本發(fā)明涉及混合器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種SCR尿素溶液混合器及其內(nèi)層管組件。

背景技術(shù)：

SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原技術(shù))技術(shù)的基本原理是向排氣中噴射燃油或者添加其他還原劑，選擇合適的催化劑，促進(jìn)還原劑與NO_x反應(yīng)，同時(shí)抑制還原劑被排氣中的氧氣氧化?，F(xiàn)有SCR技術(shù)按照還原劑的種類可以分為以尿素分解產(chǎn)生的NH₃作為還原劑的尿素SCR技術(shù)和以碳?xì)渥鳛檫€原劑的碳?xì)銼CR技術(shù)兩類。目前碳?xì)銼CR技術(shù)仍在進(jìn)一步的研究當(dāng)中，實(shí)際應(yīng)用不多；而尿素SCR技術(shù)較為成熟，實(shí)際應(yīng)用較多。

尿素SCR系統(tǒng)主要包括催化器、尿素噴射泵、尿素箱、噴射控制單元、混合器等。SCR系統(tǒng)的柴油車在低負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí)，容易生成尿素結(jié)晶結(jié)石等沉積物，該問(wèn)題一直是影響車輛穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。車輛運(yùn)行過(guò)程中，由于尿素霧化不良、混合不均勻或者分解不充分，導(dǎo)致噴射的尿素液滴不能實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為NH₃，而是生成副產(chǎn)物，導(dǎo)致還原反應(yīng)不穩(wěn)定，從而影響到NO_x排放的一致性和轉(zhuǎn)化效率。尿素沉積物根據(jù)形成過(guò)程可分為尿素結(jié)晶和尿素結(jié)石，尿素結(jié)晶是由于尿素溶液中的水分流失導(dǎo)致尿素溶液過(guò)飽和尿素析出產(chǎn)生的，是物理反應(yīng)過(guò)程的產(chǎn)物，隨著溫度的升高可以繼續(xù)分解；而尿素結(jié)石是由于尿素分解過(guò)程中的副反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物所致，屬于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，需要較高的溫度才能分解。由于尿素液滴質(zhì)量比氣體大得多，因此在氣流流動(dòng)滯止區(qū)存留下來(lái)形成的結(jié)晶，如果不能及時(shí)完全分解，則會(huì)以此為原核不斷生長(zhǎng)，由于不能完全分解，最終形成尿素結(jié)晶結(jié)石，累積到一定程度有可能堵塞尿素流動(dòng)通道。

因此，如何提高尿素溶液的混合均勻性，促進(jìn)尿素溶液的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)降低尿素過(guò)度沉積的問(wèn)題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件，以提高尿素溶液的混合均勻性，促進(jìn)尿素溶液的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)降低尿素過(guò)度沉積的問(wèn)題；

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種SCR尿素溶液混合器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件，包括內(nèi)層管，還包括擋流罩；

所述內(nèi)層管的氣流入口包括位于所述內(nèi)層管一端的端部孔，和開(kāi)設(shè)于所述內(nèi)層管的側(cè)壁上的側(cè)壁孔，所述側(cè)壁孔靠近所述端部孔，所述側(cè)壁孔的一側(cè)設(shè)置有用于產(chǎn)生旋流的旋流片；

所述擋流罩設(shè)置于所述內(nèi)層管的外側(cè)，以阻擋氣流，使得氣流僅能由所述端部孔和所述側(cè)壁孔進(jìn)入所述內(nèi)層管內(nèi)。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，所述側(cè)壁孔為沿所述內(nèi)層管的側(cè)壁分布的多個(gè)，所述旋流片與其對(duì)應(yīng)的側(cè)壁孔所在的表面的夾角為旋流片的安裝角，各個(gè)所述旋流片的安裝角均為銳角。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，各個(gè)所述旋流片的安裝角均相等。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，多個(gè)側(cè)壁孔沿所述內(nèi)層管的側(cè)壁均勻分布。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，所述側(cè)壁孔為矩形孔，所述旋流片為與所述側(cè)壁孔外形尺寸相同的矩形板。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，所述擋流罩包括筒體和環(huán)形擋板，所述環(huán)形擋板的外壁與所述筒體一端連接；

所述環(huán)形擋板的內(nèi)壁與所述內(nèi)層管的外壁連接，且所述端部孔和所述側(cè)壁孔位于所述環(huán)形擋板的一側(cè)，以使得擋流罩將所述內(nèi)層管的氣流入口和氣流出口隔開(kāi)。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，還包括一端插入所述內(nèi)層管的端部孔內(nèi)的錐形導(dǎo)流裝置，所述錐形導(dǎo)流裝置沿氣流流入方向上，直徑逐漸縮小。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，所述錐形導(dǎo)流裝置包括依次連接的插入部和敞開(kāi)部，所述敞開(kāi)部上開(kāi)設(shè)有供氣流穿過(guò)的豁口，由所述豁口穿過(guò)的氣流能夠進(jìn)入所述側(cè)壁孔內(nèi)，所述插入部插入所述內(nèi)層管的端部孔內(nèi)。

優(yōu)選地，在上述SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件中，所述豁口為沿所述敞開(kāi)部的周向均勻布置的多個(gè)。

一種SCR尿素溶液混合器，包括外層管和設(shè)置于所述外層管內(nèi)的內(nèi)層管組件，所述內(nèi)層管組件為如上任一項(xiàng)所述的SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件，將內(nèi)層管的氣流入口設(shè)計(jì)為端部孔和側(cè)壁孔，并增加了擋流罩，以阻擋氣流，使得氣流僅能由端部孔和側(cè)壁孔進(jìn)入內(nèi)層管內(nèi)，防止氣流不經(jīng)過(guò)內(nèi)層管直接進(jìn)入外層管內(nèi)。

一部分氣流端部孔進(jìn)入內(nèi)層管內(nèi)部，另一部分氣流進(jìn)入擋流罩與內(nèi)層管上的側(cè)壁孔之間的空間內(nèi)，氣流被擋流罩阻擋而必須由側(cè)壁孔處進(jìn)入內(nèi)層管中。旋流片部分為尿素噴束的落點(diǎn)，氣流流經(jīng)旋流片時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，使得尿素噴束落點(diǎn)位置的尿素不易沉積，極大的降低該處的尿素結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。由于進(jìn)入內(nèi)層管的氣流經(jīng)過(guò)旋流片的旋流作用，流速更高，使得尾氣和尿素溶液混合更加均勻，促進(jìn)尿素溶液的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)降低尿素過(guò)度沉積的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的SCR尿素溶液混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的錐形導(dǎo)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的內(nèi)層管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的外層管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的擋流罩的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，101為尾氣入口段，102為偏錐結(jié)構(gòu)，103為錐形導(dǎo)流裝置，104為擋流罩，105為外層管，106為內(nèi)層管，107為底部碗型罩，108為尿素噴嘴座，1031為豁口，1032為敞開(kāi)部，1033為插入部，1041為筒體，1042為環(huán)形擋板，1051為外層管出氣孔，1061為側(cè)壁孔，1062為旋流片，1063為側(cè)壁出氣孔，1064為內(nèi)壁出氣孔。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心在于提供一種SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件，以提高尿素溶液的混合均勻性，促進(jìn)尿素溶液的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)降低尿素過(guò)度沉積的問(wèn)題；

本發(fā)明的另一個(gè)核心在于提供一種SCR尿素溶液混合器。

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。此外，下面所示的實(shí)施例不對(duì)權(quán)利要求所記載的發(fā)明內(nèi)容起任何限定作用。另外，下面實(shí)施例所表示的構(gòu)成的全部?jī)?nèi)容不限于作為權(quán)利要求所記載的發(fā)明的解決方案所必需的。

請(qǐng)參閱圖1和圖3，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的SCR尿素溶液混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的內(nèi)層管的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件包括內(nèi)層管106和擋流罩104。其中，內(nèi)層管106的氣流入口包括位于內(nèi)層管106一端的端部孔，和開(kāi)設(shè)于內(nèi)層管106的側(cè)壁上的側(cè)壁孔1061。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例增加了側(cè)壁孔1061，使得部分氣流(指尾氣和尿素溶液的混合氣流)能夠由該側(cè)壁孔1061流入內(nèi)層管106內(nèi)。

側(cè)壁孔1061靠近端部孔設(shè)置，側(cè)壁孔1061的一側(cè)設(shè)置有用于產(chǎn)生旋流的旋流片1062，在氣流即將進(jìn)入側(cè)壁孔1061內(nèi)時(shí)，會(huì)受到旋流片1062的導(dǎo)風(fēng)作用，使得進(jìn)入側(cè)壁孔1061內(nèi)的氣流會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的外層管的結(jié)構(gòu)示意圖。

由于氣流若越過(guò)內(nèi)層管106的端部孔，會(huì)進(jìn)入內(nèi)層管106和外層管105之間的空間，為了避免氣流直接由外層管的外層管出氣孔1051流出，增加了擋流罩104。擋流罩104設(shè)置于內(nèi)層管106的外側(cè)，以阻擋氣流，使得氣流僅能由端部孔和側(cè)壁孔1061進(jìn)入內(nèi)層管106內(nèi)，同時(shí)擋流罩104還具有防止氣流由內(nèi)層管106的側(cè)壁出氣孔1063和內(nèi)壁出氣孔1064流入內(nèi)層管106內(nèi)的作用。

本發(fā)明提供的SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件，將內(nèi)層管106的氣流入口設(shè)計(jì)為端部孔和側(cè)壁孔1061，并增加了擋流罩104，以阻擋氣流，使得氣流僅能由端部孔和側(cè)壁孔1061進(jìn)入內(nèi)層管106內(nèi)，防止氣流不經(jīng)過(guò)內(nèi)層管106直接進(jìn)入外層管105內(nèi)。

一部分氣流經(jīng)端部孔進(jìn)入內(nèi)層管106內(nèi)部，另一部分氣流進(jìn)入擋流罩104與內(nèi)層管106上的側(cè)壁孔1061之間的空間內(nèi)，氣流被擋流罩104阻擋而必須由側(cè)壁孔1061處進(jìn)入內(nèi)層管106中。旋流片1062為尿素噴束的落點(diǎn)，氣流流經(jīng)旋流片1062時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，使得尿素噴束落點(diǎn)位置的尿素不易沉積，極大的降低該處的尿素結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。由于進(jìn)入內(nèi)層管106的氣流經(jīng)過(guò)旋流片1062的旋流作用，流速更高，使得尾氣和尿素溶液混合更加均勻，促進(jìn)尿素溶液的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)降低尿素過(guò)度沉積的問(wèn)題。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，側(cè)壁孔1061為沿內(nèi)層管106的側(cè)壁分布的多個(gè)，旋流片1062與其對(duì)應(yīng)的側(cè)壁孔1061所在的表面的夾角為旋流片1062的安裝角，若側(cè)壁孔1061所在的表面為平面，則旋流片1062的安裝角為旋流片1062與側(cè)壁孔1061所在的表面的夾角；若側(cè)壁孔1061所在的表面為曲面，則旋流片1062的安裝角為側(cè)壁孔1061所在的表面與旋流片1062連接處的切面與旋流片1062的夾角。

各個(gè)旋流片1062的安裝角均為銳角，即各個(gè)旋流片1062在內(nèi)層管106的外部呈輻射狀分布，使得由各個(gè)側(cè)壁孔1061進(jìn)入的氣流在對(duì)應(yīng)的旋流片1062向同一方位流動(dòng)形成旋流。

為了保證由各個(gè)側(cè)壁孔1061進(jìn)入的氣流形成更加穩(wěn)定的旋流，在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，各個(gè)旋流片1062的安裝角均相等。多個(gè)側(cè)壁孔1061沿內(nèi)層管106的側(cè)壁均勻分布。具體地，側(cè)壁孔1061為矩形孔，旋流片1062為與側(cè)壁孔1061外形尺寸相同的矩形板，可通過(guò)在內(nèi)層管106上沖壓形成側(cè)壁孔1061和旋流片1062。需要說(shuō)明的是，側(cè)壁孔1061的形狀不局限于矩形，還可為其它形狀如圓形、三角形、不規(guī)則圖形。

請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的擋流罩的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，擋流罩104包括筒體1041和環(huán)形擋板1042，筒體1041與外層管105的內(nèi)壁貼合。環(huán)形擋板1042的外壁與筒體1041一端連接，環(huán)形擋板1042的內(nèi)壁與內(nèi)層管106的外壁連接，且端部孔和側(cè)壁孔1061位于環(huán)形擋板1042的一側(cè)，以使得擋流罩104將內(nèi)層管106的氣流入口和氣流出口隔開(kāi)。需要說(shuō)明的是，擋流罩104并不局限于上述結(jié)構(gòu)形式，還可為其它結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，本發(fā)明還包括一端插入內(nèi)層管106的端部孔內(nèi)的錐形導(dǎo)流裝置103，錐形導(dǎo)流裝置103沿氣流流入方向上，直徑逐漸縮小。錐形導(dǎo)流裝置103為縮口結(jié)構(gòu)，因此由該錐形導(dǎo)流裝置103流入端部孔內(nèi)的氣流流速更高，進(jìn)一步降低了尿素結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的錐形導(dǎo)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

進(jìn)一步地，錐形導(dǎo)流裝置103包括依次連接的插入部1033和敞開(kāi)部1032，敞開(kāi)部1032上開(kāi)設(shè)有供氣流穿過(guò)的豁口1031，豁口1031優(yōu)選為沿敞開(kāi)部1032的周向均勻布置的多個(gè)。由豁口1031穿過(guò)的氣流能夠進(jìn)入側(cè)壁孔1061內(nèi)，插入部1033插入內(nèi)層管106的端部孔內(nèi)。插入部1033可為圓筒結(jié)構(gòu)，敞開(kāi)部1032向插入部1033的方向上為縮口結(jié)構(gòu)。

一部分氣流經(jīng)錐形導(dǎo)流裝置103的中部進(jìn)入端部孔內(nèi)，并通過(guò)端部孔進(jìn)入內(nèi)層管106內(nèi)部，另一部分氣流通過(guò)豁口1031進(jìn)入擋流罩104與內(nèi)層管106上的側(cè)壁孔1061之間的空間內(nèi)，氣流被擋流罩104阻擋而必須由側(cè)壁孔1061處進(jìn)入內(nèi)層管106中。

本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種SCR尿素溶液混合器，包括外層管105和設(shè)置于外層管105內(nèi)的內(nèi)層管組件，其中，內(nèi)層管組件為如上實(shí)施例公開(kāi)的SCR尿素溶液混合器內(nèi)層管組件。因此兼具上述內(nèi)層管組件的所有技術(shù)效果，本文在此不再贅述。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，內(nèi)層管106的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有供氣流流出的側(cè)壁出氣孔1063，外層管105的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有供氣流流出的外層管出氣孔1051，側(cè)壁出氣孔1063和外層管出氣孔1051錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，優(yōu)選地錯(cuò)開(kāi)180°。

本發(fā)明提供的SCR尿素溶液混合器，將內(nèi)層管106上的側(cè)壁出氣孔1063和外層管105上的外層管出氣孔1051錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，使得氣流由內(nèi)層管106的側(cè)壁出氣孔1063流出后，需要流到內(nèi)層管106的另一側(cè)經(jīng)外層管105的外層管出氣孔1051流到SCR內(nèi)部，這樣使得內(nèi)外層管之間的氣流流動(dòng)情況更加復(fù)雜，進(jìn)一步提高了尿素溶液的混合均勻性，促進(jìn)了尿素溶液的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)避免尿素過(guò)度沉積的目的。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，側(cè)壁出氣孔1063和外層管出氣孔1051均為多個(gè)。其中，多個(gè)側(cè)壁出氣孔1063占內(nèi)層管106的周向區(qū)域的一半；同理，多個(gè)外層管出氣孔1051占外層管105的周向區(qū)域的一半，側(cè)壁出氣孔1063所占區(qū)域與外層管出氣孔1051所占區(qū)域相對(duì)布置。

在本發(fā)明一優(yōu)選方案中，外層管105的遠(yuǎn)離SCR尿素溶液混合器的氣流入口的一端設(shè)置有底部碗型罩107，內(nèi)層管106的伸入底部碗型罩107的一端具有內(nèi)壁出氣孔1064，由內(nèi)壁出氣孔1064流出的氣流能夠?qū)Φ撞客胄驼?07進(jìn)行沖刷，可避免有尿素溶液沿內(nèi)層管壁留到底部碗型罩107產(chǎn)生結(jié)晶。

SCR尿素溶液混合器還包括偏錐結(jié)構(gòu)102和尾氣入口段101。偏錐結(jié)構(gòu)102與外層管105相連通，尾氣入口段101與偏錐結(jié)構(gòu)102，偏錐結(jié)構(gòu)102設(shè)置有用于安裝尿素噴嘴的尿素噴嘴座108。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。