[發明專利]混合裝置和后處理裝置

有效

• 申請號: 201780036166.0
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN109415963B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: P·全;J·科西克;C·博馳;E·卡魯斯
• 申請（專利權）人: 戴姆勒卡車股份公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;殷玲

本發明涉及一種混合裝置(18)，用于將來自車輛的內燃機的廢氣與用于降低廢氣中的氮氧化物含量的溶液(20)混合。混合裝置(18)包括套管(24)，其具有廢氣入口(30)、廢氣出口(32)和拐角區域(40)，其中廢氣流朝向廢氣出口(32)轉移。拐角區域(40)具有用于給料單元的開口(26)。混合裝置(18)包括布置在套管(24)內的導流器(48)。導流器(48)被構造成將廢氣流的總體分成第一廢氣流和第二廢氣流。在導流器(48)與套管(24)的側壁(22)之間形成用于第二廢氣流的間隙(54)。在側壁(22)中，定位用于給料單元的開口(26)。導流器(48)的末端區域(56)布置在用于給料單元的開口(26)的上游。

本發明涉及一種混合裝置，用于混合來自車輛內燃機的廢氣和用于降低廢氣中氮氧化物含量的溶液。本發明還涉及包括這種混合裝置的后處理裝置。

文獻EP 2 465 602 A2描述了一種用于廢氣凈化的裝置，其中尿素水溶液被引入流過廢氣通道的廢氣流中。借助于導流器，廢氣流被分成在廢氣通道的橫截面中心流動的中心流，和在中心流周圍循環和前進的邊緣流。導流器具有用于中心流動的內管和布置在內管上的葉片，用于將廢氣轉換成在內管循環的運動。內管和葉片放置在套管內。

用于降低廢氣中氮氧化物含量的溶液，例如尿素水溶液，與廢氣的有效混合，對于在后處理系統或后處理裝置中開發有效的SCR系統是至關重要的。減輕或消除后處理裝置內尿素的沉積也是至關重要的。這在發動機NO_x排放高的條件下尤其有效。當尿素水溶液饋入到廢氣中時，尿素在熱廢氣中水解形成氨(NH₃)。這些氨在后處理系統的SCR催化劑內的選擇性催化還原(selective catalytic reduction；SCR)反應中，與存在于廢氣中的氮氧化物(NOx)反應。

然而，發現可能在尿素混合裝置內形成尿素沉積物。過量的尿素沉積物甚至會堵塞尿素給料器。在這種情況下，配備有包括混合裝置的后處理系統的車輛將被迫被停止以進行維修。

因此，本發明的目的是提供一種改進的混合裝置和包括這種混合裝置的后處理裝置。

這一目的通過具有權利要求1的特征的混合裝置和具有權利要求10的特征的后處理裝置解決。在從屬權利要求中規定了具有本發明的方便的進一步改進的有利配置。

根據本發明的混合裝置構造成用于混合來自車輛內燃機的廢氣與用于降低廢氣中氮氧化物含量的溶液。混合裝置包括具有廢氣入口、廢氣出口和拐角區域的套管。在拐角區域中，廢氣流被朝向廢氣出口轉移。拐角區域具有用于給料單元的開口。混合裝置還包括布置在套管內的導流器。導流器構造成將總廢氣流分成第一廢氣流和第二廢氣流。在此，在導流器和套管的側壁之間形成用于第二廢氣流的間隙，其中用于給料單元的開口位于這一間隙中。導流器的端部區域布置在用于給料單元的開口的上游。

本發明基于以下發現：由于混合裝置的套管的形式，特別是由于拐角區域的構造，在混合裝置內存在固有的流動再循環區域，其導致溶液，特別是尿素水溶液和廢氣的有效混合。然而，廢氣回到用于給料單元的開口處的再循環將大量尿素噴霧或液滴帶回尿素給料單元區域。如果導流器沒有布置在側壁的前面，那么這種噴霧或這些液滴隨后撞擊安裝有給料單元或給料器的側壁。這可能導致在用于給料單元的開口區域中形成尿素沉積物。

在改進的混合裝置中，用作分離擋板的導流器被添加或布置在用于給料單元或給料器安裝件的開口的上游。因此，導流器形成單獨的流動通道，所述流動通道包括用于第二廢氣流的間隙。在所述間隙或流動通道中，上游清潔廢氣的一部分在混合裝置的運行中被加速。因此，第二廢氣流在側壁上洗滌，其中用于給料單元的開口位于側壁中。因此，成功地保護了所述側壁或給料器安裝件表面免受沉積物的影響。此外，通過通道或間隙的廢氣流或第二廢氣流允許與現有流動結構的強烈相互作用。這進一步改善了混合并隨后改善了在相應的后處理裝置中布置在混合裝置下游的SCR催化劑的基底/基材處的氨分布的均勻性。