CN216811847U - Scr混合器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机后处理技术领域，具体涉及一种SCR混合器装置。本实用新型旨在解决现有SCR混合器装置混合效果差的技术问题。为此目的，本实用新型提供了一种SCR混合器装置，SCR混合器装置包括混合筒和旋流组件，旋流组件设置于混合筒的内部和/或设置于混合筒的进管口，且旋流组件在混合筒的内部分隔成分流通道。本实用新型提供的混合器装置旨在增强尿素喷雾与废气之间的混合均匀性，减少尿素结晶的现象，提高SCR混合器装置内NH3在混合气体中的浓度均匀性，从而满足箱式后处理系统的两路SCR混合器装置内NH3的均匀分配，以此提升箱式后处理系统的排放一致性。

Description

SCR混合器装置

技术领域

本实用新型涉及发动机后处理技术领域，具体涉及一种SCR混合器装置。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

现有技术中的SCR进气混合结构由扰流管、扰流管隔板、导流管和混合筒组成；尿素和废气混合后，混合气流会沿着扰流方向流动，尿素分解后的NH3 与气流不能充分混合，从任一截面看，NH3浓度在该截面内不均匀分布均会导致箱式后处理系统中两路SCR内的NH3浓度不同，影响箱式后处理系统的排放一致性。

综上所述，现有的SCR进气混合结构主要存在以下缺点：

1)废气流进入扰流管，尿素与废气流混合分解后的NH3在扰流气体的影响下在混合器内分布不均匀；

2)导流管的导流效果不好，混合气体在导流管的作用下，流向两路SCR的 NH3浓度不均匀。

实用新型内容

本实用新型提供了一种SCR混合器装置，目的是至少解决现有SCR混合器装置混合效果差的技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种SCR混合器装置，SCR混合器装置包括混合筒和旋流组件，旋流组件设置于混合筒的内部和/或设置于混合筒的进管口，且旋流组件在混合筒的内部分隔成分流通道。

优选地，旋流组件包括设置于进管口处的扰流锥管，扰流锥管与混合筒之间的间隙形成扰流腔。

优选地，扰流锥管的管壁设置有沿周向间隔分布的多个通孔以及与多个通孔一一对应的多个扰流条。

优选地，混合筒的内部还设置有位于扰流腔的下游的旋流腔，旋流组件还包括设置于旋流腔的旋流结构。

优选地，SCR混合器装置还包括隔流环，隔流环沿周向设置于扰流锥管的外壁隔开扰流腔与旋流腔。

优选地，旋流结构包括沿气流流动方向依次连接的分流结构、螺旋导流板和扰流结构。

优选地，分流结构包括交叉分布的多个过滤板，每个过滤板的下游连接有一个螺旋导流板。

优选地，扰流结构包括交叉分布的多个扰流板，每个螺旋导流板的下游连接有一个扰流板。

优选地，每个螺旋导流板与对应的一个过滤板和一个扰流板设置为一体成型的旋流钣金件。

优选地，多个旋流钣金件将旋流腔分隔成彼此隔离分布的多个分流通道。

本领域技术人员能够理解的是，本实用新型提供的混合器装置旨在增强尿素喷雾与废气之间的混合均匀性，减少尿素结晶的现象，提高SCR混合器装置内NH3在混合气体中的浓度均匀性，从而满足箱式后处理系统的两路SCR混合器装置内NH3的均匀分配，提升箱式后处理系统的排放一致性。

具体地，本实用新型通过扰流锥管与旋流结构的组合结构设计，提高了尿素与废气的混合均匀性，有效地降低了各种工况下的尿素结晶风险；旋流结构的设计增强了NH3与尾气的混合均匀性，提高了两者的混合时间，使得混合更加均匀，有效地减少了两路SCR中NH3浓度不一致的现象，提高了箱式后处理系统的排放一致性。

另外，本实用新型提供的SCR混合器装置具有通用性好、可加工性强以及工艺简单的优点，SCR混合器装置中的各组件可通过焊接方式连接，可以提高 SCR混合器装置的使用可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的SCR混合器装置的结构示意图；

图2为图1所示SCR混合器装置的拆分结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的扰流锥管的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的隔流环的结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例的旋流结构的结构示意图；

图6为本实用新型一个实施例的旋流钣金件的结构示意图；

其中，100、SCR混合器装置；10、扰流锥管；101、通孔；102、扰流条； 11、隔流环；111、环本体；112、翻边；20、旋流结构；201、旋流钣金件；21、过滤板；22、螺旋导流板；23、扰流板；30、混合筒。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本实用新型的SCR混合器装置设置四个交叉分布的过滤板只是本实用新型一个优选实施例，并不是对过滤板数量的限制，例如，本实用新型的 SCR混合器装置还可以设置三个交叉分布的过滤板，这种调整并不偏离本实用新型SCR混合器装置的保护范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“底部”、“两端”、“一端”、“另一端”、“一侧”、“上”、“下”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。

需要说明的是，SCR(Selective Catalytic Reduction)技术是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一。根据功能主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分；其中尿素剂量单元根据有无空气辅助喷射可分为气助式喷射系统和非气助式喷射系统。SCR系统的控制单元与发动机的控制单元(ECU)集成在一起，主要是用来执行SCR控制策略，并根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力、NOx浓度等传感器信号控制尿素剂量单元，根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中；尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、尿素喷射单元、加热组件及连接管路和线路，保证尿素溶液的充分雾化和分解；催化反应单元主要包括SCR催化剂及其封装，用来将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。

SCR系统基本工作原理：排气从增压器涡轮流出后进入排气管中，同时由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气(NH3)，氨气(NH3)在催化剂的作用下将氮氧化物(NOx)有选择性地还原为氮气(N2)。

如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例，本实用新型提供了一种SCR 混合器装置100，SCR混合器装置100包括混合筒30和旋流组件，旋流组件设置于混合筒30的内部和/或设置于混合筒30的进管口，且旋流组件在混合筒30 的内部分隔成分流通道。

本实用新型提供的混合器装置旨在增强尿素喷雾与废气之间混合均匀性，减少尿素结晶现象，提高SCR混合器装置100内NH3在混合气体中的浓度均匀性，从而满足箱式后处理系统的两路SCR混合器装置100内NH3的均匀分配，提升箱式后处理系统的排放一致性。

如图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，旋流组件包括设置于进管口处的扰流锥管10，扰流锥管10与混合筒30之间的间隙形成扰流腔。

在本实施例中，扰流锥管10至少部分伸出所述进管口外，扰流锥管10的径向尺寸沿气流的流动方向逐渐增加，且扰流锥管10的径向尺寸小于混合筒 30的内径。

继续参阅图1至图3，根据本实用新型的实施例，扰流锥管10的管壁设置有沿周向间隔分布的多个通孔101以及与多个通孔101一一对应的多个扰流条 102。

在本实施例中，发动机尾气流入扰流锥管10与混合筒30之间的扰流腔内，发动机尾气与位于扰流锥管10的管壁的多个扰流条102形成强烈的旋转扰动，与喷入扰流腔内的尿素喷雾发生激烈碰撞达到充分混合的目的。

如图1、图2和图5所示，根据本实用新型的实施例，混合筒30的内部还设置有位于扰流腔的下游的旋流腔，旋流组件还包括设置于旋流腔的旋流结构 20。

在本实施例中，发动机尾气和尿素喷雾经过扰流锥管10的扰流混合后通过流入至下游的旋流腔，混合气体以及与生成的NH3在旋流腔内通过旋流结构 20的旋流下充分混合，旋流结构20增加了气流流动路径的长度，并有效提升了混合气体与NH3的混合时间，提升了NH3与混合气体的混合均匀性。

如图1、图2和图4所示，根据本实用新型的实施例，SCR混合器装置100 还包括隔流环11，隔流环11沿周向设置于扰流锥管10的外壁隔开扰流腔与旋流腔。

在本实施例中，隔流环11可以使发动机尾气和尿素喷雾全部通过扰流锥管 10的多个通孔101以及多个扰流条102进入旋流腔，以此使混合的发动机尾气与尿素喷雾的雾化混合效果达到最优。

具体地，隔流环11包括环本体111以及设置于环本体111的周边的翻边 112，隔流环11通过翻边112与混合筒30的内壁配合。

如图1、图2、图5和图6所示，根据本实用新型的实施例，旋流结构20 包括沿气流流动方向依次连接的分流结构、螺旋导流板22和扰流结构。

在本实施例中，分流结构和扰流结构不仅能够提高混合气体的混合均匀性，还能够达到对混合气体进行分流的目的，从而使SCR混合器装置100内的混合气体能够经多个流通路径流至下游的多个SCR载体。

