CN113250791A - 废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够减少附着于燃料添加阀的燃料喷雾的废气净化装置。废气净化装置1具备：废气通路(4)，其与柴油发动机(2)连接；燃料添加阀(7)，其朝向废气通路(4)喷射燃料；圆筒状的内壁部(8)，其形成与废气通路(4)连通并且供从燃料添加阀(7)喷射的燃料通过的喷射通路(10)；以及外壁部(9)，其配置于内壁部(8)的径向外侧，并与内壁部(8)配合而形成将在废气通路(4)中流动的废气向喷射通路(10)的靠燃料添加阀(7)侧的区域导入的导入流路(12)，导入流路(12)沿内壁部(8)的圆周方向延伸。

Description

废气净化装置
技术领域
本发明涉及废气净化装置。
背景技术
作为以往的废气净化装置，例如公知有专利文献1记载的技术。专利文献1记载的废气净化装置具备：与发动机的增压器的废气下游侧连接的废气管；设置于该废气管内的氧化催化剂、NOx吸藏催化剂和DPF；以及经由支承构件配设于废气管的分支部，并向氧化催化剂供给作为添加剂的燃料的燃料添加喷射器(燃料添加阀)。在支承构件的内部形成有供从燃料添加喷射器喷射的燃料通过的喷射通路。另外，废气净化装置具备：将支承构件和废气管连结的气体流入管。气体流入管的一端与在喷射通路的燃料添加喷射器侧贯穿设置的气体流入孔连接。气体流入管的另一端与废气管的分支部连接。
专利文献1：日本特开2009-115057号公报
在上述以往技术中，通过废气从废气管内起经过气体流入管向喷射通路流动，从而防止在喷射通路的壁面附着燃料。但是，在废气被从气体流入管导入喷射通路时，废气的流动产生偏倚，从而存在从燃料添加喷射器喷射的燃料喷雾的流动紊乱这种情况。此时，存在由于燃料喷雾的逆转而在燃料添加喷射器的喷射口附着燃料喷雾，成为沉积的要因之虞。
发明内容
本发明的目的在于提供能够减少附着于燃料添加阀的燃料喷雾的废气净化装置。
本发明的一方式是对从内燃机排出的废气进行净化的废气净化装置，具备：废气通路，与内燃机连接；燃料添加阀，其朝向废气通路喷射燃料；圆筒状的内壁部，其形成与废气通路连通并且供从燃料添加阀喷射的燃料通过的喷射通路；以及外壁部，其配置于内壁部的径向外侧，并与内壁部配合地形成将在废气通路流动的废气向喷射通路的靠燃料添加阀侧的区域导入的导入流路，导入流路沿内壁部的圆周方向延伸。
在这样的废气净化装置中，在从燃料添加阀朝向废气通路喷射燃料时，来自内燃机的废气在导入流路流动并被导入喷射通路的燃料添加阀侧的区域，因此，抑制喷射通路中废气朝向燃料添加阀侧的流动。此处，导入流路沿内壁部的圆周方向延伸。换句话说，导入流路沿内壁部的圆周方向扩张。因此，在废气被从导入流路导入喷射通路的靠燃料添加阀侧的区域时，废气的流动相对于内壁部圆周方向的偏倚少，因此，从燃料添加阀喷射的燃料喷雾的流动不易紊乱。因此，因燃料喷雾本身的流动引起的燃料喷雾的逆转减少。由此，附着于燃料添加阀的燃料喷雾减少。
也可以是，在内壁部的燃料添加阀侧设置有覆盖内壁部内部的檐部，檐部具有使从燃料添加阀喷射的燃料贯通的开口部。在这样的结构中，在没有从燃料添加阀朝向废气通路喷射燃料时，即便废气在喷射通路朝向燃料添加阀侧流动，也由于废气碰到檐部，所以可抑制废气到达燃料添加阀。另一方面，在从燃料添加阀朝向废气通路喷射燃料时，即便由于在喷射通路中朝向燃料添加阀侧的少许的废气流动而使燃料喷雾朝向燃料添加阀飞散，燃料喷雾也撞到檐部。因此，附着于燃料添加阀的燃料喷雾进一步得到减少。
也可以是，外壁部配置为遍及内壁部的整周地包围内壁部，导入流路在内壁部的圆周方向上遍及整周地延伸。在这样的结构中，废气在导入流路中沿内壁部的圆周方向遍及整周地流动。因此，在废气被从导入流路导入喷射通路的靠燃料添加阀侧的区域时，废气的流动相对于内壁部圆周方向的偏倚更加变少，因此，从燃料添加阀喷射的燃料喷雾的流动更加不易紊乱。由此，附着于燃料添加阀的燃料喷雾更加减少。
也可以是，在外壁部设置有以沿外壁部的圆周方向延伸的方式向外壁部的径向内侧突出的突出部，在突出部的顶端面切出有内螺纹，在内壁部的外周面切出有与内螺纹螺纹配合的外螺纹。在这样的结构中，通过使内壁部相对于外壁部的伸出部拧入，从而容易地组装内壁部和外壁部。因此，能够实现废气净化装置的制造工序的简化。
根据本发明，能够减少附着于燃料添加阀的燃料喷雾。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的废气净化装置的概略结构图。
图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的废气净化装置的主要部分的剖视图。
图3是将图2的III-III线剖视图与废气的流动一起示出的图。
图4是表示图2所示的从燃料添加阀喷射燃料时的废气的流动的剖视图。
图5是表示作为比较例的废气净化装置的主要部分的剖视图。
图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的废气净化装置的主要部分的剖视图。
图7是将图6的VII-VII线剖视图与废气的流动一起示出的图。
图8是表示图6所示的从燃料添加阀喷射燃料时的废气的流动的剖视图。
图9是表示本发明的第3实施方式所涉及的废气净化装置的主要部分的剖视图。
图10是表示组装图9所示的内壁部和外壁部的状况的剖视图。
图11是将图9的XI-XI线剖视图与废气的流动一起示出的图。
图12是表示图9所示的从燃料添加阀喷射燃料时的废气的流动的剖视图。
附图标记说明
1…废气净化装置；2…柴油发动机(内燃机)；4…废气通路；7…燃料添加阀；8…内壁部；9…外壁部；10…喷射通路；12…导入流路；20…内壁部；22…檐部；22a…开口部；30…内壁部；31…外壁部；32…喷射通路；33a…外周面；34…檐部；34a…开口部；35…导入流路；38…突出部；38a…顶端面；39…内螺纹；40…外螺纹；F…燃料喷雾。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在附图中对相同或者等同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的废气净化装置的概略结构图。图1中，本实施方式的废气净化装置1搭载于车辆。废气净化装置1对从作为内燃机的柴油发动机2排出的废气进行净化。虽没有特别图示，但柴油发动机2具有分别对多个气缸喷射燃料的多个喷射器。
废气净化装置1具有与柴油发动机2连接的废气管3。废气管3形成供废气流动的废气通路4。因此，废气通路4与柴油发动机2连接。
另外，废气净化装置1具备在废气通路4中从上游侧朝向下游侧依次配设的DOC5(柴油氧化催化剂)和DPF6(柴油废气微粒除去过滤器)。DOC5将废气所含的粒子状物质(PM)氧化并除去。DPF6对废气所含的PM进行捕集。
另外，废气净化装置1具备在废气通路4中的柴油发动机2与DOC5之间处配设的燃料添加阀7。燃料添加阀7朝向废气通路4喷射、添加燃料。在燃料添加阀7的下端部设置有朝向废气通路4以圆锥状喷射燃料的喷射口7a(参照图2)。通过燃料添加阀7添加的燃料主要在进行DPF6的再生时用作还原剂。
