模块式排气处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本披露涉及模块式排气后处理系统。
【背景技术】
[0002]本部分提供与本披露相关的背景信息，其并不必须是现有技术。
[0003]使用在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中的大型柴油发动机可能具有超过单一排气管线能力的排气流速。对于以上指明的应用中的每种应用所使用的排气系统，因而，可以被设计成具有多个排气管线、每个排气管线包括排气后处理系统的多支路系统。然而，由于对应的应用可能存在的多种不同封包限制因素，线性的排气后处理管线可能并不可行。因而，近来变得需要的是开发出可以以非线性构型有效处理排气的排气后处理系统。
【发明内容】
[0004]本部分提供了本披露的总体概述，这并不是其全部范围或其全部特征的全面公开。
[0005]本披露提供了一种模块式排气后处理系统。该模块式排气后处理系统包括多个排气后处理模块。每个模块都包括壳体，该壳体限定了在入口通道与出口通道之间安排的非线性流动路径。该非线性流动路径包括邻近该入口通道的包括第一排气处理部件的第一部分、在该第一部分下游的第二部分、以及在第二部分下游邻近该出口通道的第三部分，其中该第三部分包括第二排气处理部件。该多个排气后处理模块是水平地或竖直地彼此固定的。
[0006]从根据本文所提供的描述将清楚其他适用范围。本概述中的描述和特定的实例仅旨在展示的目的，而并不旨在限制本披露的范围。
【附图说明】
[0007]本文描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的、并非用于说明所有可能的实施方式，而且不旨在限制本披露的范围。
[0008]图1是根据本披露原理的排气系统的示意图；
[0009]图2是根据本披露原理的模块式排气后处理系统的透视图；
[0010]图3是图2中所展示的模块式排气后处理系统的展开的透视图；
[0011]图4是使用在图2所展示的模块式排气后处理系统中的排气后处理模块的透视图；
[0012]图5是使用在图2所展示的模块式排气后处理系统中的去除了盖板的另一模块的透视俯视图；
[0013]图6是图5所展示的模块的侧视透视图；
[0014]图7是根据本披露原理的水平构型的模块式排气后处理系统的透视图；
[0015]图8是根据本披露原理的竖直构型的模块式排气后处理系统的透视图；
[0016]图9和图10是可以是以图7和图8中所展示的水平或竖直构型阵列来使用的模块的透视图；并且
[0017]图11是根据本披露原理的另一模块式排气后处理系统的透视图。
[0018]在附图的各视图中，对应的附图标记表示对应的部分。
【具体实施方式】
[0019]现在将参考附图更详细地描述示例实施例。
[0020]图1是根据本披露的排气系统10的示意图。排气系统10包括至少一个与燃料源14联通的发动机12，一旦消耗掉，燃料就产生排放气体，排放气体排入包括排气后处理系统18的排气通道16。排气系统10可以被设计成具有多个排气管线19、每个排气管线包括后处理系统18的多支路系统。尽管图1中仅展示了一对排气管线19，应理解的是可以取决于发动机12的大小和所产生的排气流速使用更多数目的排气管线19而不脱离本披露的范围。
[0021]各排气后处理系统18都可以包括柴油氧化催化剂(DOC)部件20、柴油颗粒物过滤器(DPF)部件22、以及选择性催化还原(SCR)部件24。排气后处理系统18可以进一步包括诸如热增强装置或燃烧器26的部件以便增加经过排气通道16的排放气体的温度。增加排放气体的温度利于在寒冷天气条件下并且在启动发动机12时实现DOC和SCR部件20和24中催化剂的点火、并且在要求时激活DPF 22的再生。为将燃料提供给燃烧器26，燃烧器可以包括与燃料源14联通的入口管线28。
[0022]DPF 22可以是所希望的作为对排气14中存在的过滤器碳烟和任何其他颗粒物物质的排气处理部件。然而，当碳烟和其他颗粒物物质开始阻塞DPF 22中的细小孔洞(未示出)时，可以通过提升排气温度来从DPF 22烧掉过量的碳烟和颗粒物物质来清洁DPF22(8卩，再生)。出于以上原因，燃烧器26优选定位在DOC 20,SCR 24 JPDPF 22各自的上游。然而，应理解，DPF 22可以定位在DOC 20和SCR 24 二者的上游并且出于再生目的包括其自己的指定的燃烧器，同时第二燃烧器(未示出)可以定位在DOC 20和SCR 24 二者的上游。另一替代方案是使得DOC 20、SCR 24 JPDPF 22各自包括指定的燃烧器。
[0023]为协助对发动机12所产生的排放加以还原，排气后处理系统18可以包括多个定量给送模块30以用于周期性地将排气处理流体注入到排气流中。可以使用定量给送模块30来将诸如尿素的排气处理流体在SCR 24上游的位置注入排气通道16。定量给送模块30经栗34和入口管线36与试剂储箱32联通。定量给送模块30还经返回管线38与储箱32联通。返回管线38允许未被注入排气流的任何尿素返回储箱32。尿素通过入口管线36、定量给送模块30、和返回管线38的流动还协助了冷却定量给送模块30从而使得定量给送模块30不会过热。然而，定量给送模块30也可以配备有对定量给送模块30提供冷却剂的冷却套(未示出)。
[0024]有效处理排气流所要求的排气处理流体的量可以是随载荷、发动机速度、排放气体温度、排放气体流速、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率和发动机冷却剂温度而变化的。可以提供控制器40来监测这些变量中的每个变量。可以在SCR 24下游定位NOx传感器或量计42。NO x传感器42可运行以向控制器40或发动机控制单元43输出指示排气NOx含量的信号。可以经发动机/车辆的数据总线从发动机控制单元42将所有或者一些发动机运行参数提供给控制器40。控制器40也可作为包含于发动机控制单元43中的一部分。可以如图1指明地通过各个传感器测定排气温度、排气流量和排气背压以及其他车辆运行参数。
[0025]现在参见图2-图6，展示了根据本披露原理的、包括至少一个后处理模块52的示例性模块式排气后处理系统50。模块式排气后处理系统50可以取代图1中所展示的线性的排气管线19，并且设计成用于存在封包限制因素的应用。排气系统10应该可以包括单一后处理模块52或多个这种后处理模块52而不脱离本披露的范围。后处理模块52的数目可以取决于发动机12的大小。例如，如果发动机12是一兆瓦发动机，就可以使用单一的后处理模块52。如果发动机12是两兆瓦发动机，则可以使用一对后处理模块52 (例如，图2和图3)，以此类推。应理解发动机大小并非是仅有的确定有待使用的后处理模块52数目的因素。其他因素包括所使用的发动机类型和具体生效的排放控制法规。
[0026]如图2和图3中最佳不出的，模块式后处理系统50包括一对后处理模块52a和52bο模块52a和52b可以使用L形的安装托架54固定在一起成堆叠安排。L形的安装托架54是围绕模块52a和52b的周边56形成的，并且可以通过焊接、钎焊、或适合于确保使得安装托架54保持固定到模块52a和52b上的任何其他附接方法固定到模块52a和52b上。可以在各托架54中形成通孔58 (图3)以用于接纳可以将各模块52a和52b刚性地固定在一起的诸如螺栓或夹钳的紧固件(未示出)。
[0027]模块52a和52b各自包括连接壳体59的入口通道57。入口通道57是通过例如歧管(未示出)与排气通道16联通的。入口通道57可以是多边形形状的，但也可以是圆柱形的，没有限制。如图3中最佳示出的，入口通道57包括第一表面、第二表面、第三表面和第四表面60、62、64、和66，这些表面限定了方形或矩形的入口通道57。安装板68允许将一部分的排气通道16刚性地固定至入口通道57。
[0028]壳体59可以包括多个外壁70。一对盖板72封闭且密封模块壳体59。可以在各盖板72中形成中央布置的孔口 74以允许在各模块52a和52b中形成中央排放通道77。入口通道57、安装板68、外壁70