本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置及其后處理裝置與應(yīng)用，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前業(yè)內(nèi)都是用混合器金屬結(jié)構(gòu)來達(dá)到尿素液滴與排氣的混合。通常，在混合器中設(shè)置多孔板、翅片等結(jié)構(gòu)，讓尿素液滴和金屬結(jié)構(gòu)的混合器發(fā)生碰撞從而使尿素液滴破碎成更小的液滴，以有利于在金屬表面蒸發(fā)和熱解。現(xiàn)狀是由于排放法規(guī)的升級(jí)，使得當(dāng)前尿素噴射策略更加激進(jìn)，例如在更低的溫度、更小的排氣流量下就開始較大的尿素噴射量。這里存在一個(gè)熱量守恒的關(guān)系，一個(gè)是尿素液滴蒸發(fā)和熱解所需要的熱量，一個(gè)是排氣從上游所帶來的熱量。由于上述噴射策略的激進(jìn)化，排氣所承載的總熱量和尿素溶液充分蒸發(fā)、熱解所需要的熱量之間的比值不斷降低。行業(yè)里面用以一個(gè)叫eer的比值來描述這個(gè)熱量之間的關(guān)系。一般來講，eer值在150以上混合器的結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn)極低。如果eer沒有那么高，但是如果通過對(duì)混合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，其抗結(jié)晶能力會(huì)有一定的提高，這也是業(yè)界絕大部分公司的研發(fā)方向，即如何優(yōu)化混合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

請(qǐng)參圖1及圖2所示，在混合器3’中設(shè)置有開孔板1’。所述開孔板1’設(shè)有若干供排氣與尿素液滴的混合物穿過的若干開孔2’。一方面，打在開孔板1’上的尿素液滴有利于實(shí)現(xiàn)其破碎以得到體積更小的尿素液滴，從而更利于其蒸發(fā)和熱解。另一方面，為了保證開孔板1’具備足夠的機(jī)械強(qiáng)度，開孔2’之間的材料部分是無法避免的。可以理解，在開孔板1’的背面，氣流的流速相對(duì)比較低，容易形成局部的低速區(qū)m。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明，在該低速區(qū)m中發(fā)生尿素結(jié)晶的可能性極大。

因此，有必要提供一種新型的解決方案以解決上述技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種抗結(jié)晶能力較強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置、一種細(xì)纖維元件在該發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置中的應(yīng)用以及具有該混合裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置，其包括用以安裝尿素噴嘴的安裝座以及混合元件，所述尿素噴嘴用以向所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置中噴射霧化的尿素液滴，所述混合元件用以將所述尿素液滴與排氣進(jìn)行混合，所述混合元件包括混合管，所述混合管設(shè)有若干旋流片，所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置還包括位于所述混合管的底部的細(xì)纖維元件，其中所述細(xì)纖維元件用以供所述排氣以及所述尿素液滴穿過，以進(jìn)一步增加所述尿素液滴的破碎以及蒸發(fā)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置包括殼體，所述安裝座形成或者固定于所述殼體上；所述尿素噴嘴用以向所述混合管中噴射霧化的尿素液滴。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述混合元件還包括套接在所述混合管外圍且位于所述殼體中的隔板，以將所述殼體隔成位于所述隔板的一側(cè)的第一腔體以及位于所述隔板的另一側(cè)的第二腔體，所述旋流片與所述第一腔體相連通。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述混合管還設(shè)有位于所述旋流片的上方且靠近所述安裝座的若干穿孔。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述混合管呈中空的圓筒狀，所述隔板包括第一豎直部、第二豎直部以及連接所述第一豎直部與所述第二豎直部的水平部，其中所述水平部設(shè)有供所述混合管穿過的開孔。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述細(xì)纖維元件為鋼絲絨或者泡沫金屬，所述細(xì)纖維元件位于所述混合管內(nèi)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置設(shè)有固定所述細(xì)纖維元件的若干固定棒。

本發(fā)明還涉及一種細(xì)纖維元件在上述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置中的應(yīng)用。

本發(fā)明還涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理裝置，其包括上述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置以及位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置的下游的選擇性催化還原劑(scr)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理裝置還包括位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置的上游且依次串聯(lián)的柴油氧化催化器(doc)以及柴油顆粒捕集器(dpf)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過設(shè)置細(xì)纖維元件，使尿素液滴在細(xì)纖維元件的表面和內(nèi)部發(fā)生充分的破碎與混合。另外，由于細(xì)纖維元件的線徑較小，空隙復(fù)雜，傳熱面積大，有利于尿素液滴與排氣發(fā)生較充分的換熱，從而利于尿素液滴的蒸發(fā)和熱解，提高了抗結(jié)晶能力。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中在混合管內(nèi)增加多孔板的剖面示意圖。

圖2是圖1中多孔板的剖面示意圖，其中標(biāo)明的排氣與尿素液滴的混合物的流向以及背面的死區(qū)。

圖3是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理裝置的立體示意圖。

圖4是圖3的部分立體分解圖。

圖5是圖4進(jìn)一步的立體分解圖。

圖6是圖5中發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置的立體圖。

圖7是圖6的左視圖。

圖8是圖6的右視圖。

圖9是圖6中a-a線的剖面示意圖。

圖10是圖6的立體分解圖。

圖11是圖10另一角度的立體分解圖。

圖12是去除圖6中的部分殼體后的立體圖。

圖13是圖10中細(xì)纖維元件的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參圖3至圖13所示，本發(fā)明揭示了一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理裝置100，用于例如scr等后處理系統(tǒng)中以處理發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣。所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理裝置100包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置10、位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置10的上游且依次串聯(lián)的柴油氧化催化器(doc)20以及柴油顆粒捕集器(dpf)30、以及位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置10的下游的選擇性催化還原劑(scr)40。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置10包括殼體1、安裝于所述殼體1內(nèi)的混合元件2以及用以進(jìn)一步增加尿素液滴蒸發(fā)和熱解的細(xì)纖維元件3。

在本發(fā)明圖示的實(shí)施方式中，所述殼體1呈圓筒狀，其設(shè)有向所述殼體1內(nèi)凹陷的安裝板11以及形成或者固定于所述殼體1上的安裝座12。在本發(fā)明圖示的實(shí)施方式中，所述安裝座12焊接在所述安裝板11上。所述混合元件2沿排氣流動(dòng)方向位于所述安裝座12的下游。所述安裝座12用以安裝尿素噴嘴(未圖示)，以向所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置10中噴射霧化的尿素液滴。

所述混合元件2用以將所述尿素液滴與排氣進(jìn)行混合。在本發(fā)明圖示的實(shí)施方式中，所述混合元件2包括混合管21以及套接在所述混合管21外圍且位于所述殼體1中的隔板22。所述尿素噴嘴用以向所述混合管21中噴射霧化的尿素液滴。請(qǐng)參圖9所示，在本發(fā)明圖示的實(shí)施方式中，所述隔板22將所述殼體1隔成位于所述隔板22的一側(cè)的第一腔體110以及位于所述隔板22的另一側(cè)的第二腔體120。

所述混合管21呈中空的筒狀，其設(shè)有與所述第一腔體110相連通的旋流片211以及位于所述旋流片211的上方且靠近所述安裝座12的若干穿孔212。在本發(fā)明圖示的實(shí)施方式中，所述旋流片211能夠形成旋流的混合效果，從而增加了混合距離，降低了尿素結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。

所述隔板22包括第一豎直部221、第二豎直部222以及連接所述第一豎直部221與所述第二豎直部222的水平部223，其中所述水平部223設(shè)有供所述混合管21穿過的開孔224。

請(qǐng)參圖13所示，在本發(fā)明圖示的實(shí)施方式中，所述細(xì)纖維元件3為鋼絲絨或者泡沫金屬，所述細(xì)纖維元件3位于所述混合管21內(nèi)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理混合裝置10設(shè)有固定所述鋼絲絨的若干固定棒4。當(dāng)然在其他實(shí)施方式中，所述細(xì)纖維元件3也可以是網(wǎng)狀鋼絲或者陶瓷的多孔材料等。

本發(fā)明利用細(xì)纖維元件3(例如鋼絲絨)的3d多孔結(jié)構(gòu)或者多空隙結(jié)構(gòu)，排氣以及所述尿素液滴穿過該細(xì)纖維元件3，使尿素液滴在鋼絲絨的表面和內(nèi)部發(fā)生充分的破碎與混合。另外，鋼絲絨的線徑較小，空隙復(fù)雜，比表面積大。因?yàn)楸缺砻娣e大，在有限的空間內(nèi)能夠創(chuàng)造出更大的換熱面積，有利于尿素液滴與排氣發(fā)生較充分的換熱，從而利于尿素液滴的蒸發(fā)和熱解，提高了抗結(jié)晶能力。通過對(duì)細(xì)纖維元件3的密度的調(diào)節(jié)可以相應(yīng)地調(diào)整系統(tǒng)的背壓。

相較于現(xiàn)有技術(shù)中的多孔管與翅片等結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的細(xì)纖維元件3的線徑都非常小(例如小于1mm)，因此可以避免背風(fēng)面的出現(xiàn)，從而降低尿素結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的這種開拓性的發(fā)明既解決了低速區(qū)的問題，又解決了換熱的問題，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。

另外，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，對(duì)本說明書的理解應(yīng)該以所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員為基礎(chǔ)，盡管本說明書參照上述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。