[发明专利]将还原剂引入到排气流中的装置

说明书

本发明涉及一种用于将还原剂喷射到排气中的装置。装置包括设置在排气通道(3)中的管状本体(19)以及适于将还原剂喷射到喷射空间(21)中的喷射元件(18)，所述喷射空间由管状本体(19)中的内部空间限定，排气适于经由管状本体(19)中的至少一个外周入口开口(19d)被引导到喷射空间(21)中，所述入口开口(19d)围绕喷射空间(21)中的中心纵向轴线(20)延伸至少一圈，排气经由所述入口开口被引导到喷射空间(21)中。

技术领域

本发明涉及依照权利要求1的前序部分的一种将还原剂喷射到排气中的装置。

背景技术

为了减少来自柴油发动机的氮氧化物的排放，使用称为SCR(选择性催化还原)的技术。这种方法需要将指定剂量的呈尿素溶液形式的还原剂添加到排气导管中的柴油发动机排气中。尿素溶液可以以这样的方式喷射到排气导管中，使得其在与热排气接触时被蒸发，并且形成氨。接下来将氨和排气的混合物引导通过发生化学反应的催化剂。这里，排气中的氮氧化物的氮含量与氨中的氮反应，形成氮气。氮氧化物中的氧与氨中的氢反应，形成水。排气中的氮氧化物因此被还原为催化剂中的氮气和水蒸汽。利用正确的尿素剂量，可以在很大程度上降低柴油机的氮氧化物排放。

可以借助于喷射元件来供给尿素溶液，将尿素溶液以雾化形式喷射到排气导管中。然而，难以避免添加的尿素溶液的一部分以未蒸发状态与排气导管的内壁表面接触并粘附在排气导管的内壁表面上。经常与环境空气接触的排气导管具有比排气导管内部的排气更低的温度。因此，尿素溶液的膜可以在排气导管中形成，所述膜被排气流拖拉。在一定距离之后，尿素溶液中的水沸腾。残留有通过热量缓慢蒸发的固体尿素。如果尿素层足够厚，则尿素及其分解产物将彼此反应。结果是尿素基质上的原始聚合物，即所谓的尿素团块。这种尿素团块随着时间推移可能阻塞排气导管。

SE 535 198示出了其包括呈截头圆锥形式的外壳、具有内部空间的排气导管，尿素溶液在所述内部空间中被喷射到排气中。因此，不存在蒸发的尿素溶液可能至少最初碰到排气导管中的内壁表面的风险。外壳包括外周入口开口，排气从外周入口开口流入内部空间。流入的排气强制添加的尿素溶液朝向内部空间的中间。这防止未蒸发的尿素溶液撞击外壳的内壁表面。然而，不可能完全防止尿素溶液的少量积累在外壳的内壁表面上出现。尿素溶液的这种少量积累可以被外壳中的主要排气流沿朝向外壳的前边缘表面的方向拖曳，未蒸发的尿素溶液可以以相对充足的量积累在所述前边缘表面上。这里，存在可能形成尿素团块的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种向排气供给还原剂的装置，由此显着减少团块形成的危险。

所述目的利用开头所述类型的装置来实现，其特征在于权利要求1的特征部分中所述的特征。管状本体从而包括至少一个细长入口开口，其围绕由管状本体限定的喷射空间的中心轴线延伸至少一圈。经由这样的径向入口开口流入喷射空间的排气形成流入气体的基本圆形的屏障。以有效的方式围绕喷射空间延伸至少一圈的这样的排气屏障防止已经粘附在管状本体的位于入口开口上游的表面上的未蒸发的还原剂移动到管状本体上的位于入口开口下游的表面。还原剂可以是尿素溶液或含有氨盐的另一种溶液。有利地，管状本体配备有几个这样的入口开口或配备有围绕中心轴线以一定角距延伸若干圈的一个入口开口。这以有效的方式防止还原剂的较小局部积累被主排气流移动并且以更大量积累在设置于管状本体中的下游的表面上，特别是积累在管状本体出口处、在另一端处的表面上。因此，基本上消除还原剂在管状本体上大量积累的风险，以及团块形成的风险。

根据本发明的一个实施方式，所述入口开口由平行设置的两个细长材料段限定，所述两个细长材料段围绕中心纵向轴线彼此相距一定距离延伸。借助于这样的细长材料段，可以以简单的方式形成入口开口。

根据本发明的一个实施方式，所述细长材料段以螺旋弹簧形式被包括于一个集合式单元中。螺旋弹簧是相对简单的部件，利用其可以形成具有根据本发明的内部空间的管状本体。螺旋弹簧由围绕中心纵向轴线以一定角距延伸的细长元件组成。在这种情况下，获得具有沿整个管状本体的长度的螺旋延伸的集合式入口开口。