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Die Erfindung betrifft ein Verdampfungselement zum Eindampfen einer Flüssigkeit in ein Gas, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem in einem Strömungsweg angeord- neten porösen Körper, dessen Oberfläche zumindest teilweise vom Gas anströmbar ist, sowie mit einem Anschluss für eine Zufuhrleitung zur Zufuhrung der zu verdampfenden Flüssigkeit zu dem porösen Körper.
Bei einer Vielzahl von technischen Anwendungen ergibt sich die Notwendigkeit in ein strö- mendes, gasförmiges Medium eine Substanz einzubringen und dort verdampfen zu lassen.
Diese Notwendigkeit besteht vomämlich aus folgenden Gründen: - Es wird ein Gas mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung benötigt. Die Kom- ponente kann dem Gas aber erst nachträglich zugeführt werden. Die Substanz muss also durch Eindampfen dem Gas zugesetzt werden, wobei eventuell auftretende Temperaturer- niedrigung der Gasströmung wegen der Verdampfungswärmeverluste in Kauf genommen wird, - dem Gas wird zum Zweck der Kühlung durch Entzug der Verdampfungswärme eine flüs- sige Substanz zugesetzt. Die Substanz selbst wird nicht direkt benötigt, ihr Vorhandensein in der Gasströmung ist aber auch nicht schädlich für einen eventuellen Folgeprozess.
- Im Idealfall kann sowohl die Substanz selbst, als auch die Kühlung durch Verdampfungs- wärme vorteilhaft eingesetzt werden.
Es sind verschiedene Verfahren zum Zusetzen einer Flüssigkeit in ein Gas bekannt. Die Flüs- sigkeit kann mittels Hochdruckpumpen in die Gasströmung eingespritzt oder eingeblasen werden. Es ist auch bekannt die Flüssigkeit durch Ultraschallzerstäubung in möglichst kleine und möglichst fein verteilte Tröpfchen zu teilen und so direkt in die Gasströmung einzubrin- gen, damit die Flüssigkeit in der Gasströmung selbst verdampfen kann.
Die einzubringende Substanz liegt prinzipbedingt im flüssigen Aggregatzustand vor. Das Ziel ist, einen bestimmen Dampfgehalt der einzubringenden Substanz im Gasstrom zu erreichen.
Mittels Eindüsen, Einspritzen oder Ultraschallzerstäubung wird eine zwar feine, allerdings lokal sehr unterschiedliche Verteilung verschieden grosser, singulärer Tröpfchen erreicht.
Diese Tröpfchen verdampfen aber nur unvollständig, insbesondere falls die Temperatur der Gasströmung nur knapp die Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit überschreitet. Dadurch ergeben sich in weiterer Folge mehr oder weniger stark ausgeprägte Unregelmässigkeiten in der Dampfverteilung, die sich im eventuell nachfolgenden Prozess negativ bemerkbar machen können. Durch die unregelmässige Verteilung kann es auch zur kaum vorhersagbaren Wand- anlagerung der eingebrachten Substanz in flüssiger Form kommen, da sich die Tröpfchen an allen kalten Stellen der Wand wieder zu einem Flüssigkeitsfilm vereinigen. Diese Flüssig- keitsansammlungen sind meist unerwünscht und können - bei stärkerer Ausbildung - auch
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prozessgefährdend werden.
Vereinzelt kann es auch vorkommen, dass grössere Tröpfchen - ohne zu verdampfen - von dem Gasstrom mitgerissen werden und den Nachfolgeprozess er- reichen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass leistungsfähigere Systeme, wie Hochdruckpumpen mit hoch- drucktauglichen Zerstäubungsdüsen, nicht kontinuierlich, sondern intermittierend arbeiten.
Damit wird aber die exakte Dosierung der im einzelnen Schritt zu zerstäubenden Substanz- menge zum vorrangigen Problem. Bekannte Systeme zur Zerstäubung sind daher sehr auf- wendig und kostspielig.
Dazu kommt, dass fürjede flüssige Substanz eigene Zerstäubungseinrichtungen konzipiert und verwendet werden müssen, da sich die Flüssigkeiten grundsätzlich in chemischer und physi- kalischer Hinsicht stark unterscheiden. So besitzt beispielsweise Wasser völlig andere tri- bologische Eigenschaften als ein Kraftstoff.
Eine Möglichkeit, die genannten Nachteile zu vermeiden, ist, die einzubringende Substanz zuerst völlig zu verdampfen und sie erst anschliessend dem Gasstrom zuzumischen. Diese Lö- sung ist jedoch aufwendig und damit auch teuer.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Verdampfungsoberfläche im Eindampfungsbe- reich, beispielsweise durch Verwendung von porösen Materialien zu erhöhen.
Aus der US 4,088,104 A ist eine Einrichtung zur Erhöhung der Verdunstungsrate für Benzin bekannt, welche einen konischen, porösen Hohlkörper aufweist Die mit Benzin angereicherte kalte Frischluft strömt dabei durch den porösen Körper. Dadurch werden geometrisch die Be- dingungen zur Benzinverdunstung, die aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit der Frischluft gegeben ist, verbessert. Wegen der tiefen Temperaturen tritt nur eine Verdunstung, aber keine Verdampfung auf. Trotzdem können aber Flüssigkeitsteilchen unverdampft in den Gasstrom gelangen.
Aus der US 4,997,598 A ist ebenfalls eine Einrichtung zur Erhöhung der Verdunstungsrate von Flüssigkeiten mit einer Düse bekannt, welche eine Wand aus porösem Material, bei- spielsweise aus gesintertem Bronze aufweist, durch welche die Flüssigkeit, beispielsweise ein Kraftstoff, verdunstet. Die Durchfluss- und Verdunstungscharakteristik der Flüssigkeit durch das poröse Material wird dabei durch unterschiedliche Oberflächenbehandlung definiert, was relativ aufwendig ist.
Aus der SU 1 158 889 A ist eine Verdunstungseinrichtung mit einem Kapillarrohr bekannt, welches sich in eine Kammer erweitert, in welcher poröses Material angeordnet ist, dessen an den Gasstrom grenzende Oberfläche eingebuchtet ist. Die erreichbaren Verdunstungsraten sind mit dieser Einrichtung allerdings nur sehr klein.
Aus der GB 1 496 548 A ist weiters eine Verdunstungs- bzw. Verdampfungseinrichtung für den Einlassströmungsweg einer Brennkraftmaschine bekannt, welche im Bodenbereich eine poröse Oberfläche aufweist, welche über Asbestfasern mit einem Tank verbunden ist. Durch die Kapillarwirkung der Asbestfasem gelangt das Wasser aus dem Tank zum porösen Mate- rial, wo es verdunstet bzw. verdampft. Die Verdunstungs- bzw. Verdampfungsrate ist auch
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hier relativ gering, insbesondere ausserhalb des Vollastbereiches, wenn die zur Verdampfung erforderliche Ladelufttemperatur noch nicht erreicht wird. Da die Asbestfasern direkt vom Tank ausgehen, darf die Entfernung zwischen Tank und dem porösen Material nicht zu gross sein. Dadurch ergeben sich konstruktive Zwänge in der Anordnung der Verdampfungsein- richtung und des Tankes.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Verdampfungs- einrichtung vorzuschlagen, mit welcher mit möglichst geringem Aufwand hohe Verdamp- fungsraten erzielt werden können.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der poröse Körper im Bereich einer Quer- schnittsverengung des ersten Strömungsweges angeordnet ist, wobei vorzugsweise vorge- sehen ist, dass die Querschnittsverengung durch eine Venturidüse mit einem konvergenten Düsenteil und einem divergenten Diffusorteil gebildet ist. Die höheren Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich der Querschnittsverengung haben eine Erniedrigung des statischen Druckes der Strömung zur Folge. Dies erhöht die zumischbare Menge der verdampften Flüssigkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform führt im Bereich der Querschnittsverengung ein zwei- ter Strömungsweg zum ersten Strömungsweg, wobei vorgesehen sein kann, dass die Strömung des zweiten Strömungsweges im wesentlichen tangential in den ersten Strömungsweg ein- mündet. Der poröse Körper ist dabei im zweiten Strömungsweg im Bereich der Einmündung in den ersten Strömungsweg angeordnet. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der poröse Körper zumindest teilweise in die Gasströmung des zweiten Strömungsweges hineinragt. Eine besonders gute Verdampfung lässt sich erreichen, wenn das durch den zweiten Strömungsweg strömende Gas eine relativ hohe Temperatur aufweist, welche über der Verdampfungstem- peratur der Flüssigkeit liegt.
Separate Heizeinrichtungen für den porösen Körper können dann entfallen, da der poröse Körper sich in direktem Kontakt mit dem heissen Gastrom befindet und vom heissen Gas aufgeheizt wird, welches an dessen Oberfläche entlangströmt. Ist die Gastemperatur allerdings zu niedrig, kann auch vorgesehen sein, dass der poröse Körper elek- trisch beheizbar ist. Besonders hohe Verdampfungsraten lassen sich erreichen, wenn der zweite Strömungsweg über eine zumindest teilweise ringförmig oder spiralförmig ausgebil- dete Kammer in den ersten Strömungsweg einmündet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Kammer über einen Ringspalt in den ersten Strömungsweg einmündet. Der Ringspalt kann dabei eine über den Umfang konstante oder veränderliche Breite aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der poröse Körper eine zumindest teilweise im wesentlichen spiralförmige angeströmte Ober- fläche mit einem Anfangsbereich mit einem maximalen Abstand und einem Endbereich mit minimalen Abstand von der Achse des ersten Strömungsweges aufweist, wobei die Ober- fläche zwischen Anfangsbereich und Endbereich stetig gekrümmt ist. Das über den zweiten Strömungsweg tangential zuströmende Gas strömt entlang der spiralförmigen Oberfläche des porösen Körpers zur Mitte des ersten Strömungsweges, wobei gleichzeitig die verdampfende Flüssigkeit zugemischt wird.
Um hohe Verdampfungsraten zu erreichen, ist es vorteilhaft,
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wenn Anfangsbereich und Endbereich der Oberfläche des porösen Körpers sich insgesamt über ein Kreissegment mit mindestens 180 Öffnungswinkel erstrecken. Dabei ist vorgesehen, dass der Endbereich der Oberfläche des porösen Körpers im Bereich eines Strömungseintrittes des zweiten Strömungsweges in die Kammer angeordnet ist. An den Endbereich kann eine Spiralzunge anschliessen, welche vorzugsweise aus einem anderen Material wie der poröse Körper besteht.
Der poröse Körper besteht vorzugsweise aus einem porösen, metallischen Sinterkörper. Dazu eignen sich am besten Körper aus zusammengeschweissten Aluminium- oder Bronzekügel- chen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der poröse Körper an einen Kapillarenkörper grenzt und der Kapillarenkörper mit dem Anschluss zur Zufuhrung der Flüssigkeit strömungsverbunden ist.
Die Flüssigkeit kommt über eine Zuleitung von einem Aussentank, welcher tiefer angeordnet sein kann als das Verdampfungselement. Durch die Kapillarenwirkung wird der Flüssigkeits- spiegel auf die Höhe des porösen Körpers angehoben und die Flüssigkeit kommt in Kontakt mit dem porösen Körper. Dabei ist es wichtig, dass der Kapillarenkörper direkt am porösen Körper anliegt. Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, dass der Kapillarenkörper über ein An- druckelement an den porösen Körper gepresst ist. Das Andruckelement kann dabei durch eine Wellfeder oder durch ein Maschengeflecht gebildet sein. Der poröse Körper, der eine sehr grosse wirksame Oberfläche besitzt, ist der eigentliche Teil, wo die Verdampfung der Flüssig- keit stattfindet.
Durch den Kapillarenkörper werden auch eventuell vorhandene Druck- schwankungen in der Zuführleitung soweit gedämpft und unschädlich gemacht, dass ein Über- schwappen der Flüssigkeit ins Gas mit Sicherheit unterbunden wird.
Der Kapillarenkörper selbst kann aus Fasermaterial oder aus einem zweiten, sehr viel fei- nerem Sinterkörper als der poröse Körper bestehen, beispielsweise aus poröser Keramik mit grossem Durchflusswiderstand.
Das erfindungsgemässe Verdampfungselement ist im wesentlichen selbstregelnd. Der Haupt- regelparameter ist dabei die Temperatur des porösen Körpers. Je höher diese ist, desto mehr Flüssigkeit kann verdampfen. Voraussetzung für die selbstregelnde Funktion ist, dass ein Druckausgleich zwischen dem die einzudampfende Flüssigkeit enthaltenden Tank und einer Stelle hergestellt wird, wo ein höherer Druck herrscht, als im engsten Querschnitt (Ringspalt- bereich) der Venturieinheit. Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, dass in die Kammer eine Ausgleichleitung einmündet, welche mit einem die einzudampfende Flüssigkeit enthaltenden Tank druckverbunden ist. Durch die den Druckausgleich bewirkende Ausgleichsleitung kann der Tank auch tiefer angeordnet werden als das Verdampfungselement.
Der Düsenteil und der Diffusorteil der Venturieinheit sind separat in der Weise ausgeführt, dass beim Zusammenbau der beiden Teile im Bereich des engsten Strömungsquerschnittes der Ringspalt, der in seiner Breite auch variabel gestaltet werden kann, offen bleibt. Der Ringspalt seinerseits ist zumindest teilweise von der weitgehend ringförmigen oder spiralförmigen Kammer umgeben. Über einen vorzugsweise tangential zum Aussendurchmesser der Kammer liegenden Anschluss wird heisses Gas über die Kammer und den Ringspalt der Strömung im
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ersten Strömungsweg gemäss dem Venturiprinzip zugemischt. Der innerhalb der Kammer an- gebrachte poröse, metallische Sinterkörper ist über den Kapillarenkörper und einer Zuleitung mit dem Tank der einzudampfenden Flüssigkeit verbunden.
Da innerhalb der ringförmigen oder spiralförmigen Kammer dem heissen Zumischgas eine Drehbewegung (Drall) aufgezwungen wird, wird eine möglichst grosse Oberfläche des po- rösen, metallischen Sinterkörpers überstrichen. Durch die relativ grosse, vom heissen Gas kon- taktierte Oberfläche des porösen Körpers lassen sich hohe Verdampfungsraten erzielen.
Bevorzugte Anwendungsgebiete des erfindungsgemässe Verdampfungselementes sind Luft- oder Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Verdampfungselement in der Saugleitung einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und der zweite Strömungsweg eine Abgasrückführleitung ist, wobei vorzugsweise die eingedampfte Flüssigkeit Wasser ist. Das Verdampfungselement erfüllt dabei gleichzeitig mehrere Auf- gaben. Die Venturieinheit dient als Ersatz für eine Drosselklappe und ermöglicht aufgrund der erhöhten Druckdifferenz die Zumischung von Abgas mit hohen Abgasrückführraten. Durch die Zumischung über einen Ringspalt wird eine gute Durchmischung des rückgeführten Ab- gases mit der Ansaugluft gewährleistet.
Durch das eingedampfte Wasser wird das rückge- führte Abgas gekühlt, so dass ein separater Abgasrückführkühler entfallen kann. Die Wasser- eindampfung hat weiters den Vorteil, dass die Brennraumtemperaturen abgesenkt werden kön- nen und somit die Stickoxydbildung gehemmt wird, ohne dass eine separate Wassereinsprit- zung erforderlich wäre. Das Verdampfungselement übernimmt somit bis zu einem gewissen Grad auch die Funktion einer eventuellen Wassereinspritzvorrichtung.
In einer speziellen Ausführung kann ein Steuerventil für die Mengenregelung des Gasstromes durch den zweiten Strömungsweg direkt in das Verdampfungselement integriert sein. Der Massestrom des zweiten Strömungsweges kann damit zwischen 0% und 100% geregelt wer- den. In Weiterführung der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, dass in der Zuführleitung ein Flüssigkeitsventil mit vorzugsweise zwei Stellungen angeordnet ist, welches zumindest in die Schliessstellung synchron zum Steuerventil betätigbar ist, und welches vorzugsweise bei zumindest teilweise geöffnetem Steuerventil in seine Öffnungsstellung bewegbar ist. Die elektrischen Regelgrössen des Steuerventiles können dabei zur Regelung des Flüssigkeits- ventiles mitverwendet werden, das sich in weiten Bereichen synchron zum Steuerventil ver- halten kann.
Bei geschlossenem Steuerventil ist auch das Flüssigkeitsventil geschlossen. Wird das Steuerventil etwas geöffnet, so nimmt das Flüssigkeitsventil synchron dazu seine Öff- nungsstellung ein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 das erfindungsgemässe Verdampfungselement im Längsschnitt gemäss der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 das Verdampfungselement in einem Querschnitt gemäss der Linie II- II in Fig. 1.
Das Verdampfungselement 1 zum Eindampfen einer Flüssigkeit in ein Gas weist einen po- rösen Körper 2 auf, dessen Oberfläche 3 von einem Gas, beispielsweise Luft, Abgas, etc. um-
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strömt wird. Der poröse Körper 2 ist im Bereich einer Querschnittsverengung 4 des ersten Strömungsweges 20 angeordnet, welche durch eine Venturieinheit 5 mit einem Düsenteil 6 und einem Diffusorteil 7 gebildet ist. Die Achse des ersten Strömungsweges 20 ist mit 20a bezeichnet. Zwischen dem Düsenteil 6 und dem Diffusorteil 7 ist bei der zusammengebauten Venturieinheit 5 ein Ringspalt 4a im Bereich des engsten Querschnittes gebildet. Die Breite B des Ringspaltes 4a muss nicht konstant sein, sondern kann entlang des Umfanges auch variabel ausgebildet sein. Hinter dem Ringspalt 4a liegt eine Ausnehmung 4c, in der der metallische, poröse Körper 2 eingebettet ist.
Die Wände der Ausnehmung 4c und der spiralförmige Körper 2 bilden eine im wesentlichen ringförmige oder spiralförmige Kammer 4b aus. Das Verdamp- fungselement 1 weist weiters einen an den porösen Körper 2 grenzenden Kapillarenkörper 8 auf, welcher den porösen Körper 2 teilweise umgibt. Der Kapillarenkörper 8 wird durch ein Andruckelement 9, beispielsweise eine Wellenfeder oder ein Maschengeflecht, an den porö- sen Körper 2 gedrückt, wobei sich das Andruckelement 9 am Grundkörper 10 des Eindampf- elementes 1 abstützt.
Der Grundkörper 10 des Eindampfelementes 1 weist einen Anschluss 11zur Zuführung der zu verdampfenden Flüssigkeit auf. An diesen ist eine Zuführleitung 12 angeschlossen, welche von einem Tank 13 ausgeht. Der Tank 13 ist weiters über eine Ausgleichleitung 14 mit einer Stelle höheren Druckes als er im engsten Querschnitt herrscht, verbunden. Im Ausführungs- beispiel ist dies die Kammer 4b.
Im Bereich der Querschnittsverengung 4 mündet ein zweiter Strömungsweg 15, annähernd tangential, in die Kammer 4b ein, dessen Strömungseintritt mit 15a bezeichnet ist. Die Ober- fläche 3 des porösen Körpers 2 weist eine im wesentlichen spiralartige Form zwischen einem Anfangsbereich 16 und einem Endbereich 17 auf, wobei sich die Oberfläche 3 zwischen dem Anfangsbereich 16 und dem Endbereich 17 allmählich dem Radius R des engsten Quer- schnittes 4 annähert. Die Oberfläche 3 spannt dabei zwischen dem Anfangsbereich 16 und dem Endbereich 17 einen Kreissektor mit einem Öffnungswinkel a von mindestens 180 auf.
Der Endbereich 17 ist nahe der Einmündung des zweiten Strömungsweges 15 angeordnet. An den Endbereich 17 schliesst eine Spiralzunge 17a an, welche aus einem vom porösen Körper 2 unterschiedlichen Material ausgebildet sein kann.
Beim porösen Körper 2 handelt es sich um einen porösen Metallteil mit möglichst grosser Oberfläche, welche beispielsweise aus gesintertem Aluminium oder Bronze besteht. Der Ka- pillarenkörper 8 hat die Aufgabe einerseits den Flüssigkeitsspiegel auf die Höhe des porösen Körpers 2 zu heben und andererseits eventuell vorhandene Druckschwankungen in der Zu- fuhrleitung 12 soweit zu dämpfen und somit unschädlich zu machen, dass ein Überschwappen der Flüssigkeit in die Gasströmung mit Sicherheit unterbunden wird. Der Kapillarenkörper 8 kann aus Fasermaterial, feinem Metallmaschengeflecht oder aber aus einem weiteren Sinter- körper bestehen, der viel feiner ausgebildet ist als der poröse Körper 2, beispielsweise aus poröser Keramik mit grossem Durchflusswiderstand.
Die Flüssigkeit kommt über die Zuführleitung 12 vom Tank 13 in den Bereich des Kapil- larenkörpers 8. Durch die Kapillarenwirkung wird der Flüssigkeitsspiegel angehoben und die
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Flüssigkeit kommt in Kontakt mit dem porösen Körper 2. Dieser poröse Körper 2 besitzt eine sehr grosse wirksame Oberfläche und ist der eigentliche Teil, wo die Verdampfung der Flüs- sigkeit stattfindet. Der poröse Körper wird dabei direkt vom Gasstrom des zweiten Strö- mungsweges 15 aufgeheizt. Die Gastemperatur muss dabei allerdings stets über der Verdamp- fungstemperatur der Flüssigkeit liegen. Ist die Gastemperatur zu niedrig, so muss der poröse Körper 2 extern, beispielsweise elektrisch, beheizt werden.
Das Verdampfungselement 1 ist im wesentlichen selbstregelnd. Der Hauptregelparameter ist dabei die Temperatur des porösen Körpers 2. Je höher diese ist, desto mehr Flüssigkeit ver- dampft. Neben den rein konstruktiven Möglichkeiten, die maximale Durchtrittsmenge der Flüssigkeit festzulegen (Durchmesser der Zuführleitung 12, Fallhöhe des Tanks 13, Ober- fläche des porösen Körpers 2, Durchflusswiderstand des Kapillarenkörpers 8, etc. ) kann über folgende Parameter die Verdampfung beeinflusst werden: a) Temperatur des porösen Körpers 2 b) Druck im Tank 13, etwa durch Positionierung der Ausgleichsleitung 14 c) Drosselung der Flüssigkeitsmenge in der Zufuhrleitung 12 über ein Flüssigkeitsventil 23.
In das Verdampfungselement 1 kann baulich ein Steuerventil 22 integriert sein, welches den Massenstrom des zweiten Strömungsweges 15 zwischen 0% und 100% regelt. Die elekt- rischen Regelgrössen dieses Steuerventiles 15 können auch für das zwischen Tank 13 und dem Kapillarenkörper 8 in der Zuführleitung 12 angeordnete Flüssigkeitsventil 23 mitverwendet werden, das sich in weiten Bereichen synchron mit dem Steuerventil 22 verhalten kann. Beim Schliessen des Steuerventiles 22 wird dabei auch das Flüssigkeitsventil 23 geschlossen. Das Flüssigkeitsventil 23 öffnet, sobald das Steuerventil 22 irgendeine Öffnungsstellung ein- nimmt.
Das beschriebene Verdampfungselement 1 ermöglicht es, einem Gas ein weiteres Gas zuzu- setzen und gleichzeitig eine Flüssigkeit einzudampfen. Das Verdampfungselement 1 ist in dieser Ausführung für Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung geeignet, wobei die Ven- turieinheit 5 in das Einlasssystem integriert und an eine Abgasrückführleitung angeschlossen wird. Das rückgeführte Abgas gelangt dabei über den zweiten Strömungsweg 15 in die Kam- mer 4b, wo es durch das durch die Venturieinheit 5 verursachte Druckgefälle in die Hauptgas- strömung 19 des ersten Strömungsweges 20 einströmt. Das eingebrachte Abgas überströmt dabei die spiralförmige Oberfläche 3 des porösen Körpers 2 und wärmt diesen auf, wobei die über den Anschluss 11zugeführte Flüssigkeit verdampft und vom Abgas absorbiert wird.
Die Strömung des zweiten Strömungsweges 15 durch die Kammer 4b ist mit den Pfeilen 21 dar- gestellt. Das rückgeführte Abgas wird somit durch die verdampfende Flüssigkeit abgekühlt.
Das Verdampfungselement 1 erfüllt dabei mehrere Funktionen. Die Querschnittsverengung 4 erhöht einerseits die mögliche Druckdifferenz zwischen dem zweiten Strömungsweg 15 und der Saugleitung 18 des ersten Strömungsweges 20. Dadurch sind höhere Abgasrückführraten auch ohne einer Drosselklappe in der Saugleitung 18 realisierbar. Andererseits ermöglicht die Art der Anbindung der Abgasrückführung über eine ringförmige Kammer 4b und einen Ring-
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spalt 4a eine gute Durchmischung der beiden Gase, selbst bei relativ kurz ausgeführtem Dif- fusorteil 7. Weiters wird das rückgeführte Abgas ausreichend gekühlt, so dass ein separater Abgasrückfiihrkühler entfallen kann. Und schliesslich hat die der Einlassluft als Dampf zuge- führte Wassermenge zufolge, dass die Brennraumtemperatur gesenkt und damit der NOx-Aus- stoss vermindert werden kann.
Eine separate Wassereinspritzung zur Senkung der Brenn- raumtemperaturen ist somit nicht erforderlich.
Durch die Abgasrückführung allein können die NOx-Emissionen einer Brennkraftmaschine um mehr als 50% gesenkt werden. Wird, wie im vorliegenden Fall, die rückgeführte Abgas- menge zusätzlich gekühlt (Entzug der Verdampfungswärme), ist eine weitere Reduktion der NOx-Emissionen um 10% - 20% möglich. Der vorhandene Wasserdampf im rückgeführten Abgas (ca. 5% - 20% der aktuellen Kraftstoffmasse) bewirkt neben einer weiteren Absenkung der NOx-Emissionen zusätzlich auch eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauches im Teillastbereich um einige Prozentpunkte.