專利名稱：一種尿素混合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種尿素混合裝置，特別是關于一種用于柴油機NOx(氮氧化物)尿素 SCR(選擇催化還原)系統(tǒng)中的尿素混合裝置，屬于汽車尾氣處理及內(nèi)燃機排放控制領域。
背景技術：
尿素混合器是用于尿素SCR系統(tǒng)的一種裝置，主要用來提高尿素SCR系統(tǒng)的NOx 轉化效率，并減少沉積物的生成。尿素SCR系統(tǒng)是降低重型柴油機NOx排放最有效的技術 之一。近些年來，人們對車用尿素SCR技術研究的逐步加深，不斷解決應用中的各種問題。 車用尿素SCR技術在歐洲已經(jīng)實用化，并正在世界范圍內(nèi)被推廣使用。在中國，由于柴油硫 含量較高，尿素SCR技術以其抗硫性能好，被認為是重型柴油機最可行的NOx排放控制后處 理技術。從2008年北京奧運會開始，北京一部分公交車已經(jīng)應用了尿素SCR系統(tǒng)。雖然尿 素SCR系統(tǒng)正在世界范圍內(nèi)被推廣，但仍有一些問題需要解決，比如低溫下如何提高NOx轉 化效率，如何降低沉積物，由于混合不均勻等因素造成的氨泄漏等等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，尿素SCR系統(tǒng)中的尿素混合器對尿素溶液的噴霧、蒸發(fā)、分解以及混 合有很大的影響，尤其是在排氣溫度較低時影響更顯著。尿素混合器能夠使尿素噴霧液滴 更充分地與排氣混合，提高混合均勻性，加快尿素液滴的蒸發(fā)，促進尿素的分解，從而提高 NOx的轉化效率，并減少低溫下尿素沉積物的生成量，降低氨泄漏。尿素混合器的設計需要 考慮多種因素的影響，不僅要求壓力損失小，能夠提高NOx轉化效率，還要求加工使用成本 低、尺寸緊湊、加工方便、使用安裝靈活、使用的機械耐久性好和材料耐腐蝕等。一般來說， 一款尿素混合器不可能在各個方面都達到最優(yōu)，應根據(jù)應用的側重點來不斷改進尿素混合 器的設計。同時，在設計時應把尿素混合器和尿素噴嘴設計作為一個系統(tǒng)來考慮，這樣尿素 混合器與尿素噴霧相互配合才會使混合效果達到最佳。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于柴油機NOx尿素SCR系統(tǒng)中的尿素 混合裝置，該尿素混合裝置可以在不產(chǎn)生很大的壓力損失時提高NOx的轉化效率，并降低 沉積物的生成量和氨泄漏。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種尿素混合裝置，其特征在于它 包括至少兩組葉片對，每組所述葉片對包括兩個折起方向相對設置的葉片；所述葉片對均 布于同一圓形橫截面上，且相交于所述圓形橫截面的圓心。所述葉片為夾角呈45°、60°或90°的扇形。每個所述葉片所在平面與所述圓形橫截面所在平面的夾角為50° 90°，且優(yōu) 選為75°。所述葉片采用304以上不銹鋼材制作，且所述葉片1的厚度為Imm 2mm。所述葉片對通過法蘭安裝在選擇催化還原系統(tǒng)的排氣管中尿素噴嘴后端。本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點本發(fā)明安裝在排氣管中尿素噴嘴后端，排氣經(jīng)過混合時因葉片的擾流作用會產(chǎn)生強烈的氣流擾動，強烈的湍流運動使排 氣與尿素噴霧混合地更均勻，并加快尿素溶液的蒸發(fā)、分解，從而使NOx轉化效率提高，減 小因氨分布不均勻而造成的氨泄漏。經(jīng)過試驗驗證，安裝本發(fā)明的尿素SCR系統(tǒng)的NOx轉 化效率可以最大提高約10%。


圖1是本發(fā)明的正視2是本發(fā)明的側視3是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括8個呈45°夾角的扇形葉片1，每個葉片1的折起方 向依次交替相對，共形成4組葉片對。4組葉片對均布于SCR系統(tǒng)排氣管2的橫截面上，且相 交于該橫截面的圓心。每個葉片1所在平面與排氣管2的橫截面所在平面的夾角為75°， 該夾角可以根據(jù)不同排氣管徑和不同壓力損失要求進行調(diào)整，調(diào)整范圍在50° 90°之 間，角度的調(diào)整以不使葉片1間發(fā)生干涉為幾何結構的基本要求。上述實施例中，葉片1采用304以上不銹鋼材制作，且葉片1的厚度為Imm 2mm。上述實施例中，葉片1也可以選用6個60°夾角的扇形葉片組成3組葉片對，或選 用4個90°夾角的扇形葉片組成2組葉片對，實際當中可根據(jù)不同的使用條件和要求來確 定葉片1的數(shù)目和角度。如圖3所示，本發(fā)明使用時，將其焊接在法蘭3上，并安裝在排氣管2中尿素噴嘴4 后端(距尿素噴嘴4的安裝距離可以根據(jù)不同的排氣管直徑、噴嘴形式等進行優(yōu)化調(diào)整)， 使排氣和尿素噴霧經(jīng)過葉片1時產(chǎn)生強烈擾流，促進排氣和尿素噴霧的混合，同時葉片1與 尿素接觸時對尿素的分解有一定的促進作用，加快了尿素的分解。通過法蘭3可以方便的 進行安裝、拆卸。實施例在一臺4. 5L柴油發(fā)動機上進行試驗對比各個工況下安裝尿素混合裝置與不安裝 尿素混合裝置時NOx的轉化效率。試驗結果表明，同一工況下安裝尿素混合裝置可以提高 NOx轉化效率約5% -10%。各試驗工況如表1所示。 表1對比試驗各個工況
4 本發(fā)明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有 所變化的，在本發(fā)明技術方案的基礎上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進行的改進和等同 變換，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權利要求
一種尿素混合裝置，其特征在于它包括至少兩組葉片對，每組所述葉片對包括兩個折起方向相對設置的葉片；所述葉片對均布于同一圓形橫截面上，且相交于所述圓形橫截面的圓心。
2.如權利要求1所述的一種尿素混合裝置，其特征在于所述葉片為45°、60°或 90°的扇形。
3.如權利要求1所述的一種尿素混合裝置，其特征在于每個所述葉片所在平面與所 述圓形橫截面所在平面的夾角為50° 90°，且優(yōu)選為75°。
4.如權利要求2所述的一種尿素混合裝置，其特征在于每個所述葉片所在平面與所 述圓形橫截面所在平面的夾角為50° 90°，且優(yōu)選為75°。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種尿素混合裝置，其特征在于所述葉片采用 304以上不銹鋼材制作，且所述葉片1的厚度為Imm 2mm。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種尿素混合裝置，其特征在于所述葉片對通 過法蘭安裝在選擇催化還原系統(tǒng)的排氣管中尿素噴嘴后端。
7.如權利要求5所述的一種尿素混合裝置，其特征在于所述葉片對通過法蘭安裝在 選擇催化還原系統(tǒng)的排氣管中尿素噴嘴后端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尿素混合裝置，其特征在于它包括至少兩組葉片對，每組所述葉片對包括兩個折起方向相對設置的葉片；所述葉片對均布于同一圓形橫截面上，且相交于所述圓形橫截面的圓心。本發(fā)明安裝在排氣管中尿素噴嘴后端，排氣經(jīng)過混合時因葉片的擾流作用會產(chǎn)生強烈的氣流擾動，強烈的湍流運動使排氣與尿素噴霧混合地更均勻，并加快尿素溶液的蒸發(fā)、分解，從而使NOx轉化效率提高，減小因氨分布不均勻而造成的氨泄漏。經(jīng)過試驗驗證，安裝本發(fā)明的尿素SCR系統(tǒng)的NOx轉化效率可以最大提高約10％。
文檔編號F01N3/20GK101900018SQ20101022636
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者帥石金, 王建昕, 肖建華, 趙彥光 申請人:清華大學