RU2670772C9 - Система выпуска отработавших газов, в частности, для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и нагревательный элемент, используемый в данной системе - Google Patents

Система выпуска отработавших газов, в частности, для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и нагревательный элемент, используемый в данной системе Download PDF

Info

Publication number
RU2670772C9
RU2670772C9 RU2017106812A RU2017106812A RU2670772C9 RU 2670772 C9 RU2670772 C9 RU 2670772C9 RU 2017106812 A RU2017106812 A RU 2017106812A RU 2017106812 A RU2017106812 A RU 2017106812A RU 2670772 C9 RU2670772 C9 RU 2670772C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reagent
heating element
electric heating
exhaust gas
heating
Prior art date
Application number
RU2017106812A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2670772C2 (ru
RU2017106812A3 (ru
RU2017106812A (ru
Inventor
Энвер КУРПЕЙОВИЧ
Бернд ВЕСТЕРХОФФ
Давид БИНДЕР
Аника БЮРКЛЕ
Гита ФЕЙЛЬ-НАРРАИН
Штеффен ГЛАЗЕР
Рубен ХАСС
Олександр СЕМЁНОВ
Кришна Кумар ВЕМПАТИ
Original Assignee
Эбершпехер Игзост Текнолоджи Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эбершпехер Игзост Текнолоджи Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Эбершпехер Игзост Текнолоджи Гмбх Унд Ко. Кг
Publication of RU2017106812A3 publication Critical patent/RU2017106812A3/ru
Publication of RU2017106812A publication Critical patent/RU2017106812A/ru
Publication of RU2670772C2 publication Critical patent/RU2670772C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2670772C9 publication Critical patent/RU2670772C9/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/16—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/0205—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/30—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for treatment of exhaust gases from IC Engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F01N2610/102—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance after addition to exhaust gases, e.g. by a passively or actively heated surface in the exhaust conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F01N2610/107—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance using glow plug heating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/027—Heaters specially adapted for glow plug igniters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/03—Heating of hydrocarbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Система выпуска ОГ, в частности, для ДВС транспортного средства, содержащая направляющий канал (14) для ОГ, устройство (20) впрыска реактива (R) в протекающие в направляющем канале (14) ОГ (А), ниже по потоку за устройством (20) впрыска реактива смесительное устройство (22) для поддержания перемешивания впрыскиваемого устройством (20) впрыска реактива (R) с протекающими в направляющем канале (14) ОГ (А), ниже по потоку за устройством (20) впрыска реактива и выше по потоку перед смесительным устройством (22) устройство (24) нагрева реактива, расположенное в направляющем канале (14) для ОГ (А) и обтекаемое протекающими ОГ (А) и впрыскиваемым устройством (20) впрыска реактивом (R). Нагревательный элемент для устройства нагрева реактива системы выпуска ОГ содержит по меньшей мере два извитых в форме меандра электронагревательных участка. Каждый электронагревательный участок имеет в своем продольном направлении несколько выпуклостей, следующих друг за другом, ориентированных попеременно напротив друг друга, в основном поперек продольного направления электронагревательного участка. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

