[发明专利]排气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种排气处理装置，其具有用于还原剂的添加装置。这种具有添加装置的排气处理装置近来越来越多地用于清洁机动车中（移动的）内燃机的排气。

背景技术

通过在排气处理装置中将还原剂添加至内燃机的排气中通常可以特别彻底且有效地清洁排气。使用这种添加还原剂的方法例如是选择催化还原（SCR=selective catalytic reduction），其中减少了排气中的氮氧化合物。选择催化还原的方法尤其适合用在稀燃内燃机中，在该内燃机中在燃烧时相对于化学计算的燃料-空气混合物来说存在空气过剩。这种内燃机的排气具有特别高份额的氮氧化合物。在选择催化还原的方法的框架内，例如可以借助于作为还原剂的氨来减小排气中的氮氧化物份额。在温度足够时，氮氧化合物和氨一起被还原为无害的成分，例如水和氮气。

为了为排气系统提供氨，氨通常不直接储存在机动车中，而是以前体的形式储存在容器/箱中。这被称为还原剂前体或还原剂前体溶液。可从中获得氨的这种还原剂前体溶液例如是尿素水溶液。在机动车领域中使用例如32.5%的尿素水溶液，可买到商标名称为AdBlue的这种尿素水溶液。例如可以在排气系统中在排气流内部或在排气外部的反应器中通过加热和/或借助于催化剂进行这种还原剂前体至还原剂的转化。

为了将还原剂添加至排气系统，还原剂也以液态形式喷射至排气处理装置中。还原剂由于排气余热而蒸发并同时被转化。为了高效且可靠地实现这一点，要求还原剂在排气流中以尽可能细小的液滴存在或者尽可能精细地分布。然而问题通常在于，大的还原剂滴不能足够快地蒸发。

此外应该确保喷射的还原剂不触及排气处理装置的冷的表面。另一个经常出现的问题是，还原剂在这种冷的表面上冷凝并在某些情况下形成不期望的沉积物。

在已知的现有技术例如WO2009/127449A1中公开了布置在排气管路中的捕集介质，所喷射的还原剂停留在该捕集介质上且完全蒸发。该捕集介质与排气管路的冷的外壁热绝缘。在此仅能以巨大的技术花费安装捕集介质，且捕集介质需要承受不可忽略的振动。

发明内容

由该现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种具有用于还原剂的添加装置的改进的排气处理装置。应至少部分地克服现有技术中存在的问题。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的排气处理装置来实现。在从属权利要求中给出了排气处理装置的其它有利的设计方案。在权利要求中单个描述的特征能以任意技术上有意义的方式彼此组合并能通过说明书中阐述的事实补充，其中描述了本发明的其它实施方式变型。

本发明涉及一种排气处理装置，其具有排气处理部件，排气可沿流动方向从流入侧至流出侧流经所述排气处理部件，其中沿流动方向在流出侧下游/后方设置有用于使还原剂进入排气处理装置的添加装置，其中所述添加装置具有添加方向，所述添加方向至少部分地反向于流动方向延伸，其中排气处理部件的流出侧至少部分地被多孔层覆盖且在添加装置和排气处理部件之间存在距离，该距离被选择成使得所喷射的还原剂到达该多孔层。

例如，排气处理部件可以是氧化催化器或颗粒过滤器。可以由金属的载体结构制成该排气处理部件，该载体结构可以由至少一个至少部分结构化/具有纹理的层——尤其是波纹的和光滑的金属层——卷绕、缠绕或层叠而成。排气处理部件也可以是陶瓷的、尤其是挤压出的载体。

排气处理部件优选具有多个从流入侧延伸至流出侧的通道，所述通道通过通道壁彼此隔开。通道壁可以逐段地具有中断部，从而可以在排气处理部件内部实现流经不同的通道的排气的混合。排气处理部件优选设计为一个整体和/或为蜂窝体。

流经排气处理装置的流动方向从内燃机出发经过具有根据本发明的排气处理装置的完整的排气处理系统延伸至排气系统的出口。

例如，添加装置可以是用于喷射还原剂的喷射器。这种喷射器将处于压力下的、优选液态的还原剂喷射至排气处理装置中。添加方向（换句话说添加还原剂的射束方向）被设计成保证了在排气处理装置中还原剂尽可能精细的分布。由添加装置产生的单个的还原剂滴尽可能得小。由添加装置产生的还原剂滴优选具有小于200μm、优选小于100μm的平均直径。为了即使在排气流较大时也恰好保证还原剂向多孔层的有针对性的添加，还优选将平均直径选择为不小于50μm。