DE102014101634B4 - Aftertreatment device using liquid - Google Patents
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Abstract
Nachbehandlungsvorrichtung (1) zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor (E) umfassend:Gas-Flüssigkeitskontaktmittel (2), das an der Abgasleitung (EX) eines Verbrennungsmotors (E) montiert ist, in dem eine adsorbierende Flüssigkeit mit bestimmten Gasbestandteilen in Kontakt kommt, wobei die adsorbierende Flüssigkeit in der Lage ist, bestimmte Gasbestandteile, die im Abgas enthalten sind, das vom Verbrennungsmotor (E) ausgestoßen wird, zu adsorbieren; undeine Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit (3), welche die adsorbierende Flüssigkeit dem Gas-Flüssigkeitskontaktmittel (2) zuführt,wobei das Gas-Flüssigkeitskontaktmittel (2) einen porösen Grundkörper ein zylindrisches Gehäuses (H) und ein Abgaseinbringungsmittel (4) umfasst, wobei der poröse Grundkörper in dem zylindrischen Gehäuse (H) untergebracht ist, Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge (22) in dem porösen Grundkörper ausgebildet sind, die Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit (3) mit einem Endteil des zylindrischen Gehäuses (H) verbunden ist, um einer Endoberfläche des porösen Grundkörpers gegenüberzuliegen, das Abgaseinbringungsmittel (4) das Abgas einem Endteil des porösen Grundkörpers im zylindrischen Gehäuse (H) zuführt, unddas Abgaseinbringungsmittel (4) einen Abgaseinbringungsbereich (41) und einen Öffnungsbereich (43, 46) umfasst, der Abgaseinbringungsbereich (41) eine Kammer umfasst, die zwischen einer Endoberfläche des porösen Grundkörpers und einem Zufuhrbereich der adsorbierenden Flüssigkeit (32) der Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit (3) ausgebildet ist, und der Öffnungsbereich (43, 46) in einer Unterteilungsplatte (42, 44) ausgebildet ist, so dass das Abgas und die adsorbierende Flüssigkeit den Öffnungsbereich (43) durchlaufen,wobei das Abgaseinbringungsmittel (4) eine Doppelzylinderstruktur aufweist, die einen Innenzylinder (44) und einen Außenzylinder (45) umfasst, undder Abgaseinbringungsbereich (41) im Innenzylinder (44) ausgebildet ist, und eine ringförmige Kammer (47), die mit der Abgasleitung (EX) in Verbindung steht, zwischen dem Innenzylinder (44) und dem Außenzylinder (45) ausgebildet ist, der Öffnungsbereich (46) an einer Innenzylinderwand ausgebildet ist, die als die Unterteilungsplatte (42) dient, und das Abgas von einer äußeren peripheren Seite des Innenzylinders (44) eingebracht wird.Aftertreatment device (1) for use in an internal combustion engine (E), comprising: gas-liquid contact means (2) mounted on the exhaust pipe (EX) of an internal combustion engine (E) in which an adsorbing liquid comes in contact with certain gas constituents; adsorbing liquid is capable of adsorbing certain gas components contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (E); andan adsorbing liquid supply device (3) which supplies the adsorbing liquid to the gas-liquid contacting means (2), the gas-liquid contact means (2) comprising a porous base body, a cylindrical casing (H) and an exhaust gas introducing means (4), the porous one Base body in the cylindrical housing (H) is housed, gas-liquid contact passages (22) are formed in the porous body, the adsorbent liquid supply device (3) is connected to an end portion of the cylindrical housing (H), to an end surface of the porous body the exhaust gas introducing means (4) supplies the exhaust gas to an end part of the porous body in the cylindrical housing (H), and the exhaust gas introducing means (4) comprises an exhaust gas introduction area (41) and an opening area (43, 46), the exhaust gas introduction area (41) comprises a chamber that exist between an end surface of the por and the opening portion (43, 46) is formed in a partition plate (42, 44), so that the exhaust gas and the adsorbent liquid form the opening portion (43, 46) of the adsorptive liquid supply passage (32) Passing through the opening portion (43), wherein the exhaust gas introducing means (4) has a double cylinder structure comprising an inner cylinder (44) and an outer cylinder (45), and the exhaust gas introducing portion (41) is formed in the inner cylinder (44), and an annular chamber (47) communicating with the exhaust pipe (EX) formed between the inner cylinder (44) and the outer cylinder (45), the opening portion (46) is formed on an inner cylinder wall serving as the partition plate (42), and the exhaust gas is introduced from an outer peripheral side of the inner cylinder (44).
