SE1150948A1 - Injection system for reducing agent to an exhaust gas flow from an internal combustion engine - Google Patents
Injection system for reducing agent to an exhaust gas flow from an internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- SE1150948A1 SE1150948A1 SE1150948A SE1150948A SE1150948A1 SE 1150948 A1 SE1150948 A1 SE 1150948A1 SE 1150948 A SE1150948 A SE 1150948A SE 1150948 A SE1150948 A SE 1150948A SE 1150948 A1 SE1150948 A1 SE 1150948A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- droplets
- injection system
- reducing agent
- pump
- droplet size
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea group Chemical group NC(=O)N XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- F01N3/18—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
- 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
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
-
- 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
- F01N2610/1473—Overflow or return means for the substances, e.g. conduits or valves for the return path
-
- 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
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
ll Sammanfattning Insprutningssystem (2) for en fórbränningsmotor, där systemet är anpassat att spruta in ettreduktionsmedel (4) i ett avgasflöde från forbränningsmotom. Systemet (2) omfattar enbehållare (6) fór reduktionsmedlet (4), en pump (8) avsedd att pumpa reduktionsmedlet (4)till en atomiseringsenhet (12), som är anpassad att generera ett luftflöde (14) innehållandedroppar av reduktionsmedlet (4). Systemet omfattar dessutom en sorterings- ochfiltreringsenhet (16) anpassad att sortera droppama i luflflödet och filtrera bort dropparsom har en storlek överstigande en inställbar, förutbestämd forsta droppstorleksgräns.Luftflödet (18) med de inte bortfiltrerade droppama tillförs avgasflödet och debortfiltrerade droppama (22) återfórs till behållaren via ett återfóringsrör (24). (Pig. 1) ll Summary Injection system (2) for an internal combustion engine, where the system is adapted to inject a reducing agent (4) into an exhaust fume from the internal combustion engine. The system (2) comprises a single container (6) for the reducing agent (4), a pump (8) intended to pump the reducing agent (4) to an atomizing unit (12), which is adapted to generate an air gap (14) containing droplets of the reducing agent (4). . The system also comprises a sorting and filtering unit (16) adapted to sort the droplets in the liquid and filter out droplets which have a size exceeding an adjustable, predetermined first droplet size limit. the container via a return pipe (24). (Fig. 1)
Description
2 För att åstadkomma den beskrivna NOX -reduktionen måste NHg lagras i SCR- katalysatom. För att SCR-katalysatom skall arbeta effektivt måste lagringsnivån ligga på en adekvat nivå. Mera i detalj är NOX -reduktionen, eller omvandlingseffektiviteten, beroende av lagringsnivån. För att bibehålla en hög omvandlingseffektivitet under olika drifttillstånd måste NHg-lagret bibehållas. Emellertid, i takt med att temperaturen för SCR- katalysatom ökar, måste NHg-nivån minskas fór att undvika NHg-utsläpp (dvs. att överskott av NH3 släpps ut från SCR-katalysatom), vilket kan minska omvandlingseffektiviteten för katalysatom. To achieve the described NOX reduction, NH 3 must be stored in the SCR catalyst. For the SCR catalyst to work efficiently, the storage level must be at an adequate level. In more detail, the NOX reduction, or conversion efficiency, depends on the storage level. In order to maintain a high conversion efficiency under different operating conditions, the NH 3 layer must be maintained. However, as the temperature of the SCR catalyst increases, the NH 3 level must be reduced in order to avoid NH 2 emissions (ie excess NH 3 is emitted from the SCR catalyst), which may reduce the conversion efficiency of the catalyst.
Sammanfattningsvis, för att möta striktare miljökrav använder allt fler fordonstillverkare SCR katalysstorsystem för att rena dieselavgaser från kväveoxider (N OX). Detta görs genom att spruta in ammoniaklösning i en SCR katalysator som hjälper till att omvandla NOX -partiklar till kvävgas och vatten. Avgasreningsstrategin bör ta hänsyn till att tillräckligt mycket NOX omvandlas samtidigt som man inte vill spruta in för mycket ammoniak, av hänsyn både till körekonomin och miljön.In summary, in order to meet stricter environmental requirements, all your vehicle manufacturers use SCR catalytic converter systems to purify diesel exhaust gases from nitrogen oxides (N OX). This is done by injecting ammonia solution into an SCR catalyst that helps convert NOX particles into nitrogen and water. The exhaust gas purification strategy should take into account that sufficient NOX is converted while not wanting to inject too much ammonia, for both the driving economy and the environment.
Temperaturen för avgasflödet skall normalt ligga inom intervallet 400-500 °C för att reduktionsmedlet skall förångas och för att den efterföljande katalysatom skall fungera optimalt.The exhaust gas temperature should normally be in the range 400-500 ° C for the reducing agent to evaporate and for the subsequent catalyst to function optimally.
Man har noterat att vid insprutning av ett reduktionsmedel vid låga avgasflöden och låga temperaturer hinner inte medlet, t.ex. urea, att förångas utan fastnar på förångningsväggen och börjar växa till ureasten. Om denna tillväxt tillåts fortsätta kommer funktionen att försämras eftersom avgasema inte kommer fram.It has been noted that when injecting a reducing agent at low exhaust fumes and low temperatures, the agent does not have time, e.g. urea, to evaporate but stick to the evaporation wall and begin to grow into the urea. If this growth is allowed to continue, the function will deteriorate because the exhaust gases do not emerge.
En orsak till detta är att det insprutade reduktionsmedlet har olika stora droppar. Om ureadropparna är för stora leder detta till klumpbildning och att exempelvis ureasten bildas i anslutning till förångningsdelen, vilket kan orsaka driftsstömingar i värsta fall driftsstopp.One reason for this is that the injected reducing agent has different droplets. If the urea droplets are too large, this leads to lump formation and that, for example, the urea is formed in connection with the evaporating part, which can cause operational disturbances in the worst case, downtime.
Den önskade storleken på droppama är beroende på vilken temperatur avgasflödet har. I samband med att motom år kall, och temperaturen för avgasema år lägre, behöver dropparna vara förhållandevis mindre än då avgastemperaturen är högre.The desired size of the droplets depends on the temperature of the exhaust gas. In connection with the engine being cold, and the temperature of the exhaust gases being lower, the droplets need to be relatively smaller than when the exhaust gas temperature is higher.
Droppamas storlek ligger normalt i intervallet 10-200 um, och det är önskvärt att de är 20 um eller mindre och företrädesvis ca 10 um.The size of the droplets is normally in the range of 10-200 μm, and it is desirable that they be 20 μm or less and preferably about 10 μm.
Avgasströmmens hastighet kan vara upp till 100 ni/s, och droppama tillsätts med en hastighet på ca 1-20 ni/s och sprutas in med ett tryck på ungefär 10 bar. Om droppama är för små är det svårt att skjuta in dem i avgasströmmen.The exhaust gas velocity can be up to 100 ni / s, and the droplets are added at a rate of about 1-20 ni / s and injected at a pressure of about 10 bar. If the droplets are too small, it is difficult to push them into the exhaust stream.
Droppamas storlek är således viktig, och även att de är relativt lika stora, för att åstadkomma en jämn fördelning av ammoniakmolnet som bildas i avgasströmmen och som skall träffa katalysatom.The size of the droplets is thus important, and also that they are relatively equal in size, in order to achieve an even distribution of the ammonia cloud which is formed in the exhaust gas stream and which is to hit the catalyst.
Det skulle vara möjligt att åstadkomma en bättre kontroll av droppstorleken så att enbart små droppar genereras men detta kräver ett dyrt insprutningssystem, och som dessutom kräver hög mekanisk effekt.It would be possible to achieve a better control of the droplet size so that only small droplets are generated, but this requires an expensive injection system, and which also requires a high mechanical effect.
Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förbättrat insprutningssystem för reduktionsmedel med en förbättrad kontroll på droppstorleken och som enbart genererar små droppar utan att använda ett kostsamt och energikrävande insprutningssystem.The object of the present invention is to provide an improved injection system for reducing agents with an improved control of the droplet size and which only generates small droplets without using a costly and energy-intensive injection system.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syften uppnås med uppfinningen definierad av det oberoende patentkravet.Summary of the invention The above objects are achieved by the invention defined by the independent claim.
Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.Preferred embodiments are claimed by the dependent claims.
Föreliggande uppfinning bygger på uppfinnarnas insikt att lösa problemet genom att storleksortera och filtrera droppama så att de små droppama användes och de stora returneras till behållaren.The present invention is based on the inventors' insight to solve the problem by sizing and filtering the droplets so that the small droplets are used and the large ones are returned to the container.
För att åstadkomma sorteringen och filtreringen utnyttjas, enligt olika utföringsforrner, den så kallade tröghetseffekten (eng. inertial impaction), elektrostatisk storlekssortering, eller centrifugering.According to various embodiments, the so-called inertial impaction, electrostatic sizing, or centrifugation is used to achieve the sorting and filtering.
Med användning av insprutningssystemet enligt föreliggande uppfinning kan befintliga atomiseringsenheter utnyttjas som kompletteras med en sorterings- och filtreringsenhet.Using the injection system of the present invention, existing atomizing units can be utilized which are supplemented with a sorting and filtering unit.
Därigenom åstadkommes ett system som är relativt enkelt och därför billigt att implementera.This provides a system that is relatively simple and therefore inexpensive to implement.
Ytterligare särdrag och fördelar framgår av bifogade beskrivning exemplifierande ett antal olika utföringsforrner av uppfinningen.Further features and advantages will be apparent from the accompanying description which exemplifies a number of different embodiments of the invention.
Kort ritningsbeskrivning Fig. 1 visar ett schematiskt blockschema som illustrerar uppfinningen.Brief Description of the Drawings Fig. 1 shows a schematic block diagram illustrating the invention.
Fig. 2 visar ett schematiskt längdsnitt av en sorterings- och filtreringsenhet enligt en första utföringsforrn av uppfinningen.Fig. 2 shows a schematic longitudinal section of a sorting and filtering unit according to a first embodiment of the invention.
Fig. 3 visar ett schematiskt tvärsnitt av sorterings- och filtreringsenheten visad i figlr 2.Fig. 3 shows a schematic cross-section of the sorting and filtering unit shown in Fig. 2.
Fig. 4 visar ett schematiskt längdsnitt av en sorterings- och filtreringsenhet enligt en andra utföringsform av uppfinningen.Fig. 4 shows a schematic longitudinal section of a sorting and filtering unit according to a second embodiment of the invention.
Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen I de bifogade figurema visas samma eller likartade delar med samma hänvisningssiffror.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION In the accompanying figures, the same or similar parts are shown with the same reference numerals.
Med hänvisning först till figur l visas ett blockschema som illustrerar uppfinningen.Referring first to Figure 1, there is shown a block diagram illustrating the invention.
Uppfinningen avser således ett insprutningssystem 2 för en förbränningsmotor exempelvis för ett fordon, där systemet är anpassat att spruta in ett reduktionsmedel 4, exempelvis urea, i ett avgasflöde från förbränningsmotom. Fordonet är till exempel en lastbil, en buss, eller en personbil. Insprutningssystemet kan emellertid lika väl användas i samband med användningen av en förbränningsmotor i andra sammanhang, exempelvis ett fartyg eller för förbränningsmotorer använda inom industrin.The invention thus relates to an injection system 2 for an internal combustion engine, for example for a vehicle, where the system is adapted to inject a reducing agent 4, for example urea, into an exhaust gas from the internal combustion engine. The vehicle is, for example, a truck, a bus, or a car. However, the injection system may just as well be used in connection with the use of an internal combustion engine in other contexts, for example a ship or for internal combustion engines used in industry.
Insprutningssystemet 2 omfattar en behållare 6 avsedd att innehålla reduktionsmedlet 4, en pump 8 avsedd att pumpa reduktionsmedlet 4 via ett tillflödesrör 10 till en atomiseringsenhet 12, som är anpassad att generera ett lufiflöde 14 innehållande droppar av reduktionsmedlet 4 och avge luftflödet via ett utflödessrör 15.The injection system 2 comprises a container 6 intended to contain the reducing agent 4, a pump 8 intended to pump the reducing agent 4 via a supply tube 10 to an atomizing unit 12, which is adapted to generate a solution 14 containing droplets of the reducing agent 4 and deliver air to the outlet via an outlet 15.
Atomiseringsenheten 12 kan exempelvis omfatta en liten öppning i ett munstycke som reduktionsmedlet passerar igenom och därigenom ästadkommes luftflödet med droppama.The atomizing unit 12 may, for example, comprise a small opening in a nozzle through which the reducing agent passes and thereby the air flow is achieved with the droplets.
