还原剂供给装置的制作方法

1.本发明涉及向搭载于船舶等的nox净化催化装置供给还原剂的还原剂供给装置。


背景技术：

2.需要向搭载于船舶等的nox净化催化装置供给还原剂(例如尿素水)。专利文献1公开了由配置于框体内的流量计及空气供给单元和配置于框体外的泵单元构成的还原剂供给装置(尿素水供给装置)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019-015199号公报


技术实现要素：

6.在专利文献1所示的现有技术中，需要对每1台nox净化催化装置设置还原剂供给装置，并且需要对各还原剂供给装置进行连接各单元的烦杂的作业。到目前为止，都是在造船厂对各单元进行配管连接，但是，有时会因情况的不同而成为空气容易滞留的配管。
7.另外，为了能够将nox净化催化装置也搭载于更小型的船舶，希望紧凑配置还原剂供给装置。但是，即使紧凑配置还原剂供给装置，也需要避免因紧凑化而导致的维护性劣化。
8.本发明就是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供能够紧凑化且维护性优异的还原剂供给装置。
9.为了解决上述问题，作为本发明第1方式的还原剂供给装置向排气净化装置供给还原剂，其特征在于，所述还原剂供给装置具备：还原剂流量调整部，其对提供给所述排气净化装置的还原剂的流量进行调整；以及还原剂压送部，其向所述还原剂流量调整部供给还原剂，所述还原剂流量调整部与所述还原剂压送部配置于俯视观察时彼此错开的位置。
10.根据上述结构，通过使还原剂流量调整部与还原剂压送部在俯视观察时彼此错位，在想要从还原剂供给装置的上方进行维护作业的情况下，还原剂流量调整部与还原剂压送部的关系使得还原剂流量调整部和还原剂压送部中的一方不会妨碍向另一方的接近，还原剂供给装置的维护性得以提高。
11.另外，在上述还原剂供给装置中，所述还原剂压送部可以构成为配置于比所述还原剂流量调整部低的位置。
12.根据上述结构，通过将作为重物的还原剂压送部配置于较低的位置，在维护时容易组装还原剂压送部。另外，通过使还原剂流量调整部与还原剂压送部彼此错开，即使在维护时还原剂从还原剂流量调整部溢出，也能够抑制溢出的还原剂附着于作为电气设备的还原剂压送部。
13.另外，上述还原剂供给装置还具备：对提供给所述还原剂流量调整部的气体进行净化的气体净化部，所述气体净化部可以构成为配置于所述还原剂流量调整部的下方。
14.根据上述结构，通过将不是电气设备的气体净化部配置于还原剂流量调整部的下方，在进行还原剂流量调整部的维护时即使还原剂落在气体净化部上，也不会有有什么问题，通过这样配置，能够有效利用还原剂供给装置内的空间。
15.另外，上述还原剂供给装置具备：还原剂入口部，其将还原剂罐连接于所述还原剂压送部；还原剂出口部，其将所述排气净化装置连接于所述还原剂流量调整部；以及气体入口部，其将气罐或压缩机连接于所述气体净化部，所述还原剂入口部、所述还原剂出口部和所述气体入口部可以构成为设置于该还原剂供给装置的同一侧面。
16.根据上述结构，通过将还原剂供给装置的还原剂、空气的出入口部设置于同一侧面，能够容易进行连接于这些出入口部的配管的拆装，从而能够提高还原剂供给装置的维护效率。
17.另外，上述还原剂供给装置可以采用以下结构：将所述还原剂入口部与所述还原剂压送部连接起来的中继配管隔开间隔地配置于所述还原剂入口部与所述还原剂压送部之间，在所述中继配管上配置有对还原剂进行净化的还原剂净化部。
18.根据上述结构，通过在中继配管上配置还原剂净化部，即使在进行还原剂净化部的维护(例如尿素过滤器的更换)时还原剂溢出，也能够防止发生该还原剂落到还原剂压送部上这样的不良情况。
19.另外，上述还原剂供给装置还具备：对流过所述气体净化部的气体的流动进行控制的气体流量调整部，所述气体流量调整部可以构成为配置于所述还原剂压送部的上方。或者，上述还原剂供给装置还具备：与所述气体流量调整部电连接的端子收容部，所述端子收容部可以构成为配置于所述还原剂压送部的上方。
20.根据上述结构，气体流量调整部或端子收容部即使在维护时进行分解等，还原剂也不会滴落，通过将气体流量调整部或端子收容部配置于还原剂压送部的上方，能够有效地利用还原剂压送部的上方空间，并且能够紧凑地汇集配置还原剂供给装置的单元类。
21.另外，为了解决上述问题，作为本发明第2方式的还原剂供给装置向排气净化装置供给还原剂，其特征在于，所述还原剂供给装置具备：还原剂流量调整部，其对提供给所述排气净化装置的还原剂的流量进行调整；以及还原剂压送部，其向所述还原剂流量调整部供给还原剂，所述还原剂流量调整部和所述还原剂压送部配置成：所述还原剂压送部配置于比所述还原剂流量调整部低的位置，并且俯视观察时一部分重叠，在俯视观察时所述还原剂流量调整部与所述还原剂压送部重叠的重叠部位、且是在所述还原剂流量调整部与所述还原剂压送部之间配置有非电气类部件。
22.根据上述结构，即使维护时还原剂从还原剂流量调整部溢出，溢出的还原剂也是落到非电器类部件上，从而能够抑制溢出的还原剂直接附着于还原剂压送部。
23.另外，上述还原剂供给装置可以构成为在比所述还原剂流量调整部和所述还原剂压送部靠下方的位置具备底部件。
24.根据上述结构，通过在还原剂流量调整部和还原剂压送部的下方配置底部件，即使在进行这些单元的维护时等还原剂溢出，也能够由底部件接住，从而能够防止还原剂流出到其他场所。
25.另外，在上述还原剂供给装置中，该还原剂供给装置所具备的各单元类可以构成为安装于装置框架。
26.根据上述结构，将各单元类固定配置于装置框架而形成组件，通过在组件内对各单元类进行最优配置，能够实现紧凑的配置。另外，组件化的还原剂供给装置能够进行集中维护，还能够按组件拆除而在设置场所外进行维护。
27.本发明的还原剂供给装置能够取得以下效果：即使在将所具备的各单元类接近配置而实现了紧凑化的情况下，通过使作为主要构成单元的还原剂流量调整部与还原剂压送部在俯视观察时错开配置，能够提高还原剂供给装置的维护性。
附图说明
28.图1是表示具备还原剂供给装置的排气净化系统的结构简图。
29.图2是表示本发明的一实施方式的图、且是实施方式1涉及的还原剂供给装置的立体图。
30.图3是实施方式1涉及的还原剂供给装置的主视图。
31.图4是实施方式1涉及的还原剂供给装置的俯视图。
32.图5是实施方式1涉及的还原剂供给装置的右视图。
33.图6是实施方式1涉及的还原剂供给装置的左视图。
34.图7是实施方式2涉及的还原剂供给装置的主视图。
35.附图标记说明
[0036]1…
柴油发动机；2
…
nox净化催化装置(排气净化装置)；3
…
排气路径；4
…
还原剂喷射器；10
…
还原剂供给装置；11
…
喷嘴单元(还原剂流量调整部)；111
…
尿素流量计量部；112
…
显示部；12
…
泵单元(还原剂压送部)；13
…
空气处理单元(气体净化部)；14
…
端子盒(端子收容部)；15
…
气泡去除装置；16
…
调量阀；17
…
气体流量调整部；18
…
还原剂净化部；20
…
装置框架；21
…
底部件；31
…
还原剂入口部；32
…
还原剂出口部；33
…
空气入口部(气体入口部)；41
…
中继配管；50
…
压力开关。
具体实施方式
[0037]
〔实施方式1〕
[0038]
