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公開番号2024083265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2023201793
出願日2023-11-29
発明の名称内燃機関の排気ガス浄化装置
出願人マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー,MAN ENERGY SOLUTIONS SE
代理人個人,個人,個人
主分類F01N 3/28 20060101AFI20240613BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】エンジンの近傍に追加のスペースを必要とせず、軽量な排気ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】排気ガス浄化装置(10)は、少なくとも1つの気筒列の互いに隣接する気筒に沿って長手方向に延在している排気管(11)と、排気管(11)を第1の排気管部(16)と第2の排気管部(17)とに分割する触媒コンバータ(15)とを有し、排気管部(16、17)は、それぞれ長手方向が少なくとも1つの気筒列の気筒に沿って延在しており、排気管(11)は、少なくとも1つの気筒列の気筒に連結されて、排気ガスを第1の排気管部(16)に導入し、第1の排気管部(16)から出た未浄化の排気ガスは、触媒コンバータ(15)を介して排気管(11)の長手方向に対して横方向に第2の排気管部(17)に導かれ、第2の排気管部(17)から出た浄化された排気ガスとして、内燃機関の少なくとも1つの更なるアセンブリの方向に導かれる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関の排気ガス浄化装置（１０）であって、
内燃機関の少なくとも１つの気筒列のうち互いに隣接する気筒に沿って長手方向に延在している排気管（１１）と、
前記排気管（１１）内に配置され、前記排気管（１１）を第１の排気管部（１６）と第２の排気管部（１７）とに分割する触媒コンバータ（１５）であって、前記排気管部（１６、１７）は、その長手方向がそれぞれ前記少なくとも１つの気筒列の気筒に沿って延在している、触媒コンバータ（１５）と、
前記排気管（１１）は、前記少なくとも１つの気筒列の気筒からの排気ガスを前記排気管（１１）の前記第１の排気管部（１６）に導入するために、前記少なくとも１つの気筒列の気筒に連結されており、
前記排気管（１１）の前記第１の排気管部（１６）から排出される未浄化の排気ガスは、前記排気管（１１）の長手方向に対して横方向に前記触媒コンバータ（１５）を介して前記排気管（１１）の前記第２の排気管部（１７）に導かれ、前記排気管（１１）の前記第２の排気管部（１７）から排出される浄化された排気ガスとして、内燃機関の少なくとも１つの更なるアセンブリの方向に導かれる、排気ガス浄化装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
２つの排気管部（１６，１７）を有する前記排気管（１１）は、１つの気筒列又は２つの気筒列の全ての気筒に沿って延在しており、前記排気管（１１）の前記第１の排気管部（１６）は、１つの気筒列又は２つの気筒列の全ての気筒に連結されている、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記触媒コンバータ（１５）をバイパスする排気ガスが、前記第１の排気管部（１６）から前記内燃機関の少なくとも１つの更なるアセンブリの方向に、未浄化の状態で直接導くことができる少なくとも１つのバイパス（１９）を備えている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記バイパス（１９）は、前記排気管（１１）の一端（１４）に形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記バイパス（１９）は、前記排気管（１１）の前記端部（１３、１４）に形成され、前記排気管（１１）から出る排気ガスは、前記内燃機関の少なくとも１つの別のアセンブリの方向に導かれる、ことを特徴とする請求項４に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項６】
前記バイパス（１９）に割り当てられ、該バイパス（１９）を遮断及び開放するように装備された制御可能な閉鎖デバイス（２０）を備えている、ことを特徴とする請求項４または５に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項７】
前記閉鎖デバイス（２０）は、前記バイパス（１９）を完全に遮断または完全に開放し、若しくは部分的に遮断または開放するように装備されている、ことを特徴とする請求項６に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項８】
各々の前記触媒コンバータ（１５）には、少なくとも１つの好ましくは格子状の案内要素（２２）が割り当てられている、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項９】
各々の気筒列の気筒と前記排気管（１１）との連結領域には、流量制御要素（２３）が配置されており、該流量制御要素（２３）は、各々の気筒列の気筒の排気ガスが前記排気管（１１）の前記第１の排気管部（１６）に流入する流れを制御している、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置（exhaust gas purification device）に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
実際に知られている内燃機関は、燃料が燃焼される気筒を含む。内燃機関の気筒は、互いに並んで配列された気筒の少なくとも１つの気筒列（cylinder bank）を形成している。Ｖ型設計の内燃機関の場合には、複数の気筒が隣接して配列された２つの気筒列が設けられている。更に、実際に知られている内燃機関は、排気ガス浄化装置を備えている。排気ガス浄化装置は、気筒から排出される排気ガスを浄化している。典型的には、それぞれの排気ガス過給機の少なくとも１つのタービンは、排気ガス浄化装置の下流に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１１０４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の内燃機関では、排気ガス浄化装置の設置スペースが大きくなってしまう。これは欠点である。
【０００５】
エンジンの既存寸法（設置スペース）内に好適に設置することができ、従ってエンジンの近傍に追加のスペースを必要とせず、更に軽量な構造である排気ガス浄化システムが必要とされている。本発明の目的は、対応する内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置によって解決される。
【０００７】
本発明に係る排気ガス浄化装置は、内燃機関の少なくとも１つの気筒列のうち互いに隣接する気筒に沿って長手方向に延在している排気管を備えている。また、本発明に係る排気ガス浄化装置は、前記排気管内に配置され、前記排気管を第１の排気管部と第２の排気管部とに分割する触媒コンバータを備え、前記排気管部は、その長手方向がそれぞれ前記少なくとも１つの気筒列の気筒に沿って延在している。排気管は、少なくとも１つの気筒列の気筒からの排気ガスを排気管の第１の排気管部に導入するために、少なくとも１つの気筒列の気筒に連結されている。未浄化の排気ガスは、排気管の第１の排気管部から出発して、排気管の長手方向に対して横方向に触媒コンバータを介して排気管の第２の排気管部に導かれ、内燃機関の少なくとも１つの更なるアセンブリの方向に排気管の第２の排気管部から発生する浄化された排気ガスとして導かれる。
【０００８】
本発明に係る排気ガス浄化装置において、排気管は、少なくとも１つの気筒列の気筒に沿って延在している。この排気管には、排気管を未浄化の排気ガス用の第１の排気管部と浄化された排気ガス用の第２の排気管部とに分割する触媒コンバータが収容されている。１つの気筒列または２つの気筒列については、内燃エンジンの少なくとももう１つのアセンブリの方向に、気筒から出る排気ガスを受け入れ、浄化し、排出するために、排気管内に触媒コンバータを配置した単一の排気管を備えている。触媒コンバータによって互いに分離された排気管の２つの排気管部は、それぞれの気筒列の気筒に沿って長手方向に延在している。排気管内に収容された触媒コンバータは、それぞれの排気管の長手方向に対して横方向に流される。本発明に係る排気ガス浄化装置は、設置スペースが少なく、エンジンルーム内に一体化することができる。また、本発明に係る排気ガス浄化装置は軽量である。
【０００９】
好適には、２つの排気管部を有する排気管は、１つの気筒列又は２つの気筒列の全ての気筒に沿って延在しており、排気管の第１の排気管部は、１つの気筒列又は２つの気筒列の全ての気筒に連結されている。本実施形態は、軽量で設置スペースの少ない排気ガス浄化装置を提供するために特に好ましい。あるいは、複数の排気ガス浄化装置を、本発明に従ってエンジンに取り付けることができ、好適には、例えば気筒列当たり１つの排気ガス浄化バンクを、２つの気筒列を有するエンジンに取り付けることができる。
【００１０】
好適には、排気ガス浄化装置は、触媒コンバータをバイパスする排気ガスが、第１の排気管部から内燃機関の少なくとも１つの更なるアセンブリの方向に、未浄化の状態で直接導くことができる少なくとも１つのバイパスを備えている。特に、バイパスは、排気管から出る排気ガスを内燃機関の少なくとも１つの別のアセンブリの方向に導くことができる排気管の端部に形成されている。特に、バイパスは、制御可能な閉鎖デバイスを介して遮断及び開放することができる。バイパスと、バイパスを遮断したり開放したりするのに役立つ制御可能な閉鎖デバイスとによって、排気ガスの流量制御は、内燃機関の異なる動作点及び負荷変化に特に適合させることができる。これにより、排気ガス浄化装置を備える内燃機関のエンジンダイナミクスを調整又は向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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