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ, die eine adsorbierende Flüssigkeit wie eine ionische Flüssigkeit verwendet, die in der Lage ist, Abgas, das von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, durch Adsorbieren bestimmter Gasbestandteile wie Stickstoffoxiden NOx, die im Abgas enthalten sind, und Abtrennen der bestimmten Gasbestandteile vom Abgas, wenn die adsorbierende Flüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt kommt, zu reinigen.The present invention relates to a wet type after-treatment apparatus which uses an adsorbing liquid such as an ionic liquid capable of exhaust gas discharged from an internal combustion engine by adsorbing certain gas components such as nitrogen oxides NOx contained in the exhaust gas. and separating the determined gas constituents from the exhaust gas when the adsorbing liquid comes into contact with the exhaust gas.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Herkömmliche Nachbehandlungsvorrichtungen verwenden einen Katalysator, der in der Lage ist, Abgas, das von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, durch Beseitigen bestimmter Gasbestandteile, wie Stickstoffoxide, die im Abgas enthalten sind, zu reinigen. Zum Beispiel verwendet eine herkömmliche Nachbehandlungsvorrichtung eine selektive katalytische Reduktion, bei der wässriger Harnstoff als Reduktionsmittel in einen Strom von Abgas zugesetzt wird. Für das herkömmliche Verfahren ist es erforderlich, dass die Temperatur eines Katalysators bis zu dessen Betriebstemperatur erhöht wird (zum Beispiel einer Temperatur von nicht weniger als ungefähr 200 °C. Der Katalysator kann bei dieser Betriebstemperatur eine NOx Reinigungsleistung zeigen. Außerdem wird für das herkömmliche Verfahren eine Vorrichtung mit großen Ausmaßen benötigt. Da beim herkömmlichen Verfahren eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung der Wärmeenergie des Abgases durchgeführt wird, nimmt die Temperatur des Abgases ab, wenn eine Abwärmewiedergewinnungsvorrichtung an der Abgasleitung montiert ist.Conventional aftertreatment devices use a catalyst capable of purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine by eliminating certain gas components such as nitrogen oxides contained in the exhaust gas. For example, a conventional aftertreatment device uses a selective catalytic reduction in which aqueous urea is added as a reductant into a stream of offgas. The conventional method requires that the temperature of a catalyst be increased up to its operating temperature (for example, a temperature of not lower than about 200 ° C. The catalyst can exhibit NOx purification performance at this operating temperature.) Further, for the conventional process In the conventional method, since selective catalytic reduction is performed using the heat energy of the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas decreases when a waste heat recovery device is mounted on the exhaust pipe.
Es gibt eine vorgeschlagene Technik, die eine Nachbehandlungsvorrichtung mit kleiner Größe betrifft, die an einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors montiert ist. Die Nachbehandlungsvorrichtung ist mit einem Gas-Flüssigkeitskontaktmittel versehen, das eine adsorbierende Flüssigkeit verwendet, die in der Lage ist, NOx-Bestandteile, die in Abgas enthalten sind, sogar zu adsorbieren, wenn die Temperatur des Abgases niedrig ist. Die adsorbierende Flüssigkeit wird von einem Speichermittel der adsorbierenden Flüssigkeit in das Gas-Flüssigkeitskontaktmittel zugeführt und die zugeführte adsorbierende Flüssigkeit entfernt NOx-Bestandteile als bestimmte Gasbestandteile aus dem Abgas. Als die adsorbierende Flüssigkeit, die in der Lage ist, NOx-Bestandteile zu adsorbieren, gibt es Wasser, alkalische