CN106812574B - 直列式分流器 - Google Patents

直列式分流器 Download PDF

Info

Publication number
CN106812574B
CN106812574B CN201611110849.XA CN201611110849A CN106812574B CN 106812574 B CN106812574 B CN 106812574B CN 201611110849 A CN201611110849 A CN 201611110849A CN 106812574 B CN106812574 B CN 106812574B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
slots
plate
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611110849.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106812574A (zh
Inventor
马诺伊·K·桑帕斯
瑞安·A·弗洛伊德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tenneco Automotive Operating Co Inc
Original Assignee
Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/956,727 external-priority patent/US9726063B2/en
Application filed by Tenneco Automotive Operating Co Inc filed Critical Tenneco Automotive Operating Co Inc
Publication of CN106812574A publication Critical patent/CN106812574A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106812574B publication Critical patent/CN106812574B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4314—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles
    • B01F25/43141—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles composed of consecutive sections of helical formed elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/25—Mixing by jets impinging against collision plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3141—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit with additional mixing means other than injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4311—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4315—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431971—Mounted on the wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431974—Support members, e.g. tubular collars, with projecting baffles fitted inside the mixing tube or adjacent to the inner wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/916—Turbulent flow, i.e. every point of the flow moves in a random direction and intermixes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F01N2610/146—Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/148—Arrangement of sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***包括排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至排气处理装置。喷射器将试剂喷射通过导管中的孔口进入该排气流。流量调节器被定位在该排气导管内并且包括板，该板包括彼此间隔开并且围绕该板的周边定位的多个孔。该板还包括彼此平行定位的多个槽缝。

Description

直列式分流器
相关申请的交叉引用
本申请是于2014年2月28日提交的美国专利申请号14/193499的部分继续申请，后一个申请是现于2014年3月25日发布为美国专利号8,677,738的在2011年9月8日提交的美国专利申请号13/227,952的部分继续申请。以上申请的全部披露内容通过引用结合于此。
技术领域
本披露涉及排放气体处理***。更具体地，在试剂喷射器的上游提供排放气体流量调节器以增强试剂在发动机排气流中的混合和分布。
背景技术
此部分提供与本披露相关的背景信息，其不一定是现有技术。
为了减少不期望的颗粒物质和NOX在内燃发动机运行过程中排放至大气中的量，已经开发了多种排气后处理***。当实施柴油机燃烧过程时，尤其需要排气后处理***。
一种用于减少内燃发动机的NOx排放物的方法被称为选择性催化还原法(SCR)。SCR可以包括将试剂喷射进发动机的排气流中以形成试剂与排放气体的混合物，该混合物随后经过包含催化剂(如在存在试剂时能够减小NOx的浓度的活性炭或如铂、钒或钨等金属)的反应器。
尿素水溶液已知为一种用于柴油发动机的SCR***中的有效试剂。然而，使用水溶液和其他试剂可能存在缺点。尿素具有高腐蚀性并且侵害SCR***的机械部件。尿素也倾向于如在柴油机排气***中遇到的长时间暴露于高温时的固化。存在关注的问题，因为产生沉积物的试剂没有用于减少NOx。
此外，如果试剂没有正确地与排放气体混合，该试剂就没有被高效利用，从而抑制催化剂的作用并且由此降低SCR***的有效性。高试剂喷射压力已经用作使尿素混合物的不充分雾化的问题最小化的方法。然而，高喷射压力可能导致喷射的喷雾烟流过度穿透排气流，由此引起烟流冲击与喷射器相对的排气管的内表面上。过度穿透导致尿素混合物的使用效率低并且可能减小车辆可以在NOx排放物减少的情况下运行的可行驶里程。只有有限的试剂量可以承载在车辆中。令人期望的是高效使用储藏的试剂以使车辆可行驶里程最大化并且减少对补充试剂的需要。
提供用于将试剂喷射进内燃发动机的排气流中的方法和装置会是有利的，以使试剂沉积最小化并且改善试剂与排放气体的混合。
发明内容
此部分提供本披露的总体概述而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。
一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***包括排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至排气处理装置。该导管包括孔口。喷射器将试剂喷射通过该孔口并进入该排气流。流量调节器在该喷射器上游定位在排气导管内。该流量调节器包括分流器，该分流器用于增大排放气体在导管内的预定位置处相对于所喷射的试剂的速度。
排放气流流量调节器被提供用于排放气体处理***，该排放气体处理***包括排气导管和用于将试剂喷射进排气流中的喷射器。该流量调节器包括被适配成将该喷射器固定至该导管上的安装节。该安装节包括孔口，试剂被喷射通过该孔口。分流器联接至该安装节和该导管之一、被适配成定位在导管内，并且从该导管的内表面偏移。该分流器定位在试剂喷射孔口的上游，并且倾斜一定角度，以增大排气在该导管内的预定位置处的速度，减少试剂对导管内表面的冲击。
本披露还提供了一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***。该***包括：排放气体处理装置；排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及流量调节器，该流量调节器邻近该喷射器定位在排气导管内。该流量调节器包括具有第一端和第二端的板，该第一端和第二端固定至该排气导管的相反侧以便将该板悬浮在该排气导管内，并且该板包括多个遮板，这些遮板以朝向或远离该喷射器的方向引导该排气流。
从本文所提供的描述将清楚其他适用范围。本概述中的说明和具体实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本披露的范围。
附图说明
在此描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本披露的范围。
图1描绘了装备有根据本传授内容的预喷射排气流量调节器的排放物控制***的示例性内燃发动机的示意图；
图2是包括预喷射排气流量调节器的排放气体处理装置的分解透视图；
图3是排放气体处理装置的局部截面侧视图；
图4是描绘经过未装备有预喷射调节器的导管的排放气体速度剖面的曲线图；
图5描绘了在没有流量调节器的导管中的试剂的质量分数的计算流体动力学模型；
图6是描绘了在没有预喷射排气流量调节器的导管内所喷射的试剂液滴的模拟喷雾浓度的计算流体动力学等值线；
图7描绘了在具有流量调节器的导管中的试剂的质量分数的计算流体动力学模型；
图8是描绘了具有预喷射排气流量调节器的导管内所喷射的试剂液滴的模拟喷雾浓度的计算流体动力学等值线；
图9是半圆锥形流量调节器的局部透视图；
图10是楔形翻板流量调节器的局部透视图；
图11是另一个替代的预喷射流量调节器的局部透视图；
图12是图11中所描绘的流量调节器的截面侧视图；
图13是图11中所描绘的流量调节器的端视图；
图14是描绘了行进经过装备有如图11所示的流量调节器的导管的排气的速度剖面的曲线图；
图15是另一个替代的流量调节器的平面视图；
图16是图15中所示的流量调节器的局部截面侧视图；
图17是根据本披露原理的包括位于导管的上部的流量调节器的排气导管的局部截面侧视图；
图18是根据本披露原理的包括位于导管的下部的流量调节器的排气导管的局部截面侧视图；
图19是图17中所展示的包括流量调节器的排气导管的正视图；
图20是图17中所展示的包括流量调节器的排气导管的透视图；
图21是根据本披露传授内容构造的包括另一个流量调节器的排气***的透视图；
图22是图21中所描绘的流量调节器的透视图；
图23是图22中所描绘的流量调节器的正视图；
图24是包括描绘了当排气穿过流量调节器时的排气流动速度的绘图的流量调节器的截面侧视图；
图25是包括描绘了在还原剂喷射过程中当排气流经流量调节器时的喷雾液滴直径的绘图的流量调节器的截面侧视图；
图26是替代流量调节器的局部侧视图；
图27至图32提供了多个替代流量调节器的正视图；
图33是另一个替代流量调节器的局部透视图；
图34是图33中所描绘的流量调节器的局部截面侧视图；并且
图35是另一个替代流量调节器的透视图。
贯穿附图中的若干视图，相应的参考号表示相应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。
应理解的是，虽然可以结合柴油发动机和NOx排放物的减少描述了本传授内容，但可以结合多条排气流(如来自(通过非限制性实例的方式)柴油、汽油、涡轮机、燃料电池、喷气式飞机或输出排气流的任何其他动力源的排气流)中的任一排气流使用本传授内容。此外，可以结合减少多种不期望的排放物中的任一排放物来使用本传授内容。例如，用于柴油机颗粒过滤器再生的碳氢化合物的喷射也属于本披露的范围。对于额外说明，应注意共同受让的、2011年11月1日发布的标题为“Method And Apparatus For Injecting AtomizedFluids(用于喷射雾化流体的方法和装置)”的第8,047,452号美国专利，其通过引用结合于此。
参见附图，提供了一种用于减少柴油发动机21的排气的NOx排放物的污染控制***8。在图1中，该***的元件之间的实线表示试剂的流体管线，虚线表示电连接。本传授内容的***可以包括用于容纳试剂的试剂储箱10、以及用于从储箱10递送试剂的递送模块12。该试剂可以是尿素溶液、碳氢化合物、烷基酯、乙醇、有机化合物、水等等，并且可以是其掺混物或组合。还应理解的是，一种或多种试剂可用在该***中并且可以单独使用或结合使用。储箱10和递送模块12可以形成整合的试剂储箱/递送模块。也可作为***8的一部分提供的是电子喷射控制器14、试剂喷射器16和排气***19。排气***19包括排气导管18，该排气导管将排气流供应至至少一个催化剂床17。
