專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體配送方法、氣體配送裝置和消聲器－催化劑系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用一種氣體配送裝置配送氣體的方法與裝置，更特別的是，本發(fā)明涉及快速流動(dòng)氣體經(jīng)過(guò)配送裝置的配送，這種配送導(dǎo)致低的壓力下降和良好的氣體配送。
背景技術(shù)：
氣體配送在很多應(yīng)用場(chǎng)合中都是重要的，并且特別重要的領(lǐng)域是來(lái)自燃燒系統(tǒng)的排放氣體的處理。
在歐洲的貨車(chē)行業(yè)內(nèi)，來(lái)自?xún)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排放氣體成切線(xiàn)地進(jìn)入應(yīng)用的消聲器—催化劑系統(tǒng)是一種規(guī)范，重要的是由于空間的缺乏，要求需要的系統(tǒng)盡可能的小，然而，這導(dǎo)致對(duì)氣體配送的限制，同時(shí)這也影響排放氣體流的壓力下降和流動(dòng)配送。
如果保持壓力下降的存在，則均勻的流動(dòng)配送是容易獲得的，然而，在上述催化劑—消聲器單元的情況中，要求均勻的流動(dòng)分布和降低的壓力損耗。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)中已經(jīng)介紹了多種配送裝置，歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)No.1022048公開(kāi)了一種為在還原劑與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排放管中的排放氣體混合的過(guò)程中確保平穩(wěn)配送和均勻性的裝置，借助于固定的葉片在排放管中產(chǎn)生渦漩氣體運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到這一點(diǎn)，同時(shí)此運(yùn)動(dòng)抵消對(duì)流動(dòng)分布的萬(wàn)有引力。
美國(guó)專(zhuān)利No.5723041介紹了一種促進(jìn)混合相反應(yīng)器的反應(yīng)空間中的環(huán)狀均勻流動(dòng)的方法，通過(guò)傳送進(jìn)給流體進(jìn)入一個(gè)包括具有固定葉片的外殼和具有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪葉片的內(nèi)循環(huán)泵的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻流動(dòng)。
包括不同葉片型式以降低聲音的消聲器也在，例如，RU專(zhuān)利No.2113600和SU專(zhuān)利申請(qǐng)No.1719671中提到，產(chǎn)生氣體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的錐形渦漩發(fā)生器的使用已經(jīng)作為具有聲阻尼的作用而說(shuō)明。
利用無(wú)翼片、葉片等的設(shè)備的各種其它的方法與裝置在文獻(xiàn)中也有介紹，例如參閱WO專(zhuān)利申請(qǐng)No.9701387，此文件介紹還原劑與排煙在連續(xù)的縱向管道中的反應(yīng)和與反方向的流的反應(yīng)，EP專(zhuān)利申請(qǐng)No.0894523介紹一種具有混合元件的靜態(tài)混合器，該混合元件渦動(dòng)流體流經(jīng)混合器，DE專(zhuān)利申請(qǐng)No.4203807也介紹了另一種型式的混合裝置。
傳統(tǒng)的諸如上面提到的方法不包括任何呈現(xiàn)均勻流動(dòng)分布和限制的壓力變化二者的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的就是提供用于氣體配送的方法與裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供確保橫過(guò)裝置的壓力下降為最小的用于氣體配送的方法與裝置。
本發(fā)明的再一目的是提供確保氣體的均勻流動(dòng)的用于氣體配送的方法與裝置。
由本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，該發(fā)明提供氣體配送的方法，其包括經(jīng)過(guò)切向地定位在渦漩腔的入口部段傳送氣體進(jìn)入到渦漩腔內(nèi)，經(jīng)過(guò)許多相等位移的彎曲葉片，在渦漩腔內(nèi)使氣體的渦漩運(yùn)動(dòng)停止，葉片上游部分的表面處于垂直于渦漩腔的軸線(xiàn)的平面中，葉片下游部分平行于渦漩腔的軸線(xiàn)，并且葉片徑向向外延伸，以及使氣體經(jīng)過(guò)定位于渦漩腔下游的出口部段。
本發(fā)明還提供一種在上述氣體配送方法的應(yīng)用中有用的氣體配送裝置。
根據(jù)本發(fā)明的氣體配送裝置包括具有一入口部段和一出口部段的渦漩腔，入口部段切向地定位在渦漩腔上，而出口部段定位在渦漩腔下游，渦漩腔包含一元件，該元件包括許多相等位移的彎曲葉片，葉片的上游部分的表面處于垂直于渦漩腔的軸線(xiàn)的平面中，葉片的下游部分平行于渦輪腔的軸線(xiàn)，葉片徑向地向外延伸。
氣體配送裝置可以與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合使用，以便配送排放氣體進(jìn)入消聲器—催化劑系統(tǒng)，該裝置也可用于其它型式的系統(tǒng)中的氣體配送，其中對(duì)系統(tǒng)有效功能的一個(gè)要求是限制壓力變化。


圖1表示氣體配送裝置的示意圖。
圖2表示通過(guò)氣體配送裝置的板的橫剖面。
圖3表示渦漩腔的典型葉片的示意圖。
具體實(shí)施例方式
使用本發(fā)明的方法和裝置，氣體在高速例如100米/秒時(shí)的流動(dòng)方向可以轉(zhuǎn)90°，與此同時(shí)，可能在比入口表面面積大10-20倍的出口表面面積上同樣地配送氣體，本發(fā)明的裝置對(duì)控制壓力損耗是有用的，并且觀察到壓力的最小下降，觀察到的減小的壓力下降歸因于在經(jīng)過(guò)氣體配送裝置后均勻氣體流的建立。
在氣體配送裝置于消聲器中使用的情況中，裝置的軸向方向的尺寸限制到最大值為入口管的直徑的2.5倍，此限制純系由于消聲器中可能的最小空間和氣體配送裝置，該裝置太大的話(huà)就將裝不進(jìn)消聲器，當(dāng)裝置將放置在消聲器中時(shí)，裝置可放于催化劑床的上游大約100毫米處。
根據(jù)本發(fā)明的氣體配送裝置如圖1所示，并且它包括帶入口部段(2)與出口部段(3)的渦漩腔(1)，圓柱形的入口部段是這樣設(shè)置的，即氣體切向地進(jìn)入渦漩腔，渦漩腔包括一個(gè)不動(dòng)的、螺旋漿狀的元件，帶有許多相等位移的彎曲葉片(4)，見(jiàn)圖2。
葉片上游部分的表面處于垂直于渦漩腔的軸線(xiàn)的平面內(nèi)，葉片的下游部分平行于渦漩腔的軸線(xiàn)，并且葉片沿徑向向外延伸。
進(jìn)入渦漩腔的氣體最初與葉片上游部分的表面接觸，此后配送的氣體經(jīng)過(guò)葉片然后進(jìn)入葉片的下游部分，該下游部分平行于渦漩腔的軸線(xiàn)，因此氣體的方向轉(zhuǎn)向90°。
當(dāng)重定向的氣體在渦漩腔下游時(shí)，它遇到消聲器中的催化劑，催化劑有流動(dòng)限制器的作用并在此出現(xiàn)大約1/3入口管速位差的壓力下降。
應(yīng)用到本發(fā)明的相對(duì)偏差度定義為偏移/(平均值)的比率，此處計(jì)算軸向氣體速度分量對(duì)于表面面積的兩個(gè)值，通過(guò)該面積氣體作為重量的函數(shù)配送。
渦漩腔中的每個(gè)葉片由彎曲成至少兩個(gè)位置的板制成，板可以被彎曲成例如分別為40度和50度的角度，見(jiàn)圖3，板在一端附接到一軸上，并且它們徑向地向外延伸，如圖2所示。
板也可以彎曲成其它的角，并且它們也可以具有多于兩個(gè)的彎曲，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例就是具有幾個(gè)彎曲的葉片的裝置，這樣板在上游和下游表面之間具有彎曲的表面。
以下例子說(shuō)明本發(fā)明的方法和裝置。
在例子中給出的壓力以速位差單位測(cè)量，該壓力是不同部分的入口中氣體的動(dòng)態(tài)壓力。
舉例根據(jù)本發(fā)明的氣體配送器裝置的出口部段放置在距內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的催化劑—消聲器單元中的催化劑100毫米處，測(cè)量了經(jīng)過(guò)氣體配送器裝置之后以及經(jīng)過(guò)催化劑床之前和之后的壓力下降。
經(jīng)過(guò)本發(fā)明的氣體配送器之后的和在催化劑床表面的壓力下降0.8速位差催化劑床中的壓力下降0.35速位差入口處至催化劑床的偏差度＜10％小于10％的偏差度值表示氣體橫過(guò)催化劑床的表面被很好地配送。
比較舉例使用具有切向入口的常規(guī)氣體配送器進(jìn)行類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，在這種情況下的結(jié)果是經(jīng)過(guò)常規(guī)的配送器后以及在催化劑的表面處的壓力下降2.64速位差催化劑中的壓力下降0.34速位差入口處至催化劑床的偏差度＞50％在排放氣體的催化反應(yīng)之后，觀察到在催化劑中獲得低的轉(zhuǎn)化作用，這是由于在進(jìn)入催化劑床時(shí)不良的氣體流動(dòng)配送。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體配送的方法，其包括經(jīng)過(guò)切向地定位在渦漩腔上的入口部段將氣體傳送到渦漩腔中；經(jīng)過(guò)若干個(gè)相等位移的彎曲葉片，使氣體在渦漩腔中的渦漩運(yùn)動(dòng)停止，葉片上游部分的表面處于與渦漩腔的軸線(xiàn)垂直的平面內(nèi)，葉片的下游部分平行于渦漩腔的軸線(xiàn)，并且葉片沿徑向向外延伸；以及使氣體經(jīng)過(guò)定位于渦漩腔下游的出口部段。
2.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體配送方法中的氣體配送裝置，其包括帶有一入口部段和一出口部段的渦漩腔，切向地定位在渦漩腔上的入口部段，以及定位于渦漩腔下游的出口部段，渦漩腔包含一元件，該元件包括若干個(gè)相等位移的彎曲葉片，葉片上游部分的表面處于與渦漩腔的軸線(xiàn)垂直的平面內(nèi)，葉片的下游部分與渦漩腔的軸線(xiàn)平行，葉片沿徑向向外延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體配送裝置，其特征在于，其包括沿裝置的軸向方向的尺寸，該尺寸的最大值是入口管的直徑的2.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體配送裝置，其特征在于，其包括具有分別以40度和50度角度彎曲的葉片的渦漩腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體配送裝置，其特征在于，其包括具有葉片的渦漩腔，該葉片被彎曲以便在葉片上游部分的表面與葉片下游部分之間的部段中形成曲率。
6.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的消聲器—催化劑系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的氣體配送裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及配送氣體的一種方法與一種裝置，其包括經(jīng)過(guò)切向地設(shè)置在渦漩腔上的入口部段傳送氣體進(jìn)入渦漩腔，經(jīng)過(guò)許多相等位移的彎曲葉片，在渦漩腔中使氣體渦動(dòng)，葉片上游部分的表面處于垂直于渦漩腔的軸線(xiàn)的平面內(nèi)，葉片的下游部分平行于渦漩腔的軸線(xiàn)，以及葉片沿徑向向外延伸，以及使氣體經(jīng)過(guò)設(shè)置在渦漩腔下游的出口部段。
文檔編號(hào)F01N3/24GK1407213SQ0213211
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月1日
發(fā)明者O·霍姆－克里斯坦森 申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司