用于分布废气系统中的流动性添加剂的装置制造方法及图纸

一种用于分布内燃机废气系统中流动性添加剂的装置，特别是用于分布柴油机废气系统中的水／尿素混合物的装置，所述装置在所谓的ＳＣＲ催化转化器之前有一个特别是开口通向废气管道的注入装置，并有至少一个安装在废气管道中的金属薄片，其中废气流下游的金属薄片末端有锥形部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于分布内燃机的废气系统中的流动性添加剂的装置，特别是， 用于分布柴油机的废气系统中的水/尿素混合物的装置，特别是，所述装置有一个开口通 向位于所称谓的“SCR催化转化器”前面的废气管道的注入装置。
技术介绍
由于用于柴油机的废气规范变得更加严格，因此，有必要减少废气中的氮氧化物。 已知的可能性包括在所谓的选择性催化还原反应中将氮氧化物还原为氮和水。当使用注入 到废气中的还原剂时，所述反应在所谓的SCR催化转化器中进行。水/尿素混合物特别用于 所述目的，所述尿素在废气中与氮氧化物反应分解形成氨。该方法中重要的是废气与还原 剂尽可能均勻的混合，且添加剂尽可能完全的蒸发以取得在还原反应中尽可能大的效率。
技术实现思路
本专利技术的根本目的在于改善废气中添加剂的分布和提高添加剂的蒸发。将涡流生成装置安装在废气管道中的添加剂导入区可以很好的实现所述目的。这 样的优点在于注入的混合物与废气一起进行旋转，因此提高了添加剂与废气的混合。另外， 由于涡流生成器中流体偏移的惯性作用而发生了液体相的分离，因此，尚未蒸发混合物供 向蒸发器表面。这样能够阻止没有蒸发的混合物进入到SCR催化转化器中。因此，进一步 提高了蒸发。涡流生成装置特别包括至少一个气体导向叶片。这样的优点是，一方面，这样能够 实现好的涡流生成，另一方面，导向叶片本身可作为蒸发器表面。因此，蒸发力能够进一步 全面的提高。多个气体导向叶片的涡轮状排列是特别优选的。这样可实现特别好的涡流生成， 同时形成了可利用的大的蒸发表面积。另外，涡轮状的实施方案对废气横断面形成很好的 阻滞效果，排气背压与搅拌力之间的比率能够通过叶片的长度和宽度进行优化。叶片长度 与叶片宽度的比率优选为约1.5 1-2 1。从技术制造来看，从废气管的管壁形成气体导向叶片是特别有利的。这样可以节 约材料。又减少了重量并提高了操作强度。另外，避免了在气体导向叶片和其它存在的外 部管道之间形成间隙。废气管道具有一个圆形的横截面或带角的，特别是六边的横截面。形成涡轮的废气管道进一步优选通过滑动座套安装在另一个废气管道中，并形成 一个空气间隙。空气间隙可有利的起到废气管道的快速加热的效果，且滑动座套的优点是 形成废气导向叶片的废气管道能够具有很薄的壁厚，因为它无需产生任何支撑功能。这样3可以实现废气管道的快速加热和进一步提高蒸发能力。根据本专利技术进一步实施方案，在废气管道中的注入装置开口的前面提供至少一个 扇形撞击板。通过使用撞击板，注入的水/尿素混合分散成扇形。因此，混合物在废气中更 好的被分散；一方面，相对于下游的SCR催化转化器，还有通过后面的蒸发器表面，所述表 面例如是通过热废气管道本身形成。由于注入混合物更好的分布在蒸发器表面上，其热容 量得以更好的利用，蒸发器反应更快。同时，撞击板也作为蒸发器表面，因此，提高了蒸发能 力。将撞击板以不同于90°的角安装到注入装置，还能够改进混合物的分布。因此，从 撞击板弹回的混合物被导向到理想的方向，例如向着下游的蒸发器的表面或SCR催化转化 撞击板特别优选平行于废气流动的方向排列。一方面，由此尽可能小的阻止废气 流，另一方面，通过倾斜注入到废气流中，以实现注入混合物很好的分布。在特别适合的装置中，提供一个以上的用于注入添加剂的注射喷嘴，例如三个或 四个注射喷嘴。每个注射喷嘴连接不同的撞击板是有利的连接方式。在废气流动方向上， 所述撞击板优选相互偏移排列。注入混合物特别好的分布是由撞击板的这种瀑布式的排列 而形成的。根据本专利技术进一步实施方案，在注入部位后面，特别是在涡流生成装置之后，提供 一个用于添加剂的管状蒸发装置。通过这种另外的蒸发装置能够进一步提高蒸发能力。因 此，任何依然存在的液体部分的添加剂在SCR催化剂之前还能进行蒸发，以使它们不能进 入到催化转化器中。进一步有利的结果是管状蒸发装置包括外管和至少一个内管。一方面，因此可以 形成可用的更大的蒸发器表面，另一方面，可以利用废气流中存在的温度分层。在蒸发装置的管道末端的正前面，可以提供一个轻微膨胀部，该膨胀部作为一个 阱用于可能依然存在的任何液体部分的添加剂，使其从而不能进入后面的SCR催化转化 器。由于那里管道的热量，在膨胀部收集的液体部分随着时间而被蒸发掉。根据同样在权利要求中被要求的本专利技术进一步实施方案，在废气流的下游末端， 装置中存在的至少一个金属片有一个锥形的部分。根据本专利技术有利的实施方案，所述锥形 部分可以由斜面组成。其优点是在金属片末端形成的添加剂的小滴保持很小。由于锥形部 分，废气即在金属片的末端流到一起，作用于小滴，小滴从而从金属片上释出。没有这样的 锥形部分，在金属片的滑流中能够形成仅从金属片上艰难释出的更大的小滴。根据本专利技术进一步优选实施方案，金属片在末端有至少一个尖端面向废气流动方 向。因此同样可以实现不能形成更大的小滴。在这方面，在金属片末端的一种锯齿结构是 特别优选的。在这方面，选择大的锯齿之间的间隔，以致在锯齿间不能附着液滴。可以在装置的所有金属片上提供这种类型的锥形部分，特别是在现有的撞击金属 片上，在气体导向叶片末端和废气管如环绕气体导向叶片的管道和任何存在的另外的蒸发 管道。根据本专利技术进一步实施方案，所述装置的至少一个金属片的表面制成结构状或穿 孔状的形式。这种结构或穿孔一方面提高了金属片的表面积，因此提高了蒸发能力。而且， 所称谓的莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)效应因此得以抑制，其具有这样的效果即在附着4液滴的下面形成蒸汽层将液滴与金属片隔开从而阻碍蒸发。而且，存在于金属片上的小滴 的尺寸被机械地减小，因此转而改进了蒸发。小滴越小，其在金属片上附着越好，这样它们 能够更长时间停留在金属片上，增加了蒸发时间。根据本专利技术的一个实施方案，对于表面的结构化，可以是玻璃丸喷射。而且，该表 面可以带用格栅或用结构金属片制成。从而相应的获得了所需的表面结构，特别是微结构。根据本专利技术进一步实施方案，至少一个撞击板，涡流生成装置和/或该装置的其 它任何金属片由铁素体不锈钢制成。使用铁素体不锈钢的优点是其热传导值高于例如奥 氏体钢。有利地导致了相应元件的低的局部冷却和进而添加剂的快速加热。附图说明本专利技术实施方案如附图所示，并在以下进行描述。其中图1是从气体入口观察的本专利技术装置的立体图；图2是从气体出口侧面观察的图1装置的立体图；图3是图1装置的气体入口侧面的平面视图；图4是图1装置的气体出口侧面的平面视图；图5是沿图3中V-V线剖开的截面图；图6是沿图3中VI-VI线剖开的截面图；和图7是根据本专利技术装置变型的立体图。具体实施例方式图1-6中所示的装置包括废气混合管道2，该废气混合管道2带有法兰1，并在废 气入口一侧制成斜切面。四个撞击板3位于废气混合管道2的内部，平行于废气流动方向I 排列，并且以大致相同的间隔排列。撞击板3和废气混合管道2的倾斜废气入口侧4基本 上平齐地终止，且所述撞击板相互之间具有大致相同的长度。因此，它们以不同的量延伸到 废气混合管2中，特别是如图5中所示。顶端的撞击板3大致在废气混合管道2的中心部 分终止。撞击板3在废气流下游的末端5形成倾面，特别是如图6中所示。斜面可以提供 达到例如0. 2mm的厚度，锯齿6的间隔优选为约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分布内燃机废气系统中流动性添加剂的装置，所述装置有一个开口通向废气管道的注入装置，并有至少一个安装在废气管道中的金属薄片（３，８），其特征在于，废气流下游的金属薄片（３，８）末端（５）有锥形部分（６，９）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨科恩霍费尔，米夏埃多米勒，克劳斯舍恩伯格，伯恩哈德艾克霍恩，格特巴恩斯特德，汉斯于尔根布吕内，
申请(专利权)人：波森公司，宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]