CN104066941A - 还原剂水溶液混合装置以及具备其的排气后处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种还原剂水溶液混合装置以及具备其的排气后处理装置，该排气后处理装置的混合装置（3）具有：肘型管（31），其安装在过滤装置（2）的出口管（23），改变从过滤装置（2）流出的排气的流动方向；直管（32），其与肘型管（31）的下游侧连接，沿与过滤装置（2）的出口管（23）的轴线（CL2）交差的方向延伸；喷射器（5），其安装在肘型管（31）上，朝向直管（32）向肘型管（31）内部喷射还原剂水溶液。肘型管（31）具有：入口部（31B），其与过滤装置（2）的出口管（23）连接；出口部（31C），其与直管（32）连接；方向变换部（31A），其设在入口部（31B）与出口部（31C）之间，并将从入口部（31B）导入的排气的流动方向改变到出口部（31C）一侧；喷射器安装部（6），其设在方向变换部（31A）的外侧，并安装有喷射器（5）。喷射器安装部（6）向出口部（31C）一侧偏倚地设置，方向变换部（31A）具有使与喷射器安装部（6）相反一侧的部分向外侧膨出而形成的第一膨出部（31E）。

Description

还原剂水溶液混合装置以及具备其的排气后处理装置
技术领域
本发明涉及一种还原剂水溶液混合装置以及具备其的排气后处理装置，涉及一种向选择还原催化剂供给尿素水溶液等还原剂水溶液来净化排气时所使用的还原剂水溶液混合装置以及具备其的排气后处理装置。
背景技术
以往，公知一种利用选择还原催化剂（Selective Catalytic Reduction；以下记作“SCR”）来净化发动机的排气中含有的氮氧化物（NOx）的排气后处理装置。向这样的SCR供给从喷射器喷射出的尿素水溶液。喷射器作为设在SCR上游侧的混合装置的一部分而被安装（例如专利文献1、2）。从喷射器向在混合装置内流动的排气中喷射尿素水溶液，并在混合装置内混合该尿素水溶液与排气。其结果是，尿素水溶液由于排气的热量而被热分解，得到氨。该氨在SCR中被用作还原剂。
可是，在专利文献1、2中，用于喷射尿素水溶液的喷射器被安装在混合装置的上游端附近。因此，与喷射器相连接的尿素水溶液配管相对于喷射器，在构成混合装置的直管的轴线的延长线上。在这种情况下，如果要将排气后处理装置配置在如建筑机械那样的发动机室之类的有限的空间内，则从喷射器延伸出的尿素水溶液配管会与形成发动机室的壁面干涉。因此，以往，在尿素水溶液配管接近喷射器的位置用肘型配管进行连接，以使尿素水溶液配管弯曲成大致直角而收纳在发动机室内的方式进行配管。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2011/0079003号说明书
专利文献2：日本特开2008-208726号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，根据排气后处理装置的大小、发动机室的大小，连尿素水溶液配管的肘型配管也存在与发动机室的壁面相干涉的问题。因此，考虑将混合装置上的喷射器的安装位置沿混合装置的直管轴线方向向中央侧偏移地设定，使喷射器与壁面之间的间隙留有余地。
但是，如专利文献1、2所述，为了改变排气的流动方向而使混合装置的上游侧弯折，如果在该方向变换部分安装喷射器，则简单地偏移喷射器的安装位置，会造成该方向变换部分的排气流路截面积缩小，产生排气不能顺畅流动的问题。特别是在专利文献1的结构中，这样的问题比较明显。
本发明的目的在于，提供一种还原剂水溶液混合装置以及具备其的排气后处理装置，其能够不阻碍排气的流动并防止与其他部分干涉。
