等离子喷嘴及具有该等离子喷嘴的等离子SCR系统的制作方法

(a)发明领域

本发明涉及等离子喷嘴和包括该等离子喷嘴的等离子SCR系统。更具体地，本发明涉及一种用于雾化和热分解液体以与气体快速混合和喷射的等离子喷嘴，和一种从催化剂有效地去除氮氧化物(NOx)的等离子SCR系统。

(b)相关技术描述

选择性催化还原(SCR)设备是择性地仅减少来自柴油发动机的废气的氮氧化物(NOx)的设备。为了有效地减少氮氧化物，氨(NH₃)和氮氧化物(NOx)在高温下以1∶1的比例反应被还原成N₂。

为了有效地生成氨，尿素(在DI水中32.5％的尿素溶液)被喷射到SCR设备的前面。为了提高氮氧化物分解性能，尿素溶液必须在空间和时间上快速分解为氨，并且生成的氨必须与包括氮氧化物的废气快速地混合。

在汽车的情况下，因为车身底部的空间是非常有限的，对于从尿素溶液生成氨以及混合氨和废气而言，减少所需管的长度和温度是非常有利的。而且，可通过减少由废气加热的热质量来提高能源效率。

发明概述

本发明提供了一种等离子喷嘴，该等离子喷嘴通过在其中产生等离子来雾化和热解供给的液体，以通过加热(由于等离子弧和流激发化学物质而造成的)以较快的速度与气体混合且喷射。

本发明还提供了一种等离子SCR系统，该等离子SCR系统使雾化和 热解的氨与废气快速地混合。

根据本发明的一个方面，提供了一种等离子喷嘴，该等离子喷嘴包括：第一壳体，其把供给的气体排放到窄排放端口并且电接地；第二壳体，其设置在第一壳体的排放端口附近并且喷射通过排放端口中的喷射孔供给的液体；以及驱动电极，其内置在第一壳体中，该驱动电极连同在端部部分处的排放端口一起形成放电间隙，并且被施加有驱动电压。

第一壳体可包括筒体部分和延伸通道部分，筒体部分形成有用于供给的气体的通道，延伸通道部分在筒体部分的端部部分上延伸以连接到排放端口。

筒体部分可还包括毂，该毂在筒体部分的中心方向上被连接并且支撑中心处的驱动电极，并且毂可通过插入绝缘元件来支撑驱动电极。

排放端口可具有预定的长度朝向第二壳体的端部部分，并且可沿着排放端口的长度方向设置有多个所述喷射孔。

延伸通道部分可形成为从筒体部分逐渐减小以倾斜地连接到排放端口，并且设置在第二壳体之间的倾斜通道可指向排放端口倾斜。

倾斜通道可形成为从排放端口的直径方向成预定的第一角度θ1倾斜。

喷射孔可形成为从排放端口的直径方向成预定的第二角度θ2倾斜。

可沿着排放端口的圆周方向设置有多个喷射孔。

延伸通道部分在筒体部分中形成有相同的直径以在直径方向上连接到排放端口，并且随第二壳体设置的通道可在直径方向上指向排放端口。

液体供给管线可连接到第二壳体的供给端口，并且液体供给管线可安装有流动控制元件，该流动控制元件强制液体的供给且控制液体的供给。

第一壳体还可包括倾斜通道部分，该倾斜通道部分形成为逐渐减小最大通道，该最大通道在供给气体的一侧形成并且连接到筒体部分。

还可以包括壁元件，该壁元件在排放端口的相对的侧处关闭且密封第一壳体的一侧，支撑驱动电极且使驱动电极绝缘，并且具有供给气体的气体供给端口。

气体可以是发动机的废气或空气，液体可以是尿素溶液或氨溶液，并且排放端口可以通过等离子弧射流来雾化和热解尿素溶液或氨溶液，以与气体混合并进行喷射。

根据本发明的另一方面，等离子SCR系统包括：排放管，其分布发动机的废气；SCR设备，其安装到排放管；以及等离子喷嘴，其在排放管内安装在SCR设备的前面。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案，因为根据等离子放电的等离子弧在第一壳体的排放端口和驱动电极之间产生，并且等离子弧在排放端口附近放射热量，所以气体以较快的流动速度且在受激状态下喷放到排放端口，并且在该状态下，如果液体通过喷射孔供给到排放端口，则液体通过排放端口附近的热量和受激的化学物质以较快的速度雾化和热解，并且与气体混合在一起以进行喷射。

