Sistema de purificación de gas de escape para motor.

Un aparato de purificación de emisión de escape (figura 1) para un motor (1),

que comprende:

un catalizador de reducción (3) dispuesto en un paso de escape (2) del motor (1);

un dispositivo de adición (4, 5) para añadir un agente reductor de NOx en el gas de escape del motor (1),incluyendo el dispositivo de adición (4, 5) una boquilla de inyección (4) dispuesta en el paso de escape (2) en una posición aguas arriba del catalizador de reducción (3) y que inyecta el agente reductor de NOx por medio de la boquilla de inyección (4); y

un elemento de paso (22) interpuesto en el paso de escape (2), formando el elemento de paso (22) al menos una parte de una superficie interna del paso de escape (2) entre la boquilla de inyección (4) y el catalizador de reducción (3) que está caracterizado por que:

el elemento de paso (22) incluye una parte de unión (j1; figura 2; j2, figura 4; j3, figura 5) formada mediante soldadura en una dirección axial del elemento de paso; y

la parte de unión (j1; figura 2; j2, figura 4; j3, figura 5) está dispuesta verticalmente más alta que un eje central (AX1 , figura 2; AX2, figura 3) del elemento de paso (22).

Sistema de purificación de gas de escape para motor

Campo técnico La presente invención se refiere a un aparato de purificación de emisión de escape para un motor, y particularmente a una técnica que, en un aparato de purificación de emisión de escape, añade un agente reductor de NOx para purificar un gas de escape, para evitar la acumulación de los componentes del agente reductor en el paso de escape.

Antecedentes de la técnica Como aparato para purificar óxidos de nitrógeno (a continuación en el presente documento denominados “NOx”) contenidos en un gas de escape de un motor se conoce el siguiente aparato que usa un agente reductor de NOx. El

aparato tiene un catalizador de reducción dispuesto en un paso de escape del motor, y en el aparato, un agente reductor tal como una disolución acuosa de urea se inyecta mediante una boquilla de inyección dispuesta aguas arriba del catalizador de reducción (documento de patente 1) . El NOx en el gas de escape y el agente reductor inyectado provocan una reacción de reducción en el catalizador de reducción, y por tanto el NOx se purifica para obtener componentes inocuos.

Documento de patente 1: publicación de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público (Kokai) n.º 2000-027627

Descripción de la invención

Problema que va a resolverse mediante la invención En un aparato de este tipo, para el fin de inyección del agente reductor, la boquilla de inyección está dispuesta para que sobresalga a través de una pared tubular del paso de escape de modo que se inserte en el paso de escape. Por tanto, una ventaja de fabricación se obtiene si el paso de escape que se extiende entre la boquilla de inyección y el catalizador de reducción se forma con un elemento intermedio separado del elemento de paso que está ubicado aguas arriba de la boquilla de inyección. En este caso, desde el punto de vista de conveniencia y economía de fabricación, es preferible adoptar un procedimiento de unión en el que el elemento intermedio se forma mediante soldadura para definir un paso intermedio. Concretamente, una placa plana se emplea como material base del

elemento intermedio. La placa plana se conforma mediante curvatura para obtener una forma cilíndrica y entonces sus bordes opuestos se unen juntos mediante soldadura.

Sin embargo, en el procedimiento que usa la soldadura, un cordón de soldadura debe formarse en una parte de unión con el fin de garantizar una fuerza de unión. Por consiguiente, en el estado montado del elemento intermedio en el paso de escape, el cordón de soldadura sobresale de la superficie de pared del paso de escape. Si no se tiene en cuenta la parte de unión de modo que la parte de unión esté ubicada en una parte inferior del paso de escape, lo más probable es que el agente reductor inyectado mediante la boquilla de inyección se quede sobre el cordón de soldadura abultado permitiendo que los componentes del agente reductor se depositen sobre el cordón de soldadura debido al calor de gas de escape y en consecuencia se forma una acumulación de los componentes mencionados 45 anteriormente en el paso de escape.

A partir de lo anterior, es deseable evitar que el agente reductor se quede fácilmente sobre el cordón de soldadura y suprimir cualquier acumulación de los componentes del agente reductor en el paso de escape, incluso en el caso donde el elemento intermedio se forma mediante soldadura por conveniencia, etc. En el documento DE 201 07 346 U1 el paso de escape está construido por un tubo sin soldadura. Sin embargo, la boquilla de inyección está unida a un rebaje en este tubo mediante soldadura. De ese modo también en esta construcción, un cordón de soldadura sobresale de la superficie de pared del paso de escape. Este documento no aborda el problema de acumulación de los componentes mencionados anteriormente sobre la superficie interna del tubo de escape, especialmente no sobre el cordón de soldadura en la superficie de pared de este tubo.

Medios para resolver los problemas Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de purificación de emisión de escape que aborde los problemas tratados anteriormente. Un aparato de purificación de emisión de escape de acuerdo con la presente invención incluye un catalizador de reducción dispuesto en un paso de escape del motor, un dispositivo de adición que está dotado de una boquilla de inyección dispuesta en el paso de escape en una posición aguas arriba del catalizador de reducción e inyecta un agente reductor de NOx en el gas de escape del motor por medio de la boquilla de inyección, y un elemento de paso interpuesto en el paso de escape que define al menos una parte de una cara interna del paso de escape entre la boquilla de inyección y el catalizador de reducción. El elemento de 65 paso incluye una parte de unión formada mediante soldadura en una dirección axial del elemento de paso, la parte de unión está dispuesta verticalmente más alta que un eje central del elemento de paso.

Efecto de la invención De acuerdo con la presente invención, la parte de unión del elemento de paso está ubicada en una posición donde la línea normal de la superficie de pared del paso de escape formado por este elemento se inclina verticalmente hacia abajo con respecto a la dirección horizontal. Esto hace posible para la acción de la gravedad que evite que el agente reductor inyectado mediante la boquilla de inyección se adhiera a la parte de unión incluso si el agente reductor fluye hasta la parte de unión en contacto con la superficie de pared del paso de escape. Por consiguiente, esto evita que los componentes del agente reductor se depositen sobre la parte de unión y formen una acumulación de los componentes del agente reductor en el paso de escape.

Los otros objetos y características de la presente invención se entenderán mejor a partir de la lectura de la siguiente descripción con referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista que muestra toda la configuración de un aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con una primera realización de la presente invención; la figura 2 es una vista en corte de un tubo de escape aguas abajo como “elemento de paso” de acuerdo con la primera realización;

la figura 3 es una vista que muestra la configuración de un aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con una segunda realización de la presente invención; la figura 4 es una vista parcialmente descubierta de un amortiguador catalítico de acuerdo con la segunda realización tal como se observa desde la parte trasera; y la figura 5 es un anillo con poros como “elemento de paso” de acuerdo con la segunda realización.

Explicación de los números de referencia 1 Motor 2 Paso de escape 21 Tubo de escape aguas arriba 22 Tubo de escape aguas abajo como “elemento de paso” 221, 222 Brida 3 Catalizador de reducción 31 Primer catalizador de oxidación 32 Segundo catalizador de oxidación 4 Boquilla de inyección 5 Unidad de control de inyección 6 Tanque de agua de urea 7 Bomba de alimentación 25 Anillo con poros como “elemento de paso” 25h Orificio de distribución de escape 101 Amortiguador catalítico 111 Carcasa del amortiguador 111a Pared frontal 111b Pared trasera 111c, 111d Partición r1 Cámara de expansión como “primera cámara de amortiguación” r2 Cámara de retorno como “segunda cámara de amortiguación” 121 Primer cilindro de almacenamiento de catalizador 122 Segundo cilindro de almacenamiento de catalizador 123 Tubo de entrada de gas de escape 124 Tubo de salida de gas de escape AX1, AX2 Eje central j1, j2, j3 Parte de unión w11, w12, w21, w22, w31, w32 Cordón de soldadura

Mejor modo de llevar a cabo la invención Con referencia a los dibujos adjuntos se describirán ahora realizaciones de la presente invención. La figura 1 muestra toda la configuración de un aparato de purificación de emisión de escape para un motor 1 de acuerdo con una primera realización de la presente invención. El motor 1 de acuerdo con la primera realización es un motor diesel y constituye la fuente de accionamiento de un vehículo largo tal como un camión. En un paso de escape 2 del

motor 1 se dispone un catalizador de reducción 3 que acelera una reacción de reducción de NOx con un agente reductor (descrito a continuación) . El paso de escape aguas arriba del catalizador de reducción 3 está dividido en un tubo de escape aguas arriba 21 y un tubo de escape aguas abajo 22. Estos tubos de escape 21 y 22 están acoplados mediante una brida (en la figura 1, la brida del tubo de escape aguas abajo 22 esta indicada... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de purificación de emisión de escape (figura 1) para un motor (1) , que comprende:

un catalizador de reducción (3) dispuesto en un paso de escape (2) del motor (1) ; un dispositivo de adición (4, 5) para añadir un agente reductor de NOx en el gas de escape del motor (1) , incluyendo el dispositivo de adición (4, 5) una boquilla de inyección (4) dispuesta en el paso de escape (2) en una posición aguas arriba del catalizador de reducción (3) y que inyecta el agente reductor de NOx por medio de la boquilla de inyección (4) ; y un elemento de paso (22) interpuesto en el paso de escape (2) , formando el elemento de paso (22) al menos una parte de una superficie interna del paso de escape (2) entre la boquilla de inyección (4) y el catalizador de reducción (3) que está caracterizado por que:

el elemento de paso (22) incluye una parte de unión (j1; figura 2; j2, figura 4; j3, figura 5) formada mediante soldadura en una dirección axial del elemento de paso; y la parte de unión (j1; figura 2; j2, figura 4; j3, figura 5) está dispuesta verticalmente más alta que un eje central (AX1 , figura 2; AX2, figura 3) del elemento de paso (22) .

2. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 1, donde el elemento de paso (22) es cilíndrico.

3. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 1, donde el elemento de paso (22) tiene una sección transversal ovalada.

4. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 1, donde el elemento de paso (22) tiene una sección transversal rectangular.

5. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

un primer catalizador de oxidación (31, figura 3) dispuesto en el paso de escape (2) en una posición aguas arriba de la boquilla de inyección (4) ; y un segundo catalizador de oxidación (32, figura 3) para tratar el agente reductor, estando dispuesto el segundo catalizador de oxidación (32, figura 3) en una posición aguas abajo del catalizador de reducción (3) .

6. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

un catalizador de oxidación (31, figura 3) dispuesto en el paso de escape (2) en una posición aguas arriba de la boquilla de inyección (4) ; y un catalizador de reducción de NOx como catalizador de reducción (32) , dispuesto en una posición aguas abajo de la boquilla de inyección (4) , donde el elemento de paso (22) tiene una pluralidad de orificios de distribución de escape (25h, figura 5) dispuestos en una dirección circunferencial del elemento de paso (22) y está dispuesto entre la boquilla de 45 inyección (4) y el catalizador de reducción (32) de manera sustancialmente concéntrica con el catalizador de oxidación (31) .

7. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además:

una carcasa del amortiguador (101, figura 3) para alojar en la misma el catalizador de oxidación (31, 32) y el catalizador de reducción (3) , estando dividido el interior de la carcasa del amortiguador (101) en una primera cámara de amortiguación (r1) , una segunda cámara de amortiguación (r2) y una cámara intermedia (121, 122) ubicada entre la primera y segunda cámara de amortiguación (r1, r2) , mediante una pluralidad de particiones 55 perpendiculares a la dirección axial, donde un paso de escape (123) dispuesto aguas arriba de la carcasa del amortiguador (111) está insertado en la carcasa del amortiguador (111) en la dirección axial (AX2) , comunicando de ese modo con la primera cámara de amortiguación (r1) , el catalizador de oxidación (31) está alojado en un primer cilindro de almacenamiento de catalizador (1211) dispuesto en la cámara intermedia (121, 122) en un lado con respecto a un eje central (AX2) de la carcasa del amortiguador (111) de modo que permita una comunicación entre las cámaras de amortiguación primera y segunda (r1, r2) , el catalizador de reducción (32) está alojado en un segundo cilindro de almacenamiento de catalizador (122) dispuesto en la cámara intermedia (121, 122) ) en el otro lado con respecto al eje central (AX2) de modo que 65 esté conectado con la segunda cámara de amortiguación (r2) , el elemento de paso (22 figura 1, figura 2) está dispuesto de manera concéntrica con el catalizador de oxidación (32) en la segunda cámara de amortiguación (r2) y un paso de escape (123) aguas debajo de la carcasa del amortiguador (111) está insertado en la carcasa del amortiguador (111) para pasar a través de la primera cámara de amortiguación (r1) en la dirección axial, y

comunicando de ese modo con la segunda cámara de amortiguación (r2) por medio del segundo cilindro de almacenamiento de catalizador (122) .

8. El aparato de purificación de emisión de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un tanque de agua de urea (6) para almacenar un agua de urea como agente reductor, estando conectado 10 el tanque de agua de urea al dispositivo de adición (4, 5) .

9. Un motor que comprende:

un cuerpo de motor que tiene una cámara de combustión; y 15 el aparato de purificación de emisión de escape (figura 1) de acuerdo con la reivindicación 1, estando dispuesto el aparato en un sistema de escape del motor.