具体地，继续参阅图1、图2、图5和图6，根据本实用新型的实施例，分流结构包括交叉分布的多个过滤板21，每个过滤板21的下游连接有一个螺旋导流板22。

在本实施例中，每个过滤板21的高度方向与流入扰流腔内混合气体的流动方向对应，每个过滤板21的长度方向与混合筒30的径向对应，多个过滤板21 沿周向间隔设置于混合筒30内，且相邻两个过滤板21之间的区域形成缓冲区域，流入至旋流腔内的混合气体首先被分隔在间隔分布的多个缓冲区域，每个过滤板21上均设置有多个过滤孔，然后通过多个过滤板21上的过滤孔分别流入不同的流通路径。

具体地，继续参阅图1、图2、图5和图6，根据本实用新型的实施例，扰流结构包括交叉分布的多个扰流板23，每个螺旋导流板22的下游连接有一个扰流板23。

在本实施例中，扰流板23上开设有多个扰流窗，多个扰流窗的附近设置有一一对应的多个扰流板23，多个扰流窗以及多个扰流板23均通过冲压成型，以此降低扰流板23的制作工艺难度。

继续参阅图1、图2、图5和图6，根据本实用新型的实施例，每个螺旋导流板22与对应的一个过滤板21和一个扰流板23设置为一体成型的旋流钣金件 201。

在本实施例中，通过将一个螺旋导流板22与对应的一个过滤板21和一个扰流板23设置为一体成型的旋流钣金件201，可以降低旋流组件的制造难度，螺旋导流板22、过滤板21和扰流板23可通过一块钣金件冲压成型，以此降低扰流板23的制作工艺难度，以及降低旋流组件的制造成本。

继续参阅图1、图2、图5和图6，根据本实用新型的实施例，多个旋流钣金件201将旋流腔分隔成彼此隔离的多个旋流通道。

在本实施例中，SCR混合器装置100设置在排气管与SCR载体之间装置，主要用于改善尿素喷雾与发动机尾气之间的混合均匀性，提高NOx转化效率，本实用新型的实施例通过多个旋流钣金件201分隔成的多个旋流通道，能够达到对混合气体进行分流的目的，从而使SCR混合器装置100内的混合气体能够经多个流通路径流至下游的多个SCR载体。

具体地，发动机尾气从增压器涡轮流出后进入SCR混合器装置100，同时由安装在SCR混合器装置100上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入SCR混合器装置100中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，在SCR混合器装置100内生成所需要的还原剂氨气(NH3)，氨气(NH3) 流入SCR载体并在SCR载体中催化剂的作用下将氮氧化物(NOx)有选择性地还原为氮气(N2)，以此达到处理发动机尾气的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种SCR混合器装置，其特征在于，所述SCR混合器装置包括混合筒和旋流组件，所述旋流组件设置于所述混合筒的内部和/或设置于所述混合筒的进管口，且所述旋流组件在所述混合筒的内部分隔成分流通道。

2.根据权利要求1所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流组件包括设置于所述进管口处的扰流锥管，所述扰流锥管与所述混合筒之间的间隙形成扰流腔。

3.根据权利要求2所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述扰流锥管的管壁设置有沿周向间隔分布的多个通孔以及与所述多个通孔一一对应的多个扰流条。

4.根据权利要求2所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述混合筒的内部还设置有位于所述扰流腔的下游的旋流腔，所述旋流组件还包括设置于所述旋流腔的旋流结构。

5.根据权利要求4所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述SCR混合器装置还包括隔流环，所述隔流环沿周向设置于所述扰流锥管的外壁隔开所述扰流腔与所述旋流腔。

6.根据权利要求4所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流结构包括沿气流流动方向依次连接的分流结构、螺旋导流板和扰流结构。

7.根据权利要求6所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述分流结构包括交叉分布的多个过滤板，每个所述过滤板的下游连接有一个所述螺旋导流板。

8.根据权利要求7所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述扰流结构包括交叉分布的多个扰流板，每个所述螺旋导流板的下游连接有一个所述扰流板。

9.根据权利要求8所述的SCR混合器装置，其特征在于，每个所述螺旋导流板与对应的一个所述过滤板和一个所述扰流板设置为一体成型的旋流钣金件。

10.根据权利要求9所述的SCR混合器装置，其特征在于，多个所述旋流钣金件将所述旋流腔分隔成彼此隔离分布的多个分流通道。

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