[發明專利]混合器裝置、混合器裝置的用途和用于混合的方法

有效

• 申請號: 201780089785.6
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN110573242B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 亨里克·斯特里德
• 申請（專利權）人: 沃爾沃遍達公司
• 主分類號: B01F23/20
• 分類號: B01F23/20;B01F25/30;B01F25/43;F01N3/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王偉;高偉

本發明涉及用于將添加劑混合到來自燃燒式發動機的排氣流中的混合器裝置(52)。該混合器裝置包括添加劑噴射構件(1)以及具有入口開口和出口開口的導管(2)。導管(2)在入口開口與出口開口之間具有加寬部分(5)。添加劑噴射構件(1)位于加寬部分(5)中，用于將添加劑噴射到該加寬部分中。加寬部分(5)在添加劑噴射構件(1)的位置處限定噴射寬度(W)，該噴射寬度是從添加劑噴射構件(1)到導管(2)的相對部分(6)的距離。噴射寬度(W)大于導管(2)的在入口開口附近的最大寬度(W₁)。根據本發明，導管(2)的在添加劑噴射構件(1)的位置處的橫截面面積小于導管(2)的在入口開口附近的橫截面面積的1.2倍。本發明還涉及該混合器裝置的用途以及用于將添加劑混合到來自燃燒式發動機的排氣中的方法。

技術領域

在第一方面中，本發明涉及一種用于添加劑到來自燃燒式發動機的排氣流中的混合以及完全或部分氣化和/或分解的混合器裝置，該混合器裝置包括添加劑噴射構件以及具有入口開口和出口開口的導管，該導管包括在入口開口與出口開口之間的加寬部分，并且所述添加劑噴射構件位于該加寬部分中，用于將添加劑噴射到該加寬部分中，該加寬部分在添加劑噴射構件的位置處限定了噴射寬度，該噴射寬度是從添加劑噴射構件到導管的相對部分的距離，該噴射寬度大于導管的在入口開口附近的最大寬度。

在第二方面中，本發明涉及所發明的混合器裝置的用途。

在第三方面中，本發明涉及一種用于添加劑到來自燃燒式發動機的排氣流中的混合以及完全或部分氣化和/或分解的方法，由此，添加劑由添加劑噴射構件噴射到具有入口開口和出口開口的導管中，該添加劑從位于入口開口與出口開口之間的加寬部分中的添加劑噴射構件被噴射，該加寬部分在添加劑噴射構件的位置處限定噴射寬度，該噴射寬度是從添加劑噴射構件到導管的相對部分的距離，該噴射寬度大于導管的在入口開口附近的最大寬度。

背景技術

此種類型的混合器裝置用于諸如選擇性催化還原單元(SCR)的還原裝置中的排氣的后處理(尤其是NO_x還原)。添加劑是還原劑，例如，含有尿素的液體溶液。在US2014286832、DE 102008046439、US 2007163241和US 2012073272中公開了用于將還原劑與排氣混合的混合器裝置的代表性示例。

US 2014286832公開了用于SCR系統的尿素混合室，其包括在燃燒式發動機與SCR催化劑之間的排氣流中的管段。該管段的壁中的尿素噴射器被布置成將尿素噴射到排氣流中。布置有該尿素噴射器的壁包括凸出部，該凸出部增大了從噴射器到所述管段的相對壁的距離。因此，所公開的混合器裝置是上文一開始描述的并且本發明所涉及的類型。

所述類型的混合器裝置的問題是要克服被噴射到排氣流中的添加劑(例如，尿素溶液)的、可能導致晶體形成的不充分的混合和氣化和/或分解。此問題可通過噴射器與所述相對壁之間的增大的距離來解決。然而，由于增大所述距離而導致的所述管的增大的橫截面會減慢排氣的速率，這會降低混合。

發明內容

本發明的目的是在一開始描述的類型的混合器裝置中改進添加劑到排氣中的混合。

通過根據本發明的第一方面的混合器裝置，實現了此目的。因此，導管的在添加劑噴射構件的位置處的橫截面面積小于該導管的在入口開口附近的橫截面面積的1.2倍。

與導管入口處的寬度相比，增大的噴射寬度(即，添加劑噴射器構件與導管的相對側之間的距離)增強了添加劑在排氣中的混合。由于限制了噴射添加劑處的橫截面面積，氣體流動速率維持與入口處的相同或僅略微減小。通過如此地大致維持氣體流動速率，確保了由于增大的噴射寬度而引起的改進的混合。通過這些簡單幾何設計措施，避免了所述流的回流或中斷。

優選地，所述噴射構件離入口開口比離出口入口更近，用于獲得優化的混合過程。

優選地，所述導管的在添加劑噴射構件的位置處的橫截面面積的相對尺寸的上述最大值是1.1倍。