《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》是濰柴動力股份有限公司於2014年7月2日申請的專利，該專利的申請號為2014103127447，公布號為CN104121081A，授權公布日為2014年10月29日，發明人是王奉雙、張素英、李俊普、高偉。
《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》公開了一種SCR尾氣處理系統的進氣管，包括第一導流管和套裝於所述第一導流管外的第二導流管，所述第一導流管、第二導流管的側壁分別設有多個第一導流孔、第二導流孔，所述第一導流管的進氣端與所述系統的尿素噴嘴、發動機排氣管連線，所述第二導流孔與所述系統的催化劑反應器連線。上述雙層進氣管通過其雙層導流孔增大了氣體的擾動，使得尿素液滴碰到進氣管內壁的機率減小，進而防止了尿素結晶，同時尿素液滴與尾氣能夠在流動過程中均勻混合，提高尿素液滴的利用率。此外，該進氣管還具有較好的保溫作用。
2018年12月20日，《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統
- 公告號：CN104121081A
- 授權日：2014年10月29日
- 申請號：2014103127447
- 申請日：2014年7月2日
- 申請人：濰柴動力股份有限公司
- 地址：山東省濰坊市高新技術產業開發區福壽東街197號甲
- 發明人：王奉雙、張素英、李俊普、高偉
- Int.Cl.：F01N13/08(2010.01)I; F01N3/28(2006.01)I
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 代理人：魏曉波
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
SCR（SelectiveCatalytic Reduction）尾氣處理系統是消除柴油機尾氣中氮氧化物的主要後處理技術之一。
SCR尾氣處理系統的基本工作原理為：尾氣從增壓器渦輪流出後進入SCR尾氣處理系統的進氣管中，同時由安裝在進氣管上的尿素噴射單元將定量的尿素水溶液以霧狀形態噴入進氣管中，尿素液滴（其分子式為NH2CONH2）在高溫廢氣作用下發生水解和熱解反應，
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
生成所需要的還原劑氨氣（NH3），氨氣在催化劑作用下將尾氣中的氮氧化物（NOX）有選擇地還原為氮氣（N2），
2NO+2NO2+4NH3→4N2+6H2O
4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O
2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O。
在2014年7月前的技術中，參考圖1，圖1為在2014年7月前的技術中SCR尾氣處理系統的進氣管的結構示意圖，該進氣管為單層管，其一端連線尿素噴嘴，另一端連線系統的管路100′。該管周向設有多個導流孔11′。工作過程中，尾氣和尿素液滴同時進入該進氣管，以使二者混合發生化學反應。然而，該進氣管具有如下技術缺陷：
首先，該單層多孔管對氣流的擾動較小，導致尿素液滴碰到進氣管內壁的機率較大，壁面上的粘附時間較長，進而導致尿素容易結晶。
其次，由於對氣流的擾動較小，尿素液滴與尾氣氣流的混合不夠均勻，造成尿素液滴的利用率不高，氮氧轉化效率低，氨氣泄漏較大，同時消聲效果不佳，影響了SCR尾氣處理系統的可靠性和適應性。
有鑒於此，亟待針對上述技術問題，對在2014年7月前的技術中的SCR尾氣處理系統的進氣管做進一步最佳化設計，增大氣流的流速，減少尿素結晶，並增強對氣流的擾動，提高氮氧化物的轉化效率。
發明內容
專利目的
《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》的目的為提供一種SCR尾氣處理系統的進氣管，該進氣管通過設定多層套裝的導流管，增大了氣流的流速，從而減少了尿素結晶，並且能夠對氣流的擾動，從而提高氮氧化物的轉化效率。在此基礎上，《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》的另一目的為提供一種套用上述進氣管的SCR尾氣處理系統。
技術方案
為解決上述技術問題，《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》提供一種SCR尾氣處理系統的進氣管，包括第一導流管和套裝於所述第一導流管外的第二導流管，所述第一導流管的側壁設有多個第一導流孔、第二導流管的側壁設有多個第二導流孔，所述第一導流管的進氣端與所述系統的尿素噴嘴、發動機排氣管連線，所述第二導流孔與所述系統的催化劑反應器連線。
採用這種結構，打開尿素噴嘴，尿素溶液以霧狀噴入第一導流管，同時發動機排氣管的尾氣也進入進氣管，然後尿素液滴和尾氣經過第一導流管側壁的第一導流孔流出、進入第一導流管和第二導流管之間，再經過第二導流管側壁的第二導流孔流出。
在此過程中，上述雙層進氣管通過其雙層導流孔增大了氣體的擾動，使得尿素液滴碰到進氣管內壁的機率減小，附著於進氣管內壁的機率就減小，進而防止了尿素結晶。此外，由於雙層導流孔對氣流的擾動增大，尿素液滴與尾氣能夠在流動過程中均勻混合，提高尿素液滴的利用率，提高氮氧轉化的效率。
