CN216157745U - 用于混合排放气体和还原剂的混合器及排气管线 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种用于混合排放气体和还原剂的混合器及排气管线。混合器包括盒体(2)和还原剂喷雾器(3)，排放气体在盒体(2)中沿循环(C)从入口孔(4)循环直到出口孔，喷雾器(3)将还原剂喷雾到循环(C)中，盒体(2)包括第二出口孔(6)并且在平行于底板(8)的平面中具有大致L形形状，入口孔(4)和喷雾孔(7)设置在L形的一个端部处，第一出口孔(5)设置在L形的拐角处，并且第二出口孔(6)设置在L形的另一端部处。

Description

用于混合排放气体和还原剂的混合器及排气管线
技术领域
本实用新型涉及一种用于混合排放气体和还原剂的混合器。这种混合器通常设置在内燃机的排气管线中。其功能是将还原流体(通常是氨水或尿素水溶液)与排放气体进行混合，以准备通过至少一种选择性催化还原剂(英文：“选择性催化还原”或SCR)对混合物进行处理以减少氮氧化物。
背景技术
已知不同的混合器架构，尤其基于入口、出口和喷雾器的相对设置。
混合器有利地包括尽可能长的直线喷雾通道，以便可能地避免太靠近壁进行喷雾，从而有在所述壁上产生还原剂沉积物的风险。此外，传统架构由大致呈I形长形平行六面体的盒体组成。喷雾轴线与I形的轴线大致对齐并且喷雾孔钻设在平行六面体的小面上。入口孔靠近喷雾孔钻设于大面上并因此基本上垂直于喷雾孔。出口孔在I形的另一端部处钻设在与入口孔相同的大面上以方便上游和下游部件的集成。
这种架构的主要缺点是所产生的背压。
实用新型内容
为了克服这个缺点，本实用新型提供了一种双出口架构。
本实用新型涉及一种用于混合排放气体和还原剂的混合器，包括盒体和还原剂喷雾器，盒体除了入口孔、出口孔和喷雾孔以外以密封的方式封闭以排，排放气体在盒体中沿着循环从入口孔循环到出口孔，喷雾器被设置成通过喷雾孔将还原剂喷雾到循环中，其中，盒体包括第二出口孔，入口孔和两个出口孔位于基本平面的底板中，入口孔沿第一方向基本垂直于底板进入盒体中，出口孔沿与第一方向相反的第二方向基本垂直于底板离开盒体，并且，盒体在平行于底板的平面中大致呈L形形状，入口孔和喷雾孔设置在L形的一个端部处，第一出口孔设置在L形的拐角处，并且第二出口孔设置在L形的另一端部处。
可以单独或组合使用的特定特征或实施例如下：
-L形的两个分支之间的角度介于60°和120°之间，并且L形的两个分支可以具有不同的长度，
-盒体还包括基本上与底板重叠的顶板以及将底板连接到顶板的侧壁，
-混合器还包括第一内部偏转器，其基本垂直于底板、从盒体的位于L形的外部的边缘直到联接两个出口孔的第一轴线围绕第一出口孔基本达90°并且高度为盒体的高度的大致一半，
-侧壁从外部圆绕第一个出口孔基本达90°，
-侧壁还圆绕入口孔基本达180°并且圆绕第二出口孔基本达180°，
-喷雾孔钻设在侧壁上，并且喷雾基本上沿着平行于底板并垂直于第一轴线的第二轴实现，
-入口孔和/或出口孔中的分别每个均配备有网栅，
-混合器还包括第二内部偏转器，其基本垂直于底板、高度为盒体的高度的0.5到1倍、设置在入口孔和两个出口孔之间，以便朝喷雾孔引导排放气体，
-混合器还包括钻设在底板中的第二入口孔，其相对于入口孔设置在第二内部偏转器的另一侧，以便旁通所述第二内部偏转器，
-混合器(1)还包括钻设在底板中的第三入口孔，其相对于入口孔设置在第一内部偏转器的另一侧，因此通口于第一内部偏转器和侧壁之间，
-L形的两个分支之间的角度等于90°，
-侧壁将底板基本垂直地连接到顶板，
-网栅为凸形网栅。
在本实用新型的第二方面，排气管线包括这种混合器。
附图说明
通过阅读以下仅作为示例并参考附图的描述，将更好地理解本实用新型，其中：
图1以透视图示出了根据第一实施例的混合器，其盖子被移除；
图2以透视图示出了图1的混合器，其进一步包括内部偏转器；
图3以透视图示出了靠近喷雾孔的细节；以及
