[实用新型]入口流动装置以及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种入口流动装置以及系统。

背景技术

通常排气后处理系统包括配置以降低存在于废气中的有害废气排放物的等级的任何不同的组件。排放要求依发动机类型而变化。例如，用于压缩点火发动机(例如，柴油动力发动机)的排放物测试通常监控从排气尾管释放的一氧化碳(carbonmonoxide，CO)、氮氧化合物(NO_X)和未燃烧的碳氢化合物(unburnedhydrocarbons，UHC)的浓度，以确保离开排气尾管的这种混合物的浓度在一定的排放标准范围内。关于减少NO_X排放，包括选择性催化还原(selectivecatalyticreduction,SCR)组分的NO_X还原催化剂已经用来将NO_X(在一些馏分中为NO和NO₂)转化成N₂和其它化合物。

常规的SCR组分利用柴油机排放流体(dieselexhaustfluid,DEF)(例如，含水尿素、氨等)作为试剂以减少NO_X。当适量的氨在SCR催化装置处存在于废气流中时，氨在反应中被消耗(被氧化)并且NO_X得以减少。然而，精确控制氨在废气流中的量和分散会是困难的。氨水或尿素经常被用作还原剂。尿素必须被热分解成氨并且在被氧化之前被汽化为SCR催化装置中的试剂。

由于催化反应(例如SCR)的选择性和整体反应性主要取决于横跨催化剂的表面的反应物(reactant)和试剂(reagent)的分散程度(例如化学计量比)，因此，将DEF混合和散布在废气流中的效果提高了SCR催化装置的催化反应的效果。不充分的混合产生低的氨蒸汽均匀度指数，这可以导致在SCR催化装置或其它SCR系统组件内的结晶/聚合形成、氨的局部聚集、横跨SCR催化装置表面的氨的不充分分布、较低的NO转化效率，以及其他缺点。此外，在SCR催化装置入口处的废气的不均匀分布能够产生过度的氨泄漏以及不太理想的NO_X转化效率。例如，在SCR催化装置入口处的低废气流分布指数产生与废气接触的较少量的SCR催化剂表面区域。与废气接触的催化剂表面区域越小，SCR催化剂的NO_X还原效率越低。

另外，一些排气后处理系统会引发横跨系统的大的压降。在某些情况下，横跨排气后处理系统的大的压降会引起过度的发动机背压。过度的发动机背压会对发动机效率产生负面影响，从而导致降低的动力输出和/或增加燃料消耗。

实用新型内容

本实用新型的各种实施方式涉及入口流动装置以及具有这种入口流动装置的系统，以增强流动穿过排气系统的废气与注入的成分(例如注入的还原剂)的混合，以及将混合流基本上均匀地分布横跨排气系统的组件(例如SCR催化装置)上游的出口的横截面区域。

一个实施方式涉及入口流动装置，其包括主体、入口紊流器以及分流元件。所述主体具有入口、出口、以及在所述入口与所述出口之间的膨胀部。入口流动紊流器置于所述主体的所述入口内以及所述分流元件置于所述出口上游的所述主体中。所述入口紊流器被配置成将紊流引导进入废气流中，所述废气流进入穿过所述入口和所述分流元件的上游，以及所述分流元件被配置成将所述废气流分布横跨所述出口。

在一些实施方式中，所述入口紊流器包括多个鳍片。所述多个鳍片可以围绕所述入口的内圆周设置。所述多个鳍片还可以朝向由所述主体的所述入口限定的中心轴线向内成角。所述多个鳍片可以形成朝向所述中心轴线向内成角的螺旋。所述分流元件可以包括穿孔板。所述入口可以为具有第一直径的圆形入口，所述出口可以为具有第二直径的圆形出口，其中所述第二直径大于所述第一直径。所述主体的所述膨胀部可以为圆锥形的膨胀部。所述分流元件可以置于所述主体中的在所述圆锥形的膨胀部与所述出口之间的交界面(interface)处。所述主体的所述出口可以被配置成流体联接至柴油氧化催化装置的上游部。所述主体的所述入口可以被配置成流体联接至还原剂注入器下游的排气系统。