載具廢氣處理裝置及其處理方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種載具廢氣處理裝置及其處理方法。載具廢氣處理裝置包含一廢氣通道、一混合腔、一噴嘴以及一還原劑儲槽。廢氣通道包含一引流管，且引流管具有一第一端與一第二端?；旌锨贿B通廢氣通道，而噴嘴設(shè)置在混合腔的一端部，還原劑儲槽則連接噴嘴。其中，引流管的第一端連接廢氣通道，而引流管的第二端連接混合腔，且第一端的口徑大于第二端的口徑。
【專利說明】載具廢氣處理裝置及其處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種廢氣處理裝置及廢氣處理方法，且特別是有關(guān)于一種載具廢 氣處理裝置及其處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 引擎運轉(zhuǎn)所排放的氣體中，造成空氣污染的主要成分例如是微粒物質(zhì)、氮氧化物、 碳氫化合物、一氧化碳等等。其中，氮氧化物在大氣中會氧化形成屬于有毒氣體的二氧化 氮，不但影響視線，還會誘發(fā)呼吸方面的疾病并對肺部造成傷害。因此，世界各國對于廢氣 中氮氧化物的含量愈來愈重視，而相關(guān)的排放標準也愈趨嚴格。
[0003] 目前用以控制氮氧化物的方式有很多種，例如廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、選擇性還原觸媒 系統(tǒng)、噴水降溫等，而其中又以選擇性還原觸媒系統(tǒng)最具成效。典型的選擇性還原觸媒系 統(tǒng)，主要是利用氨氣或尿素水與氮氧化物進行化學(xué)反應(yīng)，借以使氮氧化物還原成無毒的氮 氣及水。而相較于具有毒性的純氨氣，尿素水不但無毒又具有較高的穩(wěn)定性，且容易儲存及 運送。是以，選擇性還原觸媒系統(tǒng)一般多采用尿素水作為反應(yīng)物。
[0004] 只是，過去采用尿素水的選擇性還原觸媒系統(tǒng)僅以壓縮空氣輔助尿素水霧化，而 這樣的方式不但需耗費額外的能量，也增加空壓機的負擔(dān)，更甚者還會連帶地影響煞車與 離合器系統(tǒng)的作動。其次，壓縮空氣會降低系統(tǒng)的工作溫度，不但可能誘使預(yù)期外的反應(yīng)發(fā) 生，進而生成二次污染的產(chǎn)物，也會大大地降低氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率。再者，系統(tǒng)中殘留在 噴霧器噴孔及周邊上的尿素水，往往會因為高溫而瞬間蒸發(fā)形成結(jié)晶，同樣會影響氮氧化 物的轉(zhuǎn)化效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，本發(fā)明的一方面是在提供一種載具廢氣處理裝置，通過引流管將廢氣通道 內(nèi)的局部廢氣引入混合腔內(nèi)，可有效預(yù)熱還原劑并提升混合效果，進而提高氮氧化物的轉(zhuǎn) 化效率。
[0006] 其次，本發(fā)明的另一方面是在提供一種載具廢氣處理方法，通過將廢氣通道內(nèi)的 廢氣局部引入混合腔內(nèi)，同時感測廢氣通道內(nèi)的廢氣溫度以適時啟動冷卻單元，一方面可 有效預(yù)熱還原劑并提升混合效果，進而提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率，另一方面亦可防止還原 劑結(jié)晶的沉積物產(chǎn)生，且能適時降低混合腔與噴嘴溫度并減少傳統(tǒng)的空氣使用量，進而達 成主動式的熱管理。
[0007] 依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)方面的一實施方式，提出一種載具廢氣處理裝置，包含一廢氣通 道、一混合腔、一噴嘴以及一還原劑儲槽。廢氣通道包含一引流管，且引流管具有一第一端 與一第二端?；旌锨贿B通廢氣通道，而噴嘴設(shè)置在混合腔的一端部，還原劑儲槽則連接噴 嘴。其中，引流管的第一端連接廢氣通道，而引流管的第二端連接混合腔的端部，且第一端 的口徑大于第二端的口徑。
