[發明專利]通過珀耳帖元件使還原劑蒸發表面變暖的用于車輛的廢氣后處理裝置和方法

有效

• 申請號: 201180053566.5
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN103189609A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: P·洛曼;O·哈爾;D·呂費爾特
• 申請（專利權）人: 斯堪尼亞商用車有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N13/08;F01N9/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的車輛的廢氣后處理裝置和一種根據權利要求13的前序部分的來自車輛的廢氣后處理方法。

背景技術

在柴油車輛中，尤其是在諸如重型卡車的重型車輛中，使用SCR方法，即選擇性地還原氮的氧化物的方法，來清潔車輛的廢氣，使得釋放到環境中的那些廢氣不具有高含量的氮的氧化物。

在SCR方法中，注入排氣管中的液體脲溶液可用作NO_x還原劑。

使用液體脲溶液在低廢氣溫度時可導致問題，是因為注入的還原劑不能足夠快地變蒸發，結果在排氣系統中形成可導致壓降的沉淀物，通過保持高廢氣溫度使得注入的還原劑在排氣管中變蒸發來解決問題。

EP2?078?834A涉及一種用于清潔在這種高廢氣溫度下的廢氣的方法和系統，其中添加劑變得氣化以使廢氣變暖，從而縮短在可開始注入液體添加劑之前所需的時間，這涉及使用大量的能量。

US2005/0204733Al涉及一種裝置，其中使用熱電元件產生電能。

在SCR方法中，注入排氣管中的氣態氨還可用作還原劑。使用氣態還原劑減少了由于排氣管中的還原劑沉淀物造成的問題，這是由于僅在廢氣抵達催化劑之前的廢氣溫度降得過低以使得還原劑從氣體轉變為液體或固體的情況下發生所述問題。

DE10?2007?058?768Al涉及一種廢氣的后處理裝置和方法，從而氣態還原劑，例如氨，注入排氣管中，并且在廢氣中存在的能量用于使還原劑在其注入到排氣管之前蒸發。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于車輛的廢氣后處理裝置和來自車輛的廢氣的后處理方法，其中在即使廢氣溫度較低的情況下所述裝置也可操作。

根據本發明，通過一種根據權利要求1的特征部分所述的廢氣后處理裝置和一種根據權利要求13的特征部分所述的用于來自車輛的廢氣的后處理方法來實現以上目的。事實上，根據權利要求1的特征部分的適于通過將液體還原劑供應到排氣管中的廢氣來還原在車輛的廢氣中存在的氮的氧化物的用于車輛的廢氣后處理裝置的特征在于，所述裝置包括珀耳帖元件，并適于借助珀耳帖元件通過利用來自廢氣的熱能使排氣管中的表面局部變暖，以使到達所述表面的液體還原劑蒸發，并且事實上，根據權利要求13的特征部分的通過將液體還原劑供應到排氣管中的廢氣以還原在廢氣中存在的氮的氧化物對來自車輛的廢氣進行后處理的方法的特征在于，利用包括珀耳帖元件的廢氣后處理裝置通過使用來自廢氣的熱能使排氣管中的表面局部變暖，以使到達所述表面的液體還原劑蒸發，因此實現了以下優點：即使在廢氣溫度較低的情況下也避免在排氣管中形成還原劑的沉淀物。另一優點是珀耳帖元件不具有可動部件并且因此具有強健的構造。

根據本發明的實施例，珀耳帖元件的一側適于通過在珀耳帖元件的一側上吸收所述能量而將熱能從廢氣轉移至珀耳帖元件，并且珀耳帖元件的另一側適于通過從珀耳帖元件傳遞至排氣管中的表面的熱能使排氣管中的表面局部變暖，從而實現以下優點：廢氣后處理裝置僅需要中等量的能量來進行操作。

根據本發明的另一實施例，珀耳帖元件包括由不同半導體金屬制成的至少兩個電極，以使得每隔一個電極為N型并且交替的電極為P型，所述電極被設置為從珀耳帖元件的一側延伸至珀耳帖元件的另一側，并且通過導體串聯地連接至直流電源，以使得關閉電路導致N型電極中的電子沿著電流的反方向運動，并且P型電極中的空穴沿著電流方向運動，電子和空穴二者均將熱從珀耳帖元件的一側轉移至珀耳帖元件的另一側，從而實現以下優點：廢氣后處理裝置的構造是能夠例如根據珀耳帖元件的期望效果進行改變的。

根據本發明的其它實施例，珀耳帖元件的熱能吸收側可被布置為至少部分地位于排氣管中或者與排氣管的外側相鄰，當沿著廢氣流動方向看時，珀耳帖元件的熱能吸收側可位于用于將液體還原劑供應至排氣管中的廢氣的供應裝置的下游或上游，珀耳帖元件的熱能傳遞側可被布置為與排氣管的外側相鄰或至少部分地位于排氣管中，在排氣管中局部變暖的表面可為布置在排氣管中的珀耳帖元件的熱能傳遞側的表面或者在排氣管的內側上的表面，當沿著廢氣流的方向看時，催化劑可在排氣管中設置在供應裝置的下游，以用于液體還原劑，并且可設置控制單元來控制珀耳帖元件和液體還原劑的供應，從而實現以下優點：廢氣后處理裝置是能夠例如根據優先考慮高效率或者簡單構造和容易組裝進行改變的。

根據本發明的另一實施例，珀耳帖元件的熱能吸收側可通過廢氣變暖，可在整個珀耳帖元件上施加直流電，并且熱能可從珀耳帖元件的熱能傳遞側被傳遞至排氣管中的表面，從而實現以下優點：廢氣后處理裝置僅需要中等量的能量來進行操作。