專利名稱：具有星形堵頭擾流器的排氣后處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)排氣的后處理裝置，具體地涉及化學(xué)物
(chemical species )噴射混合。
背景技術(shù)：
為了解決發(fā)動(dòng)機(jī)排放的有關(guān)問(wèn)題，不斷地有新標(biāo)準(zhǔn)提出，以便實(shí) 質(zhì)地降低包括NOx和顆粒物排放在內(nèi)的不同排放。日益嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)需要 在發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)中安裝后處理裝置。 一些后處理技術(shù)需要向排放系 統(tǒng)中噴射某些化學(xué)物。例如，向一些活性稀NOx系統(tǒng)中噴射HC或燃料， 并且噴射諸如鈰、鐵等的添加劑，用于柴油機(jī)微粒的過(guò)濾再生，并且 向選擇性的催化還原(SCR)系統(tǒng)中噴射尿素溶液，以減少NOx。這些 噴射的化學(xué)物需要在到達(dá)催化器或者過(guò)濾器之前很好地與排氣混合以 使系統(tǒng)正常運(yùn)行。
本發(fā)明是在對(duì)于上述排氣后處理裝置的持續(xù)不斷的研發(fā)工作期間 被提出的。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的排氣的后處理裝置的示意性側(cè)剖視圖。 圖2是圖1的一部分的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一種排氣后處理裝置10，其包括外殼12，該外殼具有用 于接收發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的上游進(jìn)氣口14 (如箭頭16所示)，該外殼還具有 用于排放排氣的下游出氣口18 (如箭頭20所示)。在所述外殼中還帶 有后處理元件22，用于處理排氣，該后處理元件22例如是選擇性的催
化還原(SCR)催化器和/或氧化催化器(例如，柴油氧化催化器，DOC) 和/或微粒過(guò)濾器(PF)。在所述外殼中帶有噴射器24,用于如箭頭26 所示地噴射化學(xué)物，該化學(xué)物在到達(dá)后處理元件22之前與排氣混合。 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，從儲(chǔ)罐或罐28中噴射尿素水溶液。在所述外 殼中提供有擾流器30，該擾流器30位于噴射器24和后處理元件22之間。 所述擾流器由帶有穿孔的星形堵頭下游端部34的管32所提供。排氣和 化學(xué)物通過(guò)所述管的穿孔36，如箭頭38所示。星形堵頭排氣消聲管 (muffler tube)是公知的，例如，美國(guó)專利4，872,528和6，540，046，通 過(guò)參考方式將所述美國(guó)專利并入這里，并且因此可以適于易于獲得的 模具來(lái)形成星形堵頭端部34。外殼12和管32沿軸線40同軸延伸。管32 的穿孔的星形堵頭下游端部34具有沿下游方向指向末端42的圓錐形輪 廓，該末端42具有從末端42徑向延伸的多個(gè)星形尖端，例如圖2中的43、 44、 45、 46。星形堵頭典型地提供了四個(gè)星形尖端，并且在本實(shí)施例 中這樣的堵頭是優(yōu)選的。
所述外殼具有上游外殼區(qū)域48和后處理外殼區(qū)域50，兩個(gè)區(qū)域在 接合處52相接。所述后處理外殼區(qū)域可以包括在后處理元件22的上游 軸向端部和下游軸向端部之間的分離結(jié)合處58處相接的子段54和56， 這樣的安排便于使用、清潔以及替換后處理元件22。噴射器24在上游 外殼區(qū)域48中。后處理元件22在后處理外殼區(qū)域50中。管32具有上游 部分60、中間部分62以及下游部分64。上游部分60提供了所述的上游 外殼區(qū)域48。中間部分62軸向延伸至后處理外殼區(qū)域50并在接合處52 的位置進(jìn)入其中。后處理外殼區(qū)域50具有側(cè)壁66，該側(cè)壁66通過(guò)其與 中間部分62和下游部分64之間的環(huán)形縫隙而與中間部分62和下游部分 64向外徑向隔開。下游部分64提供所述的穿孔的星形堵頭下游端部。 下游部分64通過(guò)其與所述上游外殼區(qū)域和后處理外殼區(qū)域的接合處52 之間的所述管的中間部分62而與所述上游外殼區(qū)域和后處理外殼區(qū)域 的接合處52軸向隔開。噴射器24位于所述上游段60中，并位于接合處 52的上游。上游部分60和中間部分62具有相同直徑，該直徑小于所述 后處理外殼區(qū)域的側(cè)壁66的直徑。
眾所周知，被噴射的化學(xué)物經(jīng)歷凝固和聚結(jié)。在進(jìn)一步的實(shí)施例
中，提供了加熱器，用于加熱包括穿孔的星形堵頭下游端部34的管32，
以減少所述的凝固和聚結(jié)，并增強(qiáng)被噴射的化學(xué)物的汽化。在一個(gè)實(shí)
施例中，通過(guò)利用電導(dǎo)體對(duì)72， 74而連接到所述管的電壓源70來(lái)提供 這樣的加熱源，美國(guó)專利6,722，123中示出了與此相當(dāng)?shù)那闆r，該美國(guó) 專利通過(guò)引用方式并入這里。
所述噴射器被示為J形管狀構(gòu)件24，其軸向地噴射液體，如箭頭26 所示。也可以使用其他類型的噴射器。在一種替代中，利用徑向而非 軸向定位并指引流體的出口或噴口來(lái)使用J形擾流器構(gòu)件。在另一種替 代中，所述噴口的噴射被設(shè)置成穿過(guò)管32的壁，例如，貫通所述管壁 的孔，如虛線76所示的，并且其具有寬范圍的可能噴射角度，且沒(méi)有 例如24的內(nèi)部管。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用多個(gè)噴管24或類似的。 其他噴射器和噴口設(shè)計(jì)也是可以的。
在另一個(gè)替代中，包括星形堵頭下游端部34的擾流器30被涂覆， 用于防腐蝕和/或進(jìn)行催化反應(yīng)的目的。當(dāng)使用不銹鋼制作擾流器30時(shí)， 發(fā)現(xiàn)尿素沉積可以引起這樣的不銹鋼材料的腐蝕。催化涂層78可以用 于提高水解反應(yīng)，用于分解尿素，使其水解為氨和二氧化碳，還可以 用于使氨在進(jìn)入催化器之前變成橫過(guò)流動(dòng)前端的分布均勻。因此可以 期望在所述擾流器上具有催化涂層，以提供均勻的氨分布或進(jìn)入催化 器的化學(xué)物的其他濃度。因此，這樣的涂層可以用于改進(jìn)可靠性和性 能表現(xiàn)。
可以預(yù)見(jiàn)，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，各種等價(jià)替換，替代或者 修改都是可以的。
權(quán)利要求
1. 一種排氣后處理裝置，包括外殼，其具有用于接收排氣的上游進(jìn)氣口以及用于排出所述排氣的下游出氣口；后處理元件，其設(shè)置在所述外殼中，用于處理所述排氣；噴射器，其設(shè)置在所述外殼中并位于所述后處理元件的上游，該噴射器噴射化學(xué)物，所述化學(xué)物在到達(dá)所述后處理元件之前與所述排氣混合；擾流器，其設(shè)置在所述外殼中位于所述噴射器和所述后處理元件之間，所述擾流器包括管，該管帶有穿孔的星形堵頭下游端部。
2. 如權(quán)利要求l所述的排氣后處理裝置，其中 所述外殼和所述管沿軸線同軸延伸；所述管的所述穿孔的星形堵頭下游端部具有沿下游方向指向帶有 多個(gè)星形尖端的末端的圓錐形輪廓，所述星形尖端從所述末端徑向延
3.如權(quán)利要求l所述的排氣后處理裝置，其中 所述外殼和所述管沿軸線同軸延伸；所述外殼包括上游外殼區(qū)域和后處理元件外殼區(qū)域，所述的兩個(gè) 區(qū)域相接于接合處；所述噴射器位于所述上游外殼區(qū)域中；所述后處理元件處在所述后處理外殼區(qū)域中；所述管具有上游部分、中間部分以及下游部分；所述管的所述上游部分提供所述上游外殼區(qū)域；所述管的所述中間部分軸向延伸至所述后處理外殼區(qū)域并在所述 上游外殼區(qū)域和后處理外殼區(qū)域的所述接合處進(jìn)入所述后處理外殼區(qū) 域；所述后處理外殼區(qū)域有側(cè)壁，所述側(cè)壁通過(guò)其與所述管的所述中間部分和所述下游部分之間的環(huán)形縫隙而與所述管的所述中間部分和 所述下游部分向外徑向隔開；所述管的所述下游部分提供所述穿孔的星形堵頭下游端部； 所述管的所述下游部分通過(guò)其與所述上游外殼區(qū)域和后處理外殼區(qū)域的所述接合處之間的所述管的所述中間部分而與所述上游外殼區(qū)域和后處理外殼區(qū)域的所述接合處軸向隔開。
4. 如權(quán)利要求3所述的排氣后處理裝置，其中所述噴射器在所述 管的所述上游部分中并且位于所述上游外殼區(qū)域和后處理外殼區(qū)域的 所述接合處的上游。
5. 如權(quán)利要求3所述的排氣后處理裝置，其中所述管的所述上游 部分和中間部分具有相同直徑，該直徑小于所述后處理外殼區(qū)域的所 述側(cè)壁的直徑。
6. 如權(quán)利要求l所述的排氣后處理裝置，其中所述噴射器包括位 于所述管內(nèi)的管狀構(gòu)件。
7. 如權(quán)利要求6所述的排氣后處理裝置，其中所述管狀構(gòu)件具有 J形狀。
8. 如權(quán)利要求l所述的排氣后處理裝置，其中所述噴射器包括一 個(gè)或多個(gè)貫通所述外殼的孔。
9. 如權(quán)利要求l所述的排氣后處理裝置，包括催化涂層，該催化 涂層位于包括所述穿孔的星形堵頭下游端部的所述擾流器上。
全文摘要
一種排氣后處理裝置，其有擾流器，該擾流器由帶有穿孔的星形堵頭下游端部的管所提供。
文檔編號(hào)F01N3/00GK101389834SQ200680053391
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者倫道夫·G·佐蘭, 托馬斯·L·麥金利 申請(qǐng)人:弗利特加爾公司