Description

Изобретение относится к системе выпуска отработавших газов (ОГ) посредством которой, например, выработанные в ДВС транспортного средства ОГ могут выпускаться в окружающее пространство.
В DE 102014117048 А1 раскрыта система выпуска отработавших газов (ОГ), в которой для уменьшения содержания оксида азота в ОГ впрыскивается реактив, например водный раствор мочевины. Чтобы достичь лучшего перемешивания реактива с ОГ, реактив в виде аэрозоли впрыскивается в направлении электрически возбуждаемого нагревательного элемента. Последний способствует испарению реактива.
Задачей изобретения является создание системы выпуска ОГ, в частности для ДВС транспортного средства, которая обеспечивала бы лучшее перемешивание впрыскиваемого в направляющий канал для ОГ реактива с протекающими в направляющем канале ОГ.
Согласно изобретению, эта задача решается посредством системы выпуска ОГ, в частности для ДВС транспортного средства, содержащей
- направляющий канал для ОГ,
- устройство впрыска реактива в протекающие в направляющем канале ОГ,
- вниз по потоку за устройством впрыска реактива смесительное устройство для поддержания перемешивания впрыскиваемого устройством впрыска реактива с протекающими в направляющем канале ОГ,
- вниз по потоку за устройством впрыска реактива и вверх по потоку перед смесительным устройством устройство нагрева реактива, расположенное в направляющем канале для ОГ и обтекаемое протекающими в нем ОГ и впрыскиваемым устройством впрыска реактивом.
Устройство сочетает аспект поддержания испарения реактива посредством расположенного в направляющем канале для ОГ устройства нагрева реактива с созданным вниз по потоку посредством смесительного устройства, усиленным завихрением.
Чтобы можно было эффективно использовать расположенное, согласно изобретению, выше по потоку перед смесительным устройством устройство нагрева реактива, предложено, что устройство нагрева реактива расположено в области объема, охватываемой образованным при впрыске реактива конусом его распыла. Здесь следует подчеркнуть, что, в принципе, следует исходить из того, что за счет протекающих в направляющем канале ОГ отдаваемый устройством нагрева реактив не распространяется в виде точного геометрического конуса. В смысле изобретения та область объема, в которую, по меньшей мере, большей частью отдается отдаваемый устройством впрыска реактив, рассматривается как конус распыла реактива или охватывающая его область объема.
Устройство нагрева реактива может содержать по меньшей мере один нагревательный элемент, преимущественно электронагревательный элемент, нагреваемый за счет электрического возбуждения и обтекаемый ОГ и реактивом. В общем, такой электронагревательный элемент нагревается за счет своего омического сопротивления. Разумеется, при этом такой электронагревательный элемент может быть окружен электроизолирующим материалом во избежание электрического короткого замыкания.
Преимущественно такой электронагревательный элемент может образовать электронагревательную петлю, так что можно создать сравнительно большую длину термовзаимодействия.
В одном альтернативном конструктивном варианте может быть предусмотрено, что по меньшей мере один электронагревательный элемент выполнен в виде ленты и имеет в основном параллельную направлению течения ОГ поверхность. Здесь следует указать на то, что в виде ленты в смысле изобретения означает, что выполненный таким образом электронагревательный элемент выполнен поперек своей продольной протяженности в основном плоским и широким, так что существенная доля поверхности выполненного таким образом электронагревательного элемента образована его обеими широкими сторонами.
Чтобы можно было повысить эффективность устройства нагрева реактива, предложено, что в направлении течения ОГ друг за другом расположены несколько выполненных в виде ленты электронагревательных элементов.
Кроме того, увеличения поверхности для термовзаимодействия можно достичь за счет того, что по меньшей мере один электронагревательный элемент, по меньшей мере, на отдельных участках извит в форме меандра.
В одном альтернативном варианте устройство нагрева реактива может содержать по меньшей мере один нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент и по меньшей мере один в основном пластинчатый теплопередающий элемент, находящийся в теплопередающем соединении с нагревательным элементом. В этом варианте необязательно имеется или требуется непосредственный контакт реактива с самим нагревательным элементом. Напротив, по меньшей мере один пластинчатый теплопередающий элемент образует поверхность, которая за счет смачивания вступает в контакт с реактивом и, тем самым, способствует его испарению.
Чтобы как можно меньше нарушать поток ОГ в направляющем канале, предложено, что по меньшей мере один пластинчатый теплопередающий элемент имеет в основном параллельную направлению течения ОГ поверхность.
Для стабильного соединения нагревательного элемента с приданными ему теплопередающими элементами предложено, что по меньшей мере один нагревательный элемент удерживается между двумя соединенными между собой пластинчатыми теплопередающими элементами, которые прилегают друг к другу преимущественно, по меньшей мере, на отдельных участках.
При этом для улучшения теплопередачи может быть предусмотрено, что между по меньшей мере одним пластинчатым теплопередающим и нагревательным элементами расположена теплопередающая среда, преимущественно металлический порошок и/или графитовый материал.
Для улучшения характера течения ОГ далее может быть предусмотрено, что по меньшей мере один пластинчатый теплопередающий элемент имеет несколько сквозных отверстий и/или дефлекторов для ОГ.
В одном предпочтительном варианте, в частности для применения в агрессивном окружении, образованном ОГ и реактивом, может быть предусмотрено, что устройства нагрева реактива содержит, по меньшей мере, один, нагреваемый за счет электрического возбуждения керамический нагревательный элемент.
Чтобы при этом можно было создать эффективное термовзаимодействие, предложено, что, по меньшей мере, один керамический нагревательный элемент имеет несколько стержнеобразных нагревательных участков.
В другом предпочтительном варианте предложено, что устройство нагрева реактива содержит по меньшей мере один нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент и окружающее нагревательный элемент, по меньшей мере, на отдельных участках пористое тело для приема реактива, преимущественно из металлического пеноматериала или проволочной сетки. Пористое тело для приема реактива может принимать реактив, попадающий на него сначала в виде капель за счет капиллярного эффекта, а затем непрерывно отдавать его за счет своей повышенной температуры, что обеспечивает также равномерную отдачу реактива.
Ниже по потоку за смесительным устройством может быть расположено устройство обработки реактива, например, катализаторное устройство для выборочного каталитического восстановления и/или пылевой фильтр.
Изобретение относится также к нагревательному элементу для устройства нагрева реактива, преимущественно системы выпуска ОГ описанной выше конструкции. Нагревательный элемент имеет по меньшей мере два извитых в форме меандра электронагревательных участка, которые примыкают друг к другу на соединительном участке и проходят в основном рядом друг с другом.
В таком варианте нагревательного элемента создается большая длина или поверхность взаимодействия для нагрева реактива, впрыскиваемого в поток ОГ в системе выпуска ОГ.
Преимущественно может быть предусмотрено, что каждый электронагревательный участок имеет следующие друг за другом в его продольном направлении выпуклости, ориентированные попеременно противоположно друг другу, в основном поперек продольного направления электронагревательного участка, причем в случае по меньшей мере двух электронагревательных участков, ориентированные в одном направлении поперек их продольного направления выпуклости смещены по отношению друг к другу в этом продольном направлении. В этом варианте можно обеспечить, чтобы за счет предотвращения совпадения позиционирования электронагревательных участков все участки их поверхности могли эффективно обтекаться и, тем самым, использоваться для нагрева реактива.
Имеющаяся в распоряжении для нагрева большая поверхность может быть создана в одном предпочтительном варианте за счет того, что электронагревательные участки с соединяющим их соединительным участком выполнены в виде ленты.
Чтобы при этом создать для протекающих в системе выпуска ОГ минимально возможное сопротивление течению, предложено, что образованные на широких сторонах электронагревательных участков поверхности ленты электронагревательных участков ориентированы в основном параллельно друг другу.
У электронагревательного элемента два электронагревательных участка могут иметь в первой концевой зоне присоединительный участок для электрического контактирования, а во второй концевой зоне могут примыкать через соединительный участок к другому электронагревательному участку.
Изобретение подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:
- фиг. 1: участок системы выпуска ОГ с устройством впрыска реактива, ниже по потоку за устройством впрыска реактива смесительным устройством и устройством нагрева реактива между ними;
- фиг. 2: электрически возбуждаемый электронагревательный элемент устройства нагрева реактива из фиг. 1;
фиг. 3: электрически возбуждаемый электронагревательный элемент, выполненный в виде ленты с меандровой структурой;
- фиг. 4: участок направляющего канала для ОГ с расположенным в конусе распыла реактива электронагревательным элементом из фиг. 3;
- фиг. 5: электронагревательный элемент из фиг. 3 с пропускаемым через него потоком ОГ;
- фиг. 6: альтернативный вариант электронагревательного элемента, выполненного в виде ленты с меандровой структурой;
- фиг. 7: в принципиальных видах а) и b) соответственно один и несколько расположенных рядом друг с другом, выполненных в форме меандра электронагревательных элемента, а в виде с) - один электронагревательный элемент с несколькими расположенными рядом друг с другом, выполненными в форме меандра электронагревательными участками;
- фиг. 8: соответствующий фиг. 1 вид альтернативного варианта системы выпуска ОГ;
- фиг. 9: вид сверху на устройство нагрева реактива, используемое в варианте на фиг. 8;
- фиг. 10: вид с торца устройства нагрева реактива из фиг. 9 по стрелке X из фиг. 9;
- фиг. 11: соответствующий фиг. 10 вид альтернативного варианта;
- фиг. 12: соответствующий фиг. 1 вид альтернативного варианта системы выпуска ОГ;
- фиг. 13: вариант устройства нагрева реактива с несколькими стержнеобразными нагревательными участками керамического нагревательного элемента;
- фиг. 14: вид устройства нагрева реактива из фиг. 13 по стрелке XIV из фиг. 13;
- фиг. 15: другой соответствующий фиг. 1 вид альтернативного варианта системы выпуска ОГ.
На фиг. 1 в принципиальном виде изображен участок системы 10 выпуска ОГ, например для ДВС транспортного средства. Система 10 содержит в выпускном трубопроводе 12 направляющий канал 14 для ОГ. В лежащей выше по потоку зоне участка может быть расположено первое устройство 16 нейтрализации ОГ, которое может быть выполнено, например, в виде катализатора окисления дизельного топлива или в виде ловушки, обедненных NOx. В лежащей ниже по потоку зоне участка системы 10 может быть расположено второе устройство 18 нейтрализации ОГ. Оно может содержать, например, катализаторное устройство для выборочного каталитического восстановления или пылевой фильтр.
На расположенном между обоими устройствами 16, 18 нейтрализации ОГ участке направляющего канала 14 для ОГ расположено устройство 20 впрыска реактива, называемое также инжектором. Оно впрыскивает реактив, например смесь мочевины и воды, в направляющий канал 14 для ОГ для перемешивания впрыскиваемого, таким образом, реактива R с протекающими в направляющем канале ОГ А.
Ниже по потоку за устройством 20 впрыска реактива в направляющем канале 14 для ОГ расположено смесительное устройство 22. Оно служит для лучшего перемешивания реактива R с ОГ А и может содержать несколько отклоняющих поверхностей, которые установлены косо по отношению к направлению течения ОГ и заботятся, тем самым, о завихрении течения. Поскольку смесительное устройство 22 обтекается сравнительно горячими ОГ А, оно нагревается ими, в результате чего попадающий на отклоняющие поверхности смесительного устройства 22 сначала в виде капель реактив R сам нагревается смесительным устройством 22 и, тем самым, сильнее испаряется.
В направлении течения ОГ ниже по потоку за устройством 20 впрыска реактива и выше по потоку перед смесительным устройством 22 расположено устройство 24 нагрева реактива. Оно содержит нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент 26, который закреплен на выпускном трубопроводе 12 посредством держателя 28 и изолятора 30, например слюды и т.п. Нагревательный элемент 26 проходит в область V объема, занимаемую образованным посредством устройства 20 впрыска реактива R конусом его распыла, и почти всей длиной своей протяженности находится в термовзаимодействии с протекающими в направляющем канале 14 ОГ А.
