CN214273771U - 后处理废气混合器、排气管线和车辆 - Google Patents

后处理废气混合器、排气管线和车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于将废气与还原剂混合的后处理废气混合器(1)、排气管线和车辆，所述还原剂例如是用于选择性催化剂还原的柴油机排出流体，所述后处理废气混合器包括混合室(2)和还原剂喷射器(3)，废气在混合室(2)从入口(4)循环到出口(5)，还原剂喷射器(3)能够将还原剂喷射到混合室(2)中，其中混合室(2)包括沿着轴线(A)成直线的管道(6)，喷射器(3)定位在直线管道(6)的上游部分中并且定向成在大致平行于轴线(A)的下游方向上进行喷射。

Description

后处理废气混合器、排气管线和车辆
技术领域
本实用新型涉及定位在内燃机下游的排气管线的领域，更具体地涉及一种后处理混合器。
背景技术
为了中和内燃机废气中存在的污染物，更具体地中和氮氧化物NOx，已知在催化剂上游使用混合器。混合器是废气在其中从入口循环到出口的装置。在该循环过程中，混合器将还原剂添加到废气中。该还原剂或用于选择性催化剂还原(SCR)的还原性流体也被称为DEF(柴油机排出流体)，或使用商品名称AdBlue提及。它可以是尿素的水溶液或氨的气态溶液。接下来，将掺杂有还原剂的废气混合物朝向催化剂定向，这可以有效地还原混合物。
为了使催化剂的还原正确开展，混合器应以恒定的比例产生尽可能均匀的混合物。因此，应当使还原性流体的重量比与废气的重量比相适应。许多现有混合器遇到的问题是还原性流体的重量比的增加伴随着喷射功率的增加，这导致还原性流体沉积在混合器的壁上的风险。这样的沉积物是有害的，因为除了使混合器变脏的风险之外，它还延迟了混合，并因此随时间改变了混合物的比例。
实用新型内容
为了解决上述问题，根据本实用新型的混合器提出设置足够长的管道，使得即使在最强的质量流下，还原性流体的喷射也不能到达混合器的壁。
为此，本实用新型涉及一种用于将废气与还原剂混合的后处理废气混合器，所述还原剂例如是用于选择性催化剂还原的柴油机排出流体，所述后处理废气混合器包括：混合室，废气在该混合室中从入口循环到出口；以及还原剂喷射器，该还原剂喷射器能够将还原剂喷射到混合室中，其中混合室包括沿着轴线是直线的管道，并且喷射器定位在直线管道的上游部分，并且定向成在大致平行于轴线的下游方向上进行喷射。
可以单独使用或组合使用的特定功能或实施方式是：
-混合器被构造为位于定位在至少一个整料(monolith)的上游，该至少一个整料优选为至少两个，基本为筒形，并垂直于所述轴线定位，并且直线管道的长度在整料的直径与所述至少一个筒形整料的直径之和增加50％之间且包括两端点，
-混合器还包括大体U形的偏转器，入口定位在“U”的一个分支的外面，并且出口定位在“U”的底部，从而形成气体的三部分循环：第一部分，该第一部分在外面与“U”的第一分支并排延伸，并将入口与“U”的基部连接；第二部分，该第二部分形成直线管道，在外面与“U”的第二分支并排延伸，并将“U”的基部与“U”的第二分支的末端连接；以及第三部分，该第三部分在里面与“U”的分支并排延伸，并将“U”的第二分支的末端与出口连接，
-偏转器还包括第三分支，该第三分支连接至第一分支的末端并与直线管道并排延伸到喷射器，
-偏转器还包括连接其所有分支的上盖，
-混合室被构造为箱体，该箱体包括彼此基本平行的基本为平面的两个面以及外周侧面，所述外周侧面具有闭合的轮廓并从一个面延伸到另一个面，偏转器连接这两个面，并且具有延伸到所述侧面的内面的第一分支，
-入口定位在外周侧面中或其中一个面中，
-出口定位在其中一个面中，
-入口和出口定位在同一面中。
在本实用新型的第二方面，一种排气管线包括这种混合器。
在本实用新型的第三方面，一种车辆包括这种排气管线。
附图说明
通过阅读以下仅作为示例并参照附图提供的描述，将会更好地理解本实用新型，在附图中：
图1以立体图示出了一个实施方式，其中盖被移除。
图2以立体图示出了图1的实施方式，其中盖在适当位置。
具体实施方式
参照图1，示出了混合器1，其盖15、16被移除。废气的循环用粗箭头示出。废气通过入口4进入，在图的平面中从下到上循环。入口4在这里是筒形的，通向混合室2。废气在混合室2中循环直到到达出口5，在该图的平面中从上到下循环。除了其入口4和出口5之外，混合器1是完全气密的。为了将废气与还原剂(例如，用于选择性催化剂还原的柴油机排出流体)混合，混合器1还包括还原剂喷射器3。该喷射器3能够在混合室2中喷射还原剂。
