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) de los gases de escape situado hacia arriba de un catalizador de reducción (13),

donde una boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está montada en una superficie de pared del paso de flujo de escape (9) configurado para permitir que el agente reductor líquido salga y sea suministrado desde varios agujeros de boquilla (21) formados en ella alrededor de su porción de extremo de punta de boquilla (12a), curvándose la porción de extremo de punta de boquilla (12a) de manera que tenga una posición que se dirija sustancialmente hacia una dirección de flujo de los gases de escape, donde la porción curvada de extremo de punta de boquilla (12a) de la boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está dispuesta de manera que tenga su eje central dirigido hacia el centro del paso y defina un ángulo de curvatura que sea oblicuo a la dirección de flujo de escape, 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.

Sistema de purificación de emisiones de escape

Campo técnico

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

Antecedentes de la invención Como un sistema convencional de purificación de emisiones de escapes que eliminan NOx contenido en los gases de escape de un motor, 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 se mueven en una región predominante hacia arriba de un catalizador de reducción dispuesto en un sistema de escape de motor produciendo 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. Una solución de urea acuosa, por ejemplo, como el agente reductor líquido, es vertida y suministrada 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 conocen otras boquillas de inyección por US 6.382.600, WO 00/09869 o EP 1 712 754 A.

Descripción de la invención Problema a resolver con la invención En el sistema de purificación de emisiones de escape que tiene una boquilla de inyección de agente reductor líquido sobresaliendo 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 tamaño especialmente grande, la boquilla de inyección se podría dañar debido a la vibración de la 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 escape, bloqueando por ello posiblemente 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 sea 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 se curva 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 va montada la boquilla. Por esta razón, cuando se usa una solución de urea acuosa, por ejemplo, se evapora el 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 la boquilla.

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

Por lo tanto, para resolver el problema novedoso, un sistema de purificación de emisiones de escape incluye las características de la reivindicación independiente 1. El sistema de purificación de emisiones de escape incluye un catalizador operativo para reducir y purificar un óxido de nitrógeno usando un agente reductor líquido y dispuesto en un paso de flujo de escape de los gases de escape situado hacia arriba de un catalizador de reducción, donde una

boquilla de inyección de agente reductor líquido está montada en una superficie de pared del paso de flujo de escape configurado 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 su posición se dirija sustancialmente hacia una dirección de flujo de los gases de escape, donde la porción curvada de extremo de punta de boquilla de la boquilla de inyección de agente reductor líquido está dispuesta teniendo su eje central dirigido hacia el centro del paso y definiendo un ángulo de curvatura que es oblicuo a la dirección de flujo de escape, 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.

Preferiblemente, los agujeros de boquilla de la porción de extremo de punta de boquilla se pueden formar de manera que estén basculados en la dirección de flujo de escape con respecto a una dirección radial perpendicular al eje central de la porción de extremo de punta de boquilla.

Según otra realización de la invención, en la primera invención descrita, los agujeros de boquilla de la porción de extremo de punta de boquilla pueden no estar 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.

Además, según una realización beneficiosa de la 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.

Además, según una realización preferida, el sistema de purificación de emisiones de escape incluye un dispositivo silenciador con una función de purificación de escape, donde un paso de flujo de escape dispuesto en el silenciador está provisto de una porción de retorno, donde 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 en comparación con la cantidad convencional de adherencia del agente reductor,... [Seguir leyendo]

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 5 escape (9) de los gases de escape situado hacia arriba de un catalizador de reducción (13) , donde una boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está montada en una superficie de pared del paso de flujo de escape (9) configurado para permitir que el agente reductor líquido salga y sea suministrado desde varios agujeros de boquilla (21) formados en ella alrededor de su porción de extremo de punta de boquilla (12a) , curvándose la porción de extremo de punta de boquilla (12a) de manera que tenga una posición que se dirija sustancialmente hacia una dirección de flujo de los gases de escape, donde la porción curvada de extremo de punta de boquilla (12a) de la boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) está dispuesta de manera que tenga su eje central dirigido hacia el centro del paso y defina un ángulo de curvatura 15 que sea oblicuo a la dirección de flujo de escape, 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.

2. Sistema de purificación de emisiones de escape según la reivindicación 1, caracterizado porque los agujeros de boquilla (21) de la porción de extremo de punta de boquilla (12a) están formados de manera que estén basculados en la dirección de flujo de escape con respecto a una dirección radial perpendicular al eje central de la porción de extremo de punta de boquilla (12a) .

3. Sistema de purificación de emisiones de escape según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque 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 sale 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.

4. 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 está dispuesto en el silenciador provisto de una porción de retorno, donde la boquilla de inyección de agente reductor líquido (12) 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 (13) está dispuesto en el paso de flujo de escape en un lado situado hacia abajo de la porción de retorno. 45