CN201470307U - 一种发动机尾气扰流混合器 - Google Patents

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Abstract

一种发动机尾气扰流混合器，属于汽车尾气净化处理技术领域。所述管道(1)两端的外壁与排气管(7)滑动配合，管道(1)的下游一端设置有叶片装置(4)，管道(1)的中段为内径小于管道(1)内径的喉口管(2)，喉口管(2)的管壁上设置有喷嘴孔(21)，有一添加剂喷嘴(3)穿过排气管(7)上的通孔(71)和喷嘴孔(21)并使其喷口置于喉口管(2)的轴心线上，添加剂喷嘴(3)的喷口指向管道(1)的下游一端。气体混合效果好，结构简单，安装方便，零部件少，制造成本低，既可用于SCR尾气净化处理***中，也可用于其他如吸附型NOX尾气净化处理***中，也适于现有发动机排气净化***的改造。

Description

一种发动机尾气扰流混合器
技术领域
本实用新型涉及一种汽车尾气净化处理装置，更具体地讲是指一种发动机尾气扰流混合器，属于汽车尾气净化处理技术领域。
背景技术
在重型柴油机尾气处理中需要用SCR(selective catalyticreduction)***来降低NOx。该***降低NOx的原理是：将尿素水溶液喷入到排气管内，使其雾化、水解产生氨气，氨气与NOx发生反应，从而减少NOx排放。欧洲实用新型公开说明书EP1206630B1公开了一种T型管式多叶片混合器，该混合器中有一管两侧是多叶片结构，通过前后叶片的交错，达到混合效果。该种混合器都可以达到加强氨气混合的效果，但是，结构复杂，安装及拆装不便，且当发动机排气流量小时，氨气与尾气的混合效果较差。
中国专利公开号：CN 101349181A，公开日：2009年1月21日，发明名称《发动机净化排气装置》，提出了在排气通路的SCR催化器的上游侧设置搅拌室，在搅拌室的最上游位置配置叶片装置，在叶片装置的下游侧且位于直径最小部的上游侧配置喷嘴的技术方案，使叶片装置至直径最小部的距离以及喷嘴至SCR催化器的距离同时增加，有利于添加剂向排气中的扩散、雾化，可以实现添加剂和排气的良好混合。但该技术方案的体积较大，安装不便，而且由于喷嘴配置在直径最小部的上游，喷嘴喷出的尿素溶液极易喷到直径最小部外侧的管壁上，并沿管壁处扩散、雾化和流动，造成管壁处氨气的浓度较高，管中心部氨气的浓度较低。氨气与尾气的混合效果仍不尽理想。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术结构复杂，装、拆不便，气体混合效果还有待提高的缺陷和不足，提供一种结构简单，拆装方便，添加剂与尾气混合效果较好的发动机尾气扰流混合器。
为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案是：一种发动机尾气扰流混合器，包括管道和叶片装置，管道的上游朝向发动机的排气口，下游朝向催化器，所述管道两端的外壁与排气管滑动配合，管道的下游一端设置有叶片装置，管道的中段为内径小于管道内径的喉口管，喉口管的管壁上设置有喷嘴孔，有一添加剂喷嘴穿过排气管上的通孔和喷嘴孔并使其喷口置于喉口管的轴心线上，添加剂喷嘴的喷口指向管道的下游一端。
所述管道的上游端为圆锥管，圆锥管的小口一端连接喉口管，管道的下游端为带直管的圆锥管，圆锥管的小口一端连接喉口管，圆锥管的大口一端连接有直管，直管设置在管道的下游端。
所述喉口管的内径是管道两端外径的0.7-0.9倍。
所述的叶片装置由沿管道轴线轴对称布置的叶片组成，叶片固定在管道下游一端的管壁上，且叶片的外沿伸出管道端部的外侧。
所述的叶片扭曲成弧形，且在靠近管道上游一侧的叶片上设置有半圆形或半椭圆形切口。
所述添加剂喷嘴的直管体上设置有止挡台阶，止挡台阶的直径大于喷嘴孔的直径或宽度，止挡台阶的高度小于或等于喉口管外壁至排气管内壁的距离，在排气管外部的添加剂喷嘴直管体上设置有外螺纹并旋合有固定螺母。
所述的喷嘴孔为腰圆形孔，腰圆形孔的长度方向平行于喉口管的轴线。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：1.气体混合效果好。由于采用喉口结构，将添加剂喷嘴设置在喉口管处，且在喉口管的下游处设置叶片装置，加大了添加剂喷嘴处的气体流速，减少了尿素喷射碰壁的几率，强化了氨气与尾气的混合效果。尤其是在发动机排气流量小的情况下，尾气流经喉口管的流速仍较高，加强了喷嘴处的气化率，将氨气带入流速放缓的管道下游端混合，并在经过叶片时产生涡流，在排气管内进一步涡流混合，再进入催化器，提高了尿素水解成的氨气与尾气的混合均匀性，从而使催化器发挥良好的排气净化作用。2.结构简单，安装方便。混合器零部件少，，制造成本低，混合器整体从排气管的管孔中滑动装入，同时通过排气管上的通孔及喉口管管壁上的喷嘴孔装入添加剂喷嘴，既方便了喷嘴的安装，又实现了混合器在排气管内的固定，安装和拆卸十分方便。3.适应范围广。本实用新型结构既可用于SCR尾气净化处理***中，也可用于其他如吸附型NOX尾气净化处理***中，也适于现有发动机排气净化***的改造。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的安装示意图。
图中：管道1，喉口管2，喷嘴孔21，添加剂喷嘴3，止挡台阶31，叶片装置4，叶片41，催化器5，固定螺母6，排气管7，通孔71。
具体实施方式
以下结合附图说明和实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1，图2，本实用新型的一种发动机尾气扰流混合器，包括管道1和叶片装置4，管道1的上游朝向发动机的排气口，下游朝向催化器5，所述管道1两端的外壁与排气管7滑动配合，管道1的下游一端设置有叶片装置4，管道1的中段为内径小于管道1内径的喉口管2，喉口管2的管壁上设置有喷嘴孔21，有一添加剂喷嘴3穿过排气管7上的通孔71和喷嘴孔21并使其喷口置于喉口管2的轴心线上，添加剂喷嘴3的喷口指向管道1的下游一端。
当本实用新型应用于SCR尾气净化***中时，所述的催化器5为SCR催化器，所述的添加剂喷嘴3为尿素喷嘴。管道1的下游端固定有叶片装置4，叶片装置4中有四片叶片41，叶片41与管道1下游端的管壁焊接为一体；喉口管2在靠近上游一侧，叶片装置4在靠近下游一侧。喉口管2的管壁上开有喷嘴孔21，添加剂喷嘴3从喷嘴孔21伸入至喉口管2内的轴线处，且喷口朝向下游一侧的叶片装置4，同时通过添加剂喷嘴3上的固定螺母6将混合器固定在排气管7上。尾气流过时，在喉口管2处流速加大，提高了添加剂喷嘴3处的流速，可保证添加剂喷嘴3喷出的尿素溶液不碰到喉口管内壁即可进入管道1的下游端扩散、雾化，当尾气及氨气的混合气体流经叶片41时，部分混合气体被叶片41反射，部分混合气体经叶片41形成涡流流出，加强了混合气体的扰动，使气体混合更均匀，然后再经排气管7流入催化器5。
图1中，所述管道1的上游端为圆锥管，圆锥管的小口一端连接喉口管2，管道1的下游端为带直管的圆锥管，圆锥管的小口一端连接喉口管2，圆锥管的大口一端连接有直管，直管设置在管道1的下游端。为提高发动机尾气流经喉口管2的流速，缩小喉口管2的内径是最简便的方法，喉口管2的内径越小，所通过的气体流速越高，但内径过小会导致排气不畅，最好是使所述喉口管2的内径是管道1两端外径的0.7-0.9倍，通常为0.8倍左右。
所述的叶片装置4由沿管道1轴线轴对称布置的叶片41组成，图1，图2中，所述的叶片41有四片，四个叶片41固定在管道1下游一端的管壁上，且叶片41的外沿伸出管道1端部的外侧。四个叶片41在管道1的轴心处连接成一体，并在轴心处形成叶片轴。
为增强叶片41形成涡流以及对混合气体的反射效果，所述的叶片41扭曲成弧形即制成普通风扇叶片的形状，且在靠近管道1上游一侧的叶片41上设置有半圆形或半椭圆形切口，以减少尿素溶液在叶片41上的沉积。
参见图1，图2，所述的添加剂喷嘴3由垂直于喉口管2的直管体和折弯后平行于喉口管2的折弯部组成，喷口设置在折弯部的前端。所述添加剂喷嘴3的直管体上设置有止挡台阶31，止挡台阶31的直径大于喷嘴孔21的直径或宽度，止挡台阶31的高度小于或等于喉口管2外壁至排气管7内壁的距离，在排气管7外部的添加剂喷嘴3直管体上设置有外螺纹并旋合有固定螺母6。直管体上止挡台阶31的设置应保证添加剂喷嘴3的喷口位于喉口管2的轴心线上。
为便于添加剂喷嘴3***喉口管2，所述的喷嘴孔21为腰圆形孔，腰圆形孔的长度方向平行于喉口管2的轴线。
管道1及喉口管2从排气管7下游端的管孔内***，在排气管7的管壁上设置有通孔71，通孔71的直径应满足添加剂喷嘴3***的要求。固定螺母6的外径应大于通孔71的直径。
由于管道1两端的外壁与排气管7滑动配合，混合器整体可在排气管7内滑动。使用时，将混合器安装到排气管7内，添加剂喷嘴3通过固定螺母6固定在排气管8上。通过添加剂喷嘴3将混合器与排气管7连接成一体，将添加剂喷嘴3与尿素溶液容器连接，然后在排气管7的下游安装催化器5，即可进行发动机尾气的高效净化作业。
本实用新型应用于吸附型NOX尾气净化处理***中时，所述的催化器5为吸附型NOX催化器，所述的添加剂喷嘴3为燃料喷嘴，本实用新型发动机尾气扰流混合器的其他结构相同，燃料喷嘴定时向管道1的下游端喷射燃料以执行NOX清除，可以得到与前述实施方式一样的作用效果。
当然，本实用新型的混合器也可以采用其它结构，如叶片41截面的不同形状，叶片41扭曲成各种不同的角度和在叶片41进行各种切角，添加剂喷嘴与喉口管2及排气管7之间的连接形式也不局限于本文所述的卡入式连接，如可采用其他的活动连接方式，上述的变换均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发动机尾气扰流混合器，包括管道(1)和叶片装置(4)，管道(1)的上游朝向发动机的排气口，下游朝向催化器(5)，其特征在于：所述管道(1)两端的外壁与排气管(7)滑动配合，管道(1)的下游一端设置有叶片装置(4)，管道(1)的中段为内径小于管道(1)内径的喉口管(2)，喉口管(2)的管壁上设置有喷嘴孔(21)，有一添加剂喷嘴(3)穿过排气管(7)上的通孔(71)和喷嘴孔(21)并使其喷口置于喉口管(2)的轴心线上，添加剂喷嘴(3)的喷口指向管道(1)的下游一端。
2.根据权利要求1所述的一种发动机尾气扰流混合器，其特征在于：所述管道(1)的上游端为圆锥管，圆锥管的小口一端连接喉口管(2)，管道(1)的下游端为带直管的圆锥管，圆锥管的小口一端连接喉口管(2)，圆锥管的大口一端连接有直管，直管设置在管道(1)的下游端。
3.根据权利要求1或2所述的一种发动机尾气扰流混合器，其特征在于：所述喉口管(2)的内径是管道(1)两端外径的0.7-0.9倍。
4.根据权利要求1所述的一种发动机尾气扰流混合器，其特征在于：所述的叶片装置(4)由沿管道(1)轴线轴对称布置的叶片(41)组成，叶片(41)固定在管道(1)下游一端的管壁上，且叶片(41)的外沿伸出管道(1)端部的外侧。
5.根据权利要求4所述的一种发动机尾气扰流混合器，其特征在于：所述的叶片(41)扭曲成弧形，且在靠近管道(1)上游一侧的叶片(41)上设置有半圆形或半椭圆形切口。
6.根据权利要求1所述的一种发动机尾气扰流混合器，其特征在于：所述添加剂喷嘴(3)的直管体上设置有止挡台阶(31)，止挡台阶(31)的直径大于喷嘴孔(21)的直径或宽度，止挡台阶(31)的高度小于或等于喉口管(2)外壁至排气管(7)内壁的距离，在排气管(7)外部的添加剂喷嘴(3)直管体上设置有外螺纹并旋合有固定螺母(6)。
7.根据权利要求1或5所述的一种发动机尾气扰流混合器，其特征在于：所述的喷嘴孔(21)为腰圆形孔，腰圆形孔的长度方向平行于喉口管(2)的轴线。
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