混合器制造技术

一种混合器，用于将废气流与注入废气管线中的流体混合，其包括用于生成旋流的装置，该旋流产生旋转流，又包括用于在与流体混合并轴向通过混合器流动的废气流中产生径向位移的装置。在此，旋流产生装置和径向位移装置如此布置和设计，使得在混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，产生至少两个分开的旋流旋区域和至少一个相应的径向位移区域，其中旋流区域通过切向作用的叶片状旋流元件形成，而径向位移区域布置在两个分开的旋流区域之间。

【技术实现步骤摘要】
混合器
本专利技术涉及一种混合器，其用于将废气流与注入废气管线中的流体混合。
技术介绍
在气流中以合适的形式可靠地蒸发和分配流体，例如以使气流的成分与要蒸发的液体成分发生化学反应的问题，会出现在许多应用领域中。在废气工程中存在该问题，例如与作为HCI系统的一部分的燃料引入有关或与SCR工艺有关，其中例如通过计量泵和喷射器将尿素水溶液引入燃料的废气道中。尿素溶液通过热解和水解产生氨和CO2。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所含的氮氧化物反应，从而将它们从废气中有效地除去。在最后提到的过程中特别重要的是，流体或尿素溶液以与废气中所含氮氧化物的量合适的比例被供给。此外，非常重要的是，引入废气流中的尿素溶液应尽可能完全蒸发并均匀地分布在废气流中。为此，经常在流动方向的流体引入点之后设置混合器。在靠近发动机的排气系统中，还原剂（例如溶于水的尿素）必须通过通常使用的静态混合器在混合路径内尽可能均匀地分布。为此通常使用静态混合器。然而，当将流体喷射到由废气流过的废气管线中时，流体喷射锥此时会四散开来，这伴随着这样的危险，即喷射的流体至少基本上仅到达废气管线的上部和/或下部区域。在较高的排气速度下，该问题尤为严重。例如从DE112014005413A中确实已知一种最初命名的混合器，在该混合器中，废气被水平的金属板径向向上和向下推动。但是，这样做所获得的混合和分配效果仍然有限。
技术实现思路
本专利技术的基本目的是提供一种最初命名的混合器，其与先前的常规混合器相比具有显着改善的混合和分配效果。根据本专利技术，该目的通过具有以下特征的混合器来实现。根据本专利技术的混合器的优选实施方式是由从属权利要求、说明书和附图得出。根据本专利技术的混合器，其用于将废气流与注入废气管线中的流体混合，该混合器既包括用于生成旋流的装置，该旋流产生旋转流，又包括用于在与流体混合并轴向通过混合器流动的废气流中产生径向位移的装置。在此，旋流产生装置和径向位移装置如此布置和设计，使得在混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，产生至少两个分开的旋流区域和至少一个相应的径向位移区域，其中旋流区域通过切向作用的叶片状旋流元件形成，而径向位移区域布置在两个分开的旋流区域之间。由于这种构造，导致了多旋流混合器中出现了不同的区域，其中在所述多旋流混合器的中心发生径向位移，并且在其边缘发生与流体混合的废气的切向偏转，以产生相应的旋流。在布置在下游的混合管中，产生的多旋流使喷入的流体返回到混合管路的中心。由于径向向外移动的混合物必须向左和向右流动，因此在中心处的径向位移有助于旋流的产生。由于混合器被相应地分成多个区域，混合器之后的液滴被分配到不同的区域中。因此，实现了流体和废气流的更理想的混合，以及废气流中的流体的更理想的分布。另外，根据本专利技术实现的混合物的立即和强烈的混合，是考虑了旋流会随着废气管线中的混合物的行程长度而减小的情况。旋流产生装置优选地包括多个旋流元件，和/或径向位移装置包括多个径向位移元件。出于强度考虑，在金属片支承板上支撑或形成一些旋流元件和/或至少一些径向位移元件是有利的。优选至少一些旋流区域通过分离元件，特别是通过金属片分离板而彼此分离。在此，至少一些分离元件也可以有利地由支承元件形成。在混合器的安装状态下，分离元件或金属片分离板可以至少部分地，特别是通常以垂直的方式对准。它们还可用于将金属板彼此固定在输送管或排气管线中。优选地，将支承元件或金属片支承板布置在混合器的中央，因为这里的流动微弱。因此，这些载体元件尽可能少地破坏旋流的产生。特别有利的是，支承元件至少基本上仅布置在混合器的区域中，沿废气流的方向观察该区域是前部区域，并且在该区域中还没有旋流。特别是为了保持所产生的旋流结构，有利地，至少一些分离元件轴向延伸超过旋流元件和径向位移元件。替代地或附加地，为了保持所产生的旋流结构，混合器例如还可以包括布置在下游的至少一个分离元件，该分离元件与多旋流区域和至少一个径向位移区域分离。如已经陈述的那样，旋流产生装置优选地被布置和设计，使得在相应的旋流区域中径向向外产生与流体混合的废气流的切向偏转。从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，相应的径向位移区域有利地布置在相邻的旋流区域之间。根据本专利技术的混合器的有利的实际应用实施方式，径向位移装置被布置和设计，使得从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，产生至少两个分开的径向位移区域。从而进一步改善了混合和分配效果。从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，彼此分开的旋流区域和/或分开的径向位移区域可以特别分别以镜像对称或点对称的方式布置。然而，通常，也可以想到这样的实施方式，其中，旋流区域和/或径向位移区域不对称地布置。根据有利的实施方式，提供了至少两个彼此分开的旋流区域，其中在相反的方向上产生旋流。在此，在两个彼此分开的旋流区域之间方便地设置至少一个径向位移区域，该两个彼此分开的旋流区域沿相反的方向产生旋流。特别有利的是，提供至少两个彼此分开的旋流区域，它们在相反的方向上产生旋流，并且在它们之间布置有径向位移区域，该径向位移区域在一个方向上产生径向位移。替代地或附加地，尤其也可以想到这样的实施方式，在该实施方式中提供至少两个彼此分开的旋流区域，它们在相反的方向上产生旋流，并且在它们之间提供两个径向位移区域，它们在相反的方向上产生径向位移。根据优选的另一实施方式，提供了四个彼此分开的旋流区域，从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，由一对彼此对角地相对布置的旋流区域在一个方向上产生旋流，并且从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，通过成对地彼此相对地设置的另一对旋流区域在相反的方向上产生旋流。在此特别有利的是，布置有两个径向位移区域，从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，它们沿径向彼此连续，并且它们分别布置在两个产生反向旋流的旋流区域之间。在这种情况下，在沿径向彼此连续的两个径向位移区域中沿相反的方向产生径向位移。此外有利的是，设置第一对径向位移区域，从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，该第一对径向位移区域在第一径向方向上彼此连续，并且设置另外一对径向位移区域，从混合器的垂直于轴向废气流的横截面上观察，该另外一对径向位移区域在垂直于第一径向的另一径向上彼此连续。在此，优选地在两个径向位移区域中沿相反的方向产生径向位移，在相应的一对径向位移区域中在相应的径向方向上两个径向位移区域彼此连续。特别有利的是，将两对径向位移区域中相应的径向位移区域布置在两个沿相反方向产生旋流的旋流区域之间。例如，至少一些旋流元件可以由金属片旋流板或由金属切向板形成，和/或至少一些径向位移元件可以由金属片径向板形成。每个径向位移元件可以包括一基体，该基体具有用于径向位移的至少一个径向位移部分。在此，根据一种有利的实施方式，至少一些径向位移元件的基体设置有仅一个相应的径向位移部分，从轴向废气流的方向上观察，该径向位移部分连续地产生径向位移，因此，各个径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合器（10），用于将废气流（12）与注入废气管线（14）中的流体（16）混合，其特征在于，所述混合器（10）包括用于生成旋流的装置，所述旋流产生旋转流，还包括用于在与流体（16）混合并轴向流过混合器（10）的废气流中产生径向位移的装置，其中，旋流产生装置和径向位移装置的布置和设计使得，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，产生至少两个彼此分开的旋流区域（18），所述旋流区域（18）通过切向作用的叶片状旋流元件（22）产生，并且产生至少一个径向位移区域（20），所述径向位移区域（20）布置在两个各自彼此分开的旋流区域（18）之间。/n

【技术特征摘要】
20190214 DE 102019103780.81.一种混合器（10），用于将废气流（12）与注入废气管线（14）中的流体（16）混合，其特征在于，所述混合器（10）包括用于生成旋流的装置，所述旋流产生旋转流，还包括用于在与流体（16）混合并轴向流过混合器（10）的废气流中产生径向位移的装置，其中，旋流产生装置和径向位移装置的布置和设计使得，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，产生至少两个彼此分开的旋流区域（18），所述旋流区域（18）通过切向作用的叶片状旋流元件（22）产生，并且产生至少一个径向位移区域（20），所述径向位移区域（20）布置在两个各自彼此分开的旋流区域（18）之间。


2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，旋流产生装置包括多个主要沿切向作用的叶片状旋流元件（22），和/或，径向位移装置包括多个径向位移元件（24）。


3.根据权利要求1或2所述的混合器，其特征在于，至少一些旋流元件（22）和/或至少一些径向位移元件（24）分别被支撑在或形成在支承元件（26）上，特别是在金属片支承板上。


4.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，至少一些旋流区域（18）通过分离元件（27），特别是通过金属片分离板，彼此分离。


5.根据权利要求4所述的混合器，其特征在于，至少一些分离元件（27）是由支承元件（26）形成。


6.根据权利要求4或5所述的混合器，其特征在于，特别是为了保持产生的旋流结构，至少一些分离元件（27）轴向延伸超过所述旋流元件（22）和所述径向位移元件（24）。


7.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，相应的径向位移区域（20）布置在相邻的旋流区域（18）之间。


8.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，所述径向位移装置的布置和设计使得，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面上观察，产生至少两个分开的径向位移区域（20）。


9.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面上观察，彼此分开的旋流区域（18）和/或分开的径向位移区域（20）分别以镜像对称、点对称、或不对称的方式布置。


10.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，设置至少两个彼此分开的旋流区域（18），在所述旋流区域（18）中沿相反的方向产生旋流。


11.根据权利要求10所述的混合器，其特征在于，在两个彼此分开的旋流区域（18）之间设置至少一个径向位移区域（20），所述旋流区域（18）沿相反的方向产生旋流。


12.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，设置至少两个彼此分开的旋流区域（18），它们在相反的方向上产生旋流，并且在它们之间布置有一个径向位移区域（20），所述径向位移区域（20）在一个方向上产生径向位移；和/或设置至少两个彼此分开的旋流区域（18），它们在相反的方向上产生旋流，并且在它们之间布置两个径向位移区域（20），它们在相反的方向上产生径向位移。


13.根据前述权利要求中的任意一项所述的混合器，其特征在于，设置四个分开的旋流区域（18），其中，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，一对旋流区域（18）彼此对角地相对设置，从而沿一个方向产生旋流，并且从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，另一对旋流区域（18）彼此对角相对设置，从而沿相反的方向产生旋流。


14.根据权利要求13所述的混合器，其特征在于，从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，设置两个在径向上彼此连续的径向位移区域（20），并且它们分别布置在沿相反的方向产生旋流的两个旋流区域（18）之间。


15.根据权利要求14所述的混合器，其特征在于，在径向上彼此连续的两个径向位移区域（20）中沿相反的方向产生径向位移。


16.根据权利要求13所述的混合器，其特征在于，设置第一对径向位移区域（20），从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，所述第一对径向位移区域（20）在第一径向方向上彼此连续，并且设置另外一对径向位移区域（20），从所述混合器（10）的垂直于轴向废气流（12）的横截面观察，所述另外一对径向位移区域（20）在垂直于第一径向方向的另一个径向方向上彼此连续。


17.根据权利要求16所述的混合器，其特征在于，在相应的一对径向位移区域（20）的两个径向位移区域（20）中沿相反的方向产生径向位移，所述两个径向位移区域（20）在各自径向方向上彼此连续。


18.根据权利要求16或17所述的混合器，其特征在于，两对径向位移区域（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·索尔，贝恩德·伯克哈特，安德烈斯·哈斯，
申请(专利权)人：波森公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE