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），安裝在過濾器裝置（2）的出口管（23）上，改變從過濾器裝置（2）流動而來的廢氣的流動方向；直管（32），與彎頭管（31）的下游側連接，沿與過濾器裝置（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）內部；混合管（34），在彎頭管（31）內被配置為覆蓋在從噴射器（5）噴射的還原水溶液的周圍；在混合管（34）的噴射器（5）側的周壁上設有多個大開口（34B,34C,34D,34H,34J），在混合管（34）的直管（32）側的周壁上設有多個小開口（34A）。
【專利說明】還原劑水溶液混合裝置及具備它的廢氣后處理裝置

【技術領域】
[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，涉及一種在向 選擇性還原催化劑供給尿素水溶液來凈化廢氣時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】
[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)動機廢氣中所含有的氮氧化物（NOx)的廢氣后處理裝置。對這樣的SCR，供 給自噴射器噴射的尿素水溶液。噴射器安裝于在SCR的上游側設置的混合裝置。從噴射 器向在混合裝置內流動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混 合。其結果是，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] 在這種廢氣后處理裝置中，若噴射的尿素水溶液與廢氣混合不充分，則有可能使 尿素水溶液的一部分附著在外側被外部氣體冷卻的混合裝置的內壁上，導致SCR中的氨不 足。另外，在混合裝置的內壁上變?yōu)橐旱蔚哪蛩厮芤哼€往往晶化并沉積在內壁上，阻礙廢 氣的流動。為了解決這樣的問題，往往采用具有外管及內管的雙重管結構的混合裝置?；?合裝置的內管通過內外周兩面與廢氣接觸而被加熱，因此通過向該內管的內部噴射尿素水 溶液，附著在內壁上的尿素水溶液也將熱解，能夠抑制其附著為液滴而晶化或沉積。
[0004] 另外，在專利文獻1、2中，為了使尿素水溶液被充分地熱解，提出了一種在混合裝 置內，在噴射器的下游側設置混合管的結構。在混合管的外周面上設有多個開口。使廢氣 通過這些開口流入到混合管的內部，從而在混合管內產生紊流、旋流。通過自噴射器向這樣 流動的廢氣中噴射尿素水溶液，使尿素水溶液微細化而促進與廢氣的混合，提高尿素水溶 液分解成氨的效率。
[0005] 現(xiàn)有技術文獻 [0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :美國專利申請公開第2010/0263359號說明書
[0008] 專利文獻2 :(日本）特開2008 - 208726號公報


【發(fā)明內容】

[0009] 發(fā)明要解決的技術問題
[0010] 然而，在混合裝置內露出的噴射器噴嘴位于設在混合裝置內的凹狀的凹槽內，噴 嘴前端周圍被凹槽的壁面所包圍。若設置這樣的凹槽，則噴射的尿素水溶液的一部分將打 著旋返回到具有負壓傾向的凹槽部側而滯留。若滯留的尿素水溶液晶化而沉積，則將產生 尿素水溶液自噴嘴的噴射受阻的問題。
[0011] 因此，考慮了通過在接近噴嘴的一側也設置用于在混合管內產生旋流的開口來使 廢氣流入噴嘴附近，對該附近進行加熱而促進尿素水溶液的加熱分解，由此抑制尿素水溶 液的滯留。但是，在混合管上單純地設置開口，存在廢氣不能充分地流向噴嘴附近的可能 性，因此希望解決該問題。
[0012] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制尿素水溶液在噴射器的噴嘴周圍滯留的還 原劑水溶液混合裝置及具備它的廢氣后處理裝置。
[0013] 用于解決技術問題的技術方案
