KR20160040687A - Mirrored two-stage mixer - Google Patents
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Abstract
배기 후처리 시스템을 위한 혼합기는 하우징 및 제1 및 제2 편향기 그룹을 포함할 수 있다. 제1 편향기 그룹은 하우징 내에 배치될 수 있고, 제1 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제1 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열될 수 있다. 제2 편향기 그룹은 하우징 내에 배치될 수 있고, 제2 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제2 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열될 수 있다. 제1 및 제2 편향기 그룹은 하우징의 종축을 중심으로 서로 회전 대칭일 수 있다.The mixer for the aftertreatment system may comprise a housing and first and second deflector groups. The first deflector groups can be disposed within the housing and arranged relative to each other to direct fluid flowing through the first deflector group into a first vortex pair that rotates in opposite directions with respect to each other. The second deflector groups can be disposed within the housing and arranged relative to each other to direct fluid flowing through the second deflector group into a second vortex pair rotating in opposite directions with respect to each other. The first and second deflector groups may be rotationally symmetric with respect to each other about a longitudinal axis of the housing.
Description
본 개시는 연소 엔진용 배기 후처리 시스템을 위한 혼합기에 관한 것이다.The present disclosure relates to a mixer for an exhaust aftertreatment system for a combustion engine.
이 부분은 반드시 종래 기술인 것은 아닌, 본 개시와 관련된 배경 정보를 제공한다.This section provides background information relating to the present disclosure, not necessarily the prior art.
선택적 촉매 환원 기술이 연소 엔진의 배기 내에 존재하는 산화질소를 환원시키는 것과 함께 사용되었다. 연소 엔진을 사용하는 다수의 차량들에는, 산화질소 배출물을 환원시키기 위한 배기 후처리 장치가 장착되어 있다. 이러한 시스템들 중 일부는 환원제(예컨대, 요소(urea))를 보관하기 위한 컨테이너, 및 컨테이너로부터 배기 스트림으로 환원제를 전달하기 위한 운반 시스템을 포함한 요소-기반 기술을 이용하여 구성된다. 환원제가 환원제와 반응하게 되는 촉매에 도달하기 전에, 주입된 환원제를 배기가스와 혼합하기 위해, 혼합기가 통상적으로 환원제 주입기의 하류에 제공된다. 이러한 시스템은 지금까지 잘 기능했을 수도 있지만, 환원제를 배기 스트림과 더 효율적으로 및 효과적으로 혼합하며 촉매의 더 큰 면적에 걸쳐 환원제의 더 균일한 분포를 제공하기 위해 개선된 혼합기를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.Selective catalytic reduction techniques have been used with reducing nitrogen oxides present in the exhaust of combustion engines. Many vehicles using combustion engines are equipped with an exhaust aftertreatment apparatus for reducing nitric oxide emissions. Some of these systems are constructed using element-based techniques including a container for storing a reducing agent (e.g., urea) and a delivery system for delivering the reducing agent from the container to the exhaust stream. In order to mix the injected reducing agent with the exhaust gas before the reducing agent reaches the catalyst to be reacted with the reducing agent, a mixer is typically provided downstream of the reducing agent injector. While such a system may have worked well so far, it may be desirable to provide an improved mixer to more efficiently and effectively mix the reducing agent with the exhaust stream and to provide a more uniform distribution of the reducing agent over a larger area of the catalyst have.
이 부분은 본 개시의 전반적인 개요를 제공하는 것이며, 전체 범주 또는 모든 특징을 포괄적으로 개시하는 것이 아니다.This section is provided to provide an overview of the present disclosure and is not a comprehensive disclosure of the entire category or all features.
일 형태에서, 본 개시는 배기 통로, 배기 후처리 장치, 및 혼합기를 포함할 수 있는 배기 후처리 시스템을 제공한다. 배기 통로는 엔진으로부터 배기가스를 받을 수 있다. 배기 후처리 장치는 배기 통로 내에 배치될 수 있다. 혼합기는 배기 후처리 장치의 상류에서 배기 통로 내에 배치될 수 있다. 혼합기는 하우징 및 제1 및 제2 편향기 그룹을 포함할 수 있다. 제1 편향기 그룹은 하우징 내에 배치될 수 있고, 제1 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제1 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열될 수 있다. 제2 편향기 그룹은 하우징 내에 배치될 수 있고, 제2 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제2 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열될 수 있다. 제1 및 제2 편향기 그룹은 하우징의 종축을 중심으로 서로 회전 대칭일 수 있다.In one aspect, the disclosure provides an exhaust aftertreatment system that can include an exhaust passageway, an exhaust aftertreatment device, and a mixer. The exhaust passage can receive exhaust gas from the engine. The exhaust after-treatment apparatus can be disposed in the exhaust passage. The mixer may be disposed in the exhaust passage upstream of the exhaust aftertreatment apparatus. The mixer may include a housing and first and second deflector groups. The first deflector groups can be disposed within the housing and arranged relative to each other to direct fluid flowing through the first deflector group into a first vortex pair that rotates in opposite directions with respect to each other. The second deflector groups can be disposed within the housing and arranged relative to each other to direct fluid flowing through the second deflector group into a second vortex pair rotating in opposite directions with respect to each other. The first and second deflector groups may be rotationally symmetric with respect to each other about a longitudinal axis of the housing.
일부 구현예들에서, 배기 후처리 장치는 촉매를 포함할 수 있다.In some embodiments, the exhaust aftertreatment apparatus may comprise a catalyst.
일부 구현예들에서, 후처리 장치는 원형 형상을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 후처리 장치는 삼각형 형상을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 후처리 장치는 정사각형 형상을 가질 수 있다.In some embodiments, the post-treatment apparatus may have a round shape. In some embodiments, the post-processing apparatus may have a triangular shape. In some embodiments, the post processing apparatus may have a square shape.
일부 구현예들에서, 배기 후처리 시스템은 제1 및 제2 편향기 그룹의 상류에서 배기 통로에 환원제(예컨대, 요소 또는 암모니아)를 주입하도록 배열되는 환원제 주입기를 구비한 환원제 운반 시스템을 포함할 수 있다.In some embodiments, the exhaust aftertreatment system may include a reducing agent delivery system having a reducing agent injector arranged to inject a reducing agent (e.g., urea or ammonia) into the exhaust passageway upstream of the first and second deflector groups have.
일부 구현예들에서, 배기 후처리 시스템은 제1 및 제2 편향기 그룹의 상류에서 배기 통로에 환원제를 주입하도록 배열되는 제1 및 제2 환원제 주입기를 구비한 환원제 운반 시스템을 포함할 수 있다.In some embodiments, the exhaust aftertreatment system may include a reducing agent delivery system having first and second reducing agent injectors arranged to inject a reducing agent into the exhaust passageway upstream of the first and second deflector groups.
일부 구현예들에서, 하우징은 환원제가 각각 제1 및 제2 환원제 주입기로부터 하우징에 주입되게 하는 제1 및 제2 포트를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 포트는, 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제2 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 제1 및 제2 편향기 그룹에 대해 배열될 수 있다.In some embodiments, the housing may include first and second ports to allow a reducing agent to be injected from the first and second reducing agent injectors, respectively, into the housing. The first and second ports are arranged such that most of the reducing agent injected through the first port flows through the first deflector group and most of the reducing agent injected through the second port flows through the second deflector group, And the second deflector group.
일부 구현예들에서, 혼합기는 하우징 내에 배치되는 제3 편향기 그룹을 포함할 수 있되, 제3 편향기 그룹은 제3 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제3 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열된다.In some embodiments, the mixer may include a third deflector group disposed in the housing, wherein the third deflector group includes a third vortex that rotates fluid flowing through the third deflector group in opposite directions to each other, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >
일부 구현예들에서, 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹은 종축을 중심으로 서로 회전 대칭일 수 있다.In some embodiments, the first, second, and third deflector groups may be rotationally symmetric with respect to each other about a longitudinal axis.
일부 구현예들에서, 하우징은 제1, 제2, 및 제3 포트를 포함할 수 있되, 제1, 제2, 및 제3 포트는, 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제2 편향기 그룹을 통해 흐르며 제3 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제3 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹에 대해 배열된다.In some embodiments, the housing may include first, second, and third ports, wherein the first, second, and third ports are configured such that most of the reducing agent injected through the first port Most of the reducing agent flowing through the perfume group and flowing through the second port flows through the second deflector group and most of the reducing agent injected through the third port flows through the third deflector group, , And a third deflector group.
일부 구현예들에서, 혼합기는 하우징 내에 배치되는 제4 편향기 그룹을 포함할 수 있되, 제4 편향기 그룹은 제4 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제4 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열된다.In some embodiments, the mixer may include a fourth deflector group disposed in the housing, wherein the fourth deflector group includes a fourth vortex that rotates fluid flowing through the fourth deflector group in opposite directions to each other, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >
일부 구현예들에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹은 종축을 중심으로 서로 회전 대칭일 수 있다.In some embodiments, the first, second, third, and fourth deflector groups may be rotationally symmetric with respect to each other about the longitudinal axis.
일부 구현예들에서, 하우징은 제1, 제2, 제3, 및 제4 포트를 포함할 수 있되, 제1, 제2, 제3, 및 제4 포트는, 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제2 편향기 그룹을 통해 흐르며 제3 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제3 편향기 그룹을 통해 흐르고 제4 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 제4 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹에 대해 배열된다.In some embodiments, the housing may include first, second, third, and fourth ports, wherein the first, second, third, and fourth ports are configured to receive a majority Of the reducing agent flows through the first deflector group and most of the reducing agent injected through the second port flows through the second deflector group and most of the reducing agent injected through the third port flows through the third deflector group Second, third, and fourth deflector groups so that most of the reducing agent injected through the fourth port flows through the fourth deflector group.
일부 구현예들에서, 각각의 제1 및 제2 편향기 그룹은 하우징의 종축에 평행하게 연장되는 복수의 플레이트를 포함할 수 있되, 각각의 플레이트는 플레이트 및 종축에 대해 각지게 형성되는 복수의 탭을 포함한다.In some embodiments, each of the first and second groups of deflectors may include a plurality of plates extending parallel to the longitudinal axis of the housing, each plate comprising a plurality of tabs angled relative to the plate and the longitudinal axis, .
일부 구현예들에서, 각각의 복수의 플레이트의 복수의 탭은 대응하는 플레이트의 제1 측으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 탭, 및 대응하는 플레이트의 제2 반대측으로부터 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 탭을 포함할 수 있다.In some embodiments, the plurality of tabs of each plurality of plates includes a plurality of first tabs extending in a first direction from a first side of a corresponding plate, and a plurality of first tabs extending in a second direction from a second opposite side of the corresponding plate And a plurality of second tabs.
일부 구현예들에서, 하우징은 대략 관형 부재일 수 있다.In some embodiments, the housing can be a generally tubular member.
일부 구현예들에서, 후처리 장치는 원형 형상을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 후처리 장치는 삼각형 형상을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 후처리 장치는 정사각형 형상을 가질 수 있다.In some embodiments, the post-treatment apparatus may have a round shape. In some embodiments, the post-processing apparatus may have a triangular shape. In some embodiments, the post processing apparatus may have a square shape.
다른 형태에서, 본 개시는, 하우징 및 제1 및 제2 편향기 그룹을 포함할 수 있는, 배기 후처리 시스템을 위한 혼합기를 제공한다. 제1 편향기 그룹은 하우징 내에 배치될 수 있고, 제1 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열될 수 있다. 제2 편향기 그룹은 하우징 내에 배치될 수 있고, 제2 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열될 수 있다. 제1 및 제2 편향기 그룹은 하우징의 종축을 중심으로 원형 어레이 내에 배열될 수 있다.In another aspect, the present disclosure provides a mixer for an exhaust aftertreatment system that can include a housing and first and second deflector groups. The first deflector group can be disposed within the housing and can be arranged to generate a first counter-rotating vortex pair. The second deflector group may be disposed within the housing and may be arranged to generate a second counter-rotating vortex pair. The first and second deflector groups may be arranged in a circular array about the longitudinal axis of the housing.
일부 구현예들에서, 혼합기는, 하우징 내에 배치되며 제3 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열되는 제3 편향기 그룹을 포함할 수 있다.In some embodiments, the mixer may include a third deflector group disposed in the housing and arranged to generate a third reverse-rotating vortex pair.
일부 구현예들에서, 원형 어레이는 제3 편향기 그룹을 포함할 수 있다.In some embodiments, the circular array may include a third deflector group.
일부 구현예들에서, 혼합기는, 하우징 내에 배치되며 제4 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열되는 제4 편향기 그룹을 포함할 수 있다.In some embodiments, the mixer may include a fourth deflector group disposed in the housing and arranged to generate a fourth counter-rotating vortex pair.
일부 구현예들에서, 원형 어레이는 제4 편향기 그룹을 포함할 수 있다.In some embodiments, the circular array may include a fourth deflector group.
일부 구현예들에서, 혼합기는, 종축을 중심으로 놓이며 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹에 의해 둘러싸이는 제5 편향기 그룹을 포함할 수 있다.In some embodiments, the mixer may include a fifth deflector group centered on the longitudinal axis and surrounded by first, second, third, and fourth deflector groups.
일부 구현예들에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹 중 일부 또는 전부는 서로로부터 상이하게 회전 배향된다.In some embodiments, some or all of the first, second, third, and fourth deflector groups are rotationally oriented differently from each other.
일부 구현예들에서, 제1 및 제2 편향기 그룹은 각각 제1 및 제2 칼라에 의해 둘러싸일 수 있다.In some embodiments, the first and second deflector groups may be surrounded by a first and a second collar, respectively.
일부 구현예들에서, 제1 및 제2 칼라는 하우징의 종축에 대해 및 서로에 대해 각지게 형성되는 제1 및 제2 종축을 각각 포함할 수 있다. 제1 및 제2 편향기 그룹의 이러한 배향은 비원형 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 또는 다른 후처리 장치의 모서리들로 유체 유동을 몰아넣을 수 있다.In some embodiments, the first and second collar may comprise first and second longitudinal axes, respectively, formed about the longitudinal axis of the housing and angled relative to each other. This orientation of the first and second deflector groups can drive fluid flow into the corners of a non-circular selective catalytic reduction (SCR) catalyst or other post-treatment apparatus.
추가적인 적용 분야들이 본원에 제공된 설명으로부터 명확해질 것이다. 이러한 개요의 설명 및 구체적인 예는 단지 예시를 위한 것이며, 본 개시의 범주를 제한하려는 의도가 아니다.Additional application fields will become apparent from the description provided herein. The description and specific examples of such schemes are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
본원에 설명된 도면은 모든 가능한 실시예들이 아닌 선택된 구현예들을 단지 예시하기 위한 것이며, 본 개시의 범주를 제한하려는 의도가 아니다.
도 1은 본 개시의 원리에 따른 후처리 시스템을 구비한 배기 시스템 및 엔진의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 원리에 따른 도 1의 후처리 시스템의 혼합기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 혼합기의 다른 사시도이다.
도 4는 혼합기의 단면도이다.
도 5는 유체가 혼합기를 통해 흐를 때 혼합기에 의해 발생되는 와류의 회전 방향을 도시한 혼합기의 평면도이다.
도 6은 본 개시의 원리에 따른 다른 혼합기의 사시도이다.
도 7은 도 6의 혼합기의 다른 사시도이다.
도 8은 도 6의 혼합기의 단면도이다.
도 9는 유체가 혼합기를 통해 흐를 때 혼합기에 의해 발생되는 와류의 회전 방향을 도시한 도 6의 혼합기의 평면도이다.
도 10은 본 개시의 원리에 따른 다른 혼합기의 사시도이다.
도 11은 도 10의 혼합기의 다른 사시도이다.
도 12는 도 10의 혼합기의 단면도이다.
도 13은 유체가 혼합기를 통해 흐를 때 혼합기에 의해 발생되는 와류의 회전 방향을 도시한 도 10의 혼합기의 평면도이다.
도 14는 본 개시의 원리에 따른 복수의 편향기 그룹을 구비한 다른 혼합기의 사시도이다.
도 15는 도 14의 혼합기의 하나의 편향기 그룹의 사시도이다.
도 16은 도 15의 편향기 그룹의 다른 사시도이다.
도 17은 유체가 편향기 그룹을 통해 흐를 때 편향기 그룹에 의해 발생되는 와류의 회전 방향을 도시한 도 15의 편향기 그룹의 평면도이다.
대응하는 도면부호들은 여러 도면에 걸쳐 대응하는 구성요소들을 나타낸다.The drawings described herein are for illustrative purposes only, and are not intended to limit the scope of the present disclosure, rather than all possible embodiments.
1 is a schematic diagram of an exhaust system and engine with a post-treatment system in accordance with the principles of the present disclosure;
2 is a perspective view of a mixer of the post-treatment system of FIG. 1 in accordance with the principles of the present disclosure;
Figure 3 is another perspective view of the mixer of Figure 2;
4 is a cross-sectional view of the mixer.
5 is a plan view of the mixer showing the direction of rotation of the vortex generated by the mixer as fluid flows through the mixer.
Figure 6 is a perspective view of another mixer in accordance with the principles of the present disclosure;
Figure 7 is another perspective view of the mixer of Figure 6;
8 is a cross-sectional view of the mixer of FIG.
Figure 9 is a plan view of the mixer of Figure 6 showing the direction of rotation of the vortex generated by the mixer as fluid flows through the mixer;
10 is a perspective view of another mixer in accordance with the principles of the present disclosure;
11 is another perspective view of the mixer of FIG.
12 is a cross-sectional view of the mixer of FIG.
Figure 13 is a plan view of the mixer of Figure 10 showing the direction of rotation of the vortex generated by the mixer as fluid flows through the mixer.
14 is a perspective view of another mixer with a plurality of deflector groups according to the principles of the present disclosure;
Figure 15 is a perspective view of one deflector group of the mixer of Figure 14;
Figure 16 is another perspective view of the deflector group of Figure 15;
Figure 17 is a plan view of the deflector group of Figure 15 showing the direction of rotation of the vortex generated by the deflector group as fluid flows through the deflector group.
Corresponding reference characters indicate corresponding elements throughout the several views.
예시적인 구현예들이 이제 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.Exemplary implementations will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
예시적인 구현예들은 본 개시가 철저하게 되어 당업자들에게 범주를 완전하게 알려주도록 제공된다. 특정한 구성요소, 장치, 및 방법의 예들과 같은 다수의 특정한 상세들이 본 개시의 구현예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그러나, 특정한 상세들이 채용될 필요는 없고, 예시적인 구현예들이 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 어느 쪽도 본 개시의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 일부 예시적인 구현예들에서, 주지의 공정, 주지의 장치 구조, 및 주지의 기술은 상세히 설명되지 않는다.The exemplary embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Many specific details, such as examples of specific components, devices, and methods, are set forth in order to provide a thorough understanding of the implementations of the present disclosure. It will be apparent, however, to one skilled in the art that the specific details need not be employed, that the illustrative embodiments may be implemented in a number of different forms, and neither should be construed as limiting the scope of the present disclosure. In some exemplary embodiments, well-known processes, well-known device structures, and well-known techniques are not described in detail.
본원에 사용된 용어들은 특정한 예시적인 구현예들을 단지 설명하려는 목적으로, 제한하려는 의도가 아니다. 본원에 사용된 바와 같이, 문맥상 달리 명확하게 나타내지 않는 한, "단수 형태(a, an, the)"는 복수 형태도 포함하도록 의도될 수 있다. "포함한다", "포함하는", "구비한", "갖는"이라는 용어들은 포괄적이며, 그에 따라 명시된 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재나 추가를 배제하지는 않는다. 본원에 설명된 방법 단계들, 공정들, 및 동작들은, 수행 순서를 구체적으로 나타내지 않는 한, 논의되거나 예시되는 특정한 순서로 이들의 수행이 이루어질 것을 반드시 요구하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 추가적인 또는 대안적인 단계가 채용될 수 있음을 또한 이해해야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular illustrative embodiments only, and is not intended to be limiting. As used herein, unless the context clearly indicates otherwise, "a, an, the" may be intended to include plural forms. The terms "comprises", "comprising", "having", and "having" are inclusive and thus denote the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, and / Does not preclude the presence or addition of other features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof. The method steps, processes, and operations described herein should not be construed as necessarily requiring their performance to be performed in the specific order discussed or illustrated unless the order of execution is specifically stated. It is also to be understood that additional or alternative steps may be employed.
하나의 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에 있거나", "맞물리거나", "부착되거나", "연결되거나" "결합되는" 것으로 언급될 때, 이는 다른 요소 또는 층의 바로 위에 있거나, 직접 맞물리거나, 부착되거나, 연결되거나 결합될 수 있거나, 개재된 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 반대로, 하나의 요소가 다른 요소 또는 층의 "바로 위에 있거나", "직접 맞물리거나", "직접 부착되거나", "직접 연결되거나" "직접 결합되는" 것으로 언급될 때, 개재된 요소 또는 층이 존재하지 않을 수 있다. 요소들 사이의 관계를 묘사하기 위해 사용되는 다른 단어들도 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예컨대, "사이"와 "사이에 바로", "인접한"과 "바로 인접한" 등). 본원에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 연관된 기재 항목의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.When an element or layer is referred to as being "on," "engaged," "attached to," "connected to," or "coupled to" another element or layer, it may be directly on top of another element or layer, May be engaged, attached, connected or joined together, or intervening elements or layers may be present. Conversely, when an element is referred to as being "directly over," "directly engaged," "directly attached to," "directly connected to," or "directly coupled to" another element or layer, It may not exist. Other terms used to describe the relationship between elements should be interpreted in a similar manner (e.g., between "between" and "immediately", "adjacent" and "immediately adjacent"). As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more associated entry items.
다양한 요소들, 구성요소들, 구성요소 그룹들, 영역들, 층들, 및/또는 부분들을 설명하기 위해 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본원에 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 구성요소들, 구성요소 그룹들, 영역들, 층들, 및/또는 부분들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어들은 하나의 요소, 구성요소, 구성요소 그룹, 영역, 층, 또는 부분을 다른 요소, 구성요소, 구성요소 그룹, 영역, 층, 또는 부분으로부터 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 본원에 사용될 때 "제1", "제2"와 같은 용어 및 다른 수치 용어는, 문맥상 달리 명확하게 나타내지 않는 한, 순위 또는 순서를 내포하지 않는다. 따라서, 이하에 논의되는 제1 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 부분은 예시적인 구현예들의 교시를 벗어남 없이 제2 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 부분으로 표현될 수 있다.It should be understood that although the terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various elements, components, groups of components, regions, layers, and / Elements, groups of elements, regions, layers, and / or portions should not be limited by these terms. These terms may only be used to distinguish one element, element, group of elements, region, layer, or portion from another element, element, element group, region, layer, or portion. As used herein, terms such as " first ", "second ", and other numerical terms do not imply rank or order, unless the context clearly dictates otherwise. Thus, the first element, component, region, layer or portion discussed below may be represented as a second element, component, region, layer or section without departing from the teachings of the exemplary embodiments.
"내부", "외부", "밑", "아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적 상대 용어들 및 상향, 하향, 시계방향, 반시계방향 등과 같은 방위 용어들은, 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 요소 또는 특징의, 다른 요소(들) 또는 특징(들)에 대한 관계를 설명하기 위해 설명의 편의상 본원에 사용될 수 있다. 공간적 상대 용어들은 도면에 도시된 배향 외에도 사용 또는 작동 중 장치의 상이한 배향을 포괄하도록 의도될 수 있다. 예컨대, 도면에서 장치의 방향이 반전되는 경우, 다른 요소 또는 특징의 "아래" 또는 "밑"에 있는 것으로 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "위"에 배향될 것이다. 그러므로, "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래의 배향 모두를 포괄할 수 있다. 장치는 달리 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 배향), 본원에 사용된 공간적 상대 기술어들은 그에 따라 해석될 수 있다.Bearing terms such as spatial relative terms such as "inside", "outside", "under", "under", "under", "above", "top", and upward, downward, clockwise, counterclockwise, May be used herein for convenience of explanation to describe the relationship of one element or feature to another element (s) or feature (s), as shown in the figures. Spatial relative terms may be intended to encompass different orientations of the device during use or operation, in addition to the orientations shown in the figures. For example, where the orientation of a device is reversed in the figures, elements described as being "under" or "under" another element or feature will be oriented "above" another element or feature. Thus, an exemplary term "below" can encompass both the top and bottom orientations. The device can be oriented differently (90 degrees rotation or other orientation) and the spatial relative descriptors used herein can be interpreted accordingly.
도 1을 참조하면, 배기 통로(12), 환원제 운반 시스템(14), 후처리 장치(16), 및 혼합기(18)를 포함할 수 있는 배기 후처리 시스템(10)이 제공된다. 배기 통로(12)는 연소 엔진(20)으로부터 배출되는 배기가스를 받을 수 있다. 배기 통로(12) 내로 배출되는 배기가스는 혼합기(18) 및 후처리 장치(16)를 통해 흐른 후 주변 환경으로 배출될 수 있다. 환원제 운반 시스템(14)은 탱크(22)로부터 하나 이상의 환원제 주입기(24)로 환원제(예컨대, 요소 또는 암모니아)를 펌핑할 수 있되, 이 환원제 주입기는 혼합기(18)에서 또는 그 상류에서 배기 스트림에 환원제를 분무할 수 있다. 혼합기(18)는 환원제와 배기가스의 더 균일한 혼합물을 제공하기 위해 환원제를 배기가스와 혼합할 수 있고, 이후 혼합물은 후처리 장치(16)에 들어간다.1, there is provided an exhaust aftertreatment system 10 that can include an exhaust passageway 12, a reducing agent delivery system 14, a
후처리 장치(16)는 예컨대 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매일 수 있다. 환원제와 후처리 장치(16) 사이의 반응은 예컨대 배기가스 내의 산화질소를 질소(N2), 물, 및/또는 이산화탄소로 변환할 수 있다. 후처리 장치(16)는 (도 5에 도시된 바와 같이) 원형 형상, (도 9에 도시된 바와 같이) 삼각형 형상, 또는 (도 13에 도시된 바와 같이) 직사각형 또는 정사각형 형상과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.The
이제 도 2 내지 도 5를 참조하면, 혼합기(18)는 하우징(26), 제1 편향기 그룹(27), 및 제2 편향기 그룹(28)을 포함할 수 있다. 하우징(26)은 제1 및 제2 주입기 포트(30, 32) 및 종축(A)을 갖는 대략 관형 부재일 수 있다. 제1 및 제2 주입기 포트(30, 32)는 하우징(26)의 상류 단부(33)와 하우징(26)의 하류 단부(35) 사이에 배치될 수 있다. 각각의 주입기 포트(30, 32)는 (도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이) 대응하는 하나의 환원제 주입기(24)를 수용할 수 있다. 환원제 주입기들(24)은 제1 및 제2 편향기 그룹(27, 28)의 상류에서 혼합기(18)에 환원제를 주입할 수 있다. 주입기들(24)은 배기가스 유동 방향에 수직인 방향으로 환원제를 분무하도록 위치하는 것으로 도면에 도시되었지만, 일부 구현예들에서, 주입기들(24) 및 주입기 포트들(30, 32)은 배기가스 유동 방향에 대해 소정의 각도로 위치할 수 있다. 주입기들(24) 및 주입기 포트들(30, 32)이 임의의 장소 및 임의의 배향에 위치할 수 있음은 물론이다.Referring now to FIGS. 2-5, the
제1 편향기 그룹(27)은 제1 및 제2 플레이트(34, 36) 및 제3 플레이트(38)의 제1 절반부 또는 일부(37)를 포함할 수 있다. 제2 편향기 그룹(28)은 제4 및 제5 플레이트(39, 41) 및 제3 플레이트(38)의 제2 절반부 또는 일부(43)를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제4, 및 제5 플레이트(34, 36, 39, 41)는 서로 대략 평행할 수 있고, 하우징(26)의 종축(A)에 평행할 수 있다. 제3 플레이트(38)는 제1, 제2, 제4, 및 제5 플레이트(34, 36, 39, 41)에 대략 평행할 수 있고, 종축(A)을 따라 연장될 수 있다. 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 플레이트(34, 36, 38, 39, 41)의 측단부들은 예컨대 용접, 체결구, 및/또는 강제 끼워맞춤에 의해 임의의 적절한 수단에 의해 하우징(26)에 고정 부착될 수 있다. 예컨대, 일부 구현예들에서, 플레이트들(34, 36, 38, 39, 41)의 측단부들은, 그로부터 상향 또는 하향 연장되며 하우징(26)의 내경과 맞물리는 레그들(미도시)을 포함할 수 있다. 레그들은 하우징(26)의 내경에 예컨대 용접될 수 있거나 달리 연결될 수 있다.The
제1 플레이트(34)는 상류 단부(40), 하류 단부(42), 복수의 절개부(44; 도 3에 가장 잘 도시됨), 복수의 제1 편향기(46), 복수의 제2 편향기(48), 및 하나 이상의 제3 편향기(50)를 포함할 수 있다. 절개부들(44) 및 제1 편향기들(46)은 상류 및 하류 단부(40, 42) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(46)은 (절개부들(44)을 형성하도록) 제1 플레이트(34)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 제1 플레이트(34)에 대해 소정의 각도로 (도 2 내지 도 5의 기준 프레임에 대해) 상향 절곡될 수 있다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(33)로부터 하류 단부(35)로 하우징(26)을 통해 흐를 때, 제1 편향기들(46)은 절개부들(44)을 통해 유체를 하향 편향시킬 수 있다.The
제2 편향기들(48)은 제1 플레이트(34)의 하류 단부(42)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제1 플레이트(34)로부터 하향 및 하우징(26)의 하류 단부(35)를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(50)는 제1 플레이트(34)의 하류 단부(42)에 또는 그에 인접하게 및 제2 편향기들(48) 사이에 배치될 수 있다. 제3 편향기(50)는 제1 플레이트(34)로부터 상향 및 하우징(26)의 하류 단부(35)를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(50)는 슬롯(52)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 상류 단부(33)로부터 하류 단부(35)로 하우징(26)을 통해 흐를 때, 제2 편향기들(48)은 유체를 하향 편향시킬 수 있고, 제3 편향기(50)는 유체를 상향 편향시킬 수 있다.
제2 플레이트(36)는 제1 플레이트(34)와 실질적으로 유사할 수 있고, 상류 단부(54), 하류 단부(56), 복수의 절개부(58; 도 3에 가장 잘 도시됨), 복수의 제1 편향기(60), 복수의 제2 편향기(62), 및 하나 이상의 제3 편향기(64)를 포함할 수 있다. 절개부들(58) 및 편향기들(60, 62, 64)은 제1 플레이트(34)의 절개부들(44) 및 편향기들(46, 48, 50)과 유사하거나 동일할 수 있으므로, 다시 상세히 설명되지 않을 것이다.The
제3 플레이트(38)는 상류 단부(66)와 하류 단부(68)를 포함할 수 있다. 제3 플레이트(38)의 제1 부분(37)은 복수의 절개부(70), 복수의 제1 편향기(72), 및 복수의 제2 편향기(74)를 포함할 수 있다. 절개부들(70) 및 제1 편향기들(72)은 상류 및 하류 단부(66, 68) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(72)은 (절개부들(70)을 형성하도록) 제3 플레이트(38)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 제3 플레이트(38)에 대해 소정의 각도로 (도 2 내지 도 5의 기준 프레임에 대해) 하향 절곡될 수 있다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(33)로부터 하류 단부(35)로 하우징(26)을 통해 흐를 때, 제1 편향기들(72)은 절개부들(70)을 통해 유체를 상향 편향시킬 수 있다.The
제2 편향기(74)는 제3 플레이트(38)의 하류 단부(42)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제3 플레이트(38)로부터 상향 및 하우징(26)의 하류 단부(35)를 향해 연장될 수 있다. 유체가 상류 단부(33)로부터 하류 단부(35)로 하우징(26)을 통해 흐를 때, 제2 편향기(74)는 유체를 대략 상향 편향시킬 수 있다.The
제2 편향기 그룹(28)이 제1 편향기 그룹(27)으로부터 180도 회전 위치할 수 있다는 점을 제외하면, 제2 편향기 그룹(28)은 제1 편향기 그룹(27)과 유사하거나 동일할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 편향기 그룹(27, 28)은 종축(A)을 중심으로 서로 회전 대칭일 수 있다. 제3 플레이트(38)의 제2 부분(43)이 제1 부분(37)과 실질적으로 유사하고, 제4 및 제5 플레이트(39, 41)가 각각 제2 및 제1 플레이트(36, 34)와 실질적으로 유사하기 때문에, 제2 부분(43)과 제4 및 제5 플레이트(39, 41)는 다시 상세히 설명되지 않을 것이다. 간략하게는, 제2 부분(43)은 절개부들(76), 상향 연장된 편향기들(78), 및 하나의 하향 연장된 편향기(80)를 포함할 수 있다. 제4 플레이트(39)는 절개부들(82), 하향 연장된 제1 편향기들(84), 상향 연장된 제2 편향기들(86), 및 하나의 하향 연장된 제3 편향기(88)를 포함할 수 있다. 제5 플레이트(41)는 절개부들(90), 하향 연장된 제1 편향기들(92), 상향 연장된 제2 편향기들(94), 및 하나의 하향 연장된 제3 편향기(96)를 포함할 수 있다.The
계속 도 1 내지 도 5를 참조하여, 시스템(10)의 작동이 상세히 설명될 것이다. 엔진(20)의 작동 중에, 배기가스가 엔진(20)으로부터 배기 통로(12) 내로 배출되며 혼합기(18)를 통해 흐른다. 배기가 혼합기(18)를 통해 흐를 때, 환원제 운반 시스템(14)은 (예컨대, 주입기 포트들(30, 32)을 통해) 제1 및 제2 편향기 그룹(27, 28)의 상류에서 배기 스트림에 환원제를 주입할 수 있다. 제1 및 제2 편향기 그룹(27, 28)을 통해 흐름으로써, 환원제는 배기가스와 혼합되게 되고, 그에 따라 혼합물이 후처리 장치(16)에 흘러 들어갈 때 환원제가 배기가스 내에 더 균일하게 분포된다.With continued reference to Figures 1-5, the operation of the system 10 will be described in detail. During operation of the
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 편향기 그룹(27, 28)은 이를 통해 흐르는 유체가 제1 및 제2 와류 쌍을 형성하게 한다. 즉, 제1 편향기 그룹(27)은 반시계방향으로 회전하는 제1 와류(V1) 및 시계방향으로 회전하는 제2 와류(V2)를 발생시킬 수 있다. 제2 편향기 그룹(28)은 시계방향으로 회전하는 제3 와류(V3) 및 반시계방향으로 회전하는 제4 와류(V4)를 발생시킬 수 있다. 제1 및 제2 와류(V1, V2)는 서로 나란히 배열되며 대략 제3 플레이트(38) 위에 배치될 수 있다. 제3 및 제4 와류(V3, V4)의 배열은 종축(A)을 중심으로 제1 및 제2 와류(V1, V2)의 배열에 회전 대칭일 수 있다.As shown in FIG. 5, the first and
두 역회전 와류 쌍(V1, V2, V3, V4)을 생성함으로써, 혼합기(18)는 후처리 장치(16)의 상류면에서 유체 유동 패턴의 전체적인 균일성을 개선할 수 있다(즉, 후처리 장치(16)의 상류면에 걸친 유속이 더 균일할 수 있다). (단 하나의 역회전 와류 쌍 대신에) 두 역회전 와류 쌍을 제공하는 것은, 와류(V1, V2, V3, V4)가 후처리 장치(16)를 통해 흐르기 전에 소실될 수 있는 혼합기(18)의 하류에서의 거리를 감소시킬 수 있다. 제1 및 제2 편향기 그룹(27, 28)의 구성은 (도 5에 도시된 바와 같이) 원형 단면을 갖는 후처리 장치(16)와 함께 사용될 때 특히 유리할 수 있지만, 임의의 다른 형상을 갖는 후처리 장치와 사용될 때에도 유리할 수 있다.By creating the two counter-rotating vortices V1, V2, V3, V4, the
전술한 바와 같이, 혼합기(18)는 주입기 포트들(30, 32)을 통해 환원제를 주입하는 한 쌍의 주입기(24)를 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 각각의 주입기 포트(30, 32)는 환원제가 역회전 와류 쌍들(V1, V2, V3, V4) 중 대응하는 하나의 가스 유동에 주입되는 것을 허용할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제1 주입기 포트(30)를 통해 주입되는 대부분의 환원제는 제1 편향기 그룹(27)을 통해 흐를 수 있고, 제2 주입기 포트(32)를 통해 주입되는 대부분의 환원제는 제2 편향기 그룹(28)을 통해 흐를 수 있다. 각각의 편향기 그룹을 위한 주입기(24)가 배기 유동 내의 환원제의 더 균일한 분포를 제공할 수 있으므로, 각각 특정한 편향기 그룹(27, 28)에 대응하는 다수의 주입기(24)를 구비하는 것이 (예컨대, 12 인치 직경을 갖는 혼합기와 같은) 대직경 혼합기에 특히 유리할 수 있다.As described above, the
도 6 내지 도 9를 참조하면, 혼합기(18) 대신에 시스템(10)에 통합될 수 있는 다른 혼합기(118)가 제공된다. 혼합기(118)는 하우징(126), 제1 편향기 그룹(127), 제2 편향기 그룹(128), 제3 편향기 그룹(129), 및 중앙 혼합기(130)를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)은, 인접한 편향기 그룹들이 서로로부터 120도 이격되도록, 하우징(126)의 종축(A)을 중심으로 원형 어레이 내에 배열될 수 있다. 즉, 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)은, 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)이 종축(A)을 중심으로 회전 대칭 패턴을 형성하도록, 종축(A)을 중심으로 균일하게 분포될 수 있다.6-9, another
하우징(126)은 제1, 제2, 및 제3 주입 포트(131, 132, 133)를 포함하는 관형 부재일 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 주입 포트(131, 132, 133)는 각각 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)과 회전 정렬될 수 있다. 전술한 바와 같이, 환원제 주입기들(24)이 대응하는 주입 포트들(131, 132, 133)에 수용될 수 있다. 주입기 포트들(131, 132, 133)이 배기가스 유동 방향에 수직인 방향으로 환원제를 분무하기 위해 주입기들(24)에 대해 위치하는 것으로 도면에 도시되었지만, 일부 구현예들에서, 주입기들(24) 및 주입기 포트들(131, 132, 133)은 배기가스 유동 방향에 대해 소정의 각도로 위치할 수 있다. 주입기들(24) 및 주입기 포트들(131, 132, 133)이 임의의 장소 및 임의의 배향에 위치할 수 있음은 물론이다.The
제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)은 서로 실질적으로 유사할 수 있고, 각각 대략 평행한 제1 및 제2 플레이트(134, 136)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(134)는 상류 단부(138), 하류 단부(140), 복수의 절개부(142), 복수의 제1 편향기(144), 복수의 제2 편향기(146), 및 하나의 제3 편향기(148)를 포함할 수 있다. 절개부들(142) 및 제1 편향기들(144)은 상류 및 하류 단부(138, 140) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(144)은 (절개부들(142)을 형성하도록) 제1 플레이트(134)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 외향 절곡될 수 있고, 그에 따라 제1 편향기들(144)은 제1 플레이트(134)로부터 하우징(126)의 내주면을 향해 (즉, 종축으로부터 멀리) 및 상류 단부(138)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(138)로부터 하류 단부(140)로 하우징(126)을 통해 흐를 때, 제1 편향기들(144)은 절개부들(142)을 통해 제2 플레이트(136)를 향해 유체를 편향시킬 수 있다.The first, second, and
제2 편향기들(146)은 제1 플레이트(134)의 하류 단부(140)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제1 플레이트(134)로부터 종축(A)을 향해 및 하우징(126)의 하류 단부를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(148)는 제1 플레이트(134)의 하류 단부(140)에 또는 그에 인접하게 및 제2 편향기들(146) 사이에 배치될 수 있다. 제3 편향기(148)는 제1 플레이트(134)로부터 하우징(126)의 내주면을 향해 (즉, 종축(A)으로부터 멀리) 및 하우징(126)의 하류 단부를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(148)는 슬롯(150)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 하우징(126)을 통해 흐를 때, 제2 편향기들(146)은 종축(A)을 향해 유체를 편향시킬 수 있고, 제3 편향기(148)는 종축(A)으로부터 멀리 유체를 편향시킬 수 있다.The
