RU2021117722A - Устройство для подачи химического реагента в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Claims (25)

1. Устройство подачи химического реагента в выхлопную систему двигателя внутреннего сгорания, содержащее

корпус (8, 8.1, 8.2) смесителя с впускным отверстием (15, 15.1), через которое поток выхлопных газов поступает в корпус (8, 8.1, 8.2) смесителя,

дозирующую трубку (9, 9.1, 9.2, 9.3), проходящую через корпус (8, 8.1, 8.2) смесителя, по направлению к которой поток выхлопных газов, втекающий в корпус (8, 8.1, 8.2) смесителя, течет в поперечном направлении, и имеющую первый конец и второй конец,

дозирующий блок (6), который расположен на первом конце дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3) и может быть соединен с источником реагента для подачи реагента в дозирующую трубку (9, 9.1, 9.2, 9.3),

средство создания вихревого потока выхлопных газов,

отличающееся тем, что средство создания вихревого потока выполнено с возможностью создания упомянутого потока внутри дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3), и с этой целью дозирующая трубка (9, 9.1, 9.2, 9.3) имеет, по меньшей мере, одно приточное отверстие (17; 17.1, 17.2), протяженное по сегменту поверхности оболочки не менее, чем на 45° в периферийном направлении и по меньшей мере по участку длины дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3), расположенной внутри корпуса (8, 8.1, 8.2) смесителя, с лопатообразным колпаком (18; 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6), расположенным на дозирующей трубке (9, 9.1, 9.2, 9.3), который внецентренно направляет поток выхлопных газов в приточное отверстие (17; 17.1, 17.2).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горловина колпака (18, 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6) обращена в направлении впускного отверстия (15, 15.1) корпуса (8, 8.1, 8.2) смесителя, причем в эту горловину колпака напрямую течет выхлопной газ, который поступает через впускное отверстие (15, 15.1).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что приточное отверстие (17, 17.1, 17.2), закрытое упомянутым колпаком (18, 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6), имеет его передний край, который следует в продольном протяжении дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3) в области вершины (26) дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3), причем эта вершина расположена поперечно направлению потока втекающего выхлопного газа, в частности, на несколько угловых градусов перед вершиной (26) в направлении потока выхлопного газа.

4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что приточное отверстие (17, 17.1, 17.2), связанное с упомянутым колпаком (18, 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6), протяжено на приблизительно 90°, в частности, на несколько угловых градусов больше 90°, в периферийном направлении дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3).

5. Устройство по любому одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что по меньшей мере одно приточное отверстие (17; 17.1, 17.2) дозирующей трубки (9, 9.1) имеет геометрию трапециевидного контура на его развернутом виде, причем более короткая сторона этой геометрии контура относительно направления притока выхлопного газа представляет собой задний край отверстия, следуя в продольной протяженности.

6. Устройство по любому одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что корпус (8, 8.1, 8.2) смесителя имеет полусферическое внутреннее пространство, а отверстие внутреннего пространства образует его впускное отверстие (15, 15.1).

7. Устройство по любому одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что корпус (8, 8.1, 8.2) смесителя выполнен из двух частей, и центральная продольная плоскость дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3), протяженной поперечно впускному отверстию, расположена в области плоскости разделения двух частей (13, 13.1) корпуса смесителя.

8. Устройство по любому одному из пп. 1-7, отличающееся тем, что в варианте осуществления, в котором дозирующая трубка (9.1) имеет два или более приточных отверстия (17.1, 17.2), второе приточное отверстие (17.2) диаметрально противоположно первому приточному отверстию (17.1) относительно продольной оси дозирующей трубки (9.1, 9.2, 9.3), и обе горловины колпаков, если смотреть в периферийном направлении дозирующей трубки (9.1, 9.2, 9.3), выровнены с их колпаками (18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6),ориентированные в том же направлении.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что второе приточное отверстие (17.2) протяжено по сегменту поверхности оболочки в периферийном направлении дозирующей трубки (9.1), которое меньше, чем у первого приточного отверстия (17.1).

10. Устройство по любому одному из пп. 1-9, отличающееся тем, что по меньшей мере одно приточное отверстие и колпак (18.3, 18.4, 18.5, 18.6), закрывающий его, расположены не по центру относительно продольной протяженности дозирующей трубки (9.2, 9.3) в ее секции, расположенной внутри корпуса (8.1, 8.2) смесителя, причем расстояние по меньшей мере одного колпака (18.3, 18.4, 18.5, 18.6) от стенки (28), образующей пространство потока дозирующей трубки в направлении второго конца дозирующей трубки (9.2, 9.3), больше, чем расстояние колпака (18.3, 18.4, 18.5, 18.6) от стенки (29), противоположной ей.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что расстояние колпака (18.3, 18.4, 18.5, 18.6) по меньшей мере одного приточного отверстия от стенки (28), образующей пространство потока дозирующей трубки в направлении ко второму концу дозирующей трубки (9.2, 9.3), примерно в 3-5 раз больше расстояния колпака (18.3, 18.4, 18.5, 18.6) от противоположной стенки (29).

12. Устройство по любому одному из пп. 1-11, отличающееся тем, что дозирующая трубка (9, 9.1, 9.2, 9.3) имеет одно или множество промывочных отверстий (27, 33, 34, 36) в области дозирующего блока (6) для того, чтобы дать возможность отработавшему газу течь мимо выпуска реагента дозирующего блока (6).

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что дозирующая трубка (9, 9.1, 9.2, 9.3) содержит схему (31, 31.1) расположения промывочных отверстий со множеством промывочных отверстий, расположенных наподобие кольца, смежного с колпаком (18.5), закрывающим по меньшей мере одно приточное отверстие.

14. Устройство по любому одному из пп. 1-13, отличающееся тем, что дозирующий блок (6) впрыскивает реагент под давлением в дозирующую трубку (9, 9.1, 9.2, 9.3).

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что реагент впрыскивается в дозирующую трубку (9, 9.1, 9.2, 9.3) в виде предшественника, представленного в жидкой форме, в частности, в виде водного раствора мочевины.

16. Устройство по п. 14 или п. 15, отличающееся тем, что конусный распылитель (30) реагента, впрыскиваемого в дозирующую трубку (9, 9.1, 9.2, 9.3), ударяется о внутреннюю стенку дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3) только позади по меньшей мере одного приточного отверстия (17, 17.1, 17.2) в продольном протяжении дозирующей трубки (9, 9.1, 9.2, 9.3) в направлении к ее второму концу.

17. Устройство по любому одному из пп.1-16, отличающееся тем, что обеспечено по меньшей мере два или множество приточных отверстий, каждое с лопатообразным колпаком, причем эти колпаки наклонены относительно вихря, образуемого ими, в направлении к первому и/или второму концу дозирующей трубки.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что колпаки поочередно наклонены по направлению к первому и второму концам дозирующей трубки.

19. Устройство по любому одному из пп. 1-18, отличающееся тем, что впускное отверстие (15, 15.1) корпуса (8, 8.1, 8.2) смесителя соединено напрямую с выпуском блока очистки выхлопных газов, особенно сажевым фильтром (2).

20. Система очистки выхлопных газов для уменьшения содержания NOx в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания на каталитическом конвертере (4) SCR, содержащая каталитический конвертер (4) SCR и устройство (5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4) подачи восстанавливающего вещества, требуемого для катализа SCR, в частности, водного раствора мочевины, в поток выхлопных газов, причем упомянутое устройство расположено в направлении потока выхлопного газа по ходу перед упомянутым потоком, отличающаяся тем, что это устройство представляет собой устройство (5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4) по любому из пп. 1-19.