靜態混合器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有權利要求1的前序部分的特征的用于排氣設備的靜態混合器，所述混合器用于混合還原劑和廢氣流。此外，本發明涉及一種裝備有這種混合器的排氣設備。
【背景技術】
[0002]在內燃機的排氣設備中在確定的應用中存在如下需求，S卩，將還原劑引入到廢氣流中。例如可以在氧化催化器上游將燃料引入到廢氣流中，以便通過燃料在氧化催化器中的轉化提高廢氣流的熱量，例如以便將設置在下游的顆粒過濾器加熱到其再生溫度。同樣在SCR系統中常見是將含水的尿素溶液在SCR催化器上游引入到廢氣流中，其中，SCR代表選擇性催化還原(Selektiv Catalytic Reduct1n)。通過熱解和水解，含水的尿素溶液可以轉變成氨和二氧化碳，這在SCR催化器中能夠實現將氮氧化物轉化成氮氣和水。
[0003]為了優化應該利用所引入的還原劑引起的相應的反應，具有提高的意義的是，將所引入的還原劑盡可能均勻地與廢氣流混合。還原劑經常以液態形式引入到廢氣流中，從而此外需要的是，使還原劑盡可能完全地蒸發。為此目的使用開頭所提到的靜態混合器，所述混合器在穿流其時引起廢氣和還原劑的強烈的混勻。
[0004]由EP 1 985 356 A2已知一種靜態混合器，所述混合器具有多個用于使廢氣流偏轉的導向葉片。為此目的，導向葉片伸入到廢氣流中并且相對于廢氣流安放，以便可以引起廢氣流的相應的偏轉。由此導向葉片同時形成用于以液態形式引入的還原劑的入射面。通過以廢氣流對導向葉片加載，所述導向葉片具有相對高的溫度，從而導向葉片同時用作在其上凝聚的還原劑所用的蒸發面。
[0005]—方面盡可能大的碰撞面和另一方面盡可能強烈的流偏轉分別導致混合器的提高的穿流阻力。混合器的穿流阻力引起在排氣設備中在混合器上游的壓力上升，這減少裝備有排氣設備的內燃機的效率或者說提高所述內燃機的燃料消耗。
【發明內容】
[0006]本發明致力于如下問題，S卩，對于上面提到類型的靜態混合器或對于以此裝備的排氣設備給出一種改善的實施形式，所述實施形式的特征尤其是在于相對小的穿流阻力，而同時可以實現充分的混勻和尤其是充分的蒸發。
[0007]該問題按照本發明通過獨立權利要求的技術方案解決。有利的實施形式是從屬權利要求的技術方案。
[0008]本發明基于如下的總構思，S卩，為至少一個所述導向葉片、優選所有導向葉片分別裝備穿孔，所述穿孔能被廢氣、亦即廢氣流的一部分穿流。已證明，這種穿孔可以顯著降低混合器的穿流阻力，其中，同時通過穿孔充分產生紊流，以便引起希望的強烈的混勻。
[0009]穿孔就這點而言理解為導向葉片的在其余部分封閉的或對于廢氣透不過的結構的任意中斷。因此開口、缺口，開口部(Austellung)和類似物尤其相應是穿孔。
[0010]相應的導向葉片的穿孔在此可以具有多個穿透開口，所述穿透開口按照一種優選的實施形式分別設置在相應的導向葉片的邊緣側的外輪廓內。因此相應的導向葉片具有如下外輪廓，所述外輪廓不被穿透開口妨礙。以這種方式，相應的導向葉片的導流功能僅相對小地被穿孔妨礙。
[0011 ] 按照一種有利的進一步擴展方案，所述穿透開口可以具有圓的或有角的橫截面。同樣穿透開口可以具有點狀的或長形的橫截面。具有長形的橫截面的穿透開口可以是直線的或彎曲單次或彎曲多次。
[0012]在另一種有利的進一步擴展方案中，所述穿透開口分別可以具有長形的橫截面并且彼此平行且沿著從相應的導向葉片的葉片根部至葉片頂部測量的葉片長度并排地設置。在這種實施形式中，在充分的或改善的混勻作用的情況下對于相應的導向葉片可以證明小的穿流阻力。
[0013]按照一種進一步擴展方案，所述穿透開口可以以其長形的橫截面傾斜于葉片長度并且傾斜于從相應的導向葉片的流入棱邊至流出棱邊測量的葉片寬度而設置。此外，通過該措施能夠影響和優化混勻作用。
[0014]按照另一種實施形式，所述穿孔可以具有至少一個或多個在相應的導向葉片的流出棱邊上或流入棱邊上側向敞開的穿透開口。在該實施形式中，這些側向或邊緣側敞開的穿透開口影響相應的導向葉片的邊緣側的外輪廓。由此例如可以有針對性地生成斷流和旋渦，這對于強烈的混勻可以起有利作用。優選地，所述穿孔的所有穿透開口在流出棱邊上或流入棱邊上側向敞開。然而一般也可設想一種實施形式，其中穿孔具有至少一個在導向葉片的外輪廓上敞開的穿透開口和至少一個完全處于外輪廓內的穿透開口。
[0015]在從設有多個側向敞開的穿透開口出發的進一步擴展方案中，所述側向敞開的穿透開口可以是長形的并且相對于導向葉片的葉片長度以及相對于導向葉片的葉片寬度傾斜。如前所述，葉片長度從葉片根部延伸至葉片頂部，而葉片寬度從流入棱邊延伸至流出棱邊。
[0016]在另一種進一步擴展方案中，所述流入棱邊的側向敞開的穿透開口可以關于葉片長度與流出棱邊的穿透開口相反地傾斜。由此能夠關于改善的混勻優化導向葉片的導流作用。
[0017]在一種備選的實施形式中，在至少一個所述導向葉片中的穿孔可以由一個唯一的穿透開口形成。適宜地，這種唯一的穿透開口關于其流動橫截面比之前闡述的通過多個穿透開口形成的穿孔的各個穿透開口更大地確定尺寸。與此相對地，這種穿孔具有減少的穿流阻力。
[0018]在一種進一步擴展方案中，該唯一的穿透開口可以設置在相應的導向葉片的邊緣側的外輪廓內。換句話說，在這里如下實施形式也是優選的，其中穿透開口不影響導向葉片的外輪廓。所述唯一的穿透開口可以長形地構造。在此，所述穿透開口基本上可以從葉片根部延伸至葉片頂部。此外，所述穿透開口可以構造為逐漸變成尖的，其中，穿透開口的尖端這時可以設置在葉片頂部的區域中。備選地，穿透開口也可以配備恒定的寬度。
[0019]原則上同樣可能的是，將所述唯一的穿透開口在相應的導向葉片的葉片頂部上構造成側向敞開的。只要該唯一的側向敞開的穿透開口此外長形地構造，就可以借此達到導向葉片在穿透開口的區域中的準分開。這種在葉片頂部的區域中敞開的穿透開口可以導致在相應的導向葉片的區域中的特別小的穿流阻力。
[0020]在另一種有利的實施形式中，相應的導向葉片可以沿其葉片長度具有彎曲一次或多次的走向。導向葉片通常直線地構造，而在這里現在提出，以關于其中心縱軸線彎曲的走向裝備相應的導向葉片。相應的導向葉片的中心縱軸線在此關于葉片寬度大致在中央從葉片根部延伸至葉片頂部。彎曲一次的導向葉片這時鐮刀狀構造。彎曲兩次的導向葉片這時S形地構造。附加地或備選地，相應的導向葉片可以關于其中心縱軸線具有扭曲部，所述扭曲部沿葉片長度導致變化的迎角(Anstellwinkel)。
[0021]在另一種有利的實施形式中，所述混合器可以具有圓柱形的管體，所述管體沿周向方向圍住能被廢氣流穿流的流動橫截面并且導向葉片從所述管體向內伸出。所述導向葉片在該結構形式中尤其是可以徑向在內部地在其葉片頂部的區域中自由地設置。此外導向葉片可以相對于彼此無接觸地設置。
[0022]—種進一步擴展方案是特別有利的，其中管體連同所有導向葉片由一個唯一的板材體通過變形制造。由此混合器能夠相對價格便宜地通過沖壓和變形過程制造。
[0023]在另一種有利的實施形式中，所述穿孔可以具有至少一個包括開口邊緣的穿透開口，所述開口邊緣沿其整個周邊是自由的。這樣的自由的開口邊緣可以在構造為板材體的導向葉片中特別簡單地通過沖壓過程制造。如果相應的穿透開口設置在導向葉片的外輪廓內，優選周邊完全閉合。而如果穿透開口在導向葉片的外輪廓上構造成側向敞開的，則開口邊緣的周邊在外輪廓上中斷。
[0024]適宜地，相應的導向葉片的所有穿透開口裝備有這種自由的開口邊緣。
[0025]在另一種實施形式中，所述穿孔可以具有至少一個包括開口邊緣的穿透開口，所述開口邊緣沿周邊區段與開口部連接。所述開口部可以至少部分地遮蓋所屬的穿透開口。附加地或備選地，所述開口部可以相對于導向葉片的鄰接于該開口部的區域傾斜。附加地或備選地，所述開口部可以至少部分地相對于導向葉片的鄰接于該開口部的區域錯開地設置。開口部的布置結構在此優選為這樣，即，開口部至少部分地覆蓋穿透開口并且與此相應地引起穿過穿透開口出現的廢氣流的流偏轉。在穿透開口的開口邊緣上的這種開口部改善導向葉片的混勻作用。同時可以通過利用開口部使流轉向來減少穿流阻力。
[0026]適宜的是，所述開口部集成地一體成形在相應的導向葉片上。特別有利的，相應的開口部可以是相應的導向葉片的為了制造相應的穿透開口而割斷且開口的區域。因此相應的導向葉片能夠特別簡單地裝備有穿透開口和鄰接于其的開口部。
[0027]按照一種有利的進一步擴展方案可以規定，至少一個這樣的開口部具有中間區域和兩個側向區域，其中，中間區域基本上平行于相應的導向葉片延伸并且通過所述兩個側向區域與相應的導向葉片連接。由此產生相應的穿透開口的特別高效的遮蓋。
[0028]此外可以按照另一種進一步擴展方案規