使用可變橫截面的折回式布置的柴油機(jī)排氣處理液混合主體的制作方法

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2014年10月22日提交的申請?zhí)枮?2/067,168的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)的利益，其內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。

本公開通常涉及用于內(nèi)燃(ic)發(fā)動機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)(exhaustaftertreatmentsystem)。

背景

在ic發(fā)動機(jī)(例如，柴油動力發(fā)動機(jī))中的燃燒過程中，硫與一氧化碳(co)和碳?xì)浠衔?hc)同時形成為各種硫氧化物(sox)。通常，排氣中存在的sox的總量的97％-99％包括二氧化硫(so2)，并且1％-3％包括三氧化硫(so3)。因此，具有較高硫含量的燃料往往產(chǎn)生更多量的so3。例如，硫含量為1000ppm的燃料可形成約1-3ppm的so3。

排放后處理系統(tǒng)用于接收并處理由ic發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排放氣體。常規(guī)排氣后處理系統(tǒng)包括降低存在于排氣中的有害排氣排放物的水平的幾個不同部件中的任一個。例如，柴油動力的ic發(fā)動機(jī)的某些排氣后處理系統(tǒng)包括選擇性催化還原(scr)催化器，以在氨(nh3)存在的情況下將nox(以某個份額的no和no2)轉(zhuǎn)化成無害氮?dú)?n2)和水蒸汽(h2o)。通常在這種常規(guī)的后處理系統(tǒng)中，排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液(dieselexhaustfluid))被注入到后處理系統(tǒng)內(nèi)以提供氨源，并與排放氣體混合在一起以部分地還原sox和/或nox氣體。然后，排放氣體的還原副產(chǎn)物流體地傳送到被包括在scr后處理系統(tǒng)中的催化器，以使大體上所有的sox和nox氣體分解成從這種常規(guī)的scr后處理系統(tǒng)排出的相對無害的副產(chǎn)物。

so3可與氨反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨((nh4)2so4)和硫酸氫銨(nh4hso4)。在用于排放氣體后處理(例如，柴油機(jī)排放氣體)的常規(guī)的選擇性催化還原系統(tǒng)中，尿素通常用作氨源，以用于還原包括在ic發(fā)動機(jī)的排放氣體(例如，柴油機(jī)排放氣體)中的sox和nox氣體。傳送到常規(guī)的后處理系統(tǒng)中的尿素或任何其它氨源可以沉積在后處理系統(tǒng)的側(cè)壁和/或部件上。此外，后處理系統(tǒng)的效率可以取決于排氣還原劑與排放氣體的混合、排放氣體的溫度和/或排放氣體所經(jīng)歷的背壓。

概述

本文描述的實(shí)施方案通常涉及用于與ic發(fā)動機(jī)一起使用的排氣后處理系統(tǒng)，并且特別地涉及包括主體混合器的排氣后處理系統(tǒng)，該主體混合器用于將排氣還原劑與排放氣體混合。在一些實(shí)施方案中，后處理系統(tǒng)包括過濾器，該過濾器配置為接收排放氣體，并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過過濾器時從該排放氣體大體上移除任何微粒。后處理系統(tǒng)還包括選擇性催化還原(scr)系統(tǒng)，其定位在過濾器的下游并且配置為處理流動經(jīng)過該scr系統(tǒng)的排放氣體。主體混合器布置在過濾器的下游以及在scr系統(tǒng)的上游。主體混合器包括界定內(nèi)部體積的殼體。殼體構(gòu)造成包括至少第一通道、第二通道和第三通道。第一通道構(gòu)造成接收來自過濾器的排放氣體流并朝向第二通道引導(dǎo)該排放氣體流。第二通道構(gòu)造成沿著大體上與第一方向相反的第二方向朝向第三通道重定向該流。第三通道構(gòu)造成沿著大體上與第二方向相反的第三方向朝向scr系統(tǒng)重定向該流。噴射口布置在殼體的側(cè)壁上并且配置為將排氣還原劑傳送到內(nèi)部體積中。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器配置為當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過第一通道、第二通道和第三通道時，將排氣還原劑與排放氣體混合。在一個實(shí)施方案中，第一間隔壁(firstpartitionwall)和第二間隔壁布置在由后處理系統(tǒng)界定的內(nèi)部體積中，并定向成界定第一通道、第二通道和第三通道。在另一個實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁布置成彼此大體上平行。在另一個實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁大體上是弧形的。

在另一組的實(shí)施方案中，用在后處理系統(tǒng)中的用于將引入到后處理系統(tǒng)中的還原劑與流動經(jīng)過后處理系統(tǒng)的排放氣體混合的混合器包括界定內(nèi)部體積的殼體。殼體界定至少第一通道、第二通道和第三通道。第一通道構(gòu)造成接收排放氣體流并沿著第一方向朝向第二通道引導(dǎo)該流。第二通道構(gòu)造成沿著大體上與第一方向相反的第二方向朝向第三通道重定向該流。第三通道構(gòu)造成沿著大體上與第二方向相反的第三方向朝向殼體的出口重定向該流。噴射口界定在殼體的側(cè)壁上并且構(gòu)造成允許將還原劑引入到殼體中。

