廢氣氣流分配系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】廢氣氣流分配系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求提交于2013年9月17日的美國(guó)實(shí)用新型申請(qǐng)第14/028，645號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并且要求提交于2012年9月18日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/702，507號(hào)的利益。上述申請(qǐng)的全部公開(kāi)都通過(guò)引用被引入此處。
[0003]領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及一種廢氣氣流分配系統(tǒng)。
[0005]背景
[0006]本節(jié)提供涉及本發(fā)明的背景信息，該背景信息不一定為現(xiàn)有技術(shù)。
[0007]排放法規(guī)要求規(guī)定引擎具有廢氣后處理系統(tǒng)，以消除或至少大體上最小化排放，例如顆粒物和排放。為了消除或減少顆粒物和NOx的排放，廢氣后處理系統(tǒng)可以包括廢氣處理構(gòu)件，諸如顆粒過(guò)濾器(例如，柴油顆粒過(guò)濾器(DPF))、選擇性催化還原(SCR)構(gòu)件和柴油氧化催化(DOC)構(gòu)件。
[0008]SCR構(gòu)件和DOC構(gòu)件通常與將還原劑噴射到廢氣流中的還原劑噴射系統(tǒng)一起工作，以在廢氣進(jìn)入SCR構(gòu)件或DOC構(gòu)件之前處理廢氣。就SCR而言，包括尿素的還原劑溶液在進(jìn)入SCR構(gòu)件之前被噴射到廢氣流中。就DOC而言，諸如柴油的碳?xì)浠衔镞€原劑在進(jìn)入DOC構(gòu)件之前被噴射到廢氣流中。
[0009]由于裝配限制，諸如SCR構(gòu)件或DOC構(gòu)件的廢氣處理構(gòu)件可以被不規(guī)則地成形。由于廢氣處理構(gòu)件的不規(guī)則形狀，因此難以確保還原劑廢氣混合物均勻分散遍及不規(guī)則形狀廢氣處理構(gòu)件的催化劑涂覆的基底的整個(gè)表面。
[0010]概述
[0011]本節(jié)提供本發(fā)明的總體概述，并且不是其全范圍或其全部特征的全面公開(kāi)。
[0012]本發(fā)明提供一種廢氣后處理系統(tǒng)，其包括廢氣通道、與廢氣通道連通的不規(guī)則形狀廢氣處理構(gòu)件、以及在廢氣處理裝置的上游位置設(shè)置在廢氣通道中的分散裝置。分散裝置包括多個(gè)分散部件，每個(gè)分散部件都可操作地將流過(guò)分散裝置的廢氣流引導(dǎo)為多個(gè)不同的方向，以將廢氣分散為大體上流動(dòng)遍及不規(guī)則形狀廢氣處理構(gòu)件的整個(gè)表面。
[0013]本發(fā)明還提供一種用于處理由引擎產(chǎn)生的廢氣的廢氣后處理系統(tǒng)，其包括與引擎連通的廢氣通道；用于將廢氣處理流體投入到廢氣通道中的噴嘴，混合裝置位于噴嘴下游，該混合裝置可操作地將廢氣處理流體和廢氣相混合；位于混合裝置的下游的不規(guī)則形狀廢氣處理基底；以及位于混合裝置和不規(guī)則形狀廢氣處理基底之間的分散裝置。分散裝置包括多個(gè)分散部件，每個(gè)分散部件都可操作地將流過(guò)分散裝置的廢氣流引導(dǎo)為多個(gè)不同的方向，以將廢氣分散為大體上流動(dòng)遍及不規(guī)則形狀廢氣處理基底的整個(gè)表面。
[0014]最后，本發(fā)明提供一種用于處理由引擎產(chǎn)生的廢氣的廢氣后處理系統(tǒng)，其包括與引擎連通的廢氣通道；用于將廢氣處理流體投入到廢氣通道中的噴嘴；位于噴嘴下游的混合裝置，該混合裝置可操作地將廢氣處理流體和廢氣相混合；位于混合裝置的下游的不規(guī)則形狀廢氣處理基底，該不規(guī)則形狀廢氣處理基底包括至少第一凸角、第二凸角和第三凸角；以及位于混合裝置和不規(guī)則形狀廢氣處理基底之間的錐形分散裝置。該分散裝置包括多個(gè)穿孔，該多個(gè)穿孔用于將流過(guò)分散裝置的廢氣流引導(dǎo)為多個(gè)不同方向，以將廢氣分散為大體上流動(dòng)遍及不規(guī)則形狀廢氣處理基底的整個(gè)表面。多個(gè)穿孔包括直接支配一部分廢氣朝向第一凸角流動(dòng)的第一穿孔、直接支配一部分廢氣朝向第二凸角流動(dòng)的第二穿孔和直接支配一部分廢氣朝向第三凸角流動(dòng)的第三穿孔。
[0015]進(jìn)一步的適用范圍將從這里所提供的描述中變得顯而易見(jiàn)。本概述中的描述和具體例子僅為說(shuō)明目的，并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0016]附圖
[0017]這里所描述的附圖僅用于所選實(shí)施方式的說(shuō)明目的而非所有可行實(shí)施，并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理的廢氣后處理的示意圖；