[0014] 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狀物質 的過濾器裝置與配置于所述過濾器裝置下游側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，其安裝在所述過濾器裝置的出口管上，改變從所述過濾 器裝置流動而來的廢氣的流動方向；直管，其與所述彎頭管的下游側連接，沿與所述過濾器 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部；混合管，其在所述彎頭管內被配置為覆蓋在從所述噴射 器噴射的還原水溶液的周圍；在所述混合管的所述噴射器側的周壁上設有多個大開口，在 所述混合管的所述直管側的周壁上設有多個小開口。
[0015] 在此，一個大開口的開口面積比一個小開口的開口面積大，多個大開口的總開口 面積與多個小開口的總開口面積的大小不限。
[0016] 第二發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，所述多個大開口沿所述混合管的 周向設置。
[0017] 第三發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，在從所述直管的軸線側朝所述彎 頭管的入口部觀察所述混合管時，在所述混合管的周向的規(guī)定寬度，省去設置所述多個大 開口。
[0018] 第四發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，所述多個大開口僅設于所述周壁 的周向一部分的角度區(qū)域。
[0019] 第五發(fā)明的還原劑水溶液混合裝置的特征在于，所述多個小開口僅設于所述周壁 的周向一部分的角度區(qū)域。
[0020] 第六發(fā)明的排氣后處理裝置的特征在于，具備：過濾器裝置，其捕集廢氣中的粒子 狀物質；所述第一發(fā)明至第五發(fā)明中任一發(fā)明所述的還原劑水溶液混合裝置，其在所述過 濾器裝置的下游側與該過濾器裝置并列配置；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，還原凈化廢氣中的氮氧化物。
[0021] 根據(jù)第一發(fā)明及第六發(fā)明，由于在混合管的噴射器側設置開口面積比小開口的開 口面積大的多個大開口，因此，能夠使廢氣通過大開口更加高效地流入混合管內。由此能夠 使流入混合管內的廢氣流向噴射器的噴嘴，即使在噴嘴被凹槽圍住的情況下，噴嘴的周圍 也能夠被廢氣良好地加熱。因此，能夠使形成渦流而返回到噴嘴側的尿素水溶液切實地熱 解，能夠抑制尿素水溶液在噴嘴周圍滯留。
[0022] 根據(jù)第二發(fā)明，由于沿周向設置多個大開口，因此能夠使廢氣更容易朝噴嘴流入。
[0023] 根據(jù)第三發(fā)明，在混合管中的從彎頭管的入口部所能看到的位置處的區(qū)域內不設 置大開口，而利用周壁形成那樣的區(qū)域。因此，從入口部進入的廢氣不會強勢地流入混合管 內而原樣地流向噴嘴側。因此，不用擔心從噴嘴噴射的還原劑水溶液被那樣的廢氣吹走，能 夠使還原劑水溶液向適當?shù)姆较驀娚洹?br> [0024] 根據(jù)第四發(fā)明，由于僅在規(guī)定的角度區(qū)域內設置大開口，因此，能夠使從大開口流 入的廢氣旋轉，能夠使還原劑水溶液在剛噴射后與廢氣混合，能夠進一步促進混合。
[0025] 根據(jù)第五發(fā)明，由于小開口也僅設置在那樣的規(guī)定的角度區(qū)域內，因此，利用該角 度區(qū)域，能夠使從小開口流入的廢氣也在混合管內旋轉，能夠更有效地進行與還原劑水溶 液的混合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的廢氣后處理裝置的俯視圖。
[0027] 圖2是表示廢氣后處理裝置的混合裝置的剖面圖。
[0028] 圖3是表示混合裝置的主要部分的剖面圖。
[0029] 圖4是設在混合裝置內的混合管的剖面圖，是圖3的IV-IV線剖面圖。
[0030] 圖5A是混合管的剖面圖，是圖3的V-V線剖面圖。
[0031] 圖5B是混合管的剖面圖，是圖5A的剖面部分從其他方向的剖面圖。
[0032] 圖6是表示本發(fā)明第二實施方式的混合裝置的主要部分的剖面圖。
[0033] 圖7是設在第二實施方式的混合裝置內的混合管的剖面圖，是圖6的VII-VII線 剖面圖。

【具體實施方式】
[0034][第一實施方式]
[0035] 以下，基于【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的第一實施方式。
[0036] 在圖1中表示了本實施方式的廢氣后處理裝置1的俯視圖。在以下的說明中，"上 游"是指廢氣的流動方向的上游側，"下游"是指廢氣的流動方向中的下游。
[0037] 在圖1中，廢氣后處理裝置1從廢氣的流動方向上的上游側起依次具備柴油微粒 過濾器（Diesel particulate filter,以下記作"DPF"）裝置2、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設在供 來自未圖示的柴油發(fā)動機的廢氣流通的排氣管途中。另外，在液壓挖掘機、輪式裝載機、推 土機這些建筑機械的情況下，廢氣后處理裝置1與發(fā)動機一同收納在發(fā)動機室內。
[0038] DPF裝置2是在圓筒狀殼體21的內部收納圓柱狀DPF22的結構。DPF22捕集所通 過的廢氣中的粒子狀物質。在殼體21內，也可以在DPF22的上游側設置氧化催化劑。氧化 催化劑將在其上游側供給的后噴射燃料和計量燃料(均與柴油發(fā)動機的燃料相同）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自燃而燒盡，DPF22再生。
[0039] 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彎頭管31、直管32、下游側彎頭管33和噴射器5,上游側彎頭管31與 DPF裝置2的出口管23連接，將從DPF裝置2流出的廢氣的流動方向改變約90°，直管32 與上游側彎頭管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，下游側彎頭管33與直管32的下游端連接，將來自直管32的廢氣的流動方向進 一步改變約90°，噴射器5安裝于上游側彎頭管31，將尿素水溶液朝直管32噴射到上游側 彎頭管31內部。SCR裝置4連接在該下游側彎頭管33的更下游端。
[0040] SCR裝置4是在圓筒狀殼體41的內部收納圓柱狀SCR42的結構。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，也可以在 SCR42的下游側設置除氨催化劑。除氨催化劑對在SCR42中未使用的氨進行氧化處理而使 其無害化，進一步降低廢氣的排放。
[0041] 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。
[0042] 以上說明的DPF裝置2、混合裝置3及SCR裝置4并列配置，以使在各自內部流動 的廢氣的流動方向大致平行。此時，在DPF裝置2及SCR裝置4的內部流動的廢氣的流向 與在混合裝置3的內部流動的廢氣的流向相反。因此，這些裝置2?4在俯視下配置成近 似S形狀，構成了整體緊湊的廢氣后處理裝置1，從而即使是在發(fā)動機室那樣的有限的配置 空間內，也能夠通過安裝等切實地配置在發(fā)動機上。
[0043] 在圖2中表示了混合裝置3的剖面圖?；趫D2具體地說明混合裝置3。
[0044] 在圖2所示的混合裝置3中，在上游側彎頭管31中改變廢氣的流動方向的部分設 為方向變換部31A。上游側彎頭管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側開口而被接合，出口部31C 在直管32側開口而被連接。在方向變換部31A的外側設有安裝部6。在該安裝部6的外側 安裝有噴射器5,在安裝部6的內側(方向變換部31A的內部側)安裝有混合管34,該混合管 34覆蓋在從噴射器5噴射的尿素水溶液的周圍。關于安裝部6及混合管34,將于后文中詳 細說明。
[0045] 直管32是具有外管35及在其內部配置的內管36的雙重管結構。內管36通過焊 接等連接于設在外管35上的多個支承用凹部35A，在下游側的端部處經由環(huán)狀的支承部件 35B而通過焊接等連接于外管35的內壁。另外，內管36的上游端進入到上游側彎頭管31 內。內管36的上游端位置被設定為，使從噴射器5以大約25°的噴射角度Θ1 (參照圖2 的單點劃線）噴射的尿素水溶液能切實地進入到內管36內側。在內管36的下游端側設有 多個開口 36A…。
[0046] 在此，廢氣流入外管35與內管36之間的空隙部分。由于支承用凹部35A沿周向 不連續(xù)地設置，因此，流入的廢氣在支承用凹部35A之間通過而流動至支承部件35B。由于 支承部件35B為環(huán)狀，因此，廢氣停止流動，從此處通過開口 36A進入到內管36內，與在內 部流動的廢氣合流而流向下游側。也就是說，內管36利用在其內部流動的廢氣和在外周側 流動的廢氣而被良好地加熱。因此，噴射到內管36內部的尿素水溶液即使附著在內壁上也 將切實地熱解，而不會成為液滴。
[0047] 在圖3中，放大表示了混合裝置3的上游側彎頭管31的一部分。在圖4、圖5A中， 分別表示了圖3中的IV-IV線剖面、V-V線剖面。另外，在圖5B中，表示了從圖中的上方觀 察上述剖面部分的圖。
[0048] 在圖3中，噴射器5與混合管34的安裝部6構成為具備第一板61和第二板62， 第一板61堵塞設在方向變換部31A上的噴射器安裝開口 31D，第二板62安裝在第一板61 上。
[0049] 在第一板61的中央，設有朝方向變換部31A的內部擴開的凹狀的凹槽63。凹槽63 的凹陷的里側部分設為噴射開口 64,在該噴射開口 64部分，露出了構成噴射器5的噴嘴51 的前端。形成凹槽63的漏斗狀的傾斜壁65的敞開角度Θ 2 (圖2)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63的里側，也就是噴嘴51 的周圍。
[0050] 在凹槽63的外周側，設有與直管32的軸線CL1正交的平坦的環(huán)狀固定部66。在 本實施方式中，在固定部66上焊接有混合管34的端部?；旌瞎?4包圍噴嘴51的下游側， 這些噴嘴51、混合管34及前述的直管32從上游側開始分別依次配置在同一軸線CL上。廢 氣從接近上游側彎頭管31入口部31B的圖中下方吹到收納在方向變換部31A內的混合管 34。另外，來自下方的廢氣在方向變換部31A中使其流動方向變換成沿著軸線CL1的流動。
[0051] 另一方面，第一板61與第二板62之間的空隙作為絕熱空間起作用。通過設置絕 熱空間，抑制了暴露于廢氣的第一板61向第二板62的熱傳遞，減輕了對安裝于第二板62 的噴射器5的熱影響。
[0052] 如圖3、圖4及圖5A所示，作為特征性結構，混合管34具有設在直管32側的周壁 上的作為小開口的多個圓孔34A…和設在噴射器5側的周壁上的作為大開口的三個方形的 缺口 34B，34C，34D，外部氣體通過這些圓孔和缺口流入到內部。圓孔34A位于從混合管34 的中間開始的直管32側，在混合管34的長度方向上以幾乎布滿的方式設置。
[0053] 缺口 34B，34C，34D沿混合管34的周向設置，在長度方向上設在固定部66側的端 部。通過將缺口 34B，34C，34D設在端部，使通過這些缺口流入到混合管34內的廢氣流向噴 嘴51。缺口 34B，34C，34D的長度L2約為混合管34整體長度L1的34% (L2/L1 ~ 0. 34)左 右。
[0054] 因此，通過缺口 34B，34C，34D的廢氣緊貼著固定部66的表面而順暢地流入凹槽63 偵牝流向噴嘴51。其結果是，凹槽63部分被廢氣加熱而溫度上升，因此，即使在從噴射器5 噴射的尿素水溶液返回到凹槽63側的情況下，尿素水溶液也易于加熱分解，能抑制在凹槽 63內滯留而發(fā)生晶化或沉積。
[0055] 這種混合管34是通過如下方法制成的：對平板狀的金屬板實施沖壓加工等而設 置圓孔34A及方形的缺口 34B，34C，34D，并且，使沖壓成規(guī)定展開形狀的金屬板彎曲成筒狀 并對其對接部分進行焊接?；旌瞎?4的徑向尺寸及長度尺寸設定為從噴射器5噴射的尿 素水溶液接觸不到的大小(參照在圖2中用單點劃線表示的Θ 1)。
[0056] 在圖4中，在將混合管34沿周向以90°間隔四等分時，S卩，在以來自DPF裝置2的 廢氣所吹到的最下部分為起點，沿逆時針方向設為第一區(qū)域A1、第二區(qū)域A2、第三區(qū)域A3 及第四區(qū)域A4時，圓孔34A僅設在第一區(qū)域A1及處于與第一區(qū)域A1點對稱的位置的第三 區(qū)域A3。圓孔34A遍及整個第一區(qū)域A1及整個第三區(qū)域A3而設置。
[0057] 通過將圓孔34A集中地設置在第一區(qū)域A1及第三區(qū)域A3這樣的規(guī)定區(qū)域中，使 通過圓孔34A流入混合管34內的廢氣產生旋流，能夠有效地與所噴射的尿素水溶液進行混 合。圓孔34A的大小和數(shù)量要考慮混合管34的徑向尺寸和長度尺寸、廢氣與尿素水溶液的 混合狀況等，在其實施時適當決定。
[0058] 在圖5A中，混合管34的缺口 34B，34C，34D設在以圖中的鉛直中心線Ον為對稱線 的軸對稱位置。缺口 34Β與缺口 34D的開口面積相等，與缺口 34Β和缺口 34D的開口面積 相比，缺口 34C的開口面積是較大的開口面積。
[0059] 具體而言，缺口 34Β占第一區(qū)域Α1的大約2/3,設置到進入第二區(qū)域Α2的位置。 缺口 34C以中心線Ον為界，占第二區(qū)域Α2的大約1/2及第三區(qū)域A3的大約1/2。缺口 34D 處于與缺口 34B軸對稱的位置，占第四區(qū)域A4的大約2/3,并且設置到進入第三區(qū)域A3的 位置。
[0060] 在混合管34的固定部66側的端部，這些缺口 34B，34C，34D以外的部分作為由周 壁構成的三個支承部34E，34F，34G而存在。支承部34E，34F，34G也設在以中心線Ον為對 稱線的軸對稱位置。這些支承部34Ε，34F，34G的端緣焊接于固定部66。支承部34Ε的周向 長度比支承部34F，34G的長度長。支承部34F，34G的周向長度相同。
[0061] 支承部34Ε跨設于第一區(qū)域Α1及第四區(qū)域Α4,從而處于被缺口 34Β，34D夾持的位 置，并且以中心線Ον為對稱線設置成軸對稱。支承部34Ε的周向的兩個邊緣與混合管34 的中心0 (與軸線CL1相同）所成的角度α為大約60?70°左右。支承部34F，34G分別 位于第二區(qū)域A2以及第三區(qū)域A3內。另外，如圖5B所示，在從軸線CL1 (中心0)側朝上 游側彎頭管31的入口部31B(圖2、圖3)觀察混合管34時，尿素水溶液的噴射區(qū)域(在圖中 用噴射角度θ 1表示的區(qū)域）落入未設置缺口的支承部34E在與軸線CL1正交的方向上的 投影寬度W內，從而防止從DPF裝置2側流入的廢氣直接吹到尿素水溶液。即，支承部34E 是省去本發(fā)明的開口部的具有規(guī)定寬度的區(qū)域，噴射區(qū)域落入該區(qū)域內。
[0062] 如此，支承部34E處于將混合管34的圖中最下部覆蓋起來的位置。從DPF裝置2 側流入的廢氣大都吹到支承部34E，因此不會在其流動方向未改變的情況下強勢進入混合 管34內。由此，剛被噴射出來的尿素水溶液不會被廢氣吹到第二、第三區(qū)域A2, A3側，也不 會有較大的偏轉。
[0063] 以下，基于圖3至圖5B，說明廢氣在上游側彎頭管31內的流動。在各圖中，用實線 箭頭圖示廢氣的流動。
[0064] 如圖3所示，從DPF裝置2流出的廢氣從上游側彎頭管31的入口部31B流入，流 向方向變換部31A。在方向變換部31A中，在其內側通過的廢氣原樣地貼著方向變換部31A 的內壁流向內管36側。另一方面，其他廢氣中的大部分流向混合管34。
[0065] 亦如圖4所示，在混合管34的周圍，廢氣通過圓孔34A流入混合管34內。此時，由 于圓孔34A僅設在第一區(qū)域A1及第三區(qū)域A3,因此廢氣在混合管34內形成旋流。通過向 這樣的旋流中噴射尿素水溶液，能夠使尿素水溶液微細化而與廢氣良好地混合，促進熱解。 之后，廢氣流向內管36側。
[0066] 與此相對，即使在混合管34周圍，在缺口 34B，34C，34D的附近，亦如圖5A及圖5B 所示，廢氣通過這些缺口 34B，34C，34D也流入混合管34內。這樣的廢氣，尤其是在接近固 定部66的一側沿固定部66流入后，順著以較大敞開角度Θ 2 (圖2)擴開的凹槽63傾斜壁 65流向噴嘴51側并緊貼著噴嘴51周圍流動，最終被卷入旋流。由此，凹槽63部分被廢氣 加熱而維持在溫度高的狀態(tài)，因此，能夠抑制打著旋返回到凹槽63側的尿素水溶液在噴嘴 51周圍的滯留，進而能夠抑制晶化所導致的沉積。
[0067] 另外，在接近固定部66的一側，如前所述，從DPF裝置2側流動而來的廢氣大都吹 到設在缺口 34B，34D之間的支承部34E而使其流動受阻，因此不會原樣流入混合管34內。 因此，廢氣將繞到缺口 34B，34C，34D，從三個方向流入混合管34內。因此，噴射到混合管 34內的尿素水溶液不會被廢氣吹到而在剛噴射后偏向一個方向偏轉，而是沿適當?shù)姆较驀?射，與廢氣良好地混合。
[0068][第二實施方式]
[0069] 圖6是表示本發(fā)明第二實施方式的混合裝置3的上游側彎頭管31部分的剖面圖。 圖7是配置在上游側彎頭管31內的混合管34的剖面圖，是圖6的VII-VII線剖面圖。在 本實施方式中，對于與前述的第一實施方式相同的部件以及具有相同功能的部件標記相同 的附圖標記，并在本實施方式中省略或者簡化其說明。
[0070] 在圖6、圖7中，在本實施方式中，混合管34的缺口的數(shù)量、位置及軸線方向長度與 第一實施方式大不相同。關于其他的結構，例如將缺口設置成切口狀這一點或者設有圓孔 的區(qū)域等，則與第一實施方式相同。
[0071] 本實施方式的混合管34具有作為大開口的一對缺口 34H，34J，缺口 34H僅設于第 一區(qū)域A1，缺口 34J僅設于第三區(qū)域A3。缺口 34H，34J的軸線方向長度與第一實施方式的 缺口 34B，34C，34D相比較小，相應地，圓孔34A的數(shù)量增多。缺口 34H，34J的長度L2約為 混合管34的整體長度L1的8% (L2/L1 ~ 0. 08)左右。
[0072] 相反地，缺口 34H在周向上具有大致橫跨整個第一區(qū)域A1的長度。即，存在于缺 口 34H，34J之間的支承部34K，34L的缺口 34H側的邊緣設置為稍微進入第一區(qū)域A1的程 度，第一區(qū)域A1的大部分被缺口 34H所占有。缺口 34J在周向上的長度比缺口 34H短，在 第三區(qū)域A3內也被設在接近第二區(qū)域A2側的位置。支承部34K在周向上具有完全覆蓋第 二區(qū)域A2的長度，34L在周向上具有完全覆蓋第四區(qū)域A4的長度。
[0073] 在本實施方式中，缺口 34H在周向上大幅度開口，鄰接的支承部34L在混合管34 的圖中的下部側不具有足以連第一區(qū)域A1側也覆蓋的長度。
[0074] 然而，缺口 34H的軸向長度短，其開口面積沒有第一實施方式的開口面積大。另 夕卜，缺口 34H，34J與圓孔34A相同地以點對稱的位置關系設置，從缺口 34H，34J向混合管34 內流入的廢氣也與通過圓孔34A流入的廢氣同樣地形成旋流。并且，支承部34K，34L的周 向長度長，完全覆蓋第二區(qū)域A2和第四區(qū)域A4。
[0075] 因此，從缺口 34H，34J流入混合管34內的廢氣在剛流入后就帶有旋轉成分，一邊 旋轉一邊順著凹槽63的傾斜壁65流向噴嘴51側，緊貼著噴嘴51的周圍流動。由此，凹槽 63部分被廢氣維持在較高的溫度，因此，即使從噴嘴51噴射的尿素水溶液形成渦流而返回 到凹槽63側，也能夠防止其滯留。
[0076] 并且，從缺口 34H，34J流入的廢氣帶有較大的旋轉成分，因此，即使支承部34K沒 有充分地覆蓋混合管34的DPF裝置2側（圖7中的下部側)，來自噴嘴51的尿素水溶液也 不會被那樣的廢氣極端地吹向第二區(qū)域A2及第三區(qū)域A3側，而是沿適當?shù)姆较驀娚洹?br> [0077] 本發(fā)明不限于前述實施方式，能夠達成本發(fā)明目的范圍內的變形、改良等也包含 在本發(fā)明內。
[0078] 例如，在所述各實施方式中，作為大開口的缺口 348,34(：，340,3紐，3幻為方形，作 為小開口的是圓孔34A，但它們的開口形狀是任意的，不限于方形和圓孔。并且，大開口的數(shù) 量等在其實施時也可以任意決定。
[0079] 另外，作為大開口，不限于設為切口狀的情況，也可以設為周圍閉合的開口。
[0080] 在所述第一實施方式中，在混合管34中，在上游側彎頭管31的接近入口部31B的 一側，設有由周壁構成的支承部34E，在第二實施方式中，缺口 34H設于第一區(qū)域A1，缺口 34J設于第三區(qū)域A3,由此，抑制了噴射到混合管34內的尿素水溶液被廢氣吹走，但即使是 在接近入口部31B的一側設置開口的情況下，也能夠利用廢氣加熱噴嘴51周圍，因此這種 情況也能夠達成本發(fā)明的目的，包含在本發(fā)明內。
[0081] 在所述實施方式中，使用尿素水溶液來作為還原劑水溶液,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。
[0082] 工業(yè)實用性
[0083] 本發(fā)明能夠適宜用作搭載于建筑機械的廢氣后處理裝置。
[0084] 附圖標記說明
[0085] 1廢氣后處理裝置、2作為過濾器裝置的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、23出口管、31作為彎頭管的上游側彎頭管、32直管、 34混合管、34A作為小開口的圓孔、34B，34C，34D，34H，34J作為大開口的缺口、34E由周壁 形成的支承部、A1作為角度區(qū)域的第一區(qū)域、A3作為角度區(qū)域的第三區(qū)域、CL1，CL2軸線。
【權利要求】
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狀物質的過濾 器裝置與配置于所述過濾器裝置下游側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，其安裝在所述過濾器裝置的出口管上，改變從所述過濾器裝置流動而來的廢 氣的流動方向； 直管，其與所述彎頭管的下游側連接，沿與所述過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 部； 混合管，其在所述彎頭管內被配置為覆蓋在從所述噴射器噴射的還原水溶液的周圍； 在所述混合管的所述噴射器側的周壁上設有多個大開口， 在所述混合管的所述直管側的周壁上設有多個小開口。
2. 如權利要求1所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 所述多個大開口沿所述混合管的周向設置。
3. 如權利要求1或2所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 在從所述直管的軸線側朝所述彎頭管的入口部觀察所述混合管時，在所述混合管的周 向的規(guī)定寬度，省去設置所述多個大開口。
4. 如權利要求1或2所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 所述多個大開口僅設于所述周壁的周向一部分的角度區(qū)域。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的還原劑水溶液混合裝置，其特征在于， 所述多個小開口僅設于所述周壁的周向一部分的角度區(qū)域。
6. -種廢氣后處理裝置，其特征在于，具備： 過濾器裝置，其捕集廢氣中的粒子狀物質； 如權利要求1至5中任一項所述的還原劑水溶液混合裝置，其在所述過濾器裝置的下 游側與該過濾器裝置并列配置； 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，還原凈化廢 氣中的氮氧化物。
【文檔編號】F01N3/08GK104066943SQ201380000737
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月17日 優(yōu)先權日:2013年1月17日
【發(fā)明者】加藤隆志, 富岡裕之, 伊東木 申請人:株式會社小松制作所