wässrige Lösungen, ionische Flüssigkeiten, etc. Wenn das Abgas im Gas-Flüssigkeitskontaktmittel mit der adsorbierenden Flüssigkeit in Kontakt kommt, adsorbiert die adsorbierende Flüssigkeit NOx-Bestandteile, die im Abgas enthalten sind, und das gereinigte Abgas wird aus der Abgasleitung des Verbrennungsmotors nach außen ausgestoßen. Die adsorbierende Flüssigkeit, die in der Lage ist, NOx-Bestandteile zu adsorbieren, wird regelmäßig aus dem Flüssigkeitsspeichermittel zurückgewonnen und regeneriert. Die regenerierte adsorbierende Flüssigkeit wird im Flüssigkeitsspeichermittel gespeichert und wieder dem Gas-Flüssigkeitskontaktmittel in der Nachbehandlungsvorrichtung zugeführt.There is a proposed technique relating to a small size aftertreatment device mounted on an exhaust pipe of an internal combustion engine. The after-treatment apparatus is provided with a gas-liquid contact agent using an adsorbing liquid capable of even adsorbing NOx components contained in exhaust gas when the temperature of the exhaust gas is low. The adsorbing liquid is supplied from a storage means of the adsorbing liquid into the gas-liquid contact means, and the supplied adsorbing liquid removes NOx ingredients as certain gas components from the exhaust gas. As the adsorbing liquid capable of adsorbing NOx constituents, there are water, alkaline aqueous solutions, ionic liquids, etc. When the exhaust gas in the gas-liquid contact agent comes into contact with the adsorbing liquid, the adsorbing liquid adsorbs NOx Constituents contained in the exhaust gas, and the purified exhaust gas is discharged from the exhaust pipe of the internal combustion engine to the outside. The adsorbing liquid capable of adsorbing NOx components is regularly recovered from the liquid storage means and regenerated. The regenerated adsorbent liquid is stored in the liquid storage means and returned to the gas-liquid contact in the aftertreatment device.
Es gibt zum Beispiel eine herkömmliche Technik, das japanische veröffentlichte Patent
Die Gas-Flüssigkeitskontaktvorrichtung, die im veröffentlichten japanischen Patent
In der Struktur der Gas-Flüssigkeitskontaktvorrichtung, die im veröffentlichten panischen Patent
Darüber hinaus erhöht die Struktur der Gas-Flüssigkeitskontaktvorrichtung, die im veröffentlichten japanischen Patent
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ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Es ist daher wünschenswert, eine Nachbehandlungsvorrichtung, die eine adsorbierende Flüssigkeit verwendet, bereitzustellen, die eine hohe Adsorptionsrate und einen niedrigen Druckverlust aufweist. Die adsorbierende Flüssigkeit ist in der Lage, bestimmte Gasbestandteile, die im Abgas enthalten sind, das von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mit hoher Effizienz dadurch zu adsorbieren, dass sie die adsorbierende Flüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt bringt und die bestimmten Gasbestandteile aus dem Abgas entfernt, um das Abgas zu reinigen. Ferner weist die Behandlungsvorrichtung eine miniaturisierte Größe auf, um zu Motorfahrzeugen zu passen und wird mit geringen Herstellungskosten hergestellt.It is therefore desirable to provide an after-treatment apparatus using an adsorbing liquid which has a high adsorption rate and a low pressure loss. The adsorbent liquid is capable of adsorbing certain gas constituents contained in the exhaust gas discharged from an internal combustion engine with high efficiency by bringing the adsorbing liquid into contact with the exhaust gas and removing the specific gas constituents from the exhaust gas to purify the exhaust gas. Further, the processing apparatus has a miniaturized size to fit motor vehicles and is manufactured at a low manufacturing cost.
