Aparato para purificar un gas de escape que fluye desde un motor (1) diésel equipado con un turbocargador (2),

que comprende:

un inyector (12) que inyecta, como agente reductor líquido, combustible diésel intermitentemente en el gas de escape y está dispuesto en un lado aguas arriba del turbocargador (12); y

un catalizador (4) de sorción y reducción de NOx dispuesto en un lado aguas abajo del turbocargador (12);

estando caracterizado dicho aparato para purificar un gas de escape que fluye desde un motor (1) diésel equipado con un turbocargador (2) porque comprende además:

un potenciador de vaporización que potencia la vaporización del agente reductor líquido y está dispuesto entre el inyector (12) y el turbocargador (2), en el que

el potenciador de vaporización comprende un catalizador (5) oxidante, y en el que

el catalizador (5) oxidante comprende un sustrato (52) de tipo panal de abeja que tiene una cara de extremo aguas arriba que tiene un ángulo agudo con respecto a una dirección de un flujo del gas de escape en el sustrato (52) de tipo panal de abeja

Aparato para purificar gas de escape.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato para purificar un gas de escape que fluye desde un motor de combustión interna equipado con un turbocargador.

Técnica anterior

En general, con el fin de mejorar el rendimiento de motores de combustión interna, es preferible aumentar el volumen de la mezcla de aire-combustible que va a cargarse en las cámaras de combustión. Por consiguiente, se han puesto sistemas de supercargador en aplicaciones prácticas. Los sistemas de supercargador no sólo suministran mezclas de aire-combustible mediante presiones negativas que se generan acompañadas por los pistones descendentes, sino que también suministran mezclas de aire-combustible de manera forzada a las cámaras de combustión. Un ejemplo de los sistemas de supercargador son turbocargadores que alimentan de manera forzada aire a las cámaras de combustión mediante la energía de los flujos de gas de escape.

Puesto que los turbocargadores presentan grandes capacidades caloríficas, es difícil aumentar rápidamente la temperatura de catalizadores, que están dispuestos en un lado aguas abajo de un flujo de gases de escape con respecto a los turbocargadores, hasta la temperatura de activación en casos tales como la puesta en marcha de motores de combustión interna. Por consiguiente, es difícil que los catalizadores muestren un rendimiento de purificación de gas de escape satisfactorio. Por tanto, la publicación (KOKAI) de modelo de utilidad japonés no examinado n.º 59-34.033 propone disponer un aparato catalítico en un lado aguas arriba de un flujo de gases de escape con respecto a turbocargadores. Con una disposición de este tipo, es posible aumentar rápidamente la temperatura de catalizadores hasta la temperatura de activación así como calentar gases de escape mediante el calor generado por medio de la reacción de oxidación de catalizadores. Por consiguiente, mejoran las conversiones de componentes nocivos.

Además, la publicación (KOKAI) de patente japonesa no examinada n.º 11-132.036 propone disponer un catalizador en un lado aguas arriba así como en un lado aguas abajo de un flujo de gases de escape con respecto a turbocargadores, respectivamente. Con una disposición de este tipo también es posible aumentar rápidamente la temperatura del catalizador en el lado aguas arriba hasta la temperatura de activación. Además, los gases de escape que se calientan mediante el calor generado por medio de la reacción de oxidación del catalizador en el lado aguas arriba fluyen al interior del catalizador en el lado aguas abajo. Por consiguiente, la temperatura del catalizador en el lado aguas abajo aumenta rápidamente hasta la temperatura de activación. Por consiguiente, mejoran adicionalmente las conversiones de componentes nocivos.

Por cierto, se ha puesto en aplicación real (documento JP11-107810A) un sistema con el fin de mejorar el rendimiento de reducción de NO_x. En un sistema de este tipo, se añade un agente reductor líquido, tal como aceite ligero, a los gases de escape intermitentemente, y se purifican los NO_x con un catalizador de sorción y reducción de NO_x en el lado aguas abajo. Específicamente, en el sistema, se produce la sorción de NO_x en el catalizador de sorción y reducción de NO_x en atmósferas pobres en combustible en las que el oxígeno está presente en exceso. Entonces, la atmósfera de gases de escape pasa a ser atmósferas ricas en combustible añadiendo el agente reductor líquido a las atmósferas pobres en combustible. Por tanto, se liberan los NO_x en los que se ha producido la sorción del catalizador de sorción y reducción de NO_x, y se purifican mediante reducción con el agente reductor presente en abundancia.

Sin embargo, en el sistema la temperatura de los gases de escape se ha reducido porque el agente reductor líquido se añade a los gases de escape. Por consiguiente, surge el inconveniente de que el aumento de temperatura de los catalizadores se retarda adicionalmente. Por consiguiente, el agente reductor líquido se ha adherido a la superficie de extremo de entrada de los catalizadores, y materia particulada, tal como partículas finas carbonosas, partículas finas sulfúricas como sulfatos, y partículas finas hidrocarbonadas de alto peso molecular (denominadas a continuación en el presente documento de manera colectiva MP), se ha adherido al catalizador reductor líquido depositado. Como resultado, se produce el problema de que los conductos de gas de escape celulares de catalizadores se han cerrado para aumentar la pérdida de presión de escape. En particular, en motores de combustión interna equipados con un turbocargador que presenta una gran capacidad calorífica, el turbocargador ha aumentado el problema porque generalmente se añade un agente reductor líquido a las mezclas de aire-combustible en un lado aguas arriba de un flujo de gases de escape con respecto al turbocargador.

Además, es posible pensar en disponer un catalizador oxidante en un lado aguas abajo de un flujo de gases de escape con respecto al turbocargador con el fin de vaporizar o modificar el agente reductor líquido. Sin embargo, en este caso, con el fin de aplicar un catalizador oxidante a los gases de escape cuyas temperaturas disminuyen por el turbocargador, es necesario ampliar el catalizador oxidante prolongando la longitud global. Por consiguiente, surge un problema asociado con habitáculos limitados en vehículos. Además, incluso cuando se dispone así un catalizador oxidante, sigue habiendo el problema de que no sólo el agente reductor líquido sino también la MP se ha adherido a la superficie de extremo de entrada del catalizador oxidante.

Además, el documento WO 97/36676 da a conocer un método y un aparato para reducir las emisiones nocivas de un motor diésel mediante inyección de urea. En particular, la emisión de NO_x de motores diésel se reduce hidrolizando o gasificando de otro modo urea según sea necesario. Preferiblemente, se introduce una disolución acuosa de urea en una cámara catalizada mantenida al menos parcialmente en contacto con el sistema de escape. El calor de los gases de escape se utiliza para gasificar la urea. Los productos de degradación gaseosos de la urea se introducen entonces en los gases de escape aguas arriba de un catalizador SCR. En una forma de la invención, se proporciona un catalizador de oxidación aguas abajo del catalizador SCR con el propósito de eliminar cualquier amoniaco que pueda pasar de otro modo a través del sistema y proporcionar un olor desagradable.

Descripción de la invención

La presente invención se ha desarrollado en vista de tales circunstancias. Es por tanto un objeto de la presente invención potenciar la vaporización de agentes reductores líquidos, inhibiendo de ese modo el cierre de los conductos de gas de escape de catalizadores de sorción y reducción de NO_x, que están dispuestos en un lado aguas abajo de un flujo de gases de escape con respecto a turbocargadores. Al mismo tiempo, es otro objeto de la presente invención mejorar además el rendimiento de purificación de NO_x de aparatos para purificar gases de escape.

Un aparato para purificar un gas de escape según la reivindicación 1 de la presente invención soluciona los problemas mencionados anteriormente. El aparato es para purificar un gas de escape que fluye desde un motor de combustión interna equipado con un turbocargador, que comprende:

un inyector que inyecta un agente reductor líquido en el gas de escape y está dispuesto en un lado aguas arriba del turbocargador;

un potenciador de vaporización que potencia una vaporización del agente reductor líquido y está dispuesto entre el inyector y el turbocargador; y

un catalizador de sorción y reducción de NO_x dispuesto en un lado aguas abajo del turbocargador.

En el presente aparato, el potenciador de vaporización comprende un catalizador oxidante.

El presente aparato comprende el potenciador de vaporización dispuesto entre el turbocargador y el inyector. El potenciador de vaporización potencia la vaporización del agente reductor líquido que ha añadido el inyector a los gases de escape. Por consiguiente, se potencia la vaporización del agente reductor líquido, y de ese modo se inhibe que el agente reductor líquido se adhiera a la superficie de extremo de entrada del catalizador de sorción y reducción de NO_x. Por consiguiente, no sólo se inhibe que la MP se adhiera al agente reductor líquido, sino...

1. Aparato para purificar un gas de escape que fluye desde un motor (1) diésel equipado con un turbocargador (2), que comprende:

un inyector (12) que inyecta, como agente reductor líquido, combustible diésel intermitentemente en el gas de escape y está dispuesto en un lado aguas arriba del turbocargador (12); y

un catalizador (4) de sorción y reducción de NO_x dispuesto en un lado aguas abajo del turbocargador (12);

estando caracterizado dicho aparato para purificar un gas de escape que fluye desde un motor (1) diésel equipado con un turbocargador (2) porque comprende además:

un potenciador de vaporización que potencia la vaporización del agente reductor líquido y está dispuesto entre el inyector (12) y el turbocargador (2), en el que

el potenciador de vaporización comprende un catalizador (5) oxidante, y en el que

el catalizador (5) oxidante comprende un sustrato (52) de tipo panal de abeja que tiene una cara de extremo aguas arriba que tiene un ángulo agudo con respecto a una dirección de un flujo del gas de escape en el sustrato (52) de tipo panal de abeja.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el gas (71, 72, 73) de escape incluye materia particulada.

3. Aparato según la reivindicación 1, en el que el catalizador (4) de sorción y reducción de NO_x comprende un sustrato de tipo panal de abeja con estructura de flujo por las paredes.