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廢氣后處理設(shè)備的制造方法_3

文檔序號(hào):8335761閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
的內(nèi)側(cè)限定了催化轉(zhuǎn)化器2的轉(zhuǎn)換器體積7。根據(jù)本發(fā)明,封裝部件3的橫截面區(qū)域可為任意適宜的形狀,例如圓形、矩形、正方形等等。第一催化轉(zhuǎn)化器底物8和第二催化轉(zhuǎn)化器底物9配置在封裝部件3內(nèi)。第一催化轉(zhuǎn)化器底物優(yōu)選是柴油機(jī)氧化催化劑(DOC)和/或吸附催化還原系統(tǒng)(LNT)或三元催化劑(TWC)并且第二催化轉(zhuǎn)化器底物優(yōu)選為帶有選擇性催化還原功能(SCR)的底物。
[0053]用作第一和第二催化轉(zhuǎn)化器底物的可能的催化底物的功能在此不描述了,因?yàn)檎J(rèn)為這些屬于常識(shí)。
[0054]根據(jù)圖1所示的本發(fā)明實(shí)施例,轉(zhuǎn)換器體積7被劃分為第一體積21、第二體積22和第三體積23,其中第一體積21設(shè)置為鄰近第一催化轉(zhuǎn)化器底物8,第三體積23設(shè)置為鄰近第二催化轉(zhuǎn)化器底物9并且第二體積22設(shè)置在第一催化轉(zhuǎn)化器底物8與第二催化轉(zhuǎn)化器底物9之間。
[0055]此外,廢氣引導(dǎo)裝置12被設(shè)置在封裝部件3內(nèi)第二體積22中。廢氣引導(dǎo)裝置12包括第一開(kāi)口部段13和第二開(kāi)口部段14,其中第一開(kāi)口部段13大致小于第二開(kāi)口部段14。第一和第二開(kāi)口部段13、14通過(guò)周向表面連接。如圖1所示,廢氣引導(dǎo)裝置12包括第一開(kāi)口部段13與第二開(kāi)口部段14之間的彎曲部段24。彎曲部段24設(shè)置為使得當(dāng)廢氣引導(dǎo)裝置12暴露于熱廢氣排氣時(shí),如果廢氣引導(dǎo)裝置12設(shè)置在金屬材料內(nèi)會(huì)導(dǎo)致廢氣引導(dǎo)裝置12的熱膨脹,則彎曲部段24能夠吸收由于所述熱膨脹在金屬材料內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力,并且由此防止封裝部件5的內(nèi)側(cè)上的力過(guò)大。彎曲部段24使得廢氣引導(dǎo)裝置12能夠適應(yīng)熱廢氣排氣。
[0056]顯而易見(jiàn),因?yàn)榈谝婚_(kāi)口部段13具有比第二開(kāi)口部段14小的橫截面積,所以廢氣引導(dǎo)裝置12的彎曲部段24是略微錐形的。根據(jù)圖1,廢氣引導(dǎo)裝置12的周向表面沿向內(nèi)凸起的方式漸尖。
[0057]第一開(kāi)口部段13被配置到管部件11,使得第一開(kāi)口部段13的周向邊緣密封在管部件11的周向邊緣上。第二開(kāi)口部段14周向地配置于封裝部件3的中間部分5,使得第二開(kāi)口部段14密封在封裝部件3的中間部分5上。該配置設(shè)置為使得第二體積22被分成第二體積的第一部分22a和第二體積的第二部分22b。管部件11以及廢氣引導(dǎo)裝置12的橫截面區(qū)域可為任何適宜的形狀,例如圓形、矩形、正方形等等,只要廢氣引導(dǎo)裝置12可被配置為密封在管部件11和封裝部件3的中間部分5上即可。
[0058]根據(jù)圖1公開(kāi)的本發(fā)明,管部件11設(shè)置在第二催化轉(zhuǎn)化器底物9內(nèi),其中管部件11沿催化轉(zhuǎn)化器2的縱向延伸,使得所述管部件11連接第二體積的第一部分22a與第三體積23。通過(guò)在廢氣到達(dá)第二催化轉(zhuǎn)化器底物9之前延長(zhǎng)混合時(shí)間,通過(guò)沿第一流動(dòng)方向A引導(dǎo)廢氣從第二體積的所述第一部分22a至所述第三體積23,管部件11提供了廢氣的更好混合。因此,管部件11使得包括兩個(gè)催化轉(zhuǎn)化器底物8、9的催化轉(zhuǎn)化器2可被設(shè)計(jì)為更緊湊而對(duì)廢氣排氣混合特性沒(méi)有負(fù)面影響。根據(jù)本實(shí)施例,如果是圖1公開(kāi)的創(chuàng)造性的催化轉(zhuǎn)化器2,則管部件11基本上配置在第二催化轉(zhuǎn)化器9的中心。
[0059]另外,根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施例,第一端口 10被配置為連接于第一體積21。根據(jù)圖1的實(shí)施例,第一端口 10作為從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)接收廢氣的進(jìn)口。廢氣將沿第一流動(dòng)方向A進(jìn)入第一端口。第二端口 15被配置為與第二體積的第二部分22b流體連接,其中根據(jù)圖1中實(shí)施例的第二端口 15作為在其催化轉(zhuǎn)化后排出廢氣的出口。排出的廢氣將沿第三流動(dòng)方向C流經(jīng)第二端口。第一端口 10和第二端口 15可與封裝部件3形成為一體或可被配置為獨(dú)立于封裝部件3的獨(dú)立元件。
[0060]另外,根據(jù)圖1所示的本發(fā)明實(shí)施例,第二端部6的一部分構(gòu)成偏轉(zhuǎn)器裝置18。偏轉(zhuǎn)器裝置18偏轉(zhuǎn)來(lái)自管部件11的廢氣,其中廢氣沿第一流動(dòng)方向A、第二流動(dòng)方向B接近偏轉(zhuǎn)器裝置18。根據(jù)圖1的實(shí)施例,第二流動(dòng)方向B基本上與第一流動(dòng)方向A相反。通過(guò)該偏轉(zhuǎn)進(jìn)一步促進(jìn)了廢氣的混合,導(dǎo)致通過(guò)第二催化轉(zhuǎn)換器底物9的改良催化轉(zhuǎn)換。
[0061 ] 最后,催化轉(zhuǎn)化器2包括多孔材料16。根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施例,多孔材料16設(shè)置在第三體積23的距離第一端口 10最遠(yuǎn)的末端處,鄰近于偏轉(zhuǎn)器裝置18。多孔材料16被配置在管部件11與第二端部6的構(gòu)成偏轉(zhuǎn)器裝置18的部分之間,使得沿第一流動(dòng)方向A流經(jīng)管部件11的氣流在到達(dá)偏轉(zhuǎn)器裝置18之前在多孔材料16處被導(dǎo)向。多孔材料配置在距偏轉(zhuǎn)器裝置18 —定距離處,使得在多孔材料16與偏轉(zhuǎn)器裝置18之間形成了空間17。
[0062]根據(jù)圖1所示的創(chuàng)造性廢氣后處理設(shè)備I的實(shí)施例,廢氣后處理設(shè)備被構(gòu)造為起如下作用:
[0063]來(lái)自?xún)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的廢氣沿流動(dòng)方向A穿過(guò)第一端口 10進(jìn)入廢氣后處理設(shè)備I的催化轉(zhuǎn)化器2。當(dāng)進(jìn)入第一體積21時(shí),廢氣流速減小,使得廢氣以更低速率流經(jīng)接著配置的第一催化轉(zhuǎn)化器底物8。在第一催化轉(zhuǎn)化器底物8之后,廢氣進(jìn)入第二體積的第一部分22a。接著配置的廢氣引導(dǎo)裝置12引導(dǎo)廢氣流入管部件11。管部件11和廢氣引導(dǎo)裝置12的第一開(kāi)口部段13的橫截面積(其中第一開(kāi)口部段13配置于管部件11的邊緣)小于廢氣引導(dǎo)裝置12的開(kāi)口部段14的橫截面積,導(dǎo)致穿過(guò)管部件11的廢氣流速增加。廢氣流速的增加將改進(jìn)廢氣的混合,因此有助于改進(jìn)催化轉(zhuǎn)化。廢氣排氣將沿第一方向A流經(jīng)管部件進(jìn)入第三體積23,其中流速再度減小。根據(jù)圖1,多孔材料16沿流動(dòng)方向A配置在管部件11的下游,使得廢氣流將穿過(guò)多孔材料16。在通過(guò)多孔材料16后,廢氣到達(dá)偏轉(zhuǎn)器裝置18。偏轉(zhuǎn)器裝置將沿第二流動(dòng)方向B改變廢氣流的方向。廢氣排氣此后將沿第二流動(dòng)方向B穿過(guò)第二催化轉(zhuǎn)化器底物9,并且進(jìn)入第二體積的第二部分22b。最終,廢氣排氣將沿第三流動(dòng)方向C穿過(guò)第二端口 15排出。創(chuàng)造性的催化轉(zhuǎn)化器2也可不設(shè)置多孔材料。
[0064]圖2a和圖2b示出創(chuàng)造性的廢氣后處理設(shè)備I的兩個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)示意性側(cè)視圖,每個(gè)都包括還原劑噴射裝置(reductant inject1n arrangement)的一個(gè)可能的改進(jìn)。根據(jù)圖2a和2b,第二轉(zhuǎn)換器底物是帶有SCR功能的底物26。具有SCR功能的底物26的存在需要還原劑——典型地為液態(tài)氨、氨水尿素等等——被添加至廢氣排氣流并且被吸附在下游配置的具有SCR功能的底物上。帶有SCR功能的底物的操作和功能此處不再贅述,因?yàn)檫@是常識(shí)而且不形成本發(fā)明的一部分。根據(jù)圖2a所示的本發(fā)明的改進(jìn),噴射器管25a的第一示例是縱向設(shè)置在催化轉(zhuǎn)化器2內(nèi),其中噴射器管25a穿過(guò)第二端部6進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器2,使得還原劑可在帶有SCR功能的底物26之前被添加于廢氣排氣。還原劑可優(yōu)選被添加在廢氣引導(dǎo)裝置12的體積內(nèi)或管部件11的體積內(nèi),使得促進(jìn)了通過(guò)廢氣引導(dǎo)裝置12和管部件11提供的有益混合特性從而提供了還原劑與廢氣排氣之間的高度混合。此外,這將提高還原劑的蒸發(fā)作用,因?yàn)樗鼘⒈┞队跓釓U氣排氣和可能被加熱更長(zhǎng)時(shí)段的元件。此外,根據(jù)圖2a,噴射器管25a如此設(shè)置以使它基本上沿管部件11中心地延伸進(jìn)入廢氣弓I導(dǎo)裝置12的體積內(nèi)。
[0065]根據(jù)圖2b所示的創(chuàng)造性廢氣后處理設(shè)備I的改進(jìn),噴射器管25b的第二示例沿基本上垂直于催化轉(zhuǎn)化器2延伸的方向進(jìn)入廢氣引導(dǎo)裝置12的體積內(nèi)。在根據(jù)圖2b的本發(fā)明的改進(jìn)中,噴射器管25b穿透封裝部件3的中間部分5。這種配置使得還原劑在廢氣引導(dǎo)裝置12的區(qū)域內(nèi)被添加于廢氣排氣流。根據(jù)本發(fā)明的廢氣后處理設(shè)備I的其它改進(jìn),也可提供噴射器管的第二示例,使得還原劑被噴射至管部件11的體積內(nèi)的廢氣排氣流。
[0066]圖2a和圖2b示出創(chuàng)造性的廢氣后處理設(shè)備I的改進(jìn),其中第一端口 10接收來(lái)自?xún)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的廢氣排氣并且廢氣排氣穿過(guò)第二端口 15被排出。鑒于此,通過(guò)之前提及的附圖中的箭頭指示期望的廢氣流。此外,在圖2a和圖2b所示的本發(fā)明廢氣后處理設(shè)備的改進(jìn)中,所有噴射器管優(yōu)選配置于還原劑容器(未示出)和用于控制還原劑噴射和使還原劑能夠噴射的相應(yīng)元件。因?yàn)檫@是常識(shí)并且不形成本發(fā)明的一部分,對(duì)此不再贅述。
[0067]圖3a和圖3b示出根據(jù)本發(fā)明包括廢氣引導(dǎo)裝置1012的兩個(gè)改進(jìn)的廢氣后處理設(shè)備101的兩個(gè)示意性側(cè)視圖。根據(jù)圖3a和圖3b所示的創(chuàng)造性廢氣后處理設(shè)備101的改進(jìn),彎曲部段1024設(shè)置在廢氣引導(dǎo)裝置1012的第一開(kāi)口部段1013與第二開(kāi)口部段1014之間。在圖3a和圖3b所示的本發(fā)明的改進(jìn)中,將第一開(kāi)口部段1013連接于第二開(kāi)口部段1014的整個(gè)周向表面是彎曲的。也可以?xún)H周向表面的一小部分是彎曲的。彎曲部段1024通過(guò)形成廢氣引導(dǎo)裝置1012的周向表面來(lái)連接第一開(kāi)口部段1013與第二開(kāi)口部段1014。此外,在圖3a和圖3b所示的創(chuàng)造性廢氣后處理設(shè)備101的改進(jìn)中,彎曲部段10
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