[发明专利]紧凑废气混合系统

说明书

本发明涉及一种用于蒸发液体喷雾并随后将其混合至内燃机的排出气体(13)中的装置，所述装置包括限定纵向轴线的外壳，并且所述外壳包括：a)所述排出气体的入口(6)，b)所述排出气体的出口(7)，c)位于所述外壳内的导流装置(8)，d)用于使来自所述导流装置的气体流偏转的偏流装置(11)，e)用于将来自所述偏流装置的所述流重新导向至所述出口的重新导向区域，其中所述导流装置(8)还包括旁路开口(10)，所述旁路开口(10)建立所述导流装置上游的区域和所述重新导向区域之间的流体连通。

技术领域

本发明涉及一种用于蒸发液体喷雾并随后将其混合至内燃机的排出气体中的装置。此外，本发明涉及一种内燃机的排出气体的后处理系统，本发明的装置并入该后处理系统中。此外，本发明涉及一种交通工具，该交通工具包括本发明的装置以及后处理系统。本发明还涉及本发明的装置的用途，该用途用于蒸发液体喷雾并随后将其混合至内燃机的排出气体中。

背景技术

在废气后处理系统的领域中，实现来自配量模块的水性尿素溶液的有效蒸发，实现所得还原剂产物(例如氨气)至排出气体的均匀混合和此后在催化组分上的均匀分布是一项众所周知的挑战。已提出一些发明来实现这点，同时使尿素沉积的风险最小化，使背压最小化并且使空间需求最小化。包括选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统的废气后处理系统可包括于内燃机的下游以移除或减少来自发动机的氮氧化物(NOx)排放物。SCR系统包括将还原剂引入废气流。添加混合器以有助于混合废气流中的还原剂。通过确保还原剂的均匀分布，全面混合可有助于该性能，这允许催化反应横穿催化剂的横截面均匀地结束，从而使氨泄漏和所排放NOx最小化。US2010139258涉及废气混合系统，并且更特别地涉及用于SCR系统的混合系统。

发明内容

本发明解决了用于后处理系统的现有技术混合系统的许多问题，同时自身与现有混合系统有区别。本发明得到一种紧凑混合系统，该紧凑混合系统满足功能需求，还易于制造，可与多种不同类型的配量模块一起使用，可与轴向配量和径向配量一起使用，可与多个配量模块一起使用，并且可对于不同催化剂直径进行缩放。本发明涉及一种新型紧凑废气混合系统，该系统为交通工具的废气后处理系统的一部分。在后处理系统中，离开交通工具发动机的有害排出气体穿过氧化催化剂(诸如柴油氧化催化剂(DOC))和/或颗粒过滤器(诸如柴油颗粒过滤器(DPF))，并且然后进入本发明的紧凑废气混合系统。

通常，混合系统将水性尿素溶液蒸发成还原剂、氨气，并且以短距离将还原剂与排除气体混合良好。该混合系统将排出气体和还原剂散布遍及选择性催化还原(SCR)催化剂或过滤器催化剂上SCR的表面以用于将NOx还原成无害氮气和水。在这方面，将水性尿素溶液在压力条件下经由还原剂配量模块注入至混合系统中以形成允许在碰撞金属部件之前完全地演变的液体喷雾。

本发明的目标是提供一种用于蒸发液体喷雾并随后将其混合至内燃机的排出气体中的装置，该装置包括限定纵向轴线的外壳，并且该外壳包括：

a)排出气体的入口，

b)排出气体的出口，

c)位于外壳内的导流装置，

d)用于使来自导流装置的气体流偏转的偏流装置，

e)用于将来自偏流装置的流重新导向至出口的重新导向区域，

该装置特征在于，导流装置还包括旁路开口，该旁路开口建立导流装置上游的区域和重新导向区域之间的流体连通。

在一个实施例中，导流装置包括喷嘴以用于将排出气体朝向偏流装置进行导向。在另一个实施例中，导流装置包括喷嘴以用于将排出气体和液体微滴朝向偏流装置进行导向。

在又一个实施例中，导流装置包括多个引导叶片以用于将流朝向偏流装置扩散。在另一个实施例中，导流装置包括多个引导叶片以用于将流朝向偏流装置扩散，并且还用于促进液体微滴的蒸发。