[发明专利]一种壁流涡旋式混合器

说明书

本发明公开了一种壁流涡旋式混合器，包括壳体、内旋流管和外旋流管，外旋流管的第一端固定于隔板的第二腔体的一侧，第二端上设置有第一堵盖，外旋流管的管体上开设第一气孔口，内旋流管的第一端伸入外旋流管中，第二端上设置有第二堵盖，第二堵盖上设置有喷嘴座，内旋流管的位于第一腔体中的管体上周向均布有旋流片、位于第二腔体中的管体上开设第二气孔口，壳体中的气流经过旋流片进入内旋流管中形成旋流，内旋流管的第一端端口靠近第一堵盖形成缝隙，第二气孔口位于内旋流管的第一端，仅开设于朝向壳体出气端的侧面上，第一气孔口位于外旋流管的第一端，仅开设于背向壳体出气端的侧面上，第二堵盖下沉入壳体中，旋流片延伸至第二堵盖处。

技术领域

本发明涉及柴油机尾气处理技术领域，尤其涉及一种壁流涡旋式混合器。

背景技术

用于柴油机选择性催化转化系统SCR(Selective Catalyst Reduction)是指安装在柴油汽车排气系统中，将柴油机排放中的NO_X催化还原成N₂和O₂的催化还原装置，选择尿素水溶液作为还原剂。尿素水溶液喷射到催化剂上游的混合器中，在废气温度和气流的作用下水解产生为CO₂和NH₃，NH₃作为还原剂将NO_X还原成无污染的N₂和H₂O。

混合器是SCR系统必不可少的重要部件，其用于尿素水溶液与废气的破碎混合，而SCR系统的关键技术在于尿素水溶液与废气的破碎及NH₃混合均匀性。如图2所示为现有一尿素喷射双层管混合器，其中喷嘴喷射出的雾化尿素经喷嘴座1＇喷射入内层旋流孔管2＇内，并与流过内层旋流孔管2＇的气流进行混合；混合后的尿素与废气混合物经过内层旋流孔管2＇上的气孔以及与底部堵盖3＇之间的缝隙流入内层旋流孔管2＇与外层孔管4＇构成的腔体内，进一步进行尿素破碎混合，最后从外层孔管4＇上的开孔5＇流出。

使用后发现以下问题：1)内层旋流孔管2＇的底部左侧在尿素结晶测试及排放标定试验中出现尿素沉积物；2)外层孔管4＇上的开孔5＇周向均匀分布，导致载体端面流场及氨分布均匀性难以满足要求；3)内层旋流孔管2＇与喷嘴座1＇的连接区域没有气流直接流过，会形成低压滞留区，极易造成尿素在此沉积，造成喷嘴处尿素结晶。因此，需进一步优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壁流涡旋式混合器，在不改变外形边界的前提下，对原混合器进行优化，提高内部流场的均匀性，增加尿素与废气的混合距离，提高混合效果，消除低压滞留区，避免尿素结晶。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种壁流涡旋式混合器，其包括壳体、内旋流管和外旋流管，壳体内设置有隔板，将壳体的内腔分成第一腔体和第二腔体，第一腔体与壳体的进气端连通，第二腔体与壳体的出气端连通，内旋流管自壳体外穿过第一腔体并伸入第二腔体，外旋流管的第一端固定于隔板的第二腔体的一侧，第二端上设置有第一堵盖，外旋流管的管体上开设第一气孔口，内旋流管的第一端伸入外旋流管中，第二端上设置有第二堵盖，第二堵盖上设置有喷嘴座，内旋流管的位于第一腔体中的管体上周向均布有旋流片、位于第二腔体中的管体上开设第二气孔口，壳体中的气流经过旋流片进入内旋流管中形成旋流，内旋流管的第一端端口靠近第一堵盖形成缝隙，第二气孔口位于内旋流管的第一端，且仅开设于朝向壳体出气端的侧面上，第一气孔口位于外旋流管的第一端，且仅开设于背向壳体出气端的侧面上，第二堵盖下沉入壳体中，旋流片延伸至第二堵盖处。

特别地，喷嘴座上与第二堵盖的连接部设置为锥形。

特别地，第一堵盖的底部向内旋流管的端部凸起。

特别地，第一气孔口设置为方形窗口，且相对壳体出气端的中心对称。

特别地，第二气孔口设置为若干个圆形孔，且相对壳体出气端的中心对称。