Eine beispielhafte Ausführungsform stellt eine Nachbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereit, die ein Gas-Flüssigkeitskontaktmittel und eine Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit umfasst. Das Gas-Flüssigkeitskontaktmittel ist an einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors montiert. Im Gas-Flüssigkeitskontaktmittel kommt eine adsorbierende Flüssigkeit, die in der Lage ist, einen bestimmten Gasbestandteil, der im Abgas enthalten ist, das vom Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, zu adsorbieren, in Kontakt mit dem bestimmten Gasbestandteil. Die Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit führt die adsorbierende Flüssigkeit dem Gas-Flüssigkeitskontaktmittel zu. In der Nachbehandlungsvorrichtung weist das Gas-Flüssigkeitskontaktmittel einen porösen Grundkörper, ein zylindrisches Gehäuse und ein Abgaseinbringungsmittel auf. Der poröse Grundkörper ist in dem zylindrischen Gehäuse untergebracht. Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge sind im porösen Körper ausgebildet. Die Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit ist mit einem Endteil des zylindrischen Gehäuses verbunden, so dass sie einer Endoberfläche des porösen Grundkörpers gegenübersteht. Das Abgaseinbringungsmittel führt das Abgas einer Endoberfläche des porösen Grundkörpers im zylindrischen Gehäuse zu. Das Abgaseinbringungsmittel umfasst eine Abgaseinbringungsvorrichtung und einen Öffnungsbereich. Die Abgaseinbringungsvorrichtung weist eine Kammer auf, die zwischen einer Endoberfläche des porösen Grundkörpers und einem Zufuhrbereich der adsorbierenden Flüssigkeit der Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit gebildet ist. Der Öffnungsbereich ist in einer Unterteilungsplatte gebildet, so dass das Abgas und die adsorbierende Flüssigkeit den Öffnungsbereich durchlaufen.An exemplary embodiment provides an aftertreatment device for an internal combustion engine that includes a gas-liquid contactor and an adsorptive fluid delivery device. The gas-liquid contact means is mounted on an exhaust pipe of an internal combustion engine. In the gas-liquid contactor, an adsorbing liquid capable of adsorbing a certain gas component contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine comes in contact with the specific gas component. The adsorbing liquid supply means supplies the adsorbing liquid to the gas-liquid contact agent. In the aftertreatment device, the gas-liquid contact means comprises a porous body, a cylindrical housing, and an exhaust gas introducing means. The porous body is housed in the cylindrical housing. Gas-liquid contact passages are formed in the porous body. The adsorption liquid supply device is connected to an end portion of the cylindrical housing so as to face an end surface of the porous base body. The exhaust gas introducing means supplies the exhaust gas to an end surface of the porous body in the cylindrical housing. The exhaust gas introduction means comprises an exhaust gas introduction device and an opening region. The exhaust gas introduction device has a chamber formed between an end surface of the porous base body and a supply region of the adsorbing liquid of the adsorptive liquid supply device. The opening portion is formed in a partition plate so that the exhaust gas and the adsorbing liquid pass through the opening portion.
Bei der vorliegenden Erfindung weist das Abgaseinbringungsmittel eine Doppelzylinderstruktur auf, die einen Innenzylinder und einen Außenzylinder umfasst. Die Abgaseinbringungsvorrichtung ist im Innenzylinder ausgebildet. Eine ringförmige Kammer, die mit der Abgasleitung in Verbindung steht, ist zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder ausgebildet. Der Öffnungsbereich (
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Unterteilungsplatte eine Mehrzahl von Durchgangslöchern und ist an einer stromaufwärtigen Seite eines Zufuhrbereichs der Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit im Inneren des zylindrischen Gehäuses des Abgaseinbringungsmittels angeordnet. Das Abgas wird in die Abgaseinbringungsvorrichtung von der stromaufwärtigen Seite eingebracht.According to another aspect of the present disclosure, the partition plate includes a plurality of through holes and is disposed on an upstream side of a supply portion of the adsorptive liquid supply device inside the cylindrical housing of the exhaust gas introduction means. The exhaust gas is introduced into the exhaust gas introducing device from the upstream side.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der poröse Grundkörper ein Wabenstrukturkörper, in dem mehrere Gas-Flüssigkeitskontaktplatten gestapelt sind, um die Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge zu bilden. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern ist in den Gas-Flüssigkeitskontaktplatten gebildet, um mit den angrenzenden Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgängen in Verbindung zu stehen, durch die das Abgas und die adsorbierende Flüssigkeit durchlaufen.According to another aspect of the present invention, the porous base body is a honeycomb structural body in which a plurality of gas-liquid contact plates are stacked to form the gas-liquid contact passages. A plurality of through holes are formed in the gas-liquid contact plates to communicate with the adjacent ones Gas-liquid contact passages through which pass through the exhaust gas and the adsorbent liquid.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Durchgangslöcher in den Gas-Flüssigkeitskontaktplatten, die im porösen Grundkörper angeordnet sind, durch Schneiden der Gas-Flüssigkeitskontaktplatten gebildet. Die Anzahl der Durchgangslöcher, die in einem stromaufwärtigen Bereich der Gas-Flüssigkeitskontaktplatten gebildet sind, ist höher als die Anzahl der Durchgangslöcher, die in einem stromabwärtigen Bereich der Gas-Flüssigkeitskontaktplatten ausgebildet sind.According to another aspect of the present invention, the through holes in the gas-liquid contact plates arranged in the porous body are formed by cutting the gas-liquid contact plates. The number of through holes formed in an upstream region of the gas-liquid contact plates is higher than the number of through-holes formed in a downstream region of the gas-liquid contact plates.
Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Durchgangslöcher nur in einem stromaufwärtigen Bereich der Gas-Flüssigkeitskontaktplatten, die im porösen Grundkörper angeordnet sind, durch Schneiden der Gas-Flüssigkeitskontaktplatten ausgebildet.According to another embodiment of the present invention, the through holes are formed only in an upstream portion of the gas-liquid contact plates disposed in the porous body by cutting the gas-liquid contact plates.
Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die adsorbierende Flüssigkeit eine ionische Flüssigkeit, die eine höhere Viskosität aufweist als Wasser und die adsorbierende Flüssigkeit behält ihren flüssigen Zustand unter den Betriebsbedingungen der Nachbehandlungsvorrichtung bei.According to another embodiment of the present invention, the adsorbing liquid is an ionic liquid having a higher viscosity than water, and the adsorbing liquid maintains its liquid state under the operating conditions of the aftertreatment device.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die bestimmten Gasbestandteile Stickstoffoxidkomponenten, die in dem Abgas enthalten sind.In another aspect of the present invention, the particular gas constituents are nitrogen oxide components contained in the exhaust gas.
In der Nachbehandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung laufen das Abgas und die adsorbierende Flüssigkeit zusammen in der gleichen Richtung durch die Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge, die im porösen Grundkörper des Wabenstrukturkörpers ausgebildet sind, und die adsorbierende Flüssigkeit adsorbiert bestimmte Gasbestandteile, die im Abgas enthalten sind, um das Abgas zu reinigen. Die Abgaseinbringungsvorrichtung ist zwischen einem Injektor als Auslassbereich der Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit und einer Endoberfläche des porösen Grundkörpers angeordnet. Da die Abgaseinbringungsvorrichtung vom Abgasdurchgang durch die Unterteilungsplatte abgetrennt ist, ist es möglich, dem Inneren des porösen Grundkörpers Abgas durch die Öffnungslöcher zuzuführen, die im Öffnungsbereich der Unterteilungsplatte ausgebildet sind, ohne eine Turbulenz des Abgases und der adsorbierenden Flüssigkeit, die durch den Injektor versprüht wird, zu verursachen. Dies ermöglicht es, die versprühte adsorbierende Flüssigkeit gleichmäßig in die gesamte Endoberfläche des porösen Grundkörpers im Wabenstrukturkörper des Gas-Flüssigkeitskontaktmittels zuzuführen. Außerdem können das Abgas und die adsorbierende Flüssigkeit an den Oberflächen der Wände der Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge, die im porösen Grundkörper im Wabenstrukturkörper angeordnet sind, ausgebreitet werden. Die adsorbierende Flüssigkeit adsorbiert mit hoher Effizienz bestimmte Gasbestandteile, die im Abgas enthalten sind. Schließlich wird das gereinigte Abgas aus der Nachbehandlungsvorrichtung ausgestoßen.In the aftertreatment device according to the present invention, the exhaust gas and the adsorbent liquid together in the same direction pass through the gas-liquid contact passages formed in the porous body of the honeycomb structural body, and the adsorbing liquid adsorbs certain gas components contained in the exhaust gas to the To clean exhaust gas. The exhaust gas introducing device is disposed between an injector as an outlet portion of the adsorption liquid supplying device and an end surface of the porous base body. Since the exhaust gas introduction device is separated from the exhaust passage by the partition plate, it is possible to supply exhaust gas to the inside of the porous base body through the opening holes formed in the opening portion of the partition plate without turbulence of the exhaust gas and the adsorbing liquid sprayed by the injector , to cause. This makes it possible to uniformly supply the sprayed adsorbing liquid into the entire end surface of the porous body in the honeycomb body of the gas-liquid contact agent. In addition, the exhaust gas and the adsorbing liquid may be spread on the surfaces of the walls of the gas-liquid contact passages arranged in the porous base body in the honeycomb structural body. The adsorbing liquid adsorbs with high efficiency certain gas components contained in the exhaust gas. Finally, the purified exhaust gas is expelled from the aftertreatment device.
