WO2013191134A1 - 尿素水噴射ノズル - Google Patents

尿素水噴射ノズル Download PDF

Info

Publication number
WO2013191134A1
WO2013191134A1 PCT/JP2013/066599 JP2013066599W WO2013191134A1 WO 2013191134 A1 WO2013191134 A1 WO 2013191134A1 JP 2013066599 W JP2013066599 W JP 2013066599W WO 2013191134 A1 WO2013191134 A1 WO 2013191134A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
urea water
injection nozzle
flow path
water injection
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/066599
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
井上　剛
良二 村嶋
Original Assignee
ヤンマー株式会社
一般社団法人日本舶用工業会
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤンマー株式会社, 一般社団法人日本舶用工業会 filed Critical ヤンマー株式会社
Priority to KR1020157001687A priority Critical patent/KR101694816B1/ko
Priority to EP13807758.1A priority patent/EP2878780B1/en
Priority to US14/409,266 priority patent/US9279355B2/en
Priority to CN201380032554.3A priority patent/CN104583548B/zh
Priority to DK13807758.1T priority patent/DK2878780T3/en
Publication of WO2013191134A1 publication Critical patent/WO2013191134A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/26—Apparatus in which liquids or other fluent materials from different sources are brought together before entering the discharge device
    • B05B7/262—Apparatus in which liquids or other fluent materials from different sources are brought together before entering the discharge device a liquid and a gas being brought together before entering the discharge device
    • B05B7/267—Apparatus in which liquids or other fluent materials from different sources are brought together before entering the discharge device a liquid and a gas being brought together before entering the discharge device the liquid and the gas being both under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2896—Liquid catalyst carrier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/08—Adding substances to exhaust gases with prior mixing of the substances with a gas, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a urea water injection nozzle.
  • the present invention relates to a urea water injection nozzle in an exhaust purification device for a ship.
  • a selective reduction type NOx catalyst (SCR catalyst) is disposed inside the exhaust pipe, and ammonia is used as a reducing agent.
  • SCR catalyst selective reduction type NOx catalyst
  • An exhaust emission control device that reduces NOx to nitrogen and water is known. For example, as in Patent Document 1.
  • the exhaust emission control device described in Patent Document 1 supplies urea water into exhaust gas from a urea water injection nozzle arranged inside an exhaust pipe, and generates NOx from urea water by the heat of exhaust gas, thereby generating NOx. It is reduced to nitrogen and water.
  • urea is precipitated and grows due to evaporation of urea water remaining on the surface of the urea water injection nozzle by the heat of the exhaust, and the exhaust pipe is blocked.
  • a compressed gas for atomizing a chemical solution is discharged to the tip of the nozzle and mixed with the coating solution to apply to the nozzle tip.
  • Nozzles are known that prevent the liquid from adhering to clumps. For example, as in Patent Document 2.
  • Patent Document 2 prevents the coating liquid from adhering to the tip of the nozzle. For this reason, when injecting urea water upward like the urea water injection nozzle in the exhaust gas purification apparatus for ships, since urea water adheres to the whole nozzle, the technique disclosed in Patent Document 1 is applied. However, it is disadvantageous in that precipitation and growth of urea cannot be effectively prevented.
  • This invention is made in view of the subject which concerns, and provides the urea water injection nozzle which suppresses that urea precipitates on the surface of a urea water injection nozzle and grows.
  • the present invention is a urea water injection nozzle that includes a urea water flow channel and a gas flow channel, in which urea water and gas are mixed and injected from an injection port, along the outer surface of the urea water injection nozzle.
  • the side discharge port is configured such that gas is discharged in the same direction as the urea water injection direction, and the side discharge port and the gas flow path are communicated by a branch flow path.
  • the outer side surface is formed such that the distance from the flow path between the gas and the urea water becomes shorter as it approaches the injection port within a predetermined range from the injection port.
  • the side surface discharge port is constituted by a slit configured to surround the urea water injection nozzle along the outer side surface.
  • a space in which gas stays is further formed so as to surround the urea water injection nozzle, and the branch passage and the side surface discharge port communicate with the space in which the gas stays.
  • urea water adhering to the outer surface of the urea water injection nozzle can be blown using the urea water injection gas. Thereby, it can suppress that urea precipitates and grows on the surface of a urea water injection nozzle.
  • urea water adhering to the outer surface between the side surface discharge port and the injection port of the urea water injection nozzle can be blown off. Thereby, it can suppress that urea precipitates and grows on the surface of a urea water injection nozzle.
  • urea water adhering to all outer surfaces of the urea water injection nozzle can be skipped. Thereby, it can suppress that urea precipitates and grows on the surface of a urea water injection nozzle.
  • the pressure of the gas discharged from the side discharge port becomes uniform, and the urea water adhering to all the side surfaces of the urea water injection nozzle can be evenly blown. Thereby, it can suppress that urea precipitates and grows on the surface of a urea water injection nozzle.
  • the partial cross section figure which shows the urea water injection nozzle of the exhaust gas purification device which relates to one execution form of this invention.
  • the A arrow directional view of the urea water injection nozzle in FIG. The A arrow directional view of another embodiment of the urea water injection nozzle in FIG. (A)
  • the urea water injection nozzle in Fig.5 (a) B arrow view.
  • upstream side indicates the upstream side in the fluid flow direction
  • downstream side indicates the downstream side in the fluid flow direction
  • the exhaust purification device 100 purifies exhaust exhausted from the engine 20.
  • the exhaust purification device 100 is provided in the exhaust pipe 21 of the engine 20.
  • the exhaust purification device 100 includes a urea water injection nozzle 1, a pressurized air supply pump (compressor) 6, a pressurized air valve 8, a urea water supply pump 9, a switching valve 11, a NOx detection unit 12, a control unit 13, and a first supply.
  • the flow path 14, the second supply flow path 15, the NOx catalyst 18 and the like are provided.
  • the urea water injection nozzle 1 supplies urea water into the exhaust pipe 21.
  • the urea water injection nozzle 1 is composed of a tubular member, and is provided so that one side (downstream side) thereof is inserted from the outside to the inside of the exhaust pipe 21.
  • the urea water injection nozzle 1 includes a double pipe 2, a liquid nozzle 3, an air nozzle 4, a nut 5, and the like (see FIG. 2).
  • the pressurized air supply pump (compressor) 6 supplies pressurized air to the air tank 7.
  • the pressurized air supply pump 6 supplies air after being pressurized (compressed).
  • the pressurized air supply pump 6 supplies air to the air tank 7 when the pressure of the air tank 7 falls below a predetermined pressure, and stops when the pressure of the air tank 7 reaches the predetermined pressure.
  • the pressurized air supply pump 6 is not particularly limited in the present embodiment, and may be any pump that can maintain the pressure of the air tank 7.
  • the pressurized air valve 8 communicates or blocks the flow path of the pressurized air.
  • the pressurized air valve 8 is provided in the second supply flow path 15.
  • the pressurized air valve 8 is configured by an electromagnetic valve, and a solenoid is connected to the control unit 13.
  • the pressurized air valve 8 can be switched to the position V and the position W by sliding the spool.
  • the second supply flow path 15 is blocked. Therefore, pressurized air is not supplied to the urea water injection nozzle 1.
  • the pressurized air valve 8 is in the position W, the second supply flow path 15 is communicated. Therefore, pressurized air is supplied to the urea water injection nozzle 1.
  • the pressurized air valve 8 is configured by an electromagnetic valve, but is not particularly limited, and may be configured to be held at the position V or the position W by a drive motor or the like.
  • the urea water supply pump 9 supplies urea water.
  • the urea water supply pump 9 is provided in the first supply flow path 14.
  • the urea water supply pump 9 supplies urea water in the urea water tank 10 to the urea water injection nozzle 1 through the first supply flow path 14 at a predetermined flow rate.
  • the urea water supply pump 9 is not particularly limited in the present embodiment, and any urea water supply pump 9 may be used as long as it can supply urea water at a predetermined flow rate.
  • Switch valve 11 switches the urea water flow path.
  • the switching valve 11 is provided on the downstream side of the urea water supply pump 9 in the first supply flow path 14. Further, a drain pot 16 is connected to the switching valve 11 via a flow path 15a.
  • the switching valve 11 is composed of an electromagnetic valve, and a solenoid is connected to the control unit 13. The switching valve 11 can be switched to position X and position Y by sliding the spool.
  • the switching valve 11 When the switching valve 11 is in the position X, the first supply flow path 14 is shut off, and the urea water injection nozzle 1 and the drain pot 16 are communicated. Therefore, urea water is not supplied to the urea water injection nozzle 1, and the urea water supply water in the first supply flow path 14 and the urea water injection nozzle 1 on the downstream side of the switching valve 11 is discharged to the drain pot 16.
  • the switching valve 11 is in the position Y, the first supply flow path 14 is communicated. Therefore, urea water is supplied to the urea water injection nozzle 1.
  • the NOx detection unit 12 detects the NOx emission amount contained in the exhaust of the engine 20.
  • the NOx detection unit 12 is composed of a NOx sensor or the like, and is disposed in the middle of the exhaust pipe 21 and upstream of the NOx catalyst 18. Note that the positions where the NOx sensors are arranged and the number of NOx sensors are not particularly limited in the present embodiment, and any configuration capable of appropriately detecting the NOx emission amount may be used.
  • the control unit 13 controls the urea water supply pump 9, the switching valve 11, the pressurized air valve 8, and the like.
  • the control unit 13 stores various programs and data for controlling the urea water supply pump 9, the switching valve 11, the pressurized air valve 8, and the like.
  • the control unit 13 may be configured such that a CPU, ROM, RAM, HDD, or the like is connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like. Further, the control unit 13 can be configured integrally with the ECU 22 that controls the engine 20.
  • the control unit 13 is connected to the ECU 22, the pressurized air valve 8, the urea water supply pump 9, and the switching valve 11, respectively.
  • the control unit 13 can acquire various types of information related to the engine 20 from the ECU 22.
  • the control unit 13 is connected to the NOx detection unit 12 and can acquire the NOx emission amount detected by the NOx detection unit 12. Further, the control unit 13 can control the pressurized air valve 8, the urea water supply pump 9, and the switching valve 11, respectively.
  • the NOx catalyst 18 promotes the NOx reduction reaction.
  • the NOx catalyst 18 is disposed inside the exhaust pipe 21 and downstream of the urea water injection nozzle 1.
  • the NOx catalyst 18 is formed in a honeycomb shape, and promotes a reaction of reducing NOx contained in exhaust gas into nitrogen and water by ammonia generated by heat and hydrolysis of urea water.
  • the method of the urea water injection nozzle 1 is not limited to the present embodiment, and may be an external mixing type urea injection nozzle.
  • the urea water injection nozzle 1 includes a double pipe 2, a liquid nozzle 3, an air nozzle 4, and a nut 5.
  • the double pipe 2 is a main component of the urea water injection nozzle 1 and constitutes a urea water flow path and a pressurized air flow path.
  • the double pipe 2 is arranged so that one side is located inside the exhaust pipe 21 and the other side (upstream side) is located outside the exhaust pipe 21.
  • the downstream end of the double pipe 2 is arranged upstream of the NOx catalyst 18 arranged inside the exhaust pipe 21.
  • the double pipe 2 includes an outer pipe 2b and an inner pipe 2a disposed inside the outer pipe 2b.
  • the inner pipe 2a includes a urea water flow path 2c that is a flow path of urea water.
  • a gas channel 2d that is a channel for pressurized air is formed in the gap between the inner tube 2a and the outer tube 2b.
  • a connecting portion (not shown) that can be connected to the exhaust pipe 21 in a watertight manner is formed in the middle part of the outside of the outer pipe 2b.
  • a female screw portion 2e and a male screw portion 2f are formed at the downstream end portion of the inner tube 2a and the downstream end portion of the outer tube 2b.
