DE112013000011B4 - Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist - Google Patents

Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist Download PDF

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Abstract

Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung, die zwischen einer Filtervorrichtung (2), welche Partikel in einem Abgas einfängt, und einer Vorrichtung (4) für eine selektive katalytische Reduktion, welche sich von der Filtervorrichtung (2) stromabwärts befindet, angeordnet ist, wobei die Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung eine wässrige Reduktionsmittellösung dem Abgas hinzufügt und die Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung aufweist: ein Knierohr (31), das an einem Auslassrohr (23) der Filtervorrichtung (2) angebracht ist, wobei das Knierohr (31) eine Strömungsrichtung des Abgases ändert, das aus der Filtervorrichtung (2) strömt; ein gerades Rohr (32), das mit einer stromabwärtigen Seite des Knierohrs (31) verbunden ist, wobei sich das gerade Rohr (32) in einer Richtung erstreckt, die eine axiale Linie (CL2) des Auslassrohrs (23) der Filtervorrichtung (2) schneidet; und eine Einspritzeinrichtung (5), die an dem Knierohr (31) angebracht ist, wobei die Einspritzeinrichtung (5) die wässrige Reduktionsmittellösung in Richtung des geraden Rohrs (32) in das Innere des Knierohrs (31) einspritzt, wobei das Knierohr (31) mit einem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) versehen ist, an dem die Einspritzeinrichtung (5) mittels einer Schraube (7) angebracht ist, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) eine Anbringfläche (6A) zum Anbringen der Einspritzeinrichtung (5) an diesem besitzt, wobei die Anbringfläche (6A) mit einem Ende einer Einspritzdüse (51) der Einspritzeinrichtung (5) im Wesentlichen bündig ist, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) mit einer Ausnehmung (61) versehen ist, an der das Ende der Einspritzdüse (51) freiliegt, wobei sich die Ausnehmung (61) in Richtung des geraden Rohrs (32) vergrößert, eine Wärmeisolierschicht (62), die sich nahe einem Außenumfang der Ausnehmung (61) befindet, im Innern des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils (6) vorgesehen ist, ...

Description

  • Technisches Sachgebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung versehen ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung, die zum Zuführen einer wässrigen Reduktionsmittellösung, wie z. B. einer wässrigen Harnstofflösung, zu einer selektiven katalytischen Reduktion zum Reinigen von Abgas verwendet wird, und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung versehen ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die Stickoxide (NOx), welche im Abgas eines Motors enthalten sind, mittels einer selektiven katalytischen Reduktion (nachstehend abgekürzt als ”SCR” = selective catalytic reduction) reinigt, ist bekannt. Eine wässrige Harnstofflösung, die mittels einer Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, wird der SCR zugeführt. Die Einspritzeinrichtung ist als ein Bauteil einer Mischvorrichtung angebracht, die relativ zur SCR stromaufwärts vorgesehen ist (siehe z. B. Patentschrift 1). Die wässrige Harnstofflösung wird von der Einspritzeinrichtung in das Abgas eingespritzt, das durch die Mischvorrichtung strömt, um die wässrige Harnstofflösung mit dem Abgas in der Mischvorrichtung zu mischen. Folglich wird die wässrige Harnstofflösung durch die Wärme des Abgases thermisch zersetzt, um Ammoniak zu bilden. Das Ammoniak wird als ein Reduktionsmittel bei der SCR verwendet.
  • Einige der Mischvorrichtungen sind mit einem blockförmigen konischen Element zwischen der Einspritzeinrichtung und einem Rohr versehen, an dem die Einspritzeinrichtung angebracht ist, um zu verhindern, dass die Einspritzeinrichtung von der Wärme des Abgases beeinflusst wird. Das konische Element besitzt eine Ausnehmung, die von einer konischen Fläche gebildet ist, und eine Einspritzdüse der Einspritzeinrichtung liegt auf einer Tiefenseite der Ausnehmung frei (siehe z. B. Patentschrift 2).
  • Bei Verwendung eines solchen Blockelements kann zwar der Wärmeeinfluss des Abgases verringert werden, da die Einspritzdüse von einem Abgasrohr entfernt angeordnet ist und die Tiefe der Ausnehmung vergrößert ist, es wird jedoch weniger wahrscheinlich, dass das Abgas in Richtung der Einspritzdüse strömt, so dass Tropfen der wässrigen Harnstofflösung wahrscheinlich in der Ausnehmung verweilen. Wenn die verweilende wässrige Harnstofflösung kristallisiert, um sich zu abzusetzen, wird das Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung aus der Einspritzdüse gestört.
  • Somit wurde vorgeschlagen, ein plattenförmiges Wärmeisoliermaterial anstelle des oben beschriebenen dicken, blockförmigen konischen Elements zu verwenden (siehe z. B. Patentschrift 3). Gemäß der Offenlegung der Patentschrift 3 kann, da die Einspritzdüse der Einspritzeinrichtung im Wesentlichen bündig mit einer Öffnung eines Abgasrohrs vorgesehen sein kann, die wässrige Harnstofflösung, die um die Einspritzdüse herum verweilt, durch die Wärme des Abgases thermisch zersetzt werden, wodurch das Absetzen der wässrigen Harnstofflösung verhindert wird. Ferner kann, da der Teil um die Einspritzdüse herum mit dem Wärmeisoliermaterial abgedeckt ist, der Wärmeeinfluss des Abgases auf die Einspritzeinrichtung ebenfalls verhindert werden.
  • Der Stand der Technik in der EP 2 184 455 A1 (Patentschrift 4) betrifft eine Montagestruktur für eine Einspritzeinrichtung, wobei die Einspritzeinrichtung mittels eines Adapters in eine Abgasleitung eingebaut ist, wobei eine innere Oberfläche des Adapters, die der Strömung des Abgases ausgesetzt werden soll, durch eine wärmebeständige Platte abgeschirmt ist, indem zwischen die Platte und die innere Oberfläche eine Wärmeisolierschicht eingefügt ist, wobei die Einspritzeinrichtung dafür ausgelegt ist, dem Abgasharnstoff Wasser hinzuzufügen, und wobei Teile für die Befestigung des Adapters und der Einspritzeinrichtung aneinander durch die Platte luftdicht abgeschirmt sind.
  • Gemäß dem Stand der Technik in der DE 10 2008 055 190 A1 (Patentschrift 5) ist ein Einspritzventil an einem Abgasdurchgang einer Brennkraftmaschine montiert. Ein Körper definiert in sich einen Additivmitteldurchgang und hat ein vorderes Ende, das ein Düsenloch definiert, das in dem Abgasdurchgang angeordnet ist. Ein Ventilelement ist in dem Körper zur Steuerung einer Verbindung zwischen dem Additivmitteldurchgang und dem Düsenloch, um ein Additivmittel von dem Düsenloch zu dem Abgasdurchgang einzuspritzen, aufgenommen. Ein Plattenbauteil ist gegenüberliegend zu dem vorderen Ende des Körpers angeordnet, wobei das Plattenteil ein Durchgangsloch hat, das das Additivmittel durch sich hindurchfährt, das von dem Düsenloch eingespritzt wird. Das Plattenbauteil hat eine Ablenkfläche, die gestaltet ist, um ein Abgas abzulenken, das von dem Abgasdurchgang zu dem vorderen Ende des Körpers hinströmt.
  • Eine weitere Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist aus der Druckschrift JP 2009-167806 A (Patentschrift 6) bekannt. Die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der Patentschrift 6 weist ein erstes zylindrisches Gehäuse sowie ein zweites zylindrisches Gehäuse auf, wobei das erste und das zweite zylindrische Gehäuse parallel zueinander angeordnet sind. Die eine Stirnseite des ersten zylindrischen Gehäuses und die eine Stirnseite des zweiten zylindrischen Gehäuses sind so angeordnet, dass sie einander entgegengesetzt sind. Die andere Endseite des ersten zylindrischen Gehäuses und die andere Endseite des zweiten zylindrischen Gehäuses sind durch ein Verbindungsrohr verbunden.
  • Weiterhin ist aus dem Dokument EP 2 578 828 A1 (Patentschrift 7) eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem ersten Abgasrohrabschnitt zum Führen des Abgases aus einem Motor sowie einem zweiten Abgasrohrabschnitt, der in einem Seitenabschnitt auf stromabwärtiger Seite einen Öffnungsabschnitt zum Einleiten von Abgas aufweist, bekannt. Dabei ist der zweite Abgasrohrabschnitt an einem Seitenteil mit dem ersten Abgasrohrabschnitt verbunden, sodass der Abgasstrom verwirbelt. Ferner ist auf der stromabwärtigen Seite eine Nachbearbeitungsvorrichtung vorgesehen und eine Reduktionsmittelzuführvorrichtung ist am stromaufwärts gelegenen Ende des zweiten Abgasrohrabschnitts vorgesehen.
  • Der Stand der Technik in der Druckschrift US 2007/0001405 A1 (Patentschrift 8) betrifft eine Einlassdichtung, zum Einsetzen zwischen einem Zylinderkopf und einem Verteiler.
  • Die Druckschrift DE 10 2007 055 874 A1 (Patentschrift 9) betrifft eine Abgasemissionssteuervorrichtung, die mit einer Additivspritzeinrichtung ausgerüstet ist, welche mit einem SCR-(selektive katalytische Reduktion)-System verwendet werden kann, das dazu dient, eine Abgasreinigungsreaktion einzuleiten, die ein Additiv wie zum Beispiel eine wässrige Harnstofflösung verwendet.
  • Liste der Anführungen
  • Patentschriften
  • Übersicht über die Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Gemäß der Offenlegung von Patentschrift 3 kann jedoch ein Ende einer Schraube zum Befestigen der Einspritzeinrichtung an dem Abgasrohr durch das Abgasrohr hindurchtreten, um auf einer Innenseite des Abgasrohrs freizuliegen, wodurch es in direktem Kontakt mit dem Abgas steht. Somit können die Gegenmaßnamen bezüglich der Wärme unzureichend sein, wenn die Wärme des Abgases über die Schraube auf die Einspritzeinrichtung übertragen wird, und die wässrige Harnstofflösung in der Einspritzeinrichtung kann sich verschlechtern, was negative Wirkungen hervorruft.
  • Es ist möglich, ein weiteres Wärmeisoliermaterial vorzusehen, das das Ende der Schraube abdeckt, um die oben genannten Unzulänglichkeiten zu eliminieren. Eine solche Anordnung führt jedoch zu einem Niveauunterschied zwischen dem Wärmeisoliermaterial und der Einspritzdüse, so dass es unwahrscheinlich ist, dass das Abgas in Richtung der Einspritzdüse strömt, und es ist unvorteilhafterweise wahrscheinlich, dass die wässrige Harnstofflösung darin verweilt. Ferner wird eine Struktur zum sicheren Befestigen des Wärmeisoliermaterials, das das Ende der Schraube abdeckt, kompliziert, und der Zusammenbauvorgang kann beeinträchtigt werden.
  • Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung, die in der Lage ist, das Verweilen der wässrigen Harnstofflösung in einer Region um eine Einspritzdüse einer Einspritzeinrichtung herum zu verhindern und eine Wärmeübertragung zu der Einspritzeinrichtung mittels einer einfachen Struktur zuverlässig zu verhindern, und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung versehen ist, zur Verfügung zu stellen.
  • Mittel zum Lösen des Problems/der Probleme
  • Eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist zwischen einer Filtervorrichtung, die Partikel in einem Abgas einfängt, und einer Vorrichtung für eine selektive katalytische Reduktion, die sich relativ zu der Filtervorrichtung stromabwärts befindet, angeordnet, wobei die Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung eine wässrige Reduktionsmittellösung dem Abgas hinzufügt und die Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung aufweist: ein Knierohr, das an einem Auslassrohr der Filtervorrichtung angebracht ist, wobei das Knierohr eine Strömungsrichtung des Abgases ändert, das aus der Filtervorrichtung strömt; ein gerades Rohr, das mit einer stromabwärtigen Seite des Knierohrs verbunden ist, wobei sich das gerade Rohr in einer Richtung erstreckt, die eine axiale Linie des Auslassrohrs der Filtervorrichtung schneidet; und eine Einspritzeinrichtung, die an dem Knierohr angebracht ist, wobei die Einspritzeinrichtung die wässrige Reduktionsmittellösung in Richtung des geraden Rohrs in das Innere des Knierohrs einspritzt, wobei das Knierohr mit einem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil versehen ist, an dem die Einspritzeinrichtung mittels einer Schraube angebracht ist, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil eine Anbringfläche zum Anbringen der Einspritzeinrichtung an diesem besitzt, die Anbringfläche mit einem Ende einer Einspritzdüse der Einspritzeinrichtung im Wesentlichen bündig ist, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil mit einer Ausnehmung versehen ist, an der das Ende der Einspritzdüse freiliegt, wobei sich die Ausnehmung in Richtung des geraden Rohrs vergrößert, eine Wärmeisolierschicht, die sich nahe einem Außenumfang der Ausnehmung befindet, im Innern des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils vorgesehen ist und ein Ende der Schraube von außen durch die Einspritzeinrichtung hindurchtritt, um die Wärmeisolierschicht in dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil zu erreichen.
