[发明专利]用于将液态介质导入来自燃式发动机的废气中的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于将液态介质、例如尿素导入来自燃式发动机的废气中的装置。

背景技术

为满足通行的废气清洁要求，现今的机动车辆在废气管路中通常设有催化器，以将废气的环境有害成分催化转化为环境有害性较小的物质。已经采用的用于实现有效的催化转化的方法基于将还原剂在催化器上游喷射到废气中。形成还原剂的一部分或由还原剂形成的还原性物质由废气携带到催化器中，并被吸附在催化器中的活性座上，导致还原性物质在催化器中的累积。于是，累积的还原性物质可与废气物质反应，从而将废气物质转化为无害物质。这种还原催化器可例如是SCR（选择性催化还原）类型的。该类型的催化器在下文中称作SCR催化器。SCR催化器能降低废气中的NO_x。在SCR催化器的情况下，成尿素溶液形式的还原剂通常在催化器上游被喷射到废气中。将尿素喷射到废气中导致氨的形成，所述氨然后用作帮助SCR催化器中的催化转化的还原性物质。氨通过被吸附在催化器中的活性座上而累积在催化器中，且当存在于废气中的NO_x在催化器中与催化器中的活性座上累积的氨发生接触时，所述NO_x被转化为氮气和水。

当尿素被用作还原剂时，它以液态尿素溶液的形式通过喷射机构被喷射到废气管路中。所述喷射机构包括喷嘴，尿素溶液通过所述喷嘴在加压下成微细喷雾的形式被喷射到喷射机构中。在柴油发动机的许多操作状态中，废气所处的温度将高得足以能够使尿素溶液汽化从而形成氨。然而，难以避免供给的尿素溶液的一部分与废气管路的内壁表面发生接触并以未汽化的状态附着其上。与废气管路内的废气相比，通常与环境空气接触并由环境空气冷却的废气管路将处于较低的温度。当燃式发动机以一致的方式运行一段时间、即处于稳定状态的操作条件下时，在废气流中不发生明显的变化，因而在所述时间段期间被喷射到废气中的尿素溶液将基本上接触到废气管路的相同区域。相对较冷的尿素溶液在废气管路的该区域中可引起局部的温度降低，从而可导致尿素溶液的膜层在该区域中形成，所述膜层然后被废气流带走。当该膜层在废气管路中已经移动一定距离时，尿素溶液中的水将在热的废气的影响下蒸发掉。固态尿素将留下并缓慢地由废气管路中的热量汽化。如果固态尿素的供给大于汽化，固态尿素将累积在废气管路中。如果产生的尿素层变得足够厚，尿素及其分解产物将互相反应而形成称为尿素颗粒的基于尿素的原始聚合物。这种尿素颗粒久而久之会阻塞废气管路。

因此期望喷射的尿素溶液在废气中很好地分散开，从而防止它接触到废气管路的基本上相同的区域。

尿素溶液在废气中的好的分散还促进它的汽化。

一种根据权利要求1的前述部分的装置已经从WO2009/012885A1已知。在该已知的装置中，喷射机构适于将液态介质喷射到管状壳体内的空间中，因此使喷射的介质与通过通流孔流入所述空间的废气发生接触，所述通流孔绕壳体的圆周分布。因此，在壳体内形成的废气和喷射的介质的混合物从而被引导至混合导管中。废气还通过绕壳体的前端部分布的孔被促使流入混合导管，以便由此沿着混合导管的壁形成废气流，所述废气流阻碍喷射的介质与所述壁产生接触。

发明内容

本发明的目的是提出对上述类型的装置的进一步改进，以便获得一种装置，该装置的构造至少在一些方面具有与上述类型的装置相比更好的优点。

根据本发明，所述目的借助一种具有权利要求1中所限定的特征的装置来实现。

根据本发明的装置包括：

-用于使废气流动经过的管路，

-具有敞开的前端部的喷射室，

-用于将液态介质喷射到喷射室中的喷射机构，

-壳体，所述壳体在径向方向上定界喷射室，并设有绕所述壳体的圆周分布的通流孔，

-形成管路的一部分的混合导管，喷射的液态介质意欲在所述混合导管中汽化，喷射室通过喷射室的敞开的前端部连通于所述混合导管，

-定位在喷射室的上游的收集室，所述收集室包围所述壳体的至少一部分，且具有用于接收废气的进口，并通过壳体的所述通流孔连通于喷射室，以便使被接收在收集室中的废气能够通过这些孔进入喷射室，以及

-旁路导管，所述旁路导管用于将废气在不经过收集室和喷射室的情况下引导到混合导管中。