根据一个特征，混合室2被构造为包括直线管道6。在所示的例子中，该管道6布置在内部部分7的壁与另一个部分的内表面(例如，壁16)之间，该另一个部分在此属于混合器1的外护罩，更具体而言属于图1中移除的盖15、16。该管道6成直线，具有轴线A。喷射器3定位在直线管道6的相对于废气的循环方向的上游部分。喷射器被定向成使得其喷射流基本平行于直线管道6的轴线A指向下游方向。因此，喷射流与轴线A成直线对准，这是具有很大自由距离而没有障碍物的方向。这显著降低了喷射流与混合器2的面对它的壁之间发生任何碰撞的风险。此外，废气伴随喷射流并沿着直线管道6围绕喷射流，进行引导，从而进一步有助于减小喷射流与混合器2的相对于直线管道6的侧向壁之间的任何碰撞的风险。在管道6的下游末端，还原剂与废气完全混合。因此，还原剂不再具有在接下来的转弯中沉积在壁上的风险。
为了改善期望的效果，管道6尽可能长。因此，基于混合器1的形状限制，管道6在混合室2中的布置使得其最大化管道6的长度。例如这可以通过使用混合器2的最大尺寸来完成。根据另一个特征，至少一个通常称为整料17、18的后处理部件定位在混合器1的下游。这种整料17、18通常是处理由混合器1产生的混合物的催化剂。这种整料17、18具有大体筒形的形状，并且垂直于轴线A定位在出口5处。因此，整料17、18的直径和数量确定混合器1的尺寸并限制了直线管道6的长度。直线管道6的长度于是可以在整料17、18的直径与所述至少一个整料17、18的直径之和增加50％之间且包括两端点。因此，例如，对于两个直径为266mm的整料17、18，直线管道6的长度可以为600mm。
根据另一个特征，混合器1还包括偏转器7。该偏转器7是大致U形的，使得可以与混合器1的外护罩14、15、16一起形成直线管道6。实际上，入口4定位在“U”的外面，更具体地在“U”的第一分支11的外面。出口5定位在“U”的底部。因此，在三个连续的部分8-10中形成了气体循环。在第一部分8中，气体，无论其是仅涉及废气还是与还原剂混合，都从入口4循环到“U”的基部13。为此，它从外面与“U”的第一分支11并排延伸。在第二部分9中，气体从“U”的基部13循环到“U”的第二分支12的末端。为此，它仍然从外面与“U”的第二分支12并排延伸。该第二部分9形成直线管道6。该第二部分9在左边被“U”的第二分支12的外表面包围，而在右边被混合室2的内表面包围，这两个表面基本平行并且基本成直线。最后，在绕过“U”的第二分支12的末端之后，气体在第三部分10中从“U”的第二分支12的末端循环到出口5。为此，气体进入“U”中，并从里面与“U”的分支11、12并排延伸到定位在“U”的底部处的出口5。
“U”可以使气体循环从外部入口4朝着内部出口5呈螺旋形(此处是会聚的)定向。替代地，可以通过产生发散的螺旋形而反过来，例如使入口4和出口5交换。此处，螺旋线逆时针旋转。它也可以顺时针旋转。
根据另一个特征(未被示出)，偏转器7进一步延伸以形成涡旋形，延续螺旋形。为此，偏转器7还包括第三分支，该第三分支连接至第一分支11的末端，并且在喷射器3外面与直线管道6并排延伸。对于所示的管道6的边界是属于盖的侧面16的实施方式，形成集成到偏转器7中的第三分支可以获得更好的密封性。
根据另一个特征(未被示出)，偏转器7还包括上盖，该上盖连接其所有分支11、12或第一分支11、第二分支12和可选的第三分支。对于所示的三个部分8-10由属于盖的上部面15封闭的实施方式，形成与偏转器7集成的盖可以获得更好的密封性。
根据另一个特征，更特别地在图1至图2中可见，混合室2为箱体的形式。该箱体包括两个面14、15，它们基本为平面并且基本彼此平行。第一面14是箱体的底面。第二面15是图1中被移除的盖15、16上的。沿着闭合轮廓构造并从一个面14、15延伸到另一个面的外周侧面16使箱体完整。侧面16基本垂直于两个面14、15。这里，侧面16也是盖15、16上的。像侧面16一样，偏转器7基本垂直于两个面14、15，并且从一个面14、15延伸到另一个面。偏转器7的第一分支11延伸成与侧面16的内面接触，从而防止气体绕过第一分支11的末端。
喷射器3定位在直线管道6的上游，有利地在侧面16中。
由于入口4的外面定位，因此入口4可基本上定位在混合器1的任何位置。因此，根据另一个特征，入口4定位在外周侧面16中或在一个面14、15中。
由于其里面定位，出口5必须相对于螺旋线占据更中心的位置。因此，根据另一个特征，出口5定位在一个面14、15中。
为了便于混合器1的集成，有利的是能够将其定位在转向点，或者改变循环方向。因此，根据另一个特征，入口4和出口5定位在同一面上。这也可以通过不将入口4或出口5定位在那里来简化底部14或者如图所示简化上部面15和盖。
本实用新型还涉及一种包括这种混合器1的排气管线。
本实用新型还涉及一种包括这种排气管线的车辆。
已经在附图和前面的描述中详细示出和描述了本实用新型。附图和前面的描述必须被认为是说明性的，并作为例子提供，而不是将本实用新型仅限制为此描述。许多变型实施方式是可能的。
附图标记列表
1：混合器
2：混合室
3：喷射器
4：入口
5：出口
6：管道
7：偏转器
8：第一部分
9：第二部分
10：第三部分
11：第一分支
12：第二分支
13：基部
14：第一面
15：第二面
16：侧面
17、18：整料
A：管道轴线和喷射轴线。