图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的废气净化装置的主要部分的剖视图。图2中，废气净化装置1具备圆筒状的内壁部8和在该内壁部8的径向外侧配置的外壁部9。内壁部8和外壁部9的下端部固定于废气管3。外壁部9的上端位置比内壁部8的上端位置高。
内壁部8设置为从废气管3向燃料添加阀7侧突出。内壁部8形成供从燃料添加阀7喷射的燃料通过的喷射通路10(参照图4)。喷射通路10与废气通路4连通。
外壁部9在内壁部8的径向外侧处在废气通路4的上游侧(柴油发动机2侧)配置。如图3所示那样，外壁部9呈近似弓状。在外壁部9的上端部设置有向内壁部8侧伸出的伸出部分11。
外壁部9与内壁部8配合而形成将在废气通路4中流动的废气向喷射通路10的靠燃料添加阀7侧的区域导入的导入流路12。导入流路12与废气通路4连通。导入流路12沿内壁部8的圆周方向延伸。在内壁部8的上侧的靠外壁部9侧的区域形成有使喷射通路10和导入流路12连通的连通口13。
在内壁部8的上侧的与外壁部9相反侧的区域，设置有半圆环状的连接壁部14。连接壁部14的上端的高度位置与外壁部9的上端的高度位置对齐。在连接壁部14和外壁部9的上端部安装有上述燃料添加阀7。此外，外壁部9、内壁部8和连接壁部14例如通过铸造与废气管3一体地形成。
在从燃料添加阀7喷射燃料的状态下，如图4所示那样，通过与燃料的喷射相伴的流动，使喷射通路10的上侧区域(图中的区域X)的压力降低，因此，产生在喷射通路10中朝向上方的废气的流动(参照图4中的A)和在导入流路12中朝向上方的废气的流动(参照图4中的B)。
此时，导入流路12的宽度尺寸设定为以下那样的尺寸，即，使在导入流路12朝向上方的废气的流动战胜在喷射通路10朝向上方的废气的流动。此外，导入流路12的宽度尺寸是沿着内壁部8的径向的导入流路12的最大长度尺寸。因此，通过在导入流路12中朝向上方的废气的流动，抑制在喷射通路10朝向上方的废气的流动。
此时，如图3所示那样，存在于导入流路12的周向中央侧的废气直接朝向喷射通路10的径向中心侧流动。存在于导入流路12的周向端侧的废气以沿着内壁部8的方式朝向喷射通路10的径向中心侧迂回流动。这样废气在喷射通路10沿内壁部8的圆周方向均匀性良好地流动，废气的流动相对于内壁部8圆周方向的偏倚比较少。因此，在从燃料添加阀7喷射的燃料喷雾F流动的方向上带来的影响少。
图5是表示作为比较例的废气净化装置的主要部分的剖视图。图5中，本比较例的废气净化装置50具备固定于废气管3的圆筒状的壁部51。壁部51形成供从燃料添加阀7喷射的燃料通过的喷射通路52。
在这样的废气净化装置50中，由于喷射通路52中朝向燃料添加阀7侧的废气的流动，引起从燃料添加阀7的喷射口7a喷射的燃料喷雾F的逆转，恐怕使燃料喷雾F的周边部的燃料液滴P附着于燃料添加阀7的喷射口7a，生成因喷射口7a的堵塞引起的沉积。
对于这样的不良状况，在本实施方式中，在从燃料添加阀7朝向废气通路4喷射燃料时，来自柴油发动机2的废气在导入流路12中流动并被导入喷射通路10的靠燃料添加阀7侧的区域，因此，可抑制喷射通路10中朝向燃料添加阀7侧的废气的流动。此处，导入流路12沿内壁部8的圆周方向延伸。换句话说，导入流路12沿内壁部8的圆周方向扩张。因此，在废气被从导入流路12导入喷射通路10的靠燃料添加阀7侧的区域时，废气的流动相对于内壁部8圆周方向的偏倚少，因此，从燃料添加阀7喷射的燃料喷雾F的流动不易紊乱。因此，因燃料喷雾F本身的流动产生的燃料喷雾F的逆转减少。由此，附着于燃料添加阀7的燃料喷雾F减少。作为其结果，能够抑制在燃料添加阀7的沉积的生成，抑制燃料添加阀7的喷射口7a的堵塞。
此外，在本实施方式中，外壁部9在内壁部8的径向外侧处在废气通路4的上游侧配置，但不特别局限于这样的形式。外壁部9也可以例如在内壁部8的径向外侧处在废气通路4的下游侧配置。
图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的废气净化装置的主要部分的剖视图。图6中，本实施方式的废气净化装置1具备圆筒状的内壁部20和在该内壁部20的径向外侧配置的上述的外壁部9。
如图6和图7所示那样，内壁部20具有：成为与上述的第1实施方式的内壁部8相同的构造的壁主体21；和设置于该壁主体21的上端部并覆盖内壁部20的内部的圆形状的檐部22。檐部22设置于内壁部20的上侧(燃料添加阀7侧)。檐部22具有使从燃料添加阀7喷射的燃料贯通的圆形状的开口部22a。开口部22a与上述的连通口13配合而形成使喷射通路10和导入流路12连通的连通口。
在这样的废气净化装置1中，在没有从燃料添加阀7喷射燃料的状态下(参照图6)，即便在废气通路4中流动的废气在喷射通路10中朝向燃料添加阀7侧流动，该废气也撞到檐部22。因此，废气不易到达燃料添加阀7。
另一方面，在从燃料添加阀7喷射燃料的状态下，如图8所示那样，由于少许存在于喷射通路10中的废气的流动，使从燃料添加阀7喷射的燃料喷雾F逆转，即便燃料喷雾F的周边部的燃料液滴P朝向燃料添加阀7分散，燃料液滴P也撞到檐部22。因此，燃料喷雾F的周边部的燃料液滴P不易到达燃料添加阀7。
这样在本实施方式中，在没有从燃料添加阀7朝向废气通路4喷射燃料时，即便废气在喷射通路10朝向燃料添加阀7侧流动，也由于废气撞到檐部22而抑制废气到达燃料添加阀7。另一方面，在从燃料添加阀7朝向废气通路4喷射燃料时，即便因喷射通路10中朝向燃料添加阀7侧少许废气流动，也使燃料喷雾F朝向燃料添加阀7飞散，燃料喷雾F也撞到檐部22。因此，附着于燃料添加阀7的燃料喷雾F更加减少。
图9是表示本发明的第3实施方式所涉及的废气净化装置的主要部分的剖视图。图9中，本实施方式的废气净化装置1具备：圆筒状的内壁部30；和在该内壁部30的径向外侧配置的圆筒状的外壁部31。外壁部31与废气管3一体化。外壁部31的上端位置比内壁部30的上端位置高。
内壁部30形成供从燃料添加阀7喷射的燃料通过的喷射通路32。喷射通路32与废气通路4连通。内壁部30具有：壁主体33；和设置于该壁主体33的上端部，并覆盖内壁部30的内部的圆形状的檐部34。檐部34具有：使从燃料添加阀7喷射的燃料贯通的圆形状的开口部34a。
外壁部31配置为遍及内壁部30圆周方向的整周地包围内壁部30。外壁部31与内壁部30配合而形成将在废气通路4中流动的废气向喷射通路32的靠燃料添加阀7侧的区域导入的导入流路35。导入流路35沿内壁部30的圆周方向遍及整周地延伸。檐部34的开口部34a形成使喷射通路32和导入流路35连通的连通口。
外壁部31具有：壁主体36；和设置于该壁主体36的上端部，并向外壁部31的径向内侧伸出的圆环状的伸出部分37。如图10所示那样，伸出部分37的靠径向内侧的区域成为圆形状的开口部37a。开口部37a的直径大于内壁部30的外径。在伸出部分37上安装有上述的燃料添加阀7。
在外壁部31的下端部设置有向外壁部31的径向内侧突出的突出部38。如图10和图11所示那样，突出部38形成为比外壁部31的圆周方向整周上的1/2长。突出部38的沿着外壁部31圆周方向的长度例如是外壁部31的圆周方向整周上的3/4左右。
在突出部38的顶端面38a切出有内螺纹39。在内壁部30的壁主体33的外周面33a的下侧部分切出有与内螺纹39螺纹配合的外螺纹40。外螺纹40遍及壁主体33的外周面33a的整周地设置。
在组装这样的内壁部30和外壁部31时，如图10所示那样，将内壁部30从外壁部31的开口部37a插入外壁部31的内部，以内壁部30的外螺纹40与外壁部31的内螺纹39螺纹配合的方式使内壁部30相对于外壁部31的突出部38拧入并紧固。由此，如图9所示那样，内壁部30固定于外壁部31的突出部38。
在以上那样的废气净化装置1中，导入流路35沿内壁部30的圆周方向遍及整周地延伸。因此，如图11和图12所示那样，来自废气通路4的废气使导入流路35遍及内壁部30的圆周方向的整周地流动。因此，在导入流路35中流动的废气从内壁部30的圆周方向的整周被导入喷射通路32。
这样根据本实施方式，废气在导入流路35沿内壁部30的圆周方向遍及整周地流动。因此，在废气被从导入流路35导入喷射通路32的靠燃料添加阀7侧的区域时，废气的流动相对于内壁部30圆周方向的偏倚更少，因此，从燃料添加阀7喷射的燃料喷雾F的流动更加不易紊乱。由此，附着于燃料添加阀7的燃料喷雾F更加减少。
另外，在本实施方式中，通过将内壁部30相对于外壁部31的突出部38拧入，从而容易地组装内壁部30和外壁部31。因此，能够实现废气净化装置1的制造工序的简化。
此外，在本实施方式中，在内壁部30的燃料添加阀7侧设置有圆形状的檐部34，但没有特别局限于该形式，也可以没有檐部34。
另外，在本实施方式中，外壁部31与废气管3一体化，但没有特别局限于该形式，内壁部30也可以与废气管3一体化。
另外，在本实施方式中，将内壁部30和外壁部31螺纹固定，但没有特别局限于该形式，只要外壁部31以遍及内壁部30的整周地包围内壁部30的方式配置，则例如内壁部30和外壁部31也可以在多个部位螺丝固定。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。例如，上述实施方式的废气净化装置1具备DPF6，但本发明也能够在例如作为过滤器具备柴油PM、NOx同时减少催化剂(DPNR)等的废气净化装置中应用。
另外，本发明没有特别局限于柴油发动机，也能够在对从汽油发动机排出的废气进行净化的废气净化装置中应用。

Claims (4)

1.一种废气净化装置，对从内燃机排出的废气进行净化，
所述废气净化装置的特征在于，具备：
废气通路，其与所述内燃机连接；
燃料添加阀，其朝向所述废气通路喷射燃料；
圆筒状的内壁部，其形成与所述废气通路连通并且供从所述燃料添加阀喷射的燃料通过的喷射通路；以及
外壁部，其配置于所述内壁部的径向外侧，并与所述内壁部配合而形成将在所述废气通路中流动的所述废气向所述喷射通路的靠所述燃料添加阀侧的区域导入的导入流路，
所述导入流路沿所述内壁部的圆周方向延伸。
2.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
在所述内壁部的所述燃料添加阀侧设置有覆盖所述内壁部的内部的檐部，
所述檐部具有使从所述燃料添加阀喷射的燃料贯通的开口部。
3.根据权利要求1或2所述的废气净化装置，其特征在于，
所述外壁部配置为遍及所述内壁部的整周地包围所述内壁部，
所述导入流路在所述内壁部的圆周方向上遍及整周延伸。
4.根据权利要求3所述的废气净化装置，其特征在于，
在所述外壁部设置有以沿所述外壁部的圆周方向延伸的方式向所述外壁部的径向内侧突出的突出部，
在所述突出部的顶端面切出有内螺纹，
在所述内壁部的外周面切出有与所述内螺纹螺纹配合的外螺纹。
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