混合腔以及混合的方法技术

本发明专利技术涉及一种用以将添加物混合到内燃发动机的排气系统中的混合腔（1），包括单一部分或者多部分的壳体（11），所述壳体包括具有流动截面（S12）以及中心进入轴（M12）的排气的进入口（12）以及位于所述进入口（12）下游且包括具有流动截面（S13）以及中心输出轴（M13）的排气的排出口（13），位于所述壳体（11）内且设置在这两个进入口、排出口（12、13）之间的导流元件（2），所述导流元件（2）是管状的且形成有具有通道轴（K2）的至少一个通道（20），所述通道设有通道壁（21）以及设有至少一个入口（22）与一个出口（23），整个排气流在平行于所述通道轴（K2）的流动方向（S）上被所述通道导向到具有出口截面（A23）的所述出口（23），所述流动方向（S）相对于所述中心输出轴（M13）在角度a为20°至80°的区间内偏转。所述混合腔应当被设计与提供为一种整体长度较小、能够提高排气与添加物在基体表面的分布以及同时避免添加物结晶。为此，下游基体（41）在所述中心输出轴（M13）的方向上被设置为靠近所述出口（23），所述下游基体（41）设有对应于所述出口截面（A23）的基体截面（S23）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用以将添加物混合到内燃发动机的排气系统中的混合腔，该混合腔包括单一部分或者多部分的壳体。为此，所述壳体包括具有流动截面以及中心进入轴的排气的进入口，以及位于所述进入口下游且包括具有流动截面以及中心输出轴的排气的排出口。在所述壳体内还设置有位于这两个进入口与排出口之间的导流元件。所述导流元件是管状的且包括沿通道轴的方向延伸的至少一个通道，该通道设有通道壁。所述通道壁设有至少一个入口以及一个出口。整个排气流在平行于所述通道轴的流动方向上，被所述通道导向到具有出口截面的所述出口。所述流动方向相对于所述中心输出轴在角度为20°至80°的区间内偏转。
技术介绍
美国专利US 2010/0005790 Al描述了一种管状的流动元件，其将排气流朝向远离主流动方向偏转一个区间在40°至50°之间的角度，且在其内用以将排气流与添加物进行混合。所述流动元件的壁部沿流动方向连续开设有开孔，从而使排气流沿着所述壁部的整个表面穿入到所述流动元件中。日本专利JP 2009 030560A揭示了一种混合装置，其内设有位于导流元件内的若干用以混合添加物的整流器。美国专利US 2011/0094206 Al描述了一种喷射装置，其中添加物被喷射到平行排气流中。德国专利DE 11 2010 002 589 T5早已描述了一种位于两个整块材料(基质)之间的混合腔。该混合腔被设置在整块材料之间用以使排气在排气道内流通。所述混合腔设有由壳体所形成的且围绕中心轴的通道，用以流通所述排气流。在沿所述中心轴的方向上，所述通道的长度至少比混合腔长20%。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计与提供一种整体长度较小、能够提高排气与添加物在基体表面的分布以及同时避免添加物结晶的混合腔。本专利技术的目的是通过如下方案实现的:下游基体沿中心输出轴的方向被设置于靠近出口。所述下游基体设有对应于出口截面的基体截面。出口截面与基体截面相互之间的区别最多不超过8%。因此，流动的排气流的所有部分流进入口时都会被导流元件如下偏转:气流的所有部分在所述导流元件的作用下，沿着大致相同的流动方向，与出口呈某一角度被向混合腔之外导出。下游基体被设置于靠近所述出口。由于排气被分布在出口的流动截面上，其同样被分布在下游基体的截面上。所述下游基体贯穿其整个端面因此被暴露于排气部分的斜流，所述斜流大致平行于流动方向。因此，向所述混合腔中导引的尿素能够形成非常好的分布，且不会形成相对严重的添加物结晶。“大致平行于流动方向”对所属
的技术人员而言可以被理解为相较于流动方向作为主流动方向的偏差不超过5°至8°。所述角度a优选的介于55°至75°之间。在角度为65°时能够实现基体润湿的伽玛大于0.9。就此而言，如果出口的出口截面垂直于所述中心输出轴也是有利的。所述出口截面最多比所述排出口的流动截面小20%。所述导流元件在排出口的方向上，聚集气流以及通道的全部。所述添加物在所述导流元件的作用下与排气流进行混合。本专利技术的有益效果通过如下方式来现实:所述通道壁直接或者间接通过所述出口截面与所述下游基体实现流体连通，所述通道壁及/或所述下游基体之间的距离最多为8毫米。为此，如下设置是有利的:所述导流元件设有具有入口截面的入口，所述入口位于所述通道轴的方向的上游且与所述出口相对，所述入口截面比出口截面小10%至70%。另夕卜，在适应各自的液压截面的下游基板和上游基板中，减小入口截面的尺寸可以从所述通道的开口处就提高进入所述通道中排气流速，从而提高了被导引至入口区域的添加物的混合效果以及减小了液滴尺寸。如下设置也许是有利的:所述通道设有沿所述通道轴且以所述中心输出轴为起点的长度，所述长度对应于所述进入口的半径除以sin a的至少70%，例如L2彡R12/sin a。如此设置，所述导流元件几乎或者完全在中心进入轴的方向阻挡了排气的流动截面，并迫使排气在流入所述导流元件之前，从起初的轴向朝径向偏转。如果上游基体的截面积按一定最大数量小于进入口的流动截面，那么所述通道具有减小的长度。所述长度至少对应于所述基体的半径除以sin a，例如L2多R51/sin a。在这种情况下，如下设置是有利的:所述壳体设有相对于中心进入轴沿径向凸伸超过流动截面的凸起，所述凸起至少部分形成了所述通道或者所述通道至少部分凸伸入所述凸起内。如此设置，气流中即使位于最外部的部分也能够沿着径向偏转。所述凸起形成了在径向上位于外部的体积，限制了壳体的剩余部分。在本专利技术中，如下设置是有利的:在流动方向上位于所述入口的上游，设有安装在所述通道上的喷射装置，以及靠近所述入口及/或位于所述通道内的一个或者多个混合器，用以混合被喷射入所述混合腔内的添加物。无论所述入口是由一个单独的开口或者是由多个开槽或者是由穿孔而形成的，排气都能凭借此被旋入所述通道中。混合器被设置于所述喷射装置的下游。结合本专利技术的设计和布局，如下设置可能是有利的:如果设有位于所述凸起或者所述导流元件上的喷射装置，所述喷射装置在喷射方向上将所述添加物导引入所述导流元件内，所述喷射方向相对于所述通道轴最多呈90°。通过与通道轴形成一个可能的角度，添加物能够被喷射入排气流或者反向汇入排气流。关于排气系统包括的其他部件，如下设置是有利的:设有上游基体的上游转化壳体被设置成位于所述进入口的上游，所述上游基体与所述入口实现流体连接。这种排布在上游基体是催化剂以及下游基体是微粒过滤器时尤其有效。将排气流与添加物进行混合的基本原则根据方向的不同是变化的，为此所述中心进入轴与所述中心输出轴被设置为相互平行、或者相互同轴、或者以角度b为10°至170°的区间内相互交叉。就此而言，【具体实施方式】的例子在这方面可参考附图的描述。根据这种多样性，如下设置是有利的:所述进入口以及所述排出口被设置为在所述中心进入轴的方向上一个位于另一个之后，或者在相比于所述中心进入轴的径向上至少部分相邻。凭借这一点，并根据上述角度的变化，能够确保适应广泛的安装条件。最后，如下设置也许是有利的:如果进入口的流动截面相比于排出口的流动截面具有不同的尺寸。关于最优可能的混合，如下设置是有利的:所述通道的半径从所述入口至所述出口连续增大。就这一点而言，如下设置是有利的:所述通道被所述通道壁围绕，在流动方向上位于所述入口下游的通道壁是封闭的、或者未开孔的、或者开孔的。鉴于通道的入口的入口截面比出口截面相对要小，提高了进入所述通道的流速。因为这个，进入通道中的添加物能够被很好的混合。通道截面到对应于下游基体的截面的截面，在尺寸上的随后增加，导致在整个基体上形成混合分布。全部流体或者全部排气流的偏向是通过一个封闭的通道壁来实现的。所述进入以及出口在此情况下形成所述导流元件的仅有的开口。通道的开孔，特别是位于通道旁侧且朝向进入口的开孔，防止在壳体下部三分之一处形成任何排气旋流以及累积，在中心进入轴方向的通道的立即上游。上述混合腔的优势还能够结合更广范围的排气系统，包括与内燃发动机的系统相全士么云口口 ο此外，如下设置可能是有利的:如果壳体以及下游转化壳体及/或上游转化壳体是单一部分或者多部分的共有部件。此外，如下设置可能是有利的:如果混合器被设计为具有一个或者多个混合阶段的静态混合器。如下设置也可能是有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合腔（1）用以将添加物混合到内燃发动机的排气系统中，(a) 包括单一部分或者多部分的壳体（11），所述壳体包括具有流动截面（S12）以及中心进入轴（M12）的排气的进入口（12）以及位于所述进入口（12）下游且包括具有流动截面（S13）以及中心输出轴（M13）的排气的排出口（13），其中(b) 在所述壳体（11）内设置有位于这两个进入口、排出口（12、13）之间的导流元件（2），(c) 所述导流元件（2）是管状的且形成有具有通道轴（K2）的至少一个通道（20），所述通道设有通道壁（21）以及设有至少一个入口（22）与一个出口（23），整个排气流在平行于所述通道轴（K2）的流动方向（S）上被所述通道导向到具有出口截面（A23）的所述出口（23），其中(d) 所述流动方向（S）相对于所述中心输出轴（M13）在角度a为20°至80°的区间内偏转，其特征在于：下游基体（41）在所述中心输出轴（M13）的方向上被设置为靠近所述出口（23），所述下游基体（41）设有对应于所述出口截面（A23）的基体截面（S23）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·格莱茵，F·特雷斯，A·朗，
申请(专利权)人：天纳克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE