噴射器的安裝結構的製作方法

2023-05-30 00:12:21

專利名稱：噴射器的安裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種添加尿素水作為還原劑的噴射器的安裝結構，該還原劑用於通過 選擇還原型催化劑在上遊一側對N0x進行還原淨化。
背景技術：
近年來，提出了在排氣管的中途具備收集廢氣中的微粒的微粒過濾器，並且在該 微粒過濾器的下遊一側具備即使是有氧共存也能夠選擇性地使NOx與氨反應的選擇還原 型催化劑，向該選擇還原型催化劑與上述微粒過濾器之間添加尿素水作為還原劑，實現微 粒和NOx同時降低的方案。 在這種情況下，由於尿素水向選擇還原型催化劑中的添加是在微粒過濾器與選擇 還原型催化劑之間進行的，所以如果要確保添加到廢氣中的尿素水熱分解成氨和碳酸氣為 止的充分的反應時間，則必須要加長從尿素水的添加位置至選擇還原型催化劑的距離，但 當將微粒過濾器和選擇還原型催化劑隔開充分的距離分離配置時，則存在向車輛上的搭載 性明顯受損的不良情況。 因此，本發明者構思了圖1和圖2所示的緊湊的排氣淨化裝置，並對其提出了申請 號為特願2007-29923的專利申請。在該已申請的排氣淨化裝置中，在經由排氣歧管2從柴 油發動機1排出的廢氣3流通的排氣管4的中途，分別由殼體7、8抱持地並列配置有收集 廢氣3中的微粒的微粒過濾器5，以及在該微粒過濾器5的下遊一側、具備即使有氧共存也 能夠選擇性地使N0x與氨反應的性質的選擇還原型催化劑6，微粒過濾器5的輸出側端部與 選擇還原型催化劑6的輸入側端部之間通過S字結構的聯絡流路9而連接，從微粒過濾器5 的輸出側端部排出的廢氣3逆向折返而被導入相鄰的選擇還原型催化劑6的輸入側端部。
如圖2中放大了主要部分所示，上述聯絡流路9由氣體集合室9A，混合管9B，以及 氣體分散室9C成S字結構地構成，其中，氣體集合室9A包圍微粒過濾器5的輸出側端部， 並且使剛從該輸出側端部輸出的廢氣3 —邊以大致直角的朝向進行方向轉換一邊集合，混 合管9B將由該氣體集合室9A收集的廢氣3以與微粒過濾器5的排氣流相反的朝向抽出， 並且在中途具備尿素水添加用噴射器11 (尿素水添加機構)，氣體分散室9C使由該混合管 9B引導的廢氣3—邊以大致直角的朝向進行方向轉換一邊分散，並且以能夠將分散的廢氣 3導入選擇還原型催化劑6的輸入側端部的方式包圍該輸入側端部。 另外，在抱持微粒過濾器5的殼體7內的前級裝備有對廢氣3中的未燃燒燃料部 分進行氧化處理的氧化催化劑14，而且，在抱持選擇還原型催化劑6的殼體8內的後級裝備 有對剩餘的氨進行氧化處理的降氨催化劑15。 這樣，如果採用這種結構，則在廢氣3中的微粒被微粒過濾器5收集的同時，在其 下遊一側的混合管9B的中途，尿素水從尿素水添加用噴射器11添加到廢氣3中並且熱分 解成氨和碳酸氣，在選擇還原型催化劑6上，廢氣3中的N0x被氨良好地還原淨化，其結果 是實現了廢氣3中的微粒和N0x的同時降低。 此時，由於從微粒過濾器5的輸出側端部排出的廢氣3在通過聯絡流路9被逆向折返後導入相鄰的選擇還原型催化劑6的輸入側端部，所以確保了從位於上述聯絡流路9 的中途的尿素水的添加位置至選擇還原型催化劑6的距離較長，同時廢氣3的氣流因被折 返而紊流化，實現了尿素水與廢氣3的混合促進，其結果是確保了從尿素水生成氨的充分 的反應時間。 而且，由於微粒過濾器5和選擇還原型催化劑6是並列配置的，並且聯絡流路9是 沿著該微粒過濾器5和選擇還原型催化劑6之間地配置的，所以其整體結構緊湊，大幅度提 高了向車輛上的搭載性。 但是，如上述圖1和圖2所例示的那樣，在微粒過濾器5和選擇還原型催化劑6之 間進行尿素水向選擇還原型催化劑6中的添加的情況下，由於是在混合管9B的中途設置向 上遊一側傾斜分歧的凸起部IO，將尿素水添加用噴射器11從混合管9B的外側插入安裝在 該凸起部10上，一邊保護該噴射器11不直接置於高溫的廢氣3的氣流中一邊添加尿素水， 因而如圖3所示，在廢氣3的流量大的情況下，從噴射器11添加的尿素水受到廢氣3的氣 流勢能的抑制而形成沿著混合管9B的內壁的偏流，有可能不能實現尿素水的良好分散。
因此，本發明者構思了如下的結構，如圖4和圖5所示，將混合管9B的輸入側端部 的周圍變更為隔開所需要的空間被包圍，並且以封閉該輸入側端部的開口端面的方式將氣 體集合室9A的下遊側端部9a與上述混合管9B的輸入側端部相連接，而且在混合管9B的輸 入側端部上形成第一開口部12和第二開口部13，分別設置第一分隔板16、第二分隔板17、 第三分隔板18，使從微粒過濾器5的輸出側輸出的廢氣3 —邊以一個方向在混合管9B的輸 入側端部的周圍旋轉一邊從切線方向導入第一開口部12和第二開口部13，另一方面，在混 合管9B的輸入側端部的中心位置安裝噴射器ll，尿素水通過該噴射器11被添加到上述混 合管9B的輸入側端部中心位置(已作為特願2007-56963提出了專利申請)。
如果這樣構成，則通過從第一開口部12以及第二開口部13流入的廢氣3在混合 管9B內高效率地形成旋轉流，尿素水從噴射器11添加到該旋轉流最為強勢產生的混合管 9B的輸入側端部中心位置，其添加的尿素水在旋轉流的作用下良好地分散在廢氣3中，與 廢氣3的混合性顯著提高。 另外，作為與本發明相關的現有技術文獻信息，例如已有下述的專利文獻1等。
專利文獻1 :特開2005-155404號公報 但是，在研究了上述的噴射器11安裝在混合管9B的輸入側端部的中心位置的具 體結構的情況下，雖然認為是混合管9B的輸入側端部的開口端面被適配器封閉，通過螺栓 緊固將噴射器11安裝在該適配器上的形式，但與圖2和圖3所示經由凸起部IO將噴射器 11偏置配置在混合管9B的中途的情況相比較，由於上述適配器直接置於廢氣3的氣流中， 所以熱負荷增大，也有可能因過熱而損害噴射器11的可靠性。 特別是如圖示的例子所示，在微粒過濾器5裝備在上遊一側的情況下，在柴油發 動機1 一側通過二次噴射等向廢氣3中添加燃料，通過前級的氧化催化劑14使其添加燃料 (HC)進行氧化反應，因其反應熱而使排氣溫度升溫，從而提高微粒過濾器5的催化劑床的 溫度，使收集到的微粒燃盡，以此實現微粒5的再生化，所以可認為這種再生時下遊一側的 適配器所承受的熱負荷非常大。

發明內容
本發明是鑑於上述實情而提出的，其目的在於抑制從適配器向噴射器的傳熱，能 夠長時間良好地確保該噴射器的可靠性。 本發明的噴射器的安裝結構，該噴射器經由適配器裝備在排氣流路上，向廢氣中 添加尿素水，其中，在上述適配器的置於廢氣的氣流中的內側面上包覆有耐熱性的板，並且 在該板和上述內側面之間加裝有隔熱層。 這樣一來，由於適配器的置於廢氣的氣流中的內側面被耐熱性的板包覆，並且通 過加裝在該板和適配器的內側面之間的隔熱層而顯著地抑制了從噴射器向噴射器的傳熱， 所以將該噴射器因過熱而損傷的事態防患於未然。 而且，在本發明中，優選地是適配器和噴射器的緊固部被板氣密地包覆，這樣一
來，也抑制了向適配器和噴射器的緊固部的傳熱，而且板具備相對於緊固部的氣封的功能。 根據上述本發明的噴射器的安裝結構，能夠具有下述各種優異效果。
(I)通過將耐熱性的板包覆在適配器的置於廢氣的氣流中的內側面上，並且在該
板和上述內側面之間加裝隔熱層，能夠顯著地抑制從適配器向噴射器的傳熱，將適配器因
過熱而損傷的事態防患於未然，從而能夠長時間良好地確保噴射器的可靠性。
(II)在通過板氣密地包覆適配器和噴射器的緊固部的情況下，由於能夠抑制向適
配器和噴射器的緊固部的傳熱，而且能夠使板具備相對於緊固部的氣封的功能，所以保護
該緊固部不受廢氣的熱及腐蝕成分的影響，並能夠防止燒結及高溫氧化等損傷。


圖1是表示新構思的緊湊排氣淨化裝置的一例的示意圖。圖2是放大表示圖1的主要部分的立體圖。圖3是表示圖2的噴射器的安裝結構的剖視圖。圖4是切開一部分地表示噴射器的安裝結構的其它例子的立體圖。圖5是從與混合管的輸入側端部對峙的朝向觀察圖4時的剖視圖。圖6是表示本發明的一實施例的剖視圖。附圖標記的說明3:廢氣9B:混合管(排氣流路)11 :尿素水添加用噴射器19 :適配器20 :雙頭螺栓(緊固部)21 :螺母(緊固部)22 :板23 :隔熱層
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施例進行說明。 圖6表示了本發明的一實施例，在本實施例中，採用與上述圖4和圖5所示大致相同的結構，連接氣體集合室9A的下遊側端部9a和混合管9B (排氣流路)的輸入側端部，將 尿素水添加用噴射器11安裝在該混合管9B的輸入側端部的中心位置。
這樣，在混合管9B的輸入側端部的開口端面上內嵌有圓盤狀的適配器19，上述 混合管9B的輸入側端部上的開口端面被該適配器19封閉，上述噴射器11通過雙頭螺栓 22(緊固部)以及螺母21(緊固部)緊固在適配器19的外側面上。 在此，在上述適配器19的置於廢氣3的氣流中的內側面上包覆有耐熱性的板22， 在該板22和上述內側面之間加裝有僅封閉有空氣的空間作為隔熱層23(也可以在該隔熱 層23中填充玻璃棉等隔熱材料)。 S卩，在圖示的例子中，在上述適配器19的中央部開有將從噴射器ll中噴射的尿素
水導入混合管9B內的導入孔24，適配器19內側面上的上述導入孔24的周圍隆起，與其周
邊部形成級差，利用該級差在板22和適配器19的內側面之間形成隔熱層23。 另外，板22的外周部繞過適配器19的外周部而到達該適配器19的外側面，在此，
相對於混合管9B的輸入側端部遍及全周地焊接、固定安裝，並且保持氣密性。 這樣一來，根據這種結構，由於適配器19的置於廢氣3的氣流中的內側面被耐熱
性的板22包覆，而且通過加裝在該板22和適配器19的內側面之間的隔熱層22顯著地抑制
了從適配器19向噴射器11的傳熱，所以將該適配器11因過熱而損傷的事態防患於未然。 而且，由於雙頭螺栓20以及螺母21形成的適配器19和噴射器11的緊固部被板
22氣密地包覆，所以也抑制了向適配器19和噴射器11的緊固部的傳熱，而且，板22也具備
相對於緊固部的氣封的功能。 因此，根據上述實施例，由於通過將耐熱性的板22包覆在適配器19的置於廢氣3 的氣流中的內側面上，並且在該板22和上述內側面之間加裝隔熱層23，能夠顯著地抑制從 適配器19向噴射器11的傳熱，將噴射器11因過熱而受損的事態防患於未然，所以能夠長 時間良好地確保噴射器11的可靠性。 而且，由於能夠抑制向由雙頭螺栓20以及螺母21形成的適配器19和噴射器11 的緊固部的傳熱，而且能夠使板22具備相對於緊固部的氣封的功能，所以能夠保護該緊固 部不受廢氣3的熱及腐蝕成分的影響，並能夠防止雙頭螺栓20及螺母21的燒結及高溫氧 化等損傷。 另外，本發明的噴射器的安裝結構並不僅限於上述的實施例，勿庸置疑，並非一 定限定在適用於並列地配置微粒過濾器和選擇還原型催化劑並以S字結構的聯絡流路連 接兩者的形式，而且，對於尿素水的添加位置以及其周邊結構也並不僅限於圖示的例子，進 而，緊固部也並非一定限定在雙頭螺栓以及螺母的組合，除此之外，在不脫離本發明的要旨 的範圍內能夠施加各種變更。
權利要求
一種噴射器的安裝結構，該噴射器經由適配器裝備在排氣流路上，向廢氣中添加尿素水，其特徵在於，在上述適配器的置於廢氣的氣流中的內側面上包覆有耐熱性的板，並且在該板和上述內側面之間加裝有隔熱層。
2. 如權利要求1所述的噴射器的安裝結構，其特徵在於，適配器和噴射器的緊固部被 板氣密地包覆。
全文摘要
本發明提供一種噴射器的安裝結構，抑制從適配器(19)向噴射器(11)的傳熱，能夠長時間良好的確保該噴射器(11)的可靠性。在經由適配器(19)裝備在混合管(9B)、即排氣流路上，向廢氣(3)中添加尿素水的噴射器(11)的安裝結構中，在上述適配器(19)的置於廢氣(3)的氣流中的內側面上包覆有耐熱性的板(22)，並且在該板(22)和上述內側面之間加裝有隔熱層(23)。
文檔編號F01N3/08GK101796274SQ20088010568
公開日2010年8月4日 申請日期2008年3月18日 優先權日2007年9月4日
發明者小和田稔 申請人:日野自動車株式會社