用于蒸发流体的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于净化排气的装置，该装置具有排气能够穿其而过流动的壳体(1)；具有用于定量投加流体的注射装置(4)，其中，该流体能够定量投加到排气能够穿其而过流动的区域中；并且具有安排在该壳体中的蒸发装置，其中，该蒸发装置具有沿该壳体(1)的主通流方向(2)延伸的多个表面元件(7)，并且该流体能够沿相对于该主通流方向(2)垂直延伸的方向被定量投加，其中，该蒸发装置能够被加热装置(6，10)电加热。本发明专利技术还涉及一种用于操作该装置的方法。

Apparatus for Evaporating Fluid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蒸发流体的装置
本专利技术涉及一种用于净化排气的装置，该装置具有排气能够穿其而过流动的壳体；具有用于定量投加流体的注射装置，其中，流体能够定量投加到排气能够穿其而过流动的区域中；并且具有安排在壳体内的蒸发装置。本专利技术还涉及一种用于操作该装置的方法。
技术介绍
在内燃发动机的排气道中使用不同部件以便实现对内燃发动机的排气尽可能全面的后处理。在这个方面尤其已知的是所谓的SCR系统，其主要用在柴油发动机中，用于转化排气中的氮氧化物。为此目的，流体注入到排气道中以便以此方式触发排气中的氮氧化物转化成氮和水。所谓的SCR(选择性催化还原)系统在现有技术的各种各样的实施例中是已知的。优选地使用尿素水溶液作为流体。为了确保排气的所述转化，尿素水溶液通常注入到排气道中，其中尿素溶液尤其被喷射到排气道中的结构上，这些结构被排气加热。如果在此实现了某一最小温度，则尿素水溶液开始蒸发，这导致氨的释放，氨进而与氮氧化物反应以形成氮和水。在迄今为止的现有技术中已知的排气系统中，对用于蒸发的结构的加热是通过来自流动排气的热对流进行的。因此，加热直接取决于排气温度，由此，尤其在冷起动的情况下，尿素水溶液的注射只能在相对较晚阶段开始。并且，在可能导致排气温度不够高的低负荷范围内，可能的情况是在延期之后进行注射或者完全不进行注射。此外，随着排气温度的下降，可能发生次级化学反应，这通常可以使得蒸发元件上或排气道中产生沉积物。沉积物可能导致排气后处理系统的效力受损。
技术实现思路
、问题、解决方案、优点因此本专利技术的目的是提供一种排气后处理系统，该排气后处理系统允许优化加热排气道中用于蒸发的结构，其中，特别的目的是确保相对快速地达到蒸发流体所必需的温度。本专利技术的目的是还提供一种用于操作该装置的方法。关于该装置的目的通过具有权利要求1的特征的装置得以实现。本专利技术的一个示例性实施例涉及一种用于净化排气的装置，该装置具有排气能够穿其而过流动的壳体；具有用于定量投加流体的注射装置，其中，该流体能够定量投加到排气能够穿其而过流动的区域中；并且具有安排在该壳体中的蒸发装置，其中，该蒸发装置具有沿该壳体的主通流方向延伸的多个表面元件，并且该流体能够沿相对于该主通流方向垂直延伸的方向被定量投加，其中，该蒸发装置能够被加热装置电加热。为了转化排气中包含的氮氧化物，优选地使用尿素水溶液作为流体。尿素水溶液的蒸发导致在排气道中形成氨，这使氨与氮氧化物反应以形成氮和水。表面元件有利地沿壳体的通流方向延伸。这对于保持排气道中由于表面元件引起的压力损失尽可能低是必要的。这同时使得加热表面元件更加困难，在已知的实施例中，所述加热仅通过来自流动排气的热传递得以实现。为了确保最快可能加热表面元件，因此，有必要提供附加的热源，这有利地导致加热表面元件，而与实际排气流无关。更快的加热允许在较早阶段开始蒸发流体，该蒸发对于排气后处理装置的操作是必需的，这使得尤其在内燃发动机的冷起动的情况下，可以更快地完成排气后处理。将流体以直角定量投加或喷射到表面元件上是有利的，这是因为流体由此分布得特别好并且与最大可能反应表面发生接触，由此提高了蒸发。在有利的构型中，表面元件被安排成使得，当从定量投加点观察时，这些表面元件没有定位成彼此直接对准，由此，可以将更远定位的表面元件定位在例如更靠近定量投加点安排的表面元件的阴影中。特别有利的是，加热装置由呈加热导体形式的电阻加热元件形成。经由电阻加热元件的加热是特别有利的，这是因为其易于实现并且加热元件的成形仅受到很少条件的限制。电阻加热器件在各种各样的应用中是已知的并且可以如此廉价地且可靠地实现。电阻加热元件可以例如由导体形成，电流流经呈电线或蜂窝体形式的导体。表面元件可以以相对于加热导体电绝缘的方式安排，因此，表面元件自身不受电阻加热的影响而被加热。在这种情况下，表面元件的加热通过来自加热导体自身的对流而发生并且其特征在于，流动排气在沿表面元件流动之前就被加热导体加热。可替代地，还可以将表面元件直接导电连接至加热元件，由此所述表面元件同样通过电阻加热的影响而被加热。还有利的是，加热装置由一个或多个PTC加热元件形成。PTC(正温度系数)加热元件在现有技术已经熟知。PTC加热元件可以以针对性方式用于通过向其施加电压而加热排气。可以以取决于所选择的材料和施加的电压的方式实现PTC元件预先定义的加热。还优选的是，表面元件由PTC加热元件形成，这些加热元件从支撑元件突出，能够沿壳体的主通流方向流经该支撑元件。由PTC加热元件自身形成表面元件是有利的，这是因为以此方式能够提供特别紧凑的加热装置。此外，具体情况是，虽然相对较大的加热表面与流动排气接触，但是由于加热装置而使压力损失最小。因为流体直接以直角定量投加到表面元件上，因此通过直接加热表面元件也可以实现独立地蒸发流体，而与排气流的温度无关。这是特别有利的，因为直到达到流体的蒸发温度的加热持续时间是基本上由PTC加热元件的特征如此确定的并且与排气的加热无关。进一步有利的是，排气阻抗膜缠绕这些PTC加热元件。这对于PTC加热元件避免排气的损坏影响和避免PTC加热元件与流体、转化产品或排气的不希望的化学反应都是有利的。进一步有利的是，加热装置由加热盘形成，该加热盘沿主通流方向安排在蒸发装置的上游。加热盘是有利的，因为首先排气可以相对不受阻地流经该加热盘，并且其次产生基于体积的用于加热流动的排气流的大表面。有利地，这种加热盘被设计成蜂窝体形式，该蜂窝体具有沿主通流方向延伸的多个流动通道。还适宜的是，该加热装置具有单个或多个加热导体，该单个或多个加热导体被压入配合到支撑元件上。压入配合的加热导体提供的优点是，加热导体的进程能够自由配置。进一步有利的是，该加热盘由金属蜂窝体形成，该金属蜂窝体具有沿该壳体的主通流方向延伸的多个流动通道，其中，这些表面元件插入到单独的流动通道中并且沿该壳体的主通流方向从该加热盘突出。这种构造是有利的，因为这种类型的加热盘易于生产并且能够以各种各样的结构形式生产。由于将表面元件插入到流动通道中，因此可以实现的是，表面元件直接通过物理接触而被伴随地加热。如果加热盘被设计成电阻加热器件的形式并且表面元件被设计成以便不与加热盘电绝缘，则所述表面元件同样通过电阻加热的影响而被伴随地加热。如果提供了电绝缘，则热量通过材料接触从加热盘直接传递到表面元件上。进一步适宜的是，该加热装置的表面元件被定位在该壳体中，使得能够通过该注射装置来定量投加的流体能够相对于该主通流方向大致垂直地喷射到这些表面元件上。这对于在表面元件上产生最大可能有效表面是有利的，以便可以尽可能完全、尽可能快地蒸发流体。由于垂直喷射，实现了流体沿轴向方向尽可能远的通过排气流散布，并且因此吸收尽可能多的由表面元件发出的热量，以便以此方式蒸发。以明显低于90度的角度喷射导致更多流体在其可以被表面元件蒸发之前由排气流夹带，由此使得排气后处理受损。通过具有如权利要求10所述的特征的方法，实现了与该方法有关的目的。本专利技术的示例性实施例涉及一种方法，其中，检测该排气的温度和/或该蒸发装置的温度并且仅当已经达到所述预先定义的最小温度时以取决于预先定义的最小温度的方式实现定量投加该流体。这对于避免以下情形是有利的，其中流体在极低的温度下(尤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于净化排气的装置，该装置具有排气能够穿其而过流动的壳体(1)；具有用于定量投加流体的注射装置(4)，其中，该流体能够定量投加到排气能够穿其而过流动的区域中；并且具有安排在该壳体中的蒸发装置，其特征在于，该蒸发装置具有沿该壳体(1)的主通流方向(2)延伸的多个表面元件(7)，并且该流体能够沿相对于该主通流方向(2)垂直延伸的方向被定量投加，其中，该蒸发装置能够被加热装置(6，10)电加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.28 DE 102016223578.81.一种用于净化排气的装置，该装置具有排气能够穿其而过流动的壳体(1)；具有用于定量投加流体的注射装置(4)，其中，该流体能够定量投加到排气能够穿其而过流动的区域中；并且具有安排在该壳体中的蒸发装置，其特征在于，该蒸发装置具有沿该壳体(1)的主通流方向(2)延伸的多个表面元件(7)，并且该流体能够沿相对于该主通流方向(2)垂直延伸的方向被定量投加，其中，该蒸发装置能够被加热装置(6，10)电加热。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该加热装置(6)由呈加热导体形式的电阻加热元件形成。3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，该加热装置由一个或多个PTC加热元件(10)形成。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，这些表面元件由PTC加热元件(10)形成，这些加热元件从支撑元件突出，能够沿该壳体(1)的主通流方向(2)流经该支撑元件。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，排气阻抗膜(11)缠绕该PTC加热元件(10)。6.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，该加热装...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·施托克，R·布鲁克，P·希尔特，M·布鲁格，
申请(专利权)人：世倍特集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE