[發明專利]尿素混合器

有效

• 申請號: 201710070410.7
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN107084029B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 張小鋼;易建文
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01N3/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請涉及尿素混合器。提供了用于尿素混合器的方法和系統。在一個示例中，尿素混合器可包括被定位成鄰近文丘里管通道的喉部的多個出口。

技術領域

本說明書整體涉及用于尿素混合器的方法和系統。

背景技術

一種用于發動機排氣的后處理的技術使用選擇性催化還原(SCR)以允許在排氣中的NOx和氨(NH3)之間發生某些化學反應。通過將尿素噴射到排氣通路中，NH3被引入到SCR催化劑上游的發動機排氣系統中，或在上游催化劑中產生。尿素在高溫條件下熵地(entropically)降解成NH3。SCR促進NH3和NOx之間的反應，以將NOx轉化為氮(N2)和水(H2O)。但是，如本文的發明人所認識到的，在將尿素噴射到排氣通路中時可出現問題。在一個示例中，尿素可不良地混合到排氣流中(例如，排氣流的第一部分具有比排氣流的第二部分更高的尿素濃度)，這可導致SCR的差的涂覆，以及排放物(例如，NOx)和SCR之間的差的反應性。另外，過度混合和攪拌排氣中的尿素同樣能引起問題，諸如增加的沉積物。

解決不充分的混合的嘗試包括在尿素噴射器的下游和SCR的上游引入混合裝置，使得排氣流可更均勻。解決尿素混合的其它嘗試包括靜止的混合裝置。Cho等人在US2013/0104531中示出了一種示例性方法。其中，靜態混合器位于用于噴射尿素的外管下游的排氣通道中。排氣流動通過排氣通道，并且在流動通過靜態混合器之前與尿素噴射結合。

但是，本文的發明人已經認識到這種系統的潛在問題。作為一個示例，由于通過混合器的排氣流出的方向性，上述靜態混合器呈現有限的混合能力，不能完全混合層流排氣流。排氣通道內的靜態混合器也存在制造和包裝限制。不同的排氣通道幾何形狀要求改變靜態混合器的制造，以使混合器緊密地裝配在排氣通道內。

發明內容

在一個示例中，上述問題可通過一種混合器來解決，所述混合器包括具有內部排氣通道的中空環形環，所述環包括入口和出口，所述入口位于下游內表面上，所述出口沿著上游內表面和鄰近SCR裝置上游的文丘里管通道的喉部(throat)的所述下游內表面之間的相交部定位；以及被定位成噴射到環中的尿素噴射器。以這種方式，出口可流體地耦接到通過使排氣流動通過文丘里管通道而產生的真空。

作為一個示例，由文丘里管通道產生的真空被供應到在上游內表面和下游內表面外部且在排氣通道內的空間中創建的環形室，其中所供應的真空可通過入口將排氣吸入環形室。環形室中的排氣可與來自排氣通道的不同區域的尿素和/或排氣混合。內環表面可成形以形成文丘里管，并且除了入口和出口之外，可將中心通道中的排氣從中空內部完全分開。排氣和尿素的混合物通過產生的真空流入內部中心排氣通道，其中混合物可與沒有噴射還原劑的排氣合并。以這種方式，通過排氣通道的整個排氣流可與尿素更多地接觸，并且改善SCR裝置的整體還原。

應當理解，上面的發明內容被提供是為了以簡化的形式介紹在詳細描述進一步描述的一些概念。并不旨在標識所要求保護的主題的關鍵或必要特征，其范圍由詳細描述后面的權利要求唯一限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上面或在本公開的任何部分提到的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出具有混合器的發動機的示意圖。

圖2示出沿著排氣通道定位的混合器的等距視圖。

圖3示出混合器的下游到上游正向視圖。

圖4示出混合器的剖視圖，其中示例性排氣流被引導通過混合器。

圖2-4近似按比例示出，但是可使用其他相對尺寸。

圖5示出用于操作混合器的噴射器的方法。

具體實施方式