[发明专利]用于排放控制系统的催化转化器的流入腔室

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用液体还原剂清洁排放物的机动车排放控制系统。更具体地，本发明涉及一种排放控制系统的SCR催化转化器(SCR：选择性催化还原)的流入腔室。

背景技术

来自燃烧设备、废热焚化厂、燃气涡轮机以及工厂的烟气，以及来自发动机的废气/排气通常包含氮氧化物NO_x。诸如煤、天然气、油和木材的固体、气体和液体天然和化石可燃物的焚烧导致氮氧化物的产生。氮氧化物尤其存在于机动车和多功能车的内燃机的废气中。柴油发动机的排放物含有尤其高的氮氧化物含量。

氮氧化物(并且尤其是NO₂)被怀疑刺激或损害人的呼吸道。由于通过(2NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂)的反应或通过在NO₃-以液相形成后N₂O₅气溶胶颗粒的沉积会形成硝酸(HNO₃)，所以氮氧化物还与“酸雨”的形成相关。还假定氮氧化物受到与烟雾和臭氧O₃的形成相关的紫外线(UV)辐射的影响。

因此，加强了对减少废气排放中氮氧化物的含量的工作。为了该目的，已知的是以精确的计量喷射由水和尿素CH₄N₂O制成的无毒的还原剂至(仍然热的)废气流中，由此形成氨NH₃和二氧化碳CO₂。在位于喷射下游的SCR催化转化器中，氨与废气的氮氧化物反应以形成无害的氮N₂和水H₂O。作为还原剂，例如，可以获得商标名称为AdBlue的与水混合的尿素(32.5％尿素水溶液)。本文中还原剂的喷射通过与压缩空气混合或直接以液态形式实现。代替尿素作为还原剂的氨的直接使用理论上是可能的，但由于氨的腐蚀性、危险性、以及毒性，所以还存在问题。

除了提供燃料之外还必须提供还原剂这个事实之外，使用这样一种尤其是液体还原剂清洁排放物的一个缺点是当要实现高度的NO_x还原时要求根据来自内燃机的氮氧化物的排放以正确的比例定量给料。这还需要将待清洁的废气与还原剂充分混合。

从文献DE 10 2004 931.1知道一种使用SCR催化转化器的柴油发动机的废气处理系统，其在SCR催化转化器的上游提供混合腔室，反应剂计量给料器通向该混合腔室。混合器提供被弯曲几次以形成反应路径的穿孔的废气挡板。反应剂计量给料器位于反应路径的开始处。反应物因此与待清洁废气的流动方向同轴地被喷射。反应路径沿待清洁废气的流动方向变窄。

已知的是在传统的系统中待清洁废气与还原剂的混合是不充分的。

发明内容

本发明的实施例因此旨在提供用于SCR催化转化器的流入腔室，其确保了待清洁废气与还原剂的充分混合，同时具有紧凑的结构。

上述目标通过独立权利要求中规定的特征的组合实现。有益的配置是从属权利要求的主题。

用于废气催化转化器的流入腔室的实施例包括主体，该主题尤其是直的且尤其是圆柱形的，并且具有侧面和两个彼此间隔开的端面。所述侧面以及第一端面因此由不透废气的材料制成。两个相对的端面中的第二端面另外是可透废气的，并且尤其不含不透废气的材料。主体的第二端面因此刚好是敞开的。侧面包括用于掺有还原剂的废气的进气口。流入腔室还包括由不透废气的材料制成的并且在进气口区域中穿过该主体的侧面的进口管。进口管尤其可以是直的，并且还尤其是圆柱形的。进口管的纵轴线位于垂直于该主体的纵轴线的平面内。进口管的纵轴线尤其可以垂直于主体的纵轴线。然而本发明并不限于此。进口管在主体内部沿进口管的纵轴线延伸主体直径的至少一半，尤其是延伸主体的整个直径。进口管因此深入地穿入主体的内部。在位于主体内部的进口管的端部处，进口管具有由不透废气的材料制成的挡板。挡板可以是连接到进口管的单独的板。作为替代，挡板可由主体的侧面的一部分形成。由于所述挡板，通过进口管供给的掺有还原剂的废气不可能沿其纵轴线的方向从进口管排出。在位于主体内部并且邻近挡板的进口管的端部处，进口管包括穿透该进口管的径向壁的排出口，用于排出掺有还原剂的废气。废气流因此先沿进口管的纵轴线被供给，然后撞击挡板，然后垂直于进口管的纵轴线排入主体的内部。