在另一組實(shí)施方案中，促進(jìn)還原劑與流動經(jīng)過包括至少scr系統(tǒng)的后處理系統(tǒng)的排放氣體混合的方法包括，將混合器定位在scr系統(tǒng)的上游?；旌掀靼ń缍▋?nèi)部體積的殼體。殼體包括至少第一通道、第二通道、第三通道和噴射口，該噴射口在靠近第一通道處界定在殼體的側(cè)壁上。還原劑通過噴射口引入到第一通道中。排放氣體流動到第一通道中。第一通道構(gòu)造成沿著第一方向朝向第二通道引導(dǎo)該流。第二通道構(gòu)造成沿著大體上與第一方向相反的第二方向朝向第三通道重定向該流。第三通道構(gòu)造成沿著大體上與第二方向相反的第三方向朝向scr系統(tǒng)重定向該流。

應(yīng)認(rèn)識到，前述概念和在下面更詳細(xì)討論的另外的概念(假定這樣的概念不相互不一致)的所有組合被設(shè)想為本文所公開的發(fā)明主題的一部分。特別是，出現(xiàn)在本公開末尾的所要求保護(hù)的主題的所有組合被設(shè)想為本文所公開的發(fā)明主題的一部分。

附圖簡述

從結(jié)合附圖進(jìn)行的下面的描述和所附權(quán)利要求中，本公開的前述特征和其它特征將變得更充分明顯。應(yīng)理解，這些附圖只描繪根據(jù)本公開的幾個實(shí)施方式且因此不應(yīng)被考慮為其范圍的限制，本公開將以額外的特殊性和細(xì)節(jié)通過使用附圖而被描述。

圖1是根據(jù)實(shí)施方案的包括主體混合器的后處理系統(tǒng)的示意性框圖。

圖2a是根據(jù)實(shí)施方案的主體混合器的前視圖，并且圖2b示出了圖2a的主體混合器的沿著線a-a截取的側(cè)視橫截面圖。

圖3a是根據(jù)實(shí)施方案的主體混合器的前視圖，并且圖3b示出了圖3a的主體混合器的沿著線b-b截取的側(cè)視橫截面圖。

圖4是根據(jù)另一個實(shí)施方案的主體混合器的側(cè)視橫截面圖。

圖5是根據(jù)另一個實(shí)施方案的主體混合器的側(cè)視橫截面圖。

圖6是根據(jù)另一個實(shí)施方案的主體混合器的側(cè)視橫截面圖。

圖7是使用混合器促進(jìn)還原劑與排放氣體混合的方法的實(shí)施方案的示意性流程圖。

在整個下面的詳細(xì)描述中參考了附圖。在附圖中，相似的符號一般標(biāo)識相似的部件，除非上下文另有規(guī)定。在詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求中描述的例證性實(shí)施方式并不意味著是限制性的?？衫闷渌鼘?shí)施方式，且可做出其它變化，而不偏離這里提出的主題的精神或范圍。將容易理解，如在本文大體所述和在附圖中示出的本公開的方面可在各種不同的配置中被布置、代替、組合和設(shè)計，其中所有配置被明確地設(shè)想并構(gòu)成本公開的一部分。

各種實(shí)施方案的詳細(xì)描述

本文描述的實(shí)施方案通常涉及用于與ic發(fā)動機(jī)一起使用的排氣后處理系統(tǒng)，并且特別地涉及包括主體混合器的排氣后處理系統(tǒng)，該主體混合器用于將排放氣體與排氣還原劑混合。本文描述的實(shí)施方案相較于常規(guī)的后處理系統(tǒng)可以提供多個優(yōu)點(diǎn)，包括例如：(1)主體混合器中的排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液)與排放氣體(例如，柴油機(jī)排放氣體)的有效混合；(2)減少主體混合器的側(cè)壁上的排氣還原劑沉積物(例如，尿素沉積物)；(3)降低流動經(jīng)過后處理系統(tǒng)的排放氣體的背壓，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性并降低操作成本；(4)增加排放氣體在后處理系統(tǒng)中的停留時間，允許排氣還原劑與排放氣體更好地混合；(5)減少混合排放氣體與排氣還原劑所需的空間；(6)提升保溫性；和(7)降低整體成本。

圖1示出了用于處理由ic發(fā)動機(jī)(例如，柴油發(fā)動機(jī))產(chǎn)生的排放氣體(例如，柴油機(jī)排放氣體)的后處理系統(tǒng)100。后處理系統(tǒng)100包括過濾器110、主體混合器130和選擇性催化還原(scr)系統(tǒng)150。

過濾器110配置為接收來自ic發(fā)動機(jī)的排放氣體流(例如，柴油機(jī)排放氣體)。過濾器110可以包括配置為過濾和移除夾帶在排放氣體流中的任何微粒且防止這些微粒進(jìn)入scr系統(tǒng)150的任何合適的過濾器(例如，柴油機(jī)微粒過濾器)。這樣的顆?？梢园ɡ缁覊m、油煙、有機(jī)顆粒、晶體或存在于排放氣體中的任何其它固體微粒。過濾器110可以包括由堅固且剛性的材料(比如，例如，高密度聚丙烯(hdpp))制成的殼體，該殼體可以界定內(nèi)部體積并容納過濾元件。可以使用任何合適的過濾元件，比如，例如棉過濾元件、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)過濾元件、任何其它合適的過濾元件或其組合。過濾元件可具有例如大約10微米、大約5微米或大約1微米的任何適當(dāng)?shù)男】壮叽纭?/p>

在一些實(shí)施方案中，后處理系統(tǒng)100可以不包括過濾器110。在這種實(shí)施方案中，柴油機(jī)氧化催化器(doc)可以包括在后處理系統(tǒng)100內(nèi)來替代過濾器110。在其他實(shí)施方案中，后處理系統(tǒng)100可以不包括過濾器或doc，并且可以僅包括scr系統(tǒng)150。在這種實(shí)施方案中，聯(lián)接到ic發(fā)動機(jī)的出口的排氣管(exhaustpipetube)、管子(tube)或另外的歧管可以直接地聯(lián)接到主體混合器130的入口，并且scr系統(tǒng)150可以在主體混合器130的下游。在其他實(shí)施方案中，后處理系統(tǒng)100可以包括doc、過濾器和/或任何其他合適的后處理部件。

主體混合器130或混合器130布置在過濾器110的下游以及在scr系統(tǒng)150的上游，并且將過濾器110流體地聯(lián)接到scr系統(tǒng)150。主體混合器130包括界定內(nèi)部體積的殼體。殼體可以由剛性的、耐熱和/或耐腐蝕的材料形成。合適的材料可以包括但不限于金屬(例如不銹鋼、鐵、鋁、合金等)、陶瓷、任何其它合適的材料或其組合。殼體可以界定圓形、正方形、矩形、多邊形、橢圓形或任何其它合適的橫截面。此外，可以改變殼體的沿著排放氣體的流動方向的長度，以增加或減少排放氣體在主體混合器130內(nèi)的停留時間。

殼體包括接收來自過濾器110的排放氣體的入口和將該排放氣體遞送到scr系統(tǒng)150的出口。在一些實(shí)施方案中，入口和出口可以具有大體上相同的橫截面(例如，寬度或直徑)。在其他實(shí)施方案中，出口可以比入口具有更大的橫截面，例如當(dāng)scr系統(tǒng)150具有比過濾器110更大的橫截面時。在一些實(shí)施方案中，出口可以具有大的橫截面以用作擴(kuò)散器，例如以減少排放氣體進(jìn)入scr系統(tǒng)150的流速。這可以例如降低流動經(jīng)過scr系統(tǒng)150的排放氣體所經(jīng)歷的背壓。

殼體構(gòu)造成包括至少第一通道、第二通道和第三通道。在其他實(shí)施方案中，主體混合器130的殼體可以構(gòu)造成包括甚至更多的通道，例如四個、五個、六個或甚至更多的通道?？梢允褂萌魏魏线m的手段將通道界定在殼體內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁可以布置在由殼體界定的內(nèi)部體積中。第一間隔壁和第二間隔壁可以定向成界定第一通道、第二通道和第三通道。在一個實(shí)施方案中，第一通道和第二通道可以布置成彼此大體上平行。在其他實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁可以大體上是弧形的。在其它實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁可以大體上是非弧形的，并且布置并定向成相對于入口流動方向成非零角度。

第一通道構(gòu)造成接收來自過濾器110的排放氣體流并沿著第一方向朝向第二通道引導(dǎo)該流。在一些實(shí)施方案中，例如當(dāng)?shù)谝煌ǖ澜缍榇篌w上平行于入口流動時，沿著第一方向的流動可以大體上平行于排放氣體至第一通道中的入口流動方向或以其他方式與其成一條直線。在這些實(shí)施方案中，第一間隔壁可以布置成大體上平行于流動方向。在其他實(shí)施方案中，例如當(dāng)?shù)谝婚g隔壁布置成正交于入口流動方向時，沿著第一方向的流動可以正交于入口流動方向。在另一個實(shí)施方案中，例如當(dāng)?shù)谝婚g隔壁是弧形時，第一通道可以是彎曲的。在這些實(shí)施方案中，沿著第一方向的流動可以大體上垂直于入口并且當(dāng)流動經(jīng)過第一通道時連續(xù)地改變方向。

第二通道構(gòu)造成沿著不同于第一方向的第二方向并朝向第三通道重定向該排放氣體流。例如，排放氣體流可以在進(jìn)入第二通道時經(jīng)歷大于約90度(例如，約100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度或約180度)的流動方向的改變。

第三通道構(gòu)造成沿著不同于第二方向的第三方向朝向scr系統(tǒng)150重定向該流。例如，排放氣體流可以在從第二通道進(jìn)入第三通道時經(jīng)歷大于約90度(例如，約100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度或約180度)的流動方向的改變。

如本文所述，第一通道、第二通道、第三流動通道界定了排放氣體流動經(jīng)過主體混合器130的單個無縫流動路徑。在一些實(shí)施方案中，從第一通道到第二通道、和/或從第二通道到第三通道的過渡可以通過將排放氣體流的方向改變大于約90度(例如，約100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度或約180度)來界定。換句話說，在這些實(shí)施方案中，第二通道在內(nèi)部體積內(nèi)的行進(jìn)經(jīng)過第一通道的排放氣體流經(jīng)歷大于約90度的流動方向的改變的位置處開始。

