[发明专利]具有径向空气注入的还原剂喷嘴

说明书

本发明涉及具有径向空气注入的还原剂喷嘴。一种喷嘴包括第一通道、环形地布置在所述第一通道周围的第二通道、以及流体地连接到所述第二通道的多个第三通道。该喷嘴包括内腔，该内腔具有流体地连接到第一通道的第一入口和多个第二入口。多个第二入口中的各个第二入口流体地连接到多个第三通道中的各个第三通道。内腔包括出口和与第一入口相对设置的撞击表面。

技术领域

本发明涉及一种排气处理系统，更具体地，涉及一种将还原剂溶液注入到排气处理系统内的流体路径中的喷嘴。

背景技术

内燃机，诸如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机和本领域已知的其它发动机，排放复杂的组分混合物。这些组分可以包括氮氧化物(NO_x)，例如NO和NO₂。由于对避免环境污染的关注增加，废气排放标准变得更加严格，并且可以根据发动机尺寸、发动机类别和/或发动机类型来调节从发动机排放的NO_x的量。为了确保符合这些化合物的规定，以及减少对环境的有害影响，一些发动机制造商已经实施了称为选择性催化还原(SCR)的策略。SCR是其中使用一个或多个喷嘴将气态和/或液态还原剂(最通常为尿素((NH₂)2CO)选择性地添加到发动机排气中的工艺。注入的还原剂分解成氨(NH₃)，与排气中的NO_X反应，形成水(H₂O)和双原子氮(N₂)。

喷射雾化尿素并将雾化尿素引导到排气流中的喷嘴是已知的，如2001年7月31日授予Hurach的美国专利6,267,301(下文中称为‘301参考文献)中所述。‘301参考文献讨论了将加压空气流向内导向用于雾化液体的排出液流。加压气体被导向环形室，该环形室又通过多个径向空气通道与膨胀室连通。

虽然‘301参考文献的喷嘴可能试图增加还原剂的雾化，但是喷嘴可能不是最佳的。例如，在参考文献301中描述的喷嘴尺寸相对较小，并且由于喷嘴的有限内部体积，可能难以实现还原剂的有效雾化。另外，‘301参考文献的加压空气流可能不能雾化液体。在这种情况下，当注入到排气中时，未雾化的还原剂将不与NO_x反应，结果，喷嘴的效率可能受到限制。此外，该‘参考文献描述了具有多个不同且组装好的部件的喷嘴，并且这种喷嘴构造可以增加喷嘴的尺寸、复杂性、组装时间和/或制造成本。这种多部件喷嘴通常也难以清洁并且可能变得容易堵塞。

本发明的示例性实施例旨在克服上述一个或多个缺陷。

发明内容

在本公开的示例性实施例中，喷嘴包括第一端、第二端和设置在第一端和第二端之间的内腔。第一端包括第一通道入口和围绕第一通道入口径向设置的第二通道入口。内腔包括第一通道出口、围绕第一通道出口径向设置的多个第二通道出口、以及喷射通道入口。第一通道流体地连接在第一通道入口和第一通道出口之间。多个第二通道中的各自第二通道流体地连接在第二通道入口和多个第二通道出口中的各自第二通道出口之间。喷射通道流体地连接在喷射通道入口和喷射通道出口之间。

在本公开的另一个示范性实施例中，喷嘴包括第一通道、环形地绕第一通道布置的第二通道、以及流体地连接至第二通道的多个第三通道。多个第三通道绕第一通道径向布置。该喷嘴还包括内腔，该内腔包括流体地连接到第一通道的第一入口，多个第二入口，与第一入口相对设置的撞击表面，以及出口。多个第二入口中的各自第二入口流体地连接到多个第三通道中的各自第三通道。

在本公开的又一个示范性实施例中，一种排气系统包括被配置成用于接收来自发动机的排气的排气管、位于该排气管内的喷嘴、以及供应管线。喷嘴包括第一端和第二端，第一端包括喷射出口，第二端包括第一通道和围绕第一通道径向布置的第二通道。喷嘴还包括设置在第一端和第二端之间的内腔。内腔包括底端、顶端、从底端延伸到顶端的侧壁。第一出口设置在内腔的底端并流体地连接到第一通道，且多个第二出口布置在内腔的侧壁。多个第二出口流体地连接到第二通道并且绕第一出口径向布置。

附图说明