[发明专利]一种用于混合尿素和空气的混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及将尿素与空气混合，并且把空气和尿素的混合物引进内燃机的排气系统，特别是柴油机的排气系统。

背景技术

根据本发明，可以发现，当尿素与压缩空气混合时，溶解在比如水的液体中的尿素可能产生结晶，该结晶通常导致用于混合尿素和空气的混合装置产生堵塞，以致于混合不能进行。还可以发现，结晶会向气流的上游方向增长(甚至在高速下)。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种装置，其中使这种堵塞最小化或者避免。

从这项发明的广义上讲，提供了一种用于混合尿素和一种气体的混合装置，所述尿素更适宜溶解在一种液体里，尤其是水；并且所述气体更适宜是空气。该混合装置优选包括一个尿素入口和一个气体入口，分别提供尿素和气体进入到该混合装置的混合室内；和一个从混合室排出尿素和气体混合物的出口。这些入口和出口优选拥有一个液体状扩张并且优选进入混合室和从混合室优选产生的出口。更可取的是，至少用于提供空气进入混合室的气体入口设计成了所述入口的被选择表面的尿素结晶的沉积大多(主要是在沉积的结晶不堵塞入口的意义上)或全部被避免了。正如在权利要求和首选的实施例描述中出现的那样，这可以通过把这些表面加工得很光滑或者使用无粘性材料，使结晶不会在被选择的表面上沉积，以优选达到堵塞被避免的程度。

从另一个方面或总体上讲，此气体入口可以设计成沉积在被选择表面的结晶被除去，比如在混合设备的混合过程中。

按照本发明，提出了诸多不同的实施例，以寻求去除因产生结晶而造成的堵塞影响；并且和在附加的权利要求里一样，在附录中可以发现详细的描述，概述了本发明首选实施例的不同细节。

应该指出的是，尽管本描述着眼于混合溶解于水和空气中的尿素，本发明也是适用的；并且包括其它材料混合以及由于产生或可能产生结晶而发生堵塞的情况。

附图说明

下面，本发明，特别是其优选实施例将结合附图来描述，其中：

图1示出了将尿素添加进入内燃机、特别是柴油内燃机的废气的总原理；

图2示出了本发明的用于混合空气和尿素的混合装置的优选实施例的剖面图；

图3A-B示出了用于混合空气和尿素的混合装置的另一个实施例的剖面图；

图4示出了用于混合空气和尿素的混合装置的又一个实施例的剖面图；

图5示出了图2所示的实施例的一个详细的剖面图；

图6A-C示出了图5所示的实施例的一个剖面图，一个详细的剖面图和一个分解图；

图7示出了图3所示的实施例的一个详细的剖面图；

图8A-C示出了图7所示的实施例的一个剖面图，一个详细的剖面图和一个分解图；

图9示出了图4所示实施例的一个详细的剖面图；和

图10A-C示出了图9所示实施例的一个剖面图，一个详细的剖面图和一个分解图。

具体实施方式

在图1中，一个系统，包括优选根据柴油机原理工作的内燃机100；容纳尿素液体溶液箱101(已知为商标名称AdBlue)和催化系统(图中标为SCR)102。发动机的排气装置通过排气管道连接于催化系统，并且其连接到容纳尿素液体溶液箱。该系统还包括计量装置104，用于将液体尿素输入排气系统，以便于其能和废气发生反应，以使NO_X气体向环境排放的最小化。该计量装置典型是或者包括用于将压缩空气与液体尿素混合的混合装置和优选提供压缩空气的压缩机105。

离开内燃机的废气103包含氧化氮。在废气进入催化系统以前，在图1表示为106，气体包括氨、水蒸气和氧化氮。在废气进入经过催化系统(图1中的107)以后，通常要排入到环境中的气体包括氮和水。

在本发明的许多优选实施例中，发动机是卡车的柴油机，并且在这些实施例中卡车装备了用于制动装置、悬浮系统或类似装置的压缩机，并且在这些实施例中压缩空气由该压缩机提供。为了避免尿素进入制动装置和/或者悬浮系统，向用于将尿素与空气混合的混合装置提供的空气通常通过单向阀(未示出)提供，以便空气只能进入混合装置。当卡车行驶过程中(尿素正被混合)和在没有尿素流的情况的停止过程中，该功能是很重要的。

已经发现，在用于混合尿素和压缩空气的混合装置内的尿素结晶的形成，会妨碍装置执行，导致无法用装置进行混合。该结晶具有向压缩气流的上游方向上增长的趋势。这些问题已由本发明通过设计混合装置解决了，因此其单独包含一个或多个下列特征，或包括其结合：