發動機排氣后處理混合裝置及其后處理裝置與應用的制作方法

本發明涉及一種發動機排氣后處理混合裝置及其后處理裝置與應用，屬于發動機排氣后處理技術領域。

背景技術：

當前業內都是用混合器金屬結構來達到尿素液滴與排氣的混合。通常，在混合器中設置多孔板、翅片等結構，讓尿素液滴和金屬結構的混合器發生碰撞從而使尿素液滴破碎成更小的液滴，以有利于在金屬表面蒸發和熱解。現狀是由于排放法規的升級，使得當前尿素噴射策略更加激進，例如在更低的溫度、更小的排氣流量下就開始較大的尿素噴射量。這里存在一個熱量守恒的關系，一個是尿素液滴蒸發和熱解所需要的熱量，一個是排氣從上游所帶來的熱量。由于上述噴射策略的激進化，排氣所承載的總熱量和尿素溶液充分蒸發、熱解所需要的熱量之間的比值不斷降低。行業里面用以一個叫eer的比值來描述這個熱量之間的關系。一般來講，eer值在150以上混合器的結晶風險極低。如果eer沒有那么高，但是如果通過對混合器的結構進行優化，其抗結晶能力會有一定的提高，這也是業界絕大部分公司的研發方向，即如何優化混合器的結構設計。

請參圖1及圖2所示，在混合器3’中設置有開孔板1’。所述開孔板1’設有若干供排氣與尿素液滴的混合物穿過的若干開孔2’。一方面，打在開孔板1’上的尿素液滴有利于實現其破碎以得到體積更小的尿素液滴，從而更利于其蒸發和熱解。另一方面，為了保證開孔板1’具備足夠的機械強度，開孔2’之間的材料部分是無法避免的。可以理解，在開孔板1’的背面，氣流的流速相對比較低，容易形成局部的低速區m。理論和實驗結果均證明，在該低速區m中發生尿素結晶的可能性極大。

因此，有必要提供一種新型的解決方案以解決上述技術難題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種抗結晶能力較強的發動機排氣后處理混合裝置、一種細纖維元件在該發動機排氣后處理混合裝置中的應用以及具有該混合裝置的發動機排氣后處理裝置。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種發動機排氣后處理混合裝置，其包括用以安裝尿素噴嘴的安裝座以及混合元件，所述尿素噴嘴用以向所述混合元件中噴射霧化的尿素液滴，所述混合元件包括混合管以及安裝在所述混合管上的若干呈階梯狀的板片，所述混合元件用以將所述尿素液滴與排氣進行混合，所述發動機排氣后處理混合裝置還包括位于所述混合管的底部的細纖維元件，其中所述細纖維元件用以供所述排氣以及所述尿素液滴穿過，以進一步增加所述尿素液滴的破碎以及蒸發。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述發動機排氣后處理混合裝置包括殼體，所述安裝座形成或者固定于所述殼體上；所述殼體設有排氣進口，所述混合管設有與所述排氣進口連通的若干進氣孔。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合管的頂部設有靠近所述安裝座的若干穿孔。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合管包括位于所述穿孔下方的缺口，所述板片插入在所述缺口中。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合管設有定位所述板片的若干狹槽。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述發動機排氣后處理混合裝置還包括連接在所述混合管的下方的連接管。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述細纖維元件為鋼絲絨或者泡沫金屬。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述發動機排氣后處理混合裝置設有固定所述細纖維元件的若干固定棒。

本發明還涉及一種細纖維元件在上述發動機排氣后處理混合裝置中的應用。

本發明還涉及一種發動機排氣后處理裝置，其包括上述的發動機排氣后處理混合裝置以及位于所述發動機排氣后處理混合裝置的下游的選擇性催化還原劑(scr)。

相較于現有技術，本發明通過設置細纖維元件，使尿素液滴在細纖維元件的表面和內部發生充分的破碎與混合。另外，由于細纖維元件的線徑較小，空隙復雜，傳熱面積大，有利于尿素液滴與排氣發生較充分的換熱，從而利于尿素液滴的蒸發和熱解，提高了抗結晶能力。

附圖說明

圖1是現有技術中在混合管內增加多孔板的剖面示意圖。

圖2是圖1中多孔板的剖面示意圖，其中標明的排氣與尿素液滴的混合物的流向以及背面的死區。

圖3是本發明發動機排氣后處理裝置的立體示意圖。

圖4是圖3的部分立體分解圖。

圖5是圖4中發動機排氣后處理混合裝置的立體圖。

圖6是圖5的左視圖。

圖7是圖6中a-a線的剖面示意圖。

圖8是本發明發動機排氣后處理裝置的立體分解圖，其中板片未顯示出來。

圖9是圖8另一角度的立體分解圖。

圖10是去除圖7中殼體后的立體示意圖。

具體實施方式

請參圖3至圖10所示，本發明揭示了一種發動機排氣后處理裝置100，用于例如scr等后處理系統中以處理發動機的尾氣。所述發動機排氣后處理裝置100包括發動機排氣后處理混合裝置10、位于所述發動機排氣后處理混合裝置10的上游的后處理載體30以及位于所述發動機排氣后處理混合裝置10的下游的選擇性催化還原劑(scr)40。在本發明圖示的實施方式中，所述后處理載體30與所述選擇性催化還原劑40相互平行。

所述發動機排氣后處理混合裝置10包括殼體1、安裝于所述殼體1內的混合元件2以及用以進一步增加尿素液滴蒸發和熱解的細纖維元件3。

在本發明圖示的實施方式中，所述殼體1包括形成或者固定于所述殼體1上的安裝座11。所述安裝座11用以安裝尿素噴嘴(未圖示)，以向所述發動機排氣后處理混合裝置10中噴射霧化的尿素液滴。所述殼體1設有排氣進口12。

所述混合元件2用以將所述尿素液滴與排氣進行混合。在本發明圖示的實施方式中，所述混合元件2包括混合管21以及安裝在所述混合管21上的若干呈階梯狀的板片22。具體地，所述混合管21設有與所述排氣進口12連通的若干進氣孔211。所述混合管21的頂部設有靠近所述安裝座11的若干穿孔212，所述穿孔212用以供排氣吹掃噴嘴的端部，從而防止結晶。所述混合管21包括位于所述穿孔212下方的缺口213，所述板片22插入在所述缺口213中。所述混合管21設有定位所述板片22的若干狹槽214。所述發動機排氣后處理混合裝置10還包括連接在所述混合管21的下方的連接管23。

請參圖7所示，在本發明圖示的實施方式中，所述細纖維元件3為鋼絲絨或者泡沫金屬。所述發動機排氣后處理混合裝置10設有固定所述細纖維元件3的若干固定棒4。當然在其他實施方式中，所述細纖維元件3也可以是網狀鋼絲或者陶瓷的多孔材料等。

本發明利用細纖維元件3(例如鋼絲絨)的3d多孔結構或者多空隙結構，排氣以及所述尿素液滴穿過該細纖維元件3，使尿素液滴在鋼絲絨的表面和內部發生充分的破碎與混合。另外，鋼絲絨的線徑較小，空隙復雜，比表面積大。因為比表面積大，在有限的空間內能夠創造出更大的換熱面積，有利于尿素液滴與排氣發生較充分的換熱，從而利于尿素液滴的蒸發和熱解，提高了抗結晶能力。通過對細纖維元件3的密度的調節可以相應地調整系統的背壓。

相較于現有技術中的多孔管與翅片等結構，本發明的細纖維元件3的線徑都非常小(例如小于1mm)，因此可以避免背風面的出現，從而降低尿素結晶風險。本發明的這種開拓性的發明既解決了低速區的問題，又解決了換熱的問題，具有突出的實質性特點和顯著的進步。

另外，以上實施例僅用于說明本發明而并非限制本發明所描述的技術方案，對本說明書的理解應該以所屬技術領域的技術人員為基礎，盡管本說明書參照上述的實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，所屬技術領域的技術人員仍然可以對本發明進行修改或者等同替換，而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍內。