CN103282615A - 还原剂水溶液混合装置及废气后处理装置 - Google Patents

Abstract

在使用仅将尿素水溶液直接喷射到排气管内的喷射器的还原剂水溶液混合装置中，将尿素水溶液高效地导入到内管。该装置包括排气管（4B）、喷射器（5）、内管（7）和混合管（6）。排气管（4B）包括具有弯曲部的弯头部（10）和设于弯头部（10）的下游侧的直线部（11）。喷射器（5）设于弯头部（10）的弯曲部外侧，仅将尿素水溶液朝直线部（11）喷射到弯头部（10）内部。内管（7）在排气管（11）内的喷射器（5）的排气下游侧配置为使入口部开口与喷射器（5）相对且使外周面与直线部（11）的内壁之间隔开间隔，能够使废气在内部及外周部流通。混合管（6）将自喷射器（5）喷射的尿素水溶液导入到内管（7）。

Description

还原剂水溶液混合装置及废气后处理装置

技术领域

本发明涉及一种还原剂水溶液混合装置，特别涉及一种在捕集废气中的粒子状物质的过滤器与还原净化废气中的氮氧化物的还原催化剂之间与过滤器并列配置的、用于向废气中添加还原剂水溶液的还原剂水溶液混合装置。另外，本发明还涉及一种包括上述还原剂水溶液混合装置的废气后处理装置。

背景技术

发动机的废气中含有氮氧化物（NOx）。为了抑制该氮氧化物向大气中排放，在排气路径的中途设置废气后处理装置。该废气后处理装置包括：过滤器，其捕集废气中的粒子状物质；尿素水溶液混合装置，其配置在过滤器的排气下游侧，向废气中添加尿素水溶液；还原催化剂，其配置在该混合装置的更下游侧，还原净化废气中的氮氧化物。

上述废气后处理装置中的尿素水溶液混合装置具有向排气管内喷射作为还原剂的尿素水溶液的喷射器。自喷射器喷射到排气管内的尿素水溶液与废气混合，并被供给到排气下游侧的还原催化剂。在此，首先利用废气使尿素水溶液热解而得到氨。然后，在还原催化剂中将该氨用作还原剂而使废气中的氮氧化物还原净化。

在这种装置中，为了热解尿素水溶液得到氨而需要足够的反应时间，因而需要在喷射器与还原催化剂之间确保长的距离。在该距离短的情况下，喷射到排气管内的尿素水溶液不与废气充分混合，其一部分附着于被外界气体冷却的排气管的内壁，变为液滴。这种附着于排气管内壁的尿素水溶液难以分解。因此，供给到还原催化剂的氨有可能不足。另外，在排气管的内壁上变为液滴的尿素水溶液有时会晶化而沉积于内壁。

于是，如专利文献1及2所示，提供了如下装置，该装置在喷射器的排气下游侧向排气管的内部设置内管而构成双层管结构，并向内管的内部喷射尿素水溶液。在此，由于废气在内管的外周部流动，因此，能够利用该废气加热内管，以抑制尿素水溶液在内管的内壁上附着成液滴。

现有技术文献

专利文献1：（日本）特表2008-509328号公报

专利文献2：WO2006/025110A1

发明内容

发明所要解决的技术问题

如专利文献1及2所示，为了沿排气流向向内管的中心部喷射尿素水溶液，需要将空气与尿素水溶液混合喷射的类型的喷射器。

在此，近年来，在作业用车辆领域中希望废除作为空气源的压缩机。因此，就喷射器而言，多数情况下也都使用不混合空气而直接仅喷射尿素水溶液的、所谓的无空气型喷射器。如专利文献1及2所示，在这种无空气型喷射器中，不能沿排气流向向内管的中央部喷射尿素水溶液。

于是，在使用无空气型喷射器的情况下，就要考虑在配置内管而构成的双层管结构的排气上游侧设置弯头管，并在该弯头管的弯曲部的外侧配置喷射器。在这种配置中，喷射器的喷出口与内管的入口部开口相对，能够自喷射器朝内管沿着排气流向喷射尿素水溶液。

然而，在将喷射器设于弯头管的弯曲部的情况下，导致喷射器的喷出口与内管的入口部分开，因此，难以使喷射器喷射的尿素水溶液高效地流入到内管。另外，在采用这种结构的情况下，自喷射器喷射的尿素水溶液由于自弯头管的上游侧流过来的废气的流势而被推送到弯头管的内壁侧。由于弯头管被外界气体冷却，因此，碰撞到弯头管内壁的尿素水溶液有可能附着成液滴。

本发明的技术问题在于，在使用仅将尿素水溶液等还原剂水溶液直接喷射到排气管内的喷射器的还原剂水溶液混合装置中，能够将喷射器喷射的还原剂水溶液高效地导入到内管，并且抑制还原剂水溶液附着于安装有喷射器的部分的排气管的内壁。

解决技术问题的技术方案

第一发明的还原剂水溶液混合装置是一种配置在捕集废气中的粒子状物质的过滤器与还原净化废气中的氮氧化物的还原催化剂之间的、用于向废气中添加还原剂水溶液的装置，包括排气管、喷射器、内管和筒状的引导部件。排气管包括具有弯曲部的弯头部和设于弯头部的排气下游侧的直线部。喷射器设于弯头部的弯曲部外侧，仅将未混合有空气的还原剂水溶液朝直线部向弯头部内部喷射。内管在喷射器的排气下游侧配置为使排气上游侧的入口部开口与喷射器相对且使外周面与直线部的内壁之间隔开间隔，能够使废气在内部及外周部流通。筒状的引导部件将自喷射器喷射的还原剂水溶液导入到内管。

在该装置中，自上游侧流过来的废气经由弯头部流入到设有内管的直线部。在弯头部中，自喷射器朝内管喷射还原剂水溶液。该喷射的还原剂水溶液被引导部件引导而导入到内管。

在此，能够将喷射器喷射的还原剂水溶液高效地导入到内管。因此，能够抑制还原剂水溶液附着于弯头部的内壁。

在第一发明的装置的基础上，第二发明的还原剂水溶液混合装置优选为：引导部件为混合管，该混合管配置为包覆自喷射器喷射的还原剂水溶液的周围，在外周面具有多个开口。

在此，流到弯头部的废气通过混合管的外周面的开口流入到混合管的内部，还原剂水溶液自喷射器喷射到混合管的内部，因此，废气与还原剂水溶液会在混合管的内部混合。在该混合管内混合的废气及还原剂水溶液流入到下游侧的内管。内管被流动在外周部的废气加热，因而即使还原剂水溶液附着于内管的内壁，也因蒸发而变换为氨。因此，能够抑制还原剂水溶液附着于排气管及内管的内壁。

在第二发明的装置的基础上，第三发明的还原剂水溶液混合装置优选为：混合管配置为使排气下游侧的出口部与排气管的内壁之间具有间隔。并且，在出口部与排气管的内壁之间，形成有将混合管的外周部的废气导入到内管的流通部。

在此，在将混合管和内管等部件配置于排气管内部的情况下，需要不使流路阻力增大。如果废气通过混合管时的流路阻力增大，发动机的背压就会升高，导致燃料消耗率上升。

于是，在该第三发明中，在混合管的出口部与排气管的内壁之间确保间隙，形成将混合管的外周部的废气导入到内管的流通部。在这种结构中，能够减小排气管的流路阻力，抑制发动机的背压，进而能够防止燃料消耗率上升。

在第三发明的装置的基础上，第四发明的还原剂水溶液混合装置优选为：混合管的与出口部相反一侧的端部支承于弯头部的与直线部相对的壁上。

在这种混合管的支承结构中，不需要使混合管的出口部附近支承于排气管。即，不需要在混合管的出口部与排气管内壁之间的流通部设置妨碍废气流通的部件。因此，能够进一步减小排气管的流路阻力。

在第二至第四发明中的任一装置的基础上，第五发明的还原剂水溶液混合装置优选为：混合管的多个开口仅形成于混合管的圆周方向的一部分角度区域。

在此，由于混合管的开口仅形成于外周面的一部分，因此，通过该开口取入到内部的废气形成一定的流向。因此，能够利用该废气的流向促进废气与还原剂水溶液的混合及还原剂水溶液的分解。

在第五发明的装置的基础上，第六发明的还原剂水溶液混合装置优选为：在将混合管的外周沿圆周方向以90°间隔依次四等分为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域的情况下，混合管的多个开口仅形成于第一区域及第三区域或者仅形成于第二区域及第四区域。

在此，与第五发明同样，混合管内部的废气形成一定的流向，因此，能够促进废气与还原剂水溶液的混合及还原剂水溶液的分解。

在第二至第六发明中的任一装置的基础上，第七发明的还原剂水溶液混合装置优选为：内管的入口部的内径比混合管的出口部的内径大。

在此，在混合管的内部混合的废气与还原剂水溶液顺畅地流入到内管。另外，通过混合管外周的流通部的废气也易于流入到内管。

在第七发明的装置的基础上，第八发明的还原剂水溶液混合装置优选为：混合管及内管配置为，混合管的出口部开口和内管的入口部开口将喷射器的喷射角度范围包含在内部。

在此，由于混合管的出口部开口比喷射的还原剂水溶液的扩散范围宽，因此，能够防止喷射的还原剂水溶液与混合管的内壁直接碰撞。因此，能够抑制还原剂水溶液在混合管的内壁上附着成液滴。另外，由于内管的入口部的开口比还原剂水溶液的扩散范围宽，因此，能够将喷射的还原剂水溶液高效地取入到内管内部。

在第一至第八发明中的任一装置的基础上，第九发明的还原剂水溶液混合装置优选为：在沿排气流向的方向上的一个部位还包括支承部件，该支承部件具有用于将内管的外周部的圆周方向上的多个部位支承于排气管的支承部。并且，废气能够在支承部件与内管的外周面之间的支承部以外的区域流通，在内管的外周面未形成有开口。

在此，内管的外周部通过支承部件的支承部支承于排气管。并且，在内管外周，废气在支承部以外的区域顺畅地流动。另外，由于在内管的外周面没有形成开口，因此，有足够量的废气在内管外周流动，高效地加热内管。

在第一至第八发明中的任一装置的基础上，第十发明的还原剂水溶液混合装置优选为：还包括支承部件，该支承部件将内管的出口部支承于排气管，限制废气在内管的外周面与排气管的内壁之间的流通。并且，在内管的出口部的外周面形成有多个开口。

在此，内管的出口部利用支承部件限制废气的流通。因此，内管外周部的废气在出口部附近通过内管的外周面的开口流入到内部。因此，废气与还原剂水溶液在内管的出口部分进一步混合。因此，能够进一步促进还原剂水溶液的分解。

在第二至第十发明中的任一装置的基础上，第十一发明的还原剂水溶液混合装置优选为：混合管与内管同轴地配置。

在此，在混合管内混合的废气与还原剂水溶液顺畅地流入到内管。

第十二发明的废气后处理装置包括：过滤器，其捕集废气中的粒子状物质；还原剂水溶液混合装置，其为在过滤器的排气下游侧与过滤器并列配置的、第一至第十一发明中的任一种还原剂水溶液混合装置；还原催化剂，其配置在还原剂水溶液混合装置的排气下游侧，还原净化废气中的氮氧化物。

在第十二发明的装置的基础上，第十三发明的废气后处理装置优选为：还原催化剂与还原剂水溶液混合装置并列配置。

发明效果

根据以上的本发明，在使用仅将还原剂水溶液直接喷射到排气管内的喷射器的还原剂水溶液混合装置中，能够将喷射器喷射的还原剂水溶液高效地导入到内管，并且能够抑制还原剂水溶液附着于安装有喷射器的部分的排气管的内壁。

附图说明

图1是本发明一实施方式的废气后处理装置的结构图；

图2是本发明一实施方式的尿素水溶液混合装置的剖面结构图；

图3是凸缘的主视图；

图4是表示混合管及其安装结构的图；

图5是图4的右视图；

图6是用来说明喷射器的喷射角度、混合管及内管的配置的图；

图7是表示排气管内的废气流向的图；

图8是表示混合管内部的废气流向的图；

图9是本发明其他实施方式的与图2相当的图；

图10是表示本发明其他实施方式的混合管的图。

具体实施方式

［整体结构］

图1是本发明一实施方式的废气后处理装置1的结构图。该废气后处理装置1自排气上游侧（以下仅记作“上游侧”）开始顺次设有柴油颗粒过滤器（Diesel particulate filter：以下记作“DPF”）1A、尿素水溶液混合装置1B和氮氧化物还原催化剂（以下记作“SCR”）1C。上述各装置设置在排气管的中途，从未图示的柴油发动机经由排气歧管排出的废气在该排气管内流通。

DPF1A是捕集废气中的粒子状物质的装置，其收纳在壳体4A的内部。

尿素水溶液混合装置1B是向废气中添加作为还原剂的尿素水溶液的装置。添加的尿素水溶液水解而变成氨，氨与废气一起经由连接管2供给到SCR1C。对于尿素水溶液混合装置1B，将在后面详细说明。

SCR1C将来自尿素水溶液混合装置1B的氨用作还原剂，使废气中的氮氧化物还原净化。该SCR1C收纳在壳体4C的内部。

收纳DPF1A的壳体4A、尿素水溶液混合装置1B及收纳SCR1C的壳体4C分别并列配置。并且，壳体4A的排气下游侧（以下仅记作“下游侧”）的端部与尿素水溶液混合装置1B的上游侧端部连结，尿素水溶液混合装置1B的下游侧端部与壳体4C的上游侧端部由弯曲的连接管2连接。

如上所述，壳体4A、尿素水溶液混合装置1B及壳体4C配置成S状，整体上构成紧凑的废气后处理装置。此外，在壳体4A内部，也可以在DPF1A的上游侧设置氧化处理废气中的未燃烧燃料成分的氧化催化剂。另外，在壳体4C内部，也可以在SCR1C的下游侧设置氧化处理剩余的氨的减氨催化剂。

［尿素水溶液混合装置］

图2表示本发明一实施方式的尿素水溶液混合装置1B的结构。如前所述，尿素水溶液混合装置1B配置在DPF1A与SCR1C之间。此外，在图1中还示出了与尿素水溶液混合装置1B的下游侧连接的连接管2。

尿素水溶液混合装置1B具有排气管4B、喷射尿素水溶液的喷射器5、混合管6和内管7。

［排气管］

排气管4B具有配置在排气上游侧（以下仅记作“上游侧”）的弯头部10和配置在弯头部10下游侧的直线部11。弯头部10及直线部11均形成为圆筒状。

弯头部10是用于使从图2所示的x方向（废气在上游侧流动的方向）流过来的废气向与x方向正交的y方向流动的连接管。弯头部10具有弯曲部10a。在弯曲部10a的外侧部分，形成有在沿x方向的平面内形成的安装部10b。即，安装部10b与直线部11的入口部开口相对。另外，在弯头部10的上游侧端部及下游侧端部，分别形成有连接用的凸缘部10c、10d。在各凸缘部10c、10d形成有孔，该孔内安装有连接用的螺栓。

直线部11是沿y方向延伸的直线状的管。在直线部11的上游侧端部焊接有连接及支承用的凸缘（支承部件）12，在下游侧端部焊接有用于连接连接管2的环状的转接器13。

如图3所示，凸缘12是矩形状的板部件。在凸缘12的四个拐角部形成有孔12a，该孔12a内安装有用于与弯头部10的凸缘部10d连接的螺栓。另外，在凸缘12的中央部形成有与直线部11的内径等径的孔12b。并且，在该孔12b以从外周侧朝中心部突出的方式形成有四个相同形状的支承突起12c。四个支承突起12c等角度间隔地配置。

通过利用螺栓将这种凸缘12与弯头部10的凸缘部10d固定，使弯头部10与直线部11连结。

［喷射器］

喷射器5在弯头部10的弯曲部10a的外侧部分与混合管6一起安装于安装部10b。该安装结构的详细情况将在后面叙述。喷射器5仅将尿素水溶液不与空气混合地从前端的喷出口朝直线部11喷射到混合管6的内部。用于本实施方式的喷射器5的喷射角度为25°，该喷射器5的喷出口的中心位于排气管4B的直线部11的中心轴CL的延长线上。

［混合管］

混合管6与用于将该混合管6固定于弯头部10的部件等构成组件。该组件在图4及图5中示出。需要说明的是，图5是图4的右视图。

混合管6为圆筒状，其中心轴与直线部11的中心轴CL同轴。混合管6在弯头部10中配置在使来自喷射器5的尿素水溶液向内部喷射的位置。即，喷射器6配置为包覆自喷射器5喷射的尿素水溶液的周围。在混合管6的外表面形成有多个开口6a。如图5所示，在将混合管6的外周以90°间隔沿圆周方向依次四等分为第一区域A、第二区域B、第三区域C、第四区域D的情况下，该多个开口6a仅形成于第二区域B及第四区域D。

在混合管6的与出口部相反一侧的上游侧端部（在图2及图4中为左侧的端部），通过焊接固定有第一板15。如图5所示，该第一板15其外形为在各边具有曲线部的近似三角形状，具有管固定部15a、装配部15b和引导部15c。混合管6的端部通过焊接固定于管固定部15a。装配部15b在管固定部15a的外周侧与管固定部15a以不同的高度形成，其利用螺栓安装于弯头部10的安装部10b。另外，引导部15c形成于管固定部15a的中央部，并形成为越从管固定部15a向外侧远离直径越变小的锥形。此外，在引导部15c的与管固定部15a相反一侧的端部形成有开口。

在第一板15的与混合管6相反一侧形成有凹部15d。第二板16嵌入到该凹部15d并通过焊接固定于该凹部15d。第二板16为圆板状，在中央部形成有供喷射器5的喷出口配置的孔16a。另外，在第二板16形成有多个螺纹孔16d，喷射器5经由该螺纹孔16b支承于第二板16。

［内管］

如图2及图3所示，内管7形成为圆筒状，其外周面由凸缘12的支承突起12c的前端支承，并且它们被焊接固定。由此，内管7在混合管6的下游侧与直线部11的内壁之间隔开间隔配置。即，利用内管7和直线部11形成双层管。另外，内管7的内径比混合管6的外径大，内管7与混合管6的出口部隔开规定距离配置。

此外，在内管7的外周面没有形成开口或者狭缝等。因此，废气不会在内管7的外周部与内周部之间流通。

［关于各结构部件的配置］

利用图6详细说明喷射器5（尿素水溶液的喷射角度）、混合管6、内管7及包括弯头部10和直线部11的排气管4B的位置关系。在此，如前所述，混合管6与内管7配置在同一个轴上，喷射器5的喷出口位于它们的中心轴CL的延长线上并与内管7的入口部开口相对。

首先，在混合管6的出口部（下游侧端部，图6中为右侧端部）与弯头部10的内壁之间存在间隔。由于只有混合管6的与出口部相反一侧的端部支承于弯头部10，因此在该空间内未设置用于支承混合管6的部件。即，形成了不存在妨碍废气流通的部件等的环状的流通部20。于是，从上游侧流过来的废气能够经由该流通部20流通到内管7侧而不在混合管6的内部通过。

另外，在混合管6的出口部与内管7的入口部之间沿y方向设有规定间隔L。而且，内管7的入口部的内径di比混合管6的出口部的内径dm大。

由于具有以上配置及尺寸关系，喷射器5的喷射角度范围（图6的角度α（本实施方式中为25°）的内侧的范围）成为相比混合管6的出口部开口和内管7的入口部开口狭窄的范围。即，混合管6的出口部开口和内管7的入口部开口将喷射器5的喷射角度范围包含在内部。

［动作］

在发动机运转时，废气经由排气歧管排出到排气管。该废气向弯头部10流动。如图7的箭头G1所示，流入弯头部10的废气通过混合管6的外周面的开口6a流入混合管6的内部。另外，如图7的箭头G2所示，废气通过形成于混合管6的外周面与弯头部10的内壁之间的流通部20被导入到内管7。

另一方面，自喷射器5朝混合管6的内部喷射尿素水溶液。此时，尿素水溶液的喷射范围为以混合管6的中心轴为中心的25°的范围。

在此，来自上游侧的废气朝被喷射尿素水溶液的区域流动。然而，由于尿素水溶液朝混合管6的内部喷射，废气通过混合管6的开口6a流入到内部，因此喷射的尿素水溶液难以受到废气的影响。因此，能够抑制尿素水溶液附着于与混合管6相对的弯头部10的内壁（特别是图7的区域10e）。

另外，由于开口6a仅形成于第二区域B和第四区域D，因此，当废气通过混合管6的开口6a流入到内部时，通过这些开口6a的废气会在混合管6的内部形成图8所示的旋流。该废气的旋流促进废气与尿素水溶液的混合，促进尿素水溶液的微细化。

如上所述，在混合管6中被添加了尿素水溶液的废气及通过流通部20的废气流入到内管7。在内管7的外周部，即内管7的外周面与排气管4B的内壁之间的空间内，主要有通过流通部20的废气朝下游侧流动，由此加热内管7。另外，在内管7的内部，尿素水溶液被废气的热及废气中的水蒸气水解而变为氨。

在此，尿素水溶液会附着于内管7的内壁，但如前所述，内管7被通过其外周部的废气加热，因此可以促进反应，抑制尿素水溶液向内管7附着。

按照如上所述那样生成的氨与废气一起被供给到SCR。并且，在该还原催化剂中将氨用作还原剂，从而使废气中的氮氧化物还原净化。

［特征］

（1）尿素水溶液喷射到混合管6的内部，废气通过混合管6的开口6a流入混合管6的内部。因此，能够抑制尿素水溶液附着于弯头部10的内壁。

（2）由于混合管6的开口6a仅形成于外周部的一部分区域，因此，通过开口6a流入到混合管6内部的废气形成旋流。通过该废气的旋流，能够使自喷射器5喷射的尿素水溶液良好地分散而在混合管的内部促进其微细化。因此，能够使废气与尿素水溶液均匀地混合。

（3）由于被添加了尿素水溶液的废气通过被废气加热的内管7，因此，能够抑制尿素水溶液附着而沉积于内管7的内壁。

（4）在混合管6的出口部的外周部形成有流通部20，自上游侧流过来的废气流入到混合管6并通过该流通部20被导入到内管7。因此，能够减小排气管4B内的废气的流路阻力，抑制发动机的背压。

（5）只有混合管6的与出口部相反一侧的端部支承于弯头部10，在出口部外周的流通部20不存在妨碍废气流动的部件等。因此，能够进一步减小排气管4B内部的流路阻力。

（6）在混合管6的出口部与内管7的入口部之间，在沿排气流向的方向上设有规定间隔，内管7的入口部的直径比混合管6的出口部的直径大。并且，混合管6的出口部开口和内管7的入口部开口将喷射器5所喷射的尿素水溶液的喷射角度范围包含在内部。因此，废气易于向内管7流入，而且能够防止自喷射器5喷射的尿素水溶液与混合管6的内壁直接碰撞，还能够将所喷射的尿素水溶液高效地取入到内管7的内部。

［其他实施方式］

本发明不局限于以上实施方式，在不脱离本发明的范围内能够进行各种变形或者修正。

（a）图9表示其他实施方式。该图9所示的实施方式仅在内管及其支承结构和排气管的弯头部与直线部的连接结构方面与前面的实施方式不同，其他结构与前面的实施方式相同。

本实施方式中的排气管24由弯头部25和直线部26构成。在弯头部25中，其与直线部26的连接部的结构不同，但其他结构与前面的实施方式的弯头部10相同。直线部26在上游侧的端部具有越靠近上游侧直径越扩大的凸缘部26a。在弯头部25的下游侧的端部，设有由环状的部件和垫圈构成的凸缘单元27。并且，直线部26的凸缘部26a与弯头部25的凸缘单元27连结。另外，在直线部26的沿排气流向的长度方向上的大致中间部，形成有向内周侧凹入的四个支承用凹部26b。

内管30形成为圆筒状，其长度方向上的大致中间部的外周面与直线部26的四个支承用凹部26b抵接。另外，内管30的出口侧端部的外周面通过环状的支承部件31支承于直线部26。支承部件31通过点焊固定于内管30的出口侧端部的外周面。因此，在内管30的外周流动的废气的流向被该支承部件31限制。需要说明的是，此处的“限制”包括切断在内管30的外周部流动的全部废气的情况和允许少量废气通过的情况。

另外，在内管30的出口侧的端部，除设有支承部件31的区域以外，在上游侧的规定范围内形成有开口30a。

在该实施方式中，在内管30的外周部流动的废气在加热内管30后其流向受到支承部件31的限制。由支承部件31切断的废气通过内管30的开口30a被导入到内管30的内部，然后在内管30的出口部分再度与尿素水溶液混合。

除了与前面的实施方式相同的作用效果之外，在本实施方式中能够使废气与尿素水溶液更加高效地混合。

（b）混合管的形状、形成开口的区域不局限于所述实施方式。

例如，如图10所示，也可以将混合管6’的形状形成为越靠近喷射方向的下游侧直径越变大的锥形。该情况下，能够抑制自喷射器5喷射的尿素水溶液附着于混合管6’的内壁。

另外，如图5所示，虽然在所述实施方式中将开6a形成于混合管6的第二区域B及第四区域D，但也可以在互相相对的第一区域A及第三区域C形成开口。并且，也可以仅在四个区域中的一个区域形成开口。形成开口的各区域不局限于90°范围。例如，也可以在不足90°的角度范围的区域或者超过90°的角度范围的区域形成开口。

（c）虽然在所述实施方式中将尿素水溶液用作还原剂，但是即使在使用其他还原剂的情况下也同样能够应用本发明。

工业实用性

在本发明的还原剂水溶液混合装置中，能够将喷射器所喷射的还原剂水溶液高效地导入到内管，并且能够抑制还原剂水溶液附着于安装有喷射器的部分的排气管的内壁。

附图标记说明

1      废气后处理装置

1A     DPF

1B     尿素水溶液混合装置

1C     SCR

4、24  排气管

5      喷射器

6、6’ 混合管

6a     开口

7、30  内管

30a    内管的开口

10、25 弯头部

10a    弯曲部

11、26 直线部

12     凸缘部（支承部件）

12c    支承突起

20     流通部

26b    支承用凹部

B、D   形成有开口6a的区域

Claims (13)

1.一种还原剂水溶液混合装置，其配置在捕集废气中的粒子状物质的过滤器与还原净化废气中的氮氧化物的还原催化剂之间，用于向废气中添加还原剂水溶液，其中，包括：

排气管，其包括具有弯曲部的弯头部和设于所述弯头部的排气下游侧的直线部；

喷射器，其设于所述弯头部的弯曲部外侧，仅将未混合有空气的还原剂水溶液朝所述直线部喷射到所述弯头部内部；

内管，其在所述喷射器的排气下游侧配置为使排气上游侧的入口部开口与所述喷射器相对且使外周面与所述直线部的内壁之间隔开间隔，能够使废气在内部及外周部流通；

筒状的引导部件，其用于将自所述喷射器喷射的还原剂水溶液导入到所述内管。

2.根据权利要求1所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述引导部件为混合管，该混合管配置为包覆自所述喷射器喷射的还原剂水溶液的周围，在外周面具有多个开口。

3.根据权利要求2所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述混合管配置为排气下游侧的出口部与所述排气管的内壁之间具有间隔，

在所述出口部与所述排气管的内壁之间，形成有将所述混合管的外周部的废气导入到所述内管的流通部。

4.根据权利要求3所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述混合管的与所述出口部相反一侧的端部支承于所述弯头部的与所述直线部相对的壁上。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述混合管的多个开口仅形成于所述混合管的圆周方向的一部分角度区域。

6.根据权利要求5所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

在将所述混合管的外周沿圆周方向以90°间隔依次四等分为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域的情况下，所述混合管的多个开口仅形成于第一区域及第三区域或者仅形成于第二区域及第四区域。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述内管的入口部的内径比所述混合管的出口部的内径大。

8.根据权利要求7所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述混合管及所述内管配置为，所述混合管的出口部开口和所述内管的入口部开口将所述喷射器的喷射角度范围包含在内部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

在沿排气流向的方向上的一个部位还包括支承部件，该支承部件具有用于将所述内管的外周部的圆周方向上的多个部位支承于所述排气管的支承部，

废气能够在所述支承部件与所述内管的外周面之间的所述支承部以外的区域流通，

在所述内管的外周面未形成有开口。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

还包括支承部件，该支承部件将所述内管的出口部支承于所述排气管，限制废气在所述内管的外周面与所述排气管的内壁之间的流通，

在所述内管的出口部的外周面形成有多个开口。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其中，

所述混合管与所述内管同轴地配置。

12.一种废气后处理装置，其中，包括：

过滤器，其捕集废气中的粒子状物质；

还原剂水溶液混合装置，其为在所述过滤器的排气下游侧与所述过滤器并列配置的、权利要求1至11中任一项所述的还原剂水溶液混合装置；

还原催化剂，其配置在所述还原剂水溶液混合装置的排气下游侧，还原净化废气中的氮氧化物。

13.根据权利要求12所述的废气后处理装置，其中，

所述还原催化剂与所述还原剂水溶液混合装置并列配置。

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