用于凈化排氣的組件的制作方法

用于凈化排氣的組件的制作方法
【專利摘要】一種排氣凈化組件（1），包括：彼此平行地延伸的上游管道和下游管道；空間，該空間具有與上游管道連通的排氣進口（13）以及與下游管道連通的排氣出口（15），中直線將所述進口（13）分成為排氣提供相同開口截面的第一區域（37）和第二區域（39）。該組件（1）包括轉向件（33），轉向件（33）覆蓋了至少75%的第一區域（37）并覆蓋了小于25%的第二區域（39），轉向件（33）和空間設置成使得排氣中經由進口（13）的第一區域（37）進入的一些排氣沿著繞轉向件（33）返回的流動線路流入到空間（11）中。
【專利說明】用于凈化排氣的組件
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及汽車的排氣管路。
[0002]更具體地，本發明涉及一種用于凈化排氣的組件，這種類型的組件包括:
[0003]-上游管道，在該上游管道中容納有用于凈化排氣的第一單元；
[0004]-下游管道，在該下游管道中容納有用于凈化排氣的第二單元，上游管道和該下游管道彼此平行地定位；
[0005]-空間，該空間具有與上游管道連通的排氣進口以及與下游管道連通的排氣出口，中線將所述進口分成第一區域和第二區域，所述第一區域和第二區域提供了用于排氣的相同通道截面。
【背景技術】
[0006]DE102010014037公開了這種凈化組件。在該文獻中，用于凈化排氣的第一單元和第二單元并排布置，使第一單元和第二單元各自的軸線大致彼此平行。這種設置是特別緊湊的。另一方面，必須要對將上游管道連接至下游管道的空間的形狀進行設計以在該空間的出口處獲得相對均勻的排氣分布。此外，DE102010014037中提供了一種用于還原氮氧化物的產品的噴射器。這種噴射器將所述產品噴射到空間中。應當設置排氣的流通以確保該產品在排氣內的適當分散。
[0007]為了確保上述功能，即提供使排氣在空間的出口處相對均勻分布的排氣流、并確保所噴射的產品在排氣中適當分散，專利DE102010014037的空間中設置了兩個杯狀部，其中一個杯狀部覆蓋排氣進口并且另一杯狀部覆蓋排氣出口。覆蓋排氣進口的杯狀部具有徑向孔口，徑向孔口布置成為引導排氣穿過進口。
[0008]這種杯狀部在排氣管路中產生了較大的反壓。

【發明內容】

[0009]在本文中，本發明旨在提出一種反壓較小的凈化組件。
[0010]為了這個目的，本發明涉及一種上述類型的用于凈化排氣的組件，該組件的特征在于該組件包括布置在空間中的面向進口的擋板，該擋板在進口上的正交投影中覆蓋了至少75%的第一區域并覆蓋了小于25%的第二區域，擋板和空間布置成使得穿過進口的第一部分進入的一部分排氣遵循形成繞所述擋板的尖端的流動線路流入到空間中。
[0011]換句話說，穿過進口的第一部分進入的排氣遵循U狀線路流動。其首先沿著擋板的轉向進口的面流動到擋板的由尖端構成的自由端，并且隨后沿著擋板的背對進口的面沿相反方向流動。這種流動導致排氣的內部旋轉運動，這增大了沿著擋板的背對進口的面流動的排氣流的湍流度。
[0012]在排氣凈化組件配備有噴射用于還原氮氧化物的產品的裝置時，這些湍流使還原產品能夠更加迅速地分散在排氣中。湍流促使了還原產品在氣流中的擴散。
[0013]這些湍流主要是因為穿過進口的第二區域進入的排氣幾乎沒有被擋板轉向。相反，穿過第一區域進入的氣體承受兩次連續的方向改變。第一次方向改變是在進入空間之后變為沿著擋板流動，隨后第二次方向改變是在氣體到達與進口的第二區域成直角處并與穿過所述第二區域進入的氣流混合時。因此，來自第一區域的氣流以例如接近90°的較大的入射角度穿入來自第二區域的氣流中，這有助于增大湍流度。
[0014]由于穿過第二區域進入的排氣幾乎沒有被擋板轉向，因此在排氣管路中未產生較大反壓的情況下獲得了這種湍流度。
[0015]用于凈化排氣的第一單元通常為特別適于柴油發動機的氧化催化劑，已知名為首字母縮寫D0C。替代性地，上游管道包括若干個用于凈化排氣的單元，特別是具有微粒過濾器以及一個或若干個氧化催化劑或還原催化劑的排氣凈化單元。
[0016]第二凈化單元為已知的名為SCR (選擇性催化還原)的催化劑。SCR催化劑設置成用于在存在氨NH3的情況下將排氣中包含的NOx還原成氮氣N2。下游管道還可以不僅包括SCR催化劑，還包括布置在下游管道中、SCR催化劑的上游或下游的微粒過濾器以及/或者一個或若干個其他催化劑或還原元件。
[0017]如上所述，上游管道和下游管道彼此平行地放置。應當理解，這樣是為了緊湊性，上游管道和下游管道并排布置。更具體地，上游管道和下游管道各自處于與空間相鄰位置處的部分并排放置。這些部分通常包括第一凈化單元和第二凈化單元。這里使用的詞語“并排”意味著上游管道和下游管道各自的中軸線大致彼此平行或相對于彼此略微傾斜。上游管道和下游管道面向彼此定位。換句話說，上游管道和下游管道各自具有大致面向彼此的側表面。
[0018]擋板在進口上的正交投影覆蓋至少75%的第一區域并覆蓋小于25%的第二區域這一事實意味著對本發明而言，重要的是擋板將穿過第一區域進入空間中的很大一部分排氣進行轉向。為了使凈化組件不會產生過大的反壓，擋板應當與之相反地不對穿過第二區域的排氣進行轉向并因此僅覆蓋該第二區域的小部分。為了獲得這種結果，面向進口的第一區域的擋板設置為實心部分或僅包括一個或若干個較小尺寸的孔口。
[0019]例如，擋板完全沒有面向第二區域延伸。替代性地，擋板略微面向第二區域延伸并僅覆蓋該第二區域的很小的一部分，從而不會干涉穿過第二區域進入的排氣的流通。
[0020]在這種情況下，擋板的面向第二區域處的部分在擋板的自由邊緣與空間的壁之間限定了較大尺寸的開口。通過這種較大尺寸的開口，可以使來自進口的排氣以最小的反壓穿過。替代性地，擋板的位于面向第二區域處的部分在擋板的自由邊緣與空間的壁之間限定了若干個較大尺寸的開口。這些開口彼此間隔開。這些較大尺寸的開口的數目可以為兩個、三個或多于三個。
[0021]替代性地，較大尺寸的開口完全在擋板中形成，并且一方面沒有通過擋板的自由邊緣來限定，另一方面也沒有通過空間的壁來限定。
[0022]進口上的正交投影是指沿著與包括進口的平面相垂直的方向上的投影。
[0023]上述中線為假想的線并且不對應將進口物理地分成兩個單獨區域的線。引用該中線僅是為了描述本發明的特征。其簡單地反應了擋板被設置成基本上覆蓋進口的一半并且在進口的另一半上僅略微地延伸的事實。
[0024]優選地，轉向件覆蓋至少75%的第一區域，更優選地覆蓋至少85%的第一區域，并且更優選地覆蓋至少90%第一區域。擋板覆蓋小于25%第二區域，優選地覆蓋小于15%的第二區域并且更優選地覆蓋小于10%的第二區域。
[0025]典型地，擋板具有面向第一區域的多個孔口。這些孔口為明顯地小于位于面向第二區域處的開口的小尺寸孔口。總而言之，所有這些孔口的累計表面積小于第一區域的表面積的25%，優選地小于第一區域的表面積的15%，并且更優選地小于第一區域的表面積的10%。
[0026]這些孔口允許進入第一區域的一部分排氣遵循直的路徑，即沒有被擋板轉向。這些氣體橫穿擋板并且與沿著擋板的背對進口處的面再次向下流動的排氣流混合。這有助于增大排氣中的湍流度。
[0027]空間和擋板一起限定了將排氣從進口引導至出口的通道路徑。該通道路徑接連地包括若干個區段。第一區段與位于擋板與進口之間的區域相對應。
[0028]通道路徑通常包括收縮區段，其中，上游部分為排氣提供了相對較大的通道截面并且下游部分為排氣提供了相對較小的通道截面。典型地，收縮區段具有從上游側至下游側減小的通道截面。該收縮區段例如對應于擋板的背對進口處的面與空間的壁之間限定的區段。當組件包括用于噴射還原氮氧化物的產品的裝置時，該裝置被安裝成在下游部分噴射產品。
[0029]在具有較小的通道截面的部分處噴射還原產品使得能夠有助于還原產品在排氣中的分散。實際上減小了產品從噴射點擴散到通道路徑的整個截面的距離。
[0030]優選地，噴射裝置布置成用于在面向擋板以及空間的壁的各區域中限定的區段中噴射還原產品。替代性地，在從緊鄰所述區段的下游執行噴射。這使得可以延伸噴射點(也稱為散播點)與排氣出口之間的由氣體覆蓋的長度。這促使了還原產品在排氣內的均化，并使得還原產品在第二凈化單元的進口面上能夠有更好的分布。
[0031]僅由于擋板的存在而使得能夠進行噴射點的這種設置。實際上擋板形成了防止還原產品朝向進口返回的保護屏障。其因此防止了還原產品擴散至第一凈化單元。這在第一凈化單元為DOC類型的氧化催化劑并且所噴射的還原產品為氨或者氨前體時特別重要。實際上氨在接觸DOC時會被氧化。隨后氨的一部分通過還原NOx而損失。此外在DOC上被氧化的氨本身產生NOx。
[0032]在有利的替代性實施方式中，擋板區域——該擋板區域限定了在其中執行還原產品噴射的區段、或限定了在其下游執行還原產品噴射的區段——是凹形的，具有朝向所述區段的凹陷。從而對于給定的表面積，區段的截面具有近似橢圓形的不太細長的形狀，很好地適于允許還原產品快速且有效地擴散至氣體的所有流路。
[0033]優選地，通道路徑包括呈相對于進口的大致切向取向的區段以及/或者呈相對于出口的大致切向取向的區段。這使得能夠延伸噴射點與出口之間的排氣所覆蓋的路徑的長度。實際上排氣不會沿直線從進口的中央區域直接流動至出口的中央區域。與之相比，用于使排氣穿過的路徑延伸到進口和出口的外周區域，使得能夠在具有預定形狀的空間中布置較長的通道路徑。
[0034]典型地，通道路徑具有開口到出口中的大致螺旋形區段。典型地，該大致螺旋形區段將具有大致切向取向的區段延伸到出口。這種螺旋形形狀可以進一步延伸散播點與出口之間的排氣覆蓋的路徑。螺旋形區段還能夠使排氣繞與出口大致垂直的軸線旋轉。這種旋轉有助于加強排氣的湍流度并因此提高還原產品在氣流中的混合。這還有助于還原產品在第二凈化單元的進口面上的分布的均化。
[0035]典型地，擋板緊固至進口的邊緣。擋板可以加到進口的邊緣上或者與進口的邊緣以同一材料制成。在第一種情況下，擋板優選地由通過在空間中切出進口而獲得的金屬邊角料形成。在第二種情況下，擋板通過將空間的壁進行變形而獲得，優選地當在空間中切出開口時進行變形。
[0036]空間通常包括支承環，在支承環中形成了進口和出口并且在該支承環上加上了帽。支承環例如包括一個或若干個平坦部，在所述一個或若干個平坦部中形成了進口和出口。與之相比，帽為深拉部件，并且呈凹形并呈帽狀蓋在支承環上。通過設計帽的形狀而獲得使排氣穿過的路徑的不同區段。這些不同區段例如通過深拉帽而獲得。
[0037]擋板優選地與支承環以同一材料制在一起。
[0038]在本發明的特定實施方式中，擋板和空間在繞杯狀部的尖端處限定了用于使排氣穿過的截面，該截面小于進口的通道截面的75%，優選地小于進口的通道截面的50%。換句話說，在尖端處——即在排氣具有幾乎180°的行程時所處的區域中——為排氣提供的通道截面減小以增大氣體的速度。這有助于增大尖端下游的排氣的湍流度。
[0039]在示例性實施方式中，尖端點與噴射點之間的通道路徑具有至少第一區段和至少第二區段，所述至少第一區段和所述至少第二區段各自具有相對于彼此形成包括在30°與90°之間的角度的取向。排氣因此承受了額外的方向改變，從而引起排氣在噴射點上游處的額外旋轉。這進一步提高了還原產品與排氣之間混合的質量。優選地，角度包括在40°與80°之間，并且更優選地包括在50°與60°之間。兩個區段通常通過弧形區段彼此連接。這些區段可以設置在收縮區段的上游或下游或者成為收縮區段的一部分。第一區段和第二區段通常為直的。替代性地，第一區段和第二區段略微彎曲。