類似地，第三通道在內(nèi)部體積內(nèi)的行進(jìn)經(jīng)過第二通道的排放氣體流經(jīng)歷大于約90度的流動方向的改變的位置處開始。

在其他實(shí)施方案中，從第一通道到第二通道和/或從第二通道到第三通道的過渡可以由間隔壁界定。例如，第一通道可以被界定為內(nèi)部體積的由殼體的側(cè)壁的表面和第一間隔壁的第一表面界定的部分。此外，如果從殼體的第一側(cè)壁延伸到殼體的第二側(cè)壁(或第二間隔壁的表面)的間隔壁也可以包括在第一通道中，則內(nèi)部體積的一部分應(yīng)該由第一間隔壁的第一表面限定。第二通道和第三通道可以類似地被界定。參考本文描述的具體實(shí)施方案的說明書，將更清楚地理解這些概念。

噴射口布置在主體混合器130的殼體的側(cè)壁上。噴射口配置為將排氣還原劑傳送到內(nèi)部體積中。例如，噴射口可以布置在界定第一通道的側(cè)壁中。因此，排氣還原劑可以被傳送到第一通道中。主體混合器配置為當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過第一通道、第二通道并在第二通道上流動到第三通道時，將排放氣體與排氣還原劑混合。因此，主體混合器可以增加排放氣體和排氣還原劑在由主體混合器130界定的內(nèi)部空間中的停留時間。這可以實(shí)現(xiàn)使排氣還原劑與排放氣體有效混合、降低背壓、減少排氣還原劑在主體混合器內(nèi)的沉積(例如，尿素沉積)、以及當(dāng)排放氣體經(jīng)過主體混合器130在scr系統(tǒng)150中流動時保持排放氣體的溫度。

在一些實(shí)施方式中，排放氣體可包括柴油機(jī)排放氣體，并且還原劑可以包括柴油機(jī)排氣處理液。柴油機(jī)排氣處理液可包括尿素、尿素的水溶液或包括氨的任何其它流體、副產(chǎn)物或如本領(lǐng)域中已知的任何其它柴油機(jī)排氣處理液(例如以名稱銷售的柴油機(jī)排氣處理液)。

scr系統(tǒng)150配置成處理流動經(jīng)過scr系統(tǒng)150的排放氣體(例如，柴油機(jī)排放氣體)。排氣還原劑與排放氣體反應(yīng)以至少部分地還原氣體中的一種或更多種成分(例如，sox和nox)，或促進(jìn)一種或更多種成分在一種或更多種催化劑存在時還原。

scr系統(tǒng)150包括配置為選擇性地還原排放氣體的一種或更多種催化劑?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)拇呋瘎?，比如，例如基于鉑、鈀、銠、鈰、鐵、錳、銅、釩的催化劑、任何其它適當(dāng)?shù)拇呋瘎┗蚱浣M合。催化劑可布置在適當(dāng)?shù)幕咨?，比如，例如陶瓷?例如，堇青石)或金屬的(例如，鉻鋁鈷耐熱鋼)整體式芯，其例如可界定蜂窩結(jié)構(gòu)的。涂層也可用作催化劑的載體材料。例如，這樣的涂層材料可包括例如氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、任何其它適當(dāng)?shù)耐繉硬牧匣蚱浣M合。排放氣體(例如柴油機(jī)排放氣體)可在催化劑之上和周圍流動，使得包括在排放氣體中的任何sox或nox氣體進(jìn)一步還原以產(chǎn)生大體上沒有一氧化碳、sox和nox氣體的排放氣體。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器可以包括具有界定圓的扇形部的橫截面的通道。例如，圖2a示出了主體混合器或混合器230的前視圖，圖2b示出了主體混合器或混合器230的側(cè)視橫截面圖，主體混合器或混合器230可以被包括在后處理系統(tǒng)中，例如后處理系統(tǒng)100或本文描述的任何其他后處理系統(tǒng)。

主體混合器包括界定內(nèi)部體積的殼體231。殼體231界定圓形橫截面，但可以配置為界定任何其他橫截面(例如，正方形、矩形、多邊形、橢圓形等)。第一間隔壁232a、第二間隔壁232b和第三間隔壁232c(統(tǒng)稱為“間隔壁232”)布置在內(nèi)部體積中。間隔壁232布置并定向成界定第一通道234、第二通道236和第三通道238。第一通道234、第二通道236和第三通道238彼此流體地連通并且界定用于排放氣體流動的連續(xù)流動路徑。如在圖2a中所示，第一通道234、第二通道236和第三通道238中的每個構(gòu)造成具有類似于圓的扇形部的橫截面。

如在圖2a中所示，第一間隔壁232a的第一間隔壁第一端部、第二間隔壁232b的第二間隔壁第一端部和第三間隔壁232c的第三間隔壁第一端部在靠近殼體231的中心軸線處彼此接觸。第一間隔壁232a、第二間隔壁232b和第三間隔壁232c遠(yuǎn)離中心軸線并彼此遠(yuǎn)離地延伸，使得第一間隔壁232a的第一間隔壁第二端部、第二間隔壁232b的第二間隔壁第二端部和和第三間隔壁232c的第三間隔壁第二端部在不同位置處與殼體231的側(cè)壁接觸，從而將殼體分成第一通道、第二通道和第三通道。

