CN110446833A - 反应器 - Google Patents

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真弓雅彦
鹤田智之
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Abstract

涉及设置在排气系统的排气气体（1）拐弯而流动的气体集合室（7A）（流动变更部）、并且使从其上游侧喷吹的尿素水（10）（添加剂）的喷雾碰撞而借助受热来促进气化的反应器（8）；具备：多片整流叶片（12），以向将排气气体（1）的流入方向（参照箭头x）和流出方向（参照箭头y）所成的角度大致二等分的方向排布的方向排列，成为沿着排气气体（1）的流动的安装姿势；以及支承体（13），支承该各整流叶片（12），且被收容在气体集合室（7A）内；借助支承体（13），使各整流叶片（12）从气体集合室（7A）的流路壁离开而进行支承。

Description

反应器
技术领域
本发明涉及使从上游侧喷吹的添加剂的喷雾碰撞而借助受热来促进气化的反应器。
背景技术
以往以来，在柴油发动机中，有以下的结构：在排气气体流通的排气管的途中装备具备即使在氧共存下也有选择地使NOx（氮氧化物）与还原剂反应的性质的选择还原型催化剂；在该选择还原型催化剂的上游侧添加需要量的还原剂，使该还原剂在选择还原型催化剂上与排气气体中的NOx还原反应，由此能够降低NOx的排出浓度。
另一方面，在工厂等的工业性的排烟脱氮处理的领域，在还原剂中使用氨（NH3）将NOx还原净化的方法的有效性已经被广泛地知道，但在汽车的情况下，关于将氨本身搭载而行驶，难以确保安全，所以提出了使用尿素水作为还原剂。
即，如果将尿素水在选择还原型催化剂的上游侧添加到排气气体中，则在该排气气体中，尿素水根据下式被加水分解为氨和二氧化碳，在选择还原型催化剂上排气气体中的NOx被氨良好地还原净化。
（NH2）2CO+H2O→2NH3+CO2
这里，在效率良好地推进从尿素水向氨的转化时，需要积极地促进尿素水的气化而推进氨生成的实质性的化学反应，由本发明的发明者的一部分已经提出了以下的技术：如图1所示，在排气管a的途中的弯曲部b（排气气体c拐弯而流动的流动变更部）设置反应器d，相对于该反应器d从上游侧由喷射器e喷吹尿素水f，使该尿素水f的喷雾向前述反应器d的多片整流叶片g碰撞而借助受热来促进气化（参照下述的专利文献1）。
更具体地讲，采用了以下的构造：将多片整流叶片g以向将从弯曲部b的上游侧朝着而来的排气气体c的流入方向（参照图1中的箭头x）与向前述弯曲部b的下游侧排出的排气气体c的流出方向（参照图1中的箭头y）所成的角度大致二等分的方向排布的方式排列。
这里，将前述各整流叶片g以成为沿着在前述弯曲部b拐弯而流动的排气气体c的流动的安装姿势的方式安装，并且在各整流叶片g的下游侧，形成将排气气体c的流动向从弯曲部b的流出方向导引的翅片h，对在前述弯曲部b拐弯而流动的排气气体c施以整流效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－218687号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是，在这样的以往方案中，只是对各整流叶片g的排列状态、安装姿势概念性地进行了说明，对于各整流叶片g的支承形态没有做出具体的技术公开，但如果单纯地对弯曲部b的流路壁通过焊接等安装各整流叶片g，则容易发生暴露在排气气体c的流动中而被加热的各整流叶片g的热被连续地向弯曲部b的流路壁热传导而向外部气体散热的现象，担心因该无用的散热而各整流叶片g温度下降、尿素水f的气化不如目标那样被促进。
此外，在各整流叶片g的热被连续地向弯曲部b的流路壁热传导而被向外部气体散热的情况下，也通过无用的散热使经过这里的排气气体c的温度下降，也有为了利用从尿素水f转化的氨实现NOx的还原净化而配置在下游侧的选择还原型催化剂的活性下降、导致排气净化性能的下降的担忧。
本发明是鉴于上述实际情况而做出的，目的是提供一种能够阻止暴露在排气气体的流动中而被加热的各整流叶片的热被连续地向流动变更部的流路壁热传导而向外部气体散热的现象的反应器。
用来解决课题的手段
本发明是一种反应器，设置在排气系统的排气气体拐弯而流动的流动变更部，并且使从该流动变更部的上游侧喷吹的添加剂的喷雾碰撞而借助受热来促进气化，其特征在于，具备：多片整流叶片，以向将排气气体相对于前述流动变更部的流入方向和流出方向所成的角度大致二等分的方向排布的方式排列，成为沿着排气气体的流动的安装姿势；以及支承体，支承该各整流叶片，且被收容在前述流动变更部内；借助前述支承体，前述各整流叶片从前述流动变更部的流路壁离开而被支承。
而且，如果这样，则通过借助支承体、各整流叶片从流动变更部的流路壁离开而被支承，从各整流叶片向流动变更部的流路壁的直接的热传导被截断，不再发生暴露在排气气体的流动中而被加热的各整流叶片的热被连续地向流动变更部的流路壁热传导而向外部气体散热的现象，所以各整流叶片被排气气体的热效率良好地加热而在高温状态的原状下良好地维持，由此有效地促进从上游侧喷吹而碰撞的添加剂的气化，另一方面，还能避免因无用的散热使排气气体的温度下降的状况。
此外，当具体地实施本发明时，优选的是，由一对对置侧壁、后背壁和固定圈构成支承体，所述一对对置侧壁分别支承各整流叶片的两端部，所述后背壁将该各对置侧壁彼此在前述各整流叶片的下游侧相连而相对于排气气体的流入方向成为遮蔽面，所述固定圈与这些各对置侧壁及后背壁的下游侧一体地连续，并且所述固定圈朝向流动变更部的流出方向呈筒形，被内嵌装接在该流动变更部的流路壁；在前述各对置侧壁及前述后背壁与前述流动变更部的流路壁之间确保隔绝空间。
发明效果
根据上述的本发明的反应器，能够起到以下各种优异的效果：能够将从各整流叶片向流动变更部的流路壁的直接的热传导截断，阻止暴露在排气气体的流动中而被加热的各整流叶片的热被连续地向流动变更部的流路壁热传导而向外部气体散热的现象，能够由排气气体的热将各整流叶片效率良好地加热而使其在高温状态的原状下良好地维持，所以能够有效地促进从上游侧向这里喷吹而碰撞的添加剂的气化，与以往相比能够削减该添加剂的添加量，并且还能够避免因无用的散热使排气气体的温度下降的状况，所以还能够提高为了利用气化的添加剂实现排气净化而配置在下游侧的后处理装置的活性，由此能够实现排气净化性能的提高等。
附图说明
图1是对于以往例概念性地表示的剖视图。
图2是表示本发明的一实施例的概略图。
图3是图2的III－III方向的向视图。
图4是图3的IV－IV向视的剖视图。
图5是表示图4的反应器的详细情况的立体图。
图6是从排气气体的流入方向观察图4的反应器的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图2是表示本发明的一实施例的图，在本实施例中，表示了应用于如以下详述那样的排气净化装置的例子，更具体地讲，为以具备联络流路7的排气净化装置为对象、将前述联络流路7的最上游部的流动变更部作为应用部位而设置了反应器8的例子，所述排气净化装置在来自发动机的排气气体1流通的排气管2的途中，用壳体5、6分别抱持而并列地配置微粒过滤器3和选择还原型催化剂4，所述微粒过滤器3将排气气体1中的微粒捕集，所述选择还原型催化剂4在该微粒过滤器3的下游侧，具备即使在氧共存下也能够有选择地使NOx与氨反应的性质；所述联络流路7将被从微粒过滤器3的出侧排出的排气气体1向相反朝向折回而向邻近的选择还原型催化剂4的入侧导入。
即，前述联络流路7构成为，由以下的部分形成S字构造：气体集合室7A，将微粒过滤器3的出侧的端面包围，并且使从该端面出来的排气气体1一边向大致直角的朝向进行方向转换一边集合；连通管7B，将由该气体集合室7A汇集的排气气体1从排气出口9排出并向前述选择还原型催化剂4的入侧引导；以及气体分散室7C，使由该连通管7B引导的排气气体1一边向大致直角的朝向进行方向转换一边分散，并且将选择还原型催化剂4的入侧包围，以能够将该分散后的排气气体1向该入侧导入。
并且，如图3所示，前述气体集合室7A的排气出口9朝向从前述气体集合室7A的正下方向靠近选择还原型催化剂4的一侧偏移了所需角度的斜下方开口，在与该排气出口9对峙的前述气体集合室7A的斜上方位置，倾斜配置有喷射器11，以便能够朝向前述排气出口9喷射尿素水10，在前述气体集合室7A的排气出口9，设置有使由前述喷射器11喷吹的尿素水10的喷雾碰撞而借助受热来促进气化的反应器8。
这里，如图4所示，处于前述联络流路7的最上游部的气体集合室7A成为形成本实施例的反应器8的应用部位的流动变更部（排气气体1拐弯而流动的部位）；前述反应器8具备：多片整流叶片12，以向将排气气体1相对于前述气体集合室7A的流入方向（参照图4中的箭头x）和流出方向（参照图4中的箭头y）所成的角度大致二等分的方向排布的方式排列；以及支承体13，支承该各整流叶片12的两端部，且被收容在前述气体集合室7A内；如以下详述那样，借助前述支承体13，前述各整流叶片12从前述气体集合室7A的流路壁离开而被支承。
即，如图5及图6所示，前述支承体13具有在前述各整流叶片12的排布方向上形成斜边的一对对置侧壁13a、13a，在这些各对置侧壁13a、13a的前述斜边形成多段的插入口14，将前述各整流叶片12的两端部从上游侧插入到该各插入口14而进行组装，并且形成为，在该组装状态下前述各整流叶片12成为沿着排气气体1的流动的安装姿势（根据排气气体1的流动解析而设定的压力损失较少的姿势），并且，特别在本实施例中，在各整流叶片12的除了两端部以外的下游侧，形成有将排气气体1的流动向从气体集合室7A的流出方向导引的翅片12a。
此外，前述各对置侧壁13a、13a彼此在前述各整流叶片12的下游侧被相对于排气气体1的流入方向成为遮蔽面的后背壁13b相连，在前述各对置侧壁13a、13a及前述后背壁13b的下游侧，以一体地连续的方式装备着固定圈13c，所述固定圈13c朝向气体集合室7A的流出方向呈筒形且在该气体集合室7A的排气出口9内嵌装接在流路壁。
并且，在这些各对置侧壁13a、13a及前述后背壁13b与前述气体集合室7A的流路壁之间确保隔绝空间S（参照图4及图6），通过夹设该隔绝空间S，前述各整流叶片12从前述气体集合室7A的流路壁离开而被支承。
另外，在由之前的图2例示的排气净化装置中，在抱持着微粒过滤器3的壳体5内的前段，装备有将排气气体1中的未燃燃料成分氧化处理的氧化催化剂15，此外，在抱持着选择还原型催化剂4的壳体6内的后段，装备有将剩余的氨氧化处理的氨减少催化剂16。
而且，在这样构成反应器8的情况下，由于借助支承体13的各对置侧壁13a、13a、各整流叶片12从气体集合室7A的流路壁夹着隔绝空间S离开而被支承，所以从各整流叶片12向气体集合室7A的流路壁的直接的热传导被截断，不再发生暴露在排气气体1的流动中被加热的各整流叶片12的热被连续地向气体集合室7A的流路壁热传导而向外部气体散热的现象，各整流叶片12被排气气体1的热效率良好地加热而在高温状态的原状下良好地维持，由此有效地促进从上游侧喷吹而碰撞的尿素水10的气化，另一方面，还能避免因无用的散热使排气气体1的温度下降的状况。
因而，根据上述实施例，由于能够将从各整流叶片12向气体集合室7A的流路壁的直接的热传导截断，阻止暴露在排气气体1的流动中被加热的各整流叶片12的热被连续地向气体集合室7A的流路壁热传导而向外部气体散热的现象，所以能够借助排气气体1的热将各整流叶片12效率良好地加热而使其在高温状态的原状下良好地维持，能够有效地促进从上游侧向这里喷吹而碰撞的尿素水10的气化，相比以往能够削减该尿素水10的添加量，并且，由于还能够避免因无用的散热使排气气体1的温度下降的状况，所以还能够提高配置在下游侧的选择还原型催化剂4的活性，由此能够实现排气净化性能的提高。
另外，本发明的反应器并不仅限定于上述的实施例，在使用图2～图6的实施例的说明中，对添加剂是尿素水的情况进行了说明，但在选择还原型催化剂具备即使在氧共存下也有选择地使NOx与HC气体反应的性质的情况下，添加剂也可以是燃料，进而，也可以不是在选择还原型催化剂的上游侧作为还原剂而添加的添加剂，当然，对于需要气化的各种各样的添加剂都能够应用，除此以外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。
附图标记说明
1 排气气体
7A 气体集合室（流动变更部）
8 反应器
10 尿素水（添加剂）
12 整流叶片
13 支承体
13a 对置侧壁
13b 后背壁
13c 固定圈
S 隔绝空间。

Claims (2)

1.一种反应器，设置在排气系统的排气气体拐弯而流动的流动变更部，并且使从该流动变更部的上游侧喷吹的添加剂的喷雾碰撞而借助受热来促进气化，其特征在于，具备：多片整流叶片，以向将排气气体相对于前述流动变更部的流入方向和流出方向所成的角度大致二等分的方向排布的方式排列，成为沿着排气气体的流动的安装姿势；以及支承体，支承该各整流叶片，且被收容在前述流动变更部内；借助前述支承体，前述各整流叶片从前述流动变更部的流路壁离开而被支承。
2.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，由一对对置侧壁、后背壁和固定圈构成支承体，所述一对对置侧壁分别支承各整流叶片的两端部，所述后背壁将该各对置侧壁彼此在前述各整流叶片的下游侧相连而相对于排气气体的流入方向成为遮蔽面，所述固定圈与这些各对置侧壁及后背壁的下游侧一体地连续，并且所述固定圈朝向流动变更部的流出方向呈筒形，被内嵌装接在该流动变更部的流路壁；在前述各对置侧壁及前述后背壁与前述流动变更部的流路壁之间确保隔绝空间。
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