排氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】一種排氣凈化裝置，用于對發(fā)動機的廢氣進行凈化，具有：噴射裝置，向廢氣流動的管內(nèi)噴射還原劑；及引導構(gòu)件，對在所述管內(nèi)流動的所述廢氣進行引導，所述引導構(gòu)件覆蓋噴射所述還原劑的噴射區(qū)域的所述廢氣的上游側(cè)而將所述廢氣向所述噴射區(qū)域的單側(cè)側(cè)方引導。
【專利說明】排氣凈化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對發(fā)動機的廢氣進行凈化的排氣凈化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為用于對發(fā)動機的廢氣進行凈化的排氣凈化裝置，已知有例如專利文獻I記載的技術(shù)。該專利文獻I記載的排氣凈化裝置在排出廢氣的排氣管上形成鼓出部，并將噴射還原劑的噴射器安裝于鼓出部。并且，該排氣凈化裝置相對于鼓出部而在廢氣的上游側(cè)設置管構(gòu)件，并使該管構(gòu)件向鼓出部突出。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2010-084700號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，在專利文獻I記載的排氣凈化裝置中，向在排氣管中流動的廢氣直接噴射還原劑。因此，存在因廢氣的流動而還原劑附著于排氣管的內(nèi)壁面等從而無法充分進行還原劑的擴散的可能性。本發(fā)明的一方面鑒于上述實際情況而作出，課題在于提供一種能夠充分地進行還原劑的擴散的排氣凈化裝置。
[0008]用于解決課題的方案
[0009]本發(fā)明的一方案的排氣凈化裝置是用于對發(fā)動機的廢氣進行凈化的排氣凈化裝置，具有:噴射裝置，向廢氣流動的管內(nèi)噴射還原劑；及引導構(gòu)件，對在管內(nèi)流動的廢氣進行引導，引導構(gòu)件覆蓋噴射還原劑的噴射區(qū)域的廢氣的上游側(cè)而將廢氣向噴射區(qū)域的單側(cè)側(cè)方引導。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方案的排氣凈化裝置，從噴射裝置噴射還原劑，由此能夠使還原劑與在管內(nèi)流動的廢氣混合。此時，引導構(gòu)件覆蓋噴射區(qū)域的廢氣的上游側(cè)而將廢氣向噴射區(qū)域的單側(cè)側(cè)方引導，因此能抑制廢氣向還原劑的噴射區(qū)域直接進入的情況，并且能夠產(chǎn)生將還原劑的噴射區(qū)域包圍的回旋流。由此，能夠抑制從噴射裝置噴射的還原劑因廢氣的風壓而附著于管的內(nèi)壁面的情況，并能夠使從噴射裝置噴射的還原劑向廢氣擴散，因此能夠充分進行還原劑的擴散。
[0011]這種情況下，可以是，引導構(gòu)件具備:第一引導部，形成為使中心軸與噴射區(qū)域的中心軸相同的截面圓弧狀；及第二引導部，從第一引導部向相對于噴射區(qū)域離開的方向延伸。
[0012]另外，可以是，引導構(gòu)件形成有一個或多個貫通孔。當這樣在引導構(gòu)件形成貫通孔時，廢氣的大多數(shù)一邊旋入噴射區(qū)域的周圍一邊流向下游側(cè)，但是廢氣的一部分通過引導構(gòu)件的貫通孔而流向下游側(cè)。
[0013]另外，可以是，噴射裝置向相對于管的軸線傾斜的方向噴射還原劑。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方案，能夠充分進行還原劑的擴散。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示實施方式的排氣凈化裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖2是管的從斜上方觀察到的透視立體圖。
[0018]圖3是管的從側(cè)方觀察到的透視側(cè)視圖。
[0019]圖4是從圖3的箭頭IV觀察管的透視主視圖。
[0020]圖5是從圖3的箭頭V觀察管的透視主視圖。

【具體實施方式】
[0021]以下，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的一方面的優(yōu)選的實施方式。需要說明的是，在以下的說明中，對于同一或相當要素標注同一標號，省略重復的說明。
[0022]圖1是表示實施方式的排氣凈化裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，本實施方式的排氣凈化裝置10在例如卡車等車輛中對從柴油發(fā)動機等發(fā)動機排出的廢氣(以下，簡稱為“廢氣”)進行凈化。該排氣凈化裝置10搭載于廢氣所流通的排氣流路1，具備DOC11、DPF12、噴射裝置13及SCR14。
[0023]排氣流路I至少由第一殼體2、管3及第二殼體4界定，它們從廢氣的上游側(cè)向下游側(cè)依次配置。
[0024]第一殼體2形成為大致圓筒狀，在其內(nèi)部收納有DOCll及DPF12。第二殼體4形成為大致圓筒狀，在其內(nèi)部收納有SCR14。
[0025]管3形成為大致圓筒狀的構(gòu)件分支成Y字狀的形狀，在該分支的部分安裝有噴射裝置13。
[0026]DOCll對廢氣中的未燃燃料部分進行氧化處理，配置在第一殼體2內(nèi)的上游側(cè)。
[0027]DPF12對通過了 DOCll的廢氣中的顆粒(粒子狀物質(zhì))進行捕集，在第一殼體2內(nèi)配置在DOCll的下游側(cè)。
[0028]噴射裝置13對于剛通過DPF12之后的廢氣噴射而添加還原劑。在此的噴射裝置13噴射尿素水作為還原劑，由此發(fā)生下式(I)所示的熱分解反應及加水分解反應，生成氨。
[0029](NH2) 2C0 — NH3+HNCO (熱分解反應)
[0030]HNCCHH2O — NH3+C02 (加水分解反應)…(I)
[0031]SCR14利用添加的還原劑使廢氣中的NOx選擇性地發(fā)生還原反應，對廢氣進行凈化。在此的SCR14使用生成的氨而發(fā)生下式(2)所示的還原反應，選擇性地對NOx進行還原凈化。需要說明的是，在第二殼體4的后段設有對剩余的氨進行氧化處理的氨減少催化劑(未圖示)。
[0032]4N0+4NH3+02— 4N 2+6H20 (標準)
[0033]6N02+8NH3— 7N 2+12H20 (慢)…(2)
[0034]N0+N02+2NH3— 2N 2+3H20 (快)
[0035]接著，使用圖2?圖5，詳細說明上述的排氣凈化裝置10的管3。圖2是管的從斜上方觀察到的透視立體圖。圖3是管的從側(cè)方觀察到的透視側(cè)視圖。圖4是從圖3的箭頭IV觀察管的透視主視圖。圖5是從圖3的箭頭V觀察管的透視主視圖。需要說明的是，為了簡便起見，將圖2的上側(cè)(圖4及圖5的左側(cè))稱為左側(cè)，將圖2的下側(cè)(圖4及圖5的右側(cè))稱為右側(cè)。
[0036]如圖2?圖5所示，管3具備:與第一殼體2的下游側(cè)和第二殼體4的上游側(cè)連結(jié)的大致直線狀的主體管部3a ;從主體管部3a分支的大致直線狀的分支管部3b。而且，在主體管部3a的中央部形成有大徑化的鼓出部3c，分支管部3b從該鼓出部3c分支。需要說明的是，大徑化的鼓出部3c的直徑朝向廢氣的下游側(cè)漸變且變?yōu)橥ǔ５闹黧w管部3a的直徑。
[0037]主體管部3a構(gòu)成使從第一殼體2流來的廢氣向第二殼體4流動的排氣流路。在此，將第一殼體2側(cè)的主體管部3a的開口部稱為上游側(cè)開口部3d，將第二殼體4側(cè)的主體管部3a的開口部稱為下游側(cè)開口部3e。
[0038]分支管部3b在鼓出部3c處與主體管部3a連接，以相對于主體管部3a傾斜的方式從鼓出部3c朝向下游側(cè)開口部3e的相反側(cè)延伸。分支管部3b的前端部由蓋部3f封閉，在該蓋部3f安裝有噴射裝置13。
[0039]噴射裝置13以沿著分支管部3b的延伸方向噴射還原劑的方式安裝于蓋部3f。因此，噴射裝置13向相對于主體管部3a的軸線傾斜的方向噴射還原劑。從噴射裝置13噴射的還原劑的噴射區(qū)域A形成為以噴射裝置13為頂點而朝向主體管部3a擴展的大致圓錐形狀。該噴射區(qū)域A例如能夠基于從噴射裝置13噴射的還原劑的噴射角等而幾何學地求出。需要說明的是，在本實施方式中，以使噴射區(qū)域A的最大外徑小于分支管部3b的內(nèi)徑的方式調(diào)整噴射裝置13的噴射角度。
[0040]并且，在管3的鼓出部3c安裝有對在主體管部3a中流動的廢氣進行引導的引導構(gòu)件20。
[0041]引導構(gòu)件20是由薄板形成，將還原劑的噴射區(qū)域A中的廢氣的上游側(cè)覆蓋而將廢氣向噴射區(qū)域A的左側(cè)側(cè)方引導的構(gòu)件。引導構(gòu)件20的材質(zhì)沒有特別限制，但是從加工性、耐久性的觀點出發(fā)，優(yōu)選金屬，其中，特別優(yōu)選耐腐蝕性優(yōu)異的SUS。
[0042]具體而言，引導構(gòu)件20配置在鼓出部3c中的噴射區(qū)域A的廢氣的上游側(cè)，將管3分隔成在廢氣的上游側(cè)配置的上游側(cè)空間部BI和在廢氣的下游側(cè)配置的下游側(cè)空間部B2。該引導構(gòu)件20沿分支管部3b的延伸方向延伸，具備形成為沿分支管部3b的內(nèi)周面的截面圓弧狀的第一引導部21、及從第一引導部21的右側(cè)端緣延伸至位于噴射區(qū)域A的右側(cè)的鼓出部3c的內(nèi)壁面的第二引導部22。
[0043]第一引導部21從分支管部3b延伸至鼓出部3c的內(nèi)壁面。需要說明的是，如上所述，由于噴射區(qū)域A的最大外徑小于分支管部3b的內(nèi)徑，因此通過將第一引導部21這樣配置，而第一引導部21成為覆蓋噴射區(qū)域A的外側(cè)的形狀。第一引導部21的左側(cè)端緣從鼓出部3c的內(nèi)壁面離開，形成為與分支管部3b的延伸方向平行的直線狀。因此，在第一引導部21的左側(cè)形成有將上游側(cè)空間部B I與下游側(cè)空間部B2連通的通氣口 C。需要說明的是，由于鼓出部3c被大徑化，因此在第一引導部21與鼓出部3c的內(nèi)壁之間形成的通氣口C成為較大的空間。
[0044]在分支管部3b的延伸方向上，第二引導部22的端緣與鼓出部3c的內(nèi)壁面抵接。因此，向上游側(cè)空間部BI流來的廢氣無法從第二引導部22的右側(cè)向下游側(cè)空間部B2流出。需要說明的是，第二引導部22的形狀沒有特別限定，可以形成為平板狀、曲板狀。而且，從將廢氣朝向通氣口 C順暢引導的觀點出發(fā)，第二引導部22優(yōu)選隨著向左側(cè)行進(隨著接近第一引導部21)而向廢氣的下游側(cè)傾斜。
[0045]在這樣構(gòu)成的引導構(gòu)件20上形成有多個貫通孔23。貫通孔23是用于使廢氣的一部分從上游側(cè)空間部BI向下游側(cè)空間部B2通過的孔。貫通孔23例如可以通過對引導構(gòu)件20實施沖孔加工來形成。貫通孔23的個數(shù)、大小、位置等沒有特別限制，可以適當設定。
[0046]需要說明的是，引導構(gòu)件20也可以安裝于主體管部3a、分支管部3b、鼓出部3c中的任一個。
[0047]在以上那樣構(gòu)成的排氣凈化裝置10中，如圖1所示，首先，在第一殼體2內(nèi)，來自發(fā)動機的廢氣由DOCll進行了氧化處理之后，廢氣中的顆粒由DPF12捕集。
[0048]通過了 DPF12的廢氣流入管3。在管3內(nèi)，如圖2?圖5所示，首先，廢氣從上游側(cè)開口部3d向上游側(cè)空間部BI流入。于是，廢氣的一部分通過形成于引導構(gòu)件20的貫通孔23而從上游側(cè)空間部BI向下游側(cè)空間部B2流動，但大部分的廢氣由引導構(gòu)件20在噴射區(qū)域A的廢氣的上游側(cè)向噴射區(qū)域A的左側(cè)側(cè)方引導，從通氣口 C向下游側(cè)空間部B2流動。此時，引導構(gòu)件20覆蓋噴射區(qū)域A的廢氣的上游側(cè)，并且通氣口 C僅形成在噴射區(qū)域A的左側(cè)，因此廢氣通過通氣口 C，由此在噴射裝置13的噴射方向觀察下順時針回旋。
[0049]當這樣廢氣一邊回旋一邊向下游側(cè)空間部B2流入時，在下游側(cè)空間部B2內(nèi)，會產(chǎn)生廢氣的回旋流。并且，向廢氣的回旋流中擴散添加從噴射裝置13噴射的還原劑，通過熱分解反應及加水分解反應而生成氨。
[0050]然后，含有氨的廢氣如圖1所示向第二殼體4流入，廢氣中的NOx由SCR14選擇性地還原而凈化。而后，向后段的氨減少催化劑供給。
[0051 ] 以上，根據(jù)本實施方式，通過從噴射裝置13噴射還原劑，能夠使還原劑與在管3中流動的廢氣混合。此時，引導構(gòu)件20覆蓋噴射區(qū)域A的廢氣的上游側(cè)而將廢氣向噴射區(qū)域A的左側(cè)側(cè)方引導，因此能抑制廢氣直接進入還原劑的噴射區(qū)域A的情況，并能夠產(chǎn)生將還原劑的噴射區(qū)域A包圍那樣的回旋流。由此，能抑制從噴射裝置13噴射的還原劑因廢氣的風壓而附著于管3的內(nèi)壁面的情況，并能夠使從噴射裝置13噴射的還原劑向廢氣擴散，因此能夠充分進行還原劑的擴散。