噴射口240布置在主體混合器230的界定第一通道234的側(cè)壁上。噴射口240配置為將排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液)傳送到第一通道234中并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過主體混合器時允許排氣還原劑與排放氣體混合。

第一通道234構(gòu)造成接收例如來自過濾器(例如，過濾器110)的排氣流，并沿著第一方向朝向第二通道236引導(dǎo)該流，如在圖2b中所示。第二通道236構(gòu)造成沿著不同于第一方向的第二方向并朝向第三通道238重定向該排放氣體流。如在圖2b所示，當(dāng)排放氣體進(jìn)入第二通道236時，排放氣體可能經(jīng)歷大于約90度的排放氣體的流動方向的改變。在特定實(shí)施方案中，第二方向可以大體上與第一方向相反。

第三通道238構(gòu)造成沿著不同于第二方向的第三方向重定向排放氣體流。例如，當(dāng)排放氣體進(jìn)入第三通道238時，排放氣體可能經(jīng)歷大于約90度的方向的改變。在特定實(shí)施方案中，第三方向可以大體上與第二方向相反。第三通道238可以與scr系統(tǒng)(例如，scr系統(tǒng)150)流體地連通，并將與還原劑混合的排放氣體傳送到scr系統(tǒng)。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器可以包括界定通道并且布置成平行于排放氣體的流動方向的間隔壁。例如，圖3a示出了主體混合器或混合器330的前視圖，圖3b示出了主體混合器或混合器330的側(cè)視橫截面圖。主體混合器330可以被包括在后處理系統(tǒng)中，例如后處理系統(tǒng)100或本文描述的任何其他后處理系統(tǒng)。

主體混合器包括界定內(nèi)部體積的殼體331。殼體331界定圓形橫截面，但可以配置為界定任何其他橫截面(例如，正方形、矩形、多邊形、橢圓形等)。第一間隔壁332a和第二間隔壁332b(統(tǒng)稱為“間隔壁332”)布置在內(nèi)部體積中。每個間隔壁332布置成平行于排放氣體流的方向但在不同的平面中，使得第一間隔壁332a和第二間隔壁332b彼此平行。間隔壁332布置并定向成界定第一通道334、第二通道336和第三通道338。第一通道334、第二通道336和第三通道338彼此流體連通并且界定用于排放氣體流動的連續(xù)流動路徑。

如在圖3b中所示，第一間隔壁332a的第一端部或第一間隔壁第一端部與殼體331的第一側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第一間隔壁332a的第二端部333a或第一間隔壁第二端部遠(yuǎn)離殼體331的第二側(cè)壁，第二側(cè)壁與第一側(cè)壁相對。相反，第二間隔壁332b的第一端部或第二間隔壁第一端部與殼體331的第二側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第二間隔壁332b的第二端部333b或第二間隔壁第二端部遠(yuǎn)離殼體331的第一側(cè)壁。

此外，每個側(cè)壁具有使得間隔壁332部分地重疊以界定每個通道的長度。圖3b中所示的虛線僅用于上下文并意在示出每個通道的邊界。

噴射口340布置在主體混合器330的界定第一通道334的側(cè)壁上。噴射口340配置為將排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液)傳送到第一通道334中并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過主體混合器時允許排氣還原劑與排放氣體混合。

第一通道334構(gòu)造成接收例如來自過濾器(例如，過濾器110)的排氣流，并沿著第一方向朝向第二通道336引導(dǎo)該流，如在圖3b中所示。排氣還原劑注入到第一通道334中并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過每個通道時與排放氣體混合。第二通道336構(gòu)造成沿著不同于第一方向的第二方向并朝向第三通道338重定向該排放氣體流。如在圖3b所示，當(dāng)排放氣體流進(jìn)入第二通道336時，排放氣體流可以經(jīng)歷大于大約90度的方向的改變。在特定實(shí)施方案中，第二方向可以大體上與第一方向相反。

第三通道338構(gòu)造成沿著不同于第二方向的第三方向重定向排放氣體流。例如，當(dāng)排放氣體進(jìn)入第三通道338時，排放氣體可能經(jīng)歷大于約90度的方向的改變。在特定實(shí)施方案中，第三方向可以大體上與第二方向相反。第三通道338可以與scr系統(tǒng)(例如，scr系統(tǒng)150)流體連通，并將與還原劑混合的排放氣體傳送到scr系統(tǒng)。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器可以包括弧形間隔壁。例如，圖4示出了主體混合器或混合器430的側(cè)視橫截面圖。主體混合器430可以被包括在后處理系統(tǒng)中，例如后處理系統(tǒng)100或本文描述的任何其他后處理系統(tǒng)。

主體混合器包括界定內(nèi)部體積的殼體431。殼體431可以界定合適的橫截面，例如圓形、正方形、矩形、多邊形、橢圓形或任何其它合適的橫截面。第一間隔壁432a和第二間隔壁432b(統(tǒng)稱為“間隔壁432”)布置在內(nèi)部體積中。間隔壁432大體上是弧形的。間隔壁432布置并定向成界定第一通道434、第二通道436和第三通道438。第一通道434、第二通道436和第三通道438彼此流體連通并且界定用于排放氣體流動的連續(xù)流動路徑。

如在圖4中所示，第一間隔壁432a的第一端部或第一間隔壁第一端部與殼體431的第一側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第一間隔壁432a的第二端部433a或第一間隔壁第二端部433a遠(yuǎn)離殼體431的第二側(cè)壁和第一側(cè)壁。第二側(cè)壁正交于第一側(cè)壁(例如，定向成相對于第一側(cè)壁成75度、80度、85度、90度、95度、100度或105度的角度)。相反，第二間隔壁432b的第一端部或第二間隔壁第一端部與殼體431的第二側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第二間隔壁432b的第二端部433b或第二間隔壁第二端部433b遠(yuǎn)離殼體431的第一側(cè)壁。每個間隔壁432具有使得間隔壁432部分地重疊以界定每個通道的弧長度。圖4中所示的虛線僅用于上下文并意在示出每個通道的邊界。

噴射口440布置在主體混合器430的界定第一通道434的側(cè)壁上。噴射口440配置為將排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液)傳送到第一通道434中并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過主體混合器時允許排氣還原劑與排放氣體混合。

第一通道434構(gòu)造成接收例如來自過濾器410的排氣流，并沿著第一方向朝向第二通道436引導(dǎo)該流，如在圖4中所示。過濾器410可以是大體上類似于過濾器110并且因此未在本文中更加詳細(xì)地描述。如本文所描述的，第一間隔壁432a大體上是弧形的。因此，至少部分地由殼體431的第一側(cè)壁和第一間隔壁432a的側(cè)壁界定的第一通道434界定大體上彎曲的流動路徑。排氣還原劑注入到第一通道434中并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過每個通道時與排放氣體混合。

第二通道436構(gòu)造成沿著不同于第一方向的第二方向并朝向第三通道438重定向該排放氣體流。第二間隔壁432b也是弧形的，使得至少部分地由第一間隔壁432a的側(cè)壁和第二間隔壁432b的側(cè)壁界定的第二通道436界定彎曲的流動路徑。如在圖4中所示，當(dāng)排放氣體流從第一通道進(jìn)入第二通道436時，排放氣體流可以經(jīng)歷大于大約90度的方向的改變。在特定實(shí)施方案中，第二方向可以大體上與第一方向相反。

第三通道438構(gòu)造成沿著不同于第二方向的第三方向重定向排放氣體流。例如，當(dāng)排放氣體流進(jìn)入第三通道438時，排放氣體流可能經(jīng)歷大于約90度的方向的改變。在特定實(shí)施方案中，第三方向可以大體上與第二方向相反。至少部分地由第二間隔壁432b的側(cè)壁和殼體431的第二側(cè)壁界定的第三通道438界定用于排放氣體流動的彎曲的流動路徑。第一通道434、第二通道436和第三通道438中的每個彎曲流動路徑可以例如引起渦流或排放氣體速度的變化，從而增進(jìn)排放氣體與排氣還原劑的混合。第三通道438可以與scr系統(tǒng)450流體連通，并將與還原劑混合的排放氣體傳送到scr系統(tǒng)450。scr系統(tǒng)450可大體上類似于scr系統(tǒng)150，且因此未在本文更詳細(xì)地描述。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器可以包括不重疊的弧形間隔壁。例如，圖5示出了主體混合器或混合器530的側(cè)視橫截面圖，該主體混合器或混合器530可用于后處理系統(tǒng)中，例如后處理系統(tǒng)100或本文所述的任何其它后處理系統(tǒng)。

主體混合器530包括界定內(nèi)部體積的殼體531。殼體531可大體上類似于殼體531，且因此未在本文更詳細(xì)地描述。噴射口540布置在主體混合器530的界定第一通道534(如本文所描述的)的側(cè)壁上。噴射口540配置為將排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液)傳送到第一通道534并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過主體混合器時允許排氣還原劑與排放氣體混合。

第一間隔壁532a和第二間隔壁532b(統(tǒng)稱為“間隔壁532”)布置在內(nèi)部體積中。間隔壁532大體上是弧形的。間隔壁532布置并定向成界定第一通道534、第二通道536和第三通道538。第一通道534、第二通道536和第三通道538彼此流體連通并且界定用于排放氣體流動的連續(xù)流動路徑。

如在圖5中所示，第一間隔壁532a的第一端部或第一間隔壁第一端部與殼體531的第一側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第一間隔壁532a的第二端部533a或第二間隔壁第二端部533a遠(yuǎn)離殼體431的第二側(cè)壁。相反，第二間隔壁532b的第一端部或第二間隔壁第一端部與殼體531的第二側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第二間隔壁532b的第二端部533b或第二間隔壁第二端部533b遠(yuǎn)離殼體531的第一側(cè)壁。每個間隔壁532具有使得間隔壁532不重疊的弧長度。圖5中所示的虛線僅用于上下文并意在示出每個通道的邊界。

第一通道534配置為接收來自過濾器510的排放氣體流，過濾器510可大體上類似于過濾器110。第一通道534沿著第一方向朝向第二通道536引導(dǎo)該排放氣體流。第二通道536沿著不同于第一方向的第二方向朝向第三通道538重定向該排放氣體流，如關(guān)于包括在主體混合器430中的第二通道436所描述的那樣。類似地，第三通道538沿著不同于第二方向的第三方向朝向scr系統(tǒng)550重定向該排放氣體流，如關(guān)于包括在主體混合器430中的第三通道438所描述的那樣。在特定的實(shí)施方案中，第二方向可以大體上與第一方向相反，并且第三方向可以大體上與第二方向相反。

由于間隔壁532之間沒有重疊，因此第二通道536和第三通道538的入口可以具有用于排放氣體進(jìn)入的更大的橫截面或以其它方式的橫截面積。當(dāng)排放氣體從第一通道534進(jìn)入第二通道536和/或從第二通道536進(jìn)入第三通道538時，這可以導(dǎo)致與排氣還原劑混合的排放氣體的速度的降低。以這種方式，可以增加排放氣體和排氣還原劑的混合物在主體混合器530中的停留時間、可以增進(jìn)混合和/或可以降低背壓。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器可以包括弧形間隔壁，該弧形間隔壁構(gòu)造成提供流動經(jīng)過主體混合器的排放氣體在方向上逐漸的改變或以其它方式平滑的改變。例如，圖6示出了主體混合器或混合器630的側(cè)視橫截面圖，該主體混合器或混合器630可用于后處理系統(tǒng)中，例如后處理系統(tǒng)100或本文所述的任何其它后處理系統(tǒng)。

主體混合器630包括界定內(nèi)部體積的殼體631。殼體631可大體上類似于殼體431，且因此未在本文更詳細(xì)地描述。噴射口640布置在主體混合器630的界定第一通道634的側(cè)壁上(如本文所描述的)。噴射口640配置為將排氣還原劑(例如，諸如尿素的柴油機(jī)排氣處理液)傳送到第一通道634中并當(dāng)排放氣體流動經(jīng)過主體混合器時允許排氣還原劑與排放氣體混合。

第一間隔壁632a和第二間隔壁632b(統(tǒng)稱為“間隔壁632”)布置在內(nèi)部體積中。間隔壁632大體上是弧形的。間隔壁632布置并定向成界定第一通道634、第二通道636和第三通道638。第一通道634、第二通道636和第三通道638彼此流體連通并且界定用于排放氣體流動的連續(xù)流動路徑。

如在圖6中所示，第一間隔壁632a的第一端部或第一間隔壁第一端部與殼體631的第一側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第一間隔壁632a的第二端部633a或第一間隔壁第二端部633a遠(yuǎn)離殼體431的第二側(cè)壁，第二側(cè)壁與第一側(cè)壁相對。相反，第二間隔壁632b的第一端部或第二間隔壁第一端部與殼體631的第二側(cè)壁接觸或以其他方式與其齊平。第二間隔壁632b的第二端部633b或第二間隔壁第二端部633b遠(yuǎn)離殼體631的第一側(cè)壁。每個間隔壁632具有使得間隔壁632不重疊的弧長度，，如在圖6中所示。在其他實(shí)施方案中，間隔壁632可以具有使得間隔壁632至少部分地重疊的弧長度。圖6中所示的虛線僅用于上下文并意在示出每個通道的邊界。

第一通道634配置為接收來自過濾器610的排放氣體流，過濾器610可大體上類似于過濾器610。第一通道634沿著第一方向朝向第二通道636引導(dǎo)該排放氣體流。第二通道636沿著不同于第一方向的第二方向朝向第三通道638重定向該排放氣體流，如關(guān)于包括在主體混合器430中的第二通道436所描述的那樣。類似地，第三通道638沿著不同于第二方向的第三方向朝向scr系統(tǒng)650重定向該排放氣體流，如關(guān)于包括在主體混合器430中的第三通道438所描述的那樣。再次，在特定的實(shí)施方案中，第二方向大體上與第一方向相反，并且第三方向大體上與第二方向相反。

間隔壁632構(gòu)造成具有弧形表面，該弧形表面提供排放氣體流在方向上的逐漸的或以其它方式平滑的改變。如在圖6中所示，第二間隔壁632b的靠近第二間隔壁632b的第一端部的部分遠(yuǎn)離殼體631的第二側(cè)壁逐漸地彎曲。類似地，第一間隔壁632a的靠近第一間隔壁632a的第一端部的部分遠(yuǎn)離殼體631的第一側(cè)壁逐漸地彎曲。因此，沒有尖銳的拐角或轉(zhuǎn)彎，這可以允許當(dāng)與排氣還原劑混合的排放氣體從第一通道634流動到第二通道636、并在第二通道636上流動到第三通道638時，與排氣還原劑混合的排放氣體逐漸地并平滑地改變方向。這可以減少流動中的紊流，從而降低背壓。

在一些實(shí)施方案中，主體混合器可以包括間隔壁，該間隔壁包括界定為穿過該間隔壁的多個小的開口、孔或槽(未示出)。例如，包括在主體混合器130、230、330、430、530、630或本文描述的任何其它主體混合器中的任一個中的間隔壁可以包括界定為穿過該間隔壁的小的開口、槽等(未示出)。這些開口可以允許由主體混合器接收的排放氣體的一小部分穿過以穿過這些孔進(jìn)入到相鄰的通道中。但是，大部分的排放氣體將仍然流動經(jīng)過主體混合器的通道(例如，第一通道、第二通道和第三通道)、流動到聯(lián)接到主體混合器的scr系統(tǒng)中。在某些實(shí)施方式中，這些開口、槽等可以提供多個優(yōu)點(diǎn)，例如實(shí)現(xiàn)更低的背壓以及提供改良的還原劑的混合。

圖7是用于提升或促進(jìn)還原劑(例如，尿素水溶液)與流動經(jīng)過后處理系統(tǒng)(例如，包括至少scr系統(tǒng)(例如，scr系統(tǒng)150)的后處理系統(tǒng)100)的排放氣體(例如，柴油機(jī)排放氣體)的混合的示例性方法700的示意性流程圖。還原劑與排放氣體的更好的混合可以提高催化轉(zhuǎn)化效率(例如，scr系統(tǒng)的nox的轉(zhuǎn)化效率)，從而減少nox的排放。

方法700包括702處的將混合器定位在scr系統(tǒng)的上游?；旌掀靼ń缍▋?nèi)部體積的殼體。殼體包括至少第一通道、第二通道、第三通道和噴射口，該噴射口在靠近第一通道處界定在殼體的側(cè)壁上。例如，混合器可包括混合器130、230、330、430、530、630或本文描述的任何其它混合器。在各種實(shí)施方案中，混合器包括定位在由殼體界定的內(nèi)部體積中的第一間隔壁和第二壁。第一間隔壁和第二間隔壁定向成界定第一通道和第二通道。在一些實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁定位成彼此平行(例如，如本文描述的混合器330的第一間隔壁332a和第二間隔壁332b)。在其他實(shí)施方案中，第一間隔壁和第二間隔壁大體上是弧形的(例如，混合器430、530或630的第一間隔壁432a、532a或632a和第二間隔壁432b、532b或632b)。

在704處，將還原劑引入第一通道中。例如，還原劑引入單元(例如，包括泵、閥、噴嘴等閥)可以與噴射口流體地連通，以用于將還原劑(例如，尿素水溶液)引入到第一通道中。

在706處，排放氣體流入第一通道中。在各種實(shí)施方案中，在排放氣體流入第一通道中已經(jīng)啟動之后將還原劑引入到第一通道中。第一通道構(gòu)造成沿著第一方向朝向第二通道引導(dǎo)排放氣體流。第二通道構(gòu)造成沿著大體上與第一方向相反的第二方向(例如，從第一方向到第二方向，排放氣體流的方向改變大于約90度(例如，約100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度或約180度))朝向第三通道重定向排放氣體流。

第三通道構(gòu)造成沿著大體上與第二方向相反的第三方向(例如，從第一方向到第二方向，排放氣體流的方向改變大于約90度(例如，約100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度或約180度))朝向scr系統(tǒng)重定向排放氣體流。使排放氣體流動經(jīng)過第一通道、第二通道和第三通道增加了排放氣體在混合器中的停留時間。停留時間的增加提供了更好地將引入到混合器中的還原劑與排放氣體混合，這可有助于提高scr系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化效率。

如本文所使用的，術(shù)語“約”和“近似”通常意指加或減所述值的10％。例如，約0.5將包括0.45和0.55，約10將包括9至11，約1000將包括900至1100。

如本文所使用的，單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”和“該(the)”包括復(fù)數(shù)指示對象，除非上下文另有明確規(guī)定。因此，例如，術(shù)語“構(gòu)件”旨在表示單個構(gòu)件或構(gòu)件的組合，“材料”旨在表示一種或多種材料或其組合。

應(yīng)注意，如在本文用于描述各種實(shí)施方案的術(shù)語“示例性”意欲指示這樣的實(shí)施方案是可能的實(shí)施方案的可能的示例、表示和/或圖示(且這樣的術(shù)語并不意欲暗示這樣的實(shí)施方案必須是非凡或最好的例子)。

術(shù)語“聯(lián)接”、“連接”以及本文中所使用的類似術(shù)語意味著兩個構(gòu)件彼此直接或間接地連結(jié)。這樣的連結(jié)可以是固定的(例如，永久性的)或可移動的(例如，可移除的或可釋放的)?？墒褂帽舜吮灰惑w地形成為單個整體式主體的兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任何另外的中間構(gòu)件或使用附接到彼此的兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任何另外的中間構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)這樣的連結(jié)。

重要的是注意到，各種示例性實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)和布置僅僅是例證性的。雖然在本公開中只詳細(xì)描述了幾個實(shí)施方案，但是復(fù)閱本公開的本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，很多修改(例如在各種元件的尺寸、維度、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)的值、安裝布置、材料的使用、顏色、方位等方面的變化)是可能的，而不實(shí)質(zhì)上偏離本文所述的主題的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。也可在各種示例性實(shí)施方案的設(shè)計、操作條件和布置方面做出其它替代、修改、變化和省略，而不偏離本發(fā)明的范圍。