Luftflödet med reduktionsmedlet skall ha ett tryck på ca 10 bar när det sprutas in i avgasflödet. Atomiseringsenheten 12 kan arbeta enligt olika tekniker, t.ex. som en spray eller som en nebulisator, som exempelvis kan realiseras som en tryckluftsnebulisator där luft pressas genom ett litet hål och drar med sig vätskan genom hålet.The air flow with the reducing agent must have a pressure of approx. 10 bar when it is injected into the exhaust flow. The atomization unit 12 can operate according to different techniques, e.g. as a spray or as a nebulizer, which can for instance be realized as a compressed air nebulizer where air is forced through a small hole and entrains the liquid through the hole.
Systemet omfattar dessutom en sorterings- och filtreringsenhet 16 anpassad att sortera droppama i luftflödet som mottagits via utflödesröret 15 och filtrera bort droppar som har en storlek överstigande en inställbar, förutbestämd första droppstorleksgräns. Den förutbestämda första droppstorleksgränsen ligger exempelvis inom intervallet 15-25 um, företrädesvis 20 um, Naturligtvis kan denna droppstorleksgräns sättas till ett betydligt högre värde, exempelvis 100 um eller lägre, i vissa driftsfall.The system further comprises a sorting and filtering unit 16 adapted to sort the droplets in the air flow received via the discharge tube 15 and filter out droplets having a size exceeding an adjustable, predetermined first droplet size limit. The predetermined first droplet size limit is, for example, in the range 15-25 μm, preferably 20 μm. Of course, this droplet size limit can be set to a much higher value, for example 100 μm or lower, in some operating cases.
Lufiflödet 18 med de inte bortfiltrerade droppama är anpassat att tillföras avgasflödet via ett insprutningsrör 20 och de bortfiltrerade dropparna 22 återförs till behållaren via ett återföringsrör 24.The effluent 18 with the unfiltered droplets is adapted to be supplied to the effluent effluent via an injection tube 20 and the filtered droplets 22 are returned to the container via a recirculation tube 24.
I figuren har tillflödesröret 10, insprutningsröret 20 och återföringsröret 24 endast indikerats med pilar. Rören realiseras exempelvis med flexibla gummislangar eller metallrör.In the case, the discharge pipe 10, the injection pipe 20 and the return pipe 24 have only been indicated by arrows. The pipes are realized, for example, with fl visible rubber hoses or metal pipes.
Enligt en utföringsforrn omfattar insprutningssystemet en reglerenhet 26 anpassad att generera en storleksstyrsignal 28 anpassad att påföras storleks- och filtreringsenheten 16, för inställning av den förutbestämda första droppstorleksgränsen. I figur 1 har reglerenheten och de signaler som genereras av denna streckmarkerats för att indikera att 6 reglerenheten ingår i en utforingsform av systemet. Det är således möjligt att kontinuerligt variera droppstorleksgränsen, exempelvis beroende på temperaturen på avgaserna i avgasflödet, vilket kan vara fördelaktigt eftersom det då är möjligt att optimera effekten av det tillförda reduktionsmedlet.According to one embodiment, the injection system comprises a control unit 26 adapted to generate a size control signal 28 adapted to be applied to the size and filtration unit 16, for setting the predetermined first droplet size limit. In Figure 1, the control unit and the signals generated by it have been dashed to indicate that the control unit is part of an embodiment of the system. It is thus possible to continuously vary the droplet size limit, for example depending on the temperature of the exhaust gases in the exhaust gas flow, which can be advantageous since it is then possible to optimize the effect of the added reducing agent.
Enligt en annan utföringsform är reglerenheten 26 anpassad att generera en pumpstyrsignal 30 anpassad att påföras nämnda pump 8 for inställning av pumpens arbetsnivå, till exempel trycket for reduktionsmedlet.According to another embodiment, the control unit 26 is adapted to generate a pump control signal 30 adapted to be applied to said pump 8 for setting the working level of the pump, for example the pressure of the reducing agent.
Reglerenheten 26 kan även vara anpassad att generera både en storleksstyrsignal 28 anpassad att påföras storleks- och filtreringsenheten 16, for inställning av den förutbestämda första droppstorleksgränsen och en pumpstyrsignal 30 anpassad att påföras nämnda pump 8 for inställning av pumpens arbetsnivå.The control unit 26 may also be adapted to generate both a size control signal 28 adapted to be applied to the size and filtration unit 16, for setting the predetermined first droplet size limit and a pump control signal 30 adapted to be applied to said pump 8 for adjusting the working level of the pump.
Reglerenheten 26 baserar sin reglering på information mottaget från andra sensorer på fordonets, exempelvis temperatursensorer i avgasflödet, och på information från fordonets centrala reglersystem.The control unit 26 bases its control on information received from other sensors on the vehicle, for example temperature sensors in the exhaust gas, and on information from the vehicle's central control system.
Insprutningssystemet omfattar en sorterings- och filtreringsenhet för att sortera och filtrera droppama avseende droppstorlek. Sorteringen och filtreringen kan ske i två olika steg eller väsentligen samtidigt. För att åstadkomma en storlekssortering av droppar av den aktuella storleken dvs. i storleksordningen mindre än 100 um kan olika tekniker användas.The injection system comprises a sorting and filtering unit for sorting and filtering the droplets with respect to droplet size. The sorting and filtering can take place in two different steps or substantially simultaneously. To achieve a sizing of droplets of the current size, ie. in the order of less than 100 μm, different techniques can be used.
Exempelvis kan man utnyttja det faktum att droppar av olika storlekar har olika massor vilket gör att den så kallade tröghetseffekten (eng. inertial impaction) kan användas. En annan sorteringsmetod bygger på att elektriskt ladda droppama och utnyttja den olika laddning som olika stora droppar får. Dessa två metoder kommer nu kortfattat att beskrivas med hänvisning till figurerna 2-4. Det finns ytterligare sorteringsmetoder, exempelvis så kallade centrifugeringsmetoder, som inte kommer att beskrivas närmare här.For example, one can take advantage of the fact that drops of different sizes have different masses, which means that the so-called inertial impaction can be used. Another sorting method is based on electrically charging the droplets and using the different charge that different large droplets receive. These two methods will now be briefly described with reference to Figures 2-4. There are additional sorting methods, for example so-called centrifugation methods, which will not be described in more detail here.
Enligt en första utföringsforrn är sorterings- och filtreringsenheten 16 utformad så att den sorterar och filtrerar droppama med användning av tröghetseffekten. 7 I figur 2 Visas ett vertikalt tvärsnitt av en schematisk bild av sorterings- och filtreringsenhet 16 som utnyttjar tröghetseffekten.According to a first embodiment, the sorting and filtering unit 16 is designed so that it sorts and filters the droplets using the inertial effect. Figure 2 shows a vertical cross-section of a schematic view of sorting and filtering unit 16 which utilizes the inertia effect.
I figur 3 visas ett horisontellt tvärsnitt vid nivån A-A (se figur 2) av enheten 16.Figure 3 shows a horizontal cross section at level A-A (see figure 2) of the unit 16.
Principen utnyttjar det faktum att större partiklar (droppar) har större masströghet än mindre vilket gör att de större partiklarna fortsätter att röra sig i stort sett rätlinjigt fastän luftströmmen och de små partiklarna böjer av for att komma runt. När partikeln kolliderar med en vägg fastnar den och "filtreras" därmed bort från luftströmmen.The principle takes advantage of the fact that larger particles (droplets) have greater mass inertia than smaller ones, which means that the larger particles continue to move in a largely rectilinear way even though the air flow and the small particles bend to get around. When the particle collides with a wall, it gets stuck and is thus "filtered" away from the air flow.
Enheten 16 omfattar en cirkulärcylindrisk kammare med en vertikalt placerad yttervägg, med ett inlopp genom ytterväggen där luftströmmen med droppama tillförs via ovan nämnda utflödesrör 15, placerat så att luftflödet 14ti11fórs i en horisontell riktning väsentligen i tangentens riktning för ytterväggen. Insprutningsröret 20 är vertikalt anordnat längs en centrumaxel for kammaren, med en nedre mynning anordnad i en nedre del av kammaren. Äterföringsröret 24 är anordnat i den nedre delen av kammaren med en mynning i ytterväggen eller i en nedre begränsningsvägg.The unit 16 comprises a circular-cylindrical chamber with a vertically placed outer wall, with an inlet through the outer wall where the air flow with the droplets is supplied via the above-mentioned outflow pipe 15, positioned so that the air flow 14t11 is carried in a horizontal direction substantially in the tangent direction of the outer wall. The injection tube 20 is arranged vertically along a center axis of the chamber, with a lower orifice arranged in a lower part of the chamber. The return pipe 24 is arranged in the lower part of the chamber with an orifice in the outer wall or in a lower boundary wall.
I figur 3 illustreras det hur droppar med en storlek som överstiger nämnda droppstorleksgräns kommer, på grund av tröghetseffekten och hastigheten för luftströmmen, att kollidera med ytterväggens insida och dä rinna ner längs insidan och samlas upp i kammarens botten och ledas bort via äterföringsröret 24. Detta luftflöde har betecknats med 32. Luftflödet 34 med de inte bortfiltrerade dropparna med mindre storlek kommer att föras ut ur kammaren via insprutningsröret 20 och vidare till avgasflödet.Figure 3 illustrates how droplets with a size exceeding said droplet size limit will, due to the inertia effect and velocity of the air flow, collide with the inside of the outer wall and then run down the inside and collect in the bottom of the chamber and be led away via the return pipe 24. This air de fate has been denoted by 32. Air fl fate 34 with the unfiltered droplets of smaller size will be discharged from the chamber via the injection pipe 20 and on to the exhaust fl fate.
Enligt en andra utforingsform av insprutningssystemet sorterar och filtrerar sorterings- och filtreringsenheten droppama med användning av elektrostatisk sortering och filtrering.According to a second embodiment of the injection system, the sorting and filtering unit sorts and filters the droplets using electrostatic sorting and filtering.
Denna utforingsform illustreras schematiskt i figur 4 som visar ett längsgående snitt av enheten 16. Luftflödet 14 som innehåller droppar av olika storlekar passerar förbi en elektriskt uppladdad elektrod 36 som i figuren har en minusladdning. När droppama 8 passerar förbi den negativa laddningen överförs en negativ laddning till droppama som är större ju större droppen är.This embodiment is schematically illustrated in Figure 4 which shows a longitudinal section of the unit 16. The air gap 14 containing droplets of different sizes passes past an electrically charged electrode 36 which in the figure has a negative charge. When the droplets 8 pass the negative charge, a negative charge is transferred to the droplets which are larger the larger the droplet.
De negativt laddade droppama passerar sedan förbi positivt laddade elektroder 38, som exempelvis är anordnade på insidan av röret och har en långsträckt utsträckning. När droppama passerar den eller de positivt laddade elektrodema 38 attraheras droppama mer ju större laddning de har, dvs. de större droppama attraheras i högre grad än de mindre droppama som har en relativt mindre laddning. Genom att ändra storleken på den positiva laddningen som elektrodema har kan man därigenom ställa in ett storleksgränsvärde för de droppar som tillåts passera förbi. De droppar som överstiger denna storlek dras in mot elektroden och vätskan samlas upp och leds tillbaka till behållaren 6 (se figur l) via återföringsröret 24 (se figur l).The negatively charged droplets then pass past positively charged electrodes 38, which are arranged, for example, on the inside of the tube and have an elongate extent. As the droplets pass the positively charged electrode or electrodes 38, the droplets are more attracted the greater charge they have, i.e. the larger droplets are attracted to a greater degree than the smaller droplets which have a relatively smaller charge. By changing the magnitude of the positive charge that the electrodes have, one can thereby set a magnitude limit value for the droplets that are allowed to pass. The droplets in excess of this size are drawn in towards the electrode and the liquid is collected and led back to the container 6 (see figure 1) via the return pipe 24 (see figure 1).
Enligt ytterligare en utföringsform uppvisar sorterings- och filtreringsenheten en inställbar, förutbestämd andra droppstorleksgräns, och att enheten är anpassad att filtrera bort droppar som understiger nämnda andra droppstorleksgräns och återföra de bortfiltrerade droppama till behållaren via nämnda återföringsrör. Den andra droppstorleksgränsen är lägre än den första droppstorleksgränsen och ligger företrädesvis i intervallet 1-5 um. Syftet med att återcirkulera reduktionsmedel som har en droppstorlek mindre än denna gräns är främst för att minska förbrukningen av reduktionsmedel eftersom de allra minsta droppama har för liten massa för att kunna skjutas in i avgasflödet utan ”studsar” tillbaka.According to a further embodiment, the sorting and filtering unit has an adjustable, predetermined second droplet size limit, and that the unit is adapted to filter out droplets below said second droplet size limit and return the filtered droplets to the container via said return pipe. The second droplet size limit is lower than the first droplet size limit and is preferably in the range 1-5 μm. The purpose of recirculating reducing agents having a droplet size smaller than this limit is mainly to reduce the consumption of reducing agents because the smallest droplets have too little mass to be pushed into the exhaust gas without "bouncing" back.
Uppfinningen omfattar även en förbränningsmotor som innefattar ett avgassystem där det ingår ett insprutningssystem enligt någon av utföringsforrnema som beskrivits ovan.The invention also comprises an internal combustion engine comprising an exhaust system comprising an injection system according to any of the embodiments described above.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan beskrivna föredragna utföringsfonner.The present invention is not limited to the preferred embodiments described above.
Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Utföringsforrnerna ovan skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. The above embodiments are, therefore, not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1150948A SE536126C2 (en) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Injection system for reducing agent to an exhaust gas flow from an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1150948A SE536126C2 (en) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Injection system for reducing agent to an exhaust gas flow from an internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1150948A1 true SE1150948A1 (en) | 2013-04-14 |
| SE536126C2 SE536126C2 (en) | 2013-05-21 |
Family
ID=48407325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1150948A SE536126C2 (en) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Injection system for reducing agent to an exhaust gas flow from an internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE536126C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3097905A1 (en) * | 2019-06-26 | 2021-01-01 | Faurecia Systemes D'echappement | Exhaust gas aftertreatment device |
-
2011
- 2011-10-13 SE SE1150948A patent/SE536126C2/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3097905A1 (en) * | 2019-06-26 | 2021-01-01 | Faurecia Systemes D'echappement | Exhaust gas aftertreatment device |
| US11313265B2 (en) | 2019-06-26 | 2022-04-26 | Faurecia Systemes D'echappement | Exhaust gas post-treatment device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE536126C2 (en) | 2013-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201763419U (en) | Device for spraying liquid reducing agent into engine to exhaust gas | |
| CN101779013B (en) | Exhaust purification apparatus | |
| EP1787016B1 (en) | Mist injector for gas treatment | |
| CN102859135A (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
| CN104053871A (en) | Exhaust aftertreatment system and method for operating the system | |
| CN102869863A (en) | Exhaust purification device for engine | |
| JP2010071255A (en) | Exhaust emission control device and exhaust emission control system of internal combustion engine | |
| KR20110096159A (en) | Method and device for the addition in drop form of a liquid reduction agent to an exhaust gas line | |
| CN1863987A (en) | Exhaust gas cleaner for engine | |
| US9387438B2 (en) | Modular system for reduction of sulphur oxides in exhaust | |
| US20180353901A1 (en) | Apparatus for nitrogen oxides removal by oxidation with ozone and scrubbing or absorbing the reaction products | |
| CN102753794A (en) | Exhaust-gas purifying device for internal-combustion engine | |
| CN110252056B (en) | Oblique incidence ultrasonic standing wave dynamic scanning type dust-containing air purification device | |
| CN205172695U (en) | Automobile emission purification device | |
| CN105736103B (en) | Tailgas purifier of engine | |
| SE1150948A1 (en) | Injection system for reducing agent to an exhaust gas flow from an internal combustion engine | |
| CN103291419A (en) | Tail gas purification device for internal combustion engine | |
| JP6049499B2 (en) | Exhaust gas treatment device for internal combustion engine | |
| JP2014163306A5 (en) | ||
| CN210217877U (en) | High-efficiency cooling ejector | |
| CN102656345A (en) | Engine exhaust-air purifying apparatus | |
| RU86665U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING EXHAUST GASES OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
| CN205714380U (en) | Tailgas purifier of engine | |
| CN208650952U (en) | A kind of DPF particle burning atomising device | |
| CN209011912U (en) | A kind of vehicle exhaust intelligent filtering device |