如果尿素溶液或氨溶液作为液体被供给，则通过由于等离子弧和受激的化学物质的快速流动效应而造成的排放端口中的热量，在排放端口中通过喷射孔喷射的尿素溶液或氨溶液快速地雾化和热解以与废气一起快速地混合和喷射。

附图简述

图1是根据本发明第一示例性实施方案的等离子喷嘴的透视图。

图2是沿着图1的线II-II截取的横截面图。

图3是沿着图2的线III-III截取的横截面图。

图4是根据本发明第二示例性实施方案的等离子喷嘴的透视图。

图5是根据本发明第三示例性实施方案的等离子喷嘴的透视图。

图6是沿着图5的线VI-VI截取的横截面图。

图7是沿着图6的线VII-VII截取的横截面图。

图8是根据本发明第四示例性实施方案的等离子喷嘴的透视图。

图9是等离子SCR系统的示意图。

-标示附图中主要元件的参考数字的描述-

1，2，3，4：等离子喷嘴 10，210，310，410：第一壳体

11：倾斜通道部分 12：筒体部分

13，213：延伸通道部分 14：毂

15：绝缘元件 20，220：第二壳体

21：液体供给管线 22：流动控制元件

23：供给端口 30：驱动电极

40：壁元件 42：压缩机

41：空气供给端口 43：空气供给管线

100：排放管 200：SCR设备

D：直径G，G2：放电间隙

H1，H21：排放端口 H2，H22：喷射孔

L：长度 θ1：第一角度

θ2，θ22：第二角度 E：发动机

HV：驱动电压

实施方案的详细描述

本发明在下文中将参考附图进行更加充分地描述，本发明的示例性实施方案示出在附图中。如本领域的技术人员将认识到，所描述的实施方案可以以各种不同的方式进行修改，而全部都不偏离本发明的精神或范围。附图和描述将被认为本质上是说明性的且不是限制性的。在整个说明书中，相同的参考数字表示相同的元件。

图1是根据本发明第一示例性实施方案的等离子喷嘴的透视图，且图2是沿着图1的线II-II截取的横截面图。参考图1和图2，根据第一示例性实施方案的等离子喷嘴1包括第一壳体10、第二壳体20和驱动电极30。

第一壳体10提供在一侧变窄以排放供给到一侧中的气体(例如，废气)的排放端口H1。而且，第一壳体10在排放端口H1的相对侧上延伸用于促进气体的流入，从而把流入的气体迅速排放到排放端口H1。第一壳体10和排放端口H1电接地。

第二壳体20设置在第一壳体10的排放端口H1附近，使得通过连接到排放端口H1的壁的喷射孔H2供给的液体在排放端口H1内部喷射。例如，第二壳体20可由朝向排放端口H1的喷射方向的类似于第一壳体10的形状的整体结构形成。尽管没有示出，但是第一壳体10和第二壳体20形成利用螺栓和螺母紧固的法兰。

驱动电极30被安装成内置于第一壳体10的中心中，以在该驱动电极30的端部部分和排放端口H1之间形成放电间隙G，使得供给到排放端口H1和驱动电极30之间的一侧的气体充当放电气体以产生等离子放电。为了此目的，驱动电极30施加有驱动电压HV。驱动电极30沿着第一壳体10的中心布置。

接下来，将详细描述根据第一示例性实施方案的等离子喷嘴1。第一壳体10包括沿着气体流动方向顺序地形成的倾斜通道部分11、筒体部分12和延伸通道部分13。

倾斜通道部分11在供给气体的一侧处形成最大通道，并且由沿着气体的流动方向逐渐减小的结构形成。筒体部分12连接到倾斜通道部分11的最小通道并且形成具有均等直径的圆形通道。

延伸通道部分13从筒体部分12的端部部分延伸以连接到排放端口H1。例如，延伸通道部分13连接到筒体部分12以在筒体部分12的端部部分处逐渐减小，从而倾斜地连接到排放端口H1。延伸通道部分13的最小通道的端部部分连接到排放端口H1。即，延伸通道部分13的端点变成排放端口H1的起始点。设置在延伸通道部分13和第二壳体20之间的倾斜通道P指向排放端口H1倾斜。

而且，筒体部分12还包括毂14，该毂14在筒体部分12内部的中心方向上被连接并且支撑中心处的驱动电极30。毂14通过插入中心处的绝 缘元件15支撑驱动电极30，同时把流入到第一壳体10的倾斜通道部分11的气体分布到筒体部分12和延伸通道部分13。即，驱动电极30与第一壳体10电绝缘。

驱动电极30从第一壳体10的外部连接到电源以接受驱动电压HV，并且在排放端口H1的起始点处(即，在延伸通道部分13的端部部分和驱动电极30的端部部分之间)形成放电间隙G。即，放电间隙G设置在气体的流动方向上。

实质上，排放端口H1形成为在第一壳体10的延伸通道部分13的端部处延伸，并且具有与延伸通道部分13的最小通道相同的直径。即，排放端口H1具有在第一壳体10的端部上的预定直径D和朝向第二壳体20的端部部分的预定长度L。

通过第二壳体20供给的液体(例如，尿素溶液)通过喷射孔H2在排放端口H1内部喷射。可沿着排放端口H1的长度方向设置有多个喷射孔H2。而且，沿着排放端口H1的圆周方向设置有多个喷射孔H2。

即，喷射孔H2由基于排放端口H1的一个层或多个层形成，并且成复数布置在每侧上，从而形成精细结构用于喷射液体。例如，排放端口H1设置有0.1mm至3mm的直径，并且喷射孔H2设置有0.0mm至0.5mm的直径。

因此，供给的液体通过在排放端口H1内沿着流动方向布置的多个喷射孔H2喷射，并且可同时在排放端口H1的圆周方向上在排放端口H1的中心上喷射。在这种情况下，供给的气体沿着排放端口H1流动到第一壳体10。

喷射孔H2的尺寸和数量设定喷射液体的流动速率。而且，排放端口H1的长度L设定由气体的等离子弧产生的热，且设定由流激发化学物质雾化和热解液体的速度和范围。因为液体通过喷射孔H2喷射并且产生等离子弧，所以用于雾化和热解液体所需的排放端口H1的长度L可以缩短。

另一方面，液体供给管线21连接到第二壳体20的一侧供给端口23。在液体供给管线21中，因为流动控制元件22被安装，所以强迫液体通过 液体供给管线21进行供给并且也可以控制供给的液体的流动速率。

流动控制元件22可控制供给到第二壳体20的液体的量，并且可精确控制液体量。因此，通过流动控制元件22引入到第二壳体20中的液体的量可以最小化。

流动控制元件22控制液体供给管线21中的通道的开口以控制液体的供给量，并且可以构造为电磁阀或喷射器。而且，设置在第一壳体10和第二壳体20之间的室的尺寸和喷射孔H2的尺寸可以不同地设置。

同时，第一壳体10的延伸通道部分13的内表面和面向该内表面的第二壳体20形成结构的沿着排放端口H1的排放方向变窄的倾斜通道P。例如，在延伸通道部分13和第二壳体20之间形成的倾斜通道P形成为相对于第一壳体10的直径方向以预定的第一角度θ1倾斜。

图3是沿着图2的线III-III截取的横截面图。参考图3，喷射孔H2指向排放端口H1的中心，并且形成为相对于第一壳体10的直径方向以预定的第二角度θ2倾斜，并且多个喷射孔H2连接到在排放端口H1的周边上的一个中。第一角度θ1和第二角度θ2可以相同，或可以相互独立。

即，喷射孔H2在延伸通道部分13和第二壳体20之间的倾斜通道P中以第二角度θ2倾斜地形成，从而相对于排放端口H1的排放方向倾斜地喷射液体。因此，流动到排放端口H1的气体与喷射到喷射孔H2的液体混合，并且可以进一步利用通过喷射孔H2以预定的第二角度θ2喷射的液体的驱动力排放到排放端口H1。

例如，喷射孔H2的第二角度θ2可设置为在0度至90度(不包括90度)之间的值。因此，排放到喷射孔H2的液体可以在排放端口H1内部以预定的第二角度θ2喷射。

即，在第一示例性实施方案的等离子喷嘴1中，当液体经过喷射孔H2时，液体通过液体(第一流体)喷嘴的作用雾化，并且液体可通过气体经过排放端口H1时产生的气体(第二流体)的流动效应快速且均匀地雾化。

而且，在等离子喷嘴1中，通过根据等离子放电的激发状态的气体分子的化学效应、由等离子放电的等离子弧的热效应，以及由等离子弧射流 的物理效应，液体和气体可以均匀地混合和喷射。

例如，当把等离子喷嘴1应用于尿素溶液喷射系统时，尿素溶液的雾化以及与废气的快速混合是可能的，这不可能从常规系统获得。即，在短时间和短距离内，废气可在与氨均匀混合的状态下流入到SCR(选择性催化还原)设备中。

因此，可显著地减小设备的尺寸以减小氮氧化物的排量和流动路径的长度，可有效地确保等离子喷嘴1的安装空间，并且可减少尿素溶液使用。

如果废气或外界空气供给到第一壳体10，尿素溶液或氨溶液通过液体供给管线21供给到第二壳体20的供给端口23，并且驱动电极30在排放端口H1和第一壳体10接地的状态下施加有驱动电压HV，雾化和热解的尿素溶液或氨溶液通过排放端口H1排放。

在下文中，将描述供给液体是尿素溶液的情况，然而氨溶液可被供给代替尿素溶液。

另一方面，当空气供给到第一壳体10时，第一壳体10的倾斜通道部分可以被移除。稍后将描述与其有关的示例性实施方案。

在驱动电极30和排放端口H1之间产生的且在排放端口H1内部排放的等离子弧射流可能使用AC或DC驱动电压。当使用DC电源产生等离子弧射流时，通过雾化液滴的带电现象，可以防止液体的凝结并且液体可以更精细且更快速地雾化。

当使用AC电源产生等离子弧射流时，与DC电源相比，驱动电极30的寿命相对延长，并且可产生较大体积的等离子弧射流。

排放端口H1在等离子弧射流被排放处的直径D为若干毫米(例如，0.1mm至3mm)，并且从需要尿素溶液喷射的大型海上应用到中大型汽车的柴油发动机采用不用的尺寸，从而施加各种喷射量的尿素溶液。

现在将描述本发明的第二示例性实施方案。与第一示例性实施方案相比，相同的构造的描述被省略且不同点将被描述。

图4是本发明第二示例性实施方案的等离子喷嘴的横截面图。参考图 4，在第二示例性实施方案的等离子喷嘴2中，第一壳体210的延伸通道部分213的内表面和面向该内表面的第二壳体220由垂直于排放端口H21的排放方向的结构形成。

例如，在延伸通道部分213和第二壳体220之间形成的通道P2在第一壳体210的直径方向上形成。即，在第二示例性实施方案中，对应于第一示例性实施方案的第一角度θ1的值为0。

喷射孔H22指向排放端口H21的中心，并且形成为相对于第一壳体210的直径方向倾斜预定的第二角度θ22，并且多个喷射孔H22连接到在排放端口H21的周边上的一个中。

即，喷射孔H22在延伸通道部分213和第二壳体220之间的通道P2中以第二角度θ22倾斜，从而相对于排放端口H21的排放方向倾斜地喷射液体。

因此，流动到排放端口H21的气体与喷射到喷射孔H22的液体混合，并且利用通过喷射孔H22以预定的第二角度θ22喷射的液体的驱动力排放到排放端口H21。

驱动电极30在其端部部分和排放端口H21之间形成放电间隙G2，从而导致供给到在排放端口H21的一侧和驱动电极30之间的一侧的气体成为放电气体以产生等离子放电。

另一方面，供给到等离子喷嘴的一侧的气体可以是空气，并且当使用空气作为放电气体时，需要另外的空气压缩机使得可能产生额外的成本，然而当包括在废气中的化学物质(CO2、NOx等)被排放时可产生的副产物可减少，并且放电气体的流动速度增加，从而液体喷射的雾化可以更有效。

接下来，将描述根据本发明的另一个示例性实施方案的把空气供给到等离子喷嘴的一侧的等离子喷嘴。然而，在下面的示例性实施方案中，仅仅描述空气被供给到等离子体的一侧的情况，但不限制于该情况，且像第一和第二示例性实施方案一样废气可被供给代替空气。此外，在下面的示例性实施方案中，仅仅描述尿素溶液作为液体供给到等离子喷嘴的情况， 然而不限于该情况，且所描述的氨溶液可被提供代替尿素溶液。

图5是根据本发明第三示例性实施方案的等离子喷嘴的透视图，且图6是沿着图5的线VI-VI截取的横截面图。参考图5和图6，等离子喷嘴3包括第一壳体310、第二壳体20、驱动电极30以及壁元件40。

第一壳体310包括排放端口H1，该排放端口H1在其一侧上变窄以便以较快的速度排放供给的压缩空气。而且，第一壳体310构造为在排放端口H1的相对侧上接收压缩空气，并且把压缩空气迅速地排放到排放端口H1。第一壳体310和排放端口H1电接地。

第二壳体20设置在第一壳体310的排放端口H1附近，使得通过喷射孔H2供给的尿素溶液在排放端口H1中喷射，喷射孔H2连接成穿透排放端口H1的壁。例如，第二壳体20可由朝向排放端口H1的喷射方向的类似于第一壳体310的形状的整体结构形成。

驱动电极30被安装成内置于第一壳体310的中心中，以在该驱动电极30的端部部分和排放端口H1之间形成放电间隙G，从而导致空气作为驱动电极30和排放端口H1的一侧之间的放电气体以产生等离子放电。为了此目的，驱动电极30施加有驱动电压HV。驱动电极30沿着第一壳体10的中心布置。

壁元件40在排放端口H1的相对的侧上关闭且密封第一壳体310的一侧，并且使驱动电极30绝缘且支撑驱动电极30。壁元件40可由具有耐热性的电绝缘材料形成，该材料可承受废气的高温度。而且，壁元件40包括供给空气的空气供给端口41。空气供给端口41连接到压缩机42，利用空气供给管线43供给压缩空气。

即，对于根据本发明的第三示例性实施方案的等离子喷嘴3，与根据第一示例性实施方案的等离子喷嘴1(参考图1至图3)相比，在第一示例性实施方案的等离子喷嘴1中第一壳体10的一侧是打开的，然而在根据第三示例性实施方案的等离子喷嘴3中第一壳体310的一侧由壁元件40关闭且密封，并且壁元件40包括从外界接收压缩空气的空气供给端口41。

接下来，将详细描述等离子喷嘴3。第一壳体310包括沿着供给压缩 空气的方向顺序地形成的筒体部分12和延伸通道部分13。

筒体部分12在供给空气的空气供给管线43的一侧上形成具体均等直径的圆形通道，并且在排放端口H1的相对的侧上由壁元件40关闭和密封。因此，供给到空气供给管线43的压缩空气排放到排放端口H1。

延伸通道部分13延伸到筒体部分12的端部部分以连接到排放端口H1。例如，延伸通道部分13连接到筒体部分12以在筒体部分12的端部部分处逐渐减小，从而倾斜地连接到排放端口H1。

在延伸通道部分13中，最小通道的端部部分连接到排放端口H1。即，延伸通道部分13的端点变成排放端口H1的起始点。设置在延伸通道部分13和第二壳体20之间的倾斜通道P指向排放端口H1倾斜。

而且，筒体部分12还包括毂14，该毂14在筒体部分12内部的中心方向上被连接并且支撑中心处的驱动电极30。毂14通过插入在中心处的绝缘元件15支撑驱动电极30，同时把供给到第一壳体310的倾斜空气供给端口41的空气分布到筒体部分12和延伸通道部分13。因此，驱动电极30电连接到驱动电压HV，并且由绝缘元件15和壁元件40支撑以与第一壳体310电绝缘。

驱动电极30从第一壳体310的外部连接到电源以接受驱动电压HV，并且在排放端口H1的起始点处(即，在延伸通道部分13的端部部分和驱动电极30的端部部分之间)形成放电间隙G。即，放电间隙G设置在空气的流动方向上。

实质上，排放端口H1形成为在第一壳体310的延伸通道部分13的端部处延伸，并且具有与延伸通道部分13的最小通道相同尺寸的直径。即，排放端口H1在第一壳体310的端边缘处具有预定的直径D和朝向第二壳体20的端部部分的预定的长度L。

通过第二壳体20供给的尿素溶液通过喷射孔H2喷射到排放端口H1的内部。喷射孔H2可沿着排放端口H1的长度方向成复数设置。而且，喷射孔H2可沿着排放端口H1的圆周方向成复数设置。

