[發明專利]具有主動熱傳遞的雙壁混合器

有效

• 申請號: 201810934839.0
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109424402B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 埃里克·凱;約翰·G·羅登
• 申請（專利權）人: 佛吉亞排放控制技術美國有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01N3/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡曉萍

本發明涉及一種具有主動熱傳遞的雙壁混合器。車輛排氣系統包括外殼體，外殼體限定圍繞軸線的內腔；入口擋板，入口擋板構造成將發動機排氣引導到內腔中，噴射器，噴射器構造成將流體噴到內腔中以與發動機排氣混合；以及內壁，內壁與外殼體的內表面徑向向內間隔開以限定間隙。內壁具有面向軸線的沖擊側部和面向間隙的非沖擊側部。至少一個加熱元件與非沖擊側部相關聯以對內壁進行主動加熱來減少在沖擊側部上形成噴霧沉積物。

技術領域

排氣系統通過各種排氣部件傳導由發動機產生的熱排氣以減少排放物并且控制噪音。排氣系統包括噴射系統，該噴射系統在選擇性催化還原(SCR)催化器的上游噴射流體比如柴油機排氣處理液(DEF)或還原劑比如尿素和水的溶液?；旌掀鞫ㄎ辉赟CR催化器的上游并且將發動機排氣與尿素轉化的產物混合。噴射系統包括將尿素噴到排氣流中的計量器。尿素在到達SCR催化器之前應被盡可能地轉化成氨(NH3)。因此，液滴的噴射尺寸在實現這個目標中起重要作用。

背景技術

本行業正朝著提供更緊湊的排氣系統的方向發展，這導致系統的體積減小。噴射較大尺寸的液滴的系統在用于更緊湊的系統構型時可能不能提供充分的尿素轉化。因此，對于這些更緊湊的構型需要更小液滴尺寸的計量器。

由于表面接觸面積增加，因此液滴尺寸越小，轉化成氨的效率越高。然而，通過小液滴計量器產生的噴霧易受再循環流的影響。通常，位于計量器的梢部處的區域具有再循環流的渦流。該渦流將噴霧液滴朝向混合器的壁推動并且推動到計量器的梢部上，這形成了沉積物的起始位點。沉積物隨著時間的推移積聚并且能夠對系統操作產生不利影響。潛在的不利影響可能包括：在主動柴油微粒過濾器(DPF)再生期間氨均勻指數較低、混合器壓降增加或氨排放量較高。

發明內容

在一個示例性實施方式中，提供了一種車輛排氣系統，該車輛排氣系統包括外殼體，外殼體限定圍繞軸線的內腔；入口擋板，入口擋板構造成將發動機排氣引導到內腔中；噴射器，噴射器構造成將流體噴到內腔中以與發動機排氣混合；以及內壁，內壁與外殼體的內表面徑向向內間隔開以限定間隙。內壁具有面向軸線的沖擊側部和面向間隙的非沖擊側部。至少一個加熱元件與非沖擊側部相關聯以對內壁進行主動加熱來減少在沖擊側部上形成噴霧沉積物。

在上述實施方式的進一步實施方式中，至少一個加熱元件包括厚膜加熱器。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，厚膜加熱器包括正溫度系數電阻加熱器。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，至少一個加熱元件包括陶瓷加熱器。

在另一示例性實施方式中，提供了一種減少在車輛排氣系統的混合器中形成噴霧沉積物的方法，該方法包括提供如所述的外殼體和內壁并且使用與內壁的非沖擊側部相關聯的至少一個加熱元件來對內壁進行主動加熱以減少在沖擊側部上形成噴霧沉積物。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，沿著內壁的非沖擊側部施加厚膜加熱器以提供加熱元件。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，厚膜加熱器粘貼至內壁的非沖擊側部。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，厚膜加熱器印刷在內壁的非沖擊側部上。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，在外殼體與內壁之間的間隙中形成徑向外部排氣通道，并且由內壁的沖擊側部限定徑向內部排氣通道，加熱元件定位在徑向外部排氣通道內，并且附接至內壁的非沖擊側部。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，入口擋板具有用于將發動機排氣引導到徑向內部排氣通道中的至少一個第一開口和用于將發動機排氣引導到徑向外部排氣通道中的至少一個第二開口。

在上述任一實施方式中的進一步實施方式中，厚膜加熱器包括定位在間隙內的電加熱器，并且電源通過至少一個電連接件附接至電加熱器使得電源在內壁的溫度低于預定的溫度時施加第一電力水平并且在內壁的溫度高于預定的溫度時施加小于第一電力水平的第二電力水平。