特開 2023-27770 内燃機関用の排ガス装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027770

(43)【公開日】2023-03-02

(54)【発明の名称】内燃機関用の排ガス装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20230222BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20230222BHJP

   F01N 3/035 20060101ALI20230222BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20230222BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20230222BHJP

【ＦＩ】

F01N3/28 311U

F01N3/24 E ZAB

F01N3/035 E

F01N3/08 B

B01D53/94 222

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022129544

(22)【出願日】2022-08-16

(31)【優先権主張番号】10 2021 121 289.8

(32)【優先日】2021-08-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】520050956

【氏名又は名称】プーレム ゲー・エム・ベー・ハー

【氏名又は名称原語表記】Ｐｕｒｅｍ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｈｏｍｂｕｒｇｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ９５， ６６５３９ Ｎｅｕｎｋｉｒｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ヴォルフガング ダッツ

(72)【発明者】

【氏名】ラルフ カンツライター

【テーマコード（参考）】

3G091

3G190

4D148

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AB05

3G091BA03

3G091BA04

3G091CA17

3G091HA10

3G091HA16

3G190AA02

3G190BA17

3G190CB19

3G190CB23

3G190CB26

4D148AA06

4D148AB01

4D148AB02

4D148AC03

4D148CA01

4D148CC32

4D148CC47

4D148CD05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】構造的に簡単な対策で外部への熱放出を低減する熱遮蔽を達成することができる内燃機関のための排ガス装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関用の排ガス装置であって、外壁により排ガス流容積を画定し、かつ外壁の、排ガス流容積に面した内面において少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６６）を支持する少なくとも１つの構成要素を含んでおり、外壁と遮蔽要素（６４，６６）との間に中間室（６５、６７）が形成されており、少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６６）に、外壁に向けられ、この外壁に固定的に結合された少なくとも１つの結合成形部が設けられている、排ガス装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関用の排ガス装置であって、外壁により排ガス流容積を画定し、かつ前記外壁の、前記排ガス流容積に面した内面において少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）を支持する少なくとも１つの構成要素を含んでおり、前記外壁と前記遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）との間に中間室（６５，６７）が形成されており、前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）に、前記外壁に向けられ、該外壁に固定的に結合された少なくとも１つの第１の結合成形部（６８，７２，８２）が設けられており、または／かつ前記外壁に、前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）に向けられ、前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）に固定的に結合された少なくとも１つの第２の結合成形部（７６，８４）が設けられている、排ガス装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、金属薄板変形加工部材である、または／かつ前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、０．６ｍｍ～１．０ｍｍの範囲、好適には約０．８ｍｍの厚さを有している、請求項１記載の排ガス装置。

【請求項3】

前記外壁が、少なくとも１つの金属薄板変形加工部材を含んでおり、または／かつ前記中間室（６５，６７）が、０．５ｍｍ～６ｍｍの範囲の寸法を有している、請求項１または２記載の排ガス装置。

【請求項4】

少なくとも１つの、好適には各遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、前記外壁に対して間隔を空けて位置決めされた外縁部領域（７０，７４）を含んでいる、請求項１から３までのいずれか１項記載の排ガス装置。

【請求項5】

少なくとも２つの遮蔽要素（６４，６４’）が、隣接領域（７８）において互いに部分的にオーバラップして配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の排ガス装置。

【請求項6】

前記隣接領域（７８）において互いにオーバラップして配置された前記遮蔽要素（６４，６４’）間に、中間室が形成されている、請求項５記載の排ガス装置。

【請求項7】

前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、少なくとも１つの、好適には各結合成形部（６８，７２，８２）において材料結合部、好適には溶接により、前記外壁に結合されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の排ガス装置。

【請求項8】

上流側の少なくとも１つの流入領域（１４）および下流側の流出領域（２８）を備えた第１の排ガス処理ユニット（１６）と、上流側の流入領域（３８）および下流側の流出領域（４８）を備えた少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニット（４０）と、前記少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニット（１６）の前記下流側の流出領域（２８）および前記少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニット（４０）の前記上流側の流入領域（３８）に結合された結合ケーシング（３０）とが設けられており、好適には前記結合ケーシング（３０）が、１つの構成要素を提供する、請求項１から７までのいずれか１項記載の排ガス装置。