即，喷射孔H2由基于排放端口H1的一个层或多个层形成，并且成复 数布置在每层上，从而形成喷射尿素溶液的精细结构。例如，排放端口H1设置成0.1mm至3mm的直径，并且喷射孔H2设置成0.0mm至0.5mm的直径。

因此，供给的尿素溶液通过在排放端口H1内沿着流动方向布置的多个喷射孔H2喷射，并且可同时在排放端口H1的圆周方向上在排放端口H1的中心处喷射。在这种情况下，供给的气体沿着排放端口H1流动到第一壳体310。

喷射孔H2的尺寸和数量设定喷射液体的流动速率。而且，排放端口H1的长度L设定由气体的等离子弧产生的热，且设定由流激发化学物质雾化和热解尿素溶液的速度和范围。因为尿素溶液通过喷射孔H2喷射并且产生等离子弧，所以用于雾化和热解尿素溶液所需的排放端口H1的长度L可以缩短。

另一方面，液体供给管线21连接到第二壳体20的一侧供给端口23。在尿素溶液供给管线21中，因为流动控制元件22被安装，所以强制液体通过尿素溶液供给管线21的供给并且也可以控制供给的液体的流动速率。

流动控制元件22可控制供给到第二壳体20的尿素溶液的量，并且可精确控制尿素溶液量。因此，通过流动控制元件22引入到第二壳体20中的尿素溶液的量可以最小化。

流动控制元件22控制尿素溶液供给管线21中的通道的打开以控制尿素溶液的供给量，并且流动控制元件22可以构造为电磁阀或喷射器。而且，设置在第一壳体310和第二壳体20之间的室的尺寸和喷射孔H2的尺寸可以不同地设置。

同时，第一壳体310的延伸通道部分13的内表面和面向该内表面的第二壳体20形成结构的沿着排放端口H1的排放方向变窄的倾斜通道P。例如，在延伸通道部分13和第二壳体20之间形成的倾斜通道P形成为相对于第一壳体310的直径方向以预定的第一角度θ1倾斜。

图7是沿着图6的线VII-VII截取的横截面图。参考图7，喷射孔H2指向排放端口H1的中心，并且形成为相对于第一壳体310的直径方向以 预定的第二角度θ2倾斜，并且多个喷射孔H2连接到在排放端口H1的周边上的一个中。第一角度θ1和第二角度θ2可以相同，或可以相互独立。

即，喷射孔H2在延伸通道部分13和第二壳体20之间的倾斜通道P中以第二角度θ2倾斜地形成，从而相对于排放端口H1的排放方向倾斜地喷射尿素溶液。因此，流动到排放端口H1的空气与喷射到喷射孔H2的尿素溶液混合，并且可以利用通过喷射孔H2以预定的第二角度θ2喷射的尿素溶液的驱动力进一步排放到排放端口H1。

例如，喷射孔H2的第二角度θ2可设置为在0度至90度(不包括90度)之间的值。因此，排放到喷射孔H2的尿素溶液可以在排放端口H1内部以预定的第二角度θ2喷射。

即，在第一示例性实施方案的等离子喷嘴1中，当尿素溶液经过喷射孔H2时，液体通过第一流体喷嘴的作用雾化，并且尿素溶液可通过空气经过排放端口H1时产生的第二流体的流动效应快速且均匀地雾化到空气。

此外，在等离子喷嘴3中，通过根据等离子放电的激发状态下的气体分子的化学效应、等离子放电的等离子弧的热效应，以及等离子弧射流的物理效应，尿素溶液和空气可以均匀地混合和喷射。

如果空气供给到第一壳体310，尿素溶液通过尿素溶液供给管线21供给到第二壳体20的供给端口23，并且驱动电极30在排放端口H1和第一壳体310接地的状态下施加有驱动电压HV，则雾化和热解的氨通过排放端口H1排放。

在驱动电极30和排放端口H1之间产生的且在排放端口H1内部排放的等离子弧射流可由AC或DC驱动电压产生。当使用DC电源产生等离子弧射流时，通过雾化的尿素溶液滴的带电现象，可以防止液体的凝结并且尿素溶液可以更精细且更快速地雾化。

当使用AC电源产生等离子弧射流时，与DC电源相比，驱动电极30的寿命相对延长，并且可产生较大体积的等离子弧射流。

排放端口H1在排放等离子弧射流处的直径D为若干毫米(例如，0.1mm至3mm)，并且从需要尿素溶液喷射的大型海上应用到中大型汽车 的柴油发动机采用不用的尺寸，从而施加不同喷射量的尿素溶液。

图8是本发明第四示例性实施方案的等离子喷嘴的横截面图。参考图8，在第四示例性实施方案的等离子喷嘴4中，第一壳体410的延伸通道部分213的内表面和面向该内表面的第二壳体220由垂直于排放端口H21的排放方向的结构形成。

第四示例性实施方案的结构相似于所描述的第二示例性实施方案的结构。

例如，在延伸通道部分213和第二壳体220之间形成的通道P2在第一壳体410的直径方向上形成。即，在第四示例性实施方案中，对应于第一示例性实施方案的第一角度θ1的值为0。

喷射孔H22指向排放端口H21的中心，并且形成为相对于第一壳体410的直径方向倾斜预定的第二角度θ22，并且多个喷射孔H22连接到在排放端口H21的周边上的一个中。

即，喷射孔H22在延伸通道部分213和第二壳体220之间的通道P2中以第二角度θ22倾斜，从而相对于排放端口H21的排放方向倾斜地喷射液体。

因此，流动到排放端口H21的空气与喷射到喷射孔H22的尿素溶液混合，并且利用通过喷射孔H22以预定的第二角度θ22喷射的尿素溶液的驱动力排放到排放端口H21。

驱动电极30在其端部部分和排放端口H21之间形成放电间隙G2，从而导致供给到在排放端口H21的一侧和驱动电极30之间的一侧的空气成为放电气体以产生等离子放电。

不同地描述的示例性实施方案的等离子喷嘴可构造成等离子SCR系统。

图9是等离子SCR系统的示意图。参考图9，根据示例性实施方案的等离子SCR系统包括排放管100、选择性催化还原设备(下文中称为“SCR设备”)200以及等离子喷嘴3，排放管100连接到发动机E，选择性催化还原设备200安装到排放管100。

在图9中，等离子SCR系统包括根据本发明的第三示例性实施方案的等离子喷嘴3，然而其不限制于此，并且根据所描述的另一个示例性实施方案的等离子喷嘴也可以包括在等离子SCR系统中。在下文中，第三示例性实施方案的等离子喷嘴3包含在等离子SCR系统中的情况作为示例进行描述。

发动机E通过使用柴油作为燃料产生包括氮氧化物(NOx)的废气。经过排放管100的包含在废气中的氮氧化物通过SCR设备200的作用分解成水和氮。

为了有效分解包含在废气中的氮氧化物，等离子喷嘴3安装在SCR设备200的前面处的排放管100内部。等离子喷嘴3构造为通过使用空气作为放电气体产生等离子弧，以通过使用等离子弧热解尿素溶液，并且在SCR设备200的前面喷射雾化和热解的氨以与废气混合。

此外，在尿素溶液喷射过程中，除简单的雾化外，等离子喷嘴3还发生水解，使得可以在喷射过程中直接生成氨。因此，水解的氨连同热解的氨一起与氮氧化物混合，使得氮氧化物(NOx)可从SCR设备200进一步去除。

即，示例性实施方案的等离子SCR系统可实现雾化和热解的氨与废气在尿素溶液中的快速混合，这从常规的系统是不能获得的。因此，氮氧化物(NOx)可有效地从SCR设备200去除。即，在短时间内且利用发动机E和SCR设备200之间较短的距离，在废气与氨均匀混合状态下的废气可流入到SCR(选择性催化还原)设备200中。

因此，用于减少氮氧化物的排量的排放管100的尺寸和长度可明显地减小，可有效地获得等离子喷嘴3的安装空间，并且尿素溶液使用可减少。

虽然已经结合目前认为是可行的示例性实施方案描述了本发明，但应理解的是，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反地，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效装置。

工业实用性

根据本发明的示例性实施方案，尿素溶液或氨溶液可被快速雾化和热 解，并且产生的氨和废气可以快速地混合并进行喷射。因此，氮氧化物(NOx)可以有效地从SCR设备200去除，并且用于减少氮氧化物的排量的排放管100的尺寸和长度可明显地减小。