[发明专利]还原剂分解反应室

说明书

用于排气系统的分解反应器包括限定内部容积并具有入口和出口的外部组件，入口和出口形成在外部组件的同一侧上。分流器位于内部容积内并限定热管理腔室和主流动腔室。排气的第一流动路径从入口流入主流动腔室以与配料混合，并且排气的第二流动路径从入口流入热管理腔室以控制分流器的一部分的温度。在一些实施方式中，一个或多个涡旋转向器可以联接到分流器并且定位在外部组件的出口附近，以向离开出口的还原剂和排气流的结合施加涡流运动。

相关申请交叉引用

本申请要求于2017年8月22日提交的、申请号为15/683315的美国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及用于内燃机的后处理系统领域。

背景技术

对于内燃机，诸如柴油机，氮氧化物(NOx)混合物可能会被排放到排气中。为了减少NOx排放，可以实施选择性催化还原(SCR)工艺以借助催化剂和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，例如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以包含在排气系统的催化剂室中，例如车辆或发电单元的催化剂室。通常在进入催化剂室之前将还原剂(例如无水氨或尿素)引入排气流中。为了将还原剂引入用于SCR过程的排气流中，SCR系统可通过配料模块来配料(dose)或以其他方式引入还原剂，配料模块将还原剂汽化或喷射到催化剂室上游的排气系统的排气管中。SCR系统可以包括一个或多个传感器以监测排气系统内的状况。

发明内容

本文描述的实施方式涉及分解反应器，例如在同一侧具有入口和出口的U形或V形分解反应器。

一种实施方式涉及一种用于排气系统的分解反应器，包括外部组件和分流器。所述外部组件限定内部容积并且具有入口和出口。所述入口和出口形成在所述外部组件的同一侧上。所述分流器位于由所述外部组件限定的内部容积内并联接至所述外部组件。所述分流器在所述内部容积内限定热管理腔室和主流动腔室。所述主流动腔室与所述入口和出口流体连通，以及所述热管理腔室与所述入口和所述主流动腔室下游靠近所述出口的部分流体连通。所述分流器包括开口，还原剂通过所述开口配料到所述主流动腔室内。排气的第一流动路径从所述入口流入所述主流动腔室以与通过所述分流器中的所述开口配料的还原剂混合并从所述出口流出。排气的第二流动路径从所述入口流入所述热管理腔室以控制所述分流器的一部分的温度并且通过形成在所述分流器中的一个或多个开口流出到所述主流动腔室中。

在一些实施方式，分解反应器包括定位在所述主流动腔室内的混合器。在一些实施方式，分解反应器包括一个或多个导流挡板，所述一个或多个导流挡板位于所述分流器和所述外部组件之间的所述热管理腔室中。所述一个或多个导流挡板延伸所述外部组件的外壁长度的至少50％。所述一个或多个导流挡板在所述热管理腔室内均匀隔开以提供基本均匀的排气质量流量。所述一个或多个导流挡板构造成将排气流集中在所述分流器的区域处。在所述分流器的所述区域处集中排气流包括减小流过所述区域附近的所述热管理腔室的一部分的排气的横截面面积。所述一个或多个导流挡板包括平板。在一些实施方式中，所述一个或多个开口包括穿孔锥体。在一些实施方式，所述分解反应器还包括横跨所述入口的至少一部分并且配置为将排气流从所述入口的第一方向改变为不同的第二方向的一个或多个板条。