【請求項9】

前記結合ケーシング（３０）が、流入開口（３４）および流出開口（３６）を備えた第１のケーシング要素（３２）を含んでおり、前記流入開口（３４）の領域において、前記少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニット（１６）の前記下流側の流出領域（２８）が、前記結合ケーシング（３０）に結合されており、前記流出開口（３６）の領域において、前記少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニット（４０）の前記上流側の流入領域（３８）が、前記結合ケーシング（３０）に結合されており、前記結合ケーシング（３０）が、前記第１のケーシング要素（３２）と一緒に、排ガスにより通流可能な結合容積（５４）を画定する第２のケーシング要素（５２）を含んでおり、前記外壁が、前記第１のケーシング要素（３２）および／または前記第２のケーシング要素（５２）を含んでいる、請求項８記載の排ガス装置。

【請求項10】

前記第２のケーシング要素（５２）の、前記結合容積（５４）に面した内面に、前記流入開口（３４）に対峙する領域において、または／かつ前記流出開口（３６）に対峙する領域において、または／かつ前記流入開口（３４）と前記流出開口（３６）との間に形成された移行領域（６０）に対峙する領域において、少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’）が設けられている、請求項９記載の排ガス装置。

【請求項11】

前記第２のケーシング要素（５２）に、前記第１のケーシング要素（３２）の前記移行領域（６０）に対峙する領域において互いにオーバラップする少なくとも２つの遮蔽要素（６４，６４’）が設けられている、請求項５または請求項６および請求項１０記載の排ガス装置。

【請求項12】

前記第１のケーシング要素（３２）に、前記移行領域（６０）の領域において、少なくとも１つの遮蔽要素（８０）が設けられている、請求項１０または１１記載の排ガス装置。

【請求項13】

前記第１の排ガス処理ユニット（１６）の前記上流側の流入領域（１４）が、流入ケーシング（１２）に結合されており、好適には該流入ケーシング（１２）が、１つの構成要素を提供する、請求項８から１２までのいずれか１項記載の排ガス装置。

【請求項14】

前記第１の排ガス処理ユニット（１６）が、酸化触媒（２０）または／および粒子フィルタ（２２）または／およびＳＣＲ触媒を含んでいる、または／かつ前記第２の排ガス処理ユニット（４０）が、ＳＣＲ触媒（４６）を含んでいる、請求項８から１３のいずれか１項記載の排ガス装置。

【請求項15】

前記結合ケーシング（３０）に、前記結合ケーシング（３０）を通流する排ガス（Ａ）内に反応物質（Ｒ）を放出するための反応物質放出装置（６２）が設けられている、請求項１４記載の排ガス装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排ガス装置に関する。

【0002】

車両に設けられた内燃機関もしくは内燃機関に対応して配置された排ガス装置では、有害物質排出に関して重要な段階はコールドスタートであり、このコールドスタートでは、内燃機関もしくは排ガス装置の様々な構成要素も比較的低い温度を有していて、したがって、たとえばこのような排ガス装置に含まれる、排ガス浄化のための排ガス処理ユニット、たとえば酸化触媒コンバータ、粒子フィルタまたはＳＣＲ触媒が実質的にアクティブではありえない。比較的高い汚染物質排出を伴うこの段階をできるだけ短く維持するために、排ガス装置の様々なシステム領域を、内燃機関から排出される排ガス中の汚染物質割合の十分な低減を保証することができるような高温にできるだけ迅速に到達させることが必要となる。

【0003】

本発明の課題は、構造的に簡単な対策で外部への熱放出を低減する熱遮蔽を達成することができる内燃機関のための排ガス装置を提供することである。

【0004】

本発明によれば、この課題は、内燃機関用の排ガス装置であって、外壁により排ガス流容積を画定し、かつ外壁の、排ガス流容積に面した内面において少なくとも１つの遮蔽要素を支持する少なくとも１つの構成要素を含んでおり、外壁と遮蔽要素との間に中間室が形成されており、少なくとも１つの遮蔽要素に、外壁に向けられ、この外壁に固定的に結合された少なくとも１つの第１の結合成形部が設けられており、かつ／または外壁に、少なくとも１つの遮蔽要素に向けられ、少なくとも１つの遮蔽要素に固定的に結合された少なくとも１つの第２の結合成形部が設けられている、排ガス装置によって解決される。

【0005】

排ガス装置の１つ以上の構成要素に１つ以上の遮蔽要素を設けることによって、その内側において覆われていて、外側において概して周囲と熱伝達接触している外壁は、少なくとも部分的に排ガスが直接に当たるように流れることに対して遮蔽される。このような遮蔽要素は外壁に対して間隔を有しており、専ら結合成形部の領域においてこの外壁に接触しているので、排ガス内で搬送された熱は、ごく限られた程度でのみ外壁に伝達され、この外壁を介して外部へ放出される。これにより、熱損失が著しく制限され、このことは一方ではコールドスタート段階での排ガス装置の迅速な加熱をもたらし、他方では、このような排ガス装置の周辺に設けられた車両のシステム領域への熱負荷を減じるので、このようなシステム領域を排ガス装置の近傍に配置することも可能性も生じる。

【0006】

十分な安定性で良好な遮蔽特性を提供できるようにするために、少なくとも１つの遮蔽要素が、金属薄板変形加工部材である、または／かつ少なくとも１つの遮蔽要素が、０．６ｍｍ～１．０ｍｍの範囲、好適には約０．８ｍｍの厚さを有していることが規定されている。

【0007】

外壁も、少なくとも１つの金属薄板変形加工部材を含んでいてよい。さらに、良好な遮蔽効果を達成するために、中間室が、０．５ｍｍ～６ｍｍの範囲の寸法を有していてよい。

【0008】

一方では熱的接触を回避し、他方では相互の当付けによるガタつき騒音を回避するために、少なくとも１つの、好適には各遮蔽要素が、外壁に対して間隔を空けて位置決めされた外縁部領域を含んでいることが提案される。つまり、このような遮蔽要素は、実質的に単に結合成形部の領域においてのみ、この遮蔽要素に結合された構成要素もしくはその外壁との物理的な接触を有している。

【0009】

ケーシングの外壁が複雑な幾何学形状である場合にも、排ガスが直接に当たって流れることに対して外壁をほぼ完全に遮蔽することができるように、複数の遮蔽要素がこのような構成要素もしくは構成要素の外壁に設けられていてよい。この場合に、このような遮蔽要素が互いに接続する場所において、構成要素の外壁に直接に当たって流れることを回避するために、少なくとも２つの遮蔽要素が、隣接領域において互いに部分的にオーバラップするように配置されていてよい。

【0010】

このようなオーバラップ領域において相互の当接およびこれに伴うガタつき騒音を回避するために、隣接領域において互いにオーバラップして配置された遮蔽部材間に、中間室が形成されていることが提案される。

【0011】

熱負荷可能かつ化学的に耐性を有する結合のために、少なくとも１つの遮蔽要素が、少なくとも１つの、好適には各結合成形部において材料結合部、好適には溶接、たとえば抵抗溶接、レーザ溶接またはスロット溶接により外壁に結合されていてよい。

【0012】

コンパクトな構成のために、排ガス装置は、上流側の流入領域および下流側の流出領域を備えた少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニットと、上流側の流入領域および下流側の流出領域を備えた少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニットと、少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニットの下流側の流出領域および少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニットの上流側の流入領域に結合された結合ケーシングとを含んでいてよい。結合ケーシングは、１つの構成要素を提供することができる。

【0013】

構造的に単純に実現すべき構成では、結合ケーシングは、流入開口および流出開口を備えた第１のケーシング要素を含んでよく、流入開口の領域において、少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニットの下流側の流出領域が、結合ケーシングに結合されており、流出開口の領域において、少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニットの上流側の流入領域が、結合ケーシングに結合されている。さらに、結合ケーシングは、第１のケーシング要素と一緒に、排ガスにより通流可能な結合容積を画定する第２のケーシング要素を含んでいてよい。結合ケーシングが、その内面において少なくとも１つの遮蔽要素によって遮蔽された構成要素を提供する場合、この構成要素の外壁が、第１のケーシング要素または／および第２のケーシング要素を含んでいてよい。

【0014】

結合ケーシングの領域において排ガス流の流れ変向が行われてよく、かつ特に第２のケーシング要素の、流入開口もしくは流出開口もしくは流入開口と流出開口との間の移行領域と反対に位置する領域が、排ガス流と相互作用することができるので、良好な遮蔽効果を達成するために、第２のケーシング要素の、結合容積に面した内面に、流入開口に対峙する領域において、または／かつ流出開口に対峙する領域において、または／かつ流入開口と流出開口との間に形成された移行領域に対峙する領域において、少なくとも１つの遮蔽要素が設けられていることが提案される。

【0015】

結合ケーシングの複雑な幾何学形状に適合させるために、第２のケーシング要素に、第１のケーシング要素の移行領域に対峙する領域において互いにオーバラップする少なくとも２つの遮蔽要素が設けられていてよい。

【0016】

第２のケーシング要素に少なくとも１つの遮蔽要素を設けることに対して代替的または付加的に、第１のケーシング要素に、移行領域の領域において、少なくとも１つの遮蔽要素が設けられていてよい。

【0017】

排ガス装置のたとえば管状の別の要素に結合するために、第１の排ガス処理ユニットの上流側の流入領域が、流入ケーシングに結合されていてよい。この流入ケーシングは、１つの構成要素を提供することができる。

【0018】

第１の排ガス処理ユニットは、酸化触媒または／および粒子フィルタまたは／およびＳＣＲ触媒を含んでいてよい。第２の排ガス処理ユニットは、ＳＣＲ触媒を含んでいてよい。

【0019】

特に、第２の排ガス処理ユニットがＳＣＲ触媒を含んでいる場合、結合ケーシングにおいてＳＣＲ触媒の上流で排ガスと反応物質とを混合するために、結合ケーシング内を通流する排ガスに反応物質を放出する反応物質放出装置が設けられていてよい。

【0020】

本発明を以下に添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】内燃機関のための排ガス装置の原理的な縦断面図である。

【図2】図１に示した排ガス装置の結合ケーシングを結合ケーシングに支持された遮蔽要素と一緒に示す詳細図である。

【図3】結合ケーシングに支持された２つの遮蔽要素を備えた、図２に対応する図である。

【図4】図３に示した２つの遮蔽要素を上からみた平面図である。

【図5】結合ケーシングの、流入開口および流出開口を提供する第１のケーシング要素の移行領域における結合ケーシングを、この移行領域に設けられた遮蔽要素と一緒に示す詳細図である。

【図6】図１に示した排ガス装置の流入ケーシングを、流入ケーシングにおいて支持された遮蔽要素と一緒に示す断面図である。

【0022】

図１には、車両の内燃機関用の排ガス装置もしくは排ガス装置の一部が概して符号１０で示されている。この排ガス装置１０は、その上流側の領域において、排ガス装置１０内に導入され、もしくはこの排ガス装置１０内を流れる排ガスＡの流れ方向で拡張する流入ケーシング１２を含んでいる。この流入ケーシング１２には、概して符号１６で示される第１の排ガス処理ユニットの上流側の流入領域１４が結合されている。第１の排ガス処理ユニット１６は、管状のケーシング１８内に、酸化触媒２０または／および粒子フィルタ２２を含んでいてよく、酸化触媒２０および粒子フィルタ２２は、流れ方向で連続して管状のケーシング１８内に配置されており、このケーシング１８内でたとえば繊維マット２４，２６等によって支持されていてよい。さらに第１の排ガス処理ユニット１６は、たとえばＳＣＲ触媒を含んでいてよく、このＳＣＲ触媒は、たとえばディーゼル酸化触媒と組み合わせて、またはディーゼル粒子フィルタと組み合わせてケーシング１８内に配置されていてよい。

【0023】

第１の排ガス処理ユニット１６の下流側の流出領域２８は、概して符号３０で示される結合ケーシングに結合されている。結合ケーシング３０は、たとえば金属薄板変形加工部材として一体的に形成された、流入開口３４を備えた第１のケーシング要素３２を含んでおり、流入開口３４の領域において、第１の排ガス処理ユニット１６の管状のケーシング１８が結合ケーシング３０に気密に結合されている。さらに第１のケーシング要素３２は、流出開口３６を含んでおり、流出開口３６の領域において、第２の排ガス処理ユニット４０の上流側の流入領域３８が結合ケーシング３０に気密に結合されている。

【0024】

第２の排ガス処理ユニット４０は、たとえば管状のケーシング４２を含んでおり、ケーシング４２内に、たとえば繊維マット４４を介してＳＣＲ触媒４６が支持されている。第２の排ガス処理ユニット４０の下流側の流出領域４８は、たとえば、流出ケーシング５０に結合されているか、または排ガス装置１０の、たとえば消音器に通じるたとえば管状の要素に結合されている。

【0025】

結合ケーシング３０は、たとえば金属薄板変形加工部材として一体的に提供された第２のケーシング要素５２をさらに含んでいる。第１のケーシング要素３２が、たとえば実質的にプレート状に形成されていてよく、流入開口３４または流出開口３６の領域に排ガス処理ユニット１６、４０との結合のために設けられた縁部状の成形を有していてよい一方で、第２のケーシング要素５２は、第１のケーシング要素３２と一緒に、排ガスＡが通流可能である結合容積５４を画定するために鍋状に形成されていてよい。この場合、第２のケーシング要素５２の周壁５６は、第１のケーシング要素３２の外周領域に形成された縁部領域に被さっていてよく、かつこの縁部領域にたとえば溶接によって固定的かつ気密に結合されていてよい。第２のケーシング要素５２の底壁５８は、第１のケーシング要素３２、特に第１のケーシング要素３２の流入開口３４、流出開口３６、および流入開口３４と流出開口３６との間に形成された移行領域６０に対峙している。

【0026】

結合ケーシング３０もしくは結合ケーシング３０の第２のケーシング要素５２に、概してインジェクタと呼ばれる反応物質放出装置６２が支持されている。反応物質放出装置６２は、たとえば尿素および水の混合物である反応物質Ｒを結合容積５４内に放出するので、結合容積５４内を流れる排ガスＡと反応物質Ｒとが混合され、排ガスＡと反応物質Ｒもしくは反応物質蒸気との混合物が上流側の流入領域３８において第２の排ガス処理ユニット４０に流入することができる。

【0027】

図１を参照して上述した排ガス装置の構造を、多種多様な形式で変化させることができることに留意されたい。たとえば、２つの排ガス処理ユニットもしくは排ガス処理ユニットの管状のケーシング１８、４２を、その長手方向で実質的に平行ではなく、かつ互いに隣接もしくは互いにオーバラップして配置し、これにより結合ケーシング３０が、２つの排ガス処理ユニット１６、４０間の移行部で排ガス流が約１８０°変向される変向ケーシングを本質的に提供するが、２つの排ガス処理ユニットを結合ケーシングにおいて実質的にその長手方向で互いに隣接して設けることが可能である。さらに、たとえば、２つの第１の排ガス処理ユニット１６または／および２つの第２の排ガス処理ユニット４０が互いに実質的に平行に配置され、かつ結合ケーシング３０に結合されていてよい。２つの排ガス処理ユニット１６，４０において、図１に関連して上述した構成要素とは別の排ガス処理のために働く構成要素が位置決めされていてよい。

【0028】

図１に図示した排ガス装置１０では、結合ケーシング３０と流入ケーシング１２とに、金属薄板変形加工部材として提供された遮蔽部材６４，６６が設けられている。結合ケーシング３０に設けられた遮蔽要素６４は、その形状において、第２のケーシング要素５２の輪郭に実質的に適合させられており、これによりたとえば底壁５８の実質的な領域を覆っている。周壁５６の少なくとも一部も、遮蔽要素６４によって覆われていてよい。たとえば０．８ｍｍの厚さを有する金属薄板材料で構成された遮蔽要素６４は、第２のケーシング要素５２に対して間隔を有しており、この間隔は、０．５ｍｍ～６ｍｍの範囲であってよく、遮蔽要素６４にわたって変化してもよく、これにより遮蔽要素６４と第２のケーシング要素５２との間に中間室６５が形成されている。

【0029】

複数の位置において、遮蔽要素６４には、金属薄板ブランクを変形加工することによって形成された結合成形部６８が設けられており、この結合成形部６８の領域において、遮蔽要素６４が第２のケーシング要素５２の底壁５８の内面に接触し、底壁５８に材料結合部、特にたとえば抵抗溶接、レーザ溶接または穴溶接のような溶接によって固定的に結合されている。結合成形部６８間の領域もしくは結合成形部６８の外側の領域において、特にその外縁部領域７０全体においても、遮蔽要素６４は第２のケーシング要素５２に対して間隔を空けて配置されているので、運転中に発生する振動は遮蔽要素６４と第２のケーシング要素５２との相互の衝突をもたらすことがない。

【0030】

図１において、遮蔽要素６４が、第２のケーシング要素５２において、流入開口３４、流出開口３６、さらに移行領域６０に対峙する領域に設けられていることが分かる。したがって、結合ケーシング３０の第２のケーシング要素５２が、結合容積５４内を流れる排ガスＡが直接に当たるように流れることに対して効率的に遮蔽される。したがって、排ガスＡと結合ケーシング３０との間の直接的な熱伝達接触は、遮蔽要素６４によって遮蔽された結合ケーシング３０の領域において実質的に排除される。遮蔽要素６４と結合ケーシング３０との間の直接的な熱伝達は、遮蔽要素６４がその結合成形部６８の領域で第２のケーシング要素５２に接触している僅かな領域に限定されている。したがって、外方に向かって露出する比較的大きな面を提供する結合ケーシング３０からの排ガス装置１０からの放熱は著しく減じられ、これにより、排ガス装置１０を通流する排ガスＡを比較的高い温度レベルに保つことができ、したがって排ガスＡ中で輸送される熱の大部分を排ガス処理ユニット１６，４０に伝達することができるようにすることが保証されている。

【0031】

流入ケーシング１２に設けられた遮蔽要素６６も、複数の結合成形部７２を有しており、これらの結合成形部７２の領域において、遮蔽要素６６は流入ケーシング１２の内面に接触し、この流入ケーシング１２にたとえば溶接のような材料結合によって結合されている。遮蔽要素６６は、その形状において、流入ケーシング１２の形状に適合されていてよく、たとえば排ガスの流れ方向で拡張する輪郭を有していてもよい。遮蔽要素６６と流入ケーシング１２もしくは流入ケーシング１２の、遮蔽要素６６を支持する壁との間にも、中間室６７が形成されており、この中間室は、０．５ｍｍ～６ｍｍの範囲の寸法を有していてよい。同様に、遮蔽要素６６は、実質的に結合成形部７２の領域のみで流入ケーシング１２に接触している。遮蔽要素６６は、その外縁部領域７４の領域において、流入ケーシング１２と結合もしくは接触していない。代替的には、遮蔽要素６６が流入ケーシング１２の流入開口に隣接して位置決めされている外縁部領域７４において、遮蔽要素６６は、溶接によって遮蔽ケーシング１２に固定的に結合されていてよい。

【0032】

図１に関連して上述した排ガス装置１０の構造では、結合ケーシング３０および流入ケーシング１２がそれぞれ排ガス装置１０の構成要素を提供する。この構成要素は、排ガス流に面したその内面に１つもしくは少なくとも１つの遮蔽要素を支持しており、遮蔽要素によって、この遮蔽要素により覆われている外壁の領域において排ガスが直接に当たるように流れることに対して遮蔽されている。排ガス装置の別の領域においても、基本的に図１に関連して上述で説明した構成を有していてよい遮蔽要素によりこのような遮蔽硬化を達成することができることに留意すべきである。

【0033】

以下で説明するように、このような遮蔽要素は、異なって構成されているか、もしくは別の形式でこの遮蔽要素を支持し、この遮蔽要素により遮蔽される構成要素に結合されていてよい。

【0034】

図２は、代替的な構成で、遮蔽ケーシング３０の第２のケーシング要素５２の底壁５８の領域を示している。この底壁５８の領域において、図２に示す実施例の第２のケーシング要素５２は、底壁５８と遮蔽要素６４との間に既に述べた中間室６５が形成されているように、遮蔽要素６４によって覆われている。遮蔽要素６４には、複数の結合成形部６８が設けられている。第２のケーシング要素５２の、遮蔽要素６４がその結合成形部６８で第２のケーシング要素５２に固定されるべき領域において、第２のケーシング要素５２はやはり結合成形部７６を有している。したがって、遮蔽要素６４の結合成形部６８が第１の結合成形部を提供する一方で、結合ケーシング３０の第２のケーシング要素５２の結合成形部７６は、第２の結合成形部を提供する。好適には、遮蔽要素６４の各第１の結合成形部６８が、第２のケーシング要素５２の第２の結合成形部７６に対応配置されているので、遮蔽要素６４と第２のケーシング要素５２とはそれぞれ、互いに対応配置された対において第１の結合成形部６８および第２の結合成形部７６で互いに接触し、材料結合部によって互いに結合されている。したがって、比較的小さく寸法設計された結合成形部６８、７６によって、それぞれの対の結合成形部７８，７６の間もしくは周辺に位置する領域において、遮蔽要素６４と第２のケーシング要素５２との間に比較的大きな間隔を提供する可能が生じる。

【0035】

図３および図４は、結合ケーシング３０の第２のケーシング部材５２に２つの遮蔽要素６４，６４’が支持されている構成を示している。遮蔽要素６４，６４’の各々は、複数の第１の結合成形部６８を有しており、これらの第１の結合成形部６８の領域において、それぞれの遮蔽要素６４，６４’が、たとえば、第２のケーシング要素５２のそれぞれの第２の結合成形部７６において材料結合部により固定されている。

【0036】

２つの遮蔽要素６４，６４’は、隣接領域７８において互いに隣接し、隣接領域７８において互いにオーバラップしている。この場合、遮蔽要素６４，６４’の互いにオーバラップしている区分においても、これらの区分間に間隔が空いているようにされる。したがって、隣接領域７８においても、遮蔽要素６４，６４’が互いにぶつかり合うことがなく、ひいてはガタつき騒音が発生しないことが保証されている。

【0037】

図３および図４に図示した構成では、たとえば、遮蔽要素６４が、第２のケーシング要素５２の、流入開口３４に対峙する領域において実質的に結合ケーシング３０に支持されている一方で、接続要素６４’が、第２のケーシング要素５２の、流出開口３６に対峙する領域において実質的に結合ケーシング３０に支持されていることが規定されていてよい。２つの遮蔽要素６４，６４’の隣接領域７８は、実質的に、第２のケーシング要素５２の、第１のケーシング要素３２の移行領域６０に対峙して位置決めされている領域に位置決めされていてよい。

【0038】

図５は、結合ケーシング３０の第２のケーシング要素５２に１つ以上の結合要素６４，６４’を設けることに対して代替的または付加的に、第１のケーシング要素３２、特に流入開口３４と流出開口３６と間の移行領域６０にも、この移行領域６０を遮蔽する遮蔽要素８０が設けられており、１つ以上の結合成形部８２の領域において、材料結合部、たとえば溶接により結合成形部に固定されている構成を示している。したがって、この構成では、結合ケーシング３０の、排ガスが当たるように流れ得る内側表面全体を、排ガスが直接に当たるように流れることに対して遮蔽することができる。

【0039】

図６は、図１に図示した流入ケーシング１２に対応配置された遮蔽要素６６もしくは流入ケーシング１２の構成の変化形を示している。この変形形では、遮蔽要素６６における結合成形部７２に対応して、流入ケーシング１２にも結合成形部８４が設けられている。好適には、遮蔽要素６６の各第１の結合成形部７２に対応して、流入ケーシング１２の第２の結合成形部８４が設けられているので、遮蔽要素６６と流入ケーシング１２との間の固定的な結合部を、遮蔽要素６６に設けられた第１の結合成形部７２と流入ケーシング１２に設けられた第２の結合成形部８４から成る各対の領域において達成することができる。これにより、比較的小さく寸法設計された結合成形部７２、８４で、遮蔽要素６６と、流入ケーシング１２の、遮蔽要素６６に対峙する壁との間に比較的大きく寸法設計された中間室６７を達成することができる。

【0040】

本発明は、構造的に簡単な措置で、排ガス装置の構成要素の１つ以上の外壁の効果的な遮蔽を達成することができる排ガス装置の構造を規定している。排ガスが直接に当たるように流れることを、特にこれに関して重要な領域において十分に排除することができるので、外部への熱損失が減じられ、したがって排ガスを浄化するための排ガス装置の効率が高められる。さらに、熱が車両の別のシステム領域に伝達されるリスクが減じられ、これにより、このようなシステム領域を排ガス装置の近傍に位置決めすることが可能にされる。

【0041】

本発明により使用すべき遮蔽要素は、単に離散的な領域においてこの遮蔽要素を支持する構成要素もしくは構成要素の外壁に結合されているので、熱膨張を考慮しながら生じる過剰な負荷は、遮蔽要素の領域、遮蔽要素を支持する構成要素の領域、かつそれぞれ材料結合式の結合部の領域において回避される。排ガスによる化学的負荷にも耐性のある、熱機械的に耐久性のある構成が達成される。特に、互いに隣接し、互いにオーバラップする複数の遮蔽要素を設けることは、このような遮蔽要素を支持する構成要素の幾何学形状が複雑な場合であっても効率的な遮蔽を可能にし、互いに分離し、好適には互いに接触しない複数の遮蔽要素を設けることにより、それぞれの遮蔽要素が、この遮蔽要素を支持する構成要素に結合されている領域の、熱膨張により発生する負荷も減じることができる。

【0042】

最後に、本発明の意図において、外壁、特に排ガスが直接に当たるように流れることに対して遮蔽要素によって遮蔽された外壁は、排ガスが流れる容積を画定し、したがって排ガスに直接接触することができる壁であることが指摘される。このような外壁は、排ガスが通流する容積に面する外側面において周囲に露出することができるが、たとえば排ガス装置の別の構成要素により覆われており、かつこれらの構成要素に直接接触していてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-08-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関用の排ガス装置であって、外壁により排ガス流容積を画定し、かつ前記外壁の、前記排ガス流容積に面した内面において少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）を支持する少なくとも１つの構成要素を含んでおり、前記外壁と前記遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）との間に中間室（６５，６７）が形成されており、前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）に、前記外壁に向けられ、該外壁に固定的に結合された少なくとも１つの第１の結合成形部（６８，７２，８２）が設けられており、または／かつ前記外壁に、前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）に向けられ、前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）に固定的に結合された少なくとも１つの第２の結合成形部（７６，８４）が設けられている、排ガス装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、金属薄板変形加工部材である、または／かつ前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、０．６ｍｍ～１．０ｍｍの範囲、好適には約０．８ｍｍの厚さを有している、請求項１記載の排ガス装置。

【請求項3】

前記外壁が、少なくとも１つの金属薄板変形加工部材を含んでおり、または／かつ前記中間室（６５，６７）が、０．５ｍｍ～６ｍｍの範囲の寸法を有している、請求項１または２記載の排ガス装置。

【請求項4】

少なくとも１つの、好適には各遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、前記外壁に対して間隔を空けて位置決めされた外縁部領域（７０，７４）を含んでいる、請求項１または２記載の排ガス装置。

【請求項5】

少なくとも２つの遮蔽要素（６４，６４’）が、隣接領域（７８）において互いに部分的にオーバラップして配置されている、請求項１または２記載の排ガス装置。

【請求項6】

前記隣接領域（７８）において互いにオーバラップして配置された前記遮蔽要素（６４，６４’）間に、中間室が形成されている、請求項５記載の排ガス装置。

【請求項7】

前記少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’，６６，８０）が、少なくとも１つの、好適には各結合成形部（６８，７２，８２）において材料結合部、好適には溶接により、前記外壁に結合されている、請求項１または２記載の排ガス装置。

【請求項8】

上流側の少なくとも１つの流入領域（１４）および下流側の流出領域（２８）を備えた第１の排ガス処理ユニット（１６）と、上流側の流入領域（３８）および下流側の流出領域（４８）を備えた少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニット（４０）と、前記少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニット（１６）の前記下流側の流出領域（２８）および前記少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニット（４０）の前記上流側の流入領域（３８）に結合された結合ケーシング（３０）とが設けられており、好適には前記結合ケーシング（３０）が、１つの構成要素を提供する、請求項１または２記載の排ガス装置。

【請求項9】

前記結合ケーシング（３０）が、流入開口（３４）および流出開口（３６）を備えた第１のケーシング要素（３２）を含んでおり、前記流入開口（３４）の領域において、前記少なくとも１つの第１の排ガス処理ユニット（１６）の前記下流側の流出領域（２８）が、前記結合ケーシング（３０）に結合されており、前記流出開口（３６）の領域において、前記少なくとも１つの第２の排ガス処理ユニット（４０）の前記上流側の流入領域（３８）が、前記結合ケーシング（３０）に結合されており、前記結合ケーシング（３０）が、前記第１のケーシング要素（３２）と一緒に、排ガスにより通流可能な結合容積（５４）を画定する第２のケーシング要素（５２）を含んでおり、前記外壁が、前記第１のケーシング要素（３２）および／または前記第２のケーシング要素（５２）を含んでいる、請求項８記載の排ガス装置。

【請求項10】

前記第２のケーシング要素（５２）の、前記結合容積（５４）に面した内面に、前記流入開口（３４）に対峙する領域において、または／かつ前記流出開口（３６）に対峙する領域において、または／かつ前記流入開口（３４）と前記流出開口（３６）との間に形成された移行領域（６０）に対峙する領域において、少なくとも１つの遮蔽要素（６４，６４’）が設けられている、請求項９記載の排ガス装置。

【請求項11】

前記第２のケーシング要素（５２）に、前記第１のケーシング要素（３２）の前記移行領域（６０）に対峙する領域において互いにオーバラップする少なくとも２つの遮蔽要素（６４，６４’）が設けられている、請求項５記載の排ガス装置。

【請求項12】

前記第１のケーシング要素（３２）に、前記移行領域（６０）の領域において、少なくとも１つの遮蔽要素（８０）が設けられている、請求項１０記載の排ガス装置。

【請求項13】

前記第１の排ガス処理ユニット（１６）の前記上流側の流入領域（１４）が、流入ケーシング（１２）に結合されており、好適には該流入ケーシング（１２）が、１つの構成要素を提供する、請求項８記載の排ガス装置。

【請求項14】

前記第１の排ガス処理ユニット（１６）が、酸化触媒（２０）または／および粒子フィルタ（２２）または／およびＳＣＲ触媒を含んでいる、または／かつ前記第２の排ガス処理ユニット（４０）が、ＳＣＲ触媒（４６）を含んでいる、請求項８記載の排ガス装置。

【請求項15】

前記結合ケーシング（３０）に、前記結合ケーシング（３０）を通流する排ガス（Ａ）内に反応物質（Ｒ）を放出するための反応物質放出装置（６２）が設けられている、請求項１４記載の排ガス装置。

【外国語明細書】