靜態(tài)混合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于排氣設(shè)備的靜態(tài)混合器，所述混合器用于混合還原劑和廢氣流。此外，本發(fā)明涉及一種裝備有這種混合器的排氣設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)的排氣設(shè)備中在確定的應(yīng)用中存在如下需求，S卩，將還原劑引入到廢氣流中。例如可以在氧化催化器上游將燃料引入到廢氣流中，以便通過燃料在氧化催化器中的轉(zhuǎn)化提高廢氣流的熱量，例如以便將設(shè)置在下游的顆粒過濾器加熱到其再生溫度。同樣在SCR系統(tǒng)中常見是將含水的尿素溶液在SCR催化器上游引入到廢氣流中，其中，SCR代表選擇性催化還原(Selektiv Catalytic Reduct1n)。通過熱解和水解，含水的尿素溶液可以轉(zhuǎn)變成氨和二氧化碳，這在SCR催化器中能夠?qū)崿F(xiàn)將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退?br>[0003]為了優(yōu)化應(yīng)該利用所引入的還原劑引起的相應(yīng)的反應(yīng)，具有提高的意義的是，將所引入的還原劑盡可能均勻地與廢氣流混合。還原劑經(jīng)常以液態(tài)形式引入到廢氣流中，從而此外需要的是，使還原劑盡可能完全地蒸發(fā)。為此目的使用開頭所提到的靜態(tài)混合器，所述混合器在穿流其時(shí)引起廢氣和還原劑的強(qiáng)烈的混勻。
[0004]由EP 1 985 356 A2已知一種靜態(tài)混合器，所述混合器具有多個(gè)用于使廢氣流偏轉(zhuǎn)的導(dǎo)向葉片。為此目的，導(dǎo)向葉片伸入到廢氣流中并且相對于廢氣流安放，以便可以引起廢氣流的相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)。由此導(dǎo)向葉片同時(shí)形成用于以液態(tài)形式引入的還原劑的入射面。通過以廢氣流對導(dǎo)向葉片加載，所述導(dǎo)向葉片具有相對高的溫度，從而導(dǎo)向葉片同時(shí)用作在其上凝聚的還原劑所用的蒸發(fā)面。
[0005]—方面盡可能大的碰撞面和另一方面盡可能強(qiáng)烈的流偏轉(zhuǎn)分別導(dǎo)致混合器的提高的穿流阻力?；旌掀鞯拇┝髯枇σ鹪谂艢庠O(shè)備中在混合器上游的壓力上升，這減少裝備有排氣設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)的效率或者說提高所述內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明致力于如下問題，S卩，對于上面提到類型的靜態(tài)混合器或?qū)τ谝源搜b備的排氣設(shè)備給出一種改善的實(shí)施形式，所述實(shí)施形式的特征尤其是在于相對小的穿流阻力，而同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)充分的混勻和尤其是充分的蒸發(fā)。
[0007]該問題按照本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)方案解決。有利的實(shí)施形式是從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案。
[0008]本發(fā)明基于如下的總構(gòu)思，S卩，為至少一個(gè)所述導(dǎo)向葉片、優(yōu)選所有導(dǎo)向葉片分別裝備穿孔，所述穿孔能被廢氣、亦即廢氣流的一部分穿流。已證明，這種穿孔可以顯著降低混合器的穿流阻力，其中，同時(shí)通過穿孔充分產(chǎn)生紊流，以便引起希望的強(qiáng)烈的混勻。
[0009]穿孔就這點(diǎn)而言理解為導(dǎo)向葉片的在其余部分封閉的或?qū)τ趶U氣透不過的結(jié)構(gòu)的任意中斷。因此開口、缺口，開口部(Austellung)和類似物尤其相應(yīng)是穿孔。
[0010]相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的穿孔在此可以具有多個(gè)穿透開口，所述穿透開口按照一種優(yōu)選的實(shí)施形式分別設(shè)置在相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的邊緣側(cè)的外輪廓內(nèi)。因此相應(yīng)的導(dǎo)向葉片具有如下外輪廓，所述外輪廓不被穿透開口妨礙。以這種方式，相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流功能僅相對小地被穿孔妨礙。
[0011 ] 按照一種有利的進(jìn)一步擴(kuò)展方案，所述穿透開口可以具有圓的或有角的橫截面。同樣穿透開口可以具有點(diǎn)狀的或長形的橫截面。具有長形的橫截面的穿透開口可以是直線的或彎曲單次或彎曲多次。
[0012]在另一種有利的進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，所述穿透開口分別可以具有長形的橫截面并且彼此平行且沿著從相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的葉片根部至葉片頂部測量的葉片長度并排地設(shè)置。在這種實(shí)施形式中，在充分的或改善的混勻作用的情況下對于相應(yīng)的導(dǎo)向葉片可以證明小的穿流阻力。
[0013]按照一種進(jìn)一步擴(kuò)展方案，所述穿透開口可以以其長形的橫截面傾斜于葉片長度并且傾斜于從相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的流入棱邊至流出棱邊測量的葉片寬度而設(shè)置。此外，通過該措施能夠影響和優(yōu)化混勻作用。
[0014]按照另一種實(shí)施形式，所述穿孔可以具有至少一個(gè)或多個(gè)在相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的流出棱邊上或流入棱邊上側(cè)向敞開的穿透開口。在該實(shí)施形式中，這些側(cè)向或邊緣側(cè)敞開的穿透開口影響相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的邊緣側(cè)的外輪廓。由此例如可以有針對性地生成斷流和旋渦，這對于強(qiáng)烈的混勻可以起有利作用。優(yōu)選地，所述穿孔的所有穿透開口在流出棱邊上或流入棱邊上側(cè)向敞開。然而一般也可設(shè)想一種實(shí)施形式，其中穿孔具有至少一個(gè)在導(dǎo)向葉片的外輪廓上敞開的穿透開口和至少一個(gè)完全處于外輪廓內(nèi)的穿透開口。
[0015]在從設(shè)有多個(gè)側(cè)向敞開的穿透開口出發(fā)的進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，所述側(cè)向敞開的穿透開口可以是長形的并且相對于導(dǎo)向葉片的葉片長度以及相對于導(dǎo)向葉片的葉片寬度傾斜。如前所述，葉片長度從葉片根部延伸至葉片頂部，而葉片寬度從流入棱邊延伸至流出棱邊。
[0016]在另一種進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，所述流入棱邊的側(cè)向敞開的穿透開口可以關(guān)于葉片長度與流出棱邊的穿透開口相反地傾斜。由此能夠關(guān)于改善的混勻優(yōu)化導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用。
[0017]在一種備選的實(shí)施形式中，在至少一個(gè)所述導(dǎo)向葉片中的穿孔可以由一個(gè)唯一的穿透開口形成。適宜地，這種唯一的穿透開口關(guān)于其流動橫截面比之前闡述的通過多個(gè)穿透開口形成的穿孔的各個(gè)穿透開口更大地確定尺寸。與此相對地，這種穿孔具有減少的穿流阻力。
[0018]在一種進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，該唯一的穿透開口可以設(shè)置在相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的邊緣側(cè)的外輪廓內(nèi)。換句話說，在這里如下實(shí)施形式也是優(yōu)選的，其中穿透開口不影響導(dǎo)向葉片的外輪廓。所述唯一的穿透開口可以長形地構(gòu)造。在此，所述穿透開口基本上可以從葉片根部延伸至葉片頂部。此外，所述穿透開口可以構(gòu)造為逐漸變成尖的，其中，穿透開口的尖端這時(shí)可以設(shè)置在葉片頂部的區(qū)域中。備選地，穿透開口也可以配備恒定的寬度。
[0019]原則上同樣可能的是，將所述唯一的穿透開口在相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的葉片頂部上構(gòu)造成側(cè)向敞開的。只要該唯一的側(cè)向敞開的穿透開口此外長形地構(gòu)造，就可以借此達(dá)到導(dǎo)向葉片在穿透開口的區(qū)域中的準(zhǔn)分開。這種在葉片頂部的區(qū)域中敞開的穿透開口可以導(dǎo)致在相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的區(qū)域中的特別小的穿流阻力。
[0020]在另一種有利的實(shí)施形式中，相應(yīng)的導(dǎo)向葉片可以沿其葉片長度具有彎曲一次或多次的走向。導(dǎo)向葉片通常直線地構(gòu)造，而在這里現(xiàn)在提出，以關(guān)于其中心縱軸線彎曲的走向裝備相應(yīng)的導(dǎo)向葉片。相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的中心縱軸線在此關(guān)于葉片寬度大致在中央從葉片根部延伸至葉片頂部。彎曲一次的導(dǎo)向葉片這時(shí)鐮刀狀構(gòu)造。彎曲兩次的導(dǎo)向葉片這時(shí)S形地構(gòu)造。附加地或備選地，相應(yīng)的導(dǎo)向葉片可以關(guān)于其中心縱軸線具有扭曲部，所述扭曲部沿葉片長度導(dǎo)致變化的迎角(Anstellwinkel)。
[0021]在另一種有利的實(shí)施形式中，所述混合器可以具有圓柱形的管體，所述管體沿周向方向圍住能被廢氣流穿流的流動橫截面并且導(dǎo)向葉片從所述管體向內(nèi)伸出。所述導(dǎo)向葉片在該結(jié)構(gòu)形式中尤其是可以徑向在內(nèi)部地在其葉片頂部的區(qū)域中自由地設(shè)置。此外導(dǎo)向葉片可以相對于彼此無接觸地設(shè)置。
[0022]—種進(jìn)一步擴(kuò)展方案是特別有利的，其中管體連同所有導(dǎo)向葉片由一個(gè)唯一的板材體通過變形制造。由此混合器能夠相對價(jià)格便宜地通過沖壓和變形過程制造。
[0023]在另一種有利的實(shí)施形式中，所述穿孔可以具有至少一個(gè)包括開口邊緣的穿透開口，所述開口邊緣沿其整個(gè)周邊是自由的。這樣的自由的開口邊緣可以在構(gòu)造為板材體的導(dǎo)向葉片中特別簡單地通過沖壓過程制造。如果相應(yīng)的穿透開口設(shè)置在導(dǎo)向葉片的外輪廓內(nèi)，優(yōu)選周邊完全閉合。而如果穿透開口在導(dǎo)向葉片的外輪廓上構(gòu)造成側(cè)向敞開的，則開口邊緣的周邊在外輪廓上中斷。
[0024]適宜地，相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的所有穿透開口裝備有這種自由的開口邊緣。
[0025]在另一種實(shí)施形式中，所述穿孔可以具有至少一個(gè)包括開口邊緣的穿透開口，所述開口邊緣沿周邊區(qū)段與開口部連接。所述開口部可以至少部分地遮蓋所屬的穿透開口。附加地或備選地，所述開口部可以相對于導(dǎo)向葉片的鄰接于該開口部的區(qū)域傾斜。附加地或備選地，所述開口部可以至少部分地相對于導(dǎo)向葉片的鄰接于該開口部的區(qū)域錯(cuò)開地設(shè)置。開口部的布置結(jié)構(gòu)在此優(yōu)選為這樣，即，開口部至少部分地覆蓋穿透開口并且與此相應(yīng)地引起穿過穿透開口出現(xiàn)的廢氣流的流偏轉(zhuǎn)。在穿透開口的開口邊緣上的這種開口部改善導(dǎo)向葉片的混勻作用。同時(shí)可以通過利用開口部使流轉(zhuǎn)向來減少穿流阻力。
[0026]適宜的是，所述開口部集成地一體成形在相應(yīng)的導(dǎo)向葉片上。特別有利的，相應(yīng)的開口部可以是相應(yīng)的導(dǎo)向葉片的為了制造相應(yīng)的穿透開口而割斷且開口的區(qū)域。因此相應(yīng)的導(dǎo)向葉片能夠特別簡單地裝備有穿透開口和鄰接于其的開口部。
[0027]按照一種有利的進(jìn)一步擴(kuò)展方案可以規(guī)定，至少一個(gè)這樣的開口部具有中間區(qū)域和兩個(gè)側(cè)向區(qū)域，其中，中間區(qū)域基本上平行于相應(yīng)的導(dǎo)向葉片延伸并且通過所述兩個(gè)側(cè)向區(qū)域與相應(yīng)的導(dǎo)向葉片連接。由此產(chǎn)生相應(yīng)的穿透開口的特別高效的遮蓋。
[0028]此外可以按照另一種進(jìn)一步擴(kuò)展方案規(guī)