ГЕНЕРАТОР И ЕГО СМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДВОЙНОГО ЗАКРУЧИВАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК F01N3/28 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области очистки выхлопного газа, в частности двигателя и его смешивающего устройства двойного закручивания.

Уровень техники

Технология селективного каталитического восстановления (СКВ) означает предпочтительное восстановление NО_х в N₂ с высокой селективностью с помощью восстановителя, такого как аммиак, гидроксид аммония, мочевина или углеводороды, в условиях, когда концентрация кислорода на два порядка выше, чем концентрация NО_х. Функция катализа заключается в снижении энергии активации реакции разложения, так что температура реакции может быть снижена до подходящего температурного интервала.

Так как мочевина нетоксична, не оказывает большого влияния на окружающую среду и человеческое здоровье, и удобна для хранения и транспортировки, мочевина наиболее подходит для изучения в качестве восстановителя для NО_х в автомобильной СКВ системе.

Отложения, такие как камни кристаллов мочевины и др., легко образуются, когда дизельный автомобиль с системой СКВ работает в условиях низкой нагрузки, и эта проблема является основным фактором, который влияет на стабильную работу автомобиля. Когда автомобиль движется, вследствие недостаточной атомизации, неравномерного смешивания или недостаточного разложения мочевины капли распыленной мочевины не могут вовремя превращаться в NН₃, а дают побочные продукты, приводя к нестабильной реакции восстановления, влияя, тем самым, на равномерность и эффективность конверсии выброса NО_х.

Таким образом, вопрос, как решить в обычной технологии проблемы того, что мочевина склонна к осаждению, неэффективному распылению и неравномерному смешиванию с выхлопным газом, становится важной технической проблемой для решения специалистами в данной области техники.

Сущность изобретения

Ввиду этого, целью настоящего изобретения является создание смешивающего устройства двойного закручивания, которое может эффективно избегать тех проблем, что мочевина склонна к осаждению, неэффективно распыляется и неравномерно смешивается с выхлопным газом. Целью настоящего изобретения является также создание двигателя, имеющего смешивающее устройство двойного закручивания.

Смешивающее устройство двойного закручивания согласно изобретению включает в себя:

смешивающую трубу, выполненную с возможностью смешивания выхлопного газа с мочевиной;

конический смеситель, включающий в себя коническую трубу, имеющую выходной конец, проходящий в смешивающую трубу, и множество сужающихся закручивающих пластин, которые расположены вдоль направления окружности на боковой стенке конической трубы, причем диаметр входного конца конической трубы меньше диаметра выходного конца конической трубы; и

вентиляторную лопасть, расположенную на выходном конце конической трубы.

Предпочтительно, число вентиляторных лопастей является множественным, и множество вентиляторных лопастей равномерно распределено вокруг центральной линии смешивающей трубы.

Настоящее изобретение также обеспечивает двигатель, имеющий смешивающее устройство двойного закручивания.

В техническом решении, обеспеченном настоящим изобретением, смешивающее устройство включает в себя сужающиеся закручивающие пластины и вентиляторные лопасти, причем вентиляторные лопасти имеют структуру, подобную структуре лопастей электрического вентилятора в обычной технологии. Функция сужающихся закручивающих пластин заключается в том, чтобы вращать входящий выхлопной газ с высокой скоростью, отклонять и отбрасывать распыленную мочевину. Диаметр входного конца конической трубы меньше, чем диаметр выходного конца конической трубы, таким образом, по сравнению со структурой, имеющей два конца с равными диаметрами, в этом решении выходной конец конической трубы ослабляет прочность вращающегося воздушного потока, уменьшает капли мочевины, приземляющиеся на заднем конце трубы, смешивающей мочевину, под действием высокоскоростного вращающегося воздушного потока и уменьшает контакт между мочевиной и боковой поверхностью трубы, смешивающей мочевину, предотвращая образование кристаллов мочевины. После прохождения сквозь выходной конец конического смесителя часть воздушного потока течет сквозь вентиляторные лопасти, которые ускоряют течение и вращение воздушного потока возле боковой поверхности смешивающей трубы и своевременно убирают жидкую пленку мочевины, которая отбрасывается на боковую стенку смешивающей трубы под действием сильного закручивающего действия сужающихся закручивающих пластин, дополнительно снижая опасность образования кристаллов мочевины и улучшая смешивание мочевины и воздушного потока.

Краткое описание чертежей

Для более ясной иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения или технического решения в обычной технологии далее будут кратко описаны чертежи, на которые ссылаются при описании вариантов осуществления или обычной технологии. Очевидно, что чертежи в последующем описании представляют собой только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалистами в данной области техники могут быть получены другие чертежи на основе этих чертежей без каких-либо творческих усилий. На чертежах:

Фиг. 1 - общий вид смешивающего устройства двойного закручивания согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - схематичный вид спереди конического смесителя согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 - схематичный вид сбоку конического смесителя согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - схематичный вид спереди вентиляторных лопастей согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 5 - схематичный вид сбоку вентиляторных лопастей согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Перечень ссылочных позиций на фиг. 1-5

смешивающая труба - 11,

коническая труба - 12,

сужающиеся закручивающие пластины - 13,

вентиляторные лопасти – 14.

Подробное описание изобретения

Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является обеспечить смешивающее устройство двойного закручивания, которое может эффективно избегать тех проблем, что мочевина склонна к осаждению, неэффективно распыляется и неравномерно смешивается с выхлопным газом. Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является также обеспечить двигатель, имеющий смешивающее устройство двойного закручивания.

Варианты осуществления будут проиллюстрированы ниже вместе с приложенными фигурами. Кроме того, данные варианты осуществления не ограничивают настоящее изобретение, изложенную в формуле изобретения. Кроме того, полные содержания конфигураций, показанных в следующих вариантах осуществления, не ограничиваются необходимыми содержаниями для решений настоящего изобретения, изложенных в формуле изобретения.

Смешивающее устройство двойного закручивания согласно вариантам осуществления, показанным на фиг. 1-5, включает в себя смешивающую трубу 11, конический смеситель и вентиляторные лопасти 14.

Смешивающая труба 11 используется, чтобы смешивать выхлопной газ с мочевиной. Конический смеситель включает в себя коническую трубу 12, имеющую выходной конец, проходящий в смешивающую трубу 11, и множество сужающихся закручивающих пластин 13, которые распределены вдоль направления окружности на боковой стенке конической трубы 12. Диаметр входного конца конической трубы 12 меньше, чем диаметр выходного конца конической трубы 12. Вентиляторные лопасти 14 находятся у выходного конца конической трубы 12.

В техническом решении, обеспеченном этим вариантом осуществления, вентиляторные лопасти 14 имеют структуру, подобную структуре лопастей в электрическом вентиляторе в обычной технологии. Функция сужающихся закручивающих пластин 13 заключается в том, чтобы вращать входящий выхлопной газ с высокой скоростью, выкидывать и отбрасывать распыленную мочевину. Диаметр входного конца конической трубы 12 меньше, чем диаметр выходного конца конической трубы 12, таким образом, по сравнению со структурой, имеющей два конца с равными диаметрами, в этом варианте осуществления выходной конец конической трубы 12 ослабляет прочность вращающего воздушного потока, уменьшает капли мочевины, приземляющиеся на задней стенке трубы, смешивающей мочевину, под действием высокоскоростного вращающегося воздушного потока и уменьшает контакт между мочевиной и боковой поверхностью трубы 11, смешивающей мочевину, предотвращая образование кристаллов мочевины. После прохода через выходной конец конического смесителя часть воздушного потока течет через вентиляторные лопасти 14, которые ускоряют течение и вращение воздушного потока возле боковой поверхности смешивающей трубы 11, и одновременно удаляют пленку жидкой мочевины, которая отбрасывается на боковую поверхность смешивающей трубы 11 под действием сильного закручивающего действия сужающихся закручивающих пластин, дополнительно уменьшая опасность образования кристаллов мочевины и улучшая смешивание между мочевиной и воздушным потоком.

Следует отметить, что для двигателей различного размещения и применения смешивающее устройство двойного закручивания, обеспеченное этим вариантом осуществления, может подстраивать углы, длины и число сужающихся закручивающих пластин 13 и вентиляторных лопастей 14, чтобы получить нужное распределение воздушного потока.

Согласно этому варианту осуществления дополнительно обеспечивается двигатель, который включает в себя смешивающее устройство двойного закручивания, описанное в вышеприведенном варианте осуществления. При такой организации двигатель, обеспеченный этим вариантом осуществления, имеет устройство очистки выхлопного газа, которое может эффективно избегать тех проблем, что мочевина склонна к отложению, неэффективно распыляется и неравномерно смешивается с выхлопным газом. Процесс вывода преимущественных эффектов по существу аналогичен процессу вывода преимущественных эффектов, приносимых смешивающим устройством двойного закручивания, и, таким образом, не описывается здесь снова.

На основании вышеприведенного описания раскрытых вариантов осуществления специалист в данной области техники может выполнять или применять настоящее изобретение. Специалисту в данной области техники понятно, как сделать многочисленные модификации к этим вариантам осуществления. Основной принцип, заданный здесь, может быть применен к другим вариантам осуществления без отклонения от сущности или объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается изображенными здесь вариантами осуществления, а должно определяться самым широким объемом, согласующимся с раскрытыми здесь принципами и новыми признаками.

Смешивающее устройство двойного закручивания содержит: смешивающую трубу (11), используемую, чтобы смешивать выхлопной газ и мочевину; конический смеситель, содержащий коническую трубу (12), имеющую выходной конец, проходящий в смешивающую трубу (11), и множество сужающихся закручивающих пластин (13), расположенных на боковой стенке конической трубы (12) и вдоль направления окружности боковой стенки; вентиляторные лопасти, расположенные на выходном конце конической трубы (12). Смешивающее устройство двойного закручивания может эффективно предотвращать такие проблемы, как легкое отложение мочевины, плохое распыление и неравномерная смесь выхлопного газа и мочевины. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Смешивающее устройство двойного закручивания, содержащее:

смешивающую трубу, выполненную с возможностью смешивания выхлопного газа с мочевиной;

конический смеситель, содержащий коническую трубу, имеющую выходной конец, проходящий в смешивающую трубу, и множество сужающихся закручивающих пластин, которые расположены вдоль направления окружности на боковой стенке конической трубы, причем диаметр входного конца конической трубы меньше диаметра выходного конца конической трубы; и

вентиляторную лопасть, расположенную на выходном конце конической трубы;

при этом число вентиляторных лопастей является множественным и множество вентиляторных лопастей равномерно распределено вокруг центральной линии смешивающей трубы;

причем углы, длины и число сужающихся закручивающих пластин и вентиляторных лопастей являются регулируемыми для получения необходимого распределения воздушного потока.

2. Двигатель, содержащий смешивающее устройство двойного закручивания по п. 1.