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。图1是表示具备本实施方式涉及的还原剂供给装置10的排气净化系统的结构简图。图1所示的排气净化系统搭载于例如船舶等，简而言之，柴油机发动机1构成为具备nox净化催化装置(排气净化装置)2和还原剂供给装置10。
[0039]
柴油发动机1是产生用于推进船舶的驱动力的推进用发动机、或者产生供给在船内使用的电力的发电机的驱动力的发电用发动机。nox净化催化装置2是设置于柴油发动机1的排气路径3中且通过催化还原而将柴油发动机1产生的废气所含有的nox(氮氧化物)进行净化的装置。此外，在具备多个柴油发动机1的情况下，针对各柴油发动机1都设置nox净化催化装置2。图1的系统例示了具备2个柴油发动机1和2个nox净化催化装置2的结构。
[0040]
nox净化催化装置2在对nox进行净化的过程中，需要从外部供给的还原剂。在此使用的还原剂是液体，一般情况下为尿素水。还原剂供给装置10向nox净化催化装置2供给还原剂。
[0041]
作为还原剂供给装置10的主要构成要素，具备：喷嘴单元(还原剂流量调整部)11、
泵单元(还原剂压送部)12、以及空气处理单元(气体净化部)13。喷嘴单元11具备流量计，是对提供给nox净化催化装置2的还原剂的流量进行调整的单元。喷嘴单元11具备与从还原剂供给装置10接受还原剂的供给的nox净化催化装置2同样的数量(图1的例子中为2个)。另外，喷嘴单元11由尿素流量计量部111和显示部112构成，尿素流量计量部111和显示部112通过各自的凸缘部而彼此连结起来。
[0042]
泵单元12是将还原剂送入喷嘴单元11的单元。空气处理单元13是对送入到还原剂喷射器4的辅助空气进行净化(具有针对辅助空气的过滤功能)的单元。泵单元12和空气处理单元13在还原剂供给装置10中各具备1个。
[0043]
接下来，对本实施方式1涉及的还原剂供给装置10的具体结构进行说明。图2是本实施方式1涉及的还原剂供给装置10的立体图。图3是本实施方式1涉及的还原剂供给装置10的主视图。图4是本实施方式1涉及的还原剂供给装置10的俯视图。图5是本实施方式1涉及的还原剂供给装置10的右视图。图6是本实施方式1涉及的还原剂供给装置10的左视图。此外，此处的还原剂供给装置10的正面是指在将还原剂供给装置10的形状视为大致长方体的情况下，还原剂供给装置10被看到的面积最大的方向。
[0044]
图2～图6所示的还原剂供给装置10除了喷嘴单元11、泵单元12和空气处理单元13之外，还具备端子盒(端子收容部)14、气泡去除装置15、调量阀16、气体流量调整部17等单元类。端子盒14是对还原剂供给装置10中的端子类(例如后述的气体流量调整部17所包含的电磁阀的控制端子)进行收容的单元。气泡去除装置15是对从泵单元12向喷嘴单元11送出的还原剂的气泡进行去除的装置。调量阀16是对喷嘴单元11未使用的剩余还原剂(从泵单元12向还原剂罐返回的还原剂)进行控制的单元。气体流量调整部17对流过空气处理单元13的空气的流动进行控制，是由用于对辅助模式(将压缩空气作为辅助空气而送入到喷嘴单元11的模式)和冲洗模式(排出配管内的压缩空气的模式)进行切换的电磁阀、流量计构成的单元。
[0045]
还原剂供给装置10所具备的各单元类安装于框状或箱状的装置框架20，其位置关系被固定，并且借助配管(还原剂配管、空气配管)进行适当连接。这样，在装置框架20上固定配置各单元类的结构由于还容易从还原剂供给装置10中仅取出1个单元进行维护，因此优选。但是，还原剂供给装置10的各单元还可以通过借助配管的连接而彼此固定配置。因此，对于还原剂供给装置10，装置框架20并不是必须的。
[0046]
另外，还原剂供给装置10向nox净化催化装置2送入还原剂和辅助空气，但是储存还原剂的还原剂罐、储存作为辅助空气的压缩空气的气罐也可以不内置于还原剂供给装置10，而是外装于还原剂供给装置10。图2～图6的还原剂供给装置10例示了外装还原剂罐、气罐的形式，并省略了还原剂罐、气罐的图示。但是，可以将外装的还原剂罐、气罐以能够拆卸的方式安装于装置框架20外(例如装置框架20的背面侧)。另外，作为辅助空气的压缩空气也可以不从气罐送入nox净化催化装置2，而是利用压缩机向nox净化催化装置2送入。
[0047]
还原剂供给装置10通过将各单元类固定配置于装置框架20而组件化，通过在组件内对各单元类进行最优配置也能够得到紧凑的配置。因此，还原剂供给装置10也容易搭载于小型的船舶，而且，可以按组件搭载于船舶，因此，也不需要在造船厂中对各单元进行配管连接的作业。此外，还原剂供给装置10通过组件化而能够进行集中维护，另外，也可以按组件拆卸下来而在设置场所外进行维护。
[0048]
此外，还原剂供给装置10在避免将各单元紧凑配置时的维护性的劣化方面下了功夫。即、在想要对还原剂供给装置10的各单元进行紧凑配置时，需要将各单元接近配置，即使为了进行维护而想要接近某个单元，其他单元也会成为障碍而引起难以接近这样的问题。或者，在还原剂(尿素水)从维护中的单元泄漏的情况下，还会有泄漏的还原剂落到其他单元(特别是电气设备)上而产生不良情况这样的问题。本实施方式涉及的还原剂供给装置10具有用于消除这些问题的结构。
[0049]
第1，喷嘴单元11的至少尿素流量计量部111和泵单元12配置于对还原剂供给装置10进行俯视观察时彼此错开的位置。此外，喷嘴单元11的至少尿素流量计量部111和泵单元12优选配置于对还原剂供给装置10进行主视观察时也彼此错开的位置。对于本例的还原剂供给装置10，喷嘴单元11的至少尿素流量计量部111和泵单元12在俯视观察和主视观察时都错开配置。
[0050]
此外，喷嘴单元11的至少尿素流量计量部111和泵单元12的形状不同，因此，成为不管从哪个方向来观察都不会完全重叠的配置。因此，喷嘴单元11的至少尿素流量计量部111和泵单元12错开配置是指：在从某个方向观察时，单元彼此完全不重叠的状态、或者仅允许一部分重叠的状态。另外，仅允许一部分重叠的状态是指：对于喷嘴单元11的至少尿素流量计量部111和泵单元12，一个单元与另一个单元重叠的面积为该单元的整个面积的35％以下(更优选30％以下)的状态。
[0051]
在俯视观察时喷嘴单元11和泵单元12彼此错开的情况下，想要从还原剂供给装置10的上方进行维护作业时，喷嘴单元11与泵单元12的关系使得一个单元不会妨碍向另一个单元的接近，还原剂供给装置10的维护性得以提高。同样地，如果使喷嘴单元11与泵单元12在主视观察时彼此错开，则在从正面进行维护作业时维护性得以提高。
[0052]
另外，泵单元12优选配置于比喷嘴单元11低的位置。作为重物的泵单元12通过配置于较低的位置，在维护时容易进行泵单元12的组装。而且，在泵单元12配置于比喷嘴单元11低的位置的情况下，如果使喷嘴单元11与泵单元12在俯视观察时彼此错开，则在为了进行维护而将喷嘴单元11分解时，即使还原剂从喷嘴单元11溢出，也能够抑制溢出的还原剂附着于作为电气设备的泵单元12。由此，能够提高还原剂供给装置10的喷嘴单元11的维护性。
[0053]
第2，空气处理单元13配置于喷嘴单元11的下方。空气处理单元13不是电气设备，因此，通过配置于喷嘴单元11的下方，即使在进行喷嘴单元11的维护时还原剂落到其上，也没有什么问题。另外，在将泵单元12配置于比喷嘴单元11低的位置的情况下，在喷嘴单元11的下方产生空间，但是，通过在该空间配置空气处理单元13，能够有效地利用还原剂供给装置10内的空间。
[0054]
另外，为了容易地进行与nox净化催化装置2的连接，优选喷嘴单元11配置于还原剂供给装置10的外周部附近。本例的喷嘴单元11配置于还原剂供给装置10的右侧面附近(参照图3)。另一方面，为了容易地进行与外装的气罐的连接，优选空气处理单元13配置于还原剂供给装置10的外周部附近。通过将空气处理单元13配置于喷嘴单元11的下方，喷嘴单元11和空气处理单元13配置于还原剂供给装置10的同一侧面附近，从而还具有以下优点：还原剂供给装置10的维护作业者几乎不进行移动就能够对两者进行维护。
[0055]
此时，优选用于将nox净化催化装置2连接于喷嘴单元11的还原剂出口部32、以及
用于将气罐连接于空气处理单元13的空气入口部(气体入口部)33设置于还原剂供给装置10的同一侧面(本例中为右侧面，参照图6)。而且，优选用于将外装的还原剂罐连接于泵单元12的还原剂入口部31也与还原剂出口部32和空气入口部33设置于同一侧面。这样，通过将还原剂供给装置10的还原剂、空气的出入口部设置于同一侧面，能够容易地进行连接于这些出入口部的配管的拆装，从而能够提高还原剂供给装置10的维护效率。
[0056]
第3，如图3所示，将还原剂入口部31与泵单元12连接起来的中继配管41大致水平地配置于还原剂入口部31与泵单元12之间，在该中继配管41的中途设置对还原剂进行净化(具有针对还原剂的过滤功能)的还原剂净化部18。通过在中继配管41上设置还原剂净化部18，即使在进行还原剂净化部18的维护(例如尿素过滤器的更换)时还原剂溢出，也能够防止发生该还原剂落到泵单元12上这样的问题。
[0057]
第4，还原剂供给装置10在喷嘴单元11和泵单元12的下方配置有盆状(托盘状)的底部件21。优选底部件21作为覆盖装置框架20的整个底面的底板来安装。通过在喷嘴单元11和泵单元12的下方配置底部件21，即使在进行这些单元的维护时等还原剂溢出，也能够由底部件21接住，从而能够防止还原剂流到其他场所。
[0058]
第5，气体流量调整部17配置于泵单元12的上方。气体流量调整部17即使在维护时进行分解等，也不会有作为液体的还原剂滴落的情况。因此，通过将气体流量调整部17配置于泵单元12的上方，能够有效地利用泵单元12的上方空间，并且能够紧凑地汇集配置还原剂供给装置10的单元类。
[0059]
另外，对于端子盒14，也优选配置于泵单元12的上方。端子盒14在维护时也不会有还原剂滴落的情况，因此，通过将端子盒14配置于泵单元12的上方，能够有效地利用泵单元12的上方空间，并且能够紧凑地汇集配置还原剂供给装置10的单元类。
[0060]
〔实施方式2〕
[0061]
在上述实施方式1中，例示了以下结构：泵单元12配置于比喷嘴单元11低的位置，并且，在俯视观察还原剂供给装置10时，喷嘴单元11与泵单元12彼此错开配置。根据该结构，具有以下效果：在维护时即使还原剂从喷嘴单元11溢出，也能够抑制溢出的还原剂附着于作为电气设备的泵单元12。在本实施方式2中，对能够抑制从喷嘴单元11溢出的还原剂附着于泵单元12的其他结构例进行说明。图7是本实施方式2涉及的还原剂供给装置10的主视图。
[0062]
本实施方式2涉及的还原剂供给装置10中，泵单元12配置于比喷嘴单元11低的位置，并且配置成在俯视观察还原剂供给装置10时，喷嘴单元11与泵单元12一部分重叠。而且，在喷嘴单元11与泵单元12之间、且是在俯视观察时这些单元重叠的位置配置有非电气类部件。在图7的例子中，作为非电气类部件，配置有压力开关50。该压力开关50是以下单元：对泵单元的出口侧的压力进行监视，在压力偏离设定值的情况下，向还原剂供给装置10的控制器发送ng信号。
[0063]
在本实施方式2涉及的还原剂供给装置10中，即使维护时还原剂从喷嘴单元11溢出，溢出的还原剂也会落到非电气类部件上，溢出的还原剂不会直接附着于泵单元12。由此，与实施方式1一样，不用担心还原剂落到泵单元12上，喷嘴单元11的维护性得以提高。
[0064]
这次公开的实施方式的所有点都是示例，并不作为限定性解释的根据。因此，本发明的技术范围并不仅由上述实施方式解释，而是基于权利要求书的记载来划定。另外，还包
括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

技术特征：
1.一种还原剂供给装置，向排气净化装置供给还原剂，其特征在于，所述还原剂供给装置具备：还原剂流量调整部，其对提供给所述排气净化装置的还原剂的流量进行调整；以及还原剂压送部，其向所述还原剂流量调整部供给还原剂，所述还原剂流量调整部与所述还原剂压送部配置于俯视观察时彼此错开的位置。2.根据权利要求1所述的还原剂供给装置，其特征在于，所述还原剂压送部配置于比所述还原剂流量调整部低的位置。3.根据权利要求1或2所述的还原剂供给装置，其特征在于，所述还原剂供给装置还具备：对提供给所述还原剂流量调整部的气体进行净化的气体净化部，所述气体净化部配置于所述还原剂流量调整部的下方。4.根据权利要求3所述的还原剂供给装置，其特征在于，所述还原剂供给装置具备：还原剂入口部，其将还原剂罐连接于所述还原剂压送部；还原剂出口部，其将所述排气净化装置连接于所述还原剂流量调整部；以及气体入口部，其将气罐或压缩机连接于所述气体净化部，所述还原剂入口部、所述还原剂出口部以及所述气体入口部设置于该还原剂供给装置的同一侧面。5.根据权利要求4所述的还原剂供给装置，其特征在于，将所述还原剂入口部与所述还原剂压送部连接起来的中继配管隔开间隔地配置于所述还原剂入口部与所述还原剂压送部之间，在所述中继配管上设置有对还原剂进行净化的还原剂净化部。6.根据权利要求3～5中任意一项所述的还原剂供给装置，其特征在于，所述还原剂供给装置还具备：对流过所述气体净化部的气体的流动进行控制的气体流量调整部，所述气体流量调整部配置于所述还原剂压送部的上方。7.根据权利要求6所述的还原剂供给装置，其特征在于，所述还原剂供给装置还具备：与所述气体流量调整部电连接的端子收容部，所述端子收容部配置于所述还原剂压送部的上方。8.一种还原剂供给装置，向排气净化装置供给还原剂，其特征在于，所述还原剂供给装置具备：还原剂流量调整部，其对提供给所述排气净化装置的还原剂的流量进行调整；以及还原剂压送部，其向所述还原剂流量调整部供给还原剂，所述还原剂流量调整部和所述还原剂压送部配置成：所述还原剂压送部配置于比所述还原剂流量调整部低的位置，并且俯视观察时一部分重叠，在俯视观察时所述还原剂流量调整部与所述还原剂压送部重叠的重叠部位、且是在所述还原剂流量调整部与所述还原剂压送部之间配置有非电气类部件。9.根据权利要求1～8中任意一项所述的还原剂供给装置，其特征在于，在比所述还原剂流量调整部和所述还原剂压送部靠下方的位置具备底部件。10.根据权利要求1～9中任意一项所述的还原剂供给装置，其特征在于，
该还原剂供给装置所具备的各单元类安装于装置框架。

技术总结
本发明提供一种能够小型化且维护性优异的还原剂供给装置。还原剂供给装置(10)具备：喷嘴单元(11)，其对提供给NOx净化催化装置(2)的还原剂的流量进行调整；以及泵单元(12)，其向喷嘴单元(11)供给还原剂。喷嘴单元(11)与泵单元(12)配置于俯视观察时彼此错开的位置。单元(12)配置于俯视观察时彼此错开的位置。单元(12)配置于俯视观察时彼此错开的位置。


技术研发人员：藤崎景太 镰田洋平 井上刚 小田祐介 青木滋 清水恒希
受保护的技术使用者：洋马控股株式会社
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/6/16