氨发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的氨发生器。
【背景技术】
[0002]对于以重油运行的内燃机中，存在该特点，即所使用的燃料、即重油具有较高的含硫量。硫氧化物可与废气的其它成分反应并且导致沉积在内燃机的组件如内燃机的废气净化装置处。
[0003]由文件DE 10 2004 027 593 A1已知一种具有增压装置和废气净化装置的内燃机。增压装置实施为单级的或为两级的增压装置。废气净化装置包括至少一个SCR催化器，其在单级的增压装置中定位在废气涡轮增压器的涡轮下游或在废气涡轮增压器的涡轮上游。在两级的增压装置中，SCR催化器根据现有技术定位在高压废气涡轮增压器的高压涡轮与低压废气涡轮增压器的低压废气涡轮之间。
[0004]SCR催化器使用氨作为还原剂。在由现有技术已知的废气再处理系统中，在SCR催化器上游将含水的尿素溶液引入废气中，其中，含水的尿素溶液在废气流中被分解或蒸发成水蒸气、二氧化碳和氨。
[0005]对此，在喷嘴(其将含水的尿素溶液引入废气中且其定位于在内燃机与SCR催化器之间伸延的废气管路中)与SCR催化器(其使用氨作为还原剂)之间需要具有至少一个水解催化器的处理段。喷嘴和水解催化器共同形成氨发生器。
[0006]例如由文件DE 10 2009 035 692 A1以及由文件DE 10 2009 035 692 A1已知从被弓I入废气中的含水的尿素溶液中产生氨。
[0007]在由实践已知的氨发生器中，尿素溶液到待通过水解催化器导引的气体流动中的均匀分布引起困难。此外，在由实践已知的氨发生器中不能均匀地以气体流动(含水的尿素溶液被引入其中)加载水解催化器。因此，已知的氨发生器仅具有有限的效率。
【发明内容】
[0008]由此出发，本发明目的在于提供一种新型的氨发生器。
[0009]该目的通过一种根据权利要求1所述的氨发生器来实现。
[0010]根据本发明的氨发生器包括至少一个用于使气体流动(尿素溶液可被引入其中)形成涡旋的涡旋产生器件。
[0011]根据本发明的氨发生器的涡旋产生器件以简单且可靠的方式实现将含水的尿素溶液均匀地引入气体流动中。此外可能以气体流动(尿素溶液被均匀地引入其中)均匀地加载水解催化器。因此，根据本发明的氨发生器具有高的效率。如果涡旋产生器件在尿素溶液引入气体流动中之前使气体流动形成涡旋，那么可特别均匀地将含水的尿素溶液引入气体流动中。
[0012]优选地，根据本发明的氨发生器此外包括用于加速气体流动(尿素溶液可引入其中)的流动变窄器件(Stroemungsverengungsmittel)，S卩用于在喷嘴下游使气体流动的流动变窄。根据本发明的氨发生器的流动变窄器件一方面辅助将含水的尿素溶液均匀地引入气体流动中且另一方面辅助了以气体流动(尿素溶液已被引入其中)均匀地加载水解催化器。由此可进一步提尚氣发生器的效率。
[0013]根据有利的改进方案，氨发生器具有双壁的罩壳，其限定径向上在内部的流动通道(水解催化器定位在其中)和径向上在外部的流动通道(气体流动为了其形成涡旋可切向地输送给该流动通道)，其中，径向上在外部的流动通道在喷嘴的区域中过渡到径向上在内部的流动通道中。优选地，径向上在外部的流动通道与切向地通到其中的气体管路一起形成涡旋产生器件，其中，优选地存在的流动变窄器件在喷嘴下游定位于在径向上在外部的流动通道与径向上在内部的流动通道之间的过渡区域中。
[0014]这允许以简单的手段在保证氨发生器的紧凑的结构形式的情况下在引入尿素溶液之前使气体流动(尿素溶液将被引入其中)形成涡旋。与在喷嘴(通过其将尿素溶液引入形成涡旋的气体流动中)下游的流动变窄部相结合，如此可在最窄的结构空间上实现上述的根据本发明的优点。
[0015]根据一有利的改进方案，水解催化器具有在径向上在内部的流动通道的流动方向上观察在上游的且相对粗单元的第一催化器级和在径向上在内部的流动通道的流动方向上观察在下游的且相对细单元的第二催化器级，其中，径向上在外部的流动通道的流动方向与径向上在内部的流动通道的流动方向相反地伸延，并且其中，外部的流动通道的气体流动至少在第一催化器级的区域中至少逐段地扫过径向上在内部的流动通道。切向地通到外部的流动通道中的气体管路优选地通到外部的流动通道的一区段中，该区段逐段地遮盖定位在径向上在内部的流动通道中的水解催化器。由此可能将水解催化器通过在径向上在外部的流动通道中的流动带到限定的温度上并且如此进一步提高根据本发明的氨发生器的效率。
【附图说明】
[0016]本发明的优选的改进方案由从属权利要求和接下来的说明得出。根据附图来详细阐述本发明的实施例，而不限制于此。其中:
图1显不了内燃机的不意图；
图2从外部显示了根据本发明的第一氨发生器；
图3显示了穿过根据本发明的第一氨发生器的图2的横截面II1-1II ;以及图4显示了穿过根据本发明的第二氨发生器的横截面。
【具体实施方式】
[0017]图1显示了内燃机10的极其示意性的视图，内燃机10优选地是以重油运行的船用柴油内燃机。就此而言应指出的是，图1的内燃机10的构造是示例性的并且本发明不限于该内燃机构造。
[0018]在图1中显示的内燃机10具有带有多个气缸12的发动机11，其中，根据图1将增压空气13输送给气缸11用于燃料的燃烧，并且其中，可将在燃料燃烧时在气缸11中产生的废气14从气缸12中导出。
[0019]图1的内燃机10具有增压装置15，其在所示的实施例中实施成双级，具有低压涡轮增压器16a和高压涡轮增压器16b。
[0020]被输送给内燃机10的发动机11的气缸12的增压空气13首先在低压涡轮增压器16a的低压压缩机18a中且接着在高压涡轮增压器16b的高压压缩机18b中被压缩，其中，对此所需的能量通过废气14 一方面在高压涡轮增压器16b的高压涡轮17b中而另一方面在低压涡轮增压器16a的低压涡轮17a中的降压来获得。
[0021]离开发动机11的气缸12的废气14首先到达高压涡轮增压器16b的高压涡轮17b的区域中，其中，在高压涡轮增压器16b的高压涡轮17b中将在废气14降压时所获得的能量用来驱动高压涡轮增压器16b的高压压缩机18b。接着，废气到达低压涡轮增压器16a的低压涡轮17a的区域中，其中，在低压涡轮17a中获得的能量被用来驱动低压涡轮增压器16a的低压压缩机18a。根据图1，不仅在低压压缩机18a下游而且在高压压缩机18b下游分别定位有增压空气冷却器19a或19b，以冷却增压空气13。
[0022]根据图1，内燃机10此外包括废气净化装置20，其包括至少一个SCR催化器21。
[0023]在废气净化装置20的SCR催化器21中使用氨作为还原剂，其中，氨由氨发生器22来提供。氨发生器22具有喷嘴23，以将含水的尿素溶液引入气体流动中，其中，氨发生器22的水解催化器24后置于氨发生器22的喷嘴23，在水解催化器24中含水的尿素溶液被分解成氨、二氧化碳和水蒸气。
[0024]在图1的实施例中，被导引经过氨发生器22的气体流动是在废气14的流动方向上观察在增压装置15上游、即在高压涡轮17b上游通过旁通管路25和未示出的废气门阀被从废气14中分支出的废气，并且其在增压装置15下游、即根据图1在低压涡轮17a下游且在SCR催化器21上游又被导入废气中。
[0025]虽然将含水的尿素溶液引入经由旁通管路25从废气14中分支出的废气部分流动中是优选的，然而与此不同也可能在高压压缩机18b下游且在增压空气冷却器19b上游分支出被压缩的增压空气并且引导其经过氨发生器22，以便然后将含水的尿素溶液通过喷嘴23引入增压空气的一部分中并且相应地作为气体流动不是将废气而是将增压空气引导经过氨发生器22。相应地，术语气体流动可被理解成一方面废气部分流动而另一方面增压空气部分流动，其可被引导经过氨发生器22。
[0026]本发明涉及氨发生器22的可有效地实现尿素溶液转化成氨、二氧化碳和水蒸气的细节。
[0027]根据本发明的氨发生器22至少具有涡旋产生器件且优选地此外具有流动变窄器件。优选地在将尿素溶液引入气体流动中之前通过涡旋产生器件使气体流动(尿素溶液被引入其中)形成涡旋。通过优选地存在的流动变窄器件，废气流动可在其流动横截面方面收缩并且由此可加速，即在喷嘴23下游。如已实施的那样，气体流动可以是从废气或从增压空气中分支出的部分流。无论如何，由于气体流动的涡旋形成和气体流动的优选地相结合利用的变窄或加速可能一方面将尿素溶液有效地且均匀地分布在气流中且另一方面均匀地以气体流动和被引入气体流动中的尿素溶液加载水解催化器24，以便如此确保尿素溶液有效地转化成氨、二氧化碳和水蒸气。
[0028]图2和3显示了氨发生器22的优选的第一实施例，如已实施的那样，其至少包括喷嘴23和水解催化器24，其中，在图2和3中氨发生器22与旁通管路25 —起示出。通过旁通管路25的与法兰26共同作用的区段将气体流动输送给氨发生器22，通过旁通管路25的与法兰27共同作用的区段接着可将带有氨的气体流动向SCR催化器21的方向导引。箭头28说明了通过旁通管路28和氨发生器22的气体流动。
[0029]在图2和3中所示的优选的实施例的氨发生器22具有双壁的罩壳29，其带有径向上在外部的罩壳壁30和径向上在内部的罩壳壁31，它们彼此同心地或同轴地伸延，其中，双壁的罩壳29或者说这两个罩壳壁30和31限定径向上在内部的流动通道32和径向上在外部的流动通道33。
[0030]水解催化器24定位在径向上在内部的流动通道32中，其在所示的优选的实施例中具有两个催化器级34和35。径向上在内部的流动通道32 (水解催化器24定位在其中)被径向上在外部的流动通道33包围，其中，气体流动(含水的尿素溶液应通过喷嘴23被引入其中)可通过切向地通到径向上在外部的流动通道33中的气体输入管路36切向地被引入径向上在外部的流动通道33中。该气体输入管路36是旁通管路25的在氨发生器22上游伸延的区段。旁通管路25的在氨发生器22下游伸延的区段可被称为气体导出管路37。
[0031]在切向上进入径向上在外部的流动通道33中的气体流动通过该流动引导在径向上在内部的流动通道33的区域中形成涡旋并且在图3中向上流动，其中，根据图3，径向上在外部的流动通道33向上或邻近于喷嘴23过渡到径向上在内部的流动通道32中，从而在用于将含水的尿素溶液引入气体流动28中的喷嘴23的区域中气体流动28从径向