  • Bei der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach der Erfindung weist das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil eine Basisplatte, auf der die Anbringfläche vorgesehen ist, und eine Unterplatte auf, die auf einer Seite nahe einem Inneren des Knierohrs mit der Basisplatte verbondet ist, und die Wärmeisolierschicht ist in einem geschlossenen Raum vorgesehen, der durch Verbonden der Basisplatte und der Unterplatte gebildet ist.
  • Bei der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach der Erfindung ist eine Einspritzöffnung zum Freilegen des Endes der Einspritzdüse zum Inneren des Knierohrs an dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil vorgesehen, eine Dichtung ist zwischen dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil und der Einspritzeinrichtung angeordnet, wobei die Dichtung aufweist: eine Innenplatte, die mit der Anbringfläche des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils in Kontakt steht und eine Innenöffnung aufweist, die der Einspritzöffnung entspricht; eine Außenplatte, die mit der Einspritzeinrichtung in Kontakt steht und eine Außenöffnung aufweist, die der Einspritzöffnung entspricht; einen ringförmigen Außenumfangs-Tragring, der zwischen Außenumfängen der Innenplatte und der Außenplatte gehalten ist; und einen ringförmigen Innenumfangs-Wärmeisolierring, der von einem Umfang der Innenöffnung der Innenplatte und einem Umfang der Außenöffnung der Außenplatte gehalten ist, und ein dichtungsseitiger Wärmeisolierraum, der mit der Innenplatte, der Außenplatte, dem Außenumfangs-Tragring und dem Innenumfangs-Wärmeisolierring abgedeckt ist, ist im Innern der Dichtung vorgesehen.
  • Bei der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach der Erfindung ist ein ringförmiger Auflageabschnitt, der mit der Dichtung in Kontakt kommt, in einer Position der Einspritzeinrichtung nahe einem Außenumfang der Einspritzeinrichtung und vom Ende der Einspritzdüse beabstandet vorgesehen, ein einspritzdüsenseitiger Wärmeisolierraum, der über die Einspritzöffnung in Richtung eines Inneren des geraden Rohrs offen ist, ist zwischen dem Ende der Einspritzdüse und dem Auflageabschnitt ausgebildet, und der einspritzdüsenseitige Wärmeisolierraum ist mit der Dichtung abgedeckt.
  • Bei der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach einem zweiten Aspekt der Erfindung liegt ein Öffnungsgrad der Ausnehmung vorzugsweise im Bereich von 120 bis 140 Grad.
  • Bei der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist die Wärmeisolierschicht eine Luftschicht.
  • Eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem vierten Aspekt der Erfindung weist auf: eine Filtervorrichtung, die Partikel in einem Abgas einfängt; eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung, die relativ zu der Filtervorrichtung stromabwärts parallel zu der Filtervorrichtung angeordnet ist; und eine Vorrichtung für eine selektive katalytische Reduktion, die relativ zu der Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung stromabwärts angeordnet ist, wobei die Vorrichtung für eine selektive katalytische Reduktion ein Stickoxid im Abgas reduziert und reinigt und die Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung eine nach den oben beschriebenen Aspekten der Erfindung ist.
  • Nach den ersten und vierten Aspekten der Erfindung wird, da die Wärmeisolierschicht nahe dem Außenumfang der Ausnehmung, die die Einspritzdüse der Einspritzeinrichtung umgibt, vorgesehen ist, selbst dann, wenn die Dicke des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils, das die Ausnehmung aufweist, und folglich die Tiefe der Ausnehmung verringert sind, die Wärme des Abgases nicht leicht zu der Einspritzeinrichtung übertragen, wodurch Wärmeisoliereigenschaften erhalten bleiben. Da die Tiefe der Ausnehmung verringert ist, strömt das Abgas leicht zu einem Inneren der Ausnehmung, so dass auf zuverlässige Weise verhindert wird, dass die wässrige Reduktionsmittellösung in dem Teil um die Einspritzdüse herum verweilt. Ferner wird, da das Ende der Schraube zum Anbringen der Einspritzeinrichtung an dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil die Wärmeisolierschicht erreicht, verhindert, dass die Wärme des Abgases über die Schraube zu der Einspritzeinrichtung übertragen wird, wobei gleichzeitig ein ausreichender Schraubbetrag der Schraube mit einer einfachen Struktur sichergestellt wird.
  • Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung kann, da der offene Grad der Ausnehmung auf einen optimalen Bereich eingestellt ist, die Tiefe der Ausnehmung in ausreichendem Maße verringert werden, um das Abgas auf effiziente Weise einzuspritzen, wobei gleichzeitig zufriedenstellende Wärmeisoliereigenschaften sichergestellt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn der offene Grad kleiner ist als 90 Grad, die Ausnehmung zu tief werden kann, um das Abgas in ausreichendem Maße einzuleiten.
  • Nach dem ersten Aspekt der Erfindung kann ein geschlossener Raum leicht dadurch ausgebildet werden, dass die Basisplatte und die Unterplatte miteinander verbondet werden, und die Wärmeisolierschicht kann leicht in dem geschlossenen Raum vorgesehen sein.
  • Nach dem ersten Aspekt der Erfindung verhindert die zwischengeschaltete Dichtung das Austreten des Abgases. Ferner verleiht der dichtungsseitige Wärmeisolierraum, der in der Dichtung vorgesehen ist, der Dichtung selbst ausgezeichnete Wärmeisoliereigenschaften, so dass der Wärmeeinfluss auf die Einspritzeinrichtung weiter verringert werden kann.
  • Nach dem ersten Aspekt der Erfindung wird, da der einspritzdüsenseitige Wärmeisolierraum um die Einspritzdüse herum ausgebildet ist, verhindert, dass die wässrige Reduktionsmittellösung in der Einspritzdüse überhitzt wird, wodurch die Verschlechterung der wässrigen Reduktionsmittellösung verhindert wird.
  • Nach dem dritten Aspekt der Erfindung können, da die Wärmeisolierschicht von einer Luftschicht gebildet ist, hohe Wärmeisoliereigenschaften geboten werden, und die Tiefe der Ausnehmung kann sicher verringert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist ein Querschnitt mit Darstellung einer Mischvorrichtung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
  • 3 ist ein Querschnitt mit Darstellung eines relevanten Teils der Mischvorrichtung in einer vergrößerten Ansicht.
  • 4A ist eine perspektivische Ansicht mit Darstellung einer Dichtung, die in der Mischvorrichtung verwendet wird.
  • 4B ist eine weitere perspektivische Ansicht mit Darstellung der Dichtung, die in der Mischvorrichtung verwendet wird, aus einer anderen Richtung.
  • Beschreibung von Ausführungsform(en)
  • Beispielhafte Ausführungsform(en) der Erfindung wird/werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 nach der ersten beispielhaften Ausführungsform. Es sei darauf hingewiesen, dass sich in der folgenden Beschreibung der Ausdruck ”stromaufwärts” auf eine stromaufwärtige Seite in einer Strömungsrichtung des Abgases bezieht, und sich der Ausdruck ”stromabwärts” auf eine stromabwärtige Seite in der Strömungsrichtung des Abgases bezieht.