此外，與在2014年7月前的技術中單層進氣管相比，上述雙層結構的進氣管具較好的保溫效果，使得進氣管內始終保持較高的環境溫度，而環境溫度是尿素液滴的熱解反應的重要影響因素，從而大大提高尿素液滴的熱解反應的效率。
優選地，所述第一導流孔、所述第二導流孔分別位於所述第一導流管、第二導流管的相反的兩側。
優選地，所述第一導流管的進氣端與其靠近的第二導流管的端部之間連線有導流筒，所述導流筒上設有第三導流孔。
優選地，所述第三導流孔設於所述第一導流孔的同側。
優選地，所述第一導流管的側壁底端還設有第四導流孔。
優選地，所述第四導流孔也設於所述第一導流孔的同側。
優選地，所述第四導流孔的截面為矩形。
優選地，所述第一導流管長於所述第二導流管，所述第一導流管的底板為平板，所述第二導流管的底板為碗狀板，所述碗狀板與所述平板的外周連線、且向底端凸出。
《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》還提供一種SCR尾氣處理系統，包括進氣管和設於所述進氣管上的尿素噴嘴；所述進氣管採用如上所述的SCR尾氣處理系統的進氣管。
附圖說明
圖1為在2014年7月前的技術中SCR尾氣處理系統的進氣管的結構示意圖；
圖1
圖2為《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》所提供SCR尾氣處理系統的進氣管的一種具體實施方式的結構示意圖；
圖2
圖3為圖2的左視圖；
圖3
圖4、圖5分別為圖2中導流筒的主視圖、俯視圖。
圖4
圖5
其中，圖1中的附圖示記與部件名稱之間的對應關係為：
導流孔11′；管路100′；
圖2至圖5中的附圖示記與部件名稱之間的對應關係為：
第一導流管1；第一導流孔11；第四導流孔12；第一導流管的底板13；
第二導流管2；第二導流孔21；第二導流管的底板22；
導流筒3；第三導流孔31。
技術領域
《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》涉及汽車尾氣處理設備技術領域，尤其涉及一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統。
權利要求
1.一種SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，包括第一導流管（1）和套裝於所述第一導流管（1）外的第二導流管（2），所述第一導流管（1）的側壁設有多個第一導流孔（11）、所述第二導流管（2）的側壁設有多個第二導流孔（21），所述第一導流管（1）的進氣端與所述系統的尿素噴嘴、發動機排氣管連線，所述第二導流孔（21）與所述系統的催化劑反應器連線；
所述第一導流孔（11）、所述第二導流孔（21）分別位於所述第一導流管（1）、所述第二導流管（2）的相反的兩側；
多個第一導流孔（11）設於第一導流管（1）的下側、多個第二導流孔（21）設於第二導流管（2）的上側；
尿素液滴和尾氣中的大部分先經所述第一導流孔（11）向下流動、進入所述第一導流管（1）、所述第二導流管（2）之間，再向上流動半圈後，穿過所述第二導流孔（21）流出。
2.根據權利要求1所述的SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，所述第一導流管（1）的進氣端與其靠近的所述第二導流管（2）的端部之間連線有導流筒（3），所述導流筒（3）上設有第三導流孔（31）。
3.根據權利要求2所述的SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，所述第三導流孔（31）設於所述第一導流孔（11）的同側。
4.根據權利要求2所述的SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，所述第一導流管（1）的側壁底端還設有第四導流孔（12）。
5.根據權利要求4所述的SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，所述第四導流孔（12）也設於所述第一導流孔（11）的同側。
6.根據權利要求5所述的SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，所述第四導流孔（12）的截面為矩形。
7.根據權利要求1-6任一項所述的SCR尾氣處理系統的進氣管，其特徵在於，所述第一導流管（1）長於所述第二導流管（2），所述第一導流管的底板（13）為平板，所述第二導流管的底板（22）為碗狀板，所述碗狀板與所述平板的外周連線、且向底端凸出。
8.一種SCR尾氣處理系統，包括進氣管和設於所述進氣管上的尿素噴嘴；其特徵在於，所述進氣管採用如權利要求1-7任一項所述的SCR尾氣處理系統的進氣管。
實施方式
請參參考圖2和圖3，圖2為《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》所提供SCR尾氣處理系統的進氣管的一種具體實施方式的結構示意圖，圖3為圖2的左視圖。