제2 플레이트(136)는 상류 단부(152), 하류 단부(154), 복수의 절개부(156), 복수의 제1 편향기(158), 및 하나의 제2 편향기(160)를 포함할 수 있다. 절개부들(156) 및 제1 편향기들(158)은 상류 및 하류 단부(152, 154) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(158)은 (절개부들(156)을 형성하도록) 제2 플레이트(136)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 외향 절곡될 수 있고, 그에 따라 제1 편향기들(158)은 제2 플레이트(136)로부터 하우징(126)의 내주면을 향해 (즉, 종축으로부터 멀리) 및 상류 단부(152)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(152)로부터 하류 단부(154)로 하우징(126)을 통해 흐를 때, 제1 편향기들(158)은 절개부들(156)을 통해 중앙 혼합기(130)를 향해 유체를 편향시킬 수 있다. 제2 편향기(160)는 제2 플레이트(136)의 하류 단부(154)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제2 플레이트(136)로부터 종축(A)으로부터 멀리 및 하우징(126)의 하류 단부를 향해 연장될 수 있다. 제2 편향기(160)는 제1 플레이트(134)의 제2 편향기들(146) 사이에 배치될 수 있다. 제2 편향기(160)는 슬롯(162)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 하우징(126)을 통해 흐를 때, 제2 편향기(160)는 종축(A)으로부터 멀리 유체를 편향시킬 수 있다.The
중앙 혼합기(130)는 칼라(164) 및 복수의 중앙 편향기(166)를 포함할 수 있다. 칼라(164)는 종축(A)을 중심으로 놓일 수 있고, 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)의 제2 플레이트들(136)과 맞물릴 수 있다. 중앙 편향기들(166)은 칼라(164) 내에 배치될 수 있고, 종축(A)을 중심으로 정렬되는 만곡 플레이트들을 포함할 수 있다. 중앙 편향기들(166)은 칼라(164)를 통해 흐르는 유체에 소용돌이 운동(swirling motion)을 가할 수 있다. 일부 구현예들에서, 중앙 편향기들(166)은 대략 S자형일 수 있다.The
계속 도 6 내지 도 9를 참조하여, 혼합기(118)의 작동이 상세히 설명될 것이다. 전술한 바와 같이, 환원제 운반 시스템(14)은 (예컨대, 주입기 포트들(131, 132, 133)을 통해) 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)의 상류에서 배기 스트림에 환원제를 주입할 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)을 통해 흐름으로써, 환원제는 배기가스와 혼합되게 되고, 그에 따라 혼합물이 후처리 장치(16)에 흘러 들어갈 때 환원제가 배기가스 내에 더 균일하게 분포된다.6 to 9, the operation of the
도 9에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)은 이를 통해 흐르는 유체가 제1, 제2, 및 제3 와류 쌍을 형성하게 한다. 즉, 제1 편향기 그룹(127)은 반시계방향으로 회전하는 제1 와류(V1) 및 시계방향으로 회전하는 제2 와류(V2)를 발생시킬 수 있다. 제2 편향기 그룹(128)은 시계방향으로 회전하는 제3 와류(V3) 및 반시계방향으로 회전하는 제4 와류(V4)를 발생시킬 수 있다. 마찬가지로, 제3 편향기 그룹(129)은 시계방향으로 회전하는 제5 와류(V5) 및 반시계방향으로 회전하는 제6 와류(V6)를 발생시킬 수 있다. 제1 및 제2 와류(V1, V2)는 서로 나란히 배열될 수 있다. 제3 및 제4 와류(V3, V4)의 배열은 종축(A)을 중심으로 제1 및 제2 와류(V1, V2)의 배열에 회전 대칭일 수 있다. 마찬가지로, 제5 및 제6 와류(V5, V6)의 배열은 종축(A)을 중심으로 제1 및 제2 와류(V1, V2)의 배열에 회전 대칭일 수 있다.As shown in FIG. 9, the first, second, and
세 역회전 와류 쌍(V1, V2, V3, V4, V5, V6)을 생성함으로써, 혼합기(118)는 후처리 장치(16)의 상류면에서 유체 유동 패턴의 전체적인 균일성을 개선할 수 있다(즉, 후처리 장치(16)의 상류면에 걸친 유속이 더 균일할 수 있다). (단 하나의 역회전 와류 쌍 대신에) 세 역회전 와류 쌍을 제공하는 것은, 와류(V1, V2, V3, V4, V5, V6)가 후처리 장치(16)를 통해 흐르기 전에 소실될 수 있는 혼합기(118)의 하류에서의 거리를 감소시킬 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹(127, 128, 129)의 구성은 (도 9에 도시된 바와 같이) 삼각형 단면을 갖는 후처리 장치(16)와 함께 사용될 때 특히 유리할 수 있지만, 임의의 다른 형상을 갖는 후처리 장치와 사용될 때에도 유리할 수 있다. 예컨대, 삼각형 형상과 같은 비원형 단면을 갖는 후처리 장치(16)와 함께 사용될 때, 예컨대, 역회전 와류 쌍들(V1, V2, V3, V4, V5, V6)은 후처리 장치(16)의 모서리들로 환원제와 배기가스의 혼합물을 몰아넣을 수 있다.By creating three counter-rotating vortices V1, V2, V3, V4, V5 and V6, the
전술한 바와 같이, 혼합기(118)는 주입 포트들(131, 132, 133)을 통해 환원제를 주입하는 다수의 주입기(24)를 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 각각의 주입 포트(131, 132, 133)는 환원제가 역회전 와류 쌍들(V1, V2, V3, V4, V5, V6) 중 대응하는 하나의 가스 유동에 주입되는 것을 허용할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제1 주입기 포트(131)를 통해 주입되는 대부분의 환원제는 제1 편향기 그룹(127)을 통해 흐를 수 있고, 제2 주입기 포트(132)를 통해 주입되는 대부분의 환원제는 제2 편향기 그룹(128)을 통해 흐를 수 있으며, 제3 주입기 포트(133)를 통해 주입되는 대부분의 환원제는 제3 편향기 그룹(129)을 통해 흐를 수 있다. 각각의 편향기 그룹을 위한 주입기(24)가 배기 유동 내의 환원제의 더 균일한 분포를 제공할 수 있으므로, 각각 특정한 편향기 그룹(127, 128, 129)에 대응하는 다수의 주입기(24)를 구비하는 것이 (예컨대, 12 인치 직경을 갖는 혼합기와 같은) 대직경 혼합기에 특히 유리할 수 있다.As described above, the
도 10 내지 도 13을 참조하면, 혼합기(18) 대신에 시스템(10)에 통합될 수 있는 다른 혼합기(218)가 제공된다. 혼합기(218)는 하우징(226), 제1 편향기 그룹(227), 제2 편향기 그룹(228), 제3 편향기 그룹(229), 제4 편향기 그룹(230), 및 중앙 혼합기(231)를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)은, 인접한 편향기 그룹들이 서로로부터 90도 이격되도록, 하우징(226)의 종축(A)을 중심으로 원형 어레이 내에 배열될 수 있다. 즉, 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)은, 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)이 종축(A)을 중심으로 회전 대칭 패턴을 형성하도록, 종축(A)을 중심으로 균일하게 분포될 수 있다.Referring to Figs. 10-13, another
하우징(226)은 4개의 주입 포트(232)를 포함하는 관형 부재일 수 있다. 각각의 주입 포트(232)는 각각 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230) 중 대응하는 하나와 회전 정렬될 수 있다. 전술한 바와 같이, 대응하는 환원제 주입기들(24)이 주입 포트들(232)에 수용될 수 있다. 주입기 포트들(232)이 배기가스 유동 방향에 수직인 방향으로 환원제를 분무하기 위해 주입기들(24)에 대해 위치하는 것으로 도면에 도시되었지만, 일부 구현예들에서, 주입기들(24) 및 주입기 포트들(232)은 배기가스 유동 방향에 대해 소정의 각도로 위치할 수 있다. 주입기들(24) 및 주입기 포트들(232)이 임의의 장소 및 임의의 배향에 위치할 수 있음은 물론이다.The
제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)은 서로 실질적으로 유사할 수 있고, 각각 대략 평행한 제1 및 제2 플레이트(234, 236)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(234)는 상류 단부(238), 하류 단부(240), 복수의 절개부(242), 복수의 제1 편향기(244), 복수의 제2 편향기(246), 및 하나의 제3 편향기(248)를 포함할 수 있다. 절개부들(242) 및 제1 편향기들(244)은 상류 및 하류 단부(238, 240) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(244)은 (절개부들(242)을 형성하도록) 제1 플레이트(234)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 외향 절곡될 수 있고, 그에 따라 제1 편향기들(244)은 제1 플레이트(234)로부터 하우징(226)의 내주면을 향해 (즉, 종축으로부터 멀리) 및 상류 단부(238)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(238)로부터 하류 단부(240)로 하우징(226)을 통해 흐를 때, 제1 편향기들(244)은 절개부들(242)을 통해 제2 플레이트(236)를 향해 유체를 편향시킬 수 있다.The first, second, third, and
제2 편향기들(246)은 제1 플레이트(234)의 하류 단부(240)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제1 플레이트(234)로부터 종축(A)을 향해 및 하우징(226)의 하류 단부를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(248)는 제1 플레이트(234)의 하류 단부(240)에 또는 그에 인접하게 및 제2 편향기들(246) 사이에 배치될 수 있다. 제3 편향기(248)는 제1 플레이트(234)로부터 하우징(226)의 내주면을 향해 (즉, 종축(A)으로부터 멀리) 및 하우징(226)의 하류 단부를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(248)는 슬롯(250)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 하우징(226)을 통해 흐를 때, 제2 편향기들(246)은 종축(A)을 향해 유체를 편향시킬 수 있고, 제3 편향기(248)는 종축(A)으로부터 멀리 유체를 편향시킬 수 있다.
제2 플레이트(236)는 상류 단부(252), 하류 단부(254), 복수의 절개부(256), 복수의 제1 편향기(258), 및 하나의 제2 편향기(260)를 포함할 수 있다. 절개부들(256) 및 제1 편향기들(258)은 상류 및 하류 단부(252, 254) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(258)은 (절개부들(256)을 형성하도록) 제2 플레이트(236)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 외향 절곡될 수 있고, 그에 따라 제1 편향기들(258)은 제2 플레이트(236)로부터 하우징(226)의 내주면을 향해 (즉, 종축으로부터 멀리) 및 상류 단부(252)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(252)로부터 하류 단부(254)로 하우징(226)을 통해 흐를 때, 제1 편향기들(258)은 절개부들(256)을 통해 중앙 혼합기(231)를 향해 유체를 편향시킬 수 있다. 제2 편향기(260)는 제2 플레이트(236)의 하류 단부(254)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제2 플레이트(236)로부터 종축(A)으로부터 멀리 및 하우징(226)의 하류 단부를 향해 연장될 수 있다. 제2 편향기(260)는 제1 플레이트(234)의 제2 편향기들(246) 사이에 배치될 수 있다. 제2 편향기(260)는 슬롯(262)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 하우징(226)을 통해 흐를 때, 제2 편향기(260)는 종축(A)으로부터 멀리 유체를 편향시킬 수 있다.The
중앙 혼합기(231)는 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)의 제2 플레이트들(236)과 맞물리는 복수의 중앙 편향기(266)를 포함할 수 있다. 중앙 편향기들(266)은 종축(A)을 중심으로 정렬되는 만곡 플레이트들을 포함할 수 있다. 중앙 편향기들(266)은 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)의 제2 플레이트들(236)에 의해 구획된 공간을 통해 흐르는 유체에 소용돌이 운동을 가할 수 있다. 일부 구현예들에서, 중앙 편향기들(266)은 대략 S자형일 수 있다.The
계속 도 10 내지 도 13을 참조하여, 혼합기(218)의 작동이 상세히 설명될 것이다. 전술한 바와 같이, 환원제 운반 시스템(14)은 (예컨대, 주입기 포트들(232)을 통해) 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)의 상류에서 배기 스트림에 환원제를 주입할 수 있다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)을 통해 흐름으로써, 환원제는 배기가스와 혼합되게 되고, 그에 따라 혼합물이 후처리 장치(16)에 흘러 들어갈 때 환원제가 배기가스 내에 더 균일하게 분포된다.With continued reference to Figs. 10-13, the operation of the
도 13에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)은 이를 통해 흐르는 유체가 제1, 제2, 제3, 및 제4 와류 쌍을 형성하게 한다. 즉, 제1 편향기 그룹(227)은 반시계방향으로 회전하는 제1 와류(V1) 및 시계방향으로 회전하는 제2 와류(V2)를 발생시킬 수 있다. 제2 편향기 그룹(228)은 시계방향으로 회전하는 제3 와류(V3) 및 반시계방향으로 회전하는 제4 와류(V4)를 발생시킬 수 있다. 마찬가지로, 제3 편향기 그룹(229)은 시계방향으로 회전하는 제5 와류(V5) 및 반시계방향으로 회전하는 제6 와류(V6)를 발생시킬 수 있다. 제4 편향기 그룹(230)은 시계방향으로 회전하는 제7 와류(V7) 및 반시계방향으로 회전하는 제8 와류(V8)를 발생시킬 수 있다. 제1 및 제2 와류(V1, V2)는 서로 나란히 배열될 수 있다. 제3 및 제4 와류(V3, V4)의 배열은 종축(A)을 중심으로 제1 및 제2 와류(V1, V2)의 배열에 회전 대칭일 수 있다. 마찬가지로, 제5 및 제6 와류(V5, V6)의 배열은 종축(A)을 중심으로 제1 및 제2 와류(V1, V2)의 배열에 회전 대칭일 수 있다. 제7 및 제8 와류(V7, V8)의 배열은 종축(A)을 중심으로 제1 및 제2 와류(V1, V2)의 배열에 회전 대칭일 수 있다.As shown in FIG. 13, the first, second, third and
네 역회전 와류 쌍(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8)을 생성함으로써, 혼합기(218)는 후처리 장치(16)의 상류면에서 유체 유동 패턴의 전체적인 균일성을 개선할 수 있다(즉, 후처리 장치(16)의 상류면에 걸친 유속이 더 균일할 수 있다). (단 하나의 역회전 와류 쌍 대신에) 네 역회전 와류 쌍을 제공하는 것은, 와류(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8)가 후처리 장치(16)를 통해 흐르기 전에 소실될 수 있는 혼합기(218)의 하류에서의 거리를 감소시킬 수 있다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)의 구성은 (도 13에 도시된 바와 같이) 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는 후처리 장치(16)와 함께 사용될 때 특히 유리할 수 있지만, 임의의 다른 형상을 갖는 후처리 장치와 사용될 때에도 유리할 수 있다. 예컨대, 정사각형 또는 직사각형 형상과 같은 비원형 단면을 갖는 후처리 장치(16)와 함께 사용될 때, 예컨대, 역회전 와류 쌍들(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8)은 후처리 장치(16)의 모서리들로 환원제와 배기가스의 혼합물을 몰아넣을 수 있다.By creating four counter-rotating vortices V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 and V8, the
전술한 바와 같이, 혼합기(218)는 다수의 주입 포트(232)를 통해 환원제를 주입하는 다수의 주입기(24)를 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 각각의 주입 포트(232)는 환원제가 역회전 와류 쌍들(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8) 중 대응하는 하나의 가스 유동에 주입되는 것을 허용할 수 있다. 각각의 편향기 그룹을 위한 주입기(24)가 배기 유동 내의 환원제의 더 균일한 분포를 제공할 수 있으므로, 각각 특정한 편향기 그룹(227, 228, 229, 230)에 대응하는 다수의 주입기(24)를 구비하는 것이 (예컨대, 12 인치 직경을 갖는 혼합기와 같은) 대직경 혼합기에 특히 유리할 수 있다.As described above, the
도 14 내지 도 17을 참조하면, 혼합기(18) 대신에 시스템(10)에 통합될 수 있는 다른 혼합기(318)가 제공된다. 혼합기(318)는 하우징(326) 및 복수의 편향기 그룹(328)을 포함할 수 있다. 도 14 내지 도 17에 도시된 특정한 구현예에서, 6개의 편향기 그룹(328)은, 인접한 편향기 그룹들이 서로로부터 60도 이격되도록, 하우징(326)의 종축(A1)을 중심으로 원형 어레이 내에 배열된다. 즉, 6개의 편향기 그룹(328)은, 6개의 편향기 그룹(328)이 종축(A1)을 중심으로 회전 대칭 패턴을 형성하도록, 종축(A1)을 중심으로 균일하게 분포된다. 제7 편향기 그룹(328)이 종축(A1)을 중심으로 놓일 수 있고, 다른 6개의 편향기 그룹(328)에 의해 둘러싸일 수 있다. 하우징(326)은 각각 하나 이상의 대응하는 환원제 주입기(24)를 수용할 수 있는 하나 이상의 주입 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 하우징(326)은 원형 패턴으로 배열되는 6개의 편향기 그룹(328) 중 하나에 각각 대응하는 6개의 주입기 포트 및 주입기(24)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 배열은 배기 유동 내의 환원제의 더 균일한 분포를 제공할 수 있다.14-17, another
각각의 편향기 그룹(328)은 서로 유사하거나 동일할 수 있고, 제1 플레이트(332), 제2 플레이트(334), 및 제1 및 제2 플레이트(332, 334) 사이에 배치되는 복수의 중앙 플레이트(336)를 둘러싸는 칼라(330)를 포함할 수 있다. 특정한 편향기 그룹(328) 내의 제1, 제2, 및 중앙 플레이트(332, 334, 336)는 서로 대략 평행할 수 있고, 대응하는 칼라(330)의 슬롯들(337) 내에 유지될 수 있다. 각각의 편향기 그룹(328)은, 칼라들(330)의 종축들(A2)이 하우징(326)의 종축(A2)에 실질적으로 평행하도록(또는 종축(A1)을 중심으로 놓인 제7 편향기 그룹(328)의 경우, 칼라(330)의 종축(A2)이 종축(A1)과 동일 직선 상에 놓일 수 있도록), 배향될 수 있다. 그러나, 일부 구현예들에서, 칼라들(330)의 종축들(A2)은 서로 및/또는 종축(A1)에 대해 각지게 형성될 수 있다.Each of the
제1 플레이트(332)는 상류 단부(338), 하류 단부(340), 복수의 절개부(342), 및 복수의 편향기(344)를 포함할 수 있다. 절개부들(342) 및 편향기들(344)은 상류 및 하류 단부(338, 340) 사이에 배치될 수 있다. 편향기들(344)은 (절개부들(342)을 형성하도록) 제1 플레이트(332)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 외향 절곡될 수 있고, 그에 따라 편향기들(344)은 제1 플레이트(332)로부터 칼라(330)의 내주면을 향해 (즉, 종축(A2)으로부터 멀리) 및 상류 단부(338)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(338)로부터 하류 단부(340)로 칼라(330)를 통해 흐를 때, 편향기들(344)은 절개부들(342)을 통해 중앙 플레이트들(336)을 향해 유체를 편향시킬 수 있다.The
제2 플레이트(334)는 상류 단부(352; 도 16), 하류 단부(354; 도 17), 복수의 절개부(356; 도 16), 복수의 제1 편향기(358; 도 16), 및 하나의 제2 편향기(360; 도 15 및 도 17)를 포함할 수 있다. 절개부들(356) 및 제1 편향기들(358)은 상류 및 하류 단부(352, 354) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(358)은 (절개부들(356)을 형성하도록) 제2 플레이트(334)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 내향 절곡될 수 있고, 그에 따라 제1 편향기들(358)은 제2 플레이트(334)로부터 칼라(330)의 종축(A2)을 향해 및 하류 단부(254)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(252)로부터 하류 단부(254)로 칼라(330)를 통해 흐를 때, 제1 편향기들(258)은 중앙 플레이트들(336)을 향해 유체를 편향시킬 수 있다. 제2 편향기(360)는 제2 플레이트(334)의 하류 단부(354)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 제2 플레이트(334)로부터 종축(A2)을 향해 연장될 수 있다. 제2 편향기(360)는 슬롯(362)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 칼라(330)를 통해 흐를 때, 제2 편향기(360)는 종축(A2)을 향해 유체를 편향시킬 수 있다.16), a downstream end 354 (FIG. 17), a plurality of cutouts 356 (FIG. 16), a plurality of first deflectors 358 (FIG. 16), and a
중앙 플레이트들(336)은 각각 상류 단부(364), 하류 단부(366), 복수의 절개부(368), 복수의 제1 편향기(370), 복수의 제2 편향기(372), 및 하나의 제3 편향기(374)를 포함할 수 있다. 절개부들(368) 및 제1 편향기들(370)은 상류 및 하류 단부(364, 366) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편향기들(370)은 (절개부들(368)을 형성하도록) 중앙 플레이트(336)로부터 부분적으로 절개되거나 스탬핑되어 절곡될 수 있고, 그에 따라 제1 편향기들(370)은 중앙 플레이트(336)로부터 제1 플레이트(332)를 향해 및 상류 단부(364)를 향해 소정의 각도로 연장된다. 이런 방식으로, 유체가 상류 단부(364)로부터 하류 단부(366)로 칼라(330)를 통해 흐를 때, 제1 편향기들(370)은 대응하는 절개부들(368)을 통해 유체를 편향시킬 수 있다.The
제2 편향기들(372)은 중앙 플레이트(336)의 하류 단부(366)에 또는 그에 인접하게 배치될 수 있고, 중앙 플레이트(336)로부터 제2 플레이트(334)를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(374)는 중앙 플레이트(336)의 하류 단부(366)에 또는 그에 인접하게 및 제2 편향기들(372) 사이에 배치될 수 있다. 제3 편향기(374)는 중앙 플레이트(336)로부터 제1 플레이트(332)를 향해 연장될 수 있다. 제3 편향기(374)는 슬롯(376)이 형성되어 있을 수 있다. 유체가 칼라(330)를 통해 흐를 때, 제2 편향기들(372)은 제2 플레이트(334)를 향해 유체를 편향시킬 수 있고, 제3 편향기(374)는 제1 플레이트(332)를 향해 유체를 편향시킬 수 있다.The
계속 도 14 내지 도 17을 참조하여, 혼합기(318)의 작동이 상세히 설명될 것이다. 전술한 바와 같이, 환원제 운반 시스템(14)은 편향기 그룹들(328)의 상류에서 배기 스트림에 환원제를 주입할 수 있다. 편향기 그룹들(328)을 통해 흐름으로써, 환원제는 배기가스와 혼합되게 되고, 그에 따라 혼합물이 후처리 장치(16)에 흘러 들어갈 때 환원제가 배기가스 내에 더 균일하게 분포된다.With continued reference to Figs. 14 to 17, the operation of the
도 17에 도시된 바와 같이, 각각의 편향기 그룹(328)은 이를 통해 흐르는 유체로 하여금 반대 방향으로 회전하는 제1 및 제2 와류 쌍(V1, V2)을 형성하게 한다. 일곱 역회전 와류 쌍(V1, V2)(즉, 각각의 일곱 편향기 그룹(328)에 하나의 쌍)을 생성함으로써, 혼합기(318)는 후처리 장치(16)의 상류면에서 유체 유동 패턴의 전체적인 균일성을 개선할 수 있다(즉, 후처리 장치(16)의 상류면에 걸친 유속이 더 균일할 수 있다). (단 하나의 역회전 와류 쌍 대신에) 일곱 역회전 와류 쌍을 제공하는 것은, 와류(V1, V2)가 후처리 장치(16)를 통해 흐르기 전에 소실될 수 있는 혼합기(318)의 하류에서의 거리를 감소시킬 수 있다. 편향기 그룹들(328)의 구성은 예컨대 원형, 삼각형, 정사각형, 또는 직사각형 단면 또는 임의의 다른 형상의 단면을 갖는 후처리 장치(16)와 함께 사용될 수 있다.As shown in FIG. 17, each
구현예들의 전술한 설명은 예시 및 설명을 위해 제공되었다. 이는 철저히 하려는 의도이거나, 본 개시를 제한하려는 의도가 아니다. 특정한 구현예의 개별 요소들 또는 특징들은 일반적으로 이 특정한 구현예에 제한되는 것이 아니라, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않았더라도, 적용 가능한 경우, 서로 교체될 수 있고, 선택된 구현예에서 사용될 수 있다. 이는 또한 다수의 방식으로 변경될 수 있다. 이러한 변경들은 본 개시를 벗어난 것으로 간주되지 않아야 하며, 이러한 모든 수정들은 본 개시의 범주 내에 포함되도록 의도된다.The foregoing description of the embodiments has been presented for purposes of illustration and description. This is intended to be exhaustive or is not intended to limit the present disclosure. The individual elements or features of a particular embodiment are not generally limited to this particular embodiment, but may be interchanged, if applicable, and used in selected embodiments, even if not specifically shown or described. It can also be modified in a number of ways. Such modifications are not to be regarded as a departure from the present disclosure, and all such modifications are intended to be included within the scope of this disclosure.
Claims (38)
상기 배기 통로 내에 배치되는 배기 후처리 장치; 및
상기 배기 후처리 장치의 상류에서 상기 배기 통로 내에 배치되며, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되는 제1 편향기 그룹, 및 상기 하우징 내에 배치되는 제2 편향기 그룹을 포함하는 혼합기로, 상기 제1 편향기 그룹은 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제1 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되고, 상기 제2 편향기 그룹은 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제2 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되며, 상기 제1 및 제2 편향기 그룹은 상기 하우징의 종축을 중심으로 서로 회전 대칭인, 혼합기를 포함하는, 배기 후처리 시스템.An exhaust passage for receiving exhaust gas from the engine;
An exhaust post-treatment device disposed in the exhaust passage; And
A mixer including a housing, a first deflector group disposed in the housing, and a second deflector group disposed in the housing, the mixer being disposed in the exhaust passage upstream of the exhaust aftertreatment apparatus, Group is arranged relative to one another to direct fluid flowing through said first deflector group into a first vortex pair rotating in opposite directions with respect to each other, said second deflector group being arranged with respect to said second deflector group The first and second groups of deflectors are arranged about one another to direct the flowing fluid into a second vortex pair rotating in opposite directions relative to each other, the first and second groups of deflectors comprising a mixer rotationally symmetric with respect to each other about a longitudinal axis of the housing The exhaust aftertreatment system.
상기 배기 후처리 장치는 촉매를 포함하는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the exhaust after-treatment apparatus includes a catalyst.
상기 제1 및 제2 편향기 그룹의 상류에서 상기 배기 통로에 환원제를 주입하도록 배열되는 환원제 주입기를 구비한 환원제 운반 시스템을 추가로 포함하는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a reducing agent delivery system having a reducing agent injector arranged to inject a reducing agent into the exhaust passage upstream of the first and second deflector groups.
상기 제1 및 제2 편향기 그룹의 상류에서 상기 배기 통로에 환원제를 주입하도록 배열되는 제1 및 제2 환원제 주입기를 구비한 환원제 운반 시스템을 추가로 포함하는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a reducing agent delivery system having first and second reducing agent injectors arranged to inject a reducing agent into the exhaust passage upstream of the first and second deflector groups.
상기 하우징은 환원제가 각각 상기 제1 및 제2 환원제 주입기로부터 상기 하우징에 주입되게 하는 제1 및 제2 포트를 포함하되, 상기 제1 및 제2 포트는, 상기 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 상기 제1 및 제2 편향기 그룹에 대해 배열되는, 배기 후처리 시스템.5. The method of claim 4,
The housing includes first and second ports for allowing a reducing agent to be injected into the housing from the first and second reducing agent injectors, respectively, wherein the first and second ports are connected to the first port and the second port, Wherein the first deflector group is arranged with respect to the first and second deflector groups so that a reducing agent flows through the first deflector group and most of the reducing agent injected through the second port flows through the second deflector group. Processing system.
상기 혼합기는 상기 하우징 내에 배치되는 제3 편향기 그룹을 포함하되, 상기 제3 편향기 그룹은 상기 제3 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제3 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 1,
The mixer includes a third deflector group disposed in the housing, wherein the third deflector group directs fluid flowing through the third deflector group into a third vortex pair that rotates in opposite directions with respect to each other The exhaust aftertreatment system being arranged relative to one another.
상기 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹은 상기 종축을 중심으로 서로 회전 대칭인, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the first, second, and third deflector groups are rotationally symmetric with respect to each other about the longitudinal axis.
상기 종축을 중심으로 놓이며 복수의 편향기를 포함하는 중앙 혼합기를 추가로 포함하는, 배기 후처리 시스템.8. The method of claim 7,
Further comprising a central mixer centered on said longitudinal axis and comprising a plurality of deflectors.
상기 하우징은 제1, 제2, 및 제3 포트를 포함하되, 상기 제1, 제2, 및 제3 포트는, 상기 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르며 상기 제3 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제3 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 상기 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹에 대해 배열되는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 6,
The housing includes first, second, and third ports, wherein the first, second, and third ports allow most of the reducing agent injected through the first port to pass through the first deflector group Most of the reducing agent flowing through the second port flows through the second deflector group and most of the reducing agent injected through the third port flows through the third deflector group, 2, and the third deflector group.
상기 후처리 장치는 삼각형 형상을 가지는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the post-treatment apparatus has a triangular shape.
상기 혼합기는 상기 하우징 내에 배치되는 제4 편향기 그룹을 포함하되, 상기 제4 편향기 그룹은 상기 제4 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제4 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 6,
The mixer includes a fourth deflector group disposed in the housing, wherein the fourth deflector group directs fluid flowing through the fourth deflector group into a fourth vortex pair rotating in opposite directions with respect to each other The exhaust aftertreatment system being arranged relative to one another.
상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹은 상기 종축을 중심으로 서로 회전 대칭인, 배기 후처리 시스템.12. The method of claim 11,
Wherein the first, second, third, and fourth deflector groups are rotationally symmetric with respect to each other about the longitudinal axis.
상기 종축을 중심으로 놓이며 복수의 편향기를 포함하는 중앙 혼합기를 추가로 포함하는, 배기 후처리 시스템.13. The method of claim 12,
Further comprising a central mixer centered on said longitudinal axis and comprising a plurality of deflectors.
상기 하우징은 제1, 제2, 제3, 및 제4 포트를 포함하되, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포트는, 상기 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르며 상기 제3 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제3 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제4 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제4 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹에 대해 배열되는, 배기 후처리 시스템.12. The method of claim 11,
Wherein the housing comprises first, second, third and fourth ports, wherein the first, second, third and fourth ports are configured such that most of the reducing agent injected through the first port, Most of the reducing agent flowing through the first deflector group and flowing through the second port flows through the second deflector group and most of the reducing agent injected through the third port flows through the third deflector group, Second, third, and fourth deflector groups such that most of the reducing agent injected through the fourth port flows through the fourth deflector group.
상기 후처리 장치는 정사각형 형상을 가지는, 배기 후처리 시스템.12. The method of claim 11,
Wherein the post-treatment apparatus has a square shape.
상기 각각의 제1 및 제2 편향기 그룹은 상기 하우징의 상기 종축에 평행하게 연장되는 복수의 플레이트를 포함하되, 각각의 플레이트는 상기 플레이트 및 상기 종축에 대해 각지게 형성되는 복수의 탭을 포함하는, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second groups of deflectors includes a plurality of plates extending parallel to the longitudinal axis of the housing, each plate comprising a plurality of tabs angled with respect to the plate and the longitudinal axis , Exhaust aftertreatment system.
상기 각각의 복수의 플레이트의 상기 복수의 탭은 상기 대응하는 플레이트의 제1 측으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 탭, 및 상기 대응하는 플레이트의 제2 반대측으로부터 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 탭을 포함하는, 배기 후처리 시스템.17. The method of claim 16,
The plurality of tabs of each of the plurality of plates includes a plurality of first tabs extending in a first direction from a first side of the corresponding plate and a plurality of second tabs extending in a second direction from a second opposite side of the corresponding plate And a second tab of the exhaust system.
상기 하우징은 대략 관형 부재인, 배기 후처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the housing is a generally tubular member.
상기 하우징 내에 배치되는 제1 편향기 그룹으로, 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제1 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되는 제1 편향기 그룹; 및
상기 하우징 내에 배치되는 제2 편향기 그룹으로, 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제2 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되는 제2 편향기 그룹을 포함하고,
상기 제1 및 제2 편향기 그룹은 상기 하우징의 종축을 중심으로 서로 회전 대칭인, 배기 후처리 시스템을 위한 혼합기.housing;
A first deflector group disposed in the housing and arranged with respect to each other to direct fluid flowing through the first deflector group into a first vortex pair rotating in a direction opposite to the first deflector group; And
A second deflector group disposed in the housing and configured to direct fluids flowing through the second deflector group into a second vortex pair rotating in opposite directions relative to each other, Including,
Wherein the first and second groups of deflectors are rotationally symmetric with each other about a longitudinal axis of the housing.
상기 하우징은 제1 및 제2 포트를 포함하되, 상기 제1 및 제2 포트는, 상기 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 상기 제1 및 제2 편향기 그룹에 대해 배열되는, 혼합기.20. The method of claim 19,
Wherein the housing includes first and second ports, wherein the first and second ports are configured such that most of the reducing agent injected through the first port flows through the first deflector group and is injected through the second port, Are arranged for the first and second deflector groups such that most of the reducing agent flowing through the second deflector group flows through the second deflector group.
상기 하우징 내에 배치되는 제3 편향기 그룹을 추가로 포함하되, 상기 제3 편향기 그룹은 상기 제3 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제3 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되는, 혼합기.20. The method of claim 19,
Further comprising a third deflector group disposed in the housing such that the third deflector group directs fluid flowing through the third deflector group into a third vortex pair that rotates in an opposite direction with respect to each other A mixer arranged about one another.
상기 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹은 상기 종축을 중심으로 서로 회전 대칭인, 혼합기.22. The method of claim 21,
Wherein the first, second, and third deflector groups are rotationally symmetric with respect to each other about the longitudinal axis.
상기 하우징은 제1, 제2, 및 제3 포트를 포함하되, 상기 제1, 제2, 및 제3 포트는, 상기 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르며 상기 제3 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제3 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 상기 제1, 제2, 및 제3 편향기 그룹에 대해 배열되는, 혼합기.22. The method of claim 21,
The housing includes first, second, and third ports, wherein the first, second, and third ports allow most of the reducing agent injected through the first port to pass through the first deflector group Most of the reducing agent flowing through the second port flows through the second deflector group and most of the reducing agent injected through the third port flows through the third deflector group, 2, and a third deflector group.
상기 하우징 내에 배치되는 제4 편향기 그룹을 추가로 포함하되, 상기 제4 편향기 그룹은 상기 제4 편향기 그룹을 통해 흐르는 유체를 서로에 대해 반대 방향으로 회전하는 제4 와류 쌍 내로 지향시키도록 서로에 대해 배열되는, 혼합기.22. The method of claim 21,
Further comprising a fourth deflector group disposed in the housing such that the fourth deflector group directs fluid flowing through the fourth deflector group into a fourth vortex pair that rotates in opposite directions with respect to each other A mixer arranged about one another.
상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹은 상기 종축을 중심으로 서로 회전 대칭인, 혼합기.25. The method of claim 24,
Wherein the first, second, third, and fourth deflector groups are rotationally symmetric with respect to each other about the longitudinal axis.
상기 하우징은 제1, 제2, 제3, 및 제4 포트를 포함하되, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 포트는, 상기 제1 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제1 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제2 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제2 편향기 그룹을 통해 흐르며 상기 제3 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제3 편향기 그룹을 통해 흐르고 상기 제4 포트를 통해 주입되는 대부분의 환원제가 상기 제4 편향기 그룹을 통해 흐르도록, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹에 대해 배열되는, 혼합기.25. The method of claim 24,
Wherein the housing comprises first, second, third and fourth ports, wherein the first, second, third and fourth ports are configured such that most of the reducing agent injected through the first port, Most of the reducing agent flowing through the first deflector group and flowing through the second port flows through the second deflector group and most of the reducing agent injected through the third port flows through the third deflector group, Third, and fourth deflector groups such that most of the reducing agent injected through the fourth port flows through the fourth deflector group.
상기 각각의 제1 및 제2 편향기 그룹은 상기 하우징의 상기 종축에 평행하게 연장되는 복수의 플레이트를 포함하되, 각각의 플레이트는 상기 플레이트 및 상기 종축에 대해 각지게 형성되는 복수의 탭을 포함하는, 혼합기.20. The method of claim 19,
Wherein each of the first and second groups of deflectors includes a plurality of plates extending parallel to the longitudinal axis of the housing, each plate comprising a plurality of tabs angled with respect to the plate and the longitudinal axis , Mixer.
상기 각각의 복수의 플레이트의 상기 복수의 탭은 상기 대응하는 플레이트의 제1 측으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 탭, 및 상기 대응하는 플레이트의 제2 반대측으로부터 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 탭을 포함하는, 혼합기.28. The method of claim 27,
The plurality of tabs of each of the plurality of plates includes a plurality of first tabs extending in a first direction from a first side of the corresponding plate and a plurality of second tabs extending in a second direction from a second opposite side of the corresponding plate And a second tab of the mixer.
상기 하우징은 대략 관형 부재인, 혼합기.20. The method of claim 19,
Wherein the housing is a generally tubular member.
상기 하우징 내에 배치되며, 제1 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열되는 제1 편향기 그룹; 및
상기 하우징 내에 배치되며, 제2 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열되는 제2 편향기 그룹을 포함하고,
상기 제1 및 제2 편향기 그룹은 상기 하우징의 종축을 중심으로 원형 어레이 내에 배열되는, 배기 후처리 시스템을 위한 혼합기.housing;
A first deflector group disposed within the housing and arranged to generate a first counter-rotating vortex pair; And
A second deflector group disposed within the housing and arranged to generate a second pair of counter-rotating vortices,
Wherein the first and second groups of deflectors are arranged in a circular array about a longitudinal axis of the housing.
상기 하우징 내에 배치되며, 제3 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열되는 제3 편향기 그룹을 추가로 포함하는, 혼합기.31. The method of claim 30,
Further comprising a third deflector group disposed within the housing and arranged to generate a third reverse vortex pair.
상기 원형 어레이는 상기 제3 편향기 그룹을 포함하는, 혼합기.32. The method of claim 31,
Wherein the circular array comprises the third deflector group.
상기 하우징 내에 배치되며, 제4 역회전 와류 쌍을 발생시키도록 배열되는 제4 편향기 그룹을 추가로 포함하는, 혼합기.32. The method of claim 31,
Further comprising a fourth deflector group disposed within the housing and arranged to generate a fourth counter-rotating vortex pair.
상기 원형 어레이는 상기 제4 편향기 그룹을 포함하는, 혼합기.34. The method of claim 33,
Wherein the circular array comprises the fourth deflector group.
상기 종축을 중심으로 놓이며 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹에 의해 둘러싸이는 제5 편향기 그룹을 추가로 포함하는, 혼합기.35. The method of claim 34,
And a fifth deflector group centered on said longitudinal axis and surrounded by said first, second, third, and fourth deflector groups.
상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 편향기 그룹 모두는 서로로부터 상이하게 회전 배향되는, 혼합기.36. The method of claim 35,
Wherein the first, second, third, and fourth deflector groups are rotationally oriented differently from each other.
상기 제1 및 제2 편향기 그룹은 각각 제1 및 제2 칼라에 의해 둘러싸이는, 혼합기.31. The method of claim 30,
Wherein the first and second deflector groups are surrounded by a first and a second collar, respectively.
상기 제1 및 제2 칼라는 상기 하우징의 상기 종축에 대해 및 서로에 대해 각지게 형성되는 제1 및 제2 종축을 각각 포함하는, 혼합기.
39. The method of claim 37,
Said first and second collars each including first and second longitudinal axes that are angled with respect to said longitudinal axis of said housing and with respect to each other.
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