[发明专利]用于移动地生成氨的蒸发装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸发装置以及用于制造该蒸发装置的方法，所述蒸发 装置包括一主体，所述主体具有至少一个输入部和至少一个输出部，在所 述主体内设有至少一个加热元件和至少一个通道，所述通道用于连接所述 输入部和所述输出部。这种蒸发装置尤其用于加热或过度加热尿素水溶液 进而以这种方式最终生成氨，所述氨可被供给到机动车的排气系统以转化 排气中的有害物质。

背景技术

特别是在柴油内燃机中已证实有效的是，为内燃机产生的排气直接添 加尿素水溶液或者在外部水解之后添加氨。在已知方法中使用水解催化器， 在水解催化器中由尿素得到氨。尿素水溶液在水解催化器上游被添加，被 转换成气态，并与水解催化器接触。在此生成的氨例如借助于处于排气流 更下游的所谓SCR催化器与那里包含的氮氧化物反应生成分子氮和水。

在蒸发尿素水溶液时的温度控制特别困难。这一点正是在以下条件下 必须予以考虑：所需的尿素溶液量和可提供的温度在移动应用期间可能发 生明显改变。如果没有达到完全蒸发，则可能形成也许会导致蒸发器单元 阻塞的中间产物。这种不期望的副产物例如是由异氰酸和尿素形成的不溶 于水的缩二脲和作为异氰酸的三聚产物的氰尿酸。

发明内容

由此本发明的目的在于提供一种至少部分地解决前述问题的蒸发装 置。特别是希望提供一种结构紧凑的蒸发装置，其即使在高动态的温度负 荷变化情况下也保证以预定的准确性和完整性输送或者生成氨。此外希望 提供一种用于制造蒸发装置的相应方法。

该目的通过具有权利要求1的特征的蒸发装置以及具有权利要求14 的特征的方法实现。由从属权利要求得到本发明的其他较有利的实施形式。 应当指出：在权利要求中单独列出的特征能够以技术上有意义的任意方式 相互组合并形成本发明的其他实施形式。特别是与附图相关的说明示出了 本发明的其他实施例。

本发明的蒸发装置包括一主体，所述主体具有至少一个输入部和至少 一个输出部，在所述主体内设有至少一个加热元件和至少一个通道，所述 通道用于连接所述输入部和所述输出部，其中，所述至少一个加热元件与 所述至少一个通道的蒸发部分导热接触，所述至少一个通道在所述蒸发部 分内具有蜿蜒/曲折的走向。

主体特别是一种坚实(massive)的构件(例如壁区域明显比通道横截 面厚)，而输入部和/或输出部优选是形状稳定的管状独立构件。就此而言， 例如可沿着一公共的纵轴线通过一连接部将一输入部固定在主体上，在该 主体内形成通道，其中在主体的另一侧上输出部同样固定在一连接部上。

通道延伸穿过所述主体。为了在能量方面特别有利地引入将用于蒸发 的热能，将至少一个加热元件如此定位在主体内或者主体上(优选是均匀 分布地内置在主体中的多个加热元件)，从而至少在这里所谓的蒸发部分 中能将由此产生的热量传导到的通道壁上。

此外这里提出，所述(优选仅一个)通道在蒸发部分内有蜿蜒的走向。 这特别是指：通道在蒸发部分内不是沿直线(例如沿纵轴线)延伸，而是 优选具有多个环、圈、弯曲部等。已发现正是这种蜿蜒走向带来两种积极 效果：首先能够在主体的较小尺寸上形成很长的通道长度，从而能以主体 的极紧凑的构造形式实现充分的蒸发路段。另外发现迫使流过通道的流体 换向会带来更快、更完全的蒸发。这样，例如在通道的输送量的范围直至 125毫升每分钟时，能够达到明显超过95％、特别是超过98％的蒸发效率， 因此与相同类型的直线延伸的通道路段相比，得到了惊人的明显改善。

根据蒸发装置的一种扩展方案，至少是所述至少一个通道的所述蒸发 部分至少部分地包括至少一个管件。管件特别是理解为长形空心体，管件 的长度明显大于其横截面。该横截面可以具有任意形状，其中圆形横截面 由于周长和横截面积之间的良好比例是优选的，这是因为该比例允许良好 的引入热量。所述至少一个管件的壁厚优选为0.1mm至0.5mm(毫米)， 这是因为这样的壁厚允许以材料结合的方式良好地连接在主体上。特别是 这允许将该管件灌封/熔接(eingieβen)到主体中，因为该壁厚一方面大到 足以防止管件在灌封时熔穿/熔断，但仍允许管件的外层熔结。另一方面， 所述壁厚小到足以进行良好的传热。