CN105863789A - 喷射模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷射模块，包括：喷射器，其配置成将尿素喷洒至选择性催化还原(SCR)催化器的前方，所述选择性催化还原催化器安装在排气管中以减少NOx；外壳，其配置成容纳喷射器和尿素；以及冷却剂软管，其配置成将冷却剂引入外壳并从外壳排出冷却剂，其中冷却剂软管包括收集器，所述收集器收集在高于所述外壳的位置处的冷却剂中所包含的气体。由于液化的冷却剂将一直填充在形成于喷射模块中的冷却剂室中，因此即使在发动机旋转停止且冷却剂流动停止的状态下且例如在DPF再生后立即发生的排放气体的温度较高的状态下，根据本发明的喷射模块也可以增加喷射器的冷却效率。

Description

喷射模块
相关申请的交叉引用
本申请基于2015年2月9日在韩国知识产权局提交的专利申请第10-2015-0019508号并要求该申请的优先权权益，该申请的全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种喷射模块(dosing module)，更具体地，涉及这样一种喷射模块，其减少将尿素喷洒至选择性催化还原(SCR)催化器前方的喷射器的热损伤的发生。
背景技术
使用柴油机的车辆安装有各种类型的后处理装置，用于去除根据美国柴油排放第二阶段标准(U.S.Diesel TIER2/BIN5regulation)或欧6排放气体标准(Euro 6exhaust gas regulation)的包含在排放气体中的有毒物质，例如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)、炭烟、颗粒物(PM)等等。
后处理装置包括靠近发动机设置以进行非甲烷碳氢化合物(NMHC)转换功能的柴油机氧化催化器(DOC)、收集颗粒物的柴油机颗粒过滤器(DPF)以及通过还原操作净化NOx的选择性催化还原(SCR)催化器。
SCR催化器使用氨(NH3)作为用于净化NOx的还原剂，其具有这样的优点：对于NOx具有非常优秀的选择性，并且即使在氧气存在的情况下也能促进NOx和氨之间的反应。氨(NH3)和NOx之间的还原反应通过如下化学式1表示。
[化学式1]
2NH3+2O2->N2O+3H2O
4NH3+3O2->2N2+6H2O
4NH3+5O2->4NO+6H2O
为了将SCR催化器的NOx的净化性能保持在预定的水平或更高的水平，通过设置在SCR催化器的前部处的喷射模块将液化的尿素喷洒至排放气体，并获得通过经喷洒的尿素的蒸发和分解产生的氨，从而使得在SCR催化器内维持氨的储存。
喷射模块为安装在排气管中用于减少在从发动机向排气管内部排放的排放气体中所包含的NOx的喷洒尿素溶液的装置。适当的喷洒尿素溶液通过减少NOx可以符合排放气体规定，但当尿素的喷洒量由于喷射模块的热损伤或由于球阀和阀片的磨损而不稳定的时候，包含在排放气体中的NOx增加。喷射模块包括用于喷洒尿素的喷射器和外壳，在外壳中形成用于冷却喷射器的冷却剂室。
同时，当DPF再生后紧接着发动机停止时，冷却剂泵停止，且已经引入冷却剂室的冷却剂停滞。在此情况下，因为具有高温的排放气体由于DPF再生而被引入喷射模块的前方，在冷却剂室1中停滞的冷却剂2收到来自喷射器的热量，这引起冷却剂2沸腾，如图1中所示。也就是说，在冷却剂室1中产生气体3。
连续地产生该气体直至排放气体的温度降低至适当的值以下。因此，有可能使得冷却剂室被气体填充，而不是液体。在此情况下，排放气体的温度传递至喷射器，并在喷射器中出现热损伤。
[相关技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国专利特开公布号10-2014-0055171(2014年5月9日)
发明内容
本发明努力解决现有技术中产生的上述问题，同时又完整地保持由现有技术所实现的优点。
本发明的一个方面提供一种喷射模块，即使在由于DPF再生后紧接着发动机停止而造成的冷却剂在喷射模块中停滞的情况下，所述喷射模块也能够防止由喷射模块中从冷却剂室产生的排放气体所造成的喷射器的热损伤。
根据本发明的示例性实施方案，喷射模块包括：喷射器，其配置成将尿素喷洒至选择性催化还原(SCR)催化器的前方以减少NOx，所述选择性催化还原催化器安装在排气管中；外壳，其配置成容纳喷射器和尿素；以及冷却剂软管，其配置成将冷却剂引入外壳并从外壳排出冷却剂，其中冷却剂软管包括收集器，所述收集器在高于所述外壳的位置处收集冷却剂中所包含的气体。
附图说明
通过随后结合附图所呈现的详细描述将会更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征以及优点。
图1为显示根据相关技术的喷射模块的运行的横截面图。
图2为根据本发明的示例性实施方案的喷射模块的立体图和分解立体图。
图3为显示根据本发明的示例性实施方案的喷射模块的运行的横截面图。
图4为图2的喷射模块的冷却剂软管的连接状态图。
附图中元件的附图标记
100：喷射器
200：外壳
210：冷却剂室
220：冷却剂连接器
300：冷却剂软管。
具体实施方式
将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
如图2至图4中所示，根据本发明的喷射模块包括：喷射器100、外壳200以及冷却剂软管300；该喷射器100配置成将尿素R喷洒至选择性催化还原(SCR)催化器的前方，所述选择性催化还原催化器安装在排气管中以减少NOx；该外壳200配置成容纳喷射器100和尿素R；该冷却剂软管300配置成将冷却剂引入外壳200并从外壳200排出冷却剂，其中冷却剂软管300包括收集器310，该收集器310收集在高于外壳200的位置处的冷却剂中所包含的气体。收集器310以“U”的形状形成为弯曲的，并具有连接至外壳200的一侧。
喷射模块进一步包括冷却剂泵和冷却剂管320；该冷却剂泵将冷却剂泵送并将冷却剂输送至外壳200；该冷却剂管320具有连接至冷却剂泵的一侧以及连接收集器310的另一侧。冷却剂管320具有在冷却剂管320的向上方向上弯曲形成的弯曲部分321。
外壳200具有冷却剂室210，在冷却剂室210中冷却剂流动从而与喷射器100进行热交换。冷却剂室210在外壳200的上侧形成。外壳200安装有冷却剂连接器220，该冷却剂连接器220使冷却剂室210和冷却剂软管300相互连接。
冷却剂连接器220将冷却剂引入冷却剂室210或从冷却剂室210排出冷却剂，冷却剂连接器220倾斜地安装在冷却剂室210中使得其顶端指向天空。冷却剂连接器220包括入口221和出口222，冷却剂穿过入口221引入冷却剂室210，冷却剂穿过出口222从冷却剂室210排出。冷却剂软管300分别连接至入口221和出口222。将尿素R从外部供应至外壳200的尿素管线R.L.设置在各个冷却剂之间。冷却剂连接器220倾斜地安装在外壳200中从而向着与地面相反的方向突出。
在根据本发明的具有上述构造的喷射模块中，即使在冷却剂的流动因发动机旋转的停止而停止使得冷却剂停滞(如在DPF再生后即刻发生的排放气体具有高温的状态下)的情况下，通过冷却剂室210的内侧顶表面和安装在冷却剂室210中使得顶端指向天空的冷却剂连接器220而将由沸腾的冷却剂产生的气体引入冷却剂软管300，并由此将其收集在收集器310中。原因在于由冷却剂相变得到的气体具有小于液化冷却剂的密度，并因此上升。从而避免了由于冷却剂从液相快速相变至气相而造成的喷射器100的热损伤。
如上所述，即使在发动机旋转停止且冷却剂流动停止(如在DPF再生后立即发生的排放气体的温度较高的状态下)的状态下，根据本发明的示例性实施方案，由于液化的冷却剂将一直填充在形成于喷射模块中的冷却剂室中，所以利用喷射模块可以增加喷射器的冷却效率。最终，由于启动停止后施加至喷射器的热量被排放至冷却剂，因此可以减少喷射器的热损伤的发生概率。
如上所述，尽管通过参考示例性实施方案和附图描述了本发明，但是本领域技术人员会理解本发明不限于此，在不脱离所附权利要求书所限定的范围的情况下本发明可以做出各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种喷射模块，其包括：
喷射器，其配置成将尿素喷洒至选择性催化还原(SCR)催化器的前方以减少NOx，所述选择性催化还原催化器安装在排气管中；
外壳，其配置成容纳所述喷射器和尿素；以及
冷却剂软管，其配置成将冷却剂引入所述外壳并从所述外壳排出冷却剂，
其中所述冷却剂软管包括收集器，所述收集器在高于所述外壳的位置处收集冷却剂中所包含的气体。
2.根据权利要求1所述的喷射模块，其中所述收集器以“U”的形状形成为弯曲的，并具有连接至所述外壳的一侧。
3.根据权利要求2所述的喷射模块，其进一步包括：
冷却剂泵，其配置成将冷却剂泵送并将冷却剂输送至所述外壳；以及
冷却剂管，其配置成具有连接至所述冷却剂泵的一侧以及连接所述收集器的另一侧。
4.根据权利要求3所述的喷射模块，其中所述冷却剂管具有在所述冷却剂管的向上方向上弯曲形成的弯曲部分。
5.根据权利要求1所述的喷射模块，其中所述外壳形成冷却剂室，在所述冷却剂室中所述冷却剂流动从而与所述喷射器进行热交换，以及
冷却剂室在所述外壳的上侧形成。
6.根据权利要求5所述的喷射模块，其中所述外壳安装有冷却剂连接器，所述冷却剂连接器使所述冷却剂室和所述冷却剂软管相互连接。
7.根据权利要求6所述的喷射模块，其中所述冷却剂连接器包括：
入口，所述冷却剂穿过所述入口引入至所述冷却剂室，以及
出口，所述冷却剂穿过所述出口从所述冷却剂室排出。
8.根据权利要求7所述的喷射模块，其中所述冷却剂软管分别连接至所述入口和所述出口。
9.根据权利要求6所述的喷射模块，其中所述冷却剂连接器倾斜地安装在所述外壳中从而向着与地面相反的方向突出。
10.一种喷射模块，其包括：
喷射器，其配置成向着排气管喷洒尿素；
冷却剂室，在所述冷却剂室中冷却所述喷射器的冷却剂流动，所述冷却剂室形成为设置在喷射器的上端处；
冷却剂连接器，其配置成将冷却剂引入所述冷却剂室或从所述冷却剂室排出冷却剂，所述冷却剂连接器倾斜地安装在所述冷却剂室中使得其顶端指向天空；以及
冷却剂软管，其配置成将冷却剂供应至冷却剂连接器并包括收集冷却剂中所包含的气体的收集器。
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