還原劑水溶液混合裝置及具備它的廢氣后處理裝置制造方法
【專利摘要】混合裝置（3）具備：彎頭管（31），安裝在過(guò)濾器裝置（2）的出口管（23）上，改變從過(guò)濾器裝置（2）流動(dòng)而來(lái)的廢氣的流動(dòng)方向；直管（32），與彎頭管（31）的下游側(cè)連接，沿與過(guò)濾器裝置（2）的出口管（23）的軸線（CL2）交叉的方向延伸；噴射器（5），安裝在彎頭管（31）上，將還原劑水溶液朝直管（32）噴射到彎頭管（31）內(nèi)部；在彎頭管（31）上設(shè)有利用螺栓（7）安裝噴射器（5）的噴射器安裝部（6），噴射器安裝部（6）的噴射器（5）的安裝面（6A）與該噴射器（5）的噴嘴（51）的前端設(shè)于大致同一面上，在噴射器安裝部（6）設(shè)有凹槽（61），該凹槽（61）向直管（32）擴(kuò)開，且使噴嘴（51）的前端的露出，在噴射器安裝部（6）的內(nèi)部，設(shè)有位于凹槽（61）的外周側(cè)的絕熱層（62），螺栓（7）的前端從外側(cè)貫穿噴射器（5）并到達(dá)噴射器安裝部（6）的絕熱層（62）。
【專利說(shuō)明】還原劑水溶液混合裝置及具備它的廢氣后處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明與還原劑水溶液混合裝置及具備它的廢氣后處理裝置相關(guān)，涉及一種在向 選擇性還原催化劑供給尿素水溶液等還原劑水溶液來(lái)凈化廢氣時(shí)使用的還原劑水溶液混 合裝置及具備它的廢氣后處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，已知有利用選擇性還原催化劑（Selective Catalytic Reduction,以下記作 "SCR"）凈化發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中所含有的氮氧化物（NOx)的廢氣后處理裝置。對(duì)這樣的SCR，供 給自噴射器噴射的尿素水溶液。噴射器作為在SCR的上游側(cè)設(shè)置的混合裝置的一部分而安 裝(例如專利文獻(xiàn)1)。從噴射器向在混合裝置內(nèi)流動(dòng)的廢氣中噴射尿素水溶液，使該尿素水 溶液與廢氣在混合裝置內(nèi)混合。其結(jié)果是，尿素水溶液利用廢氣的熱量而被熱解，得到氨。 該氨在SCR中作為還原劑使用。
[0003] 另外，在混合裝置中，為了使廢氣的熱量不影響到噴射器，往往在噴射器與安裝有 該噴射器的配管之間安裝臺(tái)狀的錐形部件。在該錐形部件中，利用錐形面形成凹槽，在凹槽 的里側(cè)露出噴射器的噴嘴(例如專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 但是，若使用這樣的臺(tái)狀部件，雖能減輕來(lái)自廢氣的熱影響，但由于噴嘴遠(yuǎn)離排氣 管，凹槽變深，因此，廢氣難以迂回進(jìn)入噴嘴周圍，變成液滴等的尿素水溶液容易滯留。并 且，若滯留的尿素水溶液晶化而沉積，則將產(chǎn)生尿素水溶液自噴嘴的噴射受阻的問(wèn)題。
[0005] 因此，還提出了使用板狀的絕熱材料來(lái)代替該厚度大小的臺(tái)狀的錐形部件(例如 專利文獻(xiàn)3)。根據(jù)專利文獻(xiàn)3的提案，由于能夠?qū)娚淦鞯膰娮炫c排氣管的開口部設(shè)在大 致同一面上，因此，能夠利用廢氣的熱量分解在噴嘴周圍滯留的尿素水溶液，能夠抑制尿素 水溶液的沉積。另外，通過(guò)利用絕熱材料覆蓋噴嘴周圍，還能夠減輕廢氣對(duì)噴射器的熱影 響。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :(日本）特開2008 - 208726號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :(日本）特開2008 - 14213號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :(日本）特開2009 - 138627號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0012] 然而，在專利文獻(xiàn)3所述的提案中，用于將噴射器固定于排氣管的螺栓的前端有 可能貫通到在排氣管的內(nèi)部露出，形成與廢氣直接接觸的結(jié)構(gòu)。因此，絕熱對(duì)策談不上充 分，存在如下問(wèn)題，即，廢氣的熱量通過(guò)螺栓傳遞到噴射器，該熱量使得噴射器內(nèi)的尿素水 溶液發(fā)生變質(zhì)等，帶來(lái)不良影響。