Entsprechend kommt in dieser Struktur der Nachbehandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ionische Flüssigkeit als die adsorbierende Flüssigkeit, die entlang der Oberflächen der Wände der Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge im porösen Grundkörper, wie dem Wabenstrukturkörper, mit hoher Effizienz mit dem Abgas in Kontakt, um bestimmte Gasbestandteile, wie NOx-Bestandteile, zu adsorbieren und zu entfernen. Dies ermöglicht es, die Nachbehandlungsvorrichtung, die eine geringe Größe aufweist, mit hoher Effizienz bereitzustellen und die Nachbehandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung für Verbrennungsmotoren für Motorfahrzeuge anzuwenden, wo Abgas mit einer hohen Geschwindigkeit strömt. Darüber hinaus kann die Nachbehandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, da sie keine komplizierte Struktur der Oberflächen der Wände der Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge erfordert, mit geringen Kosten hergestellt werden.Accordingly, in this structure, the aftertreatment device according to the present invention comes into contact with the exhaust gas with ionic liquid as the adsorbing liquid that contacts the exhaust gas with high efficiency along the surfaces of the walls of the gas-liquid contact passages in the porous base body such as the honeycomb structural body NOx components, to adsorb and remove. This makes it possible to provide the after-treatment apparatus having a small size with high efficiency and to apply the after-treatment apparatus of the present invention to internal combustion engines for motor vehicles where exhaust gas flows at a high speed. Moreover, the aftertreatment device of the present invention, since it does not require a complicated structure of the surfaces of the walls of the gas-liquid contact passages, can be manufactured at a low cost.
Figurenlistelist of figures
Eine bevorzugte nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch Beispiele mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben, in denen:
-
1 eine Ansicht ist, die eine Gesamtstruktur einer Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer ersten beispielhaften Ausführungsform zur Verwendung in Verbrennungsmotoren darstellt; -
2 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die eine Struktur eines NOx-Adsorptionsbereichs als ein Gas-Flüssigkeitskontaktmittel in einer Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der ersten beispielhaften Ausführungsform, die in1 dargestellt ist, darstellt; -
3 eine Ansicht ist, die eine Gesamtstruktur eines Verbrennungsmotorsystems darstellt, das an einem Motorfahrzeug montiert ist, woran die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der ersten beispielhaften Ausführungsform montiert ist; -
4 eine Ansicht ist, die eine detaillierte Struktur eines Beispiels eines Abgaseinbringungsmittels in der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, die1 dargestellt ist; -
5 eine Ansicht ist, die eine detaillierte Struktur eines Beispieles des Abgaseinbringungsmittels in der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
6 eine Ansicht ist, die einen Querschnitt eines großen Teils eines Beispiels des Abgaseinbringungsmittels der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, der eine detaillierte Struktur umfasst; -
7A eine Ansicht ist, die einen teilweisen Querschnitt erster Gas-Flüssigkeitskontaktplatten mit einer Wellenform darstellt, die in einem Wabenstrukturkörper des NOx-Adsorptionsbereichs in der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind; -
7B eine Ansicht ist, die einen teilweisen Querschnitt erster Gas-Flüssigkeitskontaktplatten mit anderer Struktur darstellt, die im Wabenstrukturkörper des NOx-Adsorptionsbereichs in der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind; -
8 eine Ansicht ist, die einen teilweisen Querschnitt der ersten Gas-Flüssigkeitskontaktplatte mit Wellenform darstellt, die im Wabenstrukturkörper des NOx-Adsorptionsbereichs in der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der fünften beispielhaften Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung angeordnet ist; und -
9 eine Ansicht ist, die einen teilweisen Querschnitt der ersten Gas-Flüssigkeitskontaktplatte mit Wellenform darstellt, die im Wabenstrukturkörper des NOx-Adsorptionsbereichs in der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer sechsten beispielhaften Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
-
1 FIG. 11 is a view illustrating an overall structure of a wet type after-treatment apparatus according to a first exemplary embodiment for use in internal combustion engines; FIG. -
2 FIG. 12 is a schematic perspective view showing a structure of a NOx adsorption area as a gas-liquid contact agent in an after-treatment apparatus of FIG Wet type according to the first exemplary embodiment, which in1 is shown; -
