[发明专利]尿素混合器

说明书

本申请涉及尿素混合器。提供了用于尿素混合器的方法和系统。在一个示例中，尿素混合器可包括被定位成邻近文丘里管通道的喉部的多个出口。

技术领域

本说明书整体涉及用于尿素混合器的方法和系统。

背景技术

一种用于发动机排气的后处理的技术使用选择性催化还原(SCR)以允许在排气中的NOx和氨(NH3)之间发生某些化学反应。通过将尿素喷射到排气通路中，NH3被引入到SCR催化剂上游的发动机排气系统中，或在上游催化剂中产生。尿素在高温条件下熵地(entropically)降解成NH3。SCR促进NH3和NOx之间的反应，以将NOx转化为氮(N2)和水(H2O)。但是，如本文的发明人所认识到的，在将尿素喷射到排气通路中时可出现问题。在一个示例中，尿素可不良地混合到排气流中(例如，排气流的第一部分具有比排气流的第二部分更高的尿素浓度)，这可导致SCR的差的涂覆，以及排放物(例如，NOx)和SCR之间的差的反应性。另外，过度混合和搅拌排气中的尿素同样能引起问题，诸如增加的沉积物。

解决不充分的混合的尝试包括在尿素喷射器的下游和SCR的上游引入混合装置，使得排气流可更均匀。解决尿素混合的其它尝试包括静止的混合装置。Cho等人在US2013/0104531中示出了一种示例性方法。其中，静态混合器位于用于喷射尿素的外管下游的排气通道中。排气流动通过排气通道，并且在流动通过静态混合器之前与尿素喷射结合。

但是，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，由于通过混合器的排气流出的方向性，上述静态混合器呈现有限的混合能力，不能完全混合层流排气流。排气通道内的静态混合器也存在制造和包装限制。不同的排气通道几何形状要求改变静态混合器的制造，以使混合器紧密地装配在排气通道内。

发明内容

在一个示例中，上述问题可通过一种混合器来解决，所述混合器包括具有内部排气通道的中空环形环，所述环包括入口和出口，所述入口位于下游内表面上，所述出口沿着上游内表面和邻近SCR装置上游的文丘里管通道的喉部(throat)的所述下游内表面之间的相交部定位；以及被定位成喷射到环中的尿素喷射器。以这种方式，出口可流体地耦接到通过使排气流动通过文丘里管通道而产生的真空。

作为一个示例，由文丘里管通道产生的真空被供应到在上游内表面和下游内表面外部且在排气通道内的空间中创建的环形室，其中所供应的真空可通过入口将排气吸入环形室。环形室中的排气可与来自排气通道的不同区域的尿素和/或排气混合。内环表面可成形以形成文丘里管，并且除了入口和出口之外，可将中心通道中的排气从中空内部完全分开。排气和尿素的混合物通过产生的真空流入内部中心排气通道，其中混合物可与没有喷射还原剂的排气合并。以这种方式，通过排气通道的整个排气流可与尿素更多地接触，并且改善SCR装置的整体还原。

应当理解，上面的发明内容被提供是为了以简化的形式介绍在详细描述进一步描述的一些概念。并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述后面的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出具有混合器的发动机的示意图。

图2示出沿着排气通道定位的混合器的等距视图。

图3示出混合器的下游到上游正向视图。

图4示出混合器的剖视图，其中示例性排气流被引导通过混合器。

图2-4近似按比例示出，但是可使用其他相对尺寸。

图5示出用于操作混合器的喷射器的方法。

具体实施方式