CN210858886U - 一种发动机后处理系统及其scr混合器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种发动机后处理系统及其SCR混合器，该SCR混合器中设置的混合管包括圆锥形的内管(1)和圆柱形的外管，外管的管壁在靠近一端的位置开设有旋流窗口，内管(1)的大端内接于外管靠近中部的内壁上，内管(1)的小端指向外管的远离旋流窗口的一端，内管(1)的管壁在全长范围内开设有多个第一漏孔，外管的管壁在以远离旋流窗口的端口和内管(1)的大端为界的范围内开设有多个第二漏孔。本实用新型提供的SCR混合器能够有效增强尿素与废气混合的均匀性，有助于降低尿素在混合管的结晶风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机尾气处理技术领域，特别是涉及一种发动机后处理系统及其SCR混合器。
背景技术
选择性催化还原(SCR，即Selective Catalytic Reduction)技术是一种用于消除发动机排气中氮氧化物(NOx)的技术，该技术利用尿素水解产生的氨气(NH3)，在催化剂作用下将废气中的氮氧化物(NOx)转化为氮气(N2)。
SCR混合器是设置在发动机排气管与SCR载体之间的装置，主要用于改善尿素与废气混合的均匀性，提高NOx转化效率。目前的SCR混合器存在以下弊端：在废气流的作用下，尿素喷束中的部分尿素液滴不易雾化，导致废气与尿素液混合不均匀；未雾化的尿素液滴容易在混合管壁面形成聚集，造成此处出现尿素结晶的风险高。因此，如何改进SCR混合器以增强尿素与废气混合的均匀性，降低尿素在混合管的结晶风险，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种发动机后处理系统及其SCR混合器，该SCR混合器能够有效增强尿素与废气混合的均匀性，有助于降低尿素在混合管的结晶风险。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种发动机后处理系统的SCR混合器，包括混合管，所述混合管包括圆锥形的内管和圆柱形的外管，所述外管的管壁在靠近一端的位置开设有旋流窗口，所述内管的大端内接于所述外管靠近中部的内壁上，所述内管的小端指向所述外管的远离所述旋流窗口的一端，所述内管的管壁在全长范围内开设有多个第一漏孔，所述外管的管壁在以远离所述旋流窗口的端口和所述内管的大端为界的范围内开设有多个第二漏孔。
可选地，在上述SCR混合器中，所述内管的小端设置有螺旋桨形状的导流板，所述导流板与所述内管固定连接。
可选地，在上述SCR混合器中，所述导流板的叶片数量至少为四个。
可选地，在上述SCR混合器中，所述SCR混合器包括隔板，所述混合管穿设在所述隔板上，所述旋流窗口位于所述隔板的一侧，所述第二漏孔位于所述隔板的另一侧，所述隔板在靠近所述外管的位置开设有多个第三漏孔，所述第三漏孔排布在以所述外管的轴线为中心的圆上。
可选地，在上述SCR混合器中，所述SCR混合器为U形结构，包括与发动机的排气管连接的进气区、与SCR反应箱连接的出气区，以及连接于所述进气区和所述出气区之间的混合区，所述混合管位于所述混合区，所述出气区与所述混合区的连接处设置有均流孔板，所述均流孔板面向所述混合区的一侧远离所述隔板的位置设置有扰流波浪板，所述内管的小端位于所述均流孔板的中心。
可选地，在上述SCR混合器中，所述第一漏孔、所述第二漏孔和/或所述第三漏孔为圆孔。
可选地，在上述SCR混合器中，所述内管和所述外管均为一体旋压成型结构。
可选地，在上述SCR混合器中，所述内管的锥角为15°～40°。
可选地，在上述SCR混合器中，任意相邻的两个所述第一漏孔之间的距离不大于2cm。
一种发动机后处理系统，包括SCR混合器，所述SCR混合器为如上述任意一项所公开的SCR混合器。
根据上述技术方案可知，本实用新型提供的用于发动机后处理系统的 SCR混合器中，混合管包括圆锥形的内管和圆柱形的外管，旋流窗口开设在外管上，内管的大端内接于外管靠近中部的内壁上，内管的小端指向外管的远离旋流窗口的一端，而且，内管的管壁在全长范围内开设有多个第一漏孔，外管的管壁在以远离旋流窗口的端口和内管的大端为界的范围内开设有多个第二漏孔，这种结构可有效加速气流扰动，及时吹扫消除尿素液滴在壁面的聚集，显著降低尿素结晶风险。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种用于发动机后处理系统的SCR混合器的示意图；
图2是本实用新型实施例提供的SCR混合器中混合管的示意图；
图3是图1中隔板2的示意图；
图4是图1中均流孔板3的示意图；
图5是图1中扰动波浪板4的示意图。
图中标记为：
1、内管；2、隔板；21、穿接孔；22、第三漏孔；3、均流孔板；4、扰流波浪板；41、第四漏孔；5、外管；51、旋流窗口；6、导流板。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
参见图1～图5，图1是本实用新型实施例提供的一种用于发动机后处理系统的SCR混合器的示意图，图2是本实用新型实施例提供的SCR混合器中混合管的示意图，图3是图1中隔板2的示意图，图4是图1中均流孔板3的示意图，图5是图1中扰动波浪板4的示意图。
本实用新型实施例提供的SCR混合器包括混合管，该混合管包括圆锥形的内管1和圆柱形的外管5，外管5的管壁在靠近一端的位置开设有旋流窗口 51，内管1的大端内接于外管5靠近中部的内壁上，内管1的小端指向外管5 的远离旋流窗口51的一端，内管1的管壁在全长范围内开设有多个第一漏孔，外管5的管壁在以远离旋流窗口51的端口和内管1的大端为界的范围内开设有多个第二漏孔。
需要说明的是，为了展示SCR混合器的内部结构，图1省去了SCR混合器的一部分外壳未画出，而且，混合管被沿纵向剖去了一部分。图2省去了外管5的带有第二漏孔的部分(即包围内管1的管段)未画出。
旋流窗口51为百叶窗形式，沿着外管5的周向分布有一圈翅片，发动机尾气流入SCR混合器后，在翅片的引导作用下形成强烈的旋转扰动，与喷入混合管的尿素发生激烈混合。由于内管1为圆锥形，内管1的管壁在全长范围内开设有多个第一漏孔，且外管5的管壁在以远离旋流窗口51的端口和内管1的大端为界的范围内开设有多个第二漏孔，所以本实用新型提供的SCR 混合器可有效加速气流扰动，及时吹扫消除尿素液滴在壁面的聚集，显著降低尿素结晶风险。
如图2所示，为了提高扰流效果，本实施例中，内管1的小端设置有螺旋桨形状的导流板6，导流板6与内管1固定连接，两者可以通过焊接连接。具体实际应用中，导流板6的叶片数量一般不少于四个。
本实施例中，SCR混合器为U形结构，包括与发动机的排气管连接的进气区(图1中的上部)、与SCR反应箱连接的出气区(图1中的下部)，以及连接于进气区和出气区之间的混合区。混合管位于混合区，参见图1和图3，混合区设置有隔板2，隔板2的中部具有穿接孔21，混合管穿设在隔板2上，旋流窗口51位于隔板2的一侧，第二漏孔位于隔板2的另一侧，外管5的接近旋流窗口51的一端是安装尿素喷嘴的位置。
如图3所示，本实施例中，隔板2在靠近外管5的位置开设有多个第三漏孔22，第三漏孔22排布在以外管5的轴线为中心的圆上。由于一小部分气流将从第三漏孔22中穿过，所以气流会吹过隔板2表面，从而尽量避免尿素在隔板2上形成聚集残留，有利于降低尿素在隔板2表面出现结晶的风险。
参见图1、图4和图5，本实施例中，出气区与混合区的连接处设置有均流孔板3，混合区还设置有扰流波浪板4，扰流波浪板4在混合区采用下沉式设计，即扰流波浪板4位于均流孔板3面向混合区的一侧远离隔板2的位置，这样内管1的小端可以伸到均流孔板3的中心位置，导流板6在此处起到进一步引导气流的作用，使气体与尿素的混合效果达到更优。
具体实际应用中，内管1上的第一漏孔、外管5上的第二漏孔和隔板2 上的第三漏孔都可以设计为圆孔。为了达到良好的混合效果，任意相邻的两个第一漏孔之间的距离一般不大于2cm。如图5所示，扰流波浪板4上可以开设多个第四漏孔41。
制作时，内管1和外管5均可以采用一体旋压成型结构，这样可以保证尿素喷束落点区域光滑过渡且无焊接痕迹，使尿素在落点区域无法集聚为结晶形式，以便快速扩散分解。需要说明的是，“一体旋压成型”制作出的是内管1和外管5的主体结构，至于管壁上的旋流窗口、第一漏孔和第二漏孔，则是采用其他措施制作出来的。具体实际应用中，内管1的锥角一般为15°～40°。
本实用新型还提供一种发动机后处理系统，该发动机后处理系统包括上述实施例公开的SCR混合器。由于上述实施例公开的SCR混合器具有上述技术效果，因此具有该SCR混合器的发动机后处理系统同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发动机后处理系统的SCR混合器，包括混合管，其特征在于，所述混合管包括圆锥形的内管(1)和圆柱形的外管(5)，所述外管(5)的管壁在靠近一端的位置开设有旋流窗口(51)，所述内管(1)的大端内接于所述外管(5)靠近中部的内壁上，所述内管(1)的小端指向所述外管(5)的远离所述旋流窗口(51)的一端，所述内管(1)的管壁在全长范围内开设有多个第一漏孔，所述外管(5)的管壁在以远离所述旋流窗口(51)的端口和所述内管(1)的大端为界的范围内开设有多个第二漏孔。
2.根据权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于，所述内管(1)的小端设置有螺旋桨形状的导流板(6)，所述导流板(6)与所述内管(1)固定连接。
3.根据权利要求2所述的SCR混合器，其特征在于，所述导流板(6)的叶片数量至少为四个。
4.根据权利要求2所述的SCR混合器，其特征在于，所述SCR混合器包括隔板(2)，所述混合管穿设在所述隔板(2)上，所述旋流窗口(51)位于所述隔板(2)的一侧，所述第二漏孔位于所述隔板(2)的另一侧，所述隔板(2)在靠近所述外管(5)的位置开设有多个第三漏孔(22)，所述第三漏孔(22)排布在以所述外管(5)的轴线为中心的圆上。
5.根据权利要求4所述的SCR混合器，其特征在于，所述SCR混合器为U形结构，包括与发动机的排气管连接的进气区、与SCR反应箱连接的出气区，以及连接于所述进气区和所述出气区之间的混合区，所述混合管位于所述混合区，所述出气区与所述混合区的连接处设置有均流孔板(3)，所述均流孔板(3)面向所述混合区的一侧远离所述隔板(2)的位置设置有扰流波浪板(4)，所述内管(1)的小端位于所述均流孔板(3)的中心。
6.根据权利要求5所述的SCR混合器，其特征在于，所述第一漏孔、所述第二漏孔和/或所述第三漏孔(22)为圆孔。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的SCR混合器，其特征在于，所述内管(1)和所述外管(5)均为一体旋压成型结构。
8.根据权利要求7所述的SCR混合器，其特征在于，所述内管(1)的锥角为15°～40°。
9.根据权利要求8所述的SCR混合器，其特征在于，任意相邻的两个所述第一漏孔之间的距离不大于2cm。
10.一种发动机后处理系统，包括SCR混合器，其特征在于，所述SCR混合器为如权利要求1～9中任意一项所述的SCR混合器。
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