專(zhuān)利名稱(chēng)：一種車(chē)用尿素scr系統(tǒng)的混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專(zhuān)利涉及柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種車(chē)用尿 素SCR系統(tǒng)的混合裝置。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原(SCR)是目前公認(rèn)的減少柴油機(jī)NOx排放最有效的后處理技術(shù)之 一，也被認(rèn)為是最符合中國(guó)國(guó)情的、能滿足國(guó)IV排放要求的后處理技術(shù)之一。尿素SCR通過(guò) 向排氣管中噴入一定量的尿素水溶液，尿素水溶液再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、熱解和水解過(guò)程得到還原 劑NH3, NH3在催化劑的作用下選擇性的將NOx還原成N2,從而實(shí)現(xiàn)降低排氣中NOx的含量。 尿素SCR后處理技術(shù)在歐洲已經(jīng)使用數(shù)年，是歐洲解決歐IV/V排放要求的主流技術(shù)路線； 在美國(guó)為了滿足更加嚴(yán)格的EPA2010，多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商已經(jīng)開(kāi)始使用SCR后處理技術(shù)；在 我國(guó)主要發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)已經(jīng)完成了滿足國(guó)IV排放法規(guī)的尿素SCR系統(tǒng)，并在北京、上海等地 已經(jīng)有越來(lái)越多的搭載SCR后處理系統(tǒng)滿足國(guó)IV的公交車(chē)。目前廣泛應(yīng)用的尿素SCR系統(tǒng)主要分成兩類(lèi)空氣輔助噴射系統(tǒng)和無(wú)空氣輔助噴 射系統(tǒng)?？諝廨o助SCR系統(tǒng)一般噴嘴安裝在排氣管中心，尿素水溶液在壓縮空氣的輔助下 朝排氣管壁四周垂直噴射，在空氣輔助作用下霧化相對(duì)較好，不易形成結(jié)晶，但多一路壓縮 空氣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；無(wú)空氣輔助SCR系統(tǒng)一般在管壁安裝電磁閥式噴嘴，從排氣管壁一端 沿一定角度朝排氣管另一端噴射，這種系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但霧化和混合效果較差，容易形 成尿素結(jié)晶。大量研究表明混合器能夠使尿素噴霧液滴更充分地與排氣混合，提高混合均勻 性，加快尿素液滴的蒸發(fā)，促進(jìn)尿素的分解，形成均勻的氨分布，從而提高NOx的轉(zhuǎn)化效率， 減少低溫下尿素沉積物的生成量，降低氨泄漏?；旌掀髟O(shè)計(jì)應(yīng)該考慮尿素水溶液噴霧形態(tài) 的特點(diǎn)，如果混合器設(shè)計(jì)能夠根據(jù)噴霧形態(tài)的特點(diǎn)在噴霧效果最差的噴嘴出口區(qū)域和容易 發(fā)生結(jié)晶的噴霧正對(duì)壁面處形成強(qiáng)烈擾流，那么混合器的混合效果將會(huì)更好。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，其目的是針對(duì)無(wú)空氣輔助 SCR系統(tǒng)，噴霧沿排氣管壁一端噴向另一端的形式，根據(jù)噴霧的特性，通過(guò)混合器合理組織 排氣管中氣流運(yùn)動(dòng)，在噴嘴出口噴霧最差的地方和容易發(fā)生結(jié)晶的噴霧正對(duì)壁面處形成形 成強(qiáng)烈的擾流，促進(jìn)還原劑氨的混合效果、提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，并降低沉積物的生成量和 氨泄漏。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專(zhuān)利采用的技術(shù)方案是—種車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，包括管體、混合器翼片裝置和噴嘴，其特征在 于所述的噴嘴斜置在管體壁面上，所述的混合器翼片裝置緊靠噴嘴并安裝在噴嘴前端，所 述的混合器翼片裝置包括4個(gè)翼片，其中第一和第二翼片中間構(gòu)成了與噴霧形態(tài)類(lèi)似的 流體通道，所述的第一翼片和第二翼片具有一定的傾斜度并朝中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)；第三翼片為擋板形結(jié)構(gòu)，靠近管壁設(shè)置，安裝的方向與噴霧軸線垂直，同時(shí)朝壁面扭轉(zhuǎn)；第四翼片沿噴 霧軸線方向放置，由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片構(gòu)成。本實(shí)用新型的混合裝置，由于所述的第一翼片和第二翼片具有一定的傾斜度并朝 中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)，能夠?qū)](méi)有噴霧到達(dá)的區(qū)域的流體引流到流體通道中，增強(qiáng)噴霧處的流動(dòng) 強(qiáng)度，尤其在噴嘴出口處形成強(qiáng)烈的擾流，促進(jìn)尿素液滴的均勻分布。擋板形的第三翼片， 可引導(dǎo)部分流體往噴霧正對(duì)著的壁面方向流動(dòng)，增強(qiáng)此處的流動(dòng)以促進(jìn)壁面尿素液滴的分 布，同時(shí)可以減少壁面結(jié)晶現(xiàn)象。由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片構(gòu)成的第四翼片，用來(lái)進(jìn)一步 混合噴霧液滴。本實(shí)用新型不僅可以使得噴嘴噴射的尿素水溶液和尾氣在進(jìn)入SCR催化器之前 得到充分的混合，減少尿素在壁面的結(jié)晶，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工和安裝，其效果經(jīng)專(zhuān)用 設(shè)計(jì)軟件計(jì)算分析得到驗(yàn)證。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的管體一端通過(guò)連接法蘭與排氣管道相連，另一端和后端 管道或催化器相連。因而，本實(shí)用新型可以通過(guò)可拆卸的方式與排氣管道相連。根據(jù)本實(shí)用新型，混合器設(shè)置在噴嘴前端，避免了在混合器上沉積、結(jié)晶，堵塞排 氣管道的問(wèn)題。噴嘴位置設(shè)在擾流活躍區(qū)，可以讓尿素水溶液和尾氣充分的混合。本實(shí)用新型的車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置的管體采用304或304以上不銹鋼材 制作。

圖1為無(wú)空氣輔助的尿素SCR系統(tǒng)示意圖。圖2為柴油機(jī)排氣管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型混合器的正視圖。圖4為本實(shí)用新型混合器的俯視圖。圖5為本實(shí)用新型混合器翼片裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為噴孔噴霧形態(tài)圖。圖中1、連接法蘭；2、管體；3、混合器翼片裝置；4、噴嘴；5、混合器后端管路；6、 催化器；7、催化劑載體；8、催化器后管路；9、連接法蘭；10、連接法蘭；11、噴霧軸線；12、噴 霧形態(tài)；13、流體通道。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，例如各結(jié) 構(gòu)的形狀、構(gòu)造以及各部分之間的相互位置關(guān)系及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等 作進(jìn)一步的詳細(xì)的說(shuō)明本實(shí)用新型一種用于柴油機(jī)尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，利用混合器對(duì)汽車(chē)排氣管 中氣體流動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)，在噴嘴出口處、噴霧軸線方向上、噴霧正對(duì)的避免處形成強(qiáng)烈擾流， 促使尿素水溶液更好地和汽車(chē)尾氣混合，提高排氣管內(nèi)氨分布的均勻性和NOx的轉(zhuǎn)化效率， 從而進(jìn)一步降低排氣中NOx的含量，同時(shí)可以減少尿素結(jié)晶的形成。參照?qǐng)D2、圖3，本實(shí)用新型的柴油機(jī)尿素選擇性催化還原裝置的靜態(tài)混合器，包 括管體2、混合器翼片裝置3和噴嘴4，所述的噴嘴4設(shè)置在管體2管壁上，噴霧沿排氣管壁的上游端噴向下游端，所述的混合器翼片裝置緊靠噴嘴并安裝在噴嘴前端。所述的管體2 兩端分別通過(guò)連接法蘭1，9與排氣管道和后端管道5相連。所述的噴嘴4設(shè)置在管體3的 下游。