3 FIG. 11 is a view illustrating an overall structure of an engine system mounted on a motor vehicle on which the wet type after-treatment apparatus according to the first exemplary embodiment is mounted; FIG. -
4 FIG. 11 is a view illustrating a detailed structure of an example of an exhaust gas introduction means in the wet type after-treatment apparatus according to the first exemplary embodiment, which is shown in FIG1 is shown; -
5 Fig. 13 is a view illustrating a detailed structure of an example of the exhaust gas introduction means in the wet type after-treatment apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention; -
6 Fig. 12 is a view illustrating a cross section of a large part of an example of the exhaust gas introducing means of the wet type after-treatment apparatus according to a third exemplary embodiment of the present invention, which comprises a detailed structure; -
7A FIG. 12 is a view showing a partial cross section of first gas-liquid contact plates having a waveform disposed in a honeycomb structural body of the NOx adsorption region in the wet type after-treatment apparatus according to the fourth exemplary embodiment of the present invention; FIG. -
7B FIG. 12 is a view illustrating a partial cross section of first gas-liquid contact plates of a different structure disposed in the honeycomb structural body of the NOx adsorption region in the wet type after-treatment apparatus according to the fourth exemplary embodiment of the present invention; FIG. -
8th FIG. 12 is a view showing a partial cross section of the first waveform waveguide gas-liquid contact plate disposed in the honeycomb structural body of the NOx adsorption area in the wet type after-treatment apparatus according to the fifth exemplary embodiment of the present invention; FIG. and -
9 FIG. 12 is a view showing a partial cross section of the first waveform waveguide gas-liquid contact plate disposed in the honeycomb structural body of the NOx adsorption area in the wet type after-treatment apparatus according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Referenzzeichen oder - nummern durchgehend durch die mehreren Diagramme gleiche oder äquivalente Bestandteile.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the various embodiments, like reference numerals or numerals designate like or equivalent components throughout the several diagrams.
Es wird nun eine Nachbehandlungsvorrichtung nach einer ersten beispielhaften Ausführungsform mit Bezug auf
Wie in
Der Verbrennungsmotor E ist mit einem Turbolader versehen, der einen Kompressor
Nach der Verbrennung wird das Abgas aus dem Brennraum des Verbrennungsmotors E in einen Abgaskrümmer ausgestoßen. Die Abgasturbine
Der DPF
Das abgekühlte Abgas wird in die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ
Ein Luftströmungssensor
Als Nächstes wird eine Struktur der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ
Wie in
Der NOx Adsorptionsbereich
Wie in
Wie in
Die Zufuhrvorrichtung der adsorbierenden Flüssigkeit
Die NOx adsorbierende Flüssigkeit ist der Lage, NOx-Bestandteile, die im Abgas enthalten sind, zu adsorbieren. Die NOx adsorbierende Flüssigkeit weist eine Viskosität auf, die höher ist als die von Wasser. Es ist möglich jegliche Flüssigkeit als die NOx adsorbierende Flüssigkeit zu verwenden, solange die Flüssigkeit nicht eine Viskosität aufweist, die größer ist als die von Wasser und ihren flüssigen Zustand in der Verwendungsumgebung beibehält. Es ist bevorzugt, eine ionische Flüssigkeit zu verwenden, die in der Lage ist, NOx-Bestandteile wie NOx und HNO3 zu adsorbieren, zum Beispiel eine ionische Flüssigkeit, die Carboxylat umfasst. Es ist stärker bevorzugt mindestens eines oder mehrere von einem Alkylcarboxylsäureion und seinen Derivaten zu kombinieren, wobei ein Anion von Carboxylat durch CnH2n+1COO- (n ist eine ganze Zahl von 1 bis 10) dargestellt wird, um die adsorbierende Flüssigkeit herzustellen, welche die erwünschte Adsorptionsfähigkeit und Viskosität aufweist.The NOx adsorbing liquid is capable of adsorbing NOx components contained in the exhaust gas. The NOx adsorbing liquid has a viscosity higher than that of water. It is possible to use any liquid as the NOx adsorbing liquid as long as the liquid does not have a viscosity greater than that of water and maintains its liquid state in the environment of use. It is preferable to use an ionic liquid capable of adsorbing NOx components such as NOx and HNO 3 , for example, an ionic liquid comprising carboxylate. It is more preferable to combine at least one or more of an alkylcarboxylic acid ion and its derivatives, wherein an anion of carboxylate is represented by C n H 2n + 1 COO - (n is an integer of 1 to 10) to produce the adsorbing liquid having the desired adsorptivity and viscosity.
Da die ionische Flüssigkeit bei einer hohen Temperatur nicht verdampft wird, ist es möglich, zu verhindern, dass aus der ionischen Flüssigkeit im Abgaseinbringungsbereich
Die NOx adsorbierende Flüssigkeit als eine ionische Flüssigkeit fließt langsam die Oberflächen der Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgänge
Die aufgefangene adsorbierende Flüssigkeit wird durch eine Flüssigkeitsleitung
Der Wabenstrukturkörper
Wenn das Abgas von der Oberseite des zylindrischen Gehäuses H eingebracht wird und eine große Menge an Abgas in den Abgaseinbringungsbereich
Zweite erfindungsgemäße AusführungsformSecond embodiment of the invention
Eine Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer zweiten beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf
Wie in
Wie in
Wenn es in eine ringförmig geformte Kammer
Dritte beispielhafte AusführungsformThird exemplary embodiment
Die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer dritten beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf
Insbesondere dienen der Innenzylinder
Diese Struktur bildet die ringförmig geformte Kammer
Die Innenumfangsoberfläche des Innenzylinders
Das Konzept der vorliegenden Erfindung beschränkt nicht die Form eines Querschnitts des Wabenstrukturkörpers
In der dritten beispielhaften Ausführungsform ist eine Mehrzahl der Durchgangslöcher
Vierte beispielhafte AusführungsformFourth exemplary embodiment
Die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer vierten beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf
Die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der vierten beispielhaften Ausführungsform weist eine Struktur auf, in der eine Mehrzahl der Durchgangslöcher
Die Durchgangslöcher
Es ist auch möglich, eine Struktur zu verwenden, die in
Fünfte beispielhafte AusführungsformFifth exemplary embodiment
Die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer fünften beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf
In der Struktur der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der fünften beispielhaften Ausführungsform, die in
Wie zuvor beschrieben, nimmt ein Druckverlust in den Gas-Flüssigkeitskontaktdurchgängen
Da eine ionische Flüssigkeit als adsorbierende Flüssigkeit eine relativ hohe Viskosität aufweist, ist es effektiv, eine Mehrzahl der Durchgangslöcher
Andererseits ist es, da die adsorbierende Flüssigkeit, die an beiden Oberflächen der Gas-Flüssigkeitskontaktplatten
Sechste beispielhafte AusführungsformSixth exemplary embodiment
Die Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach einer sechsten beispielhaften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf
In der Struktur der Nachbehandlungsvorrichtung vom Nass-Typ nach der sechsten beispielhaften Ausführungsform, die in
Um einen größeren Einfluss eines Druckverlustes zu verhindern, der durch die Gegenwart der spitzen Teile
Ferner ist es, wie in
Die erste beispielhafte Ausführungsform bis sechste beispielhafte Ausführungsform beschrieben zuvor die Verwendung des Wabenstrukturkörpers
Die Nachbehandlungsvorrichtungen vom Nass-Typ nach den ersten bis sechsten beispielhaften Ausführungsformen, die zuvor beschrieben wurden, weisen eine geringe Größe auf und können mit geringen Herstellungskosten hergestellt werden und sie können an Verbrennungsmotoren angewendet werden, die unter rauen Umweltbedingungen verwendet werden, zum Beispiel, bei einer hohen Temperatur und unter harten Betriebsbedingungen. Es ist daher bevorzugt, die Nachbehandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an Verbrennungsmotoren von Motorfahrzeugen zu montieren, die einen engen begrenzten Installationsbereich für einen Motor aufweisen. Das heißt, es ist möglich, die Nachbehandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an verschiedenen Typen von Verbrennungsmotoren außer Dieselmotoren zu verwenden und an Verbrennungsmotoren für Motorfahrzeuge, die keine Dieselmotoren sind. Ferner ist es möglich, bestimmte Gasbestandteile zusätzlich zu NOx-Bestandteilen, die im Abgas enthalten sind, durch Verwenden verschiedener Typen adsorbierender Flüssigkeiten, die diesen bestimmten Gasbestandteilen entsprechen, zu entfernen.The wet type after-treatment apparatuses according to the first to sixth exemplary embodiments described above are small in size and can be manufactured at a low manufacturing cost and can be applied to internal combustion engines used in harsh environmental conditions, for example a high temperature and under harsh operating conditions. It is therefore preferable to mount the aftertreatment device of the present invention to internal combustion engines of motor vehicles having a narrow limited installation area for a motor. That is, it is possible to use the aftertreatment device according to the present invention on various types of internal combustion engines other than diesel engines and internal combustion engines for motor vehicles other than diesel engines. Further, it is possible to remove certain gas constituents in addition to NOx constituents contained in the exhaust gas by using various types of adsorbent liquids corresponding to these particular gas constituents.
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