递送模块12可以包括泵，该泵通过供应管线9从该储箱10供应试剂。试剂储箱10可以是聚丙烯、涂覆环氧树脂的碳钢、PVC、或不锈钢，并根据应用(例如车辆大小、车辆的预期用途等)来设定大小。可以提供压力调节器(未示出)，用于将***维持在预定的压力设定点(例如，约60-80psi的相对低的压力，或者在一些实施例中为约60-150psi的压力)，并且可以位于从试剂喷射器16开始的回流管线35中。可以在引向试剂喷射器16的供应管线9中提供压力传感器。***还可以结合多种防冻保护策略以融化结冻的试剂或防止试剂结冻。在***运行过程中，不论喷射器是否正在将试剂释放到排放气体中，试剂可以在储箱10与试剂喷射器16之间连续循环以冷却该喷射器并且使试剂在喷射器中的驻留时间减到最小，从而使得试剂保持冷却。连续的试剂循环对于对温度敏感的试剂而言可能是必要的，如尿素水溶液，其在暴露于300℃至650℃的高温(如在发动机排气***中经历的温度)下时倾向于固化。
另外，可能令人期望的是将试剂混合物保持低于140℃，并且优选地保持在5℃与95℃的更低运行范围内，以确保防止试剂固化。则固化后的试剂(如果允许成形)会污染移动零件和喷射器的开口。
所需的试剂量可以随着负荷、排放气体温度、排放气体流量、发动机燃料喷射正时、期望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率和发动机冷却剂温度而变化。NOx传感器或量计25定位在催化剂床17的下游。NOx传感器25可运行来将指明排气NOx含量的信号输出给发动机控制单元27。可以经发动机/车辆的数据总线从发动机控制单元27将所有或者一些发动机运行参数提供给试剂电子喷射控制器14。试剂电子喷射控制器14还可以作为发动机控制单元27的一部分而包括在内。可以通过相应的传感器来测量排放气体温度、排放气体流量和排气背压以及其他车辆运行参数。
现在参见图2至图8，排放气体处理组件100被限定成包括排气导管18和喷射器16。排气导管18包括基本上圆柱形的管102，该管限定了排气通路104。圆柱形管102包括内表面106和外表面108。
喷射器16包括本体150，该本体限定了接纳可轴向平移的阀构件154的圆柱形腔室152。本体150包括作为所喷射的试剂的排出位置的出口孔156。邻近出口孔156形成阀座146，该阀座选择性地与阀构件154接合以控制试剂喷射进排放气体流动路径。阀构件154沿着试剂喷射轴线158是可平移的。
安装节160固定到本体150上并且包括径向向外延伸的凸缘162。流量调节器164从安装节160径向向内延伸至管102中，以改变通过排气通路104的排气流动的方向。夹具(未示出)或者其他合适的联接装置将安装节160固定至管102上。
流量调节器164包括径向向内延伸的立柱166，该立柱具有固定至安装节160上的第一端168和固定至基本上平面的分流板172上的相反端170。分流板172被定位为与穿过管102的排气流动的方向成倾斜角。在图2所描绘的实施例中，分流板172包括狭长的椭圆形外形。
流量调节器164和安装节160显示为一件式构件，使用典型的喷射器安装硬件，该一件式构件可以容易地固定至管102上。还设想到流量调节器164可以与安装节160间隔开，被定位在排气通路104之内，并且分开地固定至圆柱形管102。在图2所描绘的版本中，管102包括锁孔槽缝173，该锁孔槽缝的形状被设定为用于接纳流量调节器164。
流量调节器164定位在试剂喷射轴线158的上游。流量调节器164的大小、形状和位置被设定成在通路104内，用于改变排气在沿试剂喷射轴线158截取的横截面平面的速度剖面。在没有流量调节器的情况下，流经管102的排气流动速度剖面显示基本对称的弯曲轨迹，在通路104的中心增大至最大速度，而在内表面106处速度最小，如图4所示。排放气体在内表面106附近的速度基本上低于排放气体在管102的中心的速度。当排气流速相对低的时候，如当内燃发动机空转时，所喷射的试剂倾向于穿过排放气体并且沿着管102的下半部冲击内表面106(图3)。如前所述，令人期望的是将试剂与排放气体混合并且将混合物供应至排气处理装置，如SCR催化器。冲击内表面106的试剂可能倾向于附着在管102上，从而引起不期望的池化、腐蚀和可能的试剂固化。
图5描绘了计算流体动力学等值线，该等值线展示了对于没有流量调节器的排气***，在约380kg/时的相对低的排气流速下，试剂在每分钟喷射约4.2克过程中的质量分数分布。在图6也提供了相同排气流速和试剂喷射速率下的模拟试剂喷雾浓度等值线图。图5和图6的绘图均与没有流量调节器的圆柱形管内的排气流量和试剂喷射相关。
图7描绘了对于装备有成形为分流板172的流量调节器的***在相同的排气流量和试剂喷射速率下的试剂质量分数等值线。图8示出了对应的试剂喷雾浓度等值线。将在没有流量分流器的情况下产生的等值线与包括分流板172时的等值线进行比较，展示了在试剂出口孔156附近增大排气速度的效果。通过在试剂初始喷射的区域增大速度，试剂液滴在穿越管并且冲击喷射器16对面的内表面106之前就被迫向上移动和/或进一步向下游移动。
关于整个通路106中所喷射的试剂的浓度，产生了额外的计算估值。具体地，在排气流速为380kg/时并且试剂喷射速率为约4.2g/分钟时，估计沉积在管壁表面的下半部上的试剂量。通过安装流量调节器164，沉积在内表面106的下半部上的试剂质量分数减少了超过50％。
进一步回顾计算流体动力学数据，反映了分流板172在前缘174引起分流，从而促使排气流动加速流向喷射器16。在分流板172的后缘176处，排气流动速度在分流板172与喷射器16之间的区域增加了25％。结果是增强了混合并减小了试剂冲击。
图9描绘了替代的流量调节器200。如先前关于流量调节器164所讨论的，流量调节器200可以固定在喷射器安装节上或者可以与喷射器16单独间隔开，并且联接至管102上。流量调节器200包括具有基本上平面形状、径向延伸至通路104中的立柱202。半圆锥形翻板204固定至立柱202上。半圆锥形翻板204包括局部圆椎形的外表面206，该外表面与局部圆锥形的内表面208间隔开。半圆锥形翻板204结束于第一边缘210和第二边缘212。第一边缘210与第二边缘212间隔开，以允许立柱202从其之间穿过。圆锥形外表面206的旋转轴线216相对于排气流动穿过通路104的方向成角度延伸，以便增大排气流动在喷射器16附近的速度。CFD分析表明有利的试剂与排气混合、以及试剂对在喷射器16对面的内表面106的冲击减小。
如图10所示，以参考数字300标识了另一个替代的流量调节器。流量调节器300包括位于喷射器16上游的楔形翻板302，该楔形翻板从内表面106向内伸出。楔形翻板302包括圆锥形壁304，该圆锥形壁起始于点306且结束于基本上平面的面板308。楔形翻板302还用于调节喷射器16上游的排放气体速度剖面，以增强混合并减小试剂对内表面106的冲击。
图11至图13描绘了以参考数字500标识的另一种类型的流量调节器。流量调节器500成形为基本上平面的板502，该板固定在基本上圆柱形管504内。板502朝着与分流板172的方向相反的方向倾斜。具体地，板502的上游边缘508被定位成比板502的下游边缘510更靠近喷射器16。排气流动在穿越前缘508时被分开，使得流动的顶部将会膨胀并且稍微减速，而该流动的底部会压缩并且引起速度增大。在管道下部速度增大将会将到达管道下部的试剂液滴在蒸发之前吹走。因而，流量调节器500将会减少由于试剂冲击而引起的管道润湿。
如果板502在管504内的角度足够陡，则管道的顶部将会经历边界层滑脱，从而引起紊流以帮助试剂与排气混合。在一个实施例中，可以包括例如在第8,141,353号美国专利中描述的后喷混合器，该专利通过引用结合在此。进入混合器的紊流将会增强混合器在整个排放气体中分布试剂的能力。如此，混合长度可以被缩短。替代地，通过将板502正确定位在喷射器16上游，可以去除后喷混合器。
图14呈现了在倾斜板502下游的四个不同轴向位置的排气的速度剖面。绘制了在板502的后缘510的第一速度分布图。如在图14看到的，右侧的下一个剖面描绘了在距离后缘520下游一英寸轴向距离处的排放气体速度分布。还示出了在六英寸的偏移距离和十二英寸的偏移距离处的速度分布。基于计算流体动力学模型，喷射器16可以有益地放置在与后缘510对齐的轴向位置，或者在后缘510的约1英寸内，以利用在喷射器16对面的内表面106附近增大速度剖面。
还应理解的是，板502可以固定在管504内，或者可以可移动地安装在其中。对于可移动地安装的版本，设想到板502可以以类似于通过引用结合在此的第7,434,570号美国专利中所描述的卡扣作用阀的方式枢转地联接至管504上。在也通过引用结合在此的第7,775,322、8,215,103和8,468,813号美国专利中描述了附加可移动阀。所引用的每个参考文献都包括扭力弹簧和被动致动阀，该被动致动阀关于作用于其上的排气压力而旋转。还设想到可以通过使用致动器(未示出)来主动地控制本流量调节器，该致动器可运行来使板502在基本上平行于排气流动的方向的位置与之前所讨论的倾斜位置之间旋转。
图15和图16描绘了枢转地联接至管602上的偏置流量调节器600。流量调节器600可以在展开位置和缩回位置之间移动以使对更高排气流速流动的限制最小化。当通过管602的排气流速足够高时，附加的流量调节不需要获得充足的试剂混合和避免试剂冲击。在这些更高的排放气体流速下，将流量调节器从其展开位置缩回可能是有益的。
扭力弹簧604使得翻板606朝向图中所描绘的展开位置偏置。翻板606弯曲以使排气流动远离喷射器16偏转并且增大在喷射器16对面的内表面608附近的排气速度。当排气流速达到预定幅度时，在流量调节器600的上游表面610上的力克服弹簧604的偏置力，由此引起翻板606朝着邻近内表面608的缩回位置移动。当流量调节器600处于缩回位置上时，使对排气流动的限制最小化。将会使由于使用流量调节器600引起的任何背压增大最小化。
图17展示了根据本披露原理的另一流量调节器700。流量调节器700是包括第一边缘704和第二边缘706的弯曲板702，该第一边缘和第二边缘固定至排气管708上，使得板702在喷射器16上游的位置悬浮在排气管708内。尽管板702被展示为弯曲的，但板702可以为基本上平面的，而没有脱离本披露的范围。多个遮板710可以形成在板702中以便朝着期望的方向引导排气流动。在所展示的实施例中，流量调节器在排气管708的上部712固定至该排气管(即，在管708的与喷射器16相同的一侧)。当排气流动接近流量调节器700时，遮板710将会朝着远离喷射器16的向下方向引导排气流动。以此方式，可以防止试剂排气处理流体的液滴到达管708的下部713并池化或者防止在其上形成沉积物。
替代地，流量调节器700可以在排气管708的下部713固定至该排气管(图18)。遮板710随后将会将排气流动向上和朝向喷射器16引导。不论流量调节器700定位在哪里，由遮板710引起的速度的增大和漩涡将会使试剂排气处理流体与排气流混合，使得防止或至少基本上最小化沉积物的形成。进一步地，应理解的是，不论是定位在上部712还是在下部713，流量调节器700可以包括以与所展示的相反构形定向的遮板710。即，当流量调节器700定位在管708的上部712时，遮板710可以被定向成朝向喷射器16引导排气流动。替代地，当流量调节器700定位在管708的下部712时，遮板710可以被定向成远离喷射器16引导排气流动。另一替代方案是将朝向每一个方向定向遮板710，而不论流量调节器700定位在管708的上部712或者下部713。
遮板710可以根据需要来调节。例如，遮板710可以是呈从板702穿出的接片714的形式。接片714各自可以包括不同的长度，其允许定制排气的非统一的目标流量分布。替代地，遮板710可以具有本领域技术人员期望的任何形状。例如，遮板710可以是椭圆形的、圆形的、三角形的等等，而没有脱离本披露的范围。另外，遮板710可以是略微螺旋扭转的，以在排气流动中引起较大的涡旋量，该涡旋帮助试剂排气处理流体与排气进行混合。如图20中最佳所示，遮板710在板702上是错开的，这允许增加流量调节器700重新导向的排气流量。
流量调节器700不应局限于定位在喷射器16的上游。而是，流量调节器700可以直接定位在喷射器16下面，或者可以定位在喷射器16的下游。当流量调节器700直接定位在喷射器16下面时，没有立即雾化并且与排气混合的试剂排气处理流体的大液滴可能冲击板702。尽管大液滴可能冲击板702，但因为流量调节器700可以悬浮在管708内，所以液滴受到更高速率排气流动的影响，更高速率排气流动通常引起液滴升华而不是形成沉积物。
此外，应理解的是流量调节器700不应局限于与喷射器16结合使用。相比之下，应理解的是喷射器16可以用例如NOx传感器25、温度传感器、压力传感器等等进行替换。流量调节器700与传感器结合使用允许排气的非均匀流动，因为其接近传感器，可以提供排气温度、NOx浓度等等的更准确的读数。
图21至图25展示了根据本披露原理构造的另一个流量调节器800。流量调节器800被成形为基本上圆形的板802，该基本上圆形的板具有上游平面表面804、下游平面表面806和使这两个平面表面804、806相互连接的外圆柱表面808。圆柱表面808的形状和大小被确定成与排气导管814的内表面812配合。应理解的是，圆形形状仅是示例性的，并且圆柱表面808可以补充内表面812而无视导管的形状。