第一发明的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，配置在收集排气中的粒状物质的过滤装置与配置在所述过滤装置下游侧的选择还原催化剂装置之间，并且向排气中添加还原剂水溶液，该还原剂水溶液混合装置具有：肘型管，其安装在所述过滤装置的出口管，改变从所述过滤装置流出的排气的流动方向；直管，其与所述肘型管的下游侧连接，向与所述过滤装置的出口管的轴线交差的方向延伸；喷射器，其安装在所述肘型管上，并朝向所述直管向所述肘型管内部喷射还原剂水溶液，所述肘型管具有：入口部，其与所述过滤装置的出口管连接；出口部，其与所述直管连接；方向变换部，其设在所述入口部与所述出口部之间，将从所述入口部导入的排气的流动方向改变到所述出口部一侧；喷射器安装部，其设在所述方向变换部的外侧，并且安装有所述喷射器，所述喷射器安装部向所述出口部一侧偏倚地设置，所述方向变换部具有第一膨出部，所述第一膨出部以使与所述喷射器安装部相反一侧的部分向外侧膨出的方式形成。
在这里，“下游”是指排气的流动方向的下游侧。在以下的记载中出现的“下游”也是同样的意思。另外，后文所述的实施方式中出现的“上游”是指排气的流动方向的上游侧。“方向变换部的外侧”是指在直管的轴线方向上，与设有肘型管的出口部一侧相反的一侧。“喷射器安装部的相反一侧的部分”是指隔着肘型管的方向变换部与喷射器安装部相反的一侧。
在第二发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，所述第一膨出部形成在所述过滤装置的出口管的出口端与所述直管的入口端之间。
在第三发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，在所述肘型管内设有混合管，所述混合管的轴向一端支承于所述喷射器安装部的内壁，并且另一端朝向所述直管敞开，在所述第一膨出部中，与从所述混合管的一端至中央部分的区域相对置的部分向外侧弯曲，与从所述中央部分至所述另一端的区域相对置的部分朝向内侧延伸。
在第四发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，在所述肘型管内设有混合管，所述混合管的轴向一端支承于所述喷射器安装部的内壁，并且另一端朝向所述直管敞开，所述第一膨出部具有：与从所述混合管的一端至轴向中央部分的区域相对置的入口侧的入口侧倾斜部；与从所述中央部分至所述另一端的区域相对置的出口侧的出口侧倾斜部。
在第五发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，所述方向变换部具有第二膨出部，所述第二膨出部以隔着所述直管的轴线，使与所述第一膨出部相反一侧的部分向外侧膨出的方式形成。
在第六发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，所述方向变换部在所述第一膨出部与所述第二膨出部之间具有形成为平坦面的一对侧部。
在第七发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，所述肘型管的入口部及出口部的流路截面为圆形，所述肘型管的方向变换部的与所述直管的轴线垂直的流路截面在所述第一膨出部为直线状，在所述第二膨出部为半圆形，在所述一对侧部为直线状。
在第八发明的还原剂水溶液混合装置中，其特征在于，所述喷射器安装部以比所述过滤装置的出口管的轴线更靠所述出口部一侧的方式偏倚。
在第九发明的排气后处理装置中，其特征在于，具有：过滤装置，其收集排气中的粒子状物质；如第一发明至第八发明中任一发明所述的还原剂水溶液混合装置，其在所述过滤装置的下游侧与该过滤装置并列配置；选择还原催化剂装置，其配置在所述还原剂水溶液混合装置的下游侧，还原净化排气中的氮氧化物。
在这里，“并列配置”是指使排气的流动方向相互平行地配置。在以下的记载中出现的“并列配置”也是同样的意思。
在第十发明的排气后处理装置中，其特征在于，所述选择还原催化剂装置与所述还原剂水溶液混合装置并列配置。
根据第一发明及第九发明，因为在肘型管上设有第一膨出部，即使向出口部一侧偏倚地设置肘型管的喷射器安装部，肘型管内的流路截面积也不会大幅度缩小，无需担心排气的流动受到阻碍。另外，通过偏移喷射器安装部，能够使喷射器、与其连接的还原剂配管用的肘型配管等不露出，能够易于防止与其他部分干涉。而且，由于使第一膨出部的膨出方向在喷射器安装部的相反一侧，所以第一膨出部与其他部分干涉的可能性也很小。
根据第二发明，因为仅在需要扩张流路截面的部分设置第一膨出部，所以能够不向其他部分无用地扩张地，更切实地避免与其他部分干涉。
根据第三、第四发明，因为作为第一膨出部具有入口侧倾斜部、出口侧倾斜部，所以能够使与混合管对应的部分的流路截面变大，即使在设置混合管的情况下，不仅能够使流路阻力足够地小，而且能够容易地将通过此处的排气导入混合管的内部，所述入口侧倾斜部是从混合管的一端至中央部分的部分，也就是说向外侧弯曲而成，所述出口侧倾斜部是与从混合管的中央部分到前端一侧的部分，也就是说朝向内侧延伸而成。
根据第五发明，因为隔着直管的轴线在与第一膨出部相反的一侧设置第二膨出部，所以能够使外部气体以迂回进入该第二膨出部一侧的方式流动，能够利用从此进入混合管内的排气容易地产生旋转流，使从喷射器喷射出的还原剂水溶液在混合管内能够更切实地混合。
根据第六发明，利用平坦的侧部连接第一膨出部与第二膨出部，该侧部不向外侧大幅度地膨出。因此，能够避免在侧部周边与其他部分干涉，能够更加紧凑地配置过滤装置及选择还原催化剂装置。
根据第七发明，流路截面为马蹄形。因此，即使在配置有混合管的情况下，也能够确保足够大的流路截面，能够防止排气的流动受到阻碍，能够切实地抑制排气流路上的背压变高，能够降低发动机等的耗油量。
根据第八发明，因为使喷射器安装部越过过滤装置的出口管的轴线向出口部一侧偏移，所以能够防止与喷射器相接合的肘型配管与其他部分干涉，即使在作为配置空间限制较多的发动机室内，也能够良好地配置含有过滤装置、选择还原催化剂装置的排气后处理装置。
根据第十发明，由于过滤装置、还原剂水溶液混合装置及选择还原催化剂装置彼此并列配置，所以能够使排气在各装置中的流动方向一致，并使排气后处理装置整体上更加紧凑。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的排气后处理装置的平面图。
图2是表示排气后处理装置的混合装置的剖面图。
图3是DPF装置的出口管的剖面图，是图2的III-III线剖面图。
图4是上游侧肘型管的剖面图，是图2的IV-IV线剖面图。
图5是上游侧肘型管的剖面图，是图2的V-V线剖面图。
图6是上游侧肘型管的剖面图，是图2的VI-VI线剖面图。
图7是上游侧肘型管的剖面图，是图2的VII-VII线剖面图。
图8是上游侧肘型管的剖面图，图2的VIII-VIII线剖面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
在图1中，排气后处理装置1从排气的流动方向的上游侧开始依次具有：作为过滤装置的柴油·颗粒·过滤器（ディーゼル·パーティキュレート·フィルタ）（Diesel particulate filter；以下记作“DPF”）装置2、还原剂水溶液混合装置（以下，简称为混合装置）3、选择还原催化剂（Selective CatalyticReduction；以下记作“SCR”）装置4。这些装置2～4设在来自未图示的柴油机的供排气流通的排气管的中途。另外，在液压挖掘机、轮式装载机及推土机等建筑机械的情况下，排气后处理装置1与发动机一同收纳在发动机室内。
