用于使液态介质与气体流混合的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于使液态介质与气体流、特别是废气流混合的装置，其具有供气装置、混合筒、用于液态介质的喷射装置和混合物导出装置，其中，供气装置构造为切向地或径向地通到混合筒中的第一管元件，并且混合物导出装置构造为轴向地从筒延伸出的第二管元件。
【背景技术】
[0002]由现有技术公知了开头所述类型的装置。对于蒸发液态介质以及使其与气体流混合而言公知的是，在具有确定长度的管件中布置一个静态混合器，所述静态混合器具有影响流体流的翼状导流元件。在此，将液态介质喷射到管始端。在此，液体射流直接指向静态混合器，因此，液体的液滴与静态混合器接触的结果导致所述液滴分裂成更小的液滴。接着，所述更小的液滴与最初导入的大液滴相比明显更快地蒸发。在混合器的下游，通过导入的涡流和液流再分配实现使介质与气体流混合。这种原理例如也用于通过选择性催化还原法(SCR)来还原内燃机废气的氮氧化物排放物。
[0003]此外，由EP 2 465 602B1公知的是设置一个混合筒，将气体流切向地导入所述混合筒中以更好地形成混合物，从而在所述混合筒中产生涡流。混合物导出装置轴向地布置在所述筒中，从而涡流轴向地离开混合筒。在混合筒的与混合物导出装置对置的端侧上布置有喷射装置，所述喷射装置将液态介质轴向地导入到混合筒中。由此产生旋转的边缘液流和基本上轴向地流动的中部液流，所述边缘液流和中部液流在混合筒的下游又相互混入口 ο
【发明内容】
[0004]根据本发明的具有权利要求1所述特征的装置具有的优点是，混合筒内部的混合和蒸发在仅仅短的轴向长度上最佳地进行。为此根据本发明设置，喷射装置布置和/或构造为使得液态介质径向地或切向地输送到混合筒。因此，喷入的介质朝着混合筒中产生的涡流方向被导入，由此实现使介质与气体流更好地混合，也因为液态介质碰撞到混合筒的壳壁上，由此使较大的液滴分裂成较小的液滴。在此，喷射装置优选地相应地配置给混合筒的壳壁。在此，喷射装置优选地靠近供气装置地布置。替换地，根据本发明的一个优选的实施方式设置，喷射装置在混合筒的与供气装置对置的一侧布置在壳壁上。在此，喷射装置构造为，使得液态介质径向地或切向地输送到混合筒，其中，切向的输送具有的优点是，可以将介质朝气体流的涡流方向导入到混合筒中。根据本发明的一个另外的优选的实施方式设置，仅仅供气装置的朝向混合筒的最后区段切向地或径向地通到混合筒中。供气装置在上游优选轴向地延伸。混合筒优选地具有圆形的、椭圆形的或多边形的横截面，从而所述混合筒相应地形成圆形的、椭圆形的或多边形的混合腔。特别是可以设置，混合筒形成方形的混合腔。
[0005]这样将喷射装置优选地配置给供气装置，即液体在进入混合筒中之前或之时被混合到气体流中，其中，使所述混合物期望地碰撞到混合筒的壳壁上，由此使被碰撞的液滴分裂成较小的液滴并且在壳壁上形成壁膜，所述壁膜接着被蒸发，通过所述配置进一步改善了充分混合。残留的小液滴在壳壁上跟随气体流并且在此在短的路程之后完全蒸发。由此确保，没有液相通过混合物导出装置离开混合筒或混合腔，或者说液态介质在混合筒中完全蒸发并且与气体流混合。通过在混合筒中的切向的或径向的气体输送以及由此实现的旋转或者由此实现的涡流，实现了气体流与介质的非常均匀地混合，所述均匀的混合例如在作为废气后处理装置的应用中导致在下游、例如在催化器中进行反应的情况下的相应优点。
[0006]根据本发明的一个特别优选的实施方式设置，喷射装置配置给供气装置并且取向和/或构造为使得所述喷射装置使液态介质在进入混合筒中之前喷射到气体流中。液态介质由此通过气体流携带到混合筒中并且在那里通过气体流的力有助于被甩到所述的壳壁上，大液滴在所述壳壁上分裂成较小的液滴。优选地设置，喷射装置在相对于混合筒径向地或切向地取向的管元件的起始端上、即在混合筒的上游布置在供气装置上或管元件上，使得介质以与混合筒足够的间距喷射到气体流中，优选地喷射到下述部位上，供气装置在所述部位上从轴向取向过渡到切向取向或径向取向中。
[0007]特别优选地设置，喷射装置构造和/或布置为使得液态介质被朝着气体流的在混合筒中产生的涡流的方向喷入，从而确保液态介质更可靠地输送到混合筒中。优选地，喷射装置这样布置在第一管元件上，所述喷射装置的喷射方向至少基本上指向混合筒的中轴线的方向。在此，喷射装置优选地靠近混合筒布置或者直接布置在从管元件到混合筒的过渡部上，以便最佳地确保将液态介质喷射到旋转的气体流中。
[0008]根据本发明的一个有利的进一步方案设置，供气装置配置给混合筒的第一端侧，并且混合物导出装置配置给混合筒的特别是与第一端侧对置的第二端侧。由此实现了，混合物导出装置和供气装置设置在混合筒的不同的轴向端部上。其中可以考虑的是，供气装置不是在端侧上通到混合筒中，而是如同根据本发明设置的那样切向地、即优选地在混合筒的壳壁中通到混合筒中。
[0009]此外优选地设置，在混合物导出装置前接入一个挡板，所述挡板的直径构造为比混合筒的直径小或者比混合腔的尺寸小。由此，出自混合筒的出口与混合筒自身相比具有较小的直径，由此均匀的气体混合物穿过挡板离开混合筒。挡板优选地通过在混合筒的配置给混合物导出装置的端壁中的中心开口构成。替换地优选设置，挡板通过置于混合筒和气体导出装置之间的挡板元件、例如环形元件、特别是环形板构成。
[0010]此外设置，在混合筒中优选地布置有至少一个第一空气导向元件，所述第一空气导向元件筒壁状地至少基本上与混合筒同轴地布置并且优选地仅仅在混合筒的限定的圆周角度上延伸。通过设置第一空气导向元件避免了液态介质或液态介质的液滴碰撞到混合筒的冷的壳壁上，由此改善了蒸发过程。通过第一空气导向元件仅仅在限定的圆周上延伸而确保了，切向地进入到混合筒中的混合物可以碰撞到空气导向元件的内侧上。优选地，第一空气导向元件为此至少基本上布置在混合筒的与供气装置对置的一侧上。
[0011]特别优选地设置，第一空气导向元件与混合筒的壳壁径向隔开间距地布置。由此在混合筒的壳壁和第一空气导向元件的壳壁之间形成间隙，气体流的一部分通过所述间隙流入到混合筒中。因此，第一空气导向元件与筒的壳壁基本上热去耦，从而例如在存在热气体流时，第一空气导向元件被加热，由此改善了蒸发过程，并且基本上避免了空气导向元件通过混合筒的壳壁被冷却。由此减小了在混合筒内部形成结晶沉积物的风险。在此符合目的地，在第一空气导向元件和混合筒的壳壁之间设置多个间距保持件，所述间距保持件确定空气导向元件和混合筒壳壁之间的间隙的径向宽度并且将空气导向元件保持在所述空气导向元件的位置上。
[0012]根据本发明的一个有利的进一步方案设置，在混合筒中布置有至少一个第二空气导向元件，所述第二空气导向元件至少区段地螺旋形或涡旋形地延伸。通过第二空气导向元件的螺旋形的延伸使流入到混合筒中的气体进行有利的涡流运动。螺旋形的延伸符合目的地这样选择，即空气导向元件在流动方向上的半径变得更小，从而通过第二空气导向元件引导的气体经受到速度增大。由此可以进一步优化气体与所喷射的介质的混合。第二空气导向元件特别是替代第一空气导向元件或者除了所述第一空气导向元件以外被设置。
[0013]此外优选地设置，第二空气导向元件从混合筒的壳壁至少区段地螺旋形地朝向