[发明专利]混合装置

说明书

本发明涉及一种具有至少一个输送气体的气体管道(4)的混合装置(101)，其中，至少一个用于喷射液体的喷射装置(40)被分配给混合装置(101)，并且至少一个第一引导元件(1、1'、1”)设置在喷射装置(40)下游，该喷射装置伸入到气体管道(4)中的气流中。附加地，至少有一些气体转向进入紧邻第一引导元件(1、1'、1”)下游的至少一个凸起(3、3'、3”)，并且气体管道(4)具有位于气体管道(4)的管道壁中、紧邻第一引导元件(1、1'、1”)下游的至少一个凸起(3、3'、3”)。本发明还涉及一种用于混合气体或气体混合物的方法。

技术领域

本发明涉及一种混合装置，所述混合装置具有至少一个气体输送气体管道，其中，与混合装置关联有至少一个用于喷射液体的喷射装置，并且在喷射装置下游设置有至少一个第一引导元件，该第一引导元件伸入气体管道的气流中。

此外，本发明涉及一种用于混合气体或气体混合物的方法，其中，气体或气体混合物在至少一个气体管道中被引导，并且液体从喷射装置被喷射到气体管道中，其中，气体或气体混合物由至少一个第一引导元件至少部分地偏转到喷射装置下游。

背景技术

混合装置在机械工程中用于各种应用场合，例如，用于内燃机的排气气体后处理系统，或者根据燃料用于燃料电池中的预热单元。对于排气气体后处理，尤其是车辆的内燃机的排气气体后处理，往往使用液体添加剂，将其喷入到排气管道中以与排气气体反应。尿素溶液尤其已经被建立用于含氮化合物、诸如氮氧化物之类的分解，该分解与用于柴油机排气气体的选择性催化反应的SCR催化转化器(“选择性催化反应”)有关。以下是非常重要的：添加剂在排气气体中的最佳分布、其与排气气体的混合以及防止添加剂在所喷射的排气管道中沉积。特别是对于尿素溶液，存在尿素在管道壁上结晶的风险。这增加了流动阻力，或者尿素晶体可能导致下游部件的损坏。

US 2015/0059319 A1描述了一种混合装置，其中，引导元件在喷射点下游伸入排气管道中。这些引导元件用于使排气气体转向、涡旋和混合。然而，缺点是添加剂的沉积物会在引导元件的向后气流中累积，其不能再次取出或仅能困难地去除，这会导致添加剂在管道壁上的固化和结晶。

US 2014/0230419 A1教导了一种替代方案，其在管道壁中提供了凸起，这些凸起用于引起排气气体的混合或涡旋。然而，湍流通常不够强到足以实现排气气体的或排气气体与添加剂的最佳混合。此外，在周围流动性不强，因此温度较低的凸起中，可能出现不会再次完全蒸发的沉积物。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于排气气体后处理的混合装置或方法，其实现了气体或气体混合物改善的混合以及气体或气体混合物与液体改善的混合。

根据本发明，该目的通过上述混合装置来解决，其中，紧邻第一引导元件下游的气体管道在气体管道的管道壁中具有至少一个凸起。换而言之，至少一部分排气气体在紧邻第一引导元件下游的至少一个凸起中附加地偏转。这一方面使得气体或气体混合物的均匀化，另一方面引起与所喷射的液体的混合。

术语“下游”在此应关于在按规定使用混合装置时在气体通道中被导引的气体或气体混合物的流动方向来理解。

在本公开的上下文中，“凸起”理解为气体管道的外壁的变形，其增加了气体管道的直径。因此，凸起相对于气体管道径向向外延伸，而与气体管道的横截面的形状无关。

“紧邻”是指第一引导元件与凸起的相邻设置，使得凸起与第一导向元件直接相邻。这允许气体或气体混合物附加地被偏转，这在气流中产生湍流并带来更好的混合。第一引导元件和凸起形成循环空间，至少部分气体可以在该循环空间中循环。这引起沿着凸起、逆着气体的主流动方向并且朝向第一引导元件的逆流，由此，沉积的液体被引导到第一引导元件上。