[0040]在這種情況下，進口和出口優選地分別具有沿著主方向對準的中心，以上限定的中線與主方向形成小于30°的角度。實際上，空間沿著主方向通常是細長的，使得用于排氣的通道路徑自身具有沿著主方向的總體取向。進口的中線與主方向形成小于30°的角度這一事實意味著擋板的實體部大致位于主方向的一側、并且由擋板限定的較大尺寸的開口大致位于主方向的另一側。這使得可以將第一區段布置成與主方向大致垂直的取向，并且將第二區段布置成與主方向大致平行的取向。在這種情況下收縮區段非常短并且布置在自第一區段的下游。
[0041]通過這種設置，可以在非常上游處布置噴射點，從而進一步增大用于使還原產品和排氣均化的可用距離。
[0042]通道路徑可以在噴射點的上游處具有呈其他取向的其他區段。
[0043]優選地，噴射裝置設置成用于將還原氮氧化物的氣態產品噴射到空間中，該氣態產品典型地為氨。替代性地，裝置設置成用于噴射例如氨或尿素的溶液的液態產品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]參照附圖從本發明的下文中給出的作為指示性而非限制性的詳細描述中，本發明的其他特性和優勢將變得明顯，在附圖中:
[0045]-圖1為根據本發明的第一實施方式的凈化組件的立體圖；
[0046]-圖2為圖1的組件的正視圖，其中，帽未被圖示以示出進口、出口以及擋板；[0047]-圖3為沿著圖2的虛線III截取的截面圖；
[0048]-圖4為沿著圖2中出現的線IV截取的截面圖；
[0049]-圖5為組件中的排氣的湍流度的圖形，其中，圖5的左部部分對應具有擋板的組件，圖5的右部部分對應不具有任何擋板的組件；
[0050]-圖6為給出了沿著通道路徑的排氣中的NH3氣體濃度的圖形，其中，頂部對應具有擋板的通道路徑，并且底部對應不具有任何擋板的通道路徑；
[0051]-圖7為用于使排氣穿過的路徑的螺旋形區段的視圖，以圖形示出了排氣的湍流度；
[0052]-圖8為氨在用于組件的空間的出口處的分布的圖形，其中，左部部分對應配備有擋板的組件，并且右部部分對應不包括任何擋板的組件。
[0053]-圖9為示出了擋板的第二實施方式的類似于圖2的視圖。
[0054]-圖10和圖11為用于本發明的第二實施方式的類似于圖1和圖2的視圖。
【具體實施方式】
[0055]圖1至圖4示出的組件I用于凈化來自汽車的熱發動機的排氣。更具體地，其用于凈化來自柴油發動機的排氣。
[0056]如圖2中所示，組件I包括:
[0057]-上游管道3，在該上游管道3中容納有用于凈化排氣的第一單元5；
[0058]-下游管道7，在該下游管道7中容納有用于凈化排氣的第二單元9；
[0059]-空間11，該空間11具有與上游管道3連通的排氣進口13以及與下游管道7連通的排氣出口 15 ；
[0060]-噴射器17，該噴射器17適于將氨噴射到空間11中。
[0061]上游管道3朝向上游側連接至排氣歧管(未示出)，該排氣歧管收集從熱發動機的燃燒腔室流出的排氣。可選地在上游管道與排氣歧管之間設置有其它設備，如渦輪壓縮機。
[0062]第一凈化單元5為用于柴油發動機的氧化催化劑(D0C)。其布置在上游管道3內，使得當排氣從排氣歧管流通至進口 13時，排氣被迫穿過催化劑5。催化劑5具有出口面19，排氣穿過出口面19離開催化劑。面19與進口 13大致重合。上游管道3直接通向進口 13。替代性地，出口面19在距進口 13 —定距離處略微向上游移位。
[0063]下游管道7朝向下游側連接至排出管(未示出)，其中排氣在凈化后穿過排出管被釋放到大氣中。諸如消聲器之類的其他設備插入下游管道與排出管之間。
[0064]第二凈化單元9為已知的名為SCR (即選擇性催化還原)的催化劑。催化劑9布置在下游管道中，使得穿過出口 15流出并朝向排出管流通的排氣被迫穿過SCR催化劑9。催化劑9具有進口面21，排氣通過該進口面21進入催化劑9的內部。該進口面21定位成大致與出口 15重合。替代性地，進口面在距出口 15—定距離處沿著下游管道移位。替代性地，在出口 15與SCR催化劑9之間設置有微粒過濾器或其他催化劑。
[0065]上游管道3和下游管道7大致彼此平行。它們設置為彼此相鄰地并列。上游管道3和下游管道7的中軸線(在圖3中稱作X和Y)大致彼此平行。排氣沿相對于彼此相反的方向穿過第一催化劑5并穿過第二催化劑9流通。
[0066]空間11設置成用于將排氣從進口 13引導至出口 15。該空間11包括支承環23，在該支承環23中形成了進口 13和出口 15，并且在該支承環23上加上了帽25。
[0067]支承環23為金屬深拉部件。進口 13和出口 15例如為環形。它們位于同一平面上，或者位于如圖3中所示的彼此平行且相對于彼此略微移位的兩個平面上。支承環23具有沿著主方向P穿過進口 13的中心C和出口 15的中心C’的細長形狀(圖2)。進口和出口占據了支承環的兩個端部。進口 13大致占據了支承環的整個一個端部，并且出口 15類似地占據了支承環的整個第二端部。支承環另一方面包括位于進口與出口之間的實心中央部分27。中央部分27在與主方向平行的方向上的寬度由上游管道與下游管道之間的距離來指定。
[0068]帽25為凹形形狀的金屬深拉部件。因此其具有復雜形狀的內部空間以及由周向邊緣29限定的開口。支承環23封閉該開口，支承環的周向邊緣31以可密封的方式組裝至開口的周向邊緣29。例如，邊緣29和邊緣31以可密封的方式彼此焊接。
[0069]組件I還包括放置在空間11中的面向進口 13的擋板33。擋板33緊固至進口的周向邊緣35。其在支承環的深拉期間獲得。擋板33從邊緣35朝向空間11的內側遠離進口 3的平面移位。
[0070]在示出的示例中，擋板33大致面向進口 13的一半延伸。因此，如果考慮圖2的視圖，則與剖切平面IV相對應的中線將進口 13分成第一區域37和第二區域39，第一區域37和第二區域39大致提供了用于使排氣通過的相同截面。如圖2那樣考慮在進口 13上的正交投影，擋板33覆蓋幾乎全部第一區域37并且僅覆蓋第二區域39的很小的一部分。因此，擋板33與帽25 —起限定了用于使排氣進入第二區域39的較寬的開口，其同時使進入第一區域37的幾乎全部排氣轉向。
[0071]更具體地，擋板具有自由邊緣41以及結合至進口 13的周向邊緣35的邊緣43。
[0072]如圖2那樣考慮在進口 13上的投影，自由邊緣41具有:與進口的中央C緊密相鄰的延伸到第一區域37中的中央部45、以及延伸到第二區域39中的第二端部部分47。第一區域的在中央部分45與剖切平面IV之間延伸的表面48未被擋板覆蓋。該表面具有極小的表面積。
[0073]另一方面，第二區域39的在端部部分47與剖切平面IV之間延伸的表面被擋板33覆蓋，這些部分具有較小的表面積。
[0074]如圖2中所示，擋板33包括多個孔口 49。孔口 49具有相對于進口 13的尺寸而言較小的尺寸。包括位于自由邊緣的部分45與平面IV之間的表面48以及不同孔口 49的總表面積小于第一區域的表面的25%。換句話說，考慮在進口上的正交投影，擋板覆蓋了第一區域的至少75%。
[0075]如圖1至圖4中所示，空間11和擋板33 —起限定了從進口 13直到出口 15的用于排氣的通道路徑。該通道路徑的形狀設計為用以確保由噴射裝置17噴射到排氣中的氨氣的良好的混合質量。通道路徑首先包括位于擋板33與進口 13之間的進口區段51。在該進口區段51中，經由進口的第一區域37進入的排氣被擋板13朝向進口的第二區域39轉向。其沿著擋板的朝向進口 13的一個面53流動。一旦到達自由邊緣41，所述排氣沿著形成繞轉向件——并且更具體地繞擋板的自由邊緣41——的尖端的流動線路流動。因此，流動線路將具有180°的尖端。排氣在經過自由邊緣41之后沿著擋板的背對進口 13的面55流動。因此，排氣沿著面53和沿著面55在相反的方向上流動。[0076]經由第二區域39進入的排氣幾乎沒有被擋板33轉向。其在跨過自由邊緣41之后沿著擋板的與進口 13相反的面55流動。
[0077]因此，排氣的通道路徑在進口區段51之后具有收縮區段57，該收縮區段57在一側由擋板33限定，在另一側由帽25限定。更具體地，收縮區段57由帽和擋板的彼此面對的區域來限定。在圖4中可以看到擋板的限定收縮區段的區域59具有凹陷。換句話說，沿與進口垂直并包括上述中線的平面取截面，區域59具有朝向區段57的凹陷。
[0078]該區段57具有收縮形狀。更具體地，沿著第二區段57提供的用于排氣的通道截面沿著該區段57從上游至下游減小。上游和下游在此處可以理解為相對于排氣的正常流通方向。這尤其在圖1中能夠很好地看到。
[0079]通道截面的這種減小通過適當設計帽25的形狀來獲得。
[0080]通道路徑還包括從收縮區段57延伸的區段61，區段61具有相對于進口 13和相對于出口 15的切向取向。該區段在圖1中可以看到。區段61的連接至收縮區段57的上游部大致與進口 13相切。下游部65大致與出口 15相切。區段61大致為直的。其與主方向P大致平行并沿著支承環的邊緣延伸。
[0081]通道路徑還包括從相切區段61延伸的螺旋形區段67。螺旋形區段67圍繞下游出口管道7的中心軸Y纏繞。該螺旋形區段67通向出口 15。相切區段61和螺旋形區段67通過適當設計帽25的形狀來獲得。
[0082]氨噴射裝置17包括用于產生氨氣的單元(未示出)以及加到帽25上的管道69。為此帽在附接管道69的邊緣上具有孔口 71。優選地，管道69略微進入空間11的內側。產生氨氣的單元例如為用于儲存氨氣的儲存盒，或用于通過在適當的固體材料上吸收來儲存氨的儲存盒，或設置成用于由諸如尿素之類的液態材料產生氨的反應器。孔口 71定位成實現在通道路徑的以下點處進行氨氣噴射:在該點處為排氣設置的通道截面減小。該點例如與收縮區段57的下游端部相對應或與相切區段61的端部63相對應。
[0083]圖5示出噴射點處的排氣流的湍流度由于擋板33的存在而極強地增大。在圖5的右部部分示出了與本發明具有相同形狀但不具有擋板的、用于凈化排氣的組件中的排氣的湍流度。空間11中的湍流度較低并且大致恒定。在圖5的左部部分示出了本發明的包括擋板的組件中的湍流度。湍流度由a至k的分級指標來指示，k為最大的湍流度。該圖示出了在收縮區段的下游端部處較大的湍流度。如以上所說明的，這種湍流度通過以下事實來解釋，其中，經由進口的第一區域進入空間11中的排氣承受了方向上的幾次改變，特別是圍繞擋板顯著轉向，這使得在噴射點處產生了排氣的內部旋轉。
[0084]在圖5中，僅示出了凈化組件的一半。該半部基本上對應于圖3的上部部分。
[0085]圖6示出噴射到空間11中的NH3氣體由于排氣中的湍流度而在排氣流中迅速均化。下部部分示出了對于與圖5的組件相對應的不具有擋板的組件，空間11中的NH3的濃度。圖6的其他部分示出了對于根據本發明的具有擋板的組件，空間11中的NH3的濃度。
[0086]在兩種情況下，NH3濃度通過從a至i分級的指標來表達，i對應于最大NH3濃度。
[0087]與圖2的視圖相類似，圖6的圖示與用于凈化排氣的組件的正視圖相對應。排氣進口位于右側而排氣出口位于左側。圖6的下部部分示出在不具有擋板的情況下，存在具有高濃度NH3的排氣流路，該排氣流路沿著排出路徑大致延伸到螺旋形區段的一半。
[0088]圖6的上部部分示出在具有擋板的情況下排氣中的NH3濃度減小地非常迅速。具有較高NH3濃度的排氣流路遠在螺旋形區段67之間已經消失。
[0089]圖7示出螺旋形區段67能夠使排氣的湍流度增大。圖7中，湍流度通過從a至j分級的指標來指示，j對應于最大的湍流度。
[0090]圖7示出在排氣離開相切區段61并進入到螺旋形區段67中時，湍流度減小。由于排氣設定成旋轉，從而使湍流度傾向于沿著螺旋形區段67增大。
[0091]圖8示出了氨NH3在空間的出口 15的平面中的分布。在右部部分上，圖示與如圖5的右部部分上所示的不具有擋板的凈化組件相對應。在圖8的左部部分上，圖示與本發明即配備有擋板的組件相對應。NH3的摩爾濃度通過從a至V分級的指標來指示，V為最大濃度。左部圖示和右部圖示上的級別彼此不同。
[0092]圖8的右部部分示出，在不存在擋板的情況下，氨NH3在出口的下部和右部比該出口的中央區域更加集中。NH3的摩爾分數在出口的下部和右部比該出口的中央部分高出四倍以上。
[0093]圖8的左部部分示出，在具有擋板的情況下，氨NH3在出口的平面中的分布相對均化。具有最大濃度的區域中的NH3摩爾分數與具有最小濃度的區域中的NH3摩爾分數的比率小于1.2。
[0094]現在將參照圖9對第一實施方式的替代性實施方式進行描述。
[0095]以下將僅對該替代性實施方式與圖1至圖4中示出的組件不同的點進行詳細描述。完全相同的元件或確保有相同功能的元件將由相同的附圖標記來指代。
[0096]在圖9的替代性實施方式中，擋板33包括基本上面向進口的第二區域39延伸的兩個弓狀部72。這些弓狀部72緊固至自由邊緣41的中央部分45，并大致徑向延伸到沿著進口的第二區域定位的邊緣35的點73。杯狀部33因此限定了用于來自進口 13的排氣的三個通道75。
[0097]用于排氣的通道截面在尖端處——即在擋板的自由邊緣41與帽25之間——由于弓狀部72的存在而減小。這有助于加速排氣在該區域的流動速度,并有助于增大排氣在噴射點處的湍流度。
[0098]現在將參照圖10和圖11對本發明的第二實施方式進行描述。以下僅對第二實施方式與第一實施方式不同的點進行詳細描述。
[0099]在兩個實施方式中完全相同的元件或確保相同功能的元件將通過相同的附圖標記來指示。
[0100]如圖10中所示，收縮區段57被更加復雜形狀的區段代替，該區段布置成用于進一步提高氨氣在排氣中分散的效率。收縮區段被具有與主方向大致垂直的取向的第一區段77代替，第一區段延伸出弧形區段79，該弧形區段79自身延伸有呈與主方向大致平行的取向的第二區段81。區段77的上游端部是收縮的，即，向排氣提供了從上游至下游減小的通道截面。第一區段77與進口的第二區域大致成直角地定位。弧形區段79和第二區段81與第一區域大致成直角地定位。
[0101]此外，如圖11中所示，與圖2的情況相比，擋板以繞進口的中心C旋轉的方式略微移位。中線與主方向對準或相對于該主方向略微傾斜，其中該中線使得將進口細分成相同尺寸的兩個區域，一個區域大致完全被擋板覆蓋并且另一區域幾乎沒有被擋板覆蓋。這方便了區段77、79和81的布置。 [0102] 最后，與第一實施方式相比，氨氣的噴射點沿著排氣的通道路徑朝上游移位。
【權利要求】
1.一種用于凈化排氣的組件，所述組件(I)包括: -上游管道(3)，在所述上游管道(3)中容納有用于凈化排氣的第一單元(5)； -下游管道(7 )，在所述下游管道(7 )中容納有用于凈化排氣的第二單元(9 )，所述上游管道(3)和所述下游管道(5)彼此平行地定位； -空間(11)，所述空間(11)具有與所述上游管道(3)連通的排氣進口(13)以及與所述下游管道(5)連通的排氣出口(15)，中線將所述進口(13)分成為所述排氣提供相同通道截面的第一區域(37)和第二區域(39)； 其特征在于，所述組件(I)包括設置在所述空間(11)中的面向所述進口(13)的擋板(33)，所述擋板(33)在所述進口(13)上的正交投影中覆蓋了至少75%的所述第一區域(37)并覆蓋了小于25%的所述第二區域(39)，所述擋板(33)和所述空間(11)布置成使得所述排氣中穿過所述進口(13)的所述第一區域(37)進入的部分沿著形成繞所述擋板(33)的尖端的流動線路流入到所述空間(11)中。
2.根據權利要求1所述的組件，其特征在于，所述擋板(33)具有面向所述第一區域(37)的多個孔口(49)。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)和所述擋板(33)限定了將所述排氣從所述進口(13)引導至所述出口(15)的通道路徑，所述通道路徑包括具有上游部分和下游部分的收縮區段(57)，所述上游部分為所述排氣提供相對較大的通道截面，所述下游部分為所述排氣提供相對較小的通道截面，所述組件(I)包括將用于還原氮氧化物的產品噴射到所述下游部分中的裝置(17)。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)和所述擋板(33)限定了將所述排氣從所述進口(13)引導至所述出口(15)的通道路徑，所述組件(I)包括將用于還原氮氧化物的產品噴射到所`述通道路徑的區段(57)中或緊鄰所述區段(57)的下游的裝置(17)，所述區段(57)由面向所述擋板(33)以及所述空間(11)的壁的各區域來限定。
5.根據權利要求4所述的組件，其特征在于，所述擋板(33)的所述區域(59)朝向所述區段(57)凹陷。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)和所述擋板(33)限定了將所述排氣從所述進口(13)引導至所述出口(15)的通道路徑，所述路徑具有相對于所述進口(13)大致切向定向的區段(61)。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)和所述擋板(33)限定了將所述排氣從所述進口(13)引導至所述出口(15)的通道路徑，所述路徑具有相對于所述出口( 15 )大致切向定向的區段(61)。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)和所述擋板(33)限定了將所述排氣從所述進口(13)引導至所述出口(15)的通道路徑，所述路徑具有開口到所述出口(15)中的大致螺旋形區段(67)。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述擋板(33)緊固至所述進口的一個邊緣(35)。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)包括支承環(23 )，在所述支承環(23 )中形成所述進口( 13 )和所述出口( 15 )，并且所述支承環(23 )上加上了帽(25)。
11.根據權利要求10所述的組件，其特征在于，所述擋板(33)與所述支承環(23)由同一材料制在一起。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述擋板(33)和所述空間(11)在繞所述擋板(33 )的所述尖端處限定了用于所述排氣的通道截面，所述通道截面小于所述進口(13)的通道截面的75%，優選地小于所述進口(13)的通道截面的50%。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述空間(11)和所述擋板(33)限定了將所述排氣從所述進口(13)引導至所述出口(15)的通道路徑，所述組件(I)包括設置成用于在所述通道路徑的噴射點中噴射還原氮氧化物的產品的裝置(17)，所述通道路徑在所述尖端與所述噴射點之間包括至少第一區段(77)和第二區段(81)，所述第一區段(77)和所述第二區段(81)分別具有相對于彼此形成包括在30°與90°之間的角度的取向。
14.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述進口(13)和所述出口(15)分別具有沿著主方向對準的中心，所述中線與所述主方向形成小于30°的角度。
15.根據前述權利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述組件包括設置成用于噴射還原氮氧化物的氣 態產品的裝置(17)，所述氣態產品例如為氨。
【文檔編號】F01N3/28GK103649483SQ201280033339
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月5日 優先權日:2011年7月5日
【發明者】約翰·佩羅特, 讓-保羅·布魯內爾 申請人:佛吉亞排氣系統有限公司