图4以透视图示出了图1的混合器及其盖子。
附图标记列表
1：混合器，2：盒体，3：喷雾器，4：入口孔，4’：第二入口孔，4”：第三入口孔，5：第一出口孔，6：第二出口孔，7：喷雾孔，8：底板，9：顶板，10：侧壁，11：第一个内部偏转器，12：第二个内部偏转器，C：循环，X、Y：轴线。
具体实施方式
参照图1，根据本实用新型的用于混合排放气体和还原剂的混合器1，如任何混合器一样，包括盒体2和还原剂喷雾器3。盒体2除入口孔4、至少一个出口孔5、6以及喷雾孔7之外以密封的方式封闭。排放气体在盒体2中沿循环C从入口孔4循环到至少一个出口孔5、6。喷雾器3设置成与喷雾孔7成直线以便通过喷雾孔7将还原剂喷射到盒体2以及循环C中。
根据一个特征，为了降低压降或背压，混合器1后方的元件，即催化器，被分成两个部分，两个小催化器由于更大的通道截面而比一个大催化器引起更小的压降。此外，混合器1有利地包括两个出口孔5、6，这增加了总出口截面并有助于降低背压。
根据一个特征，混合器1构造于基本平面的底板8的基础上。入口孔4和两个出口孔5、6钻设于该底板8中。入口孔4沿第一方向，即在附图中从下往上基本垂直于底板8进入盒体2中。出口孔5、6沿与第一方向相反的第二方向，即在附图中从上往下基本沿相同轴线基本垂直于底板8离开盒体2。
根据一个特征，盒体2在平行于底板8的平面内呈大致L形，入口孔4和喷雾孔7设置在L形的一个端部处，即L形的两个分支中的一个分支的远端端部处。第一出口孔5设置在L形的拐角处，即两个分支的接合部处。第二出口孔6设置于L形的另一端部处，即L形的两个分支中的另一分支的远端端部处。
连接入口孔4和喷雾孔7与第一出口孔5的分支基本上沿着轴线Y延伸。喷雾轴线基本上与该轴线Y重合。将第一出口孔5的中心接合到第二出口孔6的中心的另一个分支基本上沿轴线X延伸。轴线X和轴线Y平行于底板8的平面。
L形中从入口孔4和喷雾孔7延伸直到第一出口孔5的分支基本上再现了如前所述的现有技术的混合器的I形。因此，本实用新型向现有技术的I形混合器添加了包括第二出口孔6的分支。这有利地允许沿方向Y重新使用为I形混合器且特别是为喷雾通道的构造所开发的设计元件，从而允许将还原剂在壁上的喷雾减少到最小，同时降低相关沉积的风险。
参考附图，排放气体通过入口孔4进入混合器1的盒体2中。排放气体遵循循环C。排放气体被盒体2的形状引导，该形状沿喷雾轴线Y延伸。在此喷雾通道中，排放气体遭遇从喷雾孔7所喷雾的还原剂并与之混合。混合物、排放气体和还原剂然后通过两个出口孔5、6离开混合器1的盒体2。
根据另一个特征，L形的两个分支之间的角度介于60°和120°之间。如图所示，其优选地等于90°。L形的两个分支可以具有基本相等或不同的长度。
根据另一特征，盒体2还包括基本上与底板8重叠的顶板9。为了封闭盒体2，侧壁10将底板8连接到顶板9，优选地基本上垂直于底板8或顶板9。
实际上，盒体2有利地由两个部件制成：包括底板8且可能包括侧壁10的一部分的基部件以及包括顶板9和侧壁10的其余部分的盖子，该盖子更特别地可见于图4。
如图1所示，盒体2的L形形状允许位于包含两个出口孔5、6的分支中的循环C在所述分支中共同在两个出口孔5、6上方形成旋转涡流。
根据图2所示的另一特征，混合器1还包括第一内部偏转器11。该第一内部偏转器11设置在L形的拐角处并且基本垂直于底板8。该第一内部偏转器围绕第一个出口孔5。为此，该第一内部偏转器途经基本90°的圆弧。该圆弧从盒体2的位于L形的外部的边缘起始并延伸直到联接两个出口孔5、6的轴线X。优选地，该弧的半径基本上等于盒体2宽度的一半，即L形的分支的宽度的一半。该第一内部偏转器11允许保持和偏转进入混合物流中的一部分，基本上一半。第一内部偏转器11的圆形形状允许在由第一偏转器11所围绕的第一出口孔5的上方在如此保持的流中引起涡流运动。如图2所示，第一内部偏转器11与底板8成一体。