  • Wie in 1 gezeigt ist, weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 eine Dieselpartikelfilter-(nachstehend als ”DPF” abgekürzt)Vorrichtung 2, eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung (nachstehend als eine Mischvorrichtung bezeichnet) 3 und eine Vorrichtung 4 für eine selektive katalytische Reduktion (nachstehend als ”SCR” abgekürzt) auf. Diese Vorrichtungen 2 bis 4 sind in dem Abgasrohr vorgesehen, in dem das Abgas von einem (nicht gezeigten) Dieselmotor strömt. Bei einer Baumaschine, wie z. B. einem Hydraulikbagger, Radlader und Bulldozer, ist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 zusammen mit dem Motor in einem Motorraum aufgenommen.
  • Die DPF-Vorrichtung 2 weist ein zylindrisches Gehäuse 21 und ein zylindrisches DPF 22 auf, das in dem Gehäuse 21 aufgenommen ist. Das DPF 22 fängt die Partikel im Abgas ein, das das DPF 22 durchläuft. Ein Oxidationskatalysator kann relativ zu dem DPF 22 stromaufwärts in dem Gehäuse 21 vorgesehen sein. Der Oxidationskatalysator aktiviert oxidativ einen Nacheinspritzungskraftstoff oder einen Dosierkraftstoff (beide sind das Gleiche wie Dieselmotorkraftstoff), der auf seiner stromaufwärtigen Seite zugeführt wird, um die Temperatur des Abgases, das in das DPF 22 eintritt, auf eine Temperatur zu erhöhen, bei der das DPF 22 regenerierbar ist. Das Abgas, das eine hohe Temperatur aufweist, bewirkt eine Selbstverbrennung (Ausbrennen) der vom DPF 22 eingefangenen Partikel, um das DPF 22 zu regenerieren.
  • Die Mischvorrichtung 3 fügt eine wässrige Reduktionsmittellösung in Form einer wässrigen Harnstofflösung dem Abgas zu. Die Mischvorrichtung 3 weist auf: ein stromaufwärtiges Knierohr 31, das mit einem Auslassrohr 23 der DPF-Vorrichtung 2 verbunden ist und als ein Knierohr zum Ändern der Strömungsrichtung des Abgases, das durch die DPF-Vorrichtung 2 strömt, um ungefähr neunzig Grad dient; ein gerades Rohr 32, das mit einem stromabwärtigen Ende des stromaufwärtigen Knierohrs 31 verbunden ist und sich in einer Richtung erstreckt, die eine axiale Linie CL2 (2) des Auslassrohrs 23 der DPF-Vorrichtung 2 schneidet; ein stromabwärtiges Knierohr 33, das mit einem stromabwärtigen Ende des geraden Rohrs 32 verbunden ist zum weiteren Ändern der Strömungsrichtung des Abgases von dem geraden Rohr 32 um ungefähr neunzig Grad; und eine Einspritzeinrichtung 5, die an dem stromaufwärtigen Knierohr 31 angebracht ist und die wässrige Harnstofflösung in Richtung des geraden Rohrs 32 in ein Inneres des stromaufwärtigen Knierohrs 31 einspritzt. Die SCR-Vorrichtung 4 ist mit einem stromabwärtigen Ende des stromabwärtigen Knierohrs 33 verbunden.
  • Die SCR-Vorrichtung 4 weist ein zylindrisches Gehäuse 41 und eine zylindrische SCR 42 auf, die in dem Gehäuse 41 aufgenommen ist. Die SCR 42 reduziert und reinigt Stickoxide im Abgas mit Ammoniak (Reduktionsmittel), das in der Mischvorrichtung 3 erzeugt wird. Ein Ammoniakreduktionskatalysator kann relativ zur SCR 42 stromabwärts in dem Gehäuse 41 vorgesehen sein. Der Ammoniakreduktionskatalysator oxidiert das Ammoniak, das in der SCR 42 nicht genutzt wird, um das Ammoniak unschädlich zu machen, wodurch Emissionen im Abgas weiter verringert werden.
  • Die wässrige Harnstofflösung, die von der Einspritzeinrichtung 5 in das Abgas eingespritzt wird, wird von der Wärme des Abgases thermisch zersetzt, um zu Ammoniak zu werden. Das Ammoniak als ein Reduktionsmittel wird zusammen mit dem Abgas der SCR-Vorrichtung 4 zugeführt.
  • Die oben beschriebene DPF-Vorrichtung 2, die Mischvorrichtung 3 und die SCR-Vorrichtung 4 sind so nebeneinander angeordnet, dass die Strömungsrichtungen des in den Vorrichtungen strömenden Abgases im Wesentlichen parallel verlaufen. Bei dieser Anordnung verlaufen die Richtungen des Abgases, das in der DPF-Vorrichtung 2 und der SCR-Vorrichtung 4 strömt, entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Abgases, das in der Mischvorrichtung 3 strömt. Somit sind diese Vorrichtungen 2 bis 4 in der Draufsicht im Wesentlichen in einer S-Form angeordnet. Entsprechend kann die Größe der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 insgesamt kompakt ausgelegt sein, wodurch ermöglicht wird, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 in einem begrenzten Aufnahmeraum, wie z. B. einem Motorraum, sicher angeordnet (z. B. an einem Motor montiert) werden kann.
  • 2 ist ein Querschnitt der Mischvorrichtung 3. Die Mischvorrichtung 3 wird nachstehend mit Bezug auf 2 beschrieben.
  • In der Mischvorrichtung 3, die in 2 gezeigt ist, ist ein Teil des stromaufwärtigen Knierohrs 31 zum Ändern der Strömungsrichtung des Abgases als ein Richtungsänderungsbereich 31A ausgebildet. Das stromaufwärtige Knierohr 31 weist auf: einen kreisförmigen Einlass 31B, der sich zu dem Auslassrohr 23 (1) der DPF-Vorrichtung 2 hin öffnet und mit diesem verbunden ist; und einen kreisförmigen Auslass 31C, der zu dem geraden Rohr 32 hin geöffnet und mit diesem verbunden ist. Der Richtungsänderungsabschnitt 31A ist zwischen dem kreisförmigen Einlass 31B und dem Auslass 31C ausgebildet. Ein Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 ist an einer Außenseite des Richtungsänderungsabschnitts 31A des stromaufwärtigen Knierohrs 31 vorgesehen. Eine Einspritzeinrichtung 5 ist von einer Außenseite des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 her angebracht. Ein Mischrohr 34 ist von einer Innenseite (d. h. einer inneren Seite des Richtungsänderungsbereichs 31A) des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 her angebracht. Die Einspritzdüse 51 der Einspritzeinrichtung 5 und das Mischrohr 34 sind jeweils auf einer axialen Linie CL1 des geraden Rohrs 32 angeordnet.
  • Das gerade Rohr 32 besitzt eine Doppelröhrenstruktur aus einer Außenröhre 35 und einer Innenröhre 36, die in der Außenröhre 35 angeordnet ist. Sowohl die Außenröhre 35 als auch die Innenröhre 36 sind in Form eines Zylinders ausgebildet. Die Innenröhre 36 ist an einer Vielzahl von Tragausnehmungen 35A, die ungefähr in einer axialen Mitte an der Außenröhre 35 vorgesehen sind, angeschweißt o. ä. und ist über ein ringförmiges Tragelement 35B an ihrem stromabwärtigen Ende an einer Innenwand der Außenröhre 35 angeschweißt o. ä. Ferner steht ein stromaufwärtiges Ende der Innenröhre 36 in das stromaufwärtige Knierohr 31 vor. Das stromaufwärtige Ende der Innenröhre 36 ist so ausgebildet, dass die wässrige Harnstofflösung, die von der Einspritzeinrichtung 5 in einem Einspritzwinkel θ1 (siehe gestrichelte Linien in 2) von ungefähr 25 Grad eingespritzt wird, sicher in das Innere der Innenröhre 36 eintritt. Eine Vielzahl von Öffnungen 36A ist in einer Zone nahe dem stromabwärtigen Ende der Innenröhre 36 vorgesehen.
  • Das Abgas strömt in einen Spalt zwischen der Außenröhre 35 und der Innenröhre 36. Da die Tragausnehmungen 35A diskontinuierlich in Umfangsrichtung vorgesehen sind, strömt das eintretende Abgas durch die Spalte zwischen den Tragausnehmungen 35A zu dem Tragelement 35B. Das ringförmige Tragelement 35B blockiert den Strom des Abgases, so dass das Abgas durch die Öffnungen 36A in die Innenröhre 36 strömt, um sich mit dem Abgas zu vereinigen, das in der Innenröhre 36 strömt, damit es weiter stromabwärts strömt. Anders ausgedrückt wird die Innenröhre 36 auf effiziente Weise vom Abgas erwärmt, das innerhalb und außerhalb der Innenröhre 36 strömt. Somit wird die wässrige Harnstofflösung, die in das Innere der Innenröhre 36 eingespritzt wird, sicher thermisch zersetzt, ohne dass sie Tropfen bildet, selbst wenn sie an einer Innenwand der Innenröhre 36 anhaftet.
  • Ein axiales Ende des Mischrohrs 34 wird von einer Innenwand des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 gehalten, während das andere Ende des Mischrohrs 34 zum geraden Rohr 32 hin offen ist. Das Mischrohr 34 ist in dem stromaufwärtigen Knierohr 31 angeordnet, um die wässrige Harnstofflösung, die von der Einspritzeinrichtung 5 eingespritzt wird, zu umgeben. Das Abgas wird von einer unteren Seite (in der Figur) nahe dem Einlass 31B des stromaufwärtigen Knierohrs 31 in das Mischrohr 34 geblasen. Die Richtung des Abgasstroms von der unteren Seite her wird an dem Richtungsänderungsabschnitt 31A so geändert, dass sie entlang der axialen Linie CL1 verläuft.
  • Das Mischrohr 34 besitzt charakteristische Strukturen einer Vielzahl von kreisförmigen Löchern 34A, die an einem Teil einer Umfangswand von einer im Wesentlichen axialen Mitte zu einem Ende (einem Ende nahe dem geraden Rohr 32) vorgesehen sind, und einer Vielzahl von Ausschnitten 34B, die an der Umfangswand von der im Wesentlichen axialen Mitte zu einem Basisende (einem Ende nahe der Einspritzeinrichtung 5) vorgesehen sind. Das Abgas strömt durch die kreisförmigen Löcher 34A und die Vielzahl von Ausschnitten 34B in das Innere des Mischrohrs 34.
  • Die kreisförmigen Löcher 34A sind in einer axialen Richtung des Mischrohrs 34 im Wesentlichen gleichmäßig vorgesehen, während die kreisförmigen Löcher 34A in zwei Zonen in Umfangsrichtung des Mischrohrs 34 konzentriert sind. Insbesondere wenn das zylindrische Mischrohr 34 am Umfang in Neunzig-Grad-Abständen gevierteilt ist, sind die kreisförmigen Löcher 34A nur in zwei einander radial gegenüberliegenden Zonen vorgesehen, während die kreisförmigen Löcher 34A in den anderen einander gegenüberliegenden Zonen nicht vorgesehen sind. Das Abgas, das durch die kreisförmigen Löcher 34A in das Mischrohr 34 strömt, erzeugt aufgrund der oben beschriebenen Anordnung der kreisförmigen Löcher 34A einen Wirbel in dem Mischrohr 34. Folglich wird die wässrige Harnstofflösung, die in den Wirbel eingespritzt wird, auf effiziente Weise mit dem Abgas in dem Mischrohr 34 gemischt.
  • Die Ausschnitte 34B sind in der Umfangsrichtung des Mischrohrs 34 vorgesehen. Das Abgas, das durch die Ausschnitte 34B in das Mischrohr 34 strömt, wird durch das Vorhandensein der Ausschnitte 34B am Basisende in Richtung der Einspritzdüse 51 geleitet. Ferner beträgt eine axiale Länge L2 jedes der Ausschnitte 34B ungefähr 34% (L2/L1 ≈ 0,34) einer axialen Länge L1 des gesamten Mischrohrs 34. Somit strömt das Abgas, das die Ausschnitte 34B durchläuft, ruhig in Richtung der Einspritzdüse 51, wobei es dicht über einer Fläche einer Innenwand des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 strömt (siehe Pfeil in 3).
  • Das Mischrohr 34 wird durch Stanzen etc. einer flachen Metallplatte zwecks Ausbildung der kreisförmigen Löcher 34A und der rechteckigen Ausschnitte 34B, Biegen der Metallplatte in einer vorgegebenen abgewickelten Ausgestaltung in eine zylindrische Form nach dem Stanzen und Verschweißen des stumpfen Abschnitts der gebogenen Platte erzeugt. Der Durchmesser und die Länge des Mischrohrs 34 sind so ausgelegt, dass die wässrige Harnstofflösung, die von der Einspritzeinrichtung 5 eingespritzt wird, nicht mit dem Mischrohr 34 in Kontakt kommt (siehe θ1 in gestrichelten Linien in 2).
  • Die Details des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 werden nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
  • 3 ist ein Querschnitt mit Darstellung des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 der Mischvorrichtung 3 in einer vergrößerten Ansicht. Wie in 3 gezeigt ist, ist das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 an einer Einspritzeinrichtungs-Anbringöffnung 31D des stromaufwärtigen Knierohrs 31 so angebracht, dass es die Einspritzeinrichtungs-Anbringöffnung 31D verschließt. Das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 weist eine ringförmige Basisplatte 63, die mit einer Anbringfläche 6A versehen ist, und eine ringförmige Unterplatte 64 auf, die auf einer Seite nahe einem Inneren des stromaufwärtigen Knierohrs 31 mit der Basisplatte 63 verbondet ist. Ein Außenumfang der Basisplatte 63 ist an einer Innenfläche der Einspritzeinrichtungs-Anbringöffnung 31D angeschweißt.
  • Die Anbringfläche 6A des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 für die anzubringende Einspritzeinrichtung 5 ist im Wesentlichen bündig mit einem Ende der Einspritzdüse 51. Die Basisplatte 63 des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 ist mit einer Einspritzöffnung 6B zum Freilegen des Endes der Einspritzdüse 51 zum Inneren des stromaufwärtigen Knierohrs 31 hin und einer Ausnehmung 61, die sich von der Einspritzöffnung 6B in Richtung des geraden Rohrs 32 vergrößert, versehen. Die Ausnehmung 61 besitzt eine geneigte Wand 61A in Form eines Trichters, die sich sowohl zu der Basisplatte 63 als auch der Unterplatte 64 erstreckt. Insbesondere sind geneigte Abschnitte 63A und 64A jeweils an der Basisplatte 63 und der Unterplatte 64 vorgesehen. Die geneigten Abschnitte 63A und 64A sind im Wesentlichen durchgehend vorgesehen, um die geneigte Wand 61A zu bilden. Ein offener Grad θ2 der geneigten Wand 61A ist, obwohl nicht besonders begrenzt, bei 90 Grad oder mehr, vorzugsweise 120 bis 140 Grad festgelegt, damit das Abgas leicht in Richtung der Tiefenseite der Ausnehmung 61, d. h. in die Nähe der Einspritzdüse 51, strömen kann.
  • Ein flacher Abschnitt 63B, der rechtwinklig zu der axialen Linie CL1 verläuft, ist an einem Außenumfang des geneigten Abschnitts 63A der Basisplatte 63 vorgesehen. Ein Querschnitt eines am Umfang durchgehenden Abschnitts der Unterplatte 64 ist in Richtung der Basisplatte 63 offen. Die Basisplatte 63 und die Unterplatte 64 sind miteinander verschweißt, um entlang ihrer Innen- und Außenumfänge miteinander verbondet zu sein, um einen ringförmigen geschlossenen Raum 65 in dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 zu bilden. Ein flacher Abschnitt 64B, der sich rechtwinklig zu der axialen Linie CL1 erstreckt, ist an einem Außenumfang des geneigten Abschnitts 64A der Unterplatte 64 vorgesehen. Das Basisende des Mischrohrs 34 ist angeschweißt, um mit dem flachen Abschnitt 64B verbondet zu sein. Der flache Abschnitt 64B ist nicht nur zum Verbonden mit dem Mischrohr 34 vorgesehen, sondern dient auch zum weiteren Vergrößern des geschlossenen Raums 65. Anders ausgedrückt wird das Volumen des geschlossenen Raums 65 verringert, wenn nur der geneigte Abschnitt 64 vorgesehen ist, ohne dass der flache Abschnitt 64B vorgesehen ist.
  • Ferner ist bei dieser beispielhaften Ausführungsform der flache Abschnitt 64B im Wesentlichen durchgehend mit einer Innenfläche des stromaufwärtigen Knierohrs 31 ausgebildet, so dass die gesamte Unterplatte 64 in der Einspritzeinrichtungs-Anbringöffnung 31D aufgenommen ist, ohne in das Innere des stromaufwärtigen Knierohrs 31 vorzustehen. Entsprechend gibt es keinen Niveauunterschied, der groß genug ist, um den Abgasstrom zwischen der Innenfläche des stromaufwärtigen Knierohrs 31 und dem flachen Abschnitt 64B zu behindern, so dass das Abgas ruhig durch die Ausnehmung 61 in Richtung der Einspritzdüse 51 strömt.
  • Eine Wärmeisolierschicht 62, die sich nahe einem Außenumfang der Ausnehmung 61 befindet, ist im Innern des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 vorgesehen. Die Wärmeisolierschicht 62 ist in dem geschlossenen Raum 65 vorgesehen. Die Wärmeisolierschicht 62 ist bei dieser beispielhaften Ausführungsform von einer Luftschicht gebildet, wenn die Luft in dem geschlossenen Raum 65 als ein Wärmeisoliermaterial dient. Aufgrund des Vorhandenseins der Wärmeisolierschicht 62 wird selbst dann, wenn die Unterplatte 64, die dem Abgas ausgesetzt ist, erwärmt wird, die Wärme nicht leicht zu der Basisplatte 63 übertragen. Folglich kann eine Wärmeübertragung in Richtung der Einspritzeinrichtung 5 verhindert werden. Anders ausgedrückt können, da die Wärmeisolierschicht 62 die Wärmeübertragung verhindert, eine Dicke T1 des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 und folglich die Tiefe der Ausnehmung 61 verringert werden. Entsprechend strömt das Abgas leichter durch die Ausnehmung 61 in Richtung der Einspritzdüse 51, wobei die Wärmeübertragung verhindert wird, wodurch die thermische Zersetzung der wässrigen Harnstofflösung um die Einspritzdüse 51 herum verstärkt wird.
  • Die Basisplatte 63 ist mit einem Schraubloch 63C versehen, das durch Vorder- und Rückseiten der Basisplatte 63 verläuft. Die Einspritzeinrichtung 5 ist mit einer Schraube 7, die von außen in das Schraubloch 63C eingeschraubt ist, starr an der Anbringfläche 6A angebracht. Es sei darauf hingewiesen, dass in 3 zwar eine einzelne Schraube 7 gezeigt ist, die Einspritzeinrichtung 5 bei dieser beispielhaften Ausführungsform jedoch mit drei Schrauben 7 starr angebracht ist. Ein Ende der Schraube 7 erreicht den geschlossenen Raum 65, um dort freizuliegen, tritt jedoch nicht in das Innere des stromaufwärtigen Knierohrs 31 ein. Entsprechend kann auch eine Wärmeübertragung zu der Schraube 7 verhindert werden, wodurch zuverlässig verhindert wird, dass die Einspritzeinrichtung 5 von der durch die Schraube 7 übertragenen Wärme erwärmt wird.