參照?qǐng)D4、圖5，所述的混合器翼片裝置3主要由4個(gè)翼片組成，其中第一翼片3_1 和第二翼片3-2中間構(gòu)成了與噴霧形態(tài)類(lèi)似的流體通道，每個(gè)翼片3-1、3-2具有一定的傾 斜度并朝中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)將沒(méi)有噴霧到達(dá)的區(qū)域的流體引流到流體通道中，增強(qiáng)噴霧處的流 動(dòng)強(qiáng)度，尤其在噴嘴出口處形成強(qiáng)烈的擾流，促進(jìn)尿素液滴的均勻分布；第三翼片3-3為擋 板形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在靠近管壁處，安裝的方向與噴霧軸線11垂直，同時(shí)朝壁面扭轉(zhuǎn)，引導(dǎo)部分 流體往噴霧正對(duì)著的壁面方向流動(dòng)，增強(qiáng)此處的流動(dòng)以促進(jìn)壁面尿素液滴的分布，同時(shí)可 以減少壁面結(jié)晶現(xiàn)象；第四翼片3-4沿噴霧軸線11方向放置，由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片 構(gòu)成，用來(lái)進(jìn)一步混合噴霧液滴。所述的混合器翼片裝置3焊接在管體2上。所述的流體通道與噴霧軸線方向一致。所述管體2采用304不銹鋼材制作。上述結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，但本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)并不 受上述方式的限制。只要采用了本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改 進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，不僅可以使得噴嘴噴射的尿素水溶液和汽車(chē)尾氣得 到充分的混合，提高了 SCR的轉(zhuǎn)化效率，減少了尿素結(jié)晶的形成，又不會(huì)產(chǎn)生很大的壓降。
權(quán)利要求1.一種車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，包括管體O)、混合器翼片裝置(3)和噴嘴0)， 其特征在于所述的噴嘴(4)斜置在管體壁面上，所述的混合器翼片裝置(3)緊靠噴嘴(4) 并安裝在噴嘴(4)前端，所述的混合器翼片(3)裝置包括4個(gè)翼片，其中第一翼片(3-1) 和第二翼片(3-2)中間構(gòu)成了與噴霧形態(tài)類(lèi)似的流體通道(13)，所述的第一翼片(3-1)和 第二翼片(3-2)具有一定的傾斜度并朝中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)；第三翼片(3-3)為擋板形結(jié)構(gòu)，靠近 管壁設(shè)置，安裝的方向與噴霧軸線(11)垂直，同時(shí)朝壁面扭轉(zhuǎn)；第四翼片(3-4)沿噴霧軸線 (11)方向放置，由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，其特征在于所述的管體(2)兩 端分別通過(guò)連接法蘭(1、9)與排氣管道和后端管道( 或催化器(6)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，其特征在于所述的混合器翼片 裝置⑶焊接在管體⑵上。
4.如權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，其特征在于所述管 體(2)采用304及以上不銹鋼材制作。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，包括管體、混合器翼片裝置和噴嘴，所述的噴嘴斜置在管體壁面上，所述的混合器翼片裝置緊靠噴嘴并安裝在噴嘴前端，所述的混合器翼片裝置包括4個(gè)翼片，其中第一和第二翼片中間構(gòu)成了與噴霧形態(tài)類(lèi)似的流體通道，所述的第一翼片和第二翼片具有一定的傾斜度并朝中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)；第三翼片為擋板形結(jié)構(gòu)，靠近管壁設(shè)置，安裝的方向與噴霧軸線垂直，同時(shí)朝壁面扭轉(zhuǎn)；第四翼片沿噴霧軸線方向放置，由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片構(gòu)成。本實(shí)用新型不僅可以使得噴嘴噴射的尿素水溶液和尾氣在進(jìn)入SCR催化器之前得到充分的混合，減少尿素在壁面的結(jié)晶，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工和安裝，其效果已得到驗(yàn)證。
文檔編號(hào)B01D53/94GK201902251SQ20102065966
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者周小燕, 帥石金, 趙彥光, 陸國(guó)棟, 陳鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:杭州銀輪科技有限公司, 浙江銀輪機(jī)械股份有限公司