[0013] 為了防止這一問(wèn)題，還考慮了以覆蓋螺栓的前端的方式進(jìn)一步設(shè)置絕熱材料，但 在這種情況下，絕熱材料與噴嘴之間將產(chǎn)生高度差，所以廢氣難以迂回到噴嘴側(cè)，使得尿素 水溶液容易滯留，這不是所希望的。另外，用于將覆蓋螺栓前端的絕熱材料切實(shí)地固定在排 氣管內(nèi)的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜，所以還有可能阻礙其裝配性。
[0014] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)抑制尿素水溶液在噴射器的噴嘴 周圍滯留，并且還能夠切實(shí)地抑制向噴射器的熱傳遞的還原劑水溶液混合裝置及具備它的 廢氣后處理裝置。
[0015] 用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0016] 第一發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，被配置在捕集廢氣中的粒子狀物 質(zhì)的過(guò)濾器裝置與配置于所述過(guò)濾器裝置下游側(cè)的選擇性還原催化劑裝置之間，并向廢氣 中添加還原劑水溶液，具備：彎頭管，其安裝在所述過(guò)濾器裝置的出口管上，改變從所述過(guò) 濾器裝置流動(dòng)而來(lái)的廢氣的流動(dòng)方向；直管，其與所述彎頭管的下游側(cè)連接，沿與所述過(guò)濾 器裝置的出口管的軸線交叉的方向延伸；噴射器，其安裝在所述彎頭管上，將還原劑水溶液 朝所述直管噴射到所述彎頭管內(nèi)部；在所述彎頭管上，設(shè)有利用螺栓安裝所述噴射器的噴 射器安裝部，所述噴射器安裝部的所述噴射器的安裝面與該噴射器的噴嘴的前端設(shè)于大致 同一面上，在所述噴射器安裝部設(shè)有凹槽，該凹槽向所述直管擴(kuò)開，且使所述噴嘴的前端露 出，在所述噴射器安裝部的內(nèi)部，設(shè)有位于所述凹槽的外周側(cè)的絕熱層，所述螺栓的前端從 外側(cè)貫穿所述噴射器并到達(dá)所述噴射器安裝部的絕熱層。
[0017] 第二發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，所述凹槽的敞開角度優(yōu)選為 120 ?140。。
[0018] 第三發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，所述噴射器安裝部具備設(shè)有所述 安裝面的基板和與所述基板在所述彎頭管中的內(nèi)側(cè)接合的副板，所述絕熱層設(shè)于所述基板 與所述副板接合而形成的封閉空間內(nèi)。
[0019] 第四發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，在所述噴射器安裝部，設(shè)有使所 述噴嘴的前端在所述彎頭管內(nèi)露出的噴射開口，在所述噴射器安裝部與所述噴射器之間安 裝有墊圈，所述墊圈具備：內(nèi)側(cè)板，其與所述噴射器安裝部的安裝面抵接，具有與所述噴射 開口相對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)開口；外側(cè)板，其與所述噴射器抵接，具有與所述噴射開口相對(duì)應(yīng)的外側(cè) 開口；環(huán)狀的外周側(cè)支承環(huán)，其被所述內(nèi)側(cè)板的外周側(cè)及所述外側(cè)板的外周側(cè)夾持；環(huán)狀 的內(nèi)周側(cè)絕熱環(huán)，其圍繞所述內(nèi)側(cè)板的所述內(nèi)側(cè)開口的周圍及所述外側(cè)板的所述外側(cè)開口 的周圍而被夾持；在所述墊圈的內(nèi)部，設(shè)有由所述內(nèi)側(cè)板、所述外側(cè)板、所述外周側(cè)支承環(huán) 及所述內(nèi)周側(cè)絕熱環(huán)包覆成的墊圈內(nèi)絕熱空間。
[0020] 第五發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，在所述噴射器的從所述噴嘴的前 端向外周側(cè)分離的位置，設(shè)有與所述墊圈抵接的環(huán)狀的抵接部，在所述噴嘴的前端與所述 抵接部之間，設(shè)有通過(guò)所述噴射開口向所述直管內(nèi)敞開的噴嘴側(cè)絕熱空間，所述噴嘴側(cè)絕 熱空間被所述墊圈封閉。
[0021] 第六發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，所述絕熱層為空氣層。
[0022] 第七發(fā)明的廢氣后處理裝置的特征在于，具備：過(guò)濾器裝置，其捕集廢氣中的粒 子狀物質(zhì)；還原劑水溶液混合裝置，其在所述過(guò)濾器裝置的下游側(cè)與該過(guò)濾器裝置并列配 置；選擇性還原催化劑裝置，其配置在所述還原劑水溶液混合裝置的下游側(cè)，還原凈化廢氣 中的氮氧化物；所述還原劑水溶液混合裝置是以上說(shuō)明的任一發(fā)明的還原劑水溶液混合裝 置。
[0023] 根據(jù)第一發(fā)明及第七發(fā)明，由于在包圍噴射器噴嘴的凹槽的外周側(cè)設(shè)置絕熱層， 因此即使使包括凹槽的噴射器安裝部的厚度變薄，使凹槽變淺，也能夠使廢氣的熱量難以 傳遞到噴射器，能夠維持絕熱性能。并且，通過(guò)使凹槽變淺，能夠使廢氣易于進(jìn)入到凹槽的 內(nèi)部，能夠切實(shí)地防止噴嘴周圍的還原劑水溶液的滯留。并且，由于用于將噴射器安裝于噴 射器安裝部的螺栓的前端到達(dá)絕熱層，因此，能夠在充分確保螺栓的螺合量的同時(shí)，抑制廢 氣的熱量通過(guò)螺栓傳遞到噴射器側(cè)，而且結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。
[0024] 根據(jù)第二發(fā)明，由于最適當(dāng)?shù)卦O(shè)定凹槽的敞開角度，因此，能夠使凹槽的深度充分 變淺而使廢氣良好地流入，并且還能滿足絕熱性能。若敞開角度比90度小，則有可能導(dǎo)致 凹槽變深而使廢氣不能充分流入。
[0025] 根據(jù)第三發(fā)明，通過(guò)將基板與副板彼此接合，能夠容易地形成封閉空間，并且能夠 在該封閉空間內(nèi)簡(jiǎn)單地設(shè)置絕熱層。
[0026] 根據(jù)第四發(fā)明，通過(guò)安裝墊圈，能夠防止廢氣的泄露，并且，利用設(shè)于該墊圈的墊 圈側(cè)絕熱空間，能夠賦予墊圈自身良好的絕熱性能，能夠進(jìn)一步減輕對(duì)噴射器的熱影響。
[0027] 根據(jù)第五發(fā)明，通過(guò)圍繞噴嘴設(shè)置噴嘴側(cè)絕熱空間，能夠防止噴嘴內(nèi)的還原劑水 溶液被過(guò)度加熱，能夠抑制還原劑水溶液的劣化。
[0028] 根據(jù)第六發(fā)明，由于絕熱層為空氣層，因此，能夠發(fā)揮較高的絕熱性能，能夠切實(shí) 地使凹槽的深度變淺。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的廢氣后處理裝置的俯視圖。
[0030] 圖2是廢氣后處理裝置的混合裝置的剖面圖。
[0031] 圖3是放大表示混合裝置的主要部分的剖面圖。
[0032] 圖4A是表示在混合裝置中使用的墊圈的立體圖。
[0033] 圖4B是表示從其他方向看到的在混合裝置中使用的墊圈的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下，基于【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明一實(shí)施方式。
[0035] 在圖1中表示了本實(shí)施方式的廢氣后處理裝置1的俯視圖。在以下的說(shuō)明中，"上 游"是指廢氣的流動(dòng)方向的上游側(cè)，"下游"是指廢氣的流動(dòng)方向中的下游。
[0036] 在圖1中，廢氣后處理裝置1從廢氣的流動(dòng)方向上的上游側(cè)起依次具備作為過(guò)濾 器裝置的柴油微粒過(guò)濾器（Diesel particulate filter,以下記作"DPF"）裝置2、還原劑水 溶液混合裝置（以下，簡(jiǎn)稱為"混合裝置"）3和選擇性還原催化劑（Selective Catalytic Reduction，以下記作"SCR")裝置4。這些裝置2?4設(shè)在供來(lái)自未圖示的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢 氣流通的排氣管途中。另外，在液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)、推土機(jī)這些建筑機(jī)械的情況下，廢 氣后處理裝置1與發(fā)動(dòng)機(jī)一同收納在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)。
[0037] DPF裝置2是在圓筒狀殼體21的內(nèi)部收納圓柱狀DPF22的結(jié)構(gòu)。DPF22捕集所通 過(guò)的廢氣中的粒子狀物質(zhì)。在殼體21內(nèi)，也可以在DPF22的上游側(cè)設(shè)置氧化催化劑。氧化 催化劑將在其上游側(cè)供給的后噴射燃料和計(jì)量燃料(均與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料相同）氧化激 活，使向DPF22流入的廢氣的溫度上升到DPF22的可再生溫度。利用該高溫廢氣，由DPF22 捕集到的粒子狀物質(zhì)自燃而燒盡，DPF22再生。
[0038] 混合裝置3向廢氣中添加作為還原劑水溶液的尿素水溶液。這種混合裝置3具備 作為彎頭管的上游側(cè)彎頭管31、直管32、下游側(cè)彎頭管33和噴射器5,上游側(cè)彎頭管31與 DPF裝置2的出口管23連接，將從DPF裝置2流出的廢氣的流動(dòng)方向改變約90°，直管32 與上游側(cè)彎頭管31的下游端連接，沿與DPF裝置2的出口管23的軸線CL2 (圖2)交叉的 方向延伸，下游側(cè)彎頭管33與直管32的下游端連接，將來(lái)自直管32的廢氣的流動(dòng)方向進(jìn) 一步改變約90°，噴射器5安裝于上游側(cè)彎頭管31，將尿素水溶液朝直管32噴射到上游側(cè) 彎頭管31內(nèi)部。SCR裝置4連接在下游側(cè)彎頭管33的更下游端。
[0039] SCR裝置4是在圓筒狀殼體41的內(nèi)部收納圓柱狀SCR42的結(jié)構(gòu)。SCR42將由混 合裝置3生成的氨作為還原劑，從而還原凈化廢氣中的氮氧化物。在殼體41內(nèi)，也可以在 SCR42的下游側(cè)設(shè)置除氨催化劑。除氨催化劑對(duì)在SCR42中未使用的氨進(jìn)行氧化處理而使 其無(wú)害化，進(jìn)一步降低廢氣的排放。
[0040] 從噴射器5噴射到廢氣中的尿素水溶液利用廢氣的熱量而被熱解，成為氨。氨作 為還原劑與廢氣一起被向SCR裝置4供給。
[0041] 以上說(shuō)明的DPF裝置2、混合裝置3及SCR裝置4并列配置，以使在各自內(nèi)部流動(dòng) 的廢氣的流動(dòng)方向大致平行。此時(shí)，在DPF裝置2及SCR裝置4的內(nèi)部流動(dòng)的廢氣的流向 與在混合裝置3的內(nèi)部流動(dòng)的廢氣的流向相反。因此，這些裝置2?4在俯視下配置成近 似S形狀，構(gòu)成了整體緊湊的廢氣后處理裝置1，從而即使是在發(fā)動(dòng)機(jī)室那樣的有限的配置 空間內(nèi)，也能夠通過(guò)安裝等切實(shí)地配置在發(fā)動(dòng)機(jī)上。
[0042] 在圖2中表示了混合裝置3的剖面圖。基于圖2說(shuō)明混合裝置3。
[0043] 在圖2所示的混合裝置3中，在上游側(cè)彎頭管31中改變廢氣的流動(dòng)方向的部分設(shè) 為方向變換部31A。上游側(cè)彎頭管31具備圓形入口部31B和圓形出口部31C，并在它們之 間具有方向變換部31A，入口部31B在DPF裝置2的出口管23 (圖1)側(cè)開口而被接合，出 口部31C在直管32側(cè)開口而被連接。在上游側(cè)彎頭管31的方向變換部31A的外側(cè)，設(shè)有 噴射器安裝部6。在該噴射器安裝部6上，從外側(cè)安裝有噴射器5,從內(nèi)側(cè)(方向變換部31A 的內(nèi)部側(cè)）安裝有混合管34。噴射器5的噴嘴51、混合管34分別配置在彎頭管32的軸線 CL1 上。
[0044] 直管32是具有外管35及在其內(nèi)部配置的內(nèi)管36的雙重管結(jié)構(gòu)。外管35及內(nèi)管 36均為圓筒狀。內(nèi)管36在軸線方向的中間位置通過(guò)焊接等連接于設(shè)在外管35上的多個(gè) 支承用凹部35A，在下游側(cè)的端部處經(jīng)由環(huán)狀的支承部件35B而通過(guò)焊接等連接于外管35 的內(nèi)壁。另外，內(nèi)管36的上游端進(jìn)入到上游側(cè)彎頭管31內(nèi)。內(nèi)管36的上游端位置被設(shè)定 為，使從噴射器5以大約25°的噴射角度θ 1 (參照?qǐng)D2的單點(diǎn)劃線)噴射的尿素水溶液能 切實(shí)地進(jìn)入到內(nèi)管36內(nèi)側(cè)。在內(nèi)管36的下游端側(cè)設(shè)有多個(gè)開口 36A···。
[0045] 在此，廢氣流入外管35與內(nèi)管36之間的空隙部分。由于支承用凹部35A沿周向 不連續(xù)地設(shè)置，因此，流入的廢氣在支承用凹部35A之間通過(guò)而流動(dòng)至支承部件35B。由于 支承部件35B為環(huán)狀，因此，廢氣停止流動(dòng)，從此處通過(guò)開口 36A進(jìn)入到內(nèi)管36內(nèi)，與在內(nèi) 部流動(dòng)的廢氣合流而流向下游側(cè)。也就是說(shuō)，內(nèi)管36利用在其內(nèi)部流動(dòng)的廢氣和在外周側(cè) 流動(dòng)的廢氣而被良好地加熱。因此，噴射到內(nèi)管36內(nèi)部的尿素水溶液即使附著在內(nèi)壁上也 將切實(shí)地?zé)峤?，而不?huì)成為液滴。
[0046] 混合管34的軸向一端支承于噴射器安裝部6的內(nèi)壁，另一端向直管32敞開。另 夕卜，混合管34在上游側(cè)彎頭管31內(nèi)以包圍從噴射器5噴射的尿素水溶液的周圍的方式配 置。廢氣從接近上游側(cè)彎頭管31入口部31B的圖中下方吹到這樣的混合管34。另外，來(lái)自 下方的廢氣在方向變換部31A中使其流動(dòng)方向變換成沿著軸線CL1的流動(dòng)。
[0047] 作為特征性結(jié)構(gòu)，混合管34具有從軸向的中央附近設(shè)置到前端側(cè)(直管32側(cè)）的 多個(gè)圓孔34A…和從軸向的中央附近設(shè)置到基端側(cè)（噴射器5側(cè))的多個(gè)缺口 34B，外部氣體 通過(guò)這些圓孔和缺口流入到內(nèi)部。
[0048] 圓孔34A在混合管34的軸向上以幾乎布滿的方式設(shè)置，在周向上集中設(shè)置在兩個(gè) 區(qū)域。即，在將圓筒形的混合管34在周向上以每隔90°的方式四等分時(shí)，僅在沿徑向相對(duì) 的位置處的兩個(gè)區(qū)域設(shè)置圓孔34A，而在彼此相對(duì)的另外兩個(gè)區(qū)域上則不設(shè)置圓孔34A。通 過(guò)以這樣的配置設(shè)置圓孔34A，使從圓孔34A流入的廢氣在混合管34內(nèi)形成旋流。其結(jié)果 是，朝向旋流噴射的尿素水溶液與混合管34內(nèi)的廢氣良好地混合。
[0049] 缺口 34B沿混合管34的周向設(shè)置。通過(guò)將缺口 34B設(shè)于基端側(cè)，使通過(guò)缺口 34B 流入混合管34內(nèi)的廢氣流向噴嘴51。而且，缺口 34B沿軸向的長(zhǎng)度L2約為混合管34整體 長(zhǎng)度L1的34% (L2/L1 ~ 0. 34)左右這么大。因此，通過(guò)缺口 34B的廢氣緊貼著噴射器安 裝部6的內(nèi)壁表面順暢地流入并流向噴嘴51 (參照?qǐng)D3中的箭頭)。
[0050] 這種混合管34是通過(guò)如下方法制成的：對(duì)平板狀的金屬板實(shí)施沖壓加工等而設(shè) 置圓孔34A及方形的缺口 34B，并且，使沖壓成規(guī)定展開形狀的金屬板彎曲成筒狀并對(duì)其對(duì) 接部分進(jìn)行焊接?；旌瞎?4的徑向尺寸及長(zhǎng)度尺寸設(shè)定為從噴射器5噴射的尿素水溶液 接觸不到的大小(參照?qǐng)D2的用單點(diǎn)劃線表示的Θ 1)。
[0051] 以下，基于圖3詳細(xì)說(shuō)明噴射器安裝部6。
[0052] 圖3是放大表示混合裝置3的噴射器安裝部6的剖面圖。在圖3中，噴射器安裝 部6以堵塞上游側(cè)彎頭管31的噴射器安裝開口 31D的方式焊接于該噴射器安裝開口 31D。 這樣的噴射器安裝部6具備設(shè)有安裝面6A的圓環(huán)狀基板63和與基板63在上游側(cè)彎頭管 31中的內(nèi)側(cè)接合的圓環(huán)狀副板64。其中的基板63的外周側(cè)焊接于噴射器安裝開口 31D的 內(nèi)表面。
[0053] 在噴射器安裝部6中，噴射器5的安裝面6A與噴嘴51的前端設(shè)于大致同一面上。 在這樣的噴射器安裝部6的基板63上，設(shè)有使噴嘴51的前端在上游側(cè)彎頭管31內(nèi)露出的 噴射開口 6B，并且設(shè)有從噴射開口 6B向直管32擴(kuò)開的凹槽61。凹槽61的漏斗狀的傾斜 壁61A橫跨各板63, 64而設(shè)置。也就是說(shuō)，在各板63, 64上分別設(shè)有傾斜部63A，64A，這些 傾斜部63A，64A大體連續(xù)，從而形成傾斜壁61A。傾斜壁61A的敞開角度Θ2不作特別限 定，但90°以上，優(yōu)選120?140°左右這么大，能夠使廢氣容易流入到凹槽61的里側(cè)，也 就是噴嘴51的周圍。
[0054] 另外，在基板63的傾斜部63A的外周側(cè)，設(shè)有與軸線CL1正交的平坦的平坦部 63B。副板64具有在沿周向連續(xù)的部分向基板63側(cè)開口的剖面形狀。通過(guò)使這些板63, 64 沿其內(nèi)周及外周彼此焊接而接合，在噴射器安裝部6內(nèi)形成環(huán)狀的封閉空間65。在副板64 的傾斜部64A的外周側(cè)，也設(shè)有與軸線CL1正交的平坦的平坦部64B，通過(guò)焊接將混合管34 的基端側(cè)接合于該平坦部64B。平坦部64B并不只是為了接合混合管34而設(shè)置的，在更大 地設(shè)置封閉空間65方面也發(fā)揮作用。也就是說(shuō)，如果不設(shè)置平坦部64B，而只設(shè)置傾斜部 64,將使封閉空間65的大小變小。
[0055] 除此之外，在本實(shí)施方式中，平坦部64B與上游側(cè)彎頭管31的內(nèi)表面大體連續(xù)地 設(shè)置，使副板64整體收納于噴射器安裝開口 31D內(nèi)，形成副板64整體不露出到上游側(cè)彎頭 管31內(nèi)的結(jié)構(gòu)。因此，在上游側(cè)彎頭管31的內(nèi)表面與平坦部64B之間，沒(méi)有阻礙廢氣流動(dòng) 的那種大小的高度差等，廢氣將通過(guò)凹槽61順暢地流向噴嘴51。
[0056] 在噴射器安裝部6的內(nèi)部，設(shè)有位于凹槽61外周側(cè)的絕熱層62。絕熱層62設(shè)于 所述封閉空間65內(nèi)。本實(shí)施方式中的絕熱層62由空氣層構(gòu)成，封閉空間65內(nèi)的空氣作為 絕熱材料發(fā)揮作用。由于具有絕熱層62,因此，即使暴露于廢氣的副板64被加熱，熱量也難 以傳遞到基板63側(cè)，能抑制向噴射器5的熱傳遞。換言之，設(shè)置絕熱層62能抑制熱傳遞，因 此，能夠相應(yīng)地使噴射器安裝部6的厚度尺寸T1變薄，S卩，能夠使凹槽61的深度變淺。因 此，在抑制熱傳遞的同時(shí)，廢氣更容易通過(guò)凹槽61流向噴嘴51側(cè)，能夠促進(jìn)噴嘴51周圍的 尿素水溶液的熱解。
[0057] 在基板63上設(shè)有貫穿里外的螺栓孔63C。利用從外側(cè)與螺栓孔63C螺合的螺栓 7,將噴射器5固定于安裝面6A。此外，在圖3中只圖示了一根螺栓7,但在本實(shí)施方式中， 噴射器5由三根螺栓7固定。螺栓7的前端到達(dá)封閉空間65內(nèi)并露出，但沒(méi)有貫穿到上游 側(cè)彎頭管31內(nèi)。因此，還能夠抑制向螺栓7的熱傳遞，能夠切實(shí)地抑制噴射器5被經(jīng)由螺 栓7傳遞的熱量加熱。
[0058] 并且，在本實(shí)施方式中，為了防止廢氣從噴嘴51的周圍漏向外部，在噴射器安裝 部6與噴射器5之間，安裝了近似六邊形狀的墊圈8。
[0059] 如圖3、圖4A、圖4B所示，墊圈8具備內(nèi)側(cè)板81、外側(cè)板82、環(huán)狀外周側(cè)支承環(huán)83 和環(huán)狀內(nèi)周側(cè)絕熱環(huán)84,內(nèi)側(cè)板81與噴射器安裝部6的安裝面6A抵接，具有與噴射開口 6B相對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)開口 81A，外側(cè)板82與噴射器5抵接，具有與噴射開口 6B相對(duì)應(yīng)的外側(cè)開 口 82A，外周側(cè)支承環(huán)83被內(nèi)側(cè)板81的外周側(cè)及外側(cè)板82的外周側(cè)夾持，內(nèi)周側(cè)絕熱環(huán) 84圍繞內(nèi)側(cè)板81的內(nèi)側(cè)開口 81A的周圍及外側(cè)板82的外側(cè)開口 82的周圍而被夾持。
[0060] 在墊圈8上設(shè)有供螺栓7貫通的通孔8A。通孔8A貫通內(nèi)外的各板81，82及外周 側(cè)支承環(huán)83。在此，各板81，82及外周側(cè)支承環(huán)83為金屬制，能夠切實(shí)地承受擰緊螺栓7 時(shí)作用的軸向力。另一方面，內(nèi)周側(cè)絕熱環(huán)84由具有絕熱性的材料構(gòu)成。
[0061] 這樣的墊圈8還使由各板81，82及各環(huán)83, 84圍成的空間成為墊圈側(cè)絕熱空間 85,從而作為絕熱層發(fā)揮作用。因此，墊圈8自身抑制熱傳遞，這一點(diǎn)也能夠抑制從噴射器 安裝部6側(cè)向噴射器5傳遞熱量。
[0062] 除此之外，在本實(shí)施方式中，設(shè)于噴射器5的環(huán)狀抵接部52與墊圈8抵接，而該抵 接部52相對(duì)于噴嘴51的前端分離地設(shè)置在外周側(cè)。因此，在噴嘴51與抵接部52之間，形 成了向上游側(cè)彎頭管32內(nèi)敞開的噴嘴側(cè)絕熱空間53。該噴嘴側(cè)絕熱空間53被圍繞墊圈8 的內(nèi)側(cè)板81的內(nèi)側(cè)開口 81A形成的封閉片部81B覆蓋。封閉片部81B的內(nèi)周緣延伸設(shè)置 到噴嘴51的前端外周部分，從而使包含噴射開口 6B與噴嘴51的前端外周之間的間隙的噴 嘴側(cè)絕熱空間53被切實(shí)地覆蓋。封閉片部81B是形成凹槽61的內(nèi)壁的部分，在積極地使 廢氣易于流入到該部分的本實(shí)施方式中，封閉片部81B被加熱而達(dá)到高溫。因此，通過(guò)在封 閉片部81B的噴射器5側(cè)設(shè)置噴嘴側(cè)絕熱空間53,使來(lái)自封閉片部81B的熱量難以向噴射 器5傳遞。
[0063] 在以上說(shuō)明的本實(shí)施方式中，由于在凹槽61的周圍設(shè)置絕熱層62,使得廢氣的熱 量難以傳遞到噴射器5,因此，能夠具有對(duì)噴射器5的良好的絕熱性能。另外，由于具有該絕 熱層62,因此，能夠使噴射器安裝部6變薄，能夠使凹槽61變淺。因此，能夠易于將從混合 管34的缺口 34B進(jìn)入的廢氣如圖3中的粗箭頭所示地導(dǎo)入到凹槽61的內(nèi)部，能夠抑制尿 素水溶液的滯留。另外，用于安裝噴射器5的螺栓7的前端到達(dá)噴射器安裝部6內(nèi)的絕熱 層62并露出，因此能夠抑制廢氣的熱量經(jīng)由螺栓7向噴射器5傳遞。
[0064] 本發(fā)明不限于前述實(shí)施方式，能夠達(dá)成本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形、改良等也包 含在本發(fā)明內(nèi)。
[0065] 例如，在所述各實(shí)施方式中，絕熱層62為空氣層，但不限于此。也就是說(shuō)，只要是 滿足耐熱性能和絕熱性能這兩者的材料，就可以將這樣的材料填充到封閉空間65內(nèi)來(lái)形 成絕熱層。
[0066] 在所述實(shí)施方式中，在噴射器安裝部6與噴射器5之間安裝有墊圈8,但根據(jù)需要 設(shè)置這樣的墊圈8即可，省略該墊圈8的情況也是包含在本發(fā)明內(nèi)的。另外，即使是在使用 墊圈的情況下，其結(jié)構(gòu)和材料等也是任意的，而不限于所述實(shí)施方式。
[0067] 在所述實(shí)施方式中，使用尿素水溶液來(lái)作為還原劑水溶液,但將其他液體用作還 原劑水溶液的情況也包含于本發(fā)明。
[0068] 工業(yè)實(shí)用性
[0069] 本發(fā)明能夠適宜用作搭載于建筑機(jī)械的還原劑水溶液混合裝置及廢氣后處理裝 置。
[0070] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0071] 1廢氣后處理裝置、2作為過(guò)濾器裝置的DPF裝置、3還原劑水溶液混合裝置、4選 擇性還原催化劑（SCR)裝置、5噴射器、6噴射器安裝部、6A安裝面、6B噴射開口、8墊圈、23 出口管、31作為彎頭管的上游側(cè)彎頭管、32直管、51噴嘴、52抵接部、53噴嘴則絕熱空間、 61凹槽、62絕熱層、63基板、64副板、65封閉空間內(nèi)、81內(nèi)側(cè)板、81A內(nèi)側(cè)開口、81B封閉片 部、82外側(cè)板、82A外側(cè)開口、83外周側(cè)支承環(huán)、84內(nèi)周側(cè)絕熱環(huán)、85墊圈內(nèi)絕熱空間、Θ 2 敞開角度。
【權(quán)利要求】
1. 一種還原劑水溶液混合裝置，其特征在于，被配置在捕集廢氣中的粒子狀物質(zhì)的過(guò) 濾器裝置與配置于所述過(guò)濾器裝置下游側(cè)的選擇性還原催化劑裝置之間，并向廢氣中添加 還原劑水溶液，具備 ： 彎頭管，其安裝在所述過(guò)濾器裝置的出口管上，改變從所述過(guò)濾器裝置流動(dòng)而來(lái)的廢 氣的流動(dòng)方向； 直管，其與所述彎頭管的下游側(cè)連接，沿與所述過(guò)濾器裝置的出口管的軸線交叉的方 向延伸； 噴射器，其安裝在所述彎頭管上，將還原劑水溶液朝所述直管噴射到所述彎頭管內(nèi) 部； 在所述彎頭管上，設(shè)有利用螺栓安裝所述噴射器的噴射器安裝部， 所述噴射器安裝部的所述噴射器的安裝面與該噴射器的噴嘴的前端設(shè)于大致同一面 上， 在所述噴射器安裝部設(shè)有凹槽，該凹槽向所述直管擴(kuò)開，且使所述噴嘴的前端露出， 在所述噴射器安裝部的內(nèi)部，設(shè)有位于所述凹槽的外周側(cè)的絕熱層， 所述螺栓的前端從外側(cè)貫穿所述噴射器并到達(dá)所述噴射器安裝部的絕熱層。
2. 如權(quán)利要求1所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 所述凹槽的敞開角度為120?140°。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 所述噴射器安裝部具備設(shè)有所述安裝面的基板和與所述基板在所述彎頭管中的內(nèi)側(cè) 接合的副板， 所述絕熱層設(shè)于所述基板與所述副板接合而形成的封閉空間內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求3所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 在所述噴射器安裝部，設(shè)有使所述噴嘴的前端在所述彎頭管內(nèi)露出的噴射開口， 在所述噴射器安裝部與所述噴射器之間安裝有墊圈， 所述墊圈具備：內(nèi)側(cè)板，其與所述噴射器安裝部的安裝面抵接，具有與所述噴射開口相 對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)開口；外側(cè)板，其與所述噴射器抵接，具有與所述噴射開口相對(duì)應(yīng)的外側(cè)開口； 環(huán)狀的外周側(cè)支承環(huán)，其被所述內(nèi)側(cè)板的外周側(cè)及所述外側(cè)板的外周側(cè)夾持；環(huán)狀的內(nèi)周 側(cè)絕熱環(huán)，其圍繞所述內(nèi)側(cè)板的所述內(nèi)側(cè)開口的周圍及所述外側(cè)板的所述外側(cè)開口的周圍 而被夾持； 在所述墊圈的內(nèi)部，設(shè)有由所述內(nèi)側(cè)板、所述外側(cè)板、所述外周側(cè)支承環(huán)及所述內(nèi)周側(cè) 絕熱環(huán)包覆成的墊圈內(nèi)絕熱空間。
5. 如權(quán)利要求4所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 在所述噴射器的從所述噴嘴的前端向外周側(cè)分離的位置，設(shè)有與所述墊圈抵接的環(huán)狀 的抵接部， 在所述噴嘴的前端與所述抵接部之間，設(shè)有通過(guò)所述噴射開口向所述直管內(nèi)敞開的噴 嘴側(cè)絕熱空間， 所述噴嘴側(cè)絕熱空間被所述墊圈封閉。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 所述絕熱層為空氣層。
7. -種廢氣后處理裝置，其特征在于，具備： 過(guò)濾器裝置，其捕集廢氣中的粒子狀物質(zhì)； 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的還原劑水溶液混合裝置，其在所述過(guò)濾器裝置的下 游側(cè)與該過(guò)濾器裝置并列配置； 選擇性還原催化劑裝置，其配置在所述還原劑水溶液混合裝置的下游側(cè)，還原凈化廢 氣中的氮氧化物。
【文檔編號(hào)】F01N3/08GK104066942SQ201380000736
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】加藤隆志, 富岡裕之, 伊東木 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所