Пример такого нагреваемого за счет электрического возбуждения нагревательного элемента 26 изображен на фиг. 2. Нагревательный элемент 26 выполнен в виде электронагревательного элемента 27 и образует между двумя присоединительными участками 30, 32, которые могут быть закреплены на выпускном трубопроводе 12 посредством держателя 28, замкнутую петлю 34 с двумя лежащими рядом друг с другом и извитыми в форме меандра петлевыми или электронагревательными участками 36, 38, в основном гофрированной или волнообразной структуры. За счет своего омического сопротивления электронагревательный элемент 27 может иметь нагреваемую при электрическом возбуждении сердцевинную зону, окруженную электроизолирующей рубашкой. Разумеется, электронагревательный элемент 27 может иметь иные профили, чем показано на фиг. 2. В принципе, он может быть выполнен V- или U-образного профиля, причем изображенная на фиг. 2 конфигурация в виде замкнутой петли с меандровыми участками особенно предпочтительна за счет сравнительно большой длины взаимодействия с отдаваемым устройством впрыска 20 реактивом R.
В изображенном на фиг. 2 варианте электронагревательного элемента 27 видно, что каждый из электронагревательных участков 36, 38 за счет своей меандровой структуры имеет несколько следующих друг за другом в продольном направлении HL электронагревательных участков выпуклостей, ориентированных попеременно противоположно друг другу поперек продольного направления HL. При этом две одинаково ориентированные поперек продольного направления HL обоих электронагревательных участков 36, 38 выпуклости смещены по отношению друг к другу в продольном направлении HL электронагревательных участков.
За счет нагревательного элемента 26 или электронагревательного элемента 27 обтекающий его реактив R нагревается и, по меньшей мере, частично испаряется. Попадающий на смесительное устройство 22 в этом уже испарившемся или нагретом состоянии реактив R может быть за счет уже описанного выше эффекта снова нагрет и, тем самым, полностью испариться, а также полностью и равномерно смешаться с протекающими в направляющем канале 14 ОГ А.
Альтернативный вариант устройства 24 нагрева реактива изображен на фиг. 3-7. На фиг. 3 изображен нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент 26, выполненный в виде ленточного электронагревательного элемента 40, например в виде металлической ленты, при необходимости, с электрической изоляцией. Нагревательный элемент 26 или электронагревательный элемент 40 выполнен между своими обоими, предназначенными для электрического контакта присоединительными участками 30, 32 с меандровой структурой и имеет несколько в основном параллельных друг другу отрезков 42 длины, которые примыкают друг к другу на соответствующих криволинейных участках 44.
Поверхность О ленты, образованная обеими обращенными друг от друга широкими сторонами B1, В2 электронагревательного элемента 40, ориентирована, в частности, на отрезках 42 и на криволинейных участках 44 так, что она, как показано на фиг. 5, в основном параллельна направлению течения ОГ А. Это позволяет в самой значительной степени избежать нарушения течения ОГ А, в частности в зоне области V объема, занимаемой конусом распыла реактива R. В то же время выполненный с меандровой структурой электронагревательный элемент 40 образует сравнительно большую поверхность О, на которую может попадать и, тем самым, поглощать тепло отдаваемый устройством 20 впрыска реактив R. При этом электронагревательный элемент 40 расположен преимущественно таким образом, что отдаваемый устройством 20 впрыска реактив R имеет параллельную составляющую направления течения с поверхностью О, благодаря чему он может проникать в промежутки между участками 42 и, тем самым, на поверхность О.
Другой, в частности в отношении позиционирования, вариант нагревательного элемента 26 или электронагревательного элемента 40 изображен на фиг.6. Видно, что в этом варианте оба присоединительных участка 30, 32 иначе, нежели в варианте на фиг.3, лежат не в одной общей плоскости и ориентированы в разные стороны друг от друга, а расположены в смещенных по отношению друг к другу плоскостях, и оба последних участка 42 ленты в основном прямолинейно вытянуты.
На фиг. 7 в схематичном виде изображены различные варианты нагревательного устройства 24. Вариант на фиг. 7а) в основном соответствует варианту на фиг. 3 или 6 с образующим нагревательный элемент 26 электронагревательным элементом 40, который в данном примере имеет три ориентированных в основном параллельно друг другу участка 42 ленты. На фиг. 7b) предусмотрены три таких электронагревательных элемента 40, которые в основном в направлении течения ОГ А расположены друг за другом и имеют, например, также по три отрезка 42 длины, ориентированных в основном параллельно друг другу. Следующие друг за другом в направлении течения ОГ А электронагревательные элементы 40 позиционированы преимущественно таким образом, что для уменьшения сопротивления течению протекающих в направляющем канале 14 ОГ А отрезки 42 расположены, продолжая друг друга в направлении течения, т.е. в основном соосно друг другу.
На фиг. 7с) изображен нагревательный элемент 26, выполненный в виде ленточного электронагревательного элемента 40. Электронагревательный элемент 40 имеет два электронагревательных участка 40', 40'', которые в продольном направлении HL расположены в основном рядом друг с другом и извиты в форме меандра, т.е. выполнены в основном с волнообразной структурой. В зоне криволинейных участков 44', 44'' электронагревательные участки 40', 40'' имеют выпуклости, ориентированные попеременно в разные стороны друг от друга, в основном поперек продольного направления HL электронагревательных участков между выпуклостями проходят отрезки 42', 42'' длины.
В первых концевых зонах 31', 31'' оба расположенных рядом друг с другом электронагревательных участка 40', 40'' имеют по одному присоединительному участку 30, 32. Во вторых концевых зонах 33', 33'' оба электронагревательных участка 40', 40'' примыкают друг к другу через соединительный участок 41, образуя, тем самым, интегральную структуру электронагревательного элемента 40. Оба присоединительных участка 30, 32 лежат, тем самым, непосредственно рядом друг с другом и могут простым образом электрически контактировать с ответными присоединительными участками соответствующей формы, например на выпускном трубопроводе для ОГ.
Образованные на широких сторонах В1, В2 поверхности О', О'' электронагревательных участков 40', 40'' ориентированы в основном параллельно друг другу, так что для обтекающих электронагревательный элемент 40 ОГ А возникает очень малое сопротивление течению, тогда как одновременно в распоряжении имеется сравнительно большая поверхность для нагрева впрыскиваемого в ОГ А реактива R. Чтобы поверхность можно было использовать максимально эффективно, также у этого электронагревательного элемента 40 выпуклости, образованные в зоне криволинейных участков 44', 44'' обоих электронагревательных участков 40', 40'', смещены по отношению друг к другу в продольном направлении HL, так что, например, в основном там, где у одного из электронагревательных участков 40', 40'' одна выпуклость ориентирована в первом направлении поперек продольного направления HL, в той же зоне длины другого электронагревательного участка одна выпуклость ориентирована во втором направлении, противоположном первому направлению, поперек продольного направления HL электронагревательных участков. Оба электронагревательных участка 40', 40'' имеют, тем самым, сдвинутый по фазе по отношению друг к другу контур, причем фазовый сдвиг может лежать в зоне половины длины волны меандровой или волнообразной структуры, однако может принимать также другие значения. Поэтому они, если смотреть в направлении течения ОГ А, не совпадают. При этом также расположенные между соответствующими выпуклостями или криволинейными участками 44', 44'' зоны 42', 42'' длины различных электронагревательных участков 40', 40'' преимущественно смещены по отношению друг к другу в продольном направлении HL. Таким образом, обеспечивается то, что позиционированный ниже по потоку электронагревательный участок не экранирован позиционированным выше по потоку электронагревательным участком.
С изображенным на фиг. 7с) электронагревательным элементом 40 можно в принципе создать структуру, изображенную на фиг. 7b), причем друг за другом в направлении течения ОГ А следуют не отдельные, выполненные отделенными друг от друга электронагревательные элементы, а электронагревательные участки электронагревательного элемента. В принципе, следующими друг за другом могут быть также несколько таких электронагревательных элементов 40, как показано на фиг. 7с). Такой имеющий несколько электронагревательных участков электронагревательный элемент может быть выполнен также более чем с двумя электронагревательными участками. Например, может быть три расположенных в основном рядом друг с другом электронагревательных участка, причем тогда оба присоединительных участка расположены не рядом друг с другом, а на противоположных друг другу сторонах.
На фиг. 8-11 изображен другой альтернативный вариант устройства 24 нагрева реактива. В этом варианте устройство 24 содержит выполненный, например, в виде штифта накала нагревательный элемент 26, который участком 46 корпуса закреплен, например, на выпускном трубопроводе 12 для ОГ, а нагреваемым за счет электрического возбуждения участком нагрева или участком 48 накала входит в направляющий канал 14 для ОГ. На этом участке 48 нагрева в примере на фиг. 8-10 закреплены два пластинчатых теплопередающих элемента 50, 52. Оба они имеют такую форму, что они образуют в основном полукруглые выемки 54, 56 на участке, окружающем участок 48 нагрева и лежащем приблизительно в зоне середины длины, в результате чего образована область объема, в которой размещен участок 48 нагрева, например с промежуточным расположением теплопередающей среды 58, такой, например, как металлический порошок или графитовая пленка. Оба теплопередающих элемента 50, 52 могут быть зафиксированы друг на друге, например, посредством прессования, сварки и т.п. и, тем самым, стабильно закреплены на участке 48 нагрева. Для уменьшения сопротивления течению и для улучшения перемешивания реактива R, отдаваемого устройством 20 впрыска, с протекающими в направляющем канале 14 ОГ А в теплопередающих элементах 50, 52 могут быть выполнены сквозные отверстия 60 для ОГ, причем, например, примыкая к этим сквозным отверстиям 60 для ОГ, могут быть образованы дефлекторы для ОГ, например за счет отгибания участков теплопередающих элементов 50, 52.
Один альтернативный вариант изображен на фиг. 11. Здесь предусмотрен только один пластинчатый теплопередающий элемент 50' с круглой выемкой 54', которая окружает нагревательный элемент 26 на участке 48 нагрева. Для стабильного удержания нагревательный элемент 48 в не окруженной выемкой 54' зоне может быть прочно соединен с теплопередающим элементом 50, например сваркой 62.
Также в изображенном на фиг. 8-11 варианте устройство нагрева реактива своими служащими для теплопередачи теплопередающими элементами 50, 52, 50' ориентировано так, что образованная ими поверхность OW в основном параллельна направлению течения ОГ А в направляющем канале 14 для обеспечения минимального сопротивления течению ОГ А.
Другой альтернативный вариант устройства 24 нагрева реактива изображен на фиг. 12-14.
Устройство 24 нагрева реактива содержит нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент 26, выполненный в этом случае в виде керамического нагревательного элемента 64. Он включает в себя закрепленный, например, на выпускном трубопроводе 12 держатель 66 и несколько, в данном примере четыре, стержнеобразных нагревательных участка 68, которые проходят от держателя 66 в область V объема. Для эффективного термовзаимодействия с реактивом R нагревательные участки 68 могут быть расположены по отношению друг к другу в изображенной на фиг. 14 звездообразной конфигурации.
Другой вариант устройства 24 нагрева реактива изображен на фиг. 15. Оно содержит нагревательный элемент 26, который по своей конструкции может в основном соответствовать нагревательному элементу 26 на фиг. 9 и иметь нагреваемый за счет электрического возбуждения и проходящий, в частности, в зоне области V объема нагревательный участок 48. Последний окружен телом 70 из пористого материала для размещения реактива. Отдаваемый устройством 20 впрыска реактив R попадает на поверхность пористого тела 70 и за счет капиллярного эффекта может проникать в эту область внутреннего объема. Тело 70 образует, тем самым, аккумулятор реактива, в котором реактив нагревается и отдается в виде пара. Это вызывает равномерность потока реактива, который отдается в виде пара в поток ОГ А и затем посредством смесительного устройства 22 полностью смешивается с ОГ А.
Тело 70 выполнено преимущественно из металлического пеноматериала или иного пористого материала, например проволочной сетки.
В заключение следует указать на то, что, разумеется, выполненная, согласно изобретению, система выпуска ОГ может содержать также в комбинации несколько из описанных выше устройств нагрева реактива различной конструкции.

Claims (24)

1. Система выпуска отработавших газов (ОГ), в частности, для ДВС транспортного средства, содержащая
направляющий канал (14) для ОГ,
устройство (20) впрыска реактива (R) в протекающие в направляющем канале (14) ОГ (А),
смесительное устройство (22), расположенное ниже по потоку за устройством (20) впрыска реактива, для поддержания перемешивания впрыскиваемого устройством (20) впрыска реактива (R) с протекающими в направляющем канале (14) ОГ (А),
устройство (24) нагрева реактива, расположенное в направляющем канале (14) для ОГ (А) ниже по потоку за устройством (20) впрыска реактива и выше по потоку перед смесительным устройством (22) и обтекаемое протекающими ОГ (А) и реактивом (R), впрыскиваемым устройством (20) впрыска.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство (24) нагрева реактива расположено в области (V) объема, охватываемой конусом распыла, образованным при впрыске реактива.
3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что устройство (24) нагрева реактива содержит по меньшей мере один нагревательный элемент (26), нагреваемый за счет электрического возбуждения и обтекаемый ОГ (А) и реактивом (R), преимущественно электронагревательный элемент (27; 40).
4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один электронагревательный элемент (27) образует замкнутую электронагревательную петлю (34).
5. Система по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один электронагревательный элемент (40) выполнен в виде ленты и имеет в основном параллельную направлению течения ОГ поверхность (О).
6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что в направлении течения ОГ друг за другом расположены несколько выполненных в виде ленты электронагревательных элементов (40).
7. Система по одному из пп. 3-6, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один электронагревательный элемент (27; 40), по меньшей мере, на отдельных участках извит в форме меандра.
8. Система по одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что устройство (24) нагрева реактива содержит по меньшей мере один нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент (26) и по меньшей мере один в основном пластинчатый теплопередающий элемент (50, 52; 50’), находящийся в теплопередающем соединении с нагревательным элементом (26).
9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один пластинчатый теплопередающий элемент (50, 52; 50’) имеет в основном параллельную направлению течения ОГ поверхность (OW).
10. Система по п. 8, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один нагревательный элемент (26) удерживается между двумя пластинчатыми теплопередающими элементами (50, 52), соединенными между собой и прилегающими друг к другу, преимущественно, по меньшей мере, на отдельных участках.
11. Система по одному из пп. 8-10, отличающаяся тем, что между указанными по меньшей мере одним пластинчатым теплопередающим элементом (50, 52) и нагревательным элементом (26) расположена теплопередающая среда (58), преимущественно металлический порошок и/или графитовый материал.
12. Система по одному из пп. 8-10, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один пластинчатый теплопередающий элемент (50, 52; 50’) имеет несколько сквозных отверстий (60) для ОГ и/или дефлекторы для ОГ.
13. Система по одному из пп. 1-12, отличающаяся тем, что устройство (24) нагрева реактива содержит по меньшей мере один керамический нагревательный элемент (64), нагреваемый за счет электрического возбуждения.
14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один керамический нагревательный элемент (64) имеет несколько стержнеобразных участков (68) нагрева.
15. Система по одному из пп. 1-14, отличающаяся тем, что устройство (24) нагрева реактива содержит по меньшей мере один нагреваемый за счет электрического возбуждения нагревательный элемент (26) и окружающее нагревательный элемент (26), по меньшей мере, на отдельных участках пористое тело (70) для размещения реактива преимущественно из металлического пеноматериала или проволочной сетки.
16. Система по одному из пп. 1-14, отличающаяся тем, что ниже по потоку за смесительным устройством (22) расположено устройство (18) обработки реактива, преимущественно катализаторное устройство для выборочной каталитической реакции и/или пылевой фильтр.
17. Нагревательный элемент для устройства нагрева реактива системы выпуска ОГ по одному из пп. 1-16, содержащий по меньшей мере два извитых в форме меандра, примыкающих друг к другу на соединительном участке (41) и расположенных в основном рядом друг с другом электронагревательных участка (40’, 40’’), при этом каждый электронагревательный участок (40’, 40’’) имеет в своем продольном направлении (HL) несколько выпуклостей, следующих друг за другом, ориентированных попеременно напротив друг друга, в основном поперек продольного направления (HL) электронагревательного участка, причем в случае по меньшей мере двух электронагревательных участков (40’, 40’’) выпуклости, ориентированные в одном направлении поперек продольного направления (HL), смещены по отношению друг к другу в этом продольном направлении (HL), при этом удлиненные зоны различных электронагревательных участков (40’, 40’’), расположенные между соответствующими выпуклостями, смещены по отношению друг к другу в продольном направлении (HL).
18. Нагревательный элемент по п. 17, отличающийся тем, что электронагревательные участки (40’, 40’’) с соединяющим их соединительным участком (21) выполнены в виде ленты.
19. Нагревательный элемент по п. 18, отличающийся тем, что поверхности (O’, O’’), образованные на широких сторонах (В1, В2) электронагревательных участков (40’, 40’’), ориентированы в основном параллельно друг другу.
20. Нагревательный элемент по одному из пп. 17-19, отличающийся тем, что два электронагревательных участка (40’, 40’’) имеют в соответствующей первой концевой зоне (41) присоединительный участок (30, 32) для электрического контакта, а в соответствующей второй концевой зоне могут примыкать через соединительный участок (41) к другому электронагревательному участку (40’, 40’’).
RU2017106812A 2016-03-03 2017-03-02 Система выпуска отработавших газов, в частности, для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и нагревательный элемент, используемый в данной системе RU2670772C9 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016103798.2 2016-03-03
DE102016103798 2016-03-03
DE102016107213.3A DE102016107213A1 (de) 2016-03-03 2016-04-19 Abgasanlage, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs
DE102016107213.3 2016-04-19

Publications (4)

Publication Number Publication Date
RU2017106812A3 RU2017106812A3 (ru) 2018-09-03
RU2017106812A RU2017106812A (ru) 2018-09-03
RU2670772C2 RU2670772C2 (ru) 2018-10-25
RU2670772C9 true RU2670772C9 (ru) 2018-12-17

Family

ID=59650666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017106812A RU2670772C9 (ru) 2016-03-03 2017-03-02 Система выпуска отработавших газов, в частности, для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и нагревательный элемент, используемый в данной системе

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10190463B2 (ru)
CN (1) CN107152327B (ru)
DE (1) DE102016107213A1 (ru)
RU (1) RU2670772C9 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107687A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Baumot Ag Reduktionsmittelgenerator
FR3072123B1 (fr) * 2017-10-05 2020-02-07 Psa Automobiles Sa Boite de melange et dispositif de post-traitement de gaz d’echappement l’incorporant
DE102017124032A1 (de) * 2017-10-16 2019-04-18 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgas/Reaktionsmittel-Mischbaugruppe
DE102018200463A1 (de) * 2018-01-12 2019-07-18 Continental Automotive Gmbh Heizelement
DE102018200464A1 (de) * 2018-01-12 2019-07-18 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Beheizen einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung
DE102018114755A1 (de) * 2018-06-20 2019-12-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Mischer
DE102018219851A1 (de) * 2018-11-20 2020-05-20 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102019101679A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasheizelement
DE102019107384A1 (de) * 2019-03-22 2020-09-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasheizelement
US10961887B2 (en) * 2019-07-03 2021-03-30 Deere & Company Integrated reductant mixer and heater apparatus for exhaust treatment systems
DE102019006499A1 (de) * 2019-09-16 2021-03-18 Albonair Gmbh Beheizte Einpritzdüse
EP3812557B1 (de) 2019-10-22 2023-01-25 Purem GmbH Mischer
DE102019129795A1 (de) 2019-11-05 2021-05-06 Eberspächer Exhaust Technology GmbH Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung einer Abgasanlage
CN110630357B (zh) * 2019-11-05 2021-10-08 尤洛卡（山东）矿业科技有限公司 一种防爆柴油机用尾气冷却净化水箱
DE102020118862A1 (de) 2020-07-16 2022-01-20 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Abgasbehandlungsvorrichtung
FR3118098B1 (fr) * 2020-12-17 2023-06-09 Faurecia Systemes Dechappement Dispositif d’injection d’un fluide dans une conduite d’échappement et système d’échappement associé

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120255278A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable bi-metallic mixer for an exhaust aftertreatment system and method of using the same
US20140050628A1 (en) * 2011-04-28 2014-02-20 Takanori Nakano Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
RU2525172C2 (ru) * 2009-02-06 2014-08-10 Еадс Дойчланд Гмбх Сенсорное устройство
EP2826973A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-21 FPT Motorenforschung AG System for preventing the urea crystal formation within an exhaust gas after treatment system
DE102014117048A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Denso Corporation Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4671058A (en) 1983-11-21 1987-06-09 Nippondenso Co., Ltd. Heating device
JPS61163585A (ja) 1985-01-11 1986-07-24 株式会社デンソー セラミツクヒ−タ
JPH05296032A (ja) * 1992-04-21 1993-11-09 Ngk Spark Plug Co Ltd 電気ヒータ
US6722123B2 (en) 2001-10-17 2004-04-20 Fleetguard, Inc. Exhaust aftertreatment device, including chemical mixing and acoustic effects
DE10223148A1 (de) * 2002-05-16 2003-11-27 Ego Elektro Geraetebau Gmbh Partikelfilter mit einer elektrischen Heizung
KR100534081B1 (ko) 2003-06-12 2005-12-07 일진전기 주식회사 지그를 이용한 전기히터 제작방법 및 그 전기히터
US20110023461A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 International Engine Intellectual Property Company, Llc Exhaust aftertreatment system with heated device
US8935918B2 (en) 2010-04-23 2015-01-20 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable mixer for an exhaust aftertreatment system and method of using the same
US20110271662A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-10 Winsor Richard E Compact reduction agent doser for use in an scr system of an internal combustion engine
WO2012162685A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Stoneridge, Inc. Soot sensor system
DE102011088569A1 (de) 2011-12-14 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen eines Fluids in einem Abgasstrang
US8864875B2 (en) * 2012-11-13 2014-10-21 GM Global Technology Operations LLC Regeneration of a particulate filter based on a particulate matter oxidation rate
DE202012011764U1 (de) 2012-12-07 2013-01-30 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Mischer zur Nachbehandlung von Abgasen
FR3014136B1 (fr) 2013-12-03 2018-04-20 Faurecia Systemes D'echappement Dispositif d'injection d'un reducteur et ligne d'echappement correspondante
DE102014111310B4 (de) * 2014-08-07 2021-05-06 Denso Corporation Abgasmischer mit integrierter Heizeinrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525172C2 (ru) * 2009-02-06 2014-08-10 Еадс Дойчланд Гмбх Сенсорное устройство
US20120255278A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable bi-metallic mixer for an exhaust aftertreatment system and method of using the same
US20140050628A1 (en) * 2011-04-28 2014-02-20 Takanori Nakano Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
EP2826973A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-21 FPT Motorenforschung AG System for preventing the urea crystal formation within an exhaust gas after treatment system
DE102014117048A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Denso Corporation Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
RU2670772C2 (ru) 2018-10-25
US10190463B2 (en) 2019-01-29
DE102016107213A1 (de) 2017-09-07
CN107152327B (zh) 2019-09-17
RU2017106812A3 (ru) 2018-09-03
RU2017106812A (ru) 2018-09-03
US20170254244A1 (en) 2017-09-07
CN107152327A (zh) 2017-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2670772C9 (ru) Система выпуска отработавших газов, в частности, для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и нагревательный элемент, используемый в данной системе
CN109681302B (zh) 混合装置
US9995194B2 (en) System for preventing the urea crystal formation within an exhaust gas after treatment system
US9810119B2 (en) Mixer for aftertreatment of exhaust gases
US10570796B2 (en) Reactant introduction device for introducing reactant into the exhaust gas stream of an internal combustion engine
KR20150064699A (ko) 배기라인의 환원제 주입장치
CN111720193B (zh) 排气加热元件
US11698012B2 (en) Exhaust gas heating element
JP2022116090A (ja) 加熱装置
KR102223960B1 (ko) 유체 증발 장치
JP4696039B2 (ja) 排気処理装置用の尿素水注入装置
US20170218824A1 (en) Methods and systems for an exhaust aftertreatment device
US9376951B2 (en) Exhaust gas aftertreatment device
US10329985B2 (en) Impingement mixer for exhaust treatment
US20190388848A1 (en) Mixer
JP2022091730A (ja) 排ガス加熱ユニット
EP3372797A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system
JP4887245B2 (ja) 排気処理用の尿素水注入装置
JP2016046154A (ja) マイクロ波加熱装置及び排気ガス浄化装置
EP2614888B1 (en) Electrically heated catalyst
JP2018105179A (ja) ミキサおよびミキサユニット

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
TH4A Reissue of patent specification
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20211026

PD4A Correction of name of patent owner