[0019]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的原理的廢氣管路的部分的立體圖；
[0020]圖3是示出圖2中所示的廢氣管路的部分的側(cè)視立體圖；
[0021]圖4是設(shè)置在廢氣管路的部分中的分散裝置的側(cè)視立體圖；
[0022]圖5是設(shè)置在廢氣管路的部分中的分散裝置的軸向立體圖；
[0023]圖6是圖4和圖5所示的分散裝置的立體圖；
[0024]圖7是圖6所示的分散裝置的側(cè)視立體圖；
[0025]圖8是圖7所示的分散裝置的軸向立體圖；
[0026]圖9A至圖9E示出圖6至圖8所示的分散裝置的多個(gè)立體圖；
[0027]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的原理的另一個(gè)示例性分散裝置；
[0028]圖11示出圖10所示的分散裝置的軸向立體圖；
[0029]圖12示出設(shè)置在廢氣管路中的、圖11所示的分散裝置的軸向立體圖；
[0030]圖13示出設(shè)置在廢氣管路中的、根據(jù)本發(fā)明的原理的另一個(gè)示例性分散裝置的立體圖；
[0031]圖14示出圖13所示的、設(shè)置在廢氣管路中的分散裝置的側(cè)視立體圖；
[0032]圖15是圖14所示的、設(shè)置在廢氣管路中的分散裝置的軸向立體圖；
[0033]圖16是圖13所示的分散裝置的側(cè)視立體圖；
[0034]圖17是圖16所示的分散裝置的立體圖；
[0035]圖18是圖17所示的分散裝置的軸向立體圖；并且
[0036]圖19A至圖19E示出圖13至圖18所示的分散裝置的多個(gè)立體圖。
[0037]貫穿附圖的若干視圖的對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表不對(duì)應(yīng)的部分。
[0038]詳細(xì)描述
[0039]參考附圖，現(xiàn)在將更充分地描述示例實(shí)施方式。
[0040]圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的廢氣系統(tǒng)10。廢氣系統(tǒng)10至少包括與燃料源14連通的引擎12，燃料源14 一旦消耗，將產(chǎn)生廢氣氣體，該廢氣氣體被排入具有廢氣后處理系統(tǒng)18的廢氣通道16中。引擎12的下游可以設(shè)置DOC構(gòu)件20、DPF構(gòu)件22和SCR構(gòu)件24。雖然本發(fā)明不需要，但廢氣后處理系統(tǒng)18可以進(jìn)一步包括諸如燃燒器26的構(gòu)件，以增加穿過(guò)廢氣通道16的廢氣氣體的溫度。增加廢氣氣體的溫度有利于實(shí)現(xiàn)在寒冷天氣條件下并且在引擎12啟動(dòng)時(shí)的、在DOC構(gòu)件20和SCR構(gòu)件24中的催化劑的點(diǎn)火，以及在需要時(shí)引發(fā)DPF22的再生。為了提供燃料給燃燒器26，燃燒器可以包括連通燃料源14的進(jìn)料管路27。
[0041]為了幫助減少由引擎12產(chǎn)生的排放，廢氣后處理系統(tǒng)18可以包括用于將廢氣處理流體周期地噴射到廢氣流中的噴嘴28和噴嘴30。如圖1所示，噴嘴28可以位于D0C20的上游，并且可操作地噴射碳?xì)浠衔飶U氣處理流體，該碳?xì)浠衔飶U氣處理流體至少幫助減少?gòu)U氣流中的NOx，以及升高用于DPF22的再生的廢氣溫度。在這方面，噴嘴28通過(guò)進(jìn)料管路32而與燃料源14流體連通，以將諸如柴油的碳?xì)浠衔飮娚涞紻0C20上游的廢氣通道16中。噴嘴28還可以通過(guò)回流管路33而與燃料源14連通?；亓鞴苈?3容許任何未被噴射進(jìn)廢氣流中的碳?xì)浠衔锘亓鞯饺剂显?4中。穿過(guò)進(jìn)料管路32、噴嘴28和回流管路33的碳?xì)浠衔锏囊毫鬟€幫助冷卻噴嘴28，以使噴嘴28不會(huì)過(guò)熱。盡管附圖中未示出，但是噴嘴28可以被配置為包括冷卻外套，該冷卻外套傳遞冷卻劑圍繞噴嘴28以冷卻噴嘴28。
[0042]噴嘴30可以被用于將諸如尿素的廢氣處理流體噴射到位于SCR24上游位置的廢氣通道16中。噴嘴30通過(guò)進(jìn)料管路36與還原劑箱34連通。噴嘴30還通過(guò)回流管路38與箱34連通?；亓鞴苈?8容許任何未被噴射到廢氣流中的尿素回流到箱34中。與噴嘴28相似，穿過(guò)進(jìn)料管路36、噴嘴30和回流管路38的尿素的液流也幫助冷卻噴嘴30，以使噴嘴30不會(huì)過(guò)熱。應(yīng)該理解的是，除了所列出的還原劑以外的還原劑也可以被用于減少?gòu)U氣的NOx含量。廢氣處理裝置的不同的相對(duì)位置也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0043]圖2至圖5示出了廢氣通道16的部分40。部分40可以包括連接在一起以限定部分40的多個(gè)管和/或配件42、44和46。進(jìn)口部分42可緊接地位于引擎12的下游，噴嘴殼體48被設(shè)置在此處。為了將噴嘴28或噴嘴30安裝至噴嘴殼體48，噴嘴殼體48可包括用于接收噴嘴28或噴嘴30的孔50。殼