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1、10申请公布号CN102477890A43申请公布日20120530CN102477890ACN102477890A21申请号201010561740422申请日20101126F01N3/28200601F01N13/08201001B01D53/9420060171申请人杭州银轮科技有限公司地址310013浙江省杭州市西溪路525号浙大科技园A区东416室申请人浙江银轮机械股份有限公司72发明人陈镇陆国栋周小燕孔芬霞帅石金赵彦光74专利代理机构浙江杭州金通专利事务所有限公司33100代理人沈孝敬54发明名称一种用于柴油机尿素SCR系统的混合器57摘要本发明设计了一种用于柴油机NOX尿素SC。
2、R系统的混合器，由一组弧形翼片均布于排气管的横截面上形成。经专用CFD软件计算分析，该混合器可有效地增加气体扰动，使得发动机废气和尿素液滴通过混合器后得到充分混合，在进入SCR催化转化其器之前得到较高的分布均匀性，进而进行充分的反应，以降低汽车尾气中NOX的含量，该混合器混合效果好，排气背压小。同时通过发动机台架试验验证了该混合器能在各种不同工况下进一步降低SCR催化器后NOX浓度，提高SCR催化转化效率。该混合器结构紧凑，安装方便，能够广泛应用于带尿素SCR系统的柴油机排气管路中。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明。
3、书3页附图5页1/1页21一种用于柴油机尿素SCR系统的混合器，包括排气管1和径向均布在排气管内的一组翼片2，其特征在于每个翼片呈板状结构，并沿中心线扭转一定角度成型。2如权利要求1所述的混合器，其特征在于所述的翼片以38个为宜。3如权利要求1所述的混合器，其特征在于所述每个翼片的长度为排气管直径的1/32/3。4如权利要求1所述的混合器，其特征在于所述每个翼片沿中心线扭转2030度，扭转曲线为一条直线段3和圆弧段4组成。5如权利要求4所述的混合器，其特征在于所述直线段长度为发动机排气管直径的0203倍，圆弧段为发动机排气管直径的0305倍左右。6如权利要求15任何一项所述的混合器，其特征在于。
4、排气管和翼片采用304或439级或更高级别不锈钢。权利要求书CN102477890A1/3页3一种用于柴油机尿素SCR系统的混合器技术领域0001本发明柴油机排气系统领域，更具体的说涉及一种用于柴油机尿素选择催化还原UREASCR系统中的混合装置。背景技术0002选择性催化还原SCR是目前公认的减少柴油机NOX排放最有效的后处理技术之一，也被认为是最符合中国国情的、能满足国IV排放要求的后处理技术之一。车用尿素SCR后处理技术在欧洲已经使用数年，是欧洲解决欧IV/V排放要求的主流技术路线；在美国为了满足更加严格的EPA2010，多数发动机制造商已经开始使用SCR后处理技术。在我国，由于柴油硫含。
5、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。随着北京、上海等大城市率先实施国IV排放法规，国内已经出现了越来越多的搭载SCR后处理系统的公交车，而国内大多数柴油机厂也已完成了配备SCR系统的柴油机的开发。虽然SCR系统正在世界范围内被推广和应用，但仍有很多问题有待解决，例如低温时如何提高NOX的转化效率，如何降低沉积物生成，混合不均匀等因素造成的氨泄漏等等。0003研究表明SCR管路中尿素水溶液和氨分布的均匀程度对尿素SCR系统的整体性能和耐久性能有重要的影响，如果氨分布不均匀会导致局部区域氨过多造成氨泄漏，而在另一些氨稀薄区域造成NOX转化效率过。
6、低。长时间氨的不均匀会导致催化剂老化不均匀，从而影响催化剂的整体性能。另外，尿素液滴的不均匀分布会造成局部温度过低、尿素浓度过高，形成结晶，严重时会堵塞排气管、导致发动机动力性下降。混合器能够使尿素喷雾液滴更充分地与排气混合，提高混合均匀性，加快尿素液滴的蒸发，促进尿素的分解，形成均匀的氨分布，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。发明内容0004本发明为一种用于柴油机尿素SCR系统的混合器，其目的是解决尿素SCR技术在实际应用中存在的上述问题，在较小的压力损失前提下提高NOX的转化效率，并降低沉积物的生成量和氨泄漏。0005为实现以上目的，本专利采用的技术方案。
7、是0006一种用于柴油机尿素SCR系统的混合器，包括排气管和径向均布在排气管内的一组翼片，每个翼片呈板状结构，并沿中心线扭转一定角度成型。0007本发明的用于柴油机尿素SCR系统的混合器，安装于排气管中尿素水溶液喷嘴后端，使发动机排气和尿素水溶液液滴经过混合器时产生强烈扰流，促进排气和尿素水溶液的混合，同时混合器的叶片与尿素液滴碰撞时对尿素的分解有一定的促进作用，加快了尿素的分解。因此，本发明在较小的压力损失前提下提高NOX的转化效率，并降低沉积物的生成量和氨泄漏。0008所述翼片以38个为宜。所述每个翼片的长度为排气管直径的1/32/3。所述每说明书CN102477890A2/3页4个翼片沿。
8、中心线扭转2030度，扭转曲线为一条直线段和圆弧段组成，直线段长度为发动机排气管直径的0203倍，圆弧段为发动机排气管直径的0305倍左右，该长度和半径可以根据不同排气管径和不同压力损失要求进行调整。该混合器可以焊接在法兰上，并安装在排气管中尿素喷嘴后端，通过法兰可以方便的进行安装、拆卸，也可以直接焊接在某一段排气管内部，然后通过焊接与其他段排气管连接。0009考虑到尿素水溶液的腐蚀性，高温时容易侵蚀低碳钢部件，本发明混合器优选304或439级或更高级别不锈钢。附图说明0010图1为重型柴油机NOX尿素系统示意图。0011图2为混合器三维视图。0012图3为混合器正视图，也是图4AA向的剖视图。
9、。0013图4为混合器侧视图。0014图5为混合器翼片正视图。0015图6为混合器翼片三维视图。0016图7为混合器造成的扰流CFD仿真效果图。0017图8为安装本混合器与未安装时各种温度下NOX排放的试验结果对比图。0018图9安装本混合器与未安装时各种空速下NOX排放的试验结果对比图。具体实施方式0019下面结合附图对本发明的原理、工作过程及具体实施方式作进一步的说明。0020参照图26，本发明的混合器，包括排气管1和一组翼片2，在本实施例中采用8个翼片。所述8个翼片均布于排气管的横截面上，每个翼片由一个长度为排气管直径1/32/3的不锈钢板，沿中心线扭转2030度，扭转曲线为一条直线段3。
10、和圆弧段4组成，直线段长度为发动机排气管直径的0203倍，圆弧段为发动机排气管直径的0305倍左右，该长度和半径可以根据不同排气管径和不同压力损失要求进行调整。该混合器可以焊接在法兰上，并安装在排气管中尿素喷嘴后端，通过法兰可以方便的进行安装、拆卸，也可以直接焊接在某一段排气管内部，然后通过焊接与其他段排气管连接。0021考虑到尿素水溶液的腐蚀性，高温时容易侵蚀低碳钢部件，本发明混合器采用304或439级或更高级别不锈钢。0022本发明的混合器在尿素SCR系统排气管中的安装位置如图1中所示，将混合器安装在尿素喷嘴后端。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，气体扰流情况如示意图7所。
11、示。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，从而提高了氨分布的均匀性和NOX转化效率，减小因氨分布不均匀而造成的氨泄漏。0023试验10024在某型柴油发动机上进行发动机台架试验，对比分析在相同空速、不同温度下温度分别为250、300、350、400安装本混合器与不安装混合器时对SCR催化转化器后NOX浓度的影响，具体实施发动机工况见表1，试验结果见图8。试验结果表明在相同说明书CN102477890A3/3页5空速、不同温度下安装本混合器能降低SCR催化转化器后NOX浓度，提高SCR的转化效率。0025试验20026在某型柴油发动机上进行发动机台架试验，对比分。
12、析在相同温度、不同空速下空速分别为20000H1、35000H1、50000H1安装本混合器与不安装混合器时对SCR催化转化器后NOX浓度的影响，具体实施发动机工况见表1，试验结果见图9。试验结果表明在相同温度、不同空速下安装本混合器能降低SCR催化转化器后NOX浓度，提高SCR的转化效率。0027表1实施例中发动机工况00280029应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。说明书CN102477890A1/5页6图1说明书附图CN102477890A2/5页7图2图3说明书附图CN102477890A3/5页8图4图5图6说明书附图CN102477890A4/5页9图7图8说明书附图CN102477890A5/5页10图9说明书附图CN102477890A10。