用于将流体引入气流的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于将流体引入气流的装置，尤其是引入到内燃机废气流中。该装置具有混合腔室和计量装置，所述流体经由所述计量装置的计量端头引入注入空间，所述注入空间由位于径向的保护套管限定，布置在混合腔室的内部，并且与其保持流体连通。保护套管具有沿保护套管的周向延伸的中间腔室，其在径向内侧由内壁限定，在径向外侧由外壁限定，并且中间腔室通过由内壁形成的或设置于内壁上的间隙，例如特别是环形间隙，与注入空间流体连通。中间腔室还通过外壁中的至少一个开口与混合腔室流体连通。

A device used to introduce fluid into the air flow.

The present invention relates to a device for introducing a fluid into the air flow, especially in an exhaust gas flow of an internal combustion engine. The device has a mixing chamber and metering device, and the fluid is injected into the injection space through the metering terminal of the metering device. The injection space is defined by the radial protection sleeve, arranged in the interior of the mixing chamber, and is maintained with fluid communication. The protection sleeve has a protective sleeve along the circumferential intermediate chamber that extends in the radial wall by medial limit, defined by the outer wall in the radial outer and middle chamber through a gap formed by inner wall or is arranged on the inner wall of the annular gap, especially for example, and the injection fluid communication space. The intermediate chamber is also connected with the mixing chamber through at least one opening in the outer wall.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将流体引入气流的装置
本专利技术涉及一种将流体引入到气流的设计，尤其涉及将还原剂引入到内燃机的废气流。
技术介绍
将液体添加剂以合适的形式可靠地分配到气流中，例如，以使得气流的组分与引入的流体的组分发生化学反应是在许多应用领域中会产生的问题。废气工程中出现了这个问题，例如，通过诸如借助于计量装置，在选择性催化还原（SCR）方法中将尿素水溶液引入到机动车辆的排气系统中。通过热解和水解，尿素溶液产生氨和二氧化碳。以这种方式产生的氨可以在合适的催化转化器中与废气中包含的氮氧化物反应，从而有效地从废气中除去这些氮氧化物。在该方法中特别重要的是以明确的形式将尿素溶液引入废气流中。另外更重要的是，引入废气流中的尿素溶液要尽可能完全蒸发并且在废气流中均匀分布。在许多情况下，尿素溶液通过计量装置注入或喷射到排气系统中，而废气流倾斜或横向流动到计量装置。这可以使得喷射的还原剂被分散。经常被引入的添加剂形成喷射雾锥。后者因为废气流而变形，并且在某些情况下甚至被推向排气系统的壁。这导致注入的流体分布不太好，并导致催化效率的降低。此外，流体内多余的沉积物可以在装置的内部，特别是在计量装置周围的区域中形成，这同样可以导致效率的降低，或者甚至导致设备或废气清洗系统的故障。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供具有改进的流体引入和分布效率的前述类型的装置。此目的可通过具有如下所述特征的装置实现。根据本专利技术，该装置具有混合腔室和计量装置。流体可以通过计量装置的计量端头引入由保护套管限定的注入空间。注入空间设置在腔室的内部并与其流体连通。保护套管具有沿圆周方向延伸并且在径向内侧由内壁限定及在径向外侧由外壁限定的中间腔室。中间腔室可通过一个由内壁形成或构造在内壁上的间隙，特别是环形间隙，与注入空间进行流体连通。另一方面，中间腔室通过外壁中的至少一个开口（特别是多个开口）与混合腔室流体连通。也就是说，流体是通过计量装置的计量端头引入到由保护套管定义出的注入空间内。注入空间朝向所述混合腔室敞开。保护套管由此形成一种屏障以组织气体直接流到计量端头上。该保护套管，至少初步地，也保护了喷射雾锥，由此可以使得流体在气流中具有更佳的分布。另外，保护套管可作为一种“冲洗装置”，通过被气流围绕而保护计量端头避免其形成沉积物。也就是说，其中一部分流向保护套管的气体可以通过保护套管的外壁上的开口穿过所述中间腔室。从中间腔室通过形成一个狭窄开口的间隙流向注入空间。流过这个间隙到注入空间的废气可以如此被导向，从而其至少很大程度避免在注入空间，尤其是在计量端头的形成沉积物。本专利技术的其它实施例在说明书、从属权利要求和附图中进行了阐述。根据其中一个实施方式，围绕所述计量端头的间隙至少部分的，优选是全部的，在圆周方向。所述间隙尤其是被设置成使得流过其间的气流的至少一部分冲向计量端头的后面。为实现此目的，间隙可被设置成，当从轴向即引入流体的方向上观察时，基本上处于计量端头的同一水平或者甚至在它的前面。至少一个导向元件可被设置在间隙中，旋流分量可以通过所述间隙赋予流过其中的至少一些气流。这种流动涡流可以有助于更有效地防止沉积物的形成。另外，涡流可以使得气流更好地顺着定义注入空间的内壁的轮廓流动，从而使得气流分离最小化。根据本专利技术的装置的一个进一步的实施例，混合腔室的一个壁的一部分至少部分地限定中间腔室。它特别是在计量端头周围的区域中限定中间腔室。保护套管，例如，可以被固定在混合腔室的壁上，特别是通过他的外壁，于是混合腔室的壁以及保护套管的内壁和外壁共同限定中间腔室。无论如何，可以由保护套管的基部至少部分地定义中间腔室朝向计量端头的端部。保护套管的基部可以尤其连接到外壁，或与其形成一体。所述基部布置成与所述混合腔室的壁间隔开。从而在保护套管和混合腔室壁之间建立了一条流动路径，该流动路径在计量端头的后部贡献了一个额外的气流以便进一步降低沉积物的形成。所述间隙可以由面向所述计量端头的内壁的端部限定，由部分限定中间腔室的混合腔室的壁的一部分限定和/或，如果存在，由所述保护套管的所述基部限定。内壁在其面向计量端头的端部处设置有突出到中间腔室中的翻边，以便有效地将气流引导通过所述间隙，亦即，在根据本专利技术的装置的一个实施例中，保护套管的内壁的所述端部，具有或不具有翻边，与混合腔室的壁间隔开或与所述基部间隔开以形成间隙。所述外壁（26）中的至少一个开口可以是孔、细长孔和/或狭缝。多个所述开口尤其优选地在周向上均匀地分布。也可以针对特定应用在外壁的特定区域设置更大的、不同形状的和/或更多的开口，例如为了补偿气流在保护套管上产生的不规则的湍流。不同形状的开口可以组合。根据本专利技术的一个实施例，所述内壁具有在远离所述计量端头的方向上开口的漏斗状或锥形部分，亦即，所指定的部分在流体导入的方向上发散以考虑到其开发。所述内壁不间断地形成以便使得气体只能经由所述间隙从中间腔室进入所述注入空间。可选地或额外的，所述外壁也可以具有在朝向计量端头的方向上开口的漏斗状或锥形部分，亦即，在该实施例中，指定的部分在流体导入的方向上集中。根据所述保护套管的一个实施例，所述保护套管形成为一个整体。可选的，保护套管的所述内壁和所述外壁可以是独立制造并互相连接的元件，尤其是互相焊接或钎接。所述内壁和所述外壁之间的连接可以例如位于他们远离计量端头的端部。在一个廉价并且适用于多种应用实例的保护套管的实施例中，所述保护套管基本是旋转对称的。如果考虑特殊的流动情况，无论如何，也可以提供非旋转对称的设计。混合腔室具有至少一个入口开口，其布置和构造成使得流入混合腔室的气流中的至少一些在保护套管，特别是其外壁，上流动。所述保护套管上可以出现至少部分的径向的，倾斜的和/或横向的湍流。多个入口开口，不管怎样，也可以围绕所述保护套管设置。在保护套管外壁上的至少一个开口，尤其是一个开口，可以与每个入口开口关联。在混合腔室中布置有将至少一些气流引向所述保护套管的气体传导元件。气体传导元件可以连接到所述保护套管并且突出到流入保护套管的气流中。气体传导元件的上游端尤其基本上与气流平行布置以便防止产生不必要的涡流。所述气体传导元件可以大体上是一个独立元件-如前文所述-与所述保护套管连接，或不与所述保护套管连接。所述气体传导元件，无论如何，可以由所述保护套管的一部分外壁形成。根据本专利技术的一个实施例，气体传导元件与气体传导元件与至少一个开口相关联，以将气流的一部分引导到开口中从而使其流入中间腔室。气体传导元件尤其设置于开口的区域。气体传导元件，例如，由所述保护套管的外壁的例如折弯的一部分形成，以在所述外壁形成至少一个开口。所述气体传导元件可以具有构造成U形或具有完整U形形状的部分。可以想象的是，例如，气体传导元件可以是所述外壁折弯形成的，从而其通过弯曲与外壁衔接。在进一步的过程中，所述气体传导元件可以相应的成形以引导气流中需要的部分到中间腔室中。所述气体传导元件可以包括开口，例如孔。所述开口可以尤其设置在靠近保护套管的区域。所述气体传导元件可以突出到混合腔室的入口开口中，或者甚至可以穿过它以便优化所述气流。根据本专利技术的一个进一步的实施例，所述混合腔室具有旁路流动路径，至少一些气流通过该旁路流动路径流入或流过混合腔室，而不流到过保护套管上，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将流体引入气流的装置，尤其是引入到内燃机废气流中，其具有混合腔室（16）和计量装置，所述流体经由所述计量装置的计量端头（20）引入注入空间（36），所述注入空间由位于径向的保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22e，22f，22g）限定，布置在混合腔室（16）的内部，并且与其保持流体连通，其中保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22e，22f，22g）具有沿保护套管（22）的周向延伸的中间腔室（30），其在径向内侧由内壁（32）限定，在径向外侧由外壁（26）限定，并且中间腔室（30）通过由内壁（32）形成的或设置于内壁（32）上的间隙（38），例如特别是环形间隙，与注入空间（36）流体连通，并通过外壁（26）中的至少一个开口（28，44，44'，84）与混合腔室（16）流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.21 DE 102015106078.7;2015.06.26 DE 10201511.一种用于将流体引入气流的装置，尤其是引入到内燃机废气流中，其具有混合腔室（16）和计量装置，所述流体经由所述计量装置的计量端头（20）引入注入空间（36），所述注入空间由位于径向的保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22e，22f，22g）限定，布置在混合腔室（16）的内部，并且与其保持流体连通，其中保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22e，22f，22g）具有沿保护套管（22）的周向延伸的中间腔室（30），其在径向内侧由内壁（32）限定，在径向外侧由外壁（26）限定，并且中间腔室（30）通过由内壁（32）形成的或设置于内壁（32）上的间隙（38），例如特别是环形间隙，与注入空间（36）流体连通，并通过外壁（26）中的至少一个开口（28，44，44'，84）与混合腔室（16）流体连通。2.根据权利要求1所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，所述间隙（38）至少部分地在周向方向上围绕，优选完全地包围，所述计量端头（20）。3.根据权利要求1或2所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，，间隙（38）被布置成使得流过其中的至少一些气流在计量端头（20）后方对冲。4.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，还包括至少一个布置在间隙（38）中的导向元件（72），并且旋流分量可以通过所述间隙赋予流过其中的至少一些气流。5.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，混合腔室（16）的一个壁的一部分至少部分地限定中间腔室（30），特别是在计量端头（20）周围的区域中。6.根据权利要求1至4中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，中间腔室（30）的面向计量端头（20）的端部至少部分地由保护套管（22d）的基部（62）限定，该保护套管特别地连接到外壁（26）或与其形成一体。7.根据权利要求6所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，所述基部（62）布置成与所述混合腔室（16）的壁间隔开。8.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，所述间隙（38）由所述内壁（32）的面向所述计量端头（20）的端部的一部分限定,由部分限定所述中间腔室（30）的所述混合腔室（16）的一个壁的一部分限定和/或由所述基部（62）限定。9.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，内壁（32）在其面向计量端头（20）的端部处设置有突出到中间腔室（30）中的翻边。10.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，所述外壁（26）中的至少一个开口（28）是孔（44'）、细长孔（44）和/或狭缝。11.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，所述内壁（32）具有在远离所述计量端头（20）的方向上开口的漏斗状或锥形部分。12.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，内壁（32）不间断地形成。13.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，外壁（26）具有在朝向计量端头（20）的方向上开口的漏斗状或锥形部分。14.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22e，22f，22g）形成为一体。15.根据权利要求1至13中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，保护套管的外壁（26）和内壁（32）是彼此连接的，特别是彼此焊接或钎焊的单独的元件。16.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22f，22g）基本上是旋转对称的。17.根据前述权利要求中至少一项所述的用于将流体引入气流的装置，其特征在于，混合腔室（16）具有至少一个入口开口（14），其布置和构造成使得流入混合腔室（16）的气流中的至少一些在保护套管（22，22a，22b，22c，22d，22e，22f，22g），特别是其外壁（26），上流动。18.根据权利要求17所述的用于将流体引入气流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·雷彭思霍夫，斯特凡·索尔，于尔根·施密特，
申请(专利权)人：波森公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE