軸方向に離間する。

【0015】

特定の実施形態では、拡大直径部分の開孔は、縮小直径部分の開孔よりも、混合管の長い円周部分にわたって広がる。

【0016】

本開示の他の態様は、中心軸を画定する排気管と、還元剤を噴射するために、排気管に取り付けられたインジェクタと、中心軸に対して角度をなし、インジェクタの方を少なくとも部分的に向いた上流面を有するメッシュと、排気管内に配置された混合管と、排気ガスが、混合管の上流端を迂回するのを可能にするように、混合管と排気管との間に画定される環状バイパスとを含む排気ガス処理システムに関する。混合管の上流端は、排気管の中心軸に対して角度をなす。混合管は、小径部から大径部まで外側に傾斜する円錐台部分を含む。大径部は、混合管の下流端を画定し、排気管の内面に配置される。混合管はまた、混合管の上流端から円錐台部分の小径部まで延びる縮小直径部分を含む。メッシュは、混合管の上流端で混合管内に取り付けられる。混合管の縮小直径部分は、メッシュの下流面より下に配置された第１のルーバセットを画定し、円錐台部分は、第２のルーバセットを画定する。混合管の上流端を迂回した排気ガスの一部分は、上向きに、第１のルーバセットから混合管に旋回しながら進み、混合管の上流端を迂回した排気ガスの残りの部分は、第２のルーバセットから混合管に旋回しながら進む。

【0017】

一部の実施形態では、メッシュは、排気管の断面領域に完全にまたがって広がる。一例では、メッシュは、バイパスへの進入を制限しない少なくとも１つの開口を画定する。一例では、メッシュは、バイパスへの進入を制限しない複数の開口を画定する。

【0018】

一部の実施形態では、第２のメッシュ材は、分散メッシュより上流の位置で、排気管の断面領域に完全にまたがって広がる。

【0019】

本開示の他の態様は、排気ガスが貫流できる排気管と、排気管に連結され、反応物を排気管に送出して、排気ガスによって搬送されるようにする構成とされたインジェクタと、インジェクタより下流で排気管内に配置された分散装置と、排気ガスの第２の部分が、分散装置の第１の部分を迂回して、分散装置の第１の部分より下流で、排気管を流れ続けるのを可能にするバイパス路とを含む注入および混合装置に関する。分散装置は、第１の領域を含み、第１の領域は、排気ガスの第１の部分が第１の領域を流れるときに、反応物の滴を細分するように構成される。分散装置はまた、第１の領域から外側に広がり、第１の領域よりも薄い第２の領域を有する。分散装置の第２の領域は、バイパス路を少なくとも部分的に覆い、バイパス路への進入を制限する。

【0020】

一部の実施形態では、混合装置は、分散装置より下流を流れる排気ガスの第１および第２の部分を回転させる。特定の例では、混合装置は、分散装置より下流で排気管内に配置された混合管を含む。混合管は、排気ガスの第１の部分を受け入れる軸方向の入り口を画定し、混合管は、排気ガスの第２の部分を受け入れる少なくとも１つの半径方向の入り口を画定する。

【0021】

特定の例では、分散装置の上流面は、排気管の中心軸に対して垂直でない角度に向けられる。特定の例では、分散装置は、排気管の内部断面領域に完全にまたがって広がる。特定の例では、分散装置はメッシュを含む。特定の例では、分散装置はまた、メッシュの代わりに、またはメッシュに加えて、第２の、制限が緩いメッシュ材を含む。

【0022】

様々な付加的態様が、下記の説明で示される。これらの態様は、個々の特徴および特徴の組み合わせに当てはまり得る。当然のことながら、前述の概略的な説明、および以下の詳細な説明は共に、単に例示および説明するためのものであり、本明細書に開示した実施形態が基本とする広い概念を制限するものではない。

【0023】

説明に組み込まれ、説明の一部を構成する添付図面は、本開示のいくつかの態様を示している。図面の簡単な説明は以下の通りである。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本開示の原理に従った例示的な注入および混合ユニットを含む後処理システムの概略図である。

【図2】混合管より上流で、エルボ継手に取り付けられたインジェクタを有する排気管内に配置された混合管の概略図である。

【図3】本開示の原理に従った別の例示的な注入および混合ユニットを含む後処理システムの部分概略図である。

【図4】本開示の原理に従った混合管および分散装置を含む図３の注入および混合ユニットの斜視図である。

【図5】図３の注入および混合ユニットの長手方向断面図である。

【図6】図３の注入および混合ユニットを貫通する流路を示している。

【図7】図４の混合管および分散装置の第１の斜視図である。

【図8】図４の混合管および分散装置の第２の斜視図である。

【図9】本開示の態様によるバイパスを有する別の例示的な注入および混合ユニットの概略図である。

【図10】共同して排気管に完全にまたがって広がる第１の領域および第２の領域を含む例示的な分散装置を示している。

【図11】共同して排気管に完全にまたがって広がる第１の領域および第２の領域を含む例示的な分散装置を示している。

【図12】共同して排気管に完全にまたがって広がる第１の領域および第２の領域を含む例示的な分散装置を示している。

【図13】混合管内部への進入を可能にする第１の領域と、バイパスへの進入を制限する第２の領域と、パイパスへの進入を制限しない開口とを含む例示的な分散装置を示している。

【図14】混合管内部への進入を可能にする第１の領域と、バイパスへの進入を制限する第２の領域と、パイパスへの進入を制限しない開口とを含む例示的な分散装置を示している。

【図15】混合管内部への進入を可能にする第１の領域と、バイパスへの進入を制限する第２の領域と、パイパスへの進入を制限しない開口とを含む例示的な分散装置を示している。

【図16】混合管内部への進入を可能にする第１の領域と、バイパスへの進入を制限する第２の領域と、パイパスへの進入を制限しない複数の開口とを含む例示的な分散装置を示している。

【図17】混合管内部への進入を可能にする第１の領域と、バイパスへの進入を制限する第２の領域と、パイパスへの進入を制限しない複数の開口とを含む例示的な分散装置を示している。

【図18】混合管内部への進入を可能にする第１の領域と、バイパスへの進入を制限する第２の領域と、パイパスへの進入を制限しない複数の開口とを含む例示的な分散装置を示している。

【図19】第１の領域にある分散メッシュと、第１の領域およびバイパスへの進入を制限する第２のメッシュとを含む例示的な分散装置を示している。

【図20】第１の領域にある分散メッシュと、第１の領域およびバイパスへの進入を制限する第２のメッシュとを含む例示的な分散装置を示している。

【図21】第１の領域にある分散メッシュと、第１の領域およびバイパスへの進入を制限する第２のメッシュとを含む例示的な分散装置を示している。

【図22】第１の領域にある分散メッシュと、バイパスへの進入を制限する第２のメッシュとを含む例示的な分散装置を示している。

【図23】本開示の原理に従った別の混合管および分散装置の斜視図である。

【図24】本開示の原理に従ったさらに別の混合管および分散装置の斜視図である。

【図25】図２４の混合管の軸方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

添付の図面に示した本開示の例示的な態様についての言及が、以下に詳細になされる。同じ、または同様の構造を示すために、図面全体にわたって、可能な限り同じ参照番号が使用される。

【0026】

図１は、本開示の原理に従った例示的な排気ガス後処理システム１０の例示的な注入および混合ユニット１１の概略図である。排気ガス後処理システム１０はエンジン１５を含み、排気ガスは、エンジン１５から注入および混合ユニット１１に送られる。一例では、整流装置、フォーカスノズル（ｆｏｃｕｓ ｎｏｚｚｌｅ）、または旋回装置が、エンジン１５と注入および混合ユニット１１との間に配置される。所定量の反応物は、注入および混合ユニット１１で、排気ガスに混合される。排気ガス後処理システム１０はまた、注入および混合された排気ガスが送られる処理基材２０を含むことができる。

【0027】

例えば、反応物を搬送する排気ガスは、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒装置、リーンＮＯｘ触媒、またはＮＯｘ吸蔵触媒に送ることができる。一部の例では、反応物は、ＮＯｘ還元で使用される尿素またはアンモニアなどの還元剤とすることができる。一例では、反応物には尿素水があり得る。一例では、反応物には、ディーゼル排出流体（ＤＥＦ）があり得る。他の用途では、処理基材２０には、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）基材、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）基材、ＳＣＲ基材、および／またはフィルタ付きＳＣＲ（ＳＣＲＦ）があり得る。そのような例では、反応物として、炭化水素を挙げることができ、再生を行うために、炭化水素を燃焼させて、排気ガス温度を上げることができる（例えば、煤燃焼）。上記の基材の組み合わせを使用することもできる。

【0028】

注入および混合ユニット１１は、排気管１３内に配置された混合管３０を含む。混合管３０は、上流端３１および下流端３２を有する。一部の実施形態では、混合管３０は、上流端３１に分散装置（例えば、メッシュ、スポンジ、および／または蛇行路バッフル装置）４０を含む。少なくとも一部の排気ガス流Ｆ１は、分散装置４０を通って混合管３０に流入する。特定の例では、排気ガス流Ｆ１は、上流端３１を通って混合管３０に流入する。一例では、排気ガス流Ｆ１は、混合管３０に流入するときに旋回しながら進む。分散装置４０は、インジェクタ５０（図２）から噴霧された反応物の滴を細分して、反応物と混合管３０を流れる排気ガスとの混合を容易にする。

【0029】

特定の実施形態では、分散装置４０の上流面４１は、排気管１３の中心軸に沿って中心に置かれる。そのような実施形態では、中心軸は直線である必要はなく、排気管１３の輪郭に従うことができる。一部の実施形態では、分散装置４０の上流面４１は、円形でない輪郭を有する。一例では、分散装置４０の上流面４１は、長円形の輪郭を有する。特定の例では、分散装置４０の上流面４１によって画定される平面は、排気管１３の中心軸に対して直角でない角度に向けられる。

【0030】

分散装置４０は、１つまたは複数の金属ワイヤのニット、織物、またはジャンブル（ｊｕｍｂｌｉｎｇ）から形成される。各ワイヤは、ワイヤの加熱を容易にするために、十分に細くなっている。一例では、分散装置４０は、金属ワイヤの連続織りから形成される。一例では、分散装置４０は、ステンレス鋼から形成される。特定の例では、分散装置４０は、ＴｉＯ_２で被覆される。分散装置４０は、混合管３０の上流端３１を通って混合管３０に流入する排気ガスの流量を減らす。本開示の一部の態様によれば、分散装置４０の上流面４１に角度が付いていることで、背圧がある程度軽減される。本開示の一部の態様によれば、バイパスＢは、背圧をある程度軽減する。

【0031】

バイパスＢは、他の排気ガス流Ｆ２が、背圧を軽減するために、混合管３０の上流端３１を越えて流れるのを可能にする。特定の例では、バイパスＢは、排気ガス流Ｆ２が分散装置４０のまわりを流れるのを可能にする。バイパスＢは、混合管３０への１つまたは複数の下流進入口３５につながっている。他の排気ガス流Ｆ２は、バイパスＢに沿って流れ、下流進入口３５を通って混合管３０に入る。一例では、環状バイパスＢは、混合管３０と排気管１３との間の円周ギャップに設けられる。別の例では、複数のバイパスが、混合管３０の外側に沿って下流進入口３５に入り込む。

【0032】

混合管３０を通過する排気ガスは、エンジン１５で加熱される。加熱により、排気ガス流内の反応物の蒸発が容易になる。分散装置４０は、排気ガス流Ｆ１が分散装置４０を通過するときに、一部の反応物に熱を付与して、蒸発プロセスに寄与することができる。一部の実施形態では、バイパスＢに沿って流れる排気ガスは、混合管３０を排気管１３から（少なくとも部分的に）断熱する。例えば、バイパスＢに沿って流れる排気ガスは、混合管３０の上流端３１を断熱することができる。一例では、バイパスＢに沿って流れる排気ガスは、分散装置４０を断熱する。混合管３０の上流端３１および／または分散装置４０を断熱することで、これらの領域での熱損失が軽減される。したがって、バイパスＢは、混合管３０の上流端３１および／または分散装置４０を、これらの領域が排気管１３と接触した場合よりも高い温度に保つことで、反応物の蒸発を容易にする。

【0033】

混合管３０は、混合管３０を通過する排気ガスを旋回させるように構成されている。例えば、下流の進入口３５で混合管３０に流入した排気ガス流Ｆ２は、分散装置４０を通って混合管３０に軸方向に流入した排気ガス流Ｆ１を旋回させることができる。特定の例では、排気ガスは、第１の端部３１と第２の端部３２との間に延びる長手軸のまわりに旋回する。他の実施形態では、排気ガスは、他の向きのまわりに旋回することができる。一例として、排気ガスは、混合管３０内を流れるときに旋回し、混合管３０より下流を流れるときも旋回し続ける。

【0034】

図１に示す例では、混合管３０は、プレート３３または他の取付構造体によって、排気管１３内に保持された略円筒形の本体を含む。開口３７は、下流進入口３５を形成するために、混合管３０の側壁に画定される。特定の例では、ルーバ３８または他の構造体は、下流進入口３５を通って、混合管３０に半径方向に流入する排気ガスを回転させるように、開口３７に配置され、それにより、混合管３０内に旋回流を発生させる。

【0035】

一部の実施形態では、混合管３０は、混合管３０の内部に、分散装置４０と長手方向に整列する流れ障害物がないように構築される。例えば、混合管３０は全体として中空であり、それにより、排気ガスが、混合管３０の内側貫通路面以外の任意の面に衝突することなく、分散装置４０より下流で、混合管３０を流れるのを可能にする。

【0036】

図２に示すように、インジェクタ５０は、排気管１３を流れる排気ガス中に反応物を噴霧するために、混合管３０より上流に配置されている。インジェクタ５０は、反応物を混合管３０に向かって流れる排気ガス中に噴霧する。特定の実施形態では、インジェクタ５０は、反応物を混合管３０に向かって噴霧するように構成される。一例では、ノズル５０の噴霧面は、混合管３０の長手軸と整列する。別の例では、ノズル５０の噴霧面は、分散装置４０の上流面４１と整列する。他の実施例では、ノズル５０の噴霧面は、分散装置４０から離れる方向を向く。

【0037】

一部の実施形態では、ノズル５０は、ノズル５０の噴霧軸が、分散装置４０の上流面４１と交差しないほど、分散装置４０より十分上流に配置される。そのような実施形態は、分散装置４０への反応物の堆積を少なくすることができる。他の実施形態では、ノズル５０は、ノズル５０の噴霧軸が、分散装置４０の上流面４１に交差するように配置される。そのような実施形態は、反応物の滴を細分する機会を増やすことができる。一例では、噴霧軸は、上流面４１の中心に向けられる。別の例では、噴霧軸は、上流面４１の底部に向けられる。

【0038】

図３は、本開示の原理に従った別の例示的な注入および混合ユニット１１０を含む排気ガス後処理システム１００を示している。排気ガス後処理システム１００はエンジン１０１を含み、排気ガスは、エンジン１０１から注入および混合ユニット１１０に送られる。一例では、整流装置、フォーカスノズル、または旋回装置が、エンジン１０１と注入および混合ユニット１１０との間に配置される。所定量の反応物は、注入および混合ユニット１１０で排気ガスに混合される。排気ガス後処理システム１００はまた、注入および混合された排気ガスが送られる処理基材１２０を含むことができる。

【0039】

例えば、反応物を搬送する排気ガスは、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒装置、リーンＮＯｘ触媒、またはＮＯｘ吸蔵触媒に送ることができる。一部の例では、反応物は、ＮＯｘ還元で使用される尿素またはアンモニアなどの還元剤とすることができる。他の用途では、処理基材２０には、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）基材、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）基材、および／またはフィルタ付きＳＣＲ（ＳＣＲＦ）があり得る。そのような例では、反応物として、炭化水素を挙げることができ、再生を行うために、炭化水素を燃焼させて、排気ガス温度を上げることができる（例えば、煤燃焼）。上記の基材の組み合わせを使用することもできる。

【0040】

注入および混合ユニット１１０は、第１の端部１１４および第２の端部１１６を有するハウジング１１５を含む。ハウジング１１５は、入り口１１１および出口１１９を有する排気管１１３を囲んでいる。特定の例では、入り口１１１は、入り口パイプ１１２につながり、出口１１９は出口パイプ１１８につながっている（図２を参照のこと）。一部の実施形態では、入り口１１１は、出口１１９と一列に整列する。特定の例では、入り口１１１および出口１１９は、中心軸Ｃ（図１）を軸として整列して、直線状の注入および混合ユニット１１０を形成する。曲がった構成も考えられる。特定の実施形態では、ハウジング１１５は、排気管１１３を断熱する。

【0041】

別の例示的な混合管１３０は、排気管１１３内に配置される（図４）。混合管１３０は、上流端１３１および下流端１３２を有する。特定の例では、混合管１３０の中心軸Ｃ２（図７）は、注入および混合ユニット１１０の中心軸Ｃ（図３）と合致する。他の例では、混合管１３０の中心軸Ｃ２は、排気管１１３の中心軸Ｃからずれることができる。混合管１３０は、混合管１３０を半径方向に通過する排気ガスを旋回させるように構成されている。排気ガスは、混合管１３０内を流れるときに旋回し、混合管１３０より下流を流れるときも旋回し続ける。特定の例では、排気ガスは、第１の端部１３１と第２の端部１３２との間に延びる長手軸のまわりに旋回する。他の実施形態では、排気ガスは、他の向きのまわりに旋回することができる。

【0042】

一部の実施形態では、インジェクタ１５０は、排気管１１３に配置され、反応物（例えば、尿素（例えば、尿素水）、アンモニア、炭化水素）を混合管１３０に向かって流れる排気ガスに噴霧する、または別の方法で出力するように向けられる（図５を参照のこと）。例えば、インジェクタ１５０は、反応物を混合管１３０の上流端１３１に向かって噴霧するように向きを合わせることができる。しかし、他の例では、インジェクタ１５０は、反応物を混合管１３０から離れる方向に噴霧することができる。特定の実施形態では、排気管１１３は、インジェクタ１５０の取付けを容易にするように構成される。

【0043】

図３および図５に示すように、インジェクタ１５０は、排気管１１３の開口にまたがって広がるインジェクタ取付部１１７に配置することができる。特定の例では、インジェクタ取付部１１７は、排気管１１３の円周壁に配置される。一例では、インジェクタ取付部１１７は、ハウジング１１５の第１の端部１１４の近くに配置される。インジェクタ１５０は、反応物をインジェクタ１５０の供給端から、排気管１１３の開口を通り、排気管１１３に入るように噴霧する。一部の実施形態では、インジェクタ取付部１１７は、排気管の１１３の中心軸Ｃに対して角度θ_１でインジェクタ１５０を取り付けるように構成される。他の実施形態では、インジェクタ１５０は、中心軸Ｃと一列に整列して取り付けることができる。

【0044】

一部の実施形態では、混合管１３０はまた、分散装置１４０を含み、少なくとも一部の排気ガス流は、分散装置１４０から混合管１３０に流入する。特定の実施形態では、インジェクタ１５０は、反応物を分散装置１４０に向かって噴霧するように向けられる。分散装置１４０は、インジェクタ１５０から噴霧された反応物の滴を細分して、反応物と混合管１３０を流れる排気ガスとの混合を容易にするように構成されている。特定の実施形態では、分散装置１４０は、混合管１３０の上流端１３１に配置される。特定の例では、分散装置１４０を通過する流れは、混合管１３０に軸方向に流入する。一例では、分散装置１４０を通過する流れは、（例えば、注入および混合ユニット１１０より上流に配置された旋回装置から）旋回しながら進む。

【0045】

様々な実施形態では、分散装置１４０には、メッシュ、スポンジ（例えば、発泡体または金属）、および／または蛇行路バッフル装置が含まれる。特定の実施形態では、分散装置１４０は、１つまたは複数の金属ワイヤのニット、織物、またはジャンブルから形成されたメッシュである。各ワイヤは、ワイヤの加熱を容易にするために細くなっている。一例では、金属ワイヤは、丸い横断面を有する。他の例では、金属ワイヤの横断面は、任意の所望する形状（例えば、長円形、長方形、正方形など）を有することができる。

【0046】

特定の実施形態では、メッシュは、混合管の上流端の１／１００の大きさの直径を有するワイヤを含む。特定の実施形態では、メッシュは、混合管の上流端の１／１０００の大きさの直径を有するワイヤを含む。特定の実施形態では、メッシュは、混合管の上流端の１／１００００の大きさの直径を有するワイヤを含む。特定の実施形態では、メッシュは、混合管の上流端の１／１０００００の大きさの直径を有するワイヤを含む。一部の実施形態では、金属ワイヤの横幅寸法は０．０１インチ以下である。特定の例では、金属ワイヤの横幅寸法は０．００８インチ以下である。特定の例では、金属ワイヤの横幅寸法は０．００７インチ以下である。特定の例では、金属ワイヤの横幅寸法は０．００６インチ以下である。

【0047】

分散装置１４０は、排気ガスが分散装置１４０を通過するときに、一部の反応物に熱を付与して、蒸発プロセスに寄与することができる。一例では、分散装置１４０は、金属ワイヤの連続織りから形成される。一例では、分散装置１４０は、金属ワイヤの連続ニットから形成される。一例では、分散装置１４０は、ステンレス鋼から形成される。特定の例では、分散装置１４０は、ＴｉＯ２で被覆される。

【0048】

分散装置１４０は、混合管１３０の外を向いた上流面１４１と、混合管１３０の方を向いた下流面１４２とを有する。特定の実施形態では、上流面１４１は、排気管１１３の中心軸Ｃに沿って中心に置かれる。他の実施形態では、上流面１４１は、排気管１１３の中心軸Ｃから外れる。一部の実施形態では、分散装置１４０の上流面１４１は、円形でない輪郭を有する。一例では、分散装置１４０の上流面１４１は、長円形の輪郭を有する。

【0049】

特定の例では、分散装置１４０の上流面１４１によって画定される面積は、混合管１３０の上流端１３１の横断面積とは異なる。一部の実施形態では、分散装置１４０は、排気管１１３の横寸法（例えば、直径）よりも小さい横寸法（例えば、直径）を有する。したがって、分散装置１４０の外周と排気管１１３の内面との間に円周ギャップＧが広がる。特定の例では、分散装置１４０は、混合管１３０の上流端１３１の横断面積よりも広い面積を有する。

【0050】

特定の実施形態では、分散装置１４０の上流面１４１によって画定される平面は、排気管１１３の中心軸Ｃに対して垂直でない角度θ_２に向けられる（図５を参照のこと）。上流面１４１を傾けることで、上流面１４１の表面積が大きくなる。表面積の増加により、上流面１４１での背圧を小さくすることができる。傾けることで、反応物の重い方の滴と軽い方の滴との間の分離も可能になる。特定の実施形態では、上流面１４１は、約０°〜約９０°の範囲の角度θ_２に向きを合わされる。特定の実施形態では、上流面１４１は、約２０°〜約７０°の範囲の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、少なくとも約１０°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、少なくとも約２０°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、少なくとも約３０°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、少なくとも約４０°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約９０°以下の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約８０°以下の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約７０°以下の角度θ２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約４５°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約４０°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約５０°の角度θ_２に向きを合わされる。例では、上流面１４１は、約６０°の角度θ_２に向きを合わされる。

【0051】

特定の実施形態では、分散装置１４０の上流面１４１には、インジェクタ１５０の噴霧方向Ｓが交差する（例えば、図５を参照のこと）。一部の例では、インジェクタ１５０は、分散装置１４０の上流面１４１の中心に向かって反応物を噴霧するように取り付けられる。他の実施形態では、インジェクタ１５０は、分散装置１４０の上流面１４１の底部に向かって反応物を噴霧するように取り付けられる。インジェクタ１５０を底部に向けることで、排気管１１３を通る高流量の排気ガス流が、分散装置１４０の上流面１４１全体にわたって反応物を搬送する。特定の実施形態では、インジェクタ１５０は、分散装置１４０より上流に噴霧するように取り付けられ、その結果、分散装置１４０をより十分に利用することができる。例えば、インジェクタ１５０は、インジェクタ１５０の噴霧が、上流面１４１を横切らないように、十分離れた上流に取り付けることができる。別の例では、インジェクタ１５０は、上流方向に噴霧するように向けることができる。

【0052】

本開示のいくつかの態様によれば、バイパスＢは、混合管１３０の一部分と排気管１１３との間に設けられる。バイパスＢは、排気ガスが、混合管１３０の上流端を越えて流れるのを可能にするために、混合管１３０の全長の一部分に沿って円周ギャップＧに広がる。特定の例では、バイパスＢは、排気ガスが、分散装置１４０を越えて流れるのを可能にする。特定の実施形態では、バイパスＢは環状路を形成し、排気ガスは、この環状路を通って、分散装置１４０より下流で混合管１３０に流入することができる。

【0053】

分散装置１４０は、混合管１３０の上流端１３１を通って混合管１３０に流入する排気ガスの流量を減らす。特定の例では、分散装置１４０の上流面１４１を傾けることで、背圧がある程度軽減される。特定の例では、バイパスＢは、排気ガスが、分散装置４０を通り抜ける代わりに、分散装置１４０のまわりを流れるのを可能にすることで背圧を軽減する（例えば、図４および図６を参照のこと）。他の例では、バイパスＢは、排気ガスが、散装置１４０全体ではないが、分散装置１４０の一部分（例えば、厚い方の部分）のまわりを流れるのを可能にする。

【0054】

バイパスＢに沿って流れる排気ガスは、混合管１３０を排気管１１３から（少なくとも部分的に）断熱する。例えば、バイパスＢに沿って流れる加熱排気ガスは、混合管１３０の上流端１３１を排気管１１３のより低温の内壁から断熱することができる。一例では、バイパスＢに沿って流れる排気ガスは、分散装置１４０を断熱する。混合管１３０の上流端１３１および／または分散装置１４０を断熱することで、これらの領域での熱損失が軽減される。したがって、バイパスＢは、混合管１３０の上流端１３１および／または分散装置１４０を、これらの領域が排気管１１３と接触した場合よりも高い温度に保つことで、反応物の蒸発を容易にする。

【0055】

バイパスＢは、混合管１３０への１つまたは複数の下流進入口につながっている。分散装置１４０を通って混合管１３０に流入しない排気ガスの少なくとも一部は、その代わりとして、下流進入口から混合管１３０に流入することができる。例えば、一部の実施形態では、混合管１３０の側壁は、第１の半径方向流進入領域１３５を形成し、排気ガスは、この第１の半径方向流進入領域１３５で、バイパスＢから混合管１３０の内部に流れ込むことができる。排気ガスが、混合管１３０に流れ込むのを可能にするために、１つまたは複数の開孔１３７が、第１の半径方向流進入領域１３５に設けられる。特定の例では、第１の半径方向流進入領域１３５を通過する流れを回転させる（例えば、旋回させる）ために、構造体（例えば、１つまたは複数のルーバ１３８またはバッフル）を第１の半径方向流進入領域１３５に設けることができる。

【0056】

第１の半径方向流進入領域１３５は、第１の半径方向流進入領域１３５を通って混合管１３０に流入した排気ガスが、混合管１３０の下側内面への反応物の堆積を阻止するように、分散装置１４０を通過した反応物を連行するように配置される（例えば、図４および図６を参照のこと）。特定の例では、第１の半径方向流進入領域１３５は、インジェクタ１５０の噴霧方向Ｓに沿って配置される。第１の半径方向流進入領域１３５は、第１の半径方向流進入口１３５を通って混合管１３０に流入した排気ガスが、反応物を混合管１３０の底部から離れる上側方向に搬送するように、混合管１３０の底部に設けることができる。

【0057】

第１の半径方向流進入領域１３５は、混合管１３０の上流端１３１から離間した位置に（例えば、中心軸Ｃに沿って）配置される。特定の例では、第１の半径方向流進入領域１３５は、分散装置１４０の位置に、または分散装置１４０のすぐ下流に配置される。特定の例では、第１の半径方向流進入領域１３５が、排気管１１３の中心軸Ｃに沿って広がる中で、第１の半径方向流進入領域１３５の少なくとも一部分は、分散装置１４０の少なくとも一部と重なる。特定の例では、第１の半径方向流進入領域１３５が、排気管１１３の中心軸Ｃに沿って広がる中で、第１の半径方向流進入領域１３５の大部分は、分散装置１４０の少なくとも一部分と重なる。一例では、第１の半径方向流進入領域１３５が、排気管１１３の中心軸Ｃに沿って広がる中で、第１の半径方向流進入領域１３５の大部分は、分散装置１４０の大部分と重なる。分散装置１４０の下流面１４２は、排気管１１３の中心軸Ｃに沿って距離Ｍ（図５）だけ広がっている。特定の例では、第１の流れ進入領域１３５の各開孔１３７が、距離Ｍの大部分にわたって広がる（例えば、図５を参照のこと）。

【0058】

一部の実施形態では、第１の半径方向流進入領域１３５より下流の離間した位置で、混合管１３０の側壁に、第２の半径方向流進入領域１３６を設けることができる（例えば、図４および図６を参照のこと）。排気ガスが、混合管１３０に流れ込むのを可能にするために、１つまたは複数の開孔１３７が、第２の半径方向流進入領域１３６に設けられる。特定の例では、第２の半径方向流進入領域１３６に１つまたは複数のルーバまたはバッフル１３８を設けることができる。ルーバまたはバッフル１３８は、排気ガスが開孔１３７を通って混合管１３０に流入するときに、排気ガスを回転させることができる。例えば、ルーバまたはバッフル１３８は、排気ガスを分散装置１４０を通って流入した軸方向流の排気ガスと共に旋回させる、またはそれ以外に混合することができる。一例では、第２の半径方向流進入領域１３６は、混合管１３０の全周に広がる。一例では、第２の半径方向流進入領域１３６は、混合管１３０の下流端に、または下流端の近くに配置される。他の実施形態では、混合管１３０は、第２の半径方向流進入領域１３６だけを含む。

【0059】

一部の実施形態では、第２の半径方向流進入領域１３６のルーバ１３８は、第１の半径方向流進入領域１３５のルーバ１３８よりも小さい。他の実施形態では、第２の半径方向流進入領域１３６のルーバ１３８は、第１の半径方向流進入領域１３５のルーバ１３８と同じ大きさである。さらに別の実施形態では、第２の半径方向流進入領域１３６のルーバ１３８は、第１の半径方向流進入領域１３５のルーバ１３８よりも大きい。

【0060】

図６は、排気ガスが排気管１１３の入り口１１１から排気管１１３の出口１１９まで流れるときに、排気ガスがたどることができる様々な可能流路ＦＭ、ＦＢ１、ＦＢ２を示している。第１の流路ＦＭは、分散装置１４０を通って混合管１３０の上流端１３１から混合管１３０に入り、混合管１３０を通り、混合管１３０の下流端１３２から混合管１３０を出る。

【0061】

第１のバイパス流路ＦＢ１は、分散装置１４０を越えて延び、混合管１３０の第１の半径方向流進入領域１３５に達するまで、混合管１３０の外側でバイパスＢを通る。第１のバイパス流路ＦＢ１は、第１の半径方向流進入領域１３５で混合管１３０に入り、混合管１３０を通り、混合管１３０の下流端１３２から混合管１３０を出る。特定の例では、第２のバイパス流路ＦＢ２は、分散装置１４０を越えて延び、第２の半径方向流進入領域１３６に達するまで、混合管１３０の外側でバイパスＢを通る。第２のバイパス流路ＦＢ２は、第２のバイパス領域１３６で混合管１３０に入り、混合管１３０を通り、混合管１３０の下流端１３２から混合管１３０を出る。一例では、第２のバイパス流路ＦＢ２は、第２の半径方向流進入領域１３６に達する前に、第１の半径方向流進入領域１３５を越えて延びる。

【0062】

一部の実施形態では、第１のバイパス流路ＦＢ１は、分散装置１４０を通過した反応物が、混合管１３０の内面（例えば、底部内面）に付着するのを阻止する。特定の実施形態では、第１のバイパス流路ＦＢ１は、分散装置１４０を通過した反応物が、混合管１３０の内面に接触するのを阻止する。例えば、第１の半径方向流進入領域１３５がない場合、反応物の滴は、分散装置１４０を通過した後、重力で混合管１３０の底面の方に引かれることがある。第１の半径方向流進入領域１３５を流れる（すなわち、第１のバイパス流路ＦＢ１に沿った）排気ガスは、反応物を連行し、底面から離れる方向に、かつ混合管１３０の下流端１３２向かって反応物を搬送する。

【0063】

一部の実施形態では、第１の半径方向流進入領域１３５および／または第２の半径方向流進入領域１３６は、旋回または他の指向性移動を混合管１３０に流入する排気ガスに付与する構造体を含む。特定の実施形態では、第１の半径方向流進入領域１３５からの旋回排気ガスは、第１の流路ＦＭに沿って混合管１３０に流入した排気ガスを連行する。特定の実施形態では、第２の半径方向流進入領域１３６からの旋回排気ガスは、第１の流路ＦＭに沿って混合管１３０に流入した排気ガスを連行する。特定の実施形態では、第１の半径方向流進入領域１３５および第２の半径方向流進入領域１３６の両方からの旋回排気ガスは、第１の流路ＦＭに沿って混合管１３０に流入した排気ガスを連行する。一例では、流路ＦＭ、ＦＢ１、ＦＢ２は通常合流して、流れ進入領域１３５、１３６より下流で旋回流路ＦＳになる（例えば、図６を参照のこと）。特定の実施形態では、排気ガスの一部は、他の排気ガスとは異なる速度で旋回する。

【0064】

図７および図８は、上記の混合および注入ユニット１１１で使用するのに適した１つの例示的な混合管１３０を示している。混合管１３０は、上流端１３１から下流端１３２まで延び、中空の内部を画定する。混合管１３０は、上流端１３１に近い第１の部分１３３と、下流端１３２に近い第２の部分１３４とを含む。第１の部分１３３は、排気管１１３の内面に接触することなく、排気管１１３内に収まる大きさとされる。第２の部分１３４は、混合管１３０を排気管１１３内で固定位置に保持するために、排気管１１３に連結されるように構成されている。第２の部分１３４の少なくとも一部分は、排気管１１３の内面に接触する大きさとされる。

【0065】

第１の部分１３３は、排気ガスが、分散装置１４０を迂回するのを可能にするために、混合管１３０と排気管１１３との間にバイパスＢを形成するような大きさとされる。特定の例では、第１の部分１３３は、第１の半径方向流進入領域１３５を画定することができる。特定の例では、第２の部分１３４は、第２の半径方向流進入領域１３６を画定し、排気ガスの少なくとも一部は、この第２の半径方向流進入領域１３６を通って混合管１３０に流入することができる。分散装置１４０を越えて流れる排気ガスは、バイパスＢをたどって、流れ進入領域１３５、１３６の１つに進む。

【0066】

一部の実施形態では、混合管１３０の第２の部分１３４は、小幅寸法（例えば、直径）から大幅寸法（例えば、直径）まで外側に傾斜した円錐台部分を含む。大幅寸法は、混合管１３０の下流端１３２を画定する。下流端１３２は、排気管１１３の内面に配置される。一部の実施形態では、第１の部分１３３は、混合管１３０の上流端１３１から円錐台部分１３４の小幅寸法まで延びる円筒部分を含む。

【0067】

混合管１３０の流れ進入領域１３５、１３６の一方、または両方は、混合管１３０の外側と混合管１３０の内側との間をつなぐ１つまたは複数の開孔１３７を画定する。開孔１３７は、排気ガスが、混合管１３０の外側のバイパスＢから混合管１３０の内側に入るのを可能にする。特定の実施形態では、開孔１３７は、概ね、混合管１３０の第１の端部１３１と第２の端部１３２との間に延びる方向に細長い。特定の例では、開孔１３７は、第１の流れ進入領域１３５において、混合管１３０の円周の半分以下にわたって広がる。特定の例では、開孔１３７は、第２の流れ進入領域１３６において、混合管１３０の円周全体にわたって広がる。

【0068】

特定の実施形態では、混合管１３０はまた、流れを誘導して開孔１３７に通す助けとするために、開孔１３７の少なくとも一部に隣接して配置されたルーバ１３８または他のバッフルを含む。特定の実施形態では、ルーバ１３８は、開孔１３７を流れる排気ガスを回転させる。特定の例では、ルーバ１３８は、流れを混合管１３０内の旋回流路に誘導する。一部の実施形態では、ルーバ１３８は、混合管１３０から外側に突出する。特定の実施形態では、ルーバ１３８は、混合管１３０から半径方向に離間する。他の実施形態では、ルーバ１３８は、混合管１３０から内側に突出する。

【0069】

示した例では、各開孔１３７は、対応するルーバ１３８を有する。他の実施形態では、開孔１３７の一部だけが、対応するルーバ１３８を有する。特定の例では、ルーバ１３８は、第１の流れ進入領域１３５に設けられる。特定の例では、２個〜１５個のルーバが、第１の流れ進入領域１３５に設けられる。特定の例では、６個〜１２個のルーバが、第１の流れ進入領域１３５に設けられる。一例では、約１０個のルーバが、第１の流れ進入領域１３５に設けられる。特定の例では、ルーバ１３８は、第２の流れ進入領域１３６に設けられる。一部の例では、第１の流れ進入領域１３５のルーバ１３８は、第２の流れ進入領域１３６のルーバ１３８と同じ方向を向く（例えば、図７を参照のこと）。他の例では、第１の流れ進入領域１３５のルーバ１３８は、第２の流れ進入領域１３６のルーバ１３８と異なる方向を向く（例えば、図２３を参照のこと）。

【0070】

一部の実施形態では、第１の流れ進入領域１３５および第２の流れ進入領域１３６のルーバ１３８は、混合管１３０の側面に対してほぼ同じ角度に向けられる。他の実施形態では、第１の流れ進入領域１３５のルーバ１３８は、第２の流れ進入領域１３６のルーバ１３８よりも大きい鋭角を有する。さらに別の実施形態では、第１の流れ進入領域１３５のルーバ１３８は、第２の流れ進入領域１３６のルーバ１３８よりも小さい鋭角を有する。特定の実施形態では、第１の流れ進入領域１３５内のルーバ１３８は、様々な角度に向くことができる。特定の実施形態では、第２の流れ進入領域１３６内のルーバ１３８は、様々な角度に向くことができる。

【0071】

特定の例では、第１の流れ進入領域１３５の開孔１３７は、第１の部分１３３の周長未満にわたって広がる。特定の例では、第１の流れ進入領域１３５の開孔１３７は、第１の部分１３３の円周の半分未満にわたって広がる。特定の例では、第１の流れ進入領域１３５の開孔１３７は、第１の部分１３３の円周の１／３未満にわたって広がる。特定の例では、第１の流れ進入領域１３５の開孔１３７は、混合管１３０の中心軸Ｃ２に平行に向けられる。

【0072】

特定の例では、第２の流れ進入領域１３６の各開孔１３７は、第２の部分１３４の全長Ｌ（図３）の大部分にわたって延びる。特定の例では、第２の流れ進入領域１３６は、第２の部分１３４の円周全体にわたって広がる。他の例では、第２の流れ進入領域１３６は、第２の部分１３４の円周全体未満にわたって広がることができる。特定の例では、第２の流れ進入領域１３６の開孔１３７は、混合管１３０の中心軸Ｃ２に平行に向けられない。むしろ、開孔１３７は、円錐台の円周面によって画定される。特定の例では、第２の流れ進入領域１３６は、混合管１３０の下流端１３２よりも第１の部分１３３に接近して配置される。

【0073】

特定の例では、混合管１３０の上流端１３１は、排気管１１３の中心軸Ｃに垂直な平面に位置しない。例えば、混合管１３０の第１の部分１３３は、斜め継ぎされる上流端１３１を画定することができる。特定の例では、第１の部分１３３は、第１の円周位置に第１の長さＤ１を有し、第２の円周位置に第２の長さＤ２を有する。第２の長さＤ２は、第１の長さＤ１よりも長いので、上流端１３１にまたがって広がる基準面は、排気管１１３の中心軸Ｃに対して垂直でない角度に向けられる。一例では、第２の長さＤ２は、第１の長さＤ１の少なくとも２倍である。一例では、第２の長さＤ２は、第１の長さＤ１の少なくとも３倍である。特定の例では、上流端１３１によって画定される領域は長円形である。特定の例では、第１の流れ進入領域１３５の各開孔１３７は、第１の部分１３３の第２の長さＤ２の大部分にわたって延びる（例えば、図３を参照のこと）。

【0074】

分散装置１４０は、混合管１３０の上流端１３１に取り付けられている。一部の実施形態では、分散装置１４０は、混合管１３０の上流端１３１に直接取り付けられる。他の実施形態では、分散装置１４０は、混合管１３０の上流端１３１に取り付くように構成された分散装置取付部品１３９によって保持される。例えば、分散装置取付部品１３９は、上流端１３１で混合管１３０内に部分的に延びることができる。示した例では、分散装置取付部品１３９は、分散装置１４０を混合管１３０の外に配置している（例えば、下流面１４２は、混合管１３０の外に配置されている）。他の例では、分散装置１４０の少なくとも一部分は、混合管１３０内に配置することができる。他の実施形態では、分散装置１４０は、（例えば、混合管１３０の第１の部分１３３で）混合管１３０内に完全に配置される。

【0075】

一部の実施形態では、混合管１３０は、混合管１３０の内部に、分散装置１４０と長手方向に整列する流れ障害物がなく、それにより、排気ガスが、分散装置１４０より下流で、混合管１３０の内側貫通路面以外の任意の面に衝突することなく、混合管１３０を流れるのを可能にするように構築される。例えば、特定の実施形態では、混合管１３０は、全体として中空である。特定の例では、ルーバ１３８は、混合管１３０の内部へではなく、混合管１３０から外側に突出する。特定の例では、混合管１３０の幅寸法（例えば、直径）は、分散装置１４０より下流で小さくならない。示した例では、混合管１３０の幅寸法は、混合管１３０が、分散装置１４０より下流に延びるにつれて大きくなる。他の例では、混合管１３０の幅寸法は、分散装置１４０より下流で一定のままとすることができる。

【0076】

図２３は、上記の混合および注入ユニット１１１で使用するのに適した別の例示的な混合管１３０’を示している。混合管１３０’は、第１の流れ進入領域１３５’のルーバ１３８が、第２の流れ進入領域１３６’のルーバ１３８と異なる方向を向いていることを除いて、混合管１３０と概ね同じである。混合管１３０’の第１の流れ進入領域１３５’のルーバ１３８は、第１の周方向成分を有する第１の方向を向き、混合管１３０’の第２の流れ進入領域１３６’のルーバ１３８は、第２の周方向成分を有する第２の方向を向いている。一例では、第２の周方向成分は、第１の周方向成分と反対である。ルーバ１３８の周方向成分が異なることで、（例えば、混合管内のバルク乱流（ｂｕｌｋ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）を増やすことによって）混合管１３０’内の混合を強化することができ、かつ／または還元剤の蒸発に寄与することができる。

【0077】

図９は、本開示の態様による、バイパスＢを有する別の例示的な注入および混合ユニット２００の概略図である。注入および混合ユニット２００は、排気管２１３を含み、排気ガスＥＦは、エンジンから排気管２１３を流れる。インジェクタ２５０は、排気管２１３に沿った位置に配置されている。排気ガスＥＦの少なくとも一部ＲＦは、排気管２１３を流れ続けてインジェクタ２５０に至る。インジェクタ２５０は、排気管２１３を流れる排気ガスＲＦ中に反応物を噴霧する、または別の方法で分散させるように構成されている。排気ガスＲＦの少なくとも一部は反応物を連行し、排気管２１３を通って下流に反応物を搬送する。

【0078】

分散装置２４０は、インジェクタ２５０より下流で排気管２１３内に配置されている。反応物を搬送する排気ガスの少なくとも一部は、分散装置２４０に衝突し、分散装置は、反応物の滴を細分する。分散装置２４０はまた、一部の反応物に熱を付与して、蒸発プロセスに寄与することができる。一部の実施形態では、分散装置２４０は、排気管２１３の全断面未満にわたって広がる。他の実施形態では、分散装置２４０は、排気管２１３の内側断面全体にわたって広がる。一例では、分散装置２４０は、排気管２１３の長手軸に対して垂直でない角度をなして広がる。

【0079】

様々な実施形態では、分散装置２４０には、メッシュ、スポンジ（例えば、発泡体または金属）、および／または蛇行路バッフル装置が含まれる。特定の実施形態では、分散装置２４０は、１つまたは複数の金属ワイヤのニット、織物、またはジャンブルから形成されたメッシュである。各ワイヤは、ワイヤの加熱を容易にするために細くなっている。一例では、分散装置２４０は、金属ワイヤの連続織りから形成される。一例では、分散装置２４０は、ステンレス鋼から形成される。特定の例では、分散装置２４０は、ＴｉＯ_２で被覆される。

【0080】

排気ガスＥＦの少なくとも一部ＢＦが、分散装置２４０を迂回するのを可能にするバイパス路２６０が設けられている。排気ガスＢＦは、インジェクタ２５０より上流でバイパス路に流入し、分散装置２４０より下流でバイパス路２６０を出る。バイパスをたどって進む排気ガスＢＦは、皆無かそれに近い反応物しか含んでいない。したがって、反応物が流路２６０内に蓄積する可能性は低い。一部の実施形態では、バイパス路２６０は、排気管に連結された別のパイプで形成される。他の実施形態では、バイパス路２６０は、排気管２１３の分岐部分を含む。

【0081】

一部の実施形態では、混合器２３０は、分散装置２４０より下流に配置される。混合器２３０は、旋回排気ガス流ＳＦを形成するために、分散装置２４０を流れた排気ガスＲＦをバイパス路２６０から流れてきた排気ガスＢＦと混合させる。一部の実施形態では、混合器２３０は、上記の混合管の１つなどの混合管を含む。他の実施形態では、混合器２３０は、１つまたは複数の開孔、およびオプションでルーバ、スコップ、パイプ、または流れを旋回パターンに誘導する他の構造体を有する流動装置を含む。さらに別の実施形態では、バイパス路２６０の出口は、排気ガスＢＦがバイパス路２６０を出るときに、排気ガス流ＢＦの旋回、または他の回転を引き起こすように、排気管２１３に対して角度をなす。

【0082】

図１０〜２１は、分散装置用の様々な代替実施形態３４０Ａ〜３４０Ｄを示している。各例示的な分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄは、１つまたは複数の流れ進入領域を含むことができる混合管（例えば、図４〜８の導管１３０）の上流端に配置されるように構成されている。便宜上、例示的な混合管３３０および例示的な排気管３１３が概略的に示されている。しかし、当然のことながら、任意の分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄを上記の混合管３０、１３０、２３０の任意のものと、または別の混合管と併用することができる。示すように、各分散装置３４０Ａ〜３４０Ｃは、排気管３１３の中心長手軸に対して角度をなすように向けることができる。

【0083】

一部の実施形態では、混合管３３０は、混合管３３０の内部に、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄと長手方向に整列する流れ障害物がなく、それにより、排気ガスが、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流で、混合管３３０の内側貫通路面以外の任意の面に衝突することなく、混合管３３０を流れるのを可能にするように構築される。例えば、特定の実施形態では、混合管３３０は、全体として中空である。特定の例では、混合管３３０の幅寸法（例えば、直径）は、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流で小さくならない。

【0084】

一部の実施形態では、注入および混合ユニット（例えば、注入および混合ユニット１１０）は、混合管３３０を通過する排気ガスによって搬送される還元剤が、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流に少なくとも約１インチ以内の距離で、任意の構造体に衝突しないように構築される。特定の実施形態では、注入および混合ユニットは、還元剤が、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流に少なくとも約６インチ以内の距離で、任意の構造体に衝突しないように構築される。特定の実施形態では、注入および混合ユニットは、還元剤が、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流に少なくとも約１フィート以内の距離で、任意の構造体に衝突しないように構築される。特定の実施形態では、注入および混合ユニットは、還元剤が、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流に少なくとも約２フィート以内の距離で、任意の構造体に衝突しないように構築される。特定の実施形態では、注入および混合ユニットは、還元剤が、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流に少なくとも約３０インチ以内の距離で、任意の構造体に衝突しないように構築される。特定の実施形態では、注入および混合ユニットは、還元剤が、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄより下流に少なくとも約３フィート以内の距離で、任意の構造体に衝突しないように構築される。他の実施形態では、混合構造体、分散構造体、および／または他の衝突構造体を分散装置より下流に設けることができる。

【0085】

例示的な分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄは第１の領域３４３を含み、第１の領域３４３は、混合管３３０に長手方向に流入する排気ガスが、第１の領域３４３を通過するように、混合管３３０の上流端３３１にまたがって広がっている。例示的な分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄはまた、混合管３３０の外側と排気管３１３の内面との間に広がるバイパスへの移動を制限する１つまたは複数の部分を含む。バイパスへの移動、という用語が本明細書で使用される場合に、バイパスへの移動は、排気ガスが、バイパスに入るために分散装置３４０Ａ〜３４０Ｄの一部分を通過するときに制限される。一部の例示的な分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃはまた、バイパスへの制限のない移動を規定し、排気ガスは、バイパスに入るために、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃの周囲を流れることができる。

【0086】

図１０〜２２は、第１の領域３４３および第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｅを含む例示的な分散装置３４０Ａ、３４０Ｂ、３４０Ｃ、３４０Ｄ、３４０Ｅを示している。一部の実施形態では、第１の領域３４３は、混合管３３０と合致し、第２の領域は、混合管３３０と排気管３１３との間に広がる（例えば、第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｃ、３４４Ｅを参照のこと）。他の例では、第２の領域３４４Ｄは、第１の領域３４３を覆って広がっている。第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｅは、混合管３３０と排気管３１３との間に画定されたバイパスＢへの進入を制限する。第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｅは、第１の領域３４３よりも空気流に対する抵抗が小さい。例えば、第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｅは、それぞれの第１の領域３４３よりも軸方向に薄い、密度が低い、小孔が多いなどとすることができる。したがって、排気ガスは、第１の領域３４３よりも分散装置３４０Ａの第２の領域３４４の方を容易に通過することができる。

【0087】

一部の実施形態では、分散装置３４０Ａ、３４０Ｄ、３４０Ｅの第１の領域３４３および第２の領域３４４Ａ、３４４Ｄ、３４４Ｅは、共同して排気管３１３の断面領域に完全にまたがって広がっている（分散装置３４０Ａ、３４０Ｄ、３４０Ｅを参照のこと）。例えば、一部の実施形態では、分散装置３４０Ａ、３４０Ｅの第２の領域３４４Ａ、３４４Ｅは、第１の領域３４３を囲むリングを形成することができる（図１０〜１２および図２２を参照のこと）。他の実施形態では、分散装置３４０Ｄの第２の領域３４４Ｄは、第１の領域３４３を覆い、第１の領域から外側に広がることができる（図１９〜２１を参照のこと）。したがって、排気ガスは、分散装置３４０Ａ、３４０Ｄ、３４０Ｅの一部分を通過することなしに、分散装置３４０Ａ、３４０Ｄ、３４０Ｅより下流を流れることができない。使用時、主流路Ｍは、分散装置３４０Ａ、３４０Ｄ、３４０Ｅの第１の領域３４３を通って、混合管３３０の上流端３３１に入る。制限されたバイパス流路ＢＲは、分散装置３４０Ａ、３４０Ｄ、３４０Ｅの第２の領域３４４Ａ、３４４Ｄ、３４４Ｅを通ってバイパスＢに延びる。

【0088】

他の実施形態では、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃの第１の領域３４３および第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃは、排気管３１３の断面領域に完全にまたがっては広がっていない（図１２〜１８を参照のこと）。正しくは、妨げるもののない流路が、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃより上流の排気管３１３から、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃより下流のバイパスＢまで設けられている。例えば、１つまたは複数の開口３４６を第１の領域３４３と、第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃの縁部３４５と、排気管３１３の内面との間に画定することができる。他の例では、１つまたは複数の開口３４６を第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃに画定することができる。そのような例では、主流路Ｍは、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃの第１の領域３４３によって画定され、制限されたバイパス流路ＢＲは、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃの第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃによって画定され、制限のないバイパス流路ＢＵは、１つまたは複数の開口３４６によって画定される。

【0089】

特定の実施形態では、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃの第１の領域３４３は、排気管３１３の中心部分に配置され、第１の領域３４３を囲むリング形状の開口３４６を残し、分散装置３４０Ｂ、３４０Ｃの第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃは、リング形状の開口３４６の１つまたは複数の部分にまたがって広がっている。特定の例では、第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃは、第１の領域３４３と共同して、排気管３１３の幅にわたって広がることができる。一例として、第２の領域３４４Ｂ、３４４Ｃは、第１の領域３４３と共同して、排気管３１３の直径にわたって広がることができる。

【0090】

一部の例では、分散装置３４０Ｂの第２の領域３４４Ｂは、リング形状の開口３４６の一部分にまたがって広がる分散材の単一部分を含む。図１３〜１５に示す例では、第２の領域３４４Ｂは、単一部分で、リング形状の開口３４６の上側部分にまたがって広がっている。したがって、上記に示した混合管１３０と共に使用する場合に、制限のないバイパス流路ＢＵは、第１の流れ進入領域１３５に通じる。制限のないバイパス流路ＢＵおよび制限されたバイパス流路ＢＲの両方は、第２の流れ進入領域１３６に通じる。示した例では、単一部分は、リング形状の開口３４６の約半分に広がることができる。他の例では、単一部分は、リング形状の開口３４６のより広い部分またはより狭い部分（例えば、１／４、１／３、３／４、２／３など）に広がることができる。

【0091】

他の例では、分散装置３４０Ｃの第２の領域３４４Ｃは、リング形状の開口３４６の１つまたは複数の部分にまたがって広がる分散材の２つ以上の部分を含む、図１６〜１８に示す例では、第１および第２の部分は、第１の領域３４３の外周（または混合管３３０の外側）から排気管３１３の内面まで広がっている。示した例では、第２の領域３４４Ｃの第１および第２の部分は、第２の領域３４４Ｃが、第１の領域３４３と共同して、排気管３１３の幅にわたって広がるように一列に整列することができる。他の実施形態では、第１および第２の部分は、それ以外に、リング形状の開口３４６に沿って配置することができる。さらに別の実施形態では、さらなる部分をリング形状の開口３４６に配置することができる。

【0092】

一部の実施形態では、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｃの第１の領域３４３および第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｃは、同じメッシュ材で形成されるが、第１の領域３４３は、第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｃよりも多くの材料層を有する（例えば、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｃを参照のこと）。相応して、分散装置３４０Ａ〜３４０Ｃの第１の領域３４３は、第１の厚さＴ１を有し、第２の領域３４４Ａ〜３４４Ｃは、第１の厚さＴ１よりも薄い第２の厚さＴ２を有する。

【0093】

他の実施形態では、分散装置３４０Ｄ、３４０Ｅの第２の領域３４４Ｄ、３４４Ｅは、第１の領域３４３とは異なる材料で形成され、かつ／または異なる構造を有する。例えば、第１の領域３４３は、第１のメッシュ材を含むことができ、第２の領域３４４Ｄ、３４４Ｅは、第２のメッシュ材を含むことができ（図１９〜２２を参照のこと）、第２のメッシュ材は、第１の領域３４３の第１のメッシュ材よりも大きい開口を有する。特定の例では、第２のメッシュ材には、十字形交差ワイヤが含まれる。特定の例では、十字形交差ワイヤ同士を織り合わす、または溶接することができる。特定の例では、第２の領域３４４Ｄ、３４４Ｅは、第２の厚さＴ２よりも薄くすることができる第３の厚さＴ３を有する（例えば、図２１を参照のこと）。他の実施形態では、第２の領域３４４Ｄ、３４４Ｅは、排気管３１３に部分的に、または完全にまたがって広がる有孔プレートから形成することができる。

