混合器裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種用于分配和汽化引入到氣流、特別是廢氣流中的液體的混合器裝置，該混合器裝置包含至少一個影響氣流的流向的混合器葉片（14a）。所稱混合器葉片具有第一葉片部分（14a'）和第二葉片部分（14a''），所述葉片部分在所述氣流的流向各自布置于彼此后方并且經配置以使得所述第一葉片部分偏轉流動到所述混合器裝置上的所述氣流，以使得所述氣流接收第一渦流分量并且使得所述第二葉片部分隨后偏轉所述氣流，使得所述氣流接收第二渦流分量，其中所述第一渦流分量和所述第二渦流分量彼此相對。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】混合器裝置
本專利技術涉及一種用于分配和汽化引入到氣流、具體來說引入到廢氣流中的液體的混合器裝置。
技術介紹
在氣流中以合適的形式可靠地汽化和分配液體以（例如）允許氣流的組分與汽化液體的組分進行化學反應的問題是出現在多個應用領域中的一個問題。這個問題出現在廢氣工程中，例如與SCR方法有關，其中例如借助于計量泵或注射器將尿素水溶液引入到機動車的排氣系中。通過熱解和水解從尿素溶液制得氨和CO2。以這種方式制得的氨可以與廢氣中包含的氮氧化物在合適的催化轉化器中反應，因此從廢氣中有效地去除這些氮氧化物。在這種方法中特別相關的是以與廢氣中包含的氮氧化物量合適的比供應尿素溶液。此外極重要的是引入到廢氣流中的尿素溶液盡可能完全地汽化并且均一地分布于廢氣流中。為確保引入到氣流中的液體的有效分配和汽化，經常在沿流向的液體的引入點之后提供混合器裝置。雖然常規的混合器裝置在多數情況下產生可接受程度的氣流均質化，但仍需要更有效的混合器裝置以實現液體在氣流中的盡可能完全并且尤其快速的分配。在廢氣工程中尤其需要有效混合器裝置。也就是混合器裝置的效率越高，可以被適配成用于廢氣中包含的氮氧化物量的注入到廢氣流中的尿素量越多。這最終產生改進的排放控制。
技術實現思路
因此本專利技術的一個目的是提供一種對于分配和汽化引入到氣流中的液體更有效的混合器裝置。通過具有根據權利要求1所述的特征的混合器裝置滿足這個目標。根據本專利技術，混合器裝置包含至少一個混合器葉片，其影響氣流的流向并且具有第一葉片部分和第二葉片部分。葉片部分在氣流的流向上布置于彼此后方。另外這些葉片部分經設計以使得第一葉片部分使流動到混合器裝置上的氣流偏轉，使得氣流接收第一渦流分量并且使得第二葉片部分隨后使氣流偏轉，使得氣流接收第二渦流分量。第一渦流分量和第二渦流分量彼此相對。換句話說，第一葉片部分產生流動偏轉，其賦予氣流一個渦流。也就是例如在實質上軸向方向流動到混合器裝置上的氣流通過第一葉片部分在相對于混合器裝置的中心軸的圓周方向或切線方向接收流動分量。通過第一葉片部分進行偏轉的氣流再次通過第二葉片部分進行偏轉，其中氣流接收與第一渦流分量相對的第二渦流分量。第二渦流分量同樣是在圓周方向或切線方向的氣流流向分量。其面向相對方向，即第一和第二渦流分量具有相反方向，以使得由第一葉片部分引起的氣流渦流的至少部分反轉通過第二葉片部分實現。實現快速流的改進的混合一方面是通過混合器裝置的上述配置。另一方面，其由渦流方向分量迫使氣流提高氣流中的液體的液滴與葉片部分中的一個葉片部分的碰撞機率來實現。即包含于氣流中的液滴的某一部分由于第一流動偏轉而撞擊混合器葉片。由于混合器葉片的高溫，這些液滴部分地在那里揮發。另一部分的液滴由于撞擊于混合器葉片上而爆炸，借此從而產生較精細的二次液滴，其更容易汽化。借助于第二葉片部分產生的氣流的流向改變產生渦流反轉。其伴隨有液滴-混合器葉片整合的重復可能性。即原先進入混合器裝置中并且由于第一氣流偏轉尚未汽化的液滴和二次液滴再次暴露于上述效果，借此提高混合器裝置的效率。不管由于氣流的渦流方向反轉產生根據本專利技術的混合器裝置的改進的混合效果和汽化效果和由此引起的多重液滴-混合器相互作用，混合器裝置產生的反壓力僅相對極少地增加。根據本專利技術的混合器裝置效率越高，使得其在具有相當程度的均質化的情況下能夠具有比常規混合器裝置更短的結構。可以毫無疑問地做出第一渦流分量和第二渦流分量實質上具有相同尺寸的規定；但是，優選的是在第一和第二葉片部分產生不同程度的渦流的情況下。第一葉片部分和/或第二葉片部分可相對于混合器裝置的中心軸傾斜或彎曲。第一葉片部分和/或第二葉片部分尤其具有相對于中心軸的不同傾斜角或曲率。由此可以考慮（例如）第一葉片部分和第二葉片部分暴露于不同條件下的事實。例如已經通過第一葉片部分產生某種混合和液體汽化，使得通過其偏轉的氣流與第一葉片部分上游的氣流具有不同特性。混合器裝置的實施例從技術結構方面來說簡單，但盡管如此是有效的，其中第一葉片部分和/或第二葉片部分各自形成一個平面。根據一個實施例，第一葉片部分的傾斜角至少在相對于中心軸的其上游端總計不超過25°。換句話說，至少在入口側區域將第一葉片部分設定為相對于氣流的不受干擾的主要流向至多25°，其意味著除第一葉片部分的入口側邊緣或上游邊緣以外，沒有其他部分相對于主要流向傾斜25°或更小。傾斜角因此是當氣流粒子進入混合器裝置中時在入口側邊緣的區域“看見”所述氣流粒子的角度。最終，傾斜角因此是在相對于混合器裝置的中心軸的混合器葉片的切線平面中的第一葉片部分的傾角。將入口側傾斜角限制到25°或更小使得在入口側邊緣的區域中的流的分離的出現率減到最小。或者或另外可以做出第二葉片部分的傾斜角至少在其下游端相對于中心軸總計不超過35°的規定。類似于與第一葉片部分有關的上文所述的傾斜角，在此實施例中的傾斜角是混合器葉片的切線平面中的第二葉片部分的出口側邊緣的表面處的切線相對于氣流的主要流向或相對于混合器裝置的中心軸之間的角度。選擇35°或更小的傾斜角的優勢是由混合器裝置產生的反壓力相對較小。在葉片部分的平面配置的情況下，這意味著在葉片部分的表面法線與中心軸之間存在相對較大的角度。上述情況類似地適用于彎曲葉片部分。葉片部分相對于氣流的流軸的較小角度設定有助于避免流和死水區的分離，由其造成的是伴隨有不利的反壓力增加。第一葉片部分和/或第二葉片部分可以包含至少兩個片段，其相對于中心軸具有不同傾斜角或曲率并且其具體來說是布置在對應葉片部分的下游端。由此實現在各自葉片部分或片段回彈的液滴的出口角的更大散射以及氣流的更大湍流。這個效果在第二葉片部分配備有這些片段，以便也實現緊隨混合器裝置之后的氣流的較好均質化時尤其顯著。當在第一葉片部分與第二葉片部分之間以軸向方向布置第三葉片部分并且具體來說將其配置為平面時，實現效率的額外增加。第三葉片部分可以在混合器裝置的實質上軸向的方向上延伸。其提供液滴-混合器葉片相互作用的另外可能性并且給予氣流的渦流反轉更平緩的方式。第一葉片部分與第二葉片部分之間和/或第一葉片部分與第三葉片部分之間和/或第三葉片部分與第二葉片部分之間的過渡區可以是相對于混合器裝置的中心軸傾斜的直邊。可以通過成形方法、具體來說彎曲方法從平面鈑金零件以簡單方式形成這種混合器葉片。在此狀況下的邊緣是（例如）彎曲邊緣，其分離兩個相互傾斜的葉片部分。最初提出的問題的另一解決方案具體來說涉及引入到氣流中的液體的更有效汽化。本專利技術的這個方面將問題看待為在使用具有點放射特征的計量模組以將液體引入到氣流中時，在混合器葉片上經常達到膜沸騰極限以上的表面撞擊密度。換句話說，如此多的液滴撞擊混合器葉片的特定區域以致單獨的個別液滴的沸騰過程不再出現在那里，而是在混合器葉片的表面上產生具有絕熱效果的完全蒸氣膜。這最終產生從混合器裝置到液體-氣體混合物的熱傳遞減少并且因此較少液體可以改變成氣相的結果。可以通過減小表面撞擊密度來抵消這種效果，例如由于混合器葉片具有盡可能大的有效汽化器表面。但是，這個措施受到幾何限制，例如由于混合器裝置可用的有限結構間距。避免膜沸騰的另外可能性是增加混合器葉片的數目。但是，通過混合器裝置產生的反壓力由此增加，其同樣是不利的。在下文中描述的本本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.08.24 DE 102011111765.61.一種用于分配和汽化引入到氣流中的液體的混合器裝置，其特征在于，所述混合器裝置包含至少一個混合器葉片（14a、14b），所述混合器葉片影響所述氣流的流向并且具有第一葉片部分（14a'）和第二葉片部分（14a'''、14b'''），所述第一葉片部分（14a'）和所述第二葉片部分（14a'''、14b'''）分別位于所述氣流的入口側和出口側，所述葉片部分在所述氣流的流向各自布置于彼此后方并且經配置以使得所述第一葉片部分（14a'）偏轉流動到所述混合器裝置上的所述氣流，以使得所述氣流收第一渦流分量并且使得所述第二葉片部分（14a'''、14b'''）隨后偏轉所述氣流，使得所述氣流接收第二渦流分量，其中所述第一渦流分量和所述第二渦流分量彼此相對；所述混合器葉片從所述混合器裝置的中心軸（M）以徑向方向朝向環形的外殼（12）延伸，所述第一葉片部分（14a'）和所述第二葉片部分（14a'''、14b'''）相對于所述中心軸（M）具有不同傾斜角或曲率。2.根據權利要求1所述的混合器裝置，其特征在于，所述第一渦流分量和所述第二渦流分量的量不同。3.根據權利要求1所述的混合器裝置，其特征在于，所述第一葉片部分（14a'）和/或所述第二葉片部分（14a'''、14b'''）各自形成平面。4.根據權利要求1所述的混合器裝置，其特征在于，所述第一葉片部分（14a'）的傾斜角（N1）至少在其上游端相對于所述中心軸總計不超過25°和/或所述第二葉片部分（14a'''、14b'''）的傾斜角（N2）至少在其下游端相對于所述中心軸（M）總計不超過35°。5.根據權利要求1所述的混合器裝置，其特征在于，所述第一葉片部分和/或所述第二葉片部分（14b'''）包含至少兩個片段（19），其相對于所述中心軸（M）具有不同傾斜角或曲率。6.根據權利要求1所述的混合器裝置，其特征在于，第三葉片部分（14a''）在所述第一葉片部分（14a'）與所述第二葉片部分（14a'''、14b'''）之間以軸向方向進行布置并且配置為平面和/或在所述混合器裝置的所述軸向方向延伸。7.根據權利要求6所述的混合器裝置，其特征在于，所述第一葉片部分（14a'）與所述第二葉片部分（14a'''）之間和/或所述第一葉片部分（14a'）與所述第三葉片部分（14a''）之間和/或所述第三葉片部分（14a'）與所述第二葉片部分（14a'''）之間的過渡區為相對于所述混合器裝置的中心軸（M）傾斜的直線彎折邊緣（B1或B2）。8.根據權利要求1所述的混合器裝置，其特征在于，所述混合器裝置包含至少一個混合器葉片（14a、14b、14c、14d、14e、14f），所述混合器葉片影響所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾·穆勒，
申請(專利權)人：波森公司，
類型：
國別省市：