  • Ferner ist zum Verhindern, dass das Abgas durch einen Teil um die Einspritzdüse 51 herum nach außen tritt, bei dieser beispielhaften Ausführungsform eine im Wesentlichen sechseckige Dichtung 8 zwischen dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 und der Einspritzeinrichtung 5 angeordnet.
  • Wie in 3, 4A und 4B gezeigt ist, weist die Dichtung 8 auf: eine Innenplatte 81, die derart ausgebildet ist, dass sie mit der Anbringfläche 6A des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 in Kontakt steht, und eine Innenöffnung 81A besitzt, welche der Einspritzöffnung 6B entspricht; eine Außenplatte 82, die derart ausgebildet ist, dass sie mit der Einspritzeinrichtung 5 in Kontakt steht, und eine Außenöffnung 82A besitzt, welche der Einspritzöffnung 6B entspricht; einen ringförmigen Außenumfangs-Tragring 83, der zwischen Außenumfängen der Innenplatte 81 und der Außenplatte 82 gehalten ist; und einen ringförmigen Innenumfangs-Wärmeisolierring 84, der von einem Umfang der Innenöffnung 81A der Innenplatte 81 und einem Umfang der Außenöffnung 82A der Außenplatte 82 gehalten ist.
  • Die Dichtung 8 ist mit einem Durchgangsloch 8A versehen, durch das die Schraube 7 hindurchtritt. Das Durchgangsloch 8A verläuft durch die Innen- und Außenplatten 81 und 82 und den Außenumfangs-Tragring 83. Jede der Platten 81 und 82 und der Außenumfangs-Tragring 83 sind aus Metall gefertigt, wodurch sie derart ausgebildet sind, dass sie zuverlässig eine axiale Spannung aufnehmen, die aufgebracht wird, wenn die Schraube 7 angezogen wird. Andererseits ist der Innenumfangs-Wärmeisolierring 84 aus einem Wärmeisoliermaterial gebildet.
  • Die Dichtung 8 ist mit einem dichtungsseitigen Wärmeisolierraum 85 ausgebildet, der von jeder der Platten 81 und 82 und jedem der Ringe 83 und 84 umgeben ist und als eine Wärmeisolierschicht dient. Entsprechend dient die Dichtung 8 selbst zum Verhindern der Wärmeübertragung, so dass auch verhindert wird, dass die Wärme vom Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 zu der Einspritzeinrichtung 5 übertragen wird.
  • Ferner steht ein ringförmiger Auflageabschnitt 52, der an der Einspritzeinrichtung 5 vorgesehen ist, bei dieser beispielhaften Ausführungsform mit der Dichtung 8 in Kontakt. Der Auflageabschnitt 52 befindet sich nahe einem Außenumfang der Einspritzeinrichtung 5 und beabstandet vom Ende der Einspritzdüse 51. Somit ist ein einspritzdüsenseitiger Wärmeisolierraum 53, der zum stromaufwärtigen Knierohr 31 hin offen ist, zwischen der Einspritzdüse 51 und dem Auflageabschnitt 52 ausgebildet. Der einspritzdüsenseitige Wärmeisolierraum 53 ist mit einem Verschlussstück 81B abgedeckt, das einen Teil um die Innenöffnung 81A der Innenplatte 81 der Dichtung 8 herum bildet. Da sich ein Innenumfang des Verschlussstücks 81B zum Außenumfang des Endes der Einspritzdüse 51 erstreckt, ist der einspritzdüsenseitige Wärmeisolierraum 53, der einen Spalt zwischen der Einspritzöffnung 6B und dem Außenumfang des Endes der Einspritzdüse 51 aufweist, sicher abgedeckt. Das Verschlussstück 81B ist eine Komponente, die eine Tiefenwand der Ausnehmung 61 bildet. Entsprechend wird bei dieser beispielhaften Ausführungsform, bei der das Abgas leicht in Richtung der Tiefenwand strömt, das Verschlussstück 81B auf eine hohe Temperatur erwärmt. Entsprechend verhindert der nahe der Einspritzeinrichtung 5 vorgesehene einspritzdüsenseitige Wärmeisolierraum 53 des Verschlussstücks 81B, dass die Wärme vom Verschlussstück 81B leicht zu der Einspritzeinrichtung 5 übertragen wird.
  • Bei dieser oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform kann, da die Wärmeisolierschicht 62 um die Ausnehmung 61 herum vorgesehen ist, so dass die Wärme des Abgases nicht leicht zu der Einspritzeinrichtung 5 übertragen wird, die Wärmeisolierleistung der Einspritzeinrichtung 5 erhöht werden. Ferner können, da die Wärmeisolierschicht 62 vorgesehen ist, die Dicke des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils 6 und folglich die Tiefe der Ausnehmung 61 verringert werden. Somit kann das Abgas, das durch die Ausschnitte 34B des Mischrohrs 34 eintritt, leicht in Richtung des Inneren der Ausnehmung 61 eingeleitet werden, wie in 3 von einem fett gedruckten Pfeil dargestellt ist, wodurch das Verweilen der wässrigen Harnstofflösung verhindert werden kann. Ferner wird, da das Ende der Schraube 7 zum Anbringen der Einspritzeinrichtung 5 die Wärmeisolierschicht 62 in dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 erreicht und dort freiliegt, verhindert, dass die Wärme des Abgases über die Schraube 7 zu der Einspritzeinrichtung 5 übertragen wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, sondern Modifikationen und Verbesserungen umfasst, solange die Modifikationen und Verbesserungen mit der Erfindung kompatibel sind.
  • Beispielsweise ist zwar bei der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform die Wärmeisolierschicht 62 von einer Luftschicht gebildet, eine solche Anordnung ist jedoch nicht die Einzige. Insbesondere kann jedes geeignete Material, das sowohl Wärmebeständigkeits- als auch Wärmeisoliereigenschaften aufweist, in den geschlossenen Raum 65 gefüllt werden, um die Wärmeisolierschicht zu bilden.
  • Obwohl bei der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform die Dichtung 8 zwischen dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil 6 und der Einspritzeinrichtung 5 angeordnet ist, ist die Dichtung 8 eine wahlweise vorgesehene Komponente und kann erforderlichenfalls vorgesehen sein, und eine Anordnung, bei der die Dichtung 8 wegfällt, fällt noch in den Umfang der Erfindung. Ferner können selbst dann, wenn eine Dichtung verwendet wird, die Struktur, das Material und dergleichen der Dichtung wie gewünscht festgelegt werden und sind nicht auf die oben bei der beispielhaften Ausführungsform beschriebenen beschränkt.
  • Obwohl wässrige Harnstofflösung als die wässrige Reduktionsmittellösung verwendet wird, kann bei einer Modifikation der Erfindung das andere Fluid als die wässrige Reduktionsmittellösung verwendet werden.