DPF装置2是在圆筒状的箱体21的内部收纳圆柱状的DPF22的结构。DPF22收集通过的排气中的粒子状物质。在箱体21内，可以在DPF22的上游侧设置氧化催化剂。氧化催化剂使在其上游侧被供给的后喷射燃料（ポスト喷射燃料）及定量燃料（ドージング燃料）（均与柴油机发动机的燃料相同）氧化活化，使流入DPF22的排气的温度上升至DPF22的可再生温度。利用该高温排气，在DPF22中使收集到的粒子状物质自燃并焚毁，使DPF22再生。
混合装置3向排气中添加作为还原剂水溶液的尿素水溶液。这样的混合装置3具有：上游侧肘型管31，其与DPF装置2的出口管23连接，并且作为将从DPF装置2流出排气的流动方向改变大致90°的肘型管；直管32，其与上游侧肘型管31的下游端连接，并沿与DPF装置2的出口管23的轴线CL2（图2）交差的方向延伸；下游侧肘型管33，其与直管32的下游端连接，并将来自直管32的排气的流动方向再次改变大致90°；喷射器5，其安装于上游侧肘型管31，并朝向直管32向上游侧肘型管31内部喷射尿素水溶液。SCR装置4与下游侧肘型管33的更下游端连接。
SCR装置4是在圆筒状的箱体41的内部收纳圆柱状的SCR42的结构。SCR42以在混合装置3中生成的氨为还原剂，从而还原净化排气中的氮氧化物。在箱体41内，可以在SCR42的下游侧设置氨降低催化剂。氨降低催化剂对在SCR42中未使用的氨进行氧化处理并使其无害化，进一步降低排气的排放。
从喷射器5喷射到排气中的尿素水溶液被排气的热量热分解，成为氨。氨作为还原剂与排气一同供给到SCR装置4。
并列设置以上说明的DPF装置2、混合装置3以及SCR装置4，使在各自内部流动的排气的流动方向大致平行。此时，在DPF装置2及SCR装置4的内部流动的排气的流动方向与在混合装置3的内部流动的排气的流动方向相反。因此，这些装置2～4在俯视时呈大致S形地配置，即使是在发动机室那样的有限的配置空间，也能够安装在发动机上等可靠地配置，构成整体上紧凑的排气后处理装置1。
图2中表示了混合装置3的剖面图。基于图2对混合装置3进行具体说明。
在图2所示的混合装置3中，在上游侧肘型管31中改变排气的流动方向的部分为方向变换部31A。上游侧肘型管31具有：圆形的入口部31B，其向DPF装置2的出口管23一侧开口并与其接合；圆形的出口部31C，其向直管32一侧开口并与其连接，在入口部31B与出口部31C之间具有方向变换部31A。
在上游侧肘型管31的方向变换部31A的外侧设有喷射器安装部6。在该喷射器安装部6，从外侧安装有喷射器5，并且从内侧（方向变换部31A的内部一侧）安装有混合管34。混合管34的轴向一端支承于喷射器安装部6的内壁，另一端朝向直管32敞开。另外，混合管34配置在上游侧肘型管31内，从而包围在从喷射器5喷射出的尿素水溶液的周围，并且在规定处具有多个圆孔34A…。从这些圆孔34A流入的排气在混合管34的内部形成旋转流，并促进从喷射器5喷射出的尿素水溶液与排气的混合。
直管32是具有外管35及配置在其内部的内管36的双重管结构。外管35及内管36均为圆筒状。内管36在轴线方向的中间位置，被焊接在设于外管35的多个支承用凹部35A等，并且在下游侧的端部，经由环状支承部件35B被焊接在外管35的内壁等。另外，内管36的上游端进入到上游侧肘型管31内。设定内管36的上游端的位置，从而使从喷射器5以约25°的喷射角度θ（参照图2中的点划线）喷射出的尿素水溶液能够切实地进入到内管36的内侧。在内管36的下游端一侧设有多个开口36A…。
在此，在外管35与内管36之间的空隙部分流入有排气。由于支承用凹部35A在周向上不连续地设置的，所以流入的排气通过支承用凹部35A之间而流至支承部件35B。由于支承部件35B是环状的，所以排气的流动被阻止，排气从此处通过开口36A流入内管36内，与内部流动的排气合流并流向下游侧。也就是说，内管36被在其内部流动的排气和在其外周侧流动的排气良好地加热。因此，即使喷射到内管36的内部的尿素水溶液附着在内壁，也不会液滴化，而能够可靠地热分解。
