Boquilla de inyección de agente reductor líquido.

Sistema de purificación de emisiones de escape incluyendo un catalizador de reducción (13) operativo para reducir y purificar un óxido de nitrógeno usando un agente reductor líquido y dispuesto en un paso de flujo de escape (9),

donde una boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está montada en una superficie de pared del paso de flujo de escape (9) hacia arriba del catalizador de reducción (13), configurada para permitir que el agente reductor líquido sea vertido y suministrado desde varios agujeros de boquilla (21) formados en ella alrededor de su porción de extremo de punta de boquilla (12a), estando curvada la porción de extremo de punta de boquilla (12a) de manera que tenga su posición dirigida sustancialmente hacia una dirección de flujo de los gases de escape, donde los agujeros de boquilla (21) de la porción de extremo de punta de boquilla (12a) no están uniformemente distribuidos en una posición en la que el agente reductor líquido es vertido a una zona excluyendo un rango predeterminado, incluyendo el rango predeterminado una porción de montaje de boquilla de la superficie de pared en el lado de montaje de boquilla como su posición sustancialmente central, caracterizado porque los agujeros de boquilla (21) están formados de manera que estén alineados en cada una de una pluralidad de líneas yuxtapuestas en una dirección axial de la porción de extremo de punta de boquilla (12a), y las posiciones de los agujeros de boquilla (21) en las líneas adyacentes están desplazadas una de otra en una dirección circunferencial.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10015242.

Solicitante: NISSAN DIESEL MOTOR CO., LTD.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1, OOAZA 1-CHOME AGEO-SHI SAITAMA 362-8523 JAPON.

Inventor/es: SATOU,Hirokazu.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D53/56 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Oxidos de nitrógeno (B01D 53/60 tiene prioridad).
  • B01D53/90 B01D 53/00 […] › Inyección de reactivos.
  • B01D53/94 B01D 53/00 […] › por procedimientos catalíticos.
  • B01J4/00 B01 […] › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › Dispositivos de alimentación; Dispositivos de control de la alimentación o la evacuación (dispositivos de alimentación o de evacuación para autoclaves B01J 3/02).
  • B05B1/14 B […] › B05 PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION DE MATERIALES FLUIDOS A SUPERFICIES, EN GENERAL.B05B APARATOS DE PULVERIZACION; APARATOS DE ATOMIZACION; TOBERAS O BOQUILLAS (mezcladores de pulverización con toberas B01F 5/20; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a superficies por pulverización B05D). › B05B 1/00 Boquillas, cabezas de pulverización u otros dispositivos de salida, con o sin dispositivos auxiliares tales como válvulas, medios de calentado (B05B 3/00, B05B 5/00, B05B 7/00 tienen prioridad; dispositivos para aplicar por contacto líquidos u otros materiales fluidos sobre una superficie B05C; boquillas para mecanismos de impresión por proyección de tinta B41J 2/135; boquillas para distribuir líquidos, p. ej. en las estaciones de servicio para vehículos, B67D 7/42). › con orificios de salida múltiples (B05B 1/02, B05B 1/26 tienen prioridad ); con filtros situados en el orificio de salida o en su exterior.
  • F01N3/08 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › para volverlos inofensivos (utilizando separadores eléctricos o electrostáticos F01N 3/01; aspectos químicos B01D 53/92).
  • F01N3/20 F01N 3/00 […] › especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad).
  • F01N3/28 F01N 3/00 […] › Estructura de reactores catalíticos.

PDF original: ES-2384917_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Boquilla de inyección de agente reductor líquido La presente invención se refiere a un sistema de purificación de emisiones de escape según el preámbulo de la reivindicación independiente 1.

Como sistemas convencionales de purificación de emisiones de escape que eliminan NOx contenido en gases de escape de motores, se ha propuesto un dispositivo de purificación de emisiones de escape, que inyecta y suministra un agente reductor líquido a los gases de escape que circulan en una región predominante hacia arriba de un catalizador de reducción dispuesto en un sistema de escape de motor para producir una reacción catalítica entre NOx y el agente reductor en los gases de escape con el fin de purificar NOx convirtiéndolo en componentes inocuos (véase, por ejemplo, JP 2000-27627) .

En este dispositivo de purificación de emisiones de escape, como se representa en la figura 13, una boquilla de inyección de agente reductor líquido 100 sobresale de la superficie de pared de un paso de flujo de escape 102 hacia una posición contigua con respecto a un centro del paso de escape y está fijada en la pared del paso de flujo de escape de modo que una porción de extremo de punta de boquilla 100a que está curvada, esté dispuesta a lo largo de una dirección de flujo de los gases de escape. Se vierte y suministra una solución de urea acuosa, por ejemplo, como el agente reductor líquido hacia la superficie de pared del paso de escape desde varios agujeros de boquilla 101 que están formados alrededor de la porción de extremo de punta de boquilla 100a como se representa en la figura 14, y cada uno de los cuales está formado en una dirección radial perpendicular a un eje central de la porción de extremo de punta de boquilla 100a. Como resultado, el agente reductor líquido vertido se difunde y mezcla con los gases de escape por el flujo de los gases de escape, y se incrementa la eficiencia de la conversión de NOx usando el catalizador de reducción.

Se conoce igualmente EP 1 712 754 que incluye un dispositivo de purificación de escape con una boquilla curvada que rocía una solución a un paso de escape.

En la boquilla de inyección de agente reductor líquido que sobresale al paso de escape, es deseable que la porción de extremo de punta de boquilla esté dispuesta aproximadamente en un centro del paso de escape al objeto de que el agente reductor líquido sea distribuido de forma sustancialmente uniforme en los gases de escape. Sin embargo, debido a una estructura de soporte en voladizo, cuando la boquilla de inyección de agente reductor líquido se usa en coches de dimensiones especialmente grandes, la boquilla de inyección se podría dañar debido a la vibración de carrocería de vehículo o análogos, o la capacidad de calor podría ser grande y entonces se podría acumular un componente de agente reductor del agente reductor líquido sobre la pared interior de la boquilla de inyección debido al calor de los gases de escape, pudiendo bloquear por ello la boquilla. Por esta razón, hoy día, la porción de extremo de punta de boquilla está dispuesta de manera que sobresalga de la superficie de pared a una posición que esté a aproximadamente 1/3 de la distancia entre la superficie de pared del paso de escape y el centro del paso. En cuanto a las boquillas convencionales de agente reductor líquido, como se representa en la figura 13, la porción de extremo de punta de boquilla 100a está curvada en un ángulo aproximadamente recto, y como se representa en la figura 14, cada uno de los agujeros de boquilla 101 está formado en una dirección radial de la porción de extremo de punta de boquilla 100a, a saber, en una dirección hacia la superficie de pared del paso. Dado que una tasa de flujo de escape cerca de la pared del paso es menor que la del centro del paso, la difusión y la mezcla del agente reductor líquido no son suficientes, y el componente de agente reductor del agente reductor líquido se podría adherir fácilmente a una superficie de pared en un lado en el que la boquilla está montada. Por esta razón, cuando se usa una solución de urea acuosa, por ejemplo, se evapora agua de la solución de urea acuosa adherida a la superficie de pared del paso de escape debido al calor de escape, y como se representa en la figura 13, se deposita urea y se acumula gradualmente en la superficie de pared del paso de escape cerca de la porción de montaje de boquilla.

Por lo tanto, en vista de los problemas convencionales anteriores, la presente invención tiene por objeto proporcionar un sistema capaz de permitir con certeza la reducción de la acumulación de un componente de agente reductor del agente reductor líquido en una superficie de pared de un paso de flujo de escape.

Un sistema para resolver dicho objetivo novedoso incluye los elementos de la reivindicación 1. Dicho sistema incluye un catalizador de reducción operativo para reducir y purificar un óxido de nitrógeno usando un agente reductor líquido y dispuesto en un paso de flujo de escape, donde una boquilla de inyección de agente reductor líquido está montada en una superficie de pared del paso de flujo de escape hacia arriba del catalizador de reducción, configurada para permitir que el agente reductor líquido sea vertido y suministrado desde varios agujeros de boquilla formados en ella alrededor de su porción de extremo de punta de boquilla, estando curvada la porción de extremo de punta de boquilla de manera que tenga su posición dirigida sustancialmente hacia una dirección de flujo de los gases de escape, donde los agujeros de boquilla de la porción de extremo de punta de boquilla no están uniformemente distribuidos en una posición en la que el agente reductor líquido es vertido a una zona excluyendo un rango predeterminado, incluyendo el rango predeterminado una porción de montaje de boquilla de la superficie de pared en el lado de montaje de boquilla como su posición sustancialmente central, donde los agujeros de boquilla están formados de manera que estén alineados en cada una de una pluralidad de líneas yuxtapuestas en una dirección

axial de la porción de extremo de punta de boquilla, y las posiciones de los agujeros de boquilla en las líneas adyacentes están desplazadas una de otra en una dirección circunferencial.

En los aspectos primero a tercero de la presente invención, los agujeros de boquilla de la porción de extremo de punta de boquilla no están uniformemente distribuidos en una posición en la que el agente reductor líquido es vertido a una zona excluyendo un rango predeterminado, incluyendo el rango predeterminado una porción de montaje de boquilla de la superficie de pared en el lado de montaje de boquilla como su porción sustancialmente central. Entonces, en una realización preferida, los agujeros de boquilla se pueden formar de manera que estén alineados en cada una de una pluralidad de líneas que están yuxtapuestas en una dirección axial de la porción de extremo de punta de boquilla, y las posiciones de los agujeros de boquilla en las líneas adyacentes están desplazadas una de otra en una dirección circunferencial.

Preferiblemente, el sistema incluye según una realización ventajosa un dispositivo silenciador con una función de purificación de escape, donde un paso de flujo de escape está dispuesto en el dispositivo silenciador con una porción de retorno, la boquilla de inyección de agente reductor líquido está dispuesta en el paso de flujo de escape en un lado situado hacia arriba de la porción de retorno, y el catalizador de reducción está dispuesto en el paso de flujo de escape en un lado situado hacia abajo de la porción de retorno.

Efecto de la invención Según la presente invención, la cantidad del agente reductor líquido adherido a una porción de la superficie de pared del paso de flujo de escape que está situado cerca de la posición donde la boquilla de inyección de agente reductor líquido está montada en la superficie de pared del paso de flujo de escape, se puede reducir apreciablemente más que la cantidad convencional de adherencia del agente reductor, de modo que la acumulación de un componente de agente reductor del agente reductor líquido sobre la superficie de pared del paso de flujo de escape cerca de la porción de montaje de boquilla se pueda evitar.

Además, dado que los agujeros de boquilla de la porción de extremo de punta de boquilla están formados de manera que estén basculados en la dirección de flujo de escape, o dado que los agujeros de boquilla no están uniformemente distribuidos alrededor de la porción de extremo de punta de boquilla, o dado que los agujeros de boquilla están formados de manera que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de purificación de emisiones de escape incluyendo un catalizador de reducción (13) operativo para reducir y purificar un óxido de nitrógeno usando un agente reductor líquido y dispuesto en un paso de flujo de escape 5 (9) , donde una boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está montada en una superficie de pared del paso de flujo de escape (9) hacia arriba del catalizador de reducción (13) , configurada para permitir que el agente reductor líquido sea vertido y suministrado desde varios agujeros de boquilla (21) formados en ella alrededor de su porción de 10 extremo de punta de boquilla (12a) , estando curvada la porción de extremo de punta de boquilla (12a) de manera que tenga su posición dirigida sustancialmente hacia una dirección de flujo de los gases de escape, donde los agujeros de boquilla (21) de la porción de extremo de punta de boquilla (12a) no están uniformemente distribuidos en una posición en la que el agente reductor líquido es vertido a una zona excluyendo un rango predeterminado, incluyendo el rango predeterminado una porción de montaje de boquilla de la superficie de pared en el lado de montaje de boquilla como su posición sustancialmente central, caracterizado porque los agujeros de boquilla (21) están formados de manera que estén alineados en cada una de una pluralidad de 20 líneas yuxtapuestas en una dirección axial de la porción de extremo de punta de boquilla (12a) , y las posiciones de los agujeros de boquilla (21) en las líneas adyacentes están desplazadas una de otra en una dirección circunferencial.

2. Sistema de purificación de emisiones de escape según la reivindicación 1, caracterizado por un dispositivo silenciador con una función de purificación de escape, donde un paso de flujo de escape dispuesto en el dispositivo silenciador está provisto de una porción de retorno;

la boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está dispuesta en el paso de flujo de escape (9) en un lado situado hacia arriba de la porción de retorno; y el catalizador de reducción (13) está dispuesto en el paso de flujo de escape (9) en un lado situado hacia abajo de la porción de retorno. 35


 

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