一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置及其應(yīng)用，該裝置設(shè)置在機(jī)動車的排氣管上，裝置包括微波發(fā)生器以及與微波發(fā)生器配合使用的微波手套，該微波手套套設(shè)在排氣管上，并且微波手套中還布設(shè)有至少一個微波能量輸出器，該微波能量輸出器通過電路與微波發(fā)生器相連接；微波熱輻射裝置用于清除機(jī)動車排氣管內(nèi)壁及機(jī)動車排氣管尿素噴嘴處的尿素沉積。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以營造一個具有設(shè)定范圍和溫度的微波熱輻射區(qū)域，能夠有效清除該熱輻射區(qū)域內(nèi)排氣管中的尿素沉積，且可拆卸式地安裝在機(jī)動車排氣管上，使用方式靈活且安裝定位方便，可靠性好。
【專利說明】
一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)動車尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)機(jī)動車的發(fā)動機(jī)排出尾氣時，為了減少尾氣中的氮氧化物直接排入空氣，SCR尿素噴射系統(tǒng)會噴出尿素噴霧與排氣中的氮氧化物進(jìn)行反應(yīng)以減少有害氣體排放。但由于尿素霧化不良或排氣溫度冷熱不均等問題會在排氣管的內(nèi)壁和噴嘴位置附近產(chǎn)生尿素沉積，嚴(yán)重影響排氣管排氣，增加發(fā)動機(jī)的燃油損耗。目前，多個發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家以及催化劑廠商均在提高SCR催化劑低溫特性以及提高排氣溫度方面做了大量的研究工作，例如，采用新型的分子篩催化劑，加裝混合器，采用進(jìn)排氣閥或增加后噴等方式提高排氣溫度等等來減少尿素沉積的產(chǎn)生。當(dāng)機(jī)動車的排氣管中出現(xiàn)尿素沉積現(xiàn)象后，一般的處理方法是拆開排氣管，用熱水清除尿素沉積，但該方法操作復(fù)雜，而目前尚未有廠商或科研院所專門研究如何清除已經(jīng)在排氣管中產(chǎn)生的尿素沉積，以及其清除設(shè)備。
[0003]申請公布號為CN104989502 A的中國發(fā)明專利公開了一種車用SCR尿素水解反應(yīng)器，包含水解系統(tǒng)和尿素儲存單元，水解系統(tǒng)包括氣液分離器、止回閥、產(chǎn)品氣出口、水解室、上尾氣管、下尾氣管和反應(yīng)器筒體;尿素儲存單元包括尿素儲存箱、計量栗、進(jìn)風(fēng)口、尿素溶液進(jìn)口和尿素溶液出口，反應(yīng)器筒體通過封頭與排氣管和催化轉(zhuǎn)化器連接;尿素儲存箱用來儲存尿素，其供給量由計量栗控制，計量栗的開度由DCU控制器控制。上述專利公布的技術(shù)方案中，尿素經(jīng)過尾氣余熱加熱后生成氨氣，氨氣在排氣管背壓作用下注入排氣管中，避免了尿素直接進(jìn)入排氣管，因而不會在排氣管中產(chǎn)生尿素沉積問題。但是該技術(shù)方案中，尿素僅靠尾氣余熱加熱，分解不完全，因而尿素利用率較低;且一旦出現(xiàn)排氣溫度冷熱不均，將會有大量的尿素未經(jīng)分解即被排出，造成了極大浪費(fèi)。因而該技術(shù)方案并不能有效解決排氣管中的尿素沉積問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠清除機(jī)動車排氣管中的尿素沉積且調(diào)節(jié)方式靈活的清除尿素沉積的微波熱輻射裝置及其應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]—種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，該裝置設(shè)置在機(jī)動車的排氣管上，所述的裝置包括微波發(fā)生器以及與微波發(fā)生器配合使用的微波手套，該微波手套套設(shè)在排氣管上，并且所述的微波手套中還布設(shè)有至少一個微波能量輸出器，該微波能量輸出器通過電路與微波發(fā)生器相連接；
[0007]在工作狀態(tài)下，所述的微波發(fā)生器產(chǎn)生高頻能量，并經(jīng)微波能量輸出器輸出，所述的微波能量輸出器產(chǎn)生的熱輻射區(qū)域覆蓋住整個待清除尿素沉積的排氣管，使處在熱輻射區(qū)域中的尿素沉積發(fā)生熱解反應(yīng)而被清除掉。
[0008]所述的微波手套包括由內(nèi)而外依次套設(shè)在排氣管上的石英套管、保溫層及保護(hù)蓋板，所述的微波能量輸出器嵌設(shè)在保溫層中。
[0009]所述的保護(hù)蓋板由一對相對設(shè)置并可拆卸的手套上蓋板及手套下蓋板構(gòu)成。
[0010]所述的石英套管的內(nèi)側(cè)還設(shè)有均布板。
[0011 ]所述的均布板為陶瓷網(wǎng)。
[0012]所述的石英套管的外側(cè)壁上還設(shè)有波導(dǎo)管，該波導(dǎo)管與微波能量輸出器相連接。
[0013]所述的波導(dǎo)管內(nèi)部設(shè)有密封片。
[0014]所述的波導(dǎo)管為喇叭狀波導(dǎo)管，該喇叭狀波導(dǎo)管的喇叭開口角度為40?60°。
[0015]所述的保溫層的材質(zhì)為玻璃纖維，所述的密封片的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
[0016]—種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置的應(yīng)用，所述的微波熱輻射裝置用于清除機(jī)動車排氣管內(nèi)壁及機(jī)動車排氣管尿素噴嘴處的尿素沉積。
[0017]所述的手套上蓋板及手套下蓋板均由可反射微波的材料制作，優(yōu)選為不銹鋼。
[0018]本發(fā)明中，所述的微波發(fā)生器包括陰極與燈絲引線、陰極、磁鐵及微波輸出口，微波發(fā)生器產(chǎn)生的微波熱輻射由微波輸出口傳送至微波能量輸出器，然后通過微波能量輸出器傳送至排氣管內(nèi)，微波手套將微波熱輻射的熱能匯聚到設(shè)定的區(qū)域中，形成一個具有設(shè)定范圍和溫度的熱輻射區(qū)域，該熱輻射區(qū)域中排氣管內(nèi)的尿素沉積在微波熱輻射的作用下逐漸發(fā)生熱解反應(yīng)，直至全部消失，實現(xiàn)清除排氣管內(nèi)尿素沉積的目的。
[0019]所述的手套上蓋板和手套下蓋板均由可反射微波的材料制作，以防止微波泄露，且手套上蓋板和手套下蓋板均為可拆卸式，在布設(shè)安裝時，可以根據(jù)尿素沉積在排氣管內(nèi)的位置方便地定位，進(jìn)行快速的安裝，不會受到其他尾氣處理設(shè)備的影響。
[0020]在實際工作過程中，每個微波能量輸出器都可以營造一個具有設(shè)定范圍和溫度的微波熱輻射區(qū)域，根據(jù)各個尿素沉積點(diǎn)之間的距離和每個微波能量輸出器營造的微波熱輻射區(qū)域可以確定需要安裝的微波能量輸出器的數(shù)量及其排布，并在保溫層內(nèi)部布設(shè)匹配數(shù)量的微波能量輸出器，使微波能量輸出器所營造的熱輻射區(qū)域可以覆蓋住整個需要清除尿素沉積的排氣管。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，可通過安裝溫度傳感器和壓力信息傳感器來智能控制微波熱輻射產(chǎn)生的熱量和需要開閉微波能量輸出器的數(shù)量，以達(dá)到降低能源消耗的目的。
[0021]所述的保溫層用于保溫，減小熱輻射區(qū)域內(nèi)的熱能損耗;喇叭狀波導(dǎo)管可以擴(kuò)大微波熱輻射的面積;而喇叭狀波導(dǎo)管內(nèi)的密封片由介電損耗小、透波性能良好、可耐高溫的聚四氟乙烯做成，減少微波損耗，將微波盡可能多地送入排氣管內(nèi)；排氣管采用可適合微波穿透的陶瓷材料制成，減少微波能量損耗;石英套管用于保護(hù)保溫層和微波能量輸出器免受過高溫度的損害，陶瓷網(wǎng)能夠減少微波損耗。
[0022]本發(fā)明裝置可安裝在機(jī)動車上，在機(jī)動車行駛的過程中，根據(jù)溫度傳感器和壓力信息傳感器反饋過來的尿素沉積信息，即時發(fā)出微波熱輻射，使處在熱輻射區(qū)域中的尿素沉積發(fā)生熱解反應(yīng)，直至全部消失;本發(fā)明裝置也可用于機(jī)動車定期清除排氣管內(nèi)的尿素沉積，在機(jī)動車運(yùn)行一段時間后，排氣管內(nèi)出現(xiàn)大量的尿素沉積，將本發(fā)明的手套上蓋板和手套下蓋板夾在排氣管上，啟動該裝置即可清除尿素沉積。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
[0024]I)本發(fā)明裝置可以通過微波能量輸出器營造一個具有設(shè)定范圍和溫度的微波熱輻射區(qū)域，能夠有效清除該熱輻射區(qū)域內(nèi)排氣管中的尿素沉積；
[0025]2)本發(fā)明裝置可拆卸式地安裝在機(jī)動車排氣管上，既可隨車安裝智能控制，也可定期手動安裝清除尿素沉積，使用方式靈活且安裝定位方便；
[0026]3)結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效減少微波損耗，可靠性好。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明微波熱輻射裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明微波手套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明微波熱輻射裝置的工作狀態(tài)示意圖；