在一種具體實施方式中，如圖2和圖3所示，《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》提供一種SCR尾氣處理系統的進氣管，包括第一導流管1和套裝於第一導流管1外的第二導流管2，第一導流管1、第二導流管2的側壁分別設有多個第一導流孔11、多個第二導流孔21，第一導流管1的進氣端與系統的尿素噴嘴、發動機排氣管連通，第二導流孔21與所述系統的催化劑反應器連線。
採用這種結構，打開尿素噴嘴，尿素溶液以霧狀噴入第一導流管1，同時發動機排氣管的尾氣也進入進氣管，然後尿素液滴和尾氣經過第一導流管1側壁的第一導流孔11流出、進入第一導流管1和第二導流管2之間，再經過第二導流管2側壁的第二導流孔21流出。
在此過程中，上述雙層進氣管通過其雙層導流孔增大了氣體的擾動，使得尿素液滴碰到進氣管內壁的機率減小，附著於進氣管內壁的機率就減小，進而防止了尿素結晶。此外，由於雙層導流孔對氣流的擾動增大，尿素液滴與尾氣能夠在流動過程中均勻混合，提高尿素液滴的利用率，提高氮氧轉化的效率。
此外，與在2014年7月前的技術中單層進氣管相比，上述雙層結構的進氣管具較好的保溫效果，使得進氣管內始終保持較高的環境溫度，而環境溫度是尿素液滴的熱解反應的重要影響因素，從而大大提高尿素液滴的熱解反應的效率。
具體的方案中，如圖2和圖3所示，上述第一導流孔11、第二導流孔21分別位於第一導流管1、第二導流管2的相反的兩側，即如圖2所示，多個第一導流孔11設於第一導流管1的下側、多個第二導流孔21設於第二導流管2的上側。
採用這種結構，進入第一導流管1後，尿素液滴和尾氣中的大部分先經第一導流孔11向下流動、進入第一導流管1、第二導流管2之間，再向上流動半圈後，穿過第二導流孔21流出。由此可見，將雙層導流孔分別設定在相反的兩側，能夠進一步起到導向作用，使得尿素液滴和尾氣的流動時間較長、流動路徑較長，進一步加強了對氣流的擾動，使得尿素液滴和尾氣混合更加充分。當然，上述第一導流孔11和第二導流孔21並不僅限設於相反的兩側，也可以設於相同側，或者略錯開的位置。
在另一種具體實施方式中，結合圖2、圖4和圖5，圖4、圖5分別為圖2中導流筒3的主視圖、俯視圖，上述第一導流管1的進氣端與其靠近的第二導流管2的端部之間連線有導流筒3，導流筒3上設有第三導流孔31。
由於進氣管的進氣端通常為尿素液滴容易結晶的部位，採用這種結構，在進入第一導流管1之前，尿素液滴和尾氣中的少部分先經第三導流孔31穿過導流筒3、進入第一導流管1和第二導流管2之間，進一步加強對進氣端氣流的擾動，減少尿素液滴附著在進氣端內壁的機率，進而減少尿素結晶。
具體的方案中，上述第三導流孔31設於第一導流孔11的同側，即第三導流孔31也與第二導流孔21設定於相反的兩側。與上述第一導流孔11、第二導流孔21設定為相反兩側的效果相同，採用這種結構，進一步加大對氣體擾動，使得氣流從第三導流孔31流向第二導流孔21的流動路徑加長、減少尿素結晶的同時，保證尿素液滴與尾氣充分混合。當然，上述第三導流孔31和第二導流孔21並不僅限設於相反的兩側，也可以設於相同側，或者略錯開的位置。
另一種具體實施方式中，如圖2所示，上述第一導流管1的側壁底端還設有第四導流孔12。
由於進氣管的底端也通常為尿素液滴容易結晶的部位，採用這種結構，在進入第一導流管1流、直達底部後，尿素液滴和尾氣中的少部分可以先經第四導流孔12穿過第一導流管1、進入第一導流管1和第二導流管2之間，再通過第二導流孔21流出。這樣，進一步加強對第一導流管1底端的氣流擾動，減少尿素液滴附著在底端內壁的機率，進而減少尿素結晶。
具體的方案中，上述第四導流孔12也設於第一導流孔11的同側，即第四導流孔12也與第二導流孔21設定於相反的兩側。與上述第一導流孔11、第二導流孔21設定為相反兩側的效果相同，採用這種結構，進一步加大對底端氣體的擾動，使得氣流從第四導流孔12向第二導流孔21的流動路徑加長，減少尿素結晶的同時，保證尿素液滴與尾氣充分混合。當然，上述第四導流孔12和第二導流孔21並不僅限設於相反的兩側，也可以設於相同側，或者略錯開的位置。
更具體地，上述第四導流孔12的截面可以為矩形。由於第一導流管1的底端為側壁和底壁的連線處，其操作空間受限，將第四導流孔12的截面設為矩形，使得第四導流孔12的加工工藝更加簡單、進氣管的加工成本也較小。當然，上述第四導流孔12的橫截面並不僅限於矩形，還可以設為其他形狀。
在另一種具體實施方式中，上述第一導流管1長於第二導流管2，第一導流管的底板13為平板，第二導流管的底板22為碗狀板，碗狀板與平板的外周連線、且向底端凸出。
這樣，氣流進入第一導流管1、第二導流管2之間的底部撞擊到碗狀板時，經該碗狀板反射後，能夠改變氣流的方向，使其向各個方向流動，起到緩衝的作用。與在2014年7月前的技術中的平板結構相比，採用這種碗狀底板22後，由於氣流的方向發生了很大的改變，而不是向同一個方向流動，因此大大降低了SCR後處理系統的噪聲。
此外，《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》還提供一種SCR尾氣處理系統，包括進氣管和設於進氣管上的尿素噴嘴；進氣管採用如上的SCR尾氣處理系統的進氣管。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種SCR尾氣處理系統的進氣管、SCR尾氣處理系統》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