  • a urea water supply port 2g that communicates with the urea water flow path 2c and a gas supply port 2h that communicates with the gas flow path 2d are configured.
  • the liquid nozzle 3 is injected with urea water.
  • the liquid nozzle 3 is formed from a substantially cylindrical member and is disposed on the downstream side of the double pipe 2.
  • One side (downstream side) end of the liquid nozzle 3 is formed in a substantially conical shape with the axial center as a center.
  • a substantially cylindrical convex portion 3a is formed in the central portion of the end portion so as to protrude in the axial direction.
  • a male screw portion 3b is formed at the other end (upstream side) end of the liquid nozzle 3 so as to protrude in the axial direction.
  • the urea water flow path 3c is formed in the axial center part of the liquid nozzle 3 so that the whole liquid nozzle 3 may be penetrated to the axial direction from the external thread part 3b to the convex part 3a.
  • the urea water channel 3c is reduced in diameter toward the downstream side in the middle, and the inner diameter of the downstream end of the urea water channel 3c is formed to be smaller than the inner diameter of the upstream end of the urea water channel 3c.
  • the male screw portion 3 b is screwed into the female screw portion 2 e of the double pipe 2.
  • the double pipe 2 and the liquid nozzle 3 are connected, and the urea water flow path 3c and the urea water flow path 2c of the double pipe 2 are communicated.
  • urea water can be supplied to the urea water flow channel 3c from the urea water flow channel 2c of the double pipe 2.
  • the atomized urea water is injected into the air nozzle 4.
  • the air nozzle 4 is formed from a substantially cylindrical member.
  • the air nozzle 4 is arranged on the downstream side of the liquid nozzle 3 so that the other side (upstream side) end abuts on the downstream side end of the double pipe 2.
  • a hole having a substantially conical diameter-reducing portion whose diameter is reduced toward one side (downstream side) in the middle portion passes through the axial center portion of the air nozzle 4 from the upstream end toward the downstream end. Formed as follows.
  • the upstream end of the hole is formed to have an inner diameter to the extent that a compressed air can pass even if the downstream end of the liquid nozzle 3 is inserted.
  • a urea water mixing channel 4c is formed at the axial center of the reduced diameter side end of the reduced diameter portion.
  • An injection port 4e that is an opening of the mixing channel 4c is formed at the downstream end of the air nozzle 4.
  • a collar portion 4 a is formed on the side surface of the upstream end portion of the air nozzle 4.
  • the side surface on the downstream side of the air nozzle 4 is formed in a cannonball shape with the injection port 4e as a vertex. That is, the side surface on the downstream side of the air nozzle 4 is formed with a curved surface 4b whose distance from the mixing channel 4c becomes shorter as it approaches the injection port 4e within a predetermined range from the injection port 4e.
  • the side surface on the downstream side of the air nozzle 4 has a bullet shape, but the present invention is not limited to this, and may be a cone shape or a truncated cone shape.
  • the air nozzle 4 is connected to the double pipe 2 by a nut 5.
  • the downstream end of the liquid nozzle 3 is inserted into the hole on the upstream side of the air nozzle 4.
  • a gap is formed between the hole of the air nozzle 4 and the liquid nozzle 3.
  • the gap is configured to communicate with the gas flow path 2d of the double pipe 2 and the mixing flow path 4c as the gas flow path 4d.
  • urea water is supplied from the urea water flow path 3c of the liquid nozzle 3 to the mixing flow path 4c, and pressurized air is supplied from the gas flow path 4d. That is, the air nozzle 4 is configured to be capable of injecting urea water from the injection port 4e by being screwed into the double pipe 2.
  • one or more branch flow paths 4f are formed so as to communicate with the holes of the air nozzle 4 from the side surface. That is, the branch flow path 4f is formed so as to communicate with the gas flow path 4d from the side surface of the air nozzle 4.
  • the branch flow path 4f is formed so as to communicate with the gas flow path 4d from the side surface of the air nozzle 4.
  • the nut 5 fastens the double pipe 2 and the air nozzle 4.
  • a stepped portion 5 a that is engaged with the flange portion 4 a of the air nozzle 4 is formed on the inner diameter of the nut 5.
  • a female screw portion 5b that is screwed into the male screw portion 2f of the double pipe 2 is formed.
  • the downstream side of the stepped portion 5a is formed with an inner diameter that allows the air nozzle 4 to be inserted without a gap.
  • a diameter-expanded portion is formed in a portion on the downstream side of the stepped portion 5a and facing the branch flow path 4f of the air nozzle 4.
  • the downstream side of the enlarged diameter portion is formed with an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the air nozzle 4.
  • the nut 5 is fixed by screwing the female screw portion 5b to the male screw portion 2f of the double pipe 2 so that the stepped portion 5a is engaged with the flange portion 4a of the air nozzle 4.
  • the upstream end of the air nozzle 4 is closely fixed to the downstream end of the double pipe 2.
  • a space 5 c in which gas stays is constituted by the enlarged diameter portion of the nut 5 and the side surface of the air nozzle 4.
  • the space 5 c is configured to be able to supply pressurized air via the branch flow path 4 f of the air nozzle 4.
  • a slit 5d is formed between the nut 5 and the air nozzle 4 on the downstream side of the space 5c. That is, the slit 5 d is configured along the side surface so as to surround the air nozzle 4. Further, the slit 5d communicates with the space 5c. That is, the pressurized air supplied to the space 5c can be discharged from the slit 5d along the side surface of the air nozzle 4 toward the downstream side of the space 5c, which is the same direction as the urea water injection direction. Composed. In this way, the side surface of the air nozzle 4 is formed with a slit 5d that is a side surface discharge port through which pressurized air is discharged.
  • the side discharge port was comprised from the slit 5d, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, you may comprise from several hole 5e * 5e *.
  • the urea water injection nozzle 1 includes the liquid nozzle 3 and the air nozzle 4 that inject urea water at one end (downstream side), and is configured to inject urea water toward the NOx catalyst 18. Is done.
  • the configuration of the urea water injection nozzle 1 is particularly limited in this embodiment, although the urea water flow channel 3c, the gas flow channel 4d, and the mixing flow channel 4c are configured from the liquid nozzle 3 and the air nozzle 4.
  • the urea water flow path 3c, the gas flow path 4d, and the mixing flow path 4c should just be comprised, respectively.
  • the air tank 7 is connected to the gas supply port 2 h of the urea water injection nozzle 1 through the pressurized air valve 8 through the second supply flow path 15.
  • the pressurized air valve 8 is normally held at the position V. In this case, since the second supply flow path 15 is closed, the pressurized air is not supplied to the gas supply port 2 h of the urea water injection nozzle 1.
  • the pressurized air valve 8 When the control unit 13 energizes the solenoid of the pressurized air valve 8, the pressurized air valve 8 is switched from the position V to the position W. In this case, since the second supply flow path 15 is communicated, the pressurized air is supplied to the gas supply port 2 h of the urea water injection nozzle 1.
  • the pressurized air valve 8 When the control unit 13 stops energizing the solenoid of the pressurized air valve 8, the pressurized air valve 8 is switched to the position V. In this case, since the second supply flow path 15 is closed, the pressurized air is not supplied to the gas supply port 2 h of the urea water injection nozzle 1.
  • the urea water tank 10 is connected to the urea water supply port 2g of the urea water injection nozzle 1 by the first supply flow path 14 via the urea water supply pump 9 and the switching valve 11.
  • the switching valve 11 is normally held at the position X. In this case, since the first supply flow path 14 is closed, the urea water is not supplied to the urea water supply port 2 g of the urea water injection nozzle 1. Further, the urea water supply port 2g of the urea water injection nozzle 1 is open to the atmosphere in the drain pot 16 through the flow path 15a.
  • the switching valve 11 When the control unit 13 energizes the solenoid of the switching valve 11, the switching valve 11 is switched to the position Y. In this case, since the first supply flow path 14 is communicated, the urea water is supplied to the urea water supply port 2 g of the urea water injection nozzle 1. Further, the communication with the drain pot 16 is blocked, and the urea water supply port 2g of the urea water injection nozzle 1 is not opened to the atmosphere.
  • the switching valve 11 When the control unit 13 stops energizing the solenoid of the switching valve 11, the switching valve 11 is switched to the position X. In this case, since the first supply flow path 14 is closed, the urea water is not supplied to the urea water supply port 2 g of the urea water injection nozzle 1. Further, since the fluid is communicated with the drain pot 16, the urea water supply port 2 g of the urea water injection nozzle 1 is opened to the atmosphere in the drain pot 16.
  • the control unit 13 sets the switching valve 11 to the position Y, so that the urea water is injected into the urea water injection nozzle 1 ( It is supplied to the urea water supply port 2g of the double pipe 2).
  • the urea water is the urea water flow path 2c of the double pipe 2 and the urea of the liquid nozzle 3 at a predetermined pressure as indicated by the black arrows in FIG. It is injected from the convex part 3a of the liquid nozzle 3 to the mixing flow path 4c of the air nozzle 4 through the water flow path 3c.
  • the control unit 13 sets the pressurized air valve 8 to the position W, so that pressurized air is supplied to the gas supply port 2h of the urea water injection nozzle 1 (double pipe 2). Is done.
  • the pressurized air is a gas in the gas flow path 2d of the double pipe 2 and the air nozzle 4 at a predetermined pressure as indicated by the white arrow in FIG. 5 (a). It is injected into the mixing channel 4c of the air nozzle 4 through the channel 4d.
  • the urea water collides with the pressurized air inside the mixing flow path 4 c of the air nozzle 4 and is atomized, and is injected from the injection port 4 e of the air nozzle 4.
  • Part of the pressurized air supplied to the gas flow path 4d of the air nozzle 4 is supplied to the space 5c via the branch flow path 4f.
  • the pressurized air supplied to the space 5c is discharged from the slit 5d toward the downstream side of the air nozzle 4 (on the injection port 4e side) with a uniform pressure.
  • the pressurized air discharged from the slit 5d advances so as to wrap the air nozzle 4 along the side surface of the air nozzle 4 due to its viscosity.
  • the pressurized air reaches the injection port 4e by traveling along the curved surface 4b which is the side surface of the air nozzle 4 formed in a bullet shape.
  • the control unit 13 sets the position of the switching valve 11 to the position X, so that the urea water injection nozzle 1 ( The supply of urea water to the urea water supply port 2g of the double pipe 2) is stopped. Accordingly, the urea water supply port 2 g of the double pipe 2 is opened to the atmosphere via the first supply flow path 14 and the switching valve 11.
  • the urea water injection nozzle 1 includes the urea water flow paths 2c and 3c and the gas flow paths 2d and 4d, and the urea water and the gas are mixed and injected from the injection port 4e.
  • a slit 5d which is a side surface outlet, is configured to discharge the gas in the same direction as the urea water injection direction along the curved surface 4b on the outer surface of the urea water injection nozzle 1 in the urea water injection nozzle 1.
  • the slit 5d and the gas channel 4d are communicated with each other by the branch channel 4f.
  • the urea water adhering to the side surface of the urea water injection nozzle 1 can be skipped using the gas for urea water injection. Thereby, it can suppress that urea precipitates on the surface of the urea water injection nozzle 1 and grows.
  • the curved surface 4b on the outer surface is formed such that the distance from the mixing channel 4c, which is a channel for gas and urea water, becomes shorter as the nozzle 4e comes closer to the nozzle 4e within a predetermined range from the nozzle 4e. Is.
  • the urea water adhering to the outer side surface from the slit 5d which is a side surface discharge port of the urea water injection nozzle 1 to the injection port 4e can be blown off. Thereby, it can suppress that urea precipitates on the surface of the urea water injection nozzle 1 and grows.
  • the said side surface discharge port is comprised from the slit 5d comprised so that the urea water injection nozzle 1 may be enclosed along the curved surface 4b of an outer surface.
  • the present invention can be used for a urea water injection nozzle in an exhaust purification device for a ship.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

　尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する尿素水噴射ノズルの提供を目的とする。尿素水噴射ノズル（１）は、尿素水流路（２ｃ・３ｃ）と気体流路（２ｄ・４ｄ）とが構成され、尿素水と気体とが混合されて噴射口（４ｅ）から噴射される尿素水噴射ノズル（１）であって、尿素水噴射ノズル（１）の外側面の曲面（４ｂ）に沿って尿素水の噴射方向と同一の方向に気体が吐出されるように側面吐出口であるスリット（５ｄ）が構成され、スリット（５ｄ）と気体流路（４ｄ）とが分岐流路（４ｆ）によって連通されるものである。

Description

尿素水噴射ノズル
　本発明は、尿素水噴射ノズルに関する。特に、船舶用の排気浄化装置における尿素水噴射ノズルに関する。
　従来、内燃機関から排出される排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるために、排気管の内部に選択還元型のＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を配設し、アンモニアを還元剤として、ＮＯｘを窒素と水とに還元する排気浄化装置が知られている。例えば特許文献１のごとくである。
　特許文献１に記載されている排気浄化装置は、排気管の内部に配置される尿素水噴射ノズルから尿素水を排気中に供給し、排気の熱によって尿素水からアンモニアを生成することでＮＯｘを窒素と水に還元するものである。しかし、尿素水噴射ノズルの表面に残留している尿素水の水分が排気の熱によって蒸発することで尿素が析出および成長し、排気管が閉塞されてしまう問題があった。
　一方、尿素水噴射ノズルのような２流体混合型のノズルにおいて、薬液（塗液）を霧状にするための圧縮気体をノズル先端に吐出しつつ、塗液と混合させることでノズル先端に塗液が付着して塊となる事態を防止するノズルが公知である。例えば特許文献２のごとくである。
　しかし、特許文献２に記載されているノズルは、塗液がノズルの先端に付着することを防止するものである。このため、船舶用の排気浄化装置における尿素水噴射ノズルのように上方に向けて尿素水を噴射する場合、ノズル全体に尿素水が付着するため、特許文献１に開示されている技術を適用しても尿素の析出および成長を効果的に防止できない点で不利である。
特開２００４－３６０５７８号公報 特開２００９－０４５５１１号公報
　本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制する尿素水噴射ノズルの提供を目的とする。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　本発明は、尿素水流路と気体流路とが構成され、尿素水と気体とが混合されて噴射口から噴射される尿素水噴射ノズルであって、当該尿素水噴射ノズルの外側面に沿って尿素水の噴射方向と同一の方向に気体が吐出されるように側面吐出口が構成され、当該側面吐出口と前記気体流路とが分岐流路によって連通されるものである。
　本発明は、前記外側面は、前記噴射口から所定の範囲内において前記噴射口に近接するにつれて気体と尿素水との流路からの距離が短くなるように形成されるものである。
　本発明は、前記側面吐出口は、前記外側面に沿って前記尿素水噴射ノズルを囲むように構成されるスリットから構成されるものである。
　本発明は、前記尿素水噴射ノズルを囲むように気体が滞留する空間が更に構成され、前記分岐通路と前記側面吐出口とが前記気体が滞留する空間に連通されるものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　本発明によれば、尿素水噴射用の気体を利用して、尿素水噴射ノズルの外側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　本発明によれば、尿素水噴射ノズルの側面吐出口から噴射口まで間の外側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　本発明によれば、尿素水噴射ノズルの全ての外側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　本発明によれば、側面吐出口から吐出される気体の圧力が均一になり、むら無く尿素水噴射ノズルの全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の尿素水噴射ノズルを示す一部断面図。 図２における尿素水噴射ノズルのＡ矢視図。 図２における尿素水噴射ノズルの別実施形態のＡ矢視図。 （ａ）本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の尿素水噴射ノズルから尿素水を排気管の内部に供給している状態を示す図（ｂ）図５（ａ）における尿素水噴射ノズルのＢ矢視図。
　以下に、図１および図２を用いて本発明の一実施形態に係る排気浄化装置１００について説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは流体の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは流体の流れ方向における下流側を示す。
　図１に示すように、排気浄化装置１００は、エンジン２０から排出される排気を浄化するものである。排気浄化装置１００は、エンジン２０の排気管２１に設けられる。排気浄化装置１００は、尿素水噴射ノズル１、加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）６、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、ＮＯｘ検出部１２、制御部１３、第一供給流路１４、第二供給流路１５、ＮＯｘ触媒１８等を具備する。
　尿素水噴射ノズル１は、尿素水を排気管２１の内部に供給するものである。尿素水噴射ノズル１は、管状部材から構成され、その一側（下流側）を排気管２１の外部から内部へ挿通するようにして設けられる。この尿素水噴射ノズル１は、二重管２、液ノズル３、空気ノズル４、ナット５等を具備する（図２参照）。
　加圧空気供給ポンプ（コンプレッサ）６は、加圧空気をエアタンク７に供給するものである。加圧空気供給ポンプ６は、空気を加圧（圧縮）して供給する。加圧空気供給ポンプ６は、エアタンク７の圧力が所定の圧力を下回った場合、空気をエアタンク７に供給し、エアタンク７の圧力が所定の圧力に達すると停止する。なお、加圧空気供給ポンプ６は、本実施形態において、特に限定するものではなく、エアタンク７の圧力を維持できるものであればよい。
　加圧空気弁８は、加圧空気の流路を連通または遮断する。加圧空気弁８は、第二供給流路１５に設けられる。加圧空気弁８は、電磁弁で構成されソレノイドが制御部１３と接続される。加圧空気弁８は、スプールを摺動させることにより位置Ｖおよび位置Ｗに切り換えることが可能である。加圧空気弁８が位置Ｖの状態にある場合、第二供給流路１５は遮断される。従って、尿素水噴射ノズル１には、加圧空気が供給されない。加圧空気弁８が位置Ｗの状態にある場合、第二供給流路１５は連通される。従って、尿素水噴射ノズル１には、加圧空気が供給される。なお、加圧空気弁８は、電磁弁で構成されるが、特に限定するものではなく、駆動モータ等によって位置Ｖ、または位置Ｗに保持する構成でもよい。
　尿素水供給ポンプ９は、尿素水を供給する。尿素水供給ポンプ９は、第一供給流路１４に設けられる。尿素水供給ポンプ９は、尿素水タンク１０内の尿素水を所定の流量で第一供給流路１４を介して尿素水噴射ノズル１に供給する。なお、尿素水供給ポンプ９は、本実施形態において、特に限定するものではなく、尿素水を所定の流量で供給できるものであればよい。
　切替弁１１は、尿素水の流路を切り替える。切替弁１１は、第一供給流路１４の尿素水供給ポンプ９の下流側に設けられる。また、切替弁１１には、ドレンポット１６が流路１５ａを介して接続されている。切替弁１１は、電磁弁で構成されソレノイドが制御部１３と接続される。切替弁１１は、スプールを摺動させることにより位置Ｘおよび位置Ｙに切り換えることが可能である。
　切替弁１１が位置Ｘの状態にある場合、第一供給流路１４は遮断され、尿素水噴射ノズル１とドレンポット１６とが連通される。従って、尿素水噴射ノズル１には、尿素水が供給されず、切替弁１１よりも下流側の第一供給流路１４内および尿素水噴射ノズル１内の尿素水給水がドレンポット１６に排出される。
　切替弁１１が位置Ｙの状態にある場合、第一供給流路１４は連通される。従って、尿素水噴射ノズル１には、尿素水が供給される。
　ＮＯｘ検出部１２は、エンジン２０の排気に含まれるＮＯｘ排出量を検出するものである。ＮＯｘ検出部１２は、ＮＯｘセンサ等から構成され、排気管２１の途中部であってＮＯｘ触媒１８よりも上流側に配置される。なお、ＮＯｘセンサを配置する位置やＮＯｘセンサの数は、本実施形態において、特に限定するものではなく、ＮＯｘ排出量を適宜検出できる構成であればよい。
　制御部１３は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８等を制御する。制御部１３には、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１、加圧空気弁８等を制御するための種々のプログラムやデータが格納される。制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。また、制御部１３は、エンジン２０を制御するＥＣＵ２２と一体的に構成することも可能である。
　制御部１３は、ＥＣＵ２２、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、および切替弁１１にそれぞれ接続される。
　制御部１３は、ＥＣＵ２２からエンジン２０に関する各種情報をそれぞれ取得することが可能である。制御部１３は、ＮＯｘ検出部１２と接続され、ＮＯｘ検出部１２が検出するＮＯｘ排出量を取得することが可能である。また、制御部１３は、加圧空気弁８、尿素水供給ポンプ９、および切替弁１１をそれぞれ制御することが可能である。
　ＮＯｘ触媒１８は、ＮＯｘの還元反応を促進させるものである。ＮＯｘ触媒１８は排気管２１の内部であって、尿素水噴射ノズル１よりも下流側に配置される。ＮＯｘ触媒１８はハニカム状に構成され、尿素水が熱・加水分解されて生成されるアンモニアが排気に含まれるＮＯｘを窒素と水とに還元する反応を促進させる。
　次に、図２および図３を用いて、内部混合式の尿素水噴射ノズル１について具体的に説明する。なお、尿素水噴射ノズル１の方式は、本実施形態に限定されるものではなく、外部混合式の尿素噴射ノズルでもよい。
　図２に示すように、尿素水噴射ノズル１は、二重管２、液ノズル３、空気ノズル４、ナット５を具備する。
　二重管２は、尿素水噴射ノズル１の主たる構成部材であり、尿素水の流路と加圧空気の流路とを構成する。二重管２は、一側が排気管２１の内部に位置し、他側（上流側）が排気管２１の外部に位置するように配置される。二重管２の下流側端部は、排気管２１の内部に配置されるＮＯｘ触媒１８の上流側に配置される。
　二重管２は、外管２ｂと、外管２ｂの内部に配置される内管２ａとから構成される。内管２ａには、尿素水の流路である尿素水流路２ｃが構成される。内管２ａと外管２ｂとの隙間には、加圧空気の流路である気体流路２ｄが構成される。外管２ｂの外側の途中部には、排気管２１と水密的に接続可能な図示しない接続部が構成される。内管２ａの下流側端部および外管２ｂの下流側端部には、雌ネジ部２ｅおよび雄ネジ部２ｆが形成される。二重管２の上流側端部には、尿素水流路２ｃと連通される尿素水供給ポート２ｇと、気体流路２ｄと連通される気体供給ポート２ｈとが構成される。
　液ノズル３は、尿素水が噴射される。液ノズル３は、略円筒状の部材から形成され、二重管２の下流側に配置される。液ノズル３の一側（下流側）端部は軸心部を中心として略円錐状に形成される。この端部の中心部には、略円柱状の凸部３ａが軸方向に突出して形成される。液ノズル３の他側（上流側）端部には、雄ネジ部３ｂが軸方向に突出するように形成される。さらに、液ノズル３の軸心部には、尿素水流路３ｃが雄ネジ部３ｂから凸部３ａまで液ノズル３全体を軸方向に貫通するように形成される。この尿素水流路３ｃは、途中部で下流側に向けて縮径され、尿素水流路３ｃの下流側端部の内径が尿素水流路３ｃの上流側端部の内径より小さくなるように形成される。
　液ノズル３は、雄ネジ部３ｂが二重管２の雌ネジ部２ｅに螺合される。これにより、二重管２と液ノズル３とが接続されて、尿素水流路３ｃと二重管２の尿素水流路２ｃとが連通される。こうして、尿素水流路３ｃに、二重管２の尿素水流路２ｃから尿素水が供給可能に構成される。
　空気ノズル４は、霧化された尿素水が噴射される。空気ノズル４は略円柱状の部材から形成される。空気ノズル４は、他側（上流側）端が二重管２の下流側端部に当接するようにして液ノズル３の下流側に配置される。空気ノズル４の軸心部には、途中部で一側（下流側）に向かって縮径する略円錐状の縮径部を有する孔が、上流側端から下流側端に向けて、貫通するように形成される。孔の上流側端部は、液ノズル３の下流側端部を挿入しても圧縮空気が通過可能な空間が構成される程度の内径に形成される。縮径部の縮径側端の軸心部には、尿素水の混合流路４ｃが形成される。そして、空気ノズル４の下流側端部には、混合流路４ｃの開口部である噴射口４ｅが形成される。
　空気ノズル４の上流側端部の側面には、つば部４ａが形成される。空気ノズル４の下流側の側面は、噴射口４ｅを頂点とする砲弾状に形成される。つまり、空気ノズル４の下流側の側面は、噴射口４ｅから所定の範囲内において噴射口４ｅに近接するにつれて混合流路４ｃからの距離が短くなる曲面４ｂが形成される。なお、本実施形態において、空気ノズル４の下流側の側面を砲弾状としたがこれに限定されるものではなく、円錐状や円錐台形状としてもよい。
　空気ノズル４は、ナット５により二重管２に接続される。空気ノズル４の上流側の孔には、液ノズル３の下流側端部が挿入される。この際、空気ノズル４の孔と液ノズル３との間に隙間が形成される。当該隙間は、気体流路４ｄとして二重管２の気体流路２ｄと混合流路４ｃとに連通するように構成される。こうして、混合流路４ｃには、液ノズル３の尿素水流路３ｃから尿素水が供給され、気体流路４ｄから加圧空気が供給される。つまり、空気ノズル４は、二重管２に螺合されることで、噴射口４ｅから尿素水が噴射可能に構成される。
　空気ノズル４には、その側面から空気ノズル４の孔に連通するように一以上の分岐流路４ｆが形成される。つまり、分岐流路４ｆは、空気ノズル４の側面から気体流路４ｄに連通するように形成される。気体流路４ｄに加圧空気が供給されると分岐流路４ｆを介して空気ノズル４の側面に加圧空気の一部が吐出される。分岐流路４ｆは、空気ノズル４の側面に吐出させる加圧空気の量に応じて、分岐流路４ｆの数や、流路内径が決定される。
　ナット５は、二重管２と空気ノズル４とを締結する。ナット５の内径には、空気ノズル４のつば部４ａに係合される段付部５ａが形成される。段付部５ａの上流側は、二重管２の雄ネジ部２ｆに螺合される雌ネジ部５ｂが形成される。段付部５ａの下流側は、空気ノズル４が隙間無く挿入可能な程度の内径に形成される。また、段付部５ａの下流側であって、空気ノズル４の分岐流路４ｆに対向する部分に拡径部が形成される。当該拡径部の下流側は、空気ノズル４の外径よりもわずかに大きい内径に形成される。
　ナット５は、空気ノズル４のつば部４ａに段付部５ａが係合するようにして二重管２の雄ネジ部２ｆに雌ネジ部５ｂを螺合して固定される。これにより、空気ノズル４の上流側端部が二重管２の下流側端部に密接して固定される。この際、ナット５の拡径部と空気ノズル４の側面とから気体が滞留する空間５ｃが構成される。これにより、空間５ｃは、空気ノズル４の分岐流路４ｆを介して加圧空気が供給可能に構成される。
　図２および図３に示すように、空間５ｃよりも下流側のナット５と空気ノズル４との間には、スリット５ｄが構成される。つまり、スリット５ｄは、空気ノズル４を囲むようにして側面に沿って構成される。さらに、スリット５ｄは、空間５ｃに連通されている。すなわち、空間５ｃに供給される加圧空気は、スリット５ｄから空気ノズル４の側面にそって尿素水の噴射方向と同一の方向である空間５ｃの下流側にむけて加圧空気が吐出可能に構成される。このようにして、空気ノズル４の側面には、加圧空気が吐出される側面吐出口であるスリット５ｄが構成される。なお、本実施形態において、側面吐出口をスリット５ｄから構成したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、複数の孔５ｅ・５ｅ・・から構成してもよい。
　以上より、尿素水噴射ノズル１は、一側（下流側）端部に尿素水を噴射する液ノズル３、および空気ノズル４を具備し、ＮＯｘ触媒１８に向けて尿素水を噴射するように構成される。なお、尿素水噴射ノズル１の構成は、本実施形態において、液ノズル３と空気ノズル４とから尿素水流路３ｃ、気体流路４ｄ、および混合流路４ｃを構成しているが、特に限定するものではなく、尿素水流路３ｃ、気体流路４ｄ、および混合流路４ｃがそれぞれ構成されていればよい。
　以下では、図１を用いて、加圧空気弁８と切替弁１１との動作態様について説明する。
　図１に示すように、エアタンク７は、加圧空気弁８を介して第二供給流路１５によって尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに接続される。
　上述の通り、通常、加圧空気弁８は、位置Ｖに保持される。この場合、第二供給流路１５が閉塞されているので、加圧空気は尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに供給されない。
　制御部１３が加圧空気弁８のソレノイドに通電した場合、加圧空気弁８は、位置Ｖから位置Ｗに切り替えられる。この場合、第二供給流路１５が連通されるので、加圧空気は尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに供給される。
　制御部１３が加圧空気弁８のソレノイドへの通電を停止した場合、加圧空気弁８は、位置Ｖに切り替えられる。この場合、第二供給流路１５が閉塞されるので、加圧空気は尿素水噴射ノズル１の気体供給ポート２ｈに供給されない。
　図１に示すように、尿素水タンク１０は、尿素水供給ポンプ９、切替弁１１を介して第一供給流路１４によって尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに接続される。
　上述の通り、通常、切替弁１１は、位置Ｘに保持される。この場合、第一供給流路１４が閉塞されているので、尿素水は尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに供給されない。また、尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇが流路１５ａを介してドレンポット１６内で大気開放されている。
　制御部１３が切替弁１１のソレノイドに通電した場合、切替弁１１は位置Ｙに切り替えられる。この場合、第一供給流路１４が連通されるので、尿素水は尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに供給される。また、ドレンポット１６との連通が遮断され、尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇは大気開放されない。
　制御部１３が切替弁１１のソレノイドへの通電を停止した場合、切替弁１１は位置Ｘに切り替えられる。この場合、第一供給流路１４が閉塞されるので、尿素水は尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇに供給されない。また、ドレンポット１６に連通されるので、尿素水噴射ノズル１の尿素水供給ポート２ｇがドレンポット１６内で大気開放される。
　以下では、図１、図２、および図５を用いて、尿素水噴射ノズル１の動作態様について説明する。
　図１に示すように、排気管２１の内部に尿素水の供給（噴射）が開始される場合、制御部１３が切替弁１１を位置Ｙとすることによって、尿素水が尿素水噴射ノズル１（二重管２）の尿素水供給ポート２ｇに供給される。図２、および図５（ａ）に示すように、尿素水は、図５（ａ）における黒塗り矢印の如く、所定の圧力で二重管２の尿素水流路２ｃ、および液ノズル３の尿素水流路３ｃを介して、液ノズル３の凸部３ａから空気ノズル４の混合流路４ｃに噴射される。
　この状態で、図１に示すように、制御部１３が加圧空気弁８を位置Ｗとすることによって、加圧空気が尿素水噴射ノズル１（二重管２）の気体供給ポート２ｈに供給される。図２、および図５（ａ）に示すように、加圧空気は、図５（ａ）における白抜き矢印の如く、所定の圧力で二重管２の気体流路２ｄ、空気ノズル４の気体流路４ｄを介して、空気ノズル４の混合流路４ｃに噴射される。この結果、尿素水は、空気ノズル４の混合流路４ｃの内部で加圧空気と衝突して霧化され、空気ノズル４の噴射口４ｅから噴射される。
　空気ノズル４の気体流路４ｄに供給された加圧空気の一部は、分岐流路４ｆを介して空間５ｃに供給される。空間５ｃに供給された加圧空気は、均一な圧力でスリット５ｄから空気ノズル４の下流側（噴射口４ｅ側）に向けて吐出される。スリット５ｄから吐出された加圧空気は、その粘性によって空気ノズル４の側面にそって空気ノズル４を包み込むように進む。加圧空気は、砲弾状に形成されている空気ノズル４の側面である曲面４ｂにそって進むことで噴射口４ｅに到達する。これにより、噴射口４ｅから噴射された尿素水が空気ノズル４の側面に近づいてきても加圧空気によって吹き飛ばされる。また、空気ノズル４の表面に付着している尿素水は、加圧空気によって順次吹き飛ばされる。
　図１に示すように、排気管２１の内部への尿素水の供給（噴射）が停止される場合、制御部１３が切替弁１１のポジションを位置Ｘとすることによって、尿素水噴射ノズル１（二重管２）の尿素水供給ポート２ｇへの尿素水の供給が停止される。これに伴い、二重管２の尿素水供給ポート２ｇは、第一供給流路１４、切替弁１１、を介して大気開放される。
　以上のごとく、本実施形態に係る尿素水噴射ノズル１は、尿素水流路２ｃ・３ｃと気体流路２ｄ・４ｄとが構成され、尿素水と気体とが混合されて噴射口４ｅから噴射される尿素水噴射ノズル１であって、尿素水噴射ノズル１の外側面の曲面４ｂに沿って尿素水の噴射方向と同一の方向に気体が吐出されるように側面吐出口であるスリット５ｄが構成され、スリット５ｄと気体流路４ｄとが分岐流路４ｆによって連通されるものである。
　このように構成することにより、尿素水噴射用の気体を利用して、尿素水噴射ノズル１の側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズル１の表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　また、外側面の曲面４ｂは、噴射口４ｅから所定の範囲内において噴射口４ｅに近接するにつれて気体と尿素水との流路である混合流路４ｃからの距離が短くなるように形成されるものである。
　このように構成することにより、尿素水噴射ノズル１の側面吐出口であるスリット５ｄから噴射口４ｅまで間の外側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズル１の表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　また、前記側面吐出口は、外側面の曲面４ｂに沿って尿素水噴射ノズル１を囲むように構成されるスリット５ｄから構成されるものである。
　このように構成することにより、尿素水噴射ノズル１の全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズル１の表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　また、尿素水噴射ノズル１を囲むように気体が滞留する空間５ｃが更に構成され、分岐流路４ｆと側面吐出口であるスリット５ｄとが当該空間５ｃに連通されるものである。
　このように構成することにより、側面吐出口であるスリット５ｄから吐出される気体の圧力が均一になり、むら無く尿素水噴射ノズル１の全ての側面に付着した尿素水を飛ばすことが出来る。これにより、尿素水噴射ノズルの表面に尿素が析出し成長することを抑制することができる。
　本発明は、船舶用の排気浄化装置における尿素水噴射ノズルに利用することができる。
　　　１　　尿素水噴射ノズル
　　２ｃ　　尿素水流路
　　３ｃ　　尿素水流路
　　２ｄ　　気体流路
　　４ｄ　　気体流路
　　４ｅ　　噴射口
　　４ｆ　　分岐通路

Claims (4)

  1. 　尿素水流路と気体流路とが構成され、尿素水と気体とが混合されて噴射口から噴射される尿素水噴射ノズルであって、
    　当該尿素水噴射ノズルの外側面に沿って尿素水の噴射方向と同一の方向に気体が吐出されるように側面吐出口が構成され、当該側面吐出口と前記気体流路とが分岐流路によって連通される尿素水噴射ノズル。
  2. 　前記外側面は、前記噴射口から所定の範囲内において前記噴射口に近接するにつれて気体と尿素水との流路からの距離が短くなるように形成される請求項１に記載の尿素水噴射ノズル。
  3. 　前記側面吐出口は、
    　前記外側面に沿って前記尿素水噴射ノズルを囲むように構成されるスリットから構成される請求項２に記載の尿素水噴射ノズル。
  4. 　前記尿素水噴射ノズルを囲むように気体が滞留する空間が更に構成され、前記分岐通路と前記側面吐出口とが前記空間に連通される請求項３に記載の尿素水噴射ノズル。
PCT/JP2013/066599 2012-06-21 2013-06-17 尿素水噴射ノズル WO2013191134A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020157001687A KR101694816B1 (ko) 2012-06-21 2013-06-17 요소수 분사 노즐
EP13807758.1A EP2878780B1 (en) 2012-06-21 2013-06-17 Urea solution injection nozzle
US14/409,266 US9279355B2 (en) 2012-06-21 2013-06-17 Urea solution injection nozzle
CN201380032554.3A CN104583548B (zh) 2012-06-21 2013-06-17 尿素水喷射喷嘴
DK13807758.1T DK2878780T3 (en) 2012-06-21 2013-06-17 Injection solution for urea solution

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012140013A JP6108427B2 (ja) 2012-06-21 2012-06-21 尿素水噴射ノズル
JP2012-140013 2012-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013191134A1 true WO2013191134A1 (ja) 2013-12-27

Family

ID=49768730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/066599 WO2013191134A1 (ja) 2012-06-21 2013-06-17 尿素水噴射ノズル

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9279355B2 (ja)
EP (1) EP2878780B1 (ja)
JP (1) JP6108427B2 (ja)
KR (1) KR101694816B1 (ja)
CN (1) CN104583548B (ja)
DK (1) DK2878780T3 (ja)
WO (1) WO2013191134A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196456A1 (ja) * 2013-06-04 2014-12-11 ヤンマー株式会社 尿素水噴射ノズル
CN111206977A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 卡特彼勒公司 通道式还原剂混合装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101670242B1 (ko) * 2015-01-15 2016-10-28 주식회사 옵티메드 공압 조향 내시경
CN104948272A (zh) * 2015-04-29 2015-09-30 潍柴动力股份有限公司 一种scr系统及其尿素喷头
CN104912632A (zh) * 2015-05-08 2015-09-16 北京大学包头创新研究院 柴油机选择性催化还原系统喷嘴
CH716216A1 (de) * 2019-05-22 2020-11-30 Liebherr Machines Bulle Sa System zum Einspritzen einer Flüssigkeit in eine Leitung.
US20220364490A1 (en) * 2021-05-11 2022-11-17 Caterpillar Inc. Exhaust fluid injector assembly
CN114412619B (zh) * 2022-02-09 2023-02-21 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 尿素喷嘴
USD1008981S1 (en) 2022-05-16 2023-12-26 Caterpillar Inc. Wire cover

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04101059A (ja) * 1990-08-13 1992-04-02 Japan Electron Control Syst Co Ltd アシストエア式フューエルインジェクタ
JP2004360578A (ja) 2003-06-05 2004-12-24 Miura Co Ltd 脱硝装置
JP2008019773A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射弁
JP2009041502A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Hino Motors Ltd 尿素添加ノズル
JP2009045511A (ja) 2007-08-13 2009-03-05 Nissan Motor Co Ltd スプレイ塗布装置およびスプレイ塗布方法
JP2011080437A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Yanmar Co Ltd 排気浄化装置
EP2314837A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-27 Swenox AB Mixing apparatus for mixing an exhaust gas with a liquid

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19963394A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Aerosolbildung und Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen
DE102009037828A1 (de) * 2008-11-11 2010-05-20 Wurz, Dieter, Prof. Dr. Zweistoffdüse, Bündeldüse und Verfahren zum Zerstäuben von Fluiden

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04101059A (ja) * 1990-08-13 1992-04-02 Japan Electron Control Syst Co Ltd アシストエア式フューエルインジェクタ
JP2004360578A (ja) 2003-06-05 2004-12-24 Miura Co Ltd 脱硝装置
JP2008019773A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射弁
JP2009041502A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Hino Motors Ltd 尿素添加ノズル
JP2009045511A (ja) 2007-08-13 2009-03-05 Nissan Motor Co Ltd スプレイ塗布装置およびスプレイ塗布方法
JP2011080437A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Yanmar Co Ltd 排気浄化装置
EP2314837A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-27 Swenox AB Mixing apparatus for mixing an exhaust gas with a liquid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2878780A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196456A1 (ja) * 2013-06-04 2014-12-11 ヤンマー株式会社 尿素水噴射ノズル
EP3006687A4 (en) * 2013-06-04 2017-05-24 Yanmar Co., Ltd. Urea solution spray nozzle
US10487758B2 (en) 2013-06-04 2019-11-26 Yanmar Co., Ltd. Urea solution spray nozzle
CN111206977A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 卡特彼勒公司 通道式还原剂混合装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014005744A (ja) 2014-01-16
US9279355B2 (en) 2016-03-08
JP6108427B2 (ja) 2017-04-05
EP2878780B1 (en) 2018-05-09
CN104583548B (zh) 2017-08-15
US20150167524A1 (en) 2015-06-18
DK2878780T3 (en) 2018-08-13
EP2878780A1 (en) 2015-06-03
CN104583548A (zh) 2015-04-29
KR101694816B1 (ko) 2017-01-10
KR20150030249A (ko) 2015-03-19
EP2878780A4 (en) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013191134A1 (ja) 尿素水噴射ノズル
JP6166103B2 (ja) 尿素水噴射ノズル
JP5010662B2 (ja) 排気浄化装置
US10024213B2 (en) Diesel exhaust fluid deposit mitigation
KR101831750B1 (ko) 배기 정화 장치
CN100432385C (zh) 发动机的排气净化装置
US9334775B2 (en) Water injection exhaust treatment system
WO2013191067A1 (ja) 尿素水噴射装置
JP2017075578A (ja) 船舶の排気ガス浄化装置
US9163542B2 (en) Reducing agent dosing system for injection reducing agent into the exhaust gas flow of an internal combustion engine
JP2009257234A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
CN112823237B (zh) 船舶用scr系统
JP2010090836A (ja) 尿素水供給装置
JP2016098709A (ja) 内燃機関の尿素水噴射ノズルの冷却システム、内燃機関及び内燃機関の尿素水噴射ノズルの冷却方法
JP2008180099A (ja) 還元剤添加弁、およびこれを備える還元剤供給装置
US20150345354A1 (en) Exhaust aftertreatement system injector and control
KR20190024200A (ko) 선택적 촉매 환원 시스템
KR100965136B1 (ko) 유해 배기가스 저감 시스템
KR102402306B1 (ko) 선택적 촉매 환원 시스템
KR20200057957A (ko) 환원제 공급 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13807758

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14409266

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013807758

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157001687

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A