另外，如图2所示，在本实施方式中，喷射器5设在直管32的轴线CL1的延长线上。上游侧肘型管31上的喷射器5的喷射器安装部6被偏倚（偏移）地设置，以使喷射器5的尿素水溶液导入口5A比入口部31B的距出口部31C最远的部分更靠近出口部31C一侧。详细地说，喷射器安装部6相对于DPF装置2的出口管23的轴线CL2，向出口部31C一侧大幅度偏倚地设置。因此，作为排气后处理装置1，安装在喷射器5上的尿素水溶液配管的肘型配管51不向外方露出，而无需担心与发动机室的壁面1A干涉。
而且，在上游侧肘型管31内，混合管34与喷射器安装部6接合，但是该接合部分的位置从轴线CL2大约向直管32一侧偏移出口管23的内径D的1／2。
而且，在本实施方式的上游侧肘型管31中，由于喷射器安装部6的偏倚，为了防止上游侧肘型管31内的排气流路缩小，采用了以下结构。
在上游侧肘型管31中，方向变换部31A具有第一膨出部31E，该第一膨出部31E以膨出与喷射器安装部6的径向相反一侧的部分的方式形成。该第一膨出部31E形成在DPF装置2的出口管23的出口端与直管32的入口端之间。第一膨出部31E具有：与从混合管34的一端至轴向中央部分的区域相对置的部分，即向外侧弯曲的入口侧的入口侧倾斜部311；与从混合管34的中央部分至另一端的区域相对置的部分，即朝向内侧延伸的出口侧的出口侧倾斜部312，从入口侧倾斜部311向出口侧倾斜部312过渡的边界部分的膨出量最大。
在这样的第一膨出部31E中，入口侧倾斜部311相对于直管32的轴线CL1的倾斜，比出口侧倾斜部312相对于轴线CL1的倾斜平缓，出口侧倾斜部312处的倾斜更为激烈。因此，第一膨出部31A随着从上游至下游，其与混合管34之间的距离逐渐接近的方式膨出，但接近方式并不相同，在第一阶段利用上游侧的入口侧倾斜部311平缓地接近，在第二阶段利用下游侧的出口侧倾斜部312更加迅速地接近。利用这样的方式，在第一膨出部31E的有限的流路长度中，即能够确保了足够的流路截面，又能够使排气朝向直管32的入口端不停滞地流动。
通过设置该第一膨出部31E，充分地确保了方向变换部31A的入口部31B一侧的流路截面积，从而无需担心从发动机排出的排气的流动受到阻碍。因此，能够防止排气在流路中的背压变高，并降低耗油量。
除此以外，本实施方式的方向变换部31A具有第二膨出部31G，该第二膨出部31G以隔着直管32的轴线CL1膨出与第一膨出部31E相反一侧的部分的方式形成。第二膨出部31G也形成在DPF装置2的出口管23的出口端与直管32的入口端之间。这样的第二膨出部31G在与除混合管34的两端以外的中间部分相对应的位置，遍及沿轴线CL1的规定长度地从轴线CL1等距离地向外侧膨出，该膨出部分成为与轴线CL1大致平行的平行部313。
由于具有第二膨出部31G，所以能够使排气易于迂回进入在第二膨出部31G一侧，能够利用从此进入到混合管34内的排气容易地产生旋转流（旋回流），从而在混合管34内能够更切实地混合从喷射器5喷射出的尿素水溶液。
在图3至图8中，分别表示了DPF装置2的出口管23的截面及上游侧肘型管31的截面。具体地说，图3是图2的III-III线剖面图，图4是IV-IV线剖面图，图5是V-V线剖面图，图6是VI-VI线剖面图，图7是VII-VII线剖面图，图8是VIII-VIII线剖面图。
在图3中，出口管23的流路截面为圆形。在上游侧肘型管31的方向变换部31A中的截面中，通过与入口部31B接近的内侧的最初的收缩部分和外侧的倾斜面部分的IV-IV线处的流路截面如图4所示，大致为收缩部分一侧比倾斜面一侧更宽的梯形。通过第一膨出部31E的大致中央和与喷射器安装部6接近的外侧的收缩部分的V-V线处的流路截面如图5所示，为第一膨出部31E一侧比外侧的收缩部分一侧更宽的大致六角形。
另外，在与轴线CL1垂直的方向，且通过喷射器安装部6与混合管34之间的接合部分的附近的VI-VI线处的流路截面如图6所示，大致为马蹄形。在马蹄形中，接近入口部31B的一侧稍微凹陷地形成。而且，在与轴线CL1垂直的方向，且通过第一、第二膨出部31E、31G及混合管34的中央的VII-VII线处的流路截面如图7所示，大致为完整的马蹄形。
即，方向变换部31A具有一对平坦的侧部31H，所述一对平坦的侧部31H形成在第一膨出部31E与第二膨出部31G之间。详细地说，与方向变换部31A上的轴线CL1垂直的流路截面在第一膨出部31E为直线状，在第二膨出部31G为半圆形，在各侧部31H为直线状。
在这样的马蹄形的流路截面中，由图7所示的双点划线包围的部分是利用第一膨出部31E扩张出的流路。通过将从第一膨出部31E到第二膨出部31G的流路截面设为马蹄形，在剖视下含有向外方膨出的一对角部31F，与设在没有角部31F的半圆形长孔形等的情况相比，确保了更大的流路截面积。而且在下游侧，通过第一膨出部31E中止的部分的VIII-VIII线处的流路截面如图8所示，变回了圆形。内管36的入口侧的端部位于与该圆形部分对应的位置。
另外，由于喷射器安装部6的偏倚，具有第一膨出部31E的上游侧肘型管31的流路截面从与出口管23的圆形对应的形状，连续地变化为梯形、六角形、马蹄形，并最终变回与直管32对应的圆形。因此，能够从出口管23至直管32合理地连接流路截面。
以下，基于图2对上游侧肘型管31内的排气的流动进行说明，从DPF装置2的出口管23流出的排气，从上游侧肘型管31的入口部31B流入，流向方向变换部31A。在方向变换部31A中，通过其内侧的排气，通过第一膨出部31E并沿着其内壁流向内管36一侧。
另一方面，其他的排气的大部分流向混合管34。如上所述，流向混合管34的排气从圆孔34A流入在混合管34的内部形成旋转流，与从喷射器5喷射出的尿素水溶液混合。此后，排气的流动方向被改变到轴线CL1的方向并朝向直管32。
根据以上的实施方式，利用设在上游侧肘型管31的第一膨出部31E，即使将喷射器安装部6向直管32侧偏移，流路截面积也不大幅度地缩小，无需担心排气的流动受到阻碍。由于使喷射器安装部6偏倚，所以能够防止构成尿素水溶液配管的肘型配管51向外方露出。
此外，本发明并不限制于所述实施方式，还包括能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良等。
例如，在所述实施方式中，设在上游侧肘型管31的喷射器安装部6的位置越过出口管23的轴线CL2向直管32一侧大幅度地偏移，但是，其偏移量通过考察尿素水溶液配管的肘型配管51与其他部分的干涉程度可以任意决定，其并不限制于所述实施方式的程度。
在所述实施方式中，在上游侧肘型管31中，通过第一膨出部31E的大致中央的部分的流路截面的形状为马蹄形，但也可以是长孔形、梯形等，可以是任意的形状。
在所述的实施方式中，使用尿素水溶液作为还原剂水溶液，但本发明也包括使用其他液体作为还原剂水溶液的情况。
工业实用性
本发明适用搭载在建筑机械上的还原剂水溶液混合装置以及排气后处理装置。
附图标记说明
1…排气后处理装置，2…作为过滤装置的DPF装置，3…还原剂水溶液混合装置，4…选择还原催化剂（SCR）装置，5…喷射器，5A…还原剂溶液导入口，6…喷射器安装部，23…出口管，31…作为肘型管的上游侧肘型管，31A…方向变换部，31B…入口部，31C…出口部，31E…第一膨出部，31G…第二膨出部，31H…侧部，32…直管，311…入口侧倾斜部，312…出口侧倾斜部，CL1、CL2…轴线。

Claims (10)

1.一种还原剂水溶液混合装置，其特征在于，配置在收集排气中的粒状物质的过滤装置与配置在所述过滤装置下游侧的选择还原催化剂装置之间，并且向排气中添加还原剂水溶液，
该还原剂水溶液混合装置具有：
肘型管，其安装在所述过滤装置的出口管，改变从所述过滤装置流出的排气的流动方向；
直管，其与所述肘型管的下游侧连接，向与所述过滤装置的出口管的轴线交差的方向延伸；
喷射器，其安装在所述肘型管上，并朝向所述直管向所述肘型管内部喷射还原剂水溶液，
所述肘型管具有：
入口部，其与所述过滤装置的出口管连接；
出口部，其与所述直管连接；
方向变换部，其设在所述入口部与所述出口部之间，将从所述入口部导入的排气的流动方向改变到所述出口部一侧；
喷射器安装部，其设在所述方向变换部的外侧，并且安装有所述喷射器，
所述喷射器安装部向所述出口部一侧偏倚地设置，
所述方向变换部具有第一膨出部，所述第一膨出部以使与所述喷射器安装部相反一侧的部分向外侧膨出的方式形成。
2.如权利要求1所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，所述第一膨出部形成在所述过滤装置的出口管的出口端与所述直管的入口端之间。
3.如权利要求2所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，
在所述肘型管内设有混合管，所述混合管的轴向一端支承于所述喷射器安装部的内壁，并且另一端朝向所述直管敞开，
在所述第一膨出部中，与从所述混合管的一端至中央部分的区域相对置的部分向外侧弯曲，与从所述中央部分至所述另一端的区域相对置的部分朝向内侧延伸。
4.如权利要求2所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，
在所述肘型管内设有混合管，所述混合管的轴向一端支承于所述喷射器安装部的内壁，并且另一端朝向所述直管敞开，
所述第一膨出部具有：与从所述混合管的一端至中央部分的区域相对置的入口侧的入口侧倾斜部；与从所述中央部分至所述另一端的区域相对置的出口侧的出口侧倾斜部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，所述方向变换部具有第二膨出部，所述第二膨出部以隔着所述直管的轴线，使与所述第一膨出部相反一侧的部分向外侧膨出的方式形成。
6.如权利要求5所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，所述方向变换部在所述第一膨出部与所述第二膨出部之间具有形成为平坦面的一对侧部。
7.如权利要求6所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，所述肘型管的入口部及出口部的流路截面为圆形，
所述肘型管的方向变换部的与所述直管的轴线垂直的流路截面在所述第一膨出部为直线状，在所述第二膨出部为半圆形，在所述一对侧部为直线状。
8.如权利要求1至7中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其特征在于，所述喷射器安装部以比所述过滤装置的出口管的轴线更靠所述出口部一侧的方式偏倚。
9.一种排气后处理装置，其特征在于，具有：
过滤装置，其收集排气中的粒子状物质；
如权利要求1至8中任一项所述的还原剂水溶液混合装置，其在所述过滤装置的下游侧与该过滤装置并列配置；
选择还原催化剂装置，其配置在所述还原剂水溶液混合装置的下游侧，还原净化排气中的氮氧化物。
10.如权利要求9所述的排气后处理装置，其特征在于，所述选择还原催化剂装置与所述还原剂水溶液混合装置并列配置。
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