  • Industrielle Anwendung
  • Die Erfindung ist auf geeignete Weise auf eine Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung anwendbar, die in einer Baumaschine eingebaut sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Abgasnachbehandlungsvorrichtung
    2
    Filtervorrichtung in Form einer DPF-Vorrichtung
    3
    Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung
    4
    Vorrichtung für eine selektive katalytische Reduktion (SCR)
    5
    Einspritzeinrichtung
    6
    Einspritzeinrichtungs-Anbringteil
    6A
    Anbringfläche
    6B
    Einspritzöffnung
    8
    Dichtung
    23
    Auslassrohr
    31
    Stromaufwärtiges Knierohr (Knierohr)
    32
    Gerades Rohr
    51
    Einspritzdüse
    52
    Auflageabschnitt
    53
    Einspritzdüsenseitiger Wärmeisolierraum
    61
    Ausnehmung
    62
    Wärmeisolierschicht
    63
    Basisplatte
    64
    Unterplatte
    65
    Geschlossener Raum
    81
    Innenplatte
    81A
    Innenöffnung
    81B
    Verschlussstück
    82
    Außenplatte
    82A
    Außenöffnung
    83
    Außenumfangs-Tragring
    84
    Innenumfangs-Wärmeisolierring
    85
    Dichtungsseitiger Wärmeisolierraum
    θ2
    Offener Grad

Claims (4)

  1. Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung, die zwischen einer Filtervorrichtung (2), welche Partikel in einem Abgas einfängt, und einer Vorrichtung (4) für eine selektive katalytische Reduktion, welche sich von der Filtervorrichtung (2) stromabwärts befindet, angeordnet ist, wobei die Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung eine wässrige Reduktionsmittellösung dem Abgas hinzufügt und die Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung aufweist: ein Knierohr (31), das an einem Auslassrohr (23) der Filtervorrichtung (2) angebracht ist, wobei das Knierohr (31) eine Strömungsrichtung des Abgases ändert, das aus der Filtervorrichtung (2) strömt; ein gerades Rohr (32), das mit einer stromabwärtigen Seite des Knierohrs (31) verbunden ist, wobei sich das gerade Rohr (32) in einer Richtung erstreckt, die eine axiale Linie (CL2) des Auslassrohrs (23) der Filtervorrichtung (2) schneidet; und eine Einspritzeinrichtung (5), die an dem Knierohr (31) angebracht ist, wobei die Einspritzeinrichtung (5) die wässrige Reduktionsmittellösung in Richtung des geraden Rohrs (32) in das Innere des Knierohrs (31) einspritzt, wobei das Knierohr (31) mit einem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) versehen ist, an dem die Einspritzeinrichtung (5) mittels einer Schraube (7) angebracht ist, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) eine Anbringfläche (6A) zum Anbringen der Einspritzeinrichtung (5) an diesem besitzt, wobei die Anbringfläche (6A) mit einem Ende einer Einspritzdüse (51) der Einspritzeinrichtung (5) im Wesentlichen bündig ist, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) mit einer Ausnehmung (61) versehen ist, an der das Ende der Einspritzdüse (51) freiliegt, wobei sich die Ausnehmung (61) in Richtung des geraden Rohrs (32) vergrößert, eine Wärmeisolierschicht (62), die sich nahe einem Außenumfang der Ausnehmung (61) befindet, im Innern des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils (6) vorgesehen ist, ein Ende der Schraube (7) von außen durch die Einspritzeinrichtung (5) hindurchtritt, um die Wärmeisolierschicht (62) in dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) zu erreichen, das Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) eine Basisplatte (63), auf der die Anbringfläche (6A) vorgesehen ist, und eine Unterplatte (64) aufweist, die auf einer Seite nahe einem Inneren des Knierohrs (31) mit der Basisplatte (63) verbondet ist, die Wärmeisolierschicht (62) in einem geschlossenen Raum vorgesehen ist, der durch Verbonden der Basisplatte (63) und der Unterplatte (64) gebildet ist eine Einspritzöffnung (6B) zum Freilegen des Endes der Einspritzdüse (51) zum Inneren des Knierohrs (31) an dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) vorgesehen ist, eine Dichtung (8) zwischen dem Einspritzeinrichtungs-Anbringteil (6) und der Einspritzeinrichtung (5) angeordnet ist, die Dichtung (8) aufweist: eine Innenplatte (81), die mit der Anbringfläche (6A) des Einspritzeinrichtungs-Anbringteils (6) in Kontakt steht und eine Innenöffnung (81A) aufweist, welche der Einspritzöffnung (6B) entspricht; eine Außenplatte (82), die mit der Einspritzeinrichtung (5) in Kontakt steht und eine Außenöffnung (82A) aufweist, welche der Einspritzöffnung (6B) entspricht; einen ringförmigen Außenumfangs-Tragring (83), der zwischen Außenumfängen der Innenplatte (81) und der Außenplatte (82) gehalten ist; und einen ringförmigen Innenumfangs-Wärmeisolierring (84), der von einem Umfang der Innenöffnung (81A) der Innenplatte (81) und einem Umfang der Außenöffnung (82A) der Außenplatte (82) gehalten ist, ein dichtungsseitiger Wärmeisolierraum (85), der mit der Innenplatte (81), der Außenplatte (82), dem Außenumfangs-Tragring (83) und dem Innenumfangs-Wärmeisolierring (84) abgedeckt ist, im Innern der Dichtung (8) vorgesehen ist ein ringförmiger Auflageabschnitt (52), der mit der Dichtung (8) in Kontakt kommt, in einer Position der Einspritzeinrichtung (5) nahe einem Außenumfang der Einspritzeinrichtung (5) und vom Ende der Einspritzdüse (51) beabstandet vorgesehen ist, ein einspritzdüsenseitiger Wärmeisolierraum (53), der über die Einspritzöffnung (6B) in Richtung eines Inneren des geraden Rohrs (32) offen ist, zwischen dem Ende der Einspritzdüse (51) und dem Auflageabschnitt (52) ausgebildet ist, und der einspritzdüsenseitige Wärmeisolierraum (53) mit der Dichtung (8) abgedeckt ist.
  2. Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach Anspruch 1, wobei ein Öffnungsgrad der Ausnehmung (61) im Bereich von 120 bis 140 Grad liegt.
  3. Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Wärmeisolierschicht (62) eine Luftschicht ist.
  4. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1), die umfasst: eine Filtervorrichtung (2), die Partikel in einem Abgas einfängt; eine Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung von der Filtervorrichtung (2) stromabwärts parallel zu der Filtervorrichtung (2) angeordnet ist; und eine Vorrichtung (4) für eine selektive katalytische Reduktion, die von der Mischvorrichtung (3) für eine wässrige Reduktionsmittellösung stromabwärts angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (4) für eine selektive katalytische Reduktion ein Stickoxid im Abgas reduziert und reinigt.
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