[0008] 依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)方面的一實施例，第一端的口徑與第二端的口徑的比值可為1.5 至3。引流管與混合腔間可具有一夾角，且夾角可為110度至135度。第二端可設(shè)置在混合 腔的側(cè)壁上而連接混合腔的端部，且第二端可與混合腔的內(nèi)壁相切。噴嘴可與混合腔正交， 且噴嘴可具有一表面抗水鍍層。
[0009] 依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)方面的另一實施方式，提出一種載具廢氣處理裝置，包含一廢氣 通道、一混合腔、一溫度感測器、一噴嘴、一冷卻單元以及一還原劑儲槽。廢氣通道包含一引 流管，且引流管具有一第一端與一第二端?；旌锨贿B通廢氣通道，溫度感測器則感測廢氣通 道內(nèi)的溫度。冷卻單元連設(shè)于混合腔上，噴嘴設(shè)置在混合腔的一端部，而還原劑儲槽則連接 噴嘴。其中，引流管的第一端連接廢氣通道，而引流管的第二端連接混合腔的端部，且冷卻 單元受控于溫度感測器。借此，載具廢氣處理裝置尚能在廢氣溫度高于還原劑結(jié)晶溫度時， 適時通入冷空氣、水霧或進行熱交換，除能有效防止還原劑結(jié)晶的沉積物產(chǎn)生，還可降低混 合腔與噴嘴溫度并減少傳統(tǒng)的空氣使用量。
[0010] 依據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)方面的另一實施例，第一端的口徑可大于第二端的口徑，且第一 端的口徑與第二端的口徑的比值可為1. 5至3。引流管與混合腔間可具有一夾角，且夾角可 為110度至135度。第二端可設(shè)置在混合腔的側(cè)壁上而連接混合腔的端部，且第二端可與 混合腔的內(nèi)壁相切。噴嘴可與混合腔正交，且噴嘴可具有一表面抗水鍍層。
[0011] 依據(jù)本發(fā)明方法方面的一實施方式，提出一種載具廢氣處理方法，包含將一廢氣 通道內(nèi)的一廢氣通過一引流管局部引入一混合腔內(nèi)，其中廢氣通道、引流管與混合腔形成 一通路。將一還原劑注入混合腔內(nèi)。感測廢氣通道內(nèi)的廢氣的溫度，且當廢氣通道內(nèi)的廢 氣的溫度高于還原劑的結(jié)晶溫度時，啟動一冷卻單元使混合腔降溫。
[0012] 依據(jù)本發(fā)明方法方面的一實施例，引流管可具有一第一端與一第二端，引流管的 第一端可連接廢氣通道，引流管的第二端可連接混合腔，而第一端的口徑大于第二端的口 徑，且第一端的口徑與第二端的口徑的比值可為1.5至3。引流管與混合腔間可具有一夾 角，且夾角可為110度至135度。還原劑可以是以一噴嘴注入混合腔內(nèi)，且噴嘴可具有一表 面抗水鍍層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是繪示依照本發(fā)明一實施方式的一種載具廢氣處理裝置的示意圖；
[0014] 圖2是繪示圖1的載具廢氣處理裝置的局部俯視示意圖；
[0015] 圖3是繪示圖1的載具廢氣處理裝置的噴嘴的示意圖；
[0016] 圖4是繪示依照本發(fā)明另一實施方式的一種載具廢氣處理裝置的示意圖；
[0017] 圖5是繪示依照本發(fā)明一實施方式的一種載具廢氣處理方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0018] 請參照圖1，其繪示依照本發(fā)明一實施方式的一種載具廢氣處理裝置100的示意 圖。請一并參照第2及3圖，其分別繪示圖1的載具廢氣處理裝置100的局部俯視示意圖 以及噴嘴130的示意圖。如圖所示，載具廢氣處理裝置100包含一廢氣通道110、一混合腔 120、一噴嘴130、一還原劑儲槽140、一溫度感測器150以及一冷卻單元160。廢氣通道110 包含一引流管111，且引流管111具有一第一端111a與一第二端111b。
[0019] 引流管111的第一端111a連接廢氣通道110,而引流管111的第二端111b設(shè)置在 混合腔120的側(cè)壁上而連接混合腔120的一端部120a，且引流管111與混合腔120之間具 有一夾角更具體而言，引流管111的第二端111b與混合腔120的內(nèi)壁相切(如圖2所 示)，且夾角a可為110度至135度。
[0020] 另一方面，混合腔120的底部與廢氣通道110連通，且溫度感測器150用以感測廢 氣通道110內(nèi)的溫度。冷卻單元160連設(shè)于混合腔120上，噴嘴130以正交于混合腔120 的形式設(shè)置在混合腔120的端部120a，還原劑儲槽140則連接噴嘴130。更具體而言，溫度 感測器150所設(shè)置的位置不限，只要能感測廢氣通道110內(nèi)的溫度并能直接或間接控制冷 卻單元160的啟閉即可，所謂間接控制例如是通過一中央控制器。冷卻單元160可以是空 氣泵、水霧器、風(fēng)扇或熱交換器等，而所謂冷卻單元160連設(shè)于混合腔120上，舉例而言，當 冷卻單元160為空氣泵或水霧器時，其可直接設(shè)置在混合腔120上或間接經(jīng)噴嘴130而與 混合腔120連接，只要能將冷空氣注入混合腔120而使混合腔120降溫即可。當冷卻單元 160為風(fēng)扇或熱交換器時，其可直接設(shè)置在混合腔120的腔體上，只要能將混合腔120的熱 能排出而使混合腔120降溫即可。此外，引流管111的第一端111a的口徑D a大于第二端 111b的口徑Db，且噴嘴130具有一表面抗水鍍層131 (如圖3所示)。更具體而言，口徑Da 與口徑Db的比值可為1.5至3。
[0021] 由于引流管111分別連接廢氣通道110與混合腔120,因此廢氣通道110內(nèi)的廢氣 可透過引流管111局部引入混合腔120內(nèi)，進而能有效地預(yù)熱經(jīng)噴嘴130噴入混合腔120 內(nèi)而霧化的還原劑，降低還原劑因未達工作溫度而導(dǎo)致轉(zhuǎn)化效率不佳的風(fēng)險。其次，由于引 流管111的第二端111b與混合腔120的內(nèi)壁相切，因此廢氣經(jīng)引流管111引入混合腔120 時可形成一渦旋氣流，進而能有效地帶動經(jīng)霧化的還原劑使其分布均勻。再者，由于混合腔 120的底部與廢氣通道110連通，故廢氣通道110、引流管111與混合腔120三者可形成一 通路，且因連接于廢氣通道110與混合腔120之間的引流管111自廢氣通道110朝混合腔 120呈漸縮狀，因此流場強度與流場速度可因此獲得提升。
[0022] 另一方面，由于噴嘴130具有一表面抗水鍍層131，且引流管111與混合腔120間 具有可形成渦旋氣流的配置，因此殘留于噴嘴130噴孔或噴孔周圍的還原劑液滴可被有效 帶走，進而大大地減少殘留還原劑因高溫而瞬間蒸發(fā)所形成的結(jié)晶沉積物。此外，由于廢氣 通道110內(nèi)的溫度可透過溫度感測器150進行感測，且溫度感測器150能夠直接或間接控 制冷卻單元160的啟閉，因此載具廢氣處理裝置100可在廢氣溫度高于還原劑結(jié)晶溫度時， 適時通入冷空氣、水霧或進行熱交換，不但能有效防止還原劑結(jié)晶的沉積物產(chǎn)生，還可降低 噴嘴130溫度并減少傳統(tǒng)的空氣使用量。
[0023] 載具廢氣處理裝置100運作時，引流管111內(nèi)具有一流量％，而在廢氣通道110、 引流管111與混合腔120三者所形成的通路中，廢氣通道110內(nèi)具有一流量Q 2。而本發(fā)明 各實施例的引流管111的口徑Da、口徑Db、夾角a以及流量％和流量Q 2的比分別如下表一 所示。
[0024] 表一
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種載具廢氣處理裝置，其特征在于，包含： 一廢氣通道，該廢氣通道包含：一引流管，具有一第一端與一第二端； 一混合腔，連通該廢氣通道； 一噴嘴，設(shè)置在該混合腔的一端部；以及一還原劑儲槽，連接該噴嘴； 其中，該引流管的該第一端連接該廢氣通道，該引流管的該第二端連接該混合腔的該 端部，且該第一端的口徑大于該第二端的口徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該第一端的口徑與該第二 端的口徑的比值為1.5至3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該引流管與該混合腔間具 有一夾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該夾角為110度至135度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該第二端設(shè)置在該混合腔 的側(cè)壁上而連接該混合腔的該端部，且該第二端與該混合腔的內(nèi)壁相切。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該噴嘴與該混合腔正交。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該噴嘴具有一表面抗水鍍 層。
8. -種載具廢氣處理裝置，其特征在于，包含： 一廢氣通道，該廢氣通道包含：一引流管，具有一第一端與一第二端； 一混合腔，連通該廢氣通道； 一溫度感測器，感測該廢氣通道內(nèi)的溫度； 一冷卻單元，連設(shè)于該混合腔上； 一噴嘴，設(shè)置在該混合腔的一端部；以及 一還原劑儲槽，連接該噴嘴； 其中，該引流管的該第一端連接該廢氣通道，該引流管的該第二端連接該混合腔的該 端部，且該冷卻單元受控于該溫度感測器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該第一端的口徑大于該第 二端的口徑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該第一端的口徑與該第二 端的口徑的比值為1.5至3。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該引流管與該混合腔間具 有一夾角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該夾角為110度至135 度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該第二端設(shè)置在該混合腔 的側(cè)壁上而連接該混合腔的該端部，且該第二端與該混合腔的頂部內(nèi)壁相切。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該噴嘴與該混合腔正交。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的載具廢氣處理裝置，其特征在于，該噴嘴具有一表面抗水鍍 層。
16. -種載具廢氣處理方法，其特征在于，包含： 將一廢氣通道內(nèi)的一廢氣通過一引流管局部引入一混合腔內(nèi)，其中該廢氣通道、該引 流管與該混合腔形成一通路； 將一還原劑注入該混合腔內(nèi)；以及 感測該廢氣通道內(nèi)的該廢氣的溫度，且當該廢氣通道內(nèi)的該廢氣的溫度高于該還原劑 的結(jié)晶溫度時，啟動一冷卻單元使該混合腔降溫。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的載具廢氣處理方法，其特征在于，該引流管具有一第一端 與一第二端，該引流管的該第一端連接該廢氣通道，該引流管的該第二端連接該混合腔，且 該第一端的口徑大于該第二端的口徑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的載具廢氣處理方法，其特征在于，該第一端的口徑與該第 二端的口徑的比值為1. 5至3。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的載具廢氣處理方法，其特征在于，該引流管與該混合腔間 具有一夾角，且該夾角為110度至135度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的載具廢氣處理方法，其特征在于，該還原劑是以一噴嘴注 入該混合腔內(nèi)，且該噴嘴具有一表面抗水鍍層。
【文檔編號】F01N3/24GK104420948SQ201310412115
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】溫智升, 唐大為, 顧詠元, 范仕坤 申請人:財團法人車輛研究測試中心