Claims (11)

1.一种用于将废气与还原剂混合的后处理废气混合器(1)，所述还原剂例如是用于选择性催化剂还原的柴油机排出流体，所述后处理废气混合器包括：混合室(2)，废气在所述混合室中从入口(4)循环到出口(5)；以及还原剂喷射器(3)，该还原剂喷射器能够将所述还原剂喷射到所述混合室(2)中，其特征在于，所述混合室(2)包括沿着轴线(A)成直线的直线管道(6)，并且所述还原剂喷射器(3)定位在所述直线管道(6)的上游部分，并且定向成在平行于所述轴线(A)的下游方向上进行喷射。
2.根据权利要求1所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述后处理废气混合器被构造为定位在垂直于所述轴线(A)定位的至少一个筒形整料(17、18)的上游，并且所述直线管道(6)的长度在所述至少一个筒形整料(17、18)中的一个筒形整料的直径与所述至少一个筒形整料(17、18)的直径之和增加50％之间且包括两端点。
3.根据权利要求1所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述后处理废气混合器还包括具有第一分支(11)、第二分支(12)和基部(13)的U形的偏转器(7)，所述入口(4)定位在“U”的所述第一分支(11)的外面，并且所述出口(5)定位在“U”的底部，以便在下述三个连续的部分中形成气体循环：第一部分(8)，该第一部分在外面与“U”的所述第一分支(11)并排延伸，并将所述入口(4)与“U”的所述基部(13)连接；第二部分(9)，该第二部分形成所述直线管道(6)，在外面与“U”的所述第二分支(12)并排延伸，并将“U”的所述基部(13)与“U”的所述第二分支(12)的末端连接；以及第三部分(10)，该第三部分在里面与“U”的所述第一分支和所述第二分支并排延伸，并将“U”的所述第二分支(12)的末端与所述出口(5)连接。
4.根据权利要求3所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述偏转器(7)还包括第三分支，所述第三分支连接至所述第一分支(11)的末端并与所述直线管道(6)并排延伸到所述喷射器(3)。
5.根据权利要求3所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述偏转器(7)还包括连接其所有分支(11、12)的上盖。
6.根据权利要求3所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述混合室(2)被构造为箱体，该箱体包括彼此平行的为平面的两个面(14、15)以及外周侧面(16)，所述外周侧面具有闭合的轮廓并从一个面(14、15)延伸到另一个面(15、14)，所述偏转器(7)从一个面(14、15)延伸到另一个面(15、14)，并且具有延伸到所述侧面(16)的内面的第一分支(11)。
7.根据权利要求6所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述入口(4)定位在所述外周侧面(16)中或在一个平面的所述面(14、15)中。
8.根据权利要求6所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述出口(5)定位在一个平面的所述面(14、15)中。
9.根据权利要求6所述的后处理废气混合器(1)，其特征在于，所述入口(4)和所述出口(5)定位在同一平面的面上。
10.一种排气管线，其特征在于，所述排气管线包括根据权利要求1-9中任一项所述的后处理排气混合器(1)。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求10所述的排气管线。
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