[0052]另外，當在引導構(gòu)件20形成貫通孔23時，廢氣的大多數(shù)一邊旋入噴射區(qū)域A的周圍，一邊流向下游側(cè)，但是廢氣的一部分通過引導構(gòu)件20的貫通孔23向下游側(cè)流動。因此，通過改變形成于引導構(gòu)件20的貫通孔23的個數(shù)、大小、位置等，能夠調(diào)整廢氣的流動，因此能夠使廢氣產(chǎn)生良好的回旋流，并能夠進行該回旋速度的調(diào)整。而且，能夠減少廢氣的壓損，因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的排氣管。
[0053]另外，通過向相對于管3的軸線傾斜的方向噴射還原劑，而能夠延長從噴射裝置13到管3的內(nèi)壁面的距離，因此能夠抑制還原劑附著于管3的內(nèi)壁面的情況，并能夠使其向廢氣擴散。
[0054]以上，說明了本發(fā)明的一方面的優(yōu)選的實施方式，但是本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在不變更各權(quán)利要求記載的主旨的范圍內(nèi)可以變形或適用于其他的結(jié)構(gòu)。
[0055]在上述實施方式中，確定了引導構(gòu)件的具體的配置、形狀，但是引導構(gòu)件只要能夠覆蓋噴射還原劑的噴射區(qū)域的廢氣的上游側(cè)而將所述廢氣向噴射區(qū)域的單側(cè)側(cè)方引導即可，引導構(gòu)件的配置、形狀沒有特別限制。
[0056]例如，上述實施方式的第一引導部21設為沿著分支管部3b的內(nèi)周面的截面圓弧狀，在分支管部3b的延伸方向上形成為同一截面，由此覆蓋噴射區(qū)域A的廢氣的上游側(cè)。也可以將其形成為中心軸與噴射區(qū)域A的中心軸相同的截面圓弧狀，而且，也可以形成為與圓錐狀的噴射區(qū)域A的外形對應的截面圓弧狀。在將第一引導部形成為與圓錐狀的噴射區(qū)域A的外形對應的截面圓弧狀的情況下，成為隨著朝向從噴射裝置13噴射的還原劑的上游側(cè)而小徑化，隨著朝向從噴射裝置13噴射的還原劑的下游側(cè)而大徑化的形狀。這種情況下，為了避免引導構(gòu)件進入噴射區(qū)域A，第二引導部成為從第一引導部向相對于噴射區(qū)域A離開的方向延伸的形狀。若這樣形成引導構(gòu)件，則能夠使廢氣的回旋流沿著噴射區(qū)域A，因此能夠進一步促進還原劑的擴散。
[0057]另外，在上述實施方式中，說明了在引導構(gòu)件形成貫通孔的情況，但也可以不必在引導構(gòu)件上形成貫通孔。
[0058]另外，在上述實施方式中，例示了卡車作為車輛，但也可以是例如公共汽車、拖拉機或其他的車輛。需要說明的是，在上述中，“大致”的詞語表示允許制造上或設計上的誤差。
[0059]標號說明
[0060]I…排氣流路，2…第一殼體，3…管，3a…主體管部，3b…分支管部，3c...鼓出部，3d…上游側(cè)開口部，3e…下游側(cè)開口部，3f…蓋部，4…第二殼體，10…排氣凈化裝置，13...噴射裝置，20...引導構(gòu)件，21...第一引導部，22...第二引導部，23...貫通孔，A…噴射區(qū)域，BI…上游側(cè)空間部，B2…下游側(cè)空間部，C…通氣口。
【權(quán)利要求】
1.一種排氣凈化裝置，用于對發(fā)動機的廢氣進行凈化，具有: 噴射裝置，向廢氣流動的管內(nèi)噴射還原劑；及 引導構(gòu)件，對在所述管內(nèi)流動的所述廢氣進行引導， 所述引導構(gòu)件覆蓋噴射所述還原劑的噴射區(qū)域的所述廢氣的上游側(cè)而將所述廢氣向所述噴射區(qū)域的單側(cè)側(cè)方引導。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣凈化裝置，其中， 所述引導構(gòu)件具備: 第一引導部，形成為使中心軸與所述噴射區(qū)域的中心軸相同的截面圓弧狀；及 第二引導部，從所述第一引導部向相對于所述噴射區(qū)域離開的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣凈化裝置，其中， 所述引導構(gòu)件形成有一個或多個貫通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的排氣凈化裝置，其中， 所述噴射裝置向相對于所述管的軸線傾斜的方向噴射所述還原劑。
【文檔編號】F01N3/24GK104487666SQ201380039295
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】木村昌裕 申請人:日野自動車株式會社