[发明专利]一种旋流混合器及尾气净化装置

说明书

本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，公开了一种旋流混合器及尾气净化装置。该旋流混合器包括筒体、导气板、喷嘴安装座、栅板旋流管和叶片旋流管，导气板倾斜设置于筒体的内腔中将所述内腔分为前腔与后腔；导气板上的通气孔、导气孔和导气槽将进气口的气流分为三股并从出气口排出；栅板旋流管设置于前腔，叶片旋流管位于后腔，栅板旋流管和叶片旋流管同轴连接于第二板上，并通过通气孔连通。通过导气板的三股气流能将尿素和气流充分混合，两层旋流管增强旋流作用，促进尿素快速蒸发和分解形成氨气，有效降低尿素结晶风险。

技术领域

本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，公开了一种旋流混合器及尾气净化装置。

背景技术

随着汽车污染物排放标准的逐渐严格，柴油车尾气后处理技术是必须采用的排放控制技术措施，特别是选择性催化还原(SCR)技术，其还原剂一般选用满足GB29518-2013标准的车用尿素溶液。目前的重型柴油机的主流技术路线为氧化催化单元(DOC)+颗粒捕集单元(DPF)+选择性催化还原转化单元(SCR)和氨氧化催化单元(ASC)串联组合而成。尤其是轻型车，结构布置要求紧凑，尿素混合距离较短。随着柴油汽车污染物排放标准的升级，其尾气后处理装置相比之前的混合结构更为复杂，对于抗尿素结晶的要求更高。为满足现有标准下柴油车的需求，需要设计一种结构体积相对更小、尿素混合更均匀的混合结构。

现有技术中，为了降低结晶风险，采用可拆卸式尿素混合结构进行处理，其实质上是为了方便后期的维护，尿素结晶的问题并未充分解决，结晶问题依然存在。为进一步解决现有结构中存在的尿素容易结晶、氨气混合不均匀、混合器结构排气背压过大、混合器尺寸过大等问题，现有技术还提供一种多旋流结构的混合装置，但由于过分单纯依赖旋流，混合器流动阻力增加明显，背压较大；与此同时，在旋流叶片上的尿素结晶问题也由此产生，喷束在多孔部件上碰壁，初期容易发生结晶，导致堵塞旋流部件，造成失效问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋流混合器，不仅排气背压小，还能有效地利用气流施加旋转动能，加快尿素液滴蒸发，显著降低喷束在初始阶段的尿素结晶问题，抗结晶效果显著。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

该旋流混合器包括筒体、导气板、喷嘴安装座、栅板旋流管和叶片旋流管，筒体为两端开口的结构，一端为进气口，另一端为出气口；喷嘴安装座斜插于筒体的筒壁上；导气板倾斜设置于筒体的内腔中将内腔分为前腔与后腔；导气板包括上下相连的第一板和第二板，第一板和第二板分别连接于筒体的内壁，第一板上开设有通气孔，第二板上开设有导气孔，且第二板的底部与筒体的筒壁之间设有导气槽；栅板旋流管连接于第一板并位于前腔，叶片旋流管连接于第一板并位于后腔，栅板旋流管、叶片旋流管与喷嘴安装座同轴设置且栅板旋流管和叶片旋流管通过通气孔连通。

可选地，第一板与筒体母线的夹角为α，第二板与筒体母线的夹角为γ，第一板与第二板的夹角为β，β＝α+γ，且γ≤90°，β≥90°。

可选地，喷嘴安装座的轴线与筒体的轴线的夹角η不大于90°。

可选地，叶片旋流管的内径大于栅板旋流管的内径。

可选地，导气孔位于叶片旋流管40的出口位置。

可选地，叶片旋流管的旋流叶片与叶片旋流管的管壁母线的夹角δ不大于30°。

优选地，导气孔与叶片旋流管的出口相对应，以使导气孔中出来的气流能够从侧面直接吹向从叶片旋流管流出的喷雾。

可选地，叶片旋流管的外周管壁为封闭式结构或开设有多个出气孔。

可选地，通气孔的导流面积大于导气孔和导气槽的导流面积之和。

可选地，还包括位于叶片旋流管出口下方的导流斜板，导流斜板的一端固连于筒体的内壁，另一端朝出气口方向倾斜设置。

可选地，导气槽正对导流斜板60设置。