流量调节器800经由例如在喷射器816上游位置处焊接的过程来固定到导管814的内表面812上。限制排气流动经过外圆柱表面808与内表面812之间。如此，产生穿过若干孔口818的排气流动，这些孔口延伸穿过板802。孔口818包括各种不同的尺寸和形状。例如，多个圆柱形孔820彼此间隔开，这些圆柱形孔各自具有相同或相似的直径。孔820总体上定位在板802的周边区域上以部分地限制穿过其的排放气体的流动并且将穿过槽缝824a-824j的流动分流。槽缝824a基本上是具有高度Ha和宽度Wa的矩形形状。槽缝824b-824j各自包括不同的宽度。槽缝824a和824b的高度和宽度基本上相同。槽缝824c-824f各自具有相同或基本上类似的高度。槽缝824g-824j具有相同或基本上类似的高度。槽缝824j在图23中被描绘为具有高度Hj和宽度Wj。
这些槽缝各自基本上平行彼此延伸。这些槽缝被设计成使得穿过板802的最接近喷射器的这些槽缝的横截面积小于距喷射器更远的槽缝面积。当槽缝位置变得距喷射器更远时，这些槽缝各自的横截面积增加。孔820和槽缝824a-824j的结合调节喷射器上游的排气流动模式。
图24提供了当使用计算流体动力学(CFD)建模时由流量调节器800产生的排气流动速度剖面的图解表示。规模方面较大的幅度表明较高的流动速度。经调节的流动的突出特征之一包括被安排成平行片的多个高速区间830a-830j。取决于不同孔口818的位置和形状，流经槽缝824a-824j的排气的平行片830a-830j将从板802的下游延伸不同的穿透长度。通过改变孔口818的横截面积、形状和大小，可以定制高速区间的大小和形状。应理解的是，流量调节器800被配置成产生如之前关于流量调节器500描述的和在图14中描绘的流动速度剖面的不同排气速度剖面。
图25提供了额外的CFD分析的图解表示，其中尿素沿喷射轴线832喷射而排放气体流经流量调节器800。应理解的是，被定位在板802的最***部分处的孔820用于限制排气在邻近喷射器处的流动，从而保护所喷射的还原剂喷雾不会提早曝露于排放气体。典型地，令人期望的是使横穿例如SCR的排气处理装置的上游面的雾化还原剂产生基本上均匀的分布。因此，可以令人期望的是使一些还原剂接近导管的在喷射器816对面的侧壁，而不与其接触。如果必要的话，可以实施喷射器护罩826以进一步限制排气流动与所喷射的还原剂的相互作用，直到还原剂远离喷射器行进足够的距离。护罩826可以包括用于允许排放气体的一部分穿过其的多个孔口、遮板、翻板等等。可以在护罩826内产生涡旋气体模式。
在图24和图25中描绘的实施例中，喷射器816倾斜成与垂线成约5度的角度，使得喷射的还原剂略微朝上游喷洒。应理解的是，这个倾斜角度仅是示例性的，并且本披露的流量调节器可以用于与排气流上游、下游成任意数量角度或相垂直取向的喷射器结合使用。
用于将尿素喷洒到排气处理***中的典型喷射器提供尿素液滴的圆柱形模式。从喷射器的输出可以具有不同索特尔平均直径(SMD)的液滴。总体上，具有较大SMD的液滴比具有较小SMD的液滴具有更大的质量并且如此趋于从喷射器喷嘴的更大距离地抵抗偏转和雾化。其他喷射器可以产生两个或更多个相邻的锥形喷流。其他喷射***可以结合空气辅助特征，从而同时从喷射器发射空气和试剂。这些喷射器各自可以用于与本披露的流量调节器结合。
在这些图中描绘的安排中，锥形喷流被允许开发直到在其在与穿过槽缝824a-824j之一的排气流动基本上相互作用之前达到排气导管直径的20％至30％。这些槽缝的位置、大小和形状被确定成使得在接近喷射器的位置处，具有较小SMD的喷射的液滴将与更接近喷射器的高速区间片相互作用以雾化较小的液滴。具有较大SMD的液滴将穿透最接近喷射器的高速区间片，但是将被距喷射器更远定位的高速区间片雾化。这些片(基本上为片830g-830j)还显示了从流量调节器800更下游的更高的穿透。
应理解的是，基于形成了呈片状的若干不同且间隔开的高速区间，流量调节器800还可以被称为片雾化器。流量调节器800促使液滴***开，由此促进蒸发，而不允许还原剂冲击在导管或流量调节器的表面上。如前所述，之前已知的后处理***有时包括液体喷射器，该液体喷射器输出将冲击排气导管的相对内表面的尿素喷雾。所喷射的尿素不会成功地分解，而是在导管上形成薄膜层。
通过CFD建模和结合本传授内容，可以对流量调节器800进行定制调整从而与给定喷射器或族或多个喷射器结合，从而最小化或消除喷射还原剂液滴在导管的内表面上的冲击。取决于排气导管的几何形状、喷射器的喷雾特性和距排气处理装置下游的距离，可以有益地将例如接片或遮板的附加特征结合到流量调节器中，如在图26中所描绘的。流量调节器800a基本上类似于流量调节器800，但是包括用于使穿过槽缝824j的排放气体朝向导管的内表面偏转的接片850。
设想了对流量调节器800的其他修改，并且这些修改可以包括改变槽缝的形状、改变槽缝的数量、改变槽缝相对于喷射器位置的取向、以及有可能包括被定位在之前描述的板的上游或下游的一个或多个附加板以进一步调节排气流动。图27至图32提供了通过参考数字800b、800c、800d、800e、800f和800g来标识的流量调节器的另外的实例。在图27中描绘的流量调节器800b包括多个弯曲槽缝856a-856h。这些弯曲槽缝各自可以具有横穿板的宽度来改变的高度。这些槽缝856a-856h各自与彼此间隔开并且以基本上平行的安排对齐。一般而言，当槽缝距喷射器816的距离增加时该槽缝的宽度增加。当从喷射器816来看时，槽缝856a-856h各自显示了总体上凹入的形状。
图28描绘了替代流量调节器800c。流量调节器800c基本上类似于流量调节器800b，除了多个槽缝866a-866h被定向成当从喷射器816来看时显示总体上凹入的形状。
图29描绘了包括槽缝876a-876h的流量调节器800d。这些槽缝各自是弯曲的。交替的槽缝在相反的方向上定向。图29描绘了槽缝876a被定向成使得存在朝喷射器816的凸起表面，而相邻槽缝876b被定向成存在朝喷射器816的凹入表面。交替的模式持续横穿流量调节器800d。
在图30中示出了另一个替代流量调节器800e。流量调节器800e包括多个槽缝886a-886e。延伸穿过流量调节器800e的槽缝各自被成形为“V”或V字形，该“V”或该V字形具有被定位成距喷射器816比槽缝的终端更远的顶点888a-888e。
图31示出了以参考数字800f标识的另一个替代实施例流量调节器。流量调节器800f基本上类似于流量调节器800e，除了这些V字形是倒置的。因此，槽缝896a的顶点898a比槽缝896a的终端更接近喷射器816。顶点898b、898c、898d和898e被定向成比这些槽缝各自的相应终端更接近喷射器816。这些槽缝896a-896e各自被描绘成具有横穿各个槽缝的宽度的基本上恒定的高度。当距喷射器的距离增加时这些槽缝的宽度增加。
应理解的是，如果期望具体成形的高速区间，则可以改变任一个槽缝的高度。如此，在本披露范围内的是通过限定延伸穿过流量调节器的具体槽缝的形状、大小和位置来定制在流量调节器下游延伸的任何速度剖面的三维形状。
同样在本披露范围内的是，以一种模式将若干孔口分组以获得喷射试剂与流经导管的排放气体的令人期望的混合。图32提供了以参考数字800g标识的这种排气流量调节器的适当实例。多个槽缝906a-906h以非平行方式定位。然而，这些槽缝被安排在总体上三角形或可能的梯形区间中，该三角形或可能的梯形在顶部处具有宽度Wt和在梯形的底部处被标识为Wb的宽度。梯形区间的高度由字母H来标识。当距喷射器的距离增加时梯形区间的宽度增加。如在图32中所示，当距喷射器的距离增加时一个或多个槽缝高度也可以增加。三角形或梯形模式考虑了由试剂喷射器816展示的总体上圆锥形的喷雾模式并且还考虑了在喷射液滴大小内的变化，如之前所描述的。
图33和图34描绘了被定位在喷射器816上游的流量调节器的另一个版本。流量调节器950被示出为基本上类似于流量调节器800，除了四个冲击板从槽缝中的四者的下边缘向下游延伸。流量调节器950包括多个槽缝956a-956j。第一冲击板960f沿槽缝956f的下边缘定位。另一个冲击板960g平行于冲击板960f延伸并且被定位成邻近于槽缝956g的下边缘。以类似方式，冲击板960h和960i平行于其他冲击板延伸并且分别邻近于槽缝956h和956i的下边缘。每个冲击板960f-960i基本上垂直于板952延伸并且向下游延伸彼此不同的一段距离。当距导管的喷射器安装所在一侧的距离时，冲击板的长度增加。
如在图34中所描绘的，试剂喷射轴线966以上游角度横越导管，从而使冲击在冲击板960f和960i上的液滴的数量最大化。当试剂液滴冲击冲击板时，这些液滴破碎形成可以更容易与排放气体混合的更小尺寸的液滴。
流量调节器的冲击板版本不仅通过如之前提及的使液滴破碎并且通过将集中的高流速片定位成邻近于在冲击板的表面上可以收集的液体试剂而同样有助于低排气流动速度下的试剂混合。冲击板还将热质量添加至流量调节器，这有助于所喷射的试剂的雾化。此外，在紧邻槽缝的边缘的位置处存在冲击板放大了排气速度片在那个位置处的幅度。
图35描绘了以参考数字980标识的另一个替代流量调节器。流量调节器980类似于其他流量调节器中的若干者，具有槽缝986a-986f。然而，流量调节器980还包括比槽缝986a-986f距喷射器更远定位的倒置的V形槽缝990。倒置的V形板994从板982垂直地延伸。V形板994被定为成邻近V形槽缝990的底部边缘。应理解的是，倒置的V形防止了喷射液体的积聚。被定位在板994下方的孔口996作用于使在排气导管的这个区间中的任何排放气体再循环最小化。V形板994直接邻近V形槽缝990的位置确保了横穿V形板的上表面的高速流动，从而使喷射试剂在板上的沉积最小化。
以上对这些实施例的描述是出于展示和说明的目的提供的。并不旨在详尽或限制本披露。具体实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该具体实施例，而是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化不应视作是脱离本披露，并且所有这样的改动都旨在包含在本披露的范围之内。

Claims (27)

1.一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***，该***包括：
排气处理装置；
排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；
喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及
流量调节器，该流量调节器被定位在该排气导管内在该孔口上游，该流量调节器包括板，该板包括穿过其延伸的多个孔，这些孔彼此间隔开并且围绕该板的周边定位，该板进一步包括穿过其延伸的多个槽缝，每个槽缝是狭长的且具有宽度和高度，所述宽度大于所述高度，每个槽缝都具有延伸跨过宽度的主轴线，这些主轴线彼此平行定位。
2.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中当这些槽缝接近该板的边缘时这些槽缝在宽度方面增加。
3.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中这些孔围绕该多个槽缝。
4.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中这些槽缝调节排气的流动，使得在该流量调节器下游的排气流动包括成形为平行间隔片的多个速度剖面。
5.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中这些槽缝被安排成三角形的形状。
6.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中该板包括用于当排气穿过这些槽缝之一时改变流动方向的接片。
7.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中这些槽缝是弯曲的。
8.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中这些槽缝具有当这些槽缝接近该板的边缘时增加的横截面积。
9.如权利要求1所述的排放气体处理***，其中该流量调节器进一步包括从该板的下游沿这些槽缝之一的边缘延伸的还原剂冲击板。
10.如权利要求9所述的排放气体处理***，其中这些槽缝之一及其相关联的冲击板被成形为倒置的“V”。
11.一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***，该***包括：
排气处理装置；
排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；
喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及
流量调节器，该流量调节器被定位在该排气导管内在该孔口上游，该流量调节器包括板，该板包括穿过其延伸的多个孔，这些孔彼此间隔开并且围绕该板的周边定位，该板进一步包括穿过其延伸的多个槽缝，这些槽缝彼此平行定位，其中这些槽缝调节排气的流动，使得在该流量调节器下游的排气流动包括成形为平行间隔片的多个速度剖面，其中该板在该排气导管内定向成使得试剂喷射轴线垂直地横越这些平行片。
12.一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***，该***包括：
排气处理装置；
排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；
喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及
流量调节器，该流量调节器被定位在该排气导管内在该孔口上游，该流量调节器包括板，该板包括穿过其延伸的多个孔，这些孔彼此间隔开并且围绕该板的周边定位，该板进一步包括穿过其延伸的多个槽缝，这些槽缝彼此平行定位，其中这些槽缝被安排成梯形的形状，该梯形的底边在该梯形最接近该板的边缘的位置处最宽。
13.一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***，该***包括：
排气处理装置；
排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；
喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及
流量调节器，该流量调节器被定位在该排气导管内在该喷射器上游，该流量调节器包括板，该板包括穿过其延伸的间隔开的第一槽缝、第二槽缝和第三槽缝，第三槽缝定位成相比第一槽缝和第二槽缝更加接近板的边缘，第二槽缝定位成相比第一槽缝更加接近该边缘，这些槽缝具有当这些槽缝接近该板的该边缘时增大的宽度。
14.如权利要求13所述的排放气体处理***，其中该板包括穿过其延伸的多个孔，这些孔围绕这些槽缝。
15.如权利要求14所述的排放气体处理***，其中这些孔限制朝该喷射器的排气的流动，从而允许所喷射的试剂在与穿过这些槽缝之一的排气相互作用之前行进该排气导管的内直径的百分之30。
16.如权利要求13所述的排放气体处理***，其中这些槽缝调节排气的流动，使得在该流量调节器下游的排气流动包括成形为平行间隔片的多个速度剖面。
17.如权利要求13所述的排放气体处理***，其中第三槽缝最接近该板的边缘并且包括这些槽缝的最大横截面积。
18.一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***，该***包括：
排气处理装置；
排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；
喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及
流量调节器，该流量调节器被定位在该排气导管内在该孔口上游，该流量调节器包括板，该板包括穿过其延伸的多个槽缝，这些槽缝中的至少两个具有当这些槽缝接近该板的边缘时增大的宽度，其中这些槽缝调节排气的流动，使得在该流量调节器下游的排气流动包括成形为平行间隔片的多个速度剖面，其中该板在该排气导管内定向成使得试剂喷射轴线垂直地横越这些平行片。
19.一种用于减少发动机的排放物的排放气体处理***，该***包括：
排气处理装置；
排气导管，该排气导管被适配成将排气流从该发动机供应至该排气处理装置，该导管包括孔口；
喷射器，该喷射器用于将试剂喷射通过该孔口并且进入该排气流；以及
流量调节器，该流量调节器被定位在该排气导管内在该孔口上游，该流量调节器包括板，该板包括穿过其延伸的多个孔口，该板与该导管的内表面密封地接合使得所有排气流穿过该板中的这些孔口，这些孔口包括多个槽缝以及多个孔，其中这些槽缝被安排在成形为梯形的区域中，该梯形的最短平行边被定位成比该梯形的最长平行边更接近该孔口。
20.如权利要求19所述的排放气体处理***，其中这些孔限制朝该喷射器的排气的流动，从而允许所喷射的试剂在与穿过这些槽缝之一的排气相互作用之前行进该排气导管的内直径的百分之30。
21.如权利要求20所述的排放气体处理***，其中这些槽缝被定位成彼此平行。
22.如权利要求19所述的排放气体处理***，其中最接近该板的边缘的槽缝包括该多个槽缝的最大横截面积。
23.如权利要求19所述的排放气体处理***，其中这些槽缝被安排在成形为三角形的区域中。
24.如权利要求19所述的排放气体处理***，其中这些孔围绕该梯形内的这些槽缝。
25.如权利要求19所述的排放气体处理***，其中该流量调节器进一步包括从该板的下游沿这些槽缝之一的边缘延伸的冲击板。
26.如权利要求25所述的排放气体处理***，其中这些槽缝之一及其相关联的冲击板被成形为倒置的“V”。
27.如权利要求19所述的排放气体处理***，其中该板相对于该排气导管的纵向轴线垂直地定向。
CN201611110849.XA 2015-12-02 2016-12-02 直列式分流器 Active CN106812574B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/956,727 2015-12-02
US14/956,727 US9726063B2 (en) 2011-09-08 2015-12-02 In-line flow diverter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106812574A CN106812574A (zh) 2017-06-09
CN106812574B true CN106812574B (zh) 2020-09-01

Family

ID=58994049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611110849.XA Active CN106812574B (zh) 2015-12-02 2016-12-02 直列式分流器

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN106812574B (zh)
DE (1) DE102016123313A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202019100256U1 (de) * 2019-01-17 2019-02-25 Hjs Emission Technology Gmbh & Co. Kg Einrichtung zum Zuführen eines chemischen Reaktionsmittels in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
DE102022132126A1 (de) 2022-12-05 2024-06-06 Purem GmbH Abgasbehandlungsanordnung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8047452B2 (en) 2004-04-26 2011-11-01 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Method and apparatus for injecting atomized fluids
WO2006009056A1 (ja) * 2004-07-16 2006-01-26 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. エンジンの排気浄化装置
US7775322B2 (en) 2007-03-16 2010-08-17 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Snap-action valve for exhaust system
US8468813B2 (en) 2007-03-16 2013-06-25 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Snap-action valve for exhaust system
US7434570B2 (en) 2007-03-16 2008-10-14 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Snap-action valve for exhaust system
US8141353B2 (en) * 2008-04-25 2012-03-27 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust gas additive/treatment system and mixer for use therein
US20110274590A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Floyd Ryan A Inverted Exhaust Gas Treatment Injector
US8677738B2 (en) 2011-09-08 2014-03-25 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Pre-injection exhaust flow modifier
US9302223B2 (en) * 2014-06-13 2016-04-05 Caterpillar Inc. Mixing element

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016123313A1 (de) 2017-06-22
CN106812574A (zh) 2017-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9726063B2 (en) In-line flow diverter
KR101610707B1 (ko) 주입 이전 배기 흐름 변경기
US8627649B2 (en) Device and method for metering liquid pollutant-reducing media into an exhaust gas duct of an internal combustion engine
RU2375121C2 (ru) Распыление текучих сред путем взаимного соударения потоков текучих сред
US10077702B2 (en) In-line flow diverter
WO2015130640A1 (en) In-line flow diverter
US7814745B2 (en) Approach for delivering a liquid reductant into an exhaust flow of a fuel burning engine
JP5600787B2 (ja) 混合および／または蒸発装置を備えた排気システム
EP3985238A1 (en) Diesel exhaust fluid deposit mitigation
US20110079003A1 (en) Reductant nozzle indentation mount
CN102482972B (zh) 用于供给还原剂的注射喷嘴和用于处理废气的装置
JP2007032472A (ja) 尿素水を用いた排気処理装置
US20120124983A1 (en) Exhaust system having reductant nozzle flow diverter
US9441516B2 (en) Method for NOx reduction
CN106812574B (zh) 直列式分流器
US20140286832A1 (en) Exhaust system
KR102099008B1 (ko) 차량 배기 라인용 분사 장치 및 대응 배기 라인
US20090022008A1 (en) Method and Apparatus for Mixing a Gaseous Fluid With a Large Gas Stream, Especially for Introducing a Reducing Agent Into a Flue Gas Containing Nitrogen Oxides
US20240183300A1 (en) Dosing conduit arrangements for exhaust aftertreatment system
EP3379046A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system
US9416703B2 (en) Mixer configuration for reducing agent preparation and motor vehicle having a mixer configuration
KR20200055524A (ko) Scr 시스템의 요소수 혼합 장치
US20180142596A1 (en) Injection module and exhaust system having an injection module
US20200011223A1 (en) Improved selective catalytic reduction system and method
SE540984C2 (sv) Förfarande och anordning för insprutning av ett reduktionsmedel vid en förbränningsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant