[发明专利]用于排气系统中的混合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种静态混合器，用于内燃机的排气系统中并将添加剂混合到排气系统中；还涉及一种由混合器以及一个排气系统中的初始转换器的至少一个壳体部所组成的系统。所述混合器包括环绕中心轴X的管状壳体。所述壳体包括位于中心轴X一端的入口开口以及位于相反端的出口开口，其中所述入口开口用以将添加剂注入到排气系统中。在入口开口所在的区域以及出口开口所在的区域，所述壳体在围绕中心轴X的周向上闭合，例如边缘保持闭合，这与圆周闭合边缘上可能出现的穿孔无关。

背景技术

这种类型一致且用于废气导引以及废气后处理中的混合器是现有技术中常见的。

在DE 20 2007 010 324 U1中描述了一种在中心轴X上下两端开口的混合管。在管内没有布置导向元件或混合元件。

DE 10 2012 021 017 A1揭示了具有静态混合器某些特性的排气系统。该排气系统包括具有纵轴的溢流管。该溢流管具有一个壳体表面和一个初始的、紧流端，其中在靠近紧流端的壳体表面上设有一个径向入口开口。溢流管通过它的紧流端以及入口开口容纳在初始废气导向元件中。通过喷嘴可将注入单元的还原剂引入第一废气导向元件中。

在DE 10 2011 120 685 A1中，车辆的排气管被描述为具有入口。通过该入口，可以使用喷嘴将还原剂引入尾气后处理中，其中在入口的下游设置混合装置将还原剂与废气进行混合。

在DE 11 2012 000 035 T5中描述了一种在废气中加入水性还原剂溶液以进行混合的装置，其中用以混合水性还原剂溶液的装置布置在用以收集废气中颗粒物的过滤器以及用以减少废气中的氮氧化合物的还原催化剂之间。

发明内容

本发明是基于创造和安排一种静态混合器，其能够产生很小的反压力，以保证快速实现降低还原过程，并与此同时抵抗生产公差。

本发明的目的在于提供这样一种壳体，其中与XY平面相关的所述壳体设计为与混合器的中心轴X平行且与主流动方向S垂直，以形成位于XY平面上游的管状部，所述管状部(21)设有相较于中心轴X位于径向上的且作为穿孔的若干开孔；以及形成位于下游或者在主流动方向S上位于XY平面下游的管状部，所述管状部设有一个凹口以及位于该凹口内的若干导向板。

混合器的反压力通过部分混合管上的穿孔而降低，该穿孔朝向废气流方向且位于XY平面的上游。特别是，当废气从XY平面前后两侧进入混合器时是有利的。在位于XY平面下游的混合器的管部中，将单独制作的导向板插入壳体中。在凹口的上方和下方，壳体具有围绕中心轴X的圆周方向的闭合边缘。

这种混合器发明能够供给液体及/或气体形式的添加剂。

除非另有说明，轴向、径向以及圆周方向参考的是混合器的中心轴。

这对于实现还原剂的准备是有利的：所述导向板沿轴向间隔距离ax连续布置且沿径向偏置距离az。径向对应于方向Z，其垂直于XY平面。这种楼梯般的布置也有利于简单的生产公差因为每个导向板可以单独插入。

关于还原剂的充分混合，这是有利的：如果导向板覆盖下游管状部的流动截面的80％至100％。这里，导向板沿径向延伸且轴向不重叠的面积的总和形成流动截面的80％至100％。

这也是有利的：由于导向板上的热负载，导向板并不唯一由平直的金属片构成，也可以选择性的由波纹状/波浪状及/或角状金属板构成。所述导向板插入壳体中并与壳体积极接合。这种积极接合防止了废气流中导向板的轻拍。波浪状及/或角状对于导向板中与温度相关的长度变化的补偿是有利的。

这里，这也是可能并且有利的：所述导向板被布置成相互平行且垂直于中心轴X或者垂直于注入方向。在与中心轴X成直角排列的情况下，注入流平行于中心轴X。在设计示例中，如果注入流不平行于中心轴X，则导向板可以与中心轴X成直角，也可以与注入方向成直角。

这对于低反压力可以是尤其重要的，如果在下游管状部上进一步设有靠近凹口且形成穿孔的若干开孔。这些穿孔位于所述壳体或壳体的边缘被关闭的区域中。通过上游管部的穿孔和下游管部的穿孔，废气经过混合器时所产生的反压力可以根据混合器的装配情况来降低。

根据本发明所设计和布置的内容，这也许是有利的：壳体沿轴向至少在穿孔区域以及穿孔区域的下游具有恒定的壳体截面Q2。管状壳体在制造时比较容易和便宜。

关于简单几何，这也是有利的：入口开口的流动截面与出口开口的流动截面相同或者更小。这创建了与管的属性相类似的属性。在特殊的应用中，入口和出口处两个开口之间的比例可以大也可以小。圆锥形的壳体也是可能的。