【0094】

上記の任意の実施形態において、分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅは、１つまたは複数の金属ワイヤのニット、織物、またはジャンブルから形成された第１のメッシュ材を含む。なお、「ワイヤ」という用語の使用は、金属ワイヤの特定の最小横幅寸法（例えば、厚さ、または直径）を示唆することを意図されていない。各ワイヤは、ワイヤの加熱を容易にするために、十分に薄くなっている。一部の実施形態では、ワイヤが薄いことで、ワイヤに衝突する注入材料の蒸発が促進される。一例では、金属ワイヤは、丸い横断面を有する。他の例では、金属ワイヤの横断面は、任意の所望する形状（例えば、長円形、長方形、正方形、三角形など）を有することができる。

【0095】

特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅの第１のメッシュ材には、混合管の上流端の１／１００の大きさの直径を有するワイヤが含まれる。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅのメッシュには、混合管の上流端の１／１０００の大きさの直径を有するワイヤが含まれる。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅのメッシュには、混合管の上流端の１／１００００の大きさの直径を有するワイヤが含まれる。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅのメッシュには、混合管の上流端の１／１０００００の大きさの直径を有するワイヤが含まれる。

【0096】

一部の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅの金属ワイヤの横幅寸法は０．０１１インチ以下である。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅの金属ワイヤの横幅寸法は０．０１インチ以下である。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅの金属ワイヤの横幅寸法は０．００８インチ以下である。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅの金属ワイヤの横幅寸法は０．００７インチ以下である。特定の実施形態では、任意の分散装置４０、１４０、２４０、３４０Ａ〜３４０Ｅの金属ワイヤの横幅寸法は０．００６インチ以下である。

【0097】

図２４および図２５は、上記の混合および注入ユニット１１１で使用するのに適した別の例示的な混合管４３０を示している。混合管４３０は、上流端４３１から下流端４３２まで延び、中空の内部を画定する（図２５）。第２の端部４３２は、混合管４３０を排気管１１３内で固定位置に保持するために、排気管１１３に連結されるように構成されている。混合管４３０の残りの部分は、排気管１１３の内面に接触することなく、排気管１１３内に収まる大きさとされている。混合管４３０は、混合管４３０を通過する排気ガスを混合するように構成されている。

【0098】

一部の実施形態では、混合管４３０の上流端４３１は、分散装置（例えば、上記の分散装置１４０）に連結されるように構成され、少なくとも一部の排気ガス流は、分散装置を通って、混合管４３０の中空内部に流入する。本開示のいくつかの態様によれば、バイパスは、混合管４３０の一部分と排気管１１３との間に設けられる。バイパスは、排気ガスが、混合管４３０の上流端を越えて流れるのを可能にするように、混合管４３０の全長の一部分に沿った円周ギャップに広がる。特定の例では、バイパスは、排気ガスが、分散装置を越えて流れるのを可能にする。特定の実施形態では、バイパスは環状路を形成し、排気ガスは、この環状路を通って、分散装置１４０より下流の混合管４３０に流入することができる。

【0099】

バイパスは、混合管４３０への１つまたは複数の下流進入口につながっている。分散装置を通って混合管４３０に流入しない排気ガスの少なくとも一部は、その代わりとして、下流進入口から混合管４３０に流入することができる。例えば、一部の実施形態では、混合管４３０の側壁は、第１の半径方向流進入領域４３５を画定し、排気ガスは、この第１の半径方向流進入領域４３５で、バイパスから混合管４３０の内部に流れ込むことができる。

【0100】

第１の半径方向流進入領域４３５は、混合管４３０の上流端４３１から離間した位置に（例えば、中心軸Ｃ３に沿って）配置されている。特定の例では、第１の半径方向流進入領域４３５は、分散装置の位置に、または分散装置のすぐ下流に配置される。特定の例では、第１の半径方向流進入領域４３５の少なくとも一部分は、分散装置の少なくとも一部分と重なる。一部の実施形態では、第１の半径方向流進入領域４３５は、第１の半径方向流進入領域４３５を通って混合管４３０に流入した排気ガスが、混合管４３０の下側内面への反応物の堆積を阻止するように、分散装置を通過した反応物を連行するように配置される。特定の例では、第１の半径方向流進入領域４３５は、第１の半径方向流進入口４３５を通って混合管４３０に流入した排気ガスが、反応物を上方に、混合管４３０の底部から離れる方向に搬送するように、混合管４３０の底部に設けることができる。

【0101】

排気ガスが、混合管４３０に流れ込むのを可能にするために、周方向に細長い開孔４３７が、第１の半径方向流進入領域４３５に設けられている。開孔４３７は、混合管４３０の側壁で周方向に細長くなっている。一例では、開孔４３７は、側壁の円周の約半分にわたって延びる。他の例では、開孔４３７は、側壁の約１／３、側壁の１／４、または側壁の１／５にわたって延びることができる。混合管４３０の中心軸Ｃ３に沿った開孔４３７の寸法（軸方向の幅）は、側壁の円周に沿った開孔４３７の寸法（周方向の長さ）よりも大幅に短い。

【0102】

特定の例では、第１の半径方向流進入領域４３５を通過する流れを回転させる、または乱流にするために、構造体（例えば、ルーバ４３８またはバッフル）を第１の半径方向流進入領域４３５に設けることができる。開孔４３７の位置にあるルーバ４３８は、混合管４３０から半径方向外側に、かつ混合管４３０の上流端４３１に向かって前方に突出している。

【0103】

一部の実施形態では、第１の半径方向流進入領域４３５より下流の離間した位置で、混合管４３０の側壁に第２の半径方向流進入領域４３６を設けることができる（例えば、図２５を参照のこと）。排気ガスが、混合管４３０に流れ込むのを可能にするために、周方向に細長い開孔４３７が、第２の半径方向流進入領域４３６に設けられている。一例では、第２の半径方向流進入領域４３６の開孔４３７は、側壁の円周の約半分にわたって延びる。他の例では、第２の半径方向流進入領域４３６の開孔４３７は、側壁の約１／３、側壁の１／４、または側壁の１／５にわたって延びることができる。第２の半径方向流進入領域４３６の開孔４３７の、混合管４３０の中心軸Ｃ３に沿った寸法（軸方向の幅）は、側壁の円周に沿った開孔４３７の寸法（周方向の長さ）よりも大幅に短い。特定の例では、第２の半径方向流進入領域４３６の開孔４３７は、第１の半径方向流進入領域４３５の開孔４３７と重ならない。

【0104】

特定の例では、第２の半径方向流進入領域４３６に１つまたは複数のルーバまたはバッフル４３８を設けることができる。ルーバまたはバッフル４３８は、排気ガスが、第２の半径方向流進入領域４３６の開孔４３７を通って混合管４３０に流入するときに、排気ガスを回転させる、または乱流にすることができる。例えば、ルーバまたはバッフル４３８は、排気ガスを、分散装置を通って流入した軸方向流の排気ガスと共に混合させることができる。一例では、第２の半径方向流進入領域４３６は、混合管４３０の一部の円周に広がる。

【0105】

第２の半径方向流進入領域４３６のルーバ４３８は、混合管４３０から半径方向外側に、かつ混合管４３０の上流端４３１に向かって前方に突出している。例として、第２の半径方向流進入領域４３６のルーバまたはバッフル４３８は、第１の半径方向流進入領域４３５のルーバまたはバッフル４３８と重ならない。第２の半径方向流進入領域４３６のルーバ４３８は、第１の半径方向流進入領域４３５のルーバまたはバッフル４３８から軸方向に離間している。

【0106】

一部の実施形態では、混合管４３０は、混合管４３０の内部に、分散装置と長手方向に整列する流れ障害物がなく、それにより、排気ガスが、混合管４３０の内側貫通路面以外の任意の面に衝突することなく、分散装置より下流で混合管４３０を流れるのを可能にするように構築される。例えば、特定の実施形態では、混合管４３０は、全体として中空である。特定の例では、ルーバ４３８は、混合管４３０の内部へではなく、混合管４３０から外側に突出する。特定の例では、混合管４３０の幅寸法（例えば、直径）は、分散装置より下流で小さくならない。示した例では、混合管４３０の横寸法は、混合管４３０が、分散装置より下流に延びるにつれて大きくなる。

【0107】

本開示の範囲および趣旨から逸脱することのない本開示の様々な修正および変更が当業者に明らかになるであろうし、当然のことながら、本開示の範囲が、本明細書で説明した例示的な実施形態に極度に限定されることはない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】