[0030]圖中標(biāo)記說明:
[0031]! 一陰極與燈絲引線、2 一陰極、3 一微波能量輸出器、4 一磁鐵、5 一尿素噴嘴、6 一尿素沉積點(diǎn)a、7—尿素沉積點(diǎn)b、8—微波手套、9一排氣管、10—手套上蓋板、11一手套下蓋板、12—密封片、13—波導(dǎo)管、14 一石英套管、15—保溫層、16—微波發(fā)生器、17—尾氣。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0033]實施例1:
[0034]如圖1-2所示，一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，該裝置設(shè)置在機(jī)動車的排氣管9上，裝置包括微波發(fā)生器16以及與微波發(fā)生器16配合使用的微波手套8，該微波手套8套設(shè)在排氣管9上，并且微波手套8中還布設(shè)有3個微波能量輸出器3，該微波能量輸出器3通過電路與微波發(fā)生器16相連接;在工作狀態(tài)下，微波發(fā)生器16產(chǎn)生高頻能量，并經(jīng)微波能量輸出器3輸出，微波能量輸出器3產(chǎn)生的熱輻射區(qū)域覆蓋住整個待清除尿素沉積的排氣管9，使處在熱輻射區(qū)域中的尿素沉積發(fā)生熱解反應(yīng)而被清除掉。
[0035]微波手套8包括由內(nèi)而外依次套設(shè)在排氣管9上的石英套管14、保溫層15及保護(hù)蓋板，微波能量輸出器3嵌設(shè)在保溫層15中。保護(hù)蓋板由一對相對設(shè)置并可拆卸的手套上蓋板1及手套下蓋板11構(gòu)成。石英套管14的內(nèi)側(cè)還設(shè)有均布板，該均布板為陶瓷網(wǎng)。
[0036]石英套管14的外側(cè)壁上還設(shè)有波導(dǎo)管13，該波導(dǎo)管13與微波能量輸出器3相連接。波導(dǎo)管13內(nèi)部設(shè)有密封片12。波導(dǎo)管13為喇叭狀波導(dǎo)管，該喇叭狀波導(dǎo)管的喇叭開口角度為40°。
[0037]保溫層15的材質(zhì)為玻璃纖維，密封片12的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
[0038]微波熱輻射裝置用于清除機(jī)動車排氣管9內(nèi)壁及機(jī)動車排氣管9尿素噴嘴處5的尿素沉積。
[0039]微波發(fā)生器16包括陰極與燈絲引線1、陰極2、磁鐵4及微波輸出口，微波發(fā)生器16產(chǎn)生的微波熱輻射由微波輸出口傳送至微波能量輸出器3，然后通過微波能量輸出器3傳送至排氣管9內(nèi)，微波手套8將微波熱輻射的熱能匯聚到設(shè)定的區(qū)域中，形成一個具有設(shè)定范圍和溫度的熱輻射區(qū)域，該熱輻射區(qū)域中排氣管9內(nèi)的尿素沉積在微波熱輻射的作用下逐漸發(fā)生熱解反應(yīng)，直至全部消失，實現(xiàn)清除排氣管9內(nèi)尿素沉積的目的。微波熱輻射裝置的工作狀態(tài)如圖3所示。
[0040]其中，手套上蓋板10和手套下蓋板11均由可反射微波的不銹鋼材料制作，以防止微波泄露，且手套上蓋板10和手套下蓋板11均為可拆卸式，在布設(shè)安裝時，可以根據(jù)尿素沉積在排氣管9內(nèi)的位置方便地定位，進(jìn)行快速的安裝，不會受到其他尾氣處理設(shè)備的影響；每個微波能量輸出器3都可以營造一個具有設(shè)定范圍和溫度的微波熱輻射區(qū)域，根據(jù)尿素沉積點(diǎn)a 6、尿素沉積點(diǎn)b 7及尿素噴嘴5相互之間的距離和每個微波能量輸出器3營造的微波熱輻射區(qū)域確定微波能量輸出器3的排布，使微波能量輸出器3所營造的熱輻射區(qū)域可以覆蓋住尿素沉積點(diǎn)a 6、尿素沉積點(diǎn)b 7及尿素噴嘴5處的排氣管9，溫度傳感器和壓力信息傳感器智能的控制微波熱輻射產(chǎn)生的熱量和需要開閉微波能量輸出器3的數(shù)量，以達(dá)到降低能源消耗的目的;保溫層15用于保溫，減小熱輻射區(qū)域內(nèi)的熱能損耗;喇叭狀波導(dǎo)管13可以擴(kuò)大微波熱輻射的面積，波導(dǎo)管13內(nèi)的密封片12由介電損耗小、透波性能良好、可耐高溫的聚四氟乙烯做成，減少微波損耗，將微波盡可能多地送入排氣管9內(nèi)；排氣管9采用可適合微波穿透的陶瓷材料制成，減少微波能量損耗;石英套管14用于保護(hù)保溫層15和微波能量輸出器3免受過高溫度的損害，陶瓷網(wǎng)能夠減少微波損耗。
[0041]當(dāng)汽車在行駛過程中，柴油發(fā)動機(jī)排出尾氣17，同時SCR尿素噴射系統(tǒng)會噴出尿素噴霧與尾氣17中的氮氧化物進(jìn)行反應(yīng)減少有害氣體排放，但由于尿素霧化不良或排氣溫度冷熱不均等問題會在排氣管9的內(nèi)壁和尿素噴嘴5附近產(chǎn)生尿素沉積，本發(fā)明微波熱輻射裝置會根據(jù)溫度傳感器和壓力信息傳感器反饋過來的信息發(fā)出微波熱輻射，使處在這個區(qū)域中的尿素沉積發(fā)生熱解反應(yīng)，直至全部消失。
[0042]實施例2:
[0043]本實施例中，微波能量輸出器3的數(shù)量為5個，喇叭狀波導(dǎo)管的喇叭開口角度為60°，微波熱輻射裝置的其余部分結(jié)構(gòu)同實施例1。
[0044]汽車在運(yùn)行一段時間后，其柴油發(fā)動機(jī)排氣管9往往會出現(xiàn)大量的尿素沉積，嚴(yán)重影響排氣管9排氣，增加發(fā)動機(jī)燃油損耗。以往的車主總會拆開排氣管9用熱水清除尿素沉積，現(xiàn)在可以通過本發(fā)明微波熱輻射裝置將微波手套8的手套上蓋板10及手套下蓋板11夾在排氣管9上，用以清除尿素沉積。
[0045]實施例3:
[0046]本實施例中，微波能量輸出器3的數(shù)量為I個，喇叭狀波導(dǎo)管的喇叭開口角度為50°，其余同實施例1。
【主權(quán)項】
1.一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，該裝置設(shè)置在機(jī)動車的排氣管(9)上，其特征在于，所述的裝置包括微波發(fā)生器(16)以及與微波發(fā)生器(16)配合使用的微波手套(8)，該微波手套(8)套設(shè)在排氣管(9)上，并且所述的微波手套(8)中還布設(shè)有至少一個微波能量輸出器(3)，該微波能量輸出器(3)通過電路與微波發(fā)生器(16)相連接； 在工作狀態(tài)下，所述的微波發(fā)生器(16)產(chǎn)生高頻能量，并經(jīng)微波能量輸出器(3)輸出，所述的微波能量輸出器(3)產(chǎn)生的熱輻射區(qū)域覆蓋住整個待清除尿素沉積的排氣管(9)，使處在熱輻射區(qū)域中的尿素沉積發(fā)生熱解反應(yīng)而被清除掉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的微波手套(8)包括由內(nèi)而外依次套設(shè)在排氣管(9)上的石英套管(14)、保溫層(15)及保護(hù)蓋板，所述的微波能量輸出器(3)嵌設(shè)在保溫層(15)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的保護(hù)蓋板由一對相對設(shè)置并可拆卸的手套上蓋板(1)及手套下蓋板(11)構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的石英套管(14)的內(nèi)側(cè)還設(shè)有均布板。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的均布板為陶瓷網(wǎng)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的石英套管(14)的外側(cè)壁上還設(shè)有波導(dǎo)管(13)，該波導(dǎo)管(13)與微波能量輸出器(3)相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的波導(dǎo)管(13)內(nèi)部設(shè)有密封片(12)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的波導(dǎo)管(13)為喇叭狀波導(dǎo)管，該喇叭狀波導(dǎo)管的喇叭開口角度為40?60°。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置，其特征在于，所述的保溫層(15)的材質(zhì)為玻璃纖維，所述的密封片(12)的材質(zhì)為聚四氟乙烯。10.如權(quán)利要求1所述的一種清除尿素沉積的微波熱輻射裝置的應(yīng)用，其特征在于，所述的微波熱輻射裝置用于清除機(jī)動車排氣管(9)內(nèi)壁及機(jī)動車排氣管(9)尿素噴嘴(5)處的尿素沉積。
【文檔編號】F01N13/18GK105909355SQ201610231160
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】張東劍, 馬其華, 陶超, 吳坡, 劉文濤, 武明恩, 王振, 楊斌, 陸雯
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)