[发明专利]具有混合和/或蒸发装置的废气设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是机动车的内燃机的废气设备的混合和/或蒸发装置。本发明还涉及一种装有这种装置的废气设备。

背景技术

通常，内燃机的废气设备装有用于净化或后处理由内燃机排出的废气的装置。在此可需要将液态离析物加入废气流中、在废气流中蒸发离析物并使其与废气混合。例如可需要在氧化催化器上游向废气流中混入燃料，以便通过燃料在氧化催化器中的放热反应来加热废气流。然后被加热的废气流可在氧化催化器下游用于将另一废气后处理装置如另一催化器或颗粒过滤器加热到运行温度或者说再生温度上。另外已知SCR系统，其以选择性催化还原法工作并且装有SCR催化器，SCR催化器吸收废气流中的NO_X。

为了实现废气设备的尽可能节省空间的方案，氧化催化器和SCR催化器可平行地并排设置。氧化催化器流出侧的端部和SCR催化器流入侧的端部在此情况下通过废气设备的被称为漏斗或混合室的部分彼此连接，使得废气流动在氧化催化器之后并且在SCR催化器之前分别转向90°。

在SCR催化器上游在混合室的区域中向废气流中供应适合的还原剂如氨或尿素、优选尿素水溶液作为离析物。在SCR催化器中氨使得结合的氮氧化物转化成氮气和水。

对于所有以液态形式被供应到废气流中的离析物而言，只有在液态离析物的输入位置和离析物的消耗位置之间实现离析物的充分蒸发以及气态离析物与废气流的充分混合，才能令人满意地达到希望的效果。为此目的，使用开头提到的混合和/或蒸发装置，该装置在废气流动路径上设置在离析物的输入位置和离析物的消耗位置之间。然而，在废气设备的上述实施方式中对于还原剂的蒸发和混合在氧化催化器和SCR催化器之间仅提供相对短的混合室，这加大了还原剂在到达SCR催化器中之前完全蒸发和彻底混合的难度。

另外，通常通过喷嘴加入还原剂，该喷嘴将还原剂作为扩宽的锥形喷束喷入废气流中。因此一部分还原剂并未准确地在流动方向上进入废气流中，而是以一个方向分量向废气设备的壁方向运动。由于混合室具有相对扁的流动横截面，所以在还原剂蒸发之前液滴可能碰撞到混合室的壁上并构成壁膜。还原剂很难再次从这种壁膜返回废气流中并被蒸发和混合。另外，通过将还原剂在氧化催化器之后直接加入废气流中来提供尽可能长的用于蒸发和混合还原剂的流动路径额外有利于形成壁膜。在该区域中，废气流动如上所述转向90°，由此可额外出现离心力，该离心力可能将液滴甩到混合室的壁上。

发明内容

本发明着手解决下述问题：为开头所提类型的装置或装有该装置的废气设备提供一种改进的或至少是另一种实施方式，该实施方式的特点在于更简单和因此更廉价的结构。另外应在尽可能小的废气背压下实现离析物与废气的更好的混合并避免壁膜的形成。

该任务在本发明中尤其是通过独立权利要求的技术方案来解决。有利的实施方式为从属权利要求的技术方案。

本发明所基于的基本思想在于，为混合和/或蒸发装置装配支承体，该支承体在周边方向上包围所述装置的横向于装置轴向方向延伸的、扁的可通流横截面。支承体因此定义细长的或者说扁的横截面，而非圆形横截面，因而支承体具有两个彼此相对置的长的侧壁和两个彼此相对置的短的侧壁，短的侧壁分别将两个长的侧壁彼此连接。通过根据本发明提出的具有扁的横截面的支承体方案，可在一个长的侧壁的至少一个轴向端部上并列设置一排多个导向叶片，所述导向叶片向另一长的侧壁方向突起并且相对于轴向方向以一个迎角倾斜。通过该结构方式，导向叶片横向于轴向方向延伸并且另外既横向于轴向方向又横向于其纵向方向并列设置。该装置的轴向方向在此平行于废气通过装置的主流动方向。该主流动方向在此不考虑可通流横截面中的流动转向、横向流动、回流、漩涡和类似情况。因此，在相应的长的侧壁的一个轴向端部上形成一排并列设置的、尤其是彼此平行延伸的导向叶片，所述导向叶片分别引起向一个短的侧壁方向的流动转向。长的侧壁在此不同程度地在轴向方向上延伸，由此产生长的侧壁的轴向端部的分级布置。

通过这种方式混合和/或蒸发装置可极好地适应混合室中存在的例如可通过转向90°形成的流动过程。另外借助该装置可考虑还原剂喷入的各种不同方式。

根据一种特别有利的实施方式，第二长的侧壁的流入侧的轴向端部相对于第一长的侧壁的流入侧的轴向端部在轴向方向上逆着流动方向错开，即设置在第一长的侧壁远端的轴向端部的下游。