为了允许流的其余部分，即第二流通过到达第二出口孔6，第一内部偏转器11不占据盒体2的整个高度，而是高度基本上为盒体2的高度的一半。盒体2的高度为底板8和顶板9之间的距离，即侧壁10的高度。继续朝向第二出口孔6的第二流也由盒体2的形状在第二出口孔6上方引起涡流。
根据另一个特征，侧壁10从外部圆绕第一出口孔5基本达90°。这种形状允许通过伴随混合物而引导排放气体和还原剂的混合物。这种形状参与了涡流的形成。由于第一内部偏转器11围绕第一出口孔5延伸圆廓，因此该形状也制定了第一流的运动。
根据另一特征，侧壁10还圆绕入口孔4基本达180°并且圆绕第二出口孔6基本达180°。这些圆廓覆盖了L形的端部。这些圆廓形状如前所述地允许伴随流并有助于形成涡流。
这四个圆廓，即第一内部偏转器11、围绕第一出口孔5的圆廓、围绕入口孔4的圆廓和围绕第二出口孔6的圆廓有利地具有等于盒体2的宽度，即L形的分支的宽度的直径。
根据另一特征，与根据现有技术的I形混合器一样，喷雾孔7设置在侧壁10中并且喷雾基本上沿第二轴线Y，即基本上沿L形的第一分支的轴线实现。因此，喷雾通道可以在L形的所述分支的整个长度上延展，从而提供适当长度。第二轴线Y与第一轴线X相交。
根据图1、2中可见的另一特征，入口孔4和/或出口孔5、6中的分别每个均配备有网栅。这有利地允许将通过这种孔4-6的流分布在基本整个可用通道截面上。所述网栅可以是平面的，从而有利地降低制造成本。所述网栅也可以逆着流或无区别地沿着流的方向凸起。这种凸起有利于增加结构强度并有助于减少振动。
根据另一特征，混合器1还包括基本上垂直于底板8的第二内部偏转器12。该第二内部偏转器12的高度介于盒体2的高度的0.5到1倍之间并且设置在盒入口孔4和两个出口孔5、6之间，以便朝喷雾孔7引导排放气体。因此，该第二内部偏转器12沿出口孔5、6方向基本围绕入口孔4并形成挡板，该挡板最初阻止排放气体被直接朝出口孔5、6中的一个进行引导。因此，排放气体被迫引导直至喷雾口7所在的分支的端部。因此，排放气体重新折回其与喷雾还原剂进行混合的喷雾轴线。这进一步有助于沿着部分到达喷雾还原剂射流的后方的流引导排放气体。
根据另一个特征，混合器1还包括第二入口孔4’。该第二入口孔4’钻设底板8中并且相对于入口孔4设置在第二内部偏转器12的另一侧上，以允许排放气体中的一部分旁通第二内部偏转器12。
为排放气体创建这种旁通的另一种方式是在第二内部偏转器12的长度的至少一部分上减少其高度，从而高度介于盒体2高度的0.5到1倍之间。为排放气体创建这种旁通的另一种方式是在所述第二内部偏转器12中实施窗口。
根据另一特征，混合器1还包括第三入口孔4”。该第三入口孔4”钻设在底板8中、相对于入口孔4设置于第一内部偏转器11的另一侧，因此在通口于第一内部偏转器11和侧壁10之间。
本实用新型还涉及包含这种混合器1的排气管线。
已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本实用新型。这应该被认为是说明性的并以示例的方式给出，而不是将本实用新型仅限制于该描述。许多变型实施例是可能的。

Claims (15)

1.一种用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，包括盒体(2)以及还原剂喷雾器，所述盒体(2)除入口孔(4)、第一出口孔(5)和喷雾孔(7)以外以密封方式封闭，所述排放气体在所述盒体(2)中沿循环(C)从入口孔(4)循环直到出口孔，所述还原剂喷雾器设置成通过所述喷雾孔(7)在所述循环(C)中喷雾所述还原剂，
其特征在于，所述盒体(2)包括第二出口孔(6)，所述入口孔(4)和两个出口孔位于基本平面的底板(8)中，所述入口孔(4)沿第一方向基本垂直于所述底板(8)进入所述盒体(2)，所述出口孔沿与所述第一方向相反的第二方向基本垂直于所述底板(8)离开所述盒体(2)，并且，所述盒体(2)在平行于所述底板(8)的平面内呈大致L形形状，所述入口孔(4)和所述喷雾孔(7)为设置在所述L形的一个端部处，所述第一出口孔(5)设置在所述L形的拐角处，并且所述第二出口孔(6)设置在所述L形的另一端部处。
2.根据权利要求1所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述L形的两个分支之间的角度介于60°和120°之间，所述L形的两个分支具有不同的长度。
3.根据权利要求1所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述盒体(2)还包括基本上与所述底板(8)重叠的顶板(9)以及将所述底板(8)连接到所述顶板(9)的侧壁(10)。
4.根据权利要求1所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，还包括第一内部偏转器(11)，其基本垂直于所述底板(8)，从所述盒体(2)的位于所述L形的外部的边缘直至联接两个出口孔的第一轴线(X)围绕所述第一出口孔(5)基本达90°，并且高度为所述盒体(2)的高度的大致一半。
5.根据权利要求3所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述侧壁(10)从外部圆绕所述第一出口孔(5)基本达90°。
6.根据权利要求3所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述侧壁(10)圆绕所述入口孔(4)基本达180°并且圆绕所述第二出口孔(6)基本达180°。
7.根据权利要求3所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述喷雾孔(7)钻设在所述侧壁(10)中并且喷雾基本上沿着平行于所述底板(8)并垂直于第一轴线(X)的第二轴线(Y)实现。
8.根据权利要求1所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述入口孔(4)和/或所述出口孔中的每个分别配备有网栅。
9.根据权利要求1所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，还包括第二内部偏转器(12)，其基本上垂直于所述底板(8)，高度介于所述盒体(2)的所述高度的0.5到1倍之间，设置在所述入口孔(4)和所述两个出口孔之间，以便朝所述喷雾孔(7)引导所述排放气体。
10.根据权利要求1所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，还包括第二入口孔(4’)，其钻设在所述底板(8)中，相对于所述入口孔(4)设置于第二内部偏转器(12)的另一侧，以旁通所述第二内部偏转器(12)。
11.根据权利要求3所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，还包括第三入口孔(4”)，其钻设在所述底板(8)中，相对于所述入口孔(4)设置在第一内部偏转器(11)的另一侧，从而通口于所述第一内部偏转器(11)和所述侧壁(10)之间。
12.根据权利要求2所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述L形的两个分支之间的角度等于90°。
13.根据权利要求3所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述侧壁(10)将所述底板(8)基本垂直地连接到所述顶板(9)。
14.根据权利要求8所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)，其特征在于，所述网栅为凸形网栅。
15.一种排气管线，其特征在于，其包括如1至14中任一项所述的用于混合排放气体和还原剂的混合器(1)。
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