专利名称：一种尿素混合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尿素混合装置，特别是关于一种用于柴油机NOx(氮氧化物)尿素 SCR(选择催化还原)系统中的尿素混合装置，属于汽车尾气处理及内燃机排放控制领域。
背景技术：
尿素混合器是用于尿素SCR系统的一种装置，主要用来提高尿素SCR系统的NOx 转化效率，并减少沉积物的生成。尿素SCR系统是降低重型柴油机NOx排放最有效的技术 之一。近些年来，人们对车用尿素SCR技术研究的逐步加深，不断解决应用中的各种问题。 车用尿素SCR技术在欧洲已经实用化，并正在世界范围内被推广使用。在中国，由于柴油硫 含量较高，尿素SCR技术以其抗硫性能好，被认为是重型柴油机最可行的NOx排放控制后处 理技术。从2008年北京奥运会开始，北京一部分公交车已经应用了尿素SCR系统。虽然尿 素SCR系统正在世界范围内被推广，但仍有一些问题需要解决，比如低温下如何提高NOx转 化效率，如何降低沉积物，由于混合不均勻等因素造成的氨泄漏等等。经研究发现，尿素SCR系统中的尿素混合器对尿素溶液的喷雾、蒸发、分解以及混 合有很大的影响，尤其是在排气温度较低时影响更显著。尿素混合器能够使尿素喷雾液滴 更充分地与排气混合，提高混合均勻性，加快尿素液滴的蒸发，促进尿素的分解，从而提高 NOx的转化效率，并减少低温下尿素沉积物的生成量，降低氨泄漏。尿素混合器的设计需要 考虑多种因素的影响，不仅要求压力损失小，能够提高NOx转化效率，还要求加工使用成本 低、尺寸紧凑、加工方便、使用安装灵活、使用的机械耐久性好和材料耐腐蚀等。一般来说， 一款尿素混合器不可能在各个方面都达到最优，应根据应用的侧重点来不断改进尿素混合 器的设计。同时，在设计时应把尿素混合器和尿素喷嘴设计作为一个系统来考虑，这样尿素 混合器与尿素喷雾相互配合才会使混合效果达到最佳。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种用于柴油机NOx尿素SCR系统中的尿素 混合装置，该尿素混合装置可以在不产生很大的压力损失时提高NOx的转化效率，并降低 沉积物的生成量和氨泄漏。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种尿素混合装置，其特征在于它 包括至少两组叶片对，每组所述叶片对包括两个折起方向相对设置的叶片；所述叶片对均 布于同一圆形横截面上，且相交于所述圆形横截面的圆心。所述叶片为夹角呈45°、60°或90°的扇形。每个所述叶片所在平面与所述圆形横截面所在平面的夹角为50° 90°，且优 选为75°。所述叶片采用304以上不锈钢材制作，且所述叶片1的厚度为Imm 2mm。所述叶片对通过法兰安装在选择催化还原系统的排气管中尿素喷嘴后端。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点本发明安装在排气管中尿素喷嘴后端，排气经过混合时因叶片的扰流作用会产生强烈的气流扰动，强烈的湍流运动使排 气与尿素喷雾混合地更均勻，并加快尿素溶液的蒸发、分解，从而使NOx转化效率提高，减 小因氨分布不均勻而造成的氨泄漏。经过试验验证，安装本发明的尿素SCR系统的NOx转 化效率可以最大提高约10%。
图1是本发明的正视2是本发明的侧视3是本发明的使用状态图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1、图2所示，本发明包括8个呈45°夹角的扇形叶片1，每个叶片1的折起方 向依次交替相对，共形成4组叶片对。4组叶片对均布于SCR系统排气管2的横截面上，且相 交于该横截面的圆心。每个叶片1所在平面与排气管2的横截面所在平面的夹角为75°， 该夹角可以根据不同排气管径和不同压力损失要求进行调整，调整范围在50° 90°之 间，角度的调整以不使叶片1间发生干涉为几何结构的基本要求。上述实施例中，叶片1采用304以上不锈钢材制作，且叶片1的厚度为Imm 2mm。上述实施例中，叶片1也可以选用6个60°夹角的扇形叶片组成3组叶片对，或选 用4个90°夹角的扇形叶片组成2组叶片对，实际当中可根据不同的使用条件和要求来确 定叶片1的数目和角度。如图3所示，本发明使用时，将其焊接在法兰3上，并安装在排气管2中尿素喷嘴4 后端(距尿素喷嘴4的安装距离可以根据不同的排气管直径、喷嘴形式等进行优化调整)， 使排气和尿素喷雾经过叶片1时产生强烈扰流，促进排气和尿素喷雾的混合，同时叶片1与 尿素接触时对尿素的分解有一定的促进作用，加快了尿素的分解。通过法兰3可以方便的 进行安装、拆卸。实施例在一台4. 5L柴油发动机上进行试验对比各个工况下安装尿素混合装置与不安装 尿素混合装置时NOx的转化效率。试验结果表明，同一工况下安装尿素混合装置可以提高 NOx转化效率约5% -10%。各试验工况如表1所示。 表1对比试验各个工况
4 本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有 所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同 变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
一种尿素混合装置，其特征在于它包括至少两组叶片对，每组所述叶片对包括两个折起方向相对设置的叶片；所述叶片对均布于同一圆形横截面上，且相交于所述圆形横截面的圆心。
2.如权利要求1所述的一种尿素混合装置，其特征在于所述叶片为45°、60°或 90°的扇形。
3.如权利要求1所述的一种尿素混合装置，其特征在于每个所述叶片所在平面与所 述圆形横截面所在平面的夹角为50° 90°，且优选为75°。
4.如权利要求2所述的一种尿素混合装置，其特征在于每个所述叶片所在平面与所 述圆形横截面所在平面的夹角为50° 90°，且优选为75°。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种尿素混合装置，其特征在于所述叶片采用 304以上不锈钢材制作，且所述叶片1的厚度为Imm 2mm。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种尿素混合装置，其特征在于所述叶片对通 过法兰安装在选择催化还原系统的排气管中尿素喷嘴后端。
7.如权利要求5所述的一种尿素混合装置，其特征在于所述叶片对通过法兰安装在 选择催化还原系统的排气管中尿素喷嘴后端。
全文摘要
本发明涉及一种尿素混合装置，其特征在于它包括至少两组叶片对，每组所述叶片对包括两个折起方向相对设置的叶片；所述叶片对均布于同一圆形横截面上，且相交于所述圆形横截面的圆心。本发明安装在排气管中尿素喷嘴后端，排气经过混合时因叶片的扰流作用会产生强烈的气流扰动，强烈的湍流运动使排气与尿素喷雾混合地更均匀，并加快尿素溶液的蒸发、分解，从而使NOx转化效率提高，减小因氨分布不均匀而造成的氨泄漏。经过试验验证，安装本发明的尿素SCR系统的NOx转化效率可以最大提高约10％。
文档编号F01N3/20GK101900018SQ20101022636
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者帅石